2015-2016东北师范大学附属中学、长春十一高和松原实验中学三校联考理科数学试题及答案
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俯视图侧视图正视图12222吉林省东北师范大学附属中学、长春十一高和松原实验中学2016届高三三校联考数学(理)试题本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,满分150分.考试时间为120分钟,其中第Ⅱ卷22题-24题为选考题,其它题为必考题.考试结束后,将试卷和答题卡一并交回. 注意事项:1.答题前,考生必须将自己的姓名、准考证号码填写清楚,将条形码准确粘贴在条形码区域内.2.选择题必须用2B 铅笔填涂;非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写,字体工整、笔迹清楚.3.请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效.4.保持卡面清洁,不要折叠、不要弄破、不准使用涂改液、刮纸刀.第Ⅰ卷(选择题,共60分)一、选择题:(本大题共12小题,每小题5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.设全集{}8≤∈=x N x U ,集合{}7,3,1=A ,{}8,3,2=B ,则=)()(B C A C U U ( ) A .{}8,7,2,1 B .{}6,5,4 C .{}6,5,4,0 D .{}6,5,4,3,0 2.已知复数i z +=11,i z -=22,则=iz z 21 ( ) A .i 31- B .i 31+- C . i 21+ D .i 21-3.若实数数列:81,,,,1321a a a 成等比数列,则圆锥曲线1222=+a y x 的离心率是( )A .10 或322 B .10 C . 322 D . 31或104.函数2)(1-=-x a x f )1,0(≠>a a 的图象恒过定点A ,若点A 在直线01=--ny mx 上,其中0,0>>n m ,则nm 21+的最小值为( )A .4B .5C .6D .223+5.如图为某几何体的三视图,则该几何体的表面积为( )A .π220+B .π320+C .π224+D .π324+6.气象意义上从春季进入夏季的标志为:“连续5天每天日平均温度不低于C ︒22”,现有甲、乙、丙三地连续5天的日平均温度的记录数据(记录数据都是正整数,单位C ︒)OM CBA①甲地:5个数据的中位数为24,众数为22; ②乙地:5个数据的中位数为27,平均数为24; ③丙地:5个数据中有一个数据是32,平均数为26, 方差为2.10.则肯定进入夏季的地区有( )A .0个B .1个C .2个D .3 7.42)2()1(-+x x 的展开式中含3x 项的系数为( ) A . 16 B .40 C .40- D .8 8.若如图所示的程序框图输出的S 是126,则条件① 可为( )A .?5≤nB .?6≤nC . ?7≤nD .?8≤n9.若方程1)sin 2()co s 2(22=-+-θθy x )20(πθ<≤的任意一组解),(y x 都满足不等式x y 33≥,则θ的取值范围是( ) A.⎥⎦⎤⎢⎣⎡67,6ππ B. ⎥⎦⎤⎢⎣⎡1213,125ππ C. ⎥⎦⎤⎢⎣⎡ππ,2 D. ⎥⎦⎤⎢⎣⎡ππ,3 10.已知ABC ∆外接圆的圆心为O ,32=AB ,22=AC ,A 为钝角,M 是BC 边的中点,则=⋅AO AM ( )A .3B .4C . 5D .611.过双曲线)0,0(12222>>=-b a by a x 的左焦点1F ,作圆222a y x =+的切线交双曲线右支于点P ,切点为T ,1PF 的中点M 在第一象限,则以下结论正确的是( ) A .MT MO a b -=- B .MT MO a b ->- C .MT MO a b -<- D .MT MO a b +=-12.函数22)(42---=x x x x f .给出函数)(x f 下列性质:①函数的定义域和值域均为[]1,1-;②函数的图像关于原点成中心对称;③函数在定义域上单调递增;④⎰=badx x f 0)((其中b a ,为函数在定义域上的积分下限和上限);⑤N M ,为函数)(x f 图象上任意不同两点,则22≤<MN .则关于函数)(x f 性质正确描述的序号为( )A .①②⑤B .①③⑤C .②③④D .②④PF DC B第Ⅱ卷(非选择题,共90分)本卷包括必考题和选考题两部分,第13题-21题为必考题,每个试题考生都必须作答,第22题-24题为选考题,考生根据要求作答. 二、填空题:(本大题共4小题,每小题5分) 131=2=,)2()(-⊥+,则向量与的夹角为 .14.函数x x x f sin 22cos )(-=的值域为 .15.设O 为坐标原点,)1,2(A ,若点),(y x B 满足⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≤≤≤≤≤+10121122y x y x ,则⋅的最大值是 . 16.已知集合⎭⎬⎫⎩⎨⎧-=2,1,21,31,21P ,集合P 的所有非空子集依次记为:3121,,,M M M ,设,,21m m 31,m 分别是上述每一个子集内元素的乘积,(如果P 的子集中只有一个元素,规定其积等于该元素本身),那么=+++3121m m m . 三、解答题:解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤. 17. (本小题满分12分)在ABC ∆中,角A 、B 、C 的对边分别为a 、b 、c ,面积为S ,已知b A c C a 252cos 22cos 222=+ (Ⅰ)求证:b c a 3)(2=+; (Ⅱ)若41cos =B ,15=S ,求b .18. (本小题满分12分)如图所示,该几何体是由一个直三棱柱BCF ADE -和一个正四棱锥ABCD P -组合而成,AF AD ⊥,2==AD AE .(Ⅰ)证明:平面⊥PAD 平面ABFE ;(Ⅱ)求正四棱锥ABCD P -的高h ,使得二面角P AF C --的余弦值是322.19. (本小题满分12分)生产甲乙两种元件,其质量按检测指标划分为:指标大于或者等于82为正品,小于82为次品,现随机抽取这两种元件各100件进行检测,检测结果统计如下:测试指标[)76,70 [)82,76 [)88,82 [)94,88 [)100,94元件甲 8 12 40 32 8元件乙7 18 40 29 6(Ⅰ)试分别估计元件甲,乙为正品的概率;(Ⅱ)生产一件元件甲,若是正品可盈利40元,若是次品则亏损5元;生产一件元件乙,若是正品可盈利50元,若是次品则亏损10元.在(Ⅰ)的前提下:(1)记X 为生产1件甲和1件乙所得的总利润,求随机变量X 的分布列和数学期望; (2)求生产5件元件乙所获得的利润不少于140元的概率20. (本小题满分12分)椭圆1C 与2C 的中心在原点,焦点分别在x 轴与y 轴上,它们有相同的离心率22=e ,并且2C 的短轴为1C 的长轴,1C 与2C 的四个焦点构成的四边形面积是22. (Ⅰ)求椭圆1C 与2C 的方程;(Ⅱ)设P 是椭圆2C 上非顶点的动点,P 与椭圆1C 长轴两个顶点A ,B 的连线PA ,PB 分别与椭圆1C 交于点E ,F .(1)求证:直线PA ,PB 斜率之积为常数;(2)直线AF 与直线BE 的斜率之积是否为常数?若是,求出该值; 若不是,说明理由.21. (本小题满分12分) 设函数1ln )(-+=x a x x f ,(0>a ) (Ⅰ)当301=a 时,求函数)(x f 的单调区间; (Ⅱ)若)(x f 在)1,0(e 内有极值点,当)1,0(1∈x ,),1(2+∞∈x ,求证:342)()(12->-e x f x f .( 71828.2=e )请考生在22、23、24题中任选一题作答,如果多做,则按所做的第一题计分,答题时用2B 铅笔在答题卡上把所选题目的题号涂黑.22.(本题满分10分)选修4——1 几何证明选讲如图,P 是圆O 外一点,PA 是圆O 的切线,A 为切点,割线PBC 与圆O 交于B ,C ,PA PC 2=,D 为PC 中点,AD 的延长线交圆O 于点E ,证明: (Ⅰ)EC BE =; (Ⅱ)22PB DE AD =⋅.23.(本题满分10分)选修4——4 坐标系与参数方程在直角坐标系中,曲线C 的参数方程为⎩⎨⎧==ϕϕsin 15cos 5y x ,(ϕ为参数),直线l 的参数方程为⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+=-=t y t x 23321,(t 为参数).以原点为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系,点P 的极坐标为)2,3(π.(Ⅰ)求点P 的直角坐标,并求曲线C 的普通方程;(Ⅱ)设直线l 与曲线C 的两个交点为A ,B ,求PB PA +的值.24(本题满分10分)选修4——5 不等式选讲已知函数5)(++-=x a x x f , (Ⅰ)若1=a ,解不等式:52)(+≥x x f ; (Ⅱ)若8)(≥x f 恒成立,求a 的取值范围.PFEDC B A参考答案13.2π 14.⎥⎦⎤⎢⎣⎡-23,3 15. 5 16. 5 三、解答题17. (本小题满分12分)解:(Ⅰ)由条件:b A c C a 25)cos 1()cos 1(=+++, 由于:b A c C a =+cos cos ,所以:b c a 23=+,即:b c a 3)(2=+………….5分(Ⅱ)41cos =B ,所以:415sin =B ,………….6分 151581sin 21===ac B ac S ,8=ac ………….8分 又:)cos 1(2)(cos 22222B ac c a B ac c a b +-+=-+=, 由b c a 3)(2=+,所以:)411(16452+=b ,所以:4=b ………….12分 18. (本小题满分12分)(Ⅰ)证明:直三棱柱BCF ADE -中,⊥AB 平面ADE ,所以:AD AB ⊥,又AF AD ⊥,所以:⊥AD 平面ABFE ,⊂AD 平面PAD , 所以:平面⊥PAD 平面ABFE ………….5分(Ⅱ)由(Ⅰ)⊥AD 平面ABFE ,以A 为原点,AD AE AB ,,方向为zy x ,,轴建立空间直角坐标系xyz A -,设正四棱锥ABCD P -的高h ,2==AD AE ,则)0,0,0(A ,)0,2,2(F ,)2,0,2(C ,)1,,1(h P -,)0,2,2(=AF ,)2,0,2(=AC ,)1,,1(h AP -=设平面ACF 的一个法向量),,(111z y x =则:⎪⎩⎪⎨⎧=+=⋅=+=⋅0220221111z x y x ,取11=x ,则111-==z y ,所以:)1,1,1(--=设平面ACP 的一个法向量),,(222z y x =,则⎪⎩⎪⎨⎧=+-=⋅=+=⋅02222222z hy x AP n y x ,取12=x ,则12-=y ,h z --=12,所以:)1,1,1(h ---=………….10分 二面角P AF C --的余弦值是322,所以:322)1(23111,cos 2=+++++=>=<h h , 解得:1=h ………….12分19. (本小题满分12分)解:(Ⅰ)元件甲为正品的概率约为:5410083240=++元件乙为正品的概率约为:4310062940=++………….4分 (Ⅱ)(1)随机变量X 的所有取值为90,45,30,15-,而且534354)90(=⨯==X P ;2034351)45(=⨯==X P ;514154)30(=⨯==X P ;2014151)15(=⨯=-=X P所以随机变量X 的分布列为:………….8分所以:66201155130203455390)(=⨯-⨯+⨯+⨯=X E ………….9分 (2)设生产的5件元件乙中正品有n 件,则次品有n -5件,依题意,140)5(1050≥--n n ,解得:619≥n ,所以4=n 或5=n ,设“生产5件元件乙所获得的利润不少于140元”为事件A ,则:12881)43(41)43()(5445=+=C A P ………….12分20. (本小题满分12分)解:(Ⅰ)依题意22=e ,设1C :122222=+b y b x ,2C :1422222=+by b x ,由对称性,四个焦点构成的四边形为菱形,且面积2222221=⨯⨯=b b S ,解得:12=b ,所以椭圆1C :1222=+y x ,2C :14222=+y x ………….4分 (Ⅱ)(1)设),(00y x P ,则142220=+y x ,)0,2(-A ,)0,2(B 200+=x y k PA ,200-=x y k PB ………….6分所以:2224220202020-=--=-=⋅x x x y k k PBPA , 直线PA ,PB 斜率之积为常数2-………….8分(2)设),(11y x E ,则122121=+y x , 211+=x y k EA ,211-=x y k EB ,所以:212211220212121-=--=-=⋅x x x y k k EBEA , 同理:21-=⋅FB FA k k ………….10分所以:41.=⋅⋅FB FA EB EA k k k k ,由PA EA k k =,PB FB k k =,结合(1)有 81-=⋅FB EA k k ………….10分21. (本小题满分12分)(Ⅰ)函数)(x f 的定义域为),1()1,0(+∞ , 当301=a 时,2)1()56)(65()(---='x x x x x f ,…………3分令:0)(>'x f ,得:56>x 或65<x ,所以函数单调增区间为:)65,0(,),56(+∞ 0)(<'x f ,得:5665<<x ,所以函数单调减区间为:)1,65(,)56,1(…………5分(Ⅱ)证明:222)1(1)2()1(1)(-++-=--='x x x a x x a x x f , 令:0))((1)2()(2=--=++-=n x m x x a x x g ,所以:2+=+a n m ,1=mn ,若)(x f 在)1,0(e内有极值点, 不妨设e m 10<<,则:e m n >=1,且212-+>-+=ee n m a由0)(>'x f 得:m x <<0或n x >, 由0)(<'x f 得:1<<x m 或n x <<1所以)(x f 在),0(m 递增,)1,(m 递减;),1(n 递减,),(+∞n 递增当)1,0(1∈x 时,1ln )()(1-+=≤m am m f x f ; 当),1(2+∞∈x 时,1ln )()(2-+=≥n an n f x f所以:)1111(ln 21ln 1ln )()()()(12---+=----+=-≥-m n a n m a m n a n m f n f x f x f nn n 1ln 2-+=,e n >设:n n n n F 1ln 2)(-+=,e n >,则0212)(2>++='nn n F所以:)(n F 是增函数,所以ee e F n F 12)()(-+=>又:03)3)(13(331033101)342(122>---=-+-=+--=---+ee e e e e e e e e e 所以:342)()(12->-e x f x f22.(本题满分10分)选修4——1 几何证明选讲(Ⅰ)证明:连接AB ,AC ,由题设知PD PA =,故PDA PAD ∠=∠ 因为:DCA DAC PDA ∠+∠=∠,PAB BAD PAD ∠+∠=∠, 由弦切角等于同弦所对的圆周角:PAB DCA ∠=∠,所以:BAD DAC ∠=∠,从而弧BE =弧EC ,因此:EC BE = ………5分(Ⅱ)由切割线定理得:PC PB PA ⋅=2,因为DC PD PA ==,所以:PB DC 2=,PB BD =由相交弦定理得:DC BD DE AD ⋅=⋅ 所以:22PB DE AD =⋅ ………10分23.(本题满分10分)选修4——4坐标系与参数方程 (Ⅰ)由极值互化公式知:点P 的横坐标02cos3==πx ,点P 的纵坐标32sin3==πx所以)3,0(P ;消去参数ϕ的曲线C 的普通方程为:115522=+y x ………5分 (Ⅱ)点P 在直线l 上,将直线的参数方程代入曲线C 的普通方程得:0822=-+t t ,设其两个根为1t ,2t ,所以:221=+t t ,821-=t t ,由参数t 的几何意义知:64)(2122121=-+=-=+t t t t t t PB PA .………10分24. (本题满分10分)选修4——5 不等式选讲(Ⅰ)当1=a 时,0)51)(42(5152)(≥---+⇔+≥-⇒+≥x x x x x x x f 解得:2-≤x ,所以原不等式解集为{}2-≤x x ………5分(Ⅱ)5)5(5)(+=+--≥++-=a x a x x a x x f ,若8)(≥x f 恒成立,只需:85≥+a解得:3≥a 或13-≤a ………10分。