万学全国分校2015届钻石卡模拟考试卷二(数学一)试卷
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2015届高三模拟考试试卷(一)数 学(满分160分,考试时间120分钟)2015.5 参考公式:样本数据x 1,x 2,…,x n 的方差s 2=1n ∑i =1n (x i -x -)2,其中x -=1n ∑i =1nx i .锥体的体积公式:V =13Sh ,其中S 为锥体的底面面积,h 为锥体的高.一、 填空题:本大题共14小题,每小题5分,共70分.1. 已知复数z =2i1-i-1,其中i 为虚数单位,则z 的模为________.2. 经统计,某银行一个营业窗口每天上午9点钟排队等候的人数及相应概率如下:(第4题)则该窗口上午9点钟时,至少有2人排队的概率是________.3. 若变量x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x +y ≤2,x ≥1,y ≥0,则z =2x +y 的最大值是________.4. 右图是一个算法流程图,则输出k 的值是________.5. 如下图是甲、乙两位射击运动员的5次训练成绩(单位:环)的茎叶图,则成绩较为稳定(方差较小)的运动员是________.6. 记不等式x 2+x -6<0的解集为集合A ,函数y =lg(x -a)的定义域为集合 B.若“x ∈A ”是“x ∈B ”的充分条件,则实数a 的取值范围为________.7. 在平面直角坐标系xOy 中,过双曲线C :x 2-y 23=1的右焦点F 作x 轴的垂线l ,则l与双曲线C 的两条渐近线所围成的三角形的面积是________.8. 已知正六棱锥PABCDEF 的底面边长为2,侧棱长为4,则此六棱锥的体积为________.9. 在△ABC 中,∠ABC =120°,BA =2,BC =3,D ,E 是线段AC 的三等分点,则BD →·BE →的值为________.10. 记等差数列{a n }的前n 项和为S n .若S k -1=8,S k =0,S k +1=-10,则正整数k =________.11. 若将函数f(x)=⎪⎪⎪⎪sin ⎝⎛⎭⎫ωx -π6(ω>0)的图象向左平移π9个单位后,所得图象对应的函数为偶函数,则实数ω的最小值是________.12. 已知x ,y 为正实数,则4x 4x +y +yx +y的最大值为________. 13. 在平面直角坐标系xOy 中,圆C 的方程为(x -1)2+(y -1)2=9,直线l :y =kx +3与圆C 相交于A 、B 两点,M 为弦AB 上一动点,以M 为圆心,2为半径的圆与圆C 总有公共点,则实数k 的取值范围为________.14. 已知a ,t 为正实数,函数f(x)=x 2-2x +a ,且对任意的x ∈[0,t],都有f(x)∈[-a ,a].对每一个正实数a ,记t 的最大值为g(a),则函数g(a)的值域为________.二、 解答题:本大题共6小题,共90分. 解答时应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤.15. (本小题满分14分)在△ABC 中,内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c.已知acosC +ccosA =2bcosA. (1) 求角A 的值;(2) 求sinB +sinC 的取值范围.在四棱锥PABCD 中,BC ∥AD ,PA ⊥PD ,AD =2BC ,AB =PB ,E 为PA 的中点.求证: (1) BE ∥平面PCD ;(2) 平面PAB ⊥平面PCD.17. (本小题满分14分)如图,摩天轮的半径OA 为50 m ,它的最低点A 距地面的高度忽略不计.地面上有一长度为240 m 的景观带MN ,它与摩天轮在同一竖直平面内,且AM =60 m .点P 从最低点A 处按逆时针方向转动到最高点B 处,记∠AOP =θ,θ∈(0,π).(1) 当θ=2π3时,求点P 距地面的高度PQ ;(2) 试确定θ的值,使得∠MPN 取得最大值.在平面直角坐标系xOy 中,设中心在坐标原点的椭圆C 的左、右焦点分别为F 1、F 2,右准线l :x =m +1与x 轴的交点为B ,BF 2=m.(1) 已知点⎝⎛⎭⎫62,1在椭圆C 上,求实数m 的值;(2) 已知定点A(-2,0). ① 若椭圆C 上存在点T ,使得TATF 1=2,求椭圆C 的离心率的取值范围; ② 当m =1时,记M 为椭圆C 上的动点,直线AM 、BM 分别与椭圆C 交于另一点P 、Q ,若AM →=λAP →,BM →=μBQ →,求证:λ+μ为定值.已知函数f(x)=x 2-x +t ,t ≥0,g(x)=lnx.(1) 令h(x)=f(x)+g(x),求证:h(x)是增函数;(2) 直线l 与函数f(x),g(x)的图象都相切.对于确定的非负实数t ,讨论直线l 的条数,并说明理由.20. (本小题满分16分)已知数列{a n }的各项均为正数,其前n 项的和为S n ,且对任意的m ,n ∈N *,都有(S m +n+S 1)2=4a 2m a 2n .(1) 求a 2a 1的值;(2) 求证:{a n }为等比数列;(3) 已知数列{c n },{d n }满足|c n |=|d n |=a n ,p(p ≥3)是给定的正整数,数列{c n },{d n }的前p 项的和分别为T p ,R p ,且T p =R p ,求证:对任意的正整数k(1≤k ≤p),c k =d k .2015届高三模拟考试试卷(一)数学附加题(满分40分,考试时间30分钟)21. 【选做题】 在A 、B 、C 、D 四小题中只能选做2题,每小题10分,共20分.若多做,则按作答的前两题计分.解答时应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤.A. (选修41:几何证明选讲)如图,AB ,AC 是圆O 的切线,ADE 是圆O 的割线,求证:BE·CD =BD·CE.B. (选修42:矩阵与变换)已知矩阵A =⎣⎢⎡⎦⎥⎤a 11a ,直线l :x -y +4=0在矩阵A 对应的变换作用下变为直线l′:x-y +2a =0.(1) 求实数a 的值; (2) 求A 2.C. (选修44:坐标系与参数方程)在极坐标系中,设圆C :ρ=4cos θ与直线l :θ=π4(ρ∈R )交于A ,B 两点,求以AB 为直径的圆的极坐标方程.D. (选修45:不等式选讲)已知实数x ,y 满足x>y ,求证:2x +1x 2-2xy +y 2≥2y +3.【必做题】 第22、23题,每小题10分,共20分.解答时应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤.22. 如图,四棱锥PABCD 中,PA ⊥平面ABCD ,AD ∥BC ,AB ⊥AD ,BC =233,AB=1,BD =PA =2.(1) 求异面直线BD 与PC 所成角的余弦值; (2) 求二面角APDC 的余弦值.23. 已知集合A 是集合P n ={1,2,3,…,n}(n ≥3,n ∈N *)的子集,且A 中恰有3个元素,同时这3个元素的和是3的倍数.记符合上述条件的集合A 的个数为f(n).(1) 求f(3),f(4);(2) 求f(n)(用含n 的式子表示).2015届高三模拟考试试卷(一)(南京)数学参考答案及评分标准1. 52. 0.743. 44. 65. 甲6. (-∞,-3]7. 438. 129. 119 10. 9 11. 3212. 4313. ⎣⎡⎭⎫-34,+∞ 14. (0,1)∪{2} 15. 解:(1) 因为acosC +ccosA =2bcosA ,所以sinAcosC +sinCcosA =2sinBcosA ,即sin(A +C)=2sinBcosA.因为A +B +C =π,所以sin(A +C)=sinB.从而sinB =2sinBcosA.(4分) 因为sinB ≠0,所以cosA =12.因为0<A <π,所以A =π3.(7分)(2) sinB +sinC =sinB +sin ⎝⎛⎭⎫2π3-B =sinB +sin 2π3cosB -cos 2π3sinB=32sinB +32cosB =3sin ⎝⎛⎭⎫B +π6.(11分) 因为0<B <2π3,所以π6<B +π6<5π6.所以sinB +sinC 的取值范围为⎝⎛⎦⎤32,3.(14分)16. 证明:(1) 取PD 的中点F ,连结EF ,CF. 因为E 为PA 的中点,所以EF ∥AD ,EF =12AD.因为BC ∥AD ,BC =12AD ,所以EF ∥BC ,EF =BC.所以四边形BCFE 为平行四边形. 所以BE ∥CF.(4分)因为BE Ì平面PCD ,CF Ì平面PCD , 所以BE ∥平面PCD.(6分)(2) 因为AB =PB ,E 为PA 的中点,所以PA ⊥BE. 因为BE ∥CF ,所以PA ⊥CF.(9分)因为PA ⊥PD ,PD Ì平面PCD ,CF Ì平面PCD ,PD ∩CF =F , 所以PA ⊥平面PCD.(12分)因为PA Ì平面PAB ,所以平面PAB ⊥平面PCD.(14分) 17. 解:(1) 由题意,得PQ =50-50cos θ .从而,当θ=2π3 时,PQ =50-50cos 2π3=75.即点P 距地面的高度PQ 为75 m .(4分)(2) (方法1)由题意,得AQ =50sin θ ,从而MQ =60-50sin θ ,NQ =300-50sin θ . 又PQ =50-50cos θ ,所以tan ∠NPQ =NQ PQ =6-sin θ1-cos θ ,tan ∠MPQ =MQ PQ =6-5sin θ5-5cos θ .(6分)从而tan ∠MPN =tan(∠NPQ -∠MPQ)=tan ∠NPQ -tan ∠MPQ1+tan ∠NPQ ·tan ∠MPQ=6-sin θ1-cos θ-6-5sin θ5-5cos θ1+6-sin θ1-cos θ×6-5sin θ5-5cos θ=12(1-cos θ)23-18sin θ-5cos θ .(9分)令g(θ)=12(1-cos θ)23-18sin θ-5cos θ ,θ ∈(0,π),则g′(θ)=12×18(sin θ+cos θ-1)(23-18sin θ-5cos θ)2,θ ∈(0,π).由g′(θ)=0,得sin θ +cos θ-1=0,解得θ =π2.(11分)当θ∈⎝⎛⎭⎫0,π2时,g ′(θ )>0,g(θ )为增函数;当θ ∈⎝⎛⎭⎫π2,π时,g ′(θ )<0,g(θ)为减函数,所以,当θ =π2时,g(θ )有极大值,也为最大值.因为0<∠MPQ <∠NPQ <π2,所以0<∠MPN <π2, 从而当g(θ)=tan ∠MPN 取得最大值时,∠MPN 取得最大值. 即当θ=π2时,∠MPN 取得最大值.(14分) (方法2)以点A 为坐标原点,AM 为x 轴建立平面直角坐标系,则圆O 的方程为 x 2+(y -50)2=502,即x 2+y 2-100y =0,点M(60,0),N(300,0).设点P 的坐标为 (x 0,y 0),所以Q (x 0,0),且x 20+y 20-100y 0=0. 从而tan ∠NPQ =NQ PQ =300-x 0y 0 ,tan ∠MPQ =MQ PQ =60-x 0y 0 .(6分)从而tan ∠MPN =tan(∠NPQ -∠MPQ)=tan ∠NPQ -tan ∠MPQ1+tan ∠NPQ ·tan ∠MPQ=300-x 0y 0-60-x 0y 01+300-x 0y 0×60-x 0y 0=24y 010y 0-36x 0+1 800 .由题意知,x 0=50sin θ ,y 0=50-50cos θ ,所以tan ∠MPN ==12(1-cos θ)23-18sin θ-5cos θ .(9分)(下同方法1)18. (1) 解:设椭圆C 的方程为 x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0).由题意,得⎩⎪⎨⎪⎧a 2c =m +1,(m +1)-c =m ,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 2=m +1,b 2=m ,c =1.所以椭圆的方程为x 2m +1+y 2m=1.因为椭圆C 过点⎝⎛⎭⎫62,1,所以32(m +1)+1m =1,解得m =2或m =-12 (舍去). 所以m =2.(4分)(2) ① 解:设点T(x ,y). 由TATF 1=2,得(x +2)2+y 2=2[(x +1)2+y 2],即x 2+y 2=2.(6分) 由⎩⎪⎨⎪⎧x 2+y 2=2,x 2m +1+y 2m=1,得y 2=m 2-m.因此0≤m 2-m ≤m ,解得1≤m ≤2. 所以椭圆C 的离心率e =1m +1∈⎣⎡⎦⎤33,22.(10分)② 证明:(方法1)设M(x 0,y 0),P(x 1,y 1),Q(x 2,y 2).则AM →=(x 0+2,y 0),AP →=(x 1+2,y 1).由AM →=λAP →, 得 ⎩⎪⎨⎪⎧x 0+2=λ(x 1+2),y 0=λy 1. 从而⎩⎪⎨⎪⎧x 0=λx 1+2(λ-1),y 0=λy 1.(12分)因为x 202+y 20=1,所以[λx 1+2(λ-1)]22+(λy 1)2=1.即λ2⎝⎛⎭⎫x 212+y 21+2λ(λ-1)x 1+2(λ-1)2-1=0. 因为 x 212+y 21=1,代入得2λ(λ-1)x 1+3λ2-4λ+1=0. 由题意知,λ≠1,故x 1=-3λ-12λ,所以x 0=λ-32. 同理可得x 0=-μ+32.(14分)因此λ-32=-μ+32,所以λ+μ=6.(16分)(方法2)设M(x 0,y 0),P(x 1,y 1),Q(x 2,y 2). 直线AM 的方程为y =y 0x 0+2(x +2).将y =y 0x 0+2(x +2)代入x 22+y 2=1,得⎣⎡⎦⎤12(x 0+2)2+y 20x 2+4y 20x +4y 20-(x 0+2)2 =0(*). 因为x 202+y 20=1,所以(*)可化为(2x 0+3)x 2+4y 20x -3x 20-4x 0=0.因为x 0x 1=-3x 20+4x 02x 0+3,所以x 1=-3x 0+42x 0+3.同理x 2=3x 0-42x 0-3.(14分)因为AM →=λAP →,BM →=μBQ →,所以λ+μ=x 0+2x 1+2+x 0-2x 1-2=x 0+2-3x 0+42x 0+3+2+x 0-23x 0-42x 0-3-2=(x 0+2)(2x 0+3)x 0+2+(x 0-2)(2x 0-3)-x 0+2=6.即λ+μ为定值6.(16分)19. (1) 证明:由h(x)=f(x)+g(x)=x 2-x +t +lnx ,得h′ (x)=2x -1+1x ,x >0.因为2x +1x≥22x·1x=22,所以h′(x)>0, 从而函数h(x)是增函数.(3分) (2) 解:记直线l 分别切f(x),g(x)的图象于点(x 1,x 21-x 1+t),(x 2,lnx 2),由f′(x)=2x -1,得l 的方程为y -(x 21-x 1+t)=(2x 1-1)(x -x 1),即y =(2x 1-1)x -x 21+t. 由g′(x)=1x ,得l 的方程为y -lnx 2=1x 2(x -x 2),即y =1x 2·x +lnx 2-1.所以⎩⎪⎨⎪⎧2x 1-1=1x 2,-x 21+t =lnx 2-1.(*)消去x 1得lnx 2+(1+x 2)24x 22-(t +1)=0 (**).(7分)令F(x)=lnx +(1+x )24x 2-(t +1),则F′(x)=1x -1+x 2x 3=2x 2-x -12x 3=(2x +1)(x -1)2x 3,x >0.由F′(x)=0,解得x =1.当0<x <1时,F ′(x)<0,当x >1时,F ′(x)>0,所以F(x)在(0,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增,从而F(x)min =F(1)=-t.(9分) 当t =0时,方程(**)只有唯一正数解,从而方程组(*)有唯一一组解, 即存在唯一一条满足题意的直线;(11分)当t >0时,F(1)<0,由于F(e t +1)>ln(e t +1)-(t +1)=0, 故方程(**)在(1,+∞)上存在唯一解;(13分)令k(x)=lnx +1x -1(x ≤1),由于k′ (x)=1x -1x 2=x -1x 2≤0,故k (x)在(0,1]上单调递减,故当0<x <1时,k (x)>k (1)=0,即lnx >1-1x,从而lnx +(1+x )24x 2 -(t +1)>⎝⎛⎭⎫12x -122-t.所以F ⎝ ⎛⎭⎪⎫12(t +1)>⎝⎛⎭⎫t +122-t =t +14>0. 又0<12(t +1)<1,故方程(**)在(0,1)上存在唯一解.所以当t >0时,方程(**)有两个不同的正数解,方程组(*)有两组解. 即存在两条满足题意的直线.综上,当t =0时,与两个函数图象同时相切的直线的条数为1; 当t >0时,与两个函数图象同时相切的直线的条数为2.(16分)20. (1) 解:由(S m +n +S 1)2=4a 2n a 2m ,得(S 2+S 1)2=4a 22,即(a 2+2a 1)2=4a 22. 因为a 1>0,a 2>0,所以a 2+2a 1=a 2,即a 2a 1=2.(3分)(2) 证明:(方法1)令m =1,n =2,得(S 3+S 1)2=4a 2a 4,即(2a 1+a 2+a 3)2=4a 2a 4, 令m =n =2,得S 4+S 1=2a 4,即2a 1+a 2+a 3=a 4. 所以a 4=4a 2=8a 1.因为a 2a 1=2,所以a 3=4a 1.(6分)由(S m +n +S 1)2=4a 2n a 2m ,得(S n +1+S 1)2=4a 2n a 2,(S n +2+S 1)2=4a 2n a 4. 两式相除,得(S n +2+S 1)2(S n +1+S 1)2=a 4a 2,所以S n +2+S 1S n +1+S 1=a 4a 2=2. 即S n +2+S 1=2(S n +1+S 1),从而S n +3+S 1=2(S n +2+S 1).所以a n +3=2a n +2,故当n ≥3时,{a n }是公比为2的等比数列.因为a 3=2a 2=4a 1,从而a n =a 1·2n -1,n ∈N *.显然,a n =a 1·2n -1满足题设,因此{a n }是首项为a 1,公比为2的等比数列.(10分) (方法2)在(S m +n +S 1)2=4a 2n a 2m 中, 令m =n ,得S 2n +S 1=2a 2n .①令m =n +1,得S 2n +1+S 1=2a 2n a 2n +2 ,② 在①中,用n +1代n 得,S 2n +2+S 1=2a 2n +2.③②-①,得a 2n +1=2a 2n a 2n +2-2a 2n =2a 2n (a 2n +2-a 2n ),④ ③-②,得a 2n +2=2a 2n +2-2a 2n a 2n +2=2a 2n +2(a 2n +2-a 2n ),⑤ 由④⑤得a 2n +1=a 2n a 2n +2.⑥ (8分)⑥代入④,得a 2n +1=2a 2n ;⑥代入⑤得a 2n +2=2a 2n +1,所以a 2n +2a 2n +1=a 2n +1a 2n =2.又a 2a 1=2,从而a n =a 1·2n -1,n ∈N *. 显然,a n =a 1·2n -1满足题设,因此{a n }是首项为a 1,公比为2的等比数列.(10分)(3) 证明:由(2)知,a n =a 1·2n -1.因为|c p |=|d p |=a 1·2p -1,所以c p =d p 或c p =-d p . 若c p =-d p ,不妨设c p >0,d p <0,则T p ≥a 1·2p -1-(a 1·2p -2+a 1·2p -3+…+a 1)=a 1·2p -1-a 1·(2p -1-1)=a 1>0.R p ≤-a 1·2p -1+(a 1·2p -2+a 1·2p -3+…+a 1)=-a 1·2p -1+a 1·(2p -1-1)=-a 1<0. 这与T p =R p 矛盾,所以c p =d p . 从而T p -1=R p -1.由上证明,同理可得c p -1=d p -1.如此下去,可得c p -2=d p -2,c p -3=d p -3.…,c 1=d 1. 即对任意正整数k(1≤k ≤p),c k =d k .(16分)2015届高三模拟考试试卷(一)(南京) 数学附加题参考答案及评分标准21. A. 证明:因为AB 是圆O 的切线,所以∠ABD =∠AEB. 因为∠BAD =∠EAB ,所以△BAD ∽△EAB. 所以BD BE =ABAE .(5分)同理,CD CE =AC AE.因为AB ,AC 是圆O 的切线,所以AB =AC. 因此BD BE =CDCE,即BE· CD =BD· CE.(10分)B. 解:(1) 设直线l 上一点M 0(x 0,y 0)在矩阵A 对应的变换作用下变为l′上点M(x ,y),则⎣⎢⎡⎦⎥⎤x y =⎣⎢⎡⎦⎥⎤a 11a ⎣⎢⎡⎦⎥⎤x 0y 0=⎣⎢⎡⎦⎥⎤ax 0+y 0x 0+ay 0, 所以⎩⎪⎨⎪⎧x =ax 0+y 0,y =x 0+ay 0.(3分) 代入l′方程得(ax 0+y 0)-(x 0+ay 0)+2a =0,即(a -1)x 0-(a -1)y 0+2a =0. 因为(x 0,y 0)满足x 0-y 0+4=0,所以2aa -1=4,解得a =2.(6分) (2) 由A =⎣⎢⎡⎦⎥⎤2112,得A 2=⎣⎢⎡⎦⎥⎤2112⎣⎢⎡⎦⎥⎤2112=⎣⎢⎡⎦⎥⎤5445.(10分)C. 解: 以极点为坐标原点,极轴为x 轴的正半轴,建立直角坐标系,则由题意,得圆C 的直角坐标方程为x 2+y 2-4x =0, 直线l 的直角坐标方程为y =x.(4分)由⎩⎪⎨⎪⎧x 2+y 2-4x =0,y =x , 解得⎩⎪⎨⎪⎧x =0,y =0,或 ⎩⎪⎨⎪⎧x =2,y =2. 所以A(0,0),B(2,2). 从而以AB 为直径的圆的直角坐标方程为(x -1)2+(y -1)2=2,即x 2+y 2=2x +2y.(7分) 将其化为极坐标方程为ρ2-2ρ(cos θ+sin θ)=0,即ρ=2(cos θ+sin θ).(10分) D. 证明:因为x >y ,所以x -y >0,从而 左边=(x -y)+(x -y)+1(x -y )2+2y ≥33(x -y )×(x -y )×1(x -y )2+2y =2y +3=右边.即原不等式成立.(10分)22. 解:(1) 因为PA ⊥平面ABCD ,AB 平面ABCD ,AD 平面ABCD ,所以PA ⊥AB ,PA ⊥AD. 又AD ⊥AB ,故分别以AB ,AD ,AP 所在直线为x 轴,y 轴,z 轴建立空间直角坐标系. 根据条件得AD = 3.所以B(1,0,0),D(0,3,0),C ⎝⎛⎭⎫1,233,0,P(0,0,2).从而BD →=(-1,3,0),PC →=⎝⎛⎭⎫1,233,-2.(3分) 设异面直线BD ,PC 所成角为θ , 则cos θ=|cos 〈BD →,PC →〉|=⎪⎪⎪⎪⎪⎪BD →·PC →|BD →|·|PC →|=⎪⎪⎪⎪⎪⎪(-1,3,0)·⎝⎛⎭⎫1,233,-22×193=5738. 即异面直线BD 与PC 所成角的余弦值为5738.(5分) (2) 因为AB ⊥平面PAD ,所以平面PAD 的一个法向量为 AB →=(1,0,0). 设平面PCD 的一个法向量为n =(x ,y ,z),由n ⊥PC →,n ⊥PD →,PC →=⎝⎛⎭⎫1,233,-2,PD →=(0,3,-2), 得⎩⎪⎨⎪⎧x +233y -2z =0,3y -2z =0,解得⎩⎨⎧x =23z ,y =233z.不妨取z =3,则得n =(2,23,3).(8分)设二面角APDC 的大小为φ,则cos φ=cos 〈AB →,n 〉=AB →·n |AB →|×|n |=(1,0,0)·(2,23,3)1×5=25.即二面角APDC 的余弦值为25.(10分)23. 解:(1) f(3)=1,f(4)=2.(2分) (2) 设A 0=⎩⎨⎧⎭⎬⎫m ⎪⎪m =3p ,p ∈N *,p ≤n 3,A 1=⎩⎨⎧⎭⎬⎫m ⎪⎪m =3p -1,p ∈N *,p ≤n +13, A 2=⎩⎨⎧⎭⎬⎫m ⎪⎪m =3p -2,p ∈N *,p ≤n +23, 它们所含元素的个数分别记为∣A 0∣,∣A 1∣,∣A 2∣.(4分) ① 当n =3k 时,则∣A 0∣=∣A 1∣=∣A 2∣=k.k =1,2时,f(n)=(C 1k )3=k 3; k ≥3时,f(n)=3C 3k +(C 1k )3=32k 3-32k 2+k. 从而 f(n)=118n 3-16n 2+13n ,n =3k ,k ∈N *.(6分)② 当n =3k -1时,则∣A 0∣=k -1,∣A 1∣=∣A 2∣=k.k =2时,f(n)=f(5)=2×2×1=4;k =3时,f(n)=f(8)=1+1+3×3×2=20;k >3时,f(n)=C 3k -1+2C 3k +C 1k -1(C 1k )2=32k 3-3k 2+52k -1; 从而 f(n)=118n 3-16n 2+13n -49,n =3k -1,k ∈N *.(8分)③ 当n =3k -2时,∣A 0∣=k -1,∣A 1∣=k -1,∣A 2∣=k.k =2时,f(n)=f(4)=2×1×1=2; k =3时,f(n)=f(7)=1+3×2×2=13;k >3时,f(n)=2C 3k -1+C 3k +(C 1k -1)2C 1k =32k 3-92k 2+5k -2; 从而 f(n)=118n 3-16n 2+13n -29,n =3k -2,k ∈N *.所以f(n)=⎩⎪⎨⎪⎧118n 3-16n 2+13n ,n =3k ,k ∈N *,118n 3-16n 2+13n -49,n =3k -1,k ∈N *,118n 3-16n 2+13n -29,n =3k -2,k ∈N *.(10分)。
2015年高考理科数学试卷全国卷II 、选择题:本大题共12道小题,每小题5分1 . 已知集合A{2,1,0,1,2}B x (x1)(x 2 0 ,则AI B ( )A . A1,0B.0,1 C . 1,0,1 D . 0,1,22 . 若a为实数且(2ai)(a2i)4i,则a( )A 1 B.0 C. 1 D . 23 •根据下面给出的2004年至2013年我国二氧化硫排放量(单位:万吨)柱形图。
以下结论不正确的是( )A. 逐年比较,2008年减少二氧化硫排放量的效果最显著B. 2007年我国治理二氧化硫排放显现C. 2006年以来我国二氧化硫年排放量呈减少趋势D. 2006年以来我国二氧化硫年排放量与年份正相关4. 已知等比数列a n满足a i=3, a1a3a5=21,则a3a5a7( )A. 21 B . 42 C . 63 D . 841 log2(2 x),x 1,5. 设函数f (x) x1, f( 2) f (log212)( )2 ,x 1,A. 3 B . 6 C . 9 D . 126. 一个正方体被一个平面截去一部分后,剩余部分的三视图如右图,则截去部分体积与剩余部分体积的比值为( )7.过三点 A(1,3), B(4,2) , C(1, 7)的圆交y 轴于M N 两点,贝U | MN | (A . 2 6B . 8C . 4、6D . 108•右边程序框图的算法思路源于我国古代数学名著《九章算术》中的“更相减损术”.执行该程序框图,若输入 a,b 分别为14,18,则输出的a ()A . 0B . 2C . 4D . 1411 .已知A , B 为双曲线E 的左,右顶点,点 M 在E 上, ?ABM 为等腰三角形,且顶角为 120°,贝U E 的离心率为( )A . 5B . 2C ..3 D . 212 .设函数f '(x)是奇函数f (x)(x R)的导函数,f ( 1)0 ,当x 0时,xf (x) f (x) 0,则使得f (x) 0成立的x 的取值范围是(已知A, B 是球O 的球面上两点,AOB 90 ,C 为该球面上的动点,若三棱锥ABC 体积的最大值为36,则球 36 B.64 C.144 O A . 10.如图,长方形ABCD 的边ABO 是AB 的中点,点P 沿着边BC , 动,记BOP x .将动P 到A 、 O 的表面积为 D.256 2, BC 1,CD 与DA 运B 两点距离之禾口表示为 x 的函数f (x),则y f(x)的图像大致 为(16 .设S n 是数列a n 的前n 项和,且a 1 1 , a n1S n S n 1,则S n ______________三、解答题ABC 中,D 是BC 上的点,AD 平分 BAC , ABD 面积是ADC 面积的2 倍.18 •(本题满分12分)某公司为了解用户对其产品的满意度,从 A , B 两地区分别随机调查了 20个用户,得到用户对产品的满意度评分如下: A 地区:62 73 81 92 95 85 74 64 53 7678 86 95 66 97 78 88 82 76 89 B 地区:73 83 62 51 91 46 53 73 64 8293 48 65 81 74 56 54 76 65 79(I)根据两组数据完成两地区用户满意度评分的茎叶图, 并通过茎叶图比较两地区满 意度评分的平均值及分散程度(不要求计算出具体值,得出结论即可)4-■r6 7 8A . ( ,(1,0)U(1,) C. (, 1)U( 1,0)D . (0,1)U(1,) 、填空题:本大题共4小题,每小题5分,共20分r r13 .设向量a , b 不平行,向量a b 与a 2b 平行,则实数14 .若x ,y 满足约束条件x y 10,x 2y 0,,则z x y 的最大值为 x 2y 2 0,15. (a x)(1 x)4的展开式中 x 的奇数次幕项的系数之和为32,则 a17 .(本题满分12分)(I)sin B sin C(n)若 AD 1 , DC求BD 和AC 的长.g(n)根据用户满意度评分,将用户的满意度从低到高分为三个等级:满意度评分低于70分70分到89分不低于90分满意度等级不满意满意非常满意记时间C:“A地区用户的满意度等级高于B地区用户的满意度等级” •假设两地区用户的评价结果相互独立•根据所给数据,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.(本题满分12 分)如图,长方体ABCD A3GD,中,AB=16, BC=10, AA 8 ,点E , F分别在A1B1 , C1D1上,AE DiF 4•过点E , F的平面与此长方体的面相交,交线围成一个正方形.(I)在图中画出这个正方形(不必说出画法和理由) ;(n)求直线AF与平面所成角的正弦值.2 2 220. (本题满分12分)已知椭圆C:9x y m (m 0),直线I不过原点O且不平行于坐标轴,I与C有两个交点A , B,线段AB的中点为M•(I)证明:直线OM的斜率与I的斜率的乘积为定值;(n)若l过点(m,m),延长线段OM与C交于点P,四边形OAPB能否为平行四边3形?若能,求此时l的斜率,若不能,说明理由.21. (本题满分12分)设函数f(x) e mx x2 mx .(I)证明:f(x)在(,0)单调递减,在(0,)单调递增;(n)若对于任意为兀[1,1],都有f(xj f(X2) e 1,求m的取值范围.22 .(本小题满分10分)选修4—1:几何证明选讲如图,O为等腰三角形ABC内一点,圆O与ABC的底边BC交于M、N两点与底边上的高AD 交于点G,与AB、AC分别相切于E、F两点.AG(I)证明:EF//BC ;(n) 若AG等于eO的半径,且AE MN 2、3,求四边形EBCF的面积.23 .(本小题满分10分)选修4-4 :坐标系与参数方程x tCOS ,在直角坐标系xoy中,曲线G:( t为参数,t 0),其中0 ,在y tsin ,以O为极点,x轴正半轴为极轴的极坐标系中,曲线C2: 2sin ,曲线Q2 3cos:(I).求C2与G交点的直角坐标;(n) •若C2与C1相交于点A , C3与G相交于点B,求AB 的最大值.24.(本小题满分10分)选修4-5不等式选讲设a, b,c,d均为正数,且a b c d,证明:(I)若ab cd,贝U 、a . b 、c 、d ;(n)j a j b J C J d是a b c d的充要条件.1. A【解析】由已知得B x 2 x 1 ,故AI B 1,0,故选A . 考点:集合的运算.2. B考点:等比数列通项公式和性质. 5. C7. C2 2(x 1) (y 2) 25,令 x 0,得 y2J 6 2,所以MN4后,故选C.参考答案【解析】由已知得k AB1 _2 73 ,k C BT13,所以 k AB k CB 1,所以 AB CB ,即 ABC 为直角三角形,其外接圆圆心为(1,2),半径为5 ,所以外接圆方程为2【解析】由已知得4a (a 4)i4i ,所以 4a 0,a 2 44,解得a 0考点:复数的运算. 3. D【解析】由柱形图得,从 份负相关,故选 D. 考点:正、负相关. 4. B2006年以来,我国二氧化硫排放量呈下降趋势,故年排放量与年 【解析】设等比数列公比为 q ,则 a i2ag4ag21,又因为a 1 3,所以q 42解得q 2,所以a 3 a 5 a 7(a i a 32a 5)q42,故选 B.【解析】 由f( 2)1 log2 43 又 log 212f (log 2 12) 2log21212砚266,故f( 2) f (log9,故选C.考点:分段函数. 6. D【解析】由三视图得, 在正方体ABCD截去四面体 A A 1B 1D 1 ,如图所示,,设正方体棱长为 a,则 V A A I B 1D 11 3 1 3丄a 3丄a 3,故剩余几何体体积 2 6为 a 31a 36所以截去部分体积与剩余部分体1—,故选 5考点:三视图. 积的比值为D. 1A 1B 1C 1D 1中,考点:圆的方程. 8. B 【解析】程序在执行过程中, a 2; b 2,此时 a 考点:程序框图. 9. C 【解析】如图所示,当点a ,b 的值依次为a 14 , b 18 ; b b 2程序结束,输出a 的值为2,故选B . 4 ; a 10 ; a 6 ; 大,设球0的半径为R , C 位于垂直于面 AOB 的直径端点时,三棱锥 1R 3 6此时 V O ABC V C AOB [R 22 O ABC 的体积最 36,故R 6,则 球O 的表面积为S 4 R 2144 ,故选C. 考点:外接球表面积和椎体的体积. 【解析 】 由已知得,当点P 在BCPA PB「tan 2x 4 tanx ;当点P 在CD 边上运动时,即 3 ,x4时,2PA PB (宀 1)2 (" 2 1) 1,当 x —时, 2 PA PB 2 2 ;当点P 在AD 边上运动时,即3 4 时,PA PB tan 2 x 4 tanx ,从点P 的运动过程可以看出,轨迹关于直线 2对称,且 考点:函数的图象和性质. 11 . D 【解析】设双曲线方程为 2 x ~~2ay 2 b 2 1(a ABM1200如图所示,|AB BM , MN x 轴,垂足为N ,在Rt BMN 中,BN | a ,MN | J3a,故点M的坐标为M(2a, J3a),代入双曲线方程得a2 b2 a2 c2,即c2 2a2,所以e 2,故选D.考点:双曲线的标准方程和简单几何性质.12. AI【解析】记函数g(x) ,贝y g'(x) xf (x)2f (x),因为当x 0时,x xxf'(x) f (x) 0,故当x 0时,g'(x) 0,所以g(x)在(0,)单调递减;又因为函数f(x)(x R)是奇函数,故函数g(x)是偶函数,所以g(x)在(,0)单调递减,且g( 1) g(1) 0 •当0 x 1 时,g(x) 0,则f(x) 0 ;当x 1 时,g(x) 0,则f(x) 0,综上所述,使得f(x) 0成立的x的取值范围是(,1)U(0,1),故选A. 考点:导数的应用、函数的图象与性质.13 .a b与a 2b平行,所以ab k(a 2b),则1考点:向量共线.14.【解析】画出可行域,如图所示,将目标函数变形为yx z,当z取到最大时,直线y x z的纵截距最大,故将直线尽可能地向上平移到D(1」),则z x y的最大值为-.2 2考点:线性规划.【解析】试题分析:由已知得(1 x) 1 4x 6x 4x x ,故(a x)(1 x)的展开式中x的奇k'所以2k,【解析】因为向量15. 3数次幕项分别为4ax , 4ax3, x , 6x3, x5,其系数之和为4a 4a 1+6+1=32,解得a 3.考点:二项式定理.1,S nn考点:等差数列和递推关系.理得2 2 2 2 2AB 2AC 3AD BD 2DC 6 •由(I )知 AB 2AC ,所以 AC 1 .18.【解析】(I )两地区用户满意度评分的茎叶图如下B 地冈4fi35 1 56 46 4 26 2 4 5 5 6 S 8 6 4 3 1 35 4699 2 &6 $ 1 8 71 ? 1 75 S 291 3通过茎叶图可以看出,A 地区用户满意度评分的平均值高于 B 地区用户满意度评分的平均值;16. 【解析】由已知得a n 1 S n 1 S n S n 1 S n ,两边同时除以S i 11Sn ,得— S n 11S n故数列— 是以 1为首项, 1为公差的等差数列,则S n1 (n 1)所以17.【解析】(I ) S ABD〔AB AD sin BAD , S ADC2 i ACAD sin CAD , 因为S ABD 2S ADC,BADCAD ,所以AB 2AC .由正弦定理可得sin Bsin CACAB因为 S ABD : S ADCBD : DC ,所以 BD . 2 .在 ABD 和 ADC 中, 由余弦定AB 2AD 2 BD 2 2ADBD cos ADB,AC 2 AD 2 DC 2 2AD DC cos ADC .1,A地区用户满意度评分比较集中,B地区用户满意度评分比较分散. (n)记C A1表示事件:“A地区用户满意度等级为满意或非常满意”C A2表示事件:“A地区用户满意度等级为非常满意”;C B 1表示事件:“ B 地区用户满意度等级为不满意”;C B 2表示事件:“ B 地区用户满意度等级为满意”则 C A 1 与 C B 1 独立,C A 2 与 C B 2 独立,C B 1 与 C B 2 互斥,C C B1C A1 UC B2C A2 .P(C) P(C B1C A1 UC B2C A2)P(CB1CA1) P(CB2CA2)P(C BI )P(C AI ) P(C B 2)P(C A 2).由所给数据得 C A 1 , C A 2 , C B 1 , C B 2发生的概率分别为16 204 10 2 0 ' 2 0 呀•故 P (C A 1)=20,,P(C B 2)=20,A(10,0,0) , H (10,10,0) , E(10,4,8) , F (0,4,8) uuu,FE (10,0,0),uuur HE(0, 6,8).设 r n n (x, y,z )是平面EHGF 的法向量,贝U r n uuu FE UL UT0,即0,10x6y 0,8z 所以可取0,,P(C B 1)= 1020P(C A 2)=—20r UUUT n (0, 4,3) •又 AF (r UUUT10,4,8),故 cos n, AFn| AF4 ” 5--- .所以直线AF 与15平面所成角的正弦值为4\5 1520.【解析】(I )设直线l :y kx b (k 0,b0) ,A (为,yj , B(x 2, y ),将 y kxb2 2 2 2 2 2 29x y m 得(k 9)x 2kbx b m 0 ,故9by M kx M b 斗•于是直线OM 的斜率k °M k 2 9线OM 的斜率与I 的斜率的乘积为定值.(n)四边形 OAPB 能为平行四边形.因为直线l 过点(m ,m),所以1不过原点且与3C 有两个交点的充要条件是 k 0 , k 3 •9由(I)得 OM 的方程为y- x .设点P 的横坐标为 X P .由y9x,kk小 22 29x y m ,2 m ^k® •解得 k i 4 -7 , k 2 4 .7 •因为 k i 0,k i 3, i 1, 2,所以当 I 3(k9)的斜率为4 17或4 J 时,四边形OAPB 为平行四边形.21 •【解析】(I) f '(x) m(e mx 1) 2x • 若m0,则当x (,0)时, —mxe1, f '(x);当 x (0,mx /)时,e1,f '(x)0 •若m0,则当x (,0)时, mxe 1, f '(x);当 x (0,mx A)时,e1,f '(x)0 •所以, f (x)在(,(0)单调递减,在 (0, )单调递增.(n)由(I)知,对任意的 m , f (x)在[1,0]单调递减,在[0,1]单调递增,故f (x)在kb k 2y MX M9,即k oM k 9 •所以直k2Xpk 2m 29k 281 '即—m — •将点(m,m)的坐标代入直线I 的方程得b 3、.k 2 9 3m(3 k) 3因此x M3)•四边形OAPB 为平行四边形当且仅当线段3(k 2 9)AB 与线段OP 互相平分,即x P2x M• 于是km 3 <k 2 9x 0处取得最小值•所以对于任意治兀[1,1], f(xj f(X2) e 1的充要条件是:f(1 )f(°) e 1,即me m e1,①,设函数f( 1I) f(0) e 1,m e m e1,g'(t)e t 1 •当t 0 时,g'(t);当t:0时,g'(t)0 . f在(0,)单调递增.又g(11) 0, g(1)e1 2 e 0,故当m [1,1]时,g(m) 0 , g(m)0, 即①式成立.当mg(m)0 ,即e m m e 1 ;当m1时寸,g( m) 0,即et [ 1,1]时,g(t) 0 .当1时,取值范围是[1,1].g(t)在(,0)单调递减,mmg(t) e t t e 1,则由g(t)的单调性,e 1 .综上,m的ABC是等腰三角形,AC相切于22.【解析】(I)由于因为e O分别与AB、EF//BC .(n)由(I)知,AE AF , AD 弦,所以O在AD上•连接OE , OMADE、F两点,BC,所以AD是所以AEAF,故ADCAB的平分线.又EF •从而EF,故AD是EF的垂直平分线,又,则OE AE •由AG等于eO的半径得EF是eO的AO 2OE,所以OAE 300.所以ABC和AEF都是等边三角形.因为AE 2「3,所以AO 4 , OE 2.1因为OM OE 2, DM —MN .3 ,2 所以OD 1 .于是AD 5, AB .所31以四边形EBCF的面积丄2(2「3)16 3【解析】(I)曲线23.x2C2的直角坐标方程为x22y 曲线C3的直角坐标方程为y22、、3X 0 •联立2x2xy2 2y y22、3X0,0,解得2所以C2与G交3点的直角坐标为(0,0)和(—3 ,-)2 2(n)曲线 C i 的极坐标方程为( R, 0),其中 0因此A 得到极坐标AB 2sin 2A /3COS4 sin( —),当34 .24.【解析】(I)因为,b)2 a b 2 ab , (、、C 、、d)2 C d cd ,由题设a b C d , ab cd ,得(、a、b)2 (、c ,d )2. 因此 jajb VC jd .(n) (i)若a b C d ,则(a b)2(C d)2 .即(ab)2 4ab(Cd)24cd .因为 a b C d ,所以 ab cd ,由(I)得 .a 、、b .. C .. d . (ii) 若、a. b 、、c 、、d , 贝U( •、. a . b)2(、、c . d )2, 即 a b 2.0b Cd2. cd .因为a b C d ,所以 ab cd,于是(ab)2 (a b)2 4ab (C d )2 4cd (C d)2 .因此 a b C d ,综上,的充要条件.为(2sinB 的 极坐标 为 (2 3 cosAB取得最大值,最大值为。
2015年高考数学模拟试卷(文科)本试卷分为第I 卷(选择题)和第II 卷(非选择题)两部分,满分150分,考试时间120分钟. 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. 请把正确结论的选项填入答题卷(即第II 卷)的表格内. )1. 已知全集{1,2,3,4,5}U =,{1,3,5}A =,{1,2,5}B =,则()()U U C A C B = ( ) A .{4} B .{2,3,4} C .{2,4} D .{3,4}2. i 为虚数单位,则b aia bi-+=+( ) (改编)A .22a bi a b ++ B .22a bia b -+ C .i D .i -3. 若sin 1()sin 2x f x x +=+,则()f x 的值域为( )A .2[0,]3 B .[0,1] C .2[1,]3- D .3[0,]44. 已知曲线sin x y x =在点(,)22P ππ处的切线斜率为( ) (改编) A .-1 B .0 C .2πD .15. 已知数列{}n a ,121,1a a ==,且21()n n n a a a n N +++-=∈,则12a =( ) A .144 B .89 C .55 D . 346.命题2"x =-是2"(2)"x x =-的( ) (改编) A .充分而不必要条件 B .必要而不充分条件 C .充分必要条件 D .既不充分也不必要条件 7. 如右图,某几何体的三视图,其中主视图和左视图的正方形边长为1,俯视图为等腰直角三角形,则该几何体的体积为( ) (原创) A .21 B .31 C .41 D .618. 已知sin()sin()2sin cos αβαβαβ++-=,cos()cos()2cos cos αβαβαβ++-=,则下列等式不恒成立....的是( ) (改编) 主视图俯视图左视图A .sin sin 2sincos 22x y x y x y +-+= B .sin sin 2cos sin 22x y x yx y +--= C .cos cos 2coscos 22x y x y x y +-+= D .cos cos 2sin sin 22x y x yx y +--= 9.( ) A.B .4πC .3πD .2π10. 设()g x 是定义在R 上的奇函数,且是以1为周期的周期函数. 若函数()()f x x g x =+在区间[0,1]上的值域为[2,5]-,则()f x 在[3,3]-的值域为( ) (改编) A .[2,5]-B .[7,7]-C .[2,7]-D .[8,8]-11. 过x 轴上点(,0)P a 的直线与抛物线28y x =交于,A B 两点,若2211||||AP BP +为定值,则a 的值为( ) A .1B .2C .3D .412. 若函数2,(0)()1ln ,0xkx x f x x x x ⎧-≤⎪=-⎨⎪>⎩有且只有2个不同的零点,则实数k 的取值范围是 ( )A .(4,0)-B .(4,0]-C .(,0]-∞D .(,0)-∞二、填空题(每小题4分, 共20分.)13. 已知向量(1,2)a = ,(2,)b k =- ,且a b ⊥,则()a a ⋅= __________________.14. 如下图是某算法的程序框图,则程序运行后输出的结果是__________________.15. 已知抛物线2y ax =,它的准线方程为1y =,则a =__________________.16. 已知函数sin2cos22(0)y a x b x ab =++≠图象的一条对称轴方程为12x π=,则函数sin2cos22y a x b x =++图象的位于对称轴12x π=左边的第一个对称中心点坐标为__________________.(原创)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. 某高校的有甲、乙两专业各10名学生参加毕业论文答辩,甲、乙两专业的学生论文答辩的具体成绩如下茎叶图. 若规定分数达到85分以上(包括85分)为优秀论文.(1) 若从乙专业80分-89分(包括89分)中,任选2名学生论文答辩成绩都为..优秀论文的概率; (2) 从甲、乙两专业各选一名学生,论文答辩成绩分数和小于..184的概率. (原创)787992068甲乙9150956453098118. 在ABC ∆中,角,,A B C 对应的边为,,a b c ,且tan tan tan tan 0A B C A B ++=. (1) 求角C ;(2) 若2a =. 当sin sin A B +取得最大值时,求ABC ∆的面积. (改编)19. 如图,在锥体P ABCD -中,ABCD 是边长为2的菱形,且60DAB ∠=,PA PD =,,,E F G分别为,,BC PC AD 的中点. (1) 求证://PG DEF 面; (2) 求证:ADDEF ⊥面.(改编)20. 已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>,连接椭圆的四个顶点得到的棱形有一个角的正切值为43,且其中一顶点坐标为(0,1). (1) 求椭圆的方程;(2) 若过椭圆左焦点F l 与椭圆C 交于A B 、,有(1)AF FB λλ=>, 求λ的值. (改编)GACE FPD21. 已知函数321()(,)3f x x x ax b a b R =-+++∈. (1) 若函数()f x 在3=x 处取得极值12,求)(x f 的解析式;(2) 若函数()f x 在其图象上任意一点(,())t f t 处切线的斜率表达式)(t g k =,且有 26)(a t g ≤对于R t ∈恒成立,求实数a 的取值范围. (改编)请考生在第22、23、24题中任选一题做答,如果多做,则按所做的第一题记分.22. 选修4-1:几何证明选讲如图,已知⊙O 1与⊙O 2相交于,A B 两点,过点A 作⊙O 1的切线交⊙O 2于点C ,过点B 和两圆的割线,分别交⊙O 1、⊙O 2于点,D E ,DE 与AC 相交于点P . (1) 求证://AD EC ;(2) 若AD 是⊙O 2的切线,且6,2,9PA PC BD ===,求AD 的长.23. 选修4-4:坐标系与参数方程在以O 为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系. 已知直线l 上两点的极坐标分别为)2,332(),0,2(πN M . 圆C 的参数方程为⎩⎨⎧+=+=θθsin 2cos 22a y x (θ为参数).(1) 设P 为线段MN 的中点,求直线OP 的平面直角方程; (2) 若圆C 上只有3个点到直线l 的距离为1,求a 的方程.(改编)24. 选修4—5:不等式选讲已知函数()|1|||f x x x a =+-+. (1)若0a =,求不等式()0f x ≥的解集;(2)若方程()f x x =有三个不同的解,求a 的取值范围.。