1、第 1页(共 20页) 2021 年山东省新高考高考数学二模试卷(三)年山东省新高考高考数学二模试卷(三) 一一、单项选择题单项选择题:本题共本题共 8 小题小题,每小题每小题 5 分分,共共 40 分分在每小题给出的四个选项中在每小题给出的四个选项中,只只 有一项是符合题目要求的有一项是符合题目要求的 1 (5 分)设( )f zz, 1 34zi, 2 2zi ,则 12 ()f zz等于() A13iB211i C2i D55i 2 (5 分)集合 21 |0 1 x Ax x ,集合 1 2 |log (1)Bx yx,则集合AB 等于() A0, 1 2 B( 1,) C( 1,1)
2、D 1,) 3 (5 分)已知函数( )f x的定义域是(0,),满足f(2)1且对于定义域内任意x,y都 有()( )( )f xyf xf y成立,那么f(2)f(4)的值为() A1B2C3D4 4 (5 分)一个等比数列前n项的和为 48,前2n项的和为 60,则前3n项的和为() A83B108C75D63 5 (5 分)若向量a ,b 满足| 2a ,| 1b ,且a , 3 b ,则ab ,(b ) A 5 6 B 2 C 3 D 6 6 (5 分) 已知直线:20l axy与 22 :(1)()4Cxya相交于A、B两点, 则ABC 为钝角三角形的充要条件是() A(1,3)a
3、B(23a,23) C(23a,1)(1,23)D(,23)(23,)a 7 (5 分)已知函数( )cos()(0f xAxA,0,0)的部分图象如图所示, 则() A( )3cos() 6 f xx B( )3cos() 6 f xx 第 2页(共 20页) C( )3cos() 26 x f x D( )3cos() 26 x f x 8 (5 分)北京 2022 年冬奥会吉祥物“冰墩墩”和冬残奥会吉祥物“雪容融”一亮相,好 评不断,这是一次中国文化与奥林匹克精神的完美结合,是一次现代设计理念的传承与突 破为了宣传 2022 年北京冬奥会和冬残奥会,某学校决定派小明和小李等 5 名志愿者
4、将两 个吉祥物安装在学校的体育广场, 若小明和小李必须安装同一个吉祥物, 且每个吉样物都至 少由两名志愿者安装,则不同的安装方案种数为() A8B10C12D14 二二、多项选择题多项选择题:本题共本题共 4 小题小题,每小题每小题 5 分分,共共 20 分分在每小题给出的选项中在每小题给出的选项中,有多项有多项 符合题目要求全部选对的得符合题目要求全部选对的得 5 分,部分选对的得分,部分选对的得 2 分,有选错的得分,有选错的得 0 分分 9 (5 分)已知( )f x,( )g x都是定义在R上的函数,且( )f x为奇函数,( )g x的图象关于直 线1x 对称,则下列说法中正确的有(
5、) A(yg f( )1)x 为偶函数 B(ygf( )x为奇函数 Cyf( ( )g x的图象关于直线1x 对称 Dyf( (1)g x 为偶函数 10 (5 分)系统找不到该试题 11 (5 分)已知实数a,b满足 2 0(1)aabba,下列结论中正确的是() A4bB28ab C 11 1 ab D 27 4 ab 12 (5 分)在平面直角坐标系xOy中,已知抛物线 2 :4C yx的焦点为F,准线为l,过点 F且斜率大于 0 的直线交抛物线C于A,B两点(其中A在B的上方) ,过线段AB的中点 M且与x轴平行的直线依次交直线OA,OB,l于点P,Q,N则() A| |PMNQ B若
6、P,Q是线段MN的三等分点,则直线AB的斜率为2 2 C若P,Q不是线段MN的三等分点,则一定有| |PQOQ D若P,Q不是线段MN的三等分点,则一定有| |NQOQ 三、填空题:本大题共三、填空题:本大题共 4 小题,每小题小题,每小题 5 分分 13 (5 分)已知二项式 1 (3)nx x 的展开式中,所有项的系数之和为 64,则该展开式中的 常数项是 第 3页(共 20页) 14 (5 分)如图,某湖有一半径为100m的半圆形岸边,现决定在圆心O处设立一个水文监 测中心(大小忽略不计) ,在其正东方向相距200m的点A处安装一套监测设备为了监测 数据更加准确,在半圆弧上的点B以及湖中
7、的点C处,再分别安装一套监测设备,且满足 ABAC,90BAC定义:四边形OACB及其内部区域为“直接监测覆盖区域” ;设 AOB则“直接监测覆盖区域”面积的最大值为 15 (5 分)已知直线ykx是曲线 x ye的切线,也是曲线ylnxm的切线,则实数 k ,实数m 16 (5 分)已知函数 2 ( 1) 2 2 ( )log2 21 xx x f x ,xR,若0, 2 使关于的不等式 (2sincos )(42sin2cos)2ffm成立,则实数m的范围为 四、解答题:本大题共四、解答题:本大题共 6 个大题,共个大题,共 70 分,解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤分,解答应写出文
8、字说明、证明过程或演算步骤 17 (10 分)已知数列 n a的前n项和为 * () n S nN (1)若 n a为等差数列, 11 165S, 38 28aa,求 n a的通项公式; (2)若数列 n S满足 12 2 111 35 222 n n SSSn,求 n S 18 (12 分)在平面四边形ABCD中,4AB ,2 2AD ,对角线AC与BD交于点E,E 是BD的中点,且2AEEC (1)若 4 ABD ,求BC的长; (2)若3AC ,求cosBAD 19 (12 分)近年来,我国的电子商务行业发展迅速,与此同时,相关管理部门建立了针对 电商的商品和服务评价系统 现从评价系统中
9、选出 200 次成功的交易, 并对其评价进行统计, 对商品的好评率为 3 5 ,对服务的好评率为 7 10 ,其中对商品和服务均为好评的有 80 次 (1)是否可以在犯错误概率不超过 0.1 的前提下,认为商品好评与服务好评有关? (2)若将频率视为概率,某人在该购物平台上进行的 4 次购物中,设对商品和服务全好评 第 4页(共 20页) 的次数为随机变量X,求对商品和服务全好评的次数X的分布列及其期望 参考公式:独立性检验统计量 2 2 () ()()()() n adbc K ab cdac bd ,其中nabcd 临界值表: 2 0 ()P Kk 0.150.100.050.0250.0
10、100.0050.001 0 k2.0722.7063.8415.0246.6357.87910.828 20 (12 分)如图,在四棱锥SABCD中,四边形ABCD是边长为 2 的菱形,60ABC, 90ASD,且2SC (1)证明:平面SAD 平面ABCD; (2)当四棱锥SABCD的体积最大时,求二面角BSCD的余弦值 21 (12 分)已知椭圆 22 22 :1(0) xy Cab ab 的一个焦点为(3,0),且过点 3 (1,) 2 (1)求椭圆C的方程; (2)设 1( ,0)Aa, 2( ,0) A a,(0, )Bb,点M是椭圆C上一点,且不与顶点重合,若直线 1 A B 与
11、直线 2 A M交于点P,直线 1 AM与直线 2 A B交于点Q,求证:BPQ为等腰三角形 22 (12 分)已知函数( )1 x f xeax, 2 ( )g xkx (1)当0a 时,求( )f x的值域; (2)令1a ,当(0,)x时, ( ) ( ) (1) g x f xx ln x 恒成立,求k的取值范围 第 5页(共 20页) 2021 年山东省新高考高考数学二模试卷(三)年山东省新高考高考数学二模试卷(三) 参考答案与试题解析参考答案与试题解析 一一、单项选择题单项选择题:本题共本题共 8 小题小题,每小题每小题 5 分分,共共 40 分分在每小题给出的四个选项中在每小题给
12、出的四个选项中,只只 有一项是符合题目要求的有一项是符合题目要求的 1 (5 分)设( )f zz, 1 34zi, 2 2zi ,则 12 ()f zz等于() A13iB211i C2i D55i 【解答】解: 1 34zi, 2 2zi , 则 12 55zzi, ( )f zz, 则 1212 ()55f zzzzi 故选:D 2 (5 分)集合 21 |0 1 x Ax x ,集合 1 2 |log (1)Bx yx,则集合AB 等于() A0, 1 2 B( 1,) C( 1,1)D 1,) 【解答】解: 1 2 1 | 1, |(1) 0 |011 |01 2 AxxBx log
13、xxxxx , ( 1,1)AB 故选:C 3 (5 分)已知函数( )f x的定义域是(0,),满足f(2)1且对于定义域内任意x,y都 有()( )( )f xyf xf y成立,那么f(2)f(4)的值为() A1B2C3D4 【解答】解:f(4)(22)ff(2)f(2)2f(2) , f(4)2 f(2)f(4)123 , 故选:C 4 (5 分)一个等比数列前n项的和为 48,前2n项的和为 60,则前3n项的和为() A83B108C75D63 【解答】解:等比数列的第一个n项的和为:48,第二个n项的和为604812 第三个n项的和为: 12 123 48 第 6页(共 20页
14、) 前3n项的和为60363 故选:D 5 (5 分)若向量a ,b 满足| 2a ,| 1b ,且a , 3 b ,则ab ,(b ) A 5 6 B 2 C 3 D 6 【解答】解:因为向量a ,b 满足| 2a ,| 1b ,且a , 3 b , 222 |()23ababaa bb , cosab , 2 1 2 11 () 2 0 | |3 1 abb b abb , 又因为向量的夹角0, ab , 2 b , 故选:B 6 (5 分) 已知直线:20l axy与 22 :(1)()4Cxya相交于A、B两点, 则ABC 为钝角三角形的充要条件是() A(1,3)aB(23a,23)
15、 C(23a,1)(1,23)D(,23)(23,)a 【解答】解: 22 :(1)()4Cxya的圆心为(1, )Ca,半径2r , 故点C到直线:20l axy的距离为 22 |2|2|1| 11 aaa d aa , 故 2 2 2 2 44 1 a ABd a , 又2CACB, 因为ABC为钝角三角形, 故 222 ACBCAB,即 2 2 4416 1 a a , 化简可得 2 410aa , 解得2323a, 当三点A,B,C共线时,有20aa,即1a ,此时ABC不存在, 所以ABC为钝角三角形的充要条件是(23a,1)(1,23) 第 7页(共 20页) 故选:C 7 (5
16、分)已知函数( )cos()(0f xAxA,0,0)的部分图象如图所示, 则() A( )3cos() 6 f xx B( )3cos() 6 f xx C( )3cos() 26 x f x D( )3cos() 26 x f x 【解答】解:由图知,3A , 把点 3 (0, ) 2 代入( )f x得, 3 3cos 2 , 3 cos 2 ,(0, ), 6 , ( )3cos() 6 f xx , 把点 5 ( 3 ,3)代入得, 5 cos()1 36 , 5 2 36 k ,kZ, 16 25 k,kZ, 0, 1 2 , 1 ( )3cos() 26 f xx , 故选:D
17、8 (5 分)北京 2022 年冬奥会吉祥物“冰墩墩”和冬残奥会吉祥物“雪容融”一亮相,好 评不断,这是一次中国文化与奥林匹克精神的完美结合,是一次现代设计理念的传承与突 破为了宣传 2022 年北京冬奥会和冬残奥会,某学校决定派小明和小李等 5 名志愿者将两 个吉祥物安装在学校的体育广场, 若小明和小李必须安装同一个吉祥物, 且每个吉样物都至 少由两名志愿者安装,则不同的安装方案种数为() A8B10C12D14 【解答】解:根据题意,分 2 种情况讨论: 小明和小李两个人安装同一个吉祥物,则剩下 3 人安装另外 1 个,有 2 种安装方案, 小明和小李和另外一人安装同一个吉祥物,则剩下 2
18、 人安装另外 1 个,有 1 3 26C 种安 第 8页(共 20页) 装方案, 则有268种不同的安装方案, 故选:A 二二、多项选择题多项选择题:本题共本题共 4 小题小题,每小题每小题 5 分分,共共 20 分分在每小题给出的选项中在每小题给出的选项中,有多项有多项 符合题目要求全部选对的得符合题目要求全部选对的得 5 分,部分选对的得分,部分选对的得 2 分,有选错的得分,有选错的得 0 分分 9 (5 分)已知( )f x,( )g x都是定义在R上的函数,且( )f x为奇函数,( )g x的图象关于直 线1x 对称,则下列说法中正确的有() A(yg f( )1)x 为偶函数 B
19、(ygf( )x为奇函数 Cyf( ( )g x的图象关于直线1x 对称 Dyf( (1)g x 为偶函数 【解答】解:根据题意,( )f x为奇函数,则()( )fxf x ,( )g x图象关于直线1x 对称, 则(1)(1)gxgx, 据此分析选项: 对于A, 对于( ( )1)yg f x,( ()1)(1( )( ( )1)g fxgf xg f x, 则函数( ( )1)yg f x 为偶函数,A正确; 对于B,对于( ( )yg f x,有( ()( )( ( )g fxgf xg f x ,不是奇函数,B错误; 对于C,( )g x图象关于直线1x 对称, 则函数( ( )yf
20、 g x图象关于直线1x 对称,C正确; 对于D,( )g x图象关于直线1x 对称,则(1)(1)gxgx,对于( (1)yf g x,有 ( (1)( (1)f gxf g x ,则( (1)f g x 为偶函数,D正确; 故选:ACD 10 (5 分)系统找不到该试题 11 (5 分)已知实数a,b满足 2 0(1)aabba,下列结论中正确的是() A4bB28ab C 11 1 ab D 27 4 ab 【解答】解:实数a,b满足 2 0(1)aabba, A 22 1 1111 112 2 (1)24 11111 aa baaa aaaaa ,当且仅当 2a 时取等号,因此正确;
21、111 .2213(1)4 2 3(1)42 34 111 B abaaaa aaa , 当 且 仅 当 第 9页(共 20页) 3 1 3 a 取等号,因此不正确; C1a , 1 (0,1) a , 2 22 1111121 (1)11 a abaaaaa ,因此不正确; D 23 11 aa aba aa ,令 3 ( ) 1 x f x x ,(1)x 2 2 3 2() 2 ( ) (1) xx fx x , 可得 3 2 x 时,函数( )f x取得极小值,即最小值 3 3 ( ) 327 2 ( ) 3 24 1 2 f , 27 ( ) 4 f x,即 27 4 ab,因此正确
22、 故选:AD 12 (5 分)在平面直角坐标系xOy中,已知抛物线 2 :4C yx的焦点为F,准线为l,过点 F且斜率大于 0 的直线交抛物线C于A,B两点(其中A在B的上方) ,过线段AB的中点 M且与x轴平行的直线依次交直线OA,OB,l于点P,Q,N则() A| |PMNQ B若P,Q是线段MN的三等分点,则直线AB的斜率为2 2 C若P,Q不是线段MN的三等分点,则一定有| |PQOQ D若P,Q不是线段MN的三等分点,则一定有| |NQOQ 【解答】解:抛物线的焦点为(1,0)F,设直线AB的方程为(1)yk x,0k , 1 (A x, 1) y, 2 (B x, 2) y, 由
23、 2 (1) 4 yk x yx ,得 2222 (24)0k xkxk,则 12 2 4 2xx k , 12 1x x , 12 2 2 1 2 M xx x k , 2 (1) MM yk x k ,直线MN的方程为 2 y k , O,P,A共线, 11 PP xy xy , 2 1111 111 2 22 P P x yxyy x ykykyk , 同理 2 2 Q y x k , 12 2 2 2 M PQ yyy xx kkk , 第 10页(共 20页) 22 22 11 MNPQ xxxx kk , MPQN xxxx,即| |MPNQ,A正确; 若P,Q是线段MN的三等分点
24、,则 1 | 3 PQMN, 12 22 1212 (11)(2) 233 yy kkk , 2 12 4(1) 3 k yy k , 又 12 4 2 M yyy k , 22 12121212 (1)(1)(1)4y ykxxkx xxx , 2 121212 2 16 ()416yyyyy y k , 2 2 164(1) 16 3 k kk ,解得2 2k ,(0)k ,B正确; 由 2222 (24)0k xkxk,得 22 2 221kk x k , 22 2 2 221kk x k , 2 22 221 (1) k yk x k , 2 2 2 11 2 Q yk x kk ,
25、又 2 QM yy k , 222 22 22 1122521 |()( ) kkk OQ kkk , 2 12 2 2 1 | 2 yyk PQ kk , 22222 22 44 52214(1)(11)(13) | kkkkk OQPQ kk , 当2 2k 时,| |OQPQ,C错误; 由图可知| 1NQ ,而 2 | Q OQy k ,只要02k,就有| 1 |OQNQ ,D错误, 故选:AB 第 11页(共 20页) 三、填空题:本大题共三、填空题:本大题共 4 小题,每小题小题,每小题 5 分分 13 (5 分)已知二项式 1 (3)nx x 的展开式中,所有项的系数之和为 64,
26、则该展开式中的 常数项是1215 【解答】解:二项式 1 (3)nx x 的展开式中,所有项的系数之和为264 n ,6n 它的通项公式为 3 3 6 2 16 ( 1)3 r rrr r TCx , 令 3 30 2 r ,可得2r , 故二项式 1 (3)nx x 的展开式的常数项为 24 6 31215C , 故答案为:1215 14 (5 分)如图,某湖有一半径为100m的半圆形岸边,现决定在圆心O处设立一个水文监 测中心(大小忽略不计) ,在其正东方向相距200m的点A处安装一套监测设备为了监测 数据更加准确,在半圆弧上的点B以及湖中的点C处,再分别安装一套监测设备,且满足 ABAC
27、,90BAC定义:四边形OACB及其内部区域为“直接监测覆盖区域” ;设 AOB则“直接监测覆盖区域”面积的最大值为 2 (10000 525000)m 【解答】解:由题意可知将“直接监测覆盖区域”面积转化为三角形ABC和三角形AOB 的面积之和, 第 12页(共 20页) 1 sin10000sin 2 AOB sOA OB ; 在三角形AOB中, 222 2cos5000040000cosABOBOAOBOA, 三角形ABC为等腰直角三角形, 2 11 2500020000cos 22 ABC sABACAB , 所以“直接监管覆盖区域”面积为 2500010000sin20000cos2
28、500010000 5sin() AOBABC ss ,其中tan2, 当sin()1时,面积取得最大值为2500010000 5, 故答案为:2500010000 5 15 (5 分)已知直线ykx是曲线 x ye的切线,也是曲线ylnxm的切线,则实数k e,实数m 【解答】解:对于 x ye,设切点为( ,) n n e, 因为 x ye ,故切线斜率 n ke, 故切线方程为() nn yeexn,由已知得切线过(0,0), 所以() nn een,故1n ,所以ke 对于ylnxm,设切点为( ,)c lncm, 所以 1 y x ,因为切线为yex,得 1 |x cye c , 所
29、以 1 c e ,所以切点为 1 ( ,1) e ,代入ylnxm得 1 1lnm e , 所以2m 故答案为:e;2 16 (5 分)已知函数 2 ( 1) 2 2 ( )log2 21 xx x f x ,xR,若0, 2 使关于的不等式 (2sincos )(42sin2cos)2ffm成立,则实数m的范围为2m 【解答】解:令 2 ( 1) 2 2 ( )( )1log1 21 xx x g xf x , 则 2 ( 1) 2 2 ()()1log1 21 xx x gxfx , 而 2 222 ( )()120 2121 x xx g xgxlog , 所以( )g x是奇函数,而
30、2 ( 1) 2 log xx 在R上单调递增, 2 1 21 x 在R上单调递增, 第 13页(共 20页) 所以( )g x是在R上的单调递增函数且为奇函数, 而(2sincos )(42sin2cos)2ffm可变形成 (2sincos )11(42sin2cos)ffm , 即(2sincos )(42sin2cos)(2sin2cos4)ggmgm , 由( )g x是 在R上 的 单 调 递 增 函 数 , 则0, 2 使 关 于的 不 等 式 2sincos2sin2cos4m成立, 即2(sincos )2sincos4m, 设sincos2sin() 4 t ,0, 2 ,则
31、1, 2t, 2 2sincos1t, 令 222 ( )2(1)423(1)2h tttttt ,1, 2t,则( )h t的最大值为2, 所以2m 即2m 综上所述:实数m的范围为2m 故答案为:2m 四、解答题:本大题共四、解答题:本大题共 6 个大题,共个大题,共 70 分,解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤分,解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤 17 (10 分)已知数列 n a的前n项和为 * () n S nN (1)若 n a为等差数列, 11 165S, 38 28aa,求 n a的通项公式; (2)若数列 n S满足 12 2 111 35 222 n n SSSn
32、,求 n S 【解答】 (1)由题意可设等差数列的公差为d, 则 1 1 1155165 2928 ad ad ,解得 1 5 2 a d ,23 n an; (2)当1n 时, 1 1 8 2 S , 11 16aS, 当 12 2 111 2,35, 222 n n nSSSn时 121 21 111 32, 222 n n SSSn 得, 1 3 2 n n S ,3 2n n S , 当1n 时, 1 16S 不适合上式, 16,1 3 2 ,2 nn n S n 第 14页(共 20页) 18 (12 分)在平面四边形ABCD中,4AB ,2 2AD ,对角线AC与BD交于点E,E
33、是BD的中点,且2AEEC (1)若 4 ABD ,求BC的长; (2)若3AC ,求cosBAD 【解答】解: (1)在ABD中,由余弦定理知, 222 2cosADABBDAB BDABD, 2 8162 4cos 4 BDBD ,化简得 2 4 280BDBD, 解得2 2BD , E是BD的中点, 1 2 2 BEBD, 在ABE中,由余弦定理知, 222 2 2cos16224210 2 AEABBEAB BEABD , 10AE, 2AEEC , 33 10 22 ACAE, 由余弦定理知, 222 161023 cos 2241010 ABAEBE BAC AB AE , 在AB
34、C中,由余弦定理知, 2222 3 103 1035 2cos16()24 22210 BCABACAB ACBAC , 10 2 BC (2)3AC ,2AEEC ,2AE, AEBAED , cosAEBAED , 设BEDEx, 则 222222 22 AEBEABAEDEAD AE BEAE DE ,即 22 41648 2 22 2 xx xx , 第 15页(共 20页) 解得2 2x , 24 2BDBE, 在ABD中,由余弦定理知, 222 168322 cos 24242 2 ABADBD BAD AB AD 19 (12 分)近年来,我国的电子商务行业发展迅速,与此同时,相
35、关管理部门建立了针对 电商的商品和服务评价系统 现从评价系统中选出 200 次成功的交易, 并对其评价进行统计, 对商品的好评率为 3 5 ,对服务的好评率为 7 10 ,其中对商品和服务均为好评的有 80 次 (1)是否可以在犯错误概率不超过 0.1 的前提下,认为商品好评与服务好评有关? (2)若将频率视为概率,某人在该购物平台上进行的 4 次购物中,设对商品和服务全好评 的次数为随机变量X,求对商品和服务全好评的次数X的分布列及其期望 参考公式:独立性检验统计量 2 2 () ()()()() n adbc K ab cdac bd ,其中nabcd 临界值表: 2 0 ()P Kk 0
36、.150.100.050.0250.0100.0050.001 0 k2.0722.7063.8415.0246.6357.87910.828 【解答】解: (1)由题意可知关于服务与评价的22列联表 对服务好评对服务不满意合计 对商品好评8040120 对商品不满意602080 合计14060200 2 2 200(80204060) 1.5872.706 14060 120 80 K , 所以不可以在犯错误概率不超过 0.1 的前提下,认为商品好评与服务好评有关; (2)每次购物时,对商品和服务都好评的概率为 2 5 ,且X的取值可以是 0,1,2,3,4, 4 4 381 (0)( )
37、55 P X ; 13 4 4 23216 (1)( ) 555 P XC; 222 4 4 23216 (2)( ) ( ) 555 P XC; 33 4 4 2396 (3)( ) 555 P XC; 第 16页(共 20页) 4 4 216 (4)( ) 55 P X 故X的分布列为: X01234 P 4 81 5 4 216 5 4 216 5 4 96 5 4 16 5 由于 2 (4, ) 5 XB, 28 ()4 55 E X 20 (12 分)如图,在四棱锥SABCD中,四边形ABCD是边长为 2 的菱形,60ABC, 90ASD,且2SC (1)证明:平面SAD 平面ABC
38、D; (2)当四棱锥SABCD的体积最大时,求二面角BSCD的余弦值 【解答】解: (1)证明:如图,取AD的中点O,连接SO、CO、AC, 60ADCABC ,且ADDC, 又2ADCD,则ACD为正三角形,COAD,3CO , 又90ASD,ASD为直角三角形, 1 1 2 SOAD, 在ACS中, 222 COSOSC,则COSO, 又ADSOO ,AD、SO 平面ADS, CO平面ADS, 第 17页(共 20页) 又CO 平面ABCD,平面SAD 平面ABCD (2)90ASD,则点S在以AD为直径的圆上,且1SO , 设点S到平面ABCD的距离为d, 1 3 SABCDABCD V
39、Sh 矩形 , 而 1 222602 3 2 ABCD Ssin 矩形 , 当d取最大值时四棱锥SABCD的体积最大, 此时SO 平面ABCD, 又由(1)可知COAD,如图建系, 则( 3, 2,0)B,(0S,0,1),( 3C,0,0),(0D,1,0), 则(3BS ,2,1),( 3SC ,0,1),(0SD ,1,1), 设平面SBC的法向量为(mx ,y,) z, 则 320 30 m BSxyz m SCxz ,取1x ,则(1m ,0,3), 设平面SCD的法向量为(na ,b,) c, 则 30 0 n SCac n SDbc ,取1a ,得(1, 3, 3)n , 则 4
40、2 7 cos, | |72 7 m n m n mn , 设二面角BSCD的平面角为,经观察为钝角, 则 |2 7 cos | |7 m n mn , 故二面角BSCD的余弦值为 2 7 7 第 18页(共 20页) 21 (12 分)已知椭圆 22 22 :1(0) xy Cab ab 的一个焦点为(3,0),且过点 3 (1,) 2 (1)求椭圆C的方程; (2)设 1( ,0)Aa, 2( ,0) A a,(0, )Bb,点M是椭圆C上一点,且不与顶点重合,若直线 1 A B 与直线 2 A M交于点P,直线 1 AM与直线 2 A B交于点Q,求证:BPQ为等腰三角形 【解答】解:
41、(1)根据题意可得2 22 3 3 () 1 2 1 c ab , 解得 2 4a , 2 1b , 所以椭圆的方程为 2 2 1 4 x y (2)证明:设直线 2 A M的方程为(2)(0yk xk且 1) 2 k , 直线 1 A B的方程为 1 1 2 yx, 联立 (2) 1 1 2 yk x yx ,解得 42 ( 21 k P k , 4 ) 21 k k , 联立 2 2 (2) 1 4 yk x x y ,得 2222 (14)161640kxk xk, 所以 2 2 164 2 41 M k x k ,则 2 2 82 41 M k x k , 2 4 41 M k y k
42、 , 即 2 2 82 ( 41 k M k , 2 4 ) 41 k k , 所以 1 2 2 2 4 1 41 824 2 41 A M k k k kk k , 于是直线 1 AM的方程为 1 (2) 4 yx k , 直线 2 A B的方程为 1 1 2 yx , 联立 1 (2) 4 1 1 2 yx k yx ,解得 42 ( 21 k Q k , 2 ) 21k , 于是 PQ xx, 所以PQx轴, 第 19页(共 20页) 设PQ的中点为N,则点N的纵坐标为 42 2121 1 2 k kk , 所以PQ的中点在定直线1y 上, 所以点B在PQ的垂直平分线上,所以| |BPB
43、Q 所以BPQ为等腰三角形 22 (12 分)已知函数( )1 x f xeax, 2 ( )g xkx (1)当0a 时,求( )f x的值域; (2)令1a ,当(0,)x时, ( ) ( ) (1) g x f xx ln x 恒成立,求k的取值范围 【解答】解: (1)函数( )1 x f xeax,所以( ) x fxea, 令( )0fx,解得xlna, 所以( )f x在(,lna上单调递减,在区间lna,)上单调递增, 所以( )f x的最小值为()11 lna f lnaealnaaalna , 故函数( )f x的值域为1aalna,); (2)当1a 时,( )1 x f
44、 xex, 不等式 ( ) ( ) (1) g x f xx ln x 可变形为 2 ( ) (1)(0)f xx ln xkxx,即 2 (1) (1) x eln xkx, 所以 (1)2 11 (1) (1) 1 (1) (1) xx x ln x ee eln x xx k x ex ln x ln x , 因为 ( ) ( ) (1) g x f xx ln x 对(0,)x恒成立, 所以 (1) 1 1 (1) x ln x e x k e ln x 对(0,)x恒成立, 令 1 ( ) x e m x x ,则 2 (1)1 ( ) x xe m x x , 令( )(1)1 x
45、 n xxe,则( ) x n xxe, 因为0 x ,所以( )0n x,故( )n x在(0,)上单调递增, 所以( )(0)0n xn, 故( )0m x,所以( )m x在(0,)上单调递增, 第 20页(共 20页) 则( )0(0)m xx, 又由 (1) 可知, 当1a , 且0 x 时,( )1 x f xex的值域为(0,), 即( )10 x f xex , 所以1 x ex恒成立,即(1)xln x, 所以( )( (1)m xm ln x,即 ( ) 1 ( (1) m x m ln x , 又 ( ) ( (1) m x k m ln x 对(0,)x恒成立, 所以1k,故实数k的取值范围为(,1