湖南省长郡中学2011届高三第三次月考试卷(文科数学)一、选择题:本大题共8个小题,每小题5分,共40分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的. 1. 设全集{1,2,3,4,5,6,7}U =,集合{1,3,5}A =,{2,5,7}B =,则()UA B ⋂=( ) A .{1,2,3,5,7} B .{2,7} C . {4,6} D .{6} 2. 设i 是虚数单位,则复数1i i-的虚部是( )A .2i B .12C .12- D .12-3. 在平行四边形ABCD 中,下列结论中不正确...的是( ) A. AB →=DC → B. AD →+AB →=AC → C. AD →+CB →=0 D. AB →-AD →=BD →4. 已知幂函数()f x x α=的图象经过点(2,12),则函数()f x 的定义域为( ).A .(,0)-∞B .(0,)+∞C .(,0)(0,)-∞+∞D .(,)-∞+∞5. 在A B C ∆中,已知:p 三内角A B C 、、成等差数列;:q 60B = .则p 是q 的( )A . 充分必要条件B .必要不充分条件C . 充分不必要条件D .既不充分也不必要条件6. 已知|a |=1,|b |=6,a ·(b -a )=2,则向量a 与b 的夹角是( )A . 2π B . 3π C . 4π D .6π7. 阅读如右图所示的程序框图,则输出的结果是( )A. -10B. 0C. 10D. 20 8. 已知函数1()2f x +为奇函数,设()()1g x f x =+, 则12342010()()()()()20112011201120112011g g g g g ++++⋅⋅⋅+=( )A. 1005B. 2010C. 2011D.4020二、填空题:本大题共7个小题,每小题5分,共35分,把答案填写在题中的横线上. 9. 若函数2()(1)f x x a x a a =+-+=为偶函数,则______.10. 设等差数列}{n a 的前n 项和为n S ,若819=S ,则=++852a a a .20n ≤s =0,n =1开始 n=n+1输出s结束NY(1)ns s n=+-11. 已知函数31() 0()2log 0xx f x x x ⎧≤⎪=⎨⎪>⎩,则1(())3f f = .12. 向量a =(cos 15°,sin 15°),b =(sin 15°,cos 15°),则|a -b |的值是 .13. 函数()ln f x x =在x n = ()n N *∈处的切线斜率为n a ,则12233420102011a a a a a a a a +++⋅⋅⋅+= .14. 设函数f (x )=|3x -1|的定义域是[a ,b ],值域是[2a ,2b ] (b >a ),则a +b = . 15. 给出下面的数表序列:222222122221 表3 表21表1其中表n (n =1,2,3 )有n 行,表中每一个数“两脚”的两数都是此数的2倍,记表n 中所有的数之和为n a ,例如25a =,317a =,449a =.则 (1)5a = .(2)数列{}n a 的通项n a =三、解答题:本大题共6个小题,共75分,解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤. 16. (本小题满分12分)已知(2sin ,cos sin )a x x x ωωω=+ ,(cos ,cos sin )b x x x ωωω=-,(0)ω>,函数()f x a b =⋅,且函数()f x 的最小正周期为π.(I )求函数()f x 的解析式; (Ⅱ)求函数()f x 在[0,]2π上的单调区间.17.(本小题满分12分)已知公差不为零的等差数列{}n a 中,11a =,且1313,,a a a 成等比数列. (I )求数列}{n a 的通项公式;(II )设2na nb =,求数列{}n b 的前n 项和n S .18. (本小题满分12分)在A B C ∆中,角A B C 、、所对的边分别为a b c 、、.设向量(sin ,cos )m A B = ,(cos ,sin )n A B =(I )若//m n,求角C ; (Ⅱ)若m n ⊥,15B =,62a =+,求边c 的大小.19. (本小题满分13分) 已知0a ≠,函数23212()33f x a x ax =-+,()1g x ax =-+, x R ∈ .(I )求函数()f x 的单调递减区间;(Ⅱ)若在区间1(0,]2上至少存在一个实数0x ,使00()()f x g x >成立,试求正实数...a 的取值范围.20.(本小题满分13分)某鱼塘2009年初有鱼10(万条),每年年终将捕捞当年鱼总量的50%,在第二年年初又将有一部分新鱼放入鱼塘. 根据养鱼的科学技术知识,该鱼塘中鱼的总量不能超过19.5(万条)(不考虑鱼的自然繁殖和死亡等因素对鱼总量的影响),所以该鱼塘采取对放入鱼塘的新鱼数进行控制,该鱼塘每年只放入新鱼b (万条).(I )设第n 年年初该鱼塘的鱼总量为n a (年初已放入新鱼b (万条),2010年为第一年),求1a 及1n a +与n a 间的关系;(Ⅱ)当10b =时,试问能否有效控制鱼塘总量不超过19.5(万条)?若有效,说明理由;若无效,请指出哪一年初开始鱼塘中鱼的总量超过19.5(万条).21. 已知函数21()ln 2f x x ax bx =-+(0a >),且(1)0f '=.(Ⅰ)试用含有a 的式子表示b ,并求()f x 的极值;(Ⅱ)对于函数()f x 图象上的不同两点11(,)A x y ,22(,)B x y ,如果在函数图象上存在点00(,)M x y (其中012(,)x x x ∈),使得点M 处的切线//l A B ,则称A B 存在“伴随切线”. 特别地,当1202x x x +=时,又称A B 存在“中值伴随切线”. 试问:在函数()f x 的图象上是否存在两点A 、B 使得它存在“中值伴随切线”,若存在,求出A 、B 的坐标,若不存在,说明理由.参考答案一、选择题:本大题共8个小题,每小题5分,共40分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的. 16. 设全集{1,2,3,4,5,6,7}U =,集合{1,3,5}A =,{2,5,7}B =,则()UA B ⋂=( B ) A .{1,2,3,5,7} B .{2,7} C . {4,6} D .{6} 17. 设i 是虚数单位,则复数1i i-的虚部是( B )A .2i B .12C .12- D .12-18. 在平行四边形ABCD 中,下列结论中不正确...的是( D ) A. AB →=DC → B. AD →+AB →=AC → C. AD →+CB →=0 D. AB →-AD →=BD →19. 已知幂函数()f x x α=的图象经过点(2,12),则函数()f x 的定义域为( C ).A .(,0)-∞B .(0,)+∞C .(,0)(0,)-∞+∞D .(,)-∞+∞【解析】 由已知得122α=,所以1α=-,11()f x xx-==,所以函数()f x 的定义域为(,0)(0,)-∞+∞ .20. 在A B C ∆中,已知:p 三内角A B C 、、成等差数列;:q 60B = .则p 是q 的( A )A . 充分必要条件B .必要不充分条件C . 充分不必要条件D .既不充分也不必要条件21. 已知|a |=1,|b |=6,a ·(b -a )=2,则向量a 与b 的夹角是( B )A . 2π B . 3π C . 4π D .6π【解析】 ∵a ·(b -a )=a ·b -a 2=2,∴a ·b =2+a 2=3.∴cos 〈a ,b 〉=a ·b |a ||b |=31×6=12,∴a 与b 的夹角为π3.22. 阅读如图所示的程序框图,则输出的结果是( C )A. -10B. 0C. 10D. 20 【解析】由题意得,1234s =-+-+-192010-+= .20n ≤s =0,n =1开始 n=n+1输出s 结束NY(1)ns s n=+-23. 已知函数1()2f x +为奇函数,设()()1g x f x =+, 则12342010()()()()()20112011201120112011g g g g g ++++⋅⋅⋅+=( B )A. 1005B. 2010C. 2011D.4020二、填空题:本大题共7个小题,每小题5分,共35分,把答案填写在题中的横线上. 24. 若函数2()(1)f x x a x a a =+-+=为偶函数,则___1___.25. 设等差数列}{n a 的前n 项和为n S ,若819=S ,则=++852a a a 27 .26. 已知函数31() 0()2log 0xx f x x x ⎧≤⎪=⎨⎪>⎩,则1(())3f f = 2 .27. 向量a =(cos 15°,sin 15°),b =(sin 15°,cos 15°),则|a -b |的值是 1 .【解析】 由题设,|a |=1,|b |=1,a·b =sin(15°+15°)=12.∴|a -b |2=a 2+b 2-2a·b =1+1-2×12=1.∴|a -b |=1.28. 函数()ln f x x =在x n = ()n N *∈处的切线斜率为n a ,则12233420102011a a a a a a a a +++⋅⋅⋅+=20102011.29. 设函数f (x )=|3x -1|的定义域是[a ,b ],值域是[2a ,2b ] (b >a ),则a +b = 1 . 【解析】 因为f (x )=|3x -1|的值域为[2a ,2b ], 所以b >a ≥0,而函数f (x )=|3x -1|在[0,+∞)上是单调递增函数,因此应有|31|2|31|2a b a b ⎧-=⎨-=⎩,解得01,0a b =⎧⎨=⎩或或1∵0,.1a b a b =⎧>∴⎨=⎩ 所以有a +b =1.30. 给出下面的数表序列:222222122221 表3 表21表1其中表n (n =1,2,3 )有n 行,表中每一个数“两脚”的两数都是此数的2倍,记表n 中所有的数之和为n a ,例如25a =,317a =,449a =.则 (1)5a =129.(2)数列{}n a 的通项n a =(1)21n n -⨯+【解析】(1)5129a =, (2)依题意,23112232422n n a n -=+⨯+⨯+⨯+⋅⋅⋅+⨯ ① 由①⨯2得,2342122232422n n a n =⨯+⨯+⨯+⨯+⋅⋅⋅+⨯ ②将①-②得 23411222222n nn a n --=+++++⋅⋅⋅+-⨯1(12)212nn n -=-⨯-212n nn =--⨯所以 (1)21nn a n =-⨯+.三、解答题:本大题共6个小题,共75分,解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤. 16. (本小题满分12分)已知(2sin ,cos sin )a x x x ωωω=+ ,(cos ,cos sin )b x x x ωωω=-,(0)ω>,函数()f x a b =⋅,且函数()f x 的最小正周期为π.(I )求函数()f x 的解析式; (Ⅱ)求函数()f x 在[0,]2π上的单调区间.【解析】(I )2()(2cos sin )(cos sin )(cos sin )f x a b x x x x x x ωωωωωω=⋅=++- ………………2分 sin 2cos 2x x ωω=+2sin(2)4x πω=+ ………………4分因为函数()f x 的最小正周期为π,所以212ππωω=⇒=.()2sin(2)4f x x π=+. (6)分 17.(本小题满分12分)已知公差不为零的等差数列{}n a 中,11a =,且成等比数列. (I )求数列}{n a 的通项公式;(II )设2na nb =,求数列{}n b 的前n 项和n S .【解析】(I )设等差数列,}{d a n 的公差为 (0)d ≠由1313,,a a a 成等比数列,得 23113a a a =⋅ ………………2分即2(12)112d d +=+得2d =或0d =(舍去). 故2d =,所以21n a n =- ……………… 6分 (II ) 2122n a n n b -==,所以数列{}n b 是以2为首项,4为公比的等比数列. ………………8分∴35212222n n S -=+++⋅⋅⋅+2(14)2(41)143nn-==-- ………………… 12分18. (本小题满分12分)在A B C ∆中,角A B C 、、所对的边分别为a b c 、、.设向量(sin ,cos )m A B = ,(cos ,sin )n A B =(I )若//m n,求角C ; (Ⅱ)若m n ⊥,15B =,62a =+,求边c 的大小.【解析】(I )由//m nsin sin cos cos 0A B A B ⇒-=cos()0A B ⇒+=,因为0180A B <+<,所以90A B +=,180()90C A B =-+=. ………………6分(Ⅱ)由m n ⊥sin cos sin cos 0A A B B ⇒+=sin 2sin 20A B ⇒+=,已知15B = ,所以sin 2sin 300A +=,1sin 22A =-,因为023602330A B <<-= ,所以2210A =,105A =.1801510560C =--=.根据正弦定理sin sin a c AC=62sin 105sin 60c +⇒=(62)sin 60sin 105c +⇒=.因为62sin 105sin(4560)4+=+=,所以3(62)223(62)4c +⨯==+. (12)分19. (本小题满分13分) 已知0a ≠,函数23212()33f x a x ax =-+,()1g x ax =-+, x R ∈ .(I )求函数()f x 的单调递减区间;(Ⅱ)若在区间1(0,]2上至少存在一个实数0x ,使00()()f x g x >成立,试求正实数...a 的取值范围.【解析】(I)由23212()33f x a x ax =-+求导得,22()2f x a x ax '=-. ……………………1分①当0a >时,由2222()2()0f x a x ax a x x a'=-=-<,解得20x a<<所以23212()33f x a x ax =-+在2(0,)a上递减. …………3分②当0a <时,由2222()2()0f x a x ax a x x a'=-=-<可得20x a<<所以23212()33f x a x ax =-+在2(,0)a上递减. …………………5分 综上:当0a >时,()f x 单调递减区间为2(0,)a;当0a <时,()f x 单调递减区间为2(,0)a…………………6分(Ⅱ)设23211()()()33F x f x g x a x ax ax =-=-+-1(0,]2x ∈. ……………………8分对()F x 求导,得2222()2(12)F x a x ax a a x a x '=-+=+-, ……………………9分因为1(0,]2x ∈,0a >,所以22()(12)0F x a x a x '=+->,()F x 在区间1(0,]2上为增函数,则m ax 1()()2F x F =.……………………11分 依题意,只需max ()0F x >,即211111038423a a a ⨯-⨯+⨯->,即2680a a +->,解得317a >-+或317a <--(舍去). 所以正实数a 的取值范围是(317,)-++∞. ……………………13分20.(本小题满分13分)某鱼塘2009年初有鱼10(万条),每年年终将捕捞当年鱼总量的50%,在第二年年初又将有一部分新鱼放入鱼塘. 根据养鱼的科学技术知识,该鱼塘中鱼的总量不能超过19.5(万条)(不考虑鱼的自然繁殖和死亡等因素对鱼总量的影响),所以该鱼塘采取对放入鱼塘的新鱼数进行控制,该鱼塘每年只放入新鱼b (万条).(I )设第n 年年初该鱼塘的鱼总量为n a (年初已放入新鱼b (万条),2010年为第一年),求1a 及1n a +与n a 间的关系;(Ⅱ)当10b =时,试问能否有效控制鱼塘总量不超过19.5(万条)?若有效,说明理由;若无效,请指出哪一年初开始鱼塘中鱼的总量超过19.5(万条). 【解析】(I )依题意,1110(1)52a b b =⨯-+=+, (1)分*11()2n n a a b n N +=+∈ ……………………4分(Ⅱ)当10b =时,11102n n a a +=+,1120(20)2n n a a +⇒-=-,所以{20}n a -是首项为-5,公比为12的等比数列. (7)分 故11205()2n n a --=-⨯,得111205()2010()22n nn a -=-⨯=-⨯ ………………9分若第n 年初无效,则12010()19.52n -⨯>220n⇒>⇒5n ≥.所以5n ≥,则第5年初开始无效. (12)分即2014年初开始无效. …………………………………………13分21. 已知函数21()ln 2f x x ax bx =-+(0a >),且(1)0f '=. (Ⅰ)试用含有a 的式子表示b ,并求()f x 的极值;(Ⅱ)对于函数()f x 图象上的不同两点11(,)A x y ,22(,)B x y ,如果在函数图象上存在点00(,)M x y (其中012(,)x x x ∈),使得点M 处的切线//l A B ,则称A B 存在“伴随切线”. 特别地,当1202x x x +=时,又称A B 存在“中值伴随切线”. 试问:在函数()f x 的图象上是否存在两点A 、B 使得它存在“中值伴随切线”,若存在,求出A 、B 的坐标,若不存在,说明理由.【解析】(Ⅰ)()f x 的定义域为(0,)+∞,1()f x ax b x'=-+ ,(1)10f a b '=-+=,1b a ∴=-. ……………2分 代入1()f x ax b x'=-+,得1()f x ax x'=-(1)(1)1ax x a x+-+-=-.当()0f x '>时,(1)(1)0ax x x+-->,由0x >,得(1)(1)0ax x +-<,又0a >,01x ∴<<,即()f x 在(0,1)上单调递增; 当()0f x '<时,(1)(1)0ax x x+--<,由0x >,得(1)(1)0ax x +->, (4)分又0a >,1x ∴>,即()f x 在(1,)+∞上单调递减.()f x ∴在(0,1)上单调递增,在(1,)+∞上单调递减.所以,当1x =时,()f x 的极大值为1(1)ln 1122a f ab =-+=- ………………6分(Ⅱ)在函数()f x 的图象上不存在两点A 、B 使得它存在“中值伴随切线”. 假设存在两点11(,)A x y ,22(,)B x y ,不妨设120x x <<,则211111ln (1)2y x ax a x =-+-,222221ln (1)2y x ax a x =-+-,2121AB y y k x x -==-22212121211(ln ln )()(1)()2x x a x x a x x x x ---+---211221ln ln 1()12x x a x x a x x -=-++--,在函数图象1202x x x +=处的切线斜率120122()()2x x k f x f a x x +''===-⋅+12(1)2x x a ++-,由211221ln ln 1()12x x a x x a x x --++-=-12122(1)2x x a a x x +-⋅+-+化简得:212112ln ln 2x x x x x x -=-+,21lnx x =221122112(1)2()1x x x x x x x x --=++. 令21x t x =,则1t >,上式化为:2(1)ln 1t t t -==+421t -+,即4ln 21t t +=+,若令4()ln 1g t t t =++, 22214(1)()(1)(1)t g t tt t t -'=-=++,由1t ≥,()0g t '≥,()g t ∴在[1,)+∞在上单调递增,()(1)2g t g >=. 这表明在(1,)+∞内不存在t ,使得4ln 1t t ++=2.综上所述,在函数()f x 上不存在两点A 、B 使得它存在“中值伴随切线”. ……………13分。