2015-2016年河北省石家庄市正定中学高二(上)期末数学试卷(文科)及答案

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2015-2016学年河北省石家庄市正定中学高二(上)期末数学试卷(文科)一、选择题:本大题共12个小题,每小题5分,共60分.1.(5分)复数(i为虚数单位)的共轭复数为()A.B.C.D.2.(5分)抛物线4y=x2的焦点到准线的距离为()A.2B.4C.D.3.(5分)已知曲线y=在点(3,2)处的切线与直线ax+y+1=0垂直,则a 的值为()A.2B.C.﹣D.﹣24.(5分)命题“∀x∈[1,2],x2﹣a≤0”为真命题的一个充要条件是()A.a≥4B.a≤4C.a≥5D.a≤55.(5分)函数f(x)=2lnx+x2﹣bx+a(b>0,a∈R)在点(b,f(b))处的切线斜率的最小值是()A.B.2C.D.16.(5分)已知P(x,y)是不等式组表示的平面区域内的一点,A(1,2),O为坐标原点,则•的最大值()A.2B.3C.5D.67.(5分)已知等比数列{a n}的公比为正数,且a3a7=4a42,a2=2,则a1=()A.B.1C.2D.8.(5分)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f(0)=1,则不等式f(x)<e x的解集为()A.(﹣∞,e4)B.(e4,+∞)C.(﹣∞,0)D.(0,+∞)9.(5分)某同学寒假期间对其30位亲属的饮食习惯进行了一次调查,列出了如下2×2列联表:则可以说其亲属的饮食习惯与年龄有关的把握为()附:参考公式和临界值表(其中n=a+b+c+d)A.90%B.95%C.99%D.99.9% 10.(5分)一个空间几何体的三视图如图所示,则该几何体的体积为()A.B.C.40D.8011.(5分)已知双曲线C:﹣=1(a,b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,过F2的直线与双曲线C的右支相交于P,Q两点,若PQ⊥PF1,且|PF1|=|PQ|,则双曲线的离心率e=()A.+1B.2+1C.D.12.(5分)已知函数f(x)=,则当k>0时,下列函数y=f[f(x)]+1的零点个数为()A.1B.2C.3D.4二、填空题:本大题共4小题,每小题5分.13.(5分)设向量与的夹角为θ,=(3,3),=(1,2),则cosθ=.14.(5分)设a>0,角α的终边经过点P(﹣3a,4a),那么sinα+2cosα的值等于.15.(5分)已知S、A、B、C是球O表面上的点,SA⊥平面ABC,AB⊥BC,SA=AB=1,BC=,则球O的表面积等于.16.(5分)四个小动物换座位,开始是鼠、猴、兔、猫分别坐1、2、3、4号位上(如图),第一次前后排动物互换座位,第二次左右列动物互换座位,…这样交替进行下去,那么第202次互换座位后,小兔坐在第号座位上.三、解答题(本大题共6小题,共70分.)17.(10分)在△ABC中,已知角A、B、C的对边分别为a,b,c,且tanAtanC=+1.(1)求B的大小;(2)若•=b2,试判断△ABC的形状.18.(12分)已知数列{a n}是等差数列,a2=6,a5=12;数列{b n}的前n项和是S n,且S n+b n=1.(1)求数列{a n}和{b n}通项公式;(2)记c n=,数列{c n}的前n项和为T n,若T n<对一切n∈N*都成立,求最小正整数m.19.(12分)某校从参加高三模拟考试的学生中随机抽取60名学生,将其数学成绩(均为整数)分成六组[90,100),[100,110),…,[140,150]后得到如下部分频率分布直方图,观察图形的信息,回答下列问题:(1)求分数在[120,130)内的频率;(2)若在同一组数据中,将该组区间的中点值(如:组区间[100,110)的中点值为=105)作为这组数据的平均分,据此,估计本次考试的平均分;(3)用分层抽样的方法在分数段为[110,130)的学生中抽取一个容量为6的样本,将该样本看成一个总体,从中任取2人,求至多有1人在分数段[120,130)内的概率.20.(12分)如图,直三棱柱A′B′C′﹣ABC,延长CB到点D,使BD=BC,点E为A′D的中点,∠ABC=90°,,A′A=2.(1)证明:BE∥平面A′ACC′;(2)求三棱锥A′﹣EB′C的体积′.21.(12分)已知椭圆C的中心在原点,焦点在x轴上,以两个焦点和短轴的两个端点为顶点的四边形是一个面积为8的正方形(记为Q).(Ⅰ)求椭圆C的方程;(Ⅱ)设点P是直线x=﹣4与x轴的交点,过点P的直线l与椭圆C相交于M,N两点,当线段MN的中点落在正方形Q内(包括边界)时,求直线l斜率的取值范围.22.(12分)已知函数f(x)=xlnx,g(x)=﹣x2+ax﹣3.(Ⅰ)求函数f(x)的最小值;(Ⅱ)对一切x∈(0,+∞),2f(x)≥g(x)恒成立,求实数a的取值范围;(Ⅲ)证明:对一切x∈(0,+∞),都有成立.2015-2016学年河北省石家庄市正定中学高二(上)期末数学试卷(文科)参考答案与试题解析一、选择题:本大题共12个小题,每小题5分,共60分.1.(5分)复数(i为虚数单位)的共轭复数为()A.B.C.D.【解答】解:==,∴复数(i为虚数单位)的共轭复数为,故选:B.2.(5分)抛物线4y=x2的焦点到准线的距离为()A.2B.4C.D.【解答】解:抛物线x2=4y的焦点到准线的距离为:P=2.故选:A.3.(5分)已知曲线y=在点(3,2)处的切线与直线ax+y+1=0垂直,则a 的值为()A.2B.C.﹣D.﹣2【解答】解:∵y=,∴y′==,∴曲线y=在点(3,2)处的切线的斜率k=﹣,∵曲线y=在点(3,2)处的切线与直线ax+y+1=0垂直,∴直线ax+y+1=0的斜率k′=﹣a×=﹣1,即a=﹣2.故选:D.4.(5分)命题“∀x∈[1,2],x2﹣a≤0”为真命题的一个充要条件是()A.a≥4B.a≤4C.a≥5D.a≤5【解答】解:若“∀x∈[1,2],x2﹣a≤0,则a≥x2,x∈[1,2],∵y=x2,x∈[1,2],∴1≤y≤4,即a≥4,即命题“∀x∈[1,2],x2﹣a≤0”为真命题的一个充要条件是a≥4,故选:A.5.(5分)函数f(x)=2lnx+x2﹣bx+a(b>0,a∈R)在点(b,f(b))处的切线斜率的最小值是()A.B.2C.D.1【解答】解:由题意得,f′(x)=+2x﹣b,∴在点(b,f(b))处的切线斜率是:k=f′(b)=,∵b>0,∴f′(b)=≥,当且仅当时取等号,∴在点(b,f(b))处的切线斜率的最小值是,故选:A.6.(5分)已知P(x,y)是不等式组表示的平面区域内的一点,A(1,2),O为坐标原点,则•的最大值()A.2B.3C.5D.6【解答】解:作出不等式组对应的平面区域如图:z=•,则z=x+2y,即y=﹣x+z,平移直线y=﹣x+z,由图象可知当直线y=﹣x+z经过点B(0,3),y=﹣x+z的截距最大,此时z最大.代入z=x+2y=0+2×3=6.即•的最大值最大值为6.故选:D.7.(5分)已知等比数列{a n}的公比为正数,且a3a7=4a42,a2=2,则a1=()A.B.1C.2D.【解答】解:设等比数列的公比为q(q>0),∵,a2=2,∴2q•2q5=4•4q4∴q2=4,∴q=2.∵a2=2,∴a1=1,故选:B.8.(5分)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f(0)=1,则不等式f(x)<e x的解集为()A.(﹣∞,e4)B.(e4,+∞)C.(﹣∞,0)D.(0,+∞)【解答】解:设g(x)=(x∈R),则g′(x)=,∵f′(x)<f(x),∴f′(x)﹣f(x)<0∴g′(x)<0,∴y=g(x)在定义域上单调递减∵f(x)<e x∴g(x)<1又∵g(0)==1∴g(x)<g(0)∴x>0故选:D.9.(5分)某同学寒假期间对其30位亲属的饮食习惯进行了一次调查,列出了如下2×2列联表:则可以说其亲属的饮食习惯与年龄有关的把握为()附:参考公式和临界值表(其中n=a+b+c+d)A.90%B.95%C.99%D.99.9%【解答】解:设H0:饮食习惯与年龄无关.因为K2==10>6.635,所以有99%的把握认为其亲属的饮食习惯与年龄有关.故选:C.10.(5分)一个空间几何体的三视图如图所示,则该几何体的体积为()A.B.C.40D.80【解答】解:由三视图知:几何体为其中一个侧面在下面的四棱锥,如图:其中SA⊥平面ABCD,SA=4,底面ABCD为直角梯形,且AD=4,BC=1,AB=4,∴几何体的体积V=××4×4=.故选:A.11.(5分)已知双曲线C:﹣=1(a,b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,过F2的直线与双曲线C的右支相交于P,Q两点,若PQ⊥PF1,且|PF1|=|PQ|,则双曲线的离心率e=()A.+1B.2+1C.D.【解答】解:由题意,∠PQF1=45°,|QF1|=4a,|QF2|=2a,|F1F2|=2c由余弦定理,可得4c2=16a2+4a2﹣2×4a×2a×,∴e=.故选:D.12.(5分)已知函数f(x)=,则当k>0时,下列函数y=f[f(x)]+1的零点个数为()A.1B.2C.3D.4【解答】解:函数f(x)=的图象如下图所示:结合图象分析:当k>0时,若y=f[f(x)]+1=0,则f[f(x)]=﹣1,则f(x)=a<或f(x)=b∈(0,1);对于f(x)=a,存在两个零点;对于f(x)=b,存在两个零点,综上所述,函数y=f[f(x)]+1的零点个数为4个,故选:D.二、填空题:本大题共4小题,每小题5分.13.(5分)设向量与的夹角为θ,=(3,3),=(1,2),则cosθ=.【解答】解:由题意得,=3+6=9,=,=,∴cosθ===,故答案为:.14.(5分)设a>0,角α的终边经过点P(﹣3a,4a),那么sinα+2cosα的值等于﹣.【解答】解:∵a>0,角α的终边经过点P(﹣3a,4a),∴x=﹣3a,y=4a,r==5a,∴sinα+2cosα==﹣.故答案为:﹣.15.(5分)已知S、A、B、C是球O表面上的点,SA⊥平面ABC,AB⊥BC,SA=AB=1,BC=,则球O的表面积等于4π.【解答】解:∵SA⊥平面ABC,AB⊥BC,∴四面体S﹣ABC的外接球半径等于以长宽高分别SA,AB,BC三边长的长方体的外接球的半径∵SA=AB=1,BC=,∴2R==2∴球O的表面积S=4•πR2=4π故答案为:4π16.(5分)四个小动物换座位,开始是鼠、猴、兔、猫分别坐1、2、3、4号位上(如图),第一次前后排动物互换座位,第二次左右列动物互换座位,…这样交替进行下去,那么第202次互换座位后,小兔坐在第2号座位上.【解答】解:由互换规律知第四次互换座位后为1鼠2猴3兔4猫,与开始时的座位一致,故每经过4k(k∈N)次调换,座位都与开始时的座位相同,∴第202次互换座位后与第2次互换座位后座位一致.故答案为2.三、解答题(本大题共6小题,共70分.)17.(10分)在△ABC中,已知角A、B、C的对边分别为a,b,c,且tanAtanC=+1.(1)求B的大小;(2)若•=b2,试判断△ABC的形状.【解答】解:(1)∵tanAtanC=+1.∴=,可得:﹣2cos(A+C)=1,∴cosB=﹣cos(A+C)=,∵B∈(0,π),∴B=.(2)∵•=b2,B=.∴accos=b2,解得:ac=b2①,又∵由余弦定理可得:b2=a2+c2﹣2accosB=a2+c2﹣ac②,∴由①②可得:a=c,结合B=,可得三角形为等边三角形.18.(12分)已知数列{a n}是等差数列,a2=6,a5=12;数列{b n}的前n项和是S n,且S n+b n=1.(1)求数列{a n}和{b n}通项公式;(2)记c n=,数列{c n}的前n项和为T n,若T n<对一切n∈N*都成立,求最小正整数m.【解答】解:(1)设{}的公差为d,则,,∵a2=6,a5=12,∴,解得a1=4,d=2,∴a n=4+2(n﹣1)=2n+2.∵数列{b n}的前n项和是S n,且S n+b n=1,∴当n=1时,b1=S1,由,得,当n≥2时,∵,,∴S n﹣S n=(b n﹣1﹣b n),即,﹣1∴,∴{}是以为首项,为公比的等比数列,∴=.(2)∵=2•()n,∴c n=c n====,∴T n=(1﹣)+()+()+…+()=1﹣<1,由已知得,∴m≥2014,∴最小正整数m=2014.…(12分).19.(12分)某校从参加高三模拟考试的学生中随机抽取60名学生,将其数学成绩(均为整数)分成六组[90,100),[100,110),…,[140,150]后得到如下部分频率分布直方图,观察图形的信息,回答下列问题:(1)求分数在[120,130)内的频率;(2)若在同一组数据中,将该组区间的中点值(如:组区间[100,110)的中点值为=105)作为这组数据的平均分,据此,估计本次考试的平均分;(3)用分层抽样的方法在分数段为[110,130)的学生中抽取一个容量为6的样本,将该样本看成一个总体,从中任取2人,求至多有1人在分数段[120,130)内的概率.【解答】解:(1)分数在[120,130)内的频率为1﹣(0.1+0.15+0.15+0.25+0.05)=1﹣0.7=0.3;(2)估计平均分为=95×0.1+105×0.15+115×0.15+125×0.3+135×0.25+145×0.05=121;(3)依题意,[110,120)分数段的人数为60×0.15=9(人),[120,130)分数段的人数为60×0.3=18(人);∵用分层抽样的方法在分数段为[110,130)的学生中抽取一个容量为6的样本,∴需在[110,120)分数段内抽取2人,并分别记为m,n;在[120,130)分数段内抽取4人,并分别记为a,b,c,d;设“从样本中任取2人,至多有1人在分数段[120,130)内”为事件A,则基本事件有(m,n),(m,a),…,(m,d),(n,a),…,(n,d),(a,b),…,(c,d)共15种;则事件A包含的基本事件有(m,n),(m,a),(m,b),(m,c),(m,d),(n,a),(n,b),(n,c),(n,d)共9种;∴P(A)==.20.(12分)如图,直三棱柱A′B′C′﹣ABC,延长CB到点D,使BD=BC,点E为A′D的中点,∠ABC=90°,,A′A=2.(1)证明:BE∥平面A′ACC′;(2)求三棱锥A′﹣EB′C的体积′.【解答】(1)证明:∵E、B分别为A′D、DC的中点,∴EB∥A′C又A′C⊂平面A′ACC′,且BE⊄平面A′ACC′,∴BE∥平面A′ACC′(2)解:∵AB=BC=,∠ABC=90°,∴AC=2,又A′A=2,∴AC=A′A=2,∵A′B′C′﹣ABC为直三棱柱,∴∠A′B′C′=90°,∴A′B′⊥B′C′,又BB′⊥平面A′B′C′,∴A′B′⊥B′B,又B′C′∩BB′=B′,∴A′B′⊥平面BCC′B′.∴.21.(12分)已知椭圆C的中心在原点,焦点在x轴上,以两个焦点和短轴的两个端点为顶点的四边形是一个面积为8的正方形(记为Q).(Ⅰ)求椭圆C的方程;(Ⅱ)设点P是直线x=﹣4与x轴的交点,过点P的直线l与椭圆C相交于M,N两点,当线段MN的中点落在正方形Q内(包括边界)时,求直线l斜率的取值范围.【解答】解:(Ⅰ)依题意,设椭圆C的方程为,焦距为2c,由题设条件知,a2=8,b=c所以=4,故椭圆的方程为;(II)椭圆C的左准线方程为x=﹣4,所以点P的坐标为(﹣4,0)显然直线l的斜率存在,所以设直线l的方程为y=k(x+4)设点M,N的坐标分别为(x1,y1),(x2,y2),线段MN的中点为G(x0,y0)由直线代入椭圆方程得(1+2k2)x2+16k2x+32k2﹣8=0.①由△=(16k2)2﹣4(1+2k2)(32k2﹣8)>0解得﹣<k<.②因为x1,x2是方程①的两根,所以x1+x2=﹣,于是x0==﹣,y0=.因为x0==﹣≤0,所以点G不可能在y轴的右边,又直线F1B2,F1B1方程分别为y=x+2,y=﹣x﹣2所以点G在正方形Q内(包括边界)的充要条件为,即解得,此时②也成立.故直线l斜率的取值范围是.22.(12分)已知函数f(x)=xlnx,g(x)=﹣x2+ax﹣3.(Ⅰ)求函数f(x)的最小值;(Ⅱ)对一切x∈(0,+∞),2f(x)≥g(x)恒成立,求实数a的取值范围;(Ⅲ)证明:对一切x∈(0,+∞),都有成立.【解答】解:(Ⅰ)f(x)的定义域为(0,+∞),f(x)的导数f'(x)=1+lnx.令f'(x)>0,解得x>;令f'(x)<0,解得0<x<.从而f(x)在(0,)单调递减,在(,+∞)单调递增.所以,当x=时,f(x)取得最小值﹣.(II)若2f(x)≥g(x),则a≤2lnx+x+,设h(x)=2lnx+x+,则h′(x)=+1﹣==∵x∈(0,1)时,h′(x)<0,h(x)单调递减,x∈(1,+∞)时,h′(x)>0,h(x)单调递增,∴h(x)min=h(1)=4故a≤4即实数a的取值范围为(﹣∞,4]证明:(III)若则,由(I)得:lnx•x≥,当且仅当x=时,取最小值;设m(x)=,则m′(x)=,∵x∈(0,1)时,m′(x)>0,m(x)单调递增,x∈(1,+∞)时,m′(x)<0,m(x)单调递减,故当x=1时,m(x)取最大值故对一切x∈(0,+∞),都有成立.。