2016-2017年辽宁省抚顺市六校联合体高二(上)期末数学试卷及答案(理科)

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2016-2017学年辽宁省抚顺市六校联合体高二(上)期末数学试卷(理科)一、选择题:(本大题共12小题,每小题5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.(5分)下列说法错误的是()A.命题“∃x∈R,x2﹣2x+1<0”的否定是“∀x∈R,x2﹣2x+1≥0”B.命题“若m>0,则方程x2+x﹣m=0有实根”的逆命题为真命题C.命题“若a>b,则ac2>bc2”的否命题为真命题D.若命题“¬p∨q”为假命题,则“p∧¬q”为真命题2.(5分)若且,则实数λ的值是()A.0 B.1 C.﹣1 D.23.(5分)设a>0,b>0.若是3a与3b的等比中项,则的最小值为()A.8 B.4 C.1 D.4.(5分)已知各项均为正数的等比数列{a n}中,成等差数列,则=()A.27 B.﹣1或27 C.3 D.﹣1或35.(5分)设p:实数x,y满足(x﹣2)2+(y﹣2)2≤8,q:实数x,y满足,则p是q的()A.充分不必要条件 B.必要不充分条件C.充要条件D.既不充分也不必要条件6.(5分)古代数学著作《九章算术》有如下问题:“今有女子善织,日自倍,五日织五尺,问日织几何?”意思是:“一女子善于织布,每天织的布都是前一天的2倍,已知她5天共织布5尺,问这女子每天分别织布多少?”根据上题的已知条件,可求得该女子第3天所织布的尺数为()A.B.C.D.7.(5分)下列函数中,最小值为4的是()A.y= B.y=C.(0<x<π)D.y=e x+4e﹣x8.(5分)在△ABC中,内角A,B,C的对边分别是a,b,c,已知a2﹣c2=2b,且sinA•cosC=3cosA•sinC,则b的值为()A.4 B.5 C.6 D.79.(5分)若变量x,y满足约束条件且目标函数z=2x﹣y的最大值是最小值的2倍,则a的值是()A.B.4 C.3 D.10.(5分)如图,F1,F2是椭圆与双曲线C2的公共焦点,A,B 分别是C1,C2在第二、四象限的公共点.若四边形AF1BF2为矩形,则双曲线C2的渐近线方程是()A.B.C.y=±x D.y=±x11.(5分)定义为n个正数a1,a2,…a n的“均倒数”.若已知数列{a n}的前n项的“均倒数”为,又,则=()A.B.C.D.12.(5分)过顶点在原点,焦点在y轴正半轴的抛物线的焦点F作直线l交抛物线于A、B两点,过点A、B分别作抛物线准线的垂线,垂足分别为点C、D,|AF|=2|BF|,且•=72,则该抛物线方程为()A.x2=8y B.x2=10y C.x2=9y D.x2=5y二、填空题:(本大题共4小题,每小题5分,满分20分.请把正确答案填在题中横线上)13.(5分)如图,在正四棱柱ABCD﹣A1B1C1D1中,底面ABCD的边长为7,BD1与底面所成角的大小为,则该正四棱柱的高等于.14.(5分)△ABC中,a,b是它的两边,S是△ABC的面积,若S=(a2+b2),则△ABC的形状为.15.(5分)平面上一机器人在行进中始终保持与点F(1,0)的距离和到直线x=﹣1的距离相等,若机器人接触不到过点P(﹣1,0)且斜率为k的直线,则k的取值范围是.16.(5分)方程的曲线即为y=f(x)的图象,对于函数y=f(x),下列命题中正确的是.(请写出所有正确命题的序号)①函数y=f(x)的图象关于直线y=x对称;②函数y=f(x)在R上是单调递减函数;③函数y=f(x)的图象不经过第一象限;④函数F(x)=9f(x)+7x至少存在一个零点;⑤函数y=f(x)的值域是R.三、解答题:(本大题共6小题,共70分.解答应写出必要的文字说明,证明过程或演算步骤)17.(10分)已知命题p:不等式x2﹣2ax﹣2a+3≥0恒成立;命题q:不等式x2+ax+2<0有解.(Ⅰ)若p∨q和¬q均为真命题,求实数a的取值范围;(Ⅱ)若p是真命题,抛物线y=x2与直线y=ax+1相交于M,N两点,O为坐标原点,求△OMN面积的最大值.18.(12分)在△ABC中,A、B、C所对的边分别是a、b、c,且有bcosC+ccosB=2acosB.(1)求B的大小;(2)若△ABC的面积是,且a+c=5,求b.19.(12分)如图,在四棱柱ABCD﹣A1B1C1D1中,侧棱A1A⊥底面ABCD,AB⊥AC,AB=1,AC=AA1=2,AD=CD=.(Ⅰ)若AC的中点为E,求A1C与DE所成的角的正弦值;(Ⅱ)求二面角B1﹣AC﹣D1(锐角)的余弦值.20.(12分)如图所示,将一矩形花坛ABCD扩建成一个更大的矩形花坛AMPN,要求B点在AM上,D点在AN上,且对角线MN过点C,已知AB=3米,AD=2米.(Ⅰ)要使矩形AMPN的面积大于32平方米,则DN的长应在什么范围内?(Ⅱ)当DN的长度为多少时,矩形花坛AMPN的面积最小?并求出最小值.21.(12分)设数列{a n}的前n项和为S n,已知=1.(Ⅰ)求数列{a n}的通项公式;(Ⅱ)若数列{b n}满足,求数列{b n}的前n项和T n.22.(12分)设椭圆C:(a>b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,上顶点为A,过点A与AF2垂直的直线交x轴负半轴于点Q,且=.(Ⅰ)求椭圆C的离心率;(Ⅱ)若过A,Q,F2三点的圆恰好与直线x﹣y++=0相切,求椭圆C 的方程;(Ⅲ)过F2的直线L与(Ⅱ)中椭圆C交于不同的两点M、N,则△F1MN的内切圆的面积是否存在最大值?若存在,求出这个最大值及此时的直线方程;若不存在,请说明理由.2016-2017学年辽宁省抚顺市六校联合体高二(上)期末数学试卷(理科)参考答案与试题解析一、选择题:(本大题共12小题,每小题5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.(5分)下列说法错误的是()A.命题“∃x∈R,x2﹣2x+1<0”的否定是“∀x∈R,x2﹣2x+1≥0”B.命题“若m>0,则方程x2+x﹣m=0有实根”的逆命题为真命题C.命题“若a>b,则ac2>bc2”的否命题为真命题D.若命题“¬p∨q”为假命题,则“p∧¬q”为真命题【解答】解:命题“∃x∈R,x2﹣2x+1<0”的否定是“∀x∈R,x2﹣2x+1≥0”,故A 正确;命题“若m>0,则方程x2+x﹣m=0有实根”的逆命题为“若方程x2+x﹣m=0有实根,则m>0”,当方程x2+x﹣m=0有实根时,1+4m≥0,即m≥﹣,即命题“若m>0,则方程x2+x﹣m=0有实根”的逆命题为假命题,故B错误;命题“若a>b,则ac2>bc2”的否命题为“若ac2>bc2,则a>b”是真命题,故C正确;若命题“¬p∨q”为假命题,则p真,q假,则“p∧¬q”为真命题,故D正确;故选:B2.(5分)若且,则实数λ的值是()A.0 B.1 C.﹣1 D.2【解答】解:∵,∴.∵,∴=0+(﹣1+λ)×1+(﹣1+λ)×1=0,解得λ=1.故选B.3.(5分)设a>0,b>0.若是3a与3b的等比中项,则的最小值为()A.8 B.4 C.1 D.【解答】解:因为3a•3b=3,所以a+b=1,,当且仅当即时“=”成立,故选择B.4.(5分)已知各项均为正数的等比数列{a n}中,成等差数列,则=()A.27 B.﹣1或27 C.3 D.﹣1或3【解答】解:设各项均为正数的等比数列{a n}的公比为q>0,∵成等差数列,∴=3a1+2a2,化为:=3a1+2a1q,即q2﹣2q﹣3=0,解得q=3.则==33=27.5.(5分)设p:实数x,y满足(x﹣2)2+(y﹣2)2≤8,q:实数x,y满足,则p是q的()A.充分不必要条件 B.必要不充分条件C.充要条件D.既不充分也不必要条件【解答】解:由题意:p:实数x,y满足(x﹣2)2+(y﹣2)2≤8的区域q:实数x,y满足的区域,如图所示:从两个区域图不难看出:q推出P成立,而p推不出q一定成立.∴p是q的必要不充分条件.故选B.6.(5分)古代数学著作《九章算术》有如下问题:“今有女子善织,日自倍,五日织五尺,问日织几何?”意思是:“一女子善于织布,每天织的布都是前一天的2倍,已知她5天共织布5尺,问这女子每天分别织布多少?”根据上题的已知条件,可求得该女子第3天所织布的尺数为()A.B.C.D.【解答】解:设这女子每天分别织布a n尺,则数列{a n}是等比数列,公比q=2.则=5,解得.∴a3==.故选:A.7.(5分)下列函数中,最小值为4的是()A.y= B.y=C.(0<x<π)D.y=e x+4e﹣x【解答】解:A.x∈(0,1)时,y<0,最小值不为4.B.y≥2×=4,等号不成立,最小值不为4.C.由0<x<π,可得sinx=t∈(0,1),令f(t)=t+,则f′(t)=1﹣<0,由此函数f(t)单调递减,由此可得f(t)>f(1)=5,不符合题意.D.=4,当且仅当x=0时取等号,最小值为4.故选:D.8.(5分)在△ABC中,内角A,B,C的对边分别是a,b,c,已知a2﹣c2=2b,且sinA•cosC=3cosA•si nC,则b的值为()A.4 B.5 C.6 D.7【解答】解:△ABC中,sinA•cosC=3cosA•sinC,由正弦、余弦定理得a•=3••c,化简得a2﹣c2=b2;又a2﹣c2=2b,所以b2=2b,解得b=4或b=0(不合题意,舍去);所以b的值为4.故选:A.9.(5分)若变量x,y满足约束条件且目标函数z=2x﹣y的最大值是最小值的2倍,则a的值是()A.B.4 C.3 D.【解答】解:作出不等式组对应的平面区域如图:由z=2x﹣y得y=2x﹣z,平移直线y=2x﹣z,则当直线y=2x﹣z经过点A时,直线的截距最大,此时z最小,当直线经过可行域B时,目标函数取得最大值,由:,解得A(a,2﹣a),z的最小值为:3a﹣2;由,可得B(a,a),z的最大值为:a,变量x,y满足约束条件且目标函数z=2x﹣y的最大值是最小值的2倍,可得:a=6a﹣4,解得a=.故选:D.10.(5分)如图,F1,F2是椭圆与双曲线C2的公共焦点,A,B 分别是C1,C2在第二、四象限的公共点.若四边形AF1BF2为矩形,则双曲线C2的渐近线方程是()A.B.C.y=±x D.y=±x【解答】解:设|AF1|=x,|AF2|=y,∵点A为椭圆上的点,∴2a=4,b=1,c=;∴|AF1|+|AF2|=2a=4,即x+y=4;①又四边形AF1BF2为矩形,∴丨AF1丨2+丨AF2丨2=丨F1F2丨2,即x2+y2=(2c)2=12,②由①②得,解得:x=2﹣,y=2+,设双曲线C2的实轴长为2a′,焦距为2c′,则2a′=|AF 2|﹣|AF1|=y﹣x=2,a=,2c′=2,则c=,b2=c2﹣a2=1,双曲线C2的渐近线方程y=±x=±x,故选B.11.(5分)定义为n个正数a1,a2,…a n的“均倒数”.若已知数列{a n}的前n项的“均倒数”为,又,则=()A.B.C.D.【解答】解:设S n=a1+a2+…+a n,由题意可得:=,可得S n=2n2+n.∴n=1时,a1=S1=3;n≥2时,a n=S n﹣S n﹣1=2n2+n﹣[2(n﹣1)2+(n﹣1)]=4n﹣1.n=1时也成立.∴a n=4n﹣1.∴=n,∴==.则=+…+=1﹣=.故选:A.12.(5分)过顶点在原点,焦点在y轴正半轴的抛物线的焦点F作直线l交抛物线于A、B两点,过点A、B分别作抛物线准线的垂线,垂足分别为点C、D,|AF|=2|BF|,且•=72,则该抛物线方程为()A.x2=8y B.x2=10y C.x2=9y D.x2=5y【解答】解:设A(x1,y1),B(x2,y2),抛物线方程为x2=2py,则因为|AF|=2|BF|,所以x1=﹣2x2,y1﹣=2(﹣y2),所以y2=,y1=p,x1=p,x2=﹣p,因为•=72,所以(p,0)•(p,p)=72,所以p=4,所以抛物线方程为x2=8y.故选:A.二、填空题:(本大题共4小题,每小题5分,满分20分.请把正确答案填在题中横线上)13.(5分)如图,在正四棱柱ABCD﹣A1B1C1D1中,底面ABCD的边长为7,BD1与底面所成角的大小为.【解答】解:∵正四棱柱ABCD﹣A1B1C1D1的侧棱D1D⊥底面ABCD,∴∠D1BD为直线BD1与底面ABCD所成的角,∴tan∠D1BD=,∵正四棱柱ABCD﹣A1B1C1D1中,底面ABCD的边长为3,∴BD=7,∴正四棱柱的高=7=,故答案为:14.(5分)△ABC中,a,b是它的两边,S是△ABC的面积,若S=(a2+b2),则△ABC的形状为等腰直角三角形.【解答】解:在△ABC中,a,b是它的两边长,S是△ABC的面积,S=(a2+b2)=ab•sinC,可得sinC=≥1.再由sinC≤1,可得sinC=1,故有C=90°,且a=b,可得:△ABC是等腰直角三角形,故答案为:等腰直角三角形.15.(5分)平面上一机器人在行进中始终保持与点F(1,0)的距离和到直线x=﹣1的距离相等,若机器人接触不到过点P(﹣1,0)且斜率为k的直线,则k的取值范围是k<﹣1或k>1.【解答】解:由抛物线的定义可知,机器人的轨迹方程为y2=4x,过点P(﹣1,0)且斜率为k的直线方程为y=k(x+1),代入y2=4x,可得k2x2+(2k2﹣4)x+k2=0,∵机器人接触不到过点P(﹣1,0)且斜率为k的直线,∴△=(2k2﹣4)2﹣4k4<0,∴k<﹣1或k>1.故答案为:k<﹣1或k>1.16.(5分)方程的曲线即为y=f(x)的图象,对于函数y=f(x),下列命题中正确的是②③⑤.(请写出所有正确命题的序号)①函数y=f(x)的图象关于直线y=x对称;②函数y=f(x)在R上是单调递减函数;③函数y=f(x)的图象不经过第一象限;④函数F(x)=9f(x)+7x至少存在一个零点;⑤函数y=f(x)的值域是R.【解答】解:不妨取λ=﹣1,方程为=﹣1,图象如图所示.对于①,不正确,②③⑤,正确由F(x)=9f(x)+7x=0得f(x)=﹣x.因为双曲线的渐近线为y=±x所以函数y=f(x)与直线y=﹣x无公共点,因此F(x)=9f(x)+7x不存在零点,可得④不正确.故答案为:②③⑤.三、解答题:(本大题共6小题,共70分.解答应写出必要的文字说明,证明过程或演算步骤)17.(10分)已知命题p:不等式x2﹣2ax﹣2a+3≥0恒成立;命题q:不等式x2+ax+2<0有解.(Ⅰ)若p∨q和¬q均为真命题,求实数a的取值范围;(Ⅱ)若p是真命题,抛物线y=x2与直线y=ax+1相交于M,N两点,O为坐标原点,求△OMN面积的最大值.【解答】解:(Ⅰ)∵p∨q和¬q均为真命题,∴p为真命题且q为假命题.∵命题p:不等式x2﹣2ax﹣2a+3≥0恒成立,∴△=4a2+8a﹣12≤0.∴﹣3≤a≤1.故命题p为真命题时,﹣3≤a≤1.又命题q:不等式x2+ax+2<0有解∴△=a2﹣8>0∴a>或a<﹣从而命题q为假命题时,﹣≤a≤所以命题p为真命题,q为假命题时,实数a的取值范围是﹣≤a≤1.(5分)(Ⅱ)由(Ⅰ)得命题p为真命题时,﹣3≤a≤1设点M、N的坐标分别为(x 1,y1),(x2,y2),联立消去y,得到x2﹣ax﹣1=0,△OMN面积s=×(10分)18.(12分)在△ABC中,A、B、C所对的边分别是a、b、c,且有bcosC+ccosB=2acosB.(1)求B的大小;(2)若△ABC的面积是,且a+c=5,求b.【解答】解:(1)由bcosC+ccosB=2acosB,及正弦定理得:sinBcosC+sinCcosB=2sinAcosB,即sin(B+C)=2sinAcosB,又A+B+C=π,所以sin(B+C)=sinA,从而sinA=2sinAcosB,又0<A<π.故cosB=,又0<B<π,所以B=.(2)又S=acsin=,所以ac=3,又a+c=5,从而b2=a2+c2﹣2accosB=(a+c)2﹣3ac=25﹣9=16,故b=4.19.(12分)如图,在四棱柱ABCD﹣A1B1C1D1中,侧棱A1A⊥底面ABCD,AB⊥AC,AB=1,AC=AA1=2,AD=CD=.(Ⅰ)若AC的中点为E,求A1C与DE所成的角的正弦值;(Ⅱ)求二面角B1﹣AC﹣D1(锐角)的余弦值.【解答】(本小题满分12分)解:(Ⅰ)由AD=CD,AC的中点为E,所以DE⊥AC.如图,以A为原点建立空间直角坐标系,依题意可得:A(0,0,0 ),B(1,0,0),A1(0,0,2)C(0,2,0),D(﹣2,1,0),B1(1,0,2),D1(﹣2,1,2),E(0,1,0).,,∵,∴A1C⊥DE,∴A1C与DE所成的角为.即A1C与DE所成的角的正弦值为sin=1.(6分)(Ⅱ)设平面B1AC的法向量为,平面D1AC的法向量为.=(1,0,2),=(﹣2,1,2),.由,得,令z 1=1,则,同理可得,==,∴二面角B1﹣AC﹣D1(锐角)的余弦值为.(12分)20.(12分)如图所示,将一矩形花坛ABCD扩建成一个更大的矩形花坛AMPN,要求B点在AM上,D点在AN上,且对角线MN过点C,已知AB=3米,AD=2米.(Ⅰ)要使矩形AMPN的面积大于32平方米,则DN的长应在什么范围内?(Ⅱ)当DN的长度为多少时,矩形花坛AMPN的面积最小?并求出最小值.【解答】解:(Ⅰ)设DN的长为x(x>0)米,则|AN|=(x+2)米∵,∴∴由S AMPN>32得又x>0得3x2﹣20x+12>0解得:0<x<或x>6即DN的长取值范围是(Ⅱ)矩形花坛的面积为当且仅当3x=,即x=2时,矩形花坛的面积最小为24平方米.21.(12分)设数列{a n}的前n项和为S n,已知=1.(Ⅰ)求数列{a n}的通项公式;(Ⅱ)若数列{b n}满足,求数列{b n}的前n项和T n.【解答】解:(Ⅰ)由=1可得,∴,而,则(5分)(Ⅱ)由及可得,∴.,∴T n=﹣++…+﹣=﹣+﹣=+﹣,∴(12分)22.(12分)设椭圆C:(a>b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,上顶点为A,过点A与AF2垂直的直线交x轴负半轴于点Q,且=.(Ⅰ)求椭圆C的离心率;(Ⅱ)若过A,Q,F2三点的圆恰好与直线x﹣y++=0相切,求椭圆C 的方程;(Ⅲ)过F2的直线L与(Ⅱ)中椭圆C交于不同的两点M、N,则△F1MN的内切圆的面积是否存在最大值?若存在,求出这个最大值及此时的直线方程;若不存在,请说明理由.【解答】解:(Ⅰ)依题意A(0,b),F1为QF2的中点.设F1(﹣c,0),F2(c,0),则Q(﹣3c,0),=(﹣3c,﹣b),=(c,﹣b),由⊥,即•=﹣3c2+b2=0,∴﹣3c2+(a2﹣c2)=0,即a2=4c2,∴e=.(3分)(Ⅱ)由题Rt△QAF2外接圆圆心为斜边QF2的中点,F1(﹣c,0),半径r=2c,∵由题Rt△QAF2外接圆与直线++=0相切,∴d=r,即=2c,解得c=1.∴a=2,c=1,b=.所求椭圆C的方程为:(6分)(Ⅲ)设M(x1,y1),N(x2,y2)由题知y1,y2异号,设△F1MN的内切圆的半径为R,则△F1MN的周长为4a=8,∴=(|MN|+|F 1M|+|F1N|)R=4R,∴要使△F 1MN内切圆的面积最大,只需R最大,此时也最大.(8分)=|FF2|.|y1﹣y2|=|y1﹣y2|,由题知,直线l的斜率不为零,可设直线l的方程为x=my+1,由,得(3m2+4)y2+6my﹣9=0,由韦达定理,得y1+y2=,y1y2=,(△>0⇒m∈R)﹣y2|==.=|y令t=,则t≥1,=(t≥1),当t=1时,=4R有最大值3.此时,m=0,R max=.故△F1MN的内切圆的面积最大值为此时直线l的方程为x=1.(12分)。