湖南省湘东五校2016-2017学年高二数学下学期期末联考试题 理
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2017 年上学期湘东五校联考高二年级期末考试
理科数学试题
时间:120 分钟
满分:150 分
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.
1.已知集合 A ={x |x 2+4x +3≥0},B ={x |2x
<1},则 A ∩B =(
)
A .[-3,-1]
B .(-∞,-3]∪[-1,0)
C .(-∞,-3)∪(-1,0]
D .(-∞,0)
3+i
2.已知复数 z = ,其中 i 为虚数单位, 则|z|=( )
2
(1+i)
1 A. 2
B. 1
C. 2 D .2 x
3.设命题 p :若 x ,y∈R ,x =y ,则 =1;命题 q :若函数 f (x)=e x ,则对任意 x ≠x 都有 y 1 2 f (x 1)-f (x 2)
x 1-
x 2 ( )
>0 成立.在命题①p ∧q, ②p ∨q, ③p ∧ q ,④ p ∨q 中,是真命题的是 A .①③ B. ①④ C. ②③ D. ②④ 4.椭圆 x 2+my 2=1 的长轴长为 4,则其焦点坐标为( )
A.(
3 ,0) B.( 1,0) C.(0, 1 ) D.(0,
3 ) 5.甲乙丙三人相约晚 7 时到 8 时之间在某地会面,已知这三人都不会违约且无两人同时到达, 则甲第一个到达,丙第三个到达的概率为( )
1 1 1 1 A. B. C. D.
3 4 5 6
6.我国古代数学名著《张邱建算经》:今有与人钱,初一人与三钱,次一人与四钱,次一人 与五钱,以次与之,转多一钱,与讫,还敛聚与均分之,人得一百钱,问人几何?意思是: 将钱分给若干人,第一人给 3 钱,第二人给 4 钱,第 3 人给 5 钱,以此类推,每人比前一人 多给 1 钱,分完后,再把钱收回平均分给各人,结果每人分得 100 钱,问有多少人?则题中 的人数是( ) A. 193 B. 194 C. 195 D. 196
7.函数 f(x)=Asin(ω x +φ )(A>0,ω >0)的部分图像如下图所示,则 f 11π 的值为( )
24
6 A .-
2
3
B .-
2
2
C .-
2
D .-1
8 若| a |=1,| b |=2, c a
b ,且 c
a ,则向量 a 与
b 的夹角为( ) A.300 B.600 C.1200 D.1500
2π
9 某几何体的三视图如下图所示,若该几何体的体积为
3
,则 a 的值为( )
3 A .1 B .2
C .2 2
D. 2
10.执行如下图所示的程序框图,若输出的 i =3,则输入的 a(a>0)的值所在范围是(
)
A. [9,+∞)
B.[8,9]
x
2 y 2 C.[8,144)
D.[9,144)
11.已知 F 1,F 2 是双曲线 - a 2 b 2 1(a>0,,b>0)的左、右焦点,点
F 1 关于渐近线的对称
点 恰好落在以 F 2 为圆心,|OF 2|为半径的圆上,则双曲线的离心率为( )
A. 3
B. 3 +1
C. 2
D. 2
x 1,x
0 12.已知函数 f (x )=
lgx ,x 0
,若函数 y=|f (x)|-a 有 4 个零点 x 1,x 2,x 3,x 4,
则 x 1+x 2+x 3+x 4 的取值范围是( )
81 101 81
A.(0, ] 10
B.(2, ]
10
C. (0, )
D .(2, ]
10
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~第21 题为必考题,每个试题考生都必须作答,第22 题~第23 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,共20 分.
13.函数f(x)=ax+lnx 在x=1 处的切线与直线x-y+1=0 垂直,则实数a=
3
14. 1
x-
2x 12
的展开式的常数项为
15.在A BC 中,已知AB= 3 ,C= ,则CA CB的最大值为
3
16.一个样本容量为 20 的样本数据,它们组成一个公差不为 0 的等差数列{a n},若 a2=6 且前
4 项和为S4=28,则此样本数据的平均数和中位数分别为、
三、解答题:本大题共6 小题,共70 分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
17.(本小题 12 分)已知数列{a n}的前 n 项和为 S n,S n=2a n-1,数列{b n}为等差数列,且 b1=a1,b6=a5(1)求数列{a n}与{b n}的通项公式;(2)若 C n=a n b n,求数列{c n}的前n 项和T n。
18.(本小题12 分)如图所示,四边形ABCD 是正方形,△P AB 与△PAD 均是以A 为直角顶点的等腰直角三角形,点F 是PB 的中点,点E 是边BC 上的任意一点.
(1)求证:AF⊥EF;
(2)求二面角A •PC •B 的平面角的正弦值.
19.(本小题12 分)有一批货物需要用汽车从生产商所在城市甲运至销售商所在城市乙,已知从城市甲到城市乙只有两条公路,且通过这两条公路所用的时间互不影响.据调查统计,通过这两条公路从城市甲到城市乙的200 辆汽车所用时间的频数分布表如下:
假设汽车A 12天出发(将频率视为概率).
(1)为了尽最大可能在各自允许的时间内将货物运往城市乙,估计汽车A 和汽车B 应如何选择各自的路径?
(2)若通过公路1、公路2 的“一次性费用”分别为3.2 万元、1.6 万元(其他费用忽略不计),此项费用由生产商承担.若生产商恰能在约定日期当天将货物送到,则销售商一次性支付给生产商40 万元;若在约定日期前送到,每提前一天销售商将多支付给生产商2 万
元;若在约定日期后送到,每迟到一天生产商将支付给销售商2 万元.如果汽车A,B 按(1) 中所选路径运输货物,试比较哪辆汽车为生产商获得的毛利润更大.
x 2 y
2 20.(本小题 12 分)在直角坐标系 xOy ,椭圆 C 1: + =1(a>b>0)的左、右焦点分别为 a 2 b 2
2 F 1,F 2,其中 F 2 也是抛物线 C 2:y =4x 的焦点,点 M 为 C 1 与 C 2 在第一象限的交点,且
|MF 2| 5
= .(1)求椭圆 C 1 的方程;(2)若过点 D (4,0)的直线 l 与 C 1 交于不同的两点 A ,B ,且 A 在 3 DB 之间,试求△AOD 与△BOD 面积比值的取值范围.
x 2
21.(本小题 12 分)设函数 f(x)=2 -a ln x(a ≠0).
(1)讨论 f(x)的单调性和极值; (2)证明:当 a>0 时,若 f(x)存在零点,则 f(x)在区间(1, e ]上仅有一个零点.
请考生在第 22,23 题中任选一题作答,如果多做,则按所做的第一题计分,作答时用 2B 铅笔在答题卡上把所选题目的题号涂黑.把答案写在答题卡上
x = 3cos θ ,
22.(本小题 10 分)在直角坐标系 xOy 中,曲线 C 的参数方程为 y =sin θ
数).以原点 O 为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,直线 l 的极坐标方程为
π
(θ 为参
ρ sin θ +
= 2.(1)写出曲线
C 的普通方程和直线 l 的直角坐标方程;(2)设点 Q 是曲 4
线 C 上的一个动点,求它到直线 l 的距离的最大值。
23(本小题 10 分)设 f(x)=|2x -1|+|1-x|
(1)解不等式 f(x)≥x+4; (2)若对任意的 x∈R ,不等式 f(x )≥(m 2-3m +3)·|x|恒成立,求实数 m 的取值范围。
2017 年上学期湘东五校联考高二年级期末考试理科数学答案
时间:120 分钟
满分:150 分
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,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 A ={x |x 2+4x +3≥0},B ={x |2x
<1},则 A ∩B =(
B)
A .[-3,-1]
B .(-∞,-3]∪[-1,0)
C .(
-∞,-3)∪(-1,0]D .(-∞,0)
3+i
2.已知复数 z = ,其中 i 为虚数单位, 则|z|=(B ) 2
(1+i)
1
A. 2
B. 1
C. 2D .2 x
3.设命题 p :若 x ,y∈R ,x =y ,则 =1;命题 q :若函数 f (x)=e x ,则对任意 x ≠x 都有 y 1 2 f (x 1)-f (x 2)
x 1-
x 2 ( D )
>0 成立.在命题①p ∧q, ②p ∨q, ③p ∧ q ,④ p ∨q 中,是真命题的是 A .①③ B. ①④C. ②③ D. ②④ 4.椭圆 x 2+my 2=1 的长轴长为 4,则其焦点坐标为( D ) A.(
3 ,0) B.( 1,0) C.(0, 1) D.(0, 3 ) 5.甲乙丙三人相约晚 7 时到 8 时之间在某地会面,已知这三人都不会违约且无两人同时到达, 则甲第一个到达,丙第三个到达的概率为( D ) A.
1
B. 3 1
C. 4
1 D. 1
5 6 6.我国古代数学名著《张邱建算经》:今有与人钱,初一人与三钱,次一人与四钱,次一人 与五钱,以次与之,转多一钱,与讫,还敛聚与均分之,人得一百钱,问人几何?意思是: 将钱分给若干人,第一人给 3 钱,第二人给 4 钱,第 3 人给 5 钱,以此类推,每人比前一人 多给 1 钱,分完后,再把钱收回平均分给各人,结果每人分得 100 钱,问有多少人?则题中 的人数是( C ) A. 193 B. 194 C. 195 D. 196
11π
的值为 7.函数 f(x)=Asin(ω x +φ )(A>0,ω >0)的部分图像如图 84 所示,则 f
24
( D )
图 1
6 3 2
A .- 2 .- 2 C .- 2
D .-1
8 若| a
|=1,| b |=2, c
a
b ,且
c
a ,则向量 a 与
b 的夹角为( C
)
A.300
B.600
C.1200
D.1500
2π
9 某几何体的三视图如图 12 所示,若该几何体的体积为 3
,则 a 的值为( B )
图 2
3
A .1
B .2
C .2 2
D. 2
10.执行如图 13 所示的程序框图,若输出的 i =3,则输入的 a(a>0)的值所在范围是( D )
A.[9,+∞)
B.[8,9]
图 3
C.[8,144)
D.[9,144)
x 2 y 2 11.已知 F 1,F 2 是双曲线 - a 2 b 2
1
(a>0,,b>0)的左、右焦点,点 F 1 关于渐近线的对称点 恰好落在以 F 2 为圆心,|OF 2|为半径的圆上,则双曲线的离心率为( D )
A. 3
B. 3 +1
C. 2
D. 2
x 1,x
12.已知函数 f (x )=
lgx ,x 0
,若函数 y=|f (x)|-a 有 4 个零点 x 1,x 2,x 3,x 4,则 x 1+x 2+x 3+x 4
81
]
C. (0, )
D .(2, ]
10
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~第 21 题为必考题,每个试题考生都必须作答, 第 22 题~第 23 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,共 20 分.
13.函数 f (x )=ax+lnx 在 x=1 处的切线与直线 x-y+1=0 垂直,则实数 a=
-2
3
12 55 13.
x - 2x
的展开式的常数项为- 2
14.在 A BC 中,已知 AB= 3 ,C= ,则 CA CB 的最大值为 3
3 2
15.一个样本容量为 20 的样本数据,它们组成一个公差不为 0 的等差数列{a n },若 a 2=6 且前
4 项和为 S 4=28,则此样本数据的平均数和中位数分别为 23,23
三、解答题:本大题共 6 小题,共 70 分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
17.(本小题 12 分)已知数列{a n }的前 n 项和为 S n ,S n =2a n -1,数列{b n }为等差数列,且 b 1=a 1,b 6=a 5(1)求数列{a n }与{b n }的通项公式;(2)若 C n =a n b n ,求数列{c n }的前 n 项 和 T n 。
解:由 S n =2a n -1,(1)
n 2 S n-1=2a n-1-1,(2)
(1)-(2)得:a n =2a n -2a n-1,即 a n =2a n-1,,n=1 得 a 1=1
a =2n-1
3 分 b 1=a 1=1,b 6=a 5=16 且{b n }为等差数列
公差 d=3,b n =3n-2
6 分
n-1, (2)由错位相减法求和 C n =a n b n =(3n-2)2
0 1 2 n-1, T n =1 2 +4 2 +7 2 + +(3n-2)2
(1)
1 2 3 n-1,
n,
2T n =1 2 +4 2 +7 2 + +(3n-5)2
(1)-(2)得: 的取值范围是( A ) A.(0 81
, ]
B.(2 101 , 10 10
1 n
+(3n-2)2
(2)
8 分
0 1 2
n-1, n, -T n =1 2 +3 2 +3 2
+
+3 2
1- 2n -1 -(3n-2)2
=1+3 1- 2 -(3n-2)2n,
10 分 =(3n-5)2n
+5
12 分
18.如图所示,四边形 ABCD 是正方形,△PAB 与△P AD 均是以 A 为直角顶点的等腰直角三
角形,点 F 是 PB 的中点,点 E 是边 BC 上的任意一点.
(1)求证:AF ⊥EF ; (2)求二面角 A • PC • B 的平面角的正弦值.
解:(1)证明:∵F 是 PB 的中点,且 P A =AB ,
∴AF⊥PB.
∵△PAB 与△PAD 均是以A 为直角顶点的等腰直角三角形,∴PA⊥AD,P A⊥AB.
又∵AD∩AB=A,AD⊂平面ABCD,AB⊂平面ABCD,
∴PA⊥平面ABCD.
∵BC⊂平面ABCD,
∴PA⊥BC.
∵四边形ABCD 是正方形,
∴BC⊥AB.
又∵PA∩AB=A,P A⊂平面PAB,AB⊂平面PAB,
∴BC⊥平面PAB.
∵AF⊂平面P AB,∴BC⊥AF
.
3 分
∵PB∩BC=B,PB⊂平面PBC,BC⊂平面PBC,∴AF⊥平面PBC.
∵EF⊂平面PBC,∴AF⊥EF
.
5 分
(2)以A 为坐标原点,分别以AD,AB,AP 所在直线为x 轴、y 轴、z 轴建立空间直角
坐
标系A •xyz.
设PA=1,则P(0,0,1),B(0,1,0),C(1,1,0),D(1,0,0),
→→
∴PB=(0,1,-1),BC=(1,0,0).
设平面PBC 的法向量为m =(x,y,z),
→
m·PB=0,由
→
y-z=
0,得
x=0,
令y=1,得z=1,
m·BC=0,
∴m =(0,1,1)为平面PBC
的一个法向量.
7 分
∵PA⊥平面ABCD,PA⊂平面PAC,
∴平面PAC⊥平面ABCD.
连接BD,则BD⊥AC.
∵平面PAC∩平面ABCD=AC,BD⊂平面ABCD,
∴BD⊥平面PAC,
∴平面PAC 的一个法向量为BD=(1,-1,0)
.
9 分设二面角A •PC •B 的平面角为θ,
→
→ m·BD
1
11 分则cos θ=|cos〈m ,BD〉
|=→
=
2
∴sin θ=1-cos2θ=
3
→
,
,
|m ||BD|
2
∴二面角 A • PC •B 的平面角的正弦值为 3
. 12 分
2
19.有一批货物需要用汽车从生产商所在城市甲运至销售商所在城市乙,已知从城市甲到城 市乙只有两条公路,且通过这两条公路所用的时间互不影响.据调查统计,通过这两条公路 从城市甲到城市乙的 200 辆汽车所用时间的频数分布表如下:
假设汽车 A 12 天出发(将频率视为概率).
(1)为了尽最大可能在各自允许的时间内将货物运往城市乙,估计汽车 A 和汽车 B 应如 何选择各自的路径?
(2)若通过公路 1、公路 2 的“一次性费用”分别为 3.2 万元、1.6 万元(其他费用忽略 不计),此项费用由生产商承担.若生产商恰能在约定日期当天将货物送到,则销售商一次 性支付给生产商 40 万元;若在约定日期前送到,每提前一天销售商将多支付给生产商 2 万 元;若在约定日期后送到,每迟到一天生产商将支付给销售商 2 万元.如果汽车 A ,B 按(1) 中所选路径运输货物,试比较哪辆汽车为生产商获得的毛利润更大.
解:(1)频率分布表如下:
设 A 1,A 2 设
B 1,B 2 分别表示汽车 B 在约定日期前 12 天出发选择公路 1,2 将货物运往城市
乙. 则 P(A 1)=0.2+0.4=0.6,P(A 2)=0.1+0.4=0.5,
2 分
P(B 1)=0.2+0.4+0.2=0.8,P(B 2)=0.1+0.4+0.4=0.9.
4 分
故汽车 A 选择公路 1,汽车 B 选择公路 2.
6 分
(2)设 X 表示汽车 A 选择公路 1 时,销售商付给生产商的费用,则 X 的所有可能取值有
42,40,38,36,则 X 的分布列如下:
∴E(X )=42×0.2∴汽车 A 选择公路 1 的毛利润是 39.2-3.2=36(万元).
9 分
设 Y 表示汽车 B 选择公路 2 时,销售商付给生产商的费用,则 Y 的所有可能取值有 44, 42,40,38,则 Y 的分布列如下:
∴E(Y )=44×0.1∴汽车 B 选择公路 2 的毛利润是 41-1.6=39.4(万元). ∵36<39.4,
∴汽车B 为生产商获得的毛利润更大.12 分
x2y2
20.(本小题12 分)在直角坐标系xOy,椭圆C1:+=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1,
a2 b2
2 5
F2,其中F2 也是抛物线C2:y =4x 的焦点,点M 为C1 与C2 在第一象限的交点,且|MF2|= .
3
(1)求椭圆C1 的方程;
(2)若过点D(4,0)的直线l 与C1 交于不同的两点A,B,且A 在DB 之间,试求△AOD 与△BOD面积比值的取值范围.
解:(1)依题意知F2(1,0),设M(x1,y1).
5 2
由抛物线定义得|MF2|=1+x1=,即x1= .
3
2
3
将x1=代入抛物线方程得y1 2 分
3 3
2 2 62
2
3 3
由
a2
+
b2
=1 及a -b =1,解得a =4,b =3.
x2y2
故椭圆C1 的方程为
4
+
3
=1. 5 分
x2 y2
(2)依题意知直线l 的斜率存在且不为0,设l 的方程为x=my+4,代人
4
+
3
=1,整理得(3m2+4)y2+24my+36=
0,由Δ >0,解得m2>4.
-24m
y1+y2=,①
设A(x1,y1),B(x2,y2),则
3m2+4
36
7 分
y1·y2=,②
3m2+4
S△AOD
1
·|y |
2 y1
令λ
=
,则λ==
1
·|y |
,且0<λ<1.
2
S△BOD 2
-24m
(λ+1)y2=
3m
2
+4
将y1=λy2 代入①②得
36
9 分
λy2=
2
3m2+4
(λ+1)2
消去y2 得
16m24(λ+1)2
m2=.
λ
(λ+
1)2
3m2+410λ-3λ2-3
由m2>4 得,∴λ≠1且3λ2-10λ+3<0,
10λ-3λ
2
-3
2 2 2 2
1
2
y
,
1
解得 <λ <1 或 1<λ <3.
3
1
1
又∵0<λ <1,∴ <λ <1 故△AOD 与△BOD 面积比值的取值范围为
,1 . 3
12 分
3
x 2
21.(本小题 12 分)设函数 f(x)=2 -a ln x(a ≠0).
(1)讨论 f(x)的单调性和极值; (2)证明:当 a>0 时,若 f(x)存在零点,则 f(x)
在区间(1, e ]上仅有一个零点.
解:(1)f(x)的定义域为(0,+∞),f ′(x)=x a =
x x 2-a
x ①当 a<0 时,f ′(x)>0,f(x)在(0,+∞)上单调递增,无极值.
3
分
②当 a>0 时,由 f ′(x)=0,解得 x = a. f(x)与 f ′(x)在区间(0,+∞)上的情况如
的单调递减区间是,+∞)a ( 1- ln a )
6且 f(x)在 x = a 处取得极小值 f( a)= 2 . 分
(2)证明:由(1)知,f(x)在区间(0,+∞)上的最小值为 f( a)=
a (1-ln
a )
a (1-ln a )
2 因为 f(x)存在零点,所以 0,从而 a ≥e . 2
当 a =e 时,f(x)在区间(1, e )上单调递减,且 f( e )=0,
所以 x = e 是 f(x)在区间(1, e ]上的唯一零点.
9 分
1
e -a 当 a>e 时,f(x)在区间(0, a)上单调递减,且 f(1)= >0,f( e )=
2 2
<0, 所以 f(x)在区间(1, e ]上仅有一个零点. 综上可知 ,当 a>0 时 , 若 f(x) 存 在零 点 , 则 f(x) 在区间(1 , e ] 上 仅有 一 个 零
点.
12 分
请考生在第 22,23 题中任选一题作答,如果多做,则按所做的第一题计分,作答时用 2B 铅笔在答题卡上把所选题目的题号涂黑.把答案写在答题卡上
x = 3cos θ ,
22.(本小题 10 分)在直角坐标系 xOy 中,曲线 C 的参数方程为 y =sin θ 参
数).
- 1 分
以原点O 为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,直线l 的极坐标方程为π(θ为
ρsinθ
+
= 2. 4
(1)写出曲线C 的普通方程和直线l 的直角坐标方程;
(2)设点Q 是曲线C 上的一个动点,求它到直线l 的距离的最大值.
x
= 3cos θ , 解:(1)由 y =sin θ , x 2 得 y 2
=1,
3
x
2
∴曲线 C 的普通方程为 +y 2=1.
3 θ +
π = 2,得ρ sin θ cos π +cos θ sin π
= 2,
由ρ sin 4 4 4
化简得ρ sin θ +ρ cos θ =2,
∴x+y =2, ∴直线 l 的直角坐标方程为 x +y =2.
5 分
(2)∵点 Q 是曲线 C 上的一个动点,∴可设点 Q 的坐标为( | 3cos θ +sin θ -2|
3cos θ ,sin θ ).
故点 Q 到直线 l 的距离 d = =
2 π
2cos θ - -2 6
,
2 π 4 当 cos θ
-
=-1 时,d = 6 max
=2 2,
2 ∴点 Q 到直线 l 的距离的最大值为 2 2. 10 分
23(本小题 10 分)设 f(x)=|2x -1|+|1-x|
(1)解不等式 f(x)≥x+4; (2)若对任意的 x ∈R ,不等式 f(x)≥(m 2-3m +3)·|x|恒成立,求实数 m 的取值范围
3x -2,x ≥1,
1
解:(1)由已知得 f(x)=|2x -1|+|1-x|=
x , <x<1,
2 1 2-3x ,x ≤2
1 ∴①当 x ≥1 时,由 f(x)≥x +4 得 3x -2≥x +4,解得 x ≥3,∴x ≥3;②当2
x <1 时, 1 由 f(x)≥x +4 得 x ≥x +4,该不等式无解;③当 x ≤2
f(x )≥x +4 得 2-3x ≥x +4, 1 1 解得 x ≤- x ≤- . 2 2
1
故不等式 f(x )≥x +4 的解集为(-∞,- ]∪[3,+∞). 5 分
2
(2)当 x =0 时,2≥0 恒成立,m ∈R ;
|2x - 1|+ |1- x | 2
当 x ≠0 时,由题意得 |x|
≥m -3m +3,
|2x -1|+|1-x| |2x -1+1-x| |x| 1,
∵ |x| ≥ |x| =|x|
∴m 2-3m +3≤1,解得 1≤m ≤2.
10 分。