4515.记ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,面积为3,B60,a2c23ac,则b.16.以图①为正视图,在图②③④⑤中选两个分别作为侧视图和俯视图,组成某个三棱锥的三视图,则所选侧视图和俯视图的编号依次为(写出符合要求的一组答案即可).三、解答题:共70分。解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。第17~21题为必考题,每个试题考生都必须作答。第22、23题为选考题,考生根据要求作答。(一)必考题:共60分。17.(12分)某厂研制了一种生产高精产品的设备,为检验新设备生产产品的某项指标有无提高,用一台旧设备和一台新设备各生产了10件产品,得到各件产品该项指标数据如下:第2页(共22页)旧设备新设备9.810.110.310.410.010.110.210.09.910.19.810.310.010.610.110.510.210.49.710.5旧设备和新设备生产产品的该项指标的样本平均数分别记为x和y,样本方差分别记为s12和2s2.2(1)求x,y,s12,s2;(2)判断新设备生产产品的该项指标的均值较旧设备是否有显著提高(如果2s12s2yx2,则认为新设备生产产品的该项指标的均值较旧设备有显著提高,否则不10认为有显著提高).18.(12分)如图,四棱锥PABCD的底面是矩形,PD底面ABCD,M为BC的中点,且PBAM.(1)证明:平面PAM平面PBD;(2)若PDDC1,求四棱锥PABCD的体积.19.(12分)设{an}是首项为1的等比数列,数列{bn}满足bn等差数列.(1)求{an}和{bn}的通项公式;(2)记Sn和Tn分别为{an}和{bn}的前n项和.证明:Tnnan,已知a1,3a2,9a3成3Sn.220.(12分)已知抛物线C:y22px(p0)的焦点F到准线的距离为2.(1)求C的方程;第3页(共22页)(2)已知O为坐标原点,点P在C上,点Q满足PQ9QF,求直线OQ斜率的最大值.21.(12分)已知函数f(x)x3x2ax1.(1)讨论f(x)的单调性;(2)求曲线yf(x)过坐标原点的切线与曲线yf(x)的公共点的坐标.(二)选考题:共10分。请考生在第22、23题中任选一题作答。如果多做,则按所做的第一题计分。[选修4-4:坐标系与参数方程](10分)22.(10分)在直角坐标系xOy中,C的圆心为C(2,1),半径为1.(1)写出C的一个参数方程;(2)过点F(4,1)作C的两条切线.以坐标原点为极点,x轴正半轴为极轴建立极坐标系,求这两条切线的极坐标方程.[选修4-5:不等式选讲](10分)23.已知函数f(x)|xa||x3|.(1)当a1时,求不等式f(x)6的解集;(2)若f(x)a,求a的取值范围.第4页(共22页)2021年全国统一高考数学试卷(文科)(乙卷)
参与试题解析
一、选择题:本题共12小题,每小题5分,共60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.已知全集U{1,2,3,4,5},集合M{1,2},N{3,4},则ðU(MN)(A.{5}B.{1,2}C.{3,4}D.{1,2,3,4})【思路分析】利用并集定义先求出MN,由此能求出ðU(MN).【解析】:全集U{1,2,3,4,5},集合M{1,2},N{3,4},MN{1,2,3,4},ðU(MN){5}.故选:A.【归纳总结】本题考查集合的运算,考查并集、补集定义等基础知识,考查运算求解能力等数学核心素养,是基础题.2.设iz43i,则z(A.34i)B.34iC.34iD.34i【思路分析】把已知等式变形,再由复数代数形式的乘除运算化简得答案.【解析】:解法一:由iz43i,得z故选:C.解法二:(山西运城刘丽补解):等式两边同乘i可得z4i3。两边再同乘1即得结果为34i,故选:C.43i(43i)(i)3i24i34i.2ii【归纳总结】本题考查复数代数形式的乘除运算,是基础题.3.已知命题p:xR,sinx1;命题q:xR,e|x|1,则下列命题中为真命题的是(A.pqB.pqC.pq第5页(共22页))D.(pq)【思路分析】先分别判断命题p和命题q的真假,然后由简单的复合命题的真假判断法则进行判断,即可得到答案.【解析】:对于命题p:xR,sinx1,当x0时,sinx01,故命题p为真命题,p为假命题;对于命题q:xR,e|x|1,因为|x|0,又函数yex为单调递增函数,故e|x|e01,故命题q为真命题,q为假命题,所以pq为真命题,pq为假命题,pq为假命题,(pq)为假命题,故选:A.【归纳总结】本题考查了命题真假的判断,解题的关键是掌握全称命题和存在性命题真假的判断方法,考查了逻辑推理能力,属于基础题.4.函数f(x)sinA.3和2xxcos的最小正周期和最大值分别是(33)B.3和2C.6和2D.6和2【思路分析】化简函数的表达式,再利用三角函数的周期,正弦函数的最值求解即可.【解析】:f(x)sinT26.13xxxcos2sin(),3334x当sin()1时,函数f(x)取得最大值2;34函数f(x)的周期为6,最大值2.故选:C.【归纳总结】本题考查了辅助角公式、三角函数的周期性与最值,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.xy4,5.若x,y满足约束条件xy2,则z3xy的最小值为(y3,)A.18B.10C.6第6页(共22页)D.4【思路分析】由约束条件作出可行域,化目标函数为直线方程的斜截式,数形结合得到最优解,把最优解的坐标代入目标函数得答案.【解析】:由约束条件作出可行域如图,y3联立,解得A(1,3),xy4由z3xy,得y3xz,由图可知,当直线y3xz过A时,直线在y轴上的截距最小,z有最小值为3136.故选:C.【归纳总结】本题考查简单的线性规划,考查数形结合思想,是中档题.6.cos2A.5cos2(1212)12B.33C.22D.32【思路分析】直接利用二倍角的余弦化简求值即可.【解析】:解法一:cos25cos212121cos51cos6611cos11cos52222622613133.故选:D.()22222解法二:(山西运城刘丽补解):cos235cos2cos2sin2cos1212121262【归纳总结】本题考查三角函数的化简求值和二倍角的余弦,是基础题.117.在区间(0,)随机取1个数,则取到的数小于的概率为(23第7页(共22页))A.34B.23C.13D.1611【思路分析】我们分别计算出区间(0,)和(0,)的长度,代入几何概型概率计算公式,即23可得到答案.【解析】:由于试验的全部结果构成的区域长度为11构成该事件的区域长度为0,33121所以取到的数小于的概率P3.1332110,22故选:B.【归纳总结】本题主要考查几何概型的概率计算,其中根据已知条件计算出基本事件总数对应的几何量的大小,和满足条件的几何量的大小是解答本题的关键,属基础题.8.下列函数中最小值为4的是(A.yx22x4
)4C.y2x22x|sinx|B.y|sinx|D.ylnx4lnx【思路分析】利用二次函数的性质求出最值,即可判断选项A,根据基本不等式以及取最值的条件,即可判断选项B,利用基本不等式求出最值,即可判断选项C,利用特殊值验证,即可判断选项D.【解析】:对于A,yx22x4(x1)233,所以函数的最小值为3,故选项A错误;对于B,因为0|sinx|1,所以y|sinx|当且仅当|sinx|442|sinx|4,|sinx||sinx|4,即|sinx|2时取等号,|sinx|因为|sinx|1,所以等号取不到,所以y|sinx|44,故选项B错误;|sinx|44x224,2x2x对于C,因为2x0,所以y2x22x2x第8页(共22页)当且仅当2x2,即x1时取等号,所以函数的最小值为4,故选项C正确;对于D,因为当x1411454,时,ylneln1ee所以函数的最小值不是4,故选项D错误..(详解D)当x>1时,lnx>0,所以ylnx取等号);当0 45 5.【思路分析】求出双曲线的右焦点的坐标,利用点到直线的距离公式求解即可.x2y21的右焦点(3,0),【解析】:双曲线 45 所以右焦点到直线x2y80的距离为d故答案为:5.【归纳总结】本题考查双曲线的简单性质,点到直线的距离公式,是基础题.15.记ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,面积为3,B60,a2c23ac,则b22|308|12225..【思路分析】由题意和三角形的面积公式以及余弦定理得关于b的方程,解方程可得.【解析】:ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,面积为3,B60,a2c23ac,1313ac4a2c212,acsinB3ac222a2c2b2112b2b22,又cosB(负值舍)2ac28故答案为:22.【归纳总结】本题考查三角形的面积公式以及余弦定理的应用,属基础题.16.以图①为正视图,在图②③④⑤中选两个分别作为侧视图和俯视图,组成某个三棱锥的三视图,则所选侧视图和俯视图的编号依次为即可).②⑤或③④(写出符合要求的一组答案第13页(共22页)【思路分析】通过观察已知条件正视图,确定该三棱锥的长和高,结合长、高、以及侧视图视图中的实线、虚线来确定俯视图图形.【解析】:观察正视图,推出三棱锥的长为2和高1,②③图形的高也为1,即可能为该三棱锥的侧视图,④⑤图形的长为2,即可能为该三棱锥的俯视图,当②为侧视图时,结合侧视图中的直线,可以确定该三棱锥的俯视图为⑤,当③为侧视图时,结合侧视图虚线,虚线所在的位置有立体图形的轮廓线,可以确定该三棱锥的俯视图为④.故答案为:②⑤或③④.【归纳总结】该题考查了三棱锥的三视图,需要学生掌握三视图中各个图形边长的等量关系,以及对于三视图中特殊线条能够还原到原立体图形中,需要较强空间想象,属于中等题.三、解答题:共70分。解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。第17~21题为必考题,每个试题考生都必须作答。第22、23题为选考题,考生根据要求作答。(一)必考题:共60分。17.(12分)某厂研制了一种生产高精产品的设备,为检验新设备生产产品的某项指标有无提高,用一台旧设备和一台新设备各生产了10件产品,得到各件产品该项指标数据如下:旧设备新设备9.810.110.310.410.010.110.210.09.910.19.810.310.010.610.110.510.210.49.710.5旧设备和新设备生产产品的该项指标的样本平均数分别记为x和y,样本方差分别记为s12和第14页(共22页)2s2.2(1)求x,y,s12,s2;(2)判断新设备生产产品的该项指标的均值较旧设备是否有显著提高(如果2s12s2yx2,则认为新设备生产产品的该项指标的均值较旧设备有显著提高,否则不10认为有显著提高).【思路分析】(1)利用平均数和方差的计算公式进行计算即可;(2)比较yx与2s2s21210的大小,即可判断得到答案.【解析】:(1)由题中的数据可x110(9.810.310.010.29.99.810.010.110.29.7)10,y110(10.110.410.110.010.110.310.610.510.410.5)10.3,s211[(9.810)2(10.310)2(1010)2(10.210)2(9.910)2(9.810)210(1010)2(10.110)2(10.210)2(9.710)2]0.036;s221[(10.110.3)2(10.410.3)2(10.110.3)2(10.010.3)2(10.110.3)210(10.310.3)2(10.610.3)2(10.510.3)2(10.410.3)2(10.510.3)2]0.04;解法二:(安徽滁州刘家范补快速解):x10110(0.20.300.20.10.200.10.20.3)10010,y10110(0.10.40.100.10.30.60.50.40.5)100.310.3,(2)yx10.3100.3,2s2s2120.0360.041021020.00760.174,所以yx2s2s21210,故新设备生产产品的该项指标的均值较旧设备有显著提高.第15页(共22页)得,【归纳总结】本题考查了样本特征数的计算,解题的关键是掌握平均数与方差的计算公式,考查了运算能力,属于基础题.18.(12分)如图,四棱锥PABCD的底面是矩形,PD底面ABCD,M为BC的中点,且PBAM.(1)证明:平面PAM平面PBD;(2)若PDDC1,求四棱锥PABCD的体积.【思路分析】(1)通过线面垂线即可证明;即只需证明AM平面PBD.(2)根据PD底面ABCD,可得PD即为四棱锥PABCD的高,利用体积公式计算即可.【解答】(1)证明:PD底面ABCD,AM平面ABCD,PDAM,又PBAM,PDPBP,PB,PD平面PBD.AM平面PBD.AM平面PAM,平面PAM平面PBD;(2)解:由PD底面ABCD,PD即为四棱锥PABCD的高,DPB是直角三角形;ABCD底面是矩形,PDDC1,M为BC的中点,且PBAM.设ADBC2a,取CP的中点为F.因为点E是CD中点,连接MF,AF,EF,AE,可得MF//PB,EF//DP,第16页(共22页)那么AMMF.且EF11.AE4a2,AMa21,AFEF2AE2.42那么AMF是直角三角形,DPB是直角三角形,24a2;根据勾股定理:BP24a,则MF 22由AMF是直角三角形,可得AM2MF2AF2,解得a2.2底面ABCD的面积S2,112则四棱锥PABCD的体积VhS12.333解法二:(安徽滁州刘家范补解第二小题):由(1)知:AM平面PBD.又BD平面PBD,AMBD设AMBD=O,底面ABCD是矩形,AD//BC,易证:OAD∽OMB,又M为中点,OBOMMB1 ,ODOAAD2 1112x1,x,OB=BD=233 若设BC=x,由DC1,得BM=11x21,OM=AM=343 第17页(共22页)1x21212OMB中,OBODBD,即(x11)+(=x,) 9494222解得:x=2,底面ABCD的面积S2,112则四棱锥PABCD的体积VhS12333【归纳总结】本题考查平面与平面垂直的判定,考查空间想象能力与思维能力,体积计算,考查运算求解能力,是中档题.19.(12分)设{an}是首项为1的等比数列,数列{bn}满足bn等差数列.(1)求{an}和{bn}的通项公式;(2)记Sn和Tn分别为{an}和{bn}的前n项和.证明:TnSn.2nan,已知a1,3a2,9a3成3【思路分析】(1)根据a1,3a2,9a3成等差数列,{an}是首项为1的等比数列,求出公比q,进一步求出{an}和{bn}的通项公式;(2)分别利用等比数列的前n项和公式和错位相减法,求出Sn和Tn,再利用作差法证明TnSn.2【解析】:(1)a1,3a2,9a3成等差数列,6a2a19a3,{an}是首项为1的等比数列,设其公比为q,则6q19q2,q1ana1qn1()n1,3bnnan1n()n.331,311(2)证明:由(1)知an()n1,bnn()n,3311[1()n]331(1)n1,Sn122313第18页(共22页)111Tn1()12()2n()n,①3331111Tn1()22()3n()n1,②33332111①②得,Tn[1()n]n()n1,3233Tn311n1n1n()(),44323Sn311n1n1n311n1()()[()]0,244323443Sn.2TnTn【归纳总结】本题考查了等差数列与等比数列的性质,等比数列的前n项和公式和利用错位相减法求数列的前n项和,考查了方程思想和转化思想,属中档题.20.(12分)已知抛物线C:y22px(p0)的焦点F到准线的距离为2.(1)求C的方程;(2)已知O为坐标原点,点P在C上,点Q满足PQ9QF,求直线OQ斜率的最大值.【思路分析】(1)根据焦点F到准线的距离为2求出p,进而得到抛物线方程,(2)设出点Q的坐标,按照向量关系得出P点坐标,再代入抛物线方程中,利用基本不等式即可求出最值.【解答】(1)解:由题意知,p2,y24x.(2)解法一:由(1)知,抛物线C:y24x,F(1,0),设点Q的坐标为(m,n),则QF(1m,n),PQ9QF(99m,9n)P点坐标为(10m9,10n),将点P代入C得100n240m36,100n23625n29 整理得m,4010第19页(共22页)Kn10n101,当n3时取最大值.m25n2925n93n1故答案为:.3解法二:(安徽滁州刘家范另解):)Kn10n(25n29)K10n,,同乘以分母可得:2m25n9整理得25Kn210n9K0,当K=0时,n=0;当K0时,n有根,0,解得:11k113,所以k的最大值为1故答案为:1.k且k0,综上:33333【归纳总结】本题考查抛物线的性质,考察基本不等式求最值,属于中档题.21.(12分)已知函数f(x)x3x2ax1.(1)讨论f(x)的单调性;(2)求曲线yf(x)过坐标原点的切线与曲线yf(x)的公共点的坐标.11【思路分析】(1)对函数f(x)求导,分a及a讨论导函数与零的关系,进而得出f(x)33的单调性情况;(2)先设出切点,表示出切线方程,根据切线过原点,可求得切线方程,将切线方程与曲线yf(x)联立,即可求得公共点坐标.【解析】:(1)f(x)3x22xa,△412a,1①当△0,即a时,由于f(x)的图象是开口向上的抛物线,故此时f(x)0,则f(x)在3R上单调递增;②当△0,即a113a113a1时,令f(x)0,解得x1,,x2333令f(x)0,解得xx1或xx2,令f(x)0,解得x1xx2,f(x)在(,x1),(x2,)单调递增,在(x1,x2)单调递减;综上,当a11时,f(x)在R上单调递增;当a时,f(x)在33第20页(共22页)(,113a113a113a113a),(,)单调递增,在(,)单调递减.3333yf(x)(2)设曲线过坐标原点的切线为l,切点为(x0,x03x02ax01),f(x0)3x022x0a,则切线方程为y(x03x02ax01)(3x022x0a)(xx0),将原点代入切线方程有,2x03x0210,解得x01,切线方程为y(a1)x,令x3x2ax1(a1)x,即x3x2x10,解得x1或x1,曲线yf(x)过坐标原点的切线与曲线yf(x)的公共点的坐标为(1,a1)和(1,a1).【归纳总结】本题考查导数的几何意义以及利用导数研究函数的单调性,考查分类讨论思想及运算求解能力,属于中档题.(二)选考题:共10分。请考生在第22、23题中任选一题作答。如果多做,则按所做的第一题计分。[选修4-4:坐标系与参数方程](10分)22.(10分)在直角坐标系xOy中,C的圆心为C(2,1),半径为1.(1)写出C的一个参数方程;(2)过点F(4,1)作C的两条切线.以坐标原点为极点,x轴正半轴为极轴建立极坐标系,求这两条切线的极坐标方程.【思路分析】(1)求出C的标准方程,即可求得C的参数方程;(2)求出直角坐标系中的切线方程,再由xcos,ysin即可求解这两条切线的极坐标方程.【解析】:(1)C的圆心为C(2,1),半径为1,则C的标准方程为(x2)2(y1)21,x2cos.(为参数)C的一个参数方程为y1sin(2)由题意可知两条切线方程斜率存在,设切线方程为y1k(x4),即kxy4k10,第21页(共22页)圆心C(2,1)到切线的距离d|2k14k1|k211,解得k3,3所以切线方程为y3(x4)1,3因为xcos,ysin,所以这两条切线的极坐标方程为sin3(cos4)1.3【归纳总结】本题主要考查圆的参数方程,普通方程与极坐标方程的转化,考查运算求解能力,属于基础题.[选修4-5:不等式选讲](10分)23.已知函数f(x)|xa||x3|.(1)当a1时,求不等式f(x)6的解集;(2)若f(x)a,求a的取值范围.【思路分析】(1)将a1代入f(x)中,根据f(x)6,利用零点分段法解不等式即可;(2)利用绝对值三角不等式可得f(x)|a3|,然后根据f(x)a,得到|a3|a,求出a的取值范围.2x2,x3【解析】:(1)当a1时,f(x)|x1||x3|4,3x1,2x2,x1x33x1x1f(x)6,或或,2x262x26x4或x2,不等式的解集为(,4][2,).(2)f(x)|xa||x3||xax3||a3|,若f(x)a,则|a3|a,3两边平方可得a26a9a2,解得a,23即a的取值范围是(,).2【归纳总结】本题主要考查绝对值不等式的解法,考查运算求解能力,属于基础题.第22页(共22页)
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