【数学】福建省同安一中2013届高三冲刺模拟(理)
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同安一中2013届高三理科数学冲刺模拟试卷一、选择题:本大题共10小题,每小题5分,共50分.1.已知集合{12log 1,A x x B y y ⎧⎫⎪⎪=>-==⎨⎬⎪⎪⎩⎭,则()R AC B =( )A .(],1-∞B .(]0,1C .()0,1D .Φ2.设,m n 是空间两条直线,α,β是空间两个平面,则下列选项中不正确的是( ) A .当α⊂m 时,“//n α”是“n m //”的必要不充分条件B .当α⊂m 时,“m ⊥β”是“βα⊥”的充分不必要条件C .当n ⊥α时,“n ⊥β”是“α∥β”成立的充要条件D .当α⊂m 时,“α⊥n ”是“n m ⊥”的充分不必要条件 3.定义某种运算⊗,a b ⊗的运算原理如图所示.设x x f ⊗=1)(.()f x 在区间[2,2]-上的最大值为. ( )A .-2B .-1C .0D .24.设函数n a x x f )()(+=,其中⎰+=πππ2)sin(3dx x n ,)0()0(-='f f 则)(x f 的展开式中2x 的系数为( )A .240-B .60-C .240D .605.已知某几何体的三视图如图所示,其中正视图和左视图的上半 部分均为边长为2的等边三角形,则该几何体的体积为( ) A.πB .2π+C.π+D .2π 6.函数cos x xy e=的图像大致是( )7.在区间[]1,1-上随机地取两个数,a b ,则使得关于x 的方程20x ax b ++=在()1,1-和()1,2内各有一个根的概率为( )A .18B .14 C .12D .788.在等差数列{}n a 中,12013a =-,其前n 项和为n S ,若20142012220142012S S -=,则2013S 的值等于( )A .2013-B .2012-C .2012D .20139.过双曲线()22221,0x y a b a b-=>的右焦点2F 向其一条渐近线作垂线l ,垂足为,P l 与另一条渐近线交于Q 点,若222QF F P =,则双曲线的离心率为( ) A .2BC .43D10.设向量12(,)a a a =,12(,)b b b =,定义一运算:12121122(,)(,)(,)a b a a b b a b a b ⊗=⊗= 已知1(,2)2m =,11(,sin )n x x =.点Q 在()y f x =的图像上运动,且满足OQ m n =⊗ (其中O 为坐标原点),则()y f x =的最大值及最小正周期分别是( )A .1,2π B .1,42π C .2,π D .2,4π二、填空题:本大题共5小题,每小题4分,共20分,把答案填在答题卡的相应位置. 11.若复数iia 312+-为实数,则实数=a . 12. 如图,在平面直角坐标系中,锐角αβ、的终边分别与单位圆交于A B 、两点.如果3sin 5α=,点B 的横坐标为513,则=+)cos(βα .13.x ,y 满足约束条件⎪⎩⎪⎨⎧≤--≥-≥+2211y x y x y x ,目标函数z=ax+2y 仅在点(1,0)处取得最小值,则a 的取值范围是_________.14.如图,在ABC ∆中,3,4,5AB AC BC ===,线段DE 的中点 固定在点A 处,将线段DE 在ABC ∆所在的平面内绕着点A 任意旋转, 若2DE =,则BD CE ⋅的取值范围是 .]4,6[-15.把已知正整数n 表示为若干个正整数(至少3个,且可以相等)之和的形式,若这几个正整数可以按一定顺序构成等差数列,则称这些数为n 的一个等差分拆.将这些正整数的不同排列视为相同的分拆.如:(1,4,7)与(7,4,1)为12的相同等差分拆.问正整数24的不同等差分拆的个数是 .A 第18题图三、解答题:本大题共6小题,共80分.解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤. 16.(本小题满分13分)已知函数()sin f x x ω=(0)ω>在区间[0,3π上单调递增,在区间2[,]33ππ上单调递减.ABC ∆中,a 、b 、c 分别为内角A B C 、、所对的边,且满足ACB A CB cos cos cos 34sin sin sin --=+ω. (Ⅰ)证明:a c b 2=+;(Ⅱ)如图,点O 是ABC ∆外一点,设θ=∠AOB (0)θπ<<,22OA OB ==,当c b =时,求平面四边形OACB 面积的最大值.17.(本小题满分13分)某学校为响应省政府号召,每学期派老师到各个民工子弟学校支教,以下是该学校50名老师上学期在某一个民工子弟学校支教的次数统计结果:根据上表信息解答以下问题:(Ⅰ)从该学校任选两名老师,用η表示这两人支教次数之和,记“函数2()1f x x x η=--在区间(4,5)上有且只有一个零点”为事件A ,求事件A 发生的概率1P ;(Ⅱ)从该学校任选两名老师,用ξ表示这两人支教次数之差的绝对值,求随机变量ξ的分布列及数学期望E ξ.18.(本小题满分13分)如图,在边长为4的菱形ABCD 中,060DAB ∠=.点E F 、分别在边CD CB 、上,点E 与点C D 、不重合,EF AC ⊥,EF AC O =.沿EF 将CEF∆翻折到PEF ∆的位置,使平面PEF ⊥平面ABFED .(Ⅰ)求证:BD ⊥平面POA ; (Ⅱ)当PB 取得最小值时,若点Q 满足AQ QP λ=(0λ>),试探究: 直线OQ 与平面PBD 所成的角是否一定大于4π?并说明理由.B CθoA第16题图19.(本小题满分13分)如图,设F 为抛物线)0(22>=p px y 的焦点,P 是抛物线上一动点,Q 为线段OF 的垂直平分线上一点,且点Q 到抛物线的准线l 的距离为23.(Ⅰ)求抛物线的方程;(Ⅱ)设点M 的坐标为)0,3(,是否存在 垂直于x 轴的直线'l 被以PM 为直径的圆截得的弦长为定值?若存在, 求直线'l 的方程;若不存在,请说明理由. 20.(本小题满分14分)设1ln )()(++=x xa x x f ,曲线)(x f y =在点))1(,1(f 处的切线与直线012=++y x 垂直.(Ⅰ)求a 的值;(Ⅱ) 若),1[+∞∈∀x ,)1()(-≤x m x f 恒成立,求m的范围.(Ⅲ)求证:*21.().41ni in N i=<∈-∑21.(本小题满分14分) 选修4-2:矩阵及其变换(1)如图,向量OA OB 和被矩阵M 作用后分别变成//OA OB 和, (Ⅰ)求矩阵M ;(Ⅱ)并求y sin()3x π=+在M 作用后的函数解析式.选修4-4:坐标系与参数方程(2)在直角坐标系xoy 中,直线l的参数方程为32x y ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩(t 为参数),在极坐标系(与直角坐标系xoy 取相同的长度单位,且以原点O 为极点,以x 轴正半轴为极轴)中,圆C的方程为ρθ=. (Ⅰ)求圆C 的直角坐标方程;(Ⅱ)设圆C 与直线l 交于点,A B .若点P 的坐标为(3,求||||PA PB +. 选修4-5:不等式选讲 (3)已知,,x y z 为正实数,且1111x y z++=,求49x y z ++的最小值及取得最小值时,,x y z 的值.同安一中2013届高三理科数学冲刺模拟试卷答案一、选择题: BADCA AAAD C 二、填空题: 11.32-12.6516- 13.(-4,2) 14.]4,6[- 15.14三、解答题:本大题共6小题,共80分.解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤. 16. (本小题满分13分)解:(1)由题意知:243ππω=,解得32ω=,……2分 ACB AC B cos cos -cos -2sin sin sin =+A C AB A AC A B sin cos -sin cos -sin 2cos sin cos sin =+∴ A A C A C A B A B sin 2sin cos cos sin sin cos cos sin =+++∴A C AB A sin 2)(sin )(sin =+++∴………………………………………………………4分 a c b A BC 2sin 2sin sin =+⇒∴=+∴…………………………………………………6分(2)因为2b c a b c +==,,所以a b c ==,所以ABC △为等边三角形21sin 24OACB OAB ABC S S S OA OB AB θ∆∆=+=⋅+ ……………………………8分22sin -2cos )OA OB OA OB θθ=++⋅435cos 3-sin +=θθ2sin (-)3πθ=(0)θπ∈,,2--333πππθ∴∈(,),当且仅当-32ππθ=,即56πθ=时取最大值,OACB S的最大值为2+………………13分 17.解:(1) 函数()21f x x x η=--过(0,1)-点,在区间45)(,上有且只有一个零点, 则必有(4)<0(5)>0f f ⎧⎨⎩即:16-4-1<025-5-1>0ηη⎧⎨⎩,解得:1524<<45η,所以,4η=…………3分当4η=时,211201015125068245C C C P C +==,…………6分 (2) 从该学校任选两名老师,用ξ表示这两人支教次数之差的绝对值, 则ξ的可能取值分别是0,1,2,3, …………7分于是()22225102015250207C C C C P C ξ+++===,1111115101020152025022(1)49C C C C C C P C ξ++=== 1111520101525010(2)49C C C C P C ξ+=== ,115152503(3)49C C P C ξ===…………10分从而ξ的分布列:ξ的数学期望:0123749494949E ξ=⨯+⨯+⨯+⨯=. …………13分18.(1)证明:∵ 菱形ABCD 的对角线互相垂直,∴BD AC ⊥,∴BD AO ⊥,∵ EF AC ⊥,∴PO EF ⊥∵ 平面PEF ⊥平面ABFED ,平面PEF 平面ABFED EF =,且PO ⊂平面PEF ,∴PO ⊥平面ABFED , ∵ BD ⊂平面ABFED ,∴ PO BD ⊥ ∵ AO PO O =,∴ BD ⊥平面POA . ………………………5分 (2)如图,以O 为原点,建立空间直角坐标系O xyz -.设.AO BD H= 因为60DAB ∠=︒,所以BDC ∆为等边三角形,故4BD =,2,HB HC ==又设PO x =,则23OH x =-,OAx =. 所以(0,0,0)O ,(0,0,)P x ,,2,0)B x ,故 (2,2,)PB OB OP x x =-=-,所以(2PB =当x =min PB 此时PO =OH =………………………7分设点Q 的坐标为(),0,a c ,由前知,OP ,则A,B,2,0)D -,(0,0,3)P .所以()AQ a c=-,()QP a c =-,∵AQ=QP λ,∴,a a c cλλ⎧--⎪⎨-⎪⎩⇒a c ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩. ∴Q ,∴3(OQ=.………………………10分 设平面PBD 的法向量为(,,)n x y z =,则0,0n PB n BD ⋅=⋅=. ∵(3,2,PB =,()0,4,0BD =-,∴20,40y y +-=-=⎪⎩,取1x =,解得:0,y =1z =, 所以(1,0,1)n=. ………………………10分设直线OQ 与平面PBD 所成的角θ,∴sin cos ,OQ n OQ n OQ nθ⋅=<>===⋅=0λ>∴sin θ>. ∵[0,]2πθ∈,∴4πθ>. 因此直线OQ 与平面PBD 所成的角大于4π,即结论成立.………………………13分 19.解:(Ⅰ)∵抛物线的方程为22y px =,∴直线 又∵点Q 在线段OF 的垂直平分线上,且F 为抛物线∴点Q 的横坐标为,即2p =.…(4分) 为直径的圆交直线l '于,D E 两13分)20.解:(1)2)1(ln )()1)(ln ()(++-+++='x x a x x x x ax x f -----------------------2分由题设21)1(='f ,2142)1(=+∴a 11=+∴a ,0=∴a . -------------------4分 (2) 1ln )(+=x xx x f ,),1(+∞∈∀x ,()(1)f x m x ≤-,即1l n()x m x x≤-设1()ln ()g x x m x x=--,即0)(),,1(≤+∞∈∀x g x .22211()(1)mx x mg x m x x x -+-'=-+=---6分①若0,()0m g x '≤>,0)1()(=≥g x g ,这与题设0)(≤x g 矛盾.-----------------8分 ②若0m >方程20mx x m -+-=的判别式214m ∆=- 当0≤∆,即12m ≥时,0)(≤'x g .)(x g ∴在)(0,+∞上单调递减,0)1()(=≤∴g x g ,即不等式成立.----9分;当102m <<时,方程20mx x m -+-=,其根10x =>,1112x m+=>,当0)(),,1(2>'∈x g x x ,)(x g 递增,0)1()(=>g x g ,与题设矛盾.综上所述,12m ≥---10分;(3) 由(2)知,当1>x 时, 21=m 时,11ln 2x x x ⎛⎫<- ⎪⎝⎭成立. 不妨令*21,21k x k N k +=∈- 所以221121ln212212141k k k k k k k k ++-⎛⎫<-= ⎪--+-⎝⎭,()()*21[ln 21ln 21],441kk k k N k +--<∈- ()()()()()22211ln 3ln1441112ln 5ln 344211ln 21ln 21,441n n n n ⎧-<⎪⨯-⎪⎪-<⎪⨯-⎨⎪⎪⎪+--<⎪⨯-⎩---------------------12分累加可得*211ln(21).().441n i i n n N i =+<∈-∑*21.().41ni i n N i =<∈-∑----------14分21.(1)待定系数设M=a b c d ⎛⎫⎪⎝⎭求得//202022x xM y y⎧=⎛⎫=⇒⎨ ⎪=⎝⎭⎩,-----------4分 再坐标转移法得/2sin()23x y π=+-----------7分 (2)解:(Ⅰ)22(5x y +=-----------3分(Ⅱ)将l 的参数方程代入圆C的直角坐标方程,得240t -+=由24420∆=-⨯=>,故可设12,t t 是上述方程的两根,所以12124t t t t ⎧+=⎪⎨⋅=⎪⎩,又直线l过点,故结合t 的几何意义得||||PA PB +=1212||||t t t t +=+=--------7分(3)解:由柯西不等式得222222249]]36x y z ++=++⋅++≥++=………4分当且仅当23x y z ==时等号成立,………5分,此时6,3,2x y z ===…6分 所以当6,3,2x y z ===时,49x y z ++取得最小值36………… 7分。