【文档说明】“超级全能生”2021届高三全国卷地区1月联考丙卷(B) 数学(理).pdf,共(5)页,430.682 KB,由小赞的店铺上传
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“超级全能生”2021高考全国卷地区1月联考丙卷(B)数学(理科)答案详解123456789101112DBAACDBCDBDC1.D【解析】本题考查分式不等式的解法、集合的并集运算,考查运算求解能力,考查数学运算核心素养.由集合
B{=x∈Zx-2x+2≤}0得B={-1,0,1,2},所以A∪B={-2,-1,0,1,2},故选D.2.B【解析】本题考查复数的运算和复数的模,考查运算求解能力.由z=5i32+i=-5i2+i=-5i(2
-i)(2+i)(2-i)=-1-2i,得|z槡|=5,故选B.3.A【解析】本题考查直线的倾斜角、二倍角的余弦公式,考查运算求解能力.因为直线y=槡32x的倾斜角为α,所以tanα=槡32.又cos2α=c
os2α-sin2α=cos2α-sin2αcos2α+sin2α,分子分母同时除以cos2α,得cos2α=1-tan2α1+tan2α,将tanα=槡32代入可得cos2α=17,故选A.4.A【解析】本题考查函数的图象与性质,考查推理论证能力、运算求解能力.因为函
数f(x)的定义域为R,且f(-x)=1-2-x1+2-x·cos-x()2=2x-12x+1·cosx2=-f(x),所以f(x)是奇函数,图象关于坐标原点对称,故排除C,D;当x=1时,f(1)=-13cos12<0,排除B,故选A.5.C【解析】本题考查频
率分布直方图、平均数,考查数据处理能力.平均数的估计值x=45×0.02+55×0.04+65×0.16+75×0.18+85×0.36+95×0.24=80.4,故选C.6.D【解析】本题考查三角函数的图象与性质,考查运算求解能力
.由图象可知A槡=3.因为f(0)=32,所以cosφ=槡32.又0<φ<π,可得φ=π6.又f5π()3槡=-3,所以5π3ω+π6=2kπ+π(k∈Z),解得ω=65k+12(k∈Z),结合选项可知ω=12,因此f(x)=槡3
cosx2+π()6,故选D.7.B【解析】本题考查直线与直线、直线与平面、平面与平面的位置关系和点面距离的转化,考查空间想象能力和推理论证能力.如图,连接AD1,BC1,AB1,AM,CM,AC,BD,DC1.因为ABCD-A1B1C1D1是正方体,所以C1D1∥BA且C1D1=BA,即四边
形ABC1D1是平行四边形,所以AD1∥BC1.又AD1平面BC1D,BC1平面BC1D,所以AD1∥平面BC1D,同理AB1∥平面BC1D.因为AD1∩AB1=A,所以平面AB1D1∥平面BC1D.又AM平面AB1D1,所以AM∥平面BC1D,故①正确;因为B1D1∥平面BC
1D,所以点M到平面BC1D的距离为定值,故④正确;只有当M是B1D1的中点时,CM⊥B1D1,平面ACM⊥平面AB1D1,但与M是动点矛盾,因此②③错误,故选B.8.C【解析】本题考查独立事件的概率公式,考查推理论证能力、运算求解能
力.记甲、乙、丙三人通过强基计划分别为事件A,B,C,显然A,B,C为相互独立事件,则“三人中恰有两人通过”相当于事件珔ABC+A珔BC+AB珔C,且珔ABC,A珔BC,AB珔C是互斥的,故所求概率P(珔ABC+A
珔BC+AB珔C)=P(珔ABC)+P(A珔BC)+P(AB珔C)=P(珔A)·P(B)P(C)+P(A)P(珔B)P(C)+P(A)P(B)P(珔C)=15×34×34+45×14×34+45×34×14=3380,故选C.9.D【解析】本题考查推理与
证明,考查推理论证能力.若甲说真话,则乙、丙说假话,但按甲所说内容看,乙说的又是真话,矛盾,故甲说的是假话,进而可确定丙也说的是假话.若乙说的是假话,要么甲、丙中至少有一个2,要么甲、乙、丁都是1,以上情形相互矛盾,所以乙说的是真话,号码为2的嘉宾只能是
乙和丁,故选D.10.B【解析】本题考查直线与圆的位置关系,考查推理论证能力.如图,过点A作x轴的垂线,则此直线是圆C的切线,再过点M作此直线的垂线,垂足为点H,连接AC,CM.由CM⊥直线l知,点M在以AC为直径且位于圆C内部的圆弧上运
动.易证△MHA∽—数学(理科)·答1—△AON,可得|AM||AN|=|MH||AO|=|MH|.当直线l与AH重合时,|MH|最小,其值为0;当直线l与圆C相切时(不与AH重合),|MH|最大,|MH|=165.依题意知,直线l与圆C
相交,所以0<|MH|<165,即|AM||AN|∈0,16()5,故选B.【一题多解】由题意,直线l不与x轴平行或重合,可设直线方程为x=my+1,则N0,-1()m.圆心C到直线l的距离d=|3-4m-1|1+m槡
2=2|2m-1|1+m槡2.因为直线与圆相交,所以d=2|2m-1|1+m槡2<2,解得0<m<43.在Rt△CMA中,|AM|=AC2-d槡2=2m+41+m槡2.又|AN|=1+1m槡2=m2槡+1m,所以|A
M||AN|=2m2+4mm2+1.令f(m)=2m2+4mm2+1,则f′(m)=4×-m2+m+1(m2+1)2.当0<m<43时,f′(m)>0,即f(m)在0,()43上单调递增,因此f(0)<f(m)<f()43,可得0<f(m)<165,所以0<|AM||A
N|<165,故选B.11.D【解析】本题考查抛物线的定义及几何性质,考查化归与转化思想,考查逻辑推理核心素养.如图,设HD与x轴的交点为E.根据抛物线的定义有AF=AC,BF=BD.又因为BD∥x轴,DH∥AB,故四边形BDEF是菱形.因为AC=AF,所以∠ACF=∠AFC.又因为A
C∥EF,所以∠ACF=∠EFH,即∠EFH=∠AFC.因为DH∥AB,所以∠EHF=∠AFC,故∠EFH=∠EHF,即EH=EF.在菱形BDEF中,EF=ED,故EH=ED,因此E是DH中点.又因为点F到准线的距离为p,可得|EF|=34p.在Rt△EOH中,|OH|=EH2-EO
槡2=槡22p,故点B的坐标为p4,-p槡()2,而Fp2,()0,因此直线AB的斜率kAB=0--p槡()2p2-p4槡=22,故选D.12.C【解析】本题考查函数的零点、基本不等式、利用导数研究函数的单调性、最值,考查运算求解能力.f(x)=0可
转化为ex-a+ea-x-2=-12x2+a2lnx.设g(x)=ex-a+ea-x-2,由基本不等式得ex-a+ea-x≥2ex-a·ea-槡x=2,当且仅当x=a时,g(x)取到最小值0.设h(x)=-12x2+a2lnx(a>0),则h′(x)=-x+a2x=a2-x2x,当0<x<
a时,h′(x)>0,h(x)单调递增;当x>a时,h′(x)<0,h(x)单调递减,所以当x=a时,h(x)取到最大值-12a2+a2lna.若f(x)有2个零点,则g(x)与h(x)有两个交点,此时-12a2+a2lna>0,解得a槡>e,故选C.13.槡-3【解析】本题考查
平面向量的垂直关系和向量的投影,考查运算求解能力.由(a+b)⊥a,得a·b=-a2,所以b在a方向上的投影为a·b|a|=-a2|a|=-|a槡|=-3.14.π3【解析】本题考查三角形的面积公式和余弦定理,考查运算求解能力.
根据余弦定理和三角形面积公式得b2+c2-a2=2bccosA和S=12bcsinA,结合已知条件可得cos2A=14.又△ABC是锐角三角形,故cosA=12,所以A=π3.15.x29-y236=1【解析】本题考查双曲线的标准方程和余弦定理,考查运算求解能力和数形结合思
想、化归与转化思想.如图,根据点到直线的距离公式可得点F到直线y=bax的距离为b.设双曲线的左焦点为F1,连接MF1,则|MF1|=|FM|-2a.在Rt△OQF中,设∠QFO=θ,则cosθ=bc.在△F1MF中,由余弦定理得|MF1|2=|FM|2+|FF1|2-2|F
M|·—数学(理科)·答2—|FF1|cosθ,将|MF1|=|FM|-2a代入整理后得|FM|=b2ccosθ-a=b2b-a,同理|FN|=b2ccosθ+a=b2b+a.因为|MQ||QN|=|FM|-|QF||QF|-|FN|=b2b-a-bb-b2b+a=b+ab-a=3,所以
a=12b,将其代入|FN|=b2b+a=4,解得a=3,b=6,因此所求方程为x29-y236=1.16.槡2213【解析】本题考查数学文化、三棱柱的性质,考查空间想象能力、运算求解能力.如图所示,作MN⊥AA1于点N,设AN=x(
0≤x≤2),MN=y.由∠EMA1=∠CMA易得△MAC∽△MA1E,得MAMA1=ACA1E=2,所以MA=2MA1,即x2+y槡2=2(2-x)2+y槡2,整理得y2=-x2+163x-163.又CM2=AN2+MN
2+AC2=x2+y2+4=163x-43,当x=2时,CM取得最大值槡2213.17.【名师指导】本题考查等比数列的定义、等比数列的通项公式,考查运算求解能力,考查数学运算核心素养.(Ⅰ)根据数列的递推关系得到关于an与an-1的关系式,再根据等比数列的定义证明即可;(Ⅱ
)根据等比数列的通项公式可得到数列{an}的通项公式,再结合题中条件即可求解.解:(Ⅰ)证明:当n=1时,由题可得2(S1+1)=3a1,解得a1=2.(1分)因为2(Sn+1)=3an+n()-12,①所以当n≥2时,2(S
n-1+1)=3an-1+(n-2)2,②(2分)由①-②整理后得an=3an-1+3-2n.(4分)因为an-nan-1-(n-1)=3an-1+3-2n-nan-1-(n-1)=3[an-1-(n-1
)]an-1-(n-1)=3(n≥2),且a1-1=1,(7分)所以数列{an-n}是以1为首项,3为公比的等比数列.(8分)(Ⅱ)由(Ⅰ)知an-n=1×3n-1,故an=3n-1+n.(9分)当n=4时,依题意得2(S4+1)=3a4+(4-1)2
,(10分)且a4=31,故S4=50.(12分)18.【名师指导】本题考查回归直线方程、独立性检验,考查运算求解能力、数据处理能力,考查数学运算、数据分析核心素养.(Ⅰ)由题可得x,y的值,代入公式求得^b,
^a的值,即可得到回归方程,再把x=12代入回归方程即可预测12月手机销售量;(Ⅱ)先完成2×2列联表,再根据公式求得K2,与临界值表进行比较,即可判断.解:(Ⅰ)由已知得x=9,y=130,(1分)∑5i=1(xi-x)2=10,∑5i=1
(xi-x)(yi-y)=200,(3分)所以^b=20010=20,^a=y-^bx=130-180=-50,则y关于x的线性回归方程为^y=20x-50.(5分)当x=12时,^y=20×12-50=190,
因此预测12月的手机销售量为190百部.(6分)(Ⅱ)补全2×2列联表如表所示:男性顾客女性顾客合计A款销售量306090B款销售量6050110合计90110200(9分)K2=200×(30×50-60×60)290×90×110
×110=98001089≈8.999,因为8.999>7.879,(11分)所以有超过99.5%的把握认为“A,B两款手机11月的销售量与顾客性别有关”.(12分)19.【名师指导】本题考查面面平行的判定定理与性质、线面角,考查空间想象能力、推理论证能力,考查逻辑推理核心素养.(Ⅰ
)连接AC,BD于点O,利用三角形中位线定理并结合菱形的性质得到EF∥B1D1,OE∥CD1,再利用面面平行的判定定理即可得证;(Ⅱ)建立合适的空间直角坐标系,利用空间向量求得DB→1与平面CB1D1的法向量,结合
(Ⅰ)问与线面角的正弦公式即可求解.—数学(理科)·答3—解:(Ⅰ)证明:连接AC交BD于点O,连接OE.(1分)因为E,F分别是AD1,AB1的中点,所以EF∥B1D1.(2分)因为四边形ABCD是菱形,所以O是AC中点.又因为E是AD1的中点,所以OE∥CD1.(3分)因为OE平面CB1D
1,CD1平面CB1D1,所以OE∥平面CB1D1,同理EF∥平面CB1D1.(5分)又因为EF∩OE=E,所以平面BDEF∥平面CB1D1.(6分)(Ⅱ)以O为坐标原点,OC所在直线为x轴,OB所在直线为y轴,过点O且垂直平面A
BCD的直线为z轴,建立如图所示的空间直角坐标系.(7分)由(Ⅰ)可知直线DB1与平面BDEF和平面CB1D1所成角相等,则C(3,0,0),D(0,槡-3,0),B1(0,槡3,2),D1(0,槡-3,2),DB→1=(0,槡23,2),CB→1=(-3,槡3,2),CD→1=(
-3,槡-3,2).(9分)设平面CB1D1的法向量为m=(x,y,z),由m·CB→1=0,m·CD→1{=0得-3x槡+3y+2z=0,-3x槡-3y+2z{=0.令x=2,则m=(2,0,3).(11分)设直线DB1与平面CB1D1所成角为θ,则sinθ=|cos〈DB→1,
m〉|=2×3槡槡12+4×4+9=槡31326,故直线DB1与平面BDEF所成角的正弦值为槡31326.(12分)20.【名师指导】本题考查利用导数研究函数的单调性、极值、不等式恒成立问题,考查运算求解能力、推理论证能力,考查逻辑推理核心素养.(Ⅰ)对函数f(x)求导
,分0<a≤2和a>2两种情况讨论即可求解;(Ⅱ)由题意构造新函数,利用导数研究函数的单调性,即可求解.解:(Ⅰ)由题可知函数f(x)的定义域为(0,+∞),f′(x)=x+1x-a≥2-a,当且仅当x=1x时等号成立.(2分)当2-a≥0,即0<
a≤2时,f′(x)≥0,则函数f(x)在(0,+∞)上单调递增;(3分)当2-a<0,即a>2时,令f′(x)=0,即x2-ax+1=0,Δ=a2-4>0,解得x=a-a2槡-42或x=a+a2槡-42,且均为正数,(5分)则函数f(x)在0,a-a2槡-4()2(和a+a2
槡-42,)+∞上单调递增,在a-a2槡-42,a+a2槡-4()2上单调递减.(6分)(Ⅱ)若f(x)有两个极值点x1,x2,则x1,x2是方程x2-ax+1=0的两个不等正实根,所以结合(Ⅰ)可知x1+x2=a>2,x1x2=1.又因为x1>x2,所以0<
x2<1<x1.(7分)由f(x1)-x1<λx2(λ∈R)恒成立,可得f(x1)-x1x2<λ(λ∈R)恒成立,(8分)而f(x1)-x1x2=12x31-(1+a)x21+x1lnx1=-12x3
1-x21-x1+x1lnx1(x1>1).(9分)令g(x)=-12x3-x2-x+xlnx(x>1),则g′(x)=-32x2-2x+lnx.令h(x)=-32x2-2x+lnx(x>1),(10分)则h′(x)=-3x-2+1x=(1-3x)(1+x)x<0,则函数h(
x)在(1,+∞)上单调递减,所以h(x)<h(1)=-72<0,故g′(x)<0,则函数g(x)在(1,+∞)上单调递减,g(x)<g(1)=-52,可得λ≥-52,所以λ的取值范围是-52,[)+∞.(12分)21.【名师指导】本题考查椭圆的标准方程、直线与椭
圆的位置关系,考查推理论证能力和运算求解能力,考查数学运算核心素养.(Ⅰ)利用点P在椭圆上及∠F1PF2=90°列出方程求出a,b的值即可求解;(Ⅱ)先设点A,B的坐标,由点A,B在椭圆上可得到关于点A,B坐标的方程,再利用点差法可求出直线AB
的斜率,设出直线AB的方程,并与椭圆方程联立,利用韦达定理得到点A,B横坐标的关系式,代入k1k2的关系式即可求解.解:(Ⅰ)设点F1(-c,0),F2(c,0).—数学(理科)·答4—由∠F1PF2=90°,得PF→1·PF→2=0,(1分)即(-c槡-3,-1)(c槡-3,-1
)=0,解得c=2.(3分)因为点P(槡3,1)在椭圆上,所以3a2+1b2=1.又因为a2=b2+c2,所以a槡=6,b槡=2,所以椭圆的标准方程为x26+y22=1.(5分)(Ⅱ)设点A(x1,y1),B(x2,y2).因为点A,B在椭圆上,所
以x216+y212=1,x226+y222=1,两式相减变形后得y2-y1x2-x1·y2+y1x2+x1=-13,即kAB·kOP=-13,解得kAB=-槡33.(7分)设直线AB的方程为y=-槡33x+t,联立方程组y=-槡33x+t,x2+3y2{-6=0消
去y后整理得2x2槡-23tx+(3t2-6)=0,Δ=48-12t2>0,x1+x2槡=3t,x1x2=32t2-3,(9分)则k1k2=(y1-1)(y2-1)(x1槡-3)(x2槡-3)=13x1x2+槡33(1-t)(x1+x2)+t
2-2t+1x1x2槡-3(x1+x2)+3=133t22()-3+槡33(1-t)·槡3t+t2-2t+132t2槡-3-3·槡3t+3=13,所以k1k2是定值,其值为13.(12分)22.【名师指导】本题考查参数方程与普通方程的互化、极坐标方程
与直角坐标方程的互化、极径的几何意义、参数方程中参数的几何意义,考查运算求解能力、应用意识,考查数学运算核心素养.(Ⅰ)利用参数方程与普通方程、极坐标方程与直角坐标方程的互化公式即可求解;(Ⅱ)利用极径的几何意义或参数方程中
参数的几何意义求解即可.解:(Ⅰ)因为曲线C1的参数方程是x=cosφ,y=1+sin{φ(φ为参数),所以普通方程为x2+y2-2y=0,(2分)化为极坐标方程为ρ=2sinθ.(4分)直线C2的直角坐标方程是y=12.(5分)(Ⅱ)解法
一:设以点O为端点的射线l的极坐标方程为θ=α(0<α<π).(6分)将θ=α分别代入ρ=2sinθ和ρsinθ=12中,得|OA|=2sinα,|OB|=12sinα(0<α<π),(8分)所以|OA|·|OB|=2sin
α·12sinα=1.(10分)解法二:设过点O的直线l的倾斜角为α(0<α<π),则直线l的参数方程为x=tcosα,y=tsin{α(t为参数).(6分)把x=tcosα,y=tsin{α代入x2+y2-2y=0得t2-2ts
inα=0,解得t=2sinα.根据直线参数方程中t的几何意义,可知|OA|=2sinα(0<α<π).(7分)把x=tcosα,y=tsin{α代入y=12得t=12sinα,所以|OB|=12sinα,(8分)所以|OA|·|OB|=2si
nα·12sinα=1.(10分)23.【名师指导】本题考查运用柯西不等式和综合法证明不等式,考查推理论证能力、应用意识,考查逻辑推理核心素养.(Ⅰ)用b表示a,代入所求不等式的左侧,再利用二次函数的性质即可证明;(Ⅱ)恒等变形后结合柯西不等式的三维形式即可得证.证明:(Ⅰ)由
a+b2=3得a=3-b2,(1分)则a2+b22=3-b()22+b22=34(b-2)2+6≥6,(4分)即a2+b22≥6成立,当且仅当a=b=2时,等号成立.(5分)(Ⅱ)由柯西不等式得1+12+()(13
a2+b22+c2)3≥1·a+1槡2·b槡2+1槡3·c槡()32,(7分)所以116a2+b22+c2()3≥a+b2+c()32=11,即a2+b22+c23≥6,(9分)当且仅当a=b=c=槡61111时,取
得等号.(10分)—数学(理科)·答5—