数学Ⅰ
注意事项 考生在答题前请认真阅读本注意事项及各题答题要求 1.本试卷共4页,均为非选择题(第1题~第20题,共20题)。本卷满分为160分,考试时间为120分钟。考试结束后,请将本试卷和答题卡一片交回。 2.答题前,请务必将自己的姓名、准考证号用0.5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置。 3.请认真核对监考员从答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符。 4.作答试题,必须用0.5毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答,在其他位置作答一律无效。 5.如需作图,须用2B铅笔绘、写清楚,线条、符号等须加黑、加粗。 参考公式:
1n1n2样本数据x1,x2,…,xn的方差sxix,其中xxi.
ni1ni12柱体的体积VSh,其中S是柱体的底面积,h是柱体的高. 锥体的体积V1Sh,其中S是锥体的底面积,h是锥体的高. 3一、填空题:本大题共14小题,每小题5分,共计70分.请把答案填写在答题卡相应位置上. ........1.已知集合A{1,0,1,6},B{x|x0,xR},则AIB ▲ .
2.已知复数(a2i)(1i)的实部为0,其中i为虚数单位,则实数a的值是 ▲ . 3.下图是一个算法流程图,则输出的S的值是 ▲ .
4.函数y76xx2的定义域是 ▲ .
5.已知一组数据6,7,8,8,9,10,则该组数据的方差是 ▲ .
6.从3名男同学和2名女同学中任选2名同学参加志愿者服务,则选出的2名同学中至少有1名女同学的概率是 ▲ .
y27.在平面直角坐标系xOy中,若双曲线x21(b0)经过点(3,4),则该双曲线的渐近线方程是
b2▲ .
*8.已知数列{an}(nN)是等差数列,Sn是其前n项和.若a2a5a80,S927,则S8的值是 ▲ .
9.如图,长方体ABCDA1B1C1D1的体积是120,E为CC1的中点,则三棱锥E-BCD的体积是 ▲ .
10.在平面直角坐标系xOy中,P是曲线yx最小值是 ▲ .
11.在平面直角坐标系xOy中,点A在曲线y=lnx上,且该曲线在点A处的切线经过点(-e,-1)(e为自然
对数的底数),则点A的坐标是 ▲ .
4(x0)上的一个动点,则点P到直线x+y=0的距离的xuuuruuuruuuruuurABAC6AOEC12.如图,在△ABC中,D是BC的中点,E在边AB上,BE=2EA,AD与CE交于点O.若,
则
AB的值是 ▲ . AC
13.已知
πtan2,则sin2的值是 ▲ . π43tan414.设f(x),g(x)是定义在R上的两个周期函数,f(x)的周期为4,g(x)的周期为2,且f(x)是奇函数.
k(x2),0x1当x(0,2]时,f(x)1(x1)2,g(x)1,其中k>0.若在区间(0,9]上,关
,1x22于x的方程f(x)g(x)有8个不同的实数根,则k的取值范围是 ▲ .
二、解答题:本大题共6小题,共计90分.请在答题卡指定区域内作答,解答时应写出文字说明、证明过程.......
或演算步骤. 15.(本小题满分14分)
在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c. (1)若a=3c,b=2,cosB=
2,求c的值; 3(2)若
sinAcosB,求sin(B)的值. a2b216.(本小题满分14分)
如图,在直三棱柱ABC-A1B1C1中,D,E分别为BC,AC的中点,AB=BC. 求证:(1)A1B1∥平面DEC1; (2)BE⊥C1E.
17.(本小题满分14分)
x2y2如图,在平面直角坐标系xOy中,椭圆C:221(ab0)的焦点为F1(–1、0),
abF2(1,0).过F2作x轴的垂线l,在x轴的上方,l与圆F2:(x1)y4a交于点A,与椭圆C交于点D.连结AF1并延长交圆F2于点B,连结BF2交椭圆C于点E,连结DF1.
222已知DF1=
5. 2(1)求椭圆C的标准方程; (2)求点E的坐标.
18.(本小题满分16分)
如图,一个湖的边界是圆心为O的圆,湖的一侧有一条直线型公路l,湖上有桥AB(AB是圆O的直径).规划在公路l上选两个点P、Q,并修建两段直线型道路PB、QA.规划要求:线段PB、QA上的所有点到点O的距离均不小于圆....O的半径.已知点A、B到直线l的距离分别为AC和BD(C、D为垂足),测得AB=10,AC=6,BD=12(单位:百米). (1)若道路PB与桥AB垂直,求道路PB的长;
(2)在规划要求下,P和Q中能否有一个点选在D处?并说明理由;
(3)在规划要求下,若道路PB和QA的长度均为d(单位:百米).求当d最小时,P、Q两点间的距离.
19.(本小题满分16分)
设函数f(x)(xa)(xb)(xc),a,b,cR、f'(x)为f(x)的导函数. (1)若a=b=c,f(4)=8,求a的值;
(2)若a≠b,b=c,且f(x)和f'(x)的零点均在集合{3,1,3}中,求f(x)的极小值;
(3)若a0,0b„1,c1,且f(x)的极大值为M,求证:M≤20.(本小满分16分)
定义首项为1且公比为正数的等比数列为“M-数列”.
4. 27*(1)已知等比数列{an}(nN)满足:a2a4a5,a34a24a40,求证:数列{an}为“M-数列”;
*(2)已知数列{bn}(nN)满足:b11,122,其中Sn为数列{bn}的前n项和. Snbnbn1①求数列{bn}的通项公式;
*bkck1②设m为正整数,若存在“M-数列”{cn}(nN),对任意正整数k,当k≤m时,都有ck剟成立,求m的最大值.
2019年普通高等学校招生全国统一考试(江苏卷)
数学Ⅰ·参
一、填空题:本题考查基础知识、基本运算和基本思想方法.每小题5分,共计70分. 1.{1,6}
2.2
3.5
4.[1,7]
5.
5 36.
7 10
7.y2x
8.16 9.10 10.4
11.(e, 1) 12.3
213.
101214., 34二、解答题
15.本小题主要考查正弦定理、余弦定理、同角三角函数关系、诱导公式等基础知识,考查运算求解能力.
满分14分.
解:(1)因为a3c,b2,cosB2, 32(3c)2c2(2)2a2c2b212由余弦定理cosB,得,即c.
323cc2ac3所以c3. 3sinAcosB, a2babcosBsinB由正弦定理,得,所以cosB2sinB. sinAsinB2bb(2)因为
2从而cosB(2sinB),即cos2B41cos2B,故cosB224. 5因为sinB0,所以cosB2sinB0,从而cosB25. 5因此sinBπ25. cosB2516.本小题主要考查直线与直线、直线与平面、平面与平面的位置关系等基础知识,考查空间想象能力和推
理论证能力.满分14分.
证明:(1)因为D,E分别为BC,AC的中点, 所以ED∥AB.
在直三棱柱ABC-A1B1C1中,AB∥A1B1, 所以A1B1∥ED.
又因为ED⊂平面DEC1,A1B1平面DEC1, 所以A1B1∥平面DEC1.
(2)因为AB=BC,E为AC的中点,所以BE⊥AC. 因为三棱柱ABC-A1B1C1是直棱柱,所以CC1⊥平面ABC. 又因为BE⊂平面ABC,所以CC1⊥BE.
因为C1C⊂平面A1ACC1,AC⊂平面A1ACC1,C1C∩AC=C, 所以BE⊥平面A1ACC1.
因为C1E⊂平面A1ACC1,所以BE⊥C1E.
17.本小题主要考查直线方程、圆的方程、椭圆方程、椭圆的几何性质、直线与圆及椭圆的位置关系等基础
知识,考查推理论证能力、分析问题能力和运算求解能力.满分14分. 解:(1)设椭圆C的焦距为2c.
因为F1(-1,0),F2(1,0),所以F1F2=2,c=1. 又因为DF1=
553,AF2⊥x轴,所以DF2=DF12F1F22()222, 222因此2a=DF1+DF2=4,从而a=2. 由b2=a2-c2,得b2=3.
x2y2因此,椭圆C的标准方程为1.
43(2)解法一:
x2y2由(1)知,椭圆C:1,a=2,
43因为AF2⊥x轴,所以点A的横坐标为1.
将x=1代入圆F2的方程(x-1) 2+y2=16,解得y=±4. 因为点A在x轴上方,所以A(1,4). 又F1(-1,0),所以直线AF1:y=2x+2.
y2x2由,得5x26x110, 22(x1)y16解得x1或x将x11. 51112代入y2x2,得 y, 5511123因此B(,).又F2(1,0),所以直线BF2:y(x1).
5543y(x1)1342. x由2,得,解得或x17x6x13027xy134又因为E是线段BF2与椭圆的交点,所以x1. 将x1代入y解法二:
333(x1),得y.因此E(1,). 422x2y2由(1)知,椭圆C:1.如图,连结EF1.
43因为BF2=2a,EF1+EF2=2a,所以EF1=EB, 从而∠BF1E=∠B.
因为F2A=F2B,所以∠A=∠B, 所以∠A=∠BF1E,从而EF1∥F2A. 因为AF2⊥x轴,所以EF1⊥x轴.
x13因为F1(-1,0),由x2y2,得y.
2134又因为E是线段BF2与椭圆的交点,所以y因此E(1,).
3. 23218.本小题主要考查三角函数的应用、解方程、直线与圆等基础知识,考查直观想象和数学建模及运用数学
知识分析和解决实际问题的能力.满分16分. 解:解法一:
(1)过A作AEBD,垂足为E.
由已知条件得,四边形ACDE为矩形,DEBEAC6, AECD8.' 因为PB⊥AB,
所以cosPBDsinABE所以PB84. 105BD1215.
cosPBD45因此道路PB的长为15(百米).
(2)①若P在D处,由(1)可得E在圆上,则线段BE上的点(除B,E)到点O的距离均小于圆O的半径,所以P选在D处不满足规划要求.
②若Q在D处,连结AD,由(1)知ADAE2ED210,
AD2AB2BD270,所以∠BAD为锐角. 从而cosBAD2ADAB25所以线段AD上存在点到点O的距离小于圆O的半径. 因此,Q选在D处也不满足规划要求. 综上,P和Q均不能选在D处. (3)先讨论点P的位置.
当∠OBP<90°时,线段PB上存在点到点O的距离小于圆O的半径,点P不符合规划要求;
当∠OBP≥90°时,对线段PB上任意一点F,OF≥OB,即线段PB上所有点到点O的距离均不小于圆O的半
径,点P符合规划要求.
AB,由(1)知,P1B=15, 设P1为l上一点,且PB1此时PDPBPB11sinPBD11cosEBA1539; 515. 当∠OBP>90°时,在△PPB中,PBPB11由上可知,d≥15. 再讨论点Q的位置.
由(2)知,要使得QA≥15,点Q只有位于点C的右侧,才能符合规划要求.当QA=15时,
CQQA2AC215262321.此时,线段QA上所有点到点O的距离均不小于圆O的半径.
综上,当PB⊥AB,点Q位于点C右侧,且CQ=321时,d最小,此时P,Q两点间的距离PQ=PD+CD+CQ=17+321. 因此,d最小时,P,Q两点间的距离为17+321(百米). 解法二:
(1)如图,过O作OH⊥l,垂足为H.
以O为坐标原点,直线OH为y轴,建立平面直角坐标系.
因为BD=12,AC=6,所以OH=9,直线l的方程为y=9,点A,B的纵坐标分别为3,−3. 因为AB为圆O的直径,AB=10,所以圆O的方程为x2+y2=25. 从而A(4,3),B(−4,−3),直线AB的斜率为因为PB⊥AB,所以直线PB的斜率为直线PB的方程为y3. 44, 3425x. 3322所以P(−13,9),PB(134)(93)15. 因此道路PB的长为15(百米).
(2)①若P在D处,取线段BD上一点E(−4,0),则EO=4<5,所以P选在D处不满足规划要求. ②若Q在D处,连结AD,由(1)知D(−4,9),又A(4,3), 所以线段AD:y3x6(4剟x4). 421515222在线段AD上取点M(3,),因为OM3345,
44所以线段AD上存在点到点O的距离小于圆O的半径. 因此Q选在D处也不满足规划要求. 综上,P和Q均不能选在D处. (3)先讨论点P的位置.
当∠OBP<90°时,线段PB上存在点到点O的距离小于圆O的半径,点P不符合规划要求;
当∠OBP≥90°时,对线段PB上任意一点F,OF≥OB,即线段PB上所有点到点O的距离均不小于圆O的半径,点P符合规划要求.
AB,由(1)知,P1B=15,此时P1(−13,9); 设P1为l上一点,且PB115. 当∠OBP>90°时,在△PPB中,PBPB11由上可知,d≥15. 再讨论点Q的位置.
由(2)知,要使得QA≥15,点Q只有位于点C的右侧,才能符合规划要求.当QA=15时,设Q(a,9),
22由AQ(a4)(93)15(a4),得a=4321,所以Q(4321,9),此时,线段QA
上所有点到点O的距离均不小于圆O的半径.
综上,当P(−13,9),Q(4321,9)时,d最小,此时P,Q两点间的距离
PQ4321(13)17321.
因此,d最小时,P,Q两点间的距离为17321(百米).
19.本小题主要考查利用导数研究函数的性质,考查综合运用数学思想方法分析与解决问题以及逻辑推理
能力.满分16分.
解:(1)因为abc,所以f(x)(xa)(xb)(xc)(xa). 因为f(4)8,所以(4a)8,解得a2. (2)因为bc,
33所以f(x)(xa)(xb)x(a2b)xb(2ab)xab, 从而f'(x)3(xb)x因为a,b,23222ab2ab.令,得或. xf'(x)0xb332ab,都在集合{3,1,3}中,且ab, 32ab所以1,a3,b3.
3此时f(x)(x3)(x3),f'(x)3(x3)(x1). 令f'(x)0,得x3或x1.列表如下:
2x (,3) + 3 0 极大值 2(3,1) – 1 0 极小值 (1,) + f'(x) f(x) Z ] Z 所以f(x)的极小值为f(1)(13)(13)32.
(3)因为a0,c1,所以f(x)x(xb)(x1)x(b1)xbx,
32f'(x)3x22(b1)xb.
因为0b1,所以4(b1)12b(2b1)30, 则f'(x)有2个不同的零点,设为x1,x2x1x2.
22b1b2b1b1b2b1,x2由f'(x)0,得x1.
33列表如下:
x (,x1) + x1 0 极大值 x1,x2 – x2 0 极小值 (x2,) + f'(x) f(x) Z ] Z 所以f(x)的极大值Mfx1. 解法一:
3Mfx1x1(b1)x12bx1
2b(b1)x1b12bb1 [3x2(b1)x1b]x19993212b2b1(b1)27b(b1)2927bb12
3b(b1)2(b1)2(b1)2(b(b1)1)3
272727b(b1)244.因此M. 27272727解法二:
因为0b1,所以x1(0,1).
当x(0,1)时,f(x)x(xb)(x1)x(x1). 令g(x)x(x1),x(0,1),则g'(x)3x(x1). 令g'(x)0,得x22131.列表如下: 31(0,) 3+ x 1 30 极大值 1(,1) 3– g'(x) g(x) 所以当xZ ] 114时,g(x)取得极大值,且是最大值,故g(x)maxg. 332744,因此M. 2727所以当x(0,1)时,f(x)g(x)20.本小题主要考查等差和等比数列的定义、通项公式、性质等基础知识,考查代数推理、转化与化归及综
合运用数学知识探究与解决问题的能力.满分16分. 解:(1)设等比数列{an}的公比为q,所以a1≠0,q≠0.
a12q4a1q4a2a4a5a11由,得2,解得.
a4a4a0213q2a1q4a1q4a10因此数列{an}为“M—数列”.
(2)①因为
122,所以bn0. Snbnbn1122,则b22. b1,Sb由111,得11b2由
bnbn1122,得Sn, Snbnbn12(bn1bn)当n2时,由bnSnSn1,得bn整理得bn1bn12bn.
bnbn1bn1bn,
2bn1bn2bnbn1所以数列{bn}是首项和公差均为1的等差数列. 因此,数列{bn}的通项公式为bn=nnN②由①知,bk=k,kN*.
因为数列{cn}为“M–数列”,设公比为q,所以c1=1,q>0. 因为ck≤bk≤ck+1,所以q当k=1时,有q≥1; 当k=2,3,…,m时,有
k1*.
kqk,其中k=1,2,3,…,m.
lnklnklnq. kk1设f(x)=
lnx1lnx(x1),则f'(x). 2xx令f'(x)0,得x=e.列表如下:
x f'(x) (1,e) + e 0 极大值 (e,+∞) – f(x) 因为
ln2ln8ln9ln3ln3,所以f(k)maxf(3). 266333取q3,当k=1,2,3,4,5时,
lnk„lnq,即kqk, k经检验知qk1k也成立.
因此所求m的最大值不小于5.
若m≥6,分别取k=3,6,得3≤q3,且q5≤6,从而q15≥243,且q15≤216, 所以q不存在.因此所求m的最大值小于6. 综上,所求m的最大值为5.
数学Ⅱ(附加题)
21.【选做题】本题包括A、B、C三小题,请选定其中两小题,并在相应的答题区域内作答.若多做,则.....................
按作答的前两小题评分.解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤. A.[选修4-2:矩阵与变换](本小题满分10分) 31已知矩阵A 22(1)求A2;
(2)求矩阵A的特征值.
B.[选修4-4:坐标系与参数方程](本小题满分10分) 在极坐标系中,已知两点A3,,B2,sin,直线l的方程为3. 424(1)求A,B两点间的距离;(2)求点B到直线l的距离. C.[选修4-5:不等式选讲](本小题满分10分) 设xR,解不等式|x|+|2 x1|>2.
【必做题】第22题、第23题,每题10分,共计20分.请在答题卡指定区域内作答,解答时应写出文字.......说明、证明过程或演算步骤.
n2n24,nN*.已知a32a2a4. 22.(本小题满分10分)设(1x)a0a1xa2xLanx,n…n(1)求n的值;(2)设(13)ab3,其中a,bN*,求a23b2的值.
23.(本小题满分10分)在平面直角坐标系xOy中,设点集An{(0,0),(1,0),(2,0),,(n,0)},
Bn(0,1),(n,1)},Cn{(0,2),(1,2),(2,2),L,(n,2)},nN.
令MnAnUBnUCn.从集合Mn中任取两个不同的点,用随机变量X表示它们之间的距离. (1)当n=1时,求X的概率分布;
(2)对给定的正整数n(n≥3),求概率P(X≤n)(用n表示).
数学Ⅱ(附加题)参
21.【选做题】
A.[选修4–2:矩阵与变换]
本小题主要考查矩阵的运算、特征值等基础知识,考查运算求解能力.满分10分. 解:(1)因为A31, 2231312A所以2222
=33123112115=106.
23222122(2)矩阵A的特征多项式为
f()令
3212254.
f()0,解得A的特征值11,24.
B.[选修4–4:坐标系与参数方程]
本小题主要考查曲线的极坐标方程等基础知识,考查运算求解能力.满分10分. 解:(1)设极点为O.在△OAB中,A(3,
),B(2,), 42)5. 24由余弦定理,得AB=32(2)2232cos((2)因为直线l的方程为sin()3,
4则直线l过点(32,),倾斜角为
23. 43)2. 42又B(2,),所以点B到直线l的距离为(322)sin(C.[选修4–5:不等式选讲]
2本小题主要考查解不等式等基础知识,考查运算求解和推理论证能力.满分10分.
解:当x<0时,原不等式可化为x12x2,解得x<-
1; 3当0≤x≤
1时,原不等式可化为x+1–2x>2,即x<–1,无解; 2当x>
1时,原不等式可化为x+2x–1>2,解得x>1. 213综上,原不等式的解集为{x|x或x1}.
22.【必做题】本小题主要考查二项式定理、组合数等基础知识,考查分析问题能力与运算求解能力,满分
10分.
122nnn4, 解:(1)因为(1x)nC0nCnxCnxLCnx,n(n1)n(n1)(n2)2,a3C3所以a2Cn, n26n(n1)(n2)(n3)a4C4. n242因为a32a2a4,
所以[n(n1)(n2)2n(n1)n(n1)(n2)(n3)]2,
6224解得n5.
(2)由(1)知,n5.
(13)n(13)5
022334455 C5C153C5(3)C5(3)C5(3)C5(3)ab3.
解法一:
024135*因为a,bN,所以aC53C59C576,bC53C59C544,
从而a23b2762344232. 解法二:
022334455 (13)5C5C15(3)C5(3)C5(3)C5(3)C5(3)022334455. C5C13C(3)C(3)C(3)C(3)55555*因为a,bN,所以(13)5ab3.
因此a23b2(ab3)(ab3)(13)5(13)5(2)532.
23.【必做题】本小题主要考查计数原理、古典概型、随机变量及其概率分布等基础知识,考查逻辑思维
能力和推理论证能力.满分10分.
解:(1)当n1时,X的所有可能取值是1,2,2,5.
X的概率分布为P(X1)7744,P(X2), 22C615C615P(X2)2222,P(X5). 22C615C615b)和B(c,d)是从Mn中取出的两个点. (2)设A(a,因为P(Xn)1P(Xn),所以仅需考虑Xn的情况. ①若bd,则ABn,不存在Xn的取法;
d1,则AB(ac)21②若b0,a0, cn或an, c0,有2种取法;
n21,所以Xn当且仅当ABn21,此时
d2,③若b0,则AB(ac)24n24,因为当n3时,(n1)24n,所以Xn cn或an, c0,有2种取法; 当且仅当ABn24,此时a0,d2,则AB(ac)21④若b1,a0, cn或an, c0,有2种取法.
综上,当Xn时,X的所有可能取值是n21和n24,且
n21,所以Xn当且仅当ABn21,此时
P(Xn21)4C22n4,P(Xn24)22C2n4.
因此,P(Xn)1P(X
n21)P(Xn24)16C22n4.
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