虹口区2019学年度第一学期期终学生学习能力诊断测试高三数学 试卷 2019年12月考生注意:1.本试卷共4页,21道试题,满分150分,考试时间120分钟.2.本考试分设试卷和答题纸. 作答必须涂(选择题)或写(非选择题)在答题纸上,在试卷上作答一律不得分.一、填空题(本大题满分54分)本大题共12题,第1-6题,每空填对得4分;第7-12题,每空填对得5分. 请直接将结果填写在答题纸相应题号的空格内.1. 设全集21,1,x U R A x x -⎧⎫==>⎨⎬⎩⎭若则U A =ð_______. 2.若复数31iz i-=+(i 为虚数单位),则z =_________. 3. 设,x R +∈则21x x ++的最小值为________. 4.若sin2cos 0,2cos 1x x x= 则锐角x =_________.5. 设等差数列{}n a 的前n 项和为274,12,8,n S a a S +==若则n a =_______.6. 抛物线26x y =的焦点到直线3410x y +-=的距离为________.7. 设6270127(21)(1),x x a a x a x a x --=++++L 则5________.a =8. 设1()f x -为函数2()log (41)x f x =-的反函数,则当1()2()f x f x -=时,x 的值为_______. 9. 已知,m n α是平面外的两条不同直线. 给出三个论断:①;m n ⊥②//;n α③.m α⊥以其中两个论断作为条件,余下的一个论断作为结论,写出一个正确的命题(论断用序号表示):________________.10. 的直角三角板拼在一起,则OD AB ⋅=u u u r u u u r _________.(第16题图)B11.如图,12,F F 分别是双曲线222:1x C y a-=的左、右焦点,过2F 的直线与双曲线C 的两条渐近线分别交于,A B 两点,若212,0,F A AB FB F B =⋅=u u u r u u u r u u u r u u u r则双曲线C 的焦距12F F 为________. 12. 已知函数()f x 的定义域为(],0,2,()(2),R x f x x x ∈=-当时且对任意的,x R ∈均有 (2)2().f x f x += 若不等式15()2f x ≤在(],x a ∈-∞上恒成立,则实数a 的最大值为________.二、选择题(本大题共4题,满分20分)每题有且只有一个正确答案,考生应在答题纸的相应题号上,将所选答案的代号涂黑,选对得 5分,否则一律零分.13.设,x R ∈则“11x -<”是“24x <”的 ( ) (A )充分不必要条件 (B )必要不充分条件 (C )充要条件(D )既不充分也不必要条件14.已知函数())cos(2)f x x x θθ=+++为偶函数,且在0,2π⎡⎤⎢⎥⎣⎦上为增函数,则θ的一个值可以是 ( )(A )6π (B )3π (C )23π (D )23π- 15.已知函数()2,(),f x x g x x t =+=+定义函数(),()g(),()g(),()g().f x f x x F x x f x x ≤⎧=⎨>⎩当当若对任意的,x R ∈都有()(2)F x F x =-成立,则t 的取值为 ( )(A )4- (B )2- (C )0 (D )216.正四面体ABCD 的体积为1,O 为其中心, 正四面体EFGH 与正四面体ABCD 关于点O 对称, 则这两个正四面体的公共部分的体积为 ( ) (A )13(B )12(C )23 (D )341(第18题图)三、解答题(本大题共5题,满分76分)解答下列各题必须在答题纸的规定区域内写出必要的步骤.17.(本题满分14分) 本题共2小题,每小题7分. 在ABC ∆中,18,6,cos .3a b A ===- 求 (1)角B ; (2)BC 边上的高.18.(本题满分14分) 本题共3小题,第1小题4分,第2小题5分,第3小题5分. 如图,在圆柱1OO 中,它的轴截面11ABB A 是一个边长为2的正方形,点C 为棱1BB 的中点,点111C A B 为弧的中点. 求(1)异面直线11OC AC 与所成角的大小; (2)直线1CC 与圆柱1OO 底面所成角的大小; (3)三棱锥11C OAC -的体积.19.(本题满分14分)本题共2小题,第1小题6分,第2小题8分.某企业接到生产3000台某产品的甲、乙、丙3种部件的订单,每台产品需要这3种部件的数量分别为2,2,1(单位:件).已知每个工人每天可生产甲部件6件,或乙部件3件,或丙部件2件.该企业计划安排200名工人分成三组分别生产这3种部件,生产乙部件的人数与生产甲部件的人数成正比例,比例系数为k (k 2≥为正整数).(1)设生产甲部件的人数为x ,分别写出完成甲、乙、丙3种部件生产需要的时间; (2)假设这3种部件的生产同时开工,试确定正整数k 的值,使完成订单任务的时间最短,并给出时间最短时具体的人数分组方案.20.(本题满分16分)本题共3小题,第1小题5分,第2小题5分,第3小题6分. 已知两点12(0),0),F F 设圆O :224x y +=与x 轴交于,A B 两点,且动点P 满足:以线段2F P 为直径的圆与圆O 相内切,如图所示.记动点P 的轨迹为Γ,过点2F 与x 轴不重合 的直线l 与轨迹Γ交于,M N 两点.(1) 求轨迹Γ的方程;(2) 设线段MN 的中点为Q ,直线OQ 与直线x =,R 求证:2F R l ⊥u u u u r ; (3)记,ABM ABN ∆∆的面积分别为12,,S S 求12S S -的最大值及此时直线l 的方程.21.(本题满分18分) 本题共3小题,第1小题4分,第2小题6分,第3小题8分.在数列{}n a 中,1212210,,,,2m m m a m N a a a m *-+=∈且对任意的构成以为公差的等差数列.(1)求证:456,,a a a 成等比数列; (2)求数列{}n a 的通项公式;(3)设2222323,2n n nn S S n a a a =+++-L 试问是否存在极限?若存在,求出其值;若不存在,请说明理由.A虹口区2019学年度第一学期期终学生学习能力诊断测试高三数学 参考答案和评分标准 2019年12月一、填空题(本大题满分54分)本大题共12题,第1-6题,每题填对得4分;第7-12题,每题填对得5分.1.[]0,1 21 4.4π 5.23()n n N *-∈ 6.17. 36 8. 1 9.若①③,则② (或:若②③,则①) 10.1- 11 12.274二、选择题(本大题共 4题,每题5分,满分20分)13. A 14. D 15.A 16. B 三、解答题(本大题共5题,满分76分)17.(本题满分14分)本题共2小题,每小题7分. 解:(1)在ABC ∆中,由1cos ,sin 3A A =-=得…… 2分 由正弦定理,得6sin 3sin 8b AB a=== …… 5分 于是由角A 为钝角,知.4B π=…… 7分sinC sin()cosA)2A B =+=+=() 因…… 10分设ABC ∆的BC 边上的高为h,则由11sin ,22ABC S ah ab C ∆==得sin 64h b C === 即ABC ∆的BC 边上的高等于4 …… 14分 18.(本题满分14分) 本题共3小题,第1小题4分,第2小题5分,第3小题5分.解:(1)以点O 为原点,直线1,OB OO 分别为,y z轴,建立空间直角坐标系,如图所示.则相关点的坐标为(0,0,0),(0,1,0),O B 1(0,1,2),B(0,1,1),C 111(0,1,2),(0,0,2),(1,0,2).A O C - 于是11(0,1,1),(1,1,0).OC AC ==u u u r u u u u r ……2分从而1111111cos ,,2OC A C OC A C OC A C ⋅<>===⋅u u u r u u u u ru u u r u u u u r u u u r u u u u r 因此,异面直线11OC AC 与所成角的大小为.3π……4分 (2)由于1(0,0,2)OO =u u u u r是圆柱1OO 底面的一个法向量,又1(1,1,1)CC =-u u u u r,……6分 设直线1CC 与圆柱1OO 底面所成角的大小为,θ 则111111sin cos ,=CC OO CC OO CC OO θ⋅=<>==⋅u u u u r u u u u ru u u u r u u u u r u u u u r u u u u r于是,直线1CC 与圆柱1OO底面所成角的大小为 …… 9分 (3)由于三棱锥11C OAC -的顶点11111,C OA C C O =到面的距离为 …… 11分 而 111111111322121121.2222OA C OAA OBC A B C ABB A S S S S S ∆∆∆∆=---=⨯-⨯⨯-⨯⨯-⨯⨯=正方形故 1111111311.3322C OA C OA C V S O C -∆=⋅=⨯⨯= …… 14分 19.(本题满分14分) 本题共2小题,第1小题6分,第2小题8分.解:(1)设完成甲、乙、丙3种部件生产需要的时间(单位:天)分别为123(),(),(),T x T x T x 则由题意,得[]12323000100023000200030001500(),(),(),63()2200(1)200(1)T x T x T x x x k x kx k x k x⨯⨯======-+-+即123100020001500(),(),(),200(1)T x T x T x x kx k x===-+ ……4分 其中,,200(1)x kx k x -+均为1到200的正整数,且.k N *∈ ……6分(2)完成订单所用的时间为{}123()max (),(),(),f x T x T x T x =其定义域为2001,,,2.1x x x k N k k *⎧⎫≤<∈≥⎨⎬+⎩⎭且 由于1210002000(),()T x T x x kx ==均为减函数,31500()200(1)T x k x=-+为增函数,并注意到212()().T x T x k=……8分 (i )当2k =时,12()(),T x T x =此时{}12310001500()max (),(),()max ,,2003f x T x T x T x x x ⎧⎫==⎨⎬-⎩⎭其中{}166,.x x x N *≤≤∈且由13(),()T x T x 的单调性知,当100015002003x x =-时,()f x 取得最小值,解得400.9x =由于134002503004445,(44)T (44),(45)T (45),(44)(45).91113f f f f <<====<而故 当44x =时,完成订单任务所用的时间最短,最短时间为25011天. ……11分(ii )当2k >时,12()(),T x T x > 由于,3,k N k *∈≥故此时3375()(),()50T x T x T x x≥=-且为增函数.于是 {}{}1311000375()max (),()max (),() = g()max ,.50f x T x T x T x T x x x x ⎧⎫=≥=⎨⎬-⎩⎭由1(),()T x T x 的单调性知,当100037550x x=-时,()g x 取得最小值,解得400.11x =由于134002502503752503637,(36)T (36),(37)T (37),119111311g g <<==>==>而此时完成订单任务的最短时间大于25011天.综上所述,当2k =时,完成订单任务所用时间最短,最短时间为25011天;此时生产甲、乙、丙3种部件的人数分别为44,88,68人. ……14分20.(本题满分16分)本题共3小题,第1小题5分,第2小题5分,第3小题6分. 解:(1)连结1,PF 设2PF 的中点为,C 则12.PF CO = 由圆C 与圆O 相内切,得 22,CO CF +=于是 1222()4,PF PF CO CF +=+= ……3分 因此,动点P 的轨迹是:以12,F F 为焦点,4为长轴长的椭圆;其方程为 22 1.4x y +=……5分证:(2)设直线l的方程为x my =并设1122(,),(,),M x yN x y 则由2244,x my x y ⎧=⎪⎨+=⎪⎩ 22(m 4)10,y ++-=得 故121221.4y y y y m +==-+从而1212()x x m y y+=++=于是Q……7分所以),OQ m=-u u u r于是直线40.OQ mx y+=的方程为由40,mx yx+=⎧⎪⎨=⎪⎩解得),R从而2)).F R m==-u u u u r由于直线l的法向量2(1,m)//,F R-u u u u r故2.F R l⊥u u u u r……10分解:(3)由(2)知121221.4y y y ym+==-+故111222112,2,22S AB y y S AB y y=⋅==⋅=……12分而120,y y<故12121222S S y y y y-=+=-=……14分由于12S S-最大时0,m≠故12mmS S-=≤=+当且仅当2m=时,等号成立.因此12maxS S-=此时直线l的方程为20,20.x y x y+=-或……16分21. (本题满分18分)本题共3小题,第1小题4分,第2小题6分,第3小题8分.证:(1)因为1212210,,,,2m m ma m N a a a m*-+=∈且对任意的构成以为公差的等差数列.所以,当121321,0,22,24;m a a a a a===+==+=时当343542,4,48,412;m a a a a a===+==+=时……2分当565763,12,618,624.m a a a a a===+==+=时于是65543,2a aa a==故456,,a a a成等比数列. ……4分解:(2)由题意,对2121,4,m mm N a a m*+-∈-=任意的有于是2121212123311()()()(1)44(1)41042(1),2m m m m m a a a a a a a a m m m m m m ++---=-+-++-++=+-++⨯+=⋅=+L L结合10,a =得212(1)().m a m m m N +=+∈令121,,2n m n m -+==则得21112().222n n n n a n -+-=⋅⋅=为奇数 ……7分由题意,对2221,22(1)22,m m m N a a m m m m m *+∈=-=+-=任意的有 故对正偶数,n 有 222().22n n n a ==因此,数列{}n a 的通项公式为2221,(1)12().24,2n n n n n n a a n N n n *⎧-⎪--⎪==+∈⎨⎪⎪⎩为奇数,或为偶数,……10分 解:(3)对于任意的,k N *∈有22222221(2)4(21)44111112,22().22(1)2(1)21k k k k k k k a k a k k k k k k ++++====+=+-+++ ……12分下面分n 为偶数与奇数两种情况讨论:(i )当n 为偶数时,设2(),n k k N *=∈22222,S a ==则当2k ≥时,222222242352124(2)35(21)111111()()22(1)(1)()()22231113142(1)2.22n k k k k S k k a a a a a a k k k n k n--⎡⎤=+++++++=+-+-+-++-⎢⎥-⎣⎦=-+-=--L L L 于是312.2nS n n-=-- ……15分(ii )当n 为奇数时,设21(),n k k N *=+∈则当2k ≥时,222222242352124(2)35(21)111111()()22(1)()()2223111314(1)2.2121n k k k k S k k a a a a a a k k k n k n ++⎡⎤=+++++++=++-+-++-⎢⎥+⎣⎦=+-=--++L L L 于是312.21nS n n -=--+综上,得31,3,21231.2n n n S n n n ⎧--≥⎪⎪+-=⎨⎪--⎪⎩为奇数,为正偶数于是2n S n -存在极限,且3lim (2).2nn S n →+∞-=-……18分。