华人教育数学模拟试卷(三)第I卷(选择题共60分)一、选择题:本大题共12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.复数631)1(2⎥⎦⎤⎢⎣⎡++ii的值是()A.i B.-i C.1 D.-12.函数y=f(x)有反函数y=f-1(x),把y=f(x)的图像在直角坐标平面内绕原点顺时针方向旋转90°后得到另一个函数的图像,则另一个函数是()A.y=f-1(-x)B.y=f-1(x)C.y=-f-1(-x)D.y=-f-1(x)3.已知奇函数f(x)在[-1,0]上为单调递减函数,又α、β为锐角三角形两内角,则()A.f(cosα)>f(cosβ)B.f(sinα)>f(sinβ)C.f(sinα)>f(cosβ)D.f(sinα)>f(cosβ)4.设a、b为不共线的非零向量,=2a+3b,=-8a-2b,=-6a-4b,那么()A.与同向,且∣∣>∣∣B.与同向,且∣∣<∣∣C.与反向,且∣∣>∣∣D.∥5.函数y=-3-x与函数y=-log3(-x)的图像()A.关于x轴对称B.关于直线x+y=0对称C.关于y轴对称D.关于直线x-y=0对称6.ABCD-A1B1C1D1是棱长为a的正方体,EF是AB上的一动线段,∣EF∣=b(b<a,a,b为定值),若P是A1D1上的定点,(P不与D1重合)而Q在C1D1上滑动,则四面体PQEF的体积()A.是变量且有最大奉B.是变量但无最大值C.是变量且有最小值D.是常量7.直线ax+by-1=0的倾斜角是直线3x-y-33=0的倾斜角的2倍,且它在y轴上的截距为1,则()A.a=3,b=1 B.a=-3,b=-1C.a=1,b=3D.a=-1,b=-38.{a n}的等差数列,S10>0,S11<0,则使a n<0最小的n值为()A .5B .6C .7D .89.“ab <0”是“方程ax 2+by 2=c 表示双曲线”的( )A .必要非充分条件B .充分非必要条件C .充分必要条件D .非充分非必要条件10.已知b an n n n =⎪⎪⎭⎫⎝⎛-+∞→22lim 2,则常数a ,b 的值分别为( ) A .a =2,b =-4B .a =-2,b =4C .a =21,b =-4D .a =-21,b =4111.设球O 的半径为R ,A 、B 、C 为球面上三点,A 与B 、A 与C 的球面距离都为2πR,B 与C 的球面距离为3πR,则球O 在二面角B -OA -C 内的部分球面的面积是( ) A .2π31R B .2π91R C .2π32RA .2π92R 12.设函数f (x )=sin x ,g (x )=-943π9π2-⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛x x ,则使g (x )≥f (x )的x 的取值范围是( )A .[0,π]B .⎥⎦⎤⎢⎣⎡2π3,2π C .⎥⎦⎤⎢⎣⎡3π2,3π D .⎥⎦⎤⎢⎣⎡6π5,6π 第II 卷(非选择题 共90分)二、填空题:本大题共4小题,每小题4分,共16分.把答案填在题中横线上.13.(1+x )2(1-x )5的展开式中x 3的系数是 .14.已知随机变量ξ的概率分布为:则P{ξ=3}=.15.从6名运动员中选出4人参加4×100米接力赛,如果甲不能跑第一棒,乙不能跑第四棒,共有不同的参赛方案种(用数字作答).16.斜三棱柱ABC -A 1B 1C 1中,侧面BB 1C 1C 的面积为S ,AA 1到面BCC 1B 1的距离是a ,则该三棱柱的体积是.三、解答题:本大题共6小题,共74分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.17.(本小题满分12分)如图4所示,在四面体P -ABC 中,面P AC ⊥底面ABC ,P A =BC =a ,PC =AB =2a ,∠APC =60°,D 为AC 的中点.图4(1)求证:P A ⊥AB ;(2)求二面角P -BD -A 的正切值;(3)求点A 到平面PBD 的距离.18.(本小题满分12分)已知动点P 与双曲线12322=-y x 的两个焦点所连线段的长度之和为定值.且这两条线段夹角余弦的最小值为91-. (1)求动点P 的轨迹方程;(2)在x 轴的正半轴上是否存在点Q ,使得Q 与P 点轨迹上的点的最近距离为1.19.(本小题满分12分) 设函数f (x )是定义在[]1,1-上的奇函数,且对任意a 、b ∈[]1,1-,当0≠+b x 时,都有0)()(>++ba b f a f(1)若a >b ,试比较f (a )与f (b )的大小;(2)解不等式⎪⎭⎫ ⎝⎛-<⎪⎭⎫ ⎝⎛-4121x f x f ;(3)如果g (x )=f (x -c )和h (x )=f (x -c 2)这两个函数的定义域的交集是空集,求c 的取值范围.20.(本小题满分12分)甲、乙两人独立地破译1个密码,他们能译出密码的概率分别为31和41,求:(1)至多有1人译出密码的概率;(2)若达到译出密码的概率为10099,至少需要多少个乙这样的人.21.(本小题满分12分)已知f (x )是以3为周期的奇函数,f (1)=1,向量m =(a -sin θ,-1),n =)cos 2,1(θb ,且m ⊥n .(1)若a =b =22,求⎪⎭⎫ ⎝⎛θθcos sin 1f 的值;(2)若b =a 22-,且⎪⎭⎫⎝⎛-∈2π,2πθ,求实数a 的取值范围.22.(本小题满分14分)若A n 和B n 分别表示数列{a n }和{b n }的前n 项和,对任意正整数n 有a n =,232+-n 4B n -12A n =13n . (1)求数列{b n }的通项公式;(2)设有抛物线列C 1,C 2,…,C n 抛物线C n (n ∈N *)的对称轴平行于y 轴,顶点为(a n ,b n ),且通过点D n(0,n 2+1),设过点D n 且与抛物线C n 相切的直线的斜率为k n ,求极限nn n n b a k k k k ++++∞→ 321lim;(3)设集合X ={x ∣x =2a n ,n ∈N *},Y ={y ∣y =4b n ,n ∈N *},若等差数列{c n }的任一项c n ∈X ∩Y ,c 1是X ∩Y 的最大数,且12526510-<<-c ,求{c n }的通项公式.答案解析:一、选择题1.B 原式⎪⎭⎫⎝⎛+⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛+⋅=π36isin π36cos 2π46isin π46cos 266i 2πsin i 2πcos -=⎪⎭⎫⎝⎛-+⎪⎭⎫ ⎝⎛-=2.D y =f()x 顺时针转90°后图像与y =f-1(x )关于x 轴对称)(1x f y --=∴另一图像为3.D βαβα->∴>+2π,2π0cos sin >>∴βα上在]0,1[)(-x f上在]1,0[)(x f∴)(cos )(sin ,βαf f <∴4.A)28()32(b a b a BC AB AC --++=+=b a +-=6则 )28(23312b a b a --=--=+=又有.||||,23BC AD BC AD BC AD >∴=同向与即5.D 像关于而原函数与反函数的图的反函数为),(log 33x y yx --=-=-对称x y =对称的图像关于与函数x y x y y x =--=-=∴-)(log 33.6.D b EF P =||,是定点为定值EFP S ∆∴又Q 在C 1D 1上滑动且C 1D 1//面EFP ∴Q 到面EFP 的距离为定值∴V EFPQ 为定值.7.A 由题设可知01=-+by ax 的倾斜角为120°,在y 轴上的截距为111,3=-=-∴bb a.1,3==∴b a8.B02)(106510>+=a a S.0,0,02)(11566611><∴<+=a a a a S9.A 若方程ax 2+by 2=c 表示双曲线即,122表示双曲线=+bc y a c x0,02<<ab abc 得只要∴“ab <0”是必要条件若ab <0,c 可等于0∴“ab <0”不是充分条件.10.Ab n ann a n =+--∞→22)2(2lim⎪⎩⎪⎨⎧⎩⎨⎧-==∴=-=-42,1202b a b a a 则 11.C 2π,RC A B A 的球面距离都为与与OC OA OB OA ⊥⊥∴,第11题图的平面角为二面角从而C OA B BOC --∠ 3πRC B 的球面距离为与又3π=∠∴BOC 这样球O 在二面角B —OA —C 内的部分球面的面积等于2232461R R ππ=⨯ 12.D 注意到f()x 图像经过⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛21,6π5,21,6π两点,这两点也在g ()x 在图像上,而g ()x 的图像是顶点为⎪⎭⎫⎝⎛23,2π,开口向下的抛物线,作出草图,知)()(,6π5,6πx f x g x ≥⎥⎦⎤⎢⎣⎡∈时二、填空题 13.5提示:解法一:先变形,再部分展开,确定系数)331)(21()1()1()1()1(324232252x x x x x x x x x -+-+-=--=-+所以x 3的系数是第一个括号内的1与第二个括号内的-x 3的系数-1相乘和第一个括号内的-2 x 2的系数-2与第二个括号内的-3 x 的系数-3相乘后再相加而得到,即1×(-1)+(-2)×(-3)=5解法二:利用通项公式因2)1(x +的通项公式为r rr x C T ⋅=+215)1(x -的通项公式为k kk k x C T ⋅-=+51)1(其中{}{}5,4,3,2,1,0,2,1,0∈∈k r 令3=+r k则⎩⎨⎧==21r k 或⎩⎨⎧==12r k 或⎩⎨⎧==03r k 故x 3的系数为.5C C C C 35251215=-⋅+-14.0.21 提示:由离散型随机变量的分布列的性质)3(16543210=∴=++++++ξP P P P P P P P21.0)01.006.010.024.022.016.0(1=+++++-=15.252提示:分类:(1)选出4人没有甲乙共有2444=A (种)选法,(2)含甲、乙某一人共有144A C C 2331334=(种)选法,(3)甲、乙同时参赛共有84)A A 2A (C 22334424=+-(种)选法.综合(1)、(2)、(3)共252种不同的参赛方案. 16.a S2提示:将其分为三棱锥11ABC A - 四棱锥111B BCC A -且Sa V B BCC A 3111=-.23123a S Sa V =⨯=∴三、解答题17.(1)证明:在△P AC 中2222360cos 2a PC PA PC PA AC =︒⋅⋅-+= 222PC AC PA =+∴ AC PA ⊥∴又∵平面P AC ⊥平面ABC ∴P A ⊥平面ABC ,∴P A ⊥AB第17题图(2)解:在平面ABC 内,作AE ⊥直线BD ,垂足为E 则由三垂线定理得,PE ⊥BD∴∠PEA 是二面角A BD P --的平面角在△ABC 中,222AB BC AC=+ ∴∠ACB =90°∴a a a BD 7214322=+=∵BD BC AD AE ::=∴a a aBD BC AD AE 72127232==⋅=∴321tan ==∠AE PA PEA (3)解:由(2)可知,BD ⊥平面P AE ∴平面P AE ∠平面PBD ,交线为PE作AG ⊥PE 于G ,则AG ⊥平面PBD 在Rt △P AE 中a AE PA PE 77022=+= a PE AE PA AG 1030=⋅= 即点A 到平面PBD 的距离为.1030a 18.解:(1)c F F a PF PF 222121=>=+ (a >0,F 1、F 2为双曲线的焦点)∴P 点轨迹为椭圆()9144012201201202cos 222122212221222121221222121-=-=+-≥+-=+-+≥⋅-+=∠a PF PFPF PF PF PF PF PF PF PF F F PF PF PF F2,3==∴b a ∴P 点轨迹方程为14922=+y x (2)假设点Q 存在,其坐标为(t ,0)(t >0)设)cos 2,cos 3(θθP则⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+⎪⎭⎫ ⎝⎛-=+-=51453cos 5sin 4)cos 3(2222t t t PQ θθθ若,1530≤<t 即350≤<t 时 由,21512min =⇒=t PQ 矛盾若153>t ,即35>t 时 则当1cos =θ时,由1)3(22min =-=t PQ 解得t =2或t =4 故存在点Q (2,0)或(4,0),使得4922y x +上的点到Q 点的距离最小值为1.19.解:(1)对于任意x 1、x 2[]1,1-∈当x 1<x 2时,由奇函数的定义和题设不等式得:0)()()()()()()()(1212121212>-⋅-+-+=-+=-x x x x x f x f x f x f x f x f)(x f ∴在[]1,1-上是增函数 [])()(,1,1,,b f a f b a b a >∴-∈>(2))(x f 在[]1,1-上是增函数 ∴原不等式同解于,141211≤-<-≤-x x 而对于任意4121,R -<-∈x x x 恒成立 故由211-≤-x 和141≤-x 分别解得21-≥x 和45≤x∴不等式的解集为⎥⎦⎤⎢⎣⎡-45,21 (3)记函数g (x )和h (x )的定义域分别为P 和Q 则{}11≤-≤-=c x x P{}112≤-≤-=c x x Q∴≠Q P的充要条件是22>-c c故c 的取值范围是{}2222-<->-c c cc c 或由,22>-cc 无解;由22-<-c c 解得1-<c 或2>c∴c 的取值范围是()().,21,+∞-∞-说明:已知不等式提供的信息是b a>时,).()(b f a f >从而判断出)(x f 的单调性,这样就可以解决(2),但要注意41,21--x x 就在[]1,1-内.20.解:(1)至多1人破译出密码包括两种情况:两人都译不出密码或恰有1个人译出密码,即12113141141311311411)()()(=⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛-+⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛-+⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⋅+⋅+⋅=B A P B A P B A P P(2)设有n 个像乙这样的人,则它们都译不出密码的概率为,411n⎪⎭⎫ ⎝⎛-由题意得:100994111=⎪⎭⎫ ⎝⎛--n 解得n =16 即至少需要16个像乙这样的人.21.解:n m b n a m ⊥=--=),cos 2,1(),1,sin (θθ0cos 2sin =--=⋅∴θθb a n m 即θθcos 2sin b a +=(1)当22==b a 时,θθcos sin 22+= ,21cos sin 21=+θθ即41cos sin -=θθ 又∵)(x f 是以3为周期的奇函数,1)1(=f1)1()13()4()4(cos sin 1-=-=+-=-=-=⎪⎭⎫ ⎝⎛∴f f f f f θθ (2)当a b 22-=时,由已知条件可得θθθθsin )cos 1(cos sin =+-=a a a 即2tan cos 1sin θθθ=+=a 又因为2π2π<<-θ 故4π4π<<-θ ∴)1,1(2tan -∈=θa 说明:本题考查向量运算以及三角函数的运算和性质.22.解:(1)251-=a 123)1(22321-=+-++-=--n n a a n n ∴数列{}n a 是以25-为首项、-1为公差的等差数列2)4(223225+-=⎪⎭⎫ ⎝⎛+--=∴n n n n A n 由n A B n n 13124=- 得4116412132n n A n B n n +-=+= ∴45124)1(11)1(64116221+-=-+-++-=-=-n n n n n B B b n n n (2)∵n n b a ,均小于零,且抛物线n C 过点(0,12+n )∴抛物线开口向上设n C 的方程)0)((2)(2>-=-p b y p a x n n即⎪⎭⎫ ⎝⎛++=⎪⎭⎫ ⎝⎛++45322322n y p n x ∵n C 过点)1,0(2+n D n ∴⎪⎭⎫ ⎝⎛+++=⎪⎭⎫ ⎝⎛+4531223222n n p n ∴21=p ∴抛物线n C 的方程为4532322++=⎪⎭⎫ ⎝⎛++n y n x ① 设过n D 且与n C 相切的直线n l 的方程为12++=n x k y n ② 将②代入①得0)32(2=-++x k n x n又n l 与n C 只有一个公共点 则∆=0,故32+=n k n∴3145122322)325(lim 21=⎪⎭⎫ ⎝⎛+-⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛+-++=+++∞→n n n n b a k k k n n n n (3)对任意∈n N * 322--=n n a3)16(25124-+-=--=n n b n 所以X Y ⊆,即Y Y X =∵c 1是Y X 中的最大数 ∴c 1=-17设等差数列{}n c 的公差为d 则d c 91710+-=125917265-<+-<-d 129527-<<-∴d 又{}n b 4 是一个以-12为公差的等差数列24),N (12*-=∴∈-=∴d m m d )N (247*∈-=∴n n c n说明:本题是数列、数列极限、集合,以及解析几何中的抛物线、直线的综合题型,且每问都自成体系,对思维能力要求较高,这正是高考热点题型之一.。