【数学】江苏省泰州市姜堰区2015届高三上学期期中考试

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2014~2015学年度第一学期期中考试高三数学试题(考试时间:120分钟 总分160分)一、填空题:本大题共14小题,每小题5分,共计70分.请把答案填写在答题卡相应位置上......... 1.已知集合{1,0,1},{012}A B =-=,,,则=B A ▲.2.已知角α的终边经过点(4,3)P -,则sin α的值是▲.3. 若等差数列{}n a 的前5项和525S =,且23a =,则7a =▲. 4.曲线2ln y x x =-在点(1,2)处的切线方程是 ▲ . 5.将函数()2sin 2f x x =的图象上每一点向右平移6π个单位,得函数()y g x =的图象,则()g x =▲.6.在平面直角坐标系xOy 中,直线023=--y x 与圆522=+y x 相交于两点B A ,, 则线段AB 的长度为 ▲ . 7. 不等式222log (4)log (3)x x ->的解集为▲.8.已知sin(45)α-︒=090α︒<<︒,则cos 2α的值为 ▲ . 9. 在ABC ∆中,“>6A π”是“1sin >2A ”的▲条件.(填“充分不必要”、“必要不充分”、“充分必要”、“既不充分也不必要”之一)10.如图,已知正方形ABCD 的边长为3,E 为DC 的中点,AE 与BD 交于点F ,则FD DE ⋅=uu u r uu u r▲.11.设1m >,已知在约束条件1y xy mx x y ≥⎧⎪≤⎨⎪+≤⎩下,目标函数22z x y =+的最大值为32,则实数m 的值为 ▲ .12.已知等比数列的首项211-=a ,其前四项恰是方程0)2)(2(22=++++nx x mx x 的四个根,则=+n m ▲ .13.已知圆C :4)2(22=+-y x ,点P 在直线l :2+=x y 上,若圆C 上存在两点A 、B使得3=,则点P 的横坐标的取值范围是▲. 14. 已知两条平行直线1l :m y =和2l :31y m =+(这里0>m ),且直线1l 与函数2log y x =的图像从左至右相交于点A 、B ,直线2l 与函数8log y x =的图像从左至右相交于C 、D .若记线段AC 和BD 在x 轴上的投影长度分别为a 、b ,则当m 变化时,ba的最小值为▲. 二、解答题:本大题共6小题,共计90分.请在答题卡指定区域.......内作答,解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤.15.在△ABC 中,内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,若2sin sin sin B A C =. (Ⅰ)求2ac b -的值;(Ⅱ)若b =32BA BC ⋅= ,求BC BA +的值.16.设a R ∈,函数32211()(21)()32f x x a x a a x =-+++.(Ⅰ)已知()f x '是()f x 的导函数,且()()(0)f x g x x x'=≠为奇函数,求a 的值; (Ⅱ)若函数()f x 在2x =处取得极小值,求函数)(x f 的单调递增区间。

{}n a17.某小区想利用一矩形空地ABCD 建造市民健身广场,设计时决定保留空地边上的一个水塘(如图中阴影部分),水塘可近似看作一个等腰直角三角形,其中60AD m =,40AB m =,且EFG ∆中,90EGF ∠= ,经测量得到10,20AE m EF m ==.为保证安全同时考虑美观,健身广场周围准备加设一个保护栏.设计时经过点G 作一条直线交AB DF 、于N M 、,从而得到五边形M BCDN 的市民健身广场.(Ⅰ)假设()DN x m =,试将五边形M BCDN 的面积y 表示为x 的函数,并注明函数的定义域;(Ⅱ)问:应如何设计,可使市民健身广场的面积最大?并求出健身广场的最大面积.18.已知圆M :()2244x y +-=,点P 是直线l :20x y -=上的一动点,过点P 作圆M的切线PA 、PB ,切点为A 、B .(Ⅰ)当切线PA 的长度为P 的坐标;(Ⅱ)若PAM ∆的外接圆为圆N ,试问:当P 运动时,圆N 是否过定点?若存在,求出所有的定点的坐标;若不存在,说明理由;(Ⅲ)求线段AB 长度的最小值.19.若数列{}n b 满足:对于N n *∈,都有2n n b b d +-=(d 为常数),则称数列{}n b 是公差为d 的“隔项等差”数列.(Ⅰ)若17,321==c c ,{}n c 是公差为8的“隔项等差”数列,求{}n c 的前15项之和; (Ⅱ)设数列{}n a 满足:1a a =,对于N n *∈,都有12n n a a n ++=. ①求证:数列{}n a 为“隔项等差”数列,并求其通项公式;②设数列{}n a 的前n 项和为n S ,试研究:是否存在实数a ,使得22122++k k k S S S 、、成等比数列(*N k ∈)?若存在,请求出a 的值;若不存在,请说明理由.20.已知函数||1221(),()()4162x m mx f x f x x -==+,其中.m R ∈ (Ⅰ)若2m =,试判断函数12()()()([2,))f x f x f x x =+∈+∞的单调性,并说明理由; (Ⅱ)设函数12(),2()(),2f x xg x f x x ≥⎧=⎨<⎩,若对任意的[)12,x ∈+∞,总存在唯一的实数()2,2x ∈-∞,使得12()()g x g x =成立,试确定实数m 的取值范围.高三数学期中试题(教师版)一、填空题:本大题共14小题,每小题5分,共计70分.请把答案填写在答题卡相应位置上......... 1.已知集合{1,0,1},{012}A B =-=,,,则=B A ▲.【答案】{}10,2.已知角α的终边经过点(4,3)P -,则sin α的值是▲. 【答案】353. 若等差数列{}n a 的前5项和525S =,且23a =,则7a =▲. 【答案】134.曲线2ln y x x =-在点(1,2)处的切线方程是 ▲ . 【答案】10x y -+=5.将函数()2sin 2f x x =的图象上每一点向右平移6π个单位,得函数()y g x =的图象,则()g x =▲.【答案】()π2sin 23x -6.在平面直角坐标系xOy 中,直线023=--y x 与圆522=+y x 相交于两点B A ,, 则线段AB 的长度为 ▲ . 【答案】47. 不等式222log (4)log (3)x x ->的解集为▲. 【答案】()1,08.已知sin(45)10α-︒=-,且090α︒<<︒,则cos 2α的值为 ▲ . 【答案】7259. 在ABC ∆中,“>6A π”是“1sin >2A ”的▲条件.(填“充分不必要”、“必要不充分”、“充分必要”、“既不充分也不必要”之一) 【答案】必要不充分10.如图,已知正方形ABCD 的边长为3,E 为DC 的中点,AE 与BD 交于点F ,则FD DE ⋅=uu u r uu u r▲.【答案】32-11.设1m >,已知在约束条件1y xy mx x y ≥⎧⎪≤⎨⎪+≤⎩下,目标函数22z x y =+的最大值为32,则实数m 的值为 ▲ .【答案】32+12.已知等比数列的首项211-=a ,其前四项恰是方程0)2)(2(22=++++nx x mx x 的四个根,则=+n m ▲ . 【答案】215 13.已知圆C :4)2(22=+-y x ,点P 在直线l :2+=x y 上,若圆C 上存在两点A 、B 使得PB PA 3=,则点P 的横坐标的取值范围是▲. 【答案】[]2,2-14. 已知两条平行直线1l :m y =和2l :31y m =+(这里0>m ),且直线1l 与函数2log y x =的图像从左至右相交于点A 、B ,直线2l 与函数8log y x =的图像从左至右相交于C 、D .若记线段AC 和BD 在x 轴上的投影长度分别为a 、b ,则当m 变化时,b a的{}n a最小值为▲. 【答案】32二、解答题:本大题共6小题,共计90分.请在答题卡指定区域.......内作答,解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤.15.在△ABC 中,内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,若2sin sin sin B A C =. (Ⅰ)求2ac b -的值;(Ⅱ)若b =32BA BC ⋅= ,求BC BA +的值.解:(Ⅰ)因为2sin sin sin B A C =,由正弦定理得2b ac =,所以20ac b -=……………………………4分(Ⅱ)因为ac b =2,b 22b =,2ac =所以3cos 2BA BC ca B ⋅==,由余弦定理得2222cos b a c ac B =+-,所以225a c +=.……………………………8分所以2222222cos 8BC BA a c BC BA a c ac B +=++⋅=++=即BC BA +=……………………………14分16.设a R ∈,函数32211()(21)()32f x x a x a a x =-+++.(Ⅰ)已知()f x '是()f x 的导函数,且()()(0)f x g x x x'=≠为奇函数,求a 的值; (Ⅱ)若函数()f x 在2x =处取得极小值,求函数)(x f 的单调递增区间。

解:(Ⅰ)22()(21)()f x x a x a a '=-+++, ……………………………2分 故 2()()(21),0f x a a g x x a x x x'+==+-+≠,()()(0)f x g x x x '=≠ 为奇函数,0,()()0x g x g x ∴∀≠-+=,即210,a +=12a ∴=-; ……………………………6分(Ⅱ)22()(21)()f x x a x a a '=-+++ ()[(1)]x a x a =--+列表如下:……………………………9分∴()f x 在1x a =+处取得极小值,在x a =处取得极大值,由题设12a +=,1a ∴=; ……………………………12分 所以函数的递增区间为),2(),1,(+∞-∞ ……………………………14分 17.某小区想利用一矩形空地ABCD 建造市民健身广场,设计时决定保留空地边上的一个水塘(如图中阴影部分),水塘可近似看作一个等腰直角三角形,其中60AD m =,40AB m =,且EFG ∆中,90EGF ∠= ,经测量得到10,20AE m EF m ==.为保证安全同时考虑美观,健身广场周围准备加设一个保护栏.设计时经过点G 作一条直线交AB DF 、于N M 、,从而得到五边形M BCDN 的市民健身广场.(Ⅰ)假设()DN x m =,试将五边形M BCDN 的面积y 表示为x 的函数,并注明函数的定义域;(Ⅱ)问:应如何设计,可使市民健身广场的面积最大?并求出健身广场的最大面积.解:(Ⅰ)作GH ⊥EF ,垂足为H ,因为DN x =,所以40,60NH x NA x =-=-,因为,NH NAHG AM = 所以406010x x AM --=,所以6001040xAM x-=- ………………2分 过M 作//M T BC 交CD 于T ,则MBCDWMBCT MTDN SS S =+1(40)60(60)2AM x AM =-⨯++⨯,所以600101(60)(60010)(40)6040240x x x y x x-+-=-⨯+⨯--()xx ---=4060524002………………………7分 由于N 与F 重合时,30AM AF ==适合条件,故(]0,30x ∈,…………………………8分(Ⅱ)()()⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-+--=---=404040040524004060524002x x x x y ,…………………10分所以当且仅当xx -=-4040040,即(]30,020∈=x 时,y 取得最大值2000, ……13分答:当20DN m =时,得到的市民健身广场面积最大,最大面积为22000m .…………14分 18.已知圆M :()2244x y +-=,点P 是直线l :20x y -=上的一动点,过点P 作圆M的切线PA 、PB ,切点为A 、B .(Ⅰ)当切线PA 的长度为P 的坐标;(Ⅱ)若PAM ∆的外接圆为圆N ,试问:当P 运动时,圆N 是否过定点?若存在,求出所有的定点的坐标;若不存在,说明理由; (Ⅲ)求线段AB 长度的最小值.解:(Ⅰ)由题可知,圆M 的半径r =2,设P (2b ,b ),因为PA 是圆M 的一条切线,所以∠MAP =90°,所以MP 4=,解得580==b b 或 所以168(0,0)(,)55P P 或 ……………………………4分 (Ⅱ)设P (2b ,b ),因为∠MAP =90°,所以经过A 、P 、M 三点的圆N 以MP 为直径,其方程为: ()()222244424b b b x b y +-+⎛⎫-+-=⎪⎝⎭ 即()22(24)40x y b x y y +--+-=由2224040x y x y y +-=⎧⎨+-=⎩, ……………………………7分解得04x y =⎧⎨=⎩或8545x y ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩,所以圆过定点84(0,4),,55⎛⎫ ⎪⎝⎭……………………9分(Ⅲ)因为圆N 方程为()()222244424b b b x b y +-+⎛⎫-+-=⎪⎝⎭ 即222(4)40x y bx b y b +--++= ……① 圆M :()2244x y +-=,即228120x y y +-+= ……②②-①得圆M 方程与圆N 相交弦AB 所在直线方程为:2(4)1240bx b y b +-+-= ……………………………11分点M 到直线AB的距离d =……………………………13分相交弦长即:AB == 当45b =时,AB……………………………16分 19.若数列{}n b 满足:对于N n *∈,都有2n n b b d +-=(d 为常数),则称数列{}n b 是公差为d 的“隔项等差”数列.(Ⅰ)若17,321==c c ,{}n c 是公差为8的“隔项等差”数列,求{}n c 的前15项之和; (Ⅱ)设数列{}n a 满足:1a a =,对于N n *∈,都有12n n a a n ++=. ①求证:数列{}n a 为“隔项等差”数列,并求其通项公式;②设数列{}n a 的前n 项和为n S ,试研究:是否存在实数a ,使得22122++k k k S S S 、、成等比数列(*N k ∈)?若存在,请求出a 的值;若不存在,请说明理由.解:(Ⅰ)易得数列⎩⎨⎧+-=.9414为偶数时,当为奇数时;,当n n n n c n前15项之和53527)6517(28)593(=⨯++⨯+= ……………………………4分 (Ⅱ)①n a a n n 21=++ (*∈N n )(A ))1(221+=+++n a a n n (B )(B )-(A )得22=-+n n a a (*∈N n ).所以,{}n a 为公差为2的“隔项等差”数列. ……………………………6分 当n 为偶数时,a n n a a n -=⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛-+-=2122, 当n 为奇数时,()[]11)1(2)1(21-+=----=--=-a n a n n a n a n n ; ……………………………8分②当n 为偶数时,()2212212222221222n n n n a n n n a S n =⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛-+⋅-+⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛-+⋅=; 当n 为奇数时,()2212121212221212121⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛---+-⋅-+⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛-++++⋅=n n n a n n n a S n 21212-+=a n . ……………………………12分 故当k n 2=时,222k S k =,a k k S k ++=+22212,222)1(2+=+k S k ,由()222212++⋅=k k k S S S ,则2222)1(22)22(+⋅=++k k a k k ,解得0=a . 所以存在实数0a =,使得22122++k k k S S S 、、成等比数列(*N k ∈)……………………………16分20.已知函数||1221(),()()4162x m mx f x f x x -==+,其中.m R ∈ (Ⅰ)若2m =,试判断函数12()()()([2,))f x f x f x x =+∈+∞的单调性,并说明理由;(Ⅱ)设函数12(),2()(),2f x xg x f x x ≥⎧=⎨<⎩,若对任意大于等于2的实数1x ,总存在唯一的小于2的实数2x ,使得12()()g x g x =成立,试确定实数m 的取值范围.解:(Ⅰ)()f x 为减函数。