2018年江苏省南通市海安高级中学高二上学期数学期中试卷与解析(文科)

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2017-2018学年江苏省南通市海安高级中学高二(上)期中数学试卷(文科)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.(5分)在平面直角坐标系xOy中,抛物线C的顶点为坐标原点,焦点坐标是(1,0),则抛物线C的标准方程是.2.(5分)设函数则f(f(0))的值是.3.(5分)已知命题p:“正数a的平方不等于0”,命题q:“若a不是正数,则它的平方等于0”,则p是q的.(从“逆命题、否命题、逆否命题、否定”中选一个填空)4.(5分)在平面直角坐标系xOy中,双曲线的准线方程是.5.(5分)若实数x,y满足则z=x﹣2y的取值范围是.6.(5分)已知等比数列{a n}的前n项和为S n=3n﹣k(k∈N*),则a2k的值为.7.(5分)在△ABC中,若AB=5,AC=12,||=||,则的值为.8.(5分)设函数f(x)=,若函数g(x)=f(x)﹣ax,x∈[﹣2,2]为偶函数,则实数a的值为.9.(5分)设函数f(x)=cosωx(ω>0),将y=f(x)的图象向右平移个单位长度后,所得的图象与原图象重合,则ω的最小值等于.10.(5分)已知m、n是直线,α、β、γ是平面,给出下列命题:①若α⊥β,α∩β=m,n⊥m,则n⊥α或n⊥β;②若α∥β,α∩γ=m,β∩γ=n,则m∥n;③若m不垂直于α,则m不可能垂直于α内的无数条直线;④若α∩β=m,n∥m;且n∉α,n∉β,则n∥α且n∥β.其中正确的命题的序号是.(注:把你认为正确的命题的序号都填上)11.(5分)定义在R上的函数f(x)=若关于x的函数h(x)=f2(x)+bf(x)+有5个不同的零点x1,x2,x3,x4,x5,则x12+x22+x32+x42+x52=.12.(5分)某同学的作业不小心被墨水沾污,经仔细辨认,整理出以下两条有效信息:①题目:“在平面直角坐标系xoy中,已知椭圆x2+2y2=1的左顶点为A,过点A作两条斜率之积为2的射线与椭圆交于B,C,…”②解:设AB的斜率为k,…点B(,),D(﹣,0),…据此,请你写出直线CD的斜率为.(用k表示)13.(5分)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,A=2C,c=2,a2=4b ﹣4,则a=.14.(5分)在平面直角坐标系xOy中,设将椭圆+=1(a>0)绕它的左焦点旋转一周所覆盖的区域为D,P为区域D内的任一点,射线x﹣y=0(x≥2)上的点为Q,若PQ的最小值为a,则实数a的取值为.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.(14分)设全集U=R,函数y=lg(x2﹣4x+3)的定义域为A,函数y=,x ∈[0,m]的值域为B.(1)当m=4时,求B∪∁U A;(2)若“x∈∁U A”是“x∈B”的必要不充分条件,求实数m的取值范围.16.(14分)在三棱锥P﹣ABC中,D为AB的中点.(1)与BC平行的平面PDE交AC于点E,判断点E在AC上的位置,并说明理由;(2)若PA=PB,且△PCD为锐角三角形,又平面PCD⊥平面ABC,求证:AB⊥PC.17.(14分)已知向量=(sinx,),=(cosx,﹣1).(1)当∥时,求cos2x﹣sin2x的值;(2)设函数f(x)=2(+)•,已知f()=,α∈(,π),求sinα的值.18.(16分)如图,地面上有一竖直放置的圆形标志物,圆心为C,与地面的接触点为G.与圆形标志物在同一平面内的地面上点P处有一个观测点,且PG=50m.在观测点正前方10m处(即PD=10m)有一个高为10m(即ED=10m)的广告牌遮住了视线,因此在观测点所能看到的圆形标志的最大部分即为图中从A到F的圆弧.(1)若圆形标志物半径为25m,以PG所在直线为x轴,G为坐标原点,建立直角坐标系,求圆C和直线PF的方程;(2)若在点P处观测该圆形标志的最大视角(即∠APF)的正切值为,求该圆形标志物的半径.19.(16分)设椭圆E:+=1(a>b>0),其长轴长是短轴长的倍,过焦点且垂直于x轴的直线被椭圆截得的弦长为2.(Ⅰ)求椭圆E的方程;(Ⅱ)点P是椭圆E上横坐标大于2的动点,点B,C在y轴上,圆(x﹣1)2+y2=1内切于△PBC,试判断点P在何位置时△PBC的面积S最小,并证明你的判断.20.(16分)已知以a1为首项的数列{a n}满足:a n+1=(1)当a1=1,c=1,d=3时,求数列{a n}的通项公式(2)当0<a1<1,c=1,d=3时,试用a1表示数列{a n}的前100项的和S100(3)当0<a1<(m是正整数),c=,d≥3m时,求证:数列a2﹣,a3m+2﹣,a6m+2﹣,a9m+2﹣成等比数列当且仅当d=3m.2017-2018学年江苏省南通市海安高级中学高二(上)期中数学试卷(文科)参考答案与试题解析一、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.(5分)在平面直角坐标系xOy中,抛物线C的顶点为坐标原点,焦点坐标是(1,0),则抛物线C的标准方程是y2=4x.【解答】解:根据题意,若抛物线C的焦点坐标是(1,0),则抛物线开口向右,且=1,则抛物线的方程为y2=4x;故答案为:y2=4x.2.(5分)设函数则f(f(0))的值是2.【解答】解:∵函数,∴f(0)=1,f(f(0))=f(1)=2,故答案为:2.3.(5分)已知命题p:“正数a的平方不等于0”,命题q:“若a不是正数,则它的平方等于0”,则p是q的否命题.(从“逆命题、否命题、逆否命题、否定”中选一个填空)【解答】解:命题P的条件是:a>0,结论是:a2≠0;命题q的条件是:a≤0,结论是:a2=0;故命题P是命题q的否命题.故答案是否命题.4.(5分)在平面直角坐标系xOy中,双曲线的准线方程是.【解答】解:根据题意,双曲线的方程为,其中a=1,b=,则c==2,则其准线方程为y=±;故答案为:y=±.5.(5分)若实数x,y满足则z=x﹣2y的取值范围是[﹣4,0] .【解答】解:由约束条件作出可行域如图,联立,解得A(2,3),联立,解得B(2,1),化目标函数z=x﹣2y为y=,由图可知,平移直线x﹣2y=0到A时,z有最小值为﹣4,平移直线x﹣2y=0到B时,z有最大值为0.∴z=x﹣2y的取值范围是[﹣4,0].故答案为:[﹣4,0].6.(5分)已知等比数列{a n}的前n项和为S n=3n﹣k(k∈N*),则a2k的值为6.【解答】解:∵等比数列{a n}的前n项和为S n=3n﹣k(k∈N*),∴a1=S1=3﹣k,a2=S2﹣S1=(9﹣k)﹣(3﹣k)=6,a3=S3﹣S2=(27﹣k)﹣(9﹣k)=18,∴(3﹣k)×18=62,解得k=1,∴a 2k=a2=6.故答案为:6.7.(5分)在△ABC中,若AB=5,AC=12,||=||,则的值为.【解答】解:如图所示,设=,∴四边形ABDC是平行四边形.∵||=||,∴平行四边形ABDC是矩形.∴||=||==13,在Rt△ABC中,cos∠ABC=.则==.故答案为:.8.(5分)设函数f(x)=,若函数g(x)=f(x)﹣ax,x∈[﹣2,2]为偶函数,则实数a的值为.【解答】解:∵f(x)=,∴g(x)=f(x)﹣ax=,∵g(x)=为偶函数,∴g(﹣1)=g(1),即a﹣1=1﹣a﹣1=﹣a,∴2a=1,∴a=.故答案为:.9.(5分)设函数f(x)=cosωx(ω>0),将y=f(x)的图象向右平移个单位长度后,所得的图象与原图象重合,则ω的最小值等于6.【解答】解:∵y=f(x)的图象向右平移个单位长度后所得:y=cosω(x﹣)=cos(ωx﹣);∵函数图象平移个单位长度后,所得的图象与原图象重合,说明函数平移整数个周期,就是2π的整数倍,所以=2kπ所以ω=6k,k∈Z;ω>0∴ω的最小值等于:6.故答案为:6.10.(5分)已知m、n是直线,α、β、γ是平面,给出下列命题:①若α⊥β,α∩β=m,n⊥m,则n⊥α或n⊥β;②若α∥β,α∩γ=m,β∩γ=n,则m∥n;③若m不垂直于α,则m不可能垂直于α内的无数条直线;④若α∩β=m,n∥m;且n∉α,n∉β,则n∥α且n∥β.其中正确的命题的序号是②④.(注:把你认为正确的命题的序号都填上)【解答】解:①若α⊥β,α∩β=m,n⊥m,则n⊥α或n⊥β;正确性无法判断,直线n在与交线m垂直的平面上,故位置关系不确定.②若α∥β,α∩γ=m,β∩γ=n,则m∥n;正确,由面面平行的性质定理可证得.③若m不垂直于α,则m不可能垂直于α内的无数条直线;不正确,任意一条直线都可以在平面内有无数条与之垂直的直线.④若α∩β=m,n∥m;且n∉α,n∉β,则n∥α且n∥β.正确,由线面平行的判定定理知线n与两平面都是平行的.故应填②④.11.(5分)定义在R上的函数f(x)=若关于x的函数h(x)=f2(x)+bf(x)+有5个不同的零点x1,x2,x3,x4,x5,则x12+x22+x32+x42+x52= 15.【解答】解:①若x=1,f(x)=1,故12+b+=0,b=﹣;②若x≠1,f(x)=,方程f2(x)+bf(x)+=0可化为:()2﹣•+=0,即(﹣1)•(2•﹣1)=0,∴=1或=,解=1得:x=0或x=2;解=得:x=﹣1或x=3;∴x12+x22+x32+x42+x52=12+02+22+(﹣1)2+32=15.∴x12+x22+x32+x42+x52=15.故答案为:15.12.(5分)某同学的作业不小心被墨水沾污,经仔细辨认,整理出以下两条有效信息:①题目:“在平面直角坐标系xoy中,已知椭圆x2+2y2=1的左顶点为A,过点A作两条斜率之积为2的射线与椭圆交于B,C,…”②解:设AB的斜率为k,…点B(,),D(﹣,0),…据此,请你写出直线CD的斜率为.(用k表示)【解答】解:椭圆x2+2y2=1的左顶点为A(﹣1,0),过点A作两条斜率之积为2的射线,设直线AB的斜率为k,则直线AC的斜率为,由题意可得点B(,),D(﹣,0),则将k换成,可得点C(,),则直线CD的斜率为=.故答案为:.13.(5分)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,A=2C,c=2,a2=4b﹣4,则a=.【解答】解:在△ABC中,∵A=2C,c=2,∴由正弦定理得,,则,即a=4cosC,由余弦定理得,a=4×=2×,化简得a2(b﹣2)=2(b2﹣4),①又a2=4b﹣4,②,联立①②解得,或,∵A=2C,c=2,∴a>c=2,∴a=,故答案为:.14.(5分)在平面直角坐标系xOy中,设将椭圆+=1(a>0)绕它的左焦点旋转一周所覆盖的区域为D,P为区域D内的任一点,射线x﹣y=0(x≥2)上的点为Q,若PQ的最小值为a,则实数a的取值为.【解答】解:由椭圆+=1(a>0),得c2=a2﹣(a2﹣1)=1,则椭圆的左焦点为F(﹣1,0),∴区域D是以F(﹣1,0)为圆心,以1+a为半径的圆及其内部,∵Q在射线x﹣y=0(x≥2)上,且PQ的最小值为a,而a≠0,∴当Q为(2,2)时,|PQ|最小,此时有|FQ|﹣(1+a)=a,则a=.故答案为:.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.(14分)设全集U=R,函数y=lg(x2﹣4x+3)的定义域为A,函数y=,x ∈[0,m]的值域为B.(1)当m=4时,求B∪∁U A;(2)若“x∈∁U A”是“x∈B”的必要不充分条件,求实数m的取值范围.【解答】解:(1)函数y=lg(x2﹣4x+3)的定义域为A,由x2﹣4x+3>0,解得x<1或x>3,又U=R,所以∁U A=[1,3],…(2分)又函数在区间[0,m]上单调递减,所以,即;…(4分)当m=4时,,所以B∪∁U A=[,3];…(6分)(2)首先要求m>0,…(8分)而“x∈∁U A”是“x∈B”的必要不充分条件,所以,即⊊[1,3],…(10分)从而,…(12分)解得0<m<2.…(14分)【注意:0<m<2不考虑端点扣(2分)】.16.(14分)在三棱锥P﹣ABC中,D为AB的中点.(1)与BC平行的平面PDE交AC于点E,判断点E在AC上的位置,并说明理由;(2)若PA=PB,且△PCD为锐角三角形,又平面PCD⊥平面ABC,求证:AB⊥PC.【解答】(1)解:E为AC中点.理由如下:平面PDE交AC于E,即平面PDE∩平面ABC=DE,而BC∥平面PDF,BC⊂平面ABC,所以BC∥DE,在△ABC中,因为D为AB的中点,所以E为AC中点;(2)证:因为PA=PB,D为AB的中点,所以AB⊥PD,因为平面PCD⊥平面ABC,平面PCD∩平面ABC=CD,在锐角△PCD所在平面内作PO⊥CD于O,则PO⊥平面ABC,因为AB⊂平面ABC,所以PO⊥AB又PO∩PD=P,PO,PD⊂平面PCD,则AB⊥平面PCD,又PC⊂平面PCD,所以AB⊥PC.17.(14分)已知向量=(sinx,),=(cosx,﹣1).(1)当∥时,求cos2x﹣sin2x的值;(2)设函数f(x)=2(+)•,已知f()=,α∈(,π),求sinα的值.【解答】解:(1)因为a∥b,所以cos x+sin x=0,所以tan x=﹣.故cos2x﹣sin2x====.(2)f(x)=2(+)•=2sinxcosx﹣+2(cos2x+1)=sin2x+cos2x+=sin(2x+)+,因为f()=,所以f()=sin(α+)+=,即sin(α+)=﹣,因为α∈(,π),所以<α+<,故cos(α+)=﹣=﹣,所以sinα=sin[α+﹣]=[sin(α+)﹣cos (α+)]==.18.(16分)如图,地面上有一竖直放置的圆形标志物,圆心为C,与地面的接触点为G.与圆形标志物在同一平面内的地面上点P处有一个观测点,且PG=50m.在观测点正前方10m处(即PD=10m)有一个高为10m(即ED=10m)的广告牌遮住了视线,因此在观测点所能看到的圆形标志的最大部分即为图中从A到F的圆弧.(1)若圆形标志物半径为25m,以PG所在直线为x轴,G为坐标原点,建立直角坐标系,求圆C和直线PF的方程;(2)若在点P处观测该圆形标志的最大视角(即∠APF)的正切值为,求该圆形标志物的半径.【解答】解:(1)圆C:x2+(y﹣25)2=252.直线PB方程:x﹣y+50=0.设直线PF方程:y=k(x+50)(k>0),因为直线PF与圆C相切,所以,解得…(6分)所以直线PF方程:,即4x﹣3y+200=0…(8分)(2)设直线PF方程:y=k(x+50)(k>0),圆C:x2+(y﹣r)2=r2.因为tan∠APF=tan(∠GPF﹣∠GPA)==,所以…(10分)所以直线PF方程:,即40x﹣9y+2000=0.因为直线PF与圆C相切,所以,…(13分)化简得2r2+45r﹣5000=0,即(2r+125)(r﹣40)=0.故r=40…(16分)19.(16分)设椭圆E:+=1(a>b>0),其长轴长是短轴长的倍,过焦点且垂直于x轴的直线被椭圆截得的弦长为2.(Ⅰ)求椭圆E的方程;(Ⅱ)点P是椭圆E上横坐标大于2的动点,点B,C在y轴上,圆(x﹣1)2+y2=1内切于△PBC,试判断点P在何位置时△PBC的面积S最小,并证明你的判断.【解答】解:(I)由已知,,…(2分)解得:,故所求椭圆方程为.…(4分)(II)设,B(0,m),C(0,n).不妨设m>n,则直线PB的方程为,…(5分)即(y0﹣m)x﹣x0y+x0m=0,又圆心(1,0)到直线PB的距离为1,即,化简得,…(7分)同理,,∴m,n是方程的两个根,∴,则, (9)∵P(x0,y0)是椭圆上的点,∴,∴.则,令,则x0=t+2,令,化简,得则,令f'(t)=0,得,而,∴函数f(t)在上单调递减,当时,f(t)取到最小值,此时,即点P的横坐标为时,△PBC的面积S最小.…(12分)20.(16分)已知以a1为首项的数列{a n}满足:a n+1=(1)当a1=1,c=1,d=3时,求数列{a n}的通项公式(2)当0<a1<1,c=1,d=3时,试用a1表示数列{a n}的前100项的和S100(3)当0<a1<(m是正整数),c=,d≥3m时,求证:数列a2﹣,a3m+2﹣,a6m+2﹣,a9m+2﹣成等比数列当且仅当d=3m.【解答】解:(1)由题意得(2)当0<a1<1时,a2=a1+1,a3=a1+2,a4=a1+3,,,,,,∴S100=a1+(a2+a3+a4)+(a5+a6+a7)+…+(a98+a99+a100)===(3)当d=3m时,,∵,∴;∵∴;∵,∴,∴,,,∴综上所述,当d=3m时,数列,,,是公比为的等比数列当d≥3m+1时,,,,,由于,,故数列,不是等比数列所以,数列,成等比数列当且仅当d=3m赠送初中数学几何模型【模型三】双垂型:图形特征:运用举例:1.在Rt△ABC中,∠ACB=90°,以斜边AB为底边向外作等腰三角形PAB,连接PC. (1)如图,当∠APB=90°时,若AC=5,PC=62,求BC的长;(2)当∠APB=90°时,若AB=45APBC的面积是36,求△ACB的周长.P2.已知:如图,B、C、E三点在一条直线上,AB=AD,BC=CD.(1)若∠B=90°,AB=6,BC=23,求∠A的值;(2)若∠BAD+∠BCD=180°,cos∠DCE=35,求ABBC的值.3.如图,在四边形ABCD中,AB=AD,∠DAB=∠BCD=90°,(1)若AB=3,BC+CD=5,求四边形ABCD的面积(2)若p= BC+CD,四边形ABCD的面积为S,试探究S与p之间的关系。