2020年广东省湛江市高考数学一模试卷(理科)含详细解答

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资源描述

1、设集合 Mx|1,Nx|lgx0,则 M(RN)( ) A B (1,1) C (1,+) D (,1) 2 (5 分)已知复数 z 满足|zi|2(i 是虚数单位) ,则|z|的最大值为( ) A2 B3 C4 D5 3 (5 分)已知 a6,blog22,c1.22,则 a,b,c 的大小关系是( ) Abca Bacb Cabc Dbac 4 (5 分)已知 , 是两个不同的平面,直线 a,b 满足 a,b,则“a 且 b” 是“”成立的( ) A充分不必要条件 B必要不充分条件 C充要条件 D既不充分又不必要条件 5 (5 分)已知 (2,6) , (3,1) ,则向量 + 在 方向上

2、的投影为( ) A6 B C D 6 (5 分)已知 (0,) ,2sin+cos1,则( ) A B C7 D 7 (5 分)已知函数 f(x)ax2xa+2,若 ylnf(x)在(,+)为增函数,则实数 a 的取值范围是( ) A1,+) B1,2) C1,2 D (,2 8 (5 分) “岂曰无衣,与子同袍” , “山川异域,风月同天” 自新冠肺炎疫情爆发以来,全 国各省争相施援湖北截至 3 月初,山西省共派出 13 批抗疫医疗队前往湖北,支援抗击 新型冠状病毒感染的肺炎疫情某医院组建的由 7 位专家组成的医疗队,按照 3 人、2 人、 2 人分成了三个小组, 负责三个不同病房的医疗工作

3、, 则不同的安排方案共有 ( ) A105 种 B210 种 C630 种 D1260 种 9 (5 分)点 P 的坐标(x,y)满足,若直线 l:x+2y+z0 经过点 P,则实 第 2 页(共 26 页) 数 z 的最大值为( ) A3 B5 C9 D11 10 (5 分)如图,F1,F2是双曲线 l:1(a0,b0)的左、右焦点,过 F1 的直线与双曲线左、 右两支分别交于点 P, Q 若5,M 为 PQ 的中点,且 ,则双曲线的离心率为( ) A B C D2 11 (5 分)在三棱柱 ABCA1B1C1中,AA1平面 ABC,ABBCCAAA12,则三棱 柱 ABCA1B1C1的外接

4、球的体积与三棱柱的体积之比为( ) A B C D 12 (5 分)已知函数 f(x)2sin(x+) (0,|)的图象与 x 轴的两个相邻交 点的横坐标为,下面 4 个有关函数 f(x)的结论: 函数 yf(x+)的图象关于原点对称; 在区间,上,f(x)的最大值为; x是 f(x)的一条对称轴; 将 f(x)的图象向左平移个单位,得到 g(x)的图象,若 A,B,C 为两个函数图 象的交点,则ABC 面积的最小值为 其中正确的结论个数为( ) A1 B2 C3 D4 二、填空题:本题共二、填空题:本题共 4 小题,每小题小题,每小题 5 分,共分,共 20 分分 13 (5 分)一组样本数

5、据 10,23,12,5,9,a,21,b,22 的平均数为 16,中位数为 21, 则 ab 第 3 页(共 26 页) 14 (5 分)2019 国际乒联世界巡回赛男子单打决赛在甲、乙两位选手间进行,比赛实行七 局四胜制(先获得四局胜利的选手获胜) ,已知每局比赛甲选手获胜的概率是,且前五 局比赛甲 3:2 领先,则甲获得冠军的概率是 15 (5 分)已知 a,b,c 分别为ABC 三个内角 A,B,C 的对边,asinBbcosA,且 a 2若 D,E 分别为边 BC,AB 的中点,且 G 为ABC 的重心,则GDE 面积的最大 值为 16 (5 分)在平面直角坐标系中,O 为坐标原点,

6、F 是抛物线 C:y2x 的焦点,过 F 的直 线与抛物线交于 A,B 两点若|AB|2,则OAB 的面积为 三、解答题:共三、解答题:共 70 分分.解答应写出文字说明、证朋过程或演算步骤解答应写出文字说明、证朋过程或演算步骤.第第 1721 题为必考题,题为必考题, 毎个试题考生都必须作答毎个试题考生都必须作答.第第 22、23 题为选考题,考生根据要求作答题为选考题,考生根据要求作答.(一)必考题:共(一)必考题:共 60 分分 17 (12 分)已知 Sn为数列an的前 n 项和,且 Sn+2an2(nN+) (1)求数列an的通项公式; (2)若数列bn满足2n(nN*) ,求数列b

7、n的前 n 项和 Tn 18 (12 分)如图 1,在ABC 中,ABBC2,ABC,D 为 AC 的中点, 将ABD 沿 BD 折起,得到如图 2 所示的三棱锥 PBCD,二面角 PBDC 为直二面 角 (1)求证:平面 PBC平面 PBD; (2)设 E,F 分别为 PC,BC 的中点,求二面角 CDEF 的余弦值 19 (12 分)我国全面二孩政策已于 2016 年 1 月 1 日起正式实施国家统计局发布的数据 显示,从 2012 年到 2017 年,中国的人口自然增长率变化始终不大,在 5上下波动(如 图)为了了解年龄介于 24 岁至 50 岁之间的适孕夫妻对生育二孩的态度如何,统计部

8、门 按年龄分为 9 组,每组选取 150 对夫妻进行调查统计有生育二孩意愿的夫妻数,得到如 第 4 页(共 26 页) 表: 年龄区 间 24,26 27,29 30,32 33,35 36,38 39,41 42,44 45,47 48,50 有意愿 数 80 81 87 88 84 83 83 70 66 (1)设每个年龄区间的中间值为 x,有意愿数为 y,求样本数据的线性回归直线方程, 并求该模型的相关系数 r(结果保留两位小数 (2)从24,26,33,35,39,41,45,47,48,50这五个年龄段中各选出一对 夫妻(能代表该年龄段超过半数夫妻的意愿)进一步调研,再从这 5 对夫

9、妻中任选 2 对 夫妻设其中不愿意生育二孩的夫妻数为 X,求 X 的分布列和数学期望 (参考数据和公式: r, , ,(xi) (yi ) xiyiyi,xiyi26340,473.96 ) 20 (12 分)已知原点 O 到动直线 l 的距离为 2,点 P 到 A(1,0) ,B(1,0)的距离分 别与 A,B 到直线 l 的距离相等 (1)证明|PA|+|PB|为定值,并求点 P 的轨迹方程; (2)是否存在过点(0,3)的直线 l,与 P 点的轨迹交于 M,N 两点,Q 为线段 MN 的中点,且|MN|2AQ?若存在,请求出直线 l 的方程;若不存在,请说明理由 21 (12 分)已知函

10、数 f(x)e2xax21(xR) (1)设 g(x)f(x)xf(x) ,当 a1 时,求函数 g(x)的单调减区间及极大值; (2)设函数 yf(x)有两个极值点 x1,x2, 第 5 页(共 26 页) 求实数 a 的取值范围; 求证:ae+ae2ee (二)选考题:共(二)选考题:共 10 分分.请考生在第请考生在第 22、23 题中任选一题作答题中任选一题作答.如果多做,则按所做的第一如果多做,则按所做的第一 题计分题计分.选修选修 4-4:坐标系与参数方程:坐标系与参数方程 22 (10 分)在平面直角坐标系中,直线 l 的参数方程为(t 为参数) ,以坐标原点 O 为极点,x 轴

11、的正半轴为极轴建立极坐标系,曲线 C 的极坐标方程为 22sin (+)+10 (1)求曲线 C 的直角坐标方程及直线 l 的普通方程; (2)设直线 (R)与曲线 C 交于 A,B 两点(A 点在 B 点左边)与直线 l 交于 点 M求|AM|和|BM|的值 选修选修 4-5:不等式选讲:不等式选讲(10 分)分) 23已知函数 f(x)|xa|+|x+3| (1)若 a1,解不等式 f(x)3x; (2)若对任意 a,xR,求证:f(x)2|a+1| 第 6 页(共 26 页) 2020 年广东省湛江市高考数学一模试卷(理科)年广东省湛江市高考数学一模试卷(理科) 参考答案与试题解析参考答

12、案与试题解析 一、选择题:本题共一、选择题:本题共 12 小题,每小题小题,每小题 5 分,共分,共 60 分分.在每小题给出的四个选项中,只有一在每小题给出的四个选项中,只有一 项是符合题目要求的项是符合题目要求的. 1 (5 分)设集合 Mx|1,Nx|lgx0,则 M(RN)( ) A B (1,1) C (1,+) D (,1) 【分析】首先解不等式得 Mx|x1 或 x1和RNx|x1,再由集合运算求出 结果 【解答】解:由1,解得 x1 或 x1,Mx|x1 或 x1 由 lgx0,解得 x1,Nx|x1,RNx|x1 MRNx|x1, 故选:D 【点评】本题考查的知识点是集合的交

13、集,补集运算,集合的解法及应用,难度不大, 属于基础题 2 (5 分)已知复数 z 满足|zi|2(i 是虚数单位) ,则|z|的最大值为( ) A2 B3 C4 D5 【分析】利用复数的模的几何意义求解,利用数形结合法得到当点 Z 的坐标为(0,3) 时,|z|的值最大,从而|z|的最大值为 3 【解答】解:由复数的模的几何意义可知,复数 z 在复平面内对应的点 Z 对应的轨迹为: 以(0,1)为圆心,以 2 为半径的圆的内部(包括圆周) ,而|z|表示点 Z 到点(0,0)的 距离,如图所示, ,当点 Z 的坐标为(0,3)时,|z|的值最大, 所以|z|的最大值为 3, 故选:B 第 7

14、 页(共 26 页) 【点评】本题主要考查了复数的模的几何意义,是基础题 3 (5 分)已知 a6,blog22,c1.22,则 a,b,c 的大小关系是( ) Abca Bacb Cabc Dbac 【分析】利用对数函数和指数函数的性质求解 【解答】解:,c1.221.44, 又, abc, 故选:C 【点评】本题考查三个数的大小的求法,是基础题,解题时要认真审题,注意对数函数 和指数函数的性质的合理运用 4 (5 分)已知 , 是两个不同的平面,直线 a,b 满足 a,b,则“a 且 b” 是“”成立的( ) A充分不必要条件 B必要不充分条件 C充要条件 D既不充分又不必要条件 【分析】

15、由 a,b,利用面面平行的性质定理可得:a 且 b,反之不成 立,即可判断出关系 【解答】解:a,b,a 且 b,反之不成立, 与 可能相交 第 8 页(共 26 页) a 且 b”是“”成立的必要不充分条件 故选:B 【点评】本题考查了面面平行的性质定理、简易逻辑的判定方法,考查了推理能力与计 算能力,属于基础题 5 (5 分)已知 (2,6) , (3,1) ,则向量 + 在 方向上的投影为( ) A6 B C D 【分析】根据平面向量 + 在 方向上的投影的定义,计算即可 ( 【解答】解:由 (2,6) , (3,1) , 所以 + (5,5) , 所以( + ) 535110, | |

16、, 所以向量 + 在 方向上的投影为 故选:D 【点评】本题考查了平面向量投影的定义与计算问题,是基础题 6 (5 分)已知 (0,) ,2sin+cos1,则( ) A B C7 D 【分析】由已知可得 cos12sin,利用同角三角函数基本关系式可求 sin,cos 的 值,进而利用二倍角公式可求 sin2,cos2 的值,即可求解的值 【解答】解:(0,) ,2sin+cos1,即 cos12sin, sin2+(12sin)21,解得 sin,cos, sin22sincos,cos212sin2 第 9 页(共 26 页) 故选:D 【点评】本题主要考查了同角三角函数基本关系式,二倍

17、角公式在三角函数化简求值中 的应用,考查了转化思想,属于基础题 7 (5 分)已知函数 f(x)ax2xa+2,若 ylnf(x)在(,+)为增函数,则实数 a 的取值范围是( ) A1,+) B1,2) C1,2 D (,2 【分析】利用复合函数的单调性,列出不等式组,转化求解即可 【解答】解:因为 ylnf(x)在(,+)为增函数,所以 f(x)ax2xa+2,在 (,+)为增函数,并且 f(x)0, 可得,解得 1a2 故选:C 【点评】本题考查复合函数的单调性的应用,列出不等式是解题的关键,注意导数函数 的定义域 8 (5 分) “岂曰无衣,与子同袍” , “山川异域,风月同天” 自新

18、冠肺炎疫情爆发以来,全 国各省争相施援湖北截至 3 月初,山西省共派出 13 批抗疫医疗队前往湖北,支援抗击 新型冠状病毒感染的肺炎疫情某医院组建的由 7 位专家组成的医疗队,按照 3 人、2 人、 2 人分成了三个小组, 负责三个不同病房的医疗工作, 则不同的安排方案共有 ( ) A105 种 B210 种 C630 种 D1260 种 【分析】根据题意,分 2 步进行分析:先将 7 人按照 3 人、2 人、2 人分成三个小组, 将分好的三组全排列,对应三个不同病房,由分步计算原理计算可得答案 【解答】解:根据题意,分 2 步进行分析: 先将 7 人按照 3 人、2 人、2 人分成三个小组,

19、有105 种分组方法, 将分好的三组全排列,对应三个不同病房,有 A336 种情况, 则有 1056630 种安排方案; 故选:C 第 10 页(共 26 页) 【点评】本题考查排列、组合的应用,涉及分步计数原理的应用,属于基础题 9 (5 分)点 P 的坐标(x,y)满足,若直线 l:x+2y+z0 经过点 P,则实 数 z 的最大值为( ) A3 B5 C9 D11 【分析】由约束条件画出可行域,再把目标函数平移,找出最优解,代入求最大值 【解答】解:根据线性约束条件画出可行域,得到如图所示的三角形区域 ABC,直线 L 的方程 x+2y+z0 可化为 yxz,当直线 L 在 y 轴上的截

20、距最小时,实数 z 取得 最大值,在图中作出直线 yx 并平移,使它与图中阴影区域有公共点,且在 y 轴上 的截距最小, 由图可知, 当直线过 A 点时, 截距最小, 由, 求得 A (, ) , 代入到 x+2y+z0 中,解得 z5,即 zmax5 故选:B 【点评】本题考查线性规划问题,由线性约束条件,目标函数求最大值,属于基础题 10 (5 分)如图,F1,F2是双曲线 l:1(a0,b0)的左、右焦点,过 F1 的直线与双曲线左、 右两支分别交于点 P, Q 若5,M 为 PQ 的中点,且 ,则双曲线的离心率为( ) 第 11 页(共 26 页) A B C D2 【分析】连接 F2

21、P,F2Q,设|F1P|t,则由题意可得|PM|MQ|2t,由题意可得|F2P| t+2a,|F2Q|5t2a,在直角三角形 PMF2中,cosMPF2, 所以在三角形 P1F2中,由余弦定理可得 cosF1PF2,所以可得 2c27a2,求出离心率 e 【解答】解:连接 F2P,F2Q,设|F1P|t,则由题意可得|PM|MQ|2t, 因为 P,Q 为双曲线的点,所以|F2P|t+2a,|F2Q|5t2a, 因为 M 为 PQ 的中点,且, 所以|F2P|F2Q|,所以 t+2a5t2a,所以 ta, 所以|F1P|a,|PM|MQ|2a,|F2P|F2Q|3a, 在直角三角形 PMF2中,

22、cosMPF2, 所以在三角形 PF1F2中,由余弦定理可得 cosF1PF2, 所以可得 2c27a2,即 e, 故选:A 【点评】本题考查双曲线的性质及余弦定理的应用,考查了推理能力与计算能力,属于 中档题 11 (5 分)在三棱柱 ABCA1B1C1中,AA1平面 ABC,ABBCCAAA12,则三棱 第 12 页(共 26 页) 柱 ABCA1B1C1的外接球的体积与三棱柱的体积之比为( ) A B C D 【分析】由题意画出图形,求出其外接球的半径,然后分别求出多面体的体积及其外接 球的体积,作比得答案 【解答】解:如图,N,M 分别为三棱柱上、下底面的中心,O 为 MN 的中点,

23、连接 OC1,NC1,则 O 为三棱柱外接球的球心,OC1为外接球的半径, 在直角三角形 ONC1中,求得 ON1, , 又 故选:C 【点评】本题考查多面体体积及其外接球的体积的求法,考查计算能力,是中档题 12 (5 分)已知函数 f(x)2sin(x+) (0,|)的图象与 x 轴的两个相邻交 点的横坐标为,下面 4 个有关函数 f(x)的结论: 函数 yf(x+)的图象关于原点对称; 在区间,上,f(x)的最大值为; x是 f(x)的一条对称轴; 将 f(x)的图象向左平移个单位,得到 g(x)的图象,若 A,B,C 为两个函数图 象的交点,则ABC 面积的最小值为 其中正确的结论个数

24、为( ) 第 13 页(共 26 页) A1 B2 C3 D4 【分析】由题意求出函数 f(x)的解析式,再判断题目中的命题是否正确即可 【解答】解:由题意知,T2(),所以 2, 把点(,0)代入 f(x)2sin(2x+)中,得+k,kZ; 又|,所以 ,所以 f(x)2sin(2x) ; 对于,函数 yf(x+)2sin2(x+)2sin(2x+) ,不是奇函数, 其图象不关于原点对称,所以错误; 对于,当 x,时,2x,由正弦函数的单调性知, f(x)f()2sin,即 f(x)的最大值为,正确; 对于,由 2x+k,kZ,得 f(x)图象的对称轴方程为 x+,kZ; 所以 x不是 f

25、(x)图象的一条对称轴,错误; 对于,将 f(x)的图象向左平移个单位, 得 g(x)f(x+)2sin2(x+)2cos(2x)的图象, 由 2sin(2x)2cos(2x) ,得 2xk+,kZ; 解得 x+,kZ;相邻两个交点的横坐标之差为, 将 x+,kZ 代入 f(x)2sin(2x) ,得到交点的纵坐标为; 所以ABC 面积的最小值为2,正确; 综上知,其中正确的结论序号是,共 2 个 故选:B 【点评】本题考查了三角函数的图象与性质的应用问题,也考查了命题真假的判断问题, 是综合题 二、填空题:本题共二、填空题:本题共 4 小题,每小题小题,每小题 5 分,共分,共 20 分分

26、13 (5 分)一组样本数据 10,23,12,5,9,a,21,b,22 的平均数为 16,中位数为 21, 则 ab 0 【分析】由数据的平均数为 16,可得 a+b42,又数据的中位数为 21,所以 a21,b 第 14 页(共 26 页) 21,所以 ab21,进而 ab0 【解答】解:数据的平均数为 16, 10+23+12+5+9+a+21+b+22169144, a+b42, 591012212223,且数据的中位数为 21, a21,b21, ab21, ab0, 故答案为:0 【点评】本题主要考查了样本的数字特征,是基础题 14 (5 分)2019 国际乒联世界巡回赛男子单打

27、决赛在甲、乙两位选手间进行,比赛实行七 局四胜制(先获得四局胜利的选手获胜) ,已知每局比赛甲选手获胜的概率是,且前五 局比赛甲 3:2 领先,则甲获得冠军的概率是 【分析】甲以 4:2 夺冠的概率为,甲以 4:3 夺冠的概率为,由此能求出甲 获得冠军的概率 【解答】解:每局比赛甲选手获胜的概率是,且前五局比赛甲 3:2 领先, 甲以 4:2 夺冠的概率为,甲以 4:3 夺冠的概率为, 甲获得冠军的概率是 P 故答案为: 【点评】本题考查概率的求法,考查互斥事件概率加法公式、相互独立事件概率乘法公 式等基础知识,考查运算求解能力,是基础题 15 (5 分)已知 a,b,c 分别为ABC 三个内

28、角 A,B,C 的对边,asinBbcosA,且 a 2若 D,E 分别为边 BC,AB 的中点,且 G 为ABC 的重心,则GDE 面积的最大 值为 【分析】 由正弦定理求出 A 的值, 再由余弦定理和基本不等式求得ABC 面积的最大值, 利用平面几何的求得GDE 面积的最大值 【解答】解:ABC 中,asinBbcosA, 第 15 页(共 26 页) 由正弦定理得,sinAsinBsinBcosA; 又 sinB0,所以 sinAcosA, 所以 tanA; 又 A(0,) ,所以 A; 由余弦定理得,a2b2+c22bccosA, 由 a2,则 4b2+c22bccosb2+c2bc2

29、bcbcbc, 所以ABC 的面积为 SABCbcsinAbc; 又 D,E 分别为边 BC,AB 的中点,且 G 为ABC 的重心, 由平面几何知识可得GDE 的面积为 SGDESABC 所以GDE 面积的最大值为 故答案为: 【点评】本题考查了正弦定理和余弦定理的应用问题,也考查了三角形面积计算问题, 是中档题 16 (5 分)在平面直角坐标系中,O 为坐标原点,F 是抛物线 C:y2x 的焦点,过 F 的直 线与抛物线交于 A,B 两点若|AB|2,则OAB 的面积为 【分析】由抛物线的方程可得焦点坐标,设过焦点 F 的方程,与抛物线的方程联立求出 两根之和,由抛物线的性质可得弦长|AB

30、|,由题意可得参数,求出直线 AB 的方程,进而 求出 O 到直线的距离,代入面积公式求出面积的值 【解答】解:由抛物线 C:y2x 的方程可得焦点 F(,0) ,p, 设 A(x1,y1) ,B(x2,y2) ,y10, 显然直线 AB 的斜率不为 0,设直线 AB 的方程为:xmy+, 与抛物线方程联立整理可得 y2my0,y1+y2m,y1y2, 所以 x1+x2m(y1+y2)+m2+ 由抛物线的性质可得|AB|x1+x2+pm2+1, 第 16 页(共 26 页) 由题意|AB|2,所以 m2+12,解得 m1, 所以 O 到直线 AB 的距离 d, 所以 SOAB|AB|d 故答案

31、为: 【点评】本题考查抛物线的性质、点到直线的距离公式,考查了计算能力,属于中档题, 三、解答题:共三、解答题:共 70 分分.解答应写出文字说明、证朋过程或演算步解答应写出文字说明、证朋过程或演算步骤骤.第第 1721 题为必考题,题为必考题, 毎个试题考生都必须作答毎个试题考生都必须作答.第第 22、23 题为选考题,考生根据要求作答题为选考题,考生根据要求作答.(一)必考题:共(一)必考题:共 60 分分 17 (12 分)已知 Sn为数列an的前 n 项和,且 Sn+2an2(nN+) (1)求数列an的通项公式; (2)若数列bn满足2n(nN*) ,求数列bn的前 n 项和 Tn

32、【分析】 (1)由 Sn+2an2(nN+) ,可得 n2 时,Sn1+2an12,相减可得:anan 1n1 时,a1+2a12,解得 a1利用等比数列的通项公式即可得出 an (2)由数列bn满足2n(nN*) ,bn2n设数列n的前 n 项和 为 An利用错位相减法即可得出,进而得出 Tn 【解答】解: (1)Sn+2an2(nN+) ,n2 时,Sn1+2an12,相减可得:an+2an 2an10,anan1, n1 时,a1+2a12,解得 a1 数列an是等比数列,首项与公比都为 an (2)由数列bn满足2n(nN*) , bn2n 第 17 页(共 26 页) 设数列n的前

33、n 项和为 An 则 An+2+3+n, An+2+(n1) +n, 相减可得:An+nn , 可得:An6(9+3n) , 数列bn的前 n 项和 Tn124(3+n) 【点评】本题考查了数列递推关系、等比数列通项公式与求和公式、错位相减法,考查 了推理能力与计算能力,属于中档题 18 (12 分)如图 1,在ABC 中,ABBC2,ABC,D 为 AC 的中点, 将ABD 沿 BD 折起,得到如图 2 所示的三棱锥 PBCD,二面角 PBDC 为直二面 角 (1)求证:平面 PBC平面 PBD; (2)设 E,F 分别为 PC,BC 的中点,求二面角 CDEF 的余弦值 【分析】 (1)推

34、导出 AC2,CD,BD1,从而 BCBD,再由平面 BCD平 面 PBD,得 BC平面 PBD,由此能证明平面 PBC平面 PBD (2)以 B 为坐标原点,BC 为 x 轴,BD 为 y 轴,过点 B 作垂直于平面 BDC 的垂线为 z 轴,建立空间直角坐标系,利用向量法能求出二面角 CDEF 的余弦值 【解答】解: (1)证明:在ABC 中,AC2AB2+BC22ABBCcosABC20, AC2, D 为 AC 的中点,CD, 第 18 页(共 26 页) ,()21,BD1, BD2+BC2CD2,BCBD, 二面角 PBDC 为直二面角,平面 BCD平面 PBD, BC平面 PBD

35、, BC平面 PBC,平面 PBC平面 PBD (2)解:以 B 为坐标原点,BC 为 x 轴,BD 为 y 轴,过点 B 作垂直于平面 BDC 的垂线 为 z 轴,建立空间直角坐标系, 则 B(0,0,0) ,C(2,0,0) ,D(0,1,0) ,P(0,2,2) , 设 E,F 分别为 PC,BC 的中点,E(1,1,1) ,F(1,0,0) , (2,1,0) ,(1,0,1) ,(1,1,0) , 设平面 CDE 的法向量 (x,y,z) , 则,取 x1,得 (1,2,1) , 设平面 DEF 的法向量 (a,b,c) , 则,取 a1,得 (1,1,1) , 设二面角 CDEF

36、的平面角为 , 则 cos 二面角 CDEF 的余弦值为 【点评】本题考查面面垂直的证明,考查二面角的余弦值的求法,考查空间中线线、线 面、面面间的位置关系等基础知识,考查运算求解能力,是中档题 19 (12 分)我国全面二孩政策已于 2016 年 1 月 1 日起正式实施国家统计局发布的数据 第 19 页(共 26 页) 显示,从 2012 年到 2017 年,中国的人口自然增长率变化始终不大,在 5上下波动(如 图)为了了解年龄介于 24 岁至 50 岁之间的适孕夫妻对生育二孩的态度如何,统计部门 按年龄分为 9 组,每组选取 150 对夫妻进行调查统计有生育二孩意愿的夫妻数,得到如 表:

37、 年龄区 间 24,26 27,29 30,32 33,35 36,38 39,41 42,44 45,47 48,50 有意愿 数 80 81 87 88 84 83 83 70 66 (1)设每个年龄区间的中间值为 x,有意愿数为 y,求样本数据的线性回归直线方程, 并求该模型的相关系数 r(结果保留两位小数 (2)从24,26,33,35,39,41,45,47,48,50这五个年龄段中各选出一对 夫妻(能代表该年龄段超过半数夫妻的意愿)进一步调研,再从这 5 对夫妻中任选 2 对 夫妻设其中不愿意生育二孩的夫妻数为 X,求 X 的分布列和数学期望 (参考数据和公式: r, , ,(xi

38、) (yi ) xiyiyi,xiyi26340,473.96 ) 【分析】 (1)根据图中数据代入线性回归方程公式和相关系数公式求出结果即可; (2)根据题意,在24,26,33,35,39,41这三个年龄段中,超过半数的夫妻由生 育二孩的意愿,在45,47,48,50这两个年龄段中,超过半数的夫妻没有生育二孩的 意愿, 所以从 5 对夫妻中任选 2 对,其中不愿意生育二孩的夫妻数 X0,1,2,再求出 X 的概 第 20 页(共 26 页) 率和分布列,求出数学期望即可 【解答】解: (1)根据题意可得,37, ,xiyi26340, (xi) (yi )xiyiyi26340377203

39、00, 又, 所以(xi)2 (yi )2540416224640, 所以 , 80+37100.56, 故线性回归方程为:y, 相关系数 r0.63; (2)根据题意,在24,26,33,35,39,41这三个年龄段中,超过半数的夫妻由生 育二孩的意愿, 在45,47,48,50这两个年龄段中,超过半数的夫妻没有生育二孩的意愿, 所以从 5 对夫妻中任选 2 对,其中不愿意生育二孩的夫妻数 X0,1,2, 其中, X 的分布列如下: X 0 1 2 P 0.3 0.6 0.1 EX00.3+10.6+20.10.8 第 21 页(共 26 页) 【点评】本题考查了求线性回归方程和相关系数,考

40、查了超几何分布求分布列和数学期 望,考查运算能力和实际应用能力,中档题 20 (12 分)已知原点 O 到动直线 l 的距离为 2,点 P 到 A(1,0) ,B(1,0)的距离分 别与 A,B 到直线 l 的距离相等 (1)证明|PA|+|PB|为定值,并求点 P 的轨迹方程; (2)是否存在过点(0,3)的直线 l,与 P 点的轨迹交于 M,N 两点,Q 为线段 MN 的中点,且|MN|2AQ?若存在,请求出直线 l 的方程;若不存在,请说明理由 【分析】 (1)设 A,B,O 到直线 l 的距离分别为 d1,d2,d运用中位线定理和椭圆的定 义,可得所求轨迹方程; (2)假设直线 l存在

41、,当 l的斜率不存在时,设 l:ykx3,M(x1,y1) ,N(x2,y2) , 联立椭圆方程,运用韦达定理和向量的数量积的坐标表示,解方程可得所求直线方程 【解答】解: (1)证明:设 A,B,O 到直线 l 的距离分别为 d1,d2,d 由已知可得|PA|d1,|PB|d2,又因为 O 为 AB 的中点, 所以|PA|+|PB|d1+d22d4|AB|2,所以由椭圆的定义可得 P 的轨迹为中心在原点, 以 A,B 为焦点的椭圆所以 2a4,c1,则 b2a2c23, 所以 P 的轨迹方程为+1; (2)假设直线 l存在,当 l的斜率不存在时,显然|MN|2|AQ|不成立 所以设 l:yk

42、x3,M(x1,y1) ,N(x2,y2) ,联立椭圆方程可得(3+4k2)x224kx+24 0, 由(24k) 2424(3+4k2)0,解得 k 或 k,又 x1+x2, x1x2, 由|MN|2|AQ|,可得|2|2|(+)|+|, 所以|2 2+2+2 ,AM2+AN2MN222|AM|AN|cosMAN, 可得0, 所以(x1+1) (x2+1)+y1y20,所以(1+k2)x1x2+(13k) (x1+x2)+10 第 22 页(共 26 页) 0, 解得 k或 k,因为,且, 所以存在直线 l满足条件,直线 l的方程为 yx3 或 yx3 【点评】本题考查椭圆的方程和性质,考查

43、直线和椭圆的位置关系,注意运用韦达定理 和向量数量积的坐标表示,考查化简运算能力,属于中档题 21 (12 分)已知函数 f(x)e2xax21(xR) (1)设 g(x)f(x)xf(x) ,当 a1 时,求函数 g(x)的单调减区间及极大值; (2)设函数 yf(x)有两个极值点 x1,x2, 求实数 a 的取值范围; 求证:ae+ae2ee 【分析】 (1)根据题意可得 g(x)(12x)e2x+ax21,所以当 a1 时,g(x)(1 2x)e2x+x21,对其求导,进而分析函数的单调递减区间,及极值 (2)根据题意问题可以转化为方程 f(x)2e2x2ax0,有两个不等实根,显然 a

44、0 时,方程无根,所以 a0,有两个根,求导,分析单调性,及函数取值, 即可得到答案 不妨设 x1x2,由知 0x1x2,且有,题目不等式可转化为证明 x1+x22x1x2, 所以即证 2 (x2x1) (x2+x1) 2x1x2(lnx2lnx1) , 即证, 即证,设 t(t1) ,即证当 t1 时成立,求导 数,分析单调性,即可得出答案 【解答】解: (1)因为 f(x)2e2x2ax, 所以 g(x)e2xax212xe2x+2ax2(12x)e2x+ax21, 所以当 a1 时,g(x)(12x)e2x+x21, 所以 g(x)2x(12e2x) , 令 g(x)0,解得 x10,x20, 第 23 页(共 26 页) 当 x(,)时,g(x)0,g(x)为单调递减函数, 当 x(,0)时,g(x)0,g(x)为单调递增函数, 当 x(0,+)时,g(x)0,g(x)为单调递减函数, 所以函数 g(x)单调递减区间为(,)

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