M为线段AP的中点,则( )
A.CM与PN是异面直线 B.CM?PN
C.平面PAN?平面BDD1B1
D.过P,A,C三点的正方体的截面一定是等腰梯形 【答案】BCD 【解析】 【分析】
由CN,PM交于点A得共面,可判断A,利用余弦定理把CM,PN都用AC,AP表示后可比较大小,证明AN与平面BDD1B1后可得面面垂直,可判断C,作出过P,A,C三点的截面后可判断D. 【详解】C,N,A共线,即CN,PM交于点A,共面,因此CM,PN共面,A错误; 记
?PAC??,则
PN2?AP2?AN2?2AP?ANcos??AP2?1AP2?AP?ACcos?41AC2?AP?ACcos?4又
,
CM2?AC2?AM2?2AC?AMcos??AC2?,
AP?AC,
CM2?PN2?3AC2?AP2??0,CM2?PN2,即CM?PN.B正确; ?4BB1?平面ABCD,BB1?BD?B,由于正方体中,则BB1?AN,可得AN?平面BB1D1D,AN?BD,
AN?平面PAN,从而可得平面PAN?平面BDD1B1,C正确;
取C1D1中点K,连接KP,KC,A1C1,易知PK∥A1C1,又正方体中,AC?PK∥AC,PK,11∥AC,
AC共面,PKCA就是过P,A,C三点的正方体的截面,它是等腰梯形.D正确
故选:BCD.
【点睛】本题考查共面,面面垂直,正方体的截面等问题,需根据各个知识点进行推理证明判断.难度较大.
第Ⅱ卷
三、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分.)
rrrrrrrrr13.已知向量a,b满足a?1,b?2,a?a?b,则a与b夹角的大小是______.
??【答案】
3? 4【解析】 【分析】
rrr2由向量垂直的充分必要条件可得a?b??a,据此求得向量夹角的余弦值,然后求解向量的夹角即可
r2rrrrrrrr【详解】由a?a?b得,a?a?b?0,即a?a?b?0,
????rrrrrrr2据此可得:a?b?a?b?cosa,b??a,
rr?cosa?b??12, ??21?2rrrr3?又a与b的夹角的取值范围为?0,??,故a与b的夹角为.
4【点睛】本题主要考查平面向量的数量积,向量垂直的充分必要条件,向量夹角的计算等知识,意在考查学生的转化能力和计算求解能力.
14.某地有A,B、C、D四人先后感染了新型冠状病毒,其中只有A到过疫区,B肯定是受A感染的,对于
C,因为难以判定他是受A还是受B感染的,于是假定他受A和受B感染的概率都是
1,同样也假设D受2A、B和C感染的概率都是
1.在这种假定之下,B、C、D中直接受A感染的人数X就是一个随机变量,写3出X的可能取值为______,并求X的均值(即数学期望)为______. 答案:1,2,3
11 6【分析】由题意分析得X可取的值为1、2、3,用“X?k”(k?1、2、3)表示被A直接感染的人数.四个人的传染情形共有6种:A?B?C?D,
,,,,.
每种情况发生的可能性都相等,所以A传染1人有两种情况,传染2人有三种情况,传染3人有一种情况.“x?1”表示A传染B,没有传染给C、D:“x?2”表示A传染给B、C,没有传染给D,或A传染给B、D,没有传染给C:“x?3”表示A传染给B、C、D.于是有
12111121111P?x?1??1???,P?x?2??1???1???,P?x?3??1???.
23323232236解析:X可取的值为1、2、3,其中P?X?1??X P 1 111,P?X?2??,P?X?3??,分布列为 3262 3 1 31 21 611111E?X??1??2??3??
326615.设函数f?x?的定义域为R,若存在常数??0,使f?x???x对一切实数x均成立,则称f?x?为“条件约束函数”.现给出下列函数: ①f?x??4x; ②f?x??x2?2; ③f?x??2x;
x2?2x?5
④f?x?是定义在实数集R上的奇函数,且对一切x1,x2均有f?x1??f?x2??4x1?x2. 其中是“条件约束函数”的序号是______(写出符合条件的全部序号). 【答案】①③④ 【解析】
对于①,取??4即可; 对于②,因为x?0时,
f?x???,所以不存在??0,使f?x???x对一切实数x均成立; x对于③,因为f?x??2xx2?2x?5?2x?x?1?2?4?11x,取??即可; 22对于④,由于f?x?为奇函数,故f?0??0,令x1?x,x2?0得f?x??4x,故f??x??4?x,即
?f?x??4x,所以f?x??4x,取??4即可.
点睛:新定义问题,是高考命题创新型试题的一个热点,常见的命题形式有新概念、新法则、新运算等,这类试题中集合只是基本的依托,考查的是考生创造性解决问题的能力.
16.已知F1、F2是椭圆和双曲线的公共焦点,P是他们的一个公共点,且?F1PF2??3,设椭圆离心率为e1,
双曲线的离心率为e2,则【答案】4 【分析】
13?2?______. 2e1e2ee设PF2?r2,F1F2?2c,椭圆和双曲线的离心率分别为1,2由余弦定理可得1?r1,PF4c2??r1???r2??2r1r2cos4c2?4a12?r1r2③,所以
22?3,①在椭圆中,①化简为即4c?4a?3r1r2②,在双曲线中,化简为即
2213?2?4 e12e2【详解】设椭圆的长半轴为a,双曲线的实半轴为a1,(a?a1),半焦距为c, 由椭圆和双曲线的定义可知,设PF2?r2,F1F2?2c, 1?r1,PF椭圆和双曲线的离心率分别为e1,e2,Q?F1PF2??3,则
∴由余弦定理可得4c??r1???r2??2r1r2cos222?3,①
在椭圆中,①化简为即4c?4a?3r1r2②, 在双曲线中,①化简为即4c?4a1?r1r2③, 所以
222213?2?4 2e1e2【点睛】本题主要考查椭圆和双曲线的定义和性质,利用余弦定理是解决本题的关键.属于难题. 四、解答题(本大题共6小题,共70分解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.) 17.(本题满分10分)
在各项均不相等的等差数列?an?中,a1?1,且a1,a2,a5成等比数列,数列?bn?的前n项和Sn?2(1)求数列?an?、?bn?的通项公式;
(2)设cn?2n?log2bn,求数列?cn?的前n项和Tn.
an?1?2.
【解析】(1)设数列?an?的公差为d,则a2?a1?d,a5?a1?4d,
2?a1a5,即?a1?d??a1?a1?4d?,整理得d2?2a1d, Qa1,a2,a5成等比数列,?a22解得d?0(舍去)或d?2a1?2,?an?a1??n?1?d?2n?1 当n?1时,b1?2, 当n?2时,bn?Sn?Sn?1?2n?1?2??2n?2??2n?1?2n?2?2n?2n?2n
验证:当n?1时,b1?2满足上式, ∴数列?bn?的通项公式为bn?2.
n(2)由(1)得,cn?2n?log2bn?2a2n?1?n,
?Tn?(2?1)??23?2???25?3??L??22n?1?n? ??2?23?25?L?22n?1???1?2?3?L?n? ?2?1?4n?1?4n?1?n? ?222n?1?2n2?n??
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