2020年山东省枣庄市届高三第二次模拟考试数学文试题与答案
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2020届高三模拟考试文科数学第Ⅰ卷(选择题 共60分)一、选择题:本大题共12个小题,每小题5分,共60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.已知集合2{|20}A x x x =--≥,则R C A =( )A .(1,2)-B .[1,2]-C .(2,1)-D .[2,1]- 2.已知复数1iz i=+(i 是虚数单位),则z =( )A .1B .12C .2 D3.已知123a -=,31log 2b =,2log 3c =,则a ,b ,c 的大小关系是( ) A .a c b >> B .c a b >> C .a b c >> D .c b a >> 4.下图给出的是计算11112462018+++⋅⋅⋅+值的程序框图,其中判断框内可填入的条件是( )A .2016?i >B .2018?i >C .2016?i ≤D .2018?i ≤ 5.已知2()log (41)xf x ax =-+是偶函数,则a =( )A .1B .1-C .2D .2-6.已知ABC ∆的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,若()(sin sin )a b A B +-()sin c b C =-,则A =( )A .6π B .3πC .56πD .23π7.七巧板是我们祖先的一项创造,被誉为“东方魔板”,它是由五块等腰直角三角形(两块全等的小三角形、一块中三角形和两块全等的大三角形)、一块正方形和一块平行四边形组成的.如图是一个用七巧板拼成的正方形,在此正方形中任取一点,则此点取自阴影部分的概率是( )A .316 B .38 C .14 D .188.已知1sin()43πα-=,则sin 2α=( )A .79-B .79C .19-D .199.函数()ln(1)f x x x =-+的大致图象为( )A .B .C .D . 10.某几何体的三视图如图所示,其中俯视图是等腰三角形,则该几何体的体积为( )A .32B .643 C .163 D .32311.设1F 、2F 是椭圆C :2212x y m +=的两个焦点,若C 上存在点M 满足12120F MF ∠=o ,则m 的取值范围是( )A .1(0,][8,)2+∞UB .(0,1][8,)+∞UC .1(0,][4,)2+∞U D .(0,1][4,)+∞U12.已知函数2()(12)()f x x x ax b =+++(,)a b R ∈的图象关于点(1,0)对称,则()f x 在[1,1]-上的最大值为( )A.第Ⅱ卷(共90分)二、填空题:本大题共4小题,每小题5分,共20分.13 已知实数x ,y 满足0010x y x y ≥⎧⎪≥⎨⎪+-≤⎩的最大值为 .14.在平行四边形ABCD 中,1AB =,2AD =,则AC BD ⋅=u u u r u u u r.15.已知圆M 与直线0x y -=及40x y -+=都相切,圆心在直线2y x =-+上,则圆M 的标准方程为 .16.已知()sin cos f x x x ωω=-2()3ω>,若函数()f x 图象的任何一条对称轴与x 轴交点的横坐标都不属于区间(,2)ππ,则ω的取值范围是 .(结果用区间表示)三、解答题:本大题共6小题,共70分.17.已知数列{}n a 的前n 项和2352n n n S +=.(Ⅰ)求{}n a 的通项公式; (Ⅱ)设13n n n b a a +=,求数列{}n b 的前n 项和. 18.在四棱锥S ABCD -中,底面ABCD 为矩形,平面SAB ⊥平面ABCD ,平面SAD ⊥平面ABCD ,且23SA AD AB ==.(Ⅰ)证明:SA ⊥平面ABCD ;(Ⅱ)若E 为SC 的中点,三棱锥E BCD -的体积为89,求四棱锥S ABCD -外接球的表面积. 19.随着高校自主招生活动的持续开展,我市高中生掀起了参与数学兴趣小组的热潮.为调查我市高中生对数学学习的喜好程度,从甲、乙两所高中各随机抽取了40名学生,记录他们在一周内平均每天学习数学的时间,并将其分成了6个区间:(0,10]、(10,20]、(20,30]、(30,40]、(40,50]、(50,60],整理得到如下频率分布直方图:根据一周内平均每天学习数学的时间t ,将学生对于数学的喜好程度分为三个等级:(Ⅰ)试估计甲高中学生一周内平均每天学习数学的时间的中位数m 甲(精确到0.01);(Ⅱ)判断从甲、乙两所高中各自随机抽取的40名学生一周内平均每天学习数学的时间的平均值X 甲与X 乙及方差2S 甲与2S 乙的大小关系(只需写出结论),并计算其中的X 甲、2S 甲(同一组中的数据用该组区间的中点值作代表);(Ⅲ)从甲高中与乙高中随机抽取的80名同学中数学喜好程度为“痴迷”的学生中随机抽取2人,求选出的2人中甲高中与乙高中各有1人的概率.20.已知抛物线C :22(01)y px p =<<上的点(,1)P m 到其焦点F 的距离为54. (Ⅰ)求C 的方程;(Ⅱ)已知直线l 不过点P 且与C 相交于A ,B 两点,且直线PA 与直线PB 的斜率之积为1,证明:l 过定点.21.已知曲线2()1ln ()y f x x a x a R ==--∈与x 轴有唯一公共点A . (Ⅰ)求实数a 的取值范围;(Ⅱ)曲线()y f x =在点A 处的切线斜率为27a a --.若两个不相等的正实数1x ,2x 满足12()()f x f x =,求证:121x x <.请考生在22、23题中任选一题作答,如果多做,则按所做的第一题记分.作答时请写清题号.22.选修4-4:坐标系与参数方程在直角坐标系xOy 中,曲线C 的参数方程为3cos 2sin x y θθ=⎧⎨=⎩(θ为参数),直线l 的参数方程为121x t y t a =-⎧⎨=--⎩(t 为参数).(Ⅰ)若1a =,求直线l 被曲线C 截得的线段的长度;(Ⅱ)若11a =,在曲线C 上求一点M ,使得点M 到直线l 的距离最小,并求出最小距离. 23.选修4-5:不等式选讲 已知函数()3f x x a =-.(Ⅰ)当4a =时,求不等式()3f x <的解集;(Ⅱ)设函数()1g x x =+.当x R ∈时,()()1f x g x +>恒成立,求实数a 的取值范围.2020届高三模拟考试 数学(文科)参考答案一、选择题1-5: ACBDA 6-10: BCBAD 11、12:AD二、填空题13. 2 14. 3 15. 22(2)2x y +-= 16. 37[,]48三、解答题17.(Ⅰ)解:114a S ==. 当2n ≥时,1n n n a S S -=-22353(1)5(1)22n n n n +-+-=-. 又14a =符合2n ≥时n a 的形式,所以{}n a 的通项公式为31n a n =+. (Ⅱ)由(Ⅰ)知3(31)(34)n b n n =++113134n n =-++. 数列{}n b 的前n 项和为121111()()47710n b b b ++⋅⋅⋅+=-+-1111()()32313134n n n n +⋅⋅⋅+-+--+++11434n =-+. 18.(Ⅰ)证明:由底面ABCD 为矩形,得BC AB ⊥.又平面SAB ⊥平面ABCD ,平面SAB I 平面ABCD AB =,BC ⊂平面ABCD , 所以BC ⊥平面SAB .所以BC SA ⊥. 同理可得CD SA ⊥.又BC CD C =I ,BC ⊂平面ABCD ,CD ⊂平面ABCD , 所以SA ⊥平面ABCD .(Ⅱ)解:设6SA a =,则2AB a =,3AD a =.13E BCD BCD V S h -∆=⨯⨯111()()322BC CD SA =⨯⨯⨯⨯ 311(23)(3)332a a a a =⨯⨯⨯⨯=.又89E BCD V -=,所以3839a =.解得23a =. 四棱锥S ABCD -的外接球是以AB 、AD 、AS 为棱的长方体的外接球,设半径为R .则2R =1473a ==,即73R =. 所以,四棱锥S ABCD -的外接球的表面积为219649R ππ=.19. 解:(Ⅰ)由样本估计总体的思想,甲高中学生一周内平均每天学习数学的时间的中位数0.5(0.10.2)200.3m -+=+甲1026.67⨯≈;(Ⅱ)X X <甲乙;22S S >甲乙;50.1150.2250.3X =⨯+⨯+⨯甲350.2450.15550.0527.5+⨯+⨯+⨯=;221[(527.5)(400.1)40S =⨯-⨯⨯甲2(1527.5)(400.2)+-⨯⨯2(2527.5)(400.3)+-⨯⨯ 2(3527.5)(400.2)+-⨯⨯2(4527.5)(400.15)+-⨯⨯2(5527.5)(400.05)]+-⨯⨯178.75=.(Ⅲ)甲高中随机选取的40名学生中“痴迷”的学生有40(0.00510)2⨯⨯=人,记为1A ,2A ;乙高中随机选取的40名学生中“痴迷”的学生有40(0.01510)6⨯⨯=人,记为1B ,2B ,3B ,4B ,5B ,6B . 随机选出2人有以下28种可能:12(,)A A ,11(,)A B ,12(,)A B ,13(,)A B ,14(,)A B ,15(,)A B ,16(,)A B , 21(,)A B ,22(,)A B ,23(,)A B ,24(,)A B ,25(,)A B ,26(,)A B ,12(,)B B , 13(,)B B ,14(,)B B ,15(,)B B ,16(,)B B ,23(,)B B ,24(,)B B ,25(,)B B , 26(,)B B ,34(,)B B ,35(,)B B ,36(,)B B ,45(,)B B ,46(,)B B ,56(,)B B ,甲、乙两所高中各有1人,有以下12种可能:11(,)A B ,12(,)A B ,13(,)A B ,14(,)A B ,15(,)A B ,16(,)A B ,21(,)A B ,22(,)A B ,23(,)A B ,24(,)A B ,25(,)A B ,26(,)A B .所以,从甲、乙两所高中数学喜好程度为“痴迷”的同学中随机选出2人,选出的2人中甲、乙两所高中各有1人的概率为123287=. 20.解:(Ⅰ)由题意,得21pm =,即12m p=. 由抛物线的定义,得1()222p pPF m p =--=+. 由题意,15224p p +=.解得12p =,或2p =(舍去). 所以C 的方程为2y x =.(Ⅱ)证法一:设直线PA 的斜率为k (显然0k ≠),则直线PA 的方程为1(1)y k x -=-,则1y kx k =+-.由21y kx k y x=+-⎧⎨=⎩消去y 并整理得22[2(1)1]k x k k x +--2(1)0k +-=. 设11(,)A x y ,由韦达定理,得212(1)1k x k -⨯=,即212(1)k x k -=.2112(1)11k y kx k k k k -=+-=⋅+-11k=-+.所以22(1)1(,1)k A k k --+. 由题意,直线PB 的斜率为1k. 同理可得221(1)1(,1)11()k B kk--+,即22((1),1)B k k --. 若直线l 的斜率不存在,则222(1)(1)k k k-=-.解得1k =,或1k =-. 当1k =时,直线PA 与直线PB 的斜率均为1,A ,B 两点重合,与题意不符; 当1k =-时,直线PA 与直线PB 的斜率均为1-,A ,B 两点重合,与题意不符. 所以,直线l 的斜率必存在.直线l 的方程为2(1)(1)k y k k --=-2[(1)]x k --,即21(1)k y x k =--.所以直线l 过定点(0,1)-. 证法二:由(1),得(1,1)P . 若l 的斜率不存在,则l 与x 轴垂直. 设11(,)A x y ,则11(,)B x y -,211y x =. 则11111111PA PBy y k k x x ---=⋅--211221111(1)(1)y x x x --==--111x =-. (110x -≠,否则,11x =,则(1,1)A ,或(1,1)B ,直线l 过点P ,与题设条件矛盾) 由题意,1111x =-,所以10x =.这时A ,B 两点重合,与题意不符. 所以l 的斜率必存在.设l 的斜率为k ,显然0k ≠,设l :y kx t =+, 由直线l 不过点(1,1)P ,所以1k t +≠.由2y x y kx t⎧=⎨=+⎩消去y 并整理得222(21)0k x kt x t +-+=. 由判别式140kt ∆=->,得14kt <. 设11(,)A x y ,22(,)B x y ,则12212ktx x k-+=①,2122t x x k =②, 则12121111PA PBy y k k x x --=⋅--12121111kx t kx t x x +-+-=⋅--2212121212(1)()(1)()1k x x k t x x t x x x x +-++-=-++. 由题意,2212121212(1)()(1)1()1k x x k t x x t x x x x +-++-=-++. 故212(1)(1)k x x kt k -+-+212()20x x t t ++-=③将①②代入③式并化简整理得2210t kt k k---=,即210t kt k ---=. 即(1)(1)(1)0t t k t +--+=,即(1)(1)0t t k +--=.又1k t +≠,即10t k --≠,所以10t +=,即1t =-. 所以l :1y kx =-.显然l 过定点(0,1)-. 证法三:由(1),得(1,1)P .设l :x ny t =+,由直线l 不过点(1,1)P ,所以1n t +≠.由2y x x ny t⎧=⎨=+⎩消去x 并整理得20y ny t --=. 由题意,判别式240n t ∆=+>.设11(,)A x y ,22(,)B x y ,则12y y n +=①,12y y t =-② 则12121111PA PB y y k k x x --=⋅--1222121111y y y y --=⋅--12121()1y y y y =+++. 由题意,1212()11y y y y +++=,即1212()0y y y y ++=③ 将①②代入③式得0t n -+=,即t n =. 所以l :(1)x n y =+.显然l 过定点(0,1)-.21.(Ⅰ)解:函数()f x 的定义域为(0,)+∞.(1)0f =. 由题意,函数()f x 有唯一零点1.'()2a f x x x=-. (1)若0a ≤,则0a -≥.显然'()0f x >恒成立,所以()f x 在(0,)+∞上是增函数. 又(1)0f =,所以0a ≤符合题意.(2)若0a >,22'()x af x x-=.'()0f x x >⇔>'()00f x x <⇔<<. 所以()f x在上是减函数,在)+∞上是增函数.所以min ()f x f =1ln 222a a a =--.由题意,必有0f ≤(若0f >,则()0f x >恒成立,()f x 无零点,不符合题意)①若0f <,则1ln 0222a a a --<. 令()1ln (0)222a a a g a a =-->,则11'()ln 222a g a =-111ln 22222a a a -⨯⨯=-. '()002g a a >⇔<<;'()02g a a <⇔>.所以函数()g a 在(0,2)上是增函数,在(2,)+∞上是减函数.所以max ()(2)0g a g ==.所以()0g a ≤,当且仅当2a =时取等号.所以,00f a <⇔>,且2a ≠.取正数1}a b e -<,则2()1ln 1ln f b b a b a b =-->--11()0a a>--⨯-=; 取正数1c a >+,显然c >>而2()1ln f c c a x =--, 令()ln h x x x =-,则1'()1h x x =-.当1x >时,显然1'()10h x x=-<. 所以()h x 在[1,)+∞上是减函数.所以,当1x >时,()ln h x x x =-(1)10h <=-<,所以ln x x <.因为1c >,所以2()1ln f c c a c =--21()1c ac c c a >--=--110c >⨯->. 又()f x在上是减函数,在)+∞上是增函数, 则由零点存在性定理,()f x在、)+∞上各有一个零点. 可见,02a <<,或2a >不符合题意.注:0a >时,若利用00lim ()x f x →+=+∞,0f <,lim ()x f x →+∞=+∞,说明()f x在、)+∞上各有一个零点.②若0f =1=,即2a =.符合题意.综上,实数a 的取值范围为{|0,2}a a a ≤=或.(Ⅱ)由题意,2'(1)27f a a a =-=--.所以29a =,即3a =±.由(Ⅰ)的结论,得3a =-. 2()13ln f x x x =-+,()f x 在(0,)+∞上是增函数.()001f x x <⇔<<;()01f x x >⇔>. 由12()()f x f x =,不妨设12x x <,则1201x x <<<.从而有12()()f x f x -=,即221122(13ln )13ln x x x x --+=-+.所以2212123ln 20x x x x ++-=121223ln 2x x x x >+-.令()23ln 2p t t t =+-,显然()p t 在(0,)+∞上是增函数,且(1)0p =.所以()001p t t <⇔<<.从而由121223ln 20x x x x +-<,得121x x <.22.选修4-4:坐标系与参数方程 解:(1)曲线C 的普通方程为22194x y +=. 当1a =时,直线l 的普通方程为2y x =. 由222194y x x y =⎧⎪⎨+=⎪⎩.解得x y ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩或x y ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩, 直线l 被曲线C=. (2)解法一:11a =时,直线l 的普通方程为2100x y --=.由点到直线的距离公式,椭圆3cos 2sin x y θθ=⎧⎨=⎩上的点(3cos ,2sin )M θθ到直线l :2100x y --=的距离为d ===, 其中0θ满足0cos θ=0sin θ=由三角函数性质知,当00θθ+=时,d取最小值此时,03cos 3cos()10θθ=-=,02sin 2sin()5θθ=-=-. 因此,当点M位于(105-时,点M 到l的距离取最小值解法二:当11a =时,直线l 的普通方程为2100x y --=.设与l 平行,且与椭圆22194x y +=相切的直线m 的方程为20x y t -+=. 由2220194x y t x y -+=⎧⎪⎨+=⎪⎩消去y 并整理得2240369360x tx t ++-=. 由判别式22(36)440(936)0t t ∆=-⨯⨯-=,解得t =±所以,直线m的方程为20x y -+=,或20x y --=.要使两平行直线l 与m 间的距离最小,则直线m的方程为20x y --=. 这时,l 与m间的距离d==. 此时点M的坐标为方程组2220194x y x y ⎧--=⎪⎨+=⎪⎩的解105x y ⎧=⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩. 因此,当点M位于时,点M 到直线l的距离取最小值23.选修4-5:不等式选讲解:(1)当4a =时,()34f x x =-. 由343x -<,解得1733x <<. 所以,不等式()3f x <的解集为17{|}33x x <<. (2)()()31f x g x x a x +=-++3()13ax x =-++2133a a x x x =-+-++ 13a x x ≥-++(当且仅当3a x =时取等号) ()(1)3a x x ≥--+(当且仅当()(1)03a x x -+≤时取等号) 13a =+. 综上,当3a x =时,()()f x g x +有最小值13a +. 故由题意得113a +>,解得6a <-,或0a >. 所以,实数a 的取值范围为(,6)(0,)-∞-+∞U .。