2015年上海市闸北区高考一模数学试卷(理科)【解析版】
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2015年上海市闸北区高考数学一模试卷(理科)一、填空题(54分)本大题共有9题,要求在答题纸相应题序的空格内直接填写结果,每个空格填对得6分,否则一律得零分.1.(6分)复数(i是虚数单位)是纯虚数,则实数a的值为.2.(6分)若f(x)为R上的奇函数,当x<0时,f(x)=log2(2﹣x),则f(0)+f(2)=.3.(6分)设定点A(0,1),若动点P在函数y=(x>0)图象上,则|P A|的最小值为.4.(6分)用数字“1,2”组成一个四位数,则数字“1,2”都出现的四位数有个.5.(6分)设n∈N*,圆的面积为S n,则=.6.(6分)在Rt△ABC中,AB=AC=3,M,N是斜边BC上的两个三等分点,则的值为.7.(6分)设函数f(x)=sin(πx),若存在x0∈(﹣1,1)同时满足以下条件:①对任意的x∈R,都有f(x)≤f(x0)成立;②x02+[f(x0)]2<m2,则m的取值范围是.8.(6分)如果不等式x2<|x﹣1|+a的解集是区间(﹣3,3)的子集,则实数a 的取值范围是.9.(6分)关于曲线C:x4﹣y3=1,给出下列四个结论:①曲线C是双曲线;②关于y轴对称;③关于坐标原点中心对称;④与x轴所围成封闭图形面积小于2.则其中正确结论的序号是.(注:把你认为正确结论的序号都填上)二、选择题(18分)本大题共有3题,每题都给出四个结论,其中有且只有一个结论是正确的,必须把答题纸上相应题序内的正确结论代号涂黑,选对得6分,否则一律得零分.10.(6分)“a≠2”是“关于x,y的二元一次方程组有唯一解”的()A.必要不充分条件B.充分不必要条件C.充要条件D.既不充分也不必要条件11.(6分)已知等比数列{a n}前n项和为S n,则下列一定成立的是()A.若a3>0,则a2013<0B.若a4>0,则a2014<0C.若a3>0,则S2013>0D.若a4>0,则S2014>012.(6分)对于集合A,定义了一种运算“⊕”,使得集合A中的元素间满足条件:如果存在元素e∈A,使得对任意a∈A,都有e⊕a=a⊕e=a,则称元素e 是集合A对运算“⊕”的单位元素.例如:A=R,运算“⊕”为普通乘法;存在1∈R,使得对任意a∈R,都有1×a=a×1=a,所以元素1是集合R对普通乘法的单位元素.下面给出三个集合及相应的运算“⊕”:①A=R,运算“⊕”为普通减法;②A={A m×n|A m×n表示m×n阶矩阵,m∈N*,n∈N*},运算“⊕”为矩阵加法;③A={X|X⊆M}(其中M是任意非空集合),运算“⊕”为求两个集合的交集.其中对运算“⊕”有单位元素的集合序号为()A.①②B.①③C.①②③D.②③三、解答题(本题满分78分)本大题共有4题,解答下列各题必须在答题纸的规定区域(对应的题号)内写出必要的步骤.13.(18分)请仔细阅读以下材料:已知f(x)是定义在(0,+∞)上的单调递增函数.求证:命题“设a,b∈R+,若ab>1,则”是真命题.证明因为a,b∈R+,由ab>1得a>>0.又因为f(x)是定义在(0,+∞)上的单调递增函数,于是有.①同理有.②由①+②得.故,命题“设a,b∈R+,若ab>1,则”是真命题.请针对以上阅读材料中的f(x),解答以下问题:(1)试用命题的等价性证明:“设a,b∈R+,若,则:ab>1”是真命题;(2)解关于x的不等式f(a x﹣1)+f(2x)>f(a1﹣x)+f(2﹣x)(其中a>0).14.(20分)如图,在海岸线EF一侧有一休闲游乐场,游乐场的前一部分边界为曲线段FGBC,该曲线段是函数y=A sin(ωx+ϕ)(A>0,ω>0,ϕ∈(0,π)),x∈[﹣4,0]的图象,图象的最高点为B(﹣1,2).边界的中间部分为长1千米的直线段CD,且CD∥EF.游乐场的后一部分边界是以O为圆心的一段圆弧.(1)求曲线段FGBC的函数表达式;(2)曲线段FGBC上的入口G距海岸线EF最近距离为1千米,现准备从入口G修一条笔直的景观路到O,求景观路GO长;(3)如图,在扇形ODE区域内建一个平行四边形休闲区OMPQ,平行四边形的一边在海岸线EF上,一边在半径OD上,另外一个顶点P在圆弧上,且∠POE=θ,求平行四边形休闲区OMPQ面积的最大值及此时θ的值.15.(20分)已知F1,F2分别是椭圆C:=1(a>0,b>0)的左、右焦点,椭圆C过点且与抛物线y2=﹣8x有一个公共的焦点.(1)求椭圆C方程;(2)斜率为k的直线l过右焦点F2,且与椭圆交于A,B两点,求弦AB的长;(3)P为直线x=3上的一点,在第(2)题的条件下,若△ABP为等边三角形,求直线l的方程.16.(20分)设数列{a n}满足:①a1=1;②所有项a n∈N*;③1=a1<a2<…<a n<a n+1<…设集合A m={n|a n≤m,m∈N*},将集合A m中的元素的最大值记为b m.换句话说,b m是数列{a n}中满足不等式a n≤m的所有项的项数的最大值.我们称数列{b n}为数列{a n}的伴随数列.例如,数列1,3,5的伴随数列为1,1,2,2,3.(1)若数列{a n}的伴随数列为1,1,1,2,2,2,3,请写出数列{a n};(2)设a n=3n﹣1,求数列{a n}的伴随数列{b n}的前100之和;(3)若数列{a n}的前n项和S n=n+c(其中c常数),试求数列{a n}的伴随数列{b n}前m项和T m.2015年上海市闸北区高考数学一模试卷(理科)参考答案与试题解析一、填空题(54分)本大题共有9题,要求在答题纸相应题序的空格内直接填写结果,每个空格填对得6分,否则一律得零分.1.(6分)复数(i是虚数单位)是纯虚数,则实数a的值为4.【解答】解:=.∵复数是纯虚数∴,解得:a=4.故答案为:4.2.(6分)若f(x)为R上的奇函数,当x<0时,f(x)=log2(2﹣x),则f(0)+f(2)=﹣2.【解答】解:f(x)为R上的奇函数,则f(﹣x)=﹣f(x),即有f(0)=0,f(﹣2)=﹣f(2),当x<0时,f(x)=log2(2﹣x),f(﹣2)=log2(2+2)=2,则f(0)+f(2)=0﹣2=﹣2.故答案为:﹣2.3.(6分)设定点A(0,1),若动点P在函数y=(x>0)图象上,则|P A|的最小值为2.【解答】解:设P(x,1+),∴|P A|=≥=2.当且仅当,即x=时,取“=”号,∴|P A|的最小值为2.故答案为:2.4.(6分)用数字“1,2”组成一个四位数,则数字“1,2”都出现的四位数有14个.【解答】解:方法一:1,2”组成一个四位数,数字“1,2”都出现的共3类,第一类,3个1,1个2,有3个1的排列顺序只有1种,把2插入到3个1所形成的4个间隔中,故有=4个,第二类,3个2,1个1,有3个2的排列顺序只有1种,把1插入到3个2所形成的4个间隔中,故有=4个,第三类,2个1,2个2,先排2个1只有一种,再把其中一个2插入到2个1只形成的3个间隔中,再把另一个2插入所形成的四个间隔中,2个2一样,故=6,根据分类计数原理,数字“1,2”都出现的四位数有4+4+6=14个方法二,列举即可,1112,1121,1211,2111,1122,1212,1221,2121,2112,2211,2221,2212,2122,1222,共14个故答案为145.(6分)设n∈N*,圆的面积为S n,则=4π.【解答】解:∵圆的面积为S n,∴S n=.∴==4π.故答案为:4π.6.(6分)在Rt△ABC中,AB=AC=3,M,N是斜边BC上的两个三等分点,则的值为4.【解答】解:在Rt△ABC中,BC为斜边,则=0,则=()•(+)=(+)•(+)=(+)•()=++=×9+=4.故答案为:4.7.(6分)设函数f(x)=sin(πx),若存在x0∈(﹣1,1)同时满足以下条件:①对任意的x∈R,都有f(x)≤f(x0)成立;②x02+[f(x0)]2<m2,则m的取值范围是(﹣∞,﹣2)∪(2,+∞).【解答】解:根据题意:①对任意的x∈R,都有f(x)≤f(x0)成立由于:x0∈(﹣1,1)所以:对f(x)≤f(x0)成立,只需满足f(x)≤f(x0)min即可.由于f(x)=sin(πx),所以:由于②x02+[f(x0)]2<m所以当,且求出:m2>4进一步求出:m>2或m<﹣2故答案为:(﹣∞,﹣2)∪(2,+∞).8.(6分)如果不等式x2<|x﹣1|+a的解集是区间(﹣3,3)的子集,则实数a 的取值范围是(﹣∞,5].【解答】解:不等式x2<|x﹣1|+a等价为x2﹣a<|x﹣1|,设f(x)=x2﹣|x﹣1|﹣a,则f(x)=,若不等式x2<|x﹣1|+a的解集是区间(﹣3,3)的子集,则等价为,即,即,解得a≤5,故答案为:(﹣∞,5]9.(6分)关于曲线C:x4﹣y3=1,给出下列四个结论:①曲线C是双曲线;②关于y轴对称;③关于坐标原点中心对称;④与x轴所围成封闭图形面积小于2.则其中正确结论的序号是②④.(注:把你认为正确结论的序号都填上)【解答】解:根据题意,依次分析4个命题:对于①:曲线C:x4﹣y3=1,不符合双曲线的标准方程,故不是双曲线;①错误;对于②:若点(x,y)在曲线上,则有x4﹣y3=1,那么对于与点(x,y)关于y 轴对称的点(﹣x,y),也有(﹣x)4﹣y3=1成立,则点(﹣x,y)也在曲线上,故曲线关于y轴对称,②正确;对于③:若点(x,y)在曲线上,则有x4﹣y3=1,那么对于与点(x,y)关于原点对称的点(﹣x,﹣y),(﹣x)4﹣(﹣y)3=1不成立,则点(﹣x,﹣y)不在曲线上,故曲线不关于原点对称,③错误;对于④:曲线C:x4﹣y3=1,变形可得y=,分析可得曲线与x轴的交点为A(﹣1,0)、B(1,0),与y轴的交点为E(0,﹣1),且其图象在矩形ABCD内,故曲线与x轴所围成封闭图形面积小于S矩形ABCD,而S矩形ABCD,=2,故④正确;故答案为②④.二、选择题(18分)本大题共有3题,每题都给出四个结论,其中有且只有一个结论是正确的,必须把答题纸上相应题序内的正确结论代号涂黑,选对得6分,否则一律得零分.10.(6分)“a≠2”是“关于x,y的二元一次方程组有唯一解”的()A.必要不充分条件B.充分不必要条件C.充要条件D.既不充分也不必要条件【解答】解:由有唯一解得:y=,∴a≠2且a≠﹣1,∴a≠2”是“关于x,y的二元一次方程组有唯一解”的必要不充分条件,故选:A.11.(6分)已知等比数列{a n}前n项和为S n,则下列一定成立的是()A.若a3>0,则a2013<0B.若a4>0,则a2014<0C.若a3>0,则S2013>0D.若a4>0,则S2014>0【解答】解:对于选项A,可列举公比q=﹣1的等比数列1,﹣1,1,﹣1,…,显然满足a3>0,但a2013=1>0,故错误;对于选项B,可列举公比q=﹣1的等比数列﹣1,1,﹣1,1…,显然满足a4>0,但a2014=1,故错误;对于选项D,可列举公比q=﹣1的等比数列﹣1,1,﹣1,1…,显然满足a4>0,但S2014=0,故错误;对于选项C,因为a3=a1•q2>0,所以a1>0.当公比q>0时,任意a n>0,故有S2013>0;当公比q<0时,q2013<0,故1﹣q >0,1﹣q2013>0,仍然有S2013 =>0,故C正确,故选:C.12.(6分)对于集合A,定义了一种运算“⊕”,使得集合A中的元素间满足条件:如果存在元素e∈A,使得对任意a∈A,都有e⊕a=a⊕e=a,则称元素e 是集合A对运算“⊕”的单位元素.例如:A=R,运算“⊕”为普通乘法;存在1∈R,使得对任意a∈R,都有1×a=a×1=a,所以元素1是集合R对普通乘法的单位元素.下面给出三个集合及相应的运算“⊕”:①A=R,运算“⊕”为普通减法;②A={A m×n|A m×n表示m×n阶矩阵,m∈N*,n∈N*},运算“⊕”为矩阵加法;③A={X|X⊆M}(其中M是任意非空集合),运算“⊕”为求两个集合的交集.其中对运算“⊕”有单位元素的集合序号为()A.①②B.①③C.①②③D.②③【解答】解:①若A=R,运算“⊕”为普通减法,而普通减法不满足交换律,故没有单位元素;②A={A m×n|A m×n表示m×n阶矩阵,m∈N*,n∈N*},运算“⊕”为矩阵加法,其单位元素为全为0的矩阵;③A={X|X⊆M}(其中M是任意非空集合),运算“⊕”为求两个集合的交集,其单位元素为集合M.故选:D.三、解答题(本题满分78分)本大题共有4题,解答下列各题必须在答题纸的规定区域(对应的题号)内写出必要的步骤.13.(18分)请仔细阅读以下材料:已知f(x)是定义在(0,+∞)上的单调递增函数.求证:命题“设a,b∈R+,若ab>1,则”是真命题.证明因为a,b∈R+,由ab>1得a>>0.又因为f(x)是定义在(0,+∞)上的单调递增函数,于是有.①同理有.②由①+②得.故,命题“设a,b∈R+,若ab>1,则”是真命题.请针对以上阅读材料中的f(x),解答以下问题:(1)试用命题的等价性证明:“设a,b∈R+,若,则:ab>1”是真命题;(2)解关于x的不等式f(a x﹣1)+f(2x)>f(a1﹣x)+f(2﹣x)(其中a>0).【解答】解:(1)原命题与原命题的逆否命题是等价命题.原命题的逆否命题:设a,b∈R+,若ab≤1,则:,下面证明原命题的逆否命题为真命题:因为a,b∈R+,由ab≤1,得:,又f(x)是定义在(0,+∞)上的单调递增函数所以 (1)同理有: (2)由(1)+(2)得:所以原命题的逆否命题为真命题所以原命题为真命题.(2)由(1)的结论有:a x﹣1•2x>1,即:(2a)x>a,①当2a>1时,即时,不等式的解集为:(log2a a,+∞);②当0<2a<1时,即时,不等式的解集为:(﹣∞,log2a a);③当2a=1时,即时,不等式的解集为:R.14.(20分)如图,在海岸线EF一侧有一休闲游乐场,游乐场的前一部分边界为曲线段FGBC,该曲线段是函数y=A sin(ωx+ϕ)(A>0,ω>0,ϕ∈(0,π)),x∈[﹣4,0]的图象,图象的最高点为B(﹣1,2).边界的中间部分为长1千米的直线段CD,且CD∥EF.游乐场的后一部分边界是以O为圆心的一段圆弧.(1)求曲线段FGBC的函数表达式;(2)曲线段FGBC上的入口G距海岸线EF最近距离为1千米,现准备从入口G修一条笔直的景观路到O,求景观路GO长;(3)如图,在扇形ODE区域内建一个平行四边形休闲区OMPQ,平行四边形的一边在海岸线EF上,一边在半径OD上,另外一个顶点P在圆弧上,且∠POE=θ,求平行四边形休闲区OMPQ面积的最大值及此时θ的值.【解答】解:(1)由已知条件,得A=2,又∵,∴ω=,又∵当x=﹣1时,有∴,∴曲线段FBC的解析式为.(2)由得,x=6k+(﹣1)k﹣4(k∈Z),又∵x∈[﹣4,0],∴k=0,x=﹣3,∴G(﹣3,1),;∴景观路GO长为千米.(3)如图,,∴,作PP1⊥x轴于P1点,在Rt△OPP1中,PP1=OP sinθ=2sinθ,在△OMP中,=,∴OM==2cosθ﹣sinθ,S OMPQ=OM•PP1=(2cosθ﹣sinθ)2sinθ=2sin2θ+﹣=sin(2θ+)﹣,θ∈(0,);当2θ+=时,即θ=时,平行四边形面积有最大值为(平方千米).15.(20分)已知F1,F2分别是椭圆C:=1(a>0,b>0)的左、右焦点,椭圆C过点且与抛物线y2=﹣8x有一个公共的焦点.(1)求椭圆C方程;(2)斜率为k的直线l过右焦点F2,且与椭圆交于A,B两点,求弦AB的长;(3)P为直线x=3上的一点,在第(2)题的条件下,若△ABP为等边三角形,求直线l的方程.【解答】解:(1)由题意得F1(﹣2,0),c=2…(2分)又,得a4﹣8a2+12=0,解得a2=6或a2=2(舍去),…(2分)则b2=2,…(1分)故椭圆方程为.…(1分)(2)直线l的方程为y=k(x﹣2).…(1分)联立方程组,消去y并整理得(3k2+1)x2﹣12k2x+12k2﹣6=0.…(3分)设A(x1,y1),B(x2,y2).故,.…(1分)则|AB|=|x1﹣x2|==.…(2分)(3)设AB的中点为M(x0,y0).∵=2x0,∴,…(1分)∵y0=k(x0﹣2),∴.…(1分)直线MP的斜率为,又x P=3,所以.…(2分)当△ABP为正三角形时,|MP|=,可得,…(1分)解得k=±1.…(1分)即直线l的方程为x﹣y﹣2=0,或x+y﹣2=0.…(1分)16.(20分)设数列{a n}满足:①a1=1;②所有项a n∈N*;③1=a1<a2<…<a n<a n+1<…设集合A m={n|a n≤m,m∈N*},将集合A m中的元素的最大值记为b m.换句话说,b m是数列{a n}中满足不等式a n≤m的所有项的项数的最大值.我们称数列{b n}为数列{a n}的伴随数列.例如,数列1,3,5的伴随数列为1,1,2,2,3.(1)若数列{a n}的伴随数列为1,1,1,2,2,2,3,请写出数列{a n};(2)设a n=3n﹣1,求数列{a n}的伴随数列{b n}的前100之和;(3)若数列{a n}的前n项和S n=n+c(其中c常数),试求数列{a n}的伴随数列{b n}前m项和T m.【解答】解:(1)1,4,7.(2)由,得∴当1≤m≤2,m∈N*时,b1=b2=1,当3≤m≤8,m∈N*时,b3=b4=…=b8=2,当9≤m≤26,m∈N*时,b9=b10=…=b26=3,当27≤m≤80,m∈N*时,b27=b28=…=b80=4,当81≤m≤100,m∈N*时,b81=b82=…=b100=5,∴b1+b2+…+b100=1×2+2×6+3×18+4×54+5×20=384.(3)∵a1=S1=1+c=1∴c=0,当n≥2时,a n=S n﹣S n=3n﹣2﹣1∴…(2分)由a n=3n﹣2≤m得:因为使得a n≤m成立的n的最大值为b m,所以,当m=3t﹣2(t∈N*)时:,当m=3t﹣1(t∈N*)时:,当m=3t(t∈N*)时:,所以(其中t∈N*).。