北京市东城区2013届高三上学期期末统一练习数学理科试题含答案

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东城区2012-2013学年度第一学期期末教学统一检测高三数学 (理科)学校_____________班级_______________姓名______________考号___________ 本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分,第Ⅰ卷1至2页,第Ⅱ卷3至5页,共150分。

考试时长120分钟。

考生务必将答案答在答题卡上,在试卷上作答无效。

考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。

第Ⅰ卷(选择题 共40分)一、本大题共8小题,每小题5分,共40分。

在每小题列出的四个选项中,选出符合题目要求的一项。

(1)设集合{1,2}A =,则满足{1,2,3}A B = 的集合B 的个数是(A )1 (B) 3 (C)4 (D)8 (2)已知a 是实数,i 1ia +-是纯虚数,则a 等于(A )1- (B )1 (C(D) (3)已知{}n a 为等差数列,其前n 项和为n S ,若36a =,312S =,则公差d 等于(A )1 (B )53(C )2 (D )3(4)执行如图所示的程序框图,输出的k 的值为(A )4 (B )5 (C )6 (D )7(5)若a ,b 是两个非零向量,则“+=-a b a b ”是“⊥a b ”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(6)已知x ,y 满足不等式组0,0,,2 4.x y x y s y x ≥⎧⎪≥⎪⎨+≤⎪⎪+≤⎩当35s ≤≤时,目标函数y x z 23+=的最大值的变化范围是(A )[6,15](B )[7,15] (C )[6,8](D )[7,8](7)已知抛物线22y px =的焦点F 与双曲线22179xy-=的右焦点重合,抛物线的准线与x 轴的交点为K ,点A在抛物线上且|||AK AF =,则△A F K 的面积为(A )4 (B )8 (C )16 (D )32(8)给出下列命题:①在区间(0,)+∞上,函数1y x -=,12y x =,2(1)y x =-,3y x =中有三个是增函数;②若log 3log 30m n <<,则01n m <<<;③若函数()f x 是奇函数,则(1)f x -的图象关于点(1,0)A 对称;④已知函数233,2,()log (1),2,x x f x x x -⎧≤=⎨->⎩则方程 1()2f x =有2个实数根,其中正确命题的个数为(A )1 (B )2 (C )3 (D )4第Ⅱ卷(共110分)二、填空题:本大题共6小题,每小题5分,共30分。

(9)若3sin 5α=-,且tan 0α>,则cos α= .(10)图中阴影部分的面积等于 .(11)已知圆C :22680x y x +-+=,则圆心C 的坐标为 ;若直线y kx =与圆C 相切,且切点在第四象限,则k = . (12)一个几何体的三视图如图所示,则该几何体的表面积为 . (13)某种饮料分两次提价,提价方案有两种,方案甲:第一次提价%p ,第二次提价%q ;方案乙:每次都提价%2p q +,若0p q >>,则提价多的方案是 .(14)定义映射:f A B →,其中{(,),}A m n m n =∈R ,B =R ,已知对所有的有序正整数对(,)m n 满足下述条件:①(,1)1f m =;②若n m >,(,)0f m n =;③(1,)[(,)(,1)]f m n n f m n f m n +=+-,则(2,2)f = ,(,2)f n = .三、解答题:本大题共6小题,共80分。

解答应写出文字说明,演算步骤或证明过程。

(15)(本小题共13分)已知函数2()cos cos f x x x x a =++.(Ⅰ)求()f x 的最小正周期及单调递减区间; (Ⅱ)若()f x 在区间[,]63ππ-上的最大值与最小值的和为32,求a 的值.(16)(本小题共13分)已知{}n a 为等比数列,其前n 项和为n S ,且2n n S a =+*()n ∈N .(Ⅰ)求a 的值及数列{}n a 的通项公式;(Ⅱ)若(21)n n b n a =-,求数列{}n b 的前n 项和n T .(17)(本小题共14分)如图,在菱形A B C D 中,60DAB ∠= ,E 是A B 的中点, M A ⊥平面A B C D ,且在矩形A D N M 中,2AD =,7AM =.(Ⅰ)求证:A C ⊥B N ; (Ⅱ)求证:A N // 平面M E C ; (Ⅲ)求二面角M E C D --的大小.(18)(本小题共13分)已知a ∈R ,函数()ln 1a f x x x=+-.(Ⅰ)当1a =时,求曲线()y f x =在点(2,(2))f 处的切线方程; (Ⅱ)求()f x 在区间(]0,e 上的最小值.(19)(本小题共13分)在平面直角坐标系xOy 中,动点P到两点(0),0)的距离之和等于4,设点P 的轨迹为曲线C ,直线l 过点(1,0)E -且与曲线C 交于A ,B 两点.(Ⅰ)求曲线C 的轨迹方程;(Ⅱ)是否存在△AO B 面积的最大值,若存在,求出△AO B 的面积;若不存在,说明理由.ABCDENM(20)(本小题共14分)已知实数组成的数组123(,,,,)n x x x x 满足条件:①10ni i x ==∑; ②11ni i x ==∑.(Ⅰ) 当2n =时,求1x ,2x 的值;(Ⅱ)当3n =时,求证:123321x x x ++≤; (Ⅲ)设123n a a a a ≥≥≥≥ ,且1n a a >(2)n ≥,求证:111()2ni i n i a x a a =≤-∑.东城区2012-2013学年度第一学期期末教学统一检测高三数学参考答案及评分标准 (理科)一、选择题(本大题共8小题,每小题5分,共40分)(1)C (2)B (3)C (4)A (5)C (6)D (7)D (8)C 二、填空题(本大题共6小题,每小题5分,共30分)(9)45-(10)1 (11)(3,0) 4-(12)75+ (13)乙(14)2 22n -注:两个空的填空题第一个空填对得3分,第二个空填对得2分. 三、解答题(本大题共6小题,共80分) (15)(共13分)解:(Ⅰ)1cos 2()222xf x x a +=++1s i n (2)62x a π=+++.……………………………………………3分所以T =π.……………………………………………………………4分 由3222262k x k πππ+π≤+≤+π,得263k x k ππ+π≤≤+π.故函数()f x 的单调递减区间是2[,]63k k ππ+π+π(k ∈Z ).…………………7分(Ⅱ)因为63x ππ-≤≤, 所以52666x πππ-≤+≤.所以1sin(2)126x π-≤+≤.…………………………………………………………10分因为函数()f x 在[,]63ππ-上的最大值与最小值的和1113(1)()2222a a +++-++=, 所以0a =.…………………………………………………………………………13分 (16)(共13分)解:(Ⅰ)当1n =时,112S a a ==+.………………………………………1分当2n ≥时,112n n n n a S S --=-=.…………………………………………………3分因为{}n a 是等比数列,所以111221a a -=+==,即11a =.1a =-.……………………………………5分 所以数列{}n a 的通项公式为12n n a -=*()n ∈N .…………………………………6分 (Ⅱ)由(Ⅰ)得1(21)(21)2n n n b n a n -=-=-⋅.则23111325272(21)2n n T n -=⨯+⨯+⨯+⨯++-⋅ . ①2312123252(23)2(21)2n nn T n n -=⨯+⨯+⨯++-⋅+-⋅ . ②①-②得 2111222222(21)2n n n T n --=⨯+⨯+⨯++⨯--⋅ …………………9分 2112(222)(21)2n n n -=++++--⋅114(21)(21)2n nn -=+---⋅(23)23nn =--⋅-.…………………………………………………12分所以(23)23nn T n =-⋅+.……………………………………………………………13分(17)(共14分)解:(Ⅰ)连结B D ,则A C B D ⊥. 由已知D N ⊥平面A B C D , 因为DN DB D = ,所以A C ⊥平面N D B .……………………2分 又因为B N ⊂平面N D B ,所以A C B N ⊥.……………………4分 (Ⅱ)C M 与B N 交于F ,连结E F . 由已知可得四边形B C N M 是平行四边形,所以F 是B N 的中点. 因为E 是A B 的中点,所以//A N E F .…………………………7分 又E F ⊂平面M E C ,A N ⊄平面M E C ,所以//A N 平面M E C . ……………………………………………………………9分(Ⅲ)由于四边形A B C D 是菱形,E 是A B 的中点,可得D E AB ⊥. 如图建立空间直角坐标系D xyz -,则(0,0,0)D,0,0)E , (0,2,0)C ,1,7M -.2.0)C E =- ,(0,1,)7EM =- .…………………………………………10分设平面M E C 的法向量为(,,)x y z =n .则0,0.C E EM ⎧⋅=⎪⎨⋅=⎪⎩ n n所以20,0.7y y z -=⎨-=⎪⎩令2x =.所以3=n .……………………………………………………………12分又平面A D E 的法向量(0,0,1)=m ,所以1cos ,2⋅<>==m n m n m n.所以二面角M E C D --的大小是60°. ………………………………………14分 (18)(共13分)解:(Ⅰ)当1a =时,1()ln 1f x x x=+-,),0(+∞∈x ,所以22111()x f x xxx-'=-+=,),0(+∞∈x .………………………………2分因此1(2)4f '=.即曲线)(x f y =在点(2,(2))f 处的切线斜率为14. …………………………4分又1(2)ln 22f =-,所以曲线)(x f y =在点(2,(2))f 处的切线方程为11(ln 2)(2)24y x --=-,即44ln 240x y -+-=.……………………………………………6分 (Ⅱ)因为()ln 1a f x x x=+-,所以221()a x a f x xxx-'=-+=.令()0f x '=,得x a =. ……………………………………………8分①若a ≤0,则()0f x '>,()f x 在区间(]0,e 上单调递增,此时函数()f x 无最小值. ②若0e a <<,当()0,x a ∈时,()0f x '<,函数()f x 在区间()0,a 上单调递减,当(],e x a ∈时,()0f x '>,函数()f x 在区间(],e a 上单调递增,所以当x a =时,函数()f x 取得最小值ln a .………………………………10分 ③若e a ≥,则当(]0,e x ∈时,()0f x '≤,函数()f x 在区间(]0,e 上单调递减, 所以当e x =时,函数()f x 取得最小值ea .…………………………………12分综上可知,当a ≤0时,函数()f x 在区间(]0,e 上无最小值;当0e a <<时,函数()f x 在区间(]0,e 上的最小值为ln a ; 当e a ≥时,函数()f x 在区间(]0,e 上的最小值为ea .……………13分(19)(共13分)解.(Ⅰ)由椭圆定义可知,点P 的轨迹C是以(0),0)为焦点,长半轴长为2 的椭圆.……………………………………………………………………………3分 故曲线C 的方程为2214xy +=. …………………………………………………5分(Ⅱ)存在△AO B 面积的最大值. …………………………………………………6分 因为直线l 过点(1,0)E -,可设直线l 的方程为 1x my =-或0y =(舍).则221,4 1.x y x m y ⎧+=⎪⎨⎪=-⎩整理得 22(4)230m y m y +--=.…………………………………7分 由22(2)12(4)0m m ∆=++>. 设1122()()A x y B x y ,,,.解得124m y m +=+224m y m -=+.则21||4y y m -=+因为1212AO B S O E y y ∆=⋅-24m ==+. ………………………10分设1()g t t t=+,t =t ≥.则()g t在区间)+∞上为增函数.所以()3g t ≥.所以2AO B S ∆≤,当且仅当0m =时取等号,即m ax ()2AO B S ∆=.所以AOB S ∆的最大值为2.………………………………………………………………13分(20)(共14分)(Ⅰ)解:12120,(1)1.(2)x x x x +=⎧⎪⎨+=⎪⎩由(1)得21x x =-,再由(2)知10x ≠,且20x ≠.当10x >时,20x <.得121x =,所以121,21.2x x ⎧=⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩……………………………2分当10x <时,同理得121,21.2x x ⎧=-⎪⎪⎨⎪=⎪⎩………………………………………………4分(Ⅱ)证明:当3n =时,由已知1230x x x ++=,123=1x x x ++.所以12311233322()x x x x x x x x ++=+++-13x x =-131x x ≤+≤.………………………………………………9分(Ⅲ)证明:因为1i n a a a ≥≥,且1n a a >(1,2,3,,)i n = .所以1()()i i n a a a a ---1()()i i n a a a a ≤-+-1n a a =-,即112n i n a +a a a a -≤- (1,2,3,,)i n = .……………………………11分1n i ii a x=∑n1i 1111122nniii n i i i a xa x a x ====--∑∑∑111(2)2nin i i aa a x ==--∑111(22nn i i i a a a x =≤+-∑)111()2nn i i a a x =≤-∑1112nni i a a x ==-∑11()2n a a =-.……………………………………………………………14分。