湖北省重点中学2020届高三第二次联考数学试卷理科试题(解析版).doc

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1、湖北省重点中学湖北省重点中学 2020 届高三第二次联考届高三第二次联考 数学(理科)数学(理科) 一、选择题一、选择题 1.设集合 |1Ax yx, |(1)(3)0Bxxx,则 RA B ( ) A. 1,3) B. (1,3) C. ( 1,01,3) D. ( 1,0(1,3) 【答案】B 【分析】 A是函数的定义域,B是不等式的解集,分别求出后再由集合的运算法则计算 【详解】由题意 |10 |1Axxx x, | 13Bxx , |1 R C Ax x, () |13(1,3) R C ABxx 故选 B 【点睛】本题考查集合的运算,解题时需先确定集合,A B中的元素,然后才可能利用

2、集合运算法则计算 2.复数 z 满足(1)| 2 |i z i ,则z ( ). A. 22i B. 1 i C. 22i D. 1i 【答案】D 【分析】 根据复数的模与代数形式的运算性质求解即可 【详解】解:(1)| 2 | 2i zi , 2 1 i z 2 1 11 i ii 1 i , 故选:D 【点睛】本题主要考查复数的模以及复数代数形式的运算性质,属于基础题 3.若实数x,y满足221 xy ,则x y 最大值是( ) A. -4 B. -2 C. 2 D. 4 【答案】B 【分析】 利用基本不等式求 x+y的最大值得解. 【详解】由题得2 22 222 2, xyxyx y (

3、当且仅当 x=y=-1 时取等) 所以 2 1 12 22,22 4 x yx yx y , 所以 x+y-2. 所以 x+y的最大值为-2. 故选 B 【点睛】本题主要考查基本不等式,意在考查学生对这些知识的理解掌握水平和分析推理能力. 4.非零向量, a b满足 7aba且 0aba() , a b的夹角为( ) A. 30 B. 45 C. 60 D. 90 【答案】C 【分析】 运用向量的平方即为模的平方,求得 2ba ,由向量数量积的夹角公式,计算可得所求值 【详解】由7aba得, 222 27ababa 又由0aba()得, 2 aa b 将代入式,整理得: 22 4ba,即 2b

4、a 又因为 2 1 cos, 22 aa b a b aaab ,即,60a b 的夹角为 故选C. 【点睛】本题考查向量数列的定义和夹角的求法,考查向量的平方即为模的平方,考查运算能力,属于中 档题 5.中华人民共和国国歌有84个字,37小节, 奏唱需要46秒, 某校周一举行升旗仪式, 旗杆正好处在坡度15 的看台的某一列的正前方,从这一列的第一排和最后一排测得旗杆顶部的仰角分别为60和30,第一排和 最后一排的距离为10 2米(如图所示) ,旗杆底部与第一排在同一个水平面上要使国歌结束时国旗刚好 升到旗杆顶部,升旗手升旗的速度应为(米/秒) A. 3 3 23 B. 5 3 23 C. 7

5、 3 23 D. 8 3 23 【答案】B 【分析】 如解析中图形, 可在HAB中, 利用正弦定理求出HB, 然后在Rt HBO中求出直角边HO即旗杆的高度, 最后可得速度 【详解】如图,由题意45 ,105HABHBA ,30AHB, 在HAB中, sinsin HBAB HABAHB ,即 10 2 sin45sin30 HB ,20HB sin20sin6010 3OHHBHBO , 10 35 3 4623 v (米/秒) 故选 B 【点睛】本题考查解三角形的应用,解题关键是掌握正弦定理和余弦定理,解题时要根据条件选用恰当的 公式,适当注意各个公式适合的条件 6.孙子算经中曾经记载,中

6、国古代诸侯的等级从高到低分为:公、侯、伯、子、男,共有五级.若给有 巨大贡献的甲、乙两人进行封爵,则甲比乙获封等级高的概率为( ) A. 2 5 B. 1 5 C. 4 5 D. 3 5 【答案】A 【分析】 利用组合数求出基本事件总数以及事件“甲比乙获封等级高”包含的基本事件数,再用古典概型的的概率 计算公式求解即可 【详解】解:甲、乙两人进行封爵共有 11 55 25C C种, “甲比乙获封等级高”有 1111 4321 10CCCC种, 所求概率为 102 255 P , 故选:A 【点睛】本题主要考查古典概型的概率计算公式,属于基础题 7.已知 0.8 0.8 aa ,则实数 a的取值

7、范围是( ) A. (,0) B. 0,1 C. (1,) D. 1,) 【答案】A 【分析】 由 0.8 0.8 aa 可得 0.8 0. 1 8 a ,再根据指数函数的单调性即可求出答案 【详解】解: 0.8 1.00 8 , 0.8 1 0.8 , 又 0.8 0.8 aa , 0.8 0. 1 8 a ,而函数 0.8 0.8 x y 在R上单调递增, 0a , 故选:A 【点睛】本题主要考查根据指数函数的单调性求参数的范围,属于基础题 8.已知sin 3cos 36 ,则tan2( ) A. 4 3 B. 2 3 C. 4 3 D. 2 3 【答案】A 【分析】 由sin3cos 3

8、6 可得 3 tan 2 ,再用二倍角公式即可求出结论 【详解】解:sin3cos 36 , 1331 sincos3cossin 2222 aaaa 骣 琪 -=-+ 琪 桫 ,即2sin3cos , 3 tan 2 , 2 2tan tan2 1tan 3 4 3 3 1 4 , 故选:A 【点睛】本题主要考查简单的三角恒等变换和二倍角的正切公式,属于基础题 9.已知符号函数 1,0, sgn0,0, 1,0, x xx x 那么 32 sgn31yxxx的大致图象是( ) A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 令 32 31f xxxx , 则 2 12111212f xxxxx

9、xx , 10,120ff ,120f , 1,0 sgn0,0 1,0 x xx x , sgn 10f , 可排除,A B , 又 sgn120f , sgn120f,可排除C ,故选 D. 10.已知,A B为椭圆 22 1 43 xy 上的两个动点, M1,0,且满足MAMB,则MA BA 的取值范围为 ( ) A. 3,4 B. 9 ,9 4 C. 1,9 D. 9 ,4 4 【答案】C 【分析】 由题可得 2 ()MA BAMAMAMBMA ,设( , )M x y,由两点间距离公式结合 2,2x 可得解. 【详解】,A B为椭圆 22 1 43 xy 上的两个动点, M1,0为其

10、左焦点. MAMB,则有0MA MB. 2 ()MA BAMAMAMBMA . 设( , )A x y,则 2 2 3(1) 4 x y . 2 2 22222 11 (1)(1)3(1)24(4) 444 x MAxyxxxx. 由 2,2x ,得 2 2 1 (4)1,9 4 MAx. 故选 C. 【点睛】本题主要考查了椭圆方程的应用及数量积的坐标运算,属于中档题. 11.设数列 n a的前项和为 n S,且 1 1a , * 2(1) n n anN S n n ,则 2 2 n nSn的最小值是( ) A. 1 B. 2 C. 2 3 D. 3 【答案】A 【分析】 由 题 意 得 当

11、2n时 , 1 2 (1) n nn S SSn n , 得 1 1 2 nn SS nn , 从 而 求 出 2 2 n Snn, 得 232 232 n nSnnn,利用导数得数列 2 2 n nSn是一个递增数列,从而可求出答案 【详解】解:2(1) n n S an n , 当2n时, 1 2(1) n nn S SSn n , 1 2(1 1 ) n n nS Sn n , 1 2 (1)1 nn nSnSn n , 1 1 2 nn SS nn , 又 1 1 1 1 S a, 数列 n S n 是以 1 为首项,2 位公差的等差数列, 12121 n n S n n , 2 2

12、n Snn, 2322 222 n nnSnnn 32 23nn , 令 32 23,1yxxx,则 2 66610yxxx x, 数列 2 2 n nSn是一个递增数列, 当1n 时, 2 2 n nSn有最小值2 31 , 故选:A 【点睛】本题主要考查地推数列的性质,考查等差数列的证明,属于中档题 12.如图,已知四面体 ABCD的各条棱长均等于 4,E,F 分别是棱 AD、BC的中点.若用一个与直线 EF 垂直, 且与四面体的每一个面都相交的平面去截该四面体,由此得到一个多边形截面,则该多边形截面面积最 大值为( ) A. 3 2 B. 4 C. 4 2 D. 6 【答案】B 【分析】

13、 将正四面体补成正方体,由此可得截面为平行四边形MNKL,且4KLKN,且KNKL,利用基本 不等式即可求出结论 【详解】解:将正四面体补成正方体如图, 可得EF 平面CHBG,且正方形边长为2 2, 由于EF,故截面为平行四边形MNKL,且4KLKN, 又/KL BC,/KN AD,且ADBC, KNKL, MNKL SKN KL 2 4 2 KNKL , 当且仅当2KLKN时取等号, 故选:B 【点睛】本题主要考查了面面平行的性质,考查了基本不等式的应用,考查逻辑推理能力,属于中档题 二、填空题二、填空题 13.设D为ABC所在平面内一点, 14 33 ADABAC ,若BCDCR,则_

14、【答案】-3 【分析】 直接利用向量的线性运算求出结果 【详解】D为ABC所在平面内一点, 14 33 ADABAC , B,C,D三点共线.若BC DC ,RAC ABACAD , 化为: AD uuu v = 1 AB + 1 AC ,与AD uuu v = 1 3 AB+ 4 3 AC,比较可得: 11 3 ,解得3 . 即答案为-3. 【点睛】本题考查的知识要点:向量的线性运算及相关的恒等变换问题 14.若 6 2 b ax x 的展开式中 3 x项的系数为 20,则ab _. 【答案】1 【分析】 利用二项式的展开式的通项公式求解即可 【详解】解: 6 2 b ax x 的展开式的通

15、项公式为 6 2 16 r r r r C b ax x T 612 3 6 rrrr Cabx , 令12 33r,得3r , 3 3 6 20Cab, 1ab , 故答案为:1 【点睛】本题主要考查二项式的展开式的系数,属于基础题 15.已知双曲线 22 22 10,0 xy ab ab 的左、右焦点分别为 1 F、 2 F,过点 1 F作圆 222 xya的切线,与 双曲线的右支交于点P,且 12 45FPF则双曲线的离心率为_ 【答案】3 【详解】记 12 PFF.则 21 135PF F. 设切点为M.则在 1 Rt OFM中, sin a c , 22 cos b cab c 在

16、12 PFF中,由正弦定理得 1212 1 2 12 2 2 sinsin45sin 135 2 2135 22 2 2cossin22 22 2 22 22 2 222 22 2 . PFPFFF c PFcsin cba a PFcsinca c PFPFbaaa ba 故该双曲线的离心率为 2 2 2 13 ccb e aaa . 16.为响应国家号召,打赢脱贫致富攻坚战,武汉大学团队带领湖北省大悟县新城镇熊湾村村民建立有机、 健康、高端、绿色的蔬菜基地,并策划“生产、运输、销售”一体化的直销供应模式,据统计,当地村民两年 时间成功脱贫.蔬菜种植基地将采摘的有机蔬菜以每份三斤称重并保鲜分

17、装, 以每份 10 元的价格销售到生鲜 超市,每份 15 元的价格卖给顾客,如果当天前 8小时卖不完,则超市通过促销以每份 5 元的价格卖给顾客 (根据经验,当天能够把剩余的有机蔬菜都低价处理完毕,且处理完毕后,当天不再进货).该生鲜超市统 计了 100天有机蔬菜在每天的前 8小时内的销售量 (单位: 份) , 制成如下表格 (注: * , x yN, 且30xy ) . 若以 100天记录的频率作为每日前 8 小时销售量发生的概率, 该生鲜超市当天销售有机蔬菜利润的期望值为 决策依据,若购进 17份比购进 18份的利润的期望值大,则 x的最小值是_. 前 8小时内销售量 15 16 17 1

18、8 19 20 21 频数 10 x 16 16 15 13 y 【答案】25 【分析】 先根据条件求出分布列和期望,再根据“购进 17 份比购进 18 份的利润的期望值大”即可得出答案 【详解】解:若该超市一天购进 17 份这种有机蔬菜, 1 Y表示当天的利润(单位:元) ,那么 1 Y的分布列为 1 Y 65 75 85 P 10 100 100 x 90 100 x 1 Y的数学期望 1 10 6575 100100 x E Y 908300 10 85 100100 xx , 若该超市一天购进 18份这种有机蔬菜, 2 Y表示当天的利润(单位:元) ,那么 2 Y的分布列为 2 Y 6

19、0 70 80 90 P 10 100 100 x 16 100 74 100 x 2 Y的数学期望 2 10 6070 100100 x E Y 1674 80+90 100100 x 854020 100 x , 购进 17 份比购进 18 份的利润的期望值大, 8300 10854020 100100 xx ,且30x , 解得2430x,又 * xN, x的最小值为 25, 故答案为:25 【点睛】本题主要考查离散型随机变量的分布列和期望,属于中档题 三、解答题三、解答题 17.已知数列 n a的前n项和为 n S,且满足 * 2 nn San nN . ()求证:数列 1 2 n a

20、 为等比数列; ()求数列1 n a 的前n项和 n T. 【答案】 ()详见解析; () 11 1 432 n n n T . 【分析】 ()由 11 2221 nnnnn SSaaa 可以得出 1 111 232 nn aa ,进而得出结论. ()由()可推导出 1 11 1 2 32 n n a ,再利用分组求和法就能求出数列1 n a 的前n项和 n T. 【详解】 ()2 nn San , 当2n时, 11 21 nn San , 两式相减,得 1 21 nnn aaa ,即 1 11 33 nn aa 1 111 232 nn aa ,所以数列 1 2 n a 为等比数列 ()由

21、11 21Sa ,得 1 1 3 a .由()知,数列 1 2 n a 是以 1 6 为首项, 1 3 为公比的等比数列 所以 1 11 11 1 26 32 3 nn n a , 1 11 2 32 n n a , 1 11 1 2 32 n n a , 11 1 63 11 1 1 2432 1 3 n n n nn T . 【点睛】本题考查了等比数列的证明,考查利用分组求和法求数列的前 n项和的求法. 18.如图,四棱锥PABCD中,PD 平面 ABCD,底面 ABCD是正方形,2PDAB ,E为 PC 上一 点,当 F 为 DC的中点时,EF 平行于平面 PAD. ()求证:DE 平面

22、 PCB; ()求二面角EBDP的余弦值. 【答案】 ()证明见解析; () 6 3 【分析】 ()PD 平面ABCD可得PDBC,从而证出BC平面PCD,则BCDE, 从而可证出DE 平面PCB; ()以点D为坐标原点,分别以直线DA,DC,DP为x轴,y轴,z轴,建立空间直角坐标系,求得 各点的坐标,求出平面BDE和平面PDB的的一个法向量,再根据法向量求出二面角 【详解】 ()证:PD 平面ABCD,PDBC, 又正方形ABCD中,CDBC,PDCDD,BC平面PCD, 又DE 平面PCD,BCDE, PDCD,当F为DC的中点时,EF平行平面PAD,所以E是PC的中点, DEPC,PC

23、BCC,DE平面PCB; ()解:以点D为坐标原点,分别以直线DA,DC,DP为x轴,y轴,z轴,建立如图所示的空间直 角坐标系, 则(0,0,0)D,(0,0,2)P,(2,2,0)B,(0,1,1)E,(2,2,0)DB ,(0,1,1)DE , 设平面BDE的法向量为( , , )nx y z,则 0n DB , 0n DE , 220 0 xy yz ,令1z ,得到1y ,1x ,(1, 1,1)n ; 又(0,2,0)C,(2,0,0)A,( 2,2,0) AC,且AC 平面PDB, 平面PDB的一个法向量为 (1, 1,0)m ; 设二面角EBDP的平面角为,由图可知角为锐角,

24、则 1 1 06 cos|cos,| 323 m n , 二面角E BDP的余弦值为 6 3 【点睛】本题主要考查线面垂直的判定和性质,考查二面角的求法,属于中档题 19.已知椭圆:C 2 2 2 1 x y a ( 1)a的离心率为 6 3 . ()求椭圆C的方程; ()设直线l过点(1,0)M且与椭圆C相交于,A B两点.过点A作直线3x 的垂线,垂足为D.证明直线 BD过x轴上的定点. 【答案】 (1) 2 2 1 3 x y; (2)见解析. 分析】 (1)由离心率列方程可求得椭圆方程; (2) 当直线 AB 的斜率不存在时, 直线 BD过点 (2, 0) 当直线 AB 的斜率存在时,

25、 设直线 AB 为 y=k (x-1) , 联立方程组,消去 y整理得: (1+3k2)x2-6k2x+3k2-3=0利用韦达定理、直线方程,结合已知条件求出直线 BD 过 x轴上的定点 【详解】 (1)解:由题意可得 222 1 6 3 b c a abc , 解得3,1ab, 所以椭圆 C的方程为 2 2 1 3 x y (2)直线 BD恒过 x 轴上的定点 N(2,0) 证明如下 (a)当直线 l斜率不存在时,直线 l的方程为 x=1, 不妨设 A(1, 6 3 ) ,B(1, 6 3 ) ,D(3, 6 3 ) 此时,直线 BD的方程为:y= 6 3 (x-2) ,所以直线 BD过点(

26、2,0) (b)当直线 l的斜率存在时,设 A(x1,y1) ,B(x2,y2) ,直线 AB 为 y=k(x-1) ,D(3,y1) 由 1 22 33 y k x xy 得: (1+3k2)x2-6k2x+3k2-3=0 所以 x1+x2= 2 2 6 31 k k ,x1x2= 2 2 33 31 k k (*) 直线 BD:y-y1= 21 2 3 yy x (x-3) ,只需证明直线 BD过点(2,0)即可. 令 y=0,得 x-3= 12 21 3yx yy ,所以 x= 21121 21 333yyy xy yy = 212 21 3yy x yy = 212 21 43xx x

27、 xx 即证 212 21 43 2 xx x xx ,即证 2112 23xxx x. 将(*)代入可得 222 2112 222 123393 23 313131 kkk xxx x kkk . 所以直线 BD 过点(2,0) 综上所述,直线 BD恒过 x轴上的定点(2,0) 【点睛】本题考查椭圆方程求法,考查了直线恒过定点,考查推理论证能力、运算求解能力,考查由特殊 到一般思想,是难题 20.已知函数 lnf xaxx. ()求 f x的极值; ()若1a ,1b , x g xf xbe,求证: 0g x . 【答案】 ()有极小值为1 lna,无极大值; ()证明见解析 【分析】 (

28、)求导求定义域得 1 0fxax x ,再分类讨论即可得出结论; ()当1a ,1b 时, ln0 x g xexx x, 1 1 x gxe x , 令 h xgx ,根据导数判断得函数 h x在0,上单调递增,由零点存在性定理得 0 1 ,1 2 x , 使得 0 0 0 1 10 x h xe x ,从而可得函数 g x的最小值 0 00000 0 1 ln1 ln x g xexxxx x , 根据单调性可得 0 1 1 ln1 1 10g x ,从而得出结论 【详解】解: () 1 0fxax x , 当0a 时, 0fx 恒成立,则 f x在0,上单调递减, f x无极值; 当0a

29、 时,令 0fx ,得 1 x a ;令 0fx,得 1 0x a , 则 f x在 1 0, a 上单调递减,在 1 , a 上单调递增, f x有极小值为1 lna,无极大值; ()当1a ,1b 时, ln0 x g xexx x, 1 1 x gxe x , 令 h xgx ,则 2 1 0 x h xe x , 所以 h x在0,上单调递增.又 1 30 2 he , 120he, 所以 0 1 ,1 2 x ,使得 0 0 0 1 10 x h xe x ,即 0 0 1 1 x e x , 所以函数 g x在 0 0,x上单调递减,在 0, x 上单调递增, 所以函数 g x的最

30、小值为 0 00000 0 1 ln1 ln x g xexxxx x , 又函数 1 1 lnyxx x 在 1 ,1 2 上是单调减函数,所以 0 1 1 ln1 1 10g x , 又1b , xx f xbef xe, 故 0g x 【点睛】本题主要考查利用导数研究函数的单调性、极值、最值,考查推理能力与计算能力,属于中档题 21.在三棱锥ABCD中,已知BCD 、ACD均是边长为 2 的正三角形,BCD在平面内,侧棱 3AB .现对其四个顶点随机贴上写有数字 18 的八个标签中的四个,并记对应的标号为 f(取值 为A、B、C、D),E为侧棱AB上一点. (1)求事件“ f Cf D为

31、偶数”的概率 1 P. (2)若 f BBE EAfA ,求“二面角ECDA的平面角大于 4 ”的概率 2 P. 【答案】(1) 3 7 (2) 9 56 【详解】 (1) 用 1 M表示“ f C、 f D均为奇数”的事件, 用 2 M表示“ f C、 f D均为偶数”的事件. 由题意知 2 4 1 2 8 4 33 8 714 A P M A , 2 4 2 2 8 4 33 8 714 A P M A . 记“ f Cf D为偶数”为事件Q.则 12 QMM. 故 112 33 2 147 PP MP M. (2)如图,取边CD的中点F,连结BF、AF、EF. 因为BCD、ACD均是边长

32、为 2 的正三角形,所以,AFCD,BFCD. 因此,CD 平面ABF. 从而,AFE是二面角ECDA的平面角. 又3AFBFAB,则 3 AFB . 故 sin sin fAAEAFE f BBEBFE sin sin 4 31 sinsin 123 . 当 1f B 时, 3f A ,则 f A可取 3,4,8共六个值; 当 2f B 时, 6f A ,则 f A可取 6,7,8共三个值; 当 3f B 时, 9f A ,则 f A不存在. 综上, 2 2 8 99 56 P A . 22.在平面直角坐标系xOy中,直线l的参数方程为 2 2 xmt yt (t为参数) ,以坐标原点为极点

33、,x轴的正 半轴为极轴建立极坐标系,曲线C的极坐标方程为 2 2 4 1sin ()求直线l的普通方程和曲线C的直角坐标方程; ()设P为曲线C上的点,PQl,垂足为Q,若PQ的最小值为2,求m的值 【答案】 () 22 1 42 xy ,20xym; ()2 32 2m 或2 32 2m 【分析】 ()消去参数t可得直线l的普通方程,利用互化公式即可得曲线C的直角坐标方程. ()利用曲线C的参数方程设点P,根据点到直线距离公式求出 PO,再根据三角函数性质求出最小 值,利用已知列方程可解得m 【详解】 ()因为曲线C的极坐标方程为 2 2 4 1 sin ,即 222 sin4, 将 222

34、 xy,siny代入上式并化简得 22 1 42 xy , 所以曲线C的直角坐标方程为 22 1 42 xy , 消去参数t可得直线l的普通方程为20xym ()设2cos ,2sinP,由点到直线的距离公式得 2 2cos 2cos2sin4 33 m m PO , 由题意知0m, 当0m 时, min 2 2 2 3 m PO ,得2 32 2m , 当0m时,| min 2 2 2 3 m PO ,得2 32 2m ; 所以2 32 2m 或2 32 2m 【点睛】本题考查了参数方程与普通方程的互化,极坐标方程与直角坐标方程的互化,以及参数方程在最 值问题中的应用,属于中档题对于点线距离

35、问题范围(最值)问题,关键是运用参数法,再结合三角恒 等变换以及三角函数的性质即可求解. 23.已知函数( )2f xxa xa,aR ()若(1)1f,求a的取值范围; ()若0a ,对x,,ya ,都有不等式( )(2020)f xyya恒成立,求a的取值范围 【答案】 ()(, 1)(1,) ; ()1010,0. 【分析】 ()由题意不等式化为1 211aa ,利用分类讨论法去掉绝对值求出不等式的解集即可; ()由题意把问题转化为 minmax 2020f xyya ,分别求出 max f x 和 min 2020yya ,列出不等式求解即可 详解】 ()由题意知, 11 211faa

36、 , 若 1 2 a ,则不等式化为1 211aa ,解得1a ; 若 1 1 2 a,则不等式化为2111aa ,解得1a ,即不等式无解; 若1a ,则不等式化为21 11aa ,解得1a , 综上所述,a的取值范围是, 11, ; ()由题意知,要使得不等式 (2020)f xyya恒成立, 只需 minmax 2020f xyya , 当(, xa 时,2xaxaa , max f xa , 因为20202020yyaa,所以当20200yya时, min 20202020yyaa , 即2020aa ,解得1010a , 结合0a ,所以a的取值范围是1010,0. 【点睛】本题考查了绝对值不等式的求解问题,含有绝对值的不等式恒成立应用问题,以及绝对值三角不 等式的应用,考查了分类讨论思想,是中档题含有绝对值的不等式恒成立应用问题,关键是等价转化为 最值问题,再通过绝对值三角不等式求解最值,从而建立不等关系,求出参数范围.

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