2018年天津市和平区高考数学一模试卷(理科)
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2018 年天津市和平区高考数学一模试卷(理科)
副标题
题号一二三总分
得分
一、选择题(本大题共8 小题,共40.0 分)
1.设集合 A={ 1 , 2,3, 4, 5, 6} ,B={ x|2< x< 5} ,则 A∩( ?R B)等于()
A. { 2,3,4,5}
B. { 1,2,5,6}
C. {3,4}
D.{1,6}
2.设变量 x,y 满足约束条件,则目标函数 z=x+2y 的取值范围是()
A. [1,8]
B. [1,7]
C. [1,4]
D. [4,8]
3.阅读如图的程序框图,运行相应的程序,则输出的S 的值为()
A. B. C. D.
4.函数 f ( x) =cosx( sinx-cosx) +1 的最小正周期和最大值分别为()
A.和
B. 和
C. 和
D.和
2π 1π 2π2π
5.设x R|x+2|+|x-1| ≤5-2≤x≤3)∈ ,则“”是“”的(
A. 充分不必要条件
B. 必要不充分条件
C. 充要条件
D. 既不充分也不必要条件
6.已知双曲线( a> 0, b> 0)的离心率为,过右焦点 F 作渐近线的垂线,
垂足为 M.若△FOM 的面积为,其中 O 为坐标原点,则双曲线的方程为()
A. B. C. D.
7.如图,在直角梯形 ABCD 中, AB∥DC, AD ⊥DC,
AD=DC=2AB,E 为 AD 的中点,若=,则λ +μ
的值为()
A.
B.
C.2
D.
8. 若曲线与直线y=kx-1有两个不同的交点,则实数k 的取值范围
是()
A. C.(5-2 , 5+2 )
(-∞, 5-2 )
B.
D.
(0, 5-2 )
( -∞, 0)∪( 0, 5-2)
二、填空题(本大题共 6 小题,共30.0分)
9.设 i 是虚数单位, a 为实数,若复数a+是纯虚数,则 a=______ .
10.若的展开式中的第4
项为常数项,则
n
的值为
______
.
11.已知一个几何体的三视图如图所示(单位:cm),
则该几何体的体积为______cm3.
12.已知直线 l 的参数方程为( t 为参数),曲线 C 的参数方程为
(θ为参数)则它们公共点的坐标
为______.
13.已知a0 b 0
,
a+b=m m
为常数,则
y=
的最小值为
______
.>,>,其中
14.已知函数 f( x)在 R 上满足 f( -x)=f( x),且当 x∈[0,+∞)时, f( x)= x3+ x2,
函数 g(x)=|sin()|,则函数 h( x)=f(x)-g( x)在 R 上的零点个数为 ______.三、解答题(本大题共 6 小题,共 80.0 分)
ABC
中,角A B C
为三个内角,已知
A=45 ° cos B=
.
15. 在△,,,
(Ⅰ)求 sin C 的值;
(Ⅱ)若 BC=10 ,D 为 AB 的中点,求CD 的长及△ABC 的面积.
16.对一批渔业产品进行抽测,从中随机抽取10 件产品,测量该产品中某种元素的含
量数据如下(单位:mg): 18,13,26, 8,20,25,14,22, 16, 24,并规定该产品中元素含量不少于15mg 的为优质品.
(Ⅰ)在这 10 件产品中,随机抽取 3 件,求这 3 件产品均为优质品的概率;
(Ⅱ)在(Ⅰ)的条件下,设抽到的 3 件产品中优质品件数为X,求 X 的分布列与数学期望E( X ).
17.已知在正三棱柱 ABC-A1B1C1中, AB=2,AA1= ,点
E、F 分别为侧棱 BB1和边 A1C1的中点.
(Ⅰ)求证: BF ⊥平面 ACE;
(Ⅱ)求直线 AF 与平面 ACE 所成角的正弦值;
(Ⅲ)求二面角 F -CE-A 的余弦值.
18. 已知数列 { a n }
的各项均为正数,其前n
项和
S n
满足
S n=n N*
(∈),
数列 { b n} 是公差为正数的等差数列,且b2=5 , b1, b3, b11成等比数列.(Ⅰ)求数列 { a n} ,{ b n} 的通项公式;
(Ⅱ)令 c n=,求数列 { c n} 的前 n 项和 T n.
19.已知函数 f( x) =ln x-ax,x∈( 0, e],其中 e 为自然对数的底数.
(Ⅰ)若 x=1 为 f ( x)的极值点,求 f ( x)的单调区间和最大值;
(Ⅱ)是否存在实数 a,使得 f ( x)的最大值是 -3?若存在,求出 a 的值;若不存在,说明理由;
(Ⅲ)设 g ( x)=,x∈(0,e],在(Ⅰ )的条件下,求证:f( x)+g ( x) +
< 0.
20.已知椭圆 C:( a> b> 0)的离心率为,以原点为圆心,椭圆的短半轴长为半径的
圆与直线 y=x+ 相切.
(Ⅰ)求椭圆 C 的方程;
(Ⅱ)若 A、B 为椭圆 C 上关于 x 轴对称的任意两点, P 点坐标为( 4,0),连接 PB 交椭圆 C 于另一点 D,求证:直线 AD 恒过 x 轴上的定点;
(Ⅲ)在(Ⅱ)的条件下,设 x 轴上的定点为 M,若 AB 过椭圆 C 的左焦点,求△ABM 的面积.
答案和解析
1.【答案】B
【解析】
解:?R B={x|x ≤2,或x≥ 5};
∴A∩(?R B)={1 ,2,5,6} .
故选:B.
进行补集、交集的运算即可.
考查描述法、列举法表示集合的定义,交集、补集的运算.
2.【答案】A
【解析】
解:作出变量 x,y 满足约束条件
可行域如图,
由 z=x+2y 知,y=- x+ z,
所以动直线 y=- x+z 的纵截距z
取得最大值时,
目标函数取得最大值.
由得 A(2,3).
结合可行域可知当动直线经过点 A (2,3)时,
目标函数取得最大值 z=2+2×3=8.
由,解得 B(1,0)
结
合可行域可知当动
直
线经过时
点 B(1,0),
目标函数取得最小值 z=1.
则目标函数 z=x+2y 的取值范围是:[1,8]
故选:A.
先根据约束条件画出可行域,再利用几何意义求最值,只需求出直线 z=x+2y
过点 A (2,3)时,z 最大值,经过 B(1,0)时,取得最小值.
本题主要考查了简单的线性规划,以及利用几何意义求最值,属于基本知识
的考查.
3.【答案】B
【解析】
解:模拟执行程序框图,可得
i=1,S=0,k=1
满足条件 i< 6,M=,k=3,S=,i=2
满足条件 i< 6,M=,k=5,S=+,i=3
满足条件 i< 6,M=,k=7,S=++,i=4
满足条件 i< 6,M=,k=9,S=+++,i=5
满足条件 i< 6,M=,k=11,S=++++,i=6
不满足条件 i <6,退出循环,输出 S=++++=(1-- -)
==.
故选:B.
模拟执行程序框图,依次写出每次循环得到的 i ,S,k 的值,当i=6 时,不满足条件,退出循环,由裂项法可得 S 的值.
本题主要考查了循环结构的程序框图,依次正确写出每次循环得到的 M ,k,S,i 的值是解题的关键,属于基本知识的考查.
4.【答案】C
【解析】
解:f(x)=cosx(sinx-cosx)+1,
=,
=,
所以函数的最小正周期为:T=π,
当 sin(2x-)=1时,函数的最大值为:,
故选:C .
首先通过三角函数关系式的恒等 变换,把函数的关系式变形成正弦型函数,
进一步利用函数的性 质求出结果.
本题考查的知识要点:三角函数关系式的恒等 变换,正弦型函数的性质的应
用.
5.【答案】 D
【解析】
解:|x+2|+|x-1| ≤5,
当 x >1 时,化为:2x+1≤5,解得 1<x ≤2.
当 -2≤x ≤1时,化为:x+2+1-x ≤5,即3≤5,解得-2≤x ≤1.
当 x <-2 时,化为:-(x+2)-(x-1)≤5,解得-3≤x< -2.
综上可得:x 的取值范围是:[-3,2].
∴“ |x+2|+|x-1| ≤ 是5”“-2≤ x ≤的3”既不充分也不必要条件.
故选:D .
对 x 分类讨论,利用不等式的解法即可得出.
本题考查了不等式的性 质与解法、简易逻辑的判定方法,考查了推理能力与
计算能力,属于基础题.
6.【答案】 C
【解析】
解:由题意可得 e= = ,可得:
,
设 F (c ,0),渐近线为 y= x ,
可得 F 到渐近线的距离 为 d=
=b ,
由勾股定理可得 |OA|=
=
=a ,
由题意可得
ab= ,
又 a 2+b 2=c 2
,解得 b= ,a=2,c=3,
可得双曲 线的方程为:
.
故选:C .
运用离心率公式,求得渐近线方程,运用点到直线的距离公式可得 F 到渐近线的距离为 b,由勾股定理可得 |OA|=a,运用三角形的面积公式,结合 a,b,c 的关系,解得 a,b,即可求出双曲线方程.
本题考查双曲线的焦距的求法,注意运用渐近线方程和点到直线的距离公式,考查运算能力,属于中档题.
7.【答案】B
【解析】
解:如图所示,建立直角坐标系.
不妨设 AB=1 ,则 D(0,0),C(2,0),A(0,2),
B(1,2),E(0,1).
=(-2,2),=(-2,1),=(1,2),
∵=,∴(-2,2)=λ(-2,1)+μ(1,
2),
∴,
解得λ= ,μ= .
则λ+μ=.
故选:B.
如图所示,建立直角坐标系.利用向量坐标运算性质、向量基本定理即可得出.本题考查了向量坐标运算性质、向量基本定理、方程解法,考查了推理能与
计算能力,属于基础题.
8.【答案】D
【解析】
解:作出曲线的图象如图:
直线 y=kx-1 过定点(0,-1),
当 k=0 时,两个函数只有一个交点,不满足条
件,
当 k<0 时,两个函数有 2 个交点,满足条件,
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当 k >0 时 线
y=kx-1 与 y= 在 x > 1 相切 时
,
,直 两个函数只有一个交点,
此时
=kx-1,即kx 2
-(1+k )x+3=0,
2
2
-10k+1=0,
判别式△=(1+k )-12k=0,解得k k=5-2或 k=5+2
(舍去)
综上满足条件的 k 的取值范围是(-∞,0)∪(0,5-2 ),
故选:D .
作出两个函数的 图象,利用数形结合即可得到 结论.
本题主要考查函数与方程的 应用,利用数形结合以及分段函数的性 质是解决
本题的关键.
9.【答案】 -3
【解析】
解:a 为实数,若复数 a+
=a+ =a+3-i 是纯虚数,
则 a+3=0,解得 a=-3.
故答案为:-3.
利用复数的运算法 则、纯虚数的定 义即可得出.
本题考查了复数的运算法 则、纯虚数的定 义,考查了推理能力与 计算能力,
属于基础题.
10.【答案】 5
【解析】
解:
展开式的第 4 项为
T 3+1= ?
?
3
=(-3)? ? ,
令-1=0,解得 n=5,
∴n 的值是 5.
故答案为:5.
根据二项式展开式的通项公式,即可求出 n 的值.
本题考查了二项式展开式的通项公式应用问题,是基础题.11.【答案】
【解析】
解:根据三视图可知几何体下部是一个高为1,底面半径为1 的圆锥.上部是一个高为 3 的圆柱被一个斜平面所截后的
一部分,底面半径是∴几何体的体积是故答案为:.1,
22
×1
×π× 1+π×1(×).
1+2=
根据三视图可知几何体下部是一个高为1圆锥,上部是一个高为3的圆柱被一个斜平面所截后的一部分,底面半径是1,根据柱体的体积公式得到结果.本题考查由三视图求几何体的体积和由三视图还原三视图,本题解题的关键
是看清各部分的数据,这样计算就不会出错.
12.【答案】(,)
【解析】
解:由直线的参数方程(t 为参数),
把 t=代入 y=
为线
的普通方程
为
:3y+x=4,①t,化直
由曲线
C 的参数方程
为为22
,(θ 参数).利用
sinθ +cosθ =1,线C 的普通方程为:(x-222
可得曲).
+y =1 ②
联立①② 可得:x=,y=,
可得它们公共点的坐标为(,).
故答案为:(,).
把直线和曲线的参数方程用代入法消去参数化为普通方程,联立方程组求得两个曲线的交点的坐标.
本题主要考查把参数方程化 为普通方程的方法,求两个曲 线的交点坐 标,属
于中档题.
13.【答案】
【解析】
解:∵a >0,b >0,a+b=m ,
∴
=1
∴y= = (a+b )(
)= +
(
)≥
= ,
当且仅当 a= ,b=
时等号成立.
则 y=
的最小值为
故答案为: .
利用题设中的等式,把 y 的表达式 转化成 = (a+b )(
)展开后,利
用基本不等式求得 y 的最小值.
本题主要考查了基本不等式求最 值.注意把握好一正,二定,三相等的原 则.
14.【答案】 7
【解析】
解:函数f (x )在R 上满足 f (-x )
=f (x ),
且当 x ∈[0,+∞)时,f (x )=
x 3+ x 2,
可得 f (x )为偶函数,图象关
于 y 轴对称,
且 x >0 时,f (x )递增,
g (x )=|sin ( )|的最小正周期 为 ,
分别作出函数 y=f (x )和y=g (x )=|sin ( )|的图象,
由图象可得它 们有 7 个交点,
则数 h (x )=f (x )-g (x )在R 上的零点个数 为 7.
故答案为:7.
由题意可得 f (x )为偶函数,图象关于 y 轴对称,x >0 时,f (x )递增,求出 g (x )
的周期,分别作出函数 y=f (x )和y=g (x )=|sin ( )|的图象,通过图象即可得到所求交点个数.
本题考查函数的零点个数求法,注意运用数形 结合思想方法,考查函数的奇
偶性和周期性的运用,属于中档 题.
15.【答案】 解:( I ) ∵cosB= , B ∈( 0°, 180 °),
∴sinB=
= .
∴sinC=sin (B+45 °) =sinBcos45 +cosBsin45° =° .
( II )由正弦定理可得 ,可得 b=6 .
由( I )可得: cosB= ,∴B < 45°,
∴B+A <90 °, ∴C > 90 °,
∴cosC=-
=- .
由由余弦定理可得: AB 2 =( 6 ) 2+10 2-2 ×6
×10cosC=196,解得 AB=14 .
在 △ACD 中, CD 2=( 6 ) 2+7 2-2 × ×7cos45 °=37 ,
∴CD =
.
△ABC 的面积 S=
【解析】
(I )由cosB ,B ∈(0°,180°),可得sinB .利用 sinC=sin (B+45°)展开即可得出.
(II )由正弦定理可得:
,可得b .由(I )可得:cosB
,可得 B
< 45°,C > 90°,cosC .由余弦定理可得:AB .在△ACD 中,利用余弦定理可得 CD 及△ABC 的面积.
本题考查了和差公式、正弦定理余弦定理、同角三角函数基本关系式,考 查
了推理能力与 计 算能力,属于中档题
.
16.【答案】 解:( Ⅰ )随机抽取 10 件产品,测量该产品中某种元素的含量
数据如下
(单位: mg ):
18, 13,26, 8, 20, 25, 14, 22, 16, 24,规定该产品中元素含量不少于 15mg 的为 优质品.
∴在这 10 件产品中,优质品有
7 件,
随机抽取 3 件,基本事件总数n==120,
这 3 件产品均为优质品包含的基本事件个数m==35 ,
∴这 3 件产品均为优质品的概率 p= == .
(Ⅱ )设抽到的 3 件产品中优质品件数为X,则 X 的可能取值为0, 1, 2,3,P( X=0) = =,
P(X=1)==,
P(X=2)==,
P(X=3)= =,
∴X 的分布列为:
X0123
P
数学期望E(X )==.
【解析】
这
10 件产优质
品有 7件,随机抽取 3 件,基本事件
总
数 n=
(Ⅰ)在品中,
这
3 件产
品均
为优质
品包含的基本事件个数 m==35,由此能求出
=120,
这 3件产品均为优质品的概率.
设3
件产
品中
优质
品件数
为X 则X
的可能取
值为0123
(Ⅱ)抽到的,,,,,分别求出相应的概率,由此能求出 X 的分布列和数学期望 E(X ).
本题考查概率的求法,考查离散型随机变量的分布列及数学期望的求法,考
查
古典概型、排列组
合等基
础
知
识查查
函数与方程思
,考运算求解能力,考
想,是中档题.
17.【答案】证明:(Ⅰ)取AC的中点O,连接
OF
,OB
,则有
A1A FO
,故
FO
⊥平面
ABC
,
∥
在正三角形 ABC 中,O 是 AC 的中点,故 OB⊥AC,OA=OC=1, OB=,
如图,以 O 为原点,分别以OA, OB, OF 所在
直线为 x 轴, y 轴, z 轴建立空间直角坐标系,
则 O( 0,0,0),A( 1,0,0),B( 0,,0),
C( -1, 0, 0), E( 0,,), F(0, 0,),
∴ =(0,,-),=( -1,,),=( -2, 0, 0),=( -1, 0,),
∵ ?=0--1=0(,,) ?(,,),
∴ ⊥,即 FB⊥AE,
又∵ ?=0-
)?(
-200=0
,(,,,,)
∴⊥,即FB⊥AC,
而 AE∩AC=A,∴FB⊥平面 ACE ;
解:(Ⅱ)由(Ⅰ)知平面 AEC 的一个法向量为=(0,,-),=( -1, 0,),
设直线 AF 与平面 ACE 所成角为θ,
则 sin θ== =.
∴直线 AF 与平面 ACE 所成角的正弦值为.
(Ⅲ)设平面AEF 的法向量为=( a, b,c),
则,令 c=,得=( 6,),
平面 AEC 的一个法向量为=( 0,),
设二面角 F -AE-C 的平面角为θ,由图象知0,
∴cos θ===.
【解析】
(Ⅰ)取AC 的中点 O,连接 OF,OB,以O 为原点,分别以 OA ,OB,OF 所在
直线为 x 轴,y 轴,z 轴建立空间直角坐标系,证明 FB⊥AE ,FB⊥AC ,即可证明FB⊥平面 AEC.
(Ⅱ)求出平面AEC 的一个法向量和=(-1,0,),利用向量法能求出直线 AF 与平面 ACE 所成角的正弦值.
(Ⅲ)求出平面AEF 的法向量、平面 AEC 的一个法向量,利用向量的夹角公式,即可求二面角F-AE-C 的余弦值.
本题考查线面垂直,考查平面与平面所成的角,考 查向量知识的运用,考查
学生分析解决 问题的能力,属于中档题.
18.【答案】 解:( I )∵S n =
(n ∈N * ),∴n ≥2时, a n =S n -S n-1 =
-
,
化为:( a n +a n -1)( a n -a n-1-2) =0 ,
∵数列 { a n } 的各项均为正数, ∴a n -a n-1=2,
n=1 时, a 1=
,解得 a 1=3.
∴数列 { a n } 是等差数列,公差为 2,首项为 3. ∴a n =3+2 ( n-1)=2n+1.
数列 { b n } 是公差 d 为正数的等差数列,且
b 2=5, b 1 ,b 3, b 11 成等比数列.
∴ =b 1 b 11,即( 5+d ) 2=(5-d )( 5+9d ),解得 d=3 . ∴b n =5+3 ( n-2)=3n-1.
( II )c n = =
= ,
∴数列 { c n } 的前 n 项和 T n =
++
=
=. 【解析】
(I )S
(∈ * ),≥2时,
为
)(a
)
,化 :(a
-2
n
=
n N n
a n =S n -S n-1
n
+a
n-1
n
-a
n-1 =0,根据数列{a n } 的各项均为正数,可得 a n -a n-1=2,n=1 时,a 1=
,
解得 a 1.利用等差数列的通 项公式可得 a n .数列{b n } 是公差 d 为正数的等差
数列,且 b 2=5,b 1,b 3,b 11 成等比数列.可得
2
=b 1b 11,即(5+d )=(5-d ) (5+9d ),解得d .即可得出.
(II )c n = =
=
,利用裂项求和方法即
可得出.
本题考查了数列递推关系、等差数列与等比数列的通 项公式与求和公式、裂
项求和方法,考查了推理能力与 计算能力,属于中档题.
19.【答案】 ( Ⅰ)解: ∵f ( x ) =ln x-ax , x ∈( 0, e] ,
∴f ′( x ) =
,由 f ′( 1)=0,得 a=1 . ∴
∴x∈( 0, 1), f′( x)> 0, x∈( 1, +∞), f′( x)< 0,
∴f(x)的单调增区间是( 0, 1),单调减区间是( 1, e);
f( x)的最大值为 f( 1) =-1;
(Ⅱ)解:∵g( x) =ln x-ax,
∴g′( x) = -a=,
①当 a≤0时, f( x)在( 0, e]单调递增,
得 f ( x)的最大值是f(3) =1- ae=-3,解得 a= > 0,舍去;
② a> 0 时, x∈( 0,), f ′( x)> 0,x∈(, e), f ′( x)< 0,
∴f(x)的单调增区间是(0,),单调减区间是(,e),
∵f(x)在( 0,e] 上的最大值为 -3,
∴f(x)max=g() =-1-ln a=-3 ,
∴a=e2.
综上: a=e2.
(Ⅲ)证明:∵g(x)= , x∈( 0, e] , g'(x)=,
∴x∈( 0, e), g′( x)> 0, g(x)在( 0, e] ,
∴g( x)max =g( e) = ,
又 f ( x)的最大值为 f(1) =-1 .
∴对于区间( 0, e]上的任意 x,总有 f ( x) +g ( x) + < -1++ <0.
【解析】
(Ⅰ)f(x)=ln x-ax ,x∈(0,e],由f ′(1)=0,得a=1.
可得 f (x)的单调增区间是(0,1),单调减区间是(1,e),f(x)的最大值为 f(1)
=-1;
(Ⅱ)g(x)的单调增区间是(0,),单调减区间是(,e),利用g(x)在(0,e]
上的最大值为 -3,求 a 的值.
g(x),又f (x)的最
大值为
f(1)=-1.
(Ⅲ)可得max=g(e)=
可得对于区间(0,e]上的任意 x,总有 f (x)+g (x)+<-1+ +< 0.
本题
考
查导
数知
识
的
综
合运用,考
查
函数的
单调
性与最
值
,考
查
学生分析解
决问题的能力,正确求导数是关键.
20.【答案】(I)解:以原点为圆心,椭圆的短半轴长为半径的圆与直线y=x+相切.∴b==.
又 = ,a2=b2+c2,
联立解得: c=1, a=2.
∴椭圆 C 的方程为:+ =1.
( 2)证明:由题意可设直线PB 的方程为: y=k( x-4),联立,
化为:( 3+4k2) x2-32k2x+64k2-12=0 ,
设 B(x1, y1), D (x2,y2), A( x1,-y1).
则 x1+x2=,x1x2=,
直线 AD 的方程为: y-y2=(x-x2),
设直线 AD 与 x 轴的交点为M,令 y=0,则 x=x2-===1,
∴直线 AD 恒过 x 轴上的定点M( 1,0).
( III )解:在(Ⅱ)的条件下,设x 轴上的定点为M( 1,0),
∵AB 过椭圆 C 的左焦点,∴A,B.
∴△ABM 的面积 S==3.
【解析】
为圆椭圆
的短半轴长为
半径的
圆
与直
线
y=x+相切.可得 b=
(I)以原点心,
2 2 2 联
=.又 = ,a =b +c ,立解出即可得出.
(II )由题意可设直线 PB 的方程为:y=k(x-4 ),与椭圆方程联立化为:(3+4k 2)
x2-32k2x+64k 2-12=0,设 B(x1,y1),D(x2,y2),A(x1,-y1).直线 AD 的方程为:y-y 2=(x-x2),设直线AD与x轴的交点为M,令y=0,则x=x2-=,把根与系数的关系代入即可证明直线 AD 恒
过 x 轴上的定点.
(III )在(Ⅱ)的条件下设, x 轴上的定点为 M (1,0),AB 过椭圆 C 的左焦点,可得 A,B.可得△ABM的面积S.
本题考查了直线与椭圆相交问题、一元二次方程的根与系数的关系、直线经
过定点问题、直线与圆相切问题,考查了推理能力与计算能力,属于难题.。