江苏省扬州市2017—2018学年度第一学期期末检测试题数学卷及参考答案
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扬州市2017—2018学年度第一学期期末检测试题高 二 数 学(满分160分,考试时间120分钟)注意事项:1.答卷前,请考生务必将自己的学校、姓名、考试号等信息填写在答卷规定的地方. 2.试题答案均写在答题卷相应位置,答在其它地方无效.一、填空题(本大题共14小题,每小题5分,共70分,请将答案填写在答题卷相应的位置上)1.命题“x ∃∈R ,210x -<”的否定是 . 2.直线210x y ++=在y 轴上的截距为 . 3.抛物线24y x =的焦点坐标为 .5.在边长为2的正方形内随机取一点,取到的点到正方形中心的距离大于1的概率为 . 6.某校学生高一年级有400人,高二年级有300人,高三年级有200人,现用分层抽样的方法从所有学生中抽取一个容量为n 的样本.已知从高三学生中抽取的人数为10,那么n = . 7.执行如图所示的程序框图,输出的s 值为 .8.已知函数ln(4)y x =-的定义域为A ,集合{|}B x x a =>,若x A ∈是x B ∈的充分不必要条件,则实数a 的取值范围为 .9. 已知椭圆22:1x y C +=上的点M 到右焦点的距离为2,则点M 到左准线的距离为 .()1f x x>+的解集为.12.已知(4,0)A,(1,0)B,动点P满足2PA PB=.设点P到点(3,0)C-的距离为d,则d的取值范围为.13.斜率为13直线l经过椭圆22221(0)x ya ba b+=>>的左顶点A,且与椭圆交于另一个点B,若在y轴上存在点C使得ABC△是以点C为直角顶点的等腰直角三角形,则该椭圆的离心率为.14.已知函数2()|3|f x x x a=-在[0,2]x∈的值域为[0,4]m,则实数m的最小值为.二、解答题:(本大题共6道题,计90分.解答应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤)15.(本题满分14分)已知命题p:“椭圆2215x ya+=的焦点在x轴上”;命题q:“关于x的不等式23230x ax++≥在R上恒成立”.(1)若命题p为真命题,求实数a的取值范围;(2)若命题“p或q”为真命题、“p且q”为假命题,求实数a的取值范围.16.(本题满分14分)为了让学生更多地了解“数学史”知识,某班级举办一次“追寻先哲的足迹,倾听数学的声音”的数学史知识竞赛活动.现将初赛答卷成绩(得分均为整数,满分为100分)进行统计,制(1)填充上述表中的空格(在解答中直接写出对应空格序号的答案);(2)若利用组中值近似计算数据的平均数,求此次数学史初赛的平均成绩;(3)甲同学的初赛成绩在[90,100],学校为了宣传班级的学习经验,随机抽取分数在[90,100]的4位同学中的两位同学到学校其他班级介绍,求甲同学被抽取到的概率.17.(本题满分14分)已知圆C 的半径为3,圆心在y 轴正半轴上,直线4390x y --=圆C 相切.(1)求圆C 的方程;(2)过点(1,0)Q 的直线l 与圆C 交于不同的两点1122(,),(,)A x y B x y 且4AB =,求12x x 的值. 18.(本题满分16分)某地环保部门跟踪调查一种有害昆虫的数量.根据调查数据,该昆虫的数量y (万只)与时间x (年)(其中*x N ∈)的关系为2x y e =.为有效控制有害昆虫数量、保护生态环境,环保部门通过实时监控比值21ayM x x =-+(其中a 为常数,且0a >)来进行生态环境分析.(1)当1a =时,求比值M 取最小值时x 的值;(2)经过调查,环保部门发现:当比值M 不超过4e 时不需要进行环境防护.为确保恰好..3年不需要进行保护,求实数a 的取值范围.(e 为自然对数的底, 2.71828e =)19.(本题满分16分)已知椭圆:E 22221(0)x y a b a b+=>>的右准线方程为2x =,椭圆的左顶点为A ,上顶点为B ,点P 为椭圆上异于,A B 任意一点.(1)求椭圆的方程;(2)若直线BP 与x 轴交于点M ,直线AP 与y 轴交于点N ,求证:AM BN ⋅为定值.20.(本题满分16分)已知:函数()ln f x ax x =-. (1)当1a =时,求函数()y f x =的极值;(2)若函数()()2g x f x x =-,讨论()y g x =的单调性;(3)若函数2()()h x f x x =+的图象与x 轴交于两点12(,0),(,0)A x B x ,且120x x <<.设012x x x λμ=+,其中常数λ、μ满足条件1λμ+=,且0≥>μλ.试判断在点00(,())M x h x 处的切线斜率的正负,并说明理由.参 考 答 案1.x ∀∈R ,210x -≥ 2.1- 3.(1,0) 4.y x = 5. 14π- 6.45 7.1158.(,4)-∞ 9.4 10.221y x -= 11.(,2)-∞ 12.[1,5] 1314.1215.解:(1)p 真:椭圆2215x y a+=的焦点在x 轴上 ∴05a << …………5分(2)∵“p 或q ”为真命题、“p 且q ”为假命题 ∴p 真q 假或p 假q 真………………7分q 真:∵关于x 的不等式23230x ax ++≥在R 上恒成立∴2(2)4330a ∆=-⨯⨯≤,解得:33a -≤≤ ……………………11分 ∴0533a a a <<⎧⎨<->⎩或或0533a a a ≤≥⎧⎨-≤≤⎩或 解得:35a <<或30a -≤≤∴实数a 的取值范围是35a <<或30a -≤≤. ……………………14分 16.解:(1)①22;②14;③0.28; ……………………3分 (2)650.20750.44850.28950.0877.4⨯+⨯+⨯+⨯=; ……………………8分 (3)记“甲同学被抽取到”为事件A ,设四名学生为甲、乙、丙、丁,则总的基本事件为: 甲乙、甲丙、甲丁、乙丙、乙丁、丙丁,共6个基本事件;满足事件A 的基本事件:甲乙、 甲丙、甲丁,共3个基本事件,则1()2P A = ……………………13分 答:此次数学史初赛的平均成绩为77.4,甲同学被抽取到的概率为12.…… ……14分 17.解:(1)设(0,)C m ,0m >∵直线4390x y --=圆C 相切,且圆C 的半径为3∴|39|35m --=,解得2m =或8m =- ∵0m > ∴2m = ……………………5分 ∴圆C 的方程为:22(2)9x y +-=; ………… ……7分 (2)若直线AB 的斜率不存在,则直线:1AB x =∴AB =,不符合题意,舍; 若直线AB 的斜率存在,设AB :(1)y k x =- ∵4AB = ∴点C 到直线:0AB kx y k --==化简得:24410k k -+= ∴12k = ………… ……9分联立方程:221(1)2(2)9y x x y ⎧=-⎪⎨⎪+-=⎩,消去y 得:2510110x x --=∴12115x x =- ……14分 18.解:(1)当1a =时,22(1)1xe M x x x =>-+,∴222(1)(2)'(1)x x x e M x x --=-+……………………3分… ………6分∴M 在(1,2)上单调减,在(2,)+∞上单调增 ∴M 在2x =时取最小值;……………………8分(2)∵222(1)(2)'(0)(1)xa x x e M a x x --=>-+ 根据(1)知:M 在(1,2)上单调减,在(2,)+∞上单调增 ∵确保恰好..3年不需要进行保护 ∴43444(1)22(3)72(4)13M e e ae M e ae M e ⎧=≤⎪⎪⎪=≤⎨⎪⎪=>⎪⎩,解得:13722ea <≤ 答:实数a 的取值范围为137(,]22e. ……………16分 19.解:(1)∵椭圆的右准线方程为2x = ∴22a c =∴a = ∴21,2c a == ∴21b = ∴椭圆的方程为:2212x y +=;………………6分(2)方法(一)设点00(,)P x y ,则220012x y +=,((0,1)A B ,即220022x y +=.当00x=时,(0,1)P -,则(0,0)M ,(0,1)N -∴2AM BN ⋅= ……8分 ∵点P 异于点A ∴0x ≠当0x ≠00x ≠时,设直线AP方程为:y x =,它与y 轴交于点N直线BP 方程为:0011y y xx -=+,它与x轴交于点00(,0)1x M y --∴00000|||11x x AM y y --=-+=--,|1BN ==…………12分 ∴|AM BN ⋅== ||==为定值. …… ………16分方法(二)若直线BP 斜率不存在,则直线BP 方程为:0x =,此时(0,1)P -,则(0,0)M ,(0,1)N -∴2AM BN ⋅= ………………8分 若直线BP 斜率存在,设直线BP 方程为:1y kx =+,且0k ≠ ∴1(,0)M k-且1|AM k=-= ………………10分 则联立方程:22112y kx x y =+⎧⎪⎨+=⎪⎩,消去y 得:22(21)40k x kx ++=,解得: 10x =或22421k x k =-+, 即点222421(,)2121k k P k k -+-++ ∵点P 异于点A∴k ≠∴22222121421APk k k k k -++===-+∴直线AP的方程为:y x =,则(0,N且|1||BN =+= ………………14分∴||AM BN ⋅=⨯=为定值. ………………16分 20.解:(1)当1a =时,()ln f x x x =- ∴()11'1x f x-=-=,令()'0f x =,则1x =,列表得: ∴()f x 有极小值()11f =,无极大值; … ……3分(2)()2ln g x ax x x =--,0x >∴()2121'2x ax g x a x x x-+-=--=,设2()21G x x ax =-+-①当0a ≤时,()0G x <恒成立,即()'0g x <恒成立,∴()g x 在(0,)+∞上单调减;②当0a >且280a ∆=-≤,即0a <≤()'0G x ≤恒成立,且不恒为0,则()'0g x ≤恒成立,且不恒为0,∴()g x 在(0,)+∞上单调减;③当0a >且280a ∆=->,即a >时,()0G x =有两个实数根:12x x =,且121210,022a x x x x +=>=>∴120x x >> ∴当20x x <<或1x x >时,()0G x <,'()0g x <;当21x x x <<时,()0G x >,'()0g x >;∴()g x在和)+∞上单调减,在上单调增. ∴综上:当a ≤时,()g x 在(0,)+∞上单调减;当a >时,()g x在和)+∞上单调减,在上单调增. ………… ……7分(3)2()ln h x ax x x =-+,1'()2h x a x x=-+,问题即为判断0'()h x 的符号. ∵函数2()()h x f x x =+的图象与x 轴交于两点12(,0),(,0)A x B x ,且120x x <<∴21112222ln 0ln 0ax x x ax x x ⎧-+=⎪⎨-+=⎪⎩ 两式相减得:22121212()(ln ln )()0a x x x x x x ---+-= ∴121212ln ln ()x x a x x x x -=-+- ……… ……9分∴01212121'()'()2()h x h x x a x x x x =+=-+++λμλμλμ121212121212121212ln ln ln ln 11()2()(21)()x x x x x x x x x x x x x x x x x x --=-+-++=+----+-+λμλλμλμ∵0≥>μλ且1+=λμ ∴210-≤λ ∵120x x << ∴12(21)()0x x --≥λ………………11分 研究:121212ln ln 1x x x x x x ---+λμ的符号,即判断112212ln x x x x x x --+λμ的符号.令12,(0,1)x t t x =∈,1122121ln ln x x x t t x x x t ---=-++λμλμ,设1()ln ,(0,1)t H t t t t -=-∈+λμ ∴2222221()(1)11(21)'()()()()t t t t H t t t t t t t +--+-+=-=-=+++λμλλλμμλμλμλμ方法(一)设222()(21)F t t t =+-+λλμμ,其对称轴为:2221212(1)1211222t ----===+≥λμλλλλλλ ∴()F t 在(0,1)上单调减,则222()(1)21()10F t F >=+-+=+-=λλμμλμ,即'()0H t >在(0,1)上恒成立 ∴()H t 在(0,1)上单调增 ∴()(1)0H t H <=,即112212ln 0x x x x x x --<+λμ …… ……14分 ∵ ∴12ln ln 1x x -∴12121212ln ln 1(21)()0x x x x x x x x -+--->-+λλμ,即0'()0h x >∴在点00(,())M x h x 处的切线斜率为正. ……………………16分方法(二)2222222(21)(1)()'()()()t t t t H t t t t t +-+--==++λλμμλμλμλμ ∵0≥>μλ,01t << ∴2210,0t t -<-<λμ ∴'()0H t >在(0,1)上恒成立 ∴()H t 在(0,1)上单调增 ∴()(1)0H t H <=,即112212ln 0x x x x x x --<+λμ ……………14分 ∵120x x -< ∴121212ln ln 10x x x x x x -->-+λμ∴12121212ln ln 1(21)()0x x x x x x x x -+--->-+λλμ,即0'()0h x >∴在点00(,())M x h x 处的切线斜率为正. …………16分。