?2013年江西省高考數(shù)學(xué)試卷(文科)
 
一、選擇題:本大題共10小題,每小題5分,共50分.在每小題給出的四個選項(xiàng)中,只有一項(xiàng)是符合題目要求的.
1.(5分)復(fù)數(shù)z=i(﹣2﹣i)(i為虛數(shù)單位)在復(fù)平面內(nèi)所對應(yīng)的點(diǎn)在( ?。?br /> A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
2.(5分)若集合A={x∈R|ax2+ax+1=0}其中只有一個元素,則a=( ?。?br /> A.4 B.2 C.0 D.0或4
3.(5分)若sin=,則cosα=( ?。?br /> A.﹣ B.﹣ C. D.
4.(5分)集合A={2,3},B={1,2,3},從A,B中各取任意一個數(shù),則這兩數(shù)之和等于4的概率是( ?。?br /> A. B. C. D.
5.(5分)總體由編號為01,02,…,19,20的20個個體組成.利用下面的隨機(jī)數(shù)表選取5個個體,選取方法從隨機(jī)數(shù)表第1行的第5列和第6列數(shù)字開始由左到右依次選取兩個數(shù)字,則選出來的第5個個體的編號為( ?。?br /> 7816
6572
0802
6314
0702
4369
9728
0198
3204
9234
4935
8200
3623
4869
6938
7481
A.08 B.07 C.02 D.01
6.(5分)下列選項(xiàng)中,使不等式x<<x2成立的x的取值范圍是( ?。?br /> A.(﹣∞,﹣1) B.(﹣1,0) C.(0,1) D.(1,+∞)
7.(5分)閱讀如圖所示的程序框圖,如果輸出i=4,那么空白的判斷框中應(yīng)填入的條件是(  )

A.S<8 B.S<9 C.S<10 D.S<11
8.(5分)一幾何體的三視圖如圖所示,則該幾何體的體積為(  )

A.200+9π B.200+18π C.140+9π D.140+18π
9.(5分)已知點(diǎn)A(2,0),拋物線C:x2=4y的焦點(diǎn)為F,射線FA與拋物線C相交于點(diǎn)M,與其準(zhǔn)線相交于點(diǎn)N,則|FM|:|MN|=( ?。?br /> A.2: B.1:2 C.1: D.1:3
10.(5分)如圖.已知l1⊥l2,圓心在l1上、半徑為1m的圓O在t=0時與l2相切于點(diǎn)A,圓O沿l1以1m/s的速度勻速向上移動,圓被直線l2所截上方圓弧長記為x,令y=cosx,則y與時間t(0≤t≤1,單位:s)的函數(shù)y=f(t)的圖象大致為( ?。?br />
A. B. C. D.
 
二.填空題:本大題共5小題,每小題5分,共25分.
11.(5分)若曲線y=xa+1(a∈R)在點(diǎn)(1,2)處的切線經(jīng)過坐標(biāo)原點(diǎn),則a=  ?。?br /> 12.(5分)某班植樹小組今年春天計(jì)劃植樹不少于100棵,若第一天植樹2棵,以后每天植樹的棵數(shù)是前一天的2倍,則需要的最少天數(shù)n(n∈N*)等于  ?。?br /> 13.(5分)設(shè)f(x)=sin3x+cos3x,若對任意實(shí)數(shù)x都有|f(x)|≤a,則實(shí)數(shù)a的取值范圍是  ?。?br /> 14.(5分)若圓C經(jīng)過坐標(biāo)原點(diǎn)和點(diǎn)(4,0),且與直線y=1相切,則圓C的方程是  ?。?br /> 15.(5分)如圖,正方體的底面與正四面體的底面在同一平面α上,且AB∥CD,則直線EF與正方體的六個面所在的平面相交的平面?zhèn)€數(shù)為   .

 
三.解答題:本大題共6小題,共75分.解答應(yīng)寫出文字說明,證明過程或演算步驟.
16.(12分)正項(xiàng)數(shù)列{an}滿足:an2﹣(2n﹣1)an﹣2n=0.
(1)求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式an;
(2)令bn=,求數(shù)列{bn}的前n項(xiàng)和Tn.
17.(12分)在△ABC中,角A,B,C的對邊分別為a,b,c,已知sinAsinB+sinBsinC+cos2B=1.
(1)求證:a,b,c成等差數(shù)列;
(2)若C=,求的值.
18.(12分)小波已游戲方式?jīng)Q定是去打球、唱歌還是去下棋.游戲規(guī)則為以O(shè)為起點(diǎn),再從A1,A2,A3,A4,A5,A6(如圖)這6個點(diǎn)中任取兩點(diǎn)分別為終點(diǎn)得到兩個向量,記住這兩個向量的數(shù)量積為X,若X>0就去打球,若X=0就去唱歌,若X<0就去下棋
(1)寫出數(shù)量積X的所有可能取值
(2)分別求小波去下棋的概率和不去唱歌的概率.

19.(12分)如圖,直四棱柱ABCD﹣A1B1C1D1中,AB∥CD,AD⊥AB,AB=2,AD=,AA1=3,E為CD上一點(diǎn),DE=1,EC=3
(1)證明:BE⊥平面BB1C1C;
(2)求點(diǎn)B1到平面EA1C1 的距離.

20.(13分)橢圓C:=1(a>b>0)的離心率,a+b=3.
(1)求橢圓C的方程;
(2)如圖,A,B,D是橢圓C的頂點(diǎn),P是橢圓C上除頂點(diǎn)外的任意點(diǎn),直線DP交x軸于點(diǎn)N直線AD交BP于點(diǎn)M,設(shè)BP的斜率為k,MN的斜率為m,證明2m﹣k為定值.

21.(14分)設(shè)函數(shù)常數(shù)且a∈(0,1).
(1)當(dāng)a=時,求f(f());
(2)若x0滿足f(f(x0))=x0,但f(x0)≠x0,則稱x0為f(x)的二階周期點(diǎn),試確定函數(shù)有且僅有兩個二階周期點(diǎn),并求二階周期點(diǎn)x1,x2;
(3)對于(2)中x1,x2,設(shè)A(x1,f(f(x1))),B(x2,f(f(x2))),C(a2,0),記△ABC的面積為s(a),求s(a)在區(qū)間[,]上的最大值和最小值.
 

2013年江西省高考數(shù)學(xué)試卷(文科)
參考答案與試題解析
 
一、選擇題:本大題共10小題,每小題5分,共50分.在每小題給出的四個選項(xiàng)中,只有一項(xiàng)是符合題目要求的.
1.(5分)復(fù)數(shù)z=i(﹣2﹣i)(i為虛數(shù)單位)在復(fù)平面內(nèi)所對應(yīng)的點(diǎn)在( ?。?br /> A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
【分析】化簡可得復(fù)數(shù)z=i(﹣2﹣i)=﹣2i﹣i2=1﹣2i,由復(fù)數(shù)的幾何意義可得答案.
【解答】解:化簡可得復(fù)數(shù)z=i(﹣2﹣i)=﹣2i﹣i2=1﹣2i,
故復(fù)數(shù)在復(fù)平面內(nèi)所對應(yīng)的點(diǎn)的坐標(biāo)為(1,﹣2)在第四象限,
故選:D.
【點(diǎn)評】本題考查復(fù)數(shù)的代數(shù)表示法及其幾何意義,屬基礎(chǔ)題.
 
2.(5分)若集合A={x∈R|ax2+ax+1=0}其中只有一個元素,則a=(  )
A.4 B.2 C.0 D.0或4
【分析】當(dāng)a為零時,方程不成立,不符合題意,當(dāng)a不等于零時,方程是一元二次方程只需判別式為零即可.
【解答】解:當(dāng)a=0時,方程為1=0不成立,不滿足條件
當(dāng)a≠0時,△=a2﹣4a=0,解得a=4
故選:A.
【點(diǎn)評】本題主要考查了元素與集合關(guān)系的判定,以及根的個數(shù)與判別式的關(guān)系,屬于基礎(chǔ)題.
 
3.(5分)若sin=,則cosα=(  )
A.﹣ B.﹣ C. D.
【分析】由二倍角的余弦公式可得cosα=1﹣2sin2,代入已知化簡即可.
【解答】解:由二倍角的余弦公式可得cosa=1﹣2sin2
=1﹣2×=1﹣=
故選:C.
【點(diǎn)評】本題考查二倍角的余弦公式,把α看做的二倍角是解決問題的關(guān)鍵,屬基礎(chǔ)題.
 
4.(5分)集合A={2,3},B={1,2,3},從A,B中各取任意一個數(shù),則這兩數(shù)之和等于4的概率是( ?。?br /> A. B. C. D.
【分析】由分步計(jì)數(shù)原理可得總的方法種數(shù)為2×3=6,由列舉法可得符合條件的有2種,由古典概型的概率公式可得答案.
【解答】解:從A,B中各取任意一個數(shù)共有2×3=6種分法,
而兩數(shù)之和為4的有:(2,2),(3,1)兩種方法,
故所求的概率為:=.
故選:C.
【點(diǎn)評】本題考查古典概型及其概率公式,屬基礎(chǔ)題.
 
5.(5分)總體由編號為01,02,…,19,20的20個個體組成.利用下面的隨機(jī)數(shù)表選取5個個體,選取方法從隨機(jī)數(shù)表第1行的第5列和第6列數(shù)字開始由左到右依次選取兩個數(shù)字,則選出來的第5個個體的編號為(  )
7816
6572
0802
6314
0702
4369
9728
0198
3204
9234
4935
8200
3623
4869
6938
7481
A.08 B.07 C.02 D.01
【分析】從隨機(jī)數(shù)表第1行的第5列和第6列數(shù)字開始由左到右依次選取兩個數(shù)字開始向右讀,依次為65,72,08,02,63,14,07,02,43,69,97,28,01,98,…,其中08,02,14,07,01符合條件,故可得結(jié)論.
【解答】解:從隨機(jī)數(shù)表第1行的第5列和第6列數(shù)字開始由左到右依次選取兩個數(shù)字開始向右讀,
第一個數(shù)為65,不符合條件,第二個數(shù)為72,不符合條件,
第三個數(shù)為08,符合條件,
以下符合條件依次為:08,02,14,07,01,
故第5個數(shù)為01.
故選:D.
【點(diǎn)評】本題主要考查簡單隨機(jī)抽樣.在隨機(jī)數(shù)表中每個數(shù)出現(xiàn)在每個位置的概率是一樣的,所以每個數(shù)被抽到的概率是一樣的.
 
6.(5分)下列選項(xiàng)中,使不等式x<<x2成立的x的取值范圍是(  )
A.(﹣∞,﹣1) B.(﹣1,0) C.(0,1) D.(1,+∞)
【分析】通過x=,,2驗(yàn)證不等式是否成立,排除選項(xiàng)B、C、D.即可得到正確選項(xiàng).
【解答】解:利用特殊值排除選項(xiàng),不妨令x=時,代入x<<x2,得到<,顯然不成立,選項(xiàng)B不正確;
當(dāng)x=時,代入x<<x2,得到,顯然不正確,排除C;
當(dāng)x=2時,代入x<<x2,得到,顯然不正確,排除D.
故選:A.
【點(diǎn)評】本題考查分式不等式的解法,由于本題是選擇題,利用特殊值驗(yàn)證法是快速解答選擇題的一種技巧.當(dāng)然可以直接解答,過程比較復(fù)雜.
 
7.(5分)閱讀如圖所示的程序框圖,如果輸出i=4,那么空白的判斷框中應(yīng)填入的條件是( ?。?br />
A.S<8 B.S<9 C.S<10 D.S<11
【分析】由框圖給出的賦值,先執(zhí)行一次運(yùn)算i=i+1,然后判斷得到的i的奇偶性,是奇數(shù)執(zhí)行S=2*i+2,是偶數(shù)執(zhí)行S=2*i+1,然后判斷S的值是否滿足判斷框中的條件,滿足繼續(xù)從i=i+1執(zhí)行,不滿足跳出循環(huán),輸出i的值.
【解答】解:框圖首先給變量S和i賦值S=0,i=1,執(zhí)行i=1+1=2,判斷2是奇數(shù)不成立,執(zhí)行S=2×2+1=5;
判斷框內(nèi)條件成立,執(zhí)行i=2+1=3,判斷3是奇數(shù)成立,執(zhí)行S=2×3+2=8;
判斷框內(nèi)條件成立,執(zhí)行i=3+1=4,判斷4是奇數(shù)不成立,執(zhí)行S=2×4+1=9;
此時在判斷時判斷框中的條件應(yīng)該不成立,輸出i=4.而此時的S的值是9,故判斷框中的條件應(yīng)S<9.
若是S<8,輸出的i值等于3,與題意不符.
故選:B.
【點(diǎn)評】本題考查了程序框圖,考查了循環(huán)結(jié)構(gòu),內(nèi)含條件結(jié)構(gòu),整體屬于當(dāng)型循環(huán),解答此題的關(guān)鍵是思路清晰,分清路徑,屬基礎(chǔ)題.
 
8.(5分)一幾何體的三視圖如圖所示,則該幾何體的體積為( ?。?br />
A.200+9π B.200+18π C.140+9π D.140+18π
【分析】根據(jù)題意,該幾何體是下部是長方體、上部是半圓柱所組成.根據(jù)所給出的數(shù)據(jù)可求出體積.
【解答】解:根據(jù)圖中三視圖可得出其體積=長方體的體積與半圓柱體積的和
長方體的三度為:10、4、5;
圓柱的底面半徑為3,高為2,
所以幾何體的體積=10×4×5+32π×2=200+9π.
故選:A.
【點(diǎn)評】本題主要考查三視圖的相關(guān)知識:主視圖主要確定物體的長和高,左視圖確定物體的寬和高,俯視圖確定物體的長和寬.
 
9.(5分)已知點(diǎn)A(2,0),拋物線C:x2=4y的焦點(diǎn)為F,射線FA與拋物線C相交于點(diǎn)M,與其準(zhǔn)線相交于點(diǎn)N,則|FM|:|MN|=(  )
A.2: B.1:2 C.1: D.1:3
【分析】求出拋物線C的焦點(diǎn)F的坐標(biāo),從而得到AF的斜率k=﹣.過M作MP⊥l于P,根據(jù)拋物線物定義得|FM|=|PM|.Rt△MPN中,根據(jù)tan∠MNP=,從而得到|PN|=2|PM|,進(jìn)而算出|MN|=|PM|,由此即可得到|FM|:|MN|的值.
【解答】解:∵拋物線C:x2=4y的焦點(diǎn)為F(0,1),點(diǎn)A坐標(biāo)為(2,0)
∴拋物線的準(zhǔn)線方程為l:y=﹣1,直線AF的斜率為k==﹣,
過M作MP⊥l于P,根據(jù)拋物線物定義得|FM|=|PM|
∵Rt△MPN中,tan∠MNP=﹣k=,
∴=,可得|PN|=2|PM|,得|MN|==|PM|
因此,,可得|FM|:|MN|=|PM|:|MN|=1:
故選:C.

【點(diǎn)評】本題給出拋物線方程和射線FA,求線段的比值.著重考查了直線的斜率、拋物線的定義、標(biāo)準(zhǔn)方程和簡單幾何性質(zhì)等知識,屬于基礎(chǔ)題.
 
10.(5分)如圖.已知l1⊥l2,圓心在l1上、半徑為1m的圓O在t=0時與l2相切于點(diǎn)A,圓O沿l1以1m/s的速度勻速向上移動,圓被直線l2所截上方圓弧長記為x,令y=cosx,則y與時間t(0≤t≤1,單位:s)的函數(shù)y=f(t)的圖象大致為( ?。?br />
A. B. C. D.
【分析】通過t的增加,排除選項(xiàng)A、D,利用x的增加的變化率,說明余弦函數(shù)的變化率,得到選項(xiàng)即可.
【解答】解:因?yàn)楫?dāng)t=0時,x=0,對應(yīng)y=1,所以選項(xiàng)A,D不合題意,
當(dāng)t由0增加時,x的變化率由大變小,又y=cosx是減函數(shù),所以函數(shù)y=f(t)的圖象變化先快后慢,
所以選項(xiàng)B滿足題意,C正好相反.
故選:B.
【點(diǎn)評】本題考查函數(shù)圖象的變換快慢,考查學(xué)生理解題意以及視圖能力.
 
二.填空題:本大題共5小題,每小題5分,共25分.
11.(5分)若曲線y=xa+1(a∈R)在點(diǎn)(1,2)處的切線經(jīng)過坐標(biāo)原點(diǎn),則a= 2?。?br /> 【分析】求出函數(shù)的導(dǎo)函數(shù),求出x=1時的導(dǎo)數(shù)值,寫出曲線y=xa+1(a∈R)在點(diǎn)(1,2)處的切線方程,把原點(diǎn)坐標(biāo)代入即可解得α的值.
【解答】解:由y=xa+1,得y′=axa﹣1.
所以y′|x=1=a,則曲線y=xa+1(α∈R)在點(diǎn)(1,2)處的切線方程為:
y﹣2=a(x﹣1),即y=ax﹣a+2.
把(0,0)代入切線方程得,a=2.
故答案為:2.
【點(diǎn)評】本題考查了利用導(dǎo)數(shù)研究曲線上某點(diǎn)處的導(dǎo)數(shù),考查了直線方程點(diǎn)斜式,是基礎(chǔ)題.
 
12.(5分)某班植樹小組今年春天計(jì)劃植樹不少于100棵,若第一天植樹2棵,以后每天植樹的棵數(shù)是前一天的2倍,則需要的最少天數(shù)n(n∈N*)等于 6?。?br /> 【分析】由題意可得,第n天種樹的棵數(shù)an是以2為首項(xiàng),以2為公比的等比數(shù)列,根據(jù)等比數(shù)列的求和公式求出n天中種樹的棵數(shù)滿足sn≥100,解不等式可求
【解答】解:由題意可得,第n天種樹的棵數(shù)an是以2為首項(xiàng),以2為公比的等比數(shù)列
sn==2n+1﹣2≥100
∴2n+1≥102
∵n∈N*
∴n+1≥7
∴n≥6,即n的最小值為6
故答案為:6
【點(diǎn)評】本題主要考查了等比數(shù)列的求和公式在實(shí)際問題中的應(yīng)用,解題的關(guān)鍵是等比數(shù)列模型的確定
 
13.(5分)設(shè)f(x)=sin3x+cos3x,若對任意實(shí)數(shù)x都有|f(x)|≤a,則實(shí)數(shù)a的取值范圍是 a≥2?。?br /> 【分析】構(gòu)造函數(shù)F(x)=|f(x)|=|sin3x+cos3x|,利用正弦函數(shù)的特點(diǎn)求出F(x)max,從而可得答案.
【解答】解:∵不等式|f(x)|≤a對任意實(shí)數(shù)x恒成立,
令F(x)=|f(x)|=|sin3x+cos3x|,
則a≥F(x)max.
∵f(x)=sin3x+cos3x=2sin(3x+)
∴﹣2≤f(x)≤2
∴0≤F(x)≤2
F(x)max=2
∴a≥2.
即實(shí)數(shù)a的取值范圍是a≥2
故答案為:a≥2.
【點(diǎn)評】本題考查兩角和與差公式及構(gòu)造函數(shù)的思想,考查恒成立問題,屬于中檔題.
 
14.(5分)若圓C經(jīng)過坐標(biāo)原點(diǎn)和點(diǎn)(4,0),且與直線y=1相切,則圓C的方程是 ?。?br /> 【分析】設(shè)出圓的圓心坐標(biāo)與半徑,利用已知條件列出方程組,求出圓的圓心坐標(biāo)與半徑,即可得到圓的方程.
【解答】解:設(shè)圓的圓心坐標(biāo)(a,b),半徑為r,
因?yàn)閳AC經(jīng)過坐標(biāo)原點(diǎn)和點(diǎn)(4,0),且與直線y=1相切,
所以,
解得,
所求圓的方程為:.
故答案為:.
【點(diǎn)評】本題考查圓的標(biāo)準(zhǔn)方程的求法,列出方程組是解題的關(guān)鍵,考查計(jì)算能力.
 
15.(5分)如圖,正方體的底面與正四面體的底面在同一平面α上,且AB∥CD,則直線EF與正方體的六個面所在的平面相交的平面?zhèn)€數(shù)為 4 .

【分析】判斷EF與正方體表面的關(guān)系,即可推出正方體的六個面所在的平面與直線EF相交的平面?zhèn)€數(shù)即可.
【解答】解:由題意可知直線EF與正方體的左右兩個側(cè)面平行,與正方體的上下底面相交,前后側(cè)面相交,
所以直線EF與正方體的六個面所在的平面相交的平面?zhèn)€數(shù)為4.
故答案為:4.

【點(diǎn)評】本題考查直線與平面的位置關(guān)系,基本知識的應(yīng)用,考查空間想象能力.
 
三.解答題:本大題共6小題,共75分.解答應(yīng)寫出文字說明,證明過程或演算步驟.
16.(12分)正項(xiàng)數(shù)列{an}滿足:an2﹣(2n﹣1)an﹣2n=0.
(1)求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式an;
(2)令bn=,求數(shù)列{bn}的前n項(xiàng)和Tn.
【分析】(1)通過分解因式,利用正項(xiàng)數(shù)列{an},直接求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式an;
(2)利用數(shù)列的通項(xiàng)公式化簡bn=,利用裂項(xiàng)法直接求數(shù)列{bn}的前n項(xiàng)和Tn.
【解答】解:(1)由正項(xiàng)數(shù)列{an}滿足:﹣(2n﹣1)an﹣2n=0,
可得(an﹣2n)(an+1)=0
所以an=2n.
(2)因?yàn)閍n=2n,bn=,
所以bn=
=
=,
Tn=
=
=.
數(shù)列{bn}的前n項(xiàng)和Tn為.
【點(diǎn)評】本題考查數(shù)列的通項(xiàng)公式的求法,裂項(xiàng)法求解數(shù)列的和的基本方法,考查計(jì)算能力.
 
17.(12分)在△ABC中,角A,B,C的對邊分別為a,b,c,已知sinAsinB+sinBsinC+cos2B=1.
(1)求證:a,b,c成等差數(shù)列;
(2)若C=,求的值.
【分析】(1)由條件利用二倍角公式可得sinAsinB+sinBsinC=2 sin2B,再由正弦定理可得 ab+bc=2b2,即 a+c=2b,由此可得a,b,c成等差數(shù)列.
(2)若C=,由(1)可得c=2b﹣a,由余弦定理可得 (2b﹣a)2=a2+b2﹣2ab?cosC,化簡可得 5ab=3b2,由此可得 的值.
【解答】解:(1)在△ABC中,角A,B,C的對邊分別為a,b,c,
∵已知sinAsinB+sinBsinC+cos2B=1,
∴sinAsinB+sinBsinC=2 sin2B.
再由正弦定理可得 ab+bc=2b2,即 a+c=2b,故a,b,c成等差數(shù)列.
(2)若C=,由(1)可得c=2b﹣a,由余弦定理可得 (2b﹣a)2=a2+b2﹣2ab?cosC=a2+b2+ab.
化簡可得 5ab=3b2,∴=.
【點(diǎn)評】本題主要考查等差數(shù)列的定義和性質(zhì),二倍角公式、余弦定理的應(yīng)用,屬于中檔題.
 
18.(12分)小波已游戲方式?jīng)Q定是去打球、唱歌還是去下棋.游戲規(guī)則為以O(shè)為起點(diǎn),再從A1,A2,A3,A4,A5,A6(如圖)這6個點(diǎn)中任取兩點(diǎn)分別為終點(diǎn)得到兩個向量,記住這兩個向量的數(shù)量積為X,若X>0就去打球,若X=0就去唱歌,若X<0就去下棋
(1)寫出數(shù)量積X的所有可能取值
(2)分別求小波去下棋的概率和不去唱歌的概率.

【分析】(1)由題意可得:X的所有可能取值為:﹣2,﹣1,0,1,
(2)列舉分別可得數(shù)量積為﹣2,﹣1,0,1時的情形種數(shù),由古典概型的概率公式可得答案.
【解答】解:(1)由題意可得:X的所有可能取值為:﹣2,﹣1,0,1,
(2)數(shù)量積為﹣2的有,共1種,
數(shù)量積為﹣1的有,,,,
,共6種,
數(shù)量積為0的有,,,共4種,
數(shù)量積為1的有,,,共4種,
故所有的可能共15種,所以小波去下棋的概率P1=,去唱歌的概率P2=,
故不去唱歌的概率為:P=1﹣P2=1﹣=
【點(diǎn)評】本題考查古典概型及其概率公式,涉及平面向量的數(shù)量積的運(yùn)算,屬中檔題.
 
19.(12分)如圖,直四棱柱ABCD﹣A1B1C1D1中,AB∥CD,AD⊥AB,AB=2,AD=,AA1=3,E為CD上一點(diǎn),DE=1,EC=3
(1)證明:BE⊥平面BB1C1C;
(2)求點(diǎn)B1到平面EA1C1 的距離.

【分析】(1)過點(diǎn)B作BF⊥CD于F點(diǎn),算出BF、EF、FC的長,從而在△BCE中算出BE、BC、CE的長,由勾股定理的逆定理得BE⊥BC,結(jié)合BE⊥BB1利用線面垂直的判定定理,可證出BE⊥平面BB1C1C;
(2)根據(jù)AA1⊥平面A1B1C1,算出三棱錐E﹣A1B1C1的體積V=.根據(jù)線面垂直的性質(zhì)和勾股定理,算出A1C1=EC1=3、A1E=2,從而得到等腰△A1EC1的面積=3,設(shè)B1到平面EA1C1 的距離為d,可得三棱錐B1﹣A1C1E的體積V=××d=d,從而得到=d,由此即可解出點(diǎn)B1到平面EA1C1的距離.
【解答】解:(1)過點(diǎn)B作BF⊥CD于F點(diǎn),則:
BF=AD=,EF=AB=DE=1,F(xiàn)C=EC﹣EF=3﹣1=2
在Rt△BEF中,BE==;
在Rt△BCF中,BC==
因此,△BCE中可得BE2+BC2=9=CE2
∴∠CBE=90°,可得BE⊥BC,
∵BB1⊥平面ABCD,BE?平面ABCD,
∴BE⊥BB1,
又∵BC、BB1是平面BB1C1C內(nèi)的相交直線,
∴BE⊥平面BB1C1C;

(2)∵AA1⊥平面A1B1C1,得AA1是三棱錐E﹣A1B1C1的高線
∴三棱錐E﹣A1B1C1的體積V=×AA1×=
在Rt△A1D1C1中,A1C1==3
同理可得EC1==3,A1E==2
∴等腰△A1EC1的底邊A1C1上的中線等于=,
可得=×2×=3
設(shè)點(diǎn)B1到平面EA1C1的距離為d,則三棱錐B1﹣A1C1E的體積為V=××d=d,
可得=d,解之得d=
即點(diǎn)B1到平面EA1C1的距離為.

【點(diǎn)評】本題在直四棱柱中求證線面垂直,并求點(diǎn)到平面的距離.著重考查了線面垂直的判定與性質(zhì)、勾股定理與其逆定理和利用等積轉(zhuǎn)換的方法求點(diǎn)到平面的距離等知識,屬于中檔題.
 
20.(13分)橢圓C:=1(a>b>0)的離心率,a+b=3.
(1)求橢圓C的方程;
(2)如圖,A,B,D是橢圓C的頂點(diǎn),P是橢圓C上除頂點(diǎn)外的任意點(diǎn),直線DP交x軸于點(diǎn)N直線AD交BP于點(diǎn)M,設(shè)BP的斜率為k,MN的斜率為m,證明2m﹣k為定值.

【分析】(1)由題目給出的離心率及a+b=3,結(jié)合條件a2=b2+c2列式求出a,b,則橢圓方程可求;
(2)設(shè)出直線方程,和橢圓方程聯(lián)立后解出P點(diǎn)坐標(biāo),兩直線方程聯(lián)立解出M點(diǎn)坐標(biāo),由D,P,N三點(diǎn)共線解出N點(diǎn)坐標(biāo),
由兩點(diǎn)求斜率得到MN的斜率m,代入2m﹣k化簡整理即可得到2m﹣k為定值.
【解答】(1)解:因?yàn)?,所以,即a2=4b2,a=2b.
又a+b=3,得a=2,b=1.
所以橢圓C的方程為;
(2)證明:因?yàn)锽(2,0),P不為橢圓頂點(diǎn),則可設(shè)直線BP的方程為.
聯(lián)立,得(4k2+1)x2﹣16k2x+16k2﹣4=0.
所以,.
則.
所以P().
又直線AD的方程為.
聯(lián)立,解得M().
由三點(diǎn)D(0,1),P(),N(x,0)共線,
得,所以N().
所以MN的斜率為=.
則.
所以2m﹣k為定值.
【點(diǎn)評】本題考查了橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程,考查了直線與圓錐曲線的關(guān)系,訓(xùn)練了二次方程中根與系數(shù)關(guān)系,考查了由兩點(diǎn)求斜率的公式,是中高檔題.
 
21.(14分)設(shè)函數(shù)常數(shù)且a∈(0,1).
(1)當(dāng)a=時,求f(f());
(2)若x0滿足f(f(x0))=x0,但f(x0)≠x0,則稱x0為f(x)的二階周期點(diǎn),試確定函數(shù)有且僅有兩個二階周期點(diǎn),并求二階周期點(diǎn)x1,x2;
(3)對于(2)中x1,x2,設(shè)A(x1,f(f(x1))),B(x2,f(f(x2))),C(a2,0),記△ABC的面積為s(a),求s(a)在區(qū)間[,]上的最大值和最小值.
【分析】(1)當(dāng)a=時,根據(jù)所給的函數(shù)解析式直接求值即可得出答案;
(2)根據(jù)二階周期點(diǎn)的定義,分段進(jìn)行求解,找出符號定義的根即為所求;
(3)由題意,先表示出s(a)的表達(dá)式,再借助導(dǎo)數(shù)工具研究s(a)在區(qū)間[,]上的單調(diào)性,確定出最值,即可求解出最值.
【解答】解:(1)當(dāng)a=時,求f()=,故f(f())=f()=2(1﹣)=
(2)f(f(x))=
當(dāng)0≤x≤a2時,由=x,解得x=0,因?yàn)閒(0)=0,故x=0不是函數(shù)的二階周期點(diǎn);
當(dāng)a2<x≤a時,由=x,解得x=
因?yàn)閒()==≠,
故x=是函數(shù)的二階周期點(diǎn);
當(dāng)a<x≤a2﹣a+1時,由=x,解得x=∈(a,a2﹣a+1),因?yàn)閒()=,故得x=不是函數(shù)的二階周期點(diǎn);
當(dāng)a2﹣a+1<x≤1時,由,解得x=∈(a2﹣a+1,1),因?yàn)閒()=≠,故x=是函數(shù)的二階周期點(diǎn);
因此函數(shù)有兩個二階周期點(diǎn),x1=,x2=
(3)由(2)得A(,),B(,)
則s(a)=S△OCB﹣S△OCA=×,所以s′(a)=×,
因?yàn)閍∈(),有a2+a<1,所以s′(a)=×=>0(或令g(a)=a3﹣2a2﹣2a+2利用導(dǎo)數(shù)證明其符號為正亦可)
s(a)在區(qū)間[,]上是增函數(shù),
故s(a)在區(qū)間[,]上的最小值為s()=,最大值為s()=
【點(diǎn)評】本題考查求函數(shù)的值,新定義的理解,利用導(dǎo)數(shù)求函數(shù)在閉區(qū)間上的最值,第二題解答的關(guān)鍵是理解定義,第三題的關(guān)鍵是熟練掌握導(dǎo)數(shù)工具判斷函數(shù)的單調(diào)性,本題考查了方程的思想,轉(zhuǎn)化化歸的思想及符號運(yùn)算的能力,難度較大,綜合性強(qiáng),解答時要嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真方可避免會而作不對現(xiàn)象的出現(xiàn).
 

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