湖北省教学合作2015届高三上学期10月联考数学(理)试题Word版

  • 格式:doc
  • 大小:1.21 MB
  • 文档页数:13

湖北省教学合作2015届高三上学期10月联考数学(理)试题Word 版本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,满分150分,考试用时120分钟第Ⅰ卷 (选择题,50分)一、选择题:本大题共10小题,每小题5分,共50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、已知集合2{|{|0}2x A x y B x x +===≤-,则A B = A .[]1,1- B .[)1,2- C .[)1,2 D .[]2,1-- 2、下列命题中真命题的个数是(1)若命题,p q 中有一个是假命题,则()p q ⌝∧是真命题.(2)在ABC ∆中,“cos sin cos sin A A B B +=+”是“90C =”的必要不充分条件. (3)C 表示复数集,则有2,11x C x ∀∈+≥. A .0 B .1 C .2 D .33、已知四个函数:①sin y x x =;②c os y x x =;③c o s y x x =;④2x y x =⋅的图象如下,但顺序打乱,则按照图象从左到右的顺序,对应的函数正确的一组是A .①④②③B .①④③②C .④①②③D .③④②①4、已知12515111(),log ,log 533a b c ===,则,,a b c 的大小关系是A .a b c >>B .c a b >>C .a c b >>D .c b a >> 5、将函数2cos2y x x =-的图象向右平移4π个单位长度,所得图象对应的函数()g x A1 B .对称轴方程是7,12x k k Z ππ=+∈ C .是周期函数,周期2T π= D .在区间7[,]1212ππ上单调递增 6、已知函数()log (01)a f x x a =<<的导函数()f x ',(),(1)()A f a b f a f a '==+-(1),(2)(1)C f a D f a f a '=+=+-+,则,,,A B C D 中最大的数是A .AB .BC .CD .D 7、已知a b <,若函数()(),f x g x 满足()()b baaf x dxg x dx =⎰⎰,则称()(),f x g x 为区间[],a b 上的一组“等积分”函数,给出四组函数:①()()2,1f x x g x x ==+; ②()()sin ,cos f x x g x x ==; ③()()234f xg x x π==; ④函数()(),f x g x 分别是定义在[]1,1-上的奇函数且积分值存在. 其中为区间[]1,1-上的“等积分”函数的组数是 A .1 B .2 C .3 D .48、已知2221a b c ++=21c x x m ++≤-++对任意实数,,,a b c x 恒成立,则实数m 的取值范围是A .[)8,+∞B .(][),42,-∞-+∞ C .(][),18,-∞-+∞ D .[)2,+∞9、已知由不等式组00240x y y kx y x ≤⎧⎪≥⎪⎨-≤⎪⎪--≤⎩,确定的平面区域Ω的面积为7,定点M 的坐标为()1,2-,若N ∈Ω,O 为坐标原点,则OM ON ⋅的最小值是 A .8- B .7- C .6- D .4- 10、已知函数()()2212,3ln 2f x x axg x a x b =+=+设两曲线()(),y f x y g x ==有公共点,且在该点处的切线相同,则(0,)a ∈+∞时,实数b 的最大值是A .6136eB .616eC .2372eD .2332e第Ⅱ卷(非选择题 共100分)二、填空题:本大题共5小题,每小题5分,共25分,把答案填在题中的横线上11、已知向量a 与向量b 的夹角为120,若()(2)a b a b +⊥-且2a =,则b 在a 上的投影为 12、已知偶函数()f x 在(],0-∞上满足:当(]12,,0x x ∈-∞且12x x ≠时,总有12120()()x x f x f x -<-,则不等式()()1f x f x -<的解集为13、点O 是锐角ABC ∆的外心,812,3AB AC A π===,若AO xAB yAC =+,则23x y +=14、定义在正整数集上的函数()f n 满足(1)(())43()f f n n n N +=+∈;(2)(125)()f m m N +=∈,则有()f m = (2015)f = 15、(选修4-4:坐标系与参数方程) 曲线C 的参数方程是22cos 2sin x y θθ=+⎧⎨=⎩(θ为参数,且(,2)θππ∈),以坐标原点O 为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,曲线D 的方程为sin()04πρθ+=,取线C 与曲线D 的交点为P ,则过交点P 且与曲线C 相切的极坐标方程是三、解答题:本大题共6小题,共75分,解答应写成文字说明、证明过程或演算步骤 16、(本小题满分12分)已知集合U R =,集合{|(2)(3)0}A x x x =--<,函数2(2)lg x a y a x-+=-的定义域为集合B .(1) 若12a =,求集合()U A C B ; (2) 命题:p x A ∈,命题:q x B ∈,若q 是p 的必要条件,求实数a 的取值范围.17、(本小题满分12分)在ABC ∆中,,,A B C 所对的边分别为,,a b c ,向量(cos ,sin )m A A =,向量(2sin ,cos )n A A =- 若2m n +=. (1)求角A 的大小;(2)若ABC ∆外接圆的半径为2,2b =,求边c 的长.18、(本小题满分12分)据气象中心观察和预测:发生于沿海M 地的台风已知向正南方向移动,其移动速度(/)v km h 与时间()t h 的函数图象如图所示,过线段OC 上一点(,0)T t 作横轴的垂线l ,梯形OABC 在直线l 左侧部分的面积即为()t h 内 台风所经过的路程()s km .(1)当4t =时,求s 的值,并将s 随t 变化的规律用数学关系式表示出来;(2)若N 城位于M 地正南方向,且距N 地650km ,试判断这场台风师父会侵袭到N 城,如果会,在台风发生后多出时间它将侵袭到N 城?如果不会,请说明理由.19、(本小题满分12分)某地一天的温度(单位:C )随时间t (单位:小时)的变化近似满足函数关系:()[]244sin ,0,24f t t t t ωω=--∈,且早上8时的温度为24C ,(0,)8πω∈.(1)求函数的解析式,并判断这一天的最高温度是多少?出现在何时?(2)当地有一通宵营业的超市,我节省开支,跪在在环境温度超过28C 时,开启中央空调降温,否则关闭中央空调,问中央空调应在何时开启?何时关闭?20、(本小题满分13分)已知函数()()22(),(1)f x x x a g x x a x =-=-+-(其中a 为常数)(1)如果函数()y f x =和()y g x =有相同的极值点,求a 的值,并写出函数()y f x =的单调区间; (2)求方程()()0f x g x -=在区间[]1,3-上实数解的个数.21、(本小题满分14分)(Ⅰ)证明:当1x >时,12ln x x x<-; (Ⅱ)若不等式(1)ln(1)a t a t++>对任意的正实数t 恒成立,求正实数a 的取值范围; (Ⅲ)求证:19291()10e<教学合作2015届高三年级十月联考试题数学(理科)答案一、选择题:本大题共10小题,每小题5分,共50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.解析:D 依题意;化简集合{|13}A x x x =≤-≥或,{|22}B x x =-≤<, 利用集合的运算可得:{|21}AB x x =-≤≤-.故选D.2.解析:C 命题(1)(2)是真命题,(3)是假命题,故选C3.解析:A ①sin y x x =是偶函数,其图象关于y 轴对称;②cos y x x =是奇函数,其图象关于原点对称;③|cos |y x x =是奇函数,其图象关于原点对称.且当0x >时,0y ≥;④2x y x =⋅为非奇非偶函数,且当0x >时,0y >;当0x <时,0y <;故选A.4.解析:B 由指数函数和对数函数的性质可知01,0,01a b c <<<<<,而1211()52a ==<,155511log log 3log 32c ==>=,所以有c a b >>,故选B.5.解析:D化简函数得2cos 22sin(2)6y x x x π=-=-,所以2()2sin(2)3g x x π=-易求最大值是2,周期是π,由22()32x k k Z πππ-=+∈,得对称轴方程是7()122k x k Z ππ=+∈ 由27222()2321212k x k k x k k Z πππππππππ-+≤-≤+⇔+≤≤+∈,故选D. 6.解析:A 由于函数()log (01)a f x x a =<<是可导函数且为单调递减函数,,A C 分别表示函数在点,1a a +处切线的斜率,因为(1)()(1)f a f a B a a +-=+-,(2)(1)(2)(1)f a f a D a a +-+=+-+,故,B D 分别表示函数图象上两点(,()),(1,(1))a f a a f a ++和两点(1,(1)),(2,(2))a f a a f a ++++连线的斜率,由函数图象可知一定有A B C D <<<,四个数中最大的是D ,故选D .7.解析:C 对于①,11011110()2||2()22f x dx x dx x dx xdx ---==-+=⎰⎰⎰⎰,或者利用积分的几何意义(面积)直接可求得11()2f x dx -=⎰,而11121111()(+1)()|22g x dx x dx x x ---==+=⎰⎰,所以①是一组“等积分”函数;对于②,1111()sin 0f x dx xdx --==⎰⎰,而1111()cos 2sin10g x dx xdx --==≠⎰⎰,所以②不是一组“等积分”函数;对于③,由于函数()f x 的图象是以原点为圆心,1为半径的半圆,故111()2f x dx π--==⎰⎰,而1112311131()|442g x dx x dx x πππ---===⎰⎰,所以③是一组“等积分”函数;对于④,由于函数(),()f x g x 分别是定义在[1,1]-上的奇函数且积分值存在,利用奇函数的图象关于原点对称和定积分的几何意义,可以求得函数的定积分1111()()0f x dx g x dx --==⎰⎰,所以④是一组“等积分”函数,故选C8.解析:B 由柯西不等式得, 9))(432()232(2222=++++≤++c b a c b a ,即3232≤++c b a ,2c +的最大值为3,当且仅当22221c a b c ==++=⎩时等号成立;所以21||c x x m +≤-++对任意实数,,,a b c x 恒成立等价于1||3x x m -++≥对任意实数x 恒成立,又因为1|||(1)()||1|x x m x x m m -++≥--+=+对任意x 恒成立,因此有即13m +≥,解得24m m ≥≤-或,故选B.9.解析: B 依题意:画出不等式组0040x y y x ≤⎧⎪≥⎨⎪--≤⎩所表示的平面区域(如右图所示)可知其围成的区域是等腰直角三角形面积为8,由直线2y kx =+恒过点(0,2)B ,且原点的坐标恒满足2y kx -≤,当0k =时,2y ≤,此时平面区域Ω的面积为6,由于67<,由此可得0k <.由240y kx y x -=⎧⎨--=⎩可得242(,)11k D k k ---,依题意应有122||121k ⨯⨯=-,因此1k =-(3k =,舍去) 故有(1,3)D -,设(,)N x y ,故由2z OM ON x y =⋅=-,可化为1122y x z =-,112<所以当直线1122y x z =-过点D 时,截距12z -最大,即z 取得最小值7-,故选B . 10.解析:D依题意:()2f x x a '=+,23()a g x x'=,因为两曲线()y f x =,()y g x =有公共点,设为00(,)P x y ,所以220000020000001()()23ln 23()()23f x g x x ax a x b a f x g x x a x a x a x ⎧=⇔+=+⎪⎪⎨⎪''=⇔+=⇔==-⎪⎩或,因为00x >,0a > 所以0x a =,因此22220001523ln 3ln (0)22b x ax a x a a a a =+-=->构造函数225()3ln (0)2h t t t t t =->,由()2(13l n )h t t t '=-,当130t e <<时,()0h t '>即()h t 单调递增;当13t e >时,()0h t '<即()h t 单调递减,所以1233max3()()2h t h e e ==即为实数b 的最大值.二、填空题:本大题共5小题,每小题5分,共25分.把答案填在题中横线上.11.解析: 因为向量a 与向量b 的夹角为︒120,所以b 在a 上的投影为01||cos120||2b b =-,问题转化为求||b ,因为2()(2)()(2)02||||40a b a b a b a b b b +⊥-⇔+⋅-=⇔--= 故331||b +=所以b在a 上的投影为.12.解析:1{|}2x R x ∈> 依题意:偶函数()f x 在(,0]-∞上单调递减,所以()f x 在[0,)+∞上单调递增,直接构造函数2()f x x =,问题转化为解不等式22(1)x x -<,解之得:12x >, 所以不等式(1)()f x f x -<的解集为1{|}2x R x ∈>.另解:依题意:偶函数()f x 在(,0]-∞上单调递减,所以()f x 在[0,)+∞上单调递增, 由于(1)()f x f x -<,即1(|1|)(||)|1|||2f x f x x x x -<⇔-<⇔> 所以不等式(1)()f x f x -<的解集为1{|}2x R x ∈>. 13.解析:53如图,O 点在,AB AC 上的射影是点,D E ,它们分别为,AB AC 的中点,由数量积的几何意义,可得||||32AB AO AB AD ⋅=⋅=,||||72AC AO AC AE ⋅=⋅=依题意有2644832AB AO xAB yAC AB x y ⋅=+⋅=+=,即432x y +=,同理24814472AC AO xAB AC yAC x y ⋅=⋅+=+=,即263x y += 综上,将两式相加可得:695x y +=,即5233x y +=14.解析:503 (2分) 1615m +(3分) 注意到(())43f f n n =+和(125)f m =, 易求得()((125))41253503f m f f ==⨯+=;因为(())43f f n n =+,所以((()))(43)4()3f f f n f n f n =+=+ 故有2(2015)(45033)4(503)34(41253)34(125)4331615f f f f f m =⨯+=+=⨯++=+⨯+=+15.解析: sin 2ρθ=-曲线Γ即直线的普通方程为0x y +=,又曲线C 即圆心为()2,0C ,半径为2的半圆,其方程为22(2)4x y -+=,注意到(,2)θππ∈,所以0y <,联立方程组得220(2)40x y x y y +=⎧⎪-+=⎨⎪<⎩,解之得22x y =⎧⎨=-⎩,故交点P 的坐标为(2,2)-.过交点P 且与曲线C 相切的直线的普通方程是2y =-,对应的极坐标方程为sin 2ρθ=-.三、解答题:本大题共6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) 解析:(1)因为集合{|23}A x x =<<,因为12a =函数29(2)4lg =lg12x x a y a x x --+=--,由9412x x -->0, 可得集合19={|}24B x x <<…………2分19{|}24U B x x x =≤≥或ð, …………………………………………4分故9(){|3}4U A B x x =≤<ð. ……………………………6分(2)因为q 是p 的必要条件等价于p 是q 的充分条件,即A B ⊆由{|23}A x x =<<,而集合B 应满足2(2)0x a a x-+>-, 因为22172()024a a a +-=-+> 故2{|2}B x a x a =<<+, ……………………8分 依题意就有:2223a a ≤⎧⎨+≥⎩, ………………………………………10分 即1a ≤-或12a ≤≤所以实数a 的取值范围是∞(-,-1][1,2]. …………………12分17.(本小题满分12分)解析:(Ⅰ)依题意:(cos sin sin )m n A A A A +=-+,因为||2m n +=所以 22(cos sin (cos sin )4A A A A -++=,化简得:sin cos tan 1A A A =⇒=,故有4A π=. …………………6分(Ⅱ)依题意,在ABC ∆中,由正弦定理24sin aR A==,所以a = 由余弦定理可得:2222cos a b c b c A =+-⋅⋅,化简得:240c --=,解得:c =分18.(本小题满分12分) 解析:(Ⅰ)由图象可知:直线OA 的方程是:3v t =,直线BC 的方程是:270v t =-+ 当4t =时,12v =,所以1412242s =⨯⨯=. …………………………………2分 当010t ≤≤时,213322s t t t =⨯⨯=; ………………………3分当1020t <≤时,11030(10)30301502s t t =⨯⨯+-⨯=-…………………4分 当2035t <≤时,21150300(20)(27030)705502s t t t t =++⨯-⨯-++=-++ …………5分综上可知s 随t 变化的规律是223[0,10]230150(10,20]70550(20,35]tt s t t t t t ⎧∈⎪⎪⎪=-∈⎨⎪⎪-+-∈⎪⎩………………………………………7分 (Ⅱ)[0,10]t ∈,2max 3101506502s =⨯=<, …………………………………………8分(10,20]t ∈,max 3020150450650s =⨯-=< …………………………9分当(20,35]t ∈时,令270550650t t -++=,解得30t =,(40t =舍去)…………………………11分即在台风发生后30小时后将侵袭到N 城. ……………………12分19.(本小题满分12分) 解析: (Ⅰ)依题意()244sin 248sin()3f t t t t πωωω=--=-+ ……………………2分因为早上8时的温度为24C ,即(8)24f =,11sin(8)08()()3383k k k Z ππωωπωπ+=⇒+=⇒=-∈……………………3分(0,)8πω∈,故取1k =,12πω=,所求函数解析式为()248sin(),(0,24]123f t t t ππ=-+∈. …………………………………5分由sin()1123t ππ+=-,7(,)12333t ππππ+∈,可知3141232t t πππ+=⇒=, 即这一天在14时也就是下午2时出现最高温度,最高温度是32C .…………7分 (Ⅱ)依题意:令248sin()28123t ππ-+=,可得1sin()1232t ππ+=- ……………………………9分 7(,)12333t ππππ+∈,71236t πππ∴+=或111236t πππ+=, 即10t =或18t =,………………11分故中央空调应在上午10时开启,下午18时(即下午6时)关闭…………12分20.(本小题满分13分)解析:(Ⅰ)2322()()2f x x x a x ax a x =-=-+,则22()34(3)()f x x ax a x a x a '=-+=--, ……………………1分令()0f x '=,得x a =或3a ,而二次函数()g x 在12a x -=处有极大值, ∴112a a a -=⇒=-或1323a a a -=⇒=; 综上:3a =或1a =-. ………………………4分 当3a =时,()y f x =的单调增区间是(,1],[3,)-∞+∞,减区间是(1,3)……5分当1a =-时,()y f x =的单调增区间是1(,1],[,)3-∞--+∞,减区间是1(1,)3--; ………………6分 (Ⅱ)22()()()[(1)]f x g x x x a x a x a -=---+-+2()()(1)x x a x a x =-+-+ 2()[(1)1]x a x a x =-+-+, …………8分2()(1)1h x x a x =+-+, (1)(3)a a ∆=+-1 当13a -<<时,0∆<,()0h x =无解,故原方程的解为[1,3]x a =∈-,满足题意,即原方程有一解,[1,3]x a =∈-; …………………9分2 当3a =时,0∆=,()0h x =的解为1x =,故原方程有两解,1,3x =;3 当1a =-时,0∆=,()0h x =的解为1x =-,故原方程有一解,1x =-;4 当3a >时,0∆>,由于(1)14,(0)1,(3)133h a h h a -=+>==-若1313303a a -≤⇒≥时,()0h x =在[1,3]-上有一解,故原方程有一解; 若13133033a a ->⇒<<时,()0h x =在[1,3]-上无解,故原方程有无解;5 当1a <-时,0∆>,由于(1)10,(0)1,(3)1330h a h h a -=+<==->()0h x =在[1,3]-上有一解,故原方程有一解; …………………11分综上可得:当1333a <<时,原方程在[1,3]-上无解;当3a <或133a ≥时,原方程在[1,3]-上有一解;当3a =时,原方程在[1,3]-上有两解.……………13分21.(本小题满分14分)解析: (Ⅰ)令函数1()2ln f x x x x=-+,定义域是{|1}x R x ∈> 由22221(1)()10x f x x x x --'=--=≤,可知函数()f x 在(1,)+∞上单调递减 故当1x >时,1()2ln (1)0f x x x f x =-+<=,即12ln x x x<-. ……………………………3分 (Ⅱ)因为0,0t a >>,故不等式(1)ln(1)a t a t ++>可化为ln(1)at t t a +>+……()* 问题转化为()*式对任意的正实数t 恒成立, 构造函数()ln(1)(0)at g t t t t a=+->+, 则2221[(2)]()1()(1)()a t t a a g t t t a t t a --'=-=++++,……………6分 (1)当02a <≤时,0,(2)0t a a >-≤,()0g t '∴≥即()g t 在(0,)+∞上单调递增,所以()(0)0g t g >=,即不等式ln(1)at t t a +>+对任意的正实数t 恒成立. (2)当2a >时,(2)0a a ->因此(0,(2))()0t a a g t '∈-<,,函数()g t 单调递减;((2),+)()0t a a g t '∈-∞>,,函数()g t 单调递增, 所以min (2)()((2))2ln(1)1a a g t g a a a a -=-=--- 2,11a a >∴->,令11x a =->, 由(Ⅰ)可知2min (2)11()2ln(1)2ln 2ln ()01a a x g t a x x x a x x--=--=-=--<-,不合题意.综上可得,正实数a 的取值范围是(0,2]. ………………10分 (Ⅲ)要证19291()10e <,即证910119ln 2ln 19ln 219ln(1)21099e <-⇔>⇔+>, 由(Ⅱ)的结论令2a =,有2(1)ln(1)2t t++>对0t >恒成立, 取19t =可得不等式119ln(1)29+>成立, 综上,不等式19291()10e<成立. ………………………………14分。