【期末押题卷】广东省广州市2024-2025学年高一下学期数学期末测试押题预测卷一(人教A版)(含解析)

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名称 【期末押题卷】广东省广州市2024-2025学年高一下学期数学期末测试押题预测卷一(人教A版)(含解析)
格式 docx
文件大小 598.7KB
资源类型 试卷
版本资源 人教A版(2019)
科目 数学
更新时间 2025-06-12 23:35:11

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文档简介

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广东省广州市2024-2025学年高一下学期数学期末测试押题预测卷
一.选择题(共8小题,满分40分,每小题5分)
1.(5分)(2021春 栾城区校级月考)复数z满足z(1﹣i)=1+2i,则z对应复平面内的点坐标为(  )
A. B. C. D.
2.(5分)(2024秋 福建校级期中)设A={x|1≤x≤3},B={x|3a≤x≤a+1},若B A,则实数a的取值范围是(  )
A. B.
C. D.或
3.(5分)(2023 碑林区校级模拟)已知一个球与一个圆台的上下底面和侧面都相切,若圆台的侧面积为16π.上、下底面的面积之比为9:1,则球的表面积为(  )
A.12π B.14π C.16π D.18π
4.(5分)(2023春 绥棱县校级期末)已知有8个样本数据分别为4,7,8,11,13,15,20,22,则估计该组数据的总体的第三四分位数为(  )
A.9 B.12 C.17.5 D.21
5.(5分)(2022 南京模拟)已知函数,若函数g(x)=f(x)+x﹣m恰有两个不同的零点,则m的取值范围是(  )
A.[0,1] B.(﹣1,1) C.[0,1 ) D.(﹣∞,1]
6.(5分)(2024春 惠山区校级期末)已知事件A,B满足P(A)=0.5,P(B)=0.2,则(  )
A.若B A,则P(AB)=0.5
B.若A,B互斥,则P(A+B)=0.7
C.若A与B相互独立,则
D.若P(B)+P(C)=1,则C与B相互对立
7.(5分)(2024秋 西城区校级期末)设椭圆C的焦点为F1,F2,离心率为e,则“”是“C上存在一点P,使得”的(  )
A.充分而不必要条件
B.必要而不充分条件
C.充分必要条件
D.既不充分也不必要条件
8.(5分)(2023春 成都期末)如图,在正方体ABCD﹣A1B1C1D1中,已知E,F,G,H分别是A1B1,AD,B1C1,C1D1的中点,则下列结论中错误的是(  )
A.C,G,A1,F四点共面
B.直线EF∥平面BDD1B1
C.平面HCG∥平面BDD1B1
D.直线EF和HG所成角的正切值为
二.多选题(共3小题,满分18分,每小题6分)
(多选)9.(6分)(2024秋 松原校级期末)已知实数a,b,c满足0<c<1<b<a,则(  )
A.ca>cb B.ac>bc
C. D.tanc<tanb
(多选)10.(6分)(2023 浉河区校级模拟)某科技学校组织全体学生参加了主题为“创意致匠心,技能动天下”的文创大赛,随机抽取了400名学生进行成绩统计,发现抽取的学生的成绩都在50分至100分之间,进行适当分组后(每组的取值区间均为左闭右开),画出频率分布直方图(如图),下列说法正确的是(  )
A.在被抽取的学生中,成绩在区间[90,100)内的学生有160人
B.图中x的值为0.030
C.估计全校学生成绩的中位数为86.7
D.估计全校学生成绩的80%分位数为95
(多选)11.(6分)(2023春 济宁期末)如图所示,在棱长为2的正方体ABCD﹣A1B1C1D1中,O,F分别为BD,AA1的中点,点P为棱BB1上的动点(包含端点),则下列说法中正确的是(  )
A.AC⊥D1P
B.三棱锥F﹣DPD1的体积为定值
C.FP+PC1的最小值为
D.当P为BB1的中点时,平面D1FP截正方体所得截面的面积为2
三.填空题(共3小题,满分15分,每小题5分)
12.(5分)已知一组数据6、5、4、3、3、3、2、2、2、1,则第85百分位数为     .
13.(5分)(2024春 福州期末)已知1﹣2i是关于x的方程x2+px+q=0(其中p、q为实数)的一个根,则p﹣q的值为     .
14.(5分)已知f(x)是定义在R上的奇函数,当x<0时,,若对任意x∈[0,+∞),f(x)≥3a+4,则实数a的取值范围是     .
四.解答题(共5小题,满分77分)
15.(13分)已知,分别为两条不重合的直线l1,l2的方向向量,判断下列各组中两条直线的位置关系是平行还是垂直:
(1)(1,﹣1,1),(﹣1,2,3);
(2)(1,﹣2,0),(﹣1,2,0).
16.(15分)在甲、乙两个盒子中分别装有标号为1,2,3,4的4个球,现从甲、乙两个盒子中各取出1个球,每个球被取出的可能性相等.
(1)列出所有可能结果;
(2)求取出的两个球上标号为相同数字的概率;
(3)求取出的两个球上标号之积能被3整除的概率.
17.(15分)(2023春 密云区期末)如图,在四棱锥P﹣ABCD中,底面ABCD为矩形,平面PAD⊥平面ABCD,PA⊥PD,PA=PD,E为AD的中点.
(1)求证:PE⊥BC;
(2)求证:平面PAB⊥平面PCD;
(3)在线段PC上是否存在点M,使得DM∥平面PEB?请说明理由.
18.(17分)在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c.且满足.
(1)求角C的大小;
(2)若△ABC的面积,内切圆的半径为r=3,求c;
(3)若∠ACB的平分线交AB于D,且CD=2,求△ABC的面积S的最小值.
19.(17分)已知函数f(x)在区间(0,+∞)上单调递增,g(x)在区间(0,+∞)上单调递减,下列函数在区间(0,+∞)上是否定单调递增?
(1)f(x)+g(x);
(2)f(x)﹣g(x);
(3)f(x) g(x);
(4)f(x)+[g(x)]2.
广东省广州市2024-2025学年高一下学期数学期末测试押题预测卷
参考答案与试题解析
一.选择题(共8小题,满分40分,每小题5分)
1.(5分)(2021春 栾城区校级月考)复数z满足z(1﹣i)=1+2i,则z对应复平面内的点坐标为(  )
A. B. C. D.
【考点】复数的代数表示法及其几何意义.
【专题】整体思想;综合法;数系的扩充和复数;运算求解.
【答案】B
【分析】计算出复数z的代数形式,即可解出.
【解答】解:由题意可得z,
故选:B.
【点评】本题考查了复数的运算,学生的数学运算能力,属于基础题.
2.(5分)(2024秋 福建校级期中)设A={x|1≤x≤3},B={x|3a≤x≤a+1},若B A,则实数a的取值范围是(  )
A. B.
C. D.或
【考点】集合的包含关系判断及应用.
【专题】集合思想;综合法;集合;运算求解.
【答案】B
【分析】分B= 和B≠ 两种情况,得到不等式,求出a的取值范围.
【解答】解:因为B A,
所以分B= 和B≠ 两种情况讨论,
当B= 时,3a>a+1,
解得,
当B≠ 时,或,
解得或,
所以,
综上所述,实数a的取值范围为{a|}.
故选:B.
【点评】本题主要考查了集合间的包含关系,属于基础题.
3.(5分)(2023 碑林区校级模拟)已知一个球与一个圆台的上下底面和侧面都相切,若圆台的侧面积为16π.上、下底面的面积之比为9:1,则球的表面积为(  )
A.12π B.14π C.16π D.18π
【考点】圆台的侧面积和表面积.
【专题】计算题;转化思想;综合法;空间位置关系与距离;球;逻辑思维;运算求解.
【答案】A
【分析】首先利用圆台和球的关系求出圆台的上下底的半径,进一步求出圆台的母线长,最后求出内切球的半径和球的表面积.
【解答】解:设圆台的底面半径为r1和r2,
由于上、下底面的面积之比为9:1,故,
所以r1=3r2,
则S表=π(r1+r2) l=16π,
故4πr2l=16π,解得r2l=4,
由于l=r1+r2=4r2,所以,解得r1=3,r2=1;
故.解得R2=3,
故.
故选:A.
【点评】本题考查的知识要点:圆台和球的关系,球的表面积公式,主要考查学生的理解能力和计算能力,属于中档题.
4.(5分)(2023春 绥棱县校级期末)已知有8个样本数据分别为4,7,8,11,13,15,20,22,则估计该组数据的总体的第三四分位数为(  )
A.9 B.12 C.17.5 D.21
【考点】用样本估计总体的集中趋势参数.
【专题】计算题;方程思想;转化思想;综合法;概率与统计;运算求解.
【答案】C
【分析】根据题意,由百分位数的计算公式计算可得答案.
【解答】解:根据题意,数据从小到大为:4,7,8,11,13,15,20,22,
由于86,则总体的第三四分位数17.5.
故选:C.
【点评】本题考查数据的百分位数的计算,注意百分数的计算公式,属于基础题.
5.(5分)(2022 南京模拟)已知函数,若函数g(x)=f(x)+x﹣m恰有两个不同的零点,则m的取值范围是(  )
A.[0,1] B.(﹣1,1) C.[0,1 ) D.(﹣∞,1]
【考点】函数的零点与方程根的关系;分段函数的应用.
【专题】数形结合;转化思想;数形结合法;综合法;函数的性质及应用;直观想象;运算求解.
【答案】D
【分析】将函数的零点个数转化成方程根的个数,再将方程根的个数转化成两图象交点的个数,再数形结合即可求解.
【解答】解:∵g(x)=f(x)+x﹣m恰有两个不同的零点,
∴方程g(x)=f(x)+x﹣m=0有两个不同的实根,
即方程f(x)=﹣x+m有两个不同的实根,
∴y=f(x)与y=﹣x+m有两个交点,
在平面直角坐标系在作出y=f(x)的图象,再平移直线y=﹣x+m,
观察y=f(x)与y=﹣x+m有两个交点时,得m∈(﹣∞,1],
故选:D.
【点评】本题考查函数的零点与方程的根的关系,方程的根个数与图象交点个数相互转化,化归转化思想,数形结合思想,属基础题.
6.(5分)(2024春 惠山区校级期末)已知事件A,B满足P(A)=0.5,P(B)=0.2,则(  )
A.若B A,则P(AB)=0.5
B.若A,B互斥,则P(A+B)=0.7
C.若A与B相互独立,则
D.若P(B)+P(C)=1,则C与B相互对立
【考点】相互独立事件的概率乘法公式;互斥事件的概率加法公式;对立事件的概率关系及计算.
【专题】方程思想;定义法;概率与统计;运算求解.
【答案】B
【分析】利用互斥事件、相互独立事件、对立事件求解.
【解答】解:事件A,B满足P(A)=0.5,P(B)=0.2,
对于A,B A,则P(AB)=P(B)=0.2,故A错误;
对于B,若A与B互斥,则P(A+B)=P(A)+P(B)=0.5+0.2=0.7,
故B正确;
对于C,A与B相互独立,则P(A)=P(A)P()=0.5×0.8=0.4,故C错误;
对于D,若P(B)+P(C)=1,则C与B不一定相互对立,故D错误.
故选:B.
【点评】本题考查互斥事件、相互独立事件、对立事件等基础知识,考查运算求解能力,是基础题.
7.(5分)(2024秋 西城区校级期末)设椭圆C的焦点为F1,F2,离心率为e,则“”是“C上存在一点P,使得”的(  )
A.充分而不必要条件
B.必要而不充分条件
C.充分必要条件
D.既不充分也不必要条件
【考点】平面向量数量积的性质及其运算.
【专题】转化思想;综合法;圆锥曲线的定义、性质与方程;运算求解.
【答案】B
【分析】根据椭圆的性质,可得C上存在一点P,使得的等价条件为∠F1PF2>90°,由此求得离心率范围,进而得出结论.
【解答】解:若椭圆C上存在一点P,使得,
则有∠F1PF2>90°,即b<c,
则有b2<c2,即a2﹣c2<c2,
即,解得,
又,
则“”是“C上存在一点P,使得”的必要而不充分条件.
故选:B.
【点评】本题考查椭圆的性质,属中档题.
8.(5分)(2023春 成都期末)如图,在正方体ABCD﹣A1B1C1D1中,已知E,F,G,H分别是A1B1,AD,B1C1,C1D1的中点,则下列结论中错误的是(  )
A.C,G,A1,F四点共面
B.直线EF∥平面BDD1B1
C.平面HCG∥平面BDD1B1
D.直线EF和HG所成角的正切值为
【考点】异面直线及其所成的角;直线与平面平行;平面与平面平行;平面的基本性质及推论.
【专题】整体思想;综合法;立体几何;运算求解.
【答案】C
【分析】根据线线平行即可判断A,根据面面平行得线面平行即可判断B,根据面面平行的性质即可得矛盾判断C,根据异面直线的几何法找到其角,即可由三角形边角关系求解D.
【解答】解:取BC中点M,连接B1M,FM,
由于F是AD的中点,在正方体中可知A1F∥B1M,
又B1G=CM,B1G∥CM,所以四边形B1GCM为平行四边形,故B1M∥CG,
因此CG∥A1F,故C,G,A1,F四点共面,故A正确,
取AB中点N,连接FN,EN,
由于N,E,F均为中点,所以FN∥BD,EN∥BB1,
又因为FN 平面DBB1D1,BD平面DBB1D1,所以FN∥平面DBB1D1,
同理EN∥平面DBB1D1,EN∩FN=N,EN,FN 平面EFN,
所以平面EFN∥平面DBB1D1,EF 平面EFN,故直线EF∥平面BDD1B1,B正确,
假设平面HCG∥平面BDD1B1,则平面HCG∩平面BCC1B1=GC,平面BDD1B1∩平面BCC1B1=BB1,根据面面平行的性质可得平面BB1∥GC,显然这与BB1与GC相交矛盾,故C错误,
由于GH∥B1D1,BD∥B1D1,FN∥BD,所以GH∥FN,
故∠EFN为直线EF和HG所成角或其补角,
不妨设正方体的棱长为a,则,
由于EN⊥底面ABCD,FN 平面ABCD,所以EN⊥FN,
故,
直线EF和HG所成角的正切值为,D正确.
故选:C.
【点评】本题主要考查了线面平行和面面平行的判定,考查了求异面直线所成的角,属于中档题.
二.多选题(共3小题,满分18分,每小题6分)
(多选)9.(6分)(2024秋 松原校级期末)已知实数a,b,c满足0<c<1<b<a,则(  )
A.ca>cb B.ac>bc
C. D.tanc<tanb
【考点】对数值大小的比较.
【专题】转化思想;转化法;函数的性质及应用;运算求解.
【答案】BC
【分析】根据指数函数以及幂函数单调性可判断A错误,B正确,自由对数函数单调性可得C正确,取特殊值可判断D错误.
【解答】解:因为0<c<1<b<a,
所以f(x)=cx在R上为减函数,
所以f(a)<f(b),即ca<cb,故A错误;
因为g(x)=xc在(0,+∞)上为增函数,所以g(a)>g(b),即ac>bc,故B正确;
因为b>1,所以,,所以,故C正确;
取,,满足0<c<1<b,可得tanc=1,tanb=﹣1,不满足tanc<tanb,故D错误.
故选:BC.
【点评】本题主要考查函数的性质,属于基础题.
(多选)10.(6分)(2023 浉河区校级模拟)某科技学校组织全体学生参加了主题为“创意致匠心,技能动天下”的文创大赛,随机抽取了400名学生进行成绩统计,发现抽取的学生的成绩都在50分至100分之间,进行适当分组后(每组的取值区间均为左闭右开),画出频率分布直方图(如图),下列说法正确的是(  )
A.在被抽取的学生中,成绩在区间[90,100)内的学生有160人
B.图中x的值为0.030
C.估计全校学生成绩的中位数为86.7
D.估计全校学生成绩的80%分位数为95
【考点】频率分布直方图的应用.
【专题】数形结合;定义法;概率与统计;运算求解.
【答案】ACD
【分析】对于A,由频率分布直方图求出[90,100)的频率,再乘以400可得结果;对于B,由各组的频率和为1可求得结果;对于C,先判断中位数所在的区间,再列方程求解;对于D,根据百分位数的定义能求出结果.
【解答】解:由题意,成绩在区间[90,100)内的学生人数为400×0.040×10=160,故A正确;
由(0.005+0.010+0.015+x+0.040)×10=1,
解得x=0.030,故B错误;
由于前3组的频率和为(0.005+0.010+0.015)×10=0.3<0.5,
前4组的频率和为(0.005+0.010+0.015+0.030)×10=0.6>0.5,
∴中位数在第4组,
设中位数为a,则(0.005+0.010+0.015)×10+0.030(a﹣80)=0.5,
解得a≈86.7,故C正确;
低于90分的频率为1﹣0.4=0.6,
设样本数据的80%分位数为n,
则,解得n=95,故D正确.
故选:ACD.
【点评】本题考查频率分布直方图、中位数、百分位数等基础知识,考查运算求解能力,是基础题.
(多选)11.(6分)(2023春 济宁期末)如图所示,在棱长为2的正方体ABCD﹣A1B1C1D1中,O,F分别为BD,AA1的中点,点P为棱BB1上的动点(包含端点),则下列说法中正确的是(  )
A.AC⊥D1P
B.三棱锥F﹣DPD1的体积为定值
C.FP+PC1的最小值为
D.当P为BB1的中点时,平面D1FP截正方体所得截面的面积为2
【考点】棱锥的体积;平面的交线及其性质;点、线、面间的距离计算.
【专题】转化思想;数形结合法;立体几何;逻辑思维;运算求解.
【答案】ABD
【分析】A中,证明AC⊥平面D1DBB1,得出AC⊥D1P;
B中,计算出三棱锥F﹣DPD1的体积是定值;
C中,把侧面ABB1A1和侧面BCC1B1展成一个平面,连接FC1,交BB1于点P,得出FP+PC1的最小值为FC1;
D中,P为BB1的中点时,平面D1FP截正方体所得截面是矩形D1FPC1,计算截面面积即可.
【解答】解:对于A,D1D⊥平面ABCD,AC 平面ABCD,所以D1D⊥AC,
又因为AC⊥BD,BD∩D1D=D,所以AC⊥平面D1DBB1,
又因为D1P 平面D1DBB1,所以AC⊥D1P,选项A正确;
对于B,三棱锥F﹣DPD1的体积为:
AC2×22,是定值,选项B正确;
对于C,把侧面ABB1A1和侧面BCC1B1展成一个平面ACC1A1,
连接FC1,交BB1于点P,则FP+PC1的最小值为FC1,选项C错误;
对于D,P为BB1的中点时,平面D1FP截正方体所得截面是矩形D1FPC1,
所以截面面积为D1F D1C1=2,选项D正确.
故选:ABD.
【点评】本题考查了正方体的性质、线面垂直的判定与性质、平面的基本性质、以及体积计算问题,是中档题.
三.填空题(共3小题,满分15分,每小题5分)
12.(5分)已知一组数据6、5、4、3、3、3、2、2、2、1,则第85百分位数为  9  .
【考点】百分位数;归纳推理.
【专题】转化思想;转化法;概率与统计;运算求解.
【答案】9.
【分析】根据已知条件,结合百分位数的定义,即可求解.
【解答】解:数据从小到大排序为:1,2,2,2,3,3,3,4,5,6,共10个,
10×0.85=8.5,
故第85百分位数为9.
故答案为:9.
【点评】本题主要考查百分位数的定义,属于基础题.
13.(5分)(2024春 福州期末)已知1﹣2i是关于x的方程x2+px+q=0(其中p、q为实数)的一个根,则p﹣q的值为  ﹣7  .
【考点】实系数多项式虚根成对定理.
【专题】计算题;转化思想;综合法;数系的扩充和复数;逻辑思维;运算求解.
【答案】﹣7.
【分析】把x=1﹣2i代入方程x2+px+q=0中,再利用复数相等求出p、q,即可得解.
【解答】解:由已知可得(1﹣2i)2+p(1﹣2i)+q=0,即(p+q﹣3)﹣(4+2p)i=0,
所以,解得,
所以p﹣q=﹣7.
故答案为:﹣7.
【点评】本题考查的知识点:复数的运算,主要考查学生的运算能力,属于基础题.
14.(5分)已知f(x)是定义在R上的奇函数,当x<0时,,若对任意x∈[0,+∞),f(x)≥3a+4,则实数a的取值范围是  (﹣∞,﹣2]  .
【考点】不等式恒成立的问题.
【专题】转化思想;转化法;函数的性质及应用;运算求解.
【答案】(﹣∞,﹣2].
【分析】根据函数的奇偶性求出当x≥0时f(x)的解析式,根据不等式恒成立进行转化求解即可.
【解答】解:若x>0,则﹣x<0,
则f(﹣x)=﹣x6,
∵f(x)是R上的奇函数,
∴f(﹣x)=﹣x6=﹣f(x),
即f(x)=x6,(x>0),
对任意x∈[0,+∞),f(x)≥3a+4恒成立,
则当x=0时,f(0)=0≥3a+4恒成立,此时a,①
当x>0时,由f(x)≥3a+4得x6≥3a+4恒成立,
即x3a+10,
∵x22|a|=﹣2a,
∴不等式等价为﹣2a≥3a+10,得5a≤﹣10,得a≤﹣2,②,
由①②得a≤﹣2,
即实数a的取值范围是(﹣∞,﹣2],
故答案为:(﹣∞,﹣2].
【点评】本题主要考查不等式恒成立问题,根据函数奇偶性求出函数的解析式,利用不等式恒成立进行转化求解是解决本题的关键,是中档题.
四.解答题(共5小题,满分77分)
15.(13分)已知,分别为两条不重合的直线l1,l2的方向向量,判断下列各组中两条直线的位置关系是平行还是垂直:
(1)(1,﹣1,1),(﹣1,2,3);
(2)(1,﹣2,0),(﹣1,2,0).
【考点】空间向量语言表述线线的垂直、平行关系;直线的一般式方程与直线的垂直关系;空间向量的数量积判断向量的共线与垂直.
【专题】计算题;方程思想;转化思想;综合法;空间位置关系与距离;空间向量及应用;运算求解.
【答案】(1)垂直;
(2)平行.
【分析】(1)根据题意,分析可得 1﹣2+3=0,则有⊥,可得两直线垂直;
(2)根据题意,分析可得∥,可得两直线平行.
【解答】解:(1)(1,﹣1,1),(﹣1,2,3),
则有 1﹣2+3=0,则有⊥,故两直线垂直;
(2)(1,﹣2,0),(﹣1,2,0),
易得,即∥,故两直线平行.
【点评】本题考查直线的方向向量,涉及空间直线与直线的位置关系,属于基础题.
16.(15分)在甲、乙两个盒子中分别装有标号为1,2,3,4的4个球,现从甲、乙两个盒子中各取出1个球,每个球被取出的可能性相等.
(1)列出所有可能结果;
(2)求取出的两个球上标号为相同数字的概率;
(3)求取出的两个球上标号之积能被3整除的概率.
【考点】古典概型及其概率计算公式.
【专题】方程思想;定义法;概率与统计;运算求解.
【答案】(1)(1,1),(1,2),(1,3),(1,4),(2,1),(2,2),(2,3),(2,4),
(3,1),(3,2),(3,3),(3,4),(4,1),(4,2),(4,3),(4,4),共16种.
(2).
(3).
【分析】(1)设从甲、乙两个盒子中各取1个球,其数字分别为x,y,用(x,y)表示抽取结果,利用列举法能求出所有可能结果.
(2)利用列举法求出所取两个球上标号为相同数字的结果,由此能求出取出的两个球上标号为相同数字的概率.
(3)利用列举法求出所取两个球上的数字积能被3整除的结果,由此能求出取出的两个球上标号之积能被3整除的概率.
【解答】解:(1)设从甲、乙两个盒子中各取1个球,其数字分别为x,y,用(x,y)表示抽取结果,
则所有可能有(1,1),(1,2),(1,3),(1,4),(2,1),(2,2),(2,3),(2,4),
(3,1),(3,2),(3,3),(3,4),(4,1),(4,2),(4,3),(4,4),共16种.
(2)所取两个小球上的数字为相同数字的结果有:
(1,1),(2,2),(3,3),(4,4),共4种.
故取出的两个球上标号为相同数字的概率P.
(3)所取两个球上的数字积能被3整除的结果有:
(1,3),(2,3),(3,1),(3,2),(3,3),(3,4),(4,3),共7种.
故取出的两个球上标号之和能被3整除的概率P.
【点评】本题考查古典概型、列举法等基础知识,考查运算求解能力,是基础题.
17.(15分)(2023春 密云区期末)如图,在四棱锥P﹣ABCD中,底面ABCD为矩形,平面PAD⊥平面ABCD,PA⊥PD,PA=PD,E为AD的中点.
(1)求证:PE⊥BC;
(2)求证:平面PAB⊥平面PCD;
(3)在线段PC上是否存在点M,使得DM∥平面PEB?请说明理由.
【考点】平面与平面垂直;直线与平面平行.
【专题】综合题;转化思想;综合法;空间位置关系与距离;运算求解.
【答案】(1)证明见解析;
(2)证明见解析;
(3)存在M为PC中点,理由见解析.
【分析】(1)由题意PE⊥AD,又因为平面PAD⊥平面ABCD,所以PE⊥平面ABCD,即可得证PE⊥BC;
(2)由PE⊥平面ABCD,所以PE⊥CD,又AD⊥CD,所以CD⊥平面PAD,得CD⊥AP,又PA⊥PD,从而PA⊥平面PCD,即可得结论;
(3)存在M为PC中点时,DM∥平面PEB.取PB中点为F,可得四边形EFMD为平行四边形,因此DM∥EF,即可证明.
【解答】解:(1)证明:因为PA=PD,E为AD中点,所以PE⊥AD,
又因为平面PAD⊥平面ABCD,平面PAD∩平面ABCD=AD,PE 平面PAD,
所以PE⊥平面ABCD,又BC 平面ABCD,
因此PE⊥BC.
(2)证明:由(1)知,PE⊥平面ABCD,CD 平面ABCD,所以PE⊥CD.
在矩形ABCD中,AD⊥CD,
又因为AD∩PE=E,AD,PE 平面PAD,所以CD⊥平面PAD.
AP 平面PAD,所以CD⊥AP.
又因为PA⊥PD,CD∩PD=D,CD,PD 平面PCD,所以PA⊥平面PCD.
因为PA 平面PAB,所以平面PAB⊥平面PCD.
(3)存在M为PC中点时,DM∥平面PEB.
理由:取PB中点为F,连接DM,FM,
因为M为PC中点,∴FM∥BC,且.
在矩形ABCD中,E为AD中点,所以ED∥BC,且.
所以ED∥FM,且ED=FM,所以四边形EFMD为平行四边形,
因此DM∥EF,又因为EF 面PEB,DM 面PEB,
所以DM∥面PEB.
【点评】本题考查线线垂直,面面垂直的证明,考查线面平行的判定,属中档题.
18.(17分)在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c.且满足.
(1)求角C的大小;
(2)若△ABC的面积,内切圆的半径为r=3,求c;
(3)若∠ACB的平分线交AB于D,且CD=2,求△ABC的面积S的最小值.
【考点】解三角形.
【专题】转化思想;综合法;三角函数的求值;解三角形;不等式;运算求解.
【答案】(1);
(2);
(3).
【分析】(1)利用三角恒等变换公式化简所给等式,结合同角三角函数的基本关系与特殊角的函数值求出角C的大小;
(2)根据三角形内切圆的性质算出,结合ab=40利用余弦定理列式求得边c的值;
(3)分别在△ACD、△BCD与△ABC中,利用正弦定理推导出边a、b的关系式,可得,然后根据基本不等式求得ab的最小值,进而求出三角形面积的最小值.
【解答】解:(1)由(sinBsinA﹣cosBcosA)=sinC,
可得cos(A+B)=sinC,所以cosC=sinC,
即tanC,结合0<C<π,可得.
(2)根据题意,△ABC的面积,
所以,解得①,且ab=40…②,
在△ABC中,由余弦定理得c2=a2+b2﹣2abcosC,
即c2=a2+b2﹣ab=(a+b)2﹣3ab…③,根据①②③组成方程组,解得.
(3)根据CD平分∠ACB,可知,
设AD=m(0<m<c),则BD=c﹣m,
在△ACD中,由正弦定理得,则,
在△BCD中,由正弦定理得,则,可得(*).
在△ABC中,由正弦定理得,即,
化简得代入(*)式,可得,整理得.
由基本不等式,可得,解得,当且仅当时取等号.
所以,当且仅当时,△ABC的面积取得最小值.
【点评】本题主要考查三角恒等变换公式、正弦定理与余弦定理、运用基本不等式求最值等知识,考查了计算能力、等价转化的数学思想,属于中档题.
19.(17分)已知函数f(x)在区间(0,+∞)上单调递增,g(x)在区间(0,+∞)上单调递减,下列函数在区间(0,+∞)上是否定单调递增?
(1)f(x)+g(x);
(2)f(x)﹣g(x);
(3)f(x) g(x);
(4)f(x)+[g(x)]2.
【考点】抽象函数的周期性;由函数的单调性求解函数或参数.
【专题】计算题;方程思想;转化思想;综合法;函数的性质及应用;运算求解.
【答案】(1)不一定单调递增;
(2)一定单调递增;
(3)不一定单调递增;
(4)不一定单调递增.
【分析】(1)举出反例,可得该函数不一定单调递增,
(2)设0<x1<x2,利用作差法分析[f(x1)﹣g(x1)]﹣[f(x2)﹣g(x2)]的符号,分析可得结论,
(3)举出反例,可得该函数不一定单调递增,
(4)举出反例,可得该函数不一定单调递增.
【解答】解:(1)f(x)+g(x),在区间(0,+∞)上不一定单调递增,如f(x)=x,g(x)=﹣2x;
(2)f(x)﹣g(x),在区间(0,+∞)上一定单调递增,
证明:设0<x1<x2,则有f(x1)﹣f(x2)>0,g(x1)﹣g(x2)<0,
则[f(x1)﹣g(x1)]﹣[f(x2)﹣g(x2)]=[f(x1)﹣f(x2)]+[g(x2)﹣g(x1)]>0,
则f(x)﹣g(x)在区间(0,+∞)上一定单调递增.
(3)f(x) g(x),在区间(0,+∞)上不一定单调递增,如f(x)=x,g(x);
(4)f(x)+[g(x)]2,在区间(0,+∞)上不一定单调递增,如f(x)=x2,g(x).
【点评】本题考查函数单调性的定义和判断方法,注意函数单调性的判断,属于基础题.
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