北京市西城区2009届高三一模(数学理)
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北京市西城区 2009届高三4月抽样测试高三数学试卷(理科) 2009.4本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分.共150分.考试时间120分钟.第Ⅰ卷(共40分)一、选择题:本大题共 8 小题,每小题 5 分,共 40 分. 在每小题列出的四个选项中,选出符合题目要求的一项.1. 已知全集{1,2,3,4,5}U =,集合{3,4},{2,3,5A B ==,那么集合()U A Bð等于( )A. {1,2,3,4,5}B. {3,4}C. {1,3,4}D. {2,3,4,5}2. 设i 是虚数单位,复数tan 45z =-oi sin 60×o,则2z 等于( )A. 74-B.14-C. 74+D.14+3. 若数列{}n a 是公比为4的等比数列,且12a =,则数列2{log }n a 是( )A. 公差为2的等差数列B. 公差为lg 2的等差数列C. 公比为2的等比数列D. 公比为lg 2的等比数列4. 设a 为常数,函数2()43f x x x =-+. 若()f x a +为偶函数,则a 等于( )A. -2B. 2C. -1D. 15. 已知直线a 和平面a ,那么//a a 的一个充分条件是( )A. 存在一条直线b ,//,a b b a ÌB. 存在一条直线b ,,a b b a ^^C. 存在一个平面,,//a ββαβ⊂D. 存在一个平面,,a ββαβ⊥⊥ 6. 与直线40x y --=和圆22220x y x y ++-=都相切的半径最小的圆的方程是( )A. 22(1)(1)2x y +++=B. 22(1)(1)4x y +++=C. 22(1)(1)2x y -++=D. 22(1)(1)4x y -++= 7.设 ,a b ÎR , 且(1)<0b a b ++,(1)<0b a b +-,则 ( )A. 1a >B. 1a <-C. 11a -<<D. ||1a >8. 函数f (x )的定义域为D ,若对于任意12,x x D Î,当12x x <时,都有12()()f x f x £,则称函数()f x 在D 上为非减函数 .设函数f (x )在[0,1]上为非减函数,且满足以下三个条件: ○1(0)0f =; ○21()()32xf f x =; ○3(1)1()f x f x -=-.则11()()38f f +等于( )A.34B.12 C. 1 D. 23北京市西城区 2009年抽样测试高三数学试卷(理科) 2009.4第Ⅱ卷( 共110分)二、填空题:本大题共 6 小题,每小题 5 分,共 30 分. 把答案填在题中横线上 . 9.222324limx x x x ®-+-的值等于___________.10. 522()x x+的展开式中2x 的系数是___________;其展开式中各项系数之和为________.(用数字作答)11. 不等式|21|||x x ->的解集为_____________.12. 设O 为坐标原点,向量 (1,2)O A =. 将O A 绕着点 O 按逆时针方向旋转 90得到向量 OB , 则2OA OB +的坐标为____________.13. 给出下列四个函数:① sin cos y x x =+; ② sin cos y x x =-; ③ sin cos y x x = ; ④ sin cos x y x=.其中在)2,0(π上既无最大值又无最小值的函数是_________________.(写出全部正确结论的序号)14. 已知函数()f x 由下表给出:其中(0,1,2,3,4)k a k =等于在01234,,,,a a a a a 中k 所出现的次数. 则4a =______________;0123a a a a +++=___________.三、解答题:本大题共 6 小题,共 80 分. 解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤. 15.(本小题满分12分)某个高中研究性学习小组共有9名学生,其中有3名男生和6名女生. 在研究学习过程中,要进行两次汇报活动(即开题汇报和结题汇报),每次汇报都从这9名学生中随机选1人作为代表发言. 设每人每次被选中与否均互不影响.(Ⅰ)求两次汇报活动都由小组成员甲发言的概率;(Ⅱ)设x 为男生发言次数与女生发言次数之差的绝对值,求x 的分布列和数学期望.16.(本小题满分12分)如图,在平面直角坐标系xOy 中,点A 在x 轴正半轴上,直线AB 的倾斜角为34p ,|OB |=2,设3,(,)24A O Bp pq q ? .(Ⅰ)用q表示点B的坐标及||OA;(Ⅱ)若4tan3q=-,求O A O B×uur uu u r的值.17.(本小题满分14分)如图,在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD是直角梯形,90,//,B C D A B C D?o又1,2,AB BC PC PB CD AB PC=====^.(Ⅰ)求证:P C^平面A B C D;(Ⅱ)求二面角B-PD-C的大小;(Ⅲ)求点B到平面PAD的距离.18.(本小题满分14分)设a∈R,函数2()(1)2(1)ln(1)f x x a x=--+-+.(Ⅰ)若函数()f x在点(0,(0))f处的切线方程为41y x=-,求a的值;BD CP(Ⅱ)当a <1时,讨论函数()f x 的单调性.19.(本小题满分14分) 已知椭圆C 22:14yx +=,过点M (0, 3)的直线l 与椭圆C 相交于不同的两点A 、B .(Ⅰ)若l 与x 轴相交于点N ,且A 是MN 的中点,求直线l 的方程;(Ⅱ)设P 为椭圆上一点, 且OA OB OP λ+=(O 为坐标原点). 求当||A B <实数λ的取值范围.20.(本小题满分14分)设3m >,对于有穷数列{}n a (1,2,,n m =L ), 令k b 为12,,,k a a a L 中的最大值,称数列{}n b 为{}n a 的“创新数列”. 数列{}n b 中不相等项的个数称为{}n a 的“创新阶数”. 例如数列2,1,3,7,5的创新数列为2,2,3,7,7,创新阶数为3.考察自然数1,2,,(3)m m >L 的所有排列,将每种排列都视为一个有穷数列{}n c . (Ⅰ)若m =5, 写出创新数列为3,4,4,5,5的所有数列{}n c ;(Ⅱ) 是否存在数列{}n c ,使它的创新数列为等差数列?若存在,求出所有的数列{}n c ,若不存在,请说明理由;(Ⅲ)在创新阶数为2的所有数列{}n c 中,求它们的首项的和.北京市西城区 2009年抽样测试参考答案高三数学试卷(理科) 2009.4一、选择题:本大题共 8 小题,每小题 5 分,共 40 分.二、填空题:本大题共 6 小题,每小题 5 分,共 30 分. 9.1410. 10,243 11. 1{|1}3x x x ><或 12. (0,5) 13. ○2○4 14. 0,5注:两空的题目,第一个空3分,第二个空2分.三、解答题:本大题共 6 小题,共 80 分. 15.(本小题满分12分)(Ⅰ)解:记 “2次汇报活动都是由小组成员甲发言” 为事件A . -----------------------------1分由题意,得事件A 的概率111()9981P A =?,即2次汇报活动都是由小组成员甲发言的概率为181.---------------------------5分(Ⅱ)解:由题意,ξ的可能取值为2,0, ----------------------------6分每次汇报时,男生被选为代表的概率为3193=,女生被选为代表的概率为12133-=.0202022211115(2)C ()(1)C ()(1)33339P x ==-+-=; 1112114(0)C ()(1)339P x ==-=; 所以,x 的分布列为:---------------------------10分x的数学期望541020999E x =??.---------------------------12分16.(本小题满分12分)(Ⅰ)解:由三角函数的定义,得点B 的坐标为(2cos ,2sin )q q . ---------------------------1分在A O B V 中,|OB |=2,3,444B A O B p p p p q q ??--=-,由正弦定理,得||||sin sin4O B O A Bp =Ð||3sin()42O A p q =-,所以3||)4O A p q =-.---------------------------5分注:仅写出正弦定理,得3分. 若用直线AB 方程求得||2(sin cos )OA q q =+也得分.(Ⅱ)解:由(Ⅰ)得3||||cos )cos 4O A O BO A O B p q q q ?鬃- uur uu u ruur uu u r , ------------------7分因为43tan ,(,)324p p q q =- , 所以43sin ,cos 55q q ==-,----------------------------9分又333sin()sincos cos sin 444p p p q q q -=?34()(2525=--10=,---------------------------11分所以312()15O O B ?-=-uru u.---------------------------12分 17.(本小题满分14分)(Ⅰ)证明:在P B C V 中,1,BC PC PB ===222B C P C P B \+=,90PCB \?o,即P C B C ^, ---------------------------1分,A B P C A BB C B^=Q I , P C \^平面A .---------------------------4分(Ⅱ)方法一:解:由(Ⅰ)知P C B C ^,又,BC CD PC CD C ^=I ,B C \^平面P,---------------------------5分如图,过C 作C M P D ^于M ,连接BM ,C M \是BM 在平面PCD 内的射影, B M P D \^,又C M P D ^C M B\ 为二面角B -PD -C 的平面角.---------------------------7分在P C D V 中, 90PCD?o, PC=1, 2C D =,PD \=又C MP D^,P D C MP C C D \? ,5PC C D C M PD×\==. ---------------8分在C M B V 中, 90BCM?o, BC=1, 5C M =tan 2BC C M BC M\?=\二面角B -PD -C的大小为ar t an 2. ---------------------------9分 方法二:解:如图,在平面ABCD 内,以C 为原点, CD 、CB 、CP 分别为x 、y 、z 轴,建立空间直角坐标系C -xyz , 则(0,0,0),(0,1,0),(2,0,0),(0,0,1),(1,1,0)C BD P A ,---------------------------5分过C 作C M D P ^于M ,连接BM ,设(,,)M x y z ,则(,,),(2,,),(2,MC x y z DM x y z DP =---=-=-uuu ruuu u ruuu rA BD CPM 你的首选资源互助社区M C DP^uuu r uuu r Q ,20M C DPx z \?-=uuu r uuu r ; ○1,DM DP uuu u r uuu rQ 共线,20,2x y z -\==-, ○2由○1○2,解得24,0,55x y z ===,M \点的坐标为24(,0,)55,24(,1,)55M B =--uuu r ,24(,0,)55M C =--uuu r ,440055M B D P ?+-=uuu r uuu r Q ,M B D P \^,又C M D P ^,C M B\ 为二面角B -PD -C 的平面角.---------------------------7分 24(,0,)55M C =--uuu rQ ,24(,1,)55M B =--uuu r ,2c o s 3||||M B M C C M B M B M C ×\?=×u u ur u u ur u u ur u u ur ,\二面角B -PD -C 的大小为2a r cc o s 3.--------------------------9分(Ⅲ)解:设点B 到平面PAD 的距离为h , A B B C ^Q,AC \=P C ^Q 平面ABCD ,PC AC \^,PA \=在直角梯形ABCD 中,1,1,2AB BC C D ===,AD \=在PAD V中,AD =QPA PD ==\222A D P A P D+=,90PAD \?o,P A D\V 的面积122PAD S AD PA=?V ,---------------------------10分Q 三棱锥B -PAD 的体积B PADP ABDV V --=,13P A D S h\鬃V 13A B D S P C=鬃V ,---------------------------12分1(11)122h创 ,解得6h =,\点B 到平面PAD的距离为6.---------------------------14分 18.(本小题满分14分)(Ⅰ)解:函数()f x 的定义域为(1,)-+ , ---------------------------1分22()221a f x x x -¢=-+++2221x ax -+=+.---------------------------4分因为(f '=,所以2a =.---------------------------5分(Ⅱ)解:当0a <时,因为210,220x x a +>-+<,所以()0f x ¢<,故()f x 在(1,)-+ 上是减函数; ------------------------7分当a =0时,当(1,0)x ?时,22()01xf x x -¢=<+,故()f x 在(1,0)-上是减函数,当(0,)x ? 时,22()01xf x x -¢=<+,故()f x 在(0,+)¥上是减函数,因为函数()f x在(1,)-+上连续,所以()f x在(1,)-+上是减函数;---------------------------9分当0<a<1时,由222()01x af xx-+¢==+, 得x或x=-分x变化时,(),()f x f x'的变化如情况下表:所以()f x在(1,--上为减函数、在)+上为减函数;()f x在(-上为增函数.------------------------13分综上,当0a£时,()f x在(1,)-+上是减函数;当0<a<1时,()f x在(1,--上为减函数、在)+上为减函数;()f x在(-上为增函数.------------------------14分19.(本小题满分14分)(Ⅰ)解:设A(x1, y1),因为A为MN的中点,且M的纵坐标为3,N的纵坐标为0,所以132y =,---------------------------1分又因为点A (x 1, y 1)在椭圆C 上 所以221114y x +=,即219116x +=,解得14x =±,则点A 的坐标为3)42或3()42-,-------------------------3分所以直线l 的方程为7210y -+=或7210y +-=.--------------------------5分(Ⅱ)解:设直线AB 的方程为3y kx =+或0x =,A (x 1, y 1),B (x 2, y 2),33(,)P x y ,当AB 的方程为0x =时,||4AB =>与题意不符. --------------------------6分当AB 的方程为3y kx =+时:由题设可得A 、B 的坐标是方程组22314y kx y x =+⎧⎪⎨+=⎪⎩的解, 消去y 得22(4)650k x kx +++=,所以22(6)20(4)0,k k ∆=-+>即25k >, 则121212122226524,,(3)(3)444k x x x x y y kx kx kkk-+=⋅=+=+++=+++,---------------------------8分因为||AB =<<,解得216813k -<<,所以258k <<.--------------------------10分因为OA OB OP λ+=,即112233(,)(,)(,)x y x y x y λ+=,所以当λ=时,由OA OB += ,得1212226240,044k x x y y kk-+==+==++, 上述方程无解,所以此时符合条件的直线l 不存在;--------------------11分当0λ≠时,12326(4)x x kx k λλ+-==+,123224(4)y y y k λλ+==+,因为点33(,)P x y 在椭圆上, 所以226[](4)kk λ-++22124[]14(4)kλ=+,-------------------------12分化简得22364kλ=+,因为258k <<,所以234λ<<,则(2,2)λ∈- .综上,实数λ的取值范围为(2,2)- .---------------------------14分 20.(本小题满分14分)(Ⅰ)解:由题意,创新数列为3,4,4,5,5的数列{}n c 有两个,即:(1)数列3,4,1,5,2; ---------------------------2分(2)数列3,4,2,5,1.---------------------------3分注:写出一个得2分,两个写全得3分.(Ⅱ)答:存在数列{}n c ,它的创新数列为等差数列.解:设数列{}n c 的创新数列为{}(1,2,,)n e n m =L , 因为m e 为12,,,m c c c L 中的最大值. 所以m e m =.由题意知:k e 为12,,,k c c c L 中最大值,1k e +为121,,,,k k c c c c +L 中最大值, 所以1k k e e +£,且{1,2,,}k e m ÎL .若{}n e 为等差数列,设其公差为d ,则10k k d e e +=- ,且d ÎN , -----------------5分当d =0时,{}n e 为常数列,又m e m =,所以数列{}n e 为,,,m m m L ,此时数列{}n c 是首项为m 的任意一个符合条件的数列;当d =1时,因为m e m =,所以数列{}n e 为1,2,3,,m L ,此时数列{}n c 是1,2,3,,m L ;--------------------7分当2d ³时,因为111(1)(1)222m e e m d e m m e =+-?-?-+,又13,0m e >>,所以m e m >,这与m e m =矛盾,所以此时{}n e 不存在,即不存在{}n c 使得它的创新数列为2d ³的等差数列.综上,当数列{}n c 为:(1)首项为m 的任意符合条件的数列;(2)数列1,2,3,,m L 时,它的创新数列为等差数列.---------------------------9分注:此问仅写出结论(1)(2)者得2分. (Ⅲ)解:设{}n c 的创新数列为{}(1,2,,)n e n m =L , 由(Ⅱ)知,m e m =, 由题意,得11e c =,所以当数列{}n c 的创新阶数为2时,{}n e 必然为111,,,,,,,c c c m m m L L (其中1c m <),---------------------10分由排列组合知识,得创新数列为,,,,,,,()k k k m m m k m <L L 的符合条件的{}n c 的个数为1111111111(1)!m k m k k m kk m m k k m k C A A A A m m km k------------鬃=?---,----------------12分所以,在创新阶数为2的所有数列{}n c 中,它们的首项的和为1111(1)!(1)!m m k k m k k m m km k--==-?---邋. ---------------------------14分。