南阳市一中2017届高三上学期第四次月考理数试题一、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.复数12z i =+,若复数1z ,2z 在复平面内的对应点关于虚轴对称,则12z z =( ) A .5- B .5C .34i -+D .34i -【答案】A考点:复数的运算. 2.已知“x k >”是“311x <+”的充分不必要条件,则k 的取值范围是( ) A .[2,)+∞ B .[1,)+∞C .(2,)+∞D .(,1]-∞-【答案】A 【解析】试题分析:解不等式311x <+可得1x <-或2x >,因为“x k >”是“311x <+”的充分不必要条件,所以“x k >”是“1x <-或2x >”的真子集,所以2k ≥,故选A. 考点:充要条件与集合关系.3.某椎体的三视图如图所示,则该棱锥的最长棱的棱长为( )A BCD【答案】C 【解析】试题分析:该几何体为一个侧面与底面垂直,底面为正方形的四棱锥(如图所示),其中底面ABCD 边长为4,侧面PAD ⊥平面ABCD ,点P 在底面的射影为E ,所以,1,4,4PE AD DE AE PE ⊥===,所以5PA ==,PB ==,PC ==,PD ==底面边长为4,故选C.考点:简单几何体的三视图.4.已知函数()y f x =是R 上的偶函数,设1ln a π=,2(ln )b π=,c =,当任意1x ,2(0,)x ∈+∞时,都有[]1212()()()0x x f x f x --<,则( ) A .()()()f a f b f c >> B .()()()f b f a f c >> C .()()()f c f b f a >> D .()()()f c f a f b >>【答案】D考点:函数奇偶性与单调性的应用.5.已知函数323()32ax ax x f x -+=+,232()2g x a x ax x a =-++(a R ∈),在同一直角坐标系中,函数'()f x 与()g x 的图像不可能的是( )【答案】B考点:二次函数的图象.6.若x 是三角形的最小内角,则函数sin cos sin cos y x x x x =+-的最小值是( )A .12-+ B .12C .1 D【答案】A 【解析】试题分析:设sin cos ,t x x =+则21sin cos 2t x x -=,因为x 是三角形的最小内角,即0,3x π⎛⎤∈ ⎥⎝⎦,所以(t ∈,()()221111222t f t t t =-++=--+,所以当t =时,min 12y =-+,故选A.考点:三角函数的值域及二次函数的最值.7.在ABC ∆中,内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,且BC 边上的高为2a ,则c bb c+最大值为( )A .2 BC .D .4【答案】C 【解析】考点:正余弦定理与三角函数的值域. 8.已知函数()2f x +=,当(0,1]x ∈时,2()f x x =,若在区间(1,1]-内,()()(1)g x f x t x =-+有两个不同的零点,则实数t 的取值范围是( ) A .(0,)+∞ B .1(0,)2C .1[,0)2-D .1(0,]2【答案】D 【解析】试题分析:由题意可知函数()f x 在(]1,1-上的解析式为()(](]22,1,0,1,0,1,xx x f x x x -⎧∈-⎪+=⎨⎪∈⎩由()()(1)0g x f x t x =-+=可得()()1f x t x =+,所以要使方程由两个不同的零点,即()f x 得图象与直线()1y t x =+有两个不同的交点,作出它们的图象,可知斜率1(0,]2t ∈,故选D.考点:根的存在性与根个数的判断.【方法点睛】本题主要考查了函数的零点及方程根个数的判断,考查了数形结合的数学思想,属于中档题.本题解答时,首先根据()f x 在(0,1]x ∈上的解析式,求出()f x 在(]1,1-上的解析式,从而作出分段函数()f x 的图象,把函数的零点问题转化为两个基本初等函数的交点个数问题,结合参数t 的几何意义求得其范围.9.如图所示,A ,B ,C 是圆O 上不同的三点,线段CO 的延长线与线段BA 交于圆外的一点D ,若OC OA OB λμ=+(R λ∈,R μ∈),则λμ+的取值范围是( ) A .(0,1)B .(1,)+∞C .(),1-∞-D .()1,0-【答案】D考点:平面向量的数量积. 10.抛物线212x y =在第一象限内图像上的一点2(,2)i i a a 处的切线与x 轴交点的横坐标记为1i a +,其中*i N ∈,若232a =,则246a a a ++等于( )A .21B .32C .42D .64【答案】C 【解析】试题分析:抛物线212x y =可化为22y x =,4y x '=在点2(,2)i i a a 处的切线方程为()224i i i y a a x a -=-所以切线与x 轴交点的横坐标为112i i a a +=,所以数列{}2k a 是以232a =为首项,14为公比的等比数列,所以246328242a a a ++=++=,故选C. 考点:导数的几何意义及等比数列求和.11.过椭圆C :22221(0)x y a b a b+=>>的左顶点A 且斜率为k 的直线交椭圆C 于另一点B ,且点B 在x 轴上的射影恰好为右焦点2F ,若1132k <<,则椭圆C 的离心率的取值范围是( ) A .1(0,)2B .2(,1)3C .12(,)23D .12(0,)(,1)23【答案】C考点:椭圆的离心率.【方法点睛】本题主要考查了椭圆的离心率,椭圆的方程,属于中档题.求解椭圆的离心率基本思路是根据题意构造基本量,,a b c 的关系式.本题解答的关键是用基本量,,a b c 表示出22,AF BF ,其中2BF 可令x c =代入椭圆方程求解,从而表示出直线AB 的斜率,同除以2a 得到离心率e 的不等式,求得其范围.12.若函数()f x 在区间A 上,a ∀,b ,c A ∈,()f a ,()f b ,()f c 均可为一个三角形的三边长,则称函数()f x 为“三角形函数”.已知函数()ln f x x x m =+在区间21,e e ⎡⎤⎢⎥⎣⎦上是“三角形函数”,则实数m 的取值范围为( )A .212(,)e e e +B .2(,)e +∞C .1(,)e+∞ D .22(,)e e ++∞【答案】A考点:利用导数研究函数在闭区间上的最值.【方法点睛】本题主要考查了利用导数研究函数在闭区间上的最值,考查考生应用所学知识解决问题的能力,属于中档题.解答本题首先通过给出的定义把问题转化为函数的最值问题,通过导数研究其单调性,得到最小值,通过比较区间端点的函数值求出最大值,列出关于参数m 的不等式,进而求得其范围.第Ⅱ卷(非选择题共90分)二、填空题(本大题共4小题,每题5分,满分20分.)13.《九章算术》“竹九节”问题:现有一根9节的竹子,自上而下各节的容积成等差数列,上面4节的容积共为3升,下面3节的容积共4升,则第5节的容积为 升. 【答案】6766【解析】试题分析:由题意可知123417891463,3214a a a a a d a a a a d +++=+=++=+=,解得137,2266a d ==,所以5167466a a d =+=.考点:等差数列通项公式.14.如图放置的边长为1的正方形PABC 沿x 轴滚动,点B 恰好经过原点.设顶点P (,)x y 的轨迹方程式()y f x =(x R ∈),则对函数()y f x =有下列判断: ①函数()y f x =是偶函数;②对任意的x R ∈,都有(2)(2)f x f x +=-; ③函数()y f x =在区间[]2,3上单调递减; ④21()2f x dx π+=⎰.其中判断正确的序号是 .【答案】①②④ 【解析】试题分析:当21x -≤≤-时,P 的轨迹是以A 为圆心,1为半径的14圆;当11x -≤≤时,P 的轨迹是以B为半径的14圆;当12x ≤≤时,P 的轨迹是以C 为圆心,1为半径的14圆;当34x ≤≤时,P的轨迹是以A 为圆心,1为半径的14圆,所以函数的周期为4,图象如下图所示.根据其对称性可知()y f x =是偶函数,所以①正确;因为最小正周期为4,所以②正确;函数()f x 在[]2,3上单调递增,所以③错误;根据定积分的几何意义可知22201111()1118242f x dx πππ+=⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯=⎰,所以④正确,故正确答案为①②④.考点:函数的奇偶性、单调性和周期性及定积分.15.设1m >,在约束条件,,1y x y mx x y ≥⎧⎪≤⎨⎪+≤⎩下,目标函数z x my =+的最大值小于2,则m 的取值范围为 .【答案】(1,1+考点:简单的线性规划.【方法点睛】本题考查了线性规划的简单应用,属于中档题.做可行域时,应根据1m >判断出直线y mx =倾斜角的范围,据此作出可行域,其中根据直线方程判断出目标函数z x my =+对应的直线与直线y mx =垂直,且在点1,11m m m ⎛⎫⎪++⎝⎭处取得最大值,并由此构造出关于m 的不等式组是解答本题的关键. 16.如图,90ACB ∠=︒,DA ⊥平面ABC ,AE DB ⊥交DB 于E ,AF DC ⊥交DC 于F ,且2AD AB ==,则三棱锥D AEF -体积的最大值为 .考点:棱柱、棱锥、棱台的体积.【方法点睛】本题主要考查了线面垂直的判断与性质定理,考查了棱锥的体积公式和重要不等式,考查了考生的推理和计算能力,属于中档题.解答本题的关键是根据题意判断出BD ⊥平面AEF ,其中BD 是定值,所以求面积的最大值实质上就是求AEF ∆面积的最大值,在Rt AEF ∆中,由勾股定理和重要不等式求得1AF EF ⋅≤,面积得解.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.已知向量(3sin,1)4x m =,2(cos ,cos )44x xn =,记()f x m n =⋅. (1)若()1f x =,求cos()3x π+的值;(2)在锐角ABC ∆中,角A ,B ,C 的对边分别是a ,b ,c ,且满足(2)cos cos a c B b C -=,求(2)f A 的取值范围.【答案】(1)12;(2)3]2.【解析】试题分析:(1)根据平面向量数量积的坐标表示及三角恒等变换可得()sin()26x f x π=+12+,由()1f x =可得1sin()262x π+=,根据二倍角公式可得cos()3x π+的值;(2)根据正弦定理消去(2)cos cos a c B b C -=中的边可得3B π=,所以23A C π=-,又02C π<<,则62A ππ<<,得2363A πππ<+<,根据三角函数值域的有界性即可求得(2)f A 的取值范围. 试题解析:(1)向量(3sin ,1)4x m =,2(cos ,cos )44x x n =,记()f x m n =⋅,则 2()cos cos 4442x x x x f x =+=11cos 222x ++sin()26x π=+12+, 因为()1f x =,所以1sin()262x π+=, 所以21cos()12sin ()3262x x ππ+=-+=.考点:三角求值、正弦函数的值域及正弦定理解三角形.18.已知数列{}n a 的前n 项和n S 满足11()22n n n S a -++=(*n N ∈),设2n n n c a =.(1)求证:数列{}n c 是等差数列,并求数列{}n a 的通项公式;(2)按以下规律构造数列{}n b ,具体方法如下:11b c =,223b c c =+,34567b c c c c =+++,…,第n 项n b 由相应的{}n c 中12n -项的和组成,求数列{}n b 的通项公式.【答案】(1)2n n n a =;(2)232322n n --⨯-. 试题解析:(1)在11()22n n n S a -++=,①中,令1n =,得1112S a ++=,∴112a =. 当2n ≥时,2111()22n n n S a ---++=,②①-②得:1112()02n n n a a ----=,(2n ≥), ∴1112()2n n n a a ---=,∴11221n n n n a a ---=,又2n n n c a =,∴11(2)n n c c n --=≥,又1121c a ==,所以数列{}n c 是等差数列,∴1(1)1n c n n =+-⨯=,又2n n n c a =,∴2n n n a =. (2)由题意得1111122122212(21)(21)n n n n n n n n b c c c c -----++-=++++=++++-……, 而12n -,121n -+,122n -+,…,21n -是首项为12n -,公差为1的等差数列,设数列共有12n -项, 所以,11222112322(21)222232222n n n n n n n n n b -------⎡⎤+-⨯+-⎣⎦===⨯-. 考点:数列的递推公式与等差数列的前通项公式和前n 项和公式.19.如图(1),在平行四边形11ABB A 中,160ABB ∠=︒,4AB =,12AA =,C ,1C 分别为AB ,11A B 的中点.现把四边形11AAC C 沿1CC 折起,如图(2)所示,连结1B C ,1B A ,11B A .(1)求证:11AB CC ⊥;(2)若1AB =,求二面角11C AB A --的余弦值.【答案】(1)证明见解析;(2).试题解析:(1)取1CC 的中点O ,连接OA , 1OB ,1AC ,∵在平行四边形11ABB A 中,160ABB ∠=︒,4AB =,12AA =,C ,1C 分别为AB ,11A B 的中点, ∴1ACC ∆,11B CC ∆为正三角形,则1AO CC ⊥,11OB C C ⊥,又∵1AO OB O =,∴1CC ⊥平面1OAB ,∵1AB ⊂平面1OAB ,∴11AB CC ⊥.(2)∵160ABB ∠=︒,4AB =,12AA =,C ,1C 分别为AB ,11A B 的中点,∴2AC =,OA =1OB =,若1AB =则22211OA OB AB +=,则三角形1OAB 为直角三角形,则1AO OB ⊥,以O 为原点,以OC ,1OB ,OA 为x ,y ,z 轴建立空间直角坐标系,则(1,0,0)C,1B ,1(1,0,0)C -,A ,则1(2,0,0)CC =-,则11(2,0,0)AA CC ==-,1AB =,(1,0,AC =-,设平面1AB C 的法向量为(,,)n x y z =,则130,0,n AB y n AC x ⎧⋅==⎪⎨⋅=-=⎪⎩令1z =,则1y =,x = 则(3,1,1)n =-,设平面11A B A 的法向量为(,,)m x y z =,则1120,30m AA x m AB y ⎧⋅=-=⎪⎨⋅==⎪⎩,令1z =,则0x =,1y =,即(0,1,1)m =,则cos ,||||3m n m nm n ⋅<>==⋅+==, 由于二面角11C AB A --是钝二面角,∴二面角11C AB A --的余弦值是. 考点:空间中的垂直关系,二面角. 20.已知椭圆C :22221(0)x y a b a b+=>>过点(1,1)P --,c 为椭圆的半焦距,且c =,过点P 作两条互相垂直的直线1l ,2l 与椭圆C 分别交于另两点M ,N .(1)求椭圆C 的方程;(2)若直线1l 的斜率为1-,求PMN ∆的面积;(3)若线段MN 的中点在x 轴上,求直线MN 的方程.【答案】(1)223144x y +=;(2)2;(3)0x y +=或12x =-.试题解析:(1)因为椭圆C :22221(0)x y a b a b+=>>,过点(1,1)P --,c 为椭圆的半焦距,且c =, 所以22111a b+=,且222c b =, 所以223a b =,解得243b =,24a =, 所以椭圆方程为223144x y +=. (2)设1l 方程为1(1)y k x +=+,由221,34,y kx k x y =+-⎧⎨+=⎩整理得222(13)6(1)3(1)40k x k k x k ++-+--=, 因为(1,1)P --,解得2222361321(,)1313k k k k M k k-+++-++, 当0k ≠时,用1k-代替k ,得22226323(,)33k k k k N k k ----+++, 将1k =-代入,得(2,0)M -,(1,1)N .因为(1,1)P --,所以PM =PN = 所以PMN ∆的面积为122=. (3)设11(,)M x y ,22(,)N x y ,则2211222234,34,x y x y ⎧+=⎪⎨+=⎪⎩两式相减得12121212()()3()()0x x x x y y y y +-++-=, 因为线段MN 的中点在x 轴上,所以120y y +=,从而可得1212()()0x x x x +-=,若120x x +=,则11(,)N x y -,∵PM PN ⊥,所以0PM PN ⋅=,得22112x y +=.又因为221134x y +=,所以解得11x =± ,所以(1,1)M -,(1,2)N -或(1,1)M -,(1,1)N -, 所以直线MN 方程为y x =-.若120x x -=,则11(,)N x y -,因为PM PN ⊥,所以0PM PN ⋅=,得2211(1)1y x =++,又因为221134x y +=,所以解得112x =-或1-, 经检验:12x =-满足条件,1x =-不满足条件. 综上,直线MN 的方程为0x y +=或12x =-. 考点:椭圆的标准方程和直线与椭圆的位置关系.【方法点睛】本题主要考查了椭圆的标准方程和直线与椭圆的位置关系,考查了考生分析问题和利用所学知识解决问题的能力及运算能力,属于难题.求方程通常列待定系数的方程组求解;(2)中,给出了直线与椭圆的一个交点坐标,根据韦达定理求出另一个交点的坐标,从而求的面积;(3)中根据,M N 两点坐标满足方程及中点在y 轴上,求的1212()()0x x x x +-=,通过讨论求出直线方程.21.设函数2()2ln(1)f x ax ax x =+-+.(1)讨论()f x 的单调性;(2)若1()1x f x e x -+>+在区间(0,)+∞内恒成立,求实数a 的取值范围. 【答案】(1)当0a ≤时,()f x 在(1,)-+∞内单调递减,当0a >时,()f x 在(1,1--+内单调递减,在(1)-++∞内单调递增;(2)1[,)2a ∈+∞.试题解析:(1)212421'()22(1)11ax ax a f x ax a x x x ++-=+-=>-++, 当0a ≤时,'()0f x <,()f x 在(1,)-+∞内单调递减;当0a >时,'()0f x =,有1x =-+,此时当(1,1x ∈--+时,'()0f x <,()f x 单调递减;当(1)x ∈-+∞时,'()0f x >,()f x 单调递增. (2)令11()1x g x x e=-+,则1()(1)x x e x g x e x --=+, 当0a ≤,0x >时,2()(2)ln(1)0f x a x x x =+-+<,故当()()f x g x >在区间(0,)+∞内恒成立时,必有0a >;考点:利用导数研究函数的单调性及其应用.【方法点睛】本题主要考查了利用导数研究函数的单调性及其应用,考查了分类讨论的数学思想及考生分析问题和利用所学知识解决问题的能力,属于中档题.研究函数的单调性及极值和最值,首先要求函数的定义域,忽略定义域是最常见的错误.本题解答的关键是根据(1)的结论把参数a 的范围分成110,0,22a a a ≤<<>,通过把不等式变形构造两个新函数,通过判断它们的符号来验证a 的范围是否符合题意.请考生在第22、23二题中任选一题作答,如果多做,则按所做的第一题记分.解答时请写清题号.22.选修4-4:坐标系与参数方程已知直线l的参数方程为112x y t ⎧=--⎪⎪⎨⎪=+⎪⎩(t 为参数),以坐标原点为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系,圆C 的极坐标方程为4sin()6πρθ=-. (1)求圆C 的直角坐标方程;(2)若(,)P x y 是直线l 与圆面4sin()6πρθ≤-y +的取值范围.【答案】(1)2220x y x ++-=;(2)[]2,2-.【解析】试题分析:(1)根据两角差的正弦公式把曲线C 的极坐标方程展开,两边同乘以ρ,根据cos ,sin x y ρθρθ==代换即得圆C 的直角坐标方程;(2)由(1)可得曲线C的参数方程为112x y t ⎧=--⎪⎪⎨⎪=+⎪⎩(t 为参数),代入z y =+得到z 关于t 的函数关系,由参数t 的范围可求得其范围.试题解析:(1)圆C 的极坐标方程为4sin()6πρθ=-,即有2cos ρθθ=-,则2sin 2cos ρθρθ=-,即有222x y x +=-即为圆C:2220x y x ++-=.考点:圆的极坐标方程与直角坐标方程的互化及圆参数方程的应用.23.选修4-5:不等式选讲设()|1|f x ax =-.(1)若()2f x ≤的解集为[]6,2-,求实数a 的值.(2)当2a =时,若存在x R ∈,使得不等式(21)(1)73f x f x m +--≤-成立,求实数m 的取值范围.【答案】(1)12a =-;(2)7(,]2-∞.试题解析:(1)显然0a ≠,当0a >时,解集为13,a a ⎡⎤-⎢⎥⎣⎦,16a -=-,32a =,无解; 当0a <时,解集31,a a ⎡⎤-⎢⎥⎣⎦,令12a -=,36a =-,12a =-,综上所述,12a =-. (2)当2a =时,令()(21)(1)|41||23|h x f x f x x x =+--=+--,由此可知,()h x 在1(,)4-∞-上单调递减,在13(,)44-上单调递增,在3(,)2+∞上单调递增,则当14x =-时,()h x 取到最小值72-,由题意知,7732m -≤-,则实数m 的取值范围是7(,]2-∞. 考点:绝对值不等式的解法及有关不等式的有解问题.。