标题 | 2014年高考广东理科数学模拟试题 |
范文 | 涂天明+黄学波 一、选择题:本大题共8小题,每小题5分,共40分,每小题只有一项符合题目要求. 1. 复数1-■在复平面内对应的点在() A. 第一象限 B. 第二象限 C. 第三象限 D. 第四象限 2. 若集合A=(0,+∞),B={-1,1},则下列结论正确的是() A. A∩B={-1} B. (CRA)∪B=(-∞,0) C. A∪B=(0,+∞) D.(CRA)∩B={-1} 3. 下列函数中,在其定义域内是增函数的是() A. y=-x3,x∈RB. y=(■)■ C. y=-x2+1,x∈(-∞,0) D. y=-lnx,x∈(0,+∞) 4. 在200米高的山顶上,测得山下一塔顶与塔底的俯角分别为300,600,则塔高为() A. ■米 B. ■米 C. ■米 D. ■米 5. 给定定义:若一个几何体的三视图形状都相同、大小均相等,则称该几何体叫“完美几何体”,那么球、三棱锥、正方体、圆柱这四种几何体可以是“完美几何体”的有()个 A. 1B. 2C. 3D. 4 6. 定义“?茚”表示一种两个正实数之间的运算,即m?茚n=■+m+n,m,n是正实数,已知1?茚k=3,则函数f(x)=k?茚x的值域是() A. [0,+∞)B. [1,+∞)C. (0,+∞)D. (1,+∞) 7.已知等差数列{an}的前n项和为Sn,若■=a1■+a■■,且A、B、C三点共线(且该直线不过原点),则S2014=() A. 1006B. 1007C. 2014D. 2015 8. 若圆x2+y2-4x-4y-10=0上至少有三个不同的点到直线l∶ax+by=0的距离为2■,则直线l的倾斜角的取值范围是 () A. [■,■]B. [■,■] C. [■,■] D. [0,■] 非选择题部分(共110分) 二、填空题:本大题共6小题,每小题5分,共30分. 必做题: 9. 已知随机变量?孜服从正态分布N(2,?滓2),且P(?灼<0)=0.2,则P(0<?灼<4)=. 10. 在(1+x)2012+(1+x)2013+(1+x)2014的展开式中,x的系数为______(用数字作答) . 11. 已知关于x的不等式(ax+1)(x+2)<0的解集是(-∞,-2)∪(1,+∞),则a=. 12. 命题:“若空间两条直线a,b分别垂直平面?琢,则a∥b”,考生小王这样证明: 设a,b与面?琢分别相交于A、B,连结A、B, ∵a⊥?琢, b⊥?琢,AB?奂?琢 ……① ∴a⊥AB,b⊥AB…………② ∴a∥b ………………………③ 这里的证明有两个推理,即:①?圯②和②?圯③. 老师评改认为小王的证明推理不正确,这两个推理中不正确的是. 13.我省沿海某市经常遭遇洪涝灾害,为防洪防灾决定大面积植树造林,在如图所示区域{(x,y)|x≥0,y≥0}内植树,第一棵树在A1(0,1)点,第二棵树在B1(1,1)点,第三棵树在C1(1,0)点,第四棵树在C2(2,0)点,以此类推,接着按图中箭头方向,每隔一个单位种一颗树,那么,第2014棵树所在的点的坐标是. 选做题: 14. (几何证明选做题)如上图,已知圆中两条弦AB与CD相交于点F,E是AB延长线上一点,且DF=CF=■,AF ∶ FB ∶ BE=4 ∶ 2 ∶ 1,若CE与圆相切,则线段CE的长为. 15. (坐标系与参数方程选讲选做题)若动点P(x,y)在曲线x=-2+cos?兹,y=sin?兹(?兹为参数,?兹∈R)上,则■的取值范围是. 三、解答题:本大题共 6小题,共80分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤. 16. (本题满分12分)已知函数f(x)=cosx+sin(■-x),x∈R. (I)求f(■)的值; (II)求f(x)的最小值及对应的x的集合; (III)若f(?兹)=■且?兹∈(■,2?仔),求tan2?兹的值. 17.(本题满分12分)某学校随机抽取部分新生调查其上学途中所需时间(单位:分钟),并将所得数据绘制成频率分布直方图(如图),其中,上学所需时间的范围是[0,100],样本数据分组为[0,20),[20,40),[40,60),[60,80),[80,100]. (Ⅰ)求直方图中x的值; (Ⅱ)如果上学所需时间不少于1小时的学生可申请在学校住宿,请估计学校600名新生中有多少名学生可以申请住宿; (Ⅲ)从学校的新生中任选4名学生,这4名学生中上学所需时间少于20分钟的人数记为X,求X的分布列和数学期望.(以直方图中新生上学所需时间少于20分钟的频率作为每名学生上学所需时间少于20分钟的概率) 18. (本题满分14分)已知函数f(x)=x-alnx(a∈R). (Ⅰ)当a=1时,求函数的单调区间即相应的单调性; (Ⅱ)探索函数f(x)是否存在极值,若存在求出该极值,否则说明理由. 19.(本题满分14分)如图,菱形ABCD与矩形BDEF所在平面互相垂直,∠BAD=■. (Ⅰ)求证:FC∥平面AED; (Ⅱ)若BF=k·BD,当二面角A-EF-C为直二面角时,求k的值; (Ⅲ)在(Ⅱ)的条件下,求直线BC与平面AEF所成的角?兹的正弦值. 20.(本题满分14分)如图,在平面直角坐标系xOy中,椭圆■+y2=1的左、右焦点分别为F1(-c,0),F2(c,0). 设A,B是椭圆上位于x轴上方的两点,且直线AF1与直线BF2平行,AF2与BF1交于点P. (Ⅰ)若AF1-BF2=■,求直线AF1的方程; (Ⅱ)求证:PF1+PF2是定值. 21.(本题满分14分)对于数列{xn},如果存在一个正整数m,使得对任意的n(n∈N?鄢)都有xn+m=xn成立,那么就把这样一类数列{xn}称作周期为m的周期数列,的最小值称作数列{xn}的最小正周期,以下简称周期.例如当xn=2014时{xn}是周期为1的周期数列,当yn=cos(■n)时{yn}是周期为4的周期数列. (Ⅰ)设数列{an}满足an+2=?姿· an+1-an(n∈N?鄢),a1=a,a2=b(a≠b),且数列{an}是周期为3的周期数列,求常数?姿的值. (Ⅱ)设数列{an}的前n项和为Sn,且4Sn=(an+1)2. ①若an>0,试判断数列{an}是否为周期数列,并说明理由; ②若anan+1<0,试判断数列{an}是否为周期数列,并说明理由. (Ⅲ)设数列{an}满足an+2=-an+1-an(n∈N?鄢),a1=1,a2=2,bn=an+1,数列{bn}的前n项和为Sn,试问是否存在p,q,使对任意的n∈N?鄢都有p≤■≤q成立,若存在,求出p,q的取值范围;不存在,说明理由.
2014年高考广东理科数学模拟试题参考答案 一、选择题: 1. 【解析】∵1-■=1+i,在复平面内对应的点坐标为(1,1),在第一象限,选A. 2. 【解析】∵A=(0,+∞),∴CRA=(-∞,0),又B={-1,1},故(CRA)∩B={-1},选D. 3. 【解析】由函数单调性定义及二次函数的单调区间易知选C. 4. 【解析】依题意山顶离塔顶、塔底的距离分别为■米、400米,设塔高为x米,由余弦定理知x2=■+160000-2×■×400×cos30°=■,即x=■米,故选A. 5.【解析】球的三视图全是圆;如图正方体截出的三棱锥三视图全是等腰直角三角形;正方体三视图都是正方形,共有三个,故选C. 6. 【解析】先由1?茚k=3解得k=1,所以f(x)=k?茚x=■+x+1,当x∈(0,+∞)时,f(x)=k?茚x=■+x+1>1,故选D. 7. 【解析】依题意A、B、C三点共线,故■=?姿■,即■=■■+■■,即a1+a2014=1,故S2014=■(a1+a2014)=1007,选B. 8. 【解析】圆x2+y2-4x-4y-10=0整理为(x-2)2+(y-2)2=(3■)2,∴圆心坐标为(2,2),半径为3■,要求圆上至少有三个不同的点到直线l∶ax+by=0的距离为2■,则圆心到直线的距离应小于等于■, ∴■≤■,∴(■)2+4(■)+1≤0 ,∴-2-■≤(■)≤-2+■,k=-(■),∴ 2-■≤k≤2+■,直线l的倾斜角的取值范围是[■,■],选B. 二、填空题: 9.【答案】0.6. 【解析】如图,正态分布的密度函数示意图所示,函数关于直线x=2对称,所以P(?灼<2)=0.5,并且P(?灼<0)=0.2. P(0<?灼<4)=2(1-P(?灼<0))=2(1-0.2)=0.6. 10.【答案】6039. 【解析】依题意,由二项式定理知(1+x)2012+(1+x)2013+(1+x)2014的展开式中x的系数为2012+2013+2014=6039.故填6039. 11.【答案】-1. 【解析】依题意, 关于x的不等式(ax+1)(x+2)<0的解集是(-∞,-2)∪(1,+∞),所以a<0,(ax+1)(x+2)<0即(x+■)(x+2)>0,即-a=1,所以a=-1,故填-1. 12.【答案】②?圯③. 【解析】用直线与平面垂直的定义知由①?圯②推理正确,由②?圯③推理不正确,因为不能确定空间两条直线a,b是否共面,因此直线a,b有可能异面.故填②?圯③. 13.【答案】(10,44). 【解析】依题意,点C43(44,0)是第1935个点(442-1=1935),点B44(45,45)是第1981(1935+46=1981)个点,A44(0,45)是第2024(452-1=2024)点,所以第2014棵树所在的点应该是A44(0,44)向右平移10个单位,即坐标为(10,44).故填(10,44). 14.【答案】■. 【解析】根据相交弦定理AF·FB=CF·FD,又因为DF=CF=■,AF∶FB∶BE=4∶2∶1,所以AE=■,BE=■,再由切割线定理CE2=EB·EA=■×■=■,故CE=■. 故填■. 15.【答案】[-■,■]. 【解析】依题意,动点P(x,y)的轨迹是以(-2,0)为圆心,以1为半径的圆,而■的几何意义是圆上的点与原点连线的斜率,结合图形知,直线y=kx与圆(x+2)2+y2=1相切时,kmax=tan30°=■,kmin=tan150°=-■.故填[-■,■]. 三、解答题:本大题共5小题,共72分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤. 16.【命题立意】本题为原创题,考查考生三角函数的最值、特殊角的三角函数值、诱导公式、同角三角函数关系、二倍角的正切公式以及基本的变换技巧,定位为容易题. 【解析】(I)∵ f(x)=cosx+sin(■-x),……1分 ∴ f(■)=cos■+sin(■-■)=cos■+sin■=■+■=■. ……3分 (II)∵ f(x)=cosx+sin(■-x)=cosx+cosx=2cosx,……5分 ∴f(x)有最小值为2,这时x的集合为{x│x=(2k+1)?仔,k∈Z}.……7分 (III)由 (II) 知 f(x)=2cosx,∴f(?兹)=■即2cos?兹=■,所以cos?兹=■……8分 又?兹∈(■,2?仔),∴ sin?兹=-■,∴ tan?兹=■=■=-■, ……10分 ∴ tan2?兹=■=■=■=■.……12分 17.【命题立意】本题为改编题,源自北京市海淀区的一道模拟试题,考查考生的数字特征的处理、频率分布直方图的读图能力、离散型随机变量的数学期望公式运用,和用样本估计总体的思想理解的深刻度,定位为基本题. 【解析】(Ⅰ)由直方图可得: 20×x+0.025×20+0.0065×20+0.003×2×20=1. 所以x=0.0125 .……2分 (Ⅱ)新生上学所需时间不少于1小时的频率为: 0.003×2×20=0.12,……4分 因为600×0.12=72, 所以估计600名新生中有72名学生可以申请住宿. ……6分 (Ⅲ)解法一:X的可能取值为0,1,2,3,4,……7分 由直方图可知,每位学生上学所需时间少于20分钟的概率为■, P(X=0)=(■)4=■, P(X=1)= ?蒿14(■)(■)4=■, P(X=2)=?蒿24(■)2(■)2=■,P(X=3)= ?蒿34(■)3(■)=■,P(X=4)=(■)4=■.……10分 所以x的分布列为: ……11分 EX=0×■+1×■+2×■+3×■+4×■=1. 所以X的数学期望为1.……12分 解法二:依题意X服从二项分布B(4,■),……10分 所以X的数学期望EX=4×■=1. ……12分 18.【命题立意】本题为原创题,考查考生用导数研究函数的单调性、极值掌握情况,体现函数思想、分类讨论思想,定位为中等题. 【解析】依题意函数f(x)的定义域为(0,+∞),∵ f(x)=x-alnx, ∴ f ′(x)=1-■. …2分 (Ⅰ)当a=2时,f(x)=x-lnx,f′(x)=1-■=■(x>0), ………3分 ∴ x>1时,f′(x)>0 ,0<x<1时,f′(x)<0, ………5分 即函数f(x)的单调减区间为(0,1),函数f(x)的单调增区间为(1,+∞) . ……6分 (Ⅱ)由f ′(x)=1-■=■,x>0可知: ①当a≤0时,f ′(x)>0,函数f(x)为(0,+∞)上的增函数,函数f(x)无极值;…9分 ②当a>0时,由f ′(x)=0,解得x=a; ………10分 ∵ x∈(0,a)时,f ′(x)<0,x∈(a,+∞)时,f ′(x)>0 . ………12分 ∴f(x)在x=a处取得极小值,且极小值为f(a)=a-alna,无极大值. ………13分
综上:当a≤0时,函数f(x)无极值; 当a>0时,函数 f(x)在x=a处取得极小值a-alna,无极大值. ………14分 19.【命题立意】本题为原创题,考查了空间几何体的形状,空间线面、面面的位置关系及二面角、线面角的概念及计算,要求考生有一定的空间想象能力、推理论证能力,定位为中等题. 【解析】(Ⅰ)矩形BDEF中,FB∥ED,………1分 FB?埭平面AED,ED?奂平面AED,FB∥平面AED,…2分 同理BC∥平面AED,………3分 又∵FB∩BC=B,∴平面FBC∥平面EDA.………4分 故FC∥平面AED………5分 (Ⅱ)取EF,BD的中点M,N.由于AE=AF,CE=CF, 所以AM⊥EF,CM⊥EF,∠AMC就是二面角A-EF-C的平面角………8分 当二面角A-EF-C为直二面角时,MN=AN=■BD,即k=■.…10分 (Ⅲ)解法1(几何方法):由(Ⅱ)CM⊥平面AEF,欲求直线BC与平面AEF所成的角,先求BC与MC所成的角. ………12分 连结BM,设BC=2.则在△MBC中,CM=■MN=■·■=■,MB=2,用余弦定理知cos∠MCB=■=-■. ∴ sin?兹=■.…14分 (Ⅲ)解法2(向量方法):以D为原点,DC为y轴、DE为z轴建立如图的直角坐标系,设AD=2,则M(■,■,■), C(0,2,0),平面AEF的法向量■=■=(-■,■,-■), ………12分 ■=■=(■,-1,0).cos<■,■>=■=-■. ∴ sin?兹=■. …14分 20. 【命题立意】本题为改编题,在一道江苏省高考题的基础上重组改编而成,考生更容易上手,运算量有所减轻,主要考查考生直线的方程、直线与椭圆的位置关系,用方程研究图形的解题策略,体现函数思想、数形结合思想,第(Ⅰ))小题定位为中等题,第(Ⅱ)小题定位为难题. 【解析】解:(Ⅰ) ∵椭圆的方程为■+y2=1,∴其焦点坐标分别为F1(-1,0),F2(1,0),又∵AF1∥BF2,设■1、BF2的方程分别为my=x+1,my=x-1,A(x1,y1),B(x2,y2),y1>0,y2>0.依题意知■+y12=1,my1=x1+1?圯(m2+2)y12-2my1-1=0?圯y1=■. ………2分 ∴ AF1=■=■=■×■=■. ① 同理,BF2=■. ② 由①②,得AF1-BF2=■.解■=■得m2=2. ………5分 ∵注意到m>0,∴m=■, ∴直线AF1的斜率为■=■,又∵F1(-1,0),∴直线AF1的方程为y+1=■x,即x-■y-■=0. ………7分 (Ⅱ)证明:∵AF1∥BF2,∴■=■,即■+1=■+1?圯■=■. 而PB+PF1=BF1,∴PF1=■BF1. …9分 ∵点B在椭圆上知,由椭圆的定义BF1+BF2=2■,∴PF1=■(2■-BF2). 同理,BF2=■(2■-AF1).………11分 ∴ PF1+PF2=■(2■-BF2)+■(2■-■1)=2■-■. 由①②,得■1+BF2=■,■1·BF2=■, ……13分 ∴ PF1+PF2=2■-■=■■,∴PF1+PF2是定值. ……14分 21. 【命题立意】本题为改编题,在上海市杨浦中学的一道模拟试题的基础上引入逻辑创新元素改编而成,考查考生等差数列、等比数列的概念及基本运算,数列的递推关系,考生的创新能力,体现函数思想、分类讨论思想,定位为难题, 【解析】(Ⅰ)由数列{an}是周期为3的周期数列,an+3=an, 依题意an+2=?姿an+1-an,an+3=?姿an+2-an+1,……2分 联立得(?姿+1)(an+2-an+1)=0对n∈N?鄢恒成立,∴?姿+1=0,即?姿=-1. …………………3分 (Ⅱ)当n=1时,S1=a1,又4S1=(a1+1)2得a1=1. …………4分 当n≥2时,4an=4Sn-4Sn-1=(an+1)2-(an-1+1)2?圯(an-1)2=(an-1+1)2, 即an-an-1=2或an=-an-1(n≥2). …………………………5分 ①由an>0有an-an-1=2(n≥2),则{an}为等差数列,即an=2n-1, 由于对任意的n都有an+m≠an,所以{an}不是周期数列 ……………6分 ②由anan+1<0有an=-an-1(n≥2),数列{an}为公比-1为等比数列,即an=(-1)n-1,即an+2=an对任意n∈N?鄢都成立, 即当anan+1<0时{an}是周期为2的周期数列. …………8分 (Ⅲ)假设存在p,q,满足题设. 于是an+2=-an+1-an,an+3=-an+2-an+1?圯an+3=an,又bn=an+1则bn+3=bn, 所以{bn}是周期为3的周期数列,所以{bn}的前3项分别为2,3,-2,………10分 则Sn=n(n=3k),n+1(n=3k-2)n+3(n=3k-1),k∈N?鄢………………12分 当n=3k时,■=1; 当n=3k-2时,■=1+■?圯1<■≤2; 当n=3k-1时,■=1+■?圯1<■≤■. 综上1≤■≤■,……………13分 为使p≤■≤q恒成立,只要p≤1,q≥■即可, 综上,假设存在p,q,满足题设p≤1,q≥■.………………14分 (本试题由南雄市第一中学数学组涂天明、黄学波老师拟制) 责任编校 徐国坚
综上:当a≤0时,函数f(x)无极值; 当a>0时,函数 f(x)在x=a处取得极小值a-alna,无极大值. ………14分 19.【命题立意】本题为原创题,考查了空间几何体的形状,空间线面、面面的位置关系及二面角、线面角的概念及计算,要求考生有一定的空间想象能力、推理论证能力,定位为中等题. 【解析】(Ⅰ)矩形BDEF中,FB∥ED,………1分 FB?埭平面AED,ED?奂平面AED,FB∥平面AED,…2分 同理BC∥平面AED,………3分 又∵FB∩BC=B,∴平面FBC∥平面EDA.………4分 故FC∥平面AED………5分 (Ⅱ)取EF,BD的中点M,N.由于AE=AF,CE=CF, 所以AM⊥EF,CM⊥EF,∠AMC就是二面角A-EF-C的平面角………8分 当二面角A-EF-C为直二面角时,MN=AN=■BD,即k=■.…10分 (Ⅲ)解法1(几何方法):由(Ⅱ)CM⊥平面AEF,欲求直线BC与平面AEF所成的角,先求BC与MC所成的角. ………12分 连结BM,设BC=2.则在△MBC中,CM=■MN=■·■=■,MB=2,用余弦定理知cos∠MCB=■=-■. ∴ sin?兹=■.…14分 (Ⅲ)解法2(向量方法):以D为原点,DC为y轴、DE为z轴建立如图的直角坐标系,设AD=2,则M(■,■,■), C(0,2,0),平面AEF的法向量■=■=(-■,■,-■), ………12分 ■=■=(■,-1,0).cos<■,■>=■=-■. ∴ sin?兹=■. …14分 20. 【命题立意】本题为改编题,在一道江苏省高考题的基础上重组改编而成,考生更容易上手,运算量有所减轻,主要考查考生直线的方程、直线与椭圆的位置关系,用方程研究图形的解题策略,体现函数思想、数形结合思想,第(Ⅰ))小题定位为中等题,第(Ⅱ)小题定位为难题. 【解析】解:(Ⅰ) ∵椭圆的方程为■+y2=1,∴其焦点坐标分别为F1(-1,0),F2(1,0),又∵AF1∥BF2,设■1、BF2的方程分别为my=x+1,my=x-1,A(x1,y1),B(x2,y2),y1>0,y2>0.依题意知■+y12=1,my1=x1+1?圯(m2+2)y12-2my1-1=0?圯y1=■. ………2分 ∴ AF1=■=■=■×■=■. ① 同理,BF2=■. ② 由①②,得AF1-BF2=■.解■=■得m2=2. ………5分 ∵注意到m>0,∴m=■, ∴直线AF1的斜率为■=■,又∵F1(-1,0),∴直线AF1的方程为y+1=■x,即x-■y-■=0. ………7分 (Ⅱ)证明:∵AF1∥BF2,∴■=■,即■+1=■+1?圯■=■. 而PB+PF1=BF1,∴PF1=■BF1. …9分 ∵点B在椭圆上知,由椭圆的定义BF1+BF2=2■,∴PF1=■(2■-BF2). 同理,BF2=■(2■-AF1).………11分 ∴ PF1+PF2=■(2■-BF2)+■(2■-■1)=2■-■. 由①②,得■1+BF2=■,■1·BF2=■, ……13分 ∴ PF1+PF2=2■-■=■■,∴PF1+PF2是定值. ……14分 21. 【命题立意】本题为改编题,在上海市杨浦中学的一道模拟试题的基础上引入逻辑创新元素改编而成,考查考生等差数列、等比数列的概念及基本运算,数列的递推关系,考生的创新能力,体现函数思想、分类讨论思想,定位为难题, 【解析】(Ⅰ)由数列{an}是周期为3的周期数列,an+3=an, 依题意an+2=?姿an+1-an,an+3=?姿an+2-an+1,……2分 联立得(?姿+1)(an+2-an+1)=0对n∈N?鄢恒成立,∴?姿+1=0,即?姿=-1. …………………3分 (Ⅱ)当n=1时,S1=a1,又4S1=(a1+1)2得a1=1. …………4分 当n≥2时,4an=4Sn-4Sn-1=(an+1)2-(an-1+1)2?圯(an-1)2=(an-1+1)2, 即an-an-1=2或an=-an-1(n≥2). …………………………5分 ①由an>0有an-an-1=2(n≥2),则{an}为等差数列,即an=2n-1, 由于对任意的n都有an+m≠an,所以{an}不是周期数列 ……………6分 ②由anan+1<0有an=-an-1(n≥2),数列{an}为公比-1为等比数列,即an=(-1)n-1,即an+2=an对任意n∈N?鄢都成立, 即当anan+1<0时{an}是周期为2的周期数列. …………8分 (Ⅲ)假设存在p,q,满足题设. 于是an+2=-an+1-an,an+3=-an+2-an+1?圯an+3=an,又bn=an+1则bn+3=bn, 所以{bn}是周期为3的周期数列,所以{bn}的前3项分别为2,3,-2,………10分 则Sn=n(n=3k),n+1(n=3k-2)n+3(n=3k-1),k∈N?鄢………………12分 当n=3k时,■=1; 当n=3k-2时,■=1+■?圯1<■≤2; 当n=3k-1时,■=1+■?圯1<■≤■. 综上1≤■≤■,……………13分 为使p≤■≤q恒成立,只要p≤1,q≥■即可, 综上,假设存在p,q,满足题设p≤1,q≥■.………………14分 (本试题由南雄市第一中学数学组涂天明、黄学波老师拟制) 责任编校 徐国坚
综上:当a≤0时,函数f(x)无极值; 当a>0时,函数 f(x)在x=a处取得极小值a-alna,无极大值. ………14分 19.【命题立意】本题为原创题,考查了空间几何体的形状,空间线面、面面的位置关系及二面角、线面角的概念及计算,要求考生有一定的空间想象能力、推理论证能力,定位为中等题. 【解析】(Ⅰ)矩形BDEF中,FB∥ED,………1分 FB?埭平面AED,ED?奂平面AED,FB∥平面AED,…2分 同理BC∥平面AED,………3分 又∵FB∩BC=B,∴平面FBC∥平面EDA.………4分 故FC∥平面AED………5分 (Ⅱ)取EF,BD的中点M,N.由于AE=AF,CE=CF, 所以AM⊥EF,CM⊥EF,∠AMC就是二面角A-EF-C的平面角………8分 当二面角A-EF-C为直二面角时,MN=AN=■BD,即k=■.…10分 (Ⅲ)解法1(几何方法):由(Ⅱ)CM⊥平面AEF,欲求直线BC与平面AEF所成的角,先求BC与MC所成的角. ………12分 连结BM,设BC=2.则在△MBC中,CM=■MN=■·■=■,MB=2,用余弦定理知cos∠MCB=■=-■. ∴ sin?兹=■.…14分 (Ⅲ)解法2(向量方法):以D为原点,DC为y轴、DE为z轴建立如图的直角坐标系,设AD=2,则M(■,■,■), C(0,2,0),平面AEF的法向量■=■=(-■,■,-■), ………12分 ■=■=(■,-1,0).cos<■,■>=■=-■. ∴ sin?兹=■. …14分 20. 【命题立意】本题为改编题,在一道江苏省高考题的基础上重组改编而成,考生更容易上手,运算量有所减轻,主要考查考生直线的方程、直线与椭圆的位置关系,用方程研究图形的解题策略,体现函数思想、数形结合思想,第(Ⅰ))小题定位为中等题,第(Ⅱ)小题定位为难题. 【解析】解:(Ⅰ) ∵椭圆的方程为■+y2=1,∴其焦点坐标分别为F1(-1,0),F2(1,0),又∵AF1∥BF2,设■1、BF2的方程分别为my=x+1,my=x-1,A(x1,y1),B(x2,y2),y1>0,y2>0.依题意知■+y12=1,my1=x1+1?圯(m2+2)y12-2my1-1=0?圯y1=■. ………2分 ∴ AF1=■=■=■×■=■. ① 同理,BF2=■. ② 由①②,得AF1-BF2=■.解■=■得m2=2. ………5分 ∵注意到m>0,∴m=■, ∴直线AF1的斜率为■=■,又∵F1(-1,0),∴直线AF1的方程为y+1=■x,即x-■y-■=0. ………7分 (Ⅱ)证明:∵AF1∥BF2,∴■=■,即■+1=■+1?圯■=■. 而PB+PF1=BF1,∴PF1=■BF1. …9分 ∵点B在椭圆上知,由椭圆的定义BF1+BF2=2■,∴PF1=■(2■-BF2). 同理,BF2=■(2■-AF1).………11分 ∴ PF1+PF2=■(2■-BF2)+■(2■-■1)=2■-■. 由①②,得■1+BF2=■,■1·BF2=■, ……13分 ∴ PF1+PF2=2■-■=■■,∴PF1+PF2是定值. ……14分 21. 【命题立意】本题为改编题,在上海市杨浦中学的一道模拟试题的基础上引入逻辑创新元素改编而成,考查考生等差数列、等比数列的概念及基本运算,数列的递推关系,考生的创新能力,体现函数思想、分类讨论思想,定位为难题, 【解析】(Ⅰ)由数列{an}是周期为3的周期数列,an+3=an, 依题意an+2=?姿an+1-an,an+3=?姿an+2-an+1,……2分 联立得(?姿+1)(an+2-an+1)=0对n∈N?鄢恒成立,∴?姿+1=0,即?姿=-1. …………………3分 (Ⅱ)当n=1时,S1=a1,又4S1=(a1+1)2得a1=1. …………4分 当n≥2时,4an=4Sn-4Sn-1=(an+1)2-(an-1+1)2?圯(an-1)2=(an-1+1)2, 即an-an-1=2或an=-an-1(n≥2). …………………………5分 ①由an>0有an-an-1=2(n≥2),则{an}为等差数列,即an=2n-1, 由于对任意的n都有an+m≠an,所以{an}不是周期数列 ……………6分 ②由anan+1<0有an=-an-1(n≥2),数列{an}为公比-1为等比数列,即an=(-1)n-1,即an+2=an对任意n∈N?鄢都成立, 即当anan+1<0时{an}是周期为2的周期数列. …………8分 (Ⅲ)假设存在p,q,满足题设. 于是an+2=-an+1-an,an+3=-an+2-an+1?圯an+3=an,又bn=an+1则bn+3=bn, 所以{bn}是周期为3的周期数列,所以{bn}的前3项分别为2,3,-2,………10分 则Sn=n(n=3k),n+1(n=3k-2)n+3(n=3k-1),k∈N?鄢………………12分 当n=3k时,■=1; 当n=3k-2时,■=1+■?圯1<■≤2; 当n=3k-1时,■=1+■?圯1<■≤■. 综上1≤■≤■,……………13分 为使p≤■≤q恒成立,只要p≤1,q≥■即可, 综上,假设存在p,q,满足题设p≤1,q≥■.………………14分 (本试题由南雄市第一中学数学组涂天明、黄学波老师拟制) 责任编校 徐国坚
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