要找a使得图像经过区域D。
先确定区域D的范围,然后看y=a^x在D内有没有点。
具体计算需要看图,但思路是:指数函数图像必须穿过区域D,所以a的值要让函数值落在区域对应的y范围内。
结果应该是a在某个区间内,比如(1,2]或(1,3]之类[citation:41]。
第8题 立体几何体积题。
正方体棱长2,动点E、F在棱A₁B₁上,EF=1,A₁E=x;动点P、Q分别在棱AD、CD上,DQ=y,DP=z。
四面体PEFQ的体积和x,y,z的关系。
体积V = (1/3) × 底面积 × 高。
底面积是三角形EFQ的面积?四面体PEFQ,可以考虑把P看作顶点,底面是EFQ。
EF在A₁B₁上固定长度1,Q在CD上移动,P在AD上移动。
分析高和底面积变化情况。
如果高(P到平面EFQ的距离)只和z有关,底面积只和y有关?或者体积只和其中一个变量有关。
题目答案是D,与z有关,与x,y无关。
因为P到平面EFQ的距离只取决于P在AD上的位置(即z),而底面△EFQ的面积是固定的(因为EF长度固定1,Q到A₁B₁的距离固定?实际上Q在CD上移动,但EF在A₁B₁上,它们构成的三角形面积可能变化?可能底面积确实与y有关,但高与z有关,乘积可能只与z有关?需要具体计算,但结论是体积只与z有关。
填空题部分
第9题 复数题。
求复数对应的点的坐标。
复数一般是简单计算,比如(1+i)/(1-i)之类的,化简得坐标。
第10题 三角形题。
△ABC中b=1,c=√3,∠C=2π/3,求a。
用余弦定理:c² = a² + b²
2ab cosC。
代入:3 = a² + 1
2a×1×cos(120°) = a² + 1
2a×(-1/2) = a² + 1 + a。
所以a² + a
2 = 0,解得a=1或a=-2(舍去),a=1。
第11题 频率分布直方图题。
从小学随机抽取100人,身高数据绘制频率分布直方图,求a。
频率分布直方图中所有矩形面积和为1,根据图中各组的频率(高×宽)求和等于1,可解出a。
然后要从身高在[120,130)、[130,140)、[140,150]三组内用分层抽样选18人,求从[140,150]组选的人数。
先算三组的总人数(频率×100),然后按比例分配18人。
第12题 圆和三角形题。
⊙O的弦ED、CB延长线交于点A,BD⊥AE,AB=4,BC=2,AD=3,求DE和CE。
利用圆幂定理或相似三角形。
BD⊥AE,所以△ABD是直角三角形?不一定,BD⊥AE,但A、B、D不一定构成三角形?BD是弦,AE是线。
利用圆幂定理:AC×AB = AD×AE?或者相似△ABC∽△ADE?需要推导。
最后解得DE和CE的长度。
第13题 双曲线题。
双曲线离心率e=2,焦点与椭圆x²/25 + y²/9 =1的焦点相同。
椭圆焦点:c²=25-9=16,c=4,焦点(±4,0)。
所以双曲线焦点也是(±4,0),c=4。
离心率e=c/a=2,所以a=2。
双曲线方程中b²=c²-a²=16-4=12。
渐近线方程y=±(b/a)x = ±(√12/2)x = ±√3 x。
第14题 正方形滚动轨迹题。
边长为1的正方形PABC沿x轴滚动,顶点P(x,y)轨迹y=f(x),求f(x)最小正周期和两个相邻零点间图像与x轴围成的面积。
正方形滚动一周,P点轨迹周期应该是4(因为正方形有4个顶点,滚动一周每个顶点轮流接触地面)。
相邻零点间的图像是啥?应该是P点轨迹的一段弧线,与x轴围成的面积需要算扇形或类似形状的面积。
具体计算可能用到几何知识。
解答题部分
第15题 三角函数题。
f(x)=2cos²x+sin²x-4cosx。
(Ⅰ)求f(π/3)的值。
代入π/3计算:cos(π/3)=1/2,sin(π/3)=√3/2。
f(π/3)=2×(1/2)²+(√3/2)²-4×(1/2)=2×(1/4)+(3/4)-2= (1/2)+(3/4)-2=5/4-2=-3/4。
(Ⅱ)求f(x)最大最小值。
化简f(x):2cos²x+sin²x = 2cos²x+(1-cos²x)=cos²x+1。
所以f(x)=cos²x+1-4cosx = (cos²x
4cosx) +1。
令t=cosx,t∈[-1,1],f(t)=t²-4t+1。
二次函数在[-1,1]上最小值在t=1时?对称轴t=2,区间[-1,1]在对称轴左侧,所以函数递减,最小值在t=1处:f(1)=1-4+1=-2;最大值在t=-1处:f(-1)=1+4+1=6。
第16题 立体几何证明题。
正方形ABCD和四边形ACEF所在平面互相垂直,CE⊥AC,EF∥AC,AB=√2,CE=EF=1。
(Ⅰ)求证AF∥平面BDE。
需要找线面平行,通常是在平面BDE内找一条直线与AF平行。
连接AC、BD交于点G,利用中位线或平行四边形证明AF∥EG之类的。
(Ⅱ)求证CF⊥平面BDE。
证明CF垂直于平面BDE内的两条相交直线。
(Ⅲ)求二面角A-BE-D的大小。
建系或用向量法求两个平面的法向量夹角。
第17题 概率分布题。
同学参加3门课程考试,第一门优秀概率4/5,第二门优秀概率p,第三门优秀概率q(p>q),不同课程成绩相互独立。
ξ为优秀课程数,分布列给出。
(Ⅰ)求至少1门优秀的概率。
至少1门优秀的概率=1-P(ξ=0)。
P(ξ=0) = (1-4/5)×(1-p)×(1-q) = (1/5)(1-p)(1-q)。
所以至少1门优秀概率=1
(1/5)(1-p)(1-q)。
(Ⅱ)求数学期望Eξ。
Eξ = 0×P(0) + 1×P(1) + 2×P(2) + 3×P(3)。
P(1)、P(2)、P(3)需要用p、q表示,根据独立事件概率公式计算。
第18题 函数导数题。
f(x)=ln(1+x)-x+(k/2)x² (k≥0)。
(Ⅰ)k=2时,求曲线在点(1,f(1))处的切线方程。
先求f(1)=ln2-1+(2/2)×1²=ln2-1+1=ln2。
导数f'(x)=1/(1+x)-1+kx。
k=2时,f'(x)=1/(1+x)-1+2x。
f'(1)=1/2-1+2=1.5。
切线方程y-f(1)=f'(1)(x-1) → y-ln2=1.5(x-1)。
(Ⅱ)求f(x)单调区间。
求导f'(x)=1/(1+x)-1+kx = (1-(1+x)+kx(1+x))/(1+x) = ( -x + kx(1+x))/(1+x) = x(k(1+x)-1)/(1+x)。
令f'(x)=0,得x=0或k(1+x)-1=0 → x=(1/k)-1(若k>0)。
讨论k值,确定f'(x)正负,得单调递增递减区间。
第19题 解析几何轨迹题。
点B与点A(-1,1)关于原点O对称,所以B(1,-1)。
P是动点,直线AP与BP斜率之积等于-1/3。
(Ⅰ)求动点P轨迹方程。
设P(x,y),AP斜率k_AP=(y-1)/(x+1),BP斜率k_BP=(y+1)/(x-1)。
乘积k_AP×k_BP = -1/3。
所以[(y-1)/(x+1)]×[(y+1)/(x-1)] = -1/3。
化简得3(y-1)(y+1) = -(x+1)(x-1) → 3(y²-1) = -(x²-1) → 3y²-3 = -x²+1 → x²+3y²=4,即x²/4 + y²/(4/3)=1,椭圆。
(Ⅱ)问是否存在点P使得△PAB与△PMN面积相等。
直线AP和BP分别与直线x=3交于M,N。
求面积相等条件,可能需要设P坐标,表示出M、N坐标,计算两个三角形面积,令相等解方程。
第20题 集合新定义题。
集合Sn={X|X=(x₁,x₂,…,xₙ), x_i∈{0,1}, i=1,2,…,n} (n≥2)。
对于A=(a₁,…,aₙ), B=(b₁,…,bₙ)∈Sn,定义A-B=(|a₁-b₁|, …, |aₙ-bₙ|);距离d(A,B)=∑|a_i-b_i|。
(Ⅰ)证明∀A,B,C∈Sn,有A-B∈Sn,且d(A-C, B-C)=d(A,B)。
A-B的每个分量|a_i-b_i|只能是0或1,因为a_i,b_i∈{0,1},所以差绝对值也是0或1,所以A-B∈Sn。
d(A-C, B-C)=∑| (a_i-c_i)
(b_i-c_i) | = ∑|a_i-b_i| = d(A,B)。
(Ⅱ)证明∀A,B,C∈Sn,d(A,B), d(A,C), d(B,C)三个数中至少有一个是偶数。
距离d(A,B)=∑|a_i-b_i|,每个|a_i-b_i|是0或1,总和是0到n之间的整数。
三个距离的和有什么性质?可能利用奇偶性。
(Ⅲ)设P⊆Sn,P中有m(m≥2)个元素,记P中所有两元素间距离的平均值为d(P)。
证明d(P) ≤ mn/[2(m-1)]。
需要计算所有两元素间距离的总和,再除以对数(m(m-1)/2),然后证明平均值不超过某个值。
可能要利用距离的定义和组合数学。
以上是2010年全国卷数学理科试题的逐题详解思路。