浙江省衢州市2015年高三4月教学质量检测 数学理 Word版含答案

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浙江省衢州市2015年高三4月教学质量检测数学理一、选择题(本大题共8小题,每小题5分,共40分)1.设集合{}1P x x =>,{}0Q x x =>, 则下列结论正确的是( )A.P Q =B.R PQ = C.P Q Ü D. Q P Ü2.下列函数中,在其定义域上既是奇函数又是增函数的是( ) A.log a y x = B.3y x x =+ C.3x y = D.1y x=-3.已知直线1:(1)10l ax a y +++=,2:20l x ay ++=,则“2a =-”是“12l l ⊥”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4.若,,l m n 是不相同的空间直线,,αβ是不重合的平面,则下列命题正确的是( ) A.//,,//l n l n αβαβ⊂⊂⇒ B. ,//l n m n l m ⊥⊥⇒C. ,//l l αβαβ⊥⇒⊥D. ,l l αβαβ⊥⊂⇒⊥5.已知实数,x y 满足:350100x y x y x a ++≥⎧⎪+-≤⎨⎪+≥⎩,若2z x y =+的最小值为4-,则实数a =( )A. 1B.2C. 4D. 8 6.为了得到函数cos(2)6y x π=-的图像,可以将函数sin 2y x =的图像( )A.向右平移3π B.向右平移6π C.向左平移3π D.向左平移6π 7.设点(,)P x y 是曲线1(0,0)a x b y a b +=>>上的动点,且满足2222212122x y y x y y +++++-+≤,则2a b +的取值范围为( )A. [)2,+∞B. []1,2C. [)1,+∞D. (]0,28.在等腰梯形ABCD 中,//,2,1,2AB CD AB AD CD x ===且 其中(0,1)x ∈,以,A B 为焦点且过点D 的双曲线的离心率为1e ,以,C D 为焦点且过点A 的椭圆的离心率为2e ,若对任意(0,1)x ∈不等式12t e e <+恒成立,则t 的最大值为( ) A.3 B.5 C. 2 D. 2DCBAP二、填空题9.已知双曲线:221916x y -=,则它的焦距为__ _;渐近线方程为__ _;焦点到渐近线的距离为__ _.10.已知等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,2452a a +=,103a =-,则1a =__ ,8S =__ .11.三棱锥P ABC -中,PA ⊥平面,ABC AC BC ⊥,D 为侧棱PC 上一点,它的正视图和侧视图 (如下图所示),则AD 与平面PBC 所成角的大小为__ _;三棱锥D ABC -的体积为 __ _.12.在ABC ∆中,若1,3,AB AC AB AC BC ==+=,则其形状为__ _,BA BC BC=__(①锐角三角形 ②钝角三角形 ③直角三角形,在横线上填上序号); 13.已知,x y 满足方程210x y --=,当3x >时,则353712x y x y m x y +-+-=+--的最小值为 __ _.14.过抛物线22y x =的焦点作一条倾斜角为锐角α,长度不超过4的弦,且弦所在的直线与 圆22316x y +=有公共点,则角α的最大值与最小值之和是__ _. 15.已知函数2()2f x x x =-,若关于x 的方程()()0f x f a x t +--=有4个不同的实数 根,且所有实数根之和为2,则实数t 的取值范围为__ _.三、解答题(本大题共5小题,共74分.解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤.) 16.(本题满分15分)已知函数 2()=43sin cos -4sin 1f x x x x + (Ⅰ)求函数()f x 的单调增区间;22222244 4 正视图侧视图N MDCBA P(Ⅱ)在ABC ∆中,内角,,A B C 所对边分别为,,a b c ,2a =,若对任意的R x ∈不等式()()f x f A ≤恒成立,求ABC ∆面积的最大值.17.(本题满分15分)如图,在四棱锥-P ABCD 中,底面ABCD 是平行四边形,⊥PA 平面ABCD ,点,M N 分别为,BC PA 的中点,且1AB AC ==,2AD =. (Ⅰ)证明://MN 平面PCD ;(Ⅱ)设直线AC 与平面PBC 所成角为α,当α在(0,)6π内变化时,求二面角P BC A --的取值范围.18.(本题满分15分)已知椭圆C :22221(0)x y a b a b +=>>过点3(1,)2P ,离心率为21.(Ⅰ)求椭圆C 的标准方程;(Ⅱ)设12F F 、分别为椭圆C 的左、右焦点,过2F 的直线l 与椭圆C 交于不同两点,M N ,记1F MN ∆的内切圆的面积为S ,求当S 取最大值时直线l 的方程,并求出最大值.19.(本题满分15分)设各项均为正数的等比数列{}n a 的公比为q ,[]n a 表示不超过实数n a 的 最大整数(如[]1.21=),设[]n n b a =,数列{}n b 的前n 项和为n T ,{}n a 的前n 项和为n S . (Ⅰ)若114,2a q ==,求n S 及n T ; (Ⅱ)若对于任意不超过2015的正整数n ,都有21n T n =+ ,证明:12013213q ⎛⎫<< ⎪⎝⎭.20.(本题满分14分)设12,x x 为函数2()(1)1(,0R,f x ax b x a b a =+-+∈>)两个不同零点. (Ⅰ)若11x =,且对任意R x ∈,都有(2)(2)f x f x -=+,求()f x ;(Ⅱ)若23b a =-,则关于x 的方程()22+f x x a =-是否存在负实根?若存在,求出该负根的取值范围,若不存在,请说明理由;(Ⅲ)若2a ≥,212x x -=,且当12(,)x x x ∈时,2()()2()g x f x x x =-+-的最大值为()h a ,求()h a 的最小值.2015年4月衢州市高三教学质量检测数学(理)参考答案一、选择题:CBAC BDAB二、填空题:9.410,,43y x=±;10.15,64;11.1623π,;N MDCBAP12.③,12; 13.8; 14.712π; 15.312⎛⎫ ⎪⎝⎭,. 三、解答题(本大题共5小题,共74分.解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤.)16.(本题满分15分)解:(Ⅰ)2()=43sin cos -4sin 1f x x x x +2=23sin 2cos22sin 23sin 22cos21x x x x x +-=+- 4sin(2)16x π=+-由222262k x k πππππ-≤+≤+解得36k x k k Z ππππ-≤≤+∈所以函数()f x 的单调增区间为,36k k k Z ππππ⎡⎤-+∈⎢⎥⎣⎦(Ⅱ)由题意得当x A =时,()f x 取得最大值,则2262A k k Z πππ+=+∈及(0,)A π∈解得6A π=11sin 24ABC S bc A bc ∆== 由余弦定理得222242cos 323b c bc A b c bc bc bc =+-=+-≥- 即44(23)23bc ≤=+-所以当b c =时,()max 14(23)234ABC S ∆=+=+17.(本题满分15分)(Ⅰ)证明:取PD 中点Q ,连接,NQ CQ , 因为点,M N 分别为,BC PA 的中点,所以1////,2NQ AD CM NQ AD CM ==四边形CQNM 为平行四边形,则//MN CQ 又MN ⊆/平面PCD ,CQ ⊆平面PCD所以//MN 平面PCD(Ⅱ)解法1:连接PM ,因为1AB AC ==,点M 分别为BC 的中点,则AM BC ⊥ 又⊥PA 平面ABCD ,则PM BC ⊥ 所以PMA ∠即为二面角P BC A --的平面角又AM PM M =,所以 BC ⊥平面PAM ,则平面PBC ⊥平面PAM 过点A 在平面PAM 内作AH PM ⊥于H ,则AH ⊥平面PBC .连接CH ,于是ACH ∠就是直线AC 与平面PBC 所成的角,即ACH ∠=α.在Rt AHM △中,2sin 2AH AMH =∠; 在Rt AHC △中,sin CH α=,2sin sin 2AMH α∠=∴.π06α<<∵,10sin 2θ<<∴,20sin 2AMH <∠<.又π02ϕ<<,π04ϕ<<∴.即二面角P BC A --取值范围为π04⎛⎫⎪⎝⎭,.解法2:连接PM ,因为1AB AC ==,点M 分别为BC 的中点,则AM BC ⊥又⊥PA 平面ABCD ,则P M B C ⊥ 所以PMA ∠即为二面角P BC A --的平面角,设为θ以AB AC AP ,,所在的直线分别为x 轴、y 轴、z 轴,建立如图所示的空间直角坐标系,则112(000)(100)(010)000tan 222A B C M P θ⎛⎫⎛⎫⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,,,,,,,,,,,,,,, 于是,112tan 222PM θ⎛⎫=- ⎪⎪⎝⎭,,,11022AM ⎛⎫= ⎪⎝⎭,,,(110)BC =-,,.设平面PBC 的一个法向量为()x y z =,,n , 则由00BC PM ==·,·n n .得0112tan 0222x y x y z θ-+=⎧⎪⎨+-=⎪⎩,. 可取2(11)tan θ=,,n ,又(010)CA =-,,,于是212sin sin 2212tan CA CAαθθ===+···n n , π06α<<∵, 10sin 2θ<<∴,20sin 2AMH <∠<.又π02ϕ<<,π04ϕ<<∴.即二面角P BC A --取值范围为π04⎛⎫⎪⎝⎭,.18.(本题满分15分)解:(Ⅰ)由题意得2222291141,,2c a b c a b a +===+ 解得2,3,1a b c === 椭圆C 的标准方程为22143x y += (Ⅱ)设1122(,),(,)M x y N x y ,2F MN ∆的内切圆半径为r ,则 22211()8422F MN S MN F M F N r r r ∆=++== 所以要使S 取最大值,只需2F MN S ∆最大 212121212F MN S F F y y y y ∆=-=- 设直线l 的方程为 1x ty =+ 将1x ty =+代入22143x y +=可得22(34)690t y ty ++-=(*)0∆>恒成立,方程(*)恒有解,1212226,3434t y y y y t t --+==++91212122121434F MNt S y y y y t∆+=+-=+2() 记21(1)m t m =+≥ 1212121313F MN m S m m m∆==++ 在[)1,+∞上递减 当1max 10)3F MN m t S ∆===即时,(,此时max 9:116l x S π==19.(本题满分15分)解:(Ⅰ)114,2a q == 所以13114()()22n n n a --== 则14(1())128(1())1212nn n S -==--因为1234,2,1a a a ===,且301n n a ><<时所以42103n n n b n n ⎧⎪⎪=⎨⎪⎪>⎩=1=2=3 即43n n n n ⎧⎪=⎨⎪≥⎩=1T6=27 (Ⅱ)因为21(12015)n T n n =+≤≤ 13b =12(22015)n n n b T T n -=-=≤≤[]134,23(22015)n n n b a a a n =≤<≤<≤≤所以2101a q q a =<<又,所以 (1)20132015201522211123,23,32a qa a a a =∴≤<≤<∴<≤ 112013201320132323,()()3232qq ∴<≤<≤ (2) 由(1)(2)两式可得 120132()13q <<20. (本题满分14分)解:(Ⅰ)由(2)(2)f x f x -=+得函数()f x 关于2x =对称,则122b a--= 又110a b +-+= 解得11,33a b ==- 214()133f x x x =-+ (Ⅱ)由0a >知只需考虑2a x ≤时的情况 当2ax ≤时()22+f x x a =-可化为22(24)122(22)10+ax a x a x ax a x a +-+=-+---=即221(22)4(1)84400a a a a a a a--∆=-++=-+><且所以关于x 的方程()22+f x x a =-存在唯一负实根0x202(22)(22)4(1)111(1)22=a a a a x a a a a ⎡⎤----++=--+-+⎢⎥⎣⎦令11122t t a =->-则 2027171424274=x t t t t ⎡⎤⎢⎥⎡⎤⎢⎥--++=-+⎢⎥⎢⎥⎣⎦++⎢⎥⎣⎦在1,2⎛⎫-+∞ ⎪⎝⎭上单调递增则()0120x ∈--,(Ⅲ)12222121()()()2()22()()2g x a x x x x x xx xaa x x x x aa=---+-⎛⎫-+⎪=--+≤ ⎪⎪⎝⎭等号成立条件为21122(,)2x xax x x+-=∈所以2 22 ()2ah a a ⎛⎫+⎪= ⎪⎪⎝⎭211(1)2a aa a=+=++因为min92()(2)2a h a h≥==。