数学(北京卷)
(考试时间:120分钟 试卷满分:150分)
注意事项:
1.本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答第Ⅰ卷时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。
3.回答第Ⅱ卷时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 4.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。 一、单选题
1.已知集合A{x|1x1},B{1,0,2},则AIB( ) A.{1,0} 【答案】A
【解析】A{x|1x1},B{1,0,2},则AB{1,0}. 2.设复数z满足(z2i)(2i)5,则z ( ) A.23i 【答案】A
【解析】Q(z2i)(2i)5z2iB.23i
C.32i
D.32i
B.{1,0,1,2}
C.{1,1}
D.{0}
52iz23i 2i3.设函数f(x)=cosx+bsinx(b为常数),则“b=0”是“f(x)为偶函数”的 A.充分而不必要条件 C.充分必要条件 【答案】C 【解析】
时,
,
对任意的恒成立,
,得
充分必要条件,故选C.
1
B.必要而不充分条件 D.既不充分也不必要条件
为偶函数;
为偶函数时,
对任意的恒成立,从而.从而“”是“为偶函数”的
1x2y24.若双曲线221(a0,b0)的一个焦点到一条渐近线的距离等于焦距的,则该双曲线的渐近
4ab线方程是( ) A.x2y0 【答案】C
B.2xy0
C.x3y0
D.3xy0
2cx2y2,c2b.因【解析】因为双曲线221(a0,b0)的一个焦点到一条渐近线的距离为b,所以b4abbx2y2此a3b.因为双曲线221(a0,b0)的渐近线方程为yx,所以该双曲线的渐近线方程是
aabx3y0.
5.在△ABC中,角A,B,C的对边分别是a,b,c,若acosBbcosA为( ) A.3 【答案】D
【解析】因为acosBbcosAB.cacosAbcosB,则的最小值2acosB43 3C.3 3D.23 3c, 2所以2sinAcosB2sinBcosAsinC,
2sinAcosB2sinBcosAsinABsinAcosBcosAsinB,
sinAcosB3sinBcosA0,即
因为
sinA3cosA, sinBcosBacosA+bcosBcosAbcosAsinBcosAcosBcosAcosB23, =+2acosBcosBacosBsinAcosB3cosAcosB3cosA3acosA+bcosB23的最小值为,故选D。
acosB3所以
6.已知
a312,blog1311,clog2,则( ) 23C.cba
D.bac
A.abc 【答案】A
B.bca
2
【解析】由指数函数,对数函数的性质,可知111Qa321,blog1,0log11
3232clog1230,即abc,选A 7.某几何体的三视图如图所示,则该几何体的体积是( )
A.6 B.4 C.3 D.2
【答案】D
【解析】作出几何体的直观图如下图所示:
可知,该几何体为四棱锥PABCD,且底面ABCD为直角梯形,其面积为S12223,四棱锥PABCD的高为hPD2, 因此,该几何体的体积为V1PABCD3Sh13322. 8.已知点A(3,0),B(0,3),若点P在曲线y1x2上运动,则△PAB面积的最小值为( A.6 B.3 C.
92322 D.
92322 【答案】B
【解析】曲线y1x2表示以原点O为圆心,1为半径的下半圆(包括两个端点),如图,
3
)直线AB的方程为xy30,
可得|AB|32,由圆与直线的位置关系知P在(1,0)时,P到直线AB距离最短,即为
|103|2, 2则△PAB的面积的最小值为故选:B.
13223. 2
9.将函数g(x)2cosx21的图象向右平移个单位长度,纵坐标不变,再将横坐标伸长为原来44的2倍,得到函数f(x)的图象,则下列说法正确的是( ) A.函数f(x)的最小正周期为 B.当xR时,函数f(x)为奇函数 C.x是函数f(x)的一条对称轴 D.函数f(x)在区间【答案】C
【解析】将函数g(x)2cosx225,上的最小值为3
2341cos2x的图象向右平移个单位长度, 424纵坐标不变,可得ycos2xcos2x, 42再将横坐标伸长为原来的2倍,得到函数f(x)cosx, 则函数f(x)的最小正周期T22,故A选项错误; 1当xR时,函数f(x)cosx为偶函数,故B选项错误;
4
函数f(x)cosx的对称轴为xkkZ,故C选项正确; 函数f(x)cosx在区间25,上的最小值为1,故D选项错误; 3410.定义在R上的函数fx导函数为f(x),若对任意实数x,有f(x)f(x),且fx2019为奇函数,则不等式f(x)2019e0的解集为( ) A.,0 【答案】B
【解析】由题意,构造新函数gxxB.0,
C.(,)
1eD.(,)
1efxfxfx,则, gxxxee因为f(x)f(x),所以gx0,所以函数gx在R上单调递减, 又因为fx2019为奇函数,所以f020190, 所以f02019,则g02019,
所以不等式f(x)2019e0等价与gxg0,即x0,
x所以不等式f(x)2019e0的解集为0,,故选B.
x二、填空题
vvvvvv11.已知a,b均为单位向量,若a2b3,则a与b的夹角为________.
【答案】
rr【解析】由题意a2b 32rr2r2rrr2rr(a2b)a4ab4b14ab43,
rrrrrrrrrr1rr11ab,∴ababcosa,b,cosa,b,a,b.
2232故答案为:
. 312.某建材商场国庆期间搞促销活动,规定:如果顾客选购物品的总金额不超过600元,则不享受任何折扣优惠;如果顾客选购物品的总金额超过600元,则超过600元部分享受一定的折扣优惠,折扣优惠按下表累计计算.
5
某人在此商场购物获得的折扣优惠金额为30元,则他实际所付金额为____元. 【答案】1120
【解析】由题可知:折扣金额y元与购物总金额x元之间的解析式,
y0,0<x6000.05600<x1100 x600,0.1x110025,x>1100∵y=30>25 ∴x>1100
∴0.1(x﹣1100)+25=30 解得,x=1150, 1150﹣30=1120,
故此人购物实际所付金额为1120元.
13.若函数fxex,x0x21,x0,则函数yfx1的零点是___________.
【答案】0或2
【解析】要求函数yfx1的零点, 则令yfx10,即f(x)=1,
ex又因为:fx,x0x21,x0, ①当x0时,fxex,
ex1,解得x0.
②当x0时,fxx21,
x211,解得x2(负值舍去),所以x2.
综上所以,函数yfx1的零点是0或2.
6
故答案为:0或2
x214.已知抛物线y2px的焦点与双曲线y21的右顶点重合,则抛物线的焦点坐标为__________;
42准线方程为___________.
【答案】(2,0) x2;
x2【解析】由题可知:双曲线y21的右顶点坐标为2,0
4所以可知抛物线的焦点坐标为2,0,准线方程为x2 故答案为:(2,0);x2
15.如图,在半径为3的球面上有A、B、C三点,ABC90o,BABC,球心O到平面ABC的距离是32,则B、C两点的球面距离是______. 2
【答案】
【解析】由已知,AC是小圆的直径.
所以过球心O作小圆的垂线,垂足O'是AC的中点.O'C∴BC=3,即BC=OB=OC.∴∠BOC=则B、C两点的球面距离=四、解答题
16.已知在ABC中,a2,b①A(3)2(32232,AC=32, )22, 3×3=π. 32,同时还可能满足以下某些条件:
π;②BA;③sinBsinA;④c4. 4
7
(1)直接写出所有可能满足的条件序号; (2)在(1)的条件下,求B及c的值. 【解析】(1)①,③.
22ab(2)由,可得sinB
sinsinAsinB42421 sinB222Qa2b2ABB
62sin2由a2b2c22bccosA22(2)2c222c2 2解得c31或c31(舍).
17.如图,在四棱锥PABCD中,底面ABCD为正方形,PA平面CDP,M为线段PD的中点,且
PAPD2.
(1)求证:PB//平面ACM;
(2)求平面PAC与平面MAC所成锐二面角的余弦值. 【解析】(1)连接BD交AC于O,连接OM, 因为四边形ABCD为正方形,所以O为BD的中点, 又因为M为线段PD的中点,所以OM//PB, 因为OM平面ACM,PB平面ACM, 所以PB//平面ACM;
(2) 以P为原点,以向量PC,PA所在直线为x,z轴, 过P作PC的垂线为y轴建立空间直角坐标系(如图)
8
则P0,0,0,A0,0,2,
因为PAPD2,所以ADCD22,AC4,PC23, 则C23,0,0,
2326D在VPCD中:CD22,PD2,PC23可知:3,3,0, 36又因为M为线段PD的中点,所以M3,3,0,
设平面MAC的法向量为n1x,y,z,则
uvuuuv23x2z0AC0n1·uvuv即53令x2,则y52,z23, uuu6CM0xy0n1·33即n12,52,23,
又因为平面PAC的法向量n20,1,0, 设平面PAC与平面MAC所成锐二面角为,
则cosn1gn2n1n25252533,
334501266所以平面PAC与平面MAC所成锐二面角的余弦值为
533 3318.某苗木基地常年供应多种规格的优质树苗.为更好地销售树苗,建设生态文明家乡和美好家园,基地积极主动地联系了甲、乙、丙三家公司,假定基地得到公司甲、乙、丙的购买合同的概率分别
2p、、1p,39
且基地是否得到三家公司的购买合同是相互独立的.
(1)若公司甲计划与基地签订300棵银杏实生苗的销售合同,每棵银杏实生苗的价格为90元,栽种后,每棵树苗当年的成活率都为0.9,对当年没有成活的树苗,第二年需再补种1棵.现公司甲为苗木基地提供了两种售后方案,
方案一:公司甲购买300棵银杏树苗后,基地需提供一年一次,共计两年的补种服务,且每次补种人工及运输费用平均为800元;
方案二:公司甲购买300棵银杏树苗后,基地一次性地多给公司甲60棵树苗,后期的移栽培育工作由公司甲自行负责.
若基地首次运送方案一的300棵树苗及方案二的360棵树苗的运费及栽种费用合计都为1600元,试估算两种方案下苗木基地的合同收益分别是多少?
(2)记为该基地得到三家公司购买合同的个数,若P(0)1,求随机变量的分布列与数学期望12E().
【解析】(1)方案一、每棵银杏实生苗的价格为90元,栽种后, 且每棵树苗当年的成活率都为0.9,基地需提供一年一次, 共计两年的补种服务,且每次补种人工及运输费用平均为800元, 则苗木基地的合同收益为:
; 300903000.1908003000.10.190800160026770(元)方案二、公司甲购买300棵银杏树苗后,基地一次性地多给公司甲60棵树苗, 后期的移栽培育工作由公司甲自行负责,
则苗木基地的合同收益为:30090160025400(元) (2)记为该基地得到三家公司购买合同的个数, 且公司甲、乙、丙的购买合同的概率分别所以P(0)1解得:p
2p、、1p, 32111p11p1pp, 33121, 2
可取值为0、1、2、3,则 P(0)21111111141,P(1),
3223223221212
10
2112111115P(2),
322322322122112P(3),
32212则随机变量的分布列为
P 0 1 2 3 1 124 125 122 12数学期望E()01452205123 121212121232x2y2E1,19.已知椭圆C:221(ab0)经过定点,其左右集点分别为F1,F2且
ab2EF1EF222,过右焦F2且与坐标轴不垂直的直线l与椭圈交于P,Q两点.
(1)求椭圆C的方程:
(2)若O为坐标原点,在线段OF2上是否存在点M(m,0),使得以MP,MQ为邻边的平行四边形是菱形?若存在,求出m的取值范围;若不存在,请说明理由. 【解析】(1)∵点E在椭圆上,且EF1EF222, ∴2a22,a2,
211E1,又∵定点在椭圆上,∴221,
a2b2∴b1,
x2∴椭圆C的方程为:y21;
2(2)假设存在点M(m,0)满足条件,设P(x1,y1),Q(x2,y2),直线l的方程为:yk(x1),
yk(x1)2222y(12k)x4kx2k20, 联立方程x2,消去得:2y122k224k22∴x1x2,x1x2,△8k80, 2212k12kuuuruuuruuuur又MPx1m,y1,MQx2m,y2,PQx2x1,y2y1,
11
∴uMPuuruMQuuurx1x22m,y1y2,
由题意知.(uMPuuruMQuuur)uPQuur(x2x12m)(x2x1)(y1y2)(y2y1)
(x2x12m)(x2x1)(y1y2)0,
∵x1x2,∴x2x12mk(y1y2)0, 即x2x12mk2x1x220,
则4k2224k12k22mk12k220, ∴k2m12m0,
∴0m12,
故存在点M(m,0),使得以MP,MQ为邻边的平行四边形是菱形,m的取值范围为10,2.
20.设函数fxaexcosx,其中aR.
(Ⅰ)已知函数fx为偶函数,求a的值; (Ⅱ)若a1,证明:当x0时,fx2;
(Ⅲ)若fx在区间0,内有两个不同的零点,求a的取值范围. 【解析】(Ⅰ)函数yfx为偶函数,所以fxfx,即aexcosxaexcosx,整理得aexex0对任意的xR恒成立,a0;
(Ⅱ)当a1时,
fxexcosx,则fxexsinx,
Qx>0,则ex1,1sinx1,fxexsinx0,
所以,函数
fxexcosx在0,上单调递增,
当x0时,fxf02;
(Ⅲ)由
fxaexcosx0,得acosxcosxex,设函数hxex,x0,, 则2sinx3hxsinxcosx4,令hx0,得x. exex4
12
随着x变化,hx与hx的变化情况如下表所示:
x 30,4 3 40 3, 4hx ] hx Z 极大值 所以,函数yhx在0,又因为h01,h33,上单调递减. 上单调递增,在443434234e,且heh0,如下图所示: ,he2e
234e所以,当ae,2cosxa时,方程在区间0,内有两个不同解, xe234e因此,所求实数a的取值范围为e,2. 21.已知数列an的前n项和为Sn,且满足a1aa3,an1Sn3n,设bnSn3n,nN*. (Ⅰ)求证:数列bn是等比数列;
(Ⅱ)若an1an,nN*,求实数a的最小值; (Ⅲ)当a4时,给出一个新数列en,其中en*3,n1,设这个新数列的前n项和为Cn,若Cn可
b,n2n以写成tp(t,pN且t1,p1)的形式,则称Cn为“指数型和”.问Cn中的项是否存在“指数型和”,若存在,求出所有“指数型和”;若不存在,请说明理由.
nn*nn【解析】(I)an1Sn3,Sn1SnSn3Sn12Sn3,nN.由于bnSn3,当a3时,
13
bn1Sn13n12Sn3n3n12,bna32n1. 所以数列bn是等比数列.b1S13a3,nnbnSn3Sn3(II)由(I)得bnSn3a32nn1,
Sn3na32n1anSnSn123n1a32n2,n2,nN*,所以a,n1an.因为an1an,a23aaa1.当n2时, n1n223a32,n2an23n1a32n2,an123na32n1,而an1an,所以an1an0,即
nn1n1n223n1a32n223a3243a320,化简得43n13a382n2238221n133,由于当n2时,82n13单调递减,最大值为
31239,所以
a9,又a3,所以a的最小值为9.
bn(III)由(I)当a4时,
2,当n2时,Cn324L2n3n1212n122n11.C13npnpn*也符合上式,所以对正整数n都有Cn21.由t21,t12,(t,pN且t1,p1),t只
能是不小于3的奇数.
pp22ppnp①当为偶数时,t1t1t12,由于2和2t1t1都是大于1的正整数,所以存在正整
pghhgh数g,h,使得t212g,t212h,222,2212,所以2h2,且
pp2gh12h1,g2,相应的n3,即有C332,C3为“指数型和”;
② 当p为奇数时,t1t11ttLtp2p1,由于1ttn2Ltp1是p个奇数之和,仍为奇
数,又t1为正偶数,所以t11ttLt2p12不成立,此时没“指数型和”.
综上所述,Cn中的项存在“指数型和”,为C3.
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