安徽省“江淮十校协作体” 2014届高三四月联考卷理科数学试卷(带解析)1.在复平面上,复数2ii+对应的点在( ) A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限 【答案】D 【解析】由22(2)()12i i i i i i++⋅-==-- 所以2ii +对应的点为(1,2)-, 所以2i i +在复平面上对应的点位于第四象限.故选D .【考点】复数的运算;复数的概念. 2.“1x >”是“11x<”的( ) A.充分而不必要条件 B.必要而不充分条件 C.充要条件 D.既不充分也不必要条件 【答案】A【解析】由111110010x x x x x x-<⇒->⇒>⇒><或 所以“1x >”是“10x x ><或” 充分而不必要条件 故选A .【考点】充分性和必要性.3.已知角θ的顶点与原点重合,始边与x 轴的非负半轴重合,终边在直线2y x =上,则22cos sin θθ-等于( )A.45-B.35-C.35D.45 【答案】B【解析】因为角θ的顶点与原点重合,始边与x 轴的非负半轴重合,终边在直线2y x =上, 所以tan 2θ=由22222222cos sin 1tan cos sin sin cos tan 1θθθθθθθθ---==++ 所以22143cos sin 415θθ--==-+ 故选B【考点】三角函数的定义;三角函数恒等变换.4.给出30个数:1,2,4,7,……其规律是:第1个数是1;第2个数比第1个数大1;第3个数比第2个数大2;第4个数比第3个数大3;……以此类推,要计算这30个数的和,现已给出了该问题的程序框图如图所示,那么框图中判断框①处和执行框②处应分别填入( )A.30;1i p p i ≤=+-B.29;1i p p i ≤=++C.31;i p p i ≤=+D.30;i p p i ≤=+【答案】D【解析】由于要计算30个数的和, 故循环要执行30次,由于循环变量的初值为1,步长为1, 故终值应为30,即①中应填写30i ≤;又由第1个数是1;第2个数比第1个数大1;第3个数比第2个数大2;第4个数比第3个数大3;…故②中应填写p p i =+ 故选D【考点】循环结构.5.已知,x y R +∈,且115x y x y+++=,则x y +的最大值是( ) A.3 B.72 C.4 D.92【答案】C【解析】由115x y x y+++= 所以11()()5()x y x y x y x y++++=+211()()()5()x y x y x y x y ++++=+25()()2y xx y x y x y+=+-+-因为,x y R +∈,2y x x y +≥=,当且仅当y x x y =,即x y =时等号成立.所以25()()22x y x y +-+-≥,即2()5()40x y x y +-++≤ 解得:14x y ≤+≤,所以x y +的最大值为4 故选C【考点】基本不等式.6.如图所示,正方体1111ABCD A BC D -的棱长为1,BDAC O =,M 是线段1D O 上的动点,过点M 做平面1ACD 的垂线交平面1111A B C D 于点N ,则点N 到点A 距离的最小值为( )【答案】B【解析】连接1B D ,11B D由1111ABCD A BC D -是正方体,得1B D ⊥面1ACD因为MN ⊥面1ACD ,所以1//B D MN ,所以1B D 与MN 共面 因为,,B M D 都在平面11BDD B ,所以N 点在线段11B D 上,则点N 到点A 距离的最小值为由A 向11B D 作垂线,即为11AB D ∆的一条高11AB D ∆2故选B【考点】四点共面;棱柱的结构特征.7.一排9个座位坐了3个三口之家,若每家人坐在一起,则不同的坐法种是为( ) A.33!⨯ B.33(3!)⨯ C.4(3!) D.9! 【答案】C【解析】根据题意,分2步进行:①将每个三口之家都看成一个元素,每个家庭都有33A 种排法; 三个三口之家共有333333333()A A A A ⋅⋅=种排法, ②、将三个整体元素进行排列,共有33A 种排法 故不同的作法种数为333344333()()(3!)A A A ⋅== 故选C .【考点】排列、组合及简单的计数原理.8.如图,一个底面半径为R 的圆柱被与其底面所成角为(090)θθ<<的平面所截,截面是一个椭圆,当θ为30时,这个椭圆的离心率为( )A.1223 【答案】A【解析】由椭圆的性质得,椭圆的短半轴b R =,因为截面与底面所成角为θ,所以椭圆的长轴长22cos R a θ=,得a R =3c R ===所以椭圆的离心率12c e a == 故选A【考点】椭圆的几何性质.9.在ABC ∆中,AC ,2BC =,60B =,则BC 边上的高等于( )A.【答案】B【解析】设AB c =,在△ABC 中,由余弦定理知2222cos AC AB BC AB BC B =+-⋅⋅,即27422cos60c c =+-⨯⨯⨯,2230c c --=,即(-3)(1)c c +=0,又0c >, 3.c ∴=设BC 边上的高等于h ,由三角形面积公式11sin 22ABCSAB BC B BC h ==,知1132sin 60222h ⨯⨯⨯=⨯⨯,解得h =. 故选B【考点】余弦定理;三角形面积公式.10.已知函数25,0()1,0x x x x f x e x ⎧+≥=⎨-+<⎩,若()f x kx ≥,则k 的取值范围是( )A.(,0]-∞B.(,5]-∞C.(0,5]D.[0,5] 【答案】D【解析】函数()f x 的图像如下图所示:由图知,()f x kx ≥成立的临界条件是:过原点作函数2()5f x x x =+的切线的切线斜率, 因为()25f x x '=+,所以(0)5f '= 满足()f x kx ≥成立的k 取值范围为[0,5]故选D【考点】分段函数;导数的几何意义;数形结合.11.如图,已知点10,4A ⎛⎫ ⎪⎝⎭,点()000(,)0P x y x >在曲线2y x =上,若阴影部分面积与OAP ∆面积相等,则0x =________【答案】4【解析】由023001=3x S x dx x =⎰阴影 而00111||224OAP S OA x x ∆=⋅=⋅⋅ 因为=S 阴影OAP S ∆所以3013x 01124x =⋅⋅,而00x >,解得:0x =【考点】定积分的应用.12.直线⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧--=+=t y t x 531541(t 为参数)被曲线)4cos(2πθρ+=所截的弦长_____【答案】75【解析】因为曲线)4πρθ=+所以cos sin ρθθ=-2cos sin ρρθρθ=-所以曲线的直角坐标方程为22x y x y +=-,即22111()()222x y -++=所以曲线为圆心11(,)22-,半径为2的园; 由直线的参数方程415315x t y t⎧=+⎪⎪⎨⎪=--⎪⎩,消去参数t 得3410x y ++=圆心11(,)22-到直线3410x y ++=的距离11|34()1|122510d ⨯+⨯-+==所以直线被园的截得弦长等于75= 故答案为75. 【考点】直线的参数方程;极坐标方程;直线与园相交的弦长问题. 13.在ABC ∆中,0=⋅BC AD ,||5AB =,||10BC =,23BD DC =,点P 满足()m m -+=1,则⋅的值为______【答案】9 【解析】由23BD DC =得,点D 在线段BC 上,如下图所示: P DBA设DC x =,则23BD x =,又BD DC BC +=,即2103x x +=,得6x =, 所以6DC =,4BD =,在Rt ABD ∆∆中,5AB =,所以3AD =因为(1)AP mAB m AC =+-,所以(1)1m m +-=,故B 、P 、C 三点共线, 如图在线段BC 上取一点P ,并设PAD θ∠= 因为||||cos AP AD AP AD θ⋅=⋅ 又在Rt ADP ∆∆中,cos AP AD θ= 所以22||39AP AD AD ⋅===故答案为9.【考点】三点共线的判定;向量的数量积.14.已知实数y x ,满足⎪⎩⎪⎨⎧≤--≥-+≥+-0520402y x y x y x ,则42-+=y x z 的最大值是_____【答案】21【解析】不等式组表示的可行域如下图ABC ∆所示:由|24|z x y =+-=,所以|24|z x y =+-表示在可行域内取一点到直线240x y +-=由图知,点(7,9)C 到直线240x y +-=的距离最大, 所以max |24||7294|21z x y =+-=+⨯-= 故答案为21【考点】线性规划;点到直线的距离.15.已知数列{}n a 满足()10,<<∈⋅=*k N n k n a n n ,给出下列命题: ①当21=k 时,数列{}n a 为递减数列②当121<<k 时,数列{}n a 不一定有最大项③当210<<k 时,数列{}n a 为递减数列④当k k-1为正整数时,数列{}n a 必有两项相等的最大项请写出正确的命题的序号____【答案】③④ 【解析】 选项①:当12k =时,1()2n n a n =⋅,有112a =,211242a =⨯=,则12a a =,即数列{}n a 不是递减数列,故①错误;选项②:当112k <<时,11(1)(1)n n nn a n k k n a n k n+++⋅+==⋅,因为(1)2k n k k n +<<,所以数列{}n a 可有最大项,故②错误;选项③:当112k <<时,11(1)(1)112n n nn a n k k n n a n k n n+++⋅++==<≤⋅,所以1n n a a +<,即数列{}n a 是递减数列,故③正确;选项④:11(1)(1)n n n n a n k k n a n k n +++⋅+==⋅,当1k k -为正整数时,112k >≥;当12k =时,1234a a a a =>>>⋅⋅⋅;当112k <<时,令1k m N k +=∈-,解得1mk m=+,1(1)(1)n n a m n a n m ++=+,数列{}n a 必有两项相等的最大项,故④正确. 所以正确的选项为③④. 【考点】数列的函数特征.16.已知函数()16cos sin 4-⎪⎭⎫ ⎝⎛-=πx x x f ,求函数()x f 的最小正周期; 当⎥⎦⎤⎢⎣⎡-∈6,125ππx 时,求函数()x f 的取值范围. 【答案】(1)π;(2) [2,1]-【解析】试题分析:(1)把函数()4s i n c o s ()16f x x x π=--使用公式展开得1()4sin sin )12f x x x x =+-,化简得2()cos 2sin 1f x x x x =+-,然后利用降幂公式得()2cos2f x x x =-,最后得()2sin(2)6f x x π=-,即得函数()f x 的最小正周期22T ππ==; (2)由(1)得()2sin(2)6f x x π=-,因为5[,]126x ππ∈-,所以2[,]66x πππ-∈-,由三角函数的有界性得1sin(2)[1,]62x π-∈-,所以2sin(2)[2,1]6x π-∈-,故函数()f x 的取值范围为[2,1]-.(1)因为1()4sin sin )12f x x x x =+-2cos 2sin 1x x x =+-2cos2x x =-2sin(2)6x π=-,所以函数()f x 的最小正周期22T ππ==. (2)因为5[,]126x ππ∈-所以2[,]66x πππ-∈- 所以1sin(2)[1,]62x π-∈-,所以2sin(2)[2,1]6x π-∈-,所以函数()f x 的取值范围为[2,1]-.考点:三角恒等变换;三角函数的周期;三角函数的值域.17.如图,ABCD 是边长为2的正方形,ABCD ED ⊥,ED=1,EF //BD ,且BD EF 21=.(1)求证:BF//平面ACE ; (2)求证:平面EAC ⊥平面BDEF; (3)求二面角B-AF-C 的大小.【答案】(1)证明见解析;(2)证明见解析;(3)3π. 【解析】 试题分析:(1)记AC 与BD 的交点为O ,连接EO ,则可证//BF EO ,又EO ⊂面ACE ,BF ⊄面ACE ,故//BF 平面ACE ;(2)因ED ⊥平面ABCD ,得E D A C ⊥,又ABCD 是正方形,所以BD AC ⊥,从而AC ⊥平面BDEF ,又AC ⊂面ACE ,故平面ACE ⊥平面BDEF ;(3)过点O 作OG AF ⊥于点G ,连接GB ,则可证OGB ∠为二面角B AF C --的平面角.在Rt FOA ∆中,可求得FO AO OG AF ⋅==,又OB =,故t a n OBOGB OG∠==∴3OGB π∠=,即二面角B AF C --的大小为3π;证明:(1)记AC 与BD 的交点为O ,连接EO ,则12OD OB BD == 所以EF OB =,又//EF BD ,所以//EF OB 所以四边形EFBO 是平行四边形 所以//BF EO ,又EO ⊂面ACE ,BF ⊄面ACE , 故//BF 平面ACE ;(2)因ED ⊥平面ABCD ,所以ED AC ⊥,又ABCD 是正方形,所以BD AC ⊥,因为ED ⊆面BDEF ,BD ⊆面BDEF ,ED BD D =所以AC ⊥平面BDEF , 又AC ⊆面ACE ,故平面ACE ⊥平面BDEF ;(3)过点O 作OG AF ⊥于点G ,连接GB , 因为OD OB EF ==,DE ⊥面ABCD 所以OF ⊥面ABCD , 因为OB ⊆面ABCD ,所以OF OB ⊥ 因为AC OB ⊥ 所以OB ⊥面ACF 所以OB AF ⊥ 又OG AF ⊥所以AF ⊥面OGB所以AF GB ⊥,即得OGB ∠为二面角B AF C --的平面角.在Rt FOA ∆中,可求得FO AO OG AF ⋅==,又OB =,故tan OBOGB OG∠= ∴3OGB π∠=,即二面角B AF C --的大小为3π;考点:线面平行的判定;面面垂直的判定;二面角的求解.18.前不久,社科院发布了2013年度“全国城市居民幸福排行榜”,北京市成为本年度最“幸福城”.随后,某师大附中学生会组织部分同学,用“10分制”随机调查“阳光”社区人们的幸福度.现从调查人群中随机抽取16名,如图所示的茎叶图记录了他们的幸福度分数(以小数点前的一位数字为茎,小数点后一位为叶): 指出这组数据的众数和中位数;若幸福度不低于9.5分,则称该人的幸福度为“极幸福”.求从这16人中随机选取3人,至多有1人是“极幸福”的概率;以这16人的样本数据来估计整个社区的总体数据,若从该社区(人数很多)人选3人,记ξ表示抽到“极幸福”的人数,求ξ的分布列及数学期望.【答案】(1)众数:8.6;中位数:8.75;(2)121140;(3)分布详见答案;期望为0.75 【解析】 试题分析:(1)根据所给的茎叶图看出16个数据,找出众数和中位数,众数即为出现次数最多的数,中位数需要按照从小到大的顺序排列得到结论;(2)由题意知本题是一个古典概型,至多有1人是“极幸福”包括有一个人是极幸福和有零个人是极幸福,根据古典概型公式得到结果,有一个是极幸福的概率为12412316C C C ,有零个是极幸福的概率为312316C C ,所以至多有1人是“极幸福”的概率为12412316C C C 312316C C +; (3)由于从该社区任选3人,记ξ表示抽到“极幸福”学生的人数,得到变量ξ的可能取值是0、1、2、3,结合变量对应的事件,算出概率,写出分布列和期望.(1)众数:8.6;中位数:8.75 ;(2)设i A 表示所取3人中有i 个人是“极幸福”,至多有1人是“极幸福”记为事件A ,则140121)()()(3162121431631210=+=+=C C C C C A P A P A P ;(3)ξ的可能取值为0,1,2,3. 6427)43()0(3===ξP ;1231327(1)()4464P C ξ==⋅⋅=; 223139(2)()4464P C ξ==⋅⋅=;641)41()3(3===ξP .ξ的分布列为:所以ξE 27279101230.7564646464=⨯+⨯+⨯+⨯=. 考点:数据特征;茎叶图;离散型随机变量的期望.19.设函数()()0cos 122>+-=a x x a x f .(1)当1=a 时,求函数()x f 在⎥⎦⎤⎢⎣⎡-2,2ππ上的最大值和最小值;(2)若()x f 在()+∞,0上为增函数,求正数a 的取值范围. 【答案】(1)最小值为(0)0f =,最大值为2()()1228f f πππ-==-;(2)1a ≥. 【解析】试题分析:(1)当1a =时,21()1cos 2f x x x =-+,其导函数()sin f x x x '=-,易得当(0,)x ∈+∞时,sin 0x x ->,即函数()f x 在区间(0,)+∞上单调递增,又函数()f x 是偶函数,所以函数()f x 在(,0)-∞上单调递减,()f x 在,22ππ⎡⎤-⎢⎥⎣⎦上的最小值为(0)0f =,最大值为2()()1228f f πππ-==-;(2)由题得:()sin 0f x ax x '=-≥在(0,)+∞上恒成立,易证sin x x >,若1a ≥时,则ax x ≥,所以sin ax x >;若01a <<时,易证此时不成立.(1)当1a =时,21()1cos 2f x x x =-+, ()sin f x x x '=-,令()sin g x x x =-,则()1cos 0g x x '=-≥恒成立, ∴()g x 为增函数,故当(0,)x ∈+∞时,()(0)0g x g >=∴当(0,)x ∈+∞时,()(0)0f x f ''>=,∴()f x 在(0,)+∞上为增函数, 又()f x 为偶函数,()f x ∴在(,0)-∞上为减函数,∴()f x 在,22ππ⎡⎤-⎢⎥⎣⎦上的最小值为(0)0f =,最大值为2()()1228f f πππ-==-.(2)由题意,()sin 0f x ax x '=-≥在(0,)+∞上恒成立.(ⅰ)当1a ≥时,对(0,)x ∀∈+∞,恒有sin ax x x ≥>,此时()0f x '>,函数()f x 在(0,)+∞ 上为增函数,满足题意;(ⅱ)当01a <<时,令()sin h x ax x =-,()cos h x a x '=-,由()0h x '=得cos a x =,一定0(0,)2x π∃∈,使得0cos a x =,且当0(0,)x x ∈时,()cos 0h x a x '=-<,()h x 在0(0,)x 上单调递减,此时()(0)0h x h <=,即()0f x '<,所以()f x 在0(0,)x 为减函数,这与()f x 在(0,)+∞为增函数矛盾.综上所述:1a ≥.考点:函数的最值;函数的恒成立问题.20.已知椭圆C 的中心在原点,焦点在x轴上,离心率为线24y x =的焦点重合. 求椭圆C 的方程;设椭圆的上顶点为A ,过点A 作椭圆C 的两条动弦,AB AC ,若直线,AB AC 斜率之积为14,直线BC 是否一定经过一定点?若经过,求出该定点坐标;若不经过,请说明理由. 【答案】(1)2212x y +=;(2)恒过一定点(0,3)P . 【解析】试题分析:(1)可设椭圆方程为22221x y a b+=,因为椭圆的一个焦点恰好与抛物线24y x =的焦点重合,所以1c =,又c e a ==a =222a b c =+,得1b =,所以椭圆方程为2212x y +=; (2)由(1)知(0,1)A ,当直线BC 的斜率不存在时,可设0:BC x x =,设00(,)B x y ,则00(,)C x y -,易得1124AB AC k k ⋅=≠,不合题意;故直线BC 的斜率存在.设直线BC 的方程为:y kx m =+,(1m ≠),并代入椭圆方程,得:222(12)42(1)0k x kmx m +++-= ①,设1122(,),(,)B x y C x y ,则12,x x 是方程①的两根,由韦达定理212122242(1),1212km m x x x x k k -+=-⋅=++,由12121114AB AC y y k k x x --⋅=⋅=,利用韦达定理代入整理得(1)(3)0m m --=,又因为1m ≠,所以3m =,此时直线BC 的方程为3y kx =+,即可得出直线BC 的定点坐标.(1)由题意可设椭圆方程为22221x y a b+=,因为椭圆的一个焦点恰好与抛物线24y x =的焦点重合,所以1c =,又2c e a ==,所以a = 又因222a b c =+,得1b =,所以椭圆方程为2212x y +=; (2)由(1)知(0,1)A ,当直线BC 的斜率不存在时,设0:BC x x =,设00(,)B x y ,则00(,)C x y -,22000220000*********AB ACx y y y k k x x x x ----⋅=⋅===≠,不合题意. 故直线BC 的斜率存在.设直线BC 的方程为:y kx m =+,(1m ≠),并代入椭圆方程,得:222(12)42(1)0k x kmx m +++-= ①由222(4)8(12)(1)0km k m ∆=-+->得22210k m -+> ②设1122(,),(,)B x y C x y ,则12,x x 是方程①的两根,由韦达定理212122242(1),1212km m x x x x k k-+=-⋅=++, 由12121114AB AC y y k k x x --⋅=⋅=得: 12121244()4y y y y x x -++=,即221212(41)4(1)()4(1)0k x x k m x x m -+-++-=,整理得(1)(3)0m m --=,又因为1m ≠,所以3m =,此时直线BC 的方程为3y kx =+.所以直线BC 恒过一定点(0,3)P 考点:椭圆的标准方程;圆锥曲线的定点问题.21.设满足以下两个条件得有穷数列123,,,,n a a a a ⋅⋅⋅为(2,3,4,)n n =⋅⋅⋅阶“期待数列”: ①1230n a a a a +++⋅⋅⋅+=,②123||||||||1n a a a a +++⋅⋅⋅+=. (1)若等比数列{}n a 为2()k k N +∈阶“期待数列”,求公比q ;(2)若一个等差数列{}n a 既为2()k k N +∈阶“期待数列”又是递增数列,求该数列的通项公式;(3)记n 阶“期待数列”{}i a 的前k 项和为(1,2,3,,)k S k n =⋅⋅⋅. (i )求证:1||2k S ≤; (i i )若存在{1,2,3,,}m n ∈⋅⋅⋅,使12m S =,试问数列{}i S (1,2,3,,)i n =⋅⋅⋅是否为n 阶“期待数列”?若能,求出所有这样的数列;若不能,请说明理由. 【答案】(1)1=-q ;(2)22212n n k a k --=;(3)(i )证明见解析;(ii )不能,理由见解析. 【解析】 试题分析:(1)由n 阶“期待数列”定义,当1≠q ,结合已知条件①求得等比数列的公比1=-q ,若1=q ,由①得, 120⋅=a k ,得10=a ,不可能,所以 1=-q ; (2)设出等差数列的公差,结合①②求出公差,再由前k 项和为12-求出首项,则等差数列的通项公式可求;(3)(i )由n 阶“期待数列”{}n a 前n 项中所有的和为0,所有项的绝对值之和为1,求得所有非负项的和为12,所有负项的和为12-,从而得到答案; (ii )借助于(i )中结论知,数列{}(1,2,3,,)k S k n =⋅⋅⋅的前k 项和为k T ,且满足1||2k T ≤,再由12m S =,得到123123n n S S S S S S S S ++++=++++,从而说明1230n S S S S ++++=与1231n S S S S ++++=不能同时成立.(1) 若1≠q ,则由①211232(1)01k k a q a a a a q-++++==-由10a ≠,所以210k q -=,得1=-q , 由②得112=a k 或112=-a k,满足题意. 若1=q ,由①得, 120⋅=a k ,得10=a ,不可能. 综上所述1=-q . (2)设等差数列1232,,,,(1)k a a a a k ≥的公差为(0)>d d .因为12320k a a a a ++++=,所以122()02+=k k a a .所以1210++=+=k k k a a a a .因为0>d ,所以由10++=k k a a ,得10,0+<>k k a a . 由题中的①、②得12312k a a a a ++++=-, 12321+2k k k k a a a a ++++++=,两式相减得21⋅=k d , 即21=d k . 又1(1)122-+=-k k a k d ,得12122-=k a k .所以1222121221(1)(1)22---=+-=+-⋅=n k n k a a n d n k k k . (3) 记123,,,,n a a a a 中非负项和为A ,负项和为B .则0,1+=-=A B A B , 得11,22==-A B . (i ) 因为1122-=≤≤=k B S A ,所以12≤k S .(ii ) 若存在{1,2,3,,}m n ∈,使12=m S ,由前面的证明过程知:12120,0,,0,0,0,,0m m m n a a a a a a ++≥≥≥≤≤≤,且1212m m n a a a +++++=-. 记数列{}(1,2,3,,)i S i n =的前k 项和为k T .若{}i S 为n 阶“期待数列”, 则由(i )知, 12≤k T . 所以12312m m T S S S S =++++≤因为12=m S , 所以12310m S S S S -=====.所以12310m a a a a -=====,12=m a .又1212m m n a a a +++++=-, 则12,,,0m m n S S S ++≥.所以123123n n S S S S S S S S ++++=++++.所以1230n S S S S ++++=与1231n S S S S ++++=不能同时成立.所以对于有穷数列123,,,,n a a a a (2,3,4,)n =,若存在{1,2,3,,}m n ∈,使12=m S , 则数列{}(1,2,3,,)i S i n =不能为n 阶“期待数列”.考点:数列的通项公式;数列与不等式的综合.。