【文档说明】湖南省长沙市长郡中学2022-2023学年高三上学期月考(二)数学试题(解析版).docx,共(26)页,1.311 MB,由envi的店铺上传
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长郡中学2023届高三月考试卷(二)数学一、选择题1.已知全集U=R,集合2,3,4A=,集合0,2,4,5B=,则图中的阴影部分表示的集合为()A.2,4B.0C.5D.0,5【答案】D【解析】【分析】根据给定条件,利用韦恩图表达的集合运算直
接计算作答.【详解】依题意,图中的阴影部分表示的集合是()UABð,而全集U=R,2,3,4A=,0,2,4,5B=,所以(){0,5}UAB=ð.故选:D2.若i1iaz+=−(i为虚数单位)是纯虚数,则=a()A.-1B
.0C.1D.2【答案】C【解析】【分析】根据复数的除法运算化简复数,进而根据纯虚数实部为0,虚部不为0即可求解.【详解】()()()i1i11ii==1i22aaaaz++−+++=−,由于z为纯虚数,因此10a−=且10a+,故1a=,故选:C3.已知函数()yfx=的图像在点()()
33Pf,处的切线方程是27yx=−+,则()()33ff−=()A.2−B.2C.3−D.3【答案】D【解析】【分析】利用导数的几何意义求出()3f和()3f,即可求得.【详解】函数()fx的图像在点(
)()33Pf,处的切线的斜率就是在该点处的导数,即()3f就是切线27yx=−+的斜率,所以()32f=−.又()32371f=−+=,所以()()()33123ff−=−−=.故选:D4.命
题p:“2R,240xaxax+−”为假命题,则a的取值范围是()A.40a-<?B.40a−C.30a−D.40a−【答案】A【解析】【分析】存在命题为假命题,则其否定是全称命题且为真命题,写出命题的否定,由不等式的性质可得结论.【详解】命题2:R,240pxaxax
+−为假命题,即命题2:R,240pxaxax+−为真命题.首先,0a=时,40−恒成立,符合题意;其次0a时,则0a且2(2)160aa=+,即40a-<<,综上可知,-4<0a故选:A5.当102x时,4logxax,则a的
取值范围是()A.20,2B.2,12C.(1,2)D.(2,2)【答案】B【解析】【分析】利用指数函数以及对数函数的单调性,结合已知条件可得关于a的不等式,即可求得答案.【详解】由
题意得,当1a时,logayx=是增函数,102x时,log0ax,不合题意;当01a时,logayx=在102x时单调递减,4xy=递增,要使得4logxax成立,需满足1214l
og2a,即21log2log2aaa=,则212a,解得212a,故选:B6.已知函数π()sin(0)3fxx=+在π,π3上恰有3个零点,则的取值范围是()A.81114,4,333
B.111417,4,333C.111417,5,333D.141720,5,333【答案】C【解析】【分析】先由零点个数
求出36,再用整体法得到不等式组,求出的取值范围.【详解】π,π3x,ππππ,π3333x+++,其中2ππ4ππ3−,解得:36,则ππ4π333+,要想保证函数在π,π3
恰有三个零点,满足①1111πππ+2π2π+2π33π4π+2π<π5π+2π3kkkk++,1kZ,令10k=,解得:1114,33;或要满足②2222ππ2ππ+2π33π2π+3π
<π2π+4π3kkkk++,2kZ,令21k=,解得:175,3;经检验,满足题意,其他情况均不满足36条件,综上:的取值范围是111417,5,333.故选:C【点睛】三角函数相关的零点问题,需要利用
整体思想,数形结合等进行解决,通常要考虑最小正周期,确定的范围,本题中就要根据零点个数,先得到ππ23TT−,从而求出36,再进行求解.7.南宋数学家杨辉在《详解九章算法》和《算法通变本末》中,提出了一些新的垛积公式,所讨论的高阶等差数列与一般等差数列不同,前后两项之
差并不相等,但是逐项差数之差或者高次差成等差数列对这类高阶等差数列的研究,在杨辉之后一般称为“垛积术”现有高阶等差数列,其前7项分别为1,4,8,14,23,36,54,则该数列的第19项为()(注:()()22221211236nnnn++++++=)A.1624B.1198C.1024D.
1560【答案】C【解析】【分析】设该数列为na,令1nnnbaa+=−,设nb的前n项和为nB,又令1+=−nnncbb,则ncn=,依次用累加法,可求解.【详解】设该数列为na,令1nnn
baa+=−,设nb的前n项和为nB,又令1+=−nnncbb,设nc的前n项和为nC,易得ncn=,()()()111121nnnnnnnCcccbbbbbb+−−−−=+++=++++−所以11nnbbC+=−,1213baa−==22nnn
C+=,进而得21332nnnnbC++=+=+,所以()21133222nnnnbn−=+=−+,()()()()2221111121233226nnnnBnnnn+−=+++−++++=+同理:()()()1
11112nnnnnnnBbbbaaaaaa+−−−=+++=+++−−11nnaaB+−=所以11nnaB+=+,所以191024a=.故选:C【点睛】本题考查构造数列,用累加法求数列的通项公式,属于中档题.8.已知函数()3fxx
axb=++,a、bR.1x、()2,xmn且满足()()1fxfn=,()()2fxfm=,对任意的,xmn恒有()()()fmfxfn,则当a、b取不同的值时,()A.12nx+与22mx−均为定值B.12nx−与22mx+均为
定值C.12nx−与22mx−均为定值D.12nx+与22mx+均为定值【答案】D【解析】【分析】分析得出0a,利用导数分析函数()fx单调性,可得知1x为函数()fx的极大值点,2x为函数()fx的极小
值点,再由()()1fxfn=、()()2fxfm=结合因式分解可得出结论.【详解】当0a时,()230fxxa=+,此时,函数()fx在R上为增函数,当1x、()2,xmn时,()()1fxfn,()()2fxfm,不合乎题意,所以,0a
.由()0fx=可得3ax=−,当3ax<--或3ax>-时,()0fx;当33aax--<<-时,()0fx.所以,函数()fx的单调递增区间为,3a−−−,,3a−+,单调递减区间为
,33aa−−−.对任意的,xmn恒有()()()fmfxfn,()()minfxfm=,()()maxfxfn=,又当1x、()2,xmn且满足()()1fxfn=,()()2fxfm=,所以,1x为函数()fx的极大值点,2x为函数()f
x的极小值点,则13ax=−−,23ax=−,的由()()1fxfn=可得3311xaxbnanb++=++,可得()()33110xnaxn−+−=,即()()221110xnxnxna−+++=,因为1xn,则22110xnxna++
+=,13ax=−−,可得213ax=−,所以,221120nnxx+−=,即()()1120nxnx−+=,所以,120nx+=,同理可得220mx+=,故选:D.【点睛】关键点点睛:解本题的关键在于以下两点:(1)利用已
知条件分析出1x、2x为函数()fx的极值点;(2)利用等式()()1fxfn=,()()2fxfm=结合因式化简得出结果.二、选择题9.已知奇函数()3sin()cos()(0,0π)fxxx=+−+的最小正周期为π,将函数()fx的图象向右平移π6个单位长度,可得到函数(
)ygx=的图象,则下列结论正确的是()A.函数π()2sin(2)3gxx=−B.函数()gx的图象关于点π,03−对称C.函数()gx在区间ππ,63−上单调递增D.当π0,2x时,函数()gx的最大值是3【答案】AB【解析】【分
析】利用两角差的正弦公式将()fx化为π()2sin()6fxx=+−,根据函数的最小正周期确定,根据奇偶性确定π6=,可得其解析式,根据三角函数的平移变换可得函数()gx的解析式,判断A;代入验证可判断B;根据x的范围,确定π23x−的范围
,结合正弦函数性质,可判断C,D.【详解】由题意可得π()3sin()cos()2sin()6fxxxx=+−+=+−,因为()fx的最小正周期为π,所以2π2π==,又因为()fx为奇函数,所以πππ,π,Z66
kkk−==+,而0π,故π6=,所以()2sin2fxx=,则将函数()fx的图象向右平移π6个单位长度,可得到函数()ygx=的图象,故ππ()2sin[2()]2sin(2)63gxxx=−=−,A正确;将π3x=−代入π()2sin(2)3gxx=−中,有ππ2sin[2
()]033−−−=,即函数()gx的图象关于点π,03−对称,B正确;当ππ,63x−时,π2ππ2[,]333x−−,由于正弦函数sinyx=2ππ[,]33−上不单调,故()g
x在区间ππ,63−上不是单调递增函数,故C错误;当π0,2x时,ππ2π2[,]333x−−,π()2sin(2)[3,2]3gxx=−−,函数最大值为2,D错误,故选:AB10.正四棱锥PABCD−的所有棱
长为2,用垂直于侧棱PC的平面截该四棱锥,则在()A.PCBD⊥B.四棱锥外接球的表面积为8πC.PA与底面ABCD所成的角为60D.当平面经过侧棱PC中点时,截面分四棱锥得到的上、下两部分几何体体积之比为3:1【
答案】ABD【解析】【分析】根据BD⊥平面PAC即可判断A,由PO⊥底面ABCD,即可判断外接球的球心在PO上,利用勾股定理即可求半径,进而可判断B,PAO即为PA与底面ABCD所成角,根据几何法即可判断C,取PC的中点E,连接
BE,DE,BD,能证明PC⊥面BDE,分别求出截面分四棱锥得到的上下两部分几何体体积,能判断D.【详解】过P作PO⊥底面ABCD于O,则O为AC中点,由于BD底面ABCD,所以POBD⊥,又,,,ACBDACPOOACPO⊥=平面PAC,故BD⊥平面PAC,PC平面
PAC,故BDPC⊥,故A正确,由正四棱锥的特征可知,其外接球的球心在PO上,设半径为R,则()222OCOPRR+−=,又222POPAAO=−=,解得2R=,故外接球的表面积为24π8πR=,故B正确,过P作PO⊥底面ABCD于O,则O为AC中点,则PAO即
PA与底面ABCD所成角,正四棱锥PABCD−所有棱长为2,2AP=,1144222AOAC==+=,2cos2AOPAOAP==,45PAO=,故C错误,取PC的中点E,连接BE,DE,BD,正四棱锥PABCD
−的所有棱长为2,PBC为正三角形,PCDE⊥,PCBE⊥,又DEBEE=,,DEBE平面BDE所以PC⊥面BDE,为故当平面经过侧棱PC中点时,平面即为平面BDE,此时111112222323223EBCDBCDVSOP−===
,1142222333PABCDABCDVSOP−===,422233PABCDEBCDVVV−−=−=−=上,2323EBCDVV−==上,故D正确.故选:ABD11.已知数列na满足18a=,21a=,2,2,nnnanaan+−=−为偶数为奇数,n
T为数列na的前n项和,则下列说法正确的有()A.n为偶数时,()221nna−=−B.229nTnn=−+C.992049T=−D.nT的最大值为20【答案】AC【解析】【分析】对选项A,偶数项构成等比数列,即可求得
通项;对选项B,检验当1n=时,所给表达式不满足;对选项C,按照n为奇数和偶数分别讨论,根据10099100TTa−=,可直接求得;对选项D,nT的最大值为71021TT==【详解】根据递推关系可知,n为奇数时,()18292nna
n−=+−=−n为偶数时,()221nna−=−,故A对;()()212342121321242nnnnnTaaaaaaaaaaaa−−=++++++=+++++++根据奇数项构成等差数列可
得:()21321862109naaannn−+++=+++−+=−+而又:2421,0,nnaaan+++=当为奇数当为偶数则有:2229,91,nnnnTnnn−+=−++为偶数为奇数,故B错误;()1002229910100
05095012049aTT−=−=−+−−=−,故C对;根据nT中的奇数项构成等差数列,而偶数项之和不是1就是0,因此根据nT特点可知:nT的最大值在奇数项之和取得最大值的附近,26393119T=−++=,76719221TTa=+=+=,2849420T=−+=,98920020TT
a=+=+=,210595121T=−++=,11101119TTa=+=,nT的最大值为71021TT==,故D错故选:AC12.设定义在R上的函数()fx与()gx的导函数分别为()fx和()gx,若()()212fxgx
+−−=,()()1fxgx=+,且()1gx+为奇函数,则下列说法中一定正确的是()A.()10g=B.函数()gx的图象关于2x=对称C.()202210kgk==D.()()202110kfkgk==【答案】
AD【解析】【分析】由()1gx+为奇函数可得()10g=,由()()212fxgx+−−=取导数可得()()30fxgx+−=,结合条件()()1fxgx=+,判断B,再由条件判断函数()fx,()gx的周期,由此计算()20221kgk=,
()()20211kfkgk=,判断C,D.【详解】因为()1gx+为奇函数,所以()()11gxgx+=−−+,取0x=可得()10g=,A对,因为()()212fxgx+−−=,所以()()210fxgx++−=所以()()30fxgx
+−=,又()()1fxgx=+()()130gxgx++−=,故()()220gxgx++−=,所以函数()gx的图象关于点(2,0)对称,B错,因为()()1fxgx=+,所以()()
10fxgx−+=所以()()1fxgxc−+=,c为常数,因()()212fxgx+−−=,所以()()32fxgx−−=,为所以()()132gxgxc+−−=−,取1x=可得2c=,所以
()()13gxgx+=−,又()()11gxgx+=−−+,所以()()31gxgx−=−−+,所以()()2gxgx=−−,所以()()42()gxgxgx+=−+=,故函数()gx为周期为4的函数,因为()()2gxgx+=−,所以()()310gg=−=,(
)()42gg=−,所以(1)(2)(3)(4)0gggg+++=,所以()20221(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)kgkgggggggg==++++++++(2017)(2018)(2019)(2020)(2021)(2022)gggggg++++
++,所以()202215050(2021)(2022)(1)(2)(2)kgkggggg==++=+=,由已知无法确定(2)g的值,故()20221kgk=的值不一定为0,C错;因为()()212fxgx+−−=,所以()()221fxgx
+=−+,()()625fxgx+=−+,所以()2(6)fxfx+=+,故函数()fx为周期为4的函数,(4)(4)()()fxgxfxgx++=所以函数()()fxgx为周期为4的函数,又(1)2(0)fg=−,(2)2(1)2fg=−=,(3)2(2)2(0)fg
g=−=+,(4)2(3)2fg=−=,所以(1)(1)(2)(2)(3)(3)(4)(4)02(2)2(4)0fgfgfgfggg+++=++=,所以()()20211505(1)(1)(2)(2)(3)(3)(4
)(4)(2021)(2021)kfkgkfgfgfgfgfg==++++()()20211(1)(1)0kfkgkfg===,D对,故选:AD.【点睛】本题解决的关键在于根据条件判断函数的周期性,对称性,并结合函数性质求函数值得和.三、填
空题13.若22loglog6ab+=,则ab+的最小值为________.【答案】16【解析】【分析】由题得62ab=,再利用基本不等式求解.【详解】因为22loglog6ab+=,所以2log6ab=.所以62ab=所以622216abab+=.当且仅当8ab==时取等.故
答案为:1614.已知边长为2的菱形ABCD中,点F为BD上一动点,点E满足22,3BEECAEBD==−,则AFEF的最小值为______.【答案】7336−【解析】【分析】由22,3BEECAEBD==−,根据向量
的线性运算以及数量积的运算律,可求得∠DAB=π3;以菱形对角线交点为原点,对角线所在直线为坐标轴建立平面直角坐标系,利用坐标表示出AFEF,得到关于t的二次函数,求得二次函数最小值即为所求.【详解】由题意知:
2=3BEBC,设=DABθ,所以()()22222333AEBDABBEADABABADABBCBCAB=+−=−+−=−故()22214cos444coscos3332θθθ−+−=−=由于()0,πθ,所以π=3
,以AC与BD交点为原点,AC为x轴,BD为y轴建立如图所示的直角坐标系,所以A(﹣3,0),C(3,0),D(0,1),B(0,﹣1),E(231,33−),设F(0,t),则AF=(3,t),EF=23133,t−+,所以2117323636AFEFttt=−++
=+−当t=16−时,AFEF取最小值7336−,故答案为:7336−15.已知等差数列na和正项等比数列nb满足117332,2ababa====,则数列2(2)nnab−的前n项和为______.【答案】212nn+【解析】【分析】根据等差等比数列基本量的
计算可得公比和公差,进而得1,2nnnanb=+=,因此可得()22(2)=212nnnabnn−+−,根据裂项求和即可求解.【详解】设公差和公比分别为(),0dqq,由117332,2ababa====得()2262222
dqd+==+,解得1,2dq==,因此1,2nnnanb=+=,所以()22(2)=212nnnabnn−+−()()()()22222221212=2122212212nnnnnnnnnnnnnn++−−−=−−=−−
,设2(2)nnab−的前n项和为nS,因此()2222123222112022212212nnnSnn+−+−++−−=212=nn+故答案为:212nn+16.已知函数()lnxfxx=,()xxgxe
=,若存在1>0x,2xR,使得()()120fxgx=成立,则12xx的最小值为______.【答案】1e−【解析】【分析】利用导数研究函数()fx可得函数()fx的单调性情况,且(0,1)x时,()0fx,(1,)x+
时,()0fx,同时注意()()xxxxxlnegxfeee===,则21xxe=,所以2122xxxxe=,构造函数()xhxxe=,0x,利用导数求其最小值即可.【详解】函数()fx的定义域为(0,)+,21()lnxfxx−=,当(0,)xe时,()0fx,()fx单调
递增,当(,)xe+时,()0fx,()fx单调递减,又(1)f0=,所以(0,1)x时,()0fx;(1,)xe时,()0fx;(,)xe+时,()0fx,同时注意到()()xxxxxl
negxfeee===,所以若存在1(0,)x+,2xR,使得12()()0fxgx=成立,则101x且212()()()xfxgxfe==,所以21xxe=2(0)x,所以2122xxxxe=,所以构造函数()xhxxe=(0)x,而()(1)x
hxex=+,当(1,0)x−时,()0hx,()hx单调递增;当(,1)x−−时,()0hx,()hx单调递减,所以1()(1)hxhe=−=−最小值,即12)1(xxe=−最小值.故答案为:1e−.【点睛】关键点睛:利用同构
的方式将12xx,联系起来,这样就构造了新函数,然后利用导数研究函数的单调性及最值.四、解答题17.已知数列na中,nS为na的前n项和,13nnaSn+=−+,*nN,12a=.(1)求na的通项公式;(2)设()*2nnnbnNSn=−+,数列nb的前n项
和为nT,求证:()*1433nTnN„.【答案】(1)22,13?21,1nnnan−==+.(2)证明见解析.【解析】【分析】(1)由已知得13nnaSn+=−+,即有14nnaSn−=−+,两式相减得()1121nnaa+−=−,
根据等比数列的定义得数列1na−为第二项起为等比数列,由等比数列的通项公式可得答案;(2)由(1)得123?2nnnnnbSn−==−+,运用错位相减法和数列的单调性可得证.【小问1详解】解:当1n=时,2111324aSa=−+=+=,
13nnaSn+=−+,得()142nnaSnn−=−+,两式相减得,11nnnaaa+−=−,即有()1121nnaa+−=−,即为数列1na−为第二项起为等比数列,则213?2nna−−=,1n,nN,即有2
2,13?21,1nnnan−==+;【小问2详解】解:13nnaSn+=−+,得13?22nnSn−=−+,则123?2nnnnnbSn−==−+,即有前n项和为2112333?23?23?2nnnT−=++++,23112323?23?23?23?2nnnT
=++++,两式相减可得,2111111233?23?23?23?2nnnnT−=++++−1112·133?212nnn−=−−,化简得4412·3323?2nnnnT=−−,由
于nb各项大于0,得113nTT=…,由不等式的性质可得43nT.故()*1433nTnN„.18.如图,在梯形ABCD中,//ABCD,2AB=,5CD=,23ABC=.(1)若27AC=,求梯形ABCD的面
积;(2)若ACBD⊥,求tanABD.【答案】(1)73;(2)23tan3ABD=.【解析】【分析】(1)ABC中,利用含ABC的余弦定理表达式建立BC的方程,求出BC而得ABC面积,再利用面积关
系求ADC的面积得解;(2)由题设中角的信息用ABD表示出ABC与BDC中的相关角,再在这两个三角形中利用正弦定理建立两个方程,联立整理得tanABD的方程,解之即得.【详解】(1)设BCx=,在ABC中,由余弦定理2222cosACABBC
ABBCABC=+−得:22228222cos3xx=+−,即22240xx+−=,而x>0,解得4x=,所以4BC=,则ABC的面积113sin2423222ABCSABBCABC===△,梯形ABCD中,//ABCD,ABC与ADC
等高,且52ABCD=,所以ADC的面积5532ABCADCSS==△△,则梯形ABCD的面积73ABCADCSSS=+=△△;(2)在梯形ABCD中,设ABD=,而ACBD⊥,则BDC=,2BAC=−,23
DBCa=−,6BCA=−,在ABC中,由正弦定理sinsinABBCBCABAC=得:2sin()sin()62BC=−−,在BDC中,由正弦定理sinsinCDBCDBCBDC=得:52sinsin()3BC=−,两式相除得:2312si
n()2(cossin)sinsin322cos315sin()sin()5(sincos)6222−+==−−−,整理得2253sin7sincos23cos0−−=,即253tan7tan230−−=解得23tan3=或
3tan5=−,因为(,)62,则23tan3=,即23tan3ABD=.【点睛】(1)三角形中已知两边及一边对角求第三边,利用余弦定理建立关于第三边的一元二次方程求解;(2)涉及平面多边形问题,把图形拆分成若干个三角形,再在各个三角形内利用正弦、余弦定理求
解.19.如图,在三棱柱111ABCABC﹣中点,E在棱1BB上,点F在棱CC1上,且点,EF均不是棱的端点,1,ABACBB⊥=平面,AEF且四边形11AABB与四边形11AACC的面积相等.(1)求证:四边形BEFC是矩形;(2)若32,3AEEFBE===
,求平面ABC与平面AEF所成角的正弦值.【答案】(1)证明见解析;(2)1010【解析】【分析】(1)由1BB⊥平面AEF,知1CC⊥平面AEF,求得2AEBAFC==,由四边形11AABB与四边形11A
ACC面积相等知,AEAF=,则AEBAFC△△,故BECF=,结合1BBEF⊥,从而有四边形BEFC为矩形.(2)证得AG⊥平面11BBCC,取BC的中点H,以G点为坐标原点,,,GFGAGH→→→的方向分别为x,y,z轴建立空间直角坐标系,求得平面AEF和平面ABC的一个法向量,利
用向量夹角求得二面角的正弦值.【详解】(1)在三棱柱中,11//BBCC,则由1BB⊥平面AEF,知1CC⊥平面AEF,故1BBAE^,1BBEF⊥,1CCAF⊥,从而2AEBAFC==,由四边形11AABB与四边形11AACC
面积相等知,AEAF=又ABAC=,则AEBAFC△△,故BECF=结合//BECF,知四边形BEFC为平行四边形,又1BBEF⊥,故四边形BEFC为矩形.(2)取EF的中点G,联结AG,由(1)知AEAF=,且1BB平面11BBC
C,则平面AEF⊥平面11BBCC,又平面AEF平面11BBCCEF=,则AG⊥平面11BBCC,取BC的中点H,以G点为坐标原点,,,GFGAGH→→→的方向分别为x,y,z轴建立如图所示空间直角坐标系,
由2AEAFEF===知,AEF为正三角形,故3AG=,故(0,3,0)A,3(1,0,)3B−,3(1,0,)3C,3(1,3,)3AB→=−−,3(1,3,)3AC→=−,设平面ABC的一个法向量为(,,)axyz→=则00aABaAC==,故33033303xyzxyz−−+
=−+=,取1y=,则0,3xz==,(0,1,3)a→=因为平面AEF的一个法向量为(0,0,1)b→=则3310cos,1019ababab→→→→→→===+则二面角的余弦值为31010,故二面角的正弦值为101020.统计与概率主要研
究现实生活中的数据和客观世界中的随机现象,通过对数据的收集、整理、分析、描述及对事件发生的可能性刻画,来帮助人们作出合理的决策.(1)现有池塘甲,已知池塘甲里有50条鱼,其中A种鱼7条,若从池塘甲中捉了2条鱼.用表示
其中A种鱼的条数,请写出的分布列,并求的数学期望()E;(2)另有池塘乙,为估计池塘乙中的鱼数,某同学先从中捉了50条鱼,做好记号后放回池塘,再从中捉了20条鱼,发现有记号的有5条.(ⅰ)请从分层抽样的角度估计池塘乙中的鱼数.(ⅱ
)统计学中有一种重要而普遍的求估计量的方法─最大似然估计,其原理是使用概率模型寻找能够以较高概率产生观察数据的系统发生树,即在什么情况下最有可能发生已知的事件.请从条件概率的角度,采用最大似然估计法估计池塘乙中的鱼数.【答案】(1)分布列见解析,()725E=
(2)(i)200;(ii)199或200【解析】【分析】(1)根据超几何概率公式即可求解概率,进而得分布列和期望,(2)根据抽样比即可求解总数,根据最大似然思想结合概率的单调性即可求解最大值.【小问1详解】0,1,2=,2
112434377222505050CCCC129433(0),(1),(2),C175C175C175PPP=========故分布列为:012P129175431753175()129433701217517517525E=++=【小问2详解】(i)设池塘乙中鱼数
为m,则50520m=,解得200m=,故池塘乙中的鱼数为200.(ii)设池塘乙中鱼数为n,令事件B=“再捉20条鱼,5条有记号”,事件C=“池塘乙中鱼数为n”则515505020CC()CnnnpPBC−==∣,由最大似然估
计法,即求np最大时n的值,其中65n…,1(49)(19)(64)(1)nnpnnpnn+−−=−+当65,......198n=时11nnpp+,当199n=时11nnpp+=,.当200,201,...n=时11nnpp+所以池塘乙
中的鱼数为199或200.21.已知椭圆C:22221(0)xyabab+=的四个顶点构成的四边形的面积为43,点312,在椭圆C上.(1)求椭圆C的方程;(2)若矩形MNPQ满足各边均与椭圆C相切.求证:矩形MNPQ对角线长为定值.【答案】(1)22143xy+=(2)证明见解
析【解析】【分析】(1)利用待定系数法求解;(2)对当MN的斜率的情况进行分类讨论,当MN的斜率存在且不为0时,设直线MN:ykxt=+,与椭圆方程联立,根据0=,求得,kt的关系,利用两平行线之间的距离公式分别求得矩形边长,从而可求得对角线,即可得证.【小
问1详解】解:由已知221224321914abab=+=,解得23ab==,所以椭圆方程C:22143xy+=;【小问2详解】证明:当MN的斜率为0或不存在时,对角线222327MPNQ==+=,当MN的斜率存在且不为0
时,设直线MN:ykxt=+,联立223412ykxtxy=++=消去y得()2223484120kxktxt+++−=,()()222264163430kttk=−−+=,化简得2243kt+=,所以两平行线MN和PQ的距离21212224311ttkdNPkk
−+===++,以1k−代替k,两平行线MQ和NP的距离22222124()324311()1kkdMNkk−++===+−+,所以矩形MNPQ的对角线2222224334||22711kkMPNQMNMQk
k++==+=+=++,综上所述,矩形MNPQ对角线长为定值27.22.已知函数2()e,2xmxfxm=−R.(1)讨论()fx极值点的个数;(2)若()fx有两个极值点12,xx,且12xx,证明:()()122efxfxm+−.【答案】(1)
见解析(2)见解析【解析】【分析】(1)分类讨论导函数e()xfxxmx=−的实数根即可求解极值点,(2)构造函数()()(2),(0,1)Fxgxgxx=−−和2e()(3)ee,(0,1)xxxGx
xxx−=−+−,通过判断函数的单调性,求解最值,当导数正负不好确定的时候,需要构造新的函数,不断的通过求导判断单调性.【小问1详解】2()e2xmxfx=−,则()exfxmx=−,0x=显然不是()fx的零点,e(),xfxxmx=−令e()=xgxx,则2e(1)
()−=xxgxx,()gx在(,0)−单调递减,在(0,1)单调递减,在(1,)+单调递增.当0x时,()0gx,当0x时,()0gx,且()(1)egxg==极小值(,0)m−时,e=xmx只有一个实
数根,所以此时()fx有1个极值点,)0,em时,e=xmx没有实数根,故()fx有0个极值点,当em=时,e=xmx,有一个实数根1x=,但1x=不是极值点,故此时()fx没有极值点,(e,)m+时,e=xmx有两个不相等的实数根,故()fx有2个极值点.【小问2详解
】由(1)知,(e,)m+,且()()121201,,()xxgxgxmgx==在(0,1)单调递减,在(1,)+单调递增,先证:122xx+,即证:212xx−,1201xx121x−即
证:()()212gxgx−.即证:()()112gxgx−.令()()(2),(0,1)Fxgxgxx=−−,即证:(0,1),()0xFx,2'22ee()(1)()(2)xxFxxxx−=−−−令2(1,2)
tx=−则xt令2e()h=,则4)(e(2)h−=,则()h在(0,2)单调递减()()(2)hxhthx=−,()0Fx,即()Fx在(0,1)x单调递减,()(1)0FxF=,证毕.再证:()()122efxfxm+−,
1201xx,且122xx+1122xxx−.()fx在()10,x单调递增,在()12,xx单调递减,在()2,x+单调递增,()()122fxfx−.即证:()()1122efxfxm+−−,又
11exmx=,即证:()()()11121111e23ee2exxxfxfxmxx−+−+=−+−.令2e()(3)ee,(0,1)xxxGxxxx−=−+−,()23222222e21ee(1)()(2)eee
xxxxxxxxxxGxxxx−−+−+−−=−−−=.令()23222()e21expxxxxx=−+−+−,()2322()e2212expxxxxx=−+++−,令()()qxpx=()2322()2e22322exx
qxxx=−+−−−,令()()rxqx=()232()2e41027xxxxrx=−+−−令32()41027,(0,1)mxxxxx=+−−,2()12202mxxx=+−,11(0,1),()xmx在()110,x单调递减,在()11,1x
单调递增.(0)7,(1)5mm=−=,12(0,1)x,当()120,xx时,()()0,rxqx单调递增;当()12,1xx时,()()0,rxqx单调递减.()()2042e0,10qq=−=,13(0,1),()xpx在
()130,x单调递减,在()13,1x单调递增.(0)10,(1)0pp==,14(0,1),()xpx在()140,x单调递增,在()14,1x单调递减.(0)1,(1)0pp==,()0p
x,()0Gx,()Gx在(0,)xx单调递增,()(1)2eGxG=,所以原命题得证.【点睛】本题考查了导数的综合运用,利用导数求单调性时,如果求导后的正负不容易辨别,往往可以将导函数的一部分抽离出来,构造新的函数,利用导数研究其单调性,进而
可判断原函数的单调性.在证明不等式时,常采用两种思路:求直接求最值和等价转化.无论是那种方式,都要敢于构造函数,构造有效的函数往往是解题的关键.获得更多资源请扫码加入享学资源网微信公众号www.xiangxue100.com