【文档说明】重庆市北碚区西南大学附属中学校2023届高三(拔尖强基班)下学期期中数学试题 含解析.docx,共(26)页,3.156 MB,由小赞的店铺上传
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2023年高三拔尖强基定时期中质检数学试题注意事项:1.答卷前,考生务必在试题卷、答题卡规定的地方填写自己的准考证号、姓名.考生要认真核对答题卡上粘贴的条形码的“准考证号、姓名”与考生本人准考证号、姓名是否一致.2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2
B铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑.如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其它答案标号.回答非选择题时,将答案写在答题卡上.写在本试卷上无效.3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回.满分150分,考试用时150分钟.一、单项选择题:本题
共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求.1.已知集合(){|lg3}Axyx==+,{|2}Bxx=,则下列结论正确的是A.3A−B.3BC.ABB=D.ABB=【答案】C【
解析】【分析】求出集合A,再根据集合的交集运算,并集运算以及元素与集合的关系即可解出.【详解】因为{|lg(3)}|30(3,)Axyxxx==+=+=−+,{|2}Bxx=,显然,3A−,3B,所以,BAABB=.故选:C.2.如果复数()()22
356immmm−+−+是纯虚数,则实数m值为()A.0B.2C.0或3D.2或3【答案】A【解析】【分析】由纯虚数的概念求得m值,注意虚部不能为0.【详解】根据纯虚数概念可知:230mm−=且2560mm−+,解230mm−=,得0m=或3m=;当0m=时,2566mm−+=符合题意,的的当3
m=时,2560mm−+=(舍),所以0m=.故选:A.3.若函数()fx同时满足:(1)对于定义域内的任意x,有()()0fxfx+−=;(2)对于定义域内的任意12,xx,当12xx时,有()()12120fxf
xxx−−,则称函数()fx为“理想函数”.给出下列四个函数:①()2fxx=;②()3fxx=−;③()1fxxx=−;④()22,0,0xxfxxx−=.其中是“理想函数”的序号是A.①②B.②③C.②④D
.③④【答案】C【解析】【分析】由已知得“理想函数”既是奇函数,又是减函数,由此判断所给四个函数的奇偶性和单调性,能求出结果.【详解】解:函数()fx同时满足①对于定义域上的任意x,恒有()()0fxfx+−=;②对于定义域上的任意1x,2x,当12xx时,恒有1212()()0fxfxxx
−−,则称函数()fx为“理想函数”,“理想函数”既是奇函数,又是减函数,①()2fxx=是偶函数,且不是单调函数,故①不是“理想函数”;②()3fxx=−是奇函数,且是减函数,故②是“理想函数”;③()1fxxx=−是奇函数,但在定义域上不是单调函数,故③不是“理想函数”.
④()22,0,0xxfxxx−=是奇函数,且是减函数,故④是“理想函数”.故选C【点睛】本题考查了新定义、函数的奇偶性、单调性,属于中档题.4.已知函数()fx为偶函数,定义域为R,当0x时,()0fx,则不等式()()20fxxfx−−的解集为()A.
()0,1B.()0,2C.()1,1−D.()2,2−【答案】B【解析】【分析】根据导函数小于0,得到偶函数()fx在()0,+上单调递减,从而对不等式变形后得到2xxx−,解出解集.【详解】因为当0x时,()0fx,故偶函数
()fx在()0,+上单调递减,故()()20fxxfx−−变形为:()()2fxxfx−,所以2xxx−,显然0x=不满足不等式,解得:11x−,故()0,2x.故选:B5.石碾子是我国传统粮食加工工具,如图是石碾子的实物图,石碾子主
要由碾盘、碾滚(圆柱形)和碾架组成.碾盘中心设竖轴(碾柱),连碾架,架中装碾滚,以人推或畜拉的方式,通过碾滚在碾盘上的滚动达到碾轧加工粮食作物的目的.若推动拉杆绕碾盘转动2周,碾滚的外边缘恰好滚动了5圈,碾滚与碾柱间的距离忽略不计,则该圆
柱形碾滚的高与其底面圆的直径之比约为()A.3:2B.5:4C.5:3D.4:3【答案】B【解析】【分析】绕碾盘转动2周的距离等于碾滚滚动5圈的距离,列出方程即可求解.【详解】由题意知,22π52πhr=;55,224hhrr==,故选:B.6.已知等差数列na的首项10a,而90
a=,则1111671884+++=++aaaaaaa()A.0B.2C.-1D.12【答案】A【解析】【分析】由90a=,代入()99naand=+-?即可化简求值.【详解】等差数列na的首项10a,90a=,则91111689997148999
802725aaaaadaaaaaaaaddadddd−−++++++++==++−+++−.故选:A7.已知0.60.5a=,0.50.6b=,6log5c=,则a,b,c的大小关系为()A.abcB.acbC.bacD.b<c<a【答案】A【解
析】【分析】根据指数函数及幂函数的单调性比较,ab的大小,分别比较,bc与45的大小即可得,bc的大小,从而得答案.【详解】解:因为0.5xy=在R上为单调递减函数,所以0.60.50.50.5,又
因为12yx=在[0,)+上为单调递增函数,所以11220.50.6,即0.50.50.50.6,所以0.60.50.50.6,即ab,又因为10.5233164()552550.6===,又因为555553125==,45455566129631255===,即有456
5所以4566log6log5,即64log55,所以0.560.6log5,即bc,综上所述:abc.故选:A.8.四面体ABCD的各个顶点都在球O的表面上,,,BABCBD两两垂直,且11,3,4,ABBCBDE===是线段BC上一点,且2BEEC=,过E作四面体A
BCD外接球O的截面,则所得截面圆的面积的最大值与最小值之差是()A.7B.9C.5D.8【答案】A【解析】【分析】把四面体放到长方体中,根据球的几何性质进行求解即可.【详解】设所得截面圆的面积为S,半径为r,由,,BABCB
D两两垂直可将四面体ABCD放入长方体中,如图所示,易得外接球半径222132RBCBDAB=++=,过E作球O的截面,所得截面圆的面积最大时为过球心的圆面,2maxπ9πSR==;所得截面圆的面积最小时为与最大截面垂
直的圆面.在OBC△内,OBOCBC3===,所以60OCB=,所以2222cos607OEOCCEOCCE=+−=,所以7OE=,即222minminmin2,π2πrROESr=−===,所以maxmin
7πSS−=.故选A.【点睛】关键点睛:利用长方体和球的几何性质是解题的关键.二、多项选择题:本题共4小题,每小题5分,共20分.在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求全部选对得5分,部分选对得2分,有选错得0分.9.已知函数()πsin
23fxx=−,则下列结论中正确的是()A.π为函数()fx的一个周期B.2π,03是曲线()yfx=的一个对称中心C.若函数()yfx=在区间,aa−上单调递增,则实数a的最大值为5π12D.将函数(
)fx的图象向右平移π12个单位长度后,得到一个偶函数的图象【答案】ABD【解析】【分析】根据周期函数的定义判断A,根据正弦函数的性质判断B,C,根据函数图象变换结论及偶函数定义判断D.【详解】对于选项A:由已知可得()πsin23fxx=−,所以()()πππsin22πsin2
33fxxxfx+=+−=−=,所以π为函数()fx的一个周期,故A正确;对于选项B:令()π2πZ3xkk−=,解得()ππ26kxk=+Z,当1k=时,2π3x=,所以点2π,03是曲
线()yfx=的一个对称中心,故B正确;对于选项C:由111πππ2π22π,Z232kxkk−+−+,得111π5πππ,Z1212kxkk−++,令10k=,得π51212πx−,因为()fx在区间,aa−上单调递增,所以实数a的最大值为π12,故C错误;
对于选项D:将函数()fx的图象向右平移π12个单位长度后,得到πππsin2sin2cos21232yxxx=−−=−=−的图象,因为()cos2cos2xx−−=−,所以函数cos2yx=−为偶函数,故D正确.故选:ABD.10.已知O为坐标原点,
抛物线24yx=的焦点为F,准线为l,过点F的直线交抛物线于,AB两点,下列说法正确的有()A.线段AB长度的最小值为4B.过点()0,1M与抛物线只有一个交点的直线有两条C.直线OA交抛物线的准线于点D,则直线DB平行x轴D
.AOB可能为直角三角形【答案】AC【解析】【分析】设:1ABxty=+,与抛物线方程联立可得韦达定理的结论;利用抛物线焦点弦长公式可求得2444ABt=+,知A正确;分别讨论斜率不存在、斜率为零和斜率不为零的情况,结合抛物线切线的求法可确定B错误;直线1114:yOA
yxxxy==,由此可得141,Dy−−,由斜率公式可化简得到0DBk=,知C正确;由向量数量积坐标运算可知0OAOB,知D错误.【详解】由抛物线方程知:()1,0F,:1lx=−;由题意知:直线A
B斜率不为零,则可设:1ABxty=+,()11,Axy,()22,Bxy,由214xtyyx=+=得:2440yty−−=,124yyt+=,124yy=−,()21212242xxtyyt+=++=+,221212144yyxx=
=,对于A,212244ABxxt=++=+,则当0=t,即ABx⊥轴时,AB取得最小值4,A正确;对于B,当过()0,1M直线斜率不存在,即为0x=时,其与抛物线交于点()0,0;当过()0,1M直
线斜率为零,即为1y=时,其与抛物线交于点1,14;设过()0,1M的抛物线的斜率存在的切线为()10ykxk=+,由241yxykx==+得:()222410kxkx+−+=,()222440kk=−−=,解得:1k=,直线1yx=+与抛物
线相切;综上所述:过点()0,1M且与抛物线只有一个交点的直线有三条,B错误;对于C,直线1121114:4yyOAyxxxyxy===,则141,Dy−−,()122111222124440111DByyyyyyykxxyx+++====+++,则直线DB平行于x
轴,C正确;对于D,若AOB为直角三角形,则OAOB⊥,12121430OAOBxxyy=+=−=−,OAOB⊥不成立,即AOB不能为直角三角形,D错误.故选:AC.11.已知A(4,2),B(0,4),圆22:(4)(1)4Cxy−+−=,P为圆C上的动点,下列结论正确的是()A.||
||PBPA−的最大值为25B.PAPB的最小值为4−C.xy+的最小值为522−D.PBA最大时,||25PB=【答案】AC【解析】【分析】A.利用数形结合,转化为三点共线,即可求解;B.首先取AB的中点为D,转化
向量,25PAPBPD=−,再结合点与圆的位置关系,即可求解;C.利用直线bxy=+与圆相切,即可求b的最小值;D.利用数形结合判断当PBA最大时,直线PB与圆相切,即可求PB.【详解】对于A,||||||25PBPAAB
−=,A正确.对于B,记AB的中点为D,()2,3D,()()()()PAPBPDDAPDDBPDDBPDDB=++=−+22225(2)5782PDDBPDCD=−=−−−=−,,故B错误;对于C,令bxy=+,当直线bx
y=+与圆C相切时,b取到最值,令|5|22bd−==,522b=,所以xy+最小值为522−,故C正确.对于D,当PB与圆C相切时,PBA最大,此时22||||221PBBC=−=,故D错误.故选:AC12.已知2.86lnlnabab==,lnln0.35ccd
d==−,ab,cd,则有()A.2eab+B.2ecd+C.1adD.1bc【答案】BCD【解析】【分析】令()()1lnxfxxx=,()lngxxx=,求导可求得()(),fxgx的单调性,利用极值点偏移的求解方法可求得AB正误;由()11fxgx
=−,可确定()()11,ffaffbdc,结合()fx单调性可得CD正误.【详解】令()()1lnxfxxx=,()lngxxx=,()2ln1lnxfxx−=,当()1,ex时,()0fx;当()e
,x+时,()0fx¢>;()fx\在()1,e上单调递减,在()e,+上单调递增,且()()mineefxf==;若()()2.86fafb==,则1eab,令()()()2eFxfxfx=−−,
1ex则()()()22ln2e1ln1lnln2exxFxxx−−−=+=−()()()()222222lnln2elnln2elnln2elnln2exxxxxxxx−+−−−−−()()()()2222lnln2eln2elnln
ln2elnln2exxxxxxxx−−+−−−=−()()()()22222lnln2eln2elnln2elnln2exxxxxxxx−−+−−−=−,当()1,ex时,222eexx−+,()()()()()22222lnln2eln2
elnln2e2lnln2elnln2exxxxxxxxxx−−+−−−−−−−()2lnln2exx=−−−,()0Fx在()1,e上恒成立,()Fx在()1,e上单调递减,()()e0FxF=,即()()2efxfx−,又1ea,()()2efafa
−,()()fafb=,()()2efbfa−,eb,2eea−,()fx在()e,+上单调递增,2eba−,即2eab+,A错误;()ln1gxx=+,当10,ex时,(
)0gx;当1,ex+时,()0gx;()gx在10,e上单调递减,在1,e+上单调递增,且()min11eegxg==−;由lnln0.35ccdd==−得:101ecd
;设()()2eGxgxgx=−−,10ex,则()222ln1ln1ln2eeGxxxxx=++−+=−+;当10ex时,22210,eexx−+,()0Gx,()Gx在10,
e上单调递减,()10eGxG=,即()2egxgx−,又10ec,()2egcgc−,又()()gcgd=,()2egdgc−,1ed,21eec−,()gx在1,e+
上单调递增,2edc−,即2ecd+,B正确;1eab,101ecd,()11111lnlnxfxxxgxx==−=−,()()1112.8572.860.35ffadgd=−==,又11ed
,1ea,()fx在()1,e上单调递减,1ad,则1ad,C正确;()()112.8572.86ffbcgc=−=,又1ec,eb,()fx在()e,+上单调递增,1bc,则1bc,D正确.故选:BCD.【点睛】方法点睛:本题考
查了导数中的极值点偏移问题,处理极值点偏移问题中的类似于12xxa+(()()12fxfx=)的问题的基本步骤如下:①求导确定()fx的单调性,得到12,xx的范围;②构造函数()()()Fxfxfax=−−,求导后可得
()Fx恒正或恒负;③得到()1fx与()1fax−的大小关系后,将()1fx置换为()2fx;④根据2x与1ax−所处的范围,结合()fx的单调性,可得到2x与1ax−的大小关系,由此证得结论.三、填
空题:本题共4小题,每小题5分,共20分.13.如图,直三棱柱111ABCABC-,60ABC=,2AC=,侧棱长为3,点P是侧面1ACCA内一点.当ABBC+最大时,过B、1B、P三点的截面面积的最小值为______.【答案】3【解析】【分析】设,ABcBCa==由余弦定理结
合均值不等式可得当且仅当2ac==时,ABBC+取得最大值,得到此时三棱柱111ABCABC-是正三棱柱,过点P作11//DDAA,连接11,BDBD,可得过B、1B、P三点的截面即为平面11BBDD,由1113BBDDSBBBDBD==,求出BD最小值,即可得到答案
.【详解】在ABC中,设,ABcBCa==,2AC=,60ABC=,由余弦定理可得:2242cos60acac=+−,即224acac+−=,即()234acac+−=,由0,0ac,则22acac+(当且仅当ac=时等号成立),所以()()()()22
22314344acacacacac=+−+−+=+,所以()216ac+即4ac+(当且仅当2ac==时等号成立),即当2ABBC==时,ABBC+取得最大值4.此时三棱柱111ABCABC-是正三棱
柱,过点P作11//DDAA,则11//DDBB,连接11,BDBD,过B、1B、P三点的截面即为平面11BBDD.,由三棱柱111ABCABC-为直三棱柱,则1BB⊥平面ABC,所以1AABD⊥,由1
1//DDAA,则1DDBD⊥,所以四边形11BBDD为矩形,则1113BBDDSBBBDBD==,当BD最小时,11BBDDS最小.当BD⊥平面11ACCA时,即BDAC⊥,BD最小.此时3BD=,所以11BBDDS最小值为333=,故答案为:3.14.若函数y=12sinω
x在区间,812−上单调递减,则ω的取值范围是________.【答案】[-4,0)【解析】【分析】根据题意可得0,函数1sin()2yx=−在区间[8−,]12上单调递增,可得·()
82·122−−−−…„,由此求得的范围.【详解】解:函数1sin2=yx在区间[8−,]12上单调递减,当0时,这不可能.0,函数11sinsin()22yxx==−−在区间[8−,]12上单调递减,故函数1sin()2yx=−在区
间[8−,]12上单调递增,·()82·122−−−−…„,求得04−…,故答案为:[4−,0).15.已知直线:lykxb=+是函数()()20fxaxa=与函数()exgx=的公切线,若()()1,1f是直线l与函数()fx相切的切点,则b=_____
_______.【答案】321e2−【解析】【分析】求出导函数()fx,()gx,由(1),(1)ff得切线方程ykxb=+,设()gx图象上的切点为11(,)xy,由导数几何意义得切线方程,两直线重合求得1x,从而得,ab
值.【详解】()2fxax=,(1)2fa=,又(1)fa=,所以切线l的方程为2(1)yaax−=−,即2yaxa=−,设直线l与()gx相切的切点为11(,)xy,()exgx=,所以切线方程为111e()xyyxx−=−,即
111ee(1)xxyxx=+−,所以111e2e(1)xxaxa=−=−,解得132321e2xa==,所以321e2ba=−=−.故答案为:321e2−.16.已知ABC的三个内角ABC,,所对的边分别为abc,,,且43,acb==,则ABC面积的最大值是___
_____;若rR,分别为ABC的内切圆和外接圆半径,则rR的范围为_________________.【答案】①.3;②.3,24.【解析】【分析】对于第一空,利用余弦定理表示出cosA,再表示出sinA,再利用1sin2ABCSbcA=可得答案;
对于第二空,利用212,sinABCSarRabcA==可得答案.【详解】因abc,,在三角形中,则由三角形三边关系可得441224cbbbcbb+=−=,又利用余弦定理有:22222101626cosbcabAbcb+−−==,又22
10cossin,sinAAA+=,则424224210025632045411363sincosbbbbAAbb+−−+−=−=−=.得242215925423224sinABCSbcAbbb==−+−=−−+,当且仅当252b=,即102b=时取等
号.则ABC面积最大值是3;对于第二空,因()12ABCSabcr=++△,则2234444sinsinABCSbcAbArabcbb===++++,又222sinsinsinaaRRAAA===,则()22211633311244212121bbbrR
bbbbb+−====++−++++,因12b,则213b+.令()1fxxx=+,其中()2,3x,因()2210xfxx−=,则()fx在()2,3上单调递增,故51101213bb+++,得3,24rR.故答案为:3
;3,24.的四、解答题:本题共6小题,共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.17.已知数列na的前n项和为nS,且满足22233nnSan=−−.(1)求证:数列1na+是等比数列;(2)若12nnba=+,数列nb的前n项
和为nT,求证:16nT.【答案】(1)证明见解析(2)证明见解析【解析】【分析】(1)利用数列通项与前n项和的关系可得,18a=,当2n时132nnaa−=+,再利用等比数列的定义证明;(2)由(1)得131nna+=−,进而
得到113nnb+,再利用等比数列前n项和公式求解.【小问1详解】由22233nnSan=−−,得2326nnSan=−−①,当1n=时,11238aa=−,所以18a=,即119a+=,当2n时,()1123216
nnSan−−=−−−②,①-②整理得132nnaa−=+,所以()1131nnaa−+=+,所以数列1na+是以9为首项,3为公比等比数列;【小问2详解】由(1)可知1193nna−+=,所以131nna+=−,即1111313nnnb++=+,
所以231231111111313131333nnnT++=++++++=+++111931111163613nn−=−−.18.已知ABC的内角,,ABC的对边分别为,,abc
,且向量()2,mbac=−与向量()cos,cosnAC=共线.(1)求C;的(2)若3,cABC=的面积为32,求ab+的值.【答案】(1)π3C=(2)3ab+=【解析】【分析】(1)由向量共线列出等式,用正弦定理和两角和的正弦公式化简,可求得角C;(2)由
面积公式解出ab的值,再由余弦定理解得ab+的值.【小问1详解】向量()2,mbac=−与向量()cos,cosnAC=共线,有()2coscosbaCcA−=,由正弦定理得2sincossincossinco
sBCACCA−=,∴()()2sincossincoscossinsinsinπsinBCACACACBB=+=+=−=,由0πB,sin𝐵>0,∴2cos1C=,1cos2C=,又0πC,∴π3C=.【小问2详解】由(1)知π3C=,∴3sin2C=,1
cos2C=,1133sin2222ABCSabCab===,得2ab=,由余弦定理:()22222cos3cababCabab=+−=+−,∴()236ab=+−,解得3ab+=.19.如图,在三棱柱111ABCABC-中,侧面11ABBA为矩形,平
面11ABBA⊥平面11ACCA,12,4,,ABAADE==分别是11,BCAB的中点.(1)求证://DE平面11ACCA;(2)若侧面11ACCA是正方形,求直线11AC与平面ADE所成角的正弦值.【答案】(1)详见解析;(2)22121.【解析】【分
析】(1)取AC中点为F,由题可得//DE1AF,然后利用线面平行的判定定理即得;(2)利用坐标法,求出平面ADE的法向量,然后根据线面角的向量求法即得.【小问1详解】取AC中点为F,连接1,DFAF,因为点,DF分别为,
CBCA的中点,故DF//AB,12DFAB=,又点E为11AB的中点,且四边形11ABBA为矩形,故1AE//AB,112AEAB=,故//DF1AE,1DFAE=,故四边形1DFAE为平行四边形,则//DE1AF,又D
E平面111,ACCAAF平面11ACCA,所以//DE平面11ACCA;【小问2详解】因为11ACCA为正方形,故可得1ACAA⊥,又因为平面11ABBA⊥平面11ACCA,且平面11ABBA平面111ACCAAA=,又AC平面11ACCA,所以AC⊥平面11ABBA,又AB
平面11ABBA,所以ACAB⊥,又1ABAA⊥,1ACAA⊥,如图建立空间直角坐标系,则()()()()0,0,0,2,0,1,0,4,1,4,0,0ADEC,所以()()()112,0,1,0,4,1,4,0,0ADAEACAC====,设平面ADE的法向量为(),,
nxyz=r,则2040nADxznAEyz=+==+=,令1y=,则()2,1,4n=−,设11AC与平面ADE所成角为,则1111118,4221sincos214116nACnACnAC===++=.故直线11AC与平面ADE所成角的正弦
值为22121.20.北京冬奥会的举办使得人们对冰雪运动的关注度和参与度持续提高.某地很多中小学开展了模拟冬奥会赛事的活动,为了深入了解学生在“自由式滑雪”和“单板滑雪”两项活动的参与情况,在该地随机选取了10所学校进行研究,得到如下数据:(1)从这10所学校中随机抽取
2所,在抽取的2所学校参与“单板滑雪”的人数超过30人的条件下,求这2所学校参与“自由式滑雪”的人数超过30人的概率;(2)“自由式滑雪”参与人数超过40人的学校可以作为“基地学校”,现在从这10所学校中随机抽取3所,记X为选出“基地学校”的个数,求X的分布列和数学期望;(3)现在有一
个“单板滑雪”集训营,对“滑行、转弯、停止”这3个动作技巧进行集训,且在集训中进行了多轮测试.规定:在一轮测试中,这3个动作至少有2个动作达到“优秀”,则该轮测试记为“优秀”.已知在一轮集训测试的3个动作中,甲同学每个动作达到“优秀”的概率均为2
3,每个动作互不影响且每轮测试互不影响.如果甲同学在集训测试中获得“优秀”次数的平均值不低于8次,那么至少要进行多少轮测试?【答案】(1)25(2)分布列见解析,数学期望:65(3)至少要进行11轮测试【解析】【分析】(1)根据
已知条件结合条件概率的概率公式求解;(2)X的可能取值为0,1,2,3,分别求出对应的概率,从而可求得X的分布列和数学期望;(3)根据题意,结合二项分布的概率公式求解【小问1详解】由题可知10个学校,
参与“自由式滑雪”的人数依次为27,15,43,41,32,26,56,36,49,20,参与“单板滑雪”的人数依次为46,52,26,37,58,18,25,48,33,30,其中参与“单板滑雪”的人数超过30人的学校有6个,参与“单板滑雪”的人数超过30人,且“自由式滑雪”的人
数超过30人的学校有4个,记“这10所学校中随机选取2所学校参与“单板滑雪”的人数超过30人”为事件A,“这10所学校中随机选取2所学校参与“自由式滑雪”的人数超过30人”为事件B,则()26210C1C3PA==,()24210C2C15PAB
==,所以,()()()25PABPBAPA==.【小问2详解】参与“自由式滑雪”人数在40人以上的学校共4所,X的所有可能取值为0,1,2,3,所以()0346310CC2010C1206PX====,()1246310CC6011C1202PX====,
()2146310CC3632C12010PX====,()3046310CC413C12030PX====,所以X的分布列如下表:X0123P1612310130所以()131623210305EX=++=【小问3详解】记“甲同
学在一轮测试中获得“优秀””为事件C,则23233322220C1C33327P=−+=,由题意,甲同学在集训测试中获得“优秀”的次数服从二项分布20,27Bn,由题意列式20827n
,得545n,因为*Nn,所以n的最小值为11,故至少要进行11轮测试21.已知点(0,1)F和直线1l:1y=−,直线2l过直线1l上的动点M且与直线1l垂直,线段MF的垂直平分线l与直线2l相交于点P.(1)求点P轨迹C的方程;(2)过点F的直线l与C交于,AB两点.
若C上恰好存在三个点()1,2,3iDi=,使得iABD△的面积等于274,求l的方程.【答案】(1)24xy=(2)512yx=+或512yx=−+.【解析】【分析】(1)根据抛物线的定义可判断东点轨迹为抛物线,即而求得抛物线方程;(2)设l的方程为1ykx=
+,作与l平行且与C相切的直线l,切点为D,表示出切点D的坐标,联立方程,求出弦长AB,利用三角形ABD△的面积可求得k的值,说明符合题意,C上恰好存在三个点()1,2,3iDi=,使得iABD△的面积等于274,即得答案.【小问1详解】连接P
F,因为MF的垂直平分线l交2l于点P,所以PFPM=,即点P到定点(0,1)F的距离等于点P到直线1l:1y=−的距离,由抛物线的定义,点P的轨迹为抛物线24xy=,即点P轨迹C的方程为24xy=.【小问2详解】如图,作与l平行且与C相切的直线l,
切点为D,由题知ABD△的面积等于274.由题意知直线l的斜率一定存在,设l的方程为1ykx=+,方程24xy=可化为214yx=,则12yx=,设()00,Dxy,令012ykx==,解得02xk=,将02xk=代入24xy=,得2yk=,故()22,Dkk,所以D到l的距离2222211
1kkdkk−+==++,由241xyykx==+,消去y,得2440xkx−−=,216(1)0k=+,从而124xxk+=,124xx=−,所以()()22212121441ABkxxxxk=++
−=+,故ABD△的面积()2212112ABdkk=++,从而()22272114kk++=,解得52k=或52k=−,此时55,4D或55,4D−为使得ABD△的面积等于274的一个点,那么在直线l的上方必然也存在着一条直线和l平
行,和l的距离为21dk=+,这条直线与抛物线有两个交点也使得ABD△的面积等于274,即此时C上恰好存在三个点()1,2,3iDi=,使得iABD△的面积等于274,所以l的方程为512yx=+或512yx=−+.【点睛】关键点点睛:要满足C上恰好存在三个点
()1,2,3iDi=,使得iABD△面积等于274,关键在于找到使得ABD△面积等于274时,和直线l平行且和抛物线相切的那条直线,即表示出切点坐标,从而表示出三角形的高,进而利用面积求得答案.22.已知函数()()()e1ln1xfxaxxx=−−−+
+,0a.(1)证明:()fx存在唯一零点;(2)设()exgxax=+,若存在()12,1,xx−+,使得()()()112fxgxgx=−,证明:12212ln2xx−−.【答案】(1)证明见解析的(2)证明见解析【解
析】【分析】(1)利用导函数求()fx单调性,结合()00f=即可求解.(2)由题意可得()()2112ln11exxaxax+++=+,若1x是方程()()ln11xaxb+++=的根,则()1ln1x+是方程xaexb
+=的根,所以()21ln1xx=+,()121122ln1xxxx−=−+,再利用导函数求()2ln1xx−+的最小值即可.【小问1详解】由题意可得()()1e111xfxax=−−++,记()()()1e111xFxf
xax==−−++,则()()21e1xFxax=++,因为0a时,()0Fx恒成立,所以()()Fxfx=在()1,−+上单调递增,因为()00f=,所以()fx在()1,0−上恒小于0,在()0,+上恒大于0,所以()fx在()1,0−上单调递减,在
()0,+上单调递增,因为()00f=,所以()fx有唯一零点0.【小问2详解】由()()()112fxgxgx=−可得()()2112ln11exxaxax+++=+,若1x是方程()()ln11xaxb++
+=的根,则()1ln1x+是方程xaexb+=的根,因为()()()ln11mxxax=+++,()xnxaex=+都单调递增,所以()21ln1xx=+,()121122ln1xxxx−=−+,设()()2ln1hxxx=−+,()
21111xhxxx−=−=++,所以()0hx的解为()1,+,()0hx的解为()1,1−,所以()hx在()1,1−上递减,在()1,+上递增,所以()hx的最小值为()112ln2h=−,即122xx−的最小值为1
2ln2−.故原不等式成立.【点睛】当函数的一阶导数符号不好判断时,常利用二阶导数判断一阶导数的单调性,进而得到一阶导数大于0和小于0的区间.获得更多资源请扫码加入享学资源网微信公众号www.xiangxue100.com