河南省开封市2017届高三第一次模拟考试(12月)数学(理)详解
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2016年一模数学试题(理科)1.已知集合{}220,A x x x x =∣-+≤∈R ,11x B x x Z x ⎧⎫=>∈⎨⎬+⎩⎭,,则B A =( C )A.(0,1)B.[]0,1C.{}0,1D.{}0,1,22.设i 是虚数单位,复数(a ∈R )的实部与虚部相等,则a=( B ) A .﹣1 B .0C .1D .23.已知命题p :方程2210x ax --=有两个实数根;命题q :函数()4f x x x=+的最小值为4.给出下列命题:①p q ∧;②p q ∨;③p q ∧⌝;④p q ⌝∨⌝.则其中真命题的个数为 C.A 1 .B 2 .C 3 .D 44.设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若S 9=54,则a 2+a 4+a 9=( C ) A.9 B.15 C.18 D.365.如图,ABCD 为矩形,C 、D 两点在函数()222f x x x =++的图象上,点A 、B 在x 轴上,且(1,0)B ,若在矩形ABCD 内随机取一点,则此点取自 阴影部分的概率等于(B )A .415 B .25 C .12D . 815 6.下图中的程序框图的算法思路来源于我国古代数学名著《九章算术》中的“更相减损术”.执行该程序框图,若输入,,a b i 的值分别为8,10,0,则输出a 和i 的值分别为( B )A.2,4B.2,5C.0,4D.0,57. 已知函数)(),(x h x g 都是R 上的奇函数,2)()()(++=x bh x ag x f ,且)(x f 在()0,+∞上最大值为8,则()f x 在(),0-∞上的最小值是C.A 8-.B 6-.C 4-.D 68.函数f (x )=sin (ωx+φ)(x ∈R )(ω>0,|φ|<)的部分图象如图所示,如果,且f (x 1)=f (x 2),则f (x 1+x 2)=( C )A. B. C. D .1解:由图知,T=2×=π,∴ω=2,因为函数的图象经过(﹣),0=sin(﹣+ϕ)∵,所以ϕ=,,,所以9. 将正三棱柱截去三个角(如图1所示A B C ,,分别是GHI △三边的中点)得到几何体如图2,则该几何体按图2所示方向的侧视图(或称左视图)为 A10. 某学校安排A 、B 、C 、D 、E 五人进入3个班,每个班至少住1人,且A 、B 不能在同一班,则不同的安排方法有( )种.DA .24B .48C .96D .11411.已知双曲线﹣=1(a >0,b >0)的右焦点为F (c ,0),过F 且垂直于x 轴的直线在第一象限内与双曲线、双曲线的渐近线的交点依次为A ,B ,若A 为BF 的中点,则双曲线的离心率为( A ) A .B .C .2D .312. 已知函数f(x)=x 3+x ,对任意的m ∈[-2,2],f(mx -2)+f(x)<0恒成立,则x 的取值范围为A .2-23⎛⎫⎪⎝⎭,B .2-13⎛⎫ ⎪⎝⎭,C .1-12⎛⎫ ⎪⎝⎭,D .1-22⎛⎫ ⎪⎝⎭,E F DIA H GB CE F DABC侧视 图1图2BEABEBBECB ED13.已知向量=(1,2),=10,|+|=,则||=( C )A.B.C .5D .2514.已知点P 是抛物线y 2=-8x 上一动点,设点P 到此抛物线准线的距离为1d ,到直线x+y -10=0的距离为2d ,则12d d +的最小值是.15.已知矩形ABCD 的周长为18,把它沿图中的虚线折成正四棱柱,则这个正四棱柱的外接球表面积的最小值为 .9π16. 已知数列{a n }满足:a 1=2,121+-=+n n n na a a ,记b n =11+n n a a ,则数列{b n }的前n 项和S n = .2121+-n17.(本小题满分12分)在△ABC 中,角A ,B ,C 对应的边分别是a ,b ,c ,已知cos 2A -3cos(B +C )=1.(I)求角A 的大小;(II )若AB=3,AC 边上的中线BD△ABC 的面积.解:(I)由cos 2A -3cos(B +C )=1,得2cos 2A +3cos A -2=0,即(2cos A -1)(cos A +2)=0. 解得cos A =12或cos A =-2(舍去). 因为0<A <π,所以A =π3.(II)在ABD ∆中,3=AB ,13=BD ,3π=A ,利用余弦定理,222cos 2BD A AD AB AD AB =⋅⋅⋅-+,解得4=AD ,又E 是AC 的中点 8=∴AC36sin 21=⋅⋅⋅=∆A AC AB S ABC .18.(本小题满分12分)已知在四棱锥ABCD P -中,,O 为AB 中点,POC ⊥平面PABCDO平面ABCD ;BC AD //,BC AB ⊥,2====AB BC PB PA ,3=AD . (Ⅰ)求证:平面⊥PAB 面ABCD(Ⅱ)求二面角C PD O --的余弦值. (Ⅰ)证明:BC AD //,BC AB ⊥, 2BC AB ==,3=AD .OC AD CD ∴====+=222BC OB OC 5OC CD ∴⊥ 即CD POC ⊥平面 CD PO ∴⊥AB PB PA ==,O 为AB 中点 ∴∴⊥CD 平面POC ∴ 平面⊥PAB 面ABCD ……………6分(Ⅱ)如图建立空间直角坐标系xyz O -,则)3,0,0(P , )0,3,1(-D ,)0,2,1(C∴(0,0,3),(1,3,0),(1,2,3),(2,1,0)OP OD CP CD ==-=--=-假设平面OPD 的一个法向量为),,(111z y x =,平面PCD 的法向量为),,(222z y x n =则由⎪⎩⎪⎨⎧=⋅=⋅0可得⎩⎨⎧=+-=0303111y x z ,取11=y ,得31=x ,01=z ,即)0,1,3(=m ,由⎪⎩⎪⎨⎧=⋅=⋅0可得⎩⎨⎧=+-=+--020*******y x z y x ,取32=x ,得322=y ,52=z ,即)5,32,3(=n ∴43401035,cos ==>=<n m 故二面角C PD O --的余弦值为43.……………12分19.(本小题满分12分)从那些只乘坐一号线地铁,且在市中心站出站的乘客中随机选2人,记X 为这2人乘坐地铁的票价和,根据统计图,以频率作为概率,求X 的分布列和数学期望;20.(本小题满分12分)已知平面直角坐标系xOy 中,椭圆的中心为坐标原点,左右焦点分别为12,F F ,过椭圆右焦点2F 斜率为1的直线交椭圆于,A B 两点,且OA OB +与(3,1)a =-共线. (1)求椭圆的离心率;(2)若椭圆短轴的一个端点到右焦点的距离为3,直线l 与椭圆C 交于,P Q 两点,坐标原点O 到直线l ,求POQ ∆面积的最大值.解:(1)设椭圆方程为22221(0),x y a b a b+=>>右焦点(,0),0F c c >,则直线方程为y x c =-,设1122(,),(,)A x y B x y由22222222222222()200y x cb a x a cx ac a b b x a y a b =-⎧⇒+-+-=⎨+-=⎩0∆>22222121222222,a c a c a b x x x x b a b a -∴+==++,得21212222b c y y x c x c b a+=-+-=-+…………2分 OA OB +与(3,1)a =-共线12123()()0y y x x ⇒+++=222222223()0b c a c b a b a ∴⨯-+=++2233a b e ⇒=⇒=…………4分(2)由椭圆短轴的一个端点到右焦点的距离为a =2213x y += ①当AB x ⊥轴时,AB =5分 ②当AB 与x 轴不垂直时,设直线AB 的方程为y kx m =+=,得223(1)4m k =+把y kx m =+代入椭圆方程,整理得222(31)6330k x kmx m +++-=,设11()A x y ,,22()B x y ,,则212122263(1),3131km m x x x x k k --+==++…………6分 22221(1)()AB k x x ∴=+-22222223612(1)(1)(31)31k m m k k k ⎡⎤-=+-⎢⎥++⎣⎦22223(1)(91)=(31)k k k +++ 242212121233(0)34196123696k k k k k k=+=+≠+=++⨯+++≤.…………9分当且仅当2219k k =,即k =时等号成立.当0k =时,AB =10分 综①②所述,max 2AB =.…………11分∴当AB 最大时,AOB △面积取最大值max 1222S AB =⨯⨯=. …………12分21.(本小题满分12分)已知函数f (x )=(x 3﹣6x 2+3x+t )e x ,t ∈R . (Ⅰ)当1t =时,函数f (x )在点(0,f (0))处的切线方程; (Ⅱ)若函数y=f (x )有三个不同的极值点,求t 的值;(Ⅲ)若存在实数t ∈[0,2],使对任意的x ∈[1,m],不等式f (x )≤x 恒成立,求正整数m 的最大值. 解:(Ⅰ)函数f (x )=(x 3﹣6x 2+3x+t )e x , 则f′(x )=(x 3﹣3x 2﹣9x+3+t )e x , 函数f (x )在点(0,f (0))处的切线斜率为f′(0)=3+t , 由题意可得,3+t=4,解得,t=1; (Ⅱ) f′(x )=(x 3﹣3x 2﹣9x+3+t )e x ,令g (x )=x 3﹣3x 2﹣9x+3+t ,则方程g (x )=0有三个不同的根, 又g′(x )=3x 2﹣6x ﹣9=3(x 2﹣2x ﹣3)=3(x+1)(x ﹣3) 令g′(x )=0得x=﹣1或3且g (x )在区间(﹣∞,﹣1),(3,+∞)递增,在区间(﹣1,3)递减,故问题等价于,即有,解得,﹣8<t <24; (Ⅲ)不等式f (x )≤x ,即(x 3﹣6x 2+3x+t )e x ≤x ,即t≤xe ﹣x ﹣x 3+6x 2﹣3x . 转化为存在实数t ∈[0,2],使对任意的x ∈[1,m], 不等式t≤xe ﹣x ﹣x 3+6x 2﹣3x 恒成立.即不等式0≤xe ﹣x ﹣x 3+6x 2﹣3x 在x ∈[1,m]上恒成立. 即不等式0≤e ﹣x ﹣x 2+6x ﹣3在x ∈[1,m]上恒成立. 设φ(x )=e ﹣x ﹣x 2+6x ﹣3,则φ'(x )=﹣e ﹣x ﹣2x+6. 设r (x )=φ'(x )=﹣e ﹣x ﹣2x+6,则r'(x )=e ﹣x ﹣2.因为1≤x≤m ,有r'(x )<0,故r (x )在区间[1,m]上是减函数. 又r (1)=4﹣e ﹣1>0,r (2)=2﹣e ﹣2>0,r (3)=﹣e ﹣3<0 故存在x 0∈(2,3),使得r (x 0)=φ'(x 0)=0.当1≤x <x 0时,有φ'(x )>0,当x >x 0时,有φ'(x )<0.从而y=φ(x )在区间[1,x 0]上递增,在区间[x 0,+∞)上递减.又φ(1)=e ﹣1+4>0,φ(2)=e ﹣2+5>0,φ(3)=e ﹣3+6>0,φ(4)=e ﹣4+5>0, φ(5)=e ﹣5+2>0,φ(6)=e ﹣6﹣3<0.所以当1≤x≤5时,恒有φ(x )>0;当x≥6时,恒有φ(x )<0. 故使命题成立的正整数m 的最大值为5.【点评】本题考查利用导数求切线方程、函数的极值、极值点是导函数的根、解决不等式恒成立常用的方法是构造函数利用导数求函数的最值.22.(本小题满分10分)在平面直角坐标系xOy 中,曲线1cos sin x r C y r θθ=⎧⎨=⎩: (θ为参数),(0<θ<4).曲线2C :22x y θθ⎧=+⎪⎨=+⎪⎩ (θ为参数),以坐标原点为极点,x 轴的非负半轴为极轴建立极坐标系,射线θα=(0)2πα<<与曲线1C 交于,N O 两点,与曲线2C 交于,P O 两点,且||PN最大值为(Ⅰ)将曲线1C 与曲线2C 化成极坐标方程,并求r 的值; (Ⅱ)射线4πθα=+与曲线1C 交于,O Q 两点,与曲线2C 交于,O M 两点,求四边形MNPQ面积的最大值.(Ⅰ)1:)4C πρθ=+, 2:C r ρ=max |||||)|4P N PN r πρρα=-=+-=r ∴= ,2:C ρ∴=……4分(Ⅱ)11sin sin 2424OPQ OMN S S S OP OQ OM ON ππ∆∆=-=⋅-⋅四边形11))2422)44ππααπα=⨯+⨯+⨯-⨯=++-当8πα=时,面积的最大值为4+23. (本小题满分10分)设函数f (x )=|x ﹣a|,a <0.(Ⅰ)若-2a = 求不等式()()22f x f x +> 的解集;(Ⅱ)若不等式f (x )+f (2x )<的解集非空,求a 的取值范围.解:(Ⅰ)223x x x ⎧⎫<->-⎨⎬⎩⎭或 ……………5分(Ⅱ)解:f (x )+f (2x )=|x ﹣a|+|2x ﹣a|,a <0.当x≤a 时,f (x )=a ﹣x+a ﹣2x=2a ﹣3x ,则f (x )≥﹣a ; 当a <x <时,f (x )=x ﹣a+a ﹣2x=﹣x ,则﹣<f (x )<﹣a ; 当x时,f (x )=x ﹣a+2x ﹣a=3x ﹣2a ,则f (x )≥﹣.则f (x )的值域为[﹣,+∞),不等式f(x)+f(2x)<的解集非空,即为>﹣,解得,a>﹣1,由于a<0,则a的取值范围是(﹣1,0).……………10分。