【精编】2015-2016年福建省福州市格致中学高二(上)数学期中试卷和参考答案(理科)
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2015-2016学年福建省福州市格致中学高二(上)期中数学试卷(理科)一.选择题(本大题共12小题,每小题5分,共60分,每小题只有一项是符合题目要求的)1.(5分)已知sinx+cosx=,则cos(﹣x)=()A.﹣ B.C.﹣ D.2.(5分)已知命题p:函数f(x)=|sin2x﹣|的最小正周期为π;命题q:若函数f(x+1)为偶函数,则f(x)关于x=1对称.则下列命题是真命题的是()A.p∧q B.p∨q C.(¬p)∧(¬q)D.p∨(¬q)3.(5分)已知e是自然对数的底数,函数f(x)=e x+x﹣2的零点为a,函数g (x)=lnx+x﹣2的零点为b,则下列不等式成立的是()A.f(1)<f(a)<f(b) B.f(a)<f(b)<f(1) C.f(a)<f(1)<f (b)D.f(b)<f(1)<f(a)4.(5分)已知数列{a n}是等差数列,且a6+a7=10,则在(x﹣a1)(x﹣a2)…(x ﹣a12)的展开式中,x11项的系数是()A.60 B.﹣60 C.30 D.﹣305.(5分)设x>0,y>0,A=,B=,则A与B的大小关系为()A.A>B B.A≥B C.A<B D.A≤B6.(5分)若函数f(x)=2x2﹣lnx在其定义域的一个子区间(k﹣1,k+1)上不是单调函数,则实数k的取值范围()A.[1,)B.(﹣∞,﹣)C.(,+∞)D.(,)7.(5分)若2a>3b>0,则2a+的最小值为()A.3 B.6 C.9 D.278.(5分)由直线y=2x及曲线y=3﹣x2围成的封闭图形的面积为()A.B.C.D.9.(5分)现有4种不同品牌的小车各2辆(同一品牌的小车完全相同),计划将其放在4个车库中且每个车库放2辆,则恰有2个车库放的是同一品牌的小车的不同放法共有()A.144种B.108种C.72种D.36种10.(5分)甲罐中有5个红球,2个白球和3个黑球,乙罐中有4个红球,3个白球和3个黑球.先从甲罐中随机取出一球放入乙罐,分别以A1,A2和A3表示由甲罐取出的球是红球,白球和黑球的事件;再从乙罐中随机取出一球,以B 表示由乙罐取出的球是红球的事件.则下列结论中正确的是()①P(B)=;②;③事件B与事件A1相互独立;④A1,A2,A3是两两互斥的事件.A.②④B.①③C.②③D.①④11.(5分)如图是二次函数f(x)=x2﹣bx+a的部分图象,则函数g(x)=e x+f′(x)的零点所在的区间是()A.(﹣1,0)B.(0,1) C.(1,2) D.(2,3)12.(5分)已知f(x)=e x,x∈R,a<b,记A=f(b)﹣f(a),B=(b﹣a)(f (a)+f(b)),则A,B的大小关系是()A.A>B B.A≥B C.A<B D.A≤B二.填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分,把答案填在题中的横线上.)13.(5分)计算定积分dx=.14.(5分)若a,b,c为直角三角形的三边,其中c为斜边,则a2+b2=c2,称这个定理为勾股定理.现将这一定理推广到立体几何中:在四面体O﹣ABC中,∠AOB=∠BOC=∠COA=90°,S为顶点O所对面的面积,S1,S2,S3分别为侧面△OAB,△OAC,△OBC的面积,则S,S1,S2,S3满足的关系式为.15.(5分)若存在实数x使+>a成立,求常数a的取值范围.16.(5分)函数f(x)的定义域为R,f(0)=2,对任意x∈R,f(x)+f′(x)>1,则不等式e x•f(x)>e x+1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.(10分)设函数f(x)=|x﹣4|+|x﹣a|(a>1),且f(x)的最小值为3.(1)求a的值;(2)若f(x)≤5,求满足条件的x的集合.18.(12分)已知数列{a n}满足a1=2,且a n a n+1+a n+1﹣2a n=0(n∈N*).(1)求a2,a3,a4的值;(2)猜想数列{a n}的通项公式,并用数学归纳法加以证明.19.(12分)甲乙二人比赛投篮,每人连续投3次,投中次数多者获胜.若甲前2次每次投中的概率都是,第3次投中的概率;乙每次投中的概率都是,甲乙每次投中与否相互独立.(Ⅰ)求乙直到第3次才投中的概率;(Ⅱ)在比赛前,从胜负的角度考虑,你支持谁?请说明理由.20.(12分)甲、乙等五名奥运志愿者被随机地分到A,B,C,D四个不同的岗位服务,每个岗位至少有一名志愿者.(Ⅰ)求甲、乙两人同时参加A岗位服务的概率;(Ⅱ)求甲、乙两人不在同一个岗位服务的概率;(Ⅲ)设随机变量ξ为这五名志愿者中参加A岗位服务的人数,求ξ的分布列.21.(12分)设函数f(x)=lnx﹣ax+﹣1.(Ⅰ)当a=1时,求曲线f(x)在x=1处的切线方程;(Ⅱ)当a=时,设函数g(x)=x2﹣2bx﹣,若对于∀x1∈[1,2],∃x2∈[0,1],使f(x1)≥g(x2)成立,求实数b的取值范围.22.(12分)(1)已知a,b为实数,并且e<a<b,其中e是自然对数的底,证明a b>b a.(2)如果正实数a,b满足a b=b a,且a<1,证明a=b.2015-2016学年福建省福州市格致中学高二(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12小题,每小题5分,共60分,每小题只有一项是符合题目要求的)1.(5分)已知sinx+cosx=,则cos(﹣x)=()A.﹣ B.C.﹣ D.【解答】解:sinx+cosx=2(sinx+cosx)=2sin(x+)=2cos(﹣x)=,∴cos(﹣x)=,故选:D.2.(5分)已知命题p:函数f(x)=|sin2x﹣|的最小正周期为π;命题q:若函数f(x+1)为偶函数,则f(x)关于x=1对称.则下列命题是真命题的是()A.p∧q B.p∨q C.(¬p)∧(¬q)D.p∨(¬q)【解答】解:函数f(x)=|sin2x﹣|=|2sin2x﹣1||cos2x|,∵cos2x的周期是π,∴函数f(x)=|sin2x﹣|的最小正周期为,即命题p是假命题.若函数f(x+1)为偶函数,则f(﹣x+1)=f(x+1),即f(x)关于x=1对称,∴命题q为真命题,则p∨q为真命题,其余为假命题,故选:B.3.(5分)已知e是自然对数的底数,函数f(x)=e x+x﹣2的零点为a,函数g (x)=lnx+x﹣2的零点为b,则下列不等式成立的是()A.f(1)<f(a)<f(b) B.f(a)<f(b)<f(1) C.f(a)<f(1)<f(b)D.f(b)<f(1)<f(a)【解答】解:易知函数f(x)=e x+x﹣2在R上是增函数,g(x)=lnx+x﹣2在(0,+∞)上也是增函数;又∵f(a)=0,f(1)=e+1﹣2>0,g(b)=0,g(1)=0+1﹣2<0,∴0<a<1<b;故f(a)<f(1)<f(b);故选:C.4.(5分)已知数列{a n}是等差数列,且a6+a7=10,则在(x﹣a1)(x﹣a2)…(x ﹣a12)的展开式中,x11项的系数是()A.60 B.﹣60 C.30 D.﹣30【解答】解:由题意知,数列{a n}是等差数列,且a6+a7=10,由等差数列的性质得,a1+a12=a2+a11=a3+a10=…=a6+a7=10,∴在(x﹣a1)(x﹣a2)…(x﹣a12)的展开式中,x11项的系数是﹣(a1+a2+…+a12)=﹣6(a6+a7)=﹣60,故选:B.5.(5分)设x>0,y>0,A=,B=,则A与B的大小关系为()A.A>B B.A≥B C.A<B D.A≤B【解答】解:A==1﹣,B===1﹣,∵<<,∴﹣<﹣,∴A<B,故选:C.6.(5分)若函数f(x)=2x2﹣lnx在其定义域的一个子区间(k﹣1,k+1)上不是单调函数,则实数k的取值范围()A.[1,)B.(﹣∞,﹣)C.(,+∞)D.(,)【解答】解:函数的定义域为(0,+∞),∴函数的f′(x)=4x﹣=,由f′(x)>0解得x>,此时函数单调递增,由f′(x)<0解得0<x<,此时函数单调递减,故x=时,函数取得极小值.①当k=1时,(k﹣1,k+1)为(0,2),函数在(0,)上单调减,在(,2)上单调增,此时满足题意;②当k>1时,∵函数f(x)=2x2﹣lnx在其定义域的一个子区间(k﹣1,k+1)内不是单调函数,∴x=在(k﹣1,k+1)内,即,即,即<k<,此时1<k<,综上1≤k<,故选:A.7.(5分)若2a>3b>0,则2a+的最小值为()A.3 B.6 C.9 D.27【解答】解:∵2a>3b>0,∴2a+≥==a+a+=3,当且仅当a=1,b=时取等号.故选:A.8.(5分)由直线y=2x及曲线y=3﹣x2围成的封闭图形的面积为()A.B.C.D.【解答】解:如图,由得:或,所以直线y=2x及曲线y=3﹣x2围成的封闭图形的面积为S=﹣﹣=8+=8+(3x﹣)=8+.故选:D.9.(5分)现有4种不同品牌的小车各2辆(同一品牌的小车完全相同),计划将其放在4个车库中且每个车库放2辆,则恰有2个车库放的是同一品牌的小车的不同放法共有()A.144种B.108种C.72种D.36种【解答】解:根据题意,分3步进行分析:①、在4种不同品牌的小车任取2个品牌的小车,有C42种取法,②、将取出的2个品牌的小车任意的放进2个车库中,有A42种情况,③、剩余的4辆车放进剩下的2个车库,相同品牌的不能放进同一个车库,有1种情况,则恰有2个车库放的是同一品牌的小车的不同放法共有C42A42×1=72种,故选:C.10.(5分)甲罐中有5个红球,2个白球和3个黑球,乙罐中有4个红球,3个白球和3个黑球.先从甲罐中随机取出一球放入乙罐,分别以A1,A2和A3表示由甲罐取出的球是红球,白球和黑球的事件;再从乙罐中随机取出一球,以B 表示由乙罐取出的球是红球的事件.则下列结论中正确的是()①P(B)=;②;③事件B与事件A1相互独立;④A1,A2,A3是两两互斥的事件.A.②④B.①③C.②③D.①④【解答】解:由题意A1,A2,A3是两两互斥的事件,P(A1)==,P(A2)==,P(A3)=;P(B|A1)==,由此知,②正确;P(B|A2)=,P(B|A3)=;而P(B)=P(A1B)+P(A2B)+P(A3B)=P(A1)P(B|A1)+P(A2)P(B|A2)+P(A3)P(B|A3)==.由此知①③不正确;A1,A2,A3是两两互斥的事件,由此知④正确;对照四个命题知②④正确;故选:A.11.(5分)如图是二次函数f(x)=x2﹣bx+a的部分图象,则函数g(x)=e x+f′(x)的零点所在的区间是()A.(﹣1,0)B.(0,1) C.(1,2) D.(2,3)【解答】解:由图象可知,0<f(0)=a<1①,f(1)=0,即1﹣b+a=0②,由①②可得1<b<2,g(x)=e x+2x﹣b,且g(0)=1﹣b<0,g(1)=e+2﹣b>0,又g(x)的图象连续不断,所以g(x)在(0,1)上必存在零点,故选:B.12.(5分)已知f(x)=e x,x∈R,a<b,记A=f(b)﹣f(a),B=(b﹣a)(f (a)+f(b)),则A,B的大小关系是()A.A>B B.A≥B C.A<B D.A≤B【解答】解:考查选项,不妨令b=1,a=0,则A=e﹣1,B=(e+1).∵e<3,⇒2e﹣2<e+1⇒e﹣1<(e+1).即A<B.排除A、B选项.若A=B,则e b﹣e a=(b﹣a)(e b+e a),整理得:(2﹣b+a)e b=(b﹣a+2)e a观察可得a=b,与a<b矛盾,排除D.故选:C.二.填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分,把答案填在题中的横线上.)13.(5分)计算定积分dx=.【解答】解:定积分dx的几何意义是圆x2+y2=1的个圆的面积,∴dx=π×12=,故答案为:14.(5分)若a,b,c为直角三角形的三边,其中c为斜边,则a2+b2=c2,称这个定理为勾股定理.现将这一定理推广到立体几何中:在四面体O﹣ABC中,∠AOB=∠BOC=∠COA=90°,S为顶点O所对面的面积,S1,S2,S3分别为侧面△OAB,△OAC,△OBC的面积,则S,S1,S2,S3满足的关系式为.【解答】解:由a,b,c为直角三角形的三边,其中c为斜边,则a2+b2=c2,类比到空间中:在四面体O﹣ABC中,∠AOB=∠BOC=∠COA=90°,S为顶点O所对面的面积,S1,S2,S3分别为侧面△OAB,△OAC,△OBC的面积,则S,S1,S2,S3满足的关系式为:.故答案为:15.(5分)若存在实数x使+>a成立,求常数a的取值范围(﹣∞,8).【解答】解:由题意,由柯西不等式得(+)2=(+)2≤(3+1)(x+2+14﹣x)=64,∴+≤8,当且仅当x=10时取“=”,∵存在实数x使+>a成立∴a<8∴常数a的取值范围是(﹣∞,8).故答案为:(﹣∞,8).16.(5分)函数f(x)的定义域为R,f(0)=2,对任意x∈R,f(x)+f′(x)>1,则不等式e x•f(x)>e x+1的解集为{x|x>0} .【解答】解:设h(x)=e x f(x)﹣e x﹣1,则不等式e x f(x)>e x+1的解集就是h(x)>0 的解集.h(0)=1×2﹣1﹣1=0,h′(x)=e x[f(x)+f′(x)]﹣e x,∵[f(x)+f′(x)]>1,∴对于任意x∈R,e x[f(x)+f′(x)]>e x,∴h'(x)=e x[f(x)+f'(x)]﹣e x>0即h(x)在实数域内单调递增.∵h(0)=0,∴当x<0 时,h(x)<0;当x>0 时,h(x)>0.∴不等式e x•f(x)>e x+1的解集为:{x|x>0}.故答案为:{x|x>0}.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.(10分)设函数f(x)=|x﹣4|+|x﹣a|(a>1),且f(x)的最小值为3.(1)求a的值;(2)若f(x)≤5,求满足条件的x的集合.【解答】解:(1)函数f(x)=|x﹣4|+|x﹣a|表示数轴上的x对应点到4、a对应点的距离之和,它的最小值为|a﹣4|=3,再结合a>1,可得a=7.(2)f(x)=|x﹣4|+|x﹣7|=,故由f(x)≤5可得,①,或②,或③.解①求得3≤x<4,解②求得4≤x≤7,解③求得7<x≤8,所以不等式的解集为[3,8].18.(12分)已知数列{a n}满足a1=2,且a n a n+1+a n+1﹣2a n=0(n∈N*).(1)求a2,a3,a4的值;(2)猜想数列{a n}的通项公式,并用数学归纳法加以证明.【解答】(本小题满分12分)=,又a1=2,解:(1)由题意得a n+1∴a2==,a3==,a4==.…(4分)(2)猜想a n=..….…(6分)证明:①当n=1时,=2=a1,故命题成立.②假设n=k时命题成立,即a k=,a k+1====,故命题成立.综上,由①②知,对一切n∈N*有a n=成立..…(12分)19.(12分)甲乙二人比赛投篮,每人连续投3次,投中次数多者获胜.若甲前2次每次投中的概率都是,第3次投中的概率;乙每次投中的概率都是,甲乙每次投中与否相互独立.(Ⅰ)求乙直到第3次才投中的概率;(Ⅱ)在比赛前,从胜负的角度考虑,你支持谁?请说明理由.【解答】解:(1)设事件A i表示“乙第i次投中”,(i=1,2,3)则P(A i)=,(i=1,2,3),事件A1,A2,A3相互独立,P(乙直到第3次才投中)=P()=(1﹣)•(1﹣)•=.(2)设乙投中的次数为η,则η~B(3,),∴乙投中次数的数学期望Eη=3×=.设甲投中的次数为ξ,ξ的可能取值为0,1,2,3,∵甲前2次每次投中的概率都是,第3次投中的概率,∴甲前2次投中次数股从二项分布B(2,),且每次投中与否相互独立,P(ξ=0)=(1﹣)•(1﹣)•(1﹣)=,P(ξ=1)=+=,P(ξ=2)=+=,P(ξ=3)==,∴甲投中次数的数学期望Eξ==,∴Eη>Eξ,∴在比赛前,从胜负的角度考虑应该支持乙.20.(12分)甲、乙等五名奥运志愿者被随机地分到A,B,C,D四个不同的岗位服务,每个岗位至少有一名志愿者.(Ⅰ)求甲、乙两人同时参加A岗位服务的概率;(Ⅱ)求甲、乙两人不在同一个岗位服务的概率;(Ⅲ)设随机变量ξ为这五名志愿者中参加A岗位服务的人数,求ξ的分布列.【解答】解:(Ⅰ)记甲、乙两人同时参加A岗位服务为事件E A,总事件数是从5个人中选2个作为一组,同其他3人共4个元素在四个位置进行排列C52A44.满足条件的事件数是A33,那么,即甲、乙两人同时参加A岗位服务的概率是.(Ⅱ)记甲、乙两人同时参加同一岗位服务为事件E,满足条件的事件数是A44,那么,∴甲、乙两人不在同一岗位服务的概率是.(Ⅲ)随机变量ξ可能取的值为1,2.事件“ξ=2”是指有两人同时参加A岗位服务,则.∴,ξ的分布列是21.(12分)设函数f(x)=lnx﹣ax+﹣1.(Ⅰ)当a=1时,求曲线f(x)在x=1处的切线方程;(Ⅱ)当a=时,设函数g(x)=x2﹣2bx﹣,若对于∀x1∈[1,2],∃x2∈[0,1],使f(x1)≥g(x2)成立,求实数b的取值范围.【解答】解:(Ⅰ)当a=1时,f(x)=lnx﹣x﹣1,∴,∴f′(1)=0,∴f(x)在x=1处的切线方程为y=﹣2;(Ⅱ),且f(x)的定义域为(0,+∞),下面对a的值进行讨论:(1)当a=0时,,f(x)的增区间为(1,+∞),减区间为(0,1);(2)当a≠0时,又分以下几种情况:①当,f(x)的增区间为,减区间为(0,1),;②当,f(x)在(0,+∞)上单调递减;③当,又有两种情况:(a)当时,;(b)当;(Ⅲ)当时,由(Ⅱ)知函数f(x)在区间(1,2)上为增函数,所以函数f(x)在[1,2]上的最小值为,则对于∀x1∈[1,2],∃x2∈[0,1]使f(x1)≥g(x2)成立等价于g(x)在[0,1]上的最小值不大于f(x)在[1,2]上的最小值(*)又,①当b<0时,g(x)在[0,1]上为增函数,与(*)矛盾;②当0≤b≤1时,,由及0≤b≤1,可得:;③当b>1时,g(x)在[0,1]上为减函数,,此时b>1;综上所述,b的取值范围是.22.(12分)(1)已知a,b为实数,并且e<a<b,其中e是自然对数的底,证明a b>b a.(2)如果正实数a,b满足a b=b a,且a<1,证明a=b.【解答】证明:(1)当e<a<b时,要证a b>b a,只要证blna>alnb,即只要证>,考虑函数y=f(x)=(0<x<+∞),∵x>e时,y′=<0,∴函数y=在(e,+∞)内是减函数,∵e<a<b,∴>,得:a b>b a.(2)由(1)因为在(0,1)内f′(x)>0,所以f(x)在(0,1)内是增函数.(反证法)假设a≠b,由0<a<1,b>0,所以a b<1,从而b a=a b<1,由b a<1及a>0,可推出b<1,所以a,b∈(0,1),由0<a<1,0<b<1,假如a≠b,则根据f(x)在(0,1)内是增函数,若a>b,则>,从而a b>b a;若a<b,则<,从而a b<b a.即a≠b时,a b≠b a,与已知矛盾.因此a=b.赠送:初中数学几何模型举例【模型四】几何最值模型:图形特征:l运用举例:1. △ABC中,AB=6,AC=8,BC=10,P为边BC上一动点,PE⊥AB于E,PF⊥AC于F,M为AP的中点,则MF的最小值为EM FB2.如图,在边长为6的菱形ABCD中,∠BAD=60°,E为AB的中点,F为AC上一动点,则EF+BF的最小值为_________。