【数学】广东省阳东广雅中学2014-2015学年高二下学期期中考试(理)
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广东省阳东广雅中学2014-2015学年高二下学期期中考试(理)一、选择题:本大题共8小题, 每小题5分, 满分40分. 在每小题给出的四个选项中, 只有一项是符合题目要求的.1.复数11i+在复平面上对应的点的坐标是 A .(1,1)B .(1,1)-C .(1,1)--D . (1,1)-2.下列命题中,假命题是 A .,lg 0x x ∈∃=R B .,tan 1x x ∃∈=R C .3,0x x ∈∀>RD .,20x x ∈∀>R3.有5名同学被安排在周一至周五值日,已知同学甲只能在周一值日,那么5名同学值日顺序的编排方案共有A .12种B .24种C .48种D .120种4. 定积分10d (1)x x +⎰的值为A .32 B .1 C . 12D .2 5.若a n P -=≤1)(ξ,b m P -=≥1)(ξ,其中n m <,则)(n m P ≤≤ξ=A .)1)(1(b a --B .)1(1b a --C .)(1b a +-D .)1(1a b --6.双曲线22221(0,0)x y a b a b -=>>的一条渐近线方程为12y x =,则该双曲线的离心率的值为ABC .2D .27.观察32()'3x x =,54()'5x x =,(sin )'cos x x =,由归纳推理可得:若()f x 是定义在R 上的奇函数,记()g x 为()f x 的导函数,则()g x -=A .()f xB .()f x -C .()g x -D .()g x8.一平行六面体1111B ABC A C D D -中,顶点A 为端点的三条棱长均为1,且它们两两夹角均为60︒,那么对角线1AC 的长为ABC .2D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,满分30分. 9.焦点为(2,0)F 的抛物线的标准方程是 . 10.在5(1)x +的展开式中,2x 的系数为 .11.从6名同学中选派4人分别参加数学、物理、化学、生物四科知识竞赛,若其中甲、乙两名同学不能参加生物竞赛,则选派方案共有____________12.设复数,31,221i z i z -=-=则复数21z i +的虚部等于 .13.在平面上,若两个正三角形的边长之比为1:2,则它们的面积比为1:4;类似地:在空间,若两个正四面体的棱长比为1:2,则它们的体积比为 .14.已知函数()y f x =及其导函数()y f x '=的图象如图所示,则曲线()y f x =在点(2,0)P 处的切线方程是 .三、解答题:本大题共6小题,满分80分.解答须写出文字说明、证明过程和演算步骤. 15.(本小题满分12分) 已知函数21()54ln 2f x x x x =-+. (1)求'()y f x =;(2)求函数()f x 的单调区间. 16.(本小题满分12分)某中学校本课程共开设了,,,A B C D 共4门选修课,每个学生必须且只能选修1门选修课,现有该校的甲、乙、丙3名学生.(Ⅰ) 求这3名学生选修课所有选法的总数;(Ⅱ) 求恰有2门选修课没有被这3名学生选择的概率; (Ⅲ) 求A 选修课被这3名学生选择的人数X 的分布列17. (本小题满分14分) 观察下列三个三角恒等式(1)tan 20tan 4020tan 40︒︒⋅︒=+(2)tan 22tan3822tan38︒︒⋅︒=+(3)tan67tan(7tan())7︒︒︒⋅-︒-=+的特点,由此归纳出一个一般的等式,使得上述三式为它的一个特例,并证明你的结论. (说明:本题依据你得到的等式的深刻性分层评分.)18.(本小题满分14分)如图,已知四棱锥S ABCD -的底面ABCD 是矩形,M 、N 分别是CD 、SC 的中点,SA ⊥底面ABCD ,1SA AD ==,AB =(1)求证:MN ⊥平面ABN ; (2)求二面角A BN C --的余弦值.19.(本小题满分14分)在平面直角坐标系xOy 中,已知椭圆2222:1(0)x y E a b a b +=>>过点1)2,且椭圆E . (1)求椭圆E 的方程;(2)是否存在以(0,)A b 为直角顶点且内接于椭圆E 的等腰直角三角形?若存在,求出共有几个;若不存在,请说明理由.20.(本小题满分14分) 己知函数1()(1)ln(1)f x x x =++.(1) 求函数()f x 的定义域; (2) 求函数()f x 的增区间;(3) 是否存在实数m ,使不等式112(1)m x x +>+在10x -<<时恒成立?若存在,求出实数m 的取值范围;若不存在,请说明理由.答案一、选择题:本大题共8小题,每小题5分,满分40分. 1.【解析】选D .111ii +=-. 2.【解析】选C .因为310(1)=-<-,所以C 不确. 3.【解析】选B .44A 24=. 4.【解析】选A .210113(1()2d )|2x x x x ++==⎰. 5.【解析】选C ..6.【解析】选C .由已知得12b a =,所以,214b a ⎛⎫= ⎪⎝⎭,故22254a b a +=,即2254c a =所以2e =. 7.【解析】选D .由给出的例子可以归纳推理得出“奇函数的导数是偶函数”,所以()()g x g x -=.8.【解析】选A .2211()AC AB AD AA =++22212AB AD AA AB AD =+++⋅1122AB AA AA AD +⋅+⋅1112(cos60cos60cos60)6︒+︒+=+︒++=,所以1||6AC = 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,满分30分. 9.【解析】填28y x =.因为22p=,所以28p =,开口向右,所以标准方程为28y x =. 10.【解析】填10.因为25223211C 0T T x x +===,所以2x 的系数为10.11.【解析】240 12.【解析】填1.13.【解析】填1:8.体积比为相似比的立方.14.【解析】填20x y --=.因为切线的斜率为1k =,所以切线方程为()12y x =⨯-,即20x y --=.三、解答题:本大题共6小题,满分80分.解答须写出文字说明、证明过程和演算步骤. 15.(本小题满分12分) 【解析】(1)因为4'()5f x x x=+-. (2分) (2)要使()f x 有意义,则x 的取值范围是(0,)+∞. ............................................................. (4分) 由'()0f x >得450x x+->. ....................................................................................................... (5分) 因为0x >,所以2540x x -+>,即1x <,或4x >. ........................................................ (7分) 由'()0f x <得450x x+-< ........................................................................................................... (8分) 因为0x >,所以2540x x -+<,即14x <<. .................................................................. (10分)所以()f x 的单调增区间为(0,1),(4,)+∞;单调减区间为(1,4). ....................................... (12分) 16.(本小题满分12分).【解析】(Ⅰ)每个学生有四个不同选择,根据分步计数原理,选法总数44464N =⨯⨯= ………2分(Ⅱ) 设“恰有2门选修课没有被这3名学生选择”为事件E ,则()22243239416C C A P E ==,即恰有2门选修课没有被这3名学生选择的概率为916.…………………6分 (Ⅲ) X 的所有可能取值为0,1,2,3,且()333270464P X ===, ()12333271464C P X ⋅===, ()233392464C P X ⋅===,()33313464C P X === ………………………………………………10所以X 的分布列为17.(本小题满分14分)【解析】以下给出两个层次解答供参考.……………………12分等式一:若60αβ+=︒,且,()2k k παβπ≠+∈Z ,则tan a t t an n αβαβ+(4分) 证明如下:因为60αβ+=︒,所以)t tan 60an(αβ+=︒............................................................................ (6分)即tan tan tan 1tan αβαβ+=-⋅................................................................................................................... (8分)所以tan tan ta ta )n n αβαβ+=-⋅ ................................................................................. (10分)即tan ta an tan n αβαβ+⋅移项得tan a t t an n αβαβ+=............................................................................. (12分) 等式二:若,,()2k k παβαβπ+≠+∈Z ,则tan tan()t tan tan t n an )a (αβαβαβαβ+++=+ ................................................................ (6分)证明如下: 因为tan ta tan n()1ta t n n a αβαβαβ++=-⋅ ............................................................................................. (10分)所以tan tan(+)(1tan tan tan )αβαβαβ+=-⋅ .................................................................... (12分) 即tan tan(+)tan t (+)ta n an n a t αβαβαβαβ+=-⋅移项得tan tan(+)tan tan tan(+tan )αβαβαβαβ++= ................................................... (14分) 18.(本小题满分14分)【解析一】(1)以A 点为原点,AB 为x 轴,AD 为y 轴,AD 为z 轴的空间直角坐标系,如图所示.则依题意可知相关各点的坐标分别是:000A (,,),0B ,), C ,010D (,,),001S (,,)如下图所示.(2分)所以,M N 点的坐标分别为11(,1,0),(,)2222M N …………………………………………(3分) 所以11(0,,)22MN =-,(2,0,0)AB =,211(,)22AN =.............................................. (4分) 因为11(0,,)022MN AB ⋅=-⋅=,所以MN AB ⊥.............................................. (6分) 又因为111111(0,,)(,)02222244MN AN ⋅=-⋅=-+=,所以MN AN ⊥ ......................(7分) 所以MN ⊥平面ABN . .................................................................................................................. (8分) (2)设平面NBC 的法向量(,,)n a b c =,则,n BC n SC ⊥⊥, .......................................... (9分)(0,1,0),(2,1,1)BC SC ==-所以0n BC n SC ⎧⋅=⎪⎨⋅=⎪⎩即0,0.b b c =⎧⎪+-=....................................................................................................................... (10分)所以0b c =⎧⎪⎨=⎪⎩令1a =,则(1,0,2).n = 显然,11(0,,)22MN =-就是平面ABN 的法向量. .............................................................. (11分)所以1cos,|11|||0()n MNn MNn MN⨯⋅<>===⋅+⨯-.................................. (12分)由图形知,二面角A BN C--是钝角二面角........................................................................... (13分)所以二面角A BN C--的余弦值为............................................................................ (14分)【解析二】(1)取SD的中点G,连接,AG GN,则//GN CD,又//CD BA,所以四点,,,A B N G共面.因为1SA AD==,且SA AD⊥............... (2分)所以AG SD⊥.又因为,AD A SAB B A⊥⊥,所以AB⊥平面SAD. ................................... (4分)所以AB SD⊥所以SD⊥平面ABNG. ............................... (6分)易证//MN SD所以MN⊥平面ABN............................... (8分)(2)连接AC,则2SC=所以112AN SC==. ......................................................................................................................... (9分)同(1)可证明BC⊥平面SAB.所以112BN SC==,且平面SBC⊥平面SAB.明显222AB NA NC+=,所以NA NB⊥. ............................................................................... (10分)过A作AH SB⊥,垂足为H,则AH⊥平面SBC.连接HN ,则AH NB ⊥ ............................................................................................................... (11分) 因为NA NB ⊥, 所以NB ⊥平面ANH ,ANH ∠为二面角A BN C --平面角的补角. ......................................................................... (12分)在Rt SAB 中,1122SE HA SA AB ⋅=⋅,所以AH =在Rt AHN 中,HN ==.所以os c ANH ∠=. .................................................................................................................. (13分)所以二面角A BN C --的余弦值为 ............................................................................ (14分) 19.(本小题满分14分)【解析】(1)由c e a ==得2234c a =, (1分) 又222221,4c a b b a =-=. ............................................................................................................. (2分) 故椭圆方程为2224x y a +=,椭圆经过点1)2,则222142a ⎛⎫+= ⎪⎝⎭. .....................................................................................................................(3分) 所以224,1a b == ............................................................................................................................ (4分)所以椭圆的标准方程为2214x y +=. ............................................................................................ (5分) (2)假设存在这样的等腰直角三角形BAC . 明显直线AB 的斜率存在,因为A 点的坐标为(0,1)A ,设直线AB 的方程为:1(0)AB y kx k =+>,则直线AC 的方程为1:1AC y x k=-+. ............................................... (6分) 将AC 的方程代入椭圆22440x y +-=得22(14)80k x kx ++=所以0x =,或2814k x k =-+ 所以B 点的纵坐标为228114k y k=-++ .......................................................................................... (7分)所以28||14k AB k ==+. ........................ (8分)同理2288||441k AC k k ==++ ........................................................................... (9分) 因为ABC 是等腰直角三角形,所以||||AB AC =,即2288144k k k =++ ............................................................................................ (10分) 即221144k k k =++ 所以32414k k k +=+,即324410k k k -+-= ..................................................................... (11分) 所以3(1)4(1)0k k -+-=即2(1)(31)0k k k --+=所以1k =,或2310k k -+= ...................................................................................................... (12分) 所以1k =,或23k =±. ....................................................................................................... (13分) 所以这样的直角三角形有三个. .................................................................................................. (14分)20.解(本小题主要考查函数与导数等知识,考查分类讨论,化归与转化的数学思想方法,以及推理论证能力和运算求解能力):(1)根据函数解析式得10,11x x +>⎧⎨+≠⎩解得1x >-且0x ≠.∴函数()f x 的定义域是{},1.x x R x ∈>-≠且x 0…………3分(2)1(),(1)ln(1)f x x x =++ 22ln(1)1()(1)ln (1)x f x x x ++'∴=-++……………………5分 由()0f x '>得ln(1)10.x ++<11 1.x e -∴-<<-∴函数()f x 的增区间为1(1,1)e ---. …………………………8分(3)110,e x --<<11 1.e x -∴<+<1ln(1)0.x ∴-<+<ln(1)10x ∴++>∴当110e x --<<时,22ln(1)1()0.(1)ln (1)x f x x x ++'=-<++ ∴在区间()1,0-上,当11x e -=-时, ()f x 取得最大值. []1()(1)f x f e e -∴=-=-最大.……………………………10分112(1)m x x +>+在10x -<<时恒成立.1ln 2ln(1)1m x x ∴>++在10x -<<时恒成立. ln 2(1)ln(1)m x x ∴>++在10x -<<时恒成立.ln2 (1)ln(1) x x++在10x-<<时的最大值等于ln2e-.ln2. m e ∴>-∴当ln2m e>-时,不等式112(1)mx x+>+在10x-<<时恒成立.………14分。