河北省衡水中学2017届高三下学期第二次摸底考试(文数)
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河北省衡水中学2017届高三下学期第二次摸底考试数学(文科)考生注意:1.本试卷分必考部分和选考部分,共150分。
考试时间120分钟。
2.请将各题答案填在试卷后面的答题卡上。
3.本试卷主要考试内容:高中全部内容。
必考部分一、选择题:本大题共12个小题,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.已知集合{A k =∈N |10-k }N ,{|2B x x n ==或3,x n n =∈}N ,则A B =I ( ) A .{}6,9 B .{}3,6,9 C .{}1,6,9,10 D .{}6,9,10 2.若复数z 满足()2z 12i 13i (i -+=+为虚数单位),则复数z 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 3.已知命题:p 一组数据的平均数一定比中位数小;命题:1,1,log 2log 22a b q a b b a ∀>>+≥则下列命题中为真命题的是 ( )A . p q ∧B .()p q ⌝∧ C. ()p q ∧⌝ D .()p q ∨⌝ 4. 设函数()4,12,1xx a x f x x +<⎧=⎨≥⎩,若243f f ⎛⎫⎛⎫=⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,则实数a =( ) A .23-B .43- C. 43-或 23- D .2-或 23- 5.若实数,x y 满足条件21022030x y x y x -+≥⎧⎪+-≥⎨⎪-≤⎩,则432z x y =-+的最大值为( )A .14- B .4- C.419- D .423-6.运行如图所示的程序框图,输出的结果S 等于( )A .9B .13 C. 15 D .257.若以2为公比的等比数列{}n b 满足2221log log 23n n b b n n +⋅-=+,则数列{}n b 的首项为( )A .12B .1 C.2 D .4 8.已知函数()g x 的图象向左平移13个单位所得的奇函数()()()cos 0,0,0f x A x A ωϕωϕπ=+>><<的部分图象如图所示,且MNE ∆是边长为1的正三角形,则()g x 在下列区间递减的是 ( ) A .53,22⎡⎤--⎢⎥⎣⎦ B .94,2⎡⎤⎢⎥⎣⎦ C. 11,33⎡⎤-⎢⎥⎣⎦D .11,26⎡⎤--⎢⎥⎣⎦ 9.已知12,F F 分别是双曲线()2222:10,0x y C a b a b-=>>的左、右焦点,,M N 分别是双曲线C 的左、右支上关于y 轴对称的两点,且1222F F ON MN ==,则双曲线C 的两条渐近线的斜率之积为( )A .4-B .423-- C.323-- D .422-- 10.如图,网格纸上小正方形的边长为1,粗实线画出的是某几何体的三视图,则该几何体的表面积为( )A .2843122+B .3643122+C .3642123+D .44122+11.椭圆()222101y x b b+=<<的左焦点为F ,上顶点为A ,右顶点为B ,若FAB ∆的外接圆圆心(),P m n 在直线y x =-的左下方,则该椭圆离心率的取值范围为 ( )A .22⎛⎫ ⎪⎝⎭B .1,12⎛⎫ ⎪⎝⎭ C.20,2⎛ ⎝⎭D .10,2⎛⎫ ⎪⎝⎭12.设函数()3(xg x e x a a =+-∈R,e 为自然对数的底数),定义在R 上的连续函数()f x 满足:()()2f x f x x -+=,且当0x <时,()'f x x <,若存在()(){}0|222x x f x f x x ∈+≥-+,使得()()00g g x x =,则实数a 的取值范围为( ) A .12e ⎛⎤-∞ ⎥⎝⎦ B .(],2e -∞+ C. 1,2e ⎛⎤-∞+ ⎥⎝⎦ D .(2e ⎤-∞⎦ 二、填空题(每题5分,满分20分,将答案填在答题纸上)13.某校为了解学生学习的情况,采用分层抽样的方法从高一2400人、高二 2000人、高三n 人中,抽取90人进行问卷调查.已知高一被抽取的人数为36,那么高三被抽取的人数为 . 14.Rt ∆ABC 中,,4,5,(,2A AB AC AM AB AC πλμλμ=====+∈u u u r u u u r u u u u r u u u r u u u rR)),若AM BC ⊥,则λμ= . 15.《九章算术》是我国古代一部重要的数学著作,书中给出了如下问题:“今有良马与驽马发长安,至齐,齐去长安一千一百二十五里.良马初日行一百零三里,日增一十三里,驽马初日行九十七里,日减半里,良马先至齐,复还迎驽马,问几何日相逢?”其大意:“现有良马和驽马同时从长安出发到齐去,已知长安和齐的距离是1125里.良马第一天走103里,之后每天比前一天多走13里.驽马笫一天走97里,之后每天比前一天少走0.5里.良马到齐后,立刻返回去迎驽马,多少天后两马相遇?”在这个问题中驽马从出发到相遇行走的路程为 里. 16.点M 是棱长为32的正方体1111ABCD A B C D -的内切球O 球面上的动点,点N 为11B C 上一点,112,NB NC DM BN =⊥,则动点M 的轨迹的长度为 .三、解答题 (本大题共6小题,共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.) 17. (本小题满分12分)在ABC ∆中,内角,,A B C 的对边分别为,,a b c ,已知24cos 4sin sin 32B CB C --=. (1)求A ;(2)若()2243cos cos bc A a B a b -+=-,求ABC ∆面积.18. (本小题满分12分)如图是某市2017年3月1日至16日的空气质量指数趋势图,空气质量指数()AQI 小于100表示空气质量优良,空气质量指数大于200表示空气重度污染.(1)若该人随机选择3月1日至3月14日中的某一天到达该市,到达后停留3天(到达当日算1天),求此人停留期间空气重度污染的天数为1天的概率;(2)若该人随机选择3月7日至3月12日中的2天到达该市,求这2天中空气质量恰有1天是重度污染的概率.19. (本小题满分12分)如图,四棱锥P ABCD -中,平面PAD ⊥平面ABCD ,底面ABCD 为 梯形,//,223,AB CD AB DC AC BD F ===I ,且PAD ∆与ABD ∆ 均为正三角形,G 为PAD ∆的重心. (1)求证://GF 平面PDC ; (2)求点G 到平面PCD 的距离.20. (本小题满分12分)已知抛物线()2:20C y px p =>的焦点为,F A 为C 上位于第一象限的任意一点,过点A 的直线l交C 于另一点B ,交x 轴的正半轴于点D .(1)若当点A 的横坐标为3,且ADF ∆为等腰三角形,求C 的方程; (2)对于(1)中求出的抛物线C ,若点()001,02D x x ⎛⎫≥⎪⎝⎭,记点B 关于x 轴的对称点为,E AE 交x 轴于点P ,且AP BP ⊥,求证:点P 的坐标为()0,0x -,并求点P 到直线AB 的距离d 的取值范围.21. (本小题满分12分) 函数()21ln (2f x x x ax a =++∈R),()232=+x g x e x . (1)讨论()f x 的极值点的个数; (2)若()()0,x f x g x ∀>≤.①求实数a 的取值范围;②求证:0x ∀>,不等式()212xee x e x x+-++>成立. 选考部分请考生在22、23两题中任选一题作答,如果多做,则按所做的第一题记分.22. (本小题满分10分)选修4-4:坐标系与参数方程在直角坐标系中xOy 中,曲线C 的参数方程为cos (2sin x a tt y t =⎧⎨=⎩为参数,0a >). 以坐标原点为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,已知直线l 的极坐标方程为cos 224πρθ⎛⎫+=- ⎪⎝⎭(1)设P 是曲线C 上的一个动点,当3a =P 到直线l 的距离的最大值; (2)若曲线C 上所有的点均在直线l 的右下方,求a 的取值范围.23. (本小题满分10分)选修4-5:不等式选讲已知定义在R 上的函数()2,f x x m x m =--∈N *,且()4f x <恒成立.(1)求实数m 的值;(2)若()()()()0,1,0,1,3f f αβαβ∈∈+=,求证:4118αβ+≥.数学(文科)参考答案一、选择题1-5: DCBAD 6-10: CDBCB 11-12:AB二、填空题13. 24 14.251615. 855 16.5 三、解答题17. 解:(1)()()1cos 44sin sin 22cos cos 2sin sin 22cos 2B C B C B C B C B C +-⨯-=+-=++122cos 3,cos 2A A =-==-,20,3A A ππ<<∴=Q .(2)(2222222222b c a a c b bc ac a b bc ac +-+--⋅+⋅=-Q ,22222222222222b c a b c a a c b a b bc +-+-+-∴-+=-,22222222220,,023b c a b c a A b c a bc π+-∴+--==∴+-≠Q ,11310,sin 222ABC bc S bc A ∆∴-====⨯=. 18. 解:(1)设i A 表示事件“此人于3月i 日到达该市”()1,2,...,14i =.依题意知,()114i P A =,且()i j A A i j =∅≠I .设B 为事件“此人停留期间空气重度污染的天数为1天” ,则356710B A A A A A =U U U U ,所以()()()()()()356710514P B P A P A P A P A P A ==U U U U ,即此人停留期间空气重度污染的天数为1天的概率为514. (2) 记3月7日至3月12日中重度污染的2天为,E F ,另外4天记为,,,a b c d ,则6天中选2天到达的基本事件如下:()()()()()()()()()()()(),,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,a b a c a d a E a F b c b d b E b F c d c E c F , ()()(),,,,,d E d F E F 共15种,其中2天恰有1天是空气质量重度污染包含()()()()()()()(),,,,,,,,,,,,,,,a E a F b E b F c E c F d E d F 这8个基本事件,故所求事件的概率为815. 19. 解:(1)连接AG 并延长交PD 于H ,连接CH .由梯形,//ABCD AB CD 且2AB DC =,知21AF FC =,又G 为PAD ∆的重心,21AG GH ∴=,在AHC ∆中,21AG AF GH FC ==,故//GF HC .又HC ⊂平面,PCD GF ⊄平面,//PCD GF ∴平面PDC .(2)连接PG 并延长交AD 于E ,连接BE ,因为平面PAD ⊥平面,ABCD PAD ∆与ABD ∆均为正三角形,E ∴为AD 的中点,,,PE AD BE AD PE ∴⊥⊥∴⊥平面ABCD ,且3PE =.由(1)知//GF 平面1,3G PCD F PCD P CDF CDF PDC V V V PE S ---∆∴===⨯⨯.又由梯形,//ABCD AB CD ,且223AB DC ==12333DF BD ==又ABD ∆为正三角形,得1360,sin 2CDF CDF ABD S CD DF BDC ∆∠=∠=∴=⨯⨯⨯∠=o ,得133P CDF CDF V PE S -∆=⨯⨯=,所以三棱锥G PCD -的体积为32.又2223,,3,323CD DE CDE CE PC PE EC π==∠=∴==+=Q 在PCD ∆中, 31218115115315cos ,sin ,32322344244PDC PDC PDC S ∆+-∠==-∠===⨯⨯,故点G到平面PCD 33325231515==.20. 解:(1) 由题知,0,322p p F FA ⎛⎫=+⎪⎝⎭,则()3,0,D p FD +的中点坐标为33,024p ⎛⎫+ ⎪⎝⎭,则33324p+=,解得2p =,故C 的方程为24y x =. (2) 依题可设直线AB 的方程为()()()011220,,,,x my x m A x y B x y =+≠,则()22,E x y -,由204y x x my x ⎧=⎨=+⎩消去x ,得220001440,.161602y my x x m x --=≥∴∆=+>Q ,121204,4y y m y y x +==-,设P 的坐标为(),0P x ,则()()2211,,,P P PE x x y PA x x y =--=-u u u r u u u r,由题知//PE PA u u u r u u u r,所以()()21210P P x x y y x x -+-=,即()()221212211221211244P y y y y y y y y x y y x y y x +++=+==,显然1240y y m +=≠,所以1204P y y x x ==-,即证()0,0P x x -,由题知EPB ∆为等腰直角三角形,所以1AP k =,即12121y y x x +=-,也即()122212114y y y y +=-,所以()21212124,416y y y y y y -=∴+-=,即22000161616,1,1m x m x x +==-<,又因为012x ≥,所以011,2x d ≤<===,令()220224,2,2t t x t d t t t ⎛-=∈=-==- ⎝⎦,易知()42f t t t =-在⎛ ⎝⎦上是减函数,所以2d ⎫∈⎪⎪⎣⎭. 21. 解:(1)()()[)1',0,'2,f x x a x f x a x=++>∴∈++∞Q . ① 当20a +≥,即[)2,a ∈-+∞时,()'0f x ≥对0x ∀>恒成立,()f x 在()0,+∞ 上单调递增,()f x 没有极值点. ②当20a +<,即(),2a ∈-∞-时,方程210x ax ++=有两个不等正数解12,x x ,()()()()21211'0x x x x x ax f x x a x x x x --++=++==>,不妨设120x x <<,则当()10,x x ∈时,()()'0,f x f x >递增,当()12,x x x ∈时,()()'0,f x f x <递减,当()2,x x ∈+∞时,()()'0,f x f x >递增,所以12,x x 分别为()f x 的极大值点和极小值点. ()f x 有两个极值点.综上所述,当[)2,a ∈-+∞时,()f x 没有极值点,当(),2a ∈-∞-时,()f x 有两个极值点.(2) (i )()()2ln xf xg x e x x ax ≤⇔-+≥,由0x >,即2ln x e x xa x+-≤对于0x ∀>恒成立,设()()()22212ln ln (0),'xx xe x x e x x e x x x x x x x x ϕϕ⎛⎫+--+- ⎪+-⎝⎭=>=()()()21ln 11x e x x x x x-+++-=,0,x >∴Q 当()0,1x ∈时,()()'0,x x ϕϕ<递减,当()1,x ∈+∞时,()()'0,x x ϕϕ>递增,()()11,1x e a e ϕϕ∴≥=+∴≤+. (ii )由(i )知,当1a e =+时,有()()f x g x ≤,即()()22231ln 11ln 22x x e x x x e x e x e x x +≥+++⇔+-+≥, ① 当且仅当1x =时取等号.以下证明ln 2e x x +≥,设()()221ln ,'e e x ex x x x x x xθθ-=+=-=,所以当()0,x e ∈时,()()'0,x x θθ<递减,当(),x e ∈+∞时,()()'0,x x θθ>递增,()()2,ln 2ex e x xθθ∴≥=∴+≥,②当且仅当x e =时取等号. 由于①②等号不同时成立,故有()212xee x e x x+-++>. 22. 解:(1)由cos 4πρθ⎛⎫+=- ⎪⎝⎭)cos sin 2ρθρθ-=-()2x y -=-l 的方程为40x y -+=,依题意,设(),2sin P t t ,则P 到直线l的距离6d t π⎛⎫===+ ⎪⎝⎭,当26t k ππ+=,即2,6t k k Z ππ=-∈时,max d ==,故点P 到直线l的距离的最大值为.(2)因为曲线C 上的所有点均在直线l 的右下方,t ∴∀∈R ,cos 2sin 40-+>a t t 恒成立,即()4t ϕ+-(其中2tan aϕ=)恒成立,4<,又0a >,解得0a <<故a 取值范围为(.23. 解:(1)222x m x x m x m --≤--=Q ,要使24x m x --<恒成立,则2m <,解得22m -<<.又m ∈Q N *,1∴=m .(2)()()()()0,1,0,1,22223f f αβαβαβ∈∈∴+=-+-=Q ,即()141414,22525182βααβαβαβαβαβ⎛⎛⎫⎛⎫+=∴+=++=++≥+= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝,当且仅当4βααβ=,即11,36αβ==时取等号,故4118αβ+≥.。