1、2022年广东省汕头市高考数学一模试卷一、选择题:本题共8小题,每小题5分,共40分在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的1(5分)集合Ax|x1,Bx|log3x0,则()AABx|x0BABx|x1CABDABx|x02(5分)已知(1+i)2z3+2i,则|z|()A134B3C132D1333(5分)有4名大学生志愿者参加2022年北京冬奥会志愿服务冬奥会志愿者指挥部随机派这4名志愿者参加冰壶、短道速滑、花样滑冰3个项目比赛的志愿服务,则每个项目至少安排一名志愿者进行志愿服务的概率()A916B34C227D494(5分)已知各项均为正数的等比数列an的前4项和为15,4a
2、1,2a3,a5成等差数列,则a1()A52-5B52+5C52D55(5分)已知a=ln22,b=1e,c=ln55,则以下不等式正确的是()AcbaBabcCbacDbca6(5分)点G在圆(x+2)2+y22上运动,直线xy30分别与x轴,y轴交于M,N两点,则MNG面积的最大值是()A10B232C92D2127(5分)已知(0,2),tan(+4)=-23tan,则sincos2sin+cos=()A-12B-35C3D-538(5分)定义在R上的偶函数f(x)满足f(2x)f(2+x),且当x0,2时,f(x)=2x-1,0x12sin2x-1,1x2,若关于x的方程mln|x|f
3、(x)至少有8个实数解,则实数m的取值范围是()A-1ln6,0)(0,1ln5B-1ln6,1ln5C(-1ln6,0)(0,1ln5)D(-1ln6,1ln5)二、选择题:本题共4小题,每小题5分,共20分在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求,全部选对的得5分,部分选对的得2分,有选错的得0分(多选)9(5分)某校高一(1)班王伟、张诚、赵磊三名同学六次数学测试的成绩及班级平均分如表,根据成绩表作出如图,则下列说法正确的是()第一次第二次第三次第四次第五次第六次王伟988791928895张诚907688758680赵磊686573727582班级平均分88.278.385.480.3
4、75.782.6A王伟同学的数学学习成绩始终高于班级平均水平B张诚同学的数学学习成绩始终高于班级平均水平C赵磊同学的数学学习成绩低于班级平均水平,但与班平均分的差距逐步缩小D赵磊同学的数学成绩波动上升(多选)10(5分)已知正实数a,b满足a+2bab,则以下不等式正确的是()A2a+1b2Ba+2b8Clog2a+log2b3D2a+b9(多选)11(5分)对于函数f(x)|sinx|+cos2x,下列结论正确得是()Af(x)的值域为0,98Bf(x)在0,2单调递增Cf(x)的图象关于直线x=4对称Df(x)的最小正周期为(多选)12(5分)如图,正方体ABCDA1B1C1D1的棱长为a
5、,线段B1D1上有两个动点E,F,且EF=22a则下列结论正确的是()A当E与D1重合时,异面直线AE与BF所成的角为3B三棱锥BAEF的体积为定值CEF在平面ABB1A1内的射影长为12aD当E向D1运动时,二面角AEFB的平面角保持不变三、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分,其中第16题第一空2分,第二空3分13(5分)在党史学习教育动员大会上,习近平总书记强调全党同志要做到学史明理、学史增信、学史崇德,学史力行某单位对200名党员进行党史知识测试,将成绩分成6组:70,75),75,80),80,85),85,90),90,95),95,100,得到如图所示的频率分布直方图,则a
6、 14(5分)已知四边形ABCD中,ABCD,AB3CD3,AD=BC=2,点E是CD的中点,则AEBD= 15(5分)已知双曲线C:x2a2-y2b2=1,l1,l2为C的两条渐近线,过C的右焦点F作l1的垂线,垂足为A,且该垂线交l2于点B,若BA=3AF,则曲线C的离心率e 16(5分)为检测出新冠肺炎的感染者,医学上可采用“二分检测法”、假设待检测的总人数是2m(mN*)将2m个人的样本混合在一起做第1轮检测(检测一次),如果检测结果为阴性,可确定这批人未感染;如果检测结果为阳性,可确定其中有感染者,则将这批人平均分为两组,每组2m1人的样本混合在一起做第2轮检测,每组检测1次,如此类
7、推:每轮检测后,排除结果为阴性的那组人,而将每轮检测后结果为阳性的组在平均分成两组,做下一轮检测,直到检测出所有感染者(感染者必须通过检测来确定)若待检测的总人数为8,采用“二分检测法”检测,经过4轮共7次检测后确定了所有感染者,则感染者人数最多为 人若待检测的总人数为2m(m3),且假设其中有不超过2名感染者,采用“二分检测法”所需检测总次数记为n,则n的最大值为 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(10分)在C2B;ABC的面积为74;sin(B+C)=33这三个条件中任选一个,补充在下面问题中,若问题中的三角形存在,求c的值;若问题中的三角形不
8、存在,说明理由问题:是否存在ABC中,a,b,c分别为内角A,B,C的对边,a1,b2,_?18(12分)已知数列an的前n项和为Sn,3an=2Sn+2n(nN*)(1)证明:数列an+1为等比数列,并求数列an的前n项和为Sn;(2)设bnlog3(an+1+1),证明:1b12+1b22+1bn2119(12分)足球比赛全场比赛时间为90分钟,在90分钟结束时成绩持平,若该场比赛需要决出胜负,需进行30分钟的加时赛,若加时赛仍是平局,则采取“点球大战”的方式决定胜负“点球大战”的规则如下:两队应各派5名队员,双方轮流踢点球,累计进球个数多者胜:如果在踢满5轮前,一队的进球数已多于另一队踢
9、满5次可能射中的球数,则不需再踢,譬如:第4轮结束时,双方进球数比为2:0,则不需再踢第5轮了;若前5轮点球大战中双方进球数持平,则采用“突然死亡法”决出胜负,即从第6轮起,双方每轮各派1人罚点球,若均进球或均不进球,则继续下一轮,直到出现一方进球另一方不进球的情况,进球方胜(1)已知小明在点球训练中射进点球的概率是35在一次赛前训练中,小明射了3次点球,且每次射点球互不影响,记X为射进点球的次数,求X的分布列及数学期望(2)现有甲、乙两校队在淘汰赛中(需要分出胜负)相遇,120分钟比赛后双方仍旧打平,须互罚点球决出胜负设甲队每名球员射进点球的概率为35,乙队每名球员射进点球的概率为12每轮点
10、球中,进球与否互不影响,各轮结果也互不影响求在第4轮结束时,甲队进了3个球并刚好胜出的概率20(12分)如图,D为圆锥的顶点,O是圆锥底面的圆心,AE为底面直径,AEAD,ABC是底面的内接正三角形,且DO6,P是线段DO上一点(1)是否存在点P,使得PA平面PBC,若存在,求出PO的值;若不存在,请说明理由;(2)当PO为何值时,直线EP与面PBC所成的角的正弦值最大21(12分)已知M(x0,0),N(0,y0)两点分别在x轴和y轴上运动,且|MN|1,若动点G满足OG=2OM+ON,动点G的轨迹为E(1)求E的方程;(2)已知不垂直于x轴的直线l与轨迹E交于不同的A、B两点,Q(433,
11、0)总满足AQOBQO,证明:直线l过定点22(12分)已知函数f(x)(x1)exax(aR且a为常数)(1)讨论函数f(x)的极值点个数;(2)若f(x)lnxex+1对任意的x(0,+)恒成立,求实数a的取值范围2022年广东省汕头市高考数学一模试卷参考答案与试题解析一、选择题:本题共8小题,每小题5分,共40分在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的1(5分)集合Ax|x1,Bx|log3x0,则()AABx|x0BABx|x1CABDABx|x0【解答】解:Ax|x1,Bx|log3x0x|0x1,ABx|0x1,ABx|x1故选:B2(5分)已知(1+i)2z3+2i,则
12、|z|()A134B3C132D133【解答】解:(1+i)2z3+2i,2iz3+2i,即z=3+2i2i=(3+2i)i2i2=1-32i,|z|=12+(-32)2=132故选:C3(5分)有4名大学生志愿者参加2022年北京冬奥会志愿服务冬奥会志愿者指挥部随机派这4名志愿者参加冰壶、短道速滑、花样滑冰3个项目比赛的志愿服务,则每个项目至少安排一名志愿者进行志愿服务的概率()A916B34C227D49【解答】解:先将4人分成3组,其中一组有2人,另外一组各1人,共有C42=6种,然后将3个项目全排列,共有A33=6种排法,故每个项目至少安排一名志愿者进行志愿服务的方法数为6636种,4
13、名志愿者参加3个项目比赛的志愿者服务的总方法数3481种,每个项目至少安排一名志愿者进行志愿服务的概率P=3681=49故选:D4(5分)已知各项均为正数的等比数列an的前4项和为15,4a1,2a3,a5成等差数列,则a1()A52-5B52+5C52D5【解答】解:设各项均为正数的等比数列an的公比为q,q0,由前4项和为15,4a1,2a3,a5成等差数列,可得a1+a1q+a1q2+a1q315,4a34a1+a5,即4a1+a1q44a1q2,即q220,解得q=2,a152-5,故选:A5(5分)已知a=ln22,b=1e,c=ln55,则以下不等式正确的是()AcbaBabcCb
14、acDbca【解答】解:令f(x)=lnxx,则f(x)=1-lnxx2,当0xe时,f(x)0,f(x)单调递增,当xe时,f(x)0,f(x)单调递减,因为2e5,所以f(2)f(e),f(e)f(5),因为f(2)f(5)=ln22-ln55=5ln2-2ln510=ln32-ln25100,所以f(2)f(5),即f(e)f(2)f(5),所以bac故选:C6(5分)点G在圆(x+2)2+y22上运动,直线xy30分别与x轴,y轴交于M,N两点,则MNG面积的最大值是()A10B232C92D212【解答】解:直线xy30分别与x轴,y轴交于M,N两点,M(3,0),N(0,3),则|
15、MN|=32+32=32,圆(x+2)2+y22的圆心为(2,0),半径为2,圆心到直线xy30的距离为|-2-0-3|2=522,则点G到直线xy30的距离的最大值为522+2=722,故MNG面积的最大值是1232722=212故选:D7(5分)已知(0,2),tan(+4)=-23tan,则sincos2sin+cos=()A-12B-35C3D-53【解答】解:(0,2),tan(+4)=-23tan,1+tan1-tan=-23tan,2tan25tan30,tan3或tan=-12(舍去),由sincos=3sin2+cos2=1,又(0,2),解得sin=31010cos=101
16、0,sincos2sin+cos=sin(cos2-sin2)sin+cos=sin(cossin)=31010(-21010)=-35,故选:B8(5分)定义在R上的偶函数f(x)满足f(2x)f(2+x),且当x0,2时,f(x)=2x-1,0x12sin2x-1,1x2,若关于x的方程mln|x|f(x)至少有8个实数解,则实数m的取值范围是()A-1ln6,0)(0,1ln5B-1ln6,1ln5C(-1ln6,0)(0,1ln5)D(-1ln6,1ln5)【解答】解:因为f(2x)f(2+x),且f(x)为偶函数所以f(x2)f(x+2),即f(x)f(x+4),所以函数f(x)是以
17、4为周期的周期函数,作出yf(x),ymlnx在同一坐标系的图象,如图,因为方程mln|x|f(x)至少有8个实数解,所以yf(x),ymln|x|图象至少有8个交点,根据yf(x),ymln|x|的图象都为偶函数可知,图象在 y 轴右侧至少有4个交点,由图可知,当m0时,只需mln51,即0m1ln5,当m0时,只需mln61,即-1ln6m0,当m0时,由图可知显然成立,综上可知,-1ln6m1ln5故选:B二、选择题:本题共4小题,每小题5分,共20分在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求,全部选对的得5分,部分选对的得2分,有选错的得0分(多选)9(5分)某校高一(1)班王伟、张诚、
18、赵磊三名同学六次数学测试的成绩及班级平均分如表,根据成绩表作出如图,则下列说法正确的是()第一次第二次第三次第四次第五次第六次王伟988791928895张诚907688758680赵磊686573727582班级平均分88.278.385.480.375.782.6A王伟同学的数学学习成绩始终高于班级平均水平B张诚同学的数学学习成绩始终高于班级平均水平C赵磊同学的数学学习成绩低于班级平均水平,但与班平均分的差距逐步缩小D赵磊同学的数学成绩波动上升【解答】解:根据题意,依次分析选项:对于A,由表格可知:王伟同学的数学学习成绩始终高于班级平均成绩,A正确;对于B,第二次考试中,张诚同学的数学学习
19、成绩低于平均成绩,B错误;对于C,由图表可知,赵磊同学的数学学习成绩低于班级平均水平,但与班平均分的差距逐步缩小,C正确;对于D,由图表可知,赵磊同学的数学学习成绩有波动,但总体是上升趋势,D正确;故选:ACD(多选)10(5分)已知正实数a,b满足a+2bab,则以下不等式正确的是()A2a+1b2Ba+2b8Clog2a+log2b3D2a+b9【解答】解:正实数a,b满足a+2bab,2a+1b=1,A:2a+1b=1,A错误,B:a+2b(a+2b)(2a+1b)=ab+4ba+424+48,当且仅当a4,b2时取等号,B正确,C:1=2a+1b22ab,ab8,当且仅当a4,b2时取
20、等号,log2a+log2blog2(ab)3,C错误,D:2a+b(2a+b)(2a+1b)=2ab+2ba+524+59,当且仅当ab3时取等号,D正确,故选:BD(多选)11(5分)对于函数f(x)|sinx|+cos2x,下列结论正确得是()Af(x)的值域为0,98Bf(x)在0,2单调递增Cf(x)的图象关于直线x=4对称Df(x)的最小正周期为【解答】解:f(x)|sinx|+cos2x2|sinx|2+|sinx|+12(|sinx|-14)2+980,98,故A正确;当x0,2,|sinx|sinx在0,2上单调递增,f(x)2(|sinx|-14)2+98,故f(x)在0,
21、2先增后减,故B错误;f(0)|sin0|+cos201,f(2)|sin2|+cos22=0,f(0)f(2),故C错误;f(x+)|sin(x+)|+cos2(x+)|sinx|+cos(2x+2)|sinx|+cos2xf(x),故f(x)的最小正周期为,故D正确故选:AD(多选)12(5分)如图,正方体ABCDA1B1C1D1的棱长为a,线段B1D1上有两个动点E,F,且EF=22a则下列结论正确的是()A当E与D1重合时,异面直线AE与BF所成的角为3B三棱锥BAEF的体积为定值CEF在平面ABB1A1内的射影长为12aD当E向D1运动时,二面角AEFB的平面角保持不变【解答】解:对
22、于A:B1D1=2a,故当E与D1重合时,F为B1D1的中点,又AD1BC1,故FBC1为异面直线AE与BF所成的角,此时,C1F=22a,BC1=2a,BF=B1F2+BB12=62a,cosFBC1=BF2+BC12-C1F22BFBC1=32a2+2a2-12a2262a2a=32,FBC1=6,故A错误对于B:B到直线B1D1的距离不变,A到平面BEF的距离不变,故三棱锥ABEF的底面积和高均不发生变化,故三棱锥ABEF的体积不变,故B正确;对于C:D1B1A145,EF在平面ABB1A1内的射影长为22asin45=12a,故C正确;对于D:二面角AEFB与二面角AB1D1B是同一个
23、二面角,故当E点运动时,二面角大小不变,故D正确;故选:BCD三、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分,其中第16题第一空2分,第二空3分13(5分)在党史学习教育动员大会上,习近平总书记强调全党同志要做到学史明理、学史增信、学史崇德,学史力行某单位对200名党员进行党史知识测试,将成绩分成6组:70,75),75,80),80,85),85,90),90,95),95,100,得到如图所示的频率分布直方图,则a0.050【解答】解:由频率分布直方图得:(0.025+0.035+0.040+a+0.030+0.020)51,解得a0.050故答案为:0.05014(5分)已知四边形ABC
24、D中,ABCD,AB3CD3,AD=BC=2,点E是CD的中点,则AEBD=2【解答】解:如图,分别过点C,D作CGAB,DFAB,垂足分别为G,F由题得四边形ABCD为等腰梯形,AFBG1,DF=(2)2-1=1,所以DAF45由题得 AEBD=(AD+DE)(AD-AB)=(AD+16AB)(AD-AB)=-56ABAD+2-169=-562322+12=-2 故答案为:215(5分)已知双曲线C:x2a2-y2b2=1,l1,l2为C的两条渐近线,过C的右焦点F作l1的垂线,垂足为A,且该垂线交l2于点B,若BA=3AF,则曲线C的离心率e263【解答】解:不妨设l1为y=bax,l2为
25、y=-bax,过右焦点F作l1的垂线,垂足为A,有该垂线交l2于点B,F(c,0),则直线AB的方程为y=-ab(xc),联立y=-ab(x-c)y=bax,解得A的坐标为(a2c,abc),联立y=-ab(x-c)y=-bax,解得B的坐标为(a2ca2-b2,abcb2-a2),则BA=(a2c-a2ca2-b2,abc-abcb2-a2),AF=(c-a2c,-abc),BA=3AF,(a2c-a2ca2-b2,abc-abcb2-a2)3(c-a2c,-abc),abc-abcb2-a2=-3abc,4c=cb2-a2,即4(b2a2)c2b2+a2,3b25a2,b2a2=53,e=
26、1+b2a2=1+53=263故答案为:26316(5分)为检测出新冠肺炎的感染者,医学上可采用“二分检测法”、假设待检测的总人数是2m(mN*)将2m个人的样本混合在一起做第1轮检测(检测一次),如果检测结果为阴性,可确定这批人未感染;如果检测结果为阳性,可确定其中有感染者,则将这批人平均分为两组,每组2m1人的样本混合在一起做第2轮检测,每组检测1次,如此类推:每轮检测后,排除结果为阴性的那组人,而将每轮检测后结果为阳性的组在平均分成两组,做下一轮检测,直到检测出所有感染者(感染者必须通过检测来确定)若待检测的总人数为8,采用“二分检测法”检测,经过4轮共7次检测后确定了所有感染者,则感染
27、者人数最多为 1人若待检测的总人数为2m(m3),且假设其中有不超过2名感染者,采用“二分检测法”所需检测总次数记为n,则n的最大值为 4m1【解答】解:若待检测的总人数为8,则第1轮需检测1次,第2轮需检测2次,第3轮需检测2次,第4轮需检测2次,则共需检测7次,此时感染者人数最多为1人,若待检测的总人数为2m(m3),且假设其中有不超过2名感染者,若没有感染者,则只需1次检测即可,若只有1个感染者,则只需1+2m2m+1次检测,若只有2个感染者,若要检测次数最多,则第2轮检测时,2个感染者不位于同一组,此时相当两个待检测均为2m1组,每组感染1个感染者,此时每组需要1+2(m1)2m1次检
28、测,所以此时两组共需2(2m1)4m2次检测,故有2个感染者,且检测次数最多,共需4m2+14m1次检测,所以采用“二分检测法”所需检测总次数记为n,故n的最大值为4m1故答案为:1;4m1四、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(10分)在C2B;ABC的面积为74;sin(B+C)=33这三个条件中任选一个,补充在下面问题中,若问题中的三角形存在,求c的值;若问题中的三角形不存在,说明理由问题:是否存在ABC中,a,b,c分别为内角A,B,C的对边,a1,b2,_?【解答】解:若选,则A3B,且ABC,因为a1,b2,由正弦定理得asinA=bsinB
29、=csinC,则1sin(-3B)=2sinB,即1sin3B=2sinB,所以2sin3BsinB,2(3sinB4sin3B)sinB,得sin2B=58,因为B(0,),所以sinB=104,因为ABC,所以角B为锐角,所以cosB=1-sin2B=64,所以sinC=sin2B=2sinBcosB=210464=154,所以由正弦定理得c=bsinCsinB=2154104=6;若选,则由ABC的面积为74,a=1,b=2,得12absinC=sinC=74,所以cosC=1-sin2C=34,当C为锐角时,cosC=34,此时由余弦定理得,c2=a2+b2-2abcosC=1+4-2
30、1234=2,所以c=2,当C为钝角时,cosC=-34,此时由余弦定理得,c2=a2+b2-2abcosC=1+4+21234=8,所以c=22,综上,c=2或c=22;若选,由sin(B+C)=33,得sin(B+C)=sin(-A)=sinA=33,由正弦定理得asinA=bsinB,则sinB=bsinAa=2331=2331,所以三角形不存在18(12分)已知数列an的前n项和为Sn,3an=2Sn+2n(nN*)(1)证明:数列an+1为等比数列,并求数列an的前n项和为Sn;(2)设bnlog3(an+1+1),证明:1b12+1b22+1bn21【解答】证明:(1)当n1时,3
31、a12S1+2,即a12,由3an2Sn+2n,则3an12Sn1+2(n1),n2,两式相减可得3an3an12an+2,即an3an1+2,所以an+13(an1+1),即an+1an-1+1=3,数列an+1为等比数列;则an+1=(2+1)3n-1=3n,所以an=3n-1,则Sn=(3+32+3n)-n=3(1-3n)1-3=3n+1-32-n(2)bn=log3(an+1+1)=log33n+1=n+1,所以1bn2=1(n+1)21n(n+1)=1n-1n+1,所以1b12+1b22+1bn2(1-12)+(12-13)+(1n-1n+1)=1-1n+1119(12分)足球比赛全
32、场比赛时间为90分钟,在90分钟结束时成绩持平,若该场比赛需要决出胜负,需进行30分钟的加时赛,若加时赛仍是平局,则采取“点球大战”的方式决定胜负“点球大战”的规则如下:两队应各派5名队员,双方轮流踢点球,累计进球个数多者胜:如果在踢满5轮前,一队的进球数已多于另一队踢满5次可能射中的球数,则不需再踢,譬如:第4轮结束时,双方进球数比为2:0,则不需再踢第5轮了;若前5轮点球大战中双方进球数持平,则采用“突然死亡法”决出胜负,即从第6轮起,双方每轮各派1人罚点球,若均进球或均不进球,则继续下一轮,直到出现一方进球另一方不进球的情况,进球方胜(1)已知小明在点球训练中射进点球的概率是35在一次赛
33、前训练中,小明射了3次点球,且每次射点球互不影响,记X为射进点球的次数,求X的分布列及数学期望(2)现有甲、乙两校队在淘汰赛中(需要分出胜负)相遇,120分钟比赛后双方仍旧打平,须互罚点球决出胜负设甲队每名球员射进点球的概率为35,乙队每名球员射进点球的概率为12每轮点球中,进球与否互不影响,各轮结果也互不影响求在第4轮结束时,甲队进了3个球并刚好胜出的概率【解答】解:(1)由题意可得,XB(3,35),X所有可能的取值为0,1,2,3,P(X0)=(1-35)3=8125,P(X1)=C3135(1-35)2=36125,P(X2)=C32(35)2(1-35)=54125,P(X3)=(3
34、5)3=27125,故X的分布列为:X 0 1 23 P 8125 36125 5412527125 故E(X)=335=95(2)记“在第4轮结束时,甲队进了3个球并刚好胜出”为事件A,由题意可知,在第4轮结束时,甲队进了3个球并刚好胜出,甲乙两队进球数之比为:“甲VS乙:3:0”记为事件A1,或:“甲VS乙:3:1”记为事件A2,则AA1+A2,且A1与A2互斥,P(A1)=C32(35)2(1-35)35(1-12)4=815000,P(A2)=(35)3(1-35)C3112(1-12)212+C32(35)2(1-35)35C4112(1-12)3=811000,故P(A)P(A1+
35、A2)P(A1)+P(A2)=815000+815000=243250020(12分)如图,D为圆锥的顶点,O是圆锥底面的圆心,AE为底面直径,AEAD,ABC是底面的内接正三角形,且DO6,P是线段DO上一点(1)是否存在点P,使得PA平面PBC,若存在,求出PO的值;若不存在,请说明理由;(2)当PO为何值时,直线EP与面PBC所成的角的正弦值最大【解答】解:由题意得,设AEAD2r,则在RtDOA中,AD2AO2DO2,所以(2r)2r262,r23,又ABC是底面的内接正三角形,AB2rsin604332=6,ABACBC6,AHBC,设AEBCH,OHHE=3,过H作HQ面ABC,则
36、以H为坐标原点,分别以HA,HB,HQ为坐标轴建立如图所示的空间直角坐标系,H(0,0,0),A(33,0,0),E(-3,0,0),B(0,3,0),O(3,0,0),因为P是线段DO上一点,设POa,a0,6,P(3,0,a),(1)假设存在点P,使得PA平面PBC,此时PA=(23,0,a),PB=(-3,3,a),PC=(-3,3,a),因为PA平面PBC,PAPB,则PAPB=-6+0+a20,a=6,PA=(23,0,-6),PB=(-3,3,-6),PC=(-3,3,-6),PAPC=0,PAPC,存在点P,使得PA平面PBC,此时PO=6;(2)设平面PBC的法向量为n=(x,
37、y,z),则CB=(0,6,0),PB=(-3,3,a),nPB=0nCB=0,即6y=0-3x+3y-az=0,令xa,z=-3,y0,则n=(a,0,-3),又因为EP=(23,0,a),设直线EP与面PBC所成的角为,sin|EPn|EP|n|=3aa2+3a2+12=3a2(a2+3)(a2+12)=31a2+36a2+153112+15=13,当且仅当a2=36a2,即a=6时取等号,当PO=6时,直线EP与面PBC所成的角的正弦值最大21(12分)已知M(x0,0),N(0,y0)两点分别在x轴和y轴上运动,且|MN|1,若动点G满足OG=2OM+ON,动点G的轨迹为E(1)求E的
38、方程;(2)已知不垂直于x轴的直线l与轨迹E交于不同的A、B两点,Q(433,0)总满足AQOBQO,证明:直线l过定点【解答】解:(1)因为OG=2OM+ON,即(x,y)2(x0,0)+(0,y0)(2x0,y0),所以x2x0,yy0,则x0=x2,y0=y,又|MN|1,得x02+y02=1,即(x2)2+y2=1,所以动点G的轨迹方程E为:x24+y2=1;证明:(2)设直线l的方程为:ykx+m,A(x1,y1),B(x2,y2),则y1kx1+m,y2kx2+m,x24+y2=1y=kx+m,消去y,得(4k2+1)x2+8kmx+4m240,由64k2m216(4k2+1)(m
39、21)0,得m24k2+1,x1+x2=-8km4k2+1,x1x2=4m2-44k2+1,直线AQ的斜率为kAQ=y1x1-433,直线BQ的斜率为kBQ=y2x2-433,又AQOBQO,所以kAQkBQ,即y1x1-433=-y2x2-433,整理得y1x2+x1y2-433y1-433y2=0,即2kx1x2+(m-433k)(x1+x2)-833m=0,所以8k(m2-1)4k2+1-8km24k2+1+3233k2m4k2+1-833m=0,由4k2+10,化简得m=-3k,所以y=kx-3k=k(x-3),故直线过定点(3,0)22(12分)已知函数f(x)(x1)exax(aR
40、且a为常数)(1)讨论函数f(x)的极值点个数;(2)若f(x)lnxex+1对任意的x(0,+)恒成立,求实数a的取值范围【解答】解:(1)函数f(x)的定义域为R,则f(x)xexa,令g(x)xexa,则g(x)(x+1)ex,由g(x)0,可得x1,列表如下: x (,1)1 (1,+) h(x) 0+ h(x) 减 极小值-1e增且当x0时,h(x)xex0;当x0时,h(x)xex0,作出函数h(x)与函数ya的图象如下图所示:(i) 当-1ea0时,直线ya与函数h(x)的图象有两个交点,设这两个交点的横坐标分别为x1,x2,且x1x2,由图可知,当xx1或xx2时,f(x)xe
41、xa0,当x1xx2时,f(x)xexa0,此时,函数f(x)有2个极值点;(ii) 当a0时,由图可知,直线ya与函数h(x)的图象有一个交点,设其横坐标为x0,且x00,当xx0时,f(x)xexa0;当xx0时,f(x)xexa0,此时函数f(x)只有1个极值点,综上所述,当a-1e 时,函数f(x)无极值点,当-1ea0时,函数f(x)有2个极值点,当 a0时,函数f(x)只有1个极值点(2)解:不等式f(x)lnxex+1对任意的x(0,+)恒成立,等价于xexlnx1ax对任意的x(0,+)恒成立,所以,aex-lnx+1x对任意的x(0,+)恒成立,令F(x)=ex-lnx+1x
42、,其中x(0,+),则F(x)=ex+lnxx2=x2ex+lnxx2,令(x)x2ex+lnx,其中x(0,+),则(x)=(x2+2x)ex+1x0对任意的x(0,+)恒成立,所以,函数(x)在 (0,+)上单调递增,因为(1e)=e1e-2-10,(1)=e0,故存在t(1e,1),使得(t)t2et+lnt0,当0xt时,F(x)0,此时函数F(x)单调递减,当xt时,F(x)0,此时函数F(x)单调递增,所以,F(x)min=F(t)=et-lnt+1t,因为t2etlnt,则tet=-lntt=-lnte-lnt,因为t(1e,1),则lnt(0,1),因为函数h(x)xex在(0,+)上单调递增,由tetlntelnt可得h(t)h(lnt),故tlnt,可得et=1t,所以,F(x)=F(t)=et-lnt+1t=1t-t+1t=1,故a1第22页(共22页)