广东省东莞市2013届高三上学期期末教学质量检测数学理试题(WORD版)
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东莞2012-2013学年度第—学期高三调研测试理科数学考生注意:本卷共三大题,满分150分,时问120分钟.不准使用计算器 参考公式:若事件A 与事件B 相互独立,则P (AB )=P (A )P (B ).一、选择题(本大题共8小题,每小题5分,满分40分.每小题各有四个选择支,仅有一 个选择支正确.请用2B 铅笔把答题卡中所选答案的标号涂黑.) 1.若a 实数,1(2)ai i i +=-,则a 等于A .2B .-1C .1D .-2 2.若函数21()cos ()2f x x x R =-∈,则()f x 是 A .最小正周期为2π的奇函数 B .最小正周期为π的奇函数 C .最小正周期为2π的偶函数 D .最小正周期为π的偶函数3.学校为了解学生在课外读物方面的支出情况,抽取了n个同学进行调查,结果显示这些同学的支出都在[10,50) (单 位:元),其中支出在[)30,50(单位:元)的同学 有67人,其频率分布直方图如右图所示,则n 的值为 A .100 B .120 C .130 D .390 4.等差数列{}n a 中,192a =-,352a =-,则该数列前n 项 和n S 取得最小值时n 的值是A .4B .5C .6D .75.设m 、n 是两条不同的直线,α,β是两个不同的平面,则m a ⊥的—个充分条件是A .m//n,n //β, αβ⊥B .,n //β,α//βmC .m//n ,n β⊥,α//β D .m n ⊥,n β⊥,αβ⊥6.甲、乙两位选手进行乒乓球比赛,采取3局2胜制(即3局内谁先赢2局就算胜出,比赛结束,每局比赛没有平局,每局甲获胜的概率为35,则比赛打完3局且甲取胜的概率为A .18125B .36125C .925D .18257.2012翼装飞行世界锦标赛在张家界举行,某翼人 空中高速飞行,右图反映了他从某时刻开始的15分钟内的速度()v x 与时间x 的关系,若定义“速度差函数”()u x 为时间段[]0,x 内的最大速度与最小速度的差,则()u x 的图像是8.设集合{}012,,S A A A =,在S 上定义运算⊕:i j k A A A ⊕=,其中k 为i j +被3除的余数,{},1,2,3i j ∈,则使关系式0()i j i A A A A ⊕⊕=成立的有序数对(,)i j 总共有 A .1对 B .2对 C .3对 D .4对 9.已知函数1()1f x x=-的定义域为M,()ln g x x =的定义域为N, 则M N = .10.已知变量x,y 满足120x y x y ≥⎧⎪≤⎨⎪-≤⎩则z x y =+的最小值是 。
11.如右图所示的算法流程图中,第3个输出的数是 。
12.已知实数0a >,0b >,(,1)A a ,(2,)B b ,(4,5)C 为坐标平面上的三点,若AC BC ⊥,则ab 的最大值为 。
13.设0(sin cos ) wa x x dx =+⎰,则二项式61()ax x-的展开式中常数项是 。
(二)选做题(第14、15题,考生只能从中选做一题)14.(坐标系与参数方程选做题)直角坐标系xOy 中,圆C 的参数议程是3cos 1sin x y θθ⎧=+⎪⎨=+⎪⎩(θ 为参数),以原点为极点,x 轴的正半轴为极轴建立坐标系,则圆心C 的极坐标是 。
15.(几何证明选讲选做题)如图,四边形ABCD 内接于O ,AB 为O 的直径,直线MN 切O 于点D ,60MDA ∠=,则BCD ∠= 。
三.解答题(本大题共6小题,满分80分,解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.) 16.(本小题满分12分) 设函数2()sin sin()cos 2f x x x π=++,在△ABC 中,角A 、B、C的对边分别为a,b,c(1)求()f x 的最大值; (2)若()1f A =,712A B π+=,6b =,求A 和a 。
17.(本小题满分12分)某进修学校为全市教师提供心理学和计算机两个项目的培训,以促进教师的专业发展,每位教师可以选择参一项培训、参加两项培训或不参加培.现知垒市教师中,选择心理学培训的教师有60%,选择计算机培训的教师有75%,每位教师对培训项目的选择是相互独立的,且各人的选择相互之间没有影响.(1)任选1名教师,求该教师选择只参加一项培训的概率;(2)任选3名教师,记ξ为3人中选择不参加培训的人数,求ξ的分布列和期望. 18.(本小题满分14分)如图,几何体SABC 的底面是由以AC 为直径的半圆O 与△ABC 组成的平面图形,SO ⊥平面ABC,AB BC ⊥,SA =SB=SC=A C=4,BC=2. (l)求直线SB 与平面SAC 所威角的正弦值; (2)求几何体SABC 的正视图中111S A B ∆的面积;(3)试探究在圆弧AC 上是否存在一点P ,使得AP SB ⊥,若存在,说明点P 的位置并 证明;若不存在,说明理由.19.(本小题满分14分)某工厂生产一种仪器的元件,由于受生产能力和技术水平等因素的限制,会产生一些次 品,根据经验知道,次品数P (万件)与日产量x (万件)之间满足关系:2,(14),6325,(4)12x x P x x x ⎧≤≤⎪⎪=⎨⎪+-≥⎪⎩已知每生产l 万件合格的元件可以盈利2万元,但每生产l 万件次品将亏损1万元.(利润=盈利一亏损)(1)试将该工厂每天生产这种元件所获得的利润T(万元)表示为日产量x (万件)的函数; (2)当工厂将这种仪器的元件的日产量x 定为多少时获得的利润最大,最大利润为多少? 20.(本小题满分14分)已知函数(),R x f x e kx x =-∈(e 是自然对数的底数,e=2.71828……) (1)若k=e ,求函数()f x 的极值; (2)若k R ∈,求函数()f x 的单调区间;(3)若k R ∈,讨论函数()f x 在(],4-∞上的零点个数. 21.(本小题满分14分)设数列{}n a {}n b 的各项都是正数,n S 为数列{}n a 的前n 项和,且对任意n N *∈。
都有22n n n a S a =-,1b e =,21n n b b +=.ln n n n c a b =⋅ (e 是自然对数的底数,e=2.71828……) (1)求数列{}n a 、{}n b 的通项公式; (2)求数列{}n c 的前n 项和n T ;(3)试探究是否存在整数λ,使得对于任意n N *∈,不等式4(1)5(1)21(1)(1)n n T n S n n n λ--<<--+恒成立?若存在,求出λ的值;若不存在,请说明理由。
东莞2012-2013学年度第一学期高三调研测试理科数学参考答案一、选择题(每小题5分,满分40分.)题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案ADABCBDC二、填空题(每小题5分,满分30分.)9.{|01}x x << 10.2 11.7 12. 249 13. 160- 14.)6,2(π15.︒150三、解答题(本大题共6小题,满分80分.) 16.(本小题满分12分) 解:(1)因为2()sin sin()cos 2f x x x x π=++ 2s i n c o s c o s x x x =+…………1分1=[sin 21cos 2]2x x ++ …………3分21sin(2)242x π=++. …………4分 所以,当1)42sin(=+πx ,即πππk x 2242+=+,)(8Z k k x ∈+=ππ时,()f x 取得最大值, …………5分其最大值为212+. …………6分 (2)由1)(=A f 得,121)42sin(22=++πA ,即22)42sin(=+πA . ……7分 在ABC ∆中,因为),0(π∈A ,所以)49,4(42πππ∈+A .又022)42sin(>=+πA ,所以4342ππ=+A ,4π=A . ………9分又因为712A B π+=,所以3B π=. ………10分 在△ABC 中,由sin sin a bA B=及6b =,得 26sin 22sin 32b Aa B⨯===. …………12分17.(本小题满分12分)解:任选1名教师,记“该教师选择心理学培训”为事件A ,“该教师选择计算机培训”为事件B ,由题设知,事件A 与B 相互独立,且()0.6P A =,()0.75P B =. …………1分(1)任选1名,该教师只选择参加一项培训的概率是1()()0.60.250.40.750.45P P AB P AB =+=⨯+⨯=.…………4分(2)任选1名教师,该人选择不参加培训的概率是0()=()()0.40.250.1P P AB P A P B ==⨯=. …………5分因为每个人的选择是相互独立的,所以3人中选择不参加培训的人数ξ服从二项分布(30.1)B ,, …………6分 且33()0.10.9kk k P k C ξ-==⨯⨯,0123k =,,,, …………8分 即ξ的分布列是ξ0 1 2 3 P0.7290. 2430.0270.001…………10分所以,ξ的期望是10.24320.02730.0010.3E ξ=⨯+⨯+⨯=. …………12分(或ξ的期望是30.10.3E ξ=⨯=.)18. (本小题满分14分)解:(1)过点B 作BH AC ⊥于点H ,连接SH . …………1分 因为SO ABC ⊥平面,BH ABC ⊂平面,所以BH SO ⊥. …………2分又因为BH AC ⊥,SO AC O = ,所以BH SAC ⊥平面,即BSH ∠就是直线SB 与平面SAC 所成角. …………3分 在ABC ∆中,因为AB BC ⊥,4AC =,2BC =,所以60ACB ∠=︒,2sin603BH =︒=. …………4分 在Rt BSH ∆中,因为4SB =, 所以3sin 4BH BSH SB ∠==, 即直线SB 与平面SAC 所成角的正弦值为34. …………5分 (2)由(1)知,几何体SABC 的正视图中,111B A S ∆的边HC AC AH B A -==11,而160cos 2==oHC ,所以311=B A . …………6分又111B A S ∆的边11A B 上的高等于几何体SABC 中SO 的长,而4===AC SC SA ,所以=SO 23, …………7分所以1111323332S A B S ∆=⨯⨯=. …………8分 (3)存在. …………9分证明如下:如图,连接BO 并延长交弧AC 于点M ,在底面内,过点A 作AP BM ⊥交弧AC 于点P . ………10分ABCOSM PABCOSH所以SO ABC ⊥平面.而AP ABC ⊂平面,所以AP SO ⊥. …………11分 又因为AP BM ⊥,SO BM O = ,所以AP SOB ⊥平面,从而AP SB ⊥. …………12分又因为2AO OC BC ===,所以有60AOM BOC ACB ∠=∠=∠=︒,所以60AOM POM ∠=∠=︒,120AOP ∠=︒, …………13分即点P 位于弧AC 的三等分的位置,且120AOP ∠=︒. …………14分19.(本小题满分14分)解:(1)当14x ≤<时,合格的元件数为26x x -, …………1分利润2222()2662x x x T x x =--=-; …………3分当4x ≥时,合格的元件数为325325()1212x x x x -+-=-+, …………4分 利润3253259252()++12124T x x x x x =-+--=--(), …………6分 综上,该工厂每天生产这种元件所获得的利润22,142925+,44x x x T x x x ⎧-≤<⎪⎪=⎨⎪--≥⎪⎩…………7分 (2)当14x ≤<时,222x T x =-,对称轴2=x ,此时利润T 的最大值max (2)2T T ==. ……9分当4x ≥时,222299(3)(3)'1=0x x x T x x x-+-=-+=<, …………10分所以925+4T x x =--在),4[+∞上是减函数, …………11分 此时利润T 的最大值max (4)0T T ==, …………12分 综上所述,当2x =时,T 取最大值2, …………13分即当日产量定为2(万件)时,工厂可获得最大利润2万元. …………14分20.(本小题满分14分)解:(1)由k e =得()x f x e ex =-,所以()x f x e e '=-. …………1分令0)('=x f ,得0=-e e x,解得1=x .由()0f x '>得1x >,由()0f x '<得1x <,当x 变化时,()f x '、()f x 的变化情况如下表:x(,1)-∞ 1 (1,)+∞()f x '-0 + ()f x单调递减极小值单调递增…………2分所以当x =1时,()f x 有极小值为0,无极大值. …………3分 (2)由()xf x e kx x =-∈R ,,得()xf x e k '=-. ①当0k ≤时,则()0xf x e k '=->对R x ∈恒成立,此时()f x 的单调递增,递增区间为)∞+∞(-,. …………4分②当0k >时,由()0,xf x e k '=->得到ln x k >, 由()0,x f x e k '=-<得到ln x k <,所以,0k >时,()f x 的单调递增区间是(l n ,)k +∞;递减区间是(,ln )k -∞. …………6分综上,当0k ≤时,()f x 的单调递增区间为)∞+∞(-,;当0k >时,()f x 的单调递增区间是(ln ,)k +∞;递减区间是(,ln )k -∞. ………7分(3)解法一:①当0k =时,()x f x e =0>,对R x ∈恒成立,所以函数()f x 在]4,(-∞上无零点.………8分②当0k <时,由(2)知,()0x f x e k '=->对R x ∈恒成立,函数()f x 在]4,(-∞上单调递增,又(0)=10f >,11()10,k f e k=-< …………9分所以函数()f x 在]4,(-∞上只有一个零点. …………10分 (若说明取绝对值很大的负数时,()f x 小于零给1分)③当0k >时,令()xf x e k '=-0=,得k x ln =,且()f x 在(,ln )k -∞上单调递减,在(ln ,)k +∞ 上单调递增,()f x 在k x ln =时取得极小值,即()f x 在]4,(-∞上最多存在两个零点.(ⅰ)若函数()f x 在]4,(-∞上有2个零点,则ln 4(ln )(1ln )0(4)0k f k k k f <⎧⎪=-<⎨⎪≥⎩,解得4(,]4e k e ∈;…11分(ⅱ)若函数()f x 在]4,(-∞上有1个零点,则(4)0f <或ln 4(ln )0k f k ≤⎧⎨=⎩,解得4(,)4e k ∈+∞或e k =; …………12分(ⅲ)若函数()f x 在]4,(-∞上没有零点,则ln 4(4)0k f >⎧⎨>⎩或(ln )(1ln )0f k k k =->,解得(0)k e ∈, . …………13分y=e xy=kxyx图1综上所述, 当4(,]4e k e ∈时,()f x 在]4,(-∞上有2个零点;当4(,+)(,0)4e k ∈∞-∞ 或e k =时,()f x 在]4,(-∞上有1个零点;当[0)k e ∈,时,()f x 在]4,(-∞上无零点. …………14分解法二:()x f x e kx x =-∈R ,.当0k =时,()xf x e =0>对R x ∈恒成立,所以函数()f x 在]4,(-∞上无零点.………8分当0k ≠时,kx e x f x-=)(在]4,(-∞上的零点就是方程xe kx =在]4,(-∞上的解,即函数xe y =与kx y =在]4,(-∞上的交点的横坐标. …………9分①当0k <时,如图1,函数xe y =与kx y =只在0-∞(,)上有一个交点,即函数()f x 在]4,(-∞上有一个零点. …………10分 ②当0k >时,若xy e y kx ==与相切时,如图2,设切点坐标为),(00x e x ,则00/|,x x x x y e e === 即切线的斜率是0,x k e =所以000x e e x x ⨯=,解得410<=x ,即当k e =时,xy e y kx ==与只有一个交点,函数()f x 在]4,(-∞上只有一个零点1=x ;…………11分由此,还可以知道,当0k e <<时,函数()f x 在]4,(-∞上无零点. …………12分当kx y =过点),4(4e 时,如图3,44e k =,y=e xy=kxyx 0图24 4ey=e xy4e所以44e e k <≤时,x y e y kx ==与在]4,(-∞上有两个交点,即函数()f x 在]4,(-∞上有两个零点;44e k >时,x y e y kx ==与在]4,(-∞上只有一个交点,即函数()f x 在]4,(-∞上只有一个零点. …………13分综上所述,当4(,]4e k e ∈时,函数()f x 在]4,(-∞上有2个零点;当4(,+)(,0)4e k ∈∞-∞ 或e k =时,函数()f x 在]4,(-∞上有1个零点;当[0)k e ∈,时,函数()f x 在]4,(-∞上无零点. …………14分21.(本小题满分14分)解:(1)因为0>n a ,n n n a S a -=22,①当1=n 时,11212a S a -=,解得11=a ; …………1分当2≥n 时,有11212----=n n n a S a ,②由①-②得,111212)()(2----+=---=-n n n n n n n n a a a a S S a a (2≥n ). 而0>n a ,所以11=--n n a a (2≥n ),即数列}{n a 是等差数列,且n a n =. …………2分又因为21n n b b =+,且0>n b ,取自然对数得n n b b ln 2ln 1=+,由此可知数列}ln {n b 是以1ln ln 1==e b 为首项,以2为公比的等比数列,所以11122ln ln --=⨯=n n n b b , ………4分所以12-=n e b n . …………5分 (2)由(1)知,12ln -⋅==n n n n n b a c , …………6分所以1221)2()2()1()2(3)2(211--⨯+⨯-++⨯+⨯+⨯=n n n n n T ,③n n n n n T )2()2()1()2(3)2(2)2(121321⨯+⨯-++⨯+⨯+⨯=⨯- ,④由③-④得n n n n T 2222112⨯-++++=-- , …………7分 所以12)1(+-=n n n T . …………8分 (3)由n a n =,n n n a S a -=22得22nn S n +=, 由)1()1()1(412)15+--<<--n n n T S n n n λ(可得 )1(21)1522+<<-+-+n n n n n n λ(, 即使得对于任意*N n ∈且2≥n ,不等式)1()1()1(412)15+--<<--n n n T S n n n λ(恒成立等价于使得对于任意*N n ∈且2≥n ,不等式)1(21)1522+<<-+-+n n n n n n λ(恒成立. …………10分 251)551,2122111211n n n n n n n n n -==≤=-++-+++--(当时取最大值是. ……11分 (或用导数求25(1)()1x f x x x -=+-在[1)∞,+上的最大值.)令22()(1)n g n n n +=+,由⎩⎨⎧+≤-≤)1()()1()(n g n g n g n g 可得212322(1)(1)22(1)(1)(2)n n n n n n n n n n n n ++++⎧≤⎪+-⎪⎨⎪≤⎪+++⎩ ,化简得:2111122n n n n ⎧≤⎪⎪+-⎨⎪≤⎪+⎩, 解得23n ≤≤,所以当23n =或时,()g n 取最小值,最小值为8(2)(3)3g g ==,…………13分 所以2λ=时,原不等式恒成立. …………14分。