资源简介 2025届高考数学模拟预测卷(全国甲卷)一.选择题(共8小题,满分40分,每小题5分)1.(5分)(2023 巴中模拟)设集合A={﹣1,0,1},B={x|x=2n﹣1,n∈A},则A∩B=( )A.{﹣1} B.{﹣1,0} C.{0,1} D.{﹣1,1}2.(5分)(2024春 海淀区校级期中)下列四个函数中以π为最小正周期且为奇函数的是( )A.f(x)=cos2x B.C.f(x)=tan(﹣x) D.f(x)=sin|x|3.(5分)(2024秋 海陵区校级期中)复数在复平面内对应的点位于( )A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限4.(5分)(2024春 建华区校级期中)已知向量,则( )A. B. C. D.5.(5分)(2024秋 广东月考)在等差数列{an}中,Sn为其前n项和,S3=3,S6=10,S9=( )A.13 B.17 C.21 D.236.(5分)(2022 杭州模拟)已知直三棱柱ABC﹣A1B1C1中,AB=AA1=2,BCAC,当该三棱柱体积最大时,其外接球的体积为( )A. B. C. D.7.(5分)(2022春 南通期末)已知双曲线x21的左、右焦点分别为F1、F2,P,Q是双曲线上关于原点对称的两点,|OP|=|OF1|,四边形PF1QF2的面积为2,则该双曲线的离心率为( )A. B. C.2 D.8.(5分)(2024秋 邗江区期中)下列说法不正确的是( )A.命题p: x∈R,x2>0,则命题p的否定: x∈R,x2≤0B.若集合A={x|ax2+x+1=0}中只有一个元素,则C.若1<x<3,﹣2<y<﹣1,则3<2x﹣y<8D.已知集合M={0,1},且N M,满足条件的集合N的个数为4二.多选题(共3小题,满分18分,每小题6分)(多选)9.(6分)(2025 福州模拟)已知函数f(x)=cos(2x+φ)(0<φ<π)的图象关于点中心对称,则( )A.f(x)在区间上单调递增B.f(x)在区间上的最大值为1C.直线是曲线y=f(x)的对称轴D.当x≤0时,函数的图象恒在函数f(x)的图象上方(多选)10.(6分)(2024秋 漯河期末)在平面直角坐标系内,动点M到定点F(0,1)的距离与M到定直线l:y=3的距离的和为4.记动点M的轨迹为曲线W,给出下列四个结论正确的是( )A.曲线W过原点B.曲线W是轴对称图形,也是中心对称图形C.曲线W恰好经过4个整点(横、纵坐标均为整数的点)D.曲线W围成区域的面积大于(多选)11.(6分)(2022 全国模拟)计算机显示的数字图像是由一个个小像素点组合而成的.处理图像时,常会通过批量调整各像素点的亮度,间接调整图像的对比度、饱和度等物理量,让图像更加美观.特别地,当图像像素点规模为1行n+1列时,设第i列像素点的亮度为xi,则该图像对比度计算公式为.已知某像素点规模为1行n+1列的图像第i列像素点的亮度xi∈[0,9](i=1,2,…,n+1),现对该图像进行调整,有2种调整方案:①yi=axi+b(a>0,b>0,i=1,2,…,n+1);②zi=clg(xi+1)(c>0,i=1,2,…,n+1),则( )A.使用方案①调整,当b=9时,yi>xi(i=1,2,…,n+1)B.使用方案②调整,当c=9时,zi<xi(i=1,2,…,n+1)C.使用方案①调整,当时,a>1D.使用方案②调整,当,c≤ln10时,三.填空题(共3小题,满分15分,每小题5分)12.(5分)(2025 无极县校级模拟)过椭圆C:右焦点F的直线l:x﹣y﹣2=0交C于A、B两点,P为AB的中点,且OP的斜率为,则椭圆C的标准方程为 .13.(5分)(2022春 和平区校级期末)已知(x+2)9=a0+a1(x+1)+a2(x+1)2+ +a9(x+1)9,则a1+a2+ +a9= (用数字作答).14.(5分)(2022秋 台江区校级月考)在正项等比数列{an}中,若a4a8=4,则log2a2+log2a10= .四.解答题(共5小题,满分77分)15.(13分)(2024春 白山期末)为更好探索有机农业的发展,返乡新农人小王在试验田按有机标准改良土壤,经过了三年置换期后,在2017年采用轮作等方式种植有机胡萝卜,并记录了2017﹣2023年这7年的有机胡夢卜的亩产量,得到数据如下表;年份 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023年份代码x 1 2 3 4 5 6 7亩产量y/吨/亩) 0.4 0.5 0.8 1.1 1.5 1.7 0.2(1)从这7年的有机胡夢卜的亩产数据中任取3年的数据,若至少有2年的亩产量不低于0.5吨/亩,求3年的亩产量都高于0.5吨/亩的概率;(2)已知这7年间有一年由于天气原因,导致胡萝卜损失很大.若剔除天气因素导致的异常,经计算,y与x有线性关系,求该经验回归方程,并预测在排除气候因素影响的情况下,2025年小王的有机胡萝卜的亩产量.附:.16.(15分)(2024 日照开学)记△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知.(1)若,求b;(2)若sinB+sinC=2sinA,求△ABC的面积.17.(15分)(2023 遂宁模拟)已知函数f(x)=x(ex﹣1)x2.(1)求f(x)的单调区间和极大值;(2)若f(x)≥lnx+(a﹣2)xx2+1恒成立,求实数a的取值范围18.(17分)(2025 驻马店模拟)如图,圆台下底面圆O1的直径为AB,C是圆O1上异于A,B的点,P,M是圆台上底面圆O2上的两点,N是BC的中点,PA=AC=PC=BC=2,.(1)证明:BC⊥平面PAC.(2)求四面体PABC的外接球的表面积;(3)求直线MN与平面PAC所成角的正弦值的最大值.19.(17分)(2023秋 新北区校级月考)设抛物线Γ:y2=4x的焦点为F,经过x轴正半轴上点M(m,0)的直线l交Γ于不同的两点A和B.(1)若m=2,求证:原点O总在以线段AB为直径的圆的内部;(2)若|FA|=|FM|,且直线l1∥l,l1与Γ有且只有一个公共点E,问:△OAE的面积是否存在最小值?若存在,求出最小值,并求出M点的坐标;若不存在,请说明理由.(三角形面积公式:在△ABC中,设(x1,y1),(x2,y2),则△ABC的面积为S|x1y2﹣x2y1|).2025届高考数学模拟预测卷(全国甲卷)参考答案与试题解析一.选择题(共8小题,满分40分,每小题5分)1.(5分)(2023 巴中模拟)设集合A={﹣1,0,1},B={x|x=2n﹣1,n∈A},则A∩B=( )A.{﹣1} B.{﹣1,0} C.{0,1} D.{﹣1,1}【考点】求集合的交集.【专题】转化思想;转化法;集合;运算求解.【答案】D【分析】先求出集合B,再结合交集的定义,即可求解.【解答】解:集合A={﹣1,0,1},B={x|x=2n﹣1,n∈A}={﹣3,﹣1,1},则A∩B={﹣1,1}.故选:D.【点评】本题主要考查交集及其运算,属于基础题.2.(5分)(2024春 海淀区校级期中)下列四个函数中以π为最小正周期且为奇函数的是( )A.f(x)=cos2x B.C.f(x)=tan(﹣x) D.f(x)=sin|x|【考点】正切函数的奇偶性与对称性;余弦函数的对称性.【专题】转化思想;综合法;函数的性质及应用;运算求解.【答案】C【分析】根据三角函数的周期性和奇偶性对选项逐一分析,由此确定正确选项.【解答】解:对于A,函数f(x)=cos2x的最小正周期为π,因为f(﹣x)=cos(﹣2x)=cos2x=f(x),所以f(x)=cos2x为偶函数,A错误,对于B,函数的最小正周期为2π,因为,所以函数为奇函数,B错误,对于C,函数f(x)=tan(﹣x)的最小正周期为π,因为f(﹣x)=tanx=﹣tan(﹣x)=﹣f(x),所以函数f(x)=tan(﹣x)为奇函数,C正确,对于D,函数f(x)=sin|x|的图象如下:所以函数f(x)=sin|x|不是周期函数,且函数f(x)=sin|x|为偶函数,D错误.故选:C.【点评】本题考查三角函数性质,属于基础题.3.(5分)(2024秋 海陵区校级期中)复数在复平面内对应的点位于( )A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限【考点】复数的除法运算.【专题】对应思想;综合法;数系的扩充和复数;运算求解.【答案】A【分析】利用复数的除法法则计算可得复数z,进而可判断在复平面的对应点所在的象限.【解答】解:∵,复数z在复平面内对应的点的坐标为(1,1),位于第一象限.故选:A.【点评】本题考查复数代数形式的乘除运算,考查复数的代数表示法及其几何意义,是基础题.4.(5分)(2024春 建华区校级期中)已知向量,则( )A. B. C. D.【考点】平面向量数量积的坐标运算.【专题】转化思想;向量法;平面向量及应用;运算求解.【答案】A【分析】根据条件,求出,再利用模长的计算公式,即可求出结果.【解答】解:因为,所以,得到.故选:A.【点评】本题考查了向量坐标的减法和数乘运算,根据向量的坐标求向量的长度的方法,是基础题.5.(5分)(2024秋 广东月考)在等差数列{an}中,Sn为其前n项和,S3=3,S6=10,S9=( )A.13 B.17 C.21 D.23【考点】求等差数列的前n项和.【专题】计算题;方程思想;转化思想;综合法;等差数列与等比数列;运算求解.【答案】C【分析】根据题意,由等差中项的性质可得S6﹣S3,S9﹣S6为等差数列,结合等差中项的性质分析可得答案.【解答】解:根据题意,在等差数列{an}中,Sn为其前n项和,则S3,S6﹣S3,S9﹣S6为等差数列,所以2(S6﹣S3)=S3+S9﹣S6,即2(10﹣3)=3+S9﹣10,变形可得:S9=21.故选:C.【点评】本题考查等差数列前n项和的性质,注意等差中项的性质,属于基础题.6.(5分)(2022 杭州模拟)已知直三棱柱ABC﹣A1B1C1中,AB=AA1=2,BCAC,当该三棱柱体积最大时,其外接球的体积为( )A. B. C. D.【考点】球的体积.【专题】计算题;方程思想;综合法;立体几何;球;逻辑思维;直观想象;运算求解.【答案】C【分析】△ABC面积最大时三棱柱的体积最大,令AC=x,结合余弦定理和面积公式可得,此时△ABC为等腰三角形,进一步再求解三棱柱外接球的半径即可得答案.【解答】解:由直三棱柱的性质可得AA1⊥平面ABC,△ABC面积最大时三棱柱的体积最大,由面积公式可得,设AC=x,因为,所以,在△ABC中,由余弦定理可得,所以,,,当x2=4,即AC=2时,取得最大值3,即当AC=2时,S△ABC取得最大值,此时△ABC为等腰三角形,,,所以,由正弦定理得△ABC外接圆的半径r满足,即r=2,直三棱柱ABC﹣A1B1C1外接球的半径,解得,直三棱柱ABC﹣A1B1C1外接球的体积为,故选:C.【点评】本题主要考查球与多面体的切接问题,空间想象能力的培养,立体几何中的最值与范围问题等知识,属于中等题.7.(5分)(2022春 南通期末)已知双曲线x21的左、右焦点分别为F1、F2,P,Q是双曲线上关于原点对称的两点,|OP|=|OF1|,四边形PF1QF2的面积为2,则该双曲线的离心率为( )A. B. C.2 D.【考点】求双曲线的离心率.【专题】计算题;转化思想;综合法;圆锥曲线的定义、性质与方程;逻辑思维;运算求解.【答案】A【分析】结合已知条件,通过a=1,结合矩形面积,以及勾股定理,求解c,推出双曲线的离心率即可.【解答】解:不妨设点P在Q的上方,如图所示,双曲线x21,设|PF2|=t,则|PF1|=2+t,∵矩形PF1QF2的面积为2,可得(2+t) t=2,解得,t1,(2+t)2+t2=4c2,化简整理得c,∴离心率e.故选:A.【点评】本题主要考查双曲线的性质,勾股定理的应用,考查学生的数形结合思想、转化能力和运算能力,属于中档题.8.(5分)(2024秋 邗江区期中)下列说法不正确的是( )A.命题p: x∈R,x2>0,则命题p的否定: x∈R,x2≤0B.若集合A={x|ax2+x+1=0}中只有一个元素,则C.若1<x<3,﹣2<y<﹣1,则3<2x﹣y<8D.已知集合M={0,1},且N M,满足条件的集合N的个数为4【考点】等式与不等式的性质;求全称量词命题的否定.【专题】分类讨论;综合法;不等式;运算求解.【答案】B【分析】利用命题的否定形式判断出A的真假;分类讨论可得方程有一个根的情况,求出a的值,判断出B的真假;不等式的性质判断出C的真假;集合的子集的个数判断出D的真假.【解答】解:对于A,由全称命题的否定知,命题p: x∈R,x2>0,它的否定为 x∈R,x2≤0,所以A正确;对于B,若集合A={x|ax2+x+1=0}中只有一个元素,当a=0时,A={x|x=﹣1},符合题意,又,解得,也符合题意,所以a的值为0或,所以B不正确;对于C,因为1<x<3,﹣2<y<﹣1,所以2<2x<6,1<﹣y<2,则3<2x﹣y<8,所以C正确;对于D,集合M={0,1},因为N M,所以集合N的个数为22=4,所以D正确.故选:B.【点评】本题考查不等式的性质的应用及分类讨论的思想,属于基础题.二.多选题(共3小题,满分18分,每小题6分)(多选)9.(6分)(2025 福州模拟)已知函数f(x)=cos(2x+φ)(0<φ<π)的图象关于点中心对称,则( )A.f(x)在区间上单调递增B.f(x)在区间上的最大值为1C.直线是曲线y=f(x)的对称轴D.当x≤0时,函数的图象恒在函数f(x)的图象上方【考点】余弦函数的单调性;余弦函数的对称性;余弦函数的图象.【专题】整体思想;综合法;三角函数的图象与性质;逻辑思维;运算求解.【答案】BD【分析】根据题意,求出φ,得到f(x)的解析式,再对各选项进行逐项分析.【解答】解:因为f(x)的图象关于点中心对称,所以2×()+φ=kπ,k∈Z,解得φ=kπ,k∈Z,因为0<φ<π,所以k=﹣1,φ,f(x)=cos(2x),对于A,x∈时,2x∈(,),因为y=cosx在(,)上先递增后递减,所以f(x)在区间上不单调递增,故A错误;对于B,x∈时,2x∈(,),当2x0,即x时,f(x)有最大值1,故B正确;对于C,时,2xkπ,k∈Z,所以直线不是曲线y=f(x)的对称轴,故C错误;对于D,当x≤0时,1恒成立,当且仅当x=0时取等号,而f(x)≤1且f(0)≠1,所以当x≤0时,函数的图象恒在函数f(x)的图象上方,故D正确.故选:BD.【点评】本题主要考查余弦函数的图象与性质,属于中档题.(多选)10.(6分)(2024秋 漯河期末)在平面直角坐标系内,动点M到定点F(0,1)的距离与M到定直线l:y=3的距离的和为4.记动点M的轨迹为曲线W,给出下列四个结论正确的是( )A.曲线W过原点B.曲线W是轴对称图形,也是中心对称图形C.曲线W恰好经过4个整点(横、纵坐标均为整数的点)D.曲线W围成区域的面积大于【考点】轨迹方程.【专题】方程思想;定义法;函数的性质及应用;逻辑思维.【答案】ACD【分析】根据题目整理方程,分段整理函数,画出图象,可得答案.【解答】解:设M(x,y),那么,点M到直线l的距离d=|y﹣3|,根据题意可知,所以x2+(y﹣1)2=(4﹣|y﹣3|)2,x2+y2﹣2y+1=16﹣8|y﹣3|+y2﹣6y+9,x2=24﹣4y﹣8|y﹣3|,当y<3时,,则,x2<12,;当y≥3时,,那么,可作图如下:根据图可知:曲线W过原点,且是轴对称图形,但不是中心对称图形,所以选项A正确,选项B错误;曲线W经过O(0,0),A(2,1),C(0,4),E(﹣2,1)4个点,没有其它整点,故C正确;由,,F(0,3),四边形AFEO的面积,,,多边形ABCDEO的面积曲线W围成区域的面积大于,故D正确.故选:ACD.【点评】本题考查轨迹方程,属于中档题.(多选)11.(6分)(2022 全国模拟)计算机显示的数字图像是由一个个小像素点组合而成的.处理图像时,常会通过批量调整各像素点的亮度,间接调整图像的对比度、饱和度等物理量,让图像更加美观.特别地,当图像像素点规模为1行n+1列时,设第i列像素点的亮度为xi,则该图像对比度计算公式为.已知某像素点规模为1行n+1列的图像第i列像素点的亮度xi∈[0,9](i=1,2,…,n+1),现对该图像进行调整,有2种调整方案:①yi=axi+b(a>0,b>0,i=1,2,…,n+1);②zi=clg(xi+1)(c>0,i=1,2,…,n+1),则( )A.使用方案①调整,当b=9时,yi>xi(i=1,2,…,n+1)B.使用方案②调整,当c=9时,zi<xi(i=1,2,…,n+1)C.使用方案①调整,当时,a>1D.使用方案②调整,当,c≤ln10时,【考点】进行简单的合情推理.【专题】转化思想;综合法;推理和证明;逻辑思维;运算求解.【答案】AC【分析】方案①:根据yi=axi+b的性质,将b=9,a>0及xi∈[0,9]代入判断A;利用对比度公式可得,由此能判断C;方案②:在zi=9lg(xi+1)时,代入特殊值xi=9判断B;根据条件判断∈(,t2ln2),且c()2,特殊值n=1代入能判断D.【解答】解:使用方案①调整,当b=9时,yi=axi+9且a>0,又xi∈[0,9],则yi>xi,故A正确;,,当,即且n∈N*,又a>0,可得a>1,故C正确;使用方案②调整:当c=9时,zi=9lg(xi+1),由题意得xi=9时,zi=9,故B错误;,而0<c≤ln10,则t∈(0,1],∴zi=tlm(xi+1),∵xi(i=1,2,…,n+1),∴,,∴zi﹣zi+1=t[ln()﹣ln()]=tln(1),而1∈[],n=1时,1∈[],则(zi﹣zi+1)2∈[],则∈(),此时,由题意存在,故D错误.故选:AC.【点评】本题考查命题真假的判断,考查简单的合情推理、图像对比度计算公式等基础知识,考查运算求解能力,是中档题.三.填空题(共3小题,满分15分,每小题5分)12.(5分)(2025 无极县校级模拟)过椭圆C:右焦点F的直线l:x﹣y﹣2=0交C于A、B两点,P为AB的中点,且OP的斜率为,则椭圆C的标准方程为 .【考点】椭圆的标准方程.【专题】计算题;方程思想;综合法;圆锥曲线的定义、性质与方程;运算求解.【答案】.【分析】先由直线方程求得右焦点坐标,得c,再设A(x1,y1),B(x2,y2),P(x0,y0),点A,B坐标代入椭圆方程相减得出直线AB与直线OP斜率的关系,从而求得a,b的关系,结合c可求得a,b得椭圆方程.【解答】解:直线l:x﹣y﹣2=0,令y=0,得x=2,所以椭圆C的右焦点F的坐标为(2,0),即c=2,设A(x1,y1),B(x2,y2),P(x0,y0),2x0=x1+x2,2y0=y1+y2,所以,两式相减得,所以,即,因为kOP,kAB=1,所以,所以a2=2b2,又c2=a2﹣b2=b2=4,因此a2=8,所以椭圆C的标准方程.故答案为:.【点评】本题主要考查椭圆的标准方程,考查运算求解能力,属于中档题.13.(5分)(2022春 和平区校级期末)已知(x+2)9=a0+a1(x+1)+a2(x+1)2+ +a9(x+1)9,则a1+a2+ +a9= 511 (用数字作答).【考点】二项式定理.【专题】计算题;方程思想;综合法;二项式定理;运算求解.【答案】511.【分析】令(x+1+1)9=(x+2)9=a0+a1(x+1)+a2(x+1)2+ +a9(x+1)9,令x+1=0,求出a0,再令x+1=1,求出a0+a1+a2+ +a9,则a1+a2+ +a9可求.【解答】解:令x+1=0,代入原式得1=a0,再令x+1=1,代入原式得a0+a1+a2+ +a9=29,故a1+a2+ +a9=29﹣1=511.故答案为:511.【点评】本题考查二项式展开式的性质以及赋值法的应用,属于中档题.14.(5分)(2022秋 台江区校级月考)在正项等比数列{an}中,若a4a8=4,则log2a2+log2a10= 2 .【考点】等比数列的性质;对数的运算性质.【专题】计算题;转化思想;综合法;等差数列与等比数列;逻辑思维;运算求解.【答案】2.【分析】直接利用等比数列的性质和对数的运算求出结果.【解答】解:正项等比数列{an}中,若a4a8=4,所以a2a10=4,则log2a2+log2a10=log24=2.故答案为:2.【点评】本题考查的知识要点:等比数列的性质,主要考查学生的运算能力和数学思维能力,属于基础题.四.解答题(共5小题,满分77分)15.(13分)(2024春 白山期末)为更好探索有机农业的发展,返乡新农人小王在试验田按有机标准改良土壤,经过了三年置换期后,在2017年采用轮作等方式种植有机胡萝卜,并记录了2017﹣2023年这7年的有机胡夢卜的亩产量,得到数据如下表;年份 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023年份代码x 1 2 3 4 5 6 7亩产量y/吨/亩) 0.4 0.5 0.8 1.1 1.5 1.7 0.2(1)从这7年的有机胡夢卜的亩产数据中任取3年的数据,若至少有2年的亩产量不低于0.5吨/亩,求3年的亩产量都高于0.5吨/亩的概率;(2)已知这7年间有一年由于天气原因,导致胡萝卜损失很大.若剔除天气因素导致的异常,经计算,y与x有线性关系,求该经验回归方程,并预测在排除气候因素影响的情况下,2025年小王的有机胡萝卜的亩产量.附:.【考点】一元线性回归模型.【专题】转化思想;综合法;概率与统计;运算求解.【答案】(1);(2),2.54吨/亩.【分析】(1)利用条件概率的计算公式,即可求得答案;(2)剔除2023年的数据,根据最小二乘法的公式求出的值,即可得经验回归方程,将x=9代入,即可得2025年小王的有机胡萝卜的亩产量.【解答】解:(1)由表知,这7年的有机胡萝卜的亩产数据中,有5年的亩产量不低于0.5吨/亩,2年的亩产量低于0.5吨/亩,记A=“这7年中任取3年,至少有2年的亩产量不低于0.5吨/亩”,B=“这7年中任取3年,3年的亩产量都高于0.5吨/亩”,则,所以;(2)由表可知,2023年的数据异常,剔除2023年的数据,则剩余6年的数据中,,(5﹣3.5)(1.5﹣1)+(6﹣3.5)(1.7﹣1)=4.9,,所以,所以,所以y与x的经验回归方程为,当x=9时,(吨/亩).所以在排除气候因素影响的情况下,预测2025年小王的有机胡夢卜的亩产量为2.54吨/亩.【点评】本题考查条件概率以及线性回归方程,属于中档题.16.(15分)(2024 日照开学)记△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知.(1)若,求b;(2)若sinB+sinC=2sinA,求△ABC的面积.【考点】解三角形.【专题】计算题;整体思想;综合法;解三角形;运算求解.【答案】(1);(2).【分析】(1)由三角形内角和结合已知可得,化简可得:,再利用求解;(2)由已知结合正弦定理得b+c=4,再利用余弦定理得bc=4,从而得解.【解答】解:(1)因为A+B+C=π且,故,所以,代入可得:,因此,化简可得:,则,因为,所以,所以,所以可得:,化简可得:sinB=1,在△ABC中,由正弦定理可得:;(2)在△ABC中,sinB+sinC=2sinA,由正弦定理可知:可化为:故可得:b+c=2a,代入可得:b+c=4,所以(b+c)2=b2+c2+2bc=16,故b2+c2=16﹣2bc(*),在△ABC中,由余弦定理可得:,代入数据和(*)式可得:bc=4,所以三角形面积为:,故△ABC的面积为.【点评】本题考查了正弦定理和余弦定理的综合应用,属于中档题.17.(15分)(2023 遂宁模拟)已知函数f(x)=x(ex﹣1)x2.(1)求f(x)的单调区间和极大值;(2)若f(x)≥lnx+(a﹣2)xx2+1恒成立,求实数a的取值范围【考点】利用导数研究函数的单调性;利用导数研究函数的极值;利用导数研究函数的最值.【专题】函数思想;数形结合法;导数的概念及应用;数学抽象;运算求解.【答案】(1)f(x)的单调增区间为(﹣∞,﹣1)和(0,+∞),单调减区间为(﹣1,0);极大值为f(﹣1);(2)(﹣∞,2).【分析】(1)求导,利用导数得出单调性以及极值;(2)分离参数a,构造函数g(x),利用导数得出其最小值,从而得出实数a的取值范围.【解答】解:f′(x)=(x+1)ex﹣x﹣1=(x+1)(ex﹣1),由f′(x)>0可得:x<﹣1或x>0;由f′(x)<0可得﹣1<x<0,所以f(x)在(﹣∞,﹣1)单调递增,在(﹣1,0)单调递减,在(0,+∞)单调递增,所以f(x)的单调增区间为(﹣∞,﹣1)和(0,+∞),单调减区间为(﹣1,0),所以f(x)的极大值为f(﹣1),在x=﹣1时取极大值.(2)f(x)≥lnx+(a﹣2)x1恒成立等价于x﹣lnx+xex﹣ax﹣1≥0恒成立,因为x>0,所以a,令g(x),则g′(x),令h(x)=x2ex+lnx,则h′(x)=ex(x2+2x)0,所以h(x)在(0,+∞)上单调递增,又h(1)=e>0,h()11<0,所以 x0∈(,1)使得h(x0)=0,即lnx0=0,所以当x∈(0,x0)时,g′(x)<0,当x∈(x0,+∞)时,g′(x)>0,所以g(x)在(0,x0)上单调递减,在(x0,+∞)上单调递增,所以g(x)min=g(x0),由lnx0=0,可得ln,而y=xex在(0,+∞)上单调递增,所以x0=ln,即,所以g(x)min2,所以a∈(﹣∞,2).【点评】本题考查函数的导数应用,函数的单调性以及分类讨论思想的应用,考查计算能力.18.(17分)(2025 驻马店模拟)如图,圆台下底面圆O1的直径为AB,C是圆O1上异于A,B的点,P,M是圆台上底面圆O2上的两点,N是BC的中点,PA=AC=PC=BC=2,.(1)证明:BC⊥平面PAC.(2)求四面体PABC的外接球的表面积;(3)求直线MN与平面PAC所成角的正弦值的最大值.【考点】空间向量法求解直线与平面所成的角;球的表面积;直线与平面垂直.【专题】转化思想;向量法;分割补形法;空间位置关系与距离;空间角;运算求解;空间想象.【答案】(1)证明过程请见解答;(2);(3).【分析】(1)利用勾股定理逆定理证明BC⊥PC,结合BC⊥AC,根据线面垂直的判定定理即可得证;(2)将三棱锥B﹣ACP补成正三棱柱APC﹣EFB,结合正弦定理与勾股定理求得外接球的半径,再由球的表面积公式求解即可;(3)以点C为坐标原点建立空间直角坐标系,设点,利用空间向量法求线面角,结合基本不等式求该角正弦值的最大值即可.【解答】(1)证明:因为BC=PC=2,,所以BC2+PC2=PB2,即BC⊥PC,因为AB为圆O1的一条直径,C是圆O1上异于A、B的点,所以BC⊥AC,又PC、AC 平面PAC,PC∩AC=C,所以BC⊥平面PAC.(2)解:因为BC⊥平面PAC,且△PAC为正三角形,所以将三棱锥B﹣ACP补成正三棱柱APC﹣EFB,设正△APC的中心为点H,正△BEF的中心为Q,则QH的中点为外接球球心,记为G,在△PAC中,由正弦定理知,2AH,即AH,而GHBC=1,所以外接球的半径,故四面体PABC的外接球的表面积为.(3)解:因为BC⊥平面PAC,AC⊥BC,故以点C为坐标原点,CA、CB所在直线分别为x、y轴,过点C作垂直于底面的垂线为z轴,建立如图所示的空间直角坐标系,则,,N(0,1,0),设,连接PO2、MO2,则,因为|MO2|=|PO2|=1,所以(x﹣1)2+(y﹣1)2=1,易知平面PAC的一个法向量为,设直线MN与平面PAC所成的角为θ,则,不妨设x﹣1=cosα,y﹣1=sinα,则,设t=5+2cosα∈[3,7],则,则,当且仅当,即时,等号成立,所以直线MN与平面PAC所成角的正弦值的最大值为.【点评】本题考查立体几何的综合应用,熟练掌握线面垂直的判定定理,利用补形法求外接球的半径,以及利用向量法求线面角是解题的关键,考查空间立体感,逻辑推理能力和运算能力,属于难题.19.(17分)(2023秋 新北区校级月考)设抛物线Γ:y2=4x的焦点为F,经过x轴正半轴上点M(m,0)的直线l交Γ于不同的两点A和B.(1)若m=2,求证:原点O总在以线段AB为直径的圆的内部;(2)若|FA|=|FM|,且直线l1∥l,l1与Γ有且只有一个公共点E,问:△OAE的面积是否存在最小值?若存在,求出最小值,并求出M点的坐标;若不存在,请说明理由.(三角形面积公式:在△ABC中,设(x1,y1),(x2,y2),则△ABC的面积为S|x1y2﹣x2y1|).【考点】直线与抛物线的综合.【专题】方程思想;定义法;圆锥曲线的定义、性质与方程;逻辑思维.【答案】(1)证明过程见解答.(2)存在,点M的坐标为M(3,0)时,△OAE的面积存在最小值,最小值为2.【分析】(1)设A(x1,y1),B(x2,y2),若m=2,设出直线AB的方程,将直线方程与抛物线方程联立,利用韦达定理以及向量的数量积运算即可得证;(2)不妨设A(x1,y1),若|FA|=|FM,可得m=x1+2,此时M(x1+2,0),推出直线AB的斜率k,结合直线l1与直线AB平行,设直线l1的方程为yb,将直线l1的方程代入抛物线方程中,结合根的判别式得到b,设E(xE,yE),得到其横、纵坐标的表达式,代入三角形面积公式中,结合基本不等式进行求解即可.【解答】解:(1)证明:不妨设A(x1,y1),B(x2,y2),若m=2,不妨设直线AB的方程为x=my+2,联立,消去x并整理得y2﹣4my﹣8=0,由韦达定理得y1+y2=4m,y1y2=﹣8,此时x1x2+y1y2y1y2=4﹣8<0,所以∠AOB为钝角,则原点O总在以线段AB为直径的圆的内部;(2)存在,不妨设A(x1,y1),此时x1y1≠0,若|FA|=|FM|,此时|m﹣1|=x1+1,又m>0,所以m=x1+2,则M(x1+2,0),可得直线AB的斜率k,因为直线l1与直线AB平行,不妨设直线l1的方程为yb,将该直线方程代入抛物线方程中,可得y2y0,易知Δ=0,解得b,不妨设E(xE,yE),此时xE,yE,则S△OAE||≥2,当且仅当,即时,等号成立,此时,解得x1=1或x1=0(舍去),所以点M的坐标为M(3,0),当点M的坐标为M(3,0)时,△OAE的面积存在最小值,最小值为2.【点评】本题考查直线与抛物线综合应用,属于中档题.21世纪教育网(www.21cnjy.com) 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