2016届云南玉溪市高三第三次教学质检数学(理)试题一、选择题1.已知集合{}22,1,0,1,2,|01x M N x x -⎧⎫=--=≤⎨⎬+⎩⎭,则M N = ( ) A .{}1,0- B .{}0,1 C .{}1,0,1- D .{}0,1,2 【答案】D【解析】试题分析:不等式201x x -≤+的解集与不等式组()()21010x x x ⎧-+≤⎨+≠⎩相同,即12x -<≤,所以{}0,1,2M N = ,故选D .【考点】集合的运算.2.设复数z 满足()12i z -=,则z =( )A .1i --B .1i -+C .1i -D .1i +【答案】A【解析】试题分析:由()12i z -=得()()()2121111i z i i i i +===----+,故选A . 【考点】复数的运算.3.各项均为正数的等差数列{}n a .其公差0d >,前n 项和为n S ,若125,,a a a 构成等比数列,则下列能构成等比数列的是( ) A .123,,S S S B .124,,S S S C .134,,S S S D .234,,S S S 【答案】B【解析】试题分析:由题意知等差数列{}n a 的首项10a >,公差0d >,由125,,a a a 构成等比数列得2215a a a =,即()()21114a d a a d +=+,得12d a =,所以1121131,24,339S a S a d a S a d a ==+==+=, 4114616S a d a =+=,又10a >,所以124,,S S S 能构成等比数列,故选B . 【考点】等差、等比数列的应用.4.已知,m n 为异面直线,,αβ为两个不同的平面,//,//m n αα,直线l 满足,,//l m l n l β⊥⊥,则( )A .//αβ且//l αB .//αβ且l α⊥C .αβ⊥且//l αD .αβ⊥且l α⊥ 【答案】D【解析】试题分析:由//,//m n αα,直线l 满足,l m l n ⊥⊥知l α⊥,又//l β得βα⊥,故选D .【考点】线面位置关系的判定与证明. 5.()()342x y x y -+的展开式中34x y 项的系数是( )A .3B .12C .17D .35 【答案】C【解析】试题分析:()()342x y x y -+展开式的通项公式为()3411342rr r r s s sr s T T T C x y C x y --++⎡⎤⎡⎤==-⎣⎦⎣⎦ ()7342rr s r s r sC C x y--+=-,其中0,1,2,3,r s ==,由734r s r s --=⎧⎨+=⎩,得4r s +=,则04r s =⎧⎨=⎩,或13r s =⎧⎨=⎩,或22r s =⎧⎨=⎩,或31r s =⎧⎨=⎩,34x y 的系数为()()()()123413223134343434222217C C C C C C C C -+-+-+-=,故选C . 【考点】二项式定理应用.6.下列程序框图的输出结果为12345678910+++++++++的是( )A .B .C .D .【答案】D【解析】试题分析:选项A 的程序框图输出的结果为2345678910S =++++++++;选项B 的程序框图输出的结果为234567891011S =+++++++++; 选项C 的程序框图输出的结果为123456789S =++++++++;选项D 的程序框图输出的结果为12345678910S =+++++++++,故选D . 【考点】程序框图.7.变量,x y 满足约束条件02200x y x y mx y +≥⎧⎪-+≥⎨⎪-≤⎩,若z x y =-的最大值为2,则实数m 等于( ) A .23-B .-1C .1D .23【答案】D【解析】试题分析:由约束条件02200x y x y mx y +≥⎧⎪-+≥⎨⎪-≤⎩,作出可行域如图,联立2200x y mx y -+=⎧⎨-=⎩,解得22,2121m A m m ⎛⎫⎪--⎝⎭,化目标函数z x y =-为y x z =-,由图可知,当直线y x z =-过点A 时,直线在y 轴上的截距最小,z 有最大值为2222121mm m -=--,解得23m =,故选D .【考点】简单线性规划.【方法点晴】本题主要考查了简单的线性规划求解最值,解答此类问题首项要准确画出约束条件所表示的可行域,把目标函数化简为直线的斜截式方程,利用直线在y 轴上的截距,根据截距的大小确定目标函数的最值,着重考查学生分析问题和解答问题的能力、以及数形结合思想的应用,属于中档试题.8.若正数,x y 满足35x y xy +=,则43x y +取最小值时y 的值为( ) A .1 B .3 C .4 D .5 【答案】A【解析】试题分析:∵正数,x y 满足35x y xy +=,∴3311555x y xy y x+=+=,∴()31434355x y x y y x ⎛⎫+=++ ⎪⎝⎭131231355555x y y x =++≥+=,当且仅当12355x y y x=即12x =且1y =时取等号,∴43x y +取最小值时y 的值为1,故选A .【考点】基本不等式的应用.9.某几何体的三视图如图1所示,且该几何体的体积是3,则正视图中的x 的值是( )A .2B .92 C .32D .3 【答案】D【解析】试题分析:根据题图中的三视图判断几何体为四棱锥,其直观图如图所示,11223332V x x +=⨯⨯⨯=⇒=,故选D .【考点】三视图及几何体的体积. 10.设函数()1f x x x=-,对任意[)()()1,,0x f ax af x ∈+∞+<恒成立,则实数a 的取值范围是( )A .(),1-∞-B .()1,0-C .()1,1-D .()0,1 【答案】A【解析】试题分析:由题意()()()101af ax af x ax ax x ax x+=-+-<≥恒成立,即222210a x a ax --<,易知0a <,222221210,12a a x a a +--><,∴1a <-,故选A .【考点】函数的恒成立的求解;二次函数的性质.11.棱长为个小球,则这些小球的最大半径为( )A .B .2 C .4D .6【答案】B【解析】试题分析:由题意得,在正四面体和该球形成的空隙处各放入一个小球,设小球的半径为r ,则4r -=⎝⎭,解得r =,故选B . 【考点】球的性质及组合体的结构特征.【方法点晴】本题主要考查了有关球的组合体的性质、求的性质等知识点的综合应用,着重考查了学生分析问题和解答问题的能力,以及学生空间想象能力的训练,同时考查了推理与运算能力,试题有一定的难度,属于中档试题,本题的解答中根据组合体的结构特征,设出小球半径,列出方程关于r 的方程,即可求解球的半径.12.已知椭圆()2222:10x y C a b a b+=>>,12,F F 为其左、右焦点,P 为椭圆C 上除长轴端点外的任一点,G 为12F PF ∆内一点,满足123PG PF PF =+ ,12F PF ∆的内心为I ,且有12IG F F λ=(其中λ为实数),则椭圆C 的离心率e =( )A .13 B .12 C .23 D .2【答案】B【解析】试题分析:设()00,P x y ,∵由题意可知G 为12F PF ∆的重心,∴G 点坐标为00,33x y G ⎛⎫⎪⎝⎭.∵12IG F F λ= ,∴//IG x 轴,∴I 的纵坐标为03y .在焦点12F PF ∆中,122PF PF a +=,122F F c =,∴1212012F PF S F F y ∆= .又∵I 为12F PF ∆的内心,∴I 的纵坐标长度3y 即为内切圆半径,内心I 把12F PF ∆分为三个底分别为12F PF ∆的三边,高为内切圆半径的小三角形,∴()1201122123F PF y S PF F F PF ∆=++,∴()0120112211223y F F y PF F F PF ⋅=++ ,即()0011222223y c y a c ⨯=+ ,∴2c a =,∴椭圆C 的离心率12c e a ==,故选B . 【考点】椭圆的几何性质.【方法点晴】本题主要考查了椭圆的定义、标准方程及其简单的几何性质、离心率的求解等知识的运用,解答中根重心的坐标公式,得出重心G 点坐标为00,33x y G ⎛⎫⎪⎝⎭,内心I 把12F PF ∆分为三个底分别为12F PF ∆的三边,高为内切圆半径的小三角形,利用三角形的面积列出方程,即可求解椭圆的离心率,着重考查了学生的推理与运算能力及转化与化归思想的应用,属于中档试题.二、填空题13.圆C 与直线0x y +=及40x y +-=,都相切,圆心在直线0x y -=上,则圆C 的方程为___________. 【答案】()()22112x y -+-=【解析】试题分析:设圆心坐标为(),a a =,解得1a =,则r ==C 的方程为()()22112x y -+-=.【考点】圆的标准方程.14.关于x 的一元二次方程22560x mx m ++-=,若m 是从区间[]0,5任取的一个数,则上述方程有实根的概率为__________. 【答案】45【解析】试题分析:方程有实根,则()244560m m ∆=--≥,即2560m m -+≥,解得2m ≤或3m ≥,所以概率为45P =. 【考点】几何概型及其概率的计算.15.8个相同的球放入标号为1,2,3的三个盒子中,每个盒子中至少有一个,共有________种不同的放法. 【答案】21【解析】试题分析:将8个球排成一排,形成7个空隙,在7个空隙中任取两个插入两块隔板,共有2776212C ⨯==种放法. 【考点】排列组合的应用.【方法点晴】本题主要考查了排列、组合的应用、解答此类问题要正确理解题意,恰当地选择解题的方法是解答的关键,本题的解答中,将8个球排成一排,形成7个空隙,在7个空隙中任取两个插入两块隔板,即可完成求解,采用了插空法,着重考查了学生分析问题和解答问题的能力,属于中档试题.16.边长为ABC ,其内切圆与BC 切于点,F E 为内切圆上任意一点,则AE AF的取值范围为__________.【答案】[]3,9【解析】试题分析:以点E 为坐标原点,BC 所在直线为x 轴建立平面直角坐标系,如图所示,则点()0,0E ,()0,3A ,内切圆D 的方程为()2211x y +-=,设点()cos ,1sin F θθ+,则()()0,3cos ,sin 2AE AF θθ=--[]63sin 3,9θ=-∈.【考点】向量的坐标运算;向量的数量积.【方法点晴】本题主要考查了平面向量的坐标运算、平面向量的数量接的运算等知识点的应用,解答中,以点E 为坐标原点,BC 所在直线为x 轴建立平面直角坐标系,确定点,A E 的坐标,利用内切圆得出F 的坐标,利用向量的数量积的公式和坐标运算,即可求解AE AF的取值范围,着重考查了学生的推理与运算能力,属于中档试题. 三、解答题17.已知ABC ∆的内角,,A B C 的对边分别为,,a b c ,且cos sin 3a b C B =-. (1)求B ;(2)若点D 为边AC 的中点,1BD =,求ABC ∆面积的最大值.【答案】(1)23B π=;(2 【解析】试题分析:(1)由正弦定理和三角形的内角和定理,化简可得cos sin sin 3B C C B =,又sin 0C ≠,从而可求得tan B =B 为三角形内角,即可求解B 的值;(2)由D 为边AC 的中点,可得2BD BA BC =+,两边平方,设,BA c BC a == ,可得224a c a c =+-,结合基本不等式的应用可得ac 的最大值,利用三角形的面积公式即可求解.试题解析:(1)因为cos sinB a b C =,由正弦定理知sin sin cos sinB A B C C =,即()sin sin cos sin B C B C C B +=-,sin cos cos sin sin cos sin 3B C B C B C C B +=-,cos sinC sin 3B C B =-. 又由C 为ABC ∆的内角,故而sin 0C ≠,所以tan B =又由B 为ABC ∆的内角,故而23B π=(2)如图4,因为点D 为边AC 的中点,故而2BD BA BC =+,两边平方得22242cos BD BA BA BC ABC BC =+∠+ ,又由(1)知23ABC π∠=,设,BA c BC a == ,即224a c a c =+-, 所以2242a c a c ac +=+≥,即4ac ≤,当且仅当2a c ==时取等号.又1sin 2ABC S ac ABC ∆=∠=, 故而当且仅当2a c ==时,ABC S ∆【考点】正弦定理;三角形的面积公式.18.一个袋子里装有6个球,其中有红球4个,编号均为1,白球2个,编号分别为2,3.(假设取到任何一个球的可能性相同)(1)现依次不放回地任取出两个球,求在第一个球是红球的情况下,第二个球也是红球的概率;(2)现甲从袋中任取两个球,记其两球编号之和为m ,待甲将球放回袋中后,乙再从袋中任取两个球,记其两球编号之和为n ,求m n <的概率. 【答案】(1)35;(2)2675. 【解析】试题分析:(1)根据条件概率的计算公式,即可求解第一个球是红球的情况下,第二个球也是红球的概率; (2)分别求出2,3,4,5m =的概率,再根据概率公式计算即可.试题解析:(1)由于是不放回地取球,在一个红球被取出的情况下,袋中剩3个红球和2个白球,故而第二个球也取到红球的概率是35(2)由题意可知,甲、乙取球相互独立,且m 与n 的分布列相同, 而m 的可能取值是2,3,4,5, 且()()2114412266642,31515C C C P m P m C C ====== ,()()111141112266414,51515C C C C P m P m C C ====== ,所以()()()()2,23,34,4P m n P m n P m n P m n <==>+=>+=>6646446442611115151515151515151575⎛⎫⎛⎫⎛⎫=-+--+---= ⎪ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭ , 所以m n <的概率为2675【考点】列举法计算基本事件的件数及事件发生的概率.19.如图,直三棱柱ABC A B C '''-,,,E F G 分别是,A C BC ''与B C ''的中点,且AA '=2,4BC AC ==,平面ABGE ⊥平面BCC B ''.(1)求证:AB BC ⊥;(2)求平面ABE 与平面EFC '所成二面角的平面角的余弦值的绝对值.【答案】(1)证明见解析;(2 【解析】试题分析:(1)在平面BCC B ''中过点C 作GB 的垂线,垂足为H ,即GB CH ⊥,得出平面ABGE ⊥平面BCC B '',再根据直三棱柱的性质,得到CC '⊥平面ABC ,即可证明AB BC ⊥;(2)以,,BA BC BB '两两垂直,建立如图所示空间直角坐标系B xyz -,分别求出平面ABE 与平面EFC '的一个法向量,利用向量所成的角,即可得到二面角的大小.试题解析:(1)证明:由题意知,GB 是平面ABGE 与平面BCC B ''的交线,如图,在平面BCC B ''中过点C 作GB 的垂线,垂足为H ,即GB CH ⊥. 又由于平面ABGE ⊥平面BCC B '',所以CH ⊥平面ABGE ,则AB CH ⊥.① 由三棱柱ABC A B C '''-为直三棱柱, ∴CC '⊥平面ABC ,则AB CC '⊥.②又由CC CH C '= 及①②得AB ⊥平面BCC B '',所以AB BC ⊥(2)解:由三棱柱ABC A B C '''-为直三棱柱及AB BC ⊥, 则,,BA BC BB '两两垂直,建立如图所示空间直角坐标系B xyz -,由2,4BC AC ==,则AB =又AA '=()()()(0,0,0,,,0,1,0,B A EF C ',所以())(,,1,0,0,1,BA BE C E C F ''===-=-.设()1111,,n x y z =为平面ABE 的法向量,则1100n BA n BE ⎧=⎪⎨=⎪⎩,即111100y ⎧=⎪+=, 令11z =-,则110,x y ==所以平面ABE的一个法向量为()11n =-.设()2222,,n x y z =为平面EFC '的法向量,则2200n C E n C F ⎧'=⎪⎨'=⎪⎩,即222200y y ⎧-=⎪⎨--=⎪⎩令2y 221,1x z ==-,所以平面EFC '的一个法向量为()21n =-. 设θ为平面ABE 与平面EFC '所成二面角的平面角,则1212cosn n n n θ===【考点】直线与平面垂直的判定与性质;二面角的求解.20.已知椭圆()2222:10x y C a b a b +=>>,作直线l 交椭圆C 于,P Q 两点,M 为线段PQ 的中点,O 为坐标原点,设直线l 的斜率为1k ,直线OM 的斜率为2122,3k k k =-. (1)求椭圆C 的离心率;(2)设直线l 与x轴交于点()D ,且满足2DP QD =,当OPQ ∆的面积最大时,求椭圆C 的方程.【答案】(1(2)2211510x y +=.【解析】试题分析:(1)设点()()1122,,,P x y Q x y ,代入椭圆方程,利用点差法,结合线段PQ 的中点为M ,再由离心率公式,即可得到结论;(2)由(1)知可得椭圆的方程为222236x y c +=,设直线方程为5x my =-,代入椭圆的方程,利用韦达定理及2DP QD =,确定,P Q 坐标之间的关系,表示出面积,利用基本不等式求出S 的最大值,即可得到椭圆的方程.试题解析:(1)设()()1122,,,P x y Q x y ,代入椭圆的方程有,2222221122221,1x y x y a b a b+=+=,. 两式相减:22222121220x x y y a b --+=,即()()()()21212121220x x x x y y y y a b -+-++=, 又2121122121,y y y yk k x x x x -+==-+,联立两个方程有212223b k k a =-=-,解得c e a ==(2)由(1)知3c e a ==,得22223,2a c b c ==, 可设椭圆方程为222236x y c +=.设直线l的方程为x my =()22223660my c +-+-=因为直线与椭圆相交,所以()()22248423660m m c ∆=-+->,由韦达定理得2121226623c y y y y m -+==+. 又2DP QD =,所以122y y =-,代入上述两式有222966623m c m -=-+,所以121222OPQ S OD y y a ∆=-==21181832232m m m m==≤++, 当且仅当232m =时,等号成立. 此时25c =,代入∆有0∆>成立,所以所求椭圆方程为2211510x y += 【考点】椭圆的标准方程及其简单的几何性质;直线与椭圆的位置关系.【方法点晴】本题主要考查了椭圆的标准方程及其简单的几何性质、直线与椭圆的位置关系,此类问题的解答的关键是确定几何量之间的关系,利用直线与椭圆联立,结合韦达定理和基本不等式求,试题有一定的难度,属于中档试题,着重考查了学生分析问题和解答问题的能力,以及推理与运算能力. 21.已知函数()ln 1f x x kx =-+.(1)若()0f x ≤恒成立,试确定实数k 的取值范围;(2)证明:()2*2ln 2ln3ln 4ln 1101,2381514nn n n n N n n n ++⎛⎫++++++<∈≥ ⎪-⎝⎭ . 【答案】(1)1k ≥;(2)证明见解析.【解析】试题分析:(1)求解出函数的导数1()1f x k x '=--,得到函数的单调期间和函数的极值,11x k=+时,()f x 取得极小值,可知只需考虑()max 10,(1)ln 0k f x f x k>=+=-≤即可,化简可得1k ≥.(2)由(1)可知,当1k =时,l n 1,1x x x <->,可得332l n 1(1)(1)n n n n n <-=-++2(1)(1)n n <-+,故2ln 113n n n +<-,即可作出证明. 试题解析:(1)解:由()0f x ≤有ln 1kx x ≥+,即ln 1x k x +≥,令()()2ln 1ln ,0x xh x h x x x+-'===, 解得1x =在()0,1上,()0h x '>,在()1,+∞上,()0h x '<, 所以在1x =时,()h x 取得最大值()11h =,即1k ≥ (2)证明:由(1)知,当1k =时,ln 1x x ≤-, 令()2*,2x n n Nn =∈≥,有22ln 1n n <-,即2ln 1122n nn <<-()()()212ln 2ln 3ln 4ln 1233815124n n n n n -+++++<+++=- ,①. 令11x n =+,有111ln 113ne n n n ⎛⎫⎛⎫+<⇒+<< ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭②①+②有:()2*2ln 2ln3ln 4ln 1101,2381514nn n n n N n n n ++⎛⎫++++++<∈≥ ⎪-⎝⎭ 【考点】利用导数研究函数的单调性与极值、最值;函数的恒成立;不等式的证明. 【方法点晴】本题主要考查了利用导数研究函数的单调性与极值、最值,函数的恒成立、不等式的证明等知识的应用,着重考查了分类讨论思想、不等式的放缩和转化与化归思想的应用,本题的解答中,根据的单调性与极值,当1k =时,ln 1,1x x x <->,可得332ln 1(1)(1)n n n n n <-=-++ 2(1)(1)n n <-+,得出2ln 113n n n +<-是解答问题的关键,试题有一定的难度,属于难题.22.选修4-1:几何证明选讲如图,在ABC ∆中,CD 是ACB ∠的平分线,ACD ∆的外接圆O 交BC 于点,E DF 是O 的切线交BC 于点F ,且33EC EF ==.(1)若E 为BC 的中点,72BD =,求DE 的长; (2)求DEDC. 【答案】(1)2314;(2)12.【解析】试题分析:(1)因为E 为BC 的中点,所以3,6BE BC ==,由割线定理知,得出7182BA = ,在利用CD 是ACB ∠的平分线,即可得到DE 的长;(2)因为DF 是圆O 的切线,D 为切点,FC 为圆O 的割线,由切割线定理知,2DF FE FC = ,再利用DFE CFD ∆∆ ,即可得到DEDC. 试题解析:(1)因为E 为BC 的中点,所以3,6BE BC ==.由割线定理知,BD BA BE BC = ,所以7182BA = ,可得3623,714BA AD ==. 又因为CD 是ACB ∠的平分线,所以2314DE AD ==.(2)因为DF 是圆O 的切线,D 为切点,FC 为圆O 的割线,由切割线定理知,()2DF FE FC FE FE EC ==+ ,因为3EC EF =,所以224DF FE =,即2D F F E =,由DFE CFD ∆∆ ,所以12DE EF DC DF == 【考点】相似三角形和与圆有关的比例线段. 23.选修4-4:坐标系与参数方程已知平面直角坐标系xOy ,以O 为极点,x 轴的非负半轴为极轴建立极坐标系,P 点极坐标系为3,4π⎛⎫⎪⎝⎭,曲线C 的参数方程为2cos 4πρθ⎛⎫=- ⎪⎝⎭(θ为参数). (1)写出点P 的直角坐标及曲线C 的直角坐标方程;(2)若Q 为曲线C 上的动点,求PQ 的中点M 到直线:2cos 4sin l ρθρθ+=距离的最小值.【答案】(1)⎝⎭,221x y ⎛⎛+= ⎝⎭⎝⎭;(2. 【解析】试题分析:(1)将222,cos ,sin x y x y ρρθρθ=+==,即可得到曲线C 的直角坐标方程;(2)得出点,Q M 的坐标,利用点到直线的距离公式,得出d 的表达式,即可求解中点M 到直线l 的距离的最小值.试题解析:(1)点P 的直角坐标为,22⎛⎫⎪⎪⎝⎭;由2cos 4πρθ⎛⎫=-⎪⎝⎭得2cos sin ρθθ ①, 将222,cos ,sin x y x y ρρθρθ=+==代入①,可得曲线C 的直角坐标方程为22122x y ⎛⎛⎫-+-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭(2)直线:2cos 4sin l ρθρθ+=240x y +=设点Q 的直角坐标为cos ,sin 22θθ⎛⎫++⎪ ⎪⎝⎭,则cos sin 22M θθ⎫⎪⎭, 那么M 到直线l 的距离d θϕ+===,∴d ≥=(当且仅当()sin 1θϕ+=-时取等),所以M 到直线:2cos 4sin l ρθρθ+ 【考点】极坐标方程与直角坐标方程的互化;极坐标的应用. 24.选修4-5:不等式选讲 已知函数()2f x x a x =++-.(1)当3a =时,求不等式()7f x ≥的解集;(2)若()4f x x ≤-的解集包含[]0,2,求a 的取值范围. 【答案】(1)(][),43,-∞-+∞ ;(2)[]2,0-.【解析】试题分析:(1)当当3a =时,()21,35,3221,2x x f x x x x --≤-⎧⎪=-<<⎨⎪+≥⎩,分三种情况求解每个不等式的解集即可;(2)原命题等价于22x a x --≤≤-在[]1,2上恒成立,由此求得实数的取值范围.试题解析:(1)当3a =时,()21,35,3221,2x x f x x x x --≤-⎧⎪=-<<⎨⎪+≥⎩,当3x ≤-时,由()7f x ≥得217x --≥,解得4x ≤-; 当32x -<<时,()7f x ≥无解;当2x ≥时,由()7f x ≥得217x +≥,解得3x ≥, 所以()7f x ≥的解集为(][),43,-∞-+∞ (2)()4f x x ≤-等价于42x a x x +≤---当[]0,2x ∈时,42x a x x +≤---等价于22a x a --≤≤-,由条件得20a --≤且22a -≥,即20a -≤≤. 故满足条件的a 的取值范围为[]2,0- 【考点】绝对值不等式的解法和应用.。