2012年上海市普陀区高三数学试卷一模文科试卷(含答案)
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2011学年度第一学期普陀区高三年级质量调研 数学试卷 (文科) 2011.12说明:本试卷满分150分,考试时间120分钟。
本套试卷另附答题纸,每道题的解答必须写在答.....题纸的相应位置.......,本卷上任何解答都不作评分依据...............。
一、填空题(本大题满分56分)本大题共有14小题,要求直接将结果填写在答题纸对应的空格中.每个空格填对得4分,填错或不填在正确的位置一律得零分. 1. 函数22()sin cos22x x f x =-的最小正周期是 .2. 二项式6)1(xx -的展开式中的常数项是 .(请用数值作答)3. 函数()2log 11y x =-+的定义域是 .4. 设1e 与2e 是两个不共线的向量,已知122AB e k e =+ ,123CB e e =+ ,122CD e e =-,则当A B D 、、三点共线时,k = .5. 已知各项均为正数的无穷等比数列{}n a中,11a =+,31a =-,则此数列的各项和S = .6. 已知直线l 的方程为230x y --=,点(1,4)A 与点B 关于直线l 对称,则点B 的坐标为 .7. 如图,该框图所对应的程序运行后输出的结果S 的值为 .8. 若双曲线的渐近线方程为3y x =±,它的一个焦点的坐标为0),则该双曲线的标准方程为 .9. 如图,需在一张纸上印上两幅大小完全相同,面积都是32cm 2的照片. 排版设计为纸上左右留空各3cm ,上下留空各2.5cm ,图间留空为1cm .照此设计,则这张纸的最小面积是 cm 2.10. 给出问题:已知A B C △满足cos cos a A b B ⋅=⋅,试判定A B C △的形状.某学生的解答如下:解:(i )由余弦定理可得,第9题图第7题图22222222b c aa c ba b bcac+-+-⋅=⋅,⇔()()()2222222abc a b ab-=-+,⇔222c a b =+,故A B C △是直角三角形.(ii )设A B C △外接圆半径为R .由正弦定理可得,原式等价于2sin cos 2sin cos R A A R B B = sin 2sin 2A B ⇔=A B ⇔=,故A B C △是等腰三角形.综上可知,A B C △是等腰直角三角形.请问:该学生的解答是否正确?若正确,请在下面横线中写出解题过程中主要用到的思想方法;若不正确,请在下面横线中写出你认为本题正确的结果. . 11. 已知数列{}n a 是等差数列,其前n 项和为n S .若1020S =,2060S =,则3010S S = .12.一个球面上,则此球的体积为 .13. 用红、黄、蓝三种颜色分别去涂图中标号为1,2,3,,9 的9个小正方形(如右图),需满足任意相邻(有公共边的)小正方形所涂颜色都不相同,且标号为“1、5、9”的小正方形涂相同的颜色. 则符合条件的所有涂法共有 种.14. 设*N n ∈,n a 表示关于x 的不等式144log log (54)21n x x n -+⨯-≥-的正整数解的个数,则数列{}n a 的通项公式n a = .二、选择题(本大题满分20分)本大题共有4题,每题有且只有一个结论是正确的,必须把正确结论的代号写在答题纸相应的空格中. 每题选对得5分,不选、选错或选出的代号超过一个(不论是否都写在空格内),或者没有填写在题号对应的空格内,一律得零分. 15. “lg ,lg ,lg x y z 成等差数列”是“2y xz =”成立的 ( )A .充分非必要条件;B .必要非充分条件;C .充要条件;D .既非充分也非必要条件.第13题图16. 设θ是直线l 的倾斜角,且cos 0a θ=<,则θ的值为 ( )A. arccos a π-;B. arccos a ;C. arccos a -;D. arccos a π+.17. 设全集为R ,集合22|14x M x y ⎧⎫=+=⎨⎬⎩⎭,3|01x N x x -⎧⎫=≤⎨⎬+⎩⎭,则集合2231|24x x y ⎧⎫⎪⎪⎛⎫++=⎨⎬ ⎪⎝⎭⎪⎪⎩⎭可表示为 ( )A. M N ;B. M N ;C. R M N ð;D. R M N ð. 18. 对于平面α、β、γ和直线a 、b 、m 、n ,下列命题中真命题是( )A .若a m ⊥,a n ⊥,m αÜ,n αÜ,则a α⊥;B .若a b ,b αÜ,则a α ;C .若a βÜ,b βÜ,a α ,b α ,则αβ ;D .若αβ ,a αγ= ,b βγ= ,则a b .三、解答题(本大题满分74分)本大题共有5题,解答下列各题必须在答题纸规定的方框内写出必要的步骤.19. (本题满分12分)已知函数()2f x kx =+,0k ≠的图像分别与x 轴、y 轴交于A 、B 两点,且22A B i j =+,函数6)(2--=x x x g . 当x 满足不等式()()f x g x >时,求函数()1()g x y f x +=的最小值.20. (本题满分12分,第1小题满分6分,第2小题满分6分)如图,已知圆锥体S O 的侧面积为15π,底面半径O A 和O B 互相垂直,且3O A =,P 是母线B S 的中点.(1)求圆锥体的体积;(2)异面直线S O 与PA 所成角的大小(结果用反三角函数表示).AB第20题图21. (本大题满分14分,第1小题满分7分,第2小题满分7分)已知A B C △中,1A C =,23A B C π∠=.设B A C x ∠=,记()f x AB BC =⋅.(1) 求()f x 的解析式及定义域;(2) 设()6()1g x m f x =⋅+,是否存在实数m ,使函数)(x g 的值域为31,2⎛⎤ ⎥⎝⎦?若存在,求出m 的值;若不存在,请说明理由.22. (本大题满分16分,第1小题满分5分,第2小题满分5分,第3小题满分6分)已知数列{}n a 是首项为2的等比数列,且满足n n n pa a 21+=+*(N )n ∈. (1) 求常数p 的值和数列{}n a 的通项公式;(2) 若抽去数列{}n a 中的第一项、第四项、第七项、……、第23-n 项、……,余下的项按原来的顺序组成一个新的数列{}n b ,试写出数列{}n b 的通项公式;(3) 在(2)的条件下,试求数列{}n b 的前n 项和n T 的表达式.23. (本题满分20分,其中第1小题4分,第2小题6分,第3小题10分)设点F 是抛物线L :x y 42=的焦点,),(111y x P 、),(222y x P 、…、),(n n n y x P 是抛物线L 上的n 个不同的点(3n ≥,*N n ∈).(1)若抛物线L 上三点1P 、2P 、3P 的横坐标之和等于4,求||||||321FP FP FP ++的值; (2)当3n >时,若021=+++n FP FP FP ,求证:n FP FP FP n 2||||||21=+++ ; (3)若将题设中的抛物线方程x y42=推广为22y px =(0)p >,请类比小题(2),写出一个更一般化的命题及其逆命题,并判断其逆命题...的真假. 若是真命题,请予以证明;若是假命题,请说明理由.2011学年度第一学期普陀区高三质量调研数学试卷参考答案 201112PT一、填空题(每小题4分,满分56分):1. π2;2. 20-;3. (文) )1(∞+,; (理)(0,1)(12) ,; 4. 8-; 5. 2232+; 6. )2,5(; 7. 3; 8. 1922=-yx ; 9. 196;10. 等腰或直角三角形; 11. (文)6;(理)7; 12. (文)π34;(理) 29π;13. (文)108;(理)181; 14. 1*341,N n n -⋅+∈.三、解答题(满分74分): 19.(本题满分12分) 解:由题意知:)0,2(kA -、)2,0(B ,则)2,2()2,2(==kAB可解得:1=k ,即2)(+=x x f因为)()(x g x f >,即622-->+x x x ,解不等式得到()4,2-∈x2()15()2g x x x y f x x +--==+2(2)5(2)112522x x x x x +-++==++-++因为()4,2-∈x ,则()6,0)2(∈+x 所以35212)(1)(-≥-+++=+x x x f x g ,当且仅当212+=+x x ,即12=+x ,1-=x 时,等号成立. 所以,当1-=x 时,)(1)(x f x g +的最小值为3-.xCBA20.(本题满分12分)解:(1)由题意,15O A SB ππ⋅⋅=得5B S =,故4SO ===从而体积2211341233V O A SO πππ=⋅⋅=⨯⨯=.(2)如图2,取O B 中点H ,联结PH AH 、.由P 是SB 的中点知P H SO ∥,则A P H ∠(或其补角)就是异面直线S O 与P A 所成角.由SO ⊥平面O A B ⇒PH ⊥平面O A B ⇒PH AH ⊥.在O A H ∆中,由O A O B ⊥得2AH ==;在R t A P H ∆中,90AHP O ∠=,122P H SB ==,2AH =,则tan 4AH APH PH∠==,所以异面直线S O 与P A所成角的大小arctan4.21. (本题满分14分,其中第1小题7分,第2小题7分)解:(1)如图,在ABC ∆中,由23A B C π∠=,x BAC =∠,可得x ACB -=∠3π,又 1A C =,故由正弦定理得2sin sin()sin33ABBC AC xx ππ===-⇒)3AB x π=-、BC x =.则函数()f x AB BC=⋅ 2||||cos sin sin()333A B B C x x ==- ππ21sin sin )322x x x =-212sin 63x x =-112cos 2)66x x =+-11sin(2)366x π=+-,其中定义域为0,3x ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭π.说明:亦可用积化和差方法化简:2111()sin sin()[coscos(2)]cos(2)33333336f x x x x x ==-=---=--ππππ.(2)()6()12sin(2)16g x m f x m x m =+=+-+π由0,3x ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭π可得52(,)666x πππ+∈⇒)62sin(π+x ]1,21(∈.显然,0m ≠,则1O 当0>m 时,()(1,1]g x m ∈+,则)(x g 的值域为]23,1(⇔231=+m ⇔21=m ;2O 当0m <时,()[1,1)g x m ∈+,不满足)(x g 的值域为]23,1(;因而存在实数21=m ,使函数)(x g 的值域为31,2⎛⎤ ⎥⎝⎦.22. (本大题满分16分,第1小题满分5分,第二小题满分5分,第3小题满分6分)(1)解:由n n n pa a a 2,211+==+得222+=p a ,42223++=p p a ,又因为存在常数p ,使得数列{}n a 为等比数列,则3122a a a =即)422(2)22(22++=+p p p ,所以1=p .故数列{}n a 为首项是2,公比为2的等比数列,即nn a 2=.此时11222++=+=n n n n a 也满足,则所求常数p 的值为1且*2(N )n n a n =∈.(2)解:由等比数列的性质得:(i )当*2(N )n k k =∈时,kk n a b 332==;(ii ) 当*21(N )n k k =-∈时,13132--==k k n a b ,所以312*322,21,(N )2,2,n n nn k b k n k +⎧=-⎪=∈⎨⎪=⎩. (3)(文科)解:注意到21{}n b -是首项14b =、公比8q =的等比数列,2{}n b 是首项28b =、公比8q =的等比数列,则(i )当2n k =*(N )k ∈时,21321242()()n k k k T T b b b b b b -==+++++++4(81)8(81)8181kk--=+--2128121281277nk⋅-⋅-==;(ii )当21n k =-*(N )k ∈时,12212212812581258128777n kkkn k k k T T T b +-⋅-⋅-⋅-==-=-==.即12*25812,217(N )12812,27n n nn k T k n k+⎧⋅-⎪=-⎪=∈⎨⎪⋅-⎪=⎩.(3)(理科)解:(续文科解答过程)假设存在正整数n 满足条件,则1111118133n n n n n nnnnT T b b b T T T T +++++==+=⇔=,则(i )当*2,(N )n k k =∈时, 3212122288888128121281237k kkn k kknkb b T T +++⋅====⇒=⋅-⋅-1k ⇒=,即当2n =时满足条件;(ii )当*21,(N )n k k =-∈时, 128788968581258123197kkkn k k knnb b T T +⋅====⇒=⋅-⋅-.因为*N k ∈,所以此时无满足条件的正整数n . 综上可得,当且仅当2n =时,1113n nT T +=.23. (本大题满分20分,第1小题满分4分,第2小题满分6分,第3小题最高分10分) (理)解:(1)抛物线L 的焦点为(,0)2p F ,设111222333(,)(,)(,)P x y P x y P x y 、、,分别过123P P P 、、作抛物线L 的准线l 的垂线,垂足分别为123Q Q Q 、、.由抛物线定义得123112233123||||||||||||()()()222p p pFP FP FP P Q P Q P Q x x x ++=++=+++++623321=+++=px x x因为2p =,所以3321=++x x x , 故可取,,)2,1()2,21(21P P 3P )6,23(满足条件.(2)设111222333(,)(,)(,)(,)n n n P x y P x y P x y P x y 、、、、,分别过123n P P P P 、、、、作抛物线L 的准线l 垂线,垂足分别为123n Q Q Q Q 、、、、.由抛物线定义得 123112233||||||||||||||||n n n FP FP FP FP P Q P Q P Q P Q ++++=++++123()()()()2222n p p pp x x x x =++++++++123()2n np x x x x =+++++又因为1230n FP FP FP FP ++++=⇒123()()()()02222n p p p p x x x x -+-+-++-=⇒221np x x x n =+++ ;所以123||||||||n FP FP FP FP ++++ 123()2n np x x x x =+++++ np =.(3) ①取4=n 时,抛物线L 的焦点为(,0)2p F ,设111222333(,)(,)(,)P x y P x y P x y 、、,),(444y x P 分别过123P P P 、、4P 、作抛物线L 的准线l 垂线,垂足分别为123Q Q Q 、、4Q 、.由抛物线定义得=+++44332211Q P Q P Q P Q P +++=244321p x x x x ++++p 4=,则p x x x x 24321=+++,不妨取22,411p y p x ==;,22p x =p y =2;,23p x =p y -=3;443,42p x y ==,则=+++4321FP FP FP FP (p x x x x 24321-+++,)4321y y y y +++2⎛= ⎝⎭0≠.故1,42p P ⎛⎫⎪⎝⎭,2,2p P p ⎛⎫ ⎪⎝⎭,3,2p P p ⎛⎫- ⎪⎝⎭,4342p P ⎛ ⎝⎭是一个当4n =时,该逆命题的一个反例.(反例不唯一)② 设111222333(,)(,)(,)(,)n n n P x y P x y P x y P x y 、、、、,分别过123n P P P P 、、、、作 抛物线L 的准线l 的垂线,垂足分别为123n Q Q Q Q 、、、、,由123||||||||n FP FP FP FP np ++++=及抛物线的定义得np np x x x n =++++221 ,即221np x x x n =+++ .因为上述表达式与点111222333(,)(,)(,)(,)n n n P x y P x y P x y P x y 、、、、的纵坐标无关,所以只要将这n 点都取在x 轴的上方,则它们的纵坐标都大于零,则 =+++n FP FP FP 21(,221np x x x n -+++ )21n y y y +++(=,0)21n y y y +++ ,而021>+++n y y y ,所以021≠+++n FP FP FP .(说明:本质上只需构造满足条件且120n y y y +++≠ 的一组n 个不同的点,均为反例.) ③ 补充条件1:“点i P 的纵坐标i y (1,2,,i n = )满足 1230n y y y y ++++= ”,即: “当3n >时,若123||||||||n FP FP FP FP np ++++= ,且点i P 的纵坐标i y (1,2,,i n = )满足1230n y y y y ++++= ,则1230n FP FP FP FP ++++=”.此命题为真.事实上,设111222333(,)(,)(,)(,)n n n P x y P x y P x y P x y 、、、、,分别过123n P P P P 、、、、作抛物线L 准线l 的垂线,垂足分别为123n Q Q Q Q 、、、、,由12||||||n FP FP FP np +++=,及抛物线的定义得np np x x x n =++++221 ,即221np x x x n =+++ ,则=+++n FP FP FP 21(,221np x x x n -+++ )21n y y y +++(=,0)21n y y y +++ ,又由1230n y y y y ++++= ,所以1230n FP FP FP FP ++++=,故命题为真.补充条件2:“点k P 与点1n k P -+(n 为偶数,*N )k ∈关于x 轴对称”,即:“当3n >时,若123||||||||n FP FP FP FP np ++++=,且点k P 与点1n k P -+(n 为偶数,*N )k ∈关于x 轴对称,则1230n FP FP FP FP ++++=”.此命题为真.(证略)23.(文)(1)解:抛物线L 焦点(1,0)F ,准线l 方程为:1-=x .由抛物线定义得11||1FP x =+ ,22||1FP x =+ ,33||1FP x =+,∴ 73||||||321321=+++=++x x x FP FP FP .(2)证明:由)0,1(F ,),1(111y x FP -=,),1(222y x FP -=,…,),1(n n n y x FP -= , 1230n FP FP FP FP ++++=⇒0)1()1()1(21=-++-+-n x x x ,即n x x x n =+++)(21 .则12||||||n FP FP FP +++)1()1()1(21++++++=n x x xn x x x n ++++=)(21 n 2=.(3)经推广的命题:“当3n >时,若021=+++n FP FP FP ,则np FP FP FP n =+++||||||21 .” 其逆命题为:“当3n >时,若np FP FP FP n =+++||||||21 ,则021=+++n FP FP FP ”. 该逆命题为假命题.不妨构造特殊化的一个反例:设2p =,4n =,抛物线x y 42=,焦点)0,1(F .由题意知:1234||||||||8FP FP FP FP +++=;根据抛物线的定义得:8)1()1()1()1(4321=+++++++x x x x ⇒44321=+++x x x x ;不妨取四点坐标分别为)0,0(1P 、)2,1(2P 、)2,1(3-P 、)22,2(4P ,但0)22,0()22,1()2,0()2,0()0,1(4321≠=+-++-=+++FP FP FP FP ,所以逆命题是假命题.。