河北省唐山市2018年高考第三次模拟考试理科数学试卷有答案

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唐山市2017—2018学年度高三年级第三次模拟考试理科数学试卷第Ⅰ卷(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{}{}13,0M x x N x x =-≤<=<,则集合{}03x x ≤<=( ) A .M N ⋂ B .M N ⋃ C.()R M C N ⋂ D .()R C M N ⋂2.复数z 满足()234i z i --=+(i 为虚数单位),则z =( ) A .2i -+ B .2i - C. 2i -- D .2i +3.已知tan 16πα⎛⎫+= ⎪⎝⎭,则tan 6πα⎛⎫-= ⎪⎝⎭( )A .2.23+ C. 23-.23-4.已知命题:p 在ABC ∆中,若sin sin AB =,则A B =;命题():0,q x π∀∈,1sin 2sin x x+>.则下列命题为真命题的是( )A .p q ∧B .()p q ∨⌝ C.()()p q ⌝∧⌝ D .()p q ⌝∨5.已知双曲线()2222:10,0x y E a b a b-=>>的两条渐近线分别为12,l l ,若E 的一个焦点F 关于1l 的对称点F '在2l 上,则E 的离心率为( )A B .2356.某几何体的三视图如图所示,则该几何体的体积为( )A .6B .7 C.152 D .2337.已知函数()()sin 203f x x πωωω⎛⎫=+-> ⎪⎝⎭的图象与x 轴相切,则()f π=( )A .32-B .12-1- D.1- 8.已知P 是抛物线24y x =上任意一点,Q 是圆()2241x y -+=上任意一点,则PQ 的最小值为( ) A .52B .1 D.1 9.利用随机模拟的方法可以估计圆周率π的值,为此设计如图所示的程序框图,其中()rand 表示产生区间[]0,1上的均匀随机数(实数),若输出的结果为786,则由此可估计π的近似值为( )A .3.134B .3.141 C.3.144 D .3.14710.在ABC ∆中,点G 满足0GA GB GC ++=.若存在点O ,使得16OG BC =,且OA mOB nOC =+,则m n -=( )A .2B .2- C. 1 D .1- 11.若异面直线,m n 所成的角是60︒,则以下三个命题: ①存在直线l ,满足l 与,m n 的夹角都是60︒; ②存在平面α,满足m α⊂,n 与α所成角为60︒;③存在平面,αβ,满足,m n αβ⊂⊂,α与β所成锐二面角为60︒. 其中正确命题的个数为( )A .0B .1 C. 2 D .312.已知()0,xx xe a f x e a>=+,若()f x 的最小值为1-,则a =( )A .21e B .1eC. e D .2e 第Ⅱ卷(共90分)二、填空题(每题5分,满分20分,将答案填在答题纸上) 13.设变量,x y 满足约束条件10,1,250,x y y x y -+≥⎧⎪≥⎨⎪+-≤⎩则z x y =+的最大值为.14.某种袋装大米的质量X (单位:kg )服从正态分布()50,0.01N ,任意选一袋这种大米,质量在49.850.1kg 的概率为.15.设函数()2,0,0,x x f x x ⎧<⎪=≥则使得()()f x f x >-成立的x 得取值范围是.16.ABC ∆的内角,,A B C 的对边分别为,,a b c ,角A 的内角平分线交BC 于点D ,若111,2a b c=+=,则AD 的取值范围是.三、解答题 (本大题共6小题,共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.) 17. 已知数列{}n a 是等差数列,{}n b 是等比数列,111,2a b ==,22337,13a b a b +=+=. (1)求{}n a 和{}n b 的通项公式;(2)若,,n n n a n c b n ⎧⎪=⎨⎪⎩为奇数为偶数,求数列{}n c 的前2n 项和2n S .18. 某球迷为了解,A B 两支球队的攻击能力,从本赛季常规赛中随机调查了20场与这两支球队有关的比赛.两队所得分数分别如下:A 球队:122 110 105 105 109 101 107 129 115 100114 118 118 104 93 120 96 102 105 83B 球队:114 114 110 108 103 117 93 124 75 10691 81 107 112 107 101 106 120 107 79(1)根据两组数据完成两队所得分数的茎叶图,并通过茎叶图比较两支球队所得分数的平均值及分散程度(不要求计算出具体值,得出结论即可);(2)根据球队所得分数,将球队的攻击能力从低到高分为三个等级:给数据,以事件发生的频率作为相应事件发生的概率,求C 的概率.19.如图,四棱锥P ABCD -的底面ABCD 是平行四边形,90BAC PAD PCD ∠=∠=∠=︒.(1)求证:平面PAB ⊥平面ABCD ;(2)若3AB AC PA ===,E 为BC 的中点,F 为棱PB 上的点,//PD 平面AEF ,求二面角A DF E --的余弦值.20.已知点()2,0A -,点()1,0B -,点()1,0C ,动圆O '与x 轴相切于点A ,过点B 的直线1l 与圆O '相切于点D ,过点C 的直线2l 与圆O '相切于点E (,D E 均不同于点A ),且1l 与2l 交于点P ,设点P 的轨迹为曲线Γ. (1)证明:PB PC +为定值,并求Γ的方程;(2)设直线1l 与Γ的另一个交点为Q ,直线CD 与Γ交于,M N 两点,当,,O D C '三点共线时,求四边形MPNQ 的面积.21.已知0a >,函数()24ln 2af x x x a=+-+. (1)记()()2g a f a =,求()g a 的最小值;(2)若()y f x =有三个不同的零点,求a 的取值范围.请考生在22、23两题中任选一题作答,如果多做,则按所做的第一题记分. 22.选修4-4:坐标系与参数方程已知点A 在椭圆22:24C x y +=上,将射线OA 绕原点O 逆时针旋转2π,所得射线OB 交直线:2l y =于点B . 以O 为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系. (1)求椭圆C 和直线l 的极坐标方程;(2)证明::Rt OAB ∆中,斜边AB 上的高h 为定值,并求该定值. 23.选修4-5:不等式选讲 已知函数()123f x x x =---. (1)求不等式()0f x ≥的解集;(2)设()()()g x f x f x =+-,求()g x 的最大值.试卷答案一、选择题1-5: CADBB 6-10: BBDCD 11、12:DA 二、填空题13. 4 14.0.8185 15.()(),10,1?∞-⋃- 16.3⎡⎫⎪⎢⎪⎣⎭ 三、解答题 17.解:(1)设数列{a n }的公差为d ,数列{b n }的公比为q , 依题意有,⎩⎨⎧1+d +2q =7,1+2d +2q 2=13,解得d =2,q =2, 故a n =2n -1,b n =2n,(2)由已知c 2n -1=a 2n -1=4n -3,c 2n =b 2n =4n, 所以数列{c n }的前2n 项和为S 2n =(a 1+a 3+…a 2n -1)+(b 2+b 4+…b 2n )=n(1+4n -3)2+4(1-4n)1-4=2n 2-n + 4 3(4n -1).18.解:(1)两队所得分数的茎叶图如下A 球队所得分数比较集中,B 球队所得分数比较分散.(2)记C A1表示事件:“A 球队攻击能力等级为较强”, C A2表示事件:“A 球队攻击能力等级为很强”;C B1表示事件:“B 球队攻击能力等级为较弱”, C B2表示事件:“B 球队攻击能力等级为较弱或较强”,则C A1与C B1独立,C A2与C B2独立,C A1与C A2互斥,C =(C A1C B1)∪(C A2C B2). P (C)=P (C A1C B1)+ P (C A2C B2)=P (C A1)P (C B1)+P (C A2)P (C B2).由所给数据得C A1,C A2,C B1,C B2发生的频率分别为1420,320,520,1820,故P (C A1)=1420,P (C A2)=320,P (C B1)=520,P (C B2)=1820,P (C)=1420×520+320×1820=0.31.19.解:(1)∵AB ∥CD ,PC ⊥CD ,∴AB ⊥PC , ∵AB ⊥AC ,AC ∩PC =C ,∴AB ⊥平面PAC , ∴AB ⊥PA ,又∵PA ⊥AD ,AB ∩AD =A , ∴PA ⊥平面ABCD ,PA 平面PAB , ∴平面PAB ⊥平面ABCD . (2)连接BD 交AE 于点O ,连接OF , ∵E 为BC 的中点,BC ∥AD , ∴BO OD = BE AD = 12, ∵PD ∥平面AEF ,PD 平面PBD , 平面AEF ∩平面PBD =OF , ∴PD ∥OF , ∴BF FP = BO OD = 12,以AB ,AC ,AP 所在直线分别为x 轴,y 轴,z 轴建立空间直角坐标系A -xyz ,则A(0,0,0),B(3,0,0),C(0,3,0),D(-3,3,0), P(0,0,3),E ( 3 2, 32,0),F(2,0,1),设平面ADF 的法向量m =(x 1,y 1,z 1),∵AF →=(2,0,1),AD →=(-3,3,0),由AF →·m =0,AD →·m =0得⎩⎨⎧2x 1+z 1=0,-3x 1+3y 1=0,取m =(1,1,-2).设平面DEF 的法向量n =(x 2,y 2,z 2),∵DE →=( 9 2,- 3 2,0),EF →=( 1 2,- 32,1),由DE →·n =0,EF →·n =0得⎩⎨⎧ 9 2x 2- 32y 2=0, 1 2x 2- 32y 2+z 2=0,取n =(1,3,4).cos m ,n =m ·n |m ||n |=-23939,∵二面角A-DF-E 为钝二面角,∴二面角A-DF-E 的余弦值为-23939.20.解:(1)由已知可得|PD|=|PE|,|BA|=|BD|,|CE|=|CA|, 所以|PB|+|PC|=|PD|+|DB|+|PC| =|PE|+|PC|+|AB| =|CE|+|AB|=|AC|+|AB|=4>|BC| 所以点P 的轨迹是以B ,C 为焦点的椭圆(去掉与x 轴的交点),可求的方程为x 24+y23=1(y ≠0).(2)由O ,D ,C 三点共线及圆的几何性质,可知PB ⊥CD , 又由直线CE ,CA 为圆O 的切线,可知CE =CA ,O A =O E , 所以△O AC ≌△O EC ,进而有∠ACO =∠ECO ,所以|PC|=|BC|=2,又由椭圆的定义,|PB|+|PC|=4,得|PB|=2, 所以△PBC 为等边三角形,即点P 在y 轴上,点P 的坐标为(0,±3) (i)当点P 的坐标为(0,3)时,∠PBC =60,∠BCD =30, 此时直线l 1的方程为y =3(x +1),直线CD 的方程为y =-33(x -1), 由⎩⎪⎨⎪⎧x 24+y 23=1,y =3(x +1)整理得5x 2+8x =0,得Q (- 8 5,-335),所以|PQ|=165,由⎩⎪⎨⎪⎧x 24+y23=1,y =-33(x -1)整理得13x 2-8x -32=0,设M(x 1,y 1),N(x 2,y 2),x 1+x 2=813,x 1x 2=-3213,|MN|=1+ 1 3|x 1-x 2|=4813,所以四边形MPNQ 的面积S =1 2|PQ|·|MN|=38465.(ii)当点P 的坐标为(0,-3)时,由椭圆的对称性,四边形MPNQ 的面积为38465.综上,四边形MPNQ 的面积为38465.21.解:(1)g (a)=ln a 2+4a a 2+a 2-2=2(ln a +1a -1),g(a)=2(1a -1a 2)=2(a -1)a2,所以0<a <1时,g (a)<0,g (a)单调递减;a >1时,g(a)>0,g (a)单调递增,所以g (a)的最小值为g (1)=0.(2)f(x)=1x -4a (x +a 2)2=x 2+(2a 2-4a)x +a 4x(x +a 2)2,x >0. 因为y =f (x)有三个不同的零点,所以f (x)至少有三个单调区间, 而方程x 2+(2a 2-4a)x +a 4=0至多有两个不同正根,所以,有⎩⎨⎧2a 2-4a <0,Δ=16a 2(1-a)>0,解得,0<a <1.由(1)得,当x ≠1时,g (x)>0,即ln x +1x -1>0,所以ln x >-1x,则x >e -1x (x >0),令x =a 22,得a 22>e -2a 2.因为f (e -2a 2)<-2a 2+4a -2=-2(a -1)2a2<0,f (a 2)>0, f (1)=4a 1+a 2-2=-2(a -1)21+a 2<0,f (e 2)=4a e 2+a2>0,所以y =f (x)在(e -2a 2,a 2),(a 2,1),(1,e 2)内各有一个零点,故所求a 的范围是0<a <1.22.解:(1)由x =ρcos θ,y =ρsin θ得椭圆C 极坐标方程为ρ2(cos 2θ+2sin 2θ)=4,即ρ2=41+sin 2θ;直线l 的极坐标方程为ρsin θ=2,即ρ= 2sin θ.(2)证明:设A(ρA ,θ),B (ρB ,θ+2),-2<θ<2.由(1)得|OA|2=ρ=41+sin 2θ,|OB|2=ρ= 4 sin 2(θ+ 2)=4cos 2θ,由S △OAB = 1 2×|OA|×|OB|= 12×|AB|×h 可得,h 2=|OA|2×|OB|2|AB|2=|OA|2×|OB|2|OA|2+|OB|2=2.故h 为定值,且h =2.23.解:(1)由题意得|x -1|≥|2x -3|, 所以|x -1|2≥|2x -3|2整理可得3x 2-10x +8≤0,解得 4 3≤x ≤2,故原不等式的解集为{x | 43≤x ≤2}.(2)显然g (x)=f (x)+f (-x)为偶函数, 所以只研究x≥0时g (x)的最大值.g (x)=f (x)+f (-x)=|x -1|-|2x -3|+|x +1|-|2x +3|, 所以x≥0时,g (x)=|x -1|-|2x -3|-x -2 =⎩⎪⎨⎪⎧-4,0≤x ≤1,2x -6,1<x < 3 2,-2x ,x ≥ 32,所以当x = 32时,g (x)取得最大值-3,故x =± 32时,g (x)取得最大值-3.。