天津市部分区第一学期期末考试高三数学(理科)试卷第Ⅰ卷(选择题 共40分)参考公式:如果事件,A B 互斥,那么()()()P AB P A P B =+.如果事件,A B 相互独立,那么()()()P A B P A P B =锥体的体积公式13V Sh =,其中S 表示锥体的底面面积,h 表示锥体的高. 柱体的体积公式V Sh =,其中S 表示柱体的底面面积,h 表示柱体的高一、选择题: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{}{}21,4,|log ,A B y y x x A ===∈,则AB =( )A . {}14,B . {}0,14,C . {}0,2D .{}0,1,24,2.设变量,x y 满足约束条件24033010x y x y x y +-≤⎧⎪+-≥⎨⎪--≤⎩,则目标函数2z x y =-的最小值为( )A .165-B . 3-C .0D .1 3.阅读下边的程序框图,运行相应的程序,则输出v 的值为( )A .4B . 5C . 6D . 74.已知ABC ∆是钝角三角形,若1,2AC BC ==,且ABC ∆,则AB =( )A C. D .35.设{}n a 是公比为q 的等比数列,则“1q >”是“{}n a 为单调递增数列”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.已知双曲线()222210,0x y a b a b-=>>的焦点的渐近线的距离为2,且双曲线的一条渐近线与直线230x y -+=平行,则双曲线的方程为( )A .221164x y -= B .22194x y -= C. 22149x y -= D .22184x y -= 7.在ABC ∆中,D 在AB 上,:1:2AD DB =,E 为AC 中点,CD BE 、相交于点P ,连结AP .设(),AP xAB yAC x y R =+∈,则,x y 的值分别为( ) A .1123, B .1233, C. 1255, D .1136,8.已知()()23xf x x e =-(其中,x R e ∈是自然对数的底数),当10t >时,关于x 的方程()()120f x t f x t --=⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦恰好有5个实数根,则实数2t 的取值范围是( )A .()2,0e -B . (]2,0e - C. 32,6e e -⎡⎤-⎣⎦ D .(32,6e e -⎤-⎦第Ⅱ卷(非选择题 共110分)二、填空题:本大题共有6小题,每小题5分,满分30分.9.已知,,a b R i ∈是虚数单位,若()()1222i ai b i -+=-,则a b +的值为__________.10.在6214x x ⎛⎫- ⎪⎝⎭的展开式中,3x -的系数为__________.(用数字作答)11.某空间几何体的三视图如图所示,则该几何体的表面积是____________.12.在平面直角坐标系xOy 中,由曲线()10y x x=>与直线y x =和3y =所围成的封闭图形的面积为__________.13.在直角坐标系xOy 中,已知曲线11:1x t tC y t t ⎧=+⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩(t 为参数),曲线2cos :sin x a C y θθ=⎧⎨=⎩(θ为参数,1a >),若1C 恰好经过2C 的焦点,则a 的值为 .14.已知()24,1,1xx x x f x e x ⎧-<=⎨≥⎩,若方程()f x kx =有且仅有一个实数解,则实数k 的取值范围为 .三、解答题:本大题共6小题,共80分.解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤.15. (本小题满分13分)已知函数()()()2cos cos f x x x x a a R =+∈. (1)求()f x 的最小正周期; (2)当0,2x π⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦时,()f x 的最小值为2,求a 的值.16. (本小题满分13分)某区选派7名队员代表本区参加全市青少年围棋锦标赛,其中3名自A 学校且1名为女棋手,另外4名自B 学校且2名为女棋手.从这7名队员中随机选派4名队员参加第一阶段的比赛. (1)求在参加第一阶段比赛的队员中,恰有1名女棋手的概率;(2)设X 为选出的4名队员中A B 、两校人数之差的绝对值,求随机变量X 的分布列和数学期望.17. (本小题满分13分)如图,在四棱锥P ABCD -中,底面ABCD 为直角梯形,1,//,2,2AB AD AD BC AD BC E ⊥==在BC 上,且112BE AB ==,侧棱PA ⊥平面ABCD .(1)求证:平面PDE ⊥平面PAC ; (2)若PAB ∆为等腰直角三角形.(i )求直线PE 与平面PAC 所成角的正弦值; (ii )求二面角A PC D --的余弦值. 18. (本小题满分13分) 已知数列{}n a 的前n 项和()()2**11,n n n nn na a A nn N bn N a a ++=∈=+∈,数列{}n b 的前n 项和为n B .(1)求数列{}n a 的通项公式; (2)设()*2nn n a c n N =∈,求数列{}n c 的前n 项和n C ; (3)证明:()*222n n B n n N <<+∈.19. (本小题满分14分)已知椭圆()2222:10x y C a b a b+=>>的左、右焦点分别为12,F F ,上顶点为B ,若12BF F ∆的周长为6,且点1F 到直线2BF 的距离为b . (1)求椭圆C 的方程;(2)设12,A A 是椭圆C 长轴的两个端点,点P 是椭圆C 上不同于12,A A 的任意一点,直线1A P 交直线x m =于点M ,若以MP 为直径的圆过点2A ,求实数m 的值. 20. (本小题满分14分) 已知函数()()321,,3f x x x cx d c d R =-++∈,函数()f x 的图像记为曲线C . (1)若函数()f x 在[)0+∞,上单调递增,求c 的取值范围;(2)若函数()y f x m =-有两个零点(),αβαβ≠,且x α=为()f x 的极值点,求2αβ+的值;(3)设曲线C 在动点()()00,A x f x 处的切线1l 与C 交于另一点B ,在点B 处的切线为2l ,两切线的斜率分别为12,k k ,是否存在实数c ,使得12k k 为定值?若存在,求出c 的值;若不存在,说明理由.试卷答案一、选择题1-4 DACB 5-8 DACD二、填空题9.8 10.24-11. 32+ 12. 4ln 3-14. (,e)-∞三、解答题15.(本小题满分13分)解:(I)函数2()2cos cos cos 212f x x x x a x x a =++=+++2sin(2)16x a π=+++, ……………………4分16.(本小题满分13分)解:(I )由题意知,7名队员中分为两部分,3人为女棋手,4人为男棋手,设事件A =“恰有1位女棋手”,则()1334471235C C P A C ==,………………………4分 所以参加第一阶段的比赛的队员中,恰有1位女棋手的概率为1235.…………5分 (II )随机变量X 的所有可能取值为0,2,4.其中()22344718035C C P X C ===, ()133134344716235C C C C P X C +===, ()0434471435C C P X C ===. ………………………………9分 所以,随机变量X 分布列为随机变量()1816136024********E X =⨯+⨯+⨯=. ………………………………13分17.(本小题满分13分) 解:(Ⅰ)法一:∵△AGD△CGE ,知23DG AD AG GE EC GC ===,且AC =故35GC AC ==.同理可得35GE DE ==,且3EC =,222GC GE EC +=,ED AC ⊥. ………2分又∵PA ⊥平面ABCD ∴PA ED ⊥ ……3分 而PAAC A =∴ED ⊥平面PAC .ED ⊂平面PDE ,故平面PDE ⊥平面PAC ; ……4分法二:∵PA ⊥平面ABCD ∴AB PA ⊥ 又∵AB AD ⊥,故可建立建立如图所示坐标系.由已知(0,2,0)D ,(2,1,0)E ,(2,4,0)C ,(0,0,)P λ(0λ>)∴(2,4,0)AC =,(0,0,)AP λ=,(2,1,0)DE =-∴4400DE AC ⋅=-+=,0DE AP ⋅=.……3分,∴DE AC ⊥,DE AP ⊥,∴ED ⊥平面PAC ,ED ⊂平面PDE ,平面PDE ⊥平面PAC ;……4分(Ⅱ)(i )由(Ⅰ),平面PAC 的一个法向量是(2,1,0)DE =-,因为PAB ∆为等腰直角三角形,故2PA =,(2,1,2)PE =-.设直线PE 与平面PAC 所成的角为θ,则sin cos ,5PE DE θ=<>=………8分 (ii )设平面PCD 的一个法向量为n 000(,,)x y z =,(2,2,0)DC =,(0,2,2)DP =- 由n DC ⊥,n DP ⊥∴0000220220x y y z +=⎧⎨-+=⎩,令01x =,则n (1,1,1)=--, ………10分∴cos <n,DE >==.………11分显然二面角A PC D --的平面角是锐角, ∴二面角A PC D --的余弦值为515.………13分(其他方法可酌情给分) 18.(本小题满分13分)解:(I )当2n ≥时,2=n A n ,21(1)-=-n A n , 两式相减:121-=-=-n n n a A A n ;当1n =时,111==a A ,也适合21=-n a n ,故数列{}n a 的通项公式为21=-n a n ;. ………3分 (II )由题意知:2122-==n n n n a n c ,12n n C c c c =+++,123135212222-=++++n nn C , 23411352122222+-=++++n n C n ,两式相减可得:1231122221222222+-=++++-n n n C n , ……… 4分 即123-111111121()2222222+-=+++++-n n n C n , -111121(1)2222+-=+--n n n C n ,2332+=-n n n C . ………7分(III )21212121-+=++-n n n b n n ,显然212122121-++>=+-n n n n , 即2n b >,122n n B b b b n =+++>; ………9分另一方面,21212222112212*********-++=-++=+-+-+--+n n n n n n n n , 即122213=+-b ,222235=+-b ,…,11222121⎛⎫=+- ⎪-+⎝⎭n b n n ,2222222(2)(2)(2)22221335212121=+-++-+++-=+-<+-++n B n n n n n , 即:222<<+n n B n . ………13分 19.(本小题满分14分)解:(Ⅰ)由已知得2222262c a cb ab a b c ⎧+=⎪=⎨⎪=+⎩,解得21a b c =⎧⎪=⎨⎪=⎩.所以椭圆C 的方程为22143x y +=. ……………5分 (Ⅱ)由题意知12(2,0),(2,0)A A -, ……………6分 设00(,)P x y ,则100:(2)2A P y l y x x =++,得00(,(2))2yM m m x ++. 且由点P 在椭圆上,得22003(1)4x y =-. ……………8分 若以MP 为直径的圆过点2A ,则220A M A P ⋅=, ……………9分所以20000000(2,(2))(2,)(2)(2)(2)022y y m m x y m x m x x -+⋅-=--++=++2000000033(4)(2)(2)44(2)(2)(2)(2)(2)(2)022x x x m x m m x m x x --+--++=---+=++……………12分 因为点P 是椭圆C 上不同于12,A A 的点,所以02x ≠±. 所以上式可化为3(2)(2)04m m --+=,解得14m =. ……………14分 20.(本小题满分14分)解法一(I )2()2f x x x c '=-+,当[0,)x ∈+∞时2()20f x x x c '=-+≥所以2min (2)0x x c -+≥,而22x x c -+在1x =处取得最小值,所以120c -+≥,1c ≥;……………4分 (II )因为x α=为()f x 的极值点,所以21()20k f c ααα'==-+=,所以22c αα=-+, 又因为()y f x m =-有不同的零点,αβ,所以()()f f αβ=,即32321133c d c d ααααββ-++=-++,整理得:21(23)()03αβαβ+--=, 所以23αβ+=.……………9分 (III )满足条件的实数c 存在, 由2()2f x x x c '=-+,知过00(,())A x f x 点与曲线相切的直线1l 为:000()()+()y f x x -x f x '=,且21002k x x c =-+ 将000()()+()y f x x -x f x '=与()y f x =联立即得B 点得横坐标,所以000()()+(())f x x -x f x f x '=即:3223200000011(2)()+33x x cx d x x c x -x x x cx d -++=-+-++ 整理得:2001(23)()03x x x x +--= 由已知0x x ≠,所以0230x x +-= 所以032x x =-,即B 点的横坐标为032x - 所以过点B 的曲线的切线斜率为22()2k f x x x c '==-+200(32)2(32)x x c =---+2004(2)33x x c c =-++-1433k c =+-因此当且仅当 330c -=时,1k 、1k 成比例, 这时1c = 即存在实数1c =,使12k k 为定值.……………14分解法二:(I )2()2f x x x c '=-+,当[0,)x ∈+∞时2()20f x x x c '=-+≥, 所以2(2)c x x ≥--对任意的[0,)x ∈+∞恒成立,故2max [(2)]c x x ≥--,即2max [(2)]1x x --=,故c 的取值范围是[1,)+∞;…………… 4分(II )因为x α=为()f x 的极值点,且()y f x m =-有两个零点,()αβαβ≠, 所以()0f x m -=的三个实数根分别为,,ααβ, 由根与系数的关系得12313ααβαβ-++=+=-=;……………9分(III )满足条件的实数c 存在,因为2()2f x x x c '=-+,所以过00(,())A x f x 点且与曲线C 相切的直线1l 为:000()()+()y f x x -x f x '=,其中21002k x x c =-+. 设1l 与C 交于另一点11(,)B x y ,则001,,x x x 必为方程'000()()()+()f x f x x -x f x =的三个实数根由'000()()()+()f x f x x -x f x =得32200001(2)()+()3x x cx d x x c x -x f x -++=-+因为上述方程的右边不含三次项和二次项, 所以0011313x x x -++=-= ,所以1032x x =-所以'22111()2k f x x x c ==-+200(32)2(32)x x c =---+2004(2)33x x c c =-++-1433k c =+-.因此当且仅当 330c -=时,1k 、1k 成比例,这时1c =,即存在实数1c =,使12kk 为定值.…14分。