南通市2012届高三第二次调研测试

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(第3题)南通市2012届高三第二次调研测试数学Ⅰ参考公式:(1)样本数据1x ,2x ,…,n x 的方差2211()ni i s x x n ==-∑,其中11ni i x x n ==∑. (2)函数()()sin f x x ωϕ=+的导函数()()cos f x x ωωϕ'=⋅+,其中ωϕ,都是常数.一、填空题:本大题共14小题,每小题5分,共70分.请把答案直接填写在答题卡相应位置上......... 1. 在平面直角坐标系xOy 中,双曲线221y x -=的离心率为 ▲ . 2. 若复数z 满足()12i 34i z +=-+(i 是虚数单位),则z = ▲ . 3. 在右图的算法中,最后输出的a ,b 的值依次是 ▲ .4. 一组数据9.8, 9.9, 10,a , 10.2的平均数为10,则该组数据的方差为 ▲ .5. 设全集U =Z ,集合{}220A x x x x =--∈Z ≥,,则U A =ð ▲ .(用列举法表示) 6. 在平面直角坐标系xOy 中,已知向量a = (1,2),12-a b =(3,1),则⋅=a b ▲ .7. 将甲、乙两个球随机放入编号为1,2,3的3个盒子中,每个盒子的放球数量不限,则在1,2号盒子中各有1个球的概率为 ▲ .8. 设P是函数)1y x =+图象上异于原点的动点,且该图象在点P 处的切线的倾斜角为θ,则θ的取值范围是 ▲ .9. 如图,矩形ABCD 的三个顶点A 、B 、C分别在函数y x =,12y x =,xy =的图象上,且矩形的边分别平行于两坐标轴. 若点A 的纵坐标为2,则点D 的坐标为 ▲ . 10.观察下列等式: 311=, 33129+=, 33312336++=, 33331234100+++=,……猜想:3333123n +++⋅⋅⋅+= ▲ (n ∈*N ).(第9题)ABCDD 1C 1B 1A 1(第13题)11.在棱长为4的正方体1111ABCD A B C D -中,E 、F 分别为棱1AA 、11D C 上的动点,点G 为正方形11B BCC 的中心. 则空间四边形AEFG 在该正方体各个面上的正投影构成的图形中,面积的最大值为 ▲ .12.若12sin a x x a x ≤≤对任意的π02x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,都成立,则21a a -的最小值为 ▲ .13.如图,在平面直角坐标系xOy 中,F 1,F 2分别为椭圆22221y x a b +=(0a b >>)的左、右焦点,B ,C 分别为椭 圆的上、下顶点,直线BF 2与椭圆的另一交点为D . 若127cos 25F BF ∠=,则直线CD 的斜率为 ▲ .14.各项均为正偶数的数列a 1,a 2,a 3,a 4中,前三项依次成公差为d (d > 0)的等差数列,后三项依次成公比为q 的等比数列. 若4188a a -=,则q 的所有可能的值构成的集合为 ▲ .二、解答题:本大题共6小题,共90分.请在答题卡指定区域.......内作答. 解答时应写出文字说明、证 明过程或演算步骤. 15.(本小题满分14分)在斜三角形ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为 a ,b ,c .(1)若2sin cos sin A C B =,求a c 的值;(2)若sin(2)3sin A B B +=,求tan A 的值.16.(本小题满分14分)如图,在六面体1111ABCD A B C D -中,11//AA CC ,11A B A D =,AB AD =.求证: (1)1AA BD ⊥; (2)11//BB DD .(第18题)将52名志愿者分成A ,B 两组参加义务植树活动,A 组种植150捆白杨树苗,B 组种植200捆 沙棘树苗.假定A ,B 两组同时开始种植.(1)根据历年统计,每名志愿者种植一捆白杨树苗用时25小时,种植一捆沙棘树苗用时12小时.应如何分配A ,B 两组的人数,使植树活动持续时间最短?(2)在按(1)分配的人数种植1小时后发现,每名志愿者种植一捆白杨树苗用时仍为25小时, 而每名志愿者种植一捆沙棘树苗实际用时23小时,于是从A 组抽调6名志愿者加入B 组继续种植,求植树活动所持续的时间.18.(本小题满分16分)如图,在平面直角坐标系xOy 中,已知圆1C :22(1)1x y ++=,圆2C :22(3)(4)1x y -+-=. (1)若过点1(1 0)C -,的直线l 被圆2C 截得的弦长为 65,求直线l 的方程;(2)设动圆C 同时平分圆1C 的周长、圆2C 的周长. ①证明:动圆圆心C 在一条定直线上运动;②动圆C 是否经过定点?若经过,求出定点的 坐标;若不经过,请说明理由.19.(本小题满分16分)已知函数()sin f x x x =+.(1)设P ,Q 是函数()f x 图象上相异的两点,证明:直线PQ 的斜率大于0; (2)求实数a 的取值范围,使不等式()cos f x ax x ≥在π02⎡⎤⎣⎦,上恒成立.设数列{n a }的各项均为正数.若对任意的n ∈*N ,存在k ∈*N ,使得22n k n n k a a a ++=⋅成立,则称 数列{n a }为“J k 型”数列.(1)若数列{n a }是“J 2型”数列,且28a =,81a =,求2n a ;(2)若数列{n a }既是“J 3型”数列,又是“J 4型”数列,证明:数列{n a }是等比数列2.1 + 2i3.2,14.0.025.{0,1}6.07.29 9.)ππ32⎡⎢⎣,10.()1124, 11.2(1)2n n +⎡⎤⎢⎥⎣⎦12.21π- 13.1225 14{}5837, 15. 解:(1)由正弦定理,得sin sin A a B b=. 从而2sin cos sin A C B =可化为2cos a C b =. …………………………………………3分由余弦定理,得22222a b c a b ab+-⨯=.整理得a c =,即1a c =. …………………………………………………………………7分(2)在斜三角形ABC 中,A B C ++=π,所以sin(2)3sin A B B +=可化为()()sin 3sin A C A C π+-=π-+⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦,即()()sin 3sin A C A C --=+.…………………………………………………………10分 故sin cos cos sin 3(sin cos cos sin )A C A C A C A C -+=+.整理,得4sin cos 2cos sin A C A C =-, ………………………………………………12分 因为△ABC 是斜三角形,所以sin A cos A cos C 0≠,所以tan 1tan 2A C =-.………………………………………………………………………14分16. 证明:(1)取线段BD 的中点M ,连结AM 、1A M ,因为11A D A B =,AD AB =,所以BD AM ⊥,1BD A M ⊥.………………………………………………………3分又1AM A M M = ,1AM A M ⊂、平面1A AM ,所以BD ⊥平面1A AM . 而1AA ⊂平面1A AM ,所以1AA BD ⊥.…………………………………………………………………………7分 (2)因为11//AA CC ,1AA ⊄平面11D DCC ,1CC ⊂平面11D DCC ,所以1//AA 平面11D DCC .……………………………………………………………9分 又1AA ⊂平面11A ADD ,平面11A ADD 平面111D DCC DD =,……………………11分 所以11//AA DD .同理得11//AA BB ,所以11//BB DD .………………………………………………………………………14分17. 解:(1)设A 组人数为x ,且052x <<,x ∈*N ,则A 组活动所需时间2150605()f x x x ⨯==;……………………………………………2分 B 组活动所需时间12001002()5252g x x x ⨯==--.……………………………………………4分 令()()f x g x =,即6010052x x=-,解得392x =.所以两组同时开始的植树活动所需时间**6019()10020.52x x xF x x x x ⎧∈⎪=⎨⎪∈-⎩N N ≤, ,,,≥, ………………………………………………………6分 而60(19)19F =,25(20)8F =,故(19)(20)F F >. 所以当A 、B 两组人数分别为20 32,时,使植树活动持续时间最短.………………8分 (2)A 组所需时间为1+21502016532067⨯-⨯=-(小时),……………………………………10分 B 组所需时间为220032123133263⨯-⨯+=+(小时), …………………………………12分 所以植树活动所持续的时间为637小时. ……………………………………………14分 18. 解:(1)设直线l 的方程为(1)y k x =+,即0kx y k -+=.因为直线l 被圆2C 截得的弦长为6,而圆2C 的半径为1,所以圆心2(3 4)C ,到l :0kx y k -+=4=.…………………………3分化简,得21225120k k -+=,解得43k =或34k =.所以直线l 的方程为4340x y -+=或3430x y -+=.…………………………………6分 (2)①证明:设圆心( )C x y ,,由题意,得12CC CC =,化简得30x y +-=,即动圆圆心C 在定直线30x y +-=上运动.…………………………………………10分②圆C 过定点,设(3)C m m -,, 则动圆C于是动圆C 的方程为2222()(3)1(1)(3)x m y m m m -+-+=+++-.整理,得22622(1)0x y y m x y +----+=.…………………………………………14分 由2210 620x y x y y -+=⎧⎨+--=⎩,,得1 2x y ⎧=+⎪⎨⎪=⎩或1 2x y ⎧=⎪⎨⎪=⎩所以定点的坐标为(1,(1.………………………16分 19. 解:(1)由题意,得()1cos 0f x x '=+≥.所以函数()sin f x x x =+在R 上单调递增.设11( )P x y ,,22( )Q x y ,,则有12120y y x x ->-,即0PQ k >. ………………………………6分 (2)当0a ≤时,()sin 0cos f x x x ax x =+≥≥恒成立.………………………………………8分 当0a >时,令()()cos sin cos g x f x ax x x x ax x =-=+-, ()1cos (cos sin )g'x x a x x x =+-- 1(1)cos sin a x ax x =+-+.①当10a -≥,即01a <≤时,()()11cos sin 0g'x a x ax x =+-+>, 所以()g x 在π02⎡⎤⎣⎦,上为单调增函数.所以()(0)0sin 00cos00g x g a =+-⨯⨯=≥,符合题意. ……………………………10分②当10a -<,即1a >时,令()()1(1)cos sin h x g'x a x ax x ==+-+, 于是()(21)sin cos h'x a x ax x =-+. 因为1a >,所以210a ->,从而()0h'x ≥. 所以()h x 在π02⎡⎤⎣⎦,上为单调增函数.所以()π(0)()2h h x h ≤≤,即π2()12a h x a -+≤≤,亦即π2()1a g'x a -+≤≤.……………………………………………………………12分(i )当20a -≥,即12a <≤时,()0g'x ≥,所以()g x 在π02⎡⎤⎣⎦,上为单调增函数.于是()(0)0g x g =≥,符合题意.…………14分(ii )当20a -<,即2a >时,存在()0π02x ∈,,使得当0(0 )x x ∈,时,有()0g'x <,此时()g x 在0(0)x ,上为单调减函数, 从而()(0)0g x g <=,不能使()0g x >恒成立.综上所述,实数a 的取值范围为2a ≤.……………………………………………………16分20.解:(1)由题意,得2a ,4a ,6a ,8a ,…成等比数列,且公比()138212aq a ==, 所以()412212n n n a a q--==. ………………………………………………………………4分(2)证明:由{n a }是“4J 型”数列,得1a ,5a ,9a ,13a ,17a ,21a ,…成等比数列,设公比为t . …………………………6分由{n a }是“3J 型”数列,得1a ,4a ,7a ,10a ,13a ,…成等比数列,设公比为1α; 2a ,5a ,8a ,11a ,14a ,…成等比数列,设公比为2α; 3a ,6a ,9a ,12a ,15a ,…成等比数列,设公比为3α; 则431311a t α==,431725a t α==,432139at α==. 所以123ααα==,不妨记123αααα===,且43t α=. ……………………………12分于是(32)113211k k k a a a α----==,2(31)122315111k k k k k a a a t a a ααα------====,13132339111k k k k k a a a t a a ααα----====,所以11n n a a -=,故{n a }为等比数列.……………………………………………16分南通市2012届高三第一次调研测试数学Ⅱ(附加题)B .选修4—2:矩阵与变换 (本小题满分10分)在平面直角坐标系xOy 中,直线y kx =在矩阵0110⎡⎤⎢⎥⎣⎦对应的变换下得到的直线过点(41)P , , 求实数k 的值.解:设变换T :x x y y '⎡⎤⎡⎤→⎢⎥⎢⎥'⎣⎦⎣⎦,则0110x x y y y x '⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤==⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥'⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦,即 . x y y x '=⎧⎨'=⎩,…………………………5分 代入直线y kx =,得x ky ''=.将点(4 1)P ,代入上式,得k =4.……………………………………………………………10分C .选修4—4:坐标系与参数方程 (本小题满分10分)在极坐标系中,已知圆sin a ρθ=(0a >)与直线()cos 1ρθπ+=4相切,求实数a 的值.解:将圆sin a ρθ=化成普通方程为22x y ay +=,整理,得()22224aa x y +-=.将直线()cos 1ρθπ+=4化成普通方程为0x y -. ……………………………………6分(第23题)a =.解得4a =+ 10分 【必做题】第22、23题,每小题10分,共计20分.请在答题卡指定区域.......内作答,解答时应写出文 字说明、证明过程或演算步骤. 22.(本小题满分10分)已知数列{n a }满足:112a =,*12 ()1nn n a a n a +=∈+N .(1)求2a ,3a 的值;(2)证明:不等式10n n a a +<<对于任意*n ∈N 都成立.23.(本小题满分10分)如图,在平面直角坐标系xOy 中,抛物线的顶点在原点,焦点为F (1,0).过抛物线在x 轴上 方的不同两点A 、B 作抛物线的切线AC 、BD ,与x 轴分别交于C 、D 两点,且AC 与BD 交于 点M ,直线AD 与直线BC 交于点N . (1)求抛物线的标准方程; (2)求证:MN ⊥x 轴;(3)若直线MN 与x 轴的交点恰为F (1,0), 求证:直线AB 过定点.(1)解:由题意2324 35a a ==,. (2)证明:①当1n =时,由(1),知120a a <<,不等式成立.……………………………4分 ②设当*()n k k =∈N 时,10k k a a +<<成立,………………………………………6分则当1n k =+时,由归纳假设,知10k a +>.而()()1111211112121222()011(1)(1)(1)(1)k k k k k k k k k k k k k k k k a a a a a a a a a a a a a a a a ++++++++++-+--=-==>++++++,所以120k k a a ++<<,即当1n k =+时,不等式成立.由①②,得不等式10n n a a +<<对于任意*n ∈N 成立.…………………………10分解:(1)设抛物线的标准方程为22(0)y px p =>, 由题意,得12p=,即2p =. 所以抛物线的标准方程为24y x =.……………………………………………………3分 (2)设11( )A x y ,,22( )B x y ,,且10y >,20y >.由24y x =(0y >),得y =y'=.所以切线AC 的方程为11)y y x x -=-,即1112()y y x x -=-.整理,得112()yy x x =+, ① 且C 点坐标为1( 0)x -,. 同理得切线BD 的方程为222()yy x x =+,② 且D 点坐标为2( 0)x -,. 由①②消去y ,得122112M x y x y x y y -=-.……………………………………………………5分又直线AD 的方程为1212()y y x x x x =++,③ 直线BC 的方程为2112()y y x x x x =++. ④ 由③④消去y ,得122112N x y x y x y y -=-.所以M N x x =,即MN ⊥x 轴. …………………………………………………………7分 (3)由题意,设0(1 )M y ,,代入(1)中的①②,得0112(1)y y x =+,0222(1)y y x =+.所以1122( ) ( )A x y B x y ,,,都满足方程02(1)y y x =+. 所以直线AB 的方程为02(1)y y x =+.故直线AB 过定点(1 0)-,.………………………………………………………………10分。