河北省武邑中学高三下学期期中考试数学(理)试题第Ⅰ卷(共60分)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.已知集合},06|{2N x x x x A ∈>++-=,}2,1,0,1{-=B ,则=B A I ( ) A .}2,1{ B .}2,1,0{ C .}1,0{ D .}2,1,0,1{- 2.已知实数n m ,满足53)24)((+=-+i i ni m ,则=+n m ( ) A .59 B .511 C .49 D .411 3.给出下列命题:①已知R b a ∈,,“1>a 且1>b ”是“1>ab ”的充分条件;②已知平面向量b a ,,“1||,1||>>b a ”是“1||>+b a ”的必要不充分条件; ③已知R b a ∈,,“122≥+b a ”是“1||||≥+b a ”的充分不必要条件; ④命题p :“R x ∈∃0,使100+≥x ex 且1ln 00-≤x x ”的否定为p ⌝:“R x ∈∀,都有1+<x e x 且1ln ->x ”.其中正确命题的个数是( )A .0B .1C .2D .34.若定义在R 上的偶函数)(x f 满足)()2(x f x f =+,且当]1,0[∈x 时,x x f =)(,则函数||log )(3x x f y -=的零点个数是( )A .6个B .4个C .3个D .2个5.设函数)3cos()(ϕ+=x x f ,其中常数ϕ满足0<<-ϕπ.若函数)(')()(x f x f x g +=(其中)('x f 是函数)(x f 的导数)是偶函数,则ϕ等于( )A .3π-B .65π-C .6π-D .32π- 6.执行如图的程序框图,如果输入的k b a ,,分别为3,2,1,输出的815=M ,那么判断框中应填入的条件为( )A .k n <B .k n ≥C .1+<k nD .1+≥k n7.总体由编号为01,02,…,19,20的20个个体组成,利用下面的随机数表选取5个个体,选取方法是从随机数表第1行的第5列和第6列数字开始由左到右依次选取两个数字,则选出来的第5个个体编号为A .08B .07C .02D .018.已知R k ∈,点),(b a P 是直线k y x 2=+与圆32222+-=+k k y x 的公共点,则ab 的最大值为( ) A.15B.9C.1D. 35-9.若不等式组⎪⎩⎪⎨⎧≤-+≤+-≥+-08010502y x y x y x 所表示的平面区域存在点),(00y x ,使0200≤++ay x 成立,则实数a 的取值范围是( )A .1-≤aB .1-<aC .1>aD .1≥a10.北京某大学为第十八届四中全会招募了30名志愿者(编号分别是1,2,…,30号),现从中任意选取6人按编号大小分成两组分配到江西厅、广电厅工作,其中三个编号较小的人在一组,三个编号较大的在另一组,那么确保6号、15号与24号同时入选并被分配到同一厅的选取种数是() A .25 B .32 C .60 D .10011.已知在ABC Rt ∆中,两直角边1=AB ,2=AC ,D 是ABC ∆内一点,且060=∠DAB ,设),(R ∈+=μλμλ,则=μλ( ) A .332 B .33C .3D .32 12.已知函数)(x f 的定义域为D ,若对于)(),(),(,,c f b f a f D b a ∈∀分别为某个三角形的边长,则称)(x f 为“三角形函数”.给出下列四个函数:①)(ln )(32e x e x xf ≤≤=;②x x f cos 4)(-=;③)41()(21<<=x x x f ;④1)(+=x xe e xf .其中为“三角形函数”的个数是( )A .1B .2C .3D .4二、填空题(每题4分,满分20分,将答案填在答题纸上)13.若y x ,满足约束条件⎪⎩⎪⎨⎧≤+≥+≥32320y x y x x ,则y x z -=的最小值是.14.若5)1(-ax 的展开式中3x 的系数是80,则实数a 的值是.15.已知几何体的三视图如图所示,其中俯视图为一正方形,则该几何体的表面积为. 16.若函数)(x f 的图象上存在不同的两点),(11y x A ,),(22y x B ,其中2211,,,y x y x 使得222221212121||y x y x y y x x +⋅+-+的最大值为0,则称函数)(x f 是“柯西函数”. 给出下列函数:①)30(ln )(<<=x x x f ;②)0(1)(>+=x xx x f ;③82)(2+=x x f ;④82)(2-=x x f . 其中是“柯西函数”的为.三、解答题 (本大题共6题,共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.)17.已知数列}{n a 的前n 项和为n S ,且满足*),1(34N n a S n n ∈-=. (1)求数列}{n a 的通项公式;(2)令n n a b 2log =,记数列})1)(1(1{+-n n b b 的前n 项和为n T ,证明:2131<≤n T .18.高二某班共有20名男生,在一次体检中这20名男生被平均分成两个小组,第一组和第二组男生的身高(单位:cm )的茎叶图如下:(1)根据茎叶图,分别写出两组学生身高的中位数;(2)从该班身高超过180cm 的7名男生中随机选出2名男生参加篮球队集训,求这2名男生至少有1人来自第二组的概率;(3)在两组身高位于)180,170[(单位:cm )的男生中各随机选出2人,设这4人中身高位于)180,175[(单位:cm )的人数为X ,求随机变量X 的分布列和数学期望.19.菱形ABCD 的对角线AC 与BD 交于点O ,6,2==AC AB ,点F E ,分别在CD AD ,上,45==CF AE ,EF 交BD 于点H ,将DEF ∆沿EF 折到EF D '∆位置,10'=OD .(1)证明:⊥H D '平面ABCD ; (2)求二面角C A D B --'的正弦值.20.设抛物线)0(42>=m mx y 的准线与x 轴交于1F ,抛物线的焦点2F ,以21,F F 为焦点,离心率21=e 的椭圆与抛物线的一个交点为)362,32(E ;自1F 引直线交抛物线于Q P ,两个不同的点,设F F 11λ=.(1)求抛物线的方程椭圆的方程; (2)若)1,21[∈λ,求||PQ 的取值范围. 21.已知函数21)ln(21)(2+--=ax a x x a x f . (1)设xx f x g 1)()(+=,求函数)(x g 的单调区间; (2)若0>a ,设))(,()),(,(2211x f x B x f x A 为函数)(x f 图象上不同的两点,且满足1)()(21=+x f x f ,设线段AB 中点的横坐标为0x ,证明:10>ax .请考生在22、23二题中任选一题作答,如果都做,则按所做的第一题记分. 22.选修4-4:坐标系与参数方程已知直线l 的参数方程为⎩⎨⎧=+=ααsin cos t y t m x (t 为参数,πα<≤0),以坐标原点为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系,曲线C 的极坐标方程为θρcos 4=,射线)44(πϕπϕθ<<-=,4πϕθ+=,4πϕθ-=分别与曲线C 交于C B A ,,三点(不包括极点O ).(1)求证:||2||||OA OC OB =+;(2)当12πϕ=时,若C B ,两点在直线l 上,求m 与α的值.23.选修4-5:不等式选讲已知函数|12|||)(-++=x m x x f . (1)当1=m ,解不等式3)(≥x f ; (2)若41<m ,且当]2,[m m x ∈时,不等式|1|)(21+≤x x f 恒成立,求实数m 的取值范围.数学(理科)参考答案一、选择题:本大题共12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.二、填空题:本大题共4小题,每小题5分,共20分. 把答案填在答题卡中对应题号后的横线上. 13.3- 14.2 15.23224++ 16.①④ 三、解答题:本大题共70分,解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤. 17.解:(1)当1=n 时,有)1(34111-==a S a ,解得41=a , 当2≥n 时,有)1(3411-=--n n a S ,则 )1(34)1(3411---=-=--n n n n n a a S S a 整理得41=-n na a ∴数列}{n a 是以4=q 为公比,以41=a 为首项的等比数列∴)(444*1N n a n n n ∈=⨯=-.(2)由(1)有n a b n n n 24log log 22===,则)12(1121(21)12)(12(1)1)(1(1+--=-+=-+n n n n b b n n∴)12)(12(1531311+-++⨯+⨯=n n T n Λ )121121()5131()311[(21+--++-+-=n n Λ )1211(21+-=n 易知数列}{n T 为递增数列, ∴211<≤n T T ,即2131<≤n T .18.(1) 第一组学生身高的中位数为1742176172=+, 第二组学生身高的中位数为5.1742175174=+; (2)记“这2名男生至少有1人来自第二组”为事件A ,761)(2723=-=C C A P ,∴这2名男生至少有1人来自第二组的概率为76; (3)X 的所有可能取值是0,1,2,3101)0(23252223===C C C C X P ,52)1(23251223221213=+==C C C C C C C X P ,3013)2(23251213122222=+==C C C C C C C X P ,151)3(23251222===C C C C X P X 的分布列为1522151330132521)(=⨯+⨯+⨯=X E . 19.解:(1)∵45==CF AE , ∴CDCFAD AE =,∴AC EF //, ∵四边形ABCD 为菱形, ∴BD AC ⊥,∴BD EF ⊥,∴DH EF ⊥,∴H D EF '⊥ ∵6=AC , ∴3=AO ;又5=AB ,OB AO ⊥,∴4=OB ,∴1=⋅=OD AOAEOH ,∴3'==H D DH , ∴222|'||||'|H D OH OD +=,∴H D OH '⊥,又∵H EF OH =I , ∴⊥H D '平面ABCD .(Ⅱ)建立如图所示的空间直角坐标系:)0,3,1(),3,0,0('),0,3,1(),0,0,5(-A D C B ,)0,6,0(),3,3,1(),0,3,4(=-==,设平面'ABD 的一个法向量为),,(1z y x n =,由⎪⎩⎪⎨⎧=⋅=⋅0011n AB n 得⎩⎨⎧=++-=+033034z y x y x ,取⎪⎩⎪⎨⎧=-==543z y x ,∴)5,4,3(1-=n ,同理可得平面C AD '的法向量为)1,0,3(2=n , ∴25571025|59||||||cos |2121=⨯+==n n θ,∴25952sin =θ. 20.解:(1)设椭圆的标准方程为)0(12222>>=+b a by ax ,由题意得⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=-==+211924942222a b a a c b a ,解得⎪⎩⎪⎨⎧==3422b a∴椭圆的方程为13422=+y x ∴点2F 的坐标为)0,1(,∴1=m ,∴抛物线的方程是x y 42=(2)由题意得直线PQ 的斜率存在,设其方程为)0)(1(≠+=k x k y ,由⎩⎨⎧=+=xy x k y 4)1(2消去x 整理得0442=+-k y ky () ∵直线PQ 与抛物线交于两点, ∴016162>-∆k ,设),(),,(2211y x Q y x P ,则421=y y ①,ky y 421=+②, ∵F F 11λ=,)0,1(1-F ∴),1(),1(2211y x y x +=+λ ∴21y y λ=,③由①②③消去21,y y 得22)1(4+=λλk . ∴||PQ 22221221222121616)11(4))[(11())(11(kk ky y y y ky y k-+=-++=-+=441616k k -=,即=2||PQ 441616k k -,将22)1(4+=λλk 代入上式得, =2||PQ 16)21(16)12(16)4(222224-++=-++=-+λλλλλλλ,∵λλλ1)(+=f 在)1,21[∈λ上单调递减,∴)21()()1(f f f ≤<λ,即2512≤+<λλ, ∴<041716)21(2≤-++λλ, ∴217||0≤<PQ ,即||PQ 的取值范围为]217,0(. 21.解:(1)21)ln(2)(2+-=ax a x a x g ,xax a x a a x g )2(2)('2-=-= ①0>a 时,)(x g 定义域为),0(+∞当)2,0(a x ∈时,0)('<x g ,故)(x g 在)2,0(a上单调递减; 当),2(+∞∈a x 时,0)('>x g ,故)(x g 在),2(+∞a上单调递增; ②0<a 时,)(x g 定义域为)0,(-∞ 当)2,(ax -∞∈时,0)('>x g ,故)(x g 在)2,(a -∞上单调递增;当)0,2(ax ∈时,0)('<x g ,故)(x g 在)0,2(a上单调递减.(2)10>ax 2121212x ax a x x ->⇔>+⇔0)1(21)('222≥-=-+=a xx ax a x f ,故)(x f 在定义域),0(+∞上单调递增, 只需证:1)()1(2=+x f x f ,21)1(=af , 不妨设2110x ax <<<ax a x x a ax x ax a a x f x a f x F ln 21)2ln(221)2(1)()2()(22--+-----=-+-= 则0)2()1(4222)2(1)('2232222≤---=-+---=ax x ax ax a x a ax a x x F ax 1≥∀, 从而)(x F 在),1[+∞a 上单调递减,故0)1()(2=<a F x F ,即()式.22.解:(1)证明:依题意,ϕcos 4||=OA ,)4cos(4||πϕ+=OB ,)4cos(4||πϕ-=OC ,则=+||||OC OB ++)4cos(4πϕ||2cos 24)4cos(4OA ==-ϕπϕ (2)当12πϕ=时,C B ,两点的极坐标分别为)6,32(),3,2(ππ-, 化为直角坐标)3,1(B ,)3,3(-C ,经过点C B ,的直线方程为)2(3--=x y ,又直线l 经过点)0,(m ,倾斜角为α,故2=m ,32πα=. 23.解:(1) 当1=m 时,|12||1|)(-++=x x x f ,则⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧>≤≤---<-=)21(3)211(2)1(3)(x x x x x x x f 由3)(≥x f 解得1-≤x 或1≥x ,即原不等式的解集为),1[]1,(+∞--∞Y .(2)|1|)(21+≤x x f ,即|1||12|21||21+≤-++x x m x ,又]2,[m m x ∈且41<m 所以410<<m ,且0>x 所以|12|21|1|221--+≤+x x m x 即|12|2--+≤x x m令|12|2)(--+=x x x t ,则⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≥-<<+=)21(3)210(13)(x x x x x t , 所以]2,[m m x ∈时,13)()(min +==m m t x t , 所以13+≤m m ,解得21-≥m , 所以实数m 的取值范围是)41,0(.。