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1、綜合仿真練(一)
1.如圖,在四棱錐PABCD中,四邊形ABCD為平行四邊形,AC,BD相交于點(diǎn)O,點(diǎn)E為PC的中點(diǎn),OP=OC,PA⊥PD.
求證:(1)PA∥平面BDE;
(2)平面BDE⊥平面PCD.
證明:(1)連結(jié)OE,因?yàn)镺為平行四邊形ABCD對角線的交點(diǎn),所以O(shè)為AC的中點(diǎn).
又因?yàn)镋為PC的中點(diǎn),
所以O(shè)E∥PA.
又因?yàn)镺E?平面BDE,PA?平面BDE,
所以PA∥平面BDE.
(2)因?yàn)镺E∥PA,PA⊥PD,所以O(shè)E⊥PD.
因?yàn)镺P=OC,E為PC的中點(diǎn),所以O(shè)E⊥PC.
又因?yàn)镻D?平面PCD,PC?平面PCD,PC∩PD=P,所以O(shè)
2、E⊥平面PCD.
又因?yàn)镺E?平面BDE,所以平面BDE⊥平面PCD.
2.(2019南通市一中模擬)已知函數(shù)f(x)=Asin(ωx+φ)+B(A>0,ω>0),部分自變量、函數(shù)值如下表.
x
ωx+φ
0
π
2π
f(x)
2
4
求:(1)函數(shù)f(x)的單調(diào)增區(qū)間.
(2)函數(shù)f(x)在(0,π]內(nèi)的所有零點(diǎn).
解:(1)由題意得解得
又解得
∴ f(x)=2sin+2由-+2kπ≤2x+≤+2kπ,k∈Z,解得-+kπ≤x≤-+kπ,k∈Z,
∴函數(shù)f(x)單調(diào)增區(qū)間為 (k∈Z).
(2)∵f(x)
3、=2sin+2=0,
∴sin=-1.
∵x∈(0,π],∴<2x+≤2π+,∴2x+=,解得:x=.
∴函數(shù)f(x)在(0,π]內(nèi)的零點(diǎn)為.
3.(2019揚(yáng)州四模)已知橢圓C:+=1(a>b>0)的離心率為,左頂點(diǎn)為A,右焦點(diǎn)為F,且AF=5.
(1)求橢圓C的方程;
(2)已知圓M的圓心M,半徑為r,點(diǎn)P為橢圓上的一點(diǎn),若圓M與直線PA,PF都相切,求此時(shí)圓M的半徑r.
解:(1)∵橢圓離心率為,左頂點(diǎn)為A,右焦點(diǎn)為F,且AF=5.
∴解得∴b2=15,∴橢圓C的方程為:+=1.
(2)由題意得:A(-4,0),F(xiàn)(1,0),設(shè)點(diǎn)P的坐標(biāo)為(x0,y0),則+=1
4、①當(dāng)x0=1時(shí),直線PF:x=1,與圓M相切,則R=1-=,
不妨取P,直線PA:y=(x+4),即3x-4y+12=0,
∴點(diǎn)M到直線PF的距離為==r ∴直線PF與圓M相切
∴當(dāng)r=時(shí),圓M與直線PA,PF都相切.
②當(dāng)x0=-4時(shí),點(diǎn)P與點(diǎn)A重合,不符合題意;
③當(dāng)x0≠1且x0≠-4時(shí),直線PA:y=(x+4),PF:y=(x-1)
化簡得:PA:y0x-(x0+4)y+4y0=0,
PF:y0x-(x0-1)y-y0=0
∵圓M與直線PA,PF都相切
∴==r
∵y0≠0,又y=15代入化簡得:x-122x0+121=0,解得:x0=1或x0=121
∵-4<
5、x0<4且x0≠1 ∴無解.
綜上:r=.
4.如圖,半圓AOB是某市休閑廣場的平面示意圖,半徑OA的長為10.管理部門在A,B兩處各安裝一個(gè)光源,其相應(yīng)的光強(qiáng)度分別為4和9.根據(jù)光學(xué)原理,地面上某點(diǎn)處照度y與光強(qiáng)度I成正比,與光源距離x的平方成反比,即y=(k為比例系數(shù)).經(jīng)測量,在弧AB的中點(diǎn)C處的照度為130.(C處的照度為A,B兩處光源的照度之和)
(1)求比例系數(shù)k的值;
(2)現(xiàn)在管理部門計(jì)劃在半圓弧AB上,照度最小處增設(shè)一個(gè)光源P,試問新增光源P安裝在什么位置?
解:(1)因?yàn)榘霃絆A的長為10,點(diǎn)C是弧AB的中點(diǎn),
所以O(shè)C⊥AB,AC=BC=10.
所
6、以C處的照度為y=+=130,
解得比例系數(shù)k=2 000.
(2)設(shè)點(diǎn)P在半圓弧AB上,且P距光源A為x,
則PA⊥PB,由AB=20,得PB=(0<x<20).
所以點(diǎn)P處的照度為y=+(0<x<20).
所以y′=-+
=4 000
=20 000.
由y′=0,解得x=4.
當(dāng)0<x<4時(shí),y′<0,y=+為減函數(shù);
當(dāng)4<x<20時(shí),y′>0,y=+為增函數(shù).
所以x=4時(shí),y取得極小值,也是最小值.
所以新增光源P安裝在半圓弧AB上且距A為4(距B為4)的位置.
5.已知函數(shù)f(x)=(a-3)x-a-2ln x(a∈R).
(1)若函數(shù)f(x)在
7、(1,+∞)上為單調(diào)增函數(shù),求實(shí)數(shù)a的最小值;
(2)已知不等式f(x)+3x≥0對任意x∈(0,1]都成立,求實(shí)數(shù)a的取值范圍.
解:(1)法一:因?yàn)閒′(x)=a-3-(x>0),
當(dāng)a≤3時(shí),f′(x)<0,f(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞減;
當(dāng)a>3時(shí),由f′(x)<0,得0<x<,
f(x)在0,上單調(diào)遞減,
由f′(x)>0,得x>,f(x)在上單調(diào)遞增.
因?yàn)楹瘮?shù)f(x)在(1,+∞)上為單調(diào)增函數(shù),
所以a>3且≤1,所以a≥5,
所以實(shí)數(shù)a的最小值為5.
法二:因?yàn)楹瘮?shù)f(x)在(1,+∞)上為單調(diào)增函數(shù),
所以f′(x)=a-3-≥0在(1,
8、+∞)上恒成立,
所以a≥3+在(1,+∞)上恒成立,
又當(dāng)x>1時(shí),3+<5, 所以a≥5,
所以實(shí)數(shù)a的最小值為5.
(2)令g(x)=f(x)+3x=a(x-1)-2ln x,x∈(0,1],
所以g′(x)=a-.
①當(dāng)a≤2時(shí),由于x∈(0,1],所以≥2,
所以g′(x)≤0,g(x)在(0,1]上單調(diào)遞減,
所以g(x)min=g(1)=0,所以對任意x∈(0,1],g(x)≥g(1)=0,即對任意x∈(0,1]不等式f(x)+3x≥0都成立,所以a≤2;
②當(dāng)a>2時(shí),由g′(x)<0,得0<x<,g(x)在上單調(diào)遞減;
由g′(x)>0,得x>,
9、g(x)在上單調(diào)遞增.
所以,存在∈(0,1),使得g<g(1)=0,不合題意.
綜上所述,實(shí)數(shù)a的取值范圍為(-∞,2].
6.已知數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,且Sn=2an-1.
(1)求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式;
(2)記集合M={n|n(n+1)≥λan,n∈N*},若M中有3個(gè)元素,求λ的取值范圍;
(3)是否存在等差數(shù)列{bn},使得a1bn+a2bn-1+a3bn-2+…+anb1=2n+1-n-2對一切n∈N*都成立?若存在,求出bn;若不存在,說明理由.
解:(1)當(dāng)n=1時(shí),S1=2a1-1,得a1=1.
當(dāng)n≥2時(shí),由Sn=2an-1,①
得Sn-1=2
10、an-1-1,②
①-②,得an=2an-1,即=2(n≥2).
因此{(lán)an}是首項(xiàng)為1,公比為2的等比數(shù)列,所以an=2n-1.
(2)由已知可得λ≤,令f(n)=,
則f(1)=2,f(2)=3,f(3)=3,f(4)=,f(5)=,
下面研究f(n)=的單調(diào)性,
因?yàn)閒(n+1)-f(n)=-=,
所以,當(dāng)n≥3時(shí),f(n+1)-f(n)<0,f(n+1)<f(n),
即f(n)單調(diào)遞減.
因?yàn)镸中有3個(gè)元素,所以不等式λ≤解的個(gè)數(shù)為3,所以2<λ≤,即λ的取值范圍為.
(3)設(shè)存在等差數(shù)列{bn}使得條件成立,
則當(dāng)n=1時(shí),有a1b1=22-1-2=1,所以b1=1.
當(dāng)n=2時(shí),有a1b2+a2b1=23-2-2=4,所以b2=2.
所以等差數(shù)列{bn}的公差d=1,所以bn=n.
設(shè)S=a1bn+a2bn-1+a3bn-2+…+anb1,
S=1n+2(n-1)+22(n-2)+…+2n-22+2n-11,③
所以2S=2n+22(n-1)+23(n-2)+…+2n-12+2n1,④
④-③,得S=-n+2+22+23+…+2n-1+2n =-n+=2n+1-n-2,
所以存在等差數(shù)列{bn},
且bn=n滿足題意.
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