江苏省如东高级中学2018届高三上学期期中考试数学试题

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2018届高三年级第二次学情检测数学试卷 第Ⅰ卷(共70分)一、填空题:(本大题共14个小题,每小题5分,共70分.将答案填在答题纸上.) 1.已知全集为R ,且集合{}22A x x =-<<,(){}2log 12B x x =+<,则A B =I .2.已知向量()1,a m =r ,()3,2b =-r ,且()a b b +⊥r r r,则实数m = .3.已知:p x a ≤,:11q x -<,若p 是q 的必要不充分条件,则实数a 的取值范围是 .4.函数()()2lg 23f x x x =-++的单调递减区间是 .5.已知函数()()2sin 06f x x πωω⎛⎫=+> ⎪⎝⎭的图象向右平移23π个单位后与原图象关于x 轴对称,则ω的最小值是 .6.已知函数()()2ln 1f x x =+,则满足不等式()()213f x f -<的x 的取值范围是 .7.若圆22:2270C x y x y +++-=关于直线40ax by ++=对称,由点(),P a b 向圆C 作切线,切点为A ,则线段PA 的最小值为 .8.如图,在三角形ABC 中,点D 是边AB 上一点,且2DB AD =uu u r uuu r,点F 是边BC 的中点,过A 作CD 的垂线,垂足为E ,若4AE =,则AE AF ⋅=uu u r uu u r.9.已知椭圆()22122:10x y C a b a b+=>>与圆2222:C x y b +=,若在椭圆1C 上存在点P ,过点P 作圆的切线,PA PB ,切点为,A B 使得3BPA π∠=,则椭圆1C 的离心率的取值范围是 .10.函数2log y x =图象上存在点(),x y ,满足约束条件30,220,,x y x y y m +-≤⎧⎪-+≥⎨⎪≥⎩,则实数m 的最大值为 .11.已知,a b 为正实数,直线y x a =-与曲线()ln y x b =+相切,则22a b+的取值范围为 .12.已知函数()()11f x f x +=+当[]0,1x ∈时,()311f x x =--,若对任意实数x ,都有()()f x a f x +>成立,则实数a 的取值范围 . 13.函数()212f x x =,()ln g x a x =,对区间()1,2上任意不等的实数12,x x ,都有2f x f x ->恒成立,则正数a 的取值范围为 .14.已知函数()()322112,32f x x ax a x b a b R =-+++∈,当102a <≤时,对任意[]12,1,2x x ∈-,使()()128f x f xb M a '+-≥+恒成立,则实数M 的最大值为 .第Ⅱ卷(共90分)二、解答题 (本大题共6小题,共90分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.) 15.已知,αβ都是锐角,且3sin 5α=,()1tan 3αβ-=-. (1)求()sin αβ-的值; (2)求cos β的值.16.已知函数()()2220f x ax ax b a =-++≠在区间[]2,3上有最大值5,最小值2.(1)求,a b 的值;(2)若1b <,()()2mg x f x x =-在[]2,4上是单调函数,求实数m 的取值范围.17.已知圆22:4O x y +=.(1)直线10l y +-=与圆O 相交于A B 、两点,求弦AB 的长度;(2)如图,设()11,M x y ,()22,P x y 是圆O 上的两个动点,点M 关于原点的对称点为1M ,点M 关于x 轴的对称点为2M ,如果直线12PM PM 、与y 轴分别交于()0,m 和()0,n ,问m n ⋅是否为定值?若是求出该定值;若不是,请说明理由.18.某综艺频道举行某个水上娱乐游戏,如图,固定在水面上点O 处的某种设备产生水波圈,水波圈生产t 秒时的半径r (单位:m )满足2343r t =;AB 是铺设在水面上的浮桥,浮桥的宽度忽略不计,浮桥两端,A B 固定在水岸边.游戏规定:当点O 处刚产生水波圈时,游戏参与者(视为一个点)与此同时从浮桥的A 端跑向B 端;若该参与者通过浮桥AB 的过程中,从点O 处发出的水波圈始终没能到达此人跑动时的位置,则认定该参与者在这个游戏中过关;否则认定在这个游戏中不过关,已知tan 2AOB ∠=-,6OA m =,浮桥AB 的某个桥墩处点M 到直线,OA OB 的距离分别为2m ,且4AM m </s 的速度从浮桥A 端匀速跑到B 端.(1)求该游戏参与者从浮桥A 端跑到B 端所需的时间? (2)问该游戏参与者能否在这个游戏中过关?请说明理由.19.已知椭圆()2222:10x y C a b a b +=>>的离心率为2,其左、右焦点分别为12F F 、,点()00,P x y 是坐标平面内一点,且5OP =,1216PF PF ⋅=uuu r uuu r(O 为坐标原点).(1)求椭圆C 的方程;(2)过点()0,1S -且斜率为k 的动直线l 交椭圆于,A B 两点,在y 轴上是否存在定点M ,使以AB 为直径的圆恒过该点?若存在,求出点M 的坐标,若不存在,说明理由. 20.已知函数()()()2ln 1f x ax x x a R =--∈恰有两个极值点12,x x ,且12x x <. (1)求实数a 的取值范围;(2)若不等式12ln ln 1x x λλ+>+恒成立,求实数λ的取值范围.2018届高三年级第二次学情检测 数学加试试卷(物理方向考生作答)解答题(共4小题,每小题10分,共40分,解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤)1.已知向量()21,1m x =-u r ,()1,n x =r夹角为锐角,求实数的x 范围.2.定义域为R 的函数()1221x x f x -=+.若对于任意t R ∈,不等式()()2222f t t f t k -<--恒成立,求k 的取值范围.3.在ABC ∆中,角,,A B C 所对的边分别为,,a b c ,且sin cos 3c B b C ==. (1)求边长b ; (2)若ABC ∆的面积为212,求边长c . 4.已知()()2ln xf x ex a =++.(1)当1a =时,求()f x 在()0,1处的切线方程;(2)若存在[)00,x ∈+∞,使得()()20002ln f x x a x <++成立,求实数a 的取值范围.2018届高三年级第二次学情检测数学参考答案一、填空题1.()1,2- 2.8 3.2a ≥ 4.()1,3 5.326.()1,2-7.3 8.2 9.⎫⎪⎪⎣⎭10.1 11.10,2⎛⎫ ⎪⎝⎭ 12.244,,333⎛⎫⎛⎫+∞ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭U 13.(]0,1 14.223- 二、解答题15.解:(1)因为,0,2παβ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,所以22ππαβ-<-<, 又因为()1tan 03αβ-=-<,所以02παβ-<-<. 利用同角三角函数的基本关系可得()()22sin cos 1αβαβ-+-=,且()()sin 1cos 3αβαβ-=--,解得()sin αβ-=.(2)由(1)可得,()cos 10αβ-===.因为α为锐角,3sin 5α=,所以4cos 5α===. 所以()cos cos cosβααβ=--=⎡⎤⎣⎦()()cos sin sin ααβααβ-+-4355⎛=+⨯= ⎝⎭. 16.解:(1)()()212f x a x b a =-++-.①当0a >时,()f x 在[]2,3[]2,3上为增函数,故()()35,22f f =⎧⎪⎨=⎪⎩所以9625,4422a a b a a b -++=⎧⎨-++=⎩解得1,0.a b =⎧⎨=⎩②当0a <时,()f x 在[]2,3上为减函数, 故()()32,25f f =⎧⎪⎨=⎪⎩所以9622,4425a a b a a b -++=⎧⎨-++=⎩解得1,3.a b =-⎧⎨=⎩故1,0.a b =⎧⎨=⎩或1,3.a b =-⎧⎨=⎩(2)因为1b <,所以1,0a b ==,即()222f x x x =-+,()()22222222m m g x x x x x x =-+-=-++.若()g x 在[]2,4单调,则2222m +≤或2242m+≥ 所以22m≤或26m≥,即1m ≤或2log 6m ≥.故实数m 的取值范围是(][)2,1log 6,-∞+∞U .17.解:(1)由于圆心()0,0到直线10l y +-=的距离d ==.圆的半径2r =,所以2AB ==.(2)由于()11,M x y ,()22,P x y 是圆()f x 上的两个动点,则可得()111,M x y --,()211,M x y -,且22114x y +=,22224x y +=.直线1PM 的方程为112121y y x x y y x x ++=++,令0x =求得122121x y x y y m x x -==+.直线2PM 的方程为112121y y x x y y x x +-=+-,令0x =求得122121x y x y y m x x --==-.222221122221x y x y m n x x -⋅==-()()222221122221444x x x x x x ---=-. 显然mn 为定值.18.解:(1)建立如图所示的直角坐标系,则()6,0A , 直线OB 的方程为20x y +=. 设()0,2M x=,解得03x =或05x =-. 当03x =时,4AM =,符合; 当05x =-时,4AM =>,不符合. 所以03x =,直线AM 的方程为23120x y +-=. 由20,23120x y x y +=⎧⎨+-=⎩解得3,6x y =-⎧⎨=⎩即()3,6B -.所以AB ==所以,该游戏参与者从浮桥A 端跑到B3s =.(2)在OAB ∆中,sin OAB ∠=,cos OAB ∠=设ts 时,该参与者位于点P,则663P x t ==-,2P y t ==.则ts 时,点P 坐标为()63,2t t -,其中03t ≤≤.()()2222632133636OP t t t t =-+=-+,2243r t =. 令()22324133f t r OP t t =-=-()363603t t +-≤≤, 则()242636f t t t '=-+=()()2429t t --()0,2t ∈时()0f t '>,()f t 在()0,2上为增函数, ()2,3t ∈时()0f t '<,()f t 在()2,3上为减函数,故当2t s =时,()f t 取得最大值()2f . 由于()16203f =-<,所以[]0,3t ∈时,r OP <恒成立. 即该游戏参与者通过浮桥AB 的过程中,从点O 处发出的水波圈始终没能到达此人跑动时的位置,所以该参与者在这个游戏中过关.19.解:(1)设()00,P x y ,()1,0F c -,()2,0F c ,则由5OP =,得220025x y +=;由1216PF PF ⋅=uuu r uuu r得()()0000,,16c x y c x y ---⋅--=,即2220016x y c +-=.所以29,3c c ==.又因为c a =,所以2218,9a b ==. 因此所求椭圆的方程为:221189x y +=. (2)设动直线l 的方程为:1y kx =-,由2211189y kx x y =-⎧⎪⎨+=⎪⎩得()22214160k x kx +--=.设()11,A x y ,()22,B x y ,则122421k x x k +=+,1221621x x k ⋅=-+. 假设在y 轴上是否存在定点()0,M m ,满足题设,则()11,MA x y m =-uuu r ,()22,MB x y m =-uuu r.()()1212MA MB x x y m y m ⋅=+--=uuu r uuu r()2121212x x y y m y y m +-++()()()21212121111x x kx kx m kx kx m =+----+-+()()()221212121k x x mk k x x m m =+++++++()()22221614212121k k mk k m m k k -++=-+++++ ()222221821521m k m m k -++-=+由假设得对于任意的k R ∈,0MA MB ⋅=uuu r uuu r恒成立,即2221802150m m m ⎧-=⎪⎨+-=⎪⎩解得3m =. 因此,在y 轴上存在定点M ,使以AB 为直径的圆恒过该点, 点M 的坐标为()0,3.20.解:(1)因为()ln 2f x a x x '=-,依题意得12,x x 为方程ln 20a x x -=的两不等正实数根,∴0a ≠,2ln xa x =, 令()ln x g x x =,()21ln xg x x -'=,当()0,x e ∈时,()0g x '>; 当(),x e ∈+∞时,()0g x '<,所以()g x 在()0,e 上单调递增,在(),e +∞上单调递减,()10g =, 当x e >时,()0g x >,所以()20g e a << ∴()210g e a e<<=解得2a e >,故实数a 的取值范围是()2,e +∞.(2)由(1)得,11ln 2a x x =,22ln 2a x x =,两式相加得()()1212ln ln 2a x x x x λ+=+,故()12122ln ln x x x x aλλ++=两式相减可得()()1212ln ln 2a x x x x -=-, 故12122ln ln x x a x x -=⋅-所以12ln ln 1x x λλ+>+等价于()1221x x aλλ+>+,所以()()1221x x a λλ+>+ 所以()()121212221ln ln x x x x x x λλ-+>+-,即()()121212ln ln 1x x x x x x λλ+->+-,所以112212ln 11x x x x x x λλ⎛⎫+ ⎪⎝⎭>+-, 因为120x x <<,令()120,1x t x =∈,所以()ln 11t t t λλ+>+- 即()()()ln 110t t t λλ+-+-<,令()()()()ln 11h t t t t λλ=+-+-, 则()0h t <在()0,1上恒成立,()ln h t t tλλ'=+-,令()ln I t t t λλ=+-,()()()2210,1t I t t t t tλλ-'=-=∈ ①当1λ≥时,()0I t '<所以()h t '在()0,1上单调递减,()()10h t h ''>=所以()h t 在()0,1上单调递增,所以()()10h t h <=符合题意②当0λ≤时,()0I t '>所以()h t '在()0,1上单调递增()()10h t h ''<=故()h t 在()0,1上单调递减,所以()()10h t h >=不符合题意;③当01λ<<时,()01I t t λ'>⇔<<所以()h t '在(),1λ上单调递增,所以()()10h t h ''<=所以()h t 在(),1λ上单调递减,故()()10h t h >=不符合题意综上所述,实数λ的取值范围是[)1,+∞.数学(加试)参考答案1.解:0m n ⋅>u r r 且,m n u r r 不平行,所以210x x -+>且()()()2112110x x x x --=+-≠ 解得:13x >且1x ≠, 所以,求实数x 的取值范围为()1,11,3⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭U2.解:任取12,x x R ∈,不妨设12x x <则()()()()()21211222202121x x x x f x f x --=>++,则函数()f x 为实数R 上的减函数易知()f x 又为R 上的奇函数故不等式()()2222f t t f t k -<--可化为:2222t t t k ->-+ 即232k t t <-恒成立,而232t t -的最小值为13-所以13k <- 3.解:(1)由正弦定理得:sin sin sin cos C B B C =,又sin 0B ≠, 所以sin cos C C =,所以45C =︒又cos 3b C =,所以b =(2)因为121sin 22ABC S ac B ∆==,sin 3c B =,所以7a =.由余弦定理可得2222cos 25c a b ab C =+==,所以5c =.4.解:(1)1a =时,()()2ln 1x f x e x =++,()2121x f x e x '=++ ()01f =,()10231f '=+=, 所以()f x 在()0,1处的切线方程为31y x =+(2)存在[)00,x ∈+∞,()()20002ln f x x a x <++,即:()02200ln 0x e x a x -+-<在[)00,x ∈+∞时有解;设()()22ln x u x e x a x =-+-,()2122x u x ex x a '=--+ 令()2122x m x e x x a =--+,()()21420x m x e x a '=+->+ 所以()u x '在[)0,+∞上单调递增,所以()()102u x u a ''≥=-1°当12a ≥时,()1020u a'=-≥,∴()u x 在[)0,+∞单调增, 所以()()max 01ln 0u x u a ==-<,所以a e >2°当12a <时,()1ln ln 2x a x ⎛⎫+<+ ⎪⎝⎭ 设()11ln 22h x x x ⎛⎫=+-+ ⎪⎝⎭, ()11211122x h x x x -'=-=++ 令()102h x x '>⇒>,()1002h x x '<⇒<< 所以()h x 在10,2⎛⎫ ⎪⎝⎭单调递减,在1,2⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭单调递增 所以()1102h x h ⎛⎫≥=> ⎪⎝⎭,所以11ln 22x x ⎛⎫+>+ ⎪⎝⎭所以()()222ln ln xx u x e x a x e =-+->-2221122x x x e x x ⎛⎫⎛⎫+->-+- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭设()()22102x g x e x x x ⎛⎫=--+≥ ⎪⎝⎭,()2221x g x e x '=--, 令()2221x x e x ϕ=--,()242420x x e ϕ'=-≥-> 所以()2221x x e x ϕ=--在[)0,+∞上单调递增,所以()()010g x g ''≥=>所以()g x 在()0,+∞单调递增,∴()()00g x g >>, 所以()()00g x g >>,所以()()()22ln 0x u x ex a x g x =-+->> 所以,当12a <时,()()22ln f x x a x >++恒成立,不合题意 综上,实数a 的取值范围为12a ≥.。