2019-2020学年江西省上饶市高二下学期期末教学质量测试数学(理)试题(解析版)
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2019-2020学年江西省上饶市高二下学期期末教学质量测试数学(理)试题一、单选题1.已知i 是虚数单位,复数12ii-的虚部为( ) A .-1 B .i -C .1D .i【答案】C【解析】由复数的除法运算化复数为(,)a bi a b R +∈形式,然后可得虚部. 【详解】22(1)2(1)11(1)(1)2i i i i i i i i i ++===-+--+,虚部为1. 故选:C . 【点睛】本题考查复数的概念,考查复数的除法运算,属于基础题. 2.已知命题00:,0x p x R e ∃∈<,则p ⌝为( )A .,0x x R e ∀∈>B .,0x x R e ∀∈≥C .,0x x R e ∃∈>D .,0x x R e ∃∈≥【答案】B【解析】把命题的结论否定,同时存在量词改为全称量词. 【详解】 命题00:,0x p x R e ∃∈<的否定是:,0x x R e ∀∈≥.故选:B . 【点睛】本题考查命题的否定,解题时注意命题的否定除否定结论外,还必须把存在量词与全称量词互换.3.已知向量(2,,2),(2,1,2),(4,2,1)a x b c =-==-.若()a b c ⊥-,则x 的值为( ) A .2- B .2C .3D .3-【答案】A【解析】根据向量垂直的坐标公式求解即可.【详解】(2,3,1),()4320b c a b c x -=-∴⋅-=++=,解得2x =-.故选:A 【点睛】本题主要考查了由向量垂直求参数的值,属于基础题.4.函数21y x =-的图象如图所示,则阴影部分的面积是( )A .120(1)d x x -⎰ B .220(1)d x x -⎰C .220|1|d x x -⎰D .122201(1)d 1d ()x x x x -+-⎰⎰【答案】C【解析】对阴影部分的面积分成两部分,再进行积分运算. 【详解】 所求面积为12222201(1)d (1)d |1|d x x x x x x -+-=-⎰⎰⎰.【点睛】本题考查定积分的几何意义,特别要注意,当[0,1]x ∈时,()0f x <,其积分值是负数,且该负数的绝对值或相反数才是[0,1]x ∈对应阴影部分的面积.5.双曲线2214x y -=的右顶点到该双曲线的渐近线的距离为( )A .25B .55C 23D .1【答案】A【解析】由双曲线方程可得其渐近线方程为12y x =±, 不妨考查其中的一条渐近线:20x y +=, 其右顶点坐标为:()2,0,由点到直线距离公式可得右顶点到该双曲线的渐近线的距离为:2025514d +==+.本题选择A 选项. 6.在极坐标系中,点2(2,)3π到圆2cos ρθ=的圆心的距离为( )A B C D【答案】A【解析】把点的极坐标化为直角坐标,把圆的极坐标方程化为直角坐标方程,然后得出圆心坐标,由两点间距离可得. 【详解】点2(2,)3π的直角坐标是(-, 由2cos ρθ=得22cos ρρθ=,即222x y x +=,22(1)1x y -+=,圆心为(1,0),= 故选:A . 【点睛】本题考查极坐标与直角坐标的互化,考查两点间的距离.掌握极坐标与直角坐标公式的互化公式是解题关键.7.下列点在曲线2sin cos ,cos sin x y θθθθ=⎧⎨=+⎩(θ为参数)上的是( )A .1(,2B .C .D .31(,)42-【答案】D【解析】首先将参数方程化为普通方程,将选项代入普通方程检验即可得正确答案. 【详解】()22cos sin 12sin cos 1y x θθθθ=+=+=+,所以普通方程为21=+y x ,且sin 2x θ=,11x ∴-≤≤,经检验,只有31(,)42-满足方程21=+y x ,故选:D 【点睛】本题主要考查参数方程与普通方程互化,判断点在曲线上的方法,关键是消参,属于基础题.8.已知平面α,β,直线l 满足l α⊂,则“//l β”是“//αβ”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【答案】B【解析】利用定义法直接判断即可. 【详解】若l α⊂,//l β不能推出//αβ,因为α与β可能相交;反过来,若l α⊂,//αβ,则l 与β无公共点,根据线面平行的定义,知//l β. 所以“//l β”是“//αβ”的必要不充分条件. 故选:B. 【点睛】本题考查充分条件、必要条件的应用,在判断充分条件、必要条件时,有如下三种方法:1.定义法,2.等价法,3.集合间的包含关系法.9.已知P 与Q 分别为函数260x y -+=与函数2ln 2y x =+ 的图象上一点,则线段||PQ 的最小值为( )A .65B C .5D .6【答案】C【解析】求出函数2ln 2y x =+的图象上与直线260x y -+=平行的切线方程,由两平行线间距离公式可得结论. 【详解】由2ln 2y x =+得2y x'=,令22y x '==得1x =,2ln122y =+=,函数2ln 2y x =+的图象在点(1,2)处的切线方程为22(1)y x -=-,即20x y -=,直线20x y -=与直线260x y -+=间的距离为d ==.∴线段||PQ 的最小值为5. 故选:C . 【点睛】本题考查直线与函数图象上点间距离的最小值,解题关键是掌握转化与化归思想,转化为求函数图象的切线,求两平行线间的距离.10.魏晋时期数学家刘徽首创割圆术,他在《九章算术》中指出:“割之弥细,所失弥少,割之又割,以至于不可割,则与圆周合体,而无所失矣.”这是一种无限与有限的转化过程,“…”代表无限次重复,设x =则可利用方程x =x ,类似地可得到正数2211...=++( )A .4B .3C .2D .1【答案】D【解析】根据题意设2211...x=++,则21x x=+,解得答案. 【详解】设2211...x=++,则21x x=+,解得:1x =或2x =-(舍去), 故选:D 【点睛】本题考查了类比推理,意在考查学生的计算能力和推理能力,属于基础题.11.在正三棱柱(底面是正三角形的直三棱柱)111ABC A B C -中,2AB =,E ,F 分别为11A C 和11A B 的中点,当AE 和BF 所成角的余弦值为14时,AE 与平面11BCC B 所成角的正弦值为( ) A.2B.4C.4D.2【答案】B【解析】设1AA t =,以B 为原点,过B 作BC 的垂线为x 轴,BC 为y 轴,1BB 为z 轴,建立空间直角坐标系,由AE 和BF 所成角的余弦值为14,求出t 的值,由此能求出AE 与平面11BCC B 所成角的正弦值. 【详解】设1AA t =,以B 为原点,过B 作BC 的垂线为x 轴,BC 为y 轴,1BB 为z 轴,建立空间直角坐标系,则)3,1,0A,()0,0,0B , ()0,2,0C ,33,2E t ⎫⎪⎪⎝⎭,31,2F t ⎫⎪⎪⎝⎭, 31,2AE t ⎛⎫=- ⎪ ⎪⎝⎭ ,31,2BF t ⎛⎫= ⎪ ⎪⎝⎭,因为AE 和BF BF 所成角的余弦值为14, 所以222112cos ,411t AE BF AE BF AE BFt t -⋅===++, 解得:1t =所以31,12AE ⎛⎫=- ⎪ ⎪⎝⎭,平面11BCC B 的法向量()1,0,0n =,所以AE 与平面11BCC B 所成角的正弦值为362sin 421AE n AE nα⋅===⨯故选:B 【点睛】本题考查线面角的正弦值的求法,考查空间中线线、线面、面面的位置关系等基础知识,属于中档题. 12.函数22()sin2x x xf x ee a π--+=-+ (x ∈R ,e 是自然对数的底数,0a >)存在唯一的零点,则实数a 的取值范围为( )A.1 0,π⎛⎤ ⎥⎝⎦B.10,π⎛⎫⎪⎝⎭C.0,4π⎛⎫⎪⎝⎭D.40,π⎛⎤⎥⎝⎦【答案】D【解析】函数22()sin2x xxf x e e aπ--+=-+存在唯一的零点,等价于函数()sin2xx aπϕ=与函数22()x xg x e e-+-=-的图象只有唯一的交点,画出两个函数的图象,由图知需要满足(2)(2)gϕ''≥,即可得答案.【详解】函数22()sin2x xxf x e e aπ--+=-+存在唯一的零点,等价于函数()sin2xx aπϕ=与函数22()x xg x e e-+-=-的图象只有唯一的交点,因为()sin2xx aπϕ=的最小正周期为242Tππ==,最大值为a的函数,所以两个函数图象如下图所示:要使()sin2xx aπϕ=与函数22()x xg x e e-+-=-的图象只有唯一的交点,则(2)(2)gϕ''≥,因为()cos22x a xππϕ'=,所以(2)cos2222a aπππϕ'=⨯=-,因为22()x xg x e e-+-'=--,所以(2)2g'=-,所以22aπ-≥-,解得:4aπ≤,又因为0a>,所以a的取值范围为:40,π⎛⎤⎥⎝⎦故选:D【点睛】本题主要考查了由函数零点的个数求参数范围,转化为两个函数图像交点的个数,数形结合很重要,属于中档题.二、填空题 13.已知222233+=,333388+=,44441515+=,,类比这些等式,88a ab b+=(a,b 均为正整数),则a b +=________. 【答案】71 【解析】2222223321+==-23333338831+==-244444151541+==-,利用归纳推理求解. 【详解】 2222223321+==-23333338831+==-244444151541+==-,……, 288881a b +=- 所以8,63a b == 所以71a b += 故答案为:71 【点睛】本题主要考查归纳推理,属于基础题. 14.201cos x dx xdx π--=⎰⎰___【答案】4π【解析】利用定积分的几何意义和微积分基本定理即可得出答案. 【详解】 定积分021x dx -⎰的几何意义为:圆221x y +=的14个圆的面积, 即22011144x dx ππ-=⨯⨯=⎰,又由0cos sin sin sin 00xdx xπππ==-=⎰,故cos 044xdx πππ-=-=⎰⎰故答案为:4π 【点睛】本题主要考查定积分的几何意义和微积分基本定理,属于基础题.15.命题p :[1,1]x ∃∈-,使得2x a <成立;命题:(0,)q x ∀∈+∞,不等式21ax x <+恒成立.若命题p q ∧为假,p q ∨为真,则实数a 的取值范围为_______. 【答案】[)1,2,2⎛⎤-∞+∞ ⎥⎝⎦【解析】首先求出命题,p q 为真时a 的取值范围,再根据复合命题的真假求集合的运算得结论. 【详解】命题p :[1,1]x ∃∈-,使得2x a <成立,[1,1]x ∈-时,1,222x⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,则12a >,命题:(0,)q x ∀∈+∞,不等式21ax x <+恒成立,则211x a x x x+<=+,当0x >时,12x x+≥,当且仅当1x =时等号成立,∴2a <. 若命题p q ∧为假,p q ∨为真,则,p q 一真一假, p 真q 假时,122a a ⎧>⎪⎨⎪≥⎩,∴2a ≥, p 假q 真时,122a a ⎧≤⎪⎨⎪<⎩,12a ≤,综上,2a ≥或12a ≤. 故答案为:[)1,2,2⎛⎤-∞+∞ ⎥⎝⎦.【点睛】本题考查复合命题的真假,由复合命题的真假求参数取值范围,本题还考查了不等式恒成立与能成立问题.属于中档题.16.已知P是双曲线221168x y-=右支上一点,12,F F分别是双曲线的左、右焦点,O 为坐标原点,点,M N满足()21220,,0PFPMF P PM PN PN F NPM PFλλμ⎛⎫⎪=>=+=⎪⎝⎭⋅,若24PF=.则以O为圆心,ON为半径的圆的面积为________.【答案】64π【解析】延长2F N交PM于点Q,由向量数量积和线性运算可知PN为线段2F Q的垂直平分线,结合双曲线定义可求得1FQ,利用中位线性质可求得ON,进而得到结果.【详解】延长2F N,交PM于点Q,如下图所示:22PFPMPNPM PFμ⎛⎫⎪=+⎪⎝⎭,PN∴为2QPF∠的角平分线,又2PN F N⋅=,2PN NF∴⊥,PN∴为线段2F Q的垂直平分线,24PQ PF∴==. 由双曲线定义知:12248PF PF-=⨯=,18412PF∴=+=,141216FQ∴=+=,,O N分别为122,F F QF中点,1182ON FQ∴==,∴以O为圆心,ON为半径的圆的面积64Sπ=.故答案为:64π.【点睛】本题考查双曲线性质和定义的综合应用,涉及到平面向量数量积和线性运算的应用;解题关键是能够通过平面向量的线性运算和数量积运算确定垂直和平分关系.三、解答题17.在直角坐标系xOy 中,曲线C 1的普通方程为2213y x +=,曲线C 2参数方程为2cos (1sin x y ααα=-+⎧⎨=-+⎩为参数),以坐标原点O 为极点,以x 轴正半轴为极轴,建立极坐标系,直线l 的极坐标方程为,4R πθρ=∈.(1)求C 1的参数方程和l 的直角坐标方程;(2)已知P 是C 2上参数对应απ=的点,Q 为C 1上的点,求PQ 中点M 到直线l 的距离的最大值.【答案】(1)cos x y ββ=⎧⎪⎨=⎪⎩(β为参数);0x y -=;(2.【解析】(1)由C 1的普通方程可得参数方程;由直线l 的极坐标方程可得直角坐标方程; (2) 由题可知(3,1)P --,由(1)可知(cos )Q ββ,求出PQ 中点M 的坐标,利用点线距公式以及三角函数的有界性求出最值. 【详解】(1)1C的参数方程为cos x y ββ=⎧⎪⎨=⎪⎩(β为参数);l 的直角坐标方程为0x y -=.(2)由题设可知(3,1)P --,由(1)可设(cos )Q ββ,于是311cos ,222M ββ⎛⎫-+-+ ⎪ ⎪⎝⎭. M 到直线l距离d ==, 当23πβ=时,d. 【点睛】本题考查参数方程和极坐标方程与普通方程的互化,考查点线距公式,属于中档题. 18.已知抛物线()2:20C y px p =>上的点()2,M m 到焦点F 的距离为3.(1)求,p m 的值;(2)过点()1,1P 作直线l 交抛物线C 于,A B 两点,且点P 是线段AB 的中点,求直线l 的方程.【答案】(1)2p =;m =±(2)210x y --=.【解析】(1)根据抛物线的焦半径公式求得p ,代入点的坐标求出m ;(2)设()11,A x y ,()22,B x y ,代入抛物线方程相减珀利用中点坐标得直线斜率,从而可得直线方程. 【详解】(1)由抛物线焦半径公式知:232pMF =+=,解得:2p =, 2:4C y x ∴=,2248m ∴=⨯=,解得:m =±(2)设()11,A x y ,()22,B x y ,则21122244y x y x ⎧=⎨=⎩,两式作差得:()()()1212124y y y y x x +-=-, 1212124l y y k x x y y -∴==-+,()1,1P 为AB 的中点,122y y ∴+=,2l k ∴=,∴直线l 的方程为:()121y x -=-,即210x y --=.【点睛】本题考查抛物线的焦半径公式,考查抛物线中的点差法.圆锥曲线上点差法可以把弦中点坐标与弦所在直线斜率建立关系.19.已知函数()2ln f x ax b x =+在1x =处有极值1.(1)求,a b 的值;(2)求函数()f x 在1,22⎡⎤⎢⎥⎣⎦上的最大值与最小值(ln 20.6931≈).【答案】(1)1a =,2b =-;(2)最大值为42ln 2-,最小值为1..【解析】(1)根据极值的定义结合条件可知()()'10,11f f ==,列出方程组,即可解出,a b 的值;(2)求()f x 的单调区间和极值,比较极值的大小可求出最值. 【详解】(1)由题可知,2()ln f x ax b x =+,()f x 的定义域为()0,∞+,()2(0)bf x ax x x'∴=+>,由于()f x 在1x =处有极值1,则()()111120f a bln f a b ⎧=+==='⎪⎨+⎪⎩,即120a a b =⎧⎨+=⎩,解得:1a =,2b =-.(2)由(1)可知2()2ln f x x x =-,其定义域是(0,)+∞,22(1)(1)()2x x f x x x x+-'=-=,令()=0f x ',而0x >,解得1x =,由()0f x '<,得01x <<;由()0f x '>,得1x >, 则在区间1,22⎡⎤⎢⎥⎣⎦上,x ,()f x ',()f x 的变化情况表如下: x121,12⎛⎫ ⎪⎝⎭1()1,22()f x '-()f x12ln 24+ 单调递减1单调递增42ln 2-可得()()min 11f x f ==,112ln 224f ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,()422ln 2f =-, 由于()11242ln 22ln 2024f f ⎛⎫⎛⎫-=--+>⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,则1(2)2⎛⎫> ⎪⎝⎭f f , 所以()()max 242ln 2f x f ==-,∴函数()f x 在区间1,22⎡⎤⎢⎥⎣⎦上的最大值为42ln 2-,最小值为1.【点睛】本题考查已知函数的极值求参,考查利用导数求函数的极值和最值,熟悉极值的定义是解题的关键,属于中档题.20.如图,已知多面体PABCDE 的底面ABCD 是边长为2的菱形,PA ⊥底面ABCD ,//ED PA ,且22PA ED ==,60ABC ∠=.(1)证明:平面PAC ⊥平面PCE ; (2)求二面角C PE D --的余弦值. 【答案】(1)证明见解析;(2)64. 【解析】(1)首先连接BD ,交AC 于点O ,设PC 中点为F ,连接OF ,EF ,易证BD ⊥平面PAC ,又因为//BD EF 得到EF ⊥平面PAC ,再利用面面垂直的判定即可得到平面PAC ⊥平面PCE .(2)以A 为原点,AM ,AD ,AP 分别为,,x y z 轴,建立空间直角坐标系A xyz -,再利用向量法求解二面角C PE D --的余弦值即可. 【详解】(1)连接BD ,交AC 于点O ,设PC 中点为F ,连接OF ,EF .因为O ,F 分别为AC ,PC 的中点,所以//OF PA ,且1=2OF PA , 因为//DE PA ,且1=2DE PA ,所以//OF DE ,且OF DE =.所以四边形OFED 为平行四边形,所以//OD EF ,即//BD EF .因为PA⊥平面ABCD,BD⊂平面ABCD,所以PA BD⊥.因为ABCD是菱形,所以BD AC⊥.因为PA AC A=,所以BD⊥平面PAC.因为//BD EF,所以EF⊥平面PAC.因为FE⊂平面PCE,所以平面PAC⊥平面PCE.(2)因为60ABC∠=,底面ABCD是菱形,所以AC AB=,故ABC为等边三角形.设BC的中点为M,连接AM,则AM BC⊥.以A为原点,AM,AD,AP分别为,,x y z轴,建立空间直角坐标系A xyz-,如图所示:则()002P,,,()3,1,0C,()0,2,1E,()0,2,0D,()3,1,2PC=-,()3,1,1CE=-,.设平面PCE的法向量为()111,,n x y z=,则·0·0n PCn CE⎧=⎨=⎩,即11111132030x y zx y z+-=++=⎪⎩令11y=,则1132xz⎧=⎪⎨=⎪⎩()3,1,2n=.平面PDE的一个法向量为()1,0,0m=,设二面角C PE D--的大小为θ,由于θ为锐角,所以36,422θ⋅====⋅n mcos cos n mn m.所以二面角C PE D--的余弦值为64【点睛】本题第一问考查面面垂直的证明,第二问考查向量法求解二面角,同时考查学生的计算能力,属于中档题.21.设椭圆()2222:10x y C a b a b+=>>,右顶点是)A,离心率为2.(1)求椭圆C 的方程;(2)设C 与y 轴的正半轴交于点D ,直线:l y kx m =+与C 交于,M N 两点(l 不经过D 点),且MD ND ⊥,证明:直线l 经过定点,并写出该定点的坐标.【答案】(1)2212x y +=;(2)证明见解析,10,3⎛⎫- ⎪⎝⎭.【解析】(1)由离心率与顶点坐标可求得,,a c b 得椭圆方程;(2)设()11,A x y ,()22,B x y ,直线方程与椭圆方程联立,消去y 后得x 的一元二次方程,应用韦达定理得1212,x x x x +,由0DM DN ⋅=可得,k m 的关系,代入直线方程可得定点,注意直线的限制条件. 【详解】 (1)右顶点是)A,离心率为2,所以c a a ==, ∴1c =,则1b =,∴椭圆的标准方程为2212x y +=.(2)由已知得(0,1)D ,由2212y kx m x y =+⎧⎪⎨+=⎪⎩得()222124220k x kmx m +++-=, 当>0∆时,设()11,A x y ,()22,B x y ,则122414km x x k -+=+,21222214m x x k -=+, ()121222212m y y k x x m k +=++=+,()()2212122212m k y y kx m kx m k-=++=+, 由MD ND ⊥得()()1212110DM DN x x y y ⋅=+--=,即22321012m m k --=+,所以23210m m --=,解得1m =或13m =-, ①当1m =时,直线l 经过点D ,不符合题意,舍去.②当13m =-时,显然有>0∆,直线l 经过定点10,3⎛⎫- ⎪⎝⎭.【点睛】本题考查求椭圆标准方程,考查直线与椭圆相交问题,考查直线过定点问题,解题方法是设而不求的思想方法,设出直线方程与交点坐标,直线方程与椭圆方程联立方程组消元后应用韦达定理代入其他条件求解. 22.已知函数()()22ln 4f x m x x x m =+-∈R .(1)当3m =-求()f x 的单调区间;(2)若函数()f x 有两个极值点()1212,x x x x <且()1230f x ax -≥恒成立,求实数a 的取值范围.【答案】(1)()f x 的单调递减区间为()0,3;()f x 的单调递增区间为()3,+∞.;(2)(],1-∞-.【解析】(1)求出导函数,由()0f x '<得减区间,由()0f x '>得增区间;(2)首先求出导函数()'f x ,由()0f x '=得出12,x x 以及参数m 的关系,()112m x x =-,101x <<,212x <<,不等式()1230f x ax -≥可消去2x ,并由分离参数法化为()2111111111122ln 4212ln 12322x x x x x a x x x x x -+-≤=+----())3(,问题又转化为求函数12()ln 1,(0,1)22=+--∈-g x x x x x x的最小值即可. 【详解】(1)()f x 的定义域为()0,∞+,求导得()2622324x x f x x x x--'=+-=-(), 令()0f x '=,得2230x x --=,解得,1x =-或3x =. 当()0,3x ∈时,()0f x '<,故()f x 在()0,3上单调递减. 当()3,x +∈∞时,()0f x '>,故()f x 在()3,+∞上单调递增.综上,()f x 的单调递减区间为()0,3;()f x 的单调递增区间为()3,+∞.(2)()f x 的定义域为()0,∞+,求导得()222224m x x m f x x x x-+'=+-=(), ()f x 有两个极值点()1212,x x x x <时,等价于方程2x 2x m 0-+=的有两个不等正根()121241020m x x x x m ⎧∆=->⎪∴+=⎨⎪=>⎩,()112m x x ∴=-,101x <<,212x <<, 此时不等式()1230f x ax -≥恒成立,等价于()()211111122l 432n 0x x x x x x a -+---≥对()10,1x ∈恒成立,可化为()2111111111122ln 4212ln 12322x x x x x a x x x x x -+-≤=+----())3(恒成立, 令12()ln 1,(0,1)22=+--∈-g x x x x x x ,()23a g x ∴≤ 则()()()()22241212()1ln ln ln 222222x x g x x x x x x x '-=+--=+-=+---,()0,1x ∈,ln 0x ∴<,()40x x -<,()0g x '∴<在()0,1恒成立,()g x ∴在()0,1上单调递减, ()()12310112212>=+-⨯---∴=g x g ,1a ∴≤-. 故实数a 的取值范围是(],1-∞-.【点睛】本题考查用导数求函数的单调性,考查用导数研究函数的极值点及不等式恒成立问题,解题关键是掌握转化与化归思想,多元不等式恒成立,消元化化二元不等式,再用分离参数法转化为求函数最值.本题考查了学生的逻辑推理能力,转化与化归思想,属于难题.。