1、第 1 页(共 19 页) 2020-2021 学年湖南省永州市高二(上)期末数学试卷学年湖南省永州市高二(上)期末数学试卷 一、选择题:本题共一、选择题:本题共 8 小题,每小题小题,每小题 5 分,共分,共 40 分分.在每小题给出的四个选项中,只有一项在每小题给出的四个选项中,只有一项 符合题目要求符合题目要求. 1 (5 分)设i是虚数单位,复数12i的虚部是( ) A2 B2 C2i D2i 2 (5 分)设xR,则“1x ”是“01x”的( ) A充分不必要条件 B必要不充分条件 C充要条件 D既不充分也不必要条件 3 (5 分)已知向量(1,2),(1, 5, 3)amb,且ab
2、,则实数(m ) A1 B2 C2 D1 4 (5 分)已知点 0 (4,)Ay为抛物线 2 8yx上的一点,F为该抛物线的焦点,则| (AF ) A4 B6 C4 3 D8 5 (5 分)2020 年 5 月 14 日,中共中央政治局常委会会议首次提出“深化供给侧结构性改 革, 充分发挥我国超大规模市场优势和内需潜力, 构建国内国际双循环相互促进的新发展格 局” 某地响应党的号召推出了“与爱同行”的旅游系列活动以拉动内需,为了让游客更好 的了解当地的气温情况, 绘制了一年中各月平均最高气温和平均最低气温的雷达图 图中A 点表示十月的平均最高气温为15 C,B点表示四月的平均最低气温为5 C下
3、面叙述不正 确的是( ) A各月的平均最低气温都在0 C以上 B七月的平均温差比一月的平均温差大 第 2 页(共 19 页) C三月和十一月的平均最高气温基本相同 D平均最高气温高于20 C的月份有 5 个 6 (5 分)已知椭圆 22 :1 43 xy C的左、右顶点分别为A,B,P为椭圆上异于A,B两 点的动点,则( PAPB kk ) A 4 3 B 3 4 C 3 4 D 4 3 7 (5 分)如图是某工厂对一批新产品长度(单位:)mm检测结果的频率分布直方图估计 这批产品的中位数为( ) A20 B25 C22.5 D22.75 8 (5 分)双曲线 22 22 :1( ,0) xy
4、 Ca b ab 左、右焦点为 1 F, 2 F,直线3yb与C的右支相 交于P,若 12 | 2|PFPF,则双曲线C渐近线方程为( ) A 3 2 yx B 2 3 yx C 5 2 yx D 2 5 5 yx 二、多项选择题:本题共二、多项选择题:本题共 4 小题,每小题小题,每小题 5 分,共分,共 20 分分.在每小题给出的选项中,有多项符在每小题给出的选项中,有多项符 合题目要求合题目要求.全部选对的得全部选对的得 5 分,有选错的得分,有选错的得 0 分,部分选对的得分,部分选对的得 3 分分. 9 (5 分)下列结论正确的有( ) A 从装有 2 个红球和 2 个黑球的口袋内任
5、取 2 个球, 恰有一个黑球与至少有一个红球不 是互斥事件 B在标准大气压下,水在4 C时结冰为随机事件 C若一组数据 1,a,2,4 的众数是 2,则这组数据的平均数为 3 D 某大学为了解在校本科生对参加某项社会实践活动的意向, 拟采用分层抽样的方法从 该校四个年级的本科生中抽取一个容量为 400 的样本进行调查若该校一、二、三、四年级 本科生人数之比为6:5:5:4,则应从四年级中抽取 80 名学生 10(5 分) 如图, 在四棱锥PABCD中, 底面ABCD是正方形,PA 平面ABCD,PAAB, 点E为PA的中点,则下列判断正确的是( ) 第 3 页(共 19 页) APB与CD所成
6、的角为60 BBD 平面PAC C/ /PC平面BDE D:1:4 B CDEP ABCD VV 11 (5 分)已知 1 F、 2 F分别为双曲线 22 22 1(0,0) xy ab ab 的左、右焦点,且a,b,c成 等比数列(c为双曲线的半焦距) ,点P为双曲线右支上的点,点I为 12 PFF的内心若 121 2 IPFIPFIF F SSS成立,则下列结论正确的是( ) A当 2 PFx轴时, 12 30PFF B离心率 15 2 e C 51 2 D点I的横坐标为定值a 12 (5 分)已知函数 1 ( )|f xln xx x ,( )(1)g xxxlnx,则下列结论正确的是(
7、 ) A( )g x存在唯一极值点 0 x,且 0 (1,2)x B( )f x恰有 3 个零点 C当1k时,函数( )g x与( )h xx k的图象有两个交点 D若 12 0 x x 且 12 ()()0f xf x,则 12 1x x 三、填空题:本题共三、填空题:本题共 4 小题,每小题小题,每小题 5 分,共分,共 20 分分. 13 (5 分)已知命题:pxR , 2 230 xx,则:p 14 (5 分)在长方体 1111 ABCDABC D中,M为 11 AC与 11 D B的交点,设ABa,ADb, 1 AAc,则向量AM (用a,b,c表示) 15 (5 分)已知M为椭圆
8、22 :1 95 yx C上一点, 1 F, 2 F为椭圆C的焦点,则 12 MFF的 周长为 16 (5 分)已知函数 2 ( )(1)f xln xax,对任意的(0,1)m,(0,1)n,当mn时, (1)(1) 1 f mf n mn ,则实数a的取值范围是 四、解答题:本题共四、解答题:本题共 6 小题,共小题,共 70 分分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤. 第 4 页(共 19 页) 17 (10 分)已知函数 32 ( )39f xxxx (1)求曲线( )f x在点(1, 5)处的切线方程; (2)求( )f x在区间 1,2上的
9、最小值和最大值 18 (12 分)已知抛物线 2 :4C xy (1)若直线:40l xy,求曲线C上的点到直线l距离的最小值; (2)过点(0,2)A且倾斜角为45的直线m交C于M,N两点,求|MN 19 (12 分)某企业为了提高销售利润,从 2016 年至 2020 年每年都对生产环节的技术改造 进行投资,每年的投资金额x(单位:万元)与年利润增长量y(单位:万元)的数据如表: 年份 2016 2017 2018 2019 2020 投资金额x(万元) 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 年利润增长量y(万元) 6.0 7.0 9.0 11.0 12.0 (1)记年利润增长量投资金额
10、,现从 2016 年至 2020 年这五年中抽出两年进行调查 分析,求所抽两年都是2万元的概率; (2)如果 2021 年该企业对生产环节改进的投资金额为 10 万元,请用最小二乘法求出y关 于x的回归直线方程,并估计该企业在 2021 年的年利润增长量 参考公式: 11 222 11 ()() () nn iiii ii nn ii ii xxyyx ynxy b xxxnx , a ybx; 参考数据: 5 1 286 ii i x y , 5 2 1 190 i i x 20 (12 分)如图,在四棱锥PABCD中,/ /ABCD,22 3ABDC,ACBDF, 且PAD与ABD均为正三
11、角形,AE为PAD的中线,点G在线段AE,且2AGGE (1)求证:/ /GF平面PDC; (2)若平面PAD 平面ABCD,求平面PAD与平面GBC所成锐二面角的余弦值 第 5 页(共 19 页) 21 (12 分)已知椭圆 22 22 :1(0) xy Cab ab 的离心率为 3 2 , 1 A, 2 A分别为椭圆左、右 顶点, 1 B, 2 B分别为椭圆上、下顶点,且四边形 1122 AB A B的面积为 4 (1)求椭圆C的方程; (2) 过点 6 (,0) 5 M 的直线l与椭圆C相交于P,Q(异于点 1 A, 2) A两点, 证明: 11 APAQ 22 (12 分)已知函数(
12、)f xxlnx, 22 ( )(2 ) x g xxx exax (1)求函数( )f x的单调区间; (2)若对任意(0,1)x,( )( )0f xg x,求整数a的最小值 第 6 页(共 19 页) 2020-2021 学年湖南省永州市高二(上)期末数学试卷学年湖南省永州市高二(上)期末数学试卷 参考答案与试题解析参考答案与试题解析 一、选择题:本题共一、选择题:本题共 8 小题,每小题小题,每小题 5 分,共分,共 40 分分.在每小题给出的四个选项中,只有一项在每小题给出的四个选项中,只有一项 符合题目要求符合题目要求. 1 (5 分)设i是虚数单位,复数12i的虚部是( ) A2
13、 B2 C2i D2i 【解答】解:复数12i的虚部是2 故选:A 2 (5 分)设xR,则“1x ”是“01x”的( ) A充分不必要条件 B必要不充分条件 C充要条件 D既不充分也不必要条件 【解答】解:因为(0,1)(,1), 所以“1x ”是“01x”的必要不充分条件 故选:B 3 (5 分)已知向量(1,2),(1, 5, 3)amb,且ab,则实数(m ) A1 B2 C2 D1 【解答】解:向量(1,2),(1, 5, 3)amb,且ab, 1 560a bm , 解得实数1m 故选:A 4 (5 分)已知点 0 (4,)Ay为抛物线 2 8yx上的一点,F为该抛物线的焦点,则|
14、 (AF ) A4 B6 C4 3 D8 【解答】解:由题意可得抛物线 2 8yx的焦点为(2,0)F,准线的方程为2x , 由抛物线的定义可知|AF等于点A到准线的距离d, 而|4( 2)| 6d ,故| 6AF 故选:B 第 7 页(共 19 页) 5 (5 分)2020 年 5 月 14 日,中共中央政治局常委会会议首次提出“深化供给侧结构性改 革, 充分发挥我国超大规模市场优势和内需潜力, 构建国内国际双循环相互促进的新发展格 局” 某地响应党的号召推出了“与爱同行”的旅游系列活动以拉动内需,为了让游客更好 的了解当地的气温情况, 绘制了一年中各月平均最高气温和平均最低气温的雷达图 图
15、中A 点表示十月的平均最高气温为15 C,B点表示四月的平均最低气温为5 C下面叙述不正 确的是( ) A各月的平均最低气温都在0 C以上 B七月的平均温差比一月的平均温差大 C三月和十一月的平均最高气温基本相同 D平均最高气温高于20 C的月份有 5 个 【解答】解:由图可知,各月的平均最高气温都在5 C以上,故选项A正确; 七月的平均温差比一月的平均温差大,故选项B正确; 三月和十一月的平均最高气温基本相同,故选项C正确; 平均最低气温高于10 C的月份有 3 个,故选项D错误 故选:D 6 (5 分)已知椭圆 22 :1 43 xy C的左、右顶点分别为A,B,P为椭圆上异于A,B两 点
16、的动点,则( PAPB kk ) A 4 3 B 3 4 C 3 4 D 4 3 【解答】解:由题意可知,( 2,0)A ,(2,0)B, 设( , )P x y,则, 2 PA y x k, 2 PB y x k, 2 2 4 PAPB y x kk, 第 8 页(共 19 页) 又因点P的坐标满足椭圆方程,所以 22 1 43 xy ,得 2 2 4 4 3 y x ,代入上式可得, 2 2 3 44 3 PAPB y y kk, 故选:B 7 (5 分)如图是某工厂对一批新产品长度(单位:)mm检测结果的频率分布直方图估计 这批产品的中位数为( ) A20 B25 C22.5 D22.7
17、5 【解答】解:根据频率分布直方图,得; 0.0250.0450.30.5, 0.30.0850.70.5; 中位数应在20 25内, 设中位数为x,则 0.3(20)0.080.5x, 解得22.5x ; 这批产品的中位数是 22.5 故选:C 8 (5 分)双曲线 22 22 :1( ,0) xy Ca b ab 左、右焦点为 1 F, 2 F,直线3yb与C的右支相 交于P,若 12 | 2|PFPF,则双曲线C渐近线方程为( ) A 3 2 yx B 2 3 yx C 5 2 yx D 2 5 5 yx 【解答】解:把3yb代入C的方程可得2xa;(2 , 3 )Pab, 1( ,0)
18、Fc, 2( ,0) F c, 由双曲线的定义可知: 1 | 4PFa, 2 | 2PFa, 22 (2)34acba, 22 (2)32acba,整理可得 2 812aca,23ca, 第 9 页(共 19 页) 222 4()9aba, 5 2 b a ,所以双曲线的渐近线方程为: 5 2 yx 故选:C 二、多项选择题:本题共二、多项选择题:本题共 4 小题,每小题小题,每小题 5 分,共分,共 20 分分.在每小题给出的选项中,有多项符在每小题给出的选项中,有多项符 合题目要求合题目要求.全部选对的得全部选对的得 5 分,有选错的得分,有选错的得 0 分,部分选对的得分,部分选对的得
19、3 分分. 9 (5 分)下列结论正确的有( ) A 从装有 2 个红球和 2 个黑球的口袋内任取 2 个球, 恰有一个黑球与至少有一个红球不 是互斥事件 B在标准大气压下,水在4 C时结冰为随机事件 C若一组数据 1,a,2,4 的众数是 2,则这组数据的平均数为 3 D 某大学为了解在校本科生对参加某项社会实践活动的意向, 拟采用分层抽样的方法从 该校四个年级的本科生中抽取一个容量为 400 的样本进行调查若该校一、二、三、四年级 本科生人数之比为6:5:5:4,则应从四年级中抽取 80 名学生 【解答】解:对于A,从装有 2 个红球和 2 个黑球的口袋内任取 2 个球, 恰有一个黑球是:
20、一黑一红,至少有一个红球是:一黑一红和两红, 两个事件可以同时发生,故不是互斥事件,故A正确; 对于B,在标准大气压下,水在4 C 时结冰是不可能事件,故B错误; 对于C,若一组数据 1,a,2,4 的众数是 2,则2a ,则这组数据的平均数为 19 (1224) 44 ,故C错误; 对于D,因为该校一、二、三、四年级本科生人数之比为6:5:5:4, 所以应从四年级中抽取学生人数为 4 40080 6554 ,故D正确 故选:AD 10(5 分) 如图, 在四棱锥PABCD中, 底面ABCD是正方形,PA 平面ABCD,PAAB, 点E为PA的中点,则下列判断正确的是( ) 第 10 页(共
21、19 页) APB与CD所成的角为60 BBD 平面PAC C/ /PC平面BDE D:1:4 B CDEP ABCD VV 【解答】解:对于A,/ /CDAB,PBA(或其补角)为PB与CD所成角, PA 平面ABCD,AB 平面ABCD,PAAB, 在Rt PAB中,PAAB,45PAB, 即PB与CD所成角为45,故A错误; 对于B,四边形ABCD为正方形,ACBD, PA 平面ABCD,BD 平面ABCD,PABD, PAACA,PA、AC 平面PAC,BD平面PAC,故B正确; 对于C,连结AC,交BD于点F,则F为AC的中点,连结EF, E为PA的中点,/ /EFPC,而EF 平面
22、BDE,PC 平面BDE, / /PC平面BDE,故C正确; 对于D,设ABPAx,则 3 11 33 P ABCD VAB AD PAx , 23 11 111 33 2212 B CDEE BCDBCD VVSAExxx 33 11 :1:4 123 B CDEP ABCD VVxx ,故D正确 故选:BCD 11 (5 分)已知 1 F、 2 F分别为双曲线 22 22 1(0,0) xy ab ab 的左、右焦点,且a,b,c成 等比数列(c为双曲线的半焦距) ,点P为双曲线右支上的点,点I为 12 PFF的内心若 121 2 IPFIPFIF F SSS成立,则下列结论正确的是( )
23、 A当 2 PFx轴时, 12 30PFF B离心率 15 2 e C 51 2 D点I的横坐标为定值a 第 11 页(共 19 页) 【解答】解:a,b,c成等比数列, 2 bac, 对于A,当 2 PFx轴时,点P为 2 ( ,) b c a , 2 2 12 12 |1 tan |222 b PFac a PFF FFcac ,显然 12 30PFF,即选项A错误; 对于B, 222 bacca,1 c e a , 2 10ee ,解得 15 2 e (舍负) ,即选项B正确; 对于C,设圆I的半径为r, 121 2 IPFIPFIF F SSS, 1212 111 | 222 rPFr
24、PFrFF ,即 1212 | |PFPFFF, 由双曲线的定义知, 12 | 2PFPFa, 22ac,即 151 2 a ce ,故选项C正确; 对于D,设直线 1 PF, 2 PF和 12 FF分别与圆I相切于点M,N,T,如图所示, 由双曲线的定义和切线长的性质可知, 1212 | 2|PFPFaTFTF, 12 | 2TFTFc, 2 |TFca,即( ,0)T a, 点I的横坐标为定值a,即选项D正确 故选:BCD 12 (5 分)已知函数 1 ( )|f xln xx x ,( )(1)g xxxlnx,则下列结论正确的是( ) A( )g x存在唯一极值点 0 x,且 0 (1
25、,2)x B( )f x恰有 3 个零点 C当1k时,函数( )g x与( )h xx k的图象有两个交点 第 12 页(共 19 页) D若 12 0 x x 且 12 ()()0f xf x,则 12 1x x 【解答】解:对于A:函数( )(1)g xxxlnx,(0,)x, 则 11 ( )1 xxlnx g xlnx xx , 设( )1G xxlnx ,(0,)x, ( )1G xlnx 在 1 (0, ) e 上,( )0G x,( )G x单调递增, 在 1 (e,)上,( )0G x,( )G x单调递减, 故( )G x在(1,2)上单调递增, 又G(1)10 ,G(2)1
26、221410lnlnlne , 所以( )G x在区间(1,2)内存在零点 0 x, 所以函数( )g x存在唯一极值点 0 x,且 0 (1,2)x ,故A正确; 对于B:当0 x 时, 2 22 111 ( )10 xx fx xxx , 所以( )f x在(0,)上为减函数, 又f(1)01 10 ,所以( )f x在(0,)上只有一个零点; 当0 x 时, 2 22 111 ( )10 xx fx xxx , 所以( )f x在(,0)上为减函数; 又( 1)01 10f ,所以( )f x在(,0)上只有一个零点, 所以( )f x恰有 2 个零点,故B错误; 对于C:函数( )g
27、x与( )h xx k的图象交点方程(1)xxlnxx k的根, 即为 (1)xxlnx x k的根, 令 (1) ( ) xxlnx q x x , 2 1 ( ) xlnx q x x ,令( )1t xxlnx , 1 ( )10t x x ,所以在(0,)上,( )t x单调递减, 又t(1)0,所以在(0,1)上,( )0t x ,( )0q x,( )q x单调递增, 在(1,)上,( )0t x ,( )0q x,( )q x单调递减,( )maxq xq(1)1, 所以当1k时,( )q x有两个零点, 即函数( )g x与( )h xx k的图象有两个交点,故C正确; 对于D
28、:当 12 0 x x 时,若 1 0 x , 2 0 x , 12 ()()f xf x在(0,)上为减函数, 第 13 页(共 19 页) 121212 12 1 ( )()()(1)0f xf xlnx xxx x x ,因为 12 1x x ,满足题意,所以 12 1x x , 同理 1 0 x , 2 0 x ,也成立,故D正确; 故选:ACD 三、填空题:本题共三、填空题:本题共 4 小题,每小题小题,每小题 5 分,共分,共 20 分分. 13 (5 分)已知命题:pxR , 2 230 xx,则:p xR , 2 23 0 xx 【解答】解:根据特称命题的否定是全称命题知, 命
29、题:pxR , 2 230 xx, 它的否定命题为:pxR , 2 23 0 xx 故答案为:xR , 2 23 0 xx 14 (5 分)在长方体 1111 ABCDABC D中,M为 11 AC与 11 D B的交点,设ABa,ADb, 1 AAc,则向量AM 11 22 abc (用a,b,c表示) 【解答】解:如图, ABa,ADb, 1 AAc, 则 1111111111 11 () 22 AMAAAMAAACAAABAD 1 111 () 222 AAABADabc 故答案为: 11 22 abc 15 (5 分)已知M为椭圆 22 :1 95 yx C上一点, 1 F, 2 F为
30、椭圆C的焦点,则 12 MFF的 周长为 10 【解答】解:椭圆 22 :1 95 yx C,可得3a ,5b , 22 2cab, 由椭圆的定义可得 12 | 26MFMFa, 又 12 | 24FFc, 第 14 页(共 19 页) 则 12 MFF的周长是 1212 | 6410MFMFFF 故答案为:10 16 (5 分)已知函数 2 ( )(1)f xln xax,对任意的(0,1)m,(0,1)n,当mn时, (1)(1) 1 f mf n mn ,则实数a的取值范围是 1 ,) 6 【解答】解: (1)(1)(1)(1) (1)(1) f mf nf mf n mnmn , 对任
31、意的(0,1)m,(0,1)n,当mn时, (1)(1) 1 f mf n mn , 即对任意的1(1,2)m ,1(1,2)n ,当11mn 时, (1)(1) 1 (1)(1) f mf n mn , 故函数( )1fx在(1,2)内恒成立, 由 2 ( )(1)f xln xax,(1)x , 得 1 ( )21 1 fxax x 在(1,2)内恒成立, 问题转化为 1 22 a x 在(1,2)内恒成立, 而 1 22 y x 在(1,2)内单调递增,故 1 6 y , 故 1 6 a, 故答案为: 1 ,) 6 四、解答题:本题共四、解答题:本题共 6 小题,共小题,共 70 分分.
32、解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤. 17 (10 分)已知函数 32 ( )39f xxxx (1)求曲线( )f x在点(1, 5)处的切线方程; (2)求( )f x在区间 1,2上的最小值和最大值 【解答】解: (1) 2 ( )369fxxx, 求得 f (1)0解得f(1)5 , 曲线( )f x在点(1, 5)处的切线方程为5y (2)令 2 ( )3690fxxx, 1x ,2,解得3x (舍)或1x , 当( 1,1)x 时,( )0fx,当(1,2)x时,( )0fx, 所以( )f x在( 1,1)单调递减,在(1,2)单调递增,
33、 ( 1)13911f ,f(1)5 ,f(2) 32 23 2922 , 第 15 页(共 19 页) 故( )11 max f x,( )5 min f x 18 (12 分)已知抛物线 2 :4C xy (1)若直线:40l xy,求曲线C上的点到直线l距离的最小值; (2)过点(0,2)A且倾斜角为45的直线m交C于M,N两点,求|MN 【解答】解: (1)由题意可知,设与l平行的直线与抛物线相切于点 0 (M x, 0) y, 2 1 4 yx, 1 2 yx , 0 1 1 2 x k,即 0 2x , ( 2,1)M, 抛物线上的点到直线l的最小距离 | 214|3 2 22 d
34、 ; (2)依题意得直线m方程为2yx, 联立直线方程与抛物线方程得 2 2 4 yx xy , 整理得 2 480 xx, 由韦达定理得 12 4xx, 12 8xx , 222 1212 |(1)()42(432)4 6MNxxx xk 19 (12 分)某企业为了提高销售利润,从 2016 年至 2020 年每年都对生产环节的技术改造 进行投资,每年的投资金额x(单位:万元)与年利润增长量y(单位:万元)的数据如表: 年份 2016 2017 2018 2019 2020 投资金额x(万元) 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 年利润增长量y(万元) 6.0 7.0 9.0 11.0
35、 12.0 (1)记年利润增长量投资金额,现从 2016 年至 2020 年这五年中抽出两年进行调查 分析,求所抽两年都是2万元的概率; (2)如果 2021 年该企业对生产环节改进的投资金额为 10 万元,请用最小二乘法求出y关 于x的回归直线方程,并估计该企业在 2021 年的年利润增长量 参考公式: 11 222 11 ()() () nn iiii ii nn ii ii xxyyx ynxy b xxxnx , a ybx; 第 16 页(共 19 页) 参考数据: 5 1 286 ii i x y , 5 2 1 190 i i x 【解答】 解:(1) 2016 年至 2020
36、年的分别记为: 1 2, 2 2, 3 3, 4 4, 5 4, 抽取两年的基本事件有: 1 (, 2) , 1 (, 3) , 1 (, 4) , 1 (, 5) , 2 (, 3) , 2 (, 4) , 2 (, 5) , 3 (, 4) , 3 (, 5) , 4 (, 5) ,共 10 种, 其中两年都是2的基本事件有: 3 (, 4) , 3 (, 5) , 4 (, 5) ,共 3 种, 故所求概率为 3 10 P ; (2)6,9,5270 xyxy, 5 1 5 22 1 5 286270 1.6 190180 5 ii i i i x yxy b xx , 91.660.6
37、aybx , 回归直线方程为1.60.6yx, 将10 x 代入上述方程得15.4y , 即该企业在该年的年利润增长量大约为 15.4 万元 20 (12 分)如图,在四棱锥PABCD中,/ /ABCD,22 3ABDC,ACBDF, 且PAD与ABD均为正三角形,AE为PAD的中线,点G在线段AE,且2AGGE (1)求证:/ /GF平面PDC; (2)若平面PAD 平面ABCD,求平面PAD与平面GBC所成锐二面角的余弦值 【解答】 (1)证明:连结EC,/ /DCAB,2 AFAB FCCD (2 分) 2 AG GE ,/ /GFEC(4 分) EC 平面PDC, / /GF平面PDC
38、(6 分) (2)解:取AD的中点O,连结PO,易知P,G,O三点共线且POAD, 平面PAD 平面ABCD且AD为交线PO平面ABCD,(7 分) 连结BO,易知BOAD,建立如图所示的空间直角坐标系, 第 17 页(共 19 页) 易知平面PAD的法向量 1 (0,1,0)n , 易知(0G,0,1),(0B,3,0), 3 3 3 (,0) 22 C , (0,3, 1)GB , 3 3 3 (, 1) 22 GC , 设面GBC的法向量 2 ( , , )nx y z, 2 2 30 3 33 0 22 nGByz nGCxyz ,令2y ,则 2 3 6, 3 zx , 2 2 3
39、(,2,6) 3 n (10 分) 设所求锐二面角的平面角大小为, 则 12 12 |93 cos 31| nn nn ,(11 分) 所以平面PAD与平面GBC所成锐二面角的余弦值为 93 31 (12 分) 21 (12 分)已知椭圆 22 22 :1(0) xy Cab ab 的离心率为 3 2 , 1 A, 2 A分别为椭圆左、右 顶点, 1 B, 2 B分别为椭圆上、下顶点,且四边形 1122 AB A B的面积为 4 (1)求椭圆C的方程; (2) 过点 6 (,0) 5 M 的直线l与椭圆C相交于P,Q(异于点 1 A, 2) A两点, 证明: 11 APAQ 【解答】解: (1
40、)由题设知, 3 ,24 2 c ab a , 又 222 abc,解得2,1,3abc 椭圆C的方程为 2 2 1 4 x y; (2)证明:直线不与y轴垂直,直线的斜率不为 0 设直线的方程为: 6 5 xty, 第 18 页(共 19 页) 联立方程 2 2 6 5 1 4 xty x y ,化简得 22 1264 (4)0 525 tyty, 显然点M在椭圆C的内部,0, 设 1 (P x, 1) y, 2 (Q x, 2) y 则 1212 22 1264 , 5(4)25(4) t yyy y tt , 又 1( 2,0) A , 111122 (2,),(2,)APxyAQxy,
41、 1112121212 66 (2)(2)(2)(2) 55 AP AQxxy ytytyy y 22 1212 22 4166441216 (1)()(1)()0 52525(4)55(4)25 t ty yt yytt tt , 11 APAQ, 11 APAQ 22 (12 分)已知函数( )f xxlnx, 22 ( )(2 ) x g xxx exax (1)求函数( )f x的单调区间; (2)若对任意(0,1)x,( )( )0f xg x,求整数a的最小值 【解答】解: (1)函数( )f xxlnx,定义域为(0,),可得( )1fxlnx, 令( )10fxlnx ,解得
42、1 x e , 当 11 0,0,0 xfxxfx ee 时当时, 故( )f x的单调递减区间为 1 (0, ) e ,( )f x的单调递增区间为 1 ( ,) e (2)由(0,1)x,( )( )0(2) x f xg xalnxxxe, 设( )(2) x h xxelnxx,(0,1)x,则( )(1)() x l h xxe x , 当01x时,10 x , 设 1 ( ) x u xe x ,则 2 1 ( )0 x u xe x ,所以( )u x在(0,1)上单调递增 又 1 ( )20 2 ue,u(1)10e , 所以 0 1 ( ,1) 2 x,使得 0 ()0u x
43、,即 0 0 1 x e x , 00 lnxx 当 0 (0,)xx时,( )0u x ,( )0h x;当 0 (xx,1)时,( )0u x ,( )0h x, 第 19 页(共 19 页) 所以函数( )h x在 0 (0,)x内单调递增,在 0 (x,1)内单调递减, 所以 0 0000000 00 12 ( )()(2)(2)21(2) x max h xh xxelnxxxxx xx , 因为函数 0 0 2 1(2)yx x 在 0 1 ( ,1) 2 x 时单调递增,所以 0 ()( 4h x ,3), 因为( )ah x对任意的(0 x,1恒成立,又aZ,所以a的最小值是3