2018-2019学年清华附中高三12月月考数学试卷 (理)试卷及答案
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清华附中高三2018年12月月考试卷数学(理)(清华附中高16级) 2018.12 一.选择题:(共8小题,每小题5分,共40分) 1. 抛物线22y x =的焦点到准线的距离为(B)(A)12(B) 1 (C) 2 (D)32. 在定义域内单调递增,且为奇函数的为(A ) (A) 3x y =(B)(C)xy 1-=(D)1-=x y3. 甲、乙等四人排成一排,甲与乙不相邻的排法的种数有(B ) (A) 6(B) 12(C) 18(D) 244. 右侧程序框图所示的算法来自于《九章算术》.若输入a 的值为16,b 的值为24,则执行该程序框图输出的结果为(C )(A)6 (B) 7 (C) 8 (D) 95.数列{}n a 是无穷项等比数列,则“{}n a 单调递增”是“123a a a <<”的(C ) (A) 充分而不必要条件 (B) 必要而不充分条件(C) 充分且必要条件(D) 既不充分又不必要条件6. 设实数,x y 满足22(2)3x y -+=,那么yx的最大值是 2x y =(A)12(B)3(C)2(D)7. 某四棱锥的三视图如图所示,该四棱锥的四个侧面的面积中最大的是(C) (A )3 (B)(C )6 (D)8. 在棱长为2正方体1111ABCD A BC D -中,E 为棱CD 的中点,点P 是侧面11AA D D 上一动点,且CP ⊥1B E ,则线段CP 的取值范围为(B)(A) [3(B) [2(C) [3(D) [2 二.填空题:(共6小题,每小题5分,共30分)9. . 已知双曲线C :2214y x -=,则双曲线C 的渐近线的方程为___.2y x =±10. 在二项式621()x x+的展开式中,常数项为___________.(15) 11. 函数()f x 在[0,2]上的图象连续不断,能说明命题“若函数()f x 在(0,2)存在唯一零点,则(0)(2)0f f ⋅<”为假命题的一个函数为()f x =___________. 12. 在△ABC 中,B =60°,且c =8,b -a =4,则b =____7________.13.实数,x y 满足3,0,60.x x y x y ⎧⎪+⎨⎪-+⎩≤≥≥若z ax y =+的最大值为39a +,最小值为33a -,则a的取值范围是________. [1,1]-14. 已知两个集合,A B ,满足B A ⊆.若对任意的x A Î,存在,i j a a B Î()i j ≠,使得12i j x a a λλ=+(12,{1,0,1}λλ?),则称B 为A 的一个基集.若 {1,2,3,4,5,6,7,8A =,则其基集B 元素个数的最小值是 4 . 三.解答题:(共6小题,17、20题每题14分,其余每题13分,共80分)15.已知函数2π()sin(2)2cos 16f x x x ωω=-+-(0)ω>的最小正周期为π.(Ⅰ)求ω的值;(Ⅱ)求()f x 在区间7π[0,]12上的最大值和最小值. 解:(Ⅰ)因为2π()sin(2)(2cos 1)6f x x x ωω=-+-ππ(sin 2coscos 2sin )cos 266x x x ωωω=-+12cos 222x x ωω=+ πsin(2)6x ω=+,所以()f x 的最小正周期 2ππ2T ω==, 解得 1ω=. (Ⅱ)由(Ⅰ)得 π()sin(2)6f x x =+.因为 7π12x ≤≤0,所以 ππ4π2663x +≤≤. 所以,当ππ262x +=,即π6x =时,()f x 取得最大值为1;当π4π263x +=,即7π12x =时,()f x 取得最小值为- 16. 手机完全充满电量,在开机不使用的状态下,电池靠自身消耗一直到出现低电量警告之间所能维持的时间称为手机的待机时间.为了解A ,B 两个不同型号手机的待机时间,现从某卖场库存手机中随机抽取A ,B 两个型D号的手机各7台,在相同条件下进行测试,统计结果如下:其中,a ,b 是正整数,且a b <.(Ⅰ)该卖场有56台A 型手机,试估计其中待机时间不少于123小时的台数; (Ⅱ)从A 型号被测试的7台手机中随机抽取4台,记待机时间大于123小时的台数为X ,求X 的分布列;(Ⅲ)设A ,B 两个型号被测试手机待机时间的平均值相等,当B 型号被测试手机待机时间的方差最小时,写出a ,b 的值(结论不要求证明).解:(Ⅰ)被检测的7台手机中有5台的待机时间不少于123小时,因此,估计56台A 型手机中有556407⨯=台手机的待机时间不少于123小时. (Ⅱ)X 可能的取值为0,1,2,3.4711(0)35C P X ===; 133447C C 12(1)35C P X ===;223447C C 18(2)35C P X ===; 3447C 4(3)35C P X ===.所以,X 的分布列为:(Ⅲ)若A ,B 两个型号被测试手机的待机时间的平均值相等,当B 型号被测试手机的待机时间的方差最小时,124a =,125b =.17. 在四棱锥P -ABCD 中,底面ABCD 是边长为P AC ⊥底面ABCD ,P A =PC= (Ⅰ) 求证:PB =PD ;D证明:记AC ∩BD =O ,连结PO , ∵ 底面ABCD 为正方形, ∴ OA =OC=OB =OD =2. ∵ P A =PC , ∴ PO ⊥AC ,∵ 平面P AC ∩底面ABCD=AC ,PO ⊂平面P AC , ∴ PO ⊥底面ABCD . ∵ BD ⊂底面ABCD , ∴ PO ⊥BD . ∴ PB =PD .(Ⅱ) 点M ,N 分别在棱P A ,PC 上,PM =AM ,求直线PB 与平面DMN 解:以O 为坐标原点,射线OB ,OC ,OP方向分别为x 轴,y 轴,z 如图所示, 由(Ⅰ)可知 OP =2.可得P (0,0,2),A (0,-2,0), B (2,0,0), C (0,2,0), D (-2,0,0), 可得,M (0,-1,1), N (0,1, 1).(2,1,1)DM =-,(0,2,0)MN =. 设平面DMN 的法向量n =(,,)x y z , ∵ 0DM ⋅=n ,0MN ⋅=n ,∴ 20,0.x y z y -+=⎧⎨⎩=令1x =,可得n =(1,0,2)-.(2,0,2)PB =-, cos<PB ,n >=||||PB PB ⋅⨯n n 10.∴ 直线PB 与平面DMN 所成角的正弦值为10. (Ⅲ)在(Ⅱ)的条件下,平面DMN 与直线PB 的交点为Q ,在线段BC 上,是否存在一点H ,使得DQ ⊥PH ,若存在,求BH 的长,若不存在,请说明理由.解:记(2,0,2)PQ PB λλλ==-,可得(2,0,22)Q λλ-, (22,0,22DQ λλ=+-,DQ ⋅n =0,可得,22440λλ+-+=,解得13λ=.可得,84(,0,)33DQ =.记(2,2,0)BH tBC t t ==-,可得(22,2,0)H t t -, (22,2,2P H t t =--,若DQ ⊥PH ,则0DQ PH ⋅=,84(22)(2)033t -+⨯-=,解得12t =.故BH =.另:取PO 的中点E ,说明,,D E Q 均在平面PBD 与平面DMN 的交线上. 18. 抛物线2:2(0)C y px p =>上的点(4,)M M y 到其准线的距离为5. (Ⅰ) 求抛物线C 的标准方程;解:在抛物线2:2(0)C y px p =>中,其准线方程为4512px =-=-=-, 解得,2p =.故抛物线C 的标准方程为24y x =.(Ⅱ)过点(2,0)P 作直线l 交抛物线C 于A ,B 两点,Q 是y 轴上一点,且Q ,A ,B 三点不共线),直线AQ 与直线2x =-交于点N ,判断直线PQ 与BN 的位置关系,并说明理由.解:设直线l 的方程为2x my =+,联立方程,24,2.y x x my ⎧=⎨=+⎩消元得,2480y my --=,216320m ∆=+>恒成立. 设11(,)A x y ,22(,)B x y ,由韦达定理可得,124y y m +=,128y y =-; 设(0,)Q t , 11AQ y t k x -=,直线AQ 的方程为11y ty x t x -=+, 令2x =-,解得111(2)2x t y y x +-=,∴ 111(2)2(2,)x t y N x +--.BN k =11212(2)22x t y y x x +--+1211121(2)22x y x t yx x x -+-=+ 1211121(2)(2)22m y y x t y x x x +-++=+12121221222()(2)216my y y y x t y y x ++-+=+ 1188(2)42m m x t x -+-+=+2t=-,又2PQ tk =-, 显然PQ 与AN 不在同一条直线上,故直线PQ 与AN 平行.19.已知函数()(1)(0)x f x x e ax x =--≥.(Ⅰ)求函数()f x 的图象在(1,(1))f 处的切线在y 轴上的截距; 解:∵ ()(1)(0)x f x x e ax x =--≥, ∴ '()x f x xe a =-, ∴ '(1)f e a =-, 又(1)f a =-,可得,函数()f x 的图象在(1,(1))f 处的切线方程为()(1)y a e a x +=--, ()y e a x e =--.故()f x 的图象在(1,(1))f 处的切线在y 轴上的截距为e -. (Ⅱ) 若函数()f x 的最小值为23e -,求实数a 的值.解:(1) 当0a ≤时,'()0f x ≥恒成立,()f x 在[0,)+∞上单调递增,则()f x 在[0,)+∞上的最小值为(0)1f =-, 不符合题意.(2) 当0a >时,'(0)0f a =-<,'()(1)0a f a a e =->,且'()x f x x e a =-在[0,)+∞单调递增,可得存在唯一实数(0,)t a ∈,使得'()0f t =. 函数'(),()f x f x 随x 的变化而变化如下表:所以函数()f x 的最小值为()(1)t f t t e at =--,其中0t te a -=,因此22(1)3t t t e e -+-=-,即22(1)3t t t e e -+=,显然2t =是该方程的一个解. 设2()(1)(0)t g t t t e t =-+>,2'()()0t g t t t e =+>,可得()g t 在(0,)+∞上单调递增, 可知,2t =是方程22(1)3t t t e e -+=的唯一解. ∴ 22t a te e ==.且符合题意.20.已知n 是给定的不小于3正整数,如果数列:A 12,,,n a a a 满足:对于任意的1,2,,i n =,均有()1i S A a n <-,其中12()=n S A a a a +++,那么称数列A 为“紧密数列”.(Ⅰ) 若“紧密数列”1234:,,,A a a a a 为等差数列,11a =,求数列A 的公差d 的取值范围;解:当0d ≥时,数列1234:,,,A a a a a 中的最大项为4a , 则4()3S A a <,即46133d d ++<,解得13d <; 又 0d ≥,可得103d ≤<.当0d <时,数列1234:,,,A a a a a 中的最大项为1a , 则1()3S A a <,即4613d +<,解得16d >-; 又 0d <,可得106d -<<.综上所述,数列A 的公差d 的取值范围为1163d -<<.(Ⅱ) 数列:A 12,,,n a a a 为“紧密数列”,求证:对于任意互不相等的,,{1,2,,}i j k n ∈,均有i j k a a a +>;证明:假设存在不相等的,,{1,2,,}i j k n ∈,有i j k a a a +≤,在数列:A 12,,,n a a a 中,除,i j a a 为,其他所有数之和'(2)1SS n n <-⨯-, 因此:'i j S S a a =++ (2)1k n S a n -<+- (2)11n S Sn n -<+-- S <. 矛盾,假设不成立.因此对于任意互不相等的,,{1,2,,}i j k n ∈,均有i j k a a a +>.(Ⅲ) 数列:A 12,,,n a a a 为“紧密数列”,对于任意的1,2,,i n =,i a Z ∈,且10(11)i i a a i n +-≠≤≤-成立,求()S A 的最小值n T . 解:数列:A 12,,,n a a a 为“紧密数列”,对于任意的1,2,,i n =,均有()1i S A a n <-, 又i a Z ∈,则存在{1,2,,1}p n ∈-,使得 ()1i S A p a n -≤-,其中()1S A p Z n -∈-, 因为10(11)i i a a i n +-≠≤≤-,可知(1)当n 为偶数时,在数列A 中,能够达到()1S A p n --的项不超过2n 个, 则 ()()12S A p n n S A n -⨯-≥-, 1()(1)2S A n n p n ≥-+. 当1p =时,1()(1)2S A n n ≥+; 当,21,2k n k a n k ⎧⎪⎪=⎨⎪+⎪⎩为偶数,为奇数.时,1()(1)2S A n n =+,且2222(1)i n n n a n ++≤<-, 数列A 为紧密数列.(2)当n 为奇数时,在数列A 中,能够达到()1S A p n --的项不超过12n +个, 则 ()1()12S A p n n S A n --⨯-≥-, 21()(21)2S A n n p n ≥-++.当1p =时,21()(1)2S A n ≥+; 当1,21,2k n k a n k -⎧⎪⎪=⎨+⎪⎪⎩为偶数,为奇数.时,21()(1)2S A n =+,且21122(1)i n n a n ++≤<-, 数列A 为紧密数列.综上所述,()S A 的最小值2,21,.22+n n n n T n n ⎧⎪⎪=⎨+⎪⎪⎩为偶数,为奇数,其中3n ≥.。