江苏省无锡市2019-2020学年数学高二下期末综合测试试题一、单选题(本题包括12个小题,每小题35,共60分.每小题只有一个选项符合题意)1.已知定义在R 上的函数()y f x =的导函数为()f x ',满足()()f x f x '>,且()02f =,则不等式()2x f x e >的解集为( )A .(),0-∞B .()0,∞+C .(),2-∞D .()2,+∞2.已知双曲线方程为22221(0)x y a b a b-=>>,它的一条渐近线与圆()2222x y -+=相切,则双曲线的离心率为( )A .2B .2C .3D .223.已知空间向量(3,a =1,0),(),3,1b x =-,且a b ⊥,则(x = )A .3-B .1-C .1D .24.若{}{}1,21,2,3,4,5A ⊆⊆则满足条件的集合A 的个数是( )A .6B .7C .8D .95.如图,网格纸上小正方形的边长为1,粗线画出的是某几何体的三视图,其中俯视图由两个半圆和两条线段组成,则该几何体的表面积为( )A .1712π+B .2012π+C .1212π+D .1612π+6.曲线4sin y x x =+在43x π=处的切线的斜率为( ) A .2- B .1-C .0D .1 7.已知{a n }为等差数列,其前n 项和为S n ,若a 3=6,S 3=12,则公差d 等于( )A .1B .C .2D .38.下列函数中,既是奇函数又在(0,)+∞内单调递增的函数是( )A .3y x =-B .cos y x =C .1y x x =+D .||y x x =9.把10个苹果分成三堆,要求每堆至少1个,至多5个,则不同的分法共有( )A .4种B .5种C .6种D .7种10.2018年平昌冬奥会期间,5名运动员从左到右排成一排合影留念,最左端只能排甲或乙,最右端不能排甲,则不同的排法种数为( )A .21B .36C .42D .8411.已知某次数学考试的成绩服从正态分布2(102,4)N ,则114分以上的成绩所占的百分比为( ) (附()0.6826P X μσμσ-<≤+=,(22)0.9544P X μσμσ-<≤+=,(33)0.9974P X μσμσ-<+=≤)A .0.3%B .0.23%C .0.13%D .1.3%12.已知一袋中有标有号码1、2、3的卡片各一张,每次从中取出一张,记下号码后放回,当三种号码的卡片全部取出时即停止,则恰好取5次卡片时停止的概率为( )A .585B .1481C .2281D .2581二、填空题(本题包括4个小题,每小题5分,共20分)13.若1x =是函数()()25x x a e f x x =+-的极值点,则()f x 在[]22-,上的最小值为______. 14.假设每一架飞机的每一个引擎在飞行中出现故障概率均为1p -,且各引擎是否有故障是独立的,已知4引擎飞机中至少有3个引擎飞机正常运行,飞机就可成功飞行;2引擎飞机要2个引擎全部正常运行,飞机才可成功飞行.要使4引擎飞机比2引擎飞机更安全,则p 的取值范围是__________.15.在直角坐标系中,已知1,0A ,()4,0B ,若直线10x my +-=上存在点P ,使得2PA PB =,则实数m 的取值范围是______.16.已知幂函数()y f x =的图象过点(,则()9f =______.三、解答题(本题包括6个小题,共70分)17.在平面直角坐标系中,射线:(0)l y kx x =≥ 的倾斜角为α ,且斜率k ∈.曲线1C 的参数方程为1cos (sin x y ααα=+⎧⎨=⎩ 为参数);在以原点O 为极点,x 轴的正半轴为极轴的极坐标系中,曲线2C 的极坐标方程为2cos sin ρθθ= .(1)分别求出曲线1C 和射线l 的极坐标方程;(2)若l 与曲线1C ,2C 交点(不同于原点)分别为A,B ,求|OA||OB|的取值范围.18.已知函数32()2f x x ax =-+(1)讨论()f x 的极值;(2)当0<<3a 时,记()f x 在区间[0,2]的最大值为M ,最小值为m ,求M m -.19.(6分)在直角坐标系xOy 中,直线l 的参数方程为3423x t y t =+⎧⎨=-+⎩,(t 为参数).以坐标原点为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系,曲线C 的极坐标方程为22cos 80ρρθ+-=.(1)求直线l 的普通方程和曲线C 的直角坐标方程;(2)若点p 是直线l 的一点,过点p 作曲线C 的切线,切点为Q ,求PQ 的最小值.20.(6分)某育种基地对某个品种的种子进行试种观察,经过一个生长期培养后,随机抽取n 株作为样本进行研究.株高在35cm 及以下为不良,株高在35cm 到75cm 之间为正常,株高在75cm 及以上为优等.下面是这n 个样本株高指标的茎叶图和频率分布直方图,但是由于数据递送过程出现差错,造成图表损毁.请根据可见部分,解答下面的问题:(1)求n 的值并在答题卡的附图中补全频率分布直方图;(2)通过频率分布直方图估计这n 株株高的中位数(结果保留整数);(3)从育种基地内这种品种的种株中随机抽取2株,记X 表示抽到优等的株数,由样本的频率作为总体的概率,求随机变量X 的分布列(用最简分数表示).21.(6分)已知等比数列的前项和,满足,且成等差数列. (1)求数列的通项公式; (2)设数列满足,记数列的前项和,求的最大值.22.(8分)设命题:p 函数2()16a f x ax x =-+的值域为R ;命题:39x x q a -<对一切实数x 恒成立,若命题“p q ∧”为假命题,求实数a 的取值范围.参考答案一、单选题(本题包括12个小题,每小题35,共60分.每小题只有一个选项符合题意)1.A【解析】 分析:先构造函数()()xf xg x e =,再根据函数单调性解不等式. 详解:令()()x f x g x e =,因为()()()0x f x f x g x e '-'=<,(0)2g = 所以()2()(0)0x f x e g x g x >⇒>⇒<因此解集为(),0-∞ ,选A.点睛:利用导数解抽象函数不等式,实质是利用导数研究对应函数单调性,而对应函数需要构造. 构造辅助函数常根据导数法则进行:如()()f x f x '<构造()()x f x g x e=,()()0f x f x '+<构造()()x g x e f x =,()()xf x f x '<构造()()f x g x x=,()()0xf x f x '+<构造()()g x xf x =等 2.A【解析】 方法一:双曲线的渐近线方程为bx y a=±,则0bx ay ±=,圆的方程()2222x y -+=,圆心为()2,0,r ==a b =,则离心率e =方法二:因为焦点()2,0F c -到渐近线的0bx ay ±=距离为b ,2c =,即,c =则离心率为e =选A.3.C【解析】【分析】利用向量垂直的充要条件,利用向量的数量积公式列出关于x 的方程,即可求解x 的值.【详解】由题意知,空间向量a (3,=1,0),()b x,3,1=-,且a b ⊥,所以a b 0⋅=,所以31(3)010x +⨯-+⨯=,即3x 30-=,解得x 1=.故选C .【点睛】 本题主要考查了向量垂直的充要条件,以及向量的数量积的运算,其中解答中熟记向量垂直的条件和数量积的运算公式,准确计算是解答的关键,着重考查了运算与求解能力,属于基础题.4.C【解析】【分析】根据题意A 中必须有1,2这两个元素,因此A 的个数应为集合{3,4,5}的子集的个数.【详解】解:{}{}1,21,2,3,4,5A ⊆⊆,∴集合A 中必须含有1,2两个元素,因此满足条件的集合A 为{}1,2,{}1,2,3,{}1,2,4,{}1,2,5,{}1,2,3,4,{}1,2,3,5,{}1,2,4,5,{}1,2,3,4,5共8个.故选C .【点睛】本题考查了子集的概念,熟练掌握由集合间的关系得到元素关系是解题的关键.有n 个元素的集合其子集共有2n 个.5.B【解析】【分析】根据三视图可确定几何体为一个底面半径为3的半圆柱中间挖去一个底面半径为1的半圆柱;依次计算出上下底面面积、大圆柱和小圆柱侧面积的一半以及轴截面的两个矩形的面积,加和得到结果.【详解】由三视图可知,几何体为一个底面半径为3的半圆柱中间挖去一个底面半径为1的半圆柱∴几何体表面积:()221112312332132231220222S ππππ=⨯-+⨯⨯⨯+⨯⨯⨯+⨯⨯=+ 本题正确选项:B【点睛】本题考查几何体表面积的求解问题,关键是能够通过三视图确定几何体,从而明确表面积的具体构成情况. 6.B【解析】【分析】【详解】因为'14cos y x =+,所以434|14cos14133x y cos πππ=='=+-=-. 故选B.7.C【解析】试题分析:设出等差数列的首项和公差,由a 3=6,S 3=11,联立可求公差d .解:设等差数列{a n }的首项为a 1,公差为d ,由a 3=6,S 3=11,得:解得:a 1=1,d=1.故选C .考点:等差数列的前n 项和.8.D【解析】【分析】由基本初等函数的单调性和奇偶性,对A 、B 、C 、D 各项分别加以验证,不难得到正确答案.【详解】解:对于A ,因为幂函数y =x 3是R 上的增函数,所以y =﹣x 3是(0,+∞)上的减函数,故A 不正确; 对于B ,cos y x =为偶函数,且在(0,)+∞上没有单调性,所以B 不正确;对于C ,1y x x=+在区间(0,1)上是减函数,在区间(1,+∞)上是增函数,故C 不正确; 对于D ,若f (x )=x|x|,则f (﹣x )=﹣x|x|=﹣f (x ),说明函数是奇函数,而当x ∈(0,+∞)时,f (x )=x 2,显然是(0,+∞)上的增函数,故D 正确;故选:D .【点睛】本题考查了函数奇偶性和单调性的判断与证明,属于基础题.9.A【解析】试题分析:分类:三堆中“最多”的一堆为5个,其他两堆总和为5,每堆最至少1个,只有2种分法. 三堆中“最多”的一堆为4个,其他两堆总和为6,每堆最至少1个,只有2种分法.三堆中“最多”的一堆为3个,那是不可能的.考点:本题主要考查分类计数原理的应用.点评:本解法从“最多”的一堆分情况考虑开始,分别计算不同分法,然后求和.用列举法也可以,形象、直观易懂.10.C【解析】分析:根据题意,分两种情况讨论:①最左边排甲;②最左边排乙,分别求出每一种情况的安排方法数目,由分类计数原理计算即可得到答案.详解:根据题意,最左端只能排甲或乙,则分两种情况讨论:①最左边排甲,则剩下4人进行全排列,有4424A =种安排方法;②最左边排乙,则先在剩下的除最右边的3个位置选一个安排甲,有3种情况,再将剩下的3人全排列,有336A =种情况,此时有1863=⨯种安排方法,则不同的排法种数为241842+=种.故选:C.点睛:解决排列类应用题的策略(1)特殊元素(或位置)优先安排的方法,即先排特殊元素或特殊位置.(2)分排问题直排法处理.(3)“小集团”排列问题中先集中后局部的处理方法.11.C【解析】分析:先求出u,σ,再根据(33)0.9974P X μσμσ-<≤+=和正态分布曲线求114分以上的成绩所占的百分比.详解:由题得u=102,4,σ=3114.u σ∴+=因为(33)0.9974P X μσμσ-<≤+=, 所以10.9974(114=0.00130.13%2P X ->==). 故答案为:C. 点睛:(1)本题主要考查正态分布曲线和概率的计算,意在考查学生对这些知识的掌握水平和数形结合思想方法.(2)利用正态分布曲线求概率时,要画图数形结合分析,不要死记硬背公式.12.B【解析】分析:由题意结合排列组合知识和古典概型计算公式整理计算即可求得最终结果.详解:根据题意可知,取5次卡片可能出现的情况有53种;由于第5次停止抽取,所以前四次抽卡片中有且只有两种编号,所以总的可能有()24322C -种;所以恰好第5次停止取卡片的概率为()24352214381C p -==. 本题选择B 选项.点睛:有关古典概型的概率问题,关键是正确求出基本事件总数和所求事件包含的基本事件数.(1)基本事件总数较少时,用列举法把所有基本事件一一列出时,要做到不重复、不遗漏,可借助“树状图”列举.(2)注意区分排列与组合,以及计数原理的正确使用.二、填空题(本题包括4个小题,每小题5分,共20分)13.3e -【解析】【分析】先对f(x)求导,根据()'10f =可解得a 的值,再根据函数的单调性求出区间[]22-,上的最小值. 【详解】()()()25'2x x x a e e f x x x a =+++-2(2)5x e x a x a ⎡⎤=+++-⎣⎦,则()()'1220f e a =-=,解得1a =,所以()()25x f x x x e =+-, 则()()2'34x e x f x x =+-()()41x e x x =+-.令()'0f x >,得4x <-或1x >;令()'0f x <,得41x -<<.所以()f x 在[)2,1-上单调递减;在(]1,2上单调递增.所以()()min 13f x f e ==-.【点睛】本题考查由导数求函数在某个区间内的最小值,解题关键是由()'10f =求出未知量a .14.1,13⎛⎫ ⎪⎝⎭【解析】分析:由题意知各引擎是否有故障是独立的,4引擎飞机中至少有3个引擎正常运行,4引擎飞机可以正常工作的概C 43p 3(1﹣p )+p 4,2引擎飞机可以正常工作的概率是p 2,根据题意列出不等式,解出p 的值. 详解:每一架飞机的引擎在飞行中出现故障率为1﹣p ,不出现故障的概率是p ,且各引擎是否有故障是独立的,4引擎飞机中至少有3个引擎正常运行,飞机就可成功飞行;4引擎飞机可以正常工作的概率是C 43p 3(1﹣p )+p 4,2引擎飞机要2个引擎全部正常运行,飞机也可成功飞行,2引擎飞机可以正常工作的概率是p 2要使4引擎飞机比2引擎飞机更安全,依题意得到C 43p 3(1﹣p )+p 4>p 2,化简得3p 2﹣4p+1<0, 解得13<p <1. 故选:B .点睛:本题考查相互独立事件同时发生的概率,考查互斥事件的概率,考查一元二次不等式的解法,是一个综合题,本题也是一个易错题,注意条件“4引擎飞机中至少有3个引擎正常运行”的应用.15.(),-∞⋃+∞【解析】【分析】设点P 的坐标为(),x y ,根据条件2PA PB =求出动点P 的轨迹方程,可得知动点P 的轨迹为圆,然后将问题转化为直线10x my +-=与动点P 的轨迹圆有公共点,转化为圆心到直线的距离不大于半径,从而列出关于实数m 的不等式,即可求出实数m 的值.【详解】设点P 的坐标为(),x y ,2PA PB == 化简得()2254x y -+=,则动点P 的轨迹是以()5,0为圆心,半径为2的圆,由题意可知,直线10x my +-=与圆()2254x y -+=有公共点,2≤,解得m ≤m ≥.因此,实数m 的取值范围是(),-∞⋃+∞.故答案为:(),-∞⋃+∞.【点睛】本题考查动点的轨迹方程,同时也考查了利用直线与圆的位置关系求参数,解题的关键就是利用距离公式求出动点的轨迹方程,考查化归与转化思想的应用,属于中等题.16.3【解析】【分析】先利用待定系数法代入点的坐标,求出幂函数()y f x =的解析式,再求()9f 的值.【详解】设()a y f x x ==,由于图象过点(,12,2a a ==, ()12y f x x ∴==,()12993f ∴==,故答案为3.【点睛】本题考査幂函数的解析式,以及根据解析式求函数值,意在考查对基础知识的掌握与应用,属于基础题.三、解答题(本题包括6个小题,共70分)17.(1)1:2cos ;:,(,]43C l ππρθθαα==∈ (2)2,23]( 【解析】试题分析:(1)结合题中所给的方程的形式整理可得曲线1C 和射线l 的极坐标方程分别是:1:2cos ;:,,43C l ππρθθαα⎛⎤==∈ ⎥⎝⎦. (2)联立12,C C 的方程,结合题意可求得|OA||OB|的取值范围是(2,23]. 试题解析:(1)的极坐标方程为, 的极坐标方程为, (2)联立2cos ρθθα=⎧⎨=⎩,得联立2cos sin ρθθθα⎧=⎨=⎩, 得 ∴2tan 22,3]k α==∈(18.(1)答案不唯一,具体见解析(2)答案不唯一,具体见解析【解析】【分析】(1)求导函数'()f x ,由导函数确定函数的单调性后可确定极值;(2)由(1)可知()f x 在区间(0,2]上的单调性,从而可求得极值和最值.【详解】(1)2()32(32)f x x ax x x a '=-=-当0a ≤时,()0f x '≥,()f x 在(-,)∞+∞上单增,无极值当0a >时,2()03a f x x '>⇒>, ()f x ∴单减区间是2-,3a ⎛⎫∞ ⎪⎝⎭,单增区间是2,3a ⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭, 所以324()2327a a f x f ⎛⎫==-+ ⎪⎝⎭极小,无极大值.(2)203,023a a <<∴<< 由(1)知()f x 在20,3a ⎛⎫ ⎪⎝⎭单减,2,23a ⎛⎫ ⎪⎝⎭单增 3min 24()2327a a f x f m ⎛⎫∴==-= ⎪⎝⎭max ()max{(0),(2)}max{2,104}f x f f a ==-当02a <≤时,34104,104227a M a M m a =--=--+348427a a =-- 当23a <<时,33442,222727a a M M m =-=-+= 【点睛】本题考查用导数研究函数的极值与最值.解题时可求出导函数后确定出函数的单调性,然后可确定极值、最值.19.(1)34170x y --=,22(1)9x y ++=;(2)见解析【解析】【分析】(1)消去t,得直线l 的普通方程,利用极坐标与普通方程互化公式得曲线C 的直角坐标方程;(2)判断l 与圆A 相离,连接,AQ AP ,在Rt APQ ∆中,22222||||437PQ PA AQ =-≥-=,即可求解【详解】 (1)将l 的参数方程3423x t y t=+⎧⎨=-+⎩(t 为参数)消去参数,得34170x y --=. 因为x cos y sin ρθρθ=⎧⎨=⎩,22cos 80ρρθ+-=, 所以曲线C 的直角坐标方程为()2219x y ++=.(2)由(1)知曲线C 是以()1,0-为圆心,3为半径的圆,设圆心为A ,则圆心A 到直线l 的距离317435d --==>,所以l 与圆A 相离,且4PA ≥.连接,AQ AP ,在Rt APQ ∆中,22222||||437PQ PA AQ =-≥-=,所以,PQ ≥PQ .【点睛】本题考查参数方程化普通方程,极坐标与普通方程互化,直线与圆的位置关系,是中档题20.(1)20n =,补图见解析(2)估计这n 株株高的中位数为82(3)见解析【解析】【分析】根据茎叶图和频率直方图,求出中位数,得离散型随机变量的分布列.【详解】解:(1)由第一组知10.002520n=,得20n =, 补全后的频率分布直方图如图(2)设中位数为0x ,前三组的频率之和为0.050.10.20.350.5++=<,前四组的频率之和为0.050.10.20.450.80.5+++=>,∴[)075,95x ∈, ∴()0750.02250.15x -⨯=,得0245823x =≈, ∴估计这n 株株高的中位数为82. (3)由题设知132,20X B ⎛⎫ ⎪⎝⎭, 则()22749020400P X C ⎛⎫==⋅= ⎪⎝⎭ ()127139112020200P X C ==⋅⋅= ()22213169220400P X C ⎛⎫==⋅= ⎪⎝⎭X的分布列为X0 1 2P 4940091200169400【点睛】本题考查频率直方图及中位数,离散型随机变量的分布列,属于中档题.21.(1)(2)166【解析】【分析】(1)将题目中的条件转化为首项和公比的式子,于是可得到通项公式;(2)通过条件先求出数列的通项,要想的值最大,只需找出即可.【详解】解:(1)所以(2)当时,当时,将代入成立,所以,当时,,当时,所以【点睛】本题主要考查等比数列的通项公式,数列的最值问题,意在考查学生的基础知识,计算能力和分析能力,难度不大.22.1(,](2,)4a∈-∞+∞【解析】试题分析:分别求出命题p ,q 成立的等价条件,利用p 且q 为假.确定实数a 的取值范围.试题解析:p 真时,0a =合题意.0a >时,210024a a ∆=-≥⇒<≤. 02a ⇒≤≤时,P 为真命题.q 真时:令3(0,)x t =∈+∞,故2a t t >-在(0,)+∞恒成立14a ⇒>时,q 为真命题. p q ⇒∧为真时,124a <≤. p q ∴∧为假命题时,1(,](2,)4a ∈-∞+∞.考点:复合命题的真假.。