2013-2014年吉林省吉林市高一(上)数学期末试卷与答案

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2013-2014学年吉林省吉林市高一(上)期末数学试卷一、选择题(本大题共12小题,每小题4分,共48分,在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求.)1.(4.00分)集合A={x|﹣2<x<1},B={x|x≥0},则A∪B=()A.{x|x>﹣2}B.{x|x≥0}C.{x|0≤x<1}D.{x|﹣2<x<1}2.(4.00分)圆x2+y2﹣4x+6y=0的圆心坐标是()A.(﹣2,3)B.(2,3) C.(﹣2,﹣3)D.(2,﹣3)3.(4.00分)函数f(x)=ln(x+1)的定义域是()A.{x|x≠﹣1}B.(0,+∞)C.(﹣1,+∞)D.(﹣1,0)4.(4.00分)已知一个四棱锥的三视图如图所示,则该四棱锥的四个侧面中,直角三角形的个数是()A.4 B.3 C.2 D.15.(4.00分)已知点A(1,2),B(3,1),则线段AB的垂直平分线的方程是()A.4x+2y=5 B.4x﹣2y=5 C.x+2y=5 D.x﹣2y=56.(4.00分)已知直线m、n与平面α,β,给出下列三个命题:①若m∥α,n∥α,则m∥n;②若m∥α,n⊥α,则n⊥m;③若m⊥α,m∥β,则α⊥β.其中真命题的个数是()A.0 B.1 C.2 D.37.(4.00分)设f(x)=3x﹣x2,则在下列区间中,使函数f(x)有零点的区间是()A.[0,1]B.[1,2]C.[﹣2,﹣1]D.[﹣1,0]8.(4.00分)如图,长方体ABCD﹣A1B1C1D1中,AA1=AB=2,AD=1,E、F、G分别是DD1、AB、CC1的中点,则异面直线A1E与GF所成的角是()A.arccos B.C.arccos D.9.(4.00分)过圆x2+y2=4上的一点(1,)的圆的切线方程是()A.x+y﹣4=0 B.x﹣y=0 C.x+y=0 D.x﹣y﹣4=010.(4.00分)已知圆C1:(x+2)2+(y﹣2)2=2,圆C2与圆C1关于直线x﹣y﹣1=0对称,则圆C2的方程为()A.(x+3)2+(y﹣3)2=2 B.(x﹣1)2+(y+1)2=2 C.(x﹣2)2+(y+2)2=2 D.(x﹣3)2+(y+3)2=211.(4.00分)已知f(x)是定义在R上的偶函数,且在[0,+∞)上是增函数,则一定有()A.B.≥f(a4+a2+1)C.D.≤f(a4+a2+1)12.(4.00分)在直角坐标系xOy中,设A(2,2),B(﹣2,﹣3),沿y轴把坐标平面折成120°的二面角后,AB的长是()A. B.6 C.D.二、填空题(本大题共4个小题,每小题4分,共16分)13.(4.00分)已知正方体的棱长为2,则它的内切球的表面积是.14.(4.00分)已知f(x)=,若f(x)=10,则x=.15.(4.00分)若直线m被两平行线l1:x﹣y+1=0与l2:x﹣y+3=0所截得的线段的长为,则直线m的斜率可以是:①;②;③1;④;⑤其中正确答案的序号是.16.(4.00分)如图,PA⊥⊙O所在平面,AB是⊙O的直径,C是⊙O上一点,E、F分别是点A在PB、PC上的射影,给出下列结论:①AF⊥PB,②EF⊥PB,③AE ⊥BC,④平面AEF⊥平面PBC,⑤△AFE是直角三角形,其中正确的命题的序号是.三、解答题(本大题共5小题,共56分,解答题应根据要求写出必要的文字说明,证明过程或演算步骤)17.(10.00分)已知△ABC的三个顶点为A(0,3),B(1,5),C(3,﹣5).(Ⅰ)求边AB所在的直线方程;(Ⅱ)求中线AD所在直线的方程.18.(10.00分)如图所示的四棱锥P﹣ABCD中,底面ABCD为菱形,PA⊥平面ABCD,E为PC的中点,求证:(1)PA∥平面BDE;(2)平面PAC⊥平面PBD.19.(12.00分)设y1=log a(3x+1),y2=log a(﹣3x),其中a>0且a≠1.(Ⅰ)若y1=y2,求x的值;(Ⅱ)若y1>y2,求x的取值范围.20.(12.00分)如图,在长方体ABCD﹣A1B1C1D1中,AB=2BC=2BB1,沿平面C1BD 把这个长方体截成两个几何体:(Ⅰ)设几何体(1)、几何体(2)的体积分为是V1、V2,求V1与V2的比值;(Ⅱ)在几何体(2)中,求二面角P﹣QR﹣C的正切值.21.(12.00分)已知圆C过点M(0,﹣2),N(3,1),且圆心C在直线x+2y+1=0上.(Ⅰ)求圆C的方程;(Ⅱ)问是否存在满足以下两个条件的直线l:①斜率为1;②直线被圆C截得的弦为AB,以AB为直径的圆C1过原点.若存在这样的直线,请求出其方程;若不存在,说明理由.2013-2014学年吉林省吉林市高一(上)期末数学试卷参考答案与试题解析一、选择题(本大题共12小题,每小题4分,共48分,在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求.)1.(4.00分)集合A={x|﹣2<x<1},B={x|x≥0},则A∪B=()A.{x|x>﹣2}B.{x|x≥0}C.{x|0≤x<1}D.{x|﹣2<x<1}【解答】解:∵A={x|﹣2<x<1},B={x|x≥0},∴A∪B={x|x>﹣2}.故选:A.2.(4.00分)圆x2+y2﹣4x+6y=0的圆心坐标是()A.(﹣2,3)B.(2,3) C.(﹣2,﹣3)D.(2,﹣3)【解答】解:把圆的方程化为标准方程得:(x﹣2)2+(y+3)2=13,所以此圆的圆心坐标为(2,﹣3).故选:D.3.(4.00分)函数f(x)=ln(x+1)的定义域是()A.{x|x≠﹣1}B.(0,+∞)C.(﹣1,+∞)D.(﹣1,0)【解答】解:要使函数有意义,则x+1>0,即x>﹣1,∴函数的定义域为(﹣1,+∞).故选:C.4.(4.00分)已知一个四棱锥的三视图如图所示,则该四棱锥的四个侧面中,直角三角形的个数是()A.4 B.3 C.2 D.1【解答】解:满足条件的四棱锥的底面为矩形,且一条侧棱与底面垂直,画出满足条件的直观图如图四棱锥P﹣ABCD所示,不妨令PA⊥矩形ABCD,∴PA⊥AB,PA⊥AD,PA⊥CB,PA⊥CD,故△PAB 和△PAD都是直角三角形.又矩形中CB⊥AB,CD⊥AD.这样CB垂直于平面PAB内的两条相交直线PA、AB,CD垂直于平面PAD内的两条相交直线PA、AD,由线面垂直的判定定理可得CB⊥平面PAB,CD⊥平面PAD,∴CB⊥PB,CD⊥PD,故△PCB 和△PCD都是直角三角形.故直角三角形有△PAB、△PAD、△PBC、△PCD共4个.故选:A.5.(4.00分)已知点A(1,2),B(3,1),则线段AB的垂直平分线的方程是()A.4x+2y=5 B.4x﹣2y=5 C.x+2y=5 D.x﹣2y=5【解答】解:线段AB的中点为,k AB==﹣,∴垂直平分线的斜率k==2,∴线段AB的垂直平分线的方程是y﹣=2(x﹣2)⇒4x﹣2y﹣5=0,故选:B.6.(4.00分)已知直线m、n与平面α,β,给出下列三个命题:①若m∥α,n∥α,则m∥n;②若m∥α,n⊥α,则n⊥m;③若m⊥α,m∥β,则α⊥β.其中真命题的个数是()A.0 B.1 C.2 D.3【解答】解:m∥α,n∥α,时,m与n可能平行、可能异面也可能相交,故①错误;m∥α,n⊥α时,存在直线l⊂α,使m∥l,则n⊥l,也必有n⊥m,故②正确;m⊥α,m∥β时,直线l⊂β,使l∥m,则n⊥β,则α⊥β,故③正确;故选:C.7.(4.00分)设f(x)=3x﹣x2,则在下列区间中,使函数f(x)有零点的区间是()A.[0,1]B.[1,2]C.[﹣2,﹣1]D.[﹣1,0]【解答】解:∵f(﹣1)=3﹣1﹣(﹣1)2=﹣1=﹣<0,f(0)=30﹣02=1>0,∴f(﹣1)•f(0)<0,∴有零点的区间是[﹣1,0].【答案】D8.(4.00分)如图,长方体ABCD﹣A1B1C1D1中,AA1=AB=2,AD=1,E、F、G分别是DD1、AB、CC1的中点,则异面直线A1E与GF所成的角是()A.arccos B.C.arccos D.【解答】解:连接B1G,EG,由于E、G分别是DD1和CC1的中点,∴EG∥C1D1,而C 1D∥A1B1,∴EG∥A1B1,∴四边形EGB1A1是平行四边形.∴A1E∥B1G,从而∠B1GF为异面直线所成角,连接B1F,则FG=,B1G=,B1F=,由FG2+B1G2=B1F2,∴∠B1GF=即异面直线A1E与GF所成的角为.故选:D.9.(4.00分)过圆x2+y2=4上的一点(1,)的圆的切线方程是()A.x+y﹣4=0 B.x﹣y=0 C.x+y=0 D.x﹣y﹣4=0【解答】解:∵过(0,0)与(1,)直线斜率为,∴过(1,)切线方程的斜率为﹣,则所求切线方程为y﹣=﹣(x﹣1),即x+y﹣4=0.故选:A.10.(4.00分)已知圆C1:(x+2)2+(y﹣2)2=2,圆C2与圆C1关于直线x﹣y﹣1=0对称,则圆C2的方程为()A.(x+3)2+(y﹣3)2=2 B.(x﹣1)2+(y+1)2=2 C.(x﹣2)2+(y+2)2=2 D.(x﹣3)2+(y+3)2=2【解答】解:在圆C2上任取一点(x,y),则此点关于直线x﹣y﹣1=0的对称点(y+1,x﹣1)在圆C1:(x+2)2+(y﹣2)2=2上,∴有(y+1+2)2+(x﹣1﹣2)2=2,即(x﹣3)2+(y+3)2=2,∴圆C2的方程为(x﹣3)2+(y+3)2=2.故选:D.11.(4.00分)已知f(x)是定义在R上的偶函数,且在[0,+∞)上是增函数,则一定有()A.B.≥f(a4+a2+1)C.D.≤f(a4+a2+1)【解答】解;∵a4+a2+1=(a2+)2+,∴a4+a2+1=(a2+)2+,∵f(x)在[0,+∞)上是增函数,∴f(a4+a2+1)>f(),∵f(x)是定义在R上的偶函数,∴f(a4+a2+1)>f()=f(﹣),即,故选:C.12.(4.00分)在直角坐标系xOy中,设A(2,2),B(﹣2,﹣3),沿y轴把坐标平面折成120°的二面角后,AB的长是()A. B.6 C.D.【解答】解:A(2,2),B(﹣2,﹣3),作AC垂直y轴,BD垂直y轴,AM平行等于CD,连接AB,MC,则|CD|=5,|BD|=2,|AC|=2,∵BD⊥y轴,MD⊥y轴(AC∥MD),∴∠ACM就是二面角的平面角,即∠BDM=120°∴|AM|=5,∵|BM|==∴|AB|==.故选:A.二、填空题(本大题共4个小题,每小题4分,共16分)13.(4.00分)已知正方体的棱长为2,则它的内切球的表面积是4π.【解答】解:∵正方体的内切球的球心O到正方体各面的距离等于半径,∴2R=2,即球半径R=1,∴内切球的表面积是4π.故答案为:4π;14.(4.00分)已知f(x)=,若f(x)=10,则x=﹣3或5.【解答】解:当x≤10时,由x2+1=10,x=﹣3.当x>0时,由2x=10,得x=5,故答案为:﹣3或5.15.(4.00分)若直线m被两平行线l1:x﹣y+1=0与l2:x﹣y+3=0所截得的线段的长为,则直线m的斜率可以是:①;②;③1;④;⑤其中正确答案的序号是①⑤.【解答】解:两平行线l1:x﹣y+1=0与l2:x﹣y+3=0的距离为=,斜率为1,∵直线m被两平行线l1:x﹣y+1=0与l2:x﹣y+3=0所截得的线段的长为,∴直线m与两平行线l1:x﹣y+1=0与l2:x﹣y+3=0的夹角均为30°,设直线m的斜率为k,则,∴k=或.故答案为:①⑤.16.(4.00分)如图,PA⊥⊙O所在平面,AB是⊙O的直径,C是⊙O上一点,E、F分别是点A在PB、PC上的射影,给出下列结论:①AF⊥PB,②EF⊥PB,③AE ⊥BC,④平面AEF⊥平面PBC,⑤△AFE是直角三角形,其中正确的命题的序号是①②④⑤.【解答】解:∵AB是⊙O的直径,∴AC⊥BC,∵PA⊥⊙O所在平面,∴PA⊥⊙O所在平面内的所有直线,∴PA⊥AC,PA⊥AB,PA⊥BC,∴BC⊥面PAC,∴BC⊥PC,∵F是点A在PC上的射影,∴AF⊥PC,∵AF∩PC=F,∴PC⊥面PAC,∴AF⊥BC,又AF⊥PC,∴AF⊥面PBC,∴AF⊥PB,∴①正确;∵AF⊥PB,AF⊥PC,∴AF⊥面PBC,∴AF⊥EF,即△AFE是直角三角形,∴⑤正确.∵AF⊥PB,AE⊥PB,AF∩AE=A,∴PB⊥面AEF,∴EF⊥PB,∴②正确.∵AF⊥面PBC,∴若AE⊥BC,则AE⊥面PBC,此时E,F重合,与已知矛盾.∴③错误;∵AF⊥面PBC,AF⊂面AEF,∴平面AEF⊥平面PBC,∴④正确.故答案是:①②④⑤三、解答题(本大题共5小题,共56分,解答题应根据要求写出必要的文字说明,证明过程或演算步骤)17.(10.00分)已知△ABC的三个顶点为A(0,3),B(1,5),C(3,﹣5).(Ⅰ)求边AB所在的直线方程;(Ⅱ)求中线AD所在直线的方程.【解答】解:(Ⅰ)∵A(0,3),B(1,5),由直线方程的两点式可得过AB的直线方程为:.整理得:2x﹣y+3=0;(Ⅱ)由B(1,5)、C(3,﹣5),得,∴BC的中点为D(2,0).由截距式得中线AD所在的直线的方程为:,即3x+2y﹣6=0.18.(10.00分)如图所示的四棱锥P﹣ABCD中,底面ABCD为菱形,PA⊥平面ABCD,E为PC的中点,求证:(1)PA∥平面BDE;(2)平面PAC⊥平面PBD.【解答】解:证明:(1)连结AC交BD于点O,连结OE.∵四边形ABCD是菱形,∴AO=CO.∵E为PC的中点,∴EO∥PA.∵PA⊄平面BDE,EO⊂平面BDE,∴PA∥平面BDE.(2)∵PA⊥平面ABCD,BD⊂平面ABCD,∴PA⊥BD,∵四边形ABCD是菱形,∴BD⊥AC.∵AC∩PA=A,∴BD⊥平面PAC,∵BD⊂平面PBD,∴平面PAC⊥平面PBD.19.(12.00分)设y1=log a(3x+1),y2=log a(﹣3x),其中a>0且a≠1.(Ⅰ)若y1=y2,求x的值;(Ⅱ)若y1>y2,求x的取值范围.【解答】解:(1)∵y1=y2,即log a(3x+1)=log a(﹣3x),∴3x+1=﹣3x,解得,经检验3x+1>0,﹣3x>0,所以,x=﹣是所求的值.(2)当0<a<1时,∵y1>y2,即log a(3x+1)>log a(﹣3x),∴解得.当a>1时,∵y1>y2,即log a(3x+1)>log a(﹣3x),∴解得.综上,当0<a<1时,;当a>1时,.20.(12.00分)如图,在长方体ABCD﹣A1B1C1D1中,AB=2BC=2BB1,沿平面C1BD 把这个长方体截成两个几何体:(Ⅰ)设几何体(1)、几何体(2)的体积分为是V1、V2,求V1与V2的比值;(Ⅱ)在几何体(2)中,求二面角P﹣QR﹣C的正切值.【解答】解:(I)设BC=a,则AB=2a,BB1=a,所以﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣(2分)因为﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣(4分)﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣(5分)所以﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣(6分)(II)由点C作CH⊥QR于点H,连结PH,因为PC⊥面CQR,QR⊂面CQR,所以PC⊥QR.因为PC∩CH=C,所以QR⊥面PCH,又因为PH⊂面PCH,所以QR⊥PH,所以∠PHC是二面角P﹣QR﹣C的平面角﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣(9分)而所以﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣(12分)21.(12.00分)已知圆C过点M(0,﹣2),N(3,1),且圆心C在直线x+2y+1=0上.(Ⅰ)求圆C的方程;(Ⅱ)问是否存在满足以下两个条件的直线l:①斜率为1;②直线被圆C截得的弦为AB,以AB为直径的圆C1过原点.若存在这样的直线,请求出其方程;若不存在,说明理由.【解答】解:(Ⅰ)设圆C的方程为x2+y2+Dx+Ey+F=0则解得D=﹣6,E=4,F=4∴圆C方程为x2+y2﹣6x+4y+4=0﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣(5分)(Ⅱ)设直线存在,其方程为y=x+b,它与圆C的交点设为A(x1,y1)、B(x2,y 2),则由得2x2+2(b﹣1)x+b2+4b+4=0(*)∴﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣(7分)∴y1y2=(x1+b)(x2+b)=,∵AB为直径,∴,∠AOB=90°,∴OA2+OB2=AB2,∴得x1x2+y1y2=0,﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣(9分)∴,即b2+4b+4+b(1﹣b)+b2=0,b2+5b+4=0,∴b=﹣1或b=﹣4﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣(11分)容易验证b=﹣1或b=﹣4时方程(*)有实根.故存在这样的直线l有两条,其方程是y=x﹣1或y=x﹣4.﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣(12分)。