北京理科2012年高考数学模拟试题七及答案
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北京理科2012年高考数学模拟试题七第一部分(选择题 共40分)一、选择题:本大题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,选出符合题目要求的一项. (1)已知全集U =R ,集合{|021}xA x =<<,3{|log 0}B x x =>,则U ()A B I ð=(A ){|1}x x > (B ){|0}x x > (C ){|01}x x << (D ){|0}x x <(2)设,x y ∈R ,那么“0>>y x ”是“1>yx ”的(A )必要不充分条件 (B )充分不必要条件(C )充分必要条 (D )既不充分又不必要条件 (3)三棱柱的侧棱与底面垂直,且底面是边长为2的等边三角形,其正视 图(如图所示)的面积为8,则侧视图的面积为(A ) 8 (B ) 4(C )43 (D )3(4)已知随机变量X 服从正态分布(, 4)N a ,且(1)0.5P X >=,则实数 a 的值为 (A )1 (B )3 (C )2 (D )4(5)若一个三位数的十位数字比个位数字和百位数字都大,则称这个数为“伞数”.现从 1,2,3,4,5,6这六个数字中任取3个数,组成无重复数字的三位数,其中“伞数”有(A )120个 (B )80个 (C )40个 (D )20个(6)点P 是抛物线x y 42=上一动点,则点P 到点(0,1)A -的距离与到直线1-=x 的距离和的最小值是(A )5 (B )3 (C )2 (D )2(7)已知棱长为1的正方体1111ABC D A B C D -中,点E ,F 分别是棱1B B ,1D D 上的动点,且1BE D F λ==1(0)2λ<≤.设E F 与A B 所成的角为α,与BC 所成的角为β,则αβ+的最小值(A )不存在 (B )等于60︒ (C )等于90︒ (D )等于120︒(8)已知点P 是A B C ∆的中位线E F 上任意一点,且//E F B C ,实数x ,y 满足P A x P B y P C ++=0.设A B C ∆,P B C ∆,P C A ∆,P A B ∆的面积分别为S ,1S ,2S ,正视图 113S , 记11S Sλ=,22S Sλ=,33S Sλ=.则23λλ⋅取最大值时,2x y +的值为(A )32(B )12(C ) 1 (D )2 第二部分(非选择题 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)已知复数z 满足1iz i =-,则z = .(10)曲线C :cos 1,sin 1x y θθ=-⎧⎨=+⎩(θ为参数)的普通方程为 .(11)曲线233y x =-与x 轴所围成的图形面积为________.(12)已知数列{}n a 满足12a =,且*1120,n n n n a a a a n +++-=∈N ,则2a = ;并归纳出数列{}n a 的通项公式n a = .(13)如图,P A 与圆O 相切点A ,P C B 为圆O 的割线,并且不过圆心O ,已知30BPA ∠=,23PA =,1P C =,则P B = ;圆O 的 半径等于 .(14)已知函数2()(1)1f x ax b x b =+++-,且(0, 3)a ∈,则对于任意的b ∈R ,函数()()F x f x x =-总有两个不同的零点的概率是 . 三、解答题:本大题共6小题,共80分.解答应写出文字说明,演算步骤或证明过程.(15)(本小题满分13分)已知函数2()2sin sin()2sin 12f x x x x π=⋅+-+()x ∈R .(Ⅰ)求函数()f x 的最小正周期及函数()f x 的单调递增区间;(Ⅱ)若02()23x f =,0ππ(,)44x ∈-,求0cos 2x 的值.(16)(本小题满分13分)为了防止受到核污染的产品影响我国民众的身体健康,要求产品在进入市场前必须进行两轮核辐射检测,只有两轮都合格才能进行销售,否则不能销售.已知某产品第一轮检测不合格的概率为16,第二轮检测不合格的概率为110,两轮检测是否合格相互没有影响.(Ⅰ)求该产品不能销售的概率;(Ⅱ)如果产品可以销售,则每件产品可获利40元;如果产品不能销售,则每件产品亏损80元(即获利-80元).已知一箱中有产品4件,记一箱产品获利X 元,求X 的分布列,并C O PAB求出均值E (X ). (17)(本小题满分13分)在长方形11AA B B 中,124AB AA ==,C ,1C 分别是A B ,11A B 的中点(如图1). 将此长方形沿1C C 对折,使二面角11A C C B --为直二面角,D ,E 分别是11A B ,1C C 的中点(如图2).(Ⅰ)求证:1C D ∥平面1A B E ; (Ⅱ)求证:平面1A B E ⊥平面11AA B B ; (Ⅲ)求直线1B C 与平面1A B E 所成角的正弦值.(18)(本小题满分13分)设函数2()ln ()f x x x a =+-,a ∈R .(Ⅰ)若0a =,求函数()f x 在[1,]e 上的最小值;(Ⅱ)若函数()f x 在1[, 2]2上存在单调递增区间,试求实数a 的取值范围;(Ⅲ)求函数)(x f 的极值点. (19)(本小题满分14分)已知椭圆2222:1(0)x y C a b ab+=>>经过点(2, 1)A ,离心率为22.过点(3, 0)B 的直线l 与椭圆C 交于不同的两点,M N . (Ⅰ)求椭圆C 的方程;图(1)图(2)C 1BC AA 1B 1BCADEA 1B 1C 1(Ⅱ)求BM BN ⋅的取值范围;(Ⅲ)设直线A M 和直线AN 的斜率分别为A M k 和AN k ,求证:AM AN k k +为定值. (20)(本小题满分14分)对于正整数, a b ,存在唯一一对整数q 和r ,使得a bq r =+,0r b <≤. 特别地,当0r =时,称b 能整除a ,记作|b a ,已知{1, 2, 3,,23}A =⋅⋅⋅.(Ⅰ)存在q A ∈,使得201191 (091)q r r =+<≤,试求,q r 的值;(Ⅱ)求证:不存在这样的函数:{1,2,3}f A →,使得对任意的整数12,x x A ∈,若12||{1,2,3}x x -∈,则12()()f x f x ≠;(Ⅲ)若B A ⊆,12)(=B card (()card B 指集合B 中的元素的个数),且存在,a b B ∈,b a <,|b a ,则称B 为“和谐集”. 求最大的m A ∈,使含m 的集合A 的有12个元素的任意子集为“和谐集”,并说明理由.参考答案1. D 【解析】分别把两个集合表示为{}{}0,1A x x B x x =<=>,所以{}1U C B x x =≤,(){}0.U A C B x x =<2. B 【解析】 当0>>y x 时1>yx 成立,若1>yx ,则出现0>>y x 和0x y <<两种情形.3. C 【解析】侧视图应为矩形,高为4,宽为323,2⨯=因此侧视图的面积为4 3.4. A 【解析】由(1)0.5P X >=可知 1.a μ==5. C 【解析】分四种情形处理,当中间数依次分别为3,4,5,6时,相应“伞数”的个数分别为22222345,,,,A A A A 所以2222234540.A A A A +++=6. D 【解析】点P 到点(0,1)A -的距离与到直线1-=x 的距离和转化为点P 到点(0,1)A -的距离与点P 到焦点()1,0F 的距离和,显然最小值为 2.AF =7. C 【解析】在1A A 上取一点M ,使E M A B ∥,连结M F ,则ME F α∠=,同理可判断αβ=.在M F E ∆中,()()221,212,112ME EF MF λλ==+-=+-,所以()212cos 2212αλ=≥+-,所以m in 45,α︒=因此()min 90.αβ︒+=【易错点拨】在判断E F 与A B 所成的角α、BC 所成的角β时不能从图形直接判断为相等是本题解答的一个障碍,由三角函数值确定角也是较为容易出错的地方。
此外若采用空间坐标运算还可能出现坐标的确定有误. 8. A 【解析】123123111,,22λλλλλλ++==+=,223232311,2164λλλλλλ+⎛⎫≤=== ⎪⎝⎭时取等号,此时点P 为E F 的中点, 所以()12PA PB PC =-+,因此113,,2.222x y x y ==+=9. 1.i --【解析】把1iz i =-两边同乘以i -,则()()11.z i i i =-⋅-=--10. ()()2211 1.x y ++-=【解析】1cos ,1sin x y θθ+=-=,则()()2211 1.x y ++-= 11. 4.【解析】先求曲线233y x =-与x 轴的交点分别为()()1,0,1,0,-所以()12311333 4.1S xdx x x-=-=-=-⎰【易错点拨】积分的上下限的确定是解题的关键,被积函数的“还原”是难点. 12.42,321nn -【解析】由 12a =,1120n n n n a a a a +++-=得243a =。
1120n n n n a a a a +++-= 可变形为111211n n a a +⎛⎫-=- ⎪⎝⎭,则11n a ⎧⎫-⎨⎬⎩⎭为等比数列,首项为12-,公比为12,所以111121,.2221n nn nn a a -⎛⎫⎛⎫-=-⨯=⎪ ⎪-⎝⎭⎝⎭13. 12,7.【解析】由2P A P C P B =⋅得()22312.1PB ==作直径A D 交P B 于E ,则A E E D C E EB ⋅=⋅.易求得2,3,8,AE CE EB ===所以12,7.2D E E AD E r +===14.13【解析】22()(1)11F x ax b x b x ax bx b =+++--=++-,因为该函数总有两个不同的零点,所以()222442440b ab a b a a a ∆=-+=-+->恒成立只需要2440,0 1.a a a -><<所以1.3P =15. 【解析】2()2sin cos 2sin 1=⋅-+f x x x x sin 2cos 2=+x xπ2sin(2)4x =+.(Ⅰ)函数()f x 的最小正周期2ππ2T ==.令πππ2π22π242k x k -++≤≤()k ∈Z ,所以3ππ2π22π44k x k -+≤≤.即3ππππ88k x k -+≤≤.所以,函数()f x 的单调递增区间为3ππ[π, π]88k k -+()k ∈Z . (Ⅱ)解法一:由已知得0002()sin cos 23x f x x =+=,两边平方,得021sin 29x +=所以 07sin 29x =-因为0ππ(, )44x ∈-,所以0π2(, )22x π∈-.所以20742cos 21()99x =--=. 解法二:因为0ππ(,)44x ∈-,所以0ππ(0,)42x +∈.又因为000ππ2()2sin(2)2sin()22443x x f x =⋅+=+=,得 0π1sin()43x +=. 所以20π122cos()1()433x +=-=.所以,00000πππcos 2sin(2)sin[2()]2sin()cos()2444x x x x x π=+=+=++122422339=⋅⋅=.16. 【解析】(Ⅰ)记“该产品不能销售”为事件A ,则111()1(1)(1)6104P A =--⨯-=. 所以,该产品不能销售的概率为14.(Ⅱ)由已知,可知X 的取值为320,200,80,40,160---.411(320)()4256P X =-==, 134133(200)()4464P X C =-=⋅⋅=,22241327(80)()()44128P X C =-=⋅⋅=,3341327(40)()4464P X C ==⋅⋅=,4381(160)()4256P X ===.所以X 的分布列为X -320 -200 -80 40 160 P125636427128276481256E (X )1127278132020080401602566412864256=-⨯-⨯-⨯+⨯+⨯40=所以,均值E (X )为40. 17. 【解析】解法一:(Ⅰ)证明:取1A B 的中点F ,连接D F ,E F .因为D ,F 分别是11A B ,1A B 的中点,所以D F 是△11A B B 的中位线. ………………1分 所以D F ∥1B B ∥1C C ,且111122DF BB CC ==.又因为E 是1C C 的中点,所以1112C E C C =.所以D F ∥1C E ,且1D F C E =. 所以四边形1C E F D 是平行四边形.所以1C D ∥EF . 又E F ⊂平面1A B E ,1C D ⊄平面1A B E , 所以1C D ∥平面1A B E .(Ⅱ)证明:因为111C C A C ⊥,111C C B C ⊥且11111A C B C C = ,所以1C C ⊥平面111A C B .因为1B B ∥1C C , 所以1B B ⊥平面111A C B . 因为1C D ⊂平面111A C B ,所以11BB C D ⊥.又1111A C C B =,且D 是11A B 的中点,所以111C D A B ⊥. 因为1111A B BB B = ,所以1C D ⊥平面11AA B B . 由(Ⅰ)知EF ∥1C D . 所以E F ⊥平面11AA B B . 又因为E F ⊂平面1A B E ,所以平面1A B E ⊥平面11AA B B .(Ⅲ)解:由已知,将长方形11AA B B 沿1C C 对折后,二面角11A C C B --为直二面角,因为在长方形11AA B B 中,C ,1C 分别是A B ,11A B 的中点,所以1C C BC ⊥,1C C AC ⊥. 所以ACB ∠是二面角11A C C B --的平面角. 所以90A C B ∠=︒. 所以B C A C ⊥. 又1B C C C ⊥,1AC C C C = ,所以B C ⊥平面11A A C C ,即BC ⊥平面11A EC . 所以11111113CA B EB A EC A E C V V S B C --∆==⋅. 其中111111121122A E C S A C C E ∆=⋅=⋅⋅=,所以11111111212333CA B EB A EC A E C V V S B C --∆==⋅=⋅⋅=.1111232622A EB S A B EF ∆=⋅=⋅⋅=,设点1C 到平面1A E B 的距离为h ,所以1111126333CA B EA EB V S h h -∆=⋅=⋅⋅=,即63h =.设直线1B C 与平面1A B E 所成角为θ,所以1633sin 622h BC θ===.所以直线1B C 与平面1A B E 所成角的正弦值为36.解法二:(Ⅰ)证明:由已知,将长方形11AA B B 沿1C C 对折后,二面角11A C C B --为直二面角,因为在长方形11AA B B 中,C ,1C 分别是A B ,11A B 的中点,所以1C C B C ⊥,1C C AC ⊥. 即ACB ∠是二面z yAA 1CEC 1DBB 1角11A C C B --的平面角.所以90A C B ∠=︒. 所以B C A C ⊥. 所以1, , C A C B C C 两两垂直.以点C 为原点,分别以1,,C A C B C C 为, , x y z 轴,建立空间直角坐标系. ……………1分因为124AB AA ==,且D ,E 分别是11A B ,1C C 的中点,所以1(0, 0, 2)C ,(1, 1, 2)D ,1(2, 0, 2)A ,(0, 2, 0)B ,(0, 0, 1)E . 所以1(1, 1, 0)C D = ,1(2, 2, 2), (0, 2, 1)A B BE =--=-.设平面1A B E 的法向量为(, , )x y z =n ,所以10,0.A B B E ⎧⋅=⎪⎨⋅=⎪⎩n n 所以2220,20. x y z y z -+-=⎧⎨-+=⎩ 令1y =,则2z =,1x =-. 所以(1, 1, 2)=-n . 又因为1(1, 1, 0)(1, 1, 2)0C D ⋅=⋅-=n .所以1C D ⊥n .又因为1C D ⊄平面1A B E , 所以1C D ∥平面1A B E . (Ⅱ)证明:由(Ⅰ)知(2, 0, 0)A ,1(2, 0, 2)A ,(0, 2, 0)B ,1(0, 0, 2)AA = ,(2, 2, 0)AB =-.设平面11AA B B 的法向量为(, , )x y z =m ,所以10,0.A A AB ⎧⋅=⎪⎨⋅=⎪⎩m m 所以20, 220.z x y =⎧⎨-+=⎩ 令1y =,则1x =,0z =,所以(1, 1, 0)=m . 由(Ⅰ)知,平面1A B E 的法向量为(1, 1, 2)=-n .所以(1, 1, 0)(1, 1, 2)0⋅=⋅-=m n .所以⊥m n . 所以平面1A B E ⊥平面11AA B B .(Ⅲ)解:由(Ⅰ)知,(0, 2, 0)B ,1(0, 0, 2)C . 所以1(0, 2, 2)BC =-.又由(Ⅰ)知,平面1A B E 的法向量为(1, 1, 2)=-n . 设直线1B C 与平面1A B E 所成角为θ,则111243sin cos , 6226B C B C B C θ⋅-+=<>===⋅⋅n n n . 所以直线1B C 与平面1A B E 所成角的正弦值为36.18. 【解析】(Ⅰ))(x f 的定义域为(0,)+∞.因为1()20f x x x'=+>,所以()f x 在[1,]e 上是增函数,当1x =时,()f x 取得最小值(1)1f =. 所以()f x 在[1,]e 上的最小值为1.(Ⅱ)解法一:21221()2()x ax f x x a xx-+'=+-=设2()221g x x ax =-+,依题意,在区间1[, 2]2上存在子区间使得不等式()0g x >成立. 注意到抛物线2()221g x x ax =-+开口向上,所以只要(2)0g >,或1()02g >即可.由(2)0g >,即8410a -+>,得94a <,由1()02g >,即1102a -+>,得32a <,所以94a <,所以实数a 的取值范围是9(,)4-∞.解法二:21221()2()x ax f x x a xx-+'=+-=,依题意得,在区间1[, 2]2上存在子区间使不等式22210x ax -+>成立.又因为0x >,所以12(2)a x x <+.设1()2g x x x=+,所以2a 小于函数()g x 在区间1[, 2]2的最大值.又因为21()2g x x'=-,由21()20g x x'=->解得22x >;由21()20g x x'=-<解得202x <<.所以函数()g x 在区间2(, 2)2上递增,在区间12(,)22上递减.所以函数()g x 在12x =,或2x =处取得最大值.又9(2)2g =,1()32g =,所以922a <,94a <所以实数a 的取值范围是9(, )4-∞.(Ⅲ)因为2221()x ax f x x-+'=,令2()221h x x ax =-+①显然,当0a ≤时,在(0,)+∞上()0h x >恒成立,这时()0f x '>,此时,函数()f x 没有极值点;②当0a >时,(ⅰ)当0∆≤,即02a <≤时,在(0,)+∞上()0h x ≥恒成立,这时()0f x '≥,此时,函数()f x 没有极值点;(ⅱ)当0∆>,即2a >时,易知,当222222a a a a x --+-<<时,()0h x <,这时()0f x '<;当2202a a x --<<或222a a x +->时,()0h x >,这时()0f x '>;所以,当2a >时,222a a x --=是函数()f x 的极大值点;222a a x +-=是函数()f x 的极小值点.综上,当2a ≤时,函数()f x 没有极值点;当2a >时,222a a x --=是函数()f x 的极大值点;222a a x +-=是函数()f x 的极小值点. 19. 【解析】(Ⅰ)由题意得22222411,,2.2a b a b c c a⎧+=⎪⎪⎪=+⎨⎪⎪=⎪⎩ 解得6a =,3b =.故椭圆C 的方程为22163xy+=.(Ⅱ)由题意显然直线l 的斜率存在,设直线l 方程为(3)y k x =-,由22(3),1,63y k x x y =-⎧⎪⎨+=⎪⎩得2222(12)121860k x k x k +-+-=.因为直线l 与椭圆C 交于不同的两点M ,N ,所以42221444(12)(186)24(1)0k k k k ∆=-+-=->,解得11k -<<.设M ,N 的坐标分别为11(,)x y ,22(,)x y ,则21221212kx x k+=+,212218612k x x k-=+,11(3)y k x =-,22(3)y k x =-.所以1212(3)(3)BM BN x x y y ⋅=--+21212(1)[3()9]k x x x x =+-++223312k k +=+23322(12)k =++.因为11k -<<,所以2332322(12)k <++≤.故BM BN ⋅的取值范围为(2, 3].(Ⅲ)由(Ⅱ)得AM AN k k +12121122y y x x --=+--122112(31)(2)(31)(2)(2)(2)kx k x kx k x x x ---+---=--121212122(51)()1242()4kx x k x x k x x x x -++++=-++2222222(186)(51)12(124)(12)186244(12)k k k k k k k k k --+⋅+++=--++2244222k k -+==--.所以AM AN k k +为定值2-. 20. 【解析】(Ⅰ)解:因为201191229=⨯+,所以22,9q r ==.(Ⅱ)证明:假设存在这样的函数:{1,2,3}f A →,使得对任意的整数,x y ,若||{1,2,3x y -∈,则()()f x f y ≠.设(1)f a =,{1,2,3}a ∈,(2)f b =,{1,2,3}b ∈,由已知a b ≠, 由于|31|2,|32|1-=-=,所以(3)(1)f f ≠,(3)(2)f f ≠. 不妨令(3)f c =,{1,2,3}c ∈,这里c a ≠,且c b ≠, 同理,(4)f b ≠,且(4)f c ≠,因为{1,2,3}只有三个元素,所以(4)f a =. 即(1)(4)f f =,但是|41|3-=,与已知矛盾.因此假设不成立,即不存在这样的函数:{1,2,3}f A →,使得对任意的整数,x y ,若||{1,2,3}x y -∈,则()()f x f y ≠. (Ⅲ)当8m =时,记}16,,2,1|7{⋅⋅⋅=+=i i M ,}4,3,2,1|)7(2{=+=i i N 记P =MN C , 则12)(=P card ,显然对任意116i j <≤≤,不存在3n ≥,使得7(7)j n i +=+成立. 故P 是非“和谐集”,此时{8,9,10,11,12,13,14,15,17,19,21,23}P =.同样的,当9,10,11,12m =时,存在含m 的集合A 的有12个元素的子集为非“和谐集”.因此7m ≤.下面证明:含7的任意集合A 的有12个元素的子集为“和谐集”. 设}7,,,,{1121a a a B ⋅⋅⋅=,若1,14,21中之一为集合B 的元素,显然为“和谐集”.现考虑1,14,21都不属于集合B ,构造集合}16,8,4,2{1=B ,}12,6,3{2=B ,}20,10,5{3=B ,}18,9{4=B ,}22,11{5=B ,}23,19,17,15,13{='B .以上54321,,,,B B B B B 每个集合中的元素都是倍数关系.考虑B B '⊆的情况,也即B '中5个元素全都是B 的元素,B 中剩下6个元素必须从54321,,,,B B B B B 这5个集合中选取6个元素,那么至少有一个集合有两个元素被选,即集合B 中至少有两个元素存在倍数关系.综上所述,含7的任意集合A 的有12个元素的子集B 为“和谐集”,即m 的最大值为7. 【巩固部分】1-2已知R a ∈,则“2a <”是“22a a <”的C 1B 1A 1CBAA .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【答案】B.【解析】2202a a a <⇒<<.2-3如图,三棱柱的侧棱长为4,底面是边长为2的正三角形,1111AA A B C ⊥面,正视图是长为4,宽为2的矩形,则该三棱柱的侧视图的面积为A .43B . 32C . 4D .3【答案】A 。