2015-2016学年浙江省舟山市普陀三中高三(上)期中数学试卷和答案(理科)
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2015-2016学年浙江省舟山市普陀三中高三(上)期中数学试卷(理科)一、选择题:本大题共8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.(5分)设全集U=R,集合,P={x|﹣1≤x≤4},则(∁U M)∩P等于()A.{x|﹣4≤x≤﹣2}B.{x|﹣1≤x≤3}C.{x|3≤x≤4}D.{x|3<x≤4} 2.(5分)下列函数既是奇函数,又在(0,+∞)上单调递增的是()A.y=﹣x2B.y=x3 C.y=log2x D.y=﹣3﹣x3.(5分)设命题p:∃n∈N,n2>2n,则¬p为()A.∀n∈N,n2>2n B.∃n∈N,n2≤2n C.∀n∈N,n2≤2n D.∃n∈N,n2=2n 4.(5分)已知等差数列{a n}的公差为2,若a1,a3,a4成等比数列,则a2=()A.﹣4 B.﹣6 C.﹣8 D.﹣105.(5分)设函数f(x)=sin(2x+φ)+cos(2x+φ)(|φ|<)为偶函数,则φ=()A.B.C.D.6.(5分)设a、b为两条不同的直线,α、β为两个不同的平面.下列命题中,正确的是()A.若a、b与α所成的角相等,则a∥bB.若α⊥β,m∥α,则m⊥βC.若a⊥α,a∥β,则α⊥βD.若a∥α,b∥β,则a∥b7.(5分)过双曲线﹣=1(a>0,b>0)的右顶点A作斜率为﹣1的直线,该直线与双曲线的两条渐近线的交点分别为B、C.若=,则双曲线的离心率是()A.B.C.D.8.(5分)长方体ABCD﹣A1B1C1D1的底面是边长为a的正方形,若在侧棱AA1上至少存在一点E,使得∠C1EB=90°,则侧棱AA1的长的最小值为()A.a B.2a C.3a D.4a二、填空题:(本大题共7小题,9~12小题每题6分,其它小题每题4分,共36分)9.(6分)=,=.10.(6分)已知函数f(x)=2sin(ωx+)(ω>0)的最小正周期为π,则ω=,f()=,在(0,π)内满足f(x0)=2的x0=.11.(6分)某空间几何体的三视图如图所示(单位:cm),则该几何体的体积V=cm3,表面积S=cm2.12.(6分)直线y=x﹣2,直线被椭圆=1截得的弦长是.13.(4分)已知函数f(x)=(x>2),当且仅当x=时,f(x)取到最小值为.14.(4分)等差数列{a n}的前n项和为S n,且a4﹣a2=8,a3+a5=26.记T n=,如果存在正整数M,使得对一切正整数n,T n≤M都成立,则M的最小值是.15.(4分)已知,是两个互相垂直的单位向量,且•=1,•=1,,则对任意的正实数t,|+t|的最小值是.三、解答题:本大题共5小题,满分74分.解答须写出文字说明、证明过程和演算步骤.16.(15分)设等差数列{a n}的前n项的和为S n,已知a1=1,=12.(1)求{a n}的通项公式a n;(2)b n=,b n的前n项和T n,求证;T n<.17.(15分)已知函数f(x)=cos(x﹣)+2sin2,x∈R.(1)求函数f(x)的值域;(2)记△ABC的内角A、B、C的对边分别为a、b、c,若f(B)=1,b=1,c=,求a的值.18.(15分)如图,四棱锥P﹣ABCD的底面ABCD是正方形,侧棱PD⊥底面ABCD,PD=DC,E是PC的中点.(1)证明PA∥平面BDE;(2)证明:DE⊥面PBC;(3)求二面角B﹣DE﹣C的平面角的余弦值.19.(15分)已知椭圆C:=1(a>b>0)的离心率e=,它的一个顶点在抛物线x2=4y的准线上.(Ⅰ)求椭圆C的方程;(Ⅱ)设A(x1,y1),B(x2,y2)是椭圆C上两点,已知,且.(ⅰ)求的取值范围;(ⅱ)判断△OAB的面积是否为定值?若是,求出该定值,不是请说明理由.20.(14分)已知函数f(x)=ax2+(b﹣1)x+1(a,b∈R,a>0).(1)若f(1)=0,且对任意x∈R,都有f(2﹣x)=f(2+x),求f(x)的解析式;(2)已知x1,x2为函数f(x)的两个零点,且x2﹣x1=2,当x∈(x1,x2)时,g (x)=﹣f(x)+2(x2﹣x)的最大值为h(a),当a≥2时,求h(a)的最小值.(3)若b=2a﹣3,则关于x的方程f(x)=|2x﹣a|+2是否存在负实根?若存在,求出该负根的取值范围,若不存在,说明理由.2015-2016学年浙江省舟山市普陀三中高三(上)期中数学试卷(理科)参考答案与试题解析一、选择题:本大题共8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.(5分)设全集U=R,集合,P={x|﹣1≤x≤4},则(∁U M)∩P等于()A.{x|﹣4≤x≤﹣2}B.{x|﹣1≤x≤3}C.{x|3≤x≤4}D.{x|3<x≤4}【解答】解:∵={x|﹣2≤x≤3},∴C U M═{x|x<﹣2或x>3},又P={x|﹣1≤x≤4},∴(C U M)∩P={x|3<x≤4}故选:D.2.(5分)下列函数既是奇函数,又在(0,+∞)上单调递增的是()A.y=﹣x2B.y=x3 C.y=log2x D.y=﹣3﹣x【解答】解:A.函数y=﹣x2为偶函数,不满足条件.B.函数y=x3为奇函数,在(0,+∞)上单调递增,满足条件.C.y=log2x的定义域为(0,+∞),为非奇非偶函数,不满足条件.D.函数y=﹣3﹣x为非奇非偶函数,不满足条件.故选:B.3.(5分)设命题p:∃n∈N,n2>2n,则¬p为()A.∀n∈N,n2>2n B.∃n∈N,n2≤2n C.∀n∈N,n2≤2n D.∃n∈N,n2=2n 【解答】解:命题的否定是:∀n∈N,n2≤2n,故选:C.4.(5分)已知等差数列{a n}的公差为2,若a1,a3,a4成等比数列,则a2=()A.﹣4 B.﹣6 C.﹣8 D.﹣10【解答】解:∵a4=a1+6,a3=a1+4,a1,a3,a4成等比数列,∴a32=a1•a4,即(a1+4)2=a1×(a1+6),解得a1=﹣8,∴a2=a1+2=﹣6.故选:B.5.(5分)设函数f(x)=sin(2x+φ)+cos(2x+φ)(|φ|<)为偶函数,则φ=()A.B.C.D.【解答】解:f(x)=sin(2x+φ)+cos(2x+φ)=,∵函数f(x)为偶函数,∴=0,即sin(﹣2x+φ+)=sin(2x+φ+),∴﹣2x+φ+=2x+φ++2kπ,或﹣2x+φ++2x+φ+=π+kπ,即x=﹣(舍)或φ=.∵|φ|<,∴φ=.故选:C.6.(5分)设a、b为两条不同的直线,α、β为两个不同的平面.下列命题中,正确的是()A.若a、b与α所成的角相等,则a∥bB.若α⊥β,m∥α,则m⊥βC.若a⊥α,a∥β,则α⊥βD.若a∥α,b∥β,则a∥b【解答】解:当两条直线与一个平面所成的角相等时,这两条直线的关系不能确定,故A不正确,当两个平面垂直时,一条直线与一个平面垂直,则这条直线与另一个平面的关系都有可能,故B不正确,当一条直线与一个平面垂直,与另一个平面平行,则这两个平面之间的关系是垂直,故C正确,当两条直线分别和两个平面平行,这两条直线之间没有关系,故D不正确,故选:C.7.(5分)过双曲线﹣=1(a>0,b>0)的右顶点A作斜率为﹣1的直线,该直线与双曲线的两条渐近线的交点分别为B、C.若=,则双曲线的离心率是()A.B.C.D.【解答】解:直线l:y=﹣x+a与渐近线l1:bx﹣ay=0交于B(,),l与渐近线l2:bx+ay=0交于C(,),A(a,0),∴=(﹣,),=(,﹣),∵=,∴=,b=2a,∴c2﹣a2=4a2,∴e2==5,∴e=,故选:C.8.(5分)长方体ABCD﹣A1B1C1D1的底面是边长为a的正方形,若在侧棱AA1上至少存在一点E,使得∠C1EB=90°,则侧棱AA1的长的最小值为()A.a B.2a C.3a D.4a【解答】解:设侧棱AA1的长为x,A1E=t,则AE=x﹣t,∵长方体ABCD﹣A1B1C1D1的底面是边长为a的正方形,∠C1EB=90°,∴,∴2a2+t2+a2+(x﹣t)2=a2+x2,整理,得:t2﹣xt+a2=0,∵在侧棱AA1上至少存在一点E,使得∠C1EB=90°,∴△=(﹣x)2﹣4a2≥0,解得x≥2a.∴侧棱AA1的长的最小值为2a.故选:B.二、填空题:(本大题共7小题,9~12小题每题6分,其它小题每题4分,共36分)9.(6分)=4,=2.【解答】解:==22=4,=3.故答案分别为:4;2.10.(6分)已知函数f(x)=2sin(ωx+)(ω>0)的最小正周期为π,则ω=2,f()=1,在(0,π)内满足f(x0)=2的x0=.【解答】解:由函数最小正周期为π,即T=π,∴ω==2,函数解析式f(x)=2sin(2x+),f()=2sin(2×+)=2sin=2×=1,∴f()=1,∵f(x0)=2,x0∈(0,π),∴sin(2x0+)=1,∴2x0+=,∴x0=,故答案为:2,1,.11.(6分)某空间几何体的三视图如图所示(单位:cm),则该几何体的体积V=cm3,表面积S=cm2.【解答】解:由题意,该几何体是以俯视图为底面,有一条侧棱垂直于底面的三棱锥,所以V==cm3,S=+++=.故答案为:;.12.(6分)直线y=x﹣2,直线被椭圆=1截得的弦长是.【解答】解:设直线与椭圆相交于点A(x1,y1),B(x2,y2).联立,化为:5x2﹣16x+12=0,∴x1+x2=,x1•x2=.∴|AB|===.故答案为:.13.(4分)已知函数f(x)=(x>2),当且仅当x=3时,f(x)取到最小值为2.【解答】解:∵x>2,∴x﹣2>0,∴函数f(x)===(x﹣2)+≥2=2,当且仅当x=3时取等号,故最小值为2,故答案为:3,2.14.(4分)等差数列{a n}的前n项和为S n,且a4﹣a2=8,a3+a5=26.记T n=,如果存在正整数M,使得对一切正整数n,T n≤M都成立,则M的最小值是2.【解答】解:∵{a n}为等差数列,由a4﹣a2=8,a3+a5=26,可解得S n=2n2﹣n,∴T n=2﹣,若T n≤M对一切正整数n恒成立,则只需T n的最大值≤M即可.又T n=2﹣<2,∴只需2≤M,故M的最小值是2.故答案为215.(4分)已知,是两个互相垂直的单位向量,且•=1,•=1,,则对任意的正实数t,|+t|的最小值是.【解答】解:∵是两个互相垂直的单位向量∴∴===≥2+4+2=8当且仅当即t=1时取等号故的最小值为三、解答题:本大题共5小题,满分74分.解答须写出文字说明、证明过程和演算步骤.16.(15分)设等差数列{a n}的前n项的和为S n,已知a1=1,=12.(1)求{a n}的通项公式a n;(2)b n=,b n的前n项和T n,求证;T n<.【解答】解:(1)设等差数列{a n}的公差为d,则S2=2a1+d,S3=3a1+3d,S4=4a1+6d,∵=12,∴3a1+3d=12,即3+3d=12,解得d=3,∴a n=1+3(n﹣1)=3n﹣2.(2)b n==(),∴T n=(1﹣)+(﹣)+(﹣)+…+()=(1﹣+﹣+﹣+…+)=(1﹣)=∴T n=<=.17.(15分)已知函数f(x)=cos(x﹣)+2sin2,x∈R.(1)求函数f(x)的值域;(2)记△ABC的内角A、B、C的对边分别为a、b、c,若f(B)=1,b=1,c=,求a的值.【解答】解:(1)f(x)=cos(x﹣)+2sin2,=cosxcos+sinxsin+1﹣cosx,=sinx﹣cosx+1,=sin(x﹣)+1,由正弦函数性质可知sin(x﹣)的值域为[﹣1,1],函数f(x)的值域[0,2];(2)f(B)=1,即sin(B﹣)=0,∵0<B<π,∴B=,由余弦定理可知:b2=a2+c2﹣2accosB,∴1=a2+3﹣2×a××,整理得:a2﹣3a+2=0,解得:a=1或a=2,∴a=1或a=2.18.(15分)如图,四棱锥P﹣ABCD的底面ABCD是正方形,侧棱PD⊥底面ABCD,PD=DC,E是PC的中点.(1)证明PA∥平面BDE;(2)证明:DE⊥面PBC;(3)求二面角B﹣DE﹣C的平面角的余弦值.【解答】解:(1)证明:连结AC交BD于O,连结OE,∵底面ABCD是正方形,∴O为AC的中点,又E为PC的中点,∴OE∥PA,又PA⊄平面BDE,OE⊂平面BDE,∴PA∥平面BDE.(2)证明:∵PD⊥平面ABCD,BC⊂平面ABCD,∴PD⊥BC,又CD⊥BC,PD⊂平面PCD,CD⊂平面CDP,PD∩CD=D,∴BC⊥平面CDP,又DE⊂平面CDP,∴BC⊥DE,∵PD=DC,E为PC的中点,∴DE⊥PC,又BC⊂平面PBC,PC⊂平面PBC,BC∩PC=C,∴DE⊥平面PBC.(3)由(2)得DE⊥平面PBC,又BE⊂平面PBC,∴DE⊥BE,又DE⊥CE,∴∠BEC为二面角B﹣DE﹣C的平面角,过E作EM⊥CD于M,则M为CD的中点,连结BM,设PD=CD=1,则CM=EM=PD=,CE==.∴BM==,BE==,∴cos∠BEC==.19.(15分)已知椭圆C:=1(a>b>0)的离心率e=,它的一个顶点在抛物线x2=4y的准线上.(Ⅰ)求椭圆C的方程;(Ⅱ)设A(x1,y1),B(x2,y2)是椭圆C上两点,已知,且.(ⅰ)求的取值范围;(ⅱ)判断△OAB的面积是否为定值?若是,求出该定值,不是请说明理由.【解答】(本小题满分14分)解:(Ⅰ)因为抛物线的准线,∴﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣(1分)由﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣(2分)∴椭圆C的方程为.﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣(3分)(Ⅱ)由得x1x2=﹣3y1y2﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣(4分)设A(x1,y1),B(x2,y2)所在直线为l,当l斜率不存在时,则A(x1,y1),B(x1,﹣y1),∴,又,∴∴﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣(5分)当l斜率存在时,设l方程y=kx+m,联立得(1+3k2)x2+6kmx+3m2﹣6=0∴△=36k2m2﹣12(3k2+1)(m2﹣2)=12(6k2﹣m2+2)>0…(a)且.﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣(7分)由整理得1+3k2=m2…(b)﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣(8分)∴由(a),(b)得m2=1+3k2≥1,∴,∴综上:∴.﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣(10分)(ⅱ)由(ⅰ)知,l斜率不存在时,,﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣(11分)l斜率存在时,将m2=1+3k2带入整理得﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣(13分)所以△OAB的面积为定值.﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣(14分)20.(14分)已知函数f(x)=ax2+(b﹣1)x+1(a,b∈R,a>0).(1)若f(1)=0,且对任意x∈R,都有f(2﹣x)=f(2+x),求f(x)的解析式;(2)已知x1,x2为函数f(x)的两个零点,且x2﹣x1=2,当x∈(x1,x2)时,g (x)=﹣f(x)+2(x2﹣x)的最大值为h(a),当a≥2时,求h(a)的最小值.(3)若b=2a﹣3,则关于x的方程f(x)=|2x﹣a|+2是否存在负实根?若存在,求出该负根的取值范围,若不存在,说明理由.【解答】解:(1)由已知可得方程组,化简求解得:,∴f(x)的解析式为:;(2)由题知f(x)等价于f(x)=a(x﹣x1)(x﹣x2)代入g(x),得g(x)=﹣a(x﹣x1)(x﹣x2)+2(x2﹣x)=﹣a(x﹣x2)(x﹣x1+),∴g(x)的对称轴方程为,且图象开口向下,又∵x∈(x1,x2),且x2﹣x1=2,∴g(x)的最大值在对称轴处取得,即把代入g(x)得:g(x)max=﹣a(﹣x2)(﹣x1+)=﹣a()(+)=a(1+)2.∴h(a)=a(1+)2=a++2在a∈[2,+∞)单调递增,∴h(a)≥;故h(a)的最小值为;(3)∵时,方程无负根.当x时,方程去绝对值化简为:ax2+(2a﹣2)x﹣a﹣1=0,∵△=((2a﹣2)2+4a(a+1)=8a2﹣4a+4>0 恒成立,∴方程必有两个根.又∵两根之积,∴方程必有唯一负根.记该方程的负根为x0,则x0==令则=﹣﹣在()上单调递增,则。