1、 第 1 页(共 24 页) 2019-2020 学年内蒙古赤峰市高三(上)期末数学试卷(理科)学年内蒙古赤峰市高三(上)期末数学试卷(理科) 一、 选择题: 本大题共一、 选择题: 本大题共 12 小题, 在每小题给出的四个选项中, 只有一项是符合题目要求的小题, 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 (3 分)已知集合 2 |230Ax xx, |1Bx lgx,则集合()( UA B ) A(0,10) B C0,10) D(0,1 2 (3 分)若复数 2 34 ai i 为纯虚数,i是虚数单位,则实数(a ) A 3 2 B 3 2 C 8 3 D 8 3 3 (
2、3 分)如表是我国某城市在 2017 年 1 月份至 10 月份各月最低温与最高温()C的数据一 览表 月份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 最高温 5 9 9 11 17 24 27 30 31 21 最低温 12 3 1 2 7 17 19 23 25 10 已知该城市的各月最低温与最高温具有相关关系,根据该一览表,则下列结论错误的是( ) A最低温与最高温为正相关 B每月最高温与最低温的平均值在前 8 个月逐月增加 C月温差(最高温减最低温)的最大值出现在 1 月 D1 月至 4 月的月温差(最高温减最低温)相对于 7 月至 10 月,波动性更大 4 (3 分)设函数 22 (
3、 )sincosf xxx,则下列结论正确的是( ) A( )f x的最小正周期为2 B()f x的一个零点为 3 4 C( )f x在(, ) 2 上单调递增 D( )f x的图象关于直线 5 4 x 对称 5 (3 分)函数 1 ( )()|f xxln x x 的图象大致是( ) 第 2 页(共 24 页) A B C D 6 (3 分)设、表示三个不同的平面,m、n、l表示三条不同的直线,则的 一个充分条件是( ) A, Bm,n Cl,m,n,lm,ln D/ /m,m 7 (3 分)已知为圆周率,e为自然对数的底数,则( ) A3 ee B 22 33 ee C 3 logloge
4、e D 3 log3logee 8 (3 分)已知双曲线 22 22 1(0,0) xy ab ab 的左、右焦点分别为 1 F, 2 F,过 2 F的直线交 双曲线右支于P,O两点,且 1 PQPF,若 1 3 | 4 PQPF,则该双曲线离心率(e ) A 10 3 B 10 5 C 17 3 D 37 5 9 (3 分)设抛物线 2 :(0)C xpy p焦点为F,点M在C上,且| 3MF ,若以MF为直 径的圆过点( 2,0),则C的方程为( ) A 2 4xy或 2 8xy B 2 2xy或 2 4xy C 2 4xy或 2 16xy D 2 2xy或 2 16xy 10 (3 分)
5、 “31N 猜想”是指对于每一个正整数n,若n为偶数,则让它变成 2 n ;若n为 奇数,则让它变成31n 如此循环,最终都会变成 1,若数字 4、5、6、7、8 按照以上的 规则进行变换,则变换次数为偶数的概率是( ) 第 3 页(共 24 页) A 4 5 B 3 5 C 2 5 D 1 5 11 (3 分) 在三棱锥PABC中,ABC与PBC均为边长为 1 的等边三角形,P,A,B, C四点在球O的球面上,当三棱锥PABC的体积最大时,则球O的表面积为( ) A 5 3 B2 C5 D 20 3 12(3 分) 设曲线 1: 1(0) x m Cyem 上一点 1 (A x,1)y, 曲
6、线 2: Cylnx上一点 2 (B x, 2) y, 当 12 yy时,对于任意 1 x、 2 x,都有 2 |ABe恒成立,则m的最小值为( ) A1 Be C1e D 2 1e 二、填空题:本大题共二、填空题:本大题共 4 小题小题 13(3 分) 设a,b,c是单位向量,ca,cb,a,b的夹角为60, 则|abc 14 (3 分)关于圆周率,数学发展史上出现过许多很有创意的求法,如著名的蒲丰实验 和查理斯实验 受其启发, 我们也可以通过设计下面的实验来估计的值: 先请 200 名同学, 每人随机写下一个都小于 1 的正实数对( , )x y;再统计两数能与 1 构成钝角三角形三边的数
7、 对( , )x y的个数m;最后再根据统计数m来估计的值假如统计结果是60m ,那么可以 估计 15 (3 分)现代足球运动是世上开展得最广泛、影响最大的运动项目,有人称它为“世界 第一运动” 早在 2000 多年前的春秋战国时代,就有了一种球类游戏“蹴鞠” ,后来经过阿 拉伯人传到欧洲,发展成现代足球1863 年 10 月 26 日,英国人在伦敦成立了世界上第一 个足球运动组织 英国足球协会,并统一了足球规则人们称这一天是现代足球的诞生 日如图所示,足球表面是由若干黑色正五边形和白色正六边形皮围成的,我们把这些正五 边形和正六边形都称为足球的面, 任何相邻两个面的公共边叫做足球的棱 已知足
8、球表面中 的正六边形的面为 20 个,则该足球表面中的正五边形的面为 个,该足球表面的棱为 条 第 4 页(共 24 页) 16 (3 分)已知等差数列 n a中,首项 1 2a ,公差0d ,若 1 k a, 2 k a, 3 k a, n k a, 成等比数列,且 1 1k , 2 3k , 3 11k ,则数列 n k的通项公式是 三、解答题:解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤第三、解答题:解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤第 1721 题为必考题,每个试题为必考题,每个试 题考生都必须作答,第题考生都必须作答,第 2223 题为选考题,考生根据要求作答 (一)必考题:题为选考题
9、,考生根据要求作答 (一)必考题: 17ABC的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c, 且满足(cos3cos)(3)cosaBCcbA (1)求 c b 的值; (2)若角 2 3 C ,4a ,求ABC的周长 18 如 图 , 在 四 棱 锥PABCD中 ,PD 平 面A B C D,ABCD是 平 行 四 边 形 , 2ACABAD,AC、BD交于点O,E是PB上一点 (1)求证:ACDE; (2)已知二面角APBD的余弦值为 3 4 ,若E为PB的中点,求EC与平面PAB所成角 的正弦值 19在新中国成立七十周年之际,赤峰市某中学的数学课题研究小组,在某一个社区设计了 一个调查:在每
10、天晚上7:30 10:00共 2.5 小时内,居民浏览“学习强国”的时间如果这 个社区共有成人按 10000 人计算,每人每天晚上7:30 10:00期间打开“学习强国APP” 第 5 页(共 24 页) 的概率均为p(某人在某一时刻打开“学习强国”的概率p 学习时长 调查总时长 ,01)p,并 且是否打开进行学习是彼此相互独立的 他们统计了其中 100 名成人每天晚上浏览 “学习强 国”的时间(单位:)min,得到下面的频数表: 学习时长 /min 50,60) 60,70) 70,80) 80,90) 90,100 频数 10 20 40 20 10 以样本中 100 名成人的平均学习时间
11、作为该社区每个人的学习时间 (1)试估计p的值; (2)设X表示这个社区每天晚上打开“学习强国”进行学习的人数 求X的数学期望()E X和方差()D X; 若随机变量Z满足 () () XE X Z D X ,可认为(0,1)ZN假设当49505100X时,表示社 区处于最佳的学习氛围,试由此估计,该社区每天晚上处于最佳学习氛围的时间长度(结果 保留为整数) 附:若 2 ( ,)ZN ,则()0.6827PZ,(22 )0.9545PZ, (33 )0.9973PZ 20已知椭圆 22 22 :1(0) xy Eab ab 经过点( 6,0)A和( 2,1)B (1)求椭圆E的标准方程; (2
12、)过(1,0)P的直线MN交椭圆E于M,N两点,若m,n分别为BM BN的最大值和最 小值,求mn的值 21 已知函数 2 ( )(1) 1 x e f xaxaln x x ,a为常数, 当(1,3)x时,( )f x有三个极值点 1 x, 2 x, 3 x(其中 123) xxx (1)求实数a的取值范围; (2)求证: 1313 x xxx (二)选考题:请考生在第(二)选考题:请考生在第 22、23 二题中任选一题作答,如果多做,则按所做的第一题计二题中任选一题作答,如果多做,则按所做的第一题计 分作答时,用分作答时,用 2B 铅笔在答题卡上把所选题目对应的标号涂黑铅笔在答题卡上把所选
13、题目对应的标号涂黑选修选修 4-4:坐标系与参数:坐标系与参数 方程方程 第 6 页(共 24 页) 22在极坐标系中,曲线C的极坐标方程为 2 4 3cos2 ,以极点为原点,以极轴所在直 线为x轴建立直角坐标系,曲线C分别与x轴正半轴和y轴正半轴交于点A,B,P为直线 AB上任意一点,点Q在射线OP上运动,且| |2OPOQ (1)求曲线C的直角坐标方程; (2)求点Q轨迹围成的面积 选修选修 4-5:不等式选讲:不等式选讲 23设函数( ) |3|f xxmxm, * mN,存在实数x,使得( )4f x 成立 (1)求不等式( ) 2f xx的解集; (2)若3a,3b,且满足f(a)
14、f(b)12,求证: 419 10ab 第 7 页(共 24 页) 2019-2020 学年内蒙古赤峰市高三(上)期末数学试卷(理科)学年内蒙古赤峰市高三(上)期末数学试卷(理科) 参考答案与试题解析参考答案与试题解析 一、 选择题: 本大题共一、 选择题: 本大题共 12 小题, 在每小题给出的四个选项中, 只有一项是符合题目要求的小题, 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 (3 分)已知集合 2 |230Ax xx, |1Bx lgx,则集合()( UA B ) A(0,10) B C0,10) D(0,1 【解答】解:A , |010Bxx, UA U,(0,10)
15、UB 故选:A 2 (3 分)若复数 2 34 ai i 为纯虚数,i是虚数单位,则实数(a ) A 3 2 B 3 2 C 8 3 D 8 3 【解答】解: 2(2 )(34 )3846 34(34 )(34 )2525 aiaiiaa i iii 为纯虚数, 380 460 a a ,解得 8 3 a 故选:D 3 (3 分)如表是我国某城市在 2017 年 1 月份至 10 月份各月最低温与最高温()C的数据一 览表 月份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 最高温 5 9 9 11 17 24 27 30 31 21 最低温 12 3 1 2 7 17 19 23 25 10 已
16、知该城市的各月最低温与最高温具有相关关系,根据该一览表,则下列结论错误的是( ) A最低温与最高温为正相关 B每月最高温与最低温的平均值在前 8 个月逐月增加 C月温差(最高温减最低温)的最大值出现在 1 月 D1 月至 4 月的月温差(最高温减最低温)相对于 7 月至 10 月,波动性更大 【解答】解:根据题意,依次分析选项: 对于A, 知该城市的各月最低温与最高温具有相关关系, 由数据分析可得最低温与最高温为 第 8 页(共 24 页) 正相关,则A正确; 对于B,由表中数据,每月最高温与最低温的平均值依次为:3.5,3,5,4.5,12,20.5, 23,26.5,28,15.5,在前
17、8 个月不是逐月增加,则B错误; 对于C,由表中数据,月温差依次为:17,12,8,13,10,7,8,7,6,11;月温差的最 大值出现在 1 月,C正确; 对于D,有C的结论,分析可得 1 月至 4 月的月温差相对于 7 月至 10 月,波动性更大,D 正确; 故选:B 4 (3 分)设函数 22 ( )sincosf xxx,则下列结论正确的是( ) A( )f x的最小正周期为2 B()f x的一个零点为 3 4 C( )f x在(, ) 2 上单调递增 D( )f x的图象关于直线 5 4 x 对称 【解答】解:函数 22 ( )sincoscos2f xxxx, 对于A,可得函数(
18、 )f x的周期为 2 2 ,故A错误; 对于B, 3 4 x ,可得 3 ()()cos0 442 ff ,()f x的一个零点为 3 4 ,故 B正确; 对于C,令222kxk,kZ,解得 1 2 kxk,kZ,可得函数的单调递 增区间为 1 (,) 2 kk,kZ,故C错误; 对于D,当 5 4 x ,可得 555 ()cos(2)coscos01 4422 f ,故D错误 故选:B 5 (3 分)函数 1 ( )()|f xxln x x 的图象大致是( ) A B 第 9 页(共 24 页) C D 【解答】解:函数的定义域为 |0x x , 则 11 ()()|()|( )fxxl
19、nxxln xf x xx , 故函数( )f x是奇函数,则图象关于原点对称,排除A,B, 当x,( )f x ,排除C, 故选:D 6 (3 分)设、表示三个不同的平面,m、n、l表示三条不同的直线,则的 一个充分条件是( ) A, Bm,n Cl,m,n,lm,ln D/ /m,m 【解答】解:若/ /m,m,过直线m作平面,与平面交于直线a,则/ /ma,又 m,a ,又a平面, / /m,m,是的一个充分条件, 故选:D 7 (3 分)已知为圆周率,e为自然对数的底数,则( ) A3 ee B 22 33 ee C 3 loglogee D 3 log3logee 【解答】解:已知为
20、圆周率,e为自然对数的底数,2e,()1 3 e ,3 ee , 故A错误; 3 01 ,120e, 2 33 ()e , 22 33 ee ,故B错误; 3, 3 loglogee ,故C错误; 由3,可得 3 loglogee , 3 log3logee ,故D正确, 故选:D 第 10 页(共 24 页) 8 (3 分)已知双曲线 22 22 1(0,0) xy ab ab 的左、右焦点分别为 1 F, 2 F,过 2 F的直线交 双曲线右支于P,O两点,且 1 PQPF,若 1 3 | 4 PQPF,则该双曲线离心率(e ) A 10 3 B 10 5 C 17 3 D 37 5 【解
21、答】解:设P,Q为双曲线右支上一点, 由 1 PQPF, 1 3 | 4 PQPF, 在直角三角形 1 PFQ中, 22 111 5 | 4 QFPFPQPF, 由双曲线的定义可得: 1212 2| |aPFPFQFQF, 由 1 3 | 4 PQPF,即有 221 3 | 4 PFQFPF, 即为 111 53 | 2| 2| 44 PFaPFaPF, 1 35 (1)| 4 44 PFa, 解得 1 8 | 3 a PF 21 2 | | 2 3 a PFPFa, 由勾股定理可得: 22 12 822 17 2|()() 333 aa cFF, 则 17 3 e 故选:C 9 (3 分)设
22、抛物线 2 :(0)C xpy p焦点为F,点M在C上,且| 3MF ,若以MF为直 径的圆过点( 2,0),则C的方程为( ) 第 11 页(共 24 页) A 2 4xy或 2 8xy B 2 2xy或 2 4xy C 2 4xy或 2 16xy D 2 2xy或 2 16xy 【解答】解:抛物线 2 :(0)C xpy p焦点为F,(0,) 4 p F,准线为: 4 p y , 设( , )M m n, 点M在抛物线C上,| 3MF ,3 4 p n , 又圆的直径为MF,圆心为MF的中点,半径 3 2 r ,圆心坐标为( 2 m , 3) 2 , 又圆过点( 2,0), 22 33 (
23、2)(0) 222 m ,解得:2 2m , (2 2,3) 4 P M代入抛物线C方程: 2 xpy,得:8(3) 4 p p, 2 12320pp, 4p或 8, 抛物线C方程为: 2 4xy或 2 8xy, 故选:A 10 (3 分) “31N 猜想”是指对于每一个正整数n,若n为偶数,则让它变成 2 n ;若n为 奇数,则让它变成31n 如此循环,最终都会变成 1,若数字 4、5、6、7、8 按照以上的 规则进行变换,则变换次数为偶数的概率是( ) A 4 5 B 3 5 C 2 5 D 1 5 【解答】解:数字 4、5、6、7、8 按照n为偶数,则让它变成 2 n ; 若n为奇数,则
24、让它变成31n 如此循环,最终都会变成 1, 基本事件总数5N , 变换次数为偶数的数字有:4,6,7,共 3 个, 变换次数为偶数的概率 3 5 p 故选:B 11 (3 分) 在三棱锥PABC中,ABC与PBC均为边长为 1 的等边三角形,P,A,B, C四点在球O的球面上,当三棱锥PABC的体积最大时,则球O的表面积为( ) 第 12 页(共 24 页) A 5 3 B2 C5 D 20 3 【解答】解:因为ABC和PBC为等边三角形, 1 3 VSh,而S一定,所以高最大值时, 所以当面PBC面ABC时,三棱锥的体积最大, 设两个外接圆的圆心分别为G,F,如图所示, 过G,F分别作两个
25、面的垂线,交于O, 连接OP,OA, 则OAOP为外接球的半径R,OAG中, 222 OAOGAG, 而由题意 3 13 2 36 OGEF, 3 23 2 33 AG , 所以 222 335 ()() 6312 OA , 所以外接球的表面积 2 5 4 3 SR , 故选:A 12(3 分) 设曲线 1: 1(0) x m Cyem 上一点 1 (A x,1)y, 曲线 2: Cylnx上一点 2 (B x, 2) y, 当 12 yy时,对于任意 1 x、 2 x,都有 2 |ABe恒成立,则m的最小值为( ) A1 Be C1e D 2 1e 【解答】解:依题意,由 12 yyt得:
26、1 2 1(1) xm elnxt t , 1 (1)xln tm, 2 t xe,由题意可知 21 xx 则 21 | (1)(1) tt ABxxeln tmeln tm, 令( )(1)(1) t g teln tm t, 第 13 页(共 24 页) 则 1 ( )(1) 1 t g tet t , 1 ( ) 1 t g te t 在区间( 1,) 上单调递增,且 0 (0)10ge , 当( 1,0)x 时,( )0g t;当(0,)x时,( )0g t; 当0t 时,( )(1) t g teln tm取得最小值 0 11elnmm ,即|1 min ABm , 当 12 yy时
27、,对于任意 1 x、 2 x,都有 2 |ABe恒成立, 2 |1 min ABm e , 2 1m e 故选:D 二、填空题:本大题共二、填空题:本大题共 4 小题小题 13 (3 分)设a,b,c是单位向量,ca,cb,a,b的夹角为60,则|abc 2 【解答】解:a,b,c是单位向量,ca,cb,a,b的夹角为60, | | | 1abc,0c a ,0c b , 1 cos60 2 a b , 则 1 |1 1 1202022 2 abc 故答案为:2 14 (3 分)关于圆周率,数学发展史上出现过许多很有创意的求法,如著名的蒲丰实验 和查理斯实验 受其启发, 我们也可以通过设计下面
28、的实验来估计的值: 先请 200 名同学, 每人随机写下一个都小于 1 的正实数对( , )x y;再统计两数能与 1 构成钝角三角形三边的数 对( , )x y的个数m;最后再根据统计数m来估计的值假如统计结果是60m ,那么可以 估计 16 5 (或写成3.2) 【解答】解:根据题意,200 对都小于l的正实数对( , )x y,即 01 01 x y , ,对应区域为边长为 1 的正方形,其面积为 1, 若两个正实数x、y能与 1 构成钝角三角形三边,则根据勾股定理 22 1xy, 根据两边之和大于第三边1xy, 第 14 页(共 24 页) 结合 01 01 x y , 其面积 1 4
29、2 S ; 则 601 20042 ,变形可得 16 5 ; 故答案为:16 5 15 (3 分)现代足球运动是世上开展得最广泛、影响最大的运动项目,有人称它为“世界 第一运动” 早在 2000 多年前的春秋战国时代,就有了一种球类游戏“蹴鞠” ,后来经过阿 拉伯人传到欧洲,发展成现代足球1863 年 10 月 26 日,英国人在伦敦成立了世界上第一 个足球运动组织 英国足球协会,并统一了足球规则人们称这一天是现代足球的诞生 日如图所示,足球表面是由若干黑色正五边形和白色正六边形皮围成的,我们把这些正五 边形和正六边形都称为足球的面, 任何相邻两个面的公共边叫做足球的棱 已知足球表面中 的正六
30、边形的面为 20 个,则该足球表面中的正五边形的面为 12 个,该足球表面的棱为 条 【解答】解:简单多面体的顶点数V,面数F与棱数E间有关系式2VFE, 第 15 页(共 24 页) 设该足球表面中的正五边形的面为x个,正六边形的面为y个, 则Fxy,5Vx, 3 5 2 Exy, 3 5()(5)2 2 xxyxy, 化简,得24xy, 正五边形的边有两种算法: 单从正五边形看,这x个正五边形共有5x条边, 从正六边形的角度看,每个正六边形有 3 条边是正五边形的边, y个正六边形有6y条边,共中正五边形的边的总数为: 3 63 6 yy, 53xy 联立 24 53 xy xy ,解得1
31、2x ,20y , 该足球表面中的正五边形的面为 12 个, 该足球表面的棱为 3 590 2 Exy个 故答案为:12,90 16 (3 分)已知等差数列 n a中,首项 1 2a ,公差0d ,若 1 k a, 2 k a, 3 k a, n k a, 成等比数列, 且 1 1k , 2 3k , 3 11k , 则数列 n k的通项公式是 21 * 21( ) 3 n n knN 【解答】解:由题意,可知, 1 a, 3 a, 11 a成等比数列,即 2 3111 aa a 3 22ad, 11 210ad 2 (22 )2 (2 10 )dd, 整理,得 2 30dd,解得3d 等差数
32、列 n a的通项公式为23 (1)31 n ann ,*nN 31 n kn ak 又 3 1 223 4 2 a a , 等比数列 n k a的通项公式为 121 2 42 n nn k a ,*nN 21 312 n n k , 第 16 页(共 24 页) 解得 21 21 3 n n k 数列 n k的通项公式为 21 21 3 n n k ,*nN 故答案为: 21 21( *) 3 n n knN 三、解答题:解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤第三、解答题:解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤第 1721 题为必考题,每个试题为必考题,每个试 题考生都必须作答,第题考生都必须
33、作答,第 2223 题为选考题,考生根据要求作答 (一)必考题:题为选考题,考生根据要求作答 (一)必考题: 17ABC的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c, 且满足(cos3cos)(3)cosaBCcbA (1)求 c b 的值; (2)若角 2 3 C ,4a ,求ABC的周长 【解答】解: (1)由题设及正弦定理得sincos3cossin3sincossincosABCACABA, 整理得sincossincos3sincos3cossinABBACACA,sin()3sin()ABCA, 180ABC, sin3sinCB, 由正弦定理得3 c b (2)由已知及余弦定理得 2
34、22 24 cos 32 4 bc b , 3cb, 222 491 2 42 bb b , 2 240bb, 133 4 b , ABC的周长为 133 4444533 4 abcb 18 如 图 , 在 四 棱 锥PABCD中 ,PD 平 面A B C D,ABCD是 平 行 四 边 形 , 2ACABAD,AC、BD交于点O,E是PB上一点 (1)求证:ACDE; (2)已知二面角APBD的余弦值为 3 4 ,若E为PB的中点,求EC与平面PAB所成角 的正弦值 第 17 页(共 24 页) 【解答】 (1)证明:PD 平面ABCD,PDAC, 又四边形ABCD为菱形,BDAC,又BDP
35、DD, AC平面PBD,DE 平面PBD, ACDE; (2)解:连OE,在PBD,/ /OEPD,OE平面ABCD 分别以OA,OB,OE为x轴,y轴,z轴的正方向建立空间直角坐标系 设PDt,则(1A,0,0),(0, 3,0)B,( 1C ,0,0),(0,0, ) 2 t E,(0,3, )Pt 由(1)知,平面PBD的一个法向量为 1 (1,0,0)n , 设平面PAB的一个法向量为 2 ( , , )nx y z, 由 2 2 30 30 nABxy nAPxytz ,令1y ,则 2 2 3 ( 3,1,)n t , 二面角APBD的余弦值为 3 4 , 12 2 33 |cos
36、,| 412 4 n n t ,解得3t , 设EC与平面PAB所成角为, 3 ( 1,0,) 2 EC , 2 2 3 ( 3,1,) 3 n , 2 |33|2 33 sin|cos,|13 1394134 14 4323 EC n 第 18 页(共 24 页) 19在新中国成立七十周年之际,赤峰市某中学的数学课题研究小组,在某一个社区设计了 一个调查:在每天晚上7:30 10:00共 2.5 小时内,居民浏览“学习强国”的时间如果这 个社区共有成人按 10000 人计算,每人每天晚上7:30 10:00期间打开“学习强国APP” 的概率均为p(某人在某一时刻打开“学习强国”的概率p 学习
37、时长 调查总时长 ,01)p,并 且是否打开进行学习是彼此相互独立的 他们统计了其中 100 名成人每天晚上浏览 “学习强 国”的时间(单位:)min,得到下面的频数表: 学习时长 /min 50,60) 60,70) 70,80) 80,90) 90,100 频数 10 20 40 20 10 以样本中 100 名成人的平均学习时间作为该社区每个人的学习时间 (1)试估计p的值; (2)设X表示这个社区每天晚上打开“学习强国”进行学习的人数 求X的数学期望()E X和方差()D X; 若随机变量Z满足 () () XE X Z D X ,可认为(0,1)ZN假设当49505100X时,表示社
38、 区处于最佳的学习氛围,试由此估计,该社区每天晚上处于最佳学习氛围的时间长度(结果 保留为整数) 附:若 2 ( ,)ZN ,则()0.6827PZ,(22 )0.9545PZ, (33 )0.9973PZ 【解答】解: (1)该社区内的成人每天晚上打开“学习强国”的平均时间为: 55 0.165 0.275 0.485 0.295 0.175()min, 第 19 页(共 24 页) 而调查总时长为150()min,故 751 1502 p (2)根据题意, 1 (10000, ) 2 XB 故 1 ()100005000 2 E Xnp, 11 ()(1)100002500 22 D Xn
39、pp 50001 100 502500 X ZX , 当49505100X时,12Z ,(0,1)ZN, 0.95450.6827 ( 12)(2 )0.95450.8186 2 PZPZ 剟 故(49505100)( 12)0.8186PZPZ 剟 所以估计,该社区每天晚上处于最佳学习氛围的时间长度为150 0.8186123()min 20已知椭圆 22 22 :1(0) xy Eab ab 经过点( 6,0)A和( 2,1)B (1)求椭圆E的标准方程; (2)过(1,0)P的直线MN交椭圆E于M,N两点,若m,n分别为BM BN的最大值和最 小值,求mn的值 【解答】解: (1)由椭圆
40、 22 22 :1 xy E ab 的右顶点为( 6,0)A,得 2 6a , 又椭圆 22 22 :1 xy E ab 过点( 2,1)B ,则 2 41 1 6b ,解得 2 3b , 所以椭圆E的标准方程为 22 1 63 xy (2)当直线MN斜率存在时,设MN的方程为(1)yk x, 1 (M x, 1) y, 2 (N x, 2) y, 由 22 1 63 (1) xy yk x ,整理得 2222 (1 2)4260kxk xk, 因为(1,0)在椭圆内部,0, 所以 2 12 2 4 12 k xx k 2 12 2 26 21 k x x k 因为 222 121212121
41、21212 (2)(2)(1)(1)2()4(1)(1)(1)(2)()25BMBNxxyyxxxxkxkkxkkxxkkxxkk , 第 20 页(共 24 页) 将代入得 22 222 22 264 (1)(2)25 2121 kk BM BNkkkkk kk ,tBM BN, 所以 2 2 1521 21 kk t k , 所以 2 (152 )210t kkt ,kR, 所以 2 24(152 )(1) 0tt , 所以(215)(1)1 0tt ,即 2 21316 0tt, 又m,n是 2 213160tt两个根, 13 2 mn, 当直线MN斜率不存在时,联立 22 1 63 1
42、 xy x ,得 10 2 y , 不 妨 设 10 (1,) 2 M, 10 (1,) 2 N, 10 (3,1) 2 BM , 10 (3,1) 2 BN , 1015 91 42 BM BN , 可知 15 2 nm 综上得 13 2 mn 21 已知函数 2 ( )(1) 1 x e f xaxaln x x ,a为常数, 当(1,3)x时,( )f x有三个极值点 1 x, 2 x, 3 x(其中 123) xxx (1)求实数a的取值范围; (2)求证: 1313 x xxx 【解答】解: (1)函数( )f x函数的定义域为(1,), 由 2 ( )(1) 1 x e f xax
43、aln x x ,得 2 2 ()(2) ( ) (1) x eaxa x fx x , 令( )0fx,得2x 是一个根,要使( )f x在(1,3)上有三个极值点 1 x, 2 x, 3 x, 则( )0fx有三个解,所以 2 0 x eaxa 在(1,3)必有 2 个解 1 x, 3 x 2 1 x e a x , 令 2 ( ) 1 x e g x x ,则 2 2 (2) ( ) (1) x ex g x x , 第 21 页(共 24 页) 由 ( )0 13 g x x ,得23x, 由( )0g x且13x,得12x, ( )g x在(1,2)上单调递减,(2,3)上单调递增, ( )ming xg(2)1,当1x 时,( )g x ,(3) 2 e g, 为了满足题意,必有1 2 e a, a的取值范围为1 2 e a 另解注:( )g x在(1,2)上单调递减,(2,3)上单调递增, g(2)1,(3) 2 e g, 2 2 2 1 2 2 2 2 (1) 2 22 e e eee ge e e , 当1 2 e a