2016/2017学年度第二学期高二年级期终考试数 学 试 题注意事项:1.本试卷考试时间为120分钟,试卷满分160分,考试形式闭卷. 2.本试卷中所有试题必须作答在答题卡上规定的位置,否则不给分.3.答题前,务必将自己的姓名、准考证号用0.5毫米黑色墨水签字笔填写在试卷及答题卡上.一、填空题:本大题共14小题,每小题5分,共计70分. 请把答案填写在答题卡相应位置上. 1i 为虚数单位),则 z = ▲ . 2.已知命题p :“n N *∃∈,使得 22nn <”,则命题p ⌝的真假为 ▲ .3.设R θ∈,则“sin 0θ=”是“sin20θ=”的 ▲ 条件.(选填: 充分不必要、必要不充分、充要、既不充分也不必要)4.如图为某天通过204国道某测速点的汽车时速频率分布直方图,则通过该测速点的300辆汽车中时速在[)60,80的汽车大约有 ▲ 辆.5.某程序框图如图所示,则输出的结果为 ▲ .6.在区间()0,5上随机取一个实数x ,则x 满足220x x -<的概率为 ▲ .(第4题图)(第5题图)743y x =±,则其准线方程为 ▲ . 8在区间()0,2上有极值,则a 的取值范围是 ▲ . 9.(理科学生做)从5男3女共8名学生中选出4人组成志愿者服务队,则服务队中至少有1名女生的不同选法共有 ▲ 种.(用数字作答)(文科学生做)已知函数()3f x x =,则不等式()()210f x f x +-<的解集是 ▲ .10.的展开式中的常数项是 ▲ .(文科学生做)m 个单位(0m >),若所得图象对应的函数为偶函数,则m 的最小值是 ▲ .11.已知圆222(0)x y r r +=>的内接四边形的面积的最大值为22r ,类比可得椭圆()222210x y a b a b +=>>的内接四边形的面积的最大值为 ▲ . 12.已知集合()2,20y x M x y x y a ⎧⎫≥--⎧⎪⎪=⎨⎨⎬-+≤⎩⎪⎪⎩⎭和集合(){},|sin ,0N x y y x x ==≥,若M N ≠∅,则实数a 的最大值为 ▲ .13.已知点F 是椭圆()2222:10x y C a b a b+=>>的左焦点,若椭圆C 上存在两点P 、Q 满足2PF FQ =,则椭圆C 的离心率的取值范围是 ▲ .14.已知0a >,0b >,02c <<,20ac b c +-=,则11a b+的取值范围是 ▲ . 二、解答题:本大题共6小题,共计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.(本小题满分14分)(理科学生做)现有一只不透明的袋子里面装有6个小球,其中3个为红球,3个为黑球,这些小球除颜色外无任何差异,现从袋中一次性地随机摸出2个小球. (1)求这两个小球都是红球的概率;(2)记摸出的小球中红球的个数为X ,求随机变量X 的概率分布及其均值E (X ).(文科学生做)已知关于x 的不等式2(2)20ax a x +--≥,其中R a ∈. (1)若不等式的解集为(,1][4,)-∞-+∞,求实数a 的值;(2)若不等式22(2)225ax a x x +--≥-对任意实数x 恒成立,求实数a 的取值范围.16.(本小题满分14分)(理科学生做)观察下列等式,猜想一个一般性的结论,并用数学归纳法证明.21(1)(1)x x x -=-+, 321(1)(1)x x x x -=-++, 4231(1)(1)x x x x x -=-+++.(文科学生做)已知函数()sin f x x x =+,(,)22x ππ∈-,函数()g x 的定义域为实数集R ,函数()()+()h x f x g x =.(1)若函数()g x 是奇函数,判断并证明函数()h x 的奇偶性;(2)若函数()g x 是单调增函数,用反证法证明函数()h x 的图象与x 轴至多有一个交点.17.(本小题满分14分)(理科学生做)如图,在三棱锥P ABC -中,PA ⊥底面ABC ,AB BC ⊥,2AB =,4AC PA ==. (1)求直线PB 与平面PAC 所成角的正弦值; (2)求二面角A PC B --的余弦值.(文科学生做)已知函数()cos cos()3f x x x π=+.(1)求()f x 在区间[0,]2π上的值域;(2)若13()20f θ=,66ππθ-<<,求cos 2θ的值.18.(本小题满分16分)如图所示,矩形ABCD 为本市沿海的一块滩涂湿地,其中阴影区域有丹顶鹤活动,曲线AC 是以AD 所在直线为对称轴的抛物线的一部分,其中AB =1 km ,BC =2 km ,现准备开发一个面积为0.6 km 2的湿地公园,要求不能破坏丹顶鹤活动区域.问:能否在AB 边上取点E 、在BC 边上取点F ,使得△BEF 区域满足该项目的用地要求?若能,请给出点E 、F 的选址方案;若不能,请说明理由.ACP(第17题图∙理)F(第18题图)19.(本小题满分16分)在平面直角坐标系xOy 内,椭圆E :22221(0)x y a b a b +=>>F 到右准线的距离为2,直线l 过右焦点F 且与椭圆E 交于A 、B 两点. (1)求椭圆E 的标准方程;(2)若直线l 与x 轴垂直,C 为椭圆E 上的动点,求CA 2+CB 2的取值范围;(3)若动直线l 与x 轴不重合,在x 轴上是否存在定点P ,使得PF 始终平分∠APB ?若存在,请求出点P 的坐标;若不存在,请说明理由.20.(本小题满分16分)已知函数()xe xf =和函数()m kx xg +=(k 、m 为实数,e 为自然对数的底数,2.71828e ≈). (1)求函数()()()h x f x g x =-的单调区间;(2)当2=k ,1=m 时,判断方程()()x g x f =的实数根的个数并证明;(3)已知1≠m ,不等式()()()[]01≤--x g x f m 对任意实数x 恒成立,求km 的最大值.2016/2017学年度第二学期高二年级期终考试数学试题参考答案一、填空题:本大题共14小题,每小题5分,计70分.1. 12. 假3. 充分不必要4. 1505. 16.257. 95x =±8. ()1,1-9. (理)65 (文)1(,)3-∞10. (理)12 (文)512π 11. 2ab12.3π13. 1,13⎡⎫⎪⎢⎣⎭14.[)4,+∞二、解答题:本大题共6小题,计90分.解答应写出必要的文字说明,证明过程或演算步骤,请把答案写在答题纸的指定区域内.15.(理科)解:⑴记“取得两个小球都为红球”为事件A , 则23261()5C P A C == ……………………………………………………………………4分⑵随机变量X 的可能取值为:0、1、2 , ……………………………………………………………6分{}0=X 表示取得两个球都为黑球,23261(0)5C P X C ===,{}1=X 表示取得一个红球一个黑球,1133263(1)5C C P X C ===, {}2=X 表示取得两个球都为红球,23261(2)5C P X C ===,随机变量X 的概率分布如下:…………………………12分=)(X E 131012555⨯+⨯+⨯=1 ………………………………………………………………14分(注:三个概率每个2分)(文科)解:⑴由题意知方程02)2(2=--+x a ax 的解为4,1-,且0>a , ………………2分 所以42-=-a,解得21=a . ……………………………4分 ⑵问题可化为03)2()2(2≥+-+-x a x a 对任意实数x 恒成立, ①当2=a 时,3≥恒成立; ……………………………………6分 ②当2≠a 时,⎩⎨⎧≤--->0)2(12)2(22a a a ,解得142≤<a ; ………………………………12分 综上①②得142≤≤a . …………………………………………………14分16.(理科)解:归纳猜想得:)1)(1(1132-+++++-=-n n x x x x x x ,*N n ∈. ……………4分(注:如答成2,n n N ≥∈一样给分)证明如下:①当1=n 时,左边1x =-,右边1x =-,猜想成立; ……………………………6分②假设k n =(1≥k )时猜想成立,即2311(1)(1)k k x x x x x x --=-+++++成立,当1+=k n 时,右边)1)(1(132kk x x x x x x ++++++-=-k k x x xx x x x )1()1)(1(132-++++++-=- k k x x x )1(1-+-=11+-+-=k k k x x x 11+-=k x =左边所以1+=k n 时猜想也成立. …………………………………………………………………………12分由①②可得,)1)(1(1132-+++++-=-n n x x x x x x ,*N n ∈成立. ………………………14分(文科)解:⑴由题意知)(x h 的定义域为)2,2(ππ-, ……………………………………………2分 又)(x g 是奇函数 ,所以)()(x g x g -=-, ……………………………………………4分∴)(sin )()sin()(x g x x x g x x x h ---=-+-+-=-)())(sin (x h x g x x -=++-= ∴)(x h 为奇函数. ……………………………………7分 ⑵假设函数)(x h 的图象与x 轴有两个交点,不妨设其横坐标为21,x x ,且21x x <, 则0)()(21==x h x h , ………………………………………8分又()1cos 0f x x '=+≥,所以)(x f 为单调增函数, ………………………………10分所以)()(21x f x f <,又因为)(x g 为单调增函数,所以)()(21x g x g <, 所以)()()()(2211x g x f x g x f +<+,即)()(21x h x h <,这与0)()(21==x h x h 矛盾, ………………………………………………………12分 所以假设不成立,所以函数)(x h 的图象与x 轴至多有一个交点. ………………………14分17.(理科)解:⑴如图,以A 为原点,在平面ABC 内作垂直于AC 的射线为x 轴,以射线AC 为y 轴,射线AP 为z 轴建立如图所示空间直角坐标系, ……………………………………………………………2分 则P (0,0,4),B,(0,4,0)C ,故(3,1,4)PB =-,由x 轴⊥平面P AC 得平面P AC 的一个法向量为()1,0,0n =,5分设直线PB 与平面PAC 所成角为α, 则||3sin |cos ,|||||20n PB n PB n PB α⋅=<>===, 即直线PB 与平面PAC .……………8分 ⑵(0,4,4)PC =-,(BC =,设(),,m x y z =为平面PBC 的一个法向量, 则440m PC m PC y z ⊥⇒⋅=-=,330m BC m BC y ⊥⇒⋅=-+=,取1z =得1y =,x =即()3,1,1m =为平面PBC 的一个法向量,………………………………11分平面P AC 的一个法向量为()1,0,0n =,设二面角A PC B --的平面角为β,则β为锐角,则||3cos |cos ,|||||5n m n m n m β⋅=<>=== 即二面角A P--的余弦值为14分 (文科)解:⑴211()cos (cos )cos cos 2222f x x x x x x x =-=- 2111cos 2cos cos 222224x x x x x +=-=⨯-1111cos 22cos(2)444234x x x π=-+=++ …………………………………………………………4分0,2x π⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,42,333x πππ⎡⎤∴+∈⎢⎥⎣⎦,1cos(2)1,32x π⎡⎤∴+∈-⎢⎥⎣⎦,()f x ∴在区间0,2π⎡⎤⎢⎥⎣⎦上的值域为11,42⎡⎤-⎢⎥⎣⎦.…………………………………………………………………7分 ⑵1311()cos(2)20234f πθθ==++,4cos(2)35πθ∴+=, …………………………………………9分3sin(2)35πθ∴+==±,又66ππθ-<<,20233ππθ<+<,sin(2)03πθ∴+>,3sin(2)35πθ∴+= ……………………11分1cos 2cos (2)cos(2))33233ππππθθθθ⎡⎤∴=+-=++⎢⎥⎣⎦143255=⨯=. ………………………………………………………………14分18.解:(法一)△BEF 区域满足该项目的用地要求等价于△BEF 面积的最大值不小于0.6 km 2,……2分以A 为原点,AB 所在直线为x 轴,AD 所在直线为y 轴,建立如图所示平面直角坐标系, 则(0,0)A ,(1,0)B ,(1,2)C ,(0,2)D ,设曲线AC 所在的抛物线的方程为22(0)x py p =>,代入点(1,2)C 得14p =, 得曲线AC 的方程为22(01)y x x =≤≤,……………………………………………………………………4分欲使得△BEF 的面积最大,必有EF 与抛物线弧AC 相切,设切点为2(,2)P t t ,01t ≤≤,由22y x =得4y x '=,故点2(,2)P t t 处切线的斜率为4t ,切线的方程为224()y t t x t -=-, 即242y tx t =-,6分当0t =时显然不合题意,故01t <≤,令1x =得242F y t t =-,令0y =得12E x t =, 则232111(1)(42)222222BEF t S BE BF t t t t t ∆=⨯=--=-+,设321()222f t t t t =-+,01t <≤,…………………………………9(注:学生写成01t ≤≤不扣分)则()()1()3222f t t t '=--, 令()0f t '>得203t <<,令()0f t '<得213t <≤,故()f t 在20,3⎛⎫ ⎪⎝⎭上递增,在2,13⎛⎤ ⎥⎝⎦上递减,故max 216()()327f t f ==,…………………………………14分 而160.627<,故该方案所得△BEF 区域不能满足该项目的用地要求. …………………………………16分(法二)转化为当0.6BEF S ∆=时,直线EF 的方程与抛物线弧AC 的方程联列所得方程组至多有一个解.(法三) 转化为当0.6BEF S ∆=时,抛物线弧AC 上所有的点都在直线EF 上方的区域,进一步转化为不等式恒成立问题.19.解:⑴由题意得:⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=-==2222c ca a c e ,得22=a ,2=c , ……………………………2分∵222c b a +=,∴42=b ,∴椭圆的标准方程为:14822=+y x . ……………………………4分⑵当直线AB 与x 轴垂直时,)2,2(),2,2(-B A ,设点),(00y x C ,则2020202022)2()2()2()2(++-+-+-=+y x y x CB CA 1282202020+-+=x y x ,又点C 在椭圆上,∴1482020=+y x ,消去0y 得20802022+-=+x x CB CA ,0[x ∈-,∴22CB CA +得取值范围为[28-+. ……………………………………………8分⑶假设在x 轴上存在点P 满足题意,不妨设)0,(t P ,设),(),,(2211y x B y x A ,设直线AB 的方程为:2+=my x ,联列14822=+y x ,消去x 得044)2(22=-++my y m , 则24221+-=+m m y y ,24221+-=m y y , ………………………………………………………………12分由PF 平分∠APB 知:0=+BP AP k k , …………………………………………13分 又0))(()()(2112212211=---+-=-+-=+t x t x t x y t x y t x y t x y k k BP AP , 又211+=my x ,222+=my x ,得02))(2(2121=++-y my y y t , 即024224)2(22=+-++--m m m m t ,得4=t , 所以存在点P (4,0)满足题意. ………………………………………………………………16分20.解:⑴()xh x e k '=-,①当0k ≤时,()0h x '>恒成立,()h x 的单调递增区间为(,)-∞+∞,无单调递减区间;……………2分②当0k >时,由()0h x '>得ln x k >,由()0h x '<得ln x k <, 故()h x 的单调递减区间为(,ln )k -∞,单调递增区间为(ln ,)k +∞.………………………………………4分⑵当2=k ,1=m 时,方程()()x g x f =即为()210x h x e x =--=,由(1)知()h x 在(,ln 2)-∞上递减,而()00h =,故()h x 在(,ln 2)-∞上有且仅有1个零点,………6分由⑴知()h x 在[ln 2,)+∞上递增,而()130h e =-<,()2250h e =->,且()h x 的图像在[1,2]上是连续不间断的,故()h x 在[1,2]上有且仅有1个零点,所以()h x 在[ln 2,)+∞上也有且仅有1个零点, 综上,方程()()x g x f =有且仅有两个实数根. ………………………………………………………………8分 ⑶设()()()h x f x g x =-,①当1m >时,()()0f x g x -≤恒成立,则()0h x ≤恒成立,而 0mk m h e k -⎛⎫-=> ⎪⎝⎭,与()0h x ≤恒成立矛盾,故1m >不合题意;…………………………………10分②当1m <时,()()0f x g x -≥恒成立,则()0h x ≥恒成立,1°当0k =时,由()0x h x e m =-≥恒成立可得(,0]m ∈-∞,0km =; ……………………………11分2°当0k <时,111m km h ek --⎛⎫=- ⎪⎝⎭,而10mk-<,故11mk e -<, 故10m h k -⎛⎫<⎪⎝⎭,与()0h x ≥恒成立矛盾,故0k <不合题意;………………………………………13分3°当0k >时,由(1)可知()()min ln ln h x h k k k k m ==--⎡⎤⎣⎦,而()0h x ≥恒成立,故ln 0k k k m --≥,得ln m k k k ≤-,故(ln )km k k k k ≤-, 记()(ln )k k k k k ϕ=-,(0,)k ∈+∞,则()(12ln )k k k ϕ'=-,由()0k ϕ'>得0k <<()0k ϕ'<得k >故()k ϕ在(上单调递增,在)+∞上单调递减,()max 2e k ϕϕ∴==,2ekm ∴≤,当且仅当k =m =时取等号; 综上①②两种情况得km 的最大值为2e.……………………………………………………………………16分。