北京市东城区2015-2016学年第一学期期末检测高三数学(理)试题答案

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1 东城区2015-2016学年第一学期期末教学统一检测参考答案 高三数学 (理科) 2016.1 学校___________班级_____________姓名____________考号___________ 本试卷共5页,150分。考试时长120分钟。考生务必将答案答在答题卡上,在试卷上作答无效。考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。 第一部分(选择题 共40分)

一、选择题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题列出的四个选项中,选出符合题目要求的一项. 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 A A B C B B A D

第二部分(非选择题 共110分)

二、填空题共6小题,每小题5分,共30分.

(9) 22 (10) 21;3 (11) 58 (12) 1;0 (13) 01yx (14)①④ 三、解答题共6小题,共80分.解答应写出文字说明,演算步骤或证明过程.

(15)(本小题共13分)

设{}na是一个公比为(0,1)qqq等比数列,1234,3,2aaa成等差数列,且它的前4项和415s. (Ⅰ)求数列{}na的通项公式; (Ⅱ)令2,(1,2,3......)nnbann,求数列{}nb的前n项和.

解:(Ⅰ)因为{}na是一个公比为(0,1)qqq等比数列, 所以11nnaaq. 因为1234,3,2aaa成等差数列, 所以213642,aaa即2320qq. 解得2,1()qq舍.

又它的前4和415s,得41(1)15(0,1)1aqqqq, 2

解得11a . 所以12nna . …………………9分 (Ⅱ)因为2nnban, 所以11122(n1)1nnnniiiiibain. ………………13分

(16)(本小题共13分) 已知函数22()sin23sincoscos()fxxxxxxR. (Ⅰ)求()fx的最小正周期和在[0,π]上的单调递减区间; (Ⅱ)若为第四象限角,且3cos5,求7π()212f的值. 解:(Ⅰ)由已知22()sin23sincoscosfxxxxx

3sin2cos2π2sin(2).6xxx 所以 最小正周期2π2ππ.

2Tω===

由ππ3π2π22π,.262kxkkz+??? 得2π10πππ,

36kxkkz+#+?

故函数()fx在[0,π]上的单调递减区间15π,π36 …………9分 (Ⅱ)因为为第四象限角,且3cos5,所以4sin5. 所以7π()212f=7ππ2sin()2sin6685.…………………13分

(17)(本小题共14分) 如图,在四棱锥PABCD中,底面ABCD为正方形, PA底面ABCD,ABAP,E为棱PD的中点.

(Ⅰ)证明:AECD; (Ⅱ)求直线AE与平面PBD所成角的正弦值;

E

B C A D

P 3

(Ⅲ)若F为AB中点,棱PC上是否存在一点M,使得FMAC,若存在, 求出PMMC的值,若不存在,说明理由. (Ⅰ)证明:因为PA底面ABCD, 所以PACD. 因为ADCD, 所以CDPAD面. 由于AEPAD面, 所以有CDAE. …………………4分 (Ⅱ)解:依题意,以点A为原点建立空间直角坐标系(如图), 不妨设2ABAP,可得(2,0,0)B,(2,2,0)C,()0,2,0D, ()0,0,2P.

由E为棱PD的中点,得(0,1,1)E. (0,1,1)AEuuuv 向量(2,2,0)BDuuur,(2,0,2)PBuur. 设(,,)nxyzr为平面PBD的法向量,则00PBnBDn即022022zxyx.

不妨令1y=,可得n(1,1,1)为平面PBD的一个法向量. 所以 6cos,3AEEFuuuvuuuv. 所以,直线EF与平面PBD所成角的正弦值为63. …………………11分 (Ⅲ)解:向量(2,2,2)CPuur,(2,2,0)ACuuur,(2,0,0)ABuuur. 由点M在棱PC上,设,(01)CMCPuuuruur. 故 (12,22,2)FMFCCMuuuruuuruuur. 由ACFM,得0ACFM, 因此,(1-2)2(2-2)20,解得34.

z y x

E

B C D

A

P 4

所以 13PMMC. …………………13分 (18)(本小题共13分) 已知椭圆22221xyab(0ab)的焦点是12FF、,且122FF,离心率为12. (Ⅰ)求椭圆C的方程; (Ⅱ)过椭圆右焦点2F的直线l交椭圆于A,B两点,求22||||AFFBg的取值范围.

解(Ⅰ)因为椭圆的标准方程为22221(0)xyabab,

由题意知2221222abccac,,解得2,3ab. 所以椭圆的标准方程为22143xy. ……………………………5分 (Ⅱ)因为2(1,0)F,当直线l的斜率不存在时,3(1,)2A,3(1,)2B, 则229||||4AFFBg,不符合题意. 当直线l的斜率存在时,直线l的方程可设为(1)ykx.

由22(1),1,43ykxxy 消y得2222(34)84120kxkxk (*). 设),(11yxA,),(22yxB,则1x、2x是方程(*)的两个根, 所以2222834kxxk,212241234kxxk. 所以2222111||(1)11AFxykx, 所以2222222||(1)11FBxykx 所以2221212||||(1)()1AFFBkxxxxg 222

22

4128(1)13434kkkkk

 5

22

9(1)34kk

22

2

9(1)3491(1).434kkk



当20k时,22||||AFFBg取最大值为3,

所以 22||||AFFBg的取值范围9,34.

又当k不存在,即ABx轴时,22||||AFFBg取值为94. 所以22||||AFFBg的取值范围9,34. …………13分 (19)(本小题共14分) 已知函数e()(ln)xfxaxxx.

(Ⅰ)当1a时,试求()fx在(1,(1))f处的切线方程; (Ⅱ)当0a时,试求()fx的单调区间; (Ⅲ)若()fx在(0,1)内有极值,试求a的取值范围.

解:(Ⅰ)当1a时,/2e(1)1()1xxfxxx,/(1)0f,(1)e1f. 方程为e1y. …………………4分 (Ⅱ)2

e(1)1()(1)xxfxaxx

2

e(1)(1)xxaxxx,

2(e)(1)xaxxx .

当0a时,对于(0,)x,e0xax恒成立, 所以 '()0fx 1x; '()0fx  01x0.

所以 单调增区间为(1,),单调减区间为(0,1) . …………………8分 (Ⅲ)若()fx在(0,1)内有极值,则'()fx在(0,1)x内有解.

令'2(e)(1)()0xaxxfxx e0xax exax .

设e()xgxx (0,1)x

, 6

所以 'e(1)()xxgxx, 当(0,1)x时,'()0gx恒成立, 所以()gx单调递减. 又因为(1)eg,又当0x时,()gx, 即()gx在(0,1)x上的值域为(e,),

所以 当ea时,'2(e)(1)()0xaxxfxx 有解. 设()exHxax,则 ()e0xHxa (0,1)x, 所以()Hx在(0,1)x单调递减. 因为(0)10H,(1)e0Ha, 所以()exHxax在(0,1)x有唯一解0x. 所以有: x 0(0,)x

0x 0(,1)x

()Hx  0 

'()fx

 0 

()fx ] 极小值 Z

所以 当ea时,()fx在(0,1)内有极值且唯一. 当ea时,当(0,1)x时,'()0fx恒成立,()fx单调递增,不成立. 综上,a的取值范围为(e,). …………………14分

(20)(本小题共13分) 已知曲线nC表示,xy满足*1()nnxynN的方程. (Ⅰ)求出1,2n时,曲线nC所围成的图形的面积; (Ⅱ)若()nSnN表示曲线nC所围成的图形的面积,求证:()nSnN关于n是递增的; (III) 若方程(2,)nnnxyznnN,0xyz,没有正整数解,

求证:曲线(2,)nCnnN上任一点对应的坐标(,)xy,,xy不能全是有理数. 解:(Ⅰ)当1,2n 时, 由图可知1141122C, 2

πC. …………………3分

(Ⅱ)要证 ()nSnN是关于n递增的,只需证明:1(n)nnSSN. 由于曲线nC具有对称性,只需证明曲线nC在第一象限的部分与坐标轴所围成的面积递