福建省福州市连江二中2017-2018学年高三上学期期中数学试卷(文科) Word版含解析

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2017-2018学年福建省福州市连江二中高三(上)期中数学试卷(文科)一、选择题:本大题共12小题,每小题5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P={x|x≥0},Q={x|≥0},则P∩Q=()A.(﹣∞,2)B.(﹣∞,﹣1)C.[0,+∞)D.(2,+∞)2.“∃x0∈(0,+∞),lnx0=x0﹣1”的否定是()A.∃x0∈(0,+∞),lnx0≠x0﹣1 B.∃x0∉(0,+∞),lnx0=x0﹣1C.∀x∈(0,+∞),lnx≠x﹣1 D.∀x∉(0,+∞),lnx=x﹣13.已知sin(+α)=,cosα=()A.B. C.D.4.在△ABC中,AB=,AC=1,B=,则△ABC的面积是()A.B.C.或 D.或5.设=(1,2),=(1,1),=+k,若,则实数k的值等于()A.﹣B.﹣C.D.6.设数列{a n}是以3为首项,1为公差的等差数列,{b n}是以1为首项,2为公比的等比数列,则b a1+b a2+b a3+b a4=()A.15 B.60 C.63 D.727.设变量x,y满足约束条件则目标函数z=3x+y的最大值为()A.7 B.8 C.9 D.148.已知m,n表示两条不同直线,α表示平面,下列说法正确的是()A.若m∥α,n∥α,则m∥n B.若m⊥α,m⊥n,则n∥αC.若m∥α,m⊥n,则n⊥αD.若m⊥α,n⊂α,则m⊥n9.一个几何体的三视图如图所示,则该几何体的体积的是()A.B.C.D.710.设f(x)=lnx,0<a<b,若p=f(),q=f(),r=(f(a)+f(b)),则下列关系式中正确的是()A.q=r<p B.p=r<q C.q=r>p D.p=r>q11.已知正数a,b满足+=1,若不等式a+b≥﹣x2+4x+18﹣m对任意实数x恒成立,则实数m的取值范围是()A.[3,+∞)B.(﹣∞,3]C.(﹣∞,6]D.[6,+∞)12.已知函数f(x)=,且g(x)=f(x)﹣mx﹣m在(﹣1,1]内有且仅有两个不同的零点,则实数m的取值范围是()A.(﹣,﹣2]∪(0,]B.(﹣,﹣2]∪(0,]C.(﹣,﹣2]∪(0,]D.(﹣,﹣2]∪(0,]二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分.)13.将函数f(x)=sin(ωx+φ)(ω>0,﹣≤φ<)图象上每一点的横坐标缩短为原来的一半,纵坐标不变,再向右平移个单位长度得到y=sinx的图象,则f()=.14.等比数列{a n}的前n项和为S n,若S1,S3,S2成等差数列,则{a n}的公比q=.15.在△ABC中,∠BAC=120°,AB=AC=2,=2,=3,则•的值为.16.设函数f(x)是定义在(﹣∞,0)上的可导函数,其导函数为f′(x),且2f(x)+xf′(x)>x2,则不等式(x+2014)2f(x+2014)﹣4f(﹣2)>0的解集为.三、解答题:本大题共6小题,共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.17.已知函数f(x)=cosxcos(x+).(Ⅰ)求f(x)的最小正周期;(Ⅱ)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若f(c)=﹣,a=2,且△ABC的面积为2,求边长c的值.18.已知数列{a n}中,a1=1前n项和S n=n2﹣n.(Ⅰ)求数列{a n}的通项公式.(Ⅱ)设b n=2,求证:b1+b2+…+b n>.19.在直角坐标系xOy中,直线C1:x=﹣2,圆C2:(x﹣1)2+(y﹣2)2=1,以坐标原点为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系.(Ⅰ)求C1,C2的极坐标方程;(Ⅱ)若直线C3的极坐标方程为θ=(ρ∈R),设C2与C3的交点为M,N,求△C2MN的面积.20.已知几何体E﹣ABCD如图所示,其中四边形ABCD为矩形,AB=2,AD=,△ABE 为等边三角形,平面ABCD⊥平面ABE,点F为棱BE的中点,(1)求证:BE⊥平面AFD;(2)求四面体D﹣AFC的体积.21.为了保护环境,发展低碳经济,某单位在国家科研部门的支持下,进行技术攻关,采用了新工艺,把二氧化碳转化为一种可利用的化工产品.已知该单位每月的处理量最少为400吨,最多为600吨,月处理成本y(元)与月处理量x(吨)之间的函数关系可近似的表示为:,且每处理一吨二氧化碳得到可利用的化工产品价值为100元.(1)该单位每月处理量为多少吨时,才能使每吨的平均处理成本最低?(2)该单位每月能否获利?如果获利,求出最大利润;如果不获利,则国家至少需要补贴多少元才能使该单位不亏损?22.设函数f(x)=ax﹣lnx,g(x)=e x﹣ax,其中a为正实数.(l)若x=0是函数g(x)的极值点,讨论函数f(x)的单调性;(2)若f(x)在(1,+∞)上无最小值,且g(x)在(1,+∞)上是单调增函数,求a的取值范围;并由此判断曲线g(x)与曲线y=ax2﹣ax在(1,+∞)交点个数.2015-2016学年福建省福州市连江二中高三(上)期中数学试卷(文科)参考答案与试题解析一、选择题:本大题共12小题,每小题5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P={x|x≥0},Q={x|≥0},则P∩Q=()A.(﹣∞,2)B.(﹣∞,﹣1)C.[0,+∞)D.(2,+∞)【考点】交集及其运算.【分析】求出Q中不等式的解集确定出Q,找出P与Q的交集即可.【解答】解:由Q中的不等式变形得:(x+1)(x﹣2)≥0,且x﹣2≠0,解得:x≤﹣1或x>2,即Q=(﹣∞,﹣1]∪(2,+∞),∵P=[0,+∞),∴P∩Q=(2,+∞),故选:D.2.“∃x0∈(0,+∞),lnx0=x0﹣1”的否定是()A.∃x0∈(0,+∞),lnx0≠x0﹣1 B.∃x0∉(0,+∞),lnx0=x0﹣1C.∀x∈(0,+∞),lnx≠x﹣1 D.∀x∉(0,+∞),lnx=x﹣1【考点】的否定.【分析】根据特称的否定是全称即可得到结论.【解答】解:的否定是:∀x∈(0,+∞),lnx≠x﹣1,故选:C3.已知sin(+α)=,cosα=()A.B. C.D.【考点】诱导公式的作用.【分析】已知等式中的角变形后,利用诱导公式化简,即可求出cosα的值.【解答】解:sin(+α)=sin(2π++α)=sin(+α)=cosα=.故选C.4.在△ABC中,AB=,AC=1,B=,则△ABC的面积是()A.B.C.或 D.或【考点】正弦定理.【分析】先由正弦定理求得sinC的值,进而求得C,根据三角形内角和求得A,最后利用三角形面积公式求得答案.【解答】解:由正弦定理知=,∴sinC==,∴C=,A=,S=AB•ACsinA=或C=,A=,S=AB•ACsinA=.故选D5.设=(1,2),=(1,1),=+k,若,则实数k的值等于()A.﹣B.﹣C.D.【考点】数量积判断两个平面向量的垂直关系.【分析】由题意可得的坐标,进而由垂直关系可得k的方程,解方程可得.【解答】解:∵=(1,2),=(1,1),∴=+k=(1+k,2+k)∵,∴•=0,∴1+k+2+k=0,解得k=﹣故选:A6.设数列{a n}是以3为首项,1为公差的等差数列,{b n}是以1为首项,2为公比的等比数列,则b a1+b a2+b a3+b a4=()A.15 B.60 C.63 D.72【考点】等差数列与等比数列的综合.【分析】分别运用等差数列和等比数列的通项公式,求出a n,b n,再由通项公式即可得到所求.【解答】解:数列{a n}是以3为首项,1为公差的等差数列,则a n=3+(n﹣1)×1=n+2,{b n}是以1为首项,2为公比的等比数列,则b n=2n﹣1,则b a1+b a2+b a3+b a4=a3+b4+b5+b6=22+23+24+25=60.故选B.7.设变量x,y满足约束条件则目标函数z=3x+y的最大值为()A.7 B.8 C.9 D.14【考点】简单线性规划.【分析】作出不等式组对应的平面区域,利用目标函数的几何意义,求最大值.【解答】解:作出不等式组对应的平面区域如图:(阴影部分).由z=3x+y得y=﹣3x+z,平移直线y=﹣3x+z,由图象可知当直线y=﹣3x+z经过点A时,直线y=﹣3x+z的截距最大,此时z最大.由,解得,即A(2,3),代入目标函数z=3x+y得z=3×2+3=9.即目标函数z=3x+y的最大值为9.故选:C.8.已知m,n表示两条不同直线,α表示平面,下列说法正确的是()A.若m∥α,n∥α,则m∥n B.若m⊥α,m⊥n,则n∥αC.若m∥α,m⊥n,则n⊥αD.若m⊥α,n⊂α,则m⊥n【考点】空间中直线与平面之间的位置关系;空间中直线与直线之间的位置关系.【分析】画一个正方体,利用正方体中的线线、线面关系说明ABC都不对.【解答】解:在正方体ABCD﹣A′B′C′D′中:令底面A′B′C′D′=αA、令m=AB,n=BC,满足m∥α,n∥α,但m∥n不成立,A错误;B、令m=AA′,n=A′B′,满足m⊥α,m⊥n,但n∥α不成立,B错误;C、令m=AB,n=AD,满足m∥α,m⊥n,但n⊥α不成立,C错误;故选:D.9.一个几何体的三视图如图所示,则该几何体的体积的是( )A .B .C .D .7【考点】由三视图求面积、体积.【分析】由已知的三视图可得:该几何体是一个正方体截去一个三棱锥所得的组合体,分别计算体积后,相减可得答案.【解答】解:由已知的三视图可得:该几何体是一个正方体截去一个三棱锥所得的组合体,正方体的棱长为2,故体积为:2×2×2=8,三棱锥的底面是一个直角边长为1的等腰直角三角形,高为1,故体积为:××1×1×1=,故几何体的体积V=8﹣=,故选:A10.设f (x )=lnx ,0<a <b ,若p=f (),q=f (),r=(f (a )+f (b )),则下列关系式中正确的是( )A .q=r <pB .p=r <qC .q=r >pD .p=r >q【考点】不等关系与不等式.【分析】由题意可得p=(lna +lnb ),q=ln ()≥ln ()=p ,r=(lna +lnb ),可得大小关系.【解答】解:由题意可得若p=f ()=ln ()=lnab=(lna +lnb ),q=f ()=ln ()≥ln ()=p ,r=(f(a)+f(b))=(lna+lnb),∴p=r<q,故选:B11.已知正数a,b满足+=1,若不等式a+b≥﹣x2+4x+18﹣m对任意实数x恒成立,则实数m的取值范围是()A.[3,+∞)B.(﹣∞,3]C.(﹣∞,6]D.[6,+∞)【考点】函数恒成立问题.【分析】利用基本不等式求得a+b的最小值,把问题转化为m≥﹣x2+4x+2对任意实数x恒成立,再利用配方法求出﹣x2+4x+2的最大值得答案.【解答】解:∵a>0,b>0,且+=1,∴a+b=(a+b)()=10+.当且仅当3a=b,即a=4,b=12时,(a+b)min=16.若不等式a+b≥﹣x2+4x+18﹣m对任意实数x恒成立,则﹣x2+4x+18﹣m≤16,即m≥﹣x2+4x+2对任意实数x恒成立,∵﹣x2+4x+2=﹣(x﹣2)2+6≤6,∴m≥6.∴实数m的取值范围是[6,+∞).故选:D.12.已知函数f(x)=,且g(x)=f(x)﹣mx﹣m在(﹣1,1]内有且仅有两个不同的零点,则实数m的取值范围是()A.(﹣,﹣2]∪(0,]B.(﹣,﹣2]∪(0,]C.(﹣,﹣2]∪(0,]D.(﹣,﹣2]∪(0,]【考点】分段函数的应用.【分析】由g(x)=f(x)﹣mx﹣m=0,即f(x)=m(x+1),作出两个函数的图象,利用数形结合即可得到结论.【解答】解:由g(x)=f(x)﹣mx﹣m=0,即f(x)=m(x+1),分别作出函数f(x)和y=h(x)=m(x+1)的图象如图:由图象可知f(1)=1,h(x)表示过定点A(﹣1,0)的直线,当h(x)过(1,1)时,m=此时两个函数有两个交点,此时满足条件的m的取值范围是0<m≤,当h(x)过(0,﹣2)时,h(0)=﹣2,解得m=﹣2,此时两个函数有两个交点,当h(x)与f(x)相切时,两个函数只有一个交点,此时,即m(x+1)2+3(x+1)﹣1=0,当m=0时,x=,只有1解,当m≠0,由△=9+4m=0得m=﹣,此时直线和f(x)相切,∴要使函数有两个零点,则﹣<m≤﹣2或0<m≤,故选:A二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分.)13.将函数f(x)=sin(ωx+φ)(ω>0,﹣≤φ<)图象上每一点的横坐标缩短为原来的一半,纵坐标不变,再向右平移个单位长度得到y=sinx的图象,则f()=.【考点】函数y=Asin(ωx+φ)的图象变换.【分析】哟条件根据函数y=Asin(ωx+φ)的图象变换规律,可得sin(2ωx+φ﹣ω)=sinx,可得2ω=1,且φ﹣ω=2kπ,k∈z,由此求得ω、φ的值,可得f(x)的解析式,从而求得f()的值.【解答】解:函数f(x)=sin(ωx+φ)(ω>0,﹣≤φ<)图象上每一点的横坐标缩短为原来的一半,纵坐标不变,可得函数y=sin(2ωx+φ)的图象.再把所得图象再向右平移个单位长度得到函数y=sin[2ω(x﹣)+φ)]=sin(2ωx+φ﹣ω)=sinx的图象,∴2ω=1,且φ﹣ω=2kπ,k∈Z,∴ω=,φ=+2kπ,∴f(x)=sin(x+),∴f()=sin(+)=sin=.故答案为:.14.等比数列{a n}的前n项和为S n,若S1,S3,S2成等差数列,则{a n}的公比q=.【考点】等差数列与等比数列的综合.【分析】依题意有,从而2q2+q=0,由此能求出{a n}的公比q.【解答】解:∵等比数列{a n}的前n项和为S n,S1,S3,S2成等差数列,∴依题意有,由于a1≠0,故2q2+q=0,又q≠0,解得q=﹣.故答案为:﹣.15.在△ABC中,∠BAC=120°,AB=AC=2,=2,=3,则•的值为.【考点】平面向量数量积的运算.【分析】将所求的向量分别利用,表示,结合已知求,计算即可.【解答】解:因为====×2×2cos120°﹣2+×2×2×cos120°==;所以的值为;故答案为:.16.设函数f(x)是定义在(﹣∞,0)上的可导函数,其导函数为f′(x),且2f(x)+xf′(x)>x2,则不等式(x+2014)2f(x+2014)﹣4f(﹣2)>0的解集为.【考点】导数的运算.【分析】先确定函数y=x2f(x)在(一∞,0)上是减函数,再根据(x+2014)2f(x+2014)﹣4f(﹣2)>0,可得(x+2014)2f(x+2014)>(﹣2)2f(﹣2),即可得出结论.【解答】解:∵函数f(x)是定义在(﹣∞,0)上的可导函数,2f(x)+xf′(x)>x2,∴2xf(x)+x2f′(x)<0,∴[x2f(x)]′<0,∴函数y=x2f(x)在(﹣∞,0)上是减函数,∵(x+2014)2f(x+2014)﹣4f(﹣2)>0∴(x+2014)2f(x+2014)>(﹣2)2f(﹣2),∴x+2014<﹣2,∴x<﹣2016,∴不等式的解集为(﹣∞,﹣2016).故答案为:(﹣∞,﹣2016).三、解答题:本大题共6小题,共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.17.已知函数f(x)=cosxcos(x+).(Ⅰ)求f(x)的最小正周期;(Ⅱ)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若f(c)=﹣,a=2,且△ABC的面积为2,求边长c的值.【考点】余弦定理;三角函数的周期性及其求法.【分析】(1)由三角函数公式化简可得f(x)=cos(2x+)+,由周期公式可得;(2)结合(1)可得C=,由题意和面积公式可得ab的值,进而由余弦定理可得c值.【解答】解:(1)化简可得f(x)=cosxcos(x+)=cosx(cosx﹣sinx)=cos2x﹣sinxcosx=﹣sin2x=cos(2x+)+,∴f(x)的最小正周期T==π;(2)由题意可得f(C)=cos(2C+)+=﹣,∴cos(2C+)=﹣1,∴C=,又∵△ABC的面积S=absinC=ab=2,∴ab=8,∴b===4,由余弦定理可得c2=a2+b2﹣2abcosC=12,∴c=218.已知数列{a n}中,a1=1前n项和S n=n2﹣n.(Ⅰ)求数列{a n}的通项公式.(Ⅱ)设b n=2,求证:b1+b2+…+b n>.【考点】数列的求和.【分析】(I)利用递推式即可得出;(II)利用等比数列的定义及其前n项和公式即可得出.【解答】(Ⅰ)解:∵S n=n2﹣n.=n2﹣n﹣=3n﹣2,∴当n≥2时,a n=S n﹣S n﹣1当=1时,也成立.∴a n=3n﹣2.(Ⅱ)证明:∵=23n﹣2,∴==8,∴数列{b n}是以2为首项,以8为公比的等比数列,∴b1+b2+…+b n==.19.在直角坐标系xOy中,直线C1:x=﹣2,圆C2:(x﹣1)2+(y﹣2)2=1,以坐标原点为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系.(Ⅰ)求C1,C2的极坐标方程;(Ⅱ)若直线C3的极坐标方程为θ=(ρ∈R),设C2与C3的交点为M,N,求△C2MN 的面积.【考点】简单曲线的极坐标方程.【分析】(Ⅰ)由条件根据x=ρcosθ,y=ρsinθ求得C1,C2的极坐标方程.(Ⅱ)把直线C3的极坐标方程代入ρ2﹣3ρ+4=0,求得ρ1和ρ2的值,结合圆的半径可得C2M⊥C2N,从而求得△C2MN的面积•C2M•C2N的值.【解答】解:(Ⅰ)由于x=ρcosθ,y=ρsinθ,∴C1:x=﹣2 的极坐标方程为ρcosθ=﹣2,故C2:(x﹣1)2+(y﹣2)2=1的极坐标方程为:(ρcosθ﹣1)2+(ρsinθ﹣2)2=1,化简可得ρ2﹣(2ρcosθ+4ρsinθ)+4=0.(Ⅱ)把直线C3的极坐标方程θ=(ρ∈R)代入圆C2:(x﹣1)2+(y﹣2)2=1,可得ρ2﹣(2ρcosθ+4ρsinθ)+4=0,求得ρ1=2,ρ2=,∴|MN|=|ρ1﹣ρ2|=,由于圆C2的半径为1,∴C2M⊥C2N,△C2MN的面积为•C2M•C2N=•1•1=.20.已知几何体E﹣ABCD如图所示,其中四边形ABCD为矩形,AB=2,AD=,△ABE 为等边三角形,平面ABCD⊥平面ABE,点F为棱BE的中点,(1)求证:BE⊥平面AFD;(2)求四面体D﹣AFC的体积.【考点】棱柱、棱锥、棱台的体积;直线与平面垂直的判定.【分析】(1)由面面垂直的性质证明DA⊥BE,由正三角形的性质证明AF⊥BE,再由线面垂直的判断得答案;(2)利用等积法把四面体D﹣AFC的体积转化为三棱锥F﹣ADC的体积求解.【解答】(1)证明:如图,∵平面ABCD⊥平面ABE,平面ABCD∩平面ABE=AB,且DA⊥AB,∴DA⊥平面ABE,则DA⊥BE,又△ABE为等边三角形,且F为BE的中点,∴AF⊥BE,又DA∩AF=A,∴BE⊥平面AFD;(2)解:∵四边形ABCD为矩形,AB=2,AD=,∴,又等边三角形ABE的边AB上的高h=,∴F到平面ABCD的距离为.∴.21.为了保护环境,发展低碳经济,某单位在国家科研部门的支持下,进行技术攻关,采用了新工艺,把二氧化碳转化为一种可利用的化工产品.已知该单位每月的处理量最少为400吨,最多为600吨,月处理成本y(元)与月处理量x(吨)之间的函数关系可近似的表示为:,且每处理一吨二氧化碳得到可利用的化工产品价值为100元.(1)该单位每月处理量为多少吨时,才能使每吨的平均处理成本最低?(2)该单位每月能否获利?如果获利,求出最大利润;如果不获利,则国家至少需要补贴多少元才能使该单位不亏损?【考点】函数的最值及其几何意义.【分析】(1)由题意月处理成本y(元)与月处理量x(吨)之间的函数关系可近似的表示为:,两边同时除以x,然后利用不等式的性质进行放缩,从而求出最值;(2)设该单位每月获利为S,则S=100x﹣y,把y值代入进行化简,然后运用配方法进行求解.【解答】解:(1)由题意可知,二氧化碳的每吨平均处理成本为:,当且仅当,即x=400时,才能使每吨的平均处理成本最低,最低成本为200元.(2)设该单位每月获利为S,则S=100x﹣y==因为400≤x≤600,所以当x=400时,S有最大值﹣40000.故该单位不获利,需要国家每月至少补贴40000元,才能不亏损.22.设函数f(x)=ax﹣lnx,g(x)=e x﹣ax,其中a为正实数.(l)若x=0是函数g(x)的极值点,讨论函数f(x)的单调性;(2)若f(x)在(1,+∞)上无最小值,且g(x)在(1,+∞)上是单调增函数,求a的取值范围;并由此判断曲线g(x)与曲线y=ax2﹣ax在(1,+∞)交点个数.【考点】利用导数研究函数的极值;利用导数研究函数的单调性.【分析】(1)求出g(x)的导数,令它为0,求出a=1,再求f(x)的导数,令它大于0或小于0,即可得到单调区间;(2)求出f(x)的导数,讨论a的范围,由条件得到a≥1,再由g(x)的导数不小于0在(1,+∞)上恒成立,求出a≤e,令即a=,令h(x)=,求出导数,求出单调区间,判断极值与e的大小即可.【解答】解:(1)由g′(x)=e x﹣a,g′(0)=1﹣a=0得a=1,f(x)=x﹣lnx∵f(x)的定义域为:(0,+∞),,∴函数f(x)的增区间为(1,+∞),减区间为(0,1).(2)由若0<a<1则f(x)在(1,+∞)上有最小值f(),当a≥1时,f(x)在(1,+∞)单调递增无最小值.∵g(x)在(1,+∞)上是单调增函数∴g'(x)=e x﹣a≥0在(1,+∞)上恒成立∴a≤e,综上所述a的取值范围为[1,e],此时即a=,令h(x)=,h′(x)=,则h(x)在(0,2)单调递减,(2,+∞)单调递增,极小值为.故两曲线没有公共点.2016年10月14日。