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1、
解答題(二)
17.(2019·廣東肇慶第三次統(tǒng)一檢測)在△ABC中,D是BC上的點,AD平分∠BAC,sinC=2sinB.
(1)求;
(2)若AD=AC=1,求BC的長.
解 (1)由正弦定理可得在△ABD中,=,
在△ACD中,=,
又因為∠BAD=∠CAD,所以==2.
(2)sinC=2sinB,由正弦定理得AB=2AC=2,設(shè)DC=x,則BD=2x,則cos∠BAD==,cos∠CAD==,因為∠BAD=∠CAD,所以=,解得x=,即BC=3x=.
18. (2019·湖北4月調(diào)研)已知四棱錐P-ABCD中,PA⊥底面ABCD,AD∥BC,AB=AD=
2、3,BC=4,AC=5.
(1)當AP變化時,點C到平面PAB的距離是否為定值?若是,請求出該定值;若不是,請說明理由;
(2)當直線PB與平面ABCD所成的角為45°時,求二面角A-PD-C的余弦值.
解 (1)由AB=3,BC=4,AC=5知AB2+BC2=AC2,則AB⊥BC,
由PA⊥平面ABCD,BC?平面ABCD,得PA⊥BC,又PA∩AB=A,PA,AB?平面PAB,
則BC⊥平面PAB,則點C到平面PAB的距離為定值BC=4.
(2)由PA⊥平面ABCD,則∠PBA為直線PB與平面ABCD所成的角,即∠PBA=45°,所以PA=AB=3.由AD∥BC,AB⊥BC
3、得AB⊥AD,故直線AB,AD,AP兩兩垂直,因此,以點A為坐標原點,以AB,AD,AP所在的直線分別為x軸、y軸、z軸建立如圖所示的空間直角坐標系,易得P(0,0,3),D(0,3,0),C(3,4,0),于是=(0,-3,3),=(3,1,0),
設(shè)平面PDC的法向量為n1=(x,y,z),則即取x=1,則y=-3,z=-3,即n1=(1,-3,-3),顯然n2=(1,0,0)為平面PAD的一個法向量,
于是,cos〈n1,n2〉===.
又二面角A-PD-C為鈍角,
所以二面角A-PD-C的余弦值為-.
19.(2019·黑龍江哈爾濱六中第二次模擬)某健身機構(gòu)統(tǒng)計了去年該機
4、構(gòu)所有消費者的消費金額(單位:元),如圖所示:
(1)現(xiàn)從去年的消費金額超過3200元的消費者中隨機抽取2人,求至少有1位消費者去年的消費金額在(3200,4000]范圍內(nèi)的概率;
(2)針對這些消費者,該健身機構(gòu)今年欲實施入會制,詳情如下表:
會員等級
消費金額
普通會員
2000
銀卡會員
2700
金卡會員
3200
預計去年消費金額在(0,1600]內(nèi)的消費者今年都將會申請辦理普通會員,消費金額在(1600,3200]內(nèi)的消費者都將會申請辦理銀卡會員,消費金額在(3200,4800]內(nèi)的消費者都將會申請辦理金卡會員,消費者在申請辦理會員時,需一次性繳清相應等級
5、的消費金額,該健身機構(gòu)在今年底將針對這些消費者舉辦消費返利活動,現(xiàn)有如下兩種預設(shè)方案:
方案一:按分層抽樣從普通會員、銀卡會員、金卡會員中總共抽取25位“幸運之星”給予獎勵:
普通會員中的“幸運之星”每人獎勵500元;銀卡會員中的“幸運之星”每人獎勵600元;金卡會員中的“幸運之星”每人獎勵800元.
方案二:每位會員均可參加摸獎游戲,游戲規(guī)則如下:從一個裝有3個白球、2個紅球(球只有顏色不同)的箱子中,有放回地摸三次球,每次只能摸一個球,若摸到紅球的總數(shù)為2,則可獲得200元獎勵金;若摸到紅球的總數(shù)為3,則可獲得300元獎勵金;其他情況不給予獎勵. 規(guī)定每位普通會員均可參加1次摸獎游戲
6、;每位銀卡會員均可參加2次摸獎游戲;每位金卡會員均可參加3次摸獎游戲(每次摸獎的結(jié)果相互獨立).請你預測哪一種返利活動方案該健身機構(gòu)的投資較少?并說明理由.
解 (1)去年的消費金額超過3200元的消費者有12人,隨機抽取2人,設(shè)消費金額在(3200,4000]范圍內(nèi)的人數(shù)為X,X的可能取值為1,2,P(X≥1)=1-P(X=0)=1-=,即所求概率為.
(2)方案一:按分層抽樣從普通會員、銀卡會員、金卡會員中總共抽取25位“幸運之星”,則“幸運之星”中的普通會員、銀卡會員、金卡會員的人數(shù)分別為×25=7,×25=15,×25=3,按照方案一獎勵的總金額為ξ1=7×500+15×600+3
7、×800=14900(元).
方案二:設(shè)η表示參加一次摸獎游戲所獲得的獎勵金,則η的可能取值為0,200,300,
由摸到紅球的概率為P==,
∴P(η=0)=C×0×3+C××2=,
P(η=200)=C×2×=,
P(η=300)=C×3=,
η的分布列為:
η
0
200
300
P
數(shù)學期望為E(η)=0×+200×+300×=76.8(元),
按照方案二獎勵的總金額為ξ2=(28+2×60+3×12)×76.8=14131.2(元),
由ξ1>ξ2知,方案二投資較少.
20.(2019·安徽江淮十校最后一卷)已知P是圓F1:(x+1)2+y2
8、=16上任意一點,F(xiàn)2(1,0),線段PF2的垂直平分線與半徑PF1交于點Q,當點P在圓F1上運動時,記點Q的軌跡為曲線C.
(1)求曲線C的方程;
(2)記曲線C與x軸交于A,B兩點,M是直線x=1上任意一點,直線MA,MB與曲線C的另一個交點分別為D,E,求證:直線DE過定點H(4,0).
解 (1)由線段PF2的垂直平分線與半徑PF1交于點Q,得|QF1|+|QF2|=|QF1|+|QP|=|PF1|=4>|F1F2|=2,所以點Q的軌跡為以F1,F(xiàn)2為焦點,長軸長為4的橢圓,故2a=4,a=2,2c=2,c=1,b2=a2-c2=3,曲線C的方程為+=1.
(2)證明:由(1)
9、得A(-2,0),B(2,0),設(shè)點M的坐標為(1,m),直線MA的方程為y=(x+2),
將y=(x+2)與+=1聯(lián)立整理得
(4m2+27)x2+16m2x+16m2-108=0,
設(shè)點D的坐標為(xD,yD),則-2xD=,
故xD=,則yD=(xD+2)=,
直線MB的方程為y=-m(x-2),將y=-m(x-2)與+=1聯(lián)立整理得(4m2+3)x2-16m2x+16m2-12=0,
設(shè)點E的坐標為(xE,yE),則2xE=,
故xE=,則yE=-m(xE-2)=,
HD的斜率為k1==
=-,
HE的斜率為k2==
=-,
因為k1=k2,所以直線DE經(jīng)過定點
10、H.
21.(2019·河北中原名校聯(lián)盟聯(lián)考)已知函數(shù)f(x)=ex,g(x)=aln x(a>0).
(1)當x>0時,g(x)≤x,求實數(shù)a的取值范圍;
(2)當a=1時,曲線y=f(x)和曲線y=g(x)是否存在公共切線?并說明理由.
解 (1)令m(x)=g(x)-x=aln x-x,則m′(x)=-1=.
若00,若x>a,則m′(x)<0.
所以m(x)在(0,a)上是增函數(shù),在(a,+∞)上是減函數(shù).
所以x=a是m(x)的極大值點,也是m(x)的最大值點,即m(x)max=aln a-a.
若g(x)≤x恒成立,則只需m(x)max=al
11、n a-a≤0,解得0
12、=g(x)相切等價于函數(shù)h(x)=(1-x)·ex+x+1在R上有零點,
又h′(x)=1-xex,當x≤0時,h′(x)>0,h(x)在(-∞,0)上單調(diào)遞增;
當x>0時,因為h″(x)=-(x+1)ex<0,所以h′(x)在(0,+∞)上是減函數(shù).
又h′(0)=1>0,h′(1)=1-e<0,
所以存在x0∈(0,1),使得h′(x0)=1-x0e=0,即e=.
且當x0∈(0,x0)時,h′(x)>0,當x0∈(x0,+∞)時,h′(x)<0.
綜上,h(x)在(0,x0)上是增函數(shù),在(x0,+∞)上是減函數(shù).
所以h(x0)是h(x)的極大值,也是最大值,且h(x)
13、max=h(x0)=(1-x0)e+x0+1=(1-x0)·+x0+1=+x0>0,
又h(-2)=3e-2-1<0,h(2)=-e2+3<0,所以h(x)在(-2,x0)內(nèi)和(x0,2)內(nèi)各有一個零點.
故假設(shè)成立,即曲線y=f(x)和曲線y=g(x)存在公共切線.
22.在平面直角坐標系xOy中,直線l的參數(shù)方程為(t為參數(shù)).直線l與x軸交于點A.以坐標原點為極點,x軸正半軸為極軸,建立極坐標系,射線l′:θ=(ρ≥0),直線l與射線l′交于點B.
(1)求B點的極坐標;
(2)若點P是橢圓C:x2+=1上的一個動點,求△PAB面積的最大值及面積最大時點P的直角坐標.
解 (
14、1)l:y=(x-)=x-3,
則l的極坐標方程為ρsinθ=ρcosθ-3.
令θ=得ρ=3,∴B點的極坐標為.
(2)∵|AB|=|OA|=,∴S=d.
設(shè)P點坐標為(cosα,sinα),l:x-y-3=0.
∴d==|(cosα-sinα)-|
=.
當α+=π+2kπ(k∈Z)時,dmax=,
∴Smax=.
此時cosα=cos=-,sinα=sin=,
∴P點坐標為.
23.設(shè)函數(shù)f(x)=|2x-4|+|x+1|,
(1)求函數(shù)f(x)的最小值;
(2)若直線y=a與曲線y=f(x)圍成的封閉區(qū)域的面積為9,求a的值.
解 (1)①當x≥2時,f(x)=3x-3≥3;
②當-16.
故y=f(x),y=6,y=a圍成的梯形面積為3.
令f(x)=3x-3=a?x1=;
令f(x)=3-3x=a?x2=,
故梯形面積為×(a-6)=3,
∴a=3.