北京市第八十中学高三数学下学期开学(零模)检测考试试卷 理(含解析)
高三下学期开学(零模)检测考试物理试卷(附答案)
北京市第八十中学2016届高三下学期开学(零模)检测考试物理试卷第一部分 (选择题 共120分)本部分共20小题,每小题6分,共120分.在每小题列出的四个选项中,选出最符合题目要求的一项14.一列沿x 轴正方向传播的简谐机械横波,波速为4m/s .某时刻波形如图所示,下列说法正确的是A .这列波的振幅为4cmB .这列波的周期为8sC .此时x =4m 处质点沿y 轴负方向运动D .此时x =4m 处质点的加速度为015. 在匀强磁场中,一矩形金属线框绕与磁感线垂直的轴匀速转动,如图1所示.产生的感应电动势如图2所示,则A .t =0.015s 时线框的磁通量变化率为零B .t =0.01s 时线框平面与中性面重合C .线框产生的交变电动势有效值为311VD .线框产生的交变电动势频率为100Hz16.GPS 导航系统可以为陆、海、空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务,它是由周期约为12小时的卫星群组成。
则GPS 导航卫星与地球同步卫星相比 A .地球同步卫星的角速度大 B .地球同步卫星的轨道半径小 C .GPS 导航卫星的线速度大D .GPS 导航卫星的向心加速度小17.如图,质量m A >m B 的两物体A 、B 叠放在一起,靠着竖直墙面.让它们由静止释放,在沿粗糙墙面下落过程中,物体B 的受力示意图是18.如图,在水平光滑桌面上,两相同的矩形刚性小线圈分别叠放在固定的绝缘矩形金属框x /mA B CDB gB g NB gB g N右B 图1图2的左右两边上,且每个小线圈都各有一半面积在金属框内,在金属框接通逆时针方向电流的瞬间A .两小线圈会有相互靠拢的趋势B .两小线圈会有相互远离的趋势C .两小线圈中感应电流都沿逆时针方向D .左边小线圈中感应电流沿顺时针方向,右边小线圈中感应电流沿逆时针方向 19.在实验操作前应该对实验进行适当的分析.研究平抛运动的实验装置示意如图.小球每次都从斜槽的同一位置无初速度释放,并从斜槽末端水平飞出.改变水平板的高度,就改变了小球在板上落点的位置,从而可描绘出小球的运动轨迹.某同学设想小球先后三次做平抛,将水平板依次放在如图1、2、3的位置,且1与2的间距等于2与3的间距.若三次实验中,小球从抛出点到落点的水平位移依次为x 1、x 2、x 3,机械能的变化量依次为ΔE 1、ΔE 2、ΔE 3,忽略空气阻力的影响,下面分析正确的是 A .x 2-x 1=x 3-x 2,ΔE 1=ΔE 2=ΔE 3 B .x 2-x 1>x 3-x 2,ΔE 1=ΔE 2=ΔE 3 C .x 2-x 1>x 3-x 2,ΔE 1<ΔE 2<ΔE 3D .x 2-x 1<x 3-x 2,ΔE 1<ΔE 2<ΔE 320.如图所示,xOy 平面是无穷大导体的表面,该导体充满z <0的空间,z >0的空间为真空.将电荷为q 的点电荷置于z 轴上z =h 处,则在xOy 平面上会产生感应电荷.空间任意一点处的电场皆是由点电荷q 和导体表面上的感应电荷共同激发的.已知静电平衡时导体内部场强处处为零,则在z 轴上z=h /2处的场强大小为(k 为静电力常量)A .24q k hB .249q k hC .2329q k hD .2409q k h 第二部分 (非选择题 共180分)本部分共11小题,共180分. 21.(18分)在“测定金属的电阻率”实验中,所用测量仪器均已校准.待测金属丝接入电路部分的长度约为50cm .(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,其中某一次测量结果如图1所示,其读数应为___________mm(该值接近多次测量的平均1图1值).(2)用伏安法测金属丝的电阻R x .实验所用器材为:电池组(电动势为3V ,内阻约1Ω)、电流表(内阻约0.1Ω)、电压表(内阻约3kΩ)、滑动变阻器R (0~20Ω,额定电流2A)、开关、导线若干.某小组同学利用以上器材正确连接好电路,进行实验测量,记录数据如下:由以上数据可知,他们测量R x 是采用图2中的_________图(选填“甲”或“乙”) .(3)图3是测量R x 的实验器材实物图,图中已连接了部分导线,滑动变阻器的滑片P 置于变阻器的一端.请根据图(2)所选的电路图,补充完成图3中实物间的连线,并使闭合开关的瞬间,电压表或电流表不至于被烧坏.(4)这个小组的同学在坐标纸上建立U 、I 坐标系,如图4所示,图中已标出了测量数据对应的4个坐标点.请在图4中标出第2、4、6次测量数据坐标点,并描绘出U ─I 图线.由图线得到金属丝的阻值R x =___________Ω(保留两位有效数字) .(5)根据以上数据可以估算出金属丝的电阻率约为___________(填选项前的符号) . A .1×10-2Ω⋅m B .1×10-3Ω⋅m C .1×10-6Ω⋅m D .1×10-8Ω⋅m(6)任何实验测量都存在误差.本实验所用测量仪器均已校准,下列关于误差的说法中正确的选项是___________(有多个正确选项) .A .用螺旋测微器测量金属丝直径时,由于读数引起的误差属于系统误差B .由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差图4图3图2乙甲4C .若将电流表和电压表内阻计算在内,可以消除由测量仪表引起的系统误差D .用U ─I 图像处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差22.(16分)如图所示,质量为m 的小物块在粗糙水平桌面上做直线运动,经距离l 后以速度v 飞离桌面,最终落在水平地面上.已知l =1.4m ,v =3.0 m/s ,m =0.10kg ,物块与桌面间的动摩擦因数μ=0.25,桌面高h =0.45m ,不计空气阻力,重力加速度g 取10m/s 2.求: (1)小物块落地点距飞出点的水平距离s ; (2)小物块落地时的动能E k ; (3)小物块的初速度大小v 0.23.(18分) 低空跳伞是一种极限运动,一般在高楼、悬崖、高塔等固定物上起跳.人在空中降落过程中所受空气阻力随下落速度的增大而增大,而且速度越大空气阻力增大得越快.因低空跳伞下落的高度有限,导致在空中调整姿态、打开伞包的时间较短,所以其危险性比高空跳伞还要高.一名质量为70kg 的跳伞运动员背有质量为10kg 的伞包从某高层建筑顶层跳下,且一直沿竖直方向下落,其整个运动过程的v -t 图象如图所示.已知2.0s 末的速度为18m/s ,10s 末拉开绳索开启降落伞,16.2s 时安全落地,并稳稳地站立在地面上.g 取10m/s 2,请根据此图象估算:(1)起跳后2s 内运动员(包括其随身携带的全部装备)所受平均阻力的大小;(2)运动员从脚触地到最后速度减为零的过程中,若不计伞的质量及此过程中的空气阻力,则运动员所需承受地面的平均冲击力多大;(3)开伞前空气阻力对跳伞运动员(包括其随身携带的全部装备)所做的功(结果保留三位有效数字).v 0v24.(20分) 如图所示,匀强磁场的磁感应强度为B ,方向垂直纸面向里,MN 为其左边界.磁场中放置一半径为R 的圆柱形金属圆筒,圆心O 到MN 的距离OO 1=2R ,金属圆筒轴线与磁场平行.金属圆筒用导线通过一个电阻r 0接地,最初金属圆筒不带电.现有一电子枪对准金属圆桶中心O 射出电子束,电子束从静止开始经过加速电场后垂直于左边界MN 向右射入磁场区,已知电子质量为m ,电量为e .电子重力忽略不计.求: (1)最初金属圆筒不带电时,则a .当加速电压为U 时,电子进入磁场时的速度大小;b .加速电压满足什么条件时,电子能够打到圆筒上;(2)若电子束以初速度v 0进入磁场,电子都能打到金属圆筒上(不会引起金属圆筒内原子能级跃迁),则当金属圆筒上电量达到相对稳定时,测量得到通过电阻r 0的电流恒为I ,忽略运动电子间的相互作用和金属筒的电阻,求此时金属圆筒的电势φ和金属圆筒的发热功率P .(取大地电势为零)2016届高三理科综合训练一(2016.2.24)第一部分 (选择题 共120分)本部分共20小题,每小题6分,共120分.在每小题列出的四个选项中,选出最符合题目要求的一项1.C 2.D 3.D 4.B 5.C 6.D 7.C 8. A 9.D 10.B 11.C 12.C 13.A 14.D 15.B 16.C 17.A 18.B 19.B 20.D第二部分 (非选择题 共180分)本部分共11小题,共180分. 21.(18分,每问3分)(1)(0.395~0.399) (2)甲 (3)如答图3M答图4答案图3(4)如答图3 (4.3~4.7) (5)C (6)CD22.(16分) 答案:(1)s =0.90 m ;(2)E k =0.90 J ;(3)v 0=4.0 m/s (1)由平抛运动规律,有:竖直方向221gt h = 2分水平方向s =vt2分 得水平距离v ghs 2==0.5m1分(2)由机械能守恒定律,动能 E k =21mv 2+mgh 3分=0.90 J2分(3)由动能定理,有-μmgl =21mv 2-21mv 02 4分 得初速度大小v 0=22v gl +μ=4.0 m/s2分23.(18分,每问6分)(1)由v -t 图可知,起跳后前2s 内运动员的运动近似是匀加速直线运动,其加速度为11v a t == 9.0 m/s 2……………2分设运动员所受平均阻力为f ,根据牛顿第二定律有 m 总g – f = m 总a……………2分 解得 f =m 总(g –a )=80N……………2分(2)由v -t 图可知,运动员脚触地时的速度v 2 = 5.0m/s ,经时间t 2 = 0.2s 速度减为零, 设此过程中运动员所受平均冲击力大小为F ,根据动量定理有22()0mg F t mv -=-……………4分解得 F = 2450N……………2分(3)由v -t 图可知,10s 末开伞时的速度v =40m/s ,开伞前10s 内运动员下落的高度约为1818323840223522402296222h ++=⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=m …2分 (说明:得出280m ~320m 均可得分.)设前10s 内空气阻力对运动员所做功为W ,根据动能定理有212m gh W m v +=总总……………2分 解得 W = -1.73×105J……………2分说明:此步得出-1.60×105J ~-1.92×105J 均可得分,若没有写“-”扣1分.24.(20分)(1)a .设电子经过电场加速后的速度为v 1 由动能定理2121mv eU =……………………………………2分得meUv 21=……………………………………2分b .令电子恰好打在圆筒上时,加速电压为U 0,设电子进入磁场时速度为v 2,轨道半径为r ,做出电子的轨迹如图所示,O 2为轨道的圆心。
2024届新高三开学摸底考数学试卷(北京专用)(附答案)
2024届新高三开学摸底考试卷(北京专用)数 学(考试时间:120分钟 试卷满分:150分)注意事项:1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。
如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。
回答非选择题时,将答案写在答题卡上。
写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
第一部分(选择题 共40分)一、选择题共10小题,每小题4分,共40分,在每小题列出的四个选项中,选出符合题目要求的一项.1.若()i i 47i z +=-,则复数z 的虚部为( ) A .-5B .5C .7D .-72.已知集合{}|240A x x =-<,{}|lg 1B x x =<,则A B = ( ) A .{}|2x x < B .{}|10x x <C .{}|02x x <<D .{|0x x <或}2x >3.设5250125(21)x a a x a x a x -=++++ ,则125a a a +++= ( ) A . 2-B . 1-C .1D .24.设α,β为两个不同的平面,则α∥β的一个充分条件是( ) A .α内有无数条直线与β平行 B .α,β垂直于同一个平面 C .α,β平行于同一条直线D .α,β垂直于同一条直线5.已知双曲线22:142x y Γ-=的左右焦点分别为12,F F ,过1F 的直线分别交双曲线Γ的左右两支于,A B 两点,且22F AB F BA ∠∠=,则2BF =( )A 4+B .4C .D 6.记n S 为数列{}n a 的前n 项和,设甲:{}n a 为等差数列;乙:{}nS n为等差数列,则( ) A .甲是乙的充分条件但不是必要条件 B .甲是乙的必要条件但不是充分条件 C .甲是乙的充要条件D .甲既不是乙的充分条件也不是乙的必要条件7.已知函数,1,()πsin ,1,2x x f x x x ⎧≤⎪=⎨>⎪⎩则下列结论正确的是( ).A .0x ∃∈R ,00()()f x f x -≠-B .x ∀∈R ,()()f x f x -≠C .函数()f x 在ππ,22⎡⎤-⎢⎥⎣⎦上单调递增D .函数()f x 的值域是[1,1]-8.在平面直角坐标系中,O 为坐标原点,已知圆O 的半径为3,直线1l ,2l互相垂直,垂足为M ,且1l 与圆O 相交于A ,C 两点,2l 与圆O 相交于B ,D 两点,则四边形ABCD 的面积的最大值为( ) A .10B .12C .13D .159.已知函数()sin()f x x ωϕ=+在区间π2π,63⎛⎫ ⎪⎝⎭单调递增,直线π6x =和2π3x =为函数()y f x =的图像的两条对称轴,则5π12f ⎛⎫-= ⎪⎝⎭( )A. B .12-C .12D10.随着科技的不断发展,人民消费水平的提升,手机购物逐渐成为消费的主流,当我们打开购物平台时,会发现其首页上经常出现我们喜欢的商品,这是电商平台推送的结果.假设电商平台第一次给某人推送某商品,此人购买此商品的概率为211,从第二次推送起,若前一次不购买此商品,则此次购买的概率为14;若前一次购买了此商品,则此次仍购买的概率为13.记第n 次推送时不购买此商品的概率为n P ,当2n ≥时,n P M ≤恒成立,则M 的最小值为( ) A .97132B .93132C .97120D .73120第二部分(非选择题 共110分)二、填空题共5小题,每小题5分,共25分.11.已知点(A 在抛物线C :22y px =上,则A 到C 的准线的距离为______.12.如图,,BC DE 是半径为3的圆O 的两条直径,2BF FO = ,则FD FE ⋅=__________.13.农业技术员进行某种作物的种植密度试验,把一块试验田划分为8块面积相等的区域(除了种植密度,其它影响作物生长的因素都保持一致),种植密度和单株产量统计如下:根据上表所提供信息,第________号区域的总产量最大.14.已知函数()()ln 0a f x x a x a =->,()e x g x x =-,若()2e x ∈1,时,()()f xg x ≤恒成立,则实数a 的取值范围是____.15.在数列{}n a 中各项均为正数,且211n n na a a ++-=(1,2,3,)n =?,给出下列四个结论: ①对任意的2n …,都有1n a >②数列{}n a 不可能为常数列③若102a <<,则数列{}n a 为递增数列④若12a >,则当2n …时,12n a a <<其中所有正确结论的序号是___________.三、解答题共6小题,共85分.解答应写出文字说明,演算步骤或证明过程.16.ABC 的内角,,A B C 的对边分别为,,a b c ,1sin 3B =,且______.在①2222a b c -+=,②1AB BC ⋅=-,这两个条件中任选一个,补充在横线中,并解答.注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分. (1)求ABC 的面积;(2)若sin sin 3A C =,求b .17.某中学为了解高二年级中华传统文化经典阅读的情况,从高二年级随机抽取10名学生进行了两轮测试,并把两轮测试成绩的平均分作为该名学生的考核成绩.记录的数据如下:1号 2号 3号 4号 5号 6号 7号 8号 9号 10号第一轮测试成绩 96898888929187909290第二轮测试成绩 90 90 91 88 88 87 96 92 89 92(1)从该校高二年级随机选取一名学生,试估计这名学生考核成绩大于90分的概率;(2)为进一步研究这10名同学的成绩,从考核成绩小于90分的学生中随机抽取两人,记这两人中两轮测试至少有一次大于90分的人数为X ,求X 的分布列与数学期望;(3)记抽取的10名学生第一轮测试的平均数和方差分别为211,x s ,考核成绩的平均数和方差分别为222,x s ,试比较1x 与221,x s 与22s 的大小.(只需写出结论)18.如图,在四棱锥P ABCD -中,PA ⊥平面ABCD ,AD CD ⊥,//AD BC ,2PA AD CD ===,3BC =.E为PD 的中点,点F 在PC 上,且12PF FC =.(1)求证:平面AEF ⊥平面PCD ;(2)求平面AEF 与平面AEP 所成角的余弦值;(3)若棱BP 上一点G ,满足2PG GB =,求点G 到平面AEF 的距离.19.已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b +=>>过点()2,1A --,长轴长为(1)求椭圆C 的方程及其焦距;(2)直线:l y kx m =+与椭圆C 交于不同的两点,M N ,直线,AM AN 分别与直线4x =-交于点,P Q ,O 为坐标原点且OP OQ =,求证:直线l 过定点,并求出定点坐标.20.已知函数()2e (1)axf x x =-.(1)若1a =,求()f x 在()()0,0f 处切线方程; (2)求()f x 的极大值与极小值;(3)证明:存在实数M ,当0a >时,函数()y f x M =-有三个零点.21.已知A 为有限个实数构成的非空集合,设{},i j i j A A a a a a A +=+∈,{},i j i j A A a a a a A -=-∈,记集合A A +和A A -其元素个数分别为A A +,A A -.设()n A A A A A =+--.例如当{}1,2A =时,{}2,3,4A A +=,{}1,0,1A A -=-,A A A A +=-,所以()0n A =.(1)若{}13,5A =,,求()n A 的值; (2)设A 是由3个正实数组成的集合且(){},0A A A A A '+=∅= ,证明:()()n A n A '-为定值; (3)若{}n a 是一个各项互不相同的无穷递增正整数数列,对任意*N n ∈,设{}12,,,n n A a a a =⋅⋅⋅,()n n b n A =.已知121,2a a ==,且对任意*N ,0n n b ∈≥,求数列{}n a 的通项公式.数学·答案及评分标准1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 A CDDCCDBDA11.94(5分) 12.8- (5分) 13.5(5分)14.(]0,e (5分) 15.①③④ 16.(1)若选①:因为2222a b c -+=,由余弦定理得222cos 2a c bB ac+-=,整理得cos 1ac B =,则cos 0B >,(3分)又1sin 3B =,则cos B ==1cos ac B ==(5分) 则1sin 2ABC S ac B ==;(6分) 若选②:因为10AB BC ⋅=-<,即cos 0AB BC ac B ⋅=-< ,则cos 0B>,(2分) 又1sin 3B =,则cos B == 又cos AB BC ac B ⋅=-,得1cos ac B ==(4分) 则1sin 2ABC S ac B ==;(6分) (2)由正弦定理得:sin sin sin b a cB AC ==,则229sin sin sin sin sin 4b a c ac B A C A C =⋅===,(10分) 则3sin 2b B =,31sin 22b B ==.(13分) 17.(1)这10名学生的考核成绩(单位:分)分别为: 93,89.5,89.5,88,90,89,91.5,91,90.5,91.其中大于90分的有1号、7号、8号、9号、10号,共5人, (2分)所以样本中学生考核成绩大于90分的频率是50.510=. 从该校高二年级随机选取一名学生,估计这名学生考核成绩大于90分的概率为0.5;(4分) (2)由题知,考核成绩小于90分的学生共4人,其中两轮测试至少有一次大于90分学生有2人. 所以X 可取0,1,2,则()022224C C 10C 6P X ===,()112224C C 21C 3P X ===,()202224C C 12C 6P X ===,(7分)所以X 的分布列为所以()210121636E X =⨯+⨯+⨯=;(9分)(3)由题可得()119689888892918790929090.310x =⨯+++++++++=, ()219389.589.588908991.59190.59190.310x =⨯+++++++++=, ()()()2222119690.38990.39090.3 6.2110s ⎡⎤=-+-++-=⎣⎦ (12分) ()()()2222219390.389.590.39190.3 1.8110s ⎡⎤=-+-++-=⎣⎦ , 所以12x x =;2212s s >.(13分)18.(1)如图,以D 为原点,分别以DA ,DC 为x 轴,y 轴,过D 作AP 平行线为z 轴,建立空间直角坐标系,则()0,0,0D ,()2,0,0A ,()0,2,0C ,()2,0,2P ,()1,0,1E ,()3,2,0B ,(1分) 所以()0,2,0DC = ,()2,2,2PC =-- ,因为12PF FC =,所以13PF PC = , 所以()()14242,2,22,0,2,,3333DF ⎛⎫=--+= ⎪⎝⎭ ,即424,,333F ⎛⎫⎪⎝⎭,所以224,,333AF ⎛⎫=- ⎪⎝⎭,()1,0,1AE =-,设平面AEF 的法向量为(),,n x y z = ,则22403330n AF x y z n AE x z ⎧⋅=-++=⎪⎨⎪⋅=-+=⎩,(3分) 令1x z ==,则1y =-,所以()1,1,1n =-,平面PCD 的法向量为(),,m a b c = ,则202220m DC b n PC a b c ⎧⋅==⎪⎨⋅=-+-=⎪⎩,(5分) 令1a =,则1c =-,所以()1,0,1m =- ,所以()()1101110n m ⋅=⨯+⨯-+⨯-= ,所以n m ⊥ ,所以平面AEF ⊥平面PCD . (6分)(2)易知平面AEP 的一个法向量()0,1,0u = ,设平面AEF 与平面AEP 所成角为θ,则cos n u n u θ⋅===⋅所以平面AEF 与平面AEP(9分) (3)因为棱BP 上一点G ,满足2PG GB =,所以23PG PB =,所以()()222420,0,21,2,2,,33333AG AP PG AP PB ⎛⎫=+=+=+-= ⎪⎝⎭ ,(12分) 所以点G 到平面AEF 的距离0n AG d n ⋅=== . (14分)19.(1)由题得222,411a a b ⎧=⎪⎨+=⎪⎩a b c ∴=== 所以椭圆C 的方程为22182x y +=,焦距为2c =.(5分)(2)如图,直线:l y kx m =+与椭圆方程22182x y +=联立,化简得222(41)8480k x kmx m +++-=, (7分)2212816320k m ∆=-+>,即22820k m -+>.设1(M x ,1)y ,2(N x ,2)y ,则122841km x x k -+=+,21224841m x x k -=+. 直线MA 的方程为1111(2)2y y x x ++=++,则112(1)(4,1)2y P x -+--+,(9分) 直线NA 的方程为2211(2)2y y x x ++=++,则222(1)(4,1)2y Q x -+--+,因为OP OQ =,所以112(1)12y x -+-++222(1)12y x -+-+=0,(11分) 所以121211122kx m kx m x x +++++=-++,所以1212(21)(23)()480k x x k m x x m +⋅++++++=,把韦达定理代入整理得(21)(4)0,21m k m k m k -+-=∴=-或4m k =,当21m k =-时,直线方程为21,1(2)y kx k y k x =+-∴+=+,过定点(2,1)--,(13分) 即点A ,不符合题意,所以舍去. 当4m k =时,直线方程为4y kx k =+,(4)y k x ∴=+过定点(4,0)-.所以直线l 经过定点. (15分)20.(1)当1a =时,()2e (1)xf x x =-,2()e (1)x f x x '=-,所以02(0)e (01)1k f '==-=-, (3分) 又02(0)e (01)1f =-=,所以切线方程为1(0)-=--y x ,即10x y +-=. (5分)(2)()2)e (1)2(1e (1)(2)e ax ax axx x x x a f x a a '=--+-=-+,当0a =时,()2(1)0f x x '=-=,解得1x =,故1x <时,()0f x '<,()f x 单调递减;1x >时,()0f x '>,()f x 单调递增, (6分) 故1x =时,()f x 的极小值为(1)0f =,无极大值; 当0a >时,令()0f x '=,解得11x =,221x a=-, 故当21x a<-或1x >时,()0f x '>,()f x 单调递增, (7分) 当211x a-<<时,()0f x '<,()f x 单调递减,故()f x 的极大值为2222224e (1)e a a f a a a --⎛⎫-== ⎪⎝⎭,极小值为(1)0f =; 当a<0时,令()0f x '=,解得11x =,221x a=-, 故当1x <或21x a>-时,()0f x '<,()f x 单调递减, 当211x a<<-时,()0f x '>,()f x 单调递增, 故()f x 的极大值为2222224e (1)e a a f a a a --⎛⎫-== ⎪⎝⎭,极小值为(1)0f =; (10分)综上,当0a =时,()f x 的极小值为(1)0f =,无极大值;当0a ≠时,()f x 的极大值为2224e(1a f a a--=,极小值为(1)0f =. (11分)(3)当0a >时,由(2)知,()f x 在2(,1a -∞-和(1,)+∞上单调递增,在2(1,1)a-上单调递减,且1x <时,()210e ()ax f x x =->恒成立, (12分)x →+∞时,()2e (1)ax f x x =-→+∞,又()f x 的极大值为2224e(1a f a a--=,极小值为(1)0f =,所以存在实数224e 0a M a -<<时,函数()y f x M =-有三个零点. (15分)21.(1)当{}13,5A =,时,{}2,4,6,8,10A A +=,{}4,2,0,2,4A A --=-, A A A A +=-,所以()0n A =, (2分)(2)设{},,A a b c =,其中0a b c <<<, 则{}{}00,,A A a b c '== ,,()()()n A n A A A A A A A A A ''''-=+--+-'-- ()()A A A A A A A A ''''=+-+---- (4分)因0222a a a b b b c c <<<+<<+<, {}{}2,2,2,,a b c a b b c a c A A +=+++U ,因()A A A +=∅ ,所以2b a ≠,2c b ≠,2c a ≠,c a b ≠+,又{}{}{},0,,2,2,2,,A A b c a a b c a b b c a c ''+=+++ , 0a c +≠,a c a +≠,所以4A A A A ''+-+=, (6分)因0c b a a b c -<-<-<<<<,0a c a b b a c a -<-<<-<-,0b c c b -<<-, {}{}0,,,,,A A a b a c b a c a b c c b -=------ ,{}{}{},,,0,,,,,,,A A a b a b c c a b a c b a c a b c c b ''-=---------因2b a ≠,2c b ≠,2c a ≠,c a b ≠+,所以a b a ≠-,a c a ≠-,b c b ≠-,a c b ≠-,0b c -≠,0b c -≠,b c c -≠,b c c -≠- 所以6A A A A ''---=()()2n A n A -'=-所以()()n A n A '-为定值. (8分)(3){}331,2,A a =()*3N a ∈,若*334,N a a ≥∈,则3334122a a a <+<+<,3333121121a a a a -<-<-<<-<-,故{}333331,2,2,2,3,4A a a a A +++=,{}3333331,02,2,11,,1,A a A a a a -=-----,此时()3333331b n A A A A A ==+--=-,不符合题意, (10分) 故33a =,猜想n a n =,下面给予证明,当3n ≤时,显然成立,假设当n k ≤,*N k ∈时,都有k a k =成立,即{}1,2,3,,k A k =⋅⋅⋅,此时{}2,3,4,,2k k A A k =⋅⋅⋅+,{}1,2,3,,0,1,2,,1k k A A k k k k =---⋅⋅-⋅- , 故22121k k A k A k +=-+=-,()11121k k A A k k k =----+=-,()0k k b n A ==,符合题意, (12分){}111,2,,,k k A k a ++=⋅⋅⋅,*1N k a +∈则{}{}111112,3,4,,22,3,,k k k k k A A k a a k a +++++=⋅⋅⋅++++ ,{}{}111111,2,3,,0,1,2,,11,2,,0,1,,1k k k k k A A k k k k a a a +++++=---⋅⋅⋅----- , 若12k a k +≥+,{}{}1112,3,4,,22,3,,k k k k a a k a +++⋅⋅⋅+++ 的元素个数小于{}{}1111,2,3,,0,1,2,,11,2,,0,1,,1k k k k k k k a a a +++---⋅⋅⋅---- 的元素个数则有()()1111110k k k k k k k k k k k b n A A A A A A A A A n A ++++++==+--<+--==, 不符合题意,故11k a k +=+, (14分) 综上,对于任意的*N n ∈,都有n a n = 故数列{}n a 的通项公式n a n =. (15分)。
北京第80中学高三数学理下学期期末试卷含解析
北京第80中学高三数学理下学期期末试卷含解析一、选择题:本大题共10小题,每小题5分,共50分。
在每小题给出的四个选项中,只有是一个符合题目要求的1. 设f(x)为定义在R上的奇函数,当x≥0时,f(x)=2x+2x+b(b为常数),则f(-1)=()A.3 B.1C.-1 D.-3参考答案:D2. 已知双曲线,两渐近线的夹角为,则双曲线的离心率为()A. B. C.D.或参考答案:A3. 已知复数z满足为虚数单位),则复数所对应的点所在象限为()A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限参考答案:A4. 已知O为坐标原点,A,B两点的坐标均满足不等式组,则的最大值等于(A)(B)(C)(D)参考答案:B5. 已知等比数列的前n项和为,则x的值为( )A.B.C.D.参考答案:答案:C6. 设{a n}为公比为q>1的等比数列,若a2010和a2011是方程4x2﹣8x+3=0的两根,则a2012+a2013=()A.18 B.10 C.25 D.9参考答案:A【考点】等比数列的性质.【分析】根据{a n}为公比q>1的等比数列,若a2010和a2011是方程4x2﹣8x+3=0的两根,可得a2010=,a2011=,从而可确定公比q,进而可得a2012+a2013的值.【解答】解:∵{a n}为公比q>1的等比数列,a2010和a2011是方程4x2﹣8x+3=0的两根,∴a2010=,a2011=∴q=3∴a2012+a2013==18故选:A.7. 已知平面和共面的两条不同的直线,下列命题是真命题的是()A.若与所成的角相等,则B.若,,则C. 若,,则D.若,,则参考答案:D8. 钱大姐常说“好货不便宜”,她这句话的意思是:“好货”是“不便宜”的()A.充分条件B.必要条件C.充分必要条件D.既非充分又非必要条件参考答案:A【考点】必要条件、充分条件与充要条件的判断.【专题】压轴题;规律型.【分析】“好货不便宜”,其条件是:此货是好货,结论是此货不便宜,根据充要条件的定义进行判断即可,【解答】解:若p?q为真命题,则命题p是命题q的充分条件;“好货不便宜”,其条件是:此货是好货,结论是此货不便宜,由条件?结论.故“好货”是“不便宜”的充分条件.故选A【点评】本题考查了必要条件、充分条件与充要条件的判断,属于基础题.9. 当时,下列大小关系正确的是 ( )A. B. C. D.参考答案:B10. 已知平面直角坐标系xOy上的区域D由不等式组给定.若M(x,y)为D上的动点,点A的坐标为(,1),则z=·的最大值为A.4 B.3 C.4 D.3参考答案:C二、填空题:本大题共7小题,每小题4分,共28分11. 设实数x,y满足,若目标函数 (m>0,n>0)的最大值为10,则的最小值为参考答案:412. i为虚数单位,设复数z满足,则z的虚部是参考答案:;13. 已知为锐角,,.则,.参考答案:14. 已知α,β是两个不同的平面,m,n是两条不同的直线,则下列五个命题:①如果m⊥α,n∥β,α∥β,那么m⊥n;②如果m∥α,n∥β,m⊥n,那么α∥β;③如果m⊥α,n⊥β,m⊥n,那么α⊥β;④如果m⊥α,n∥β,m⊥n,那么α∥β;⑤如果m∥α,m∥β,α∩β=n,那么m∥n.其中正确的命题有.(填写所有正确命题的编号)参考答案:①③⑤【考点】空间中直线与平面之间的位置关系.【分析】在①中,得到m⊥β,从而m⊥n;在②中,α与β平行或相交;在③中,由面面垂直的判定定理得α⊥β;在④中,α与β平行或相交;在⑤中,由线面平行的性质定理得m∥n. 【解答】解:由α,β是两个不同的平面,m ,n 是两条不同的直线,知: 在①中,若m⊥α,α∥β,则m⊥β, 又因为n∥β,则m⊥n,故①正确;在②中,如果m ∥α,n∥β,m⊥n,那么α与β平行或相交,故②错误;在③中,如果m⊥α,n⊥β,m⊥n,则由面面垂直的判定定理得α⊥β,故③正确; 在④中,如果m⊥α,n∥β,m⊥n,那么α与β平行或相交,故④错误;在⑤中,如果m∥α,m∥β,α∩β=n ,那么由线面平行的性质定理得m∥n,故⑤正确. 故答案为:①③⑤.【点评】本题命题真假的判断,是中档题,解题时要认真审题,注意空间中线线、线面、面面间的位置关系的合理运用.15. 用min{a ,b}表示a ,b 两个数中的较小的数,设f (x )=min{,},那么由函数y =f (x )的图象、x 轴、直线x =和直线x =4所围成的封闭图形的面积为_____________.参考答案:略 16. 如图,是圆的切线,切点为点,直线与圆交于、两点,的角平分线交弦、于、两点,已知,,则的值为 .参考答案:17. 函数的定义域为__________.参考答案:略三、解答题:本大题共5小题,共72分。
2020届北京市第八十中学高三下学期开学测试数学试题(解析版)
2020届北京市第八十中学高三下学期开学测试数学试题一、单选题1.设全集U R =,集合{}|02x x A =<≤,{}|1x x B =<,则集合()U C A B ⋃=( ) A .(],2-∞ B .(],1-∞ C .()2,+∞ D .[)2,+∞ 【答案】C【解析】试题分析:∵集合{}|02x x A =<≤,{}|1x x B =<,∴(,2]A B ⋃=-∞,∴()(2,)U C A B ⋃=+∞. 【考点】集合的并集补集运算. 2.若312z i=+(i 表示虚数单位),则复数z 在复平面内对应的点位于( ) A .第一象限 B .第二象限C .第三象限D .第四象限【答案】D【解析】按照复数的运算法则,先将312z i=+化为z a bi =+形式,再按照复数的几何意义,即可求解. 【详解】()()()31233636121212555i i z i i i i --====-++-Q ∴复数z 对应的点在第四象限.故选:D 【点睛】本题考查复数的运算及复数的几何意义,属于基础题.3.点(2,0)-关于直线10x y -+=对称的点的坐标为( ) A .(2,0) B .(0,2)C .(1,1)D .(1,1)--【答案】D【解析】点(2,0)-关于直线10x y -+=对称的点设为(,)m n ,由中点坐标公式和两直线垂直的条件:斜率之积为1-,解方程即可得到所求对称点坐标. 【详解】设点(2,0)-关于直线10x y -+=对称的点坐标为(,)m n ,可得01221022nmm n-⎧=-⎪⎪+⎨-+⎪-+=⎪⎩11mn=-⎧⇒⎨=-⎩故选:D【点睛】本题考查点关于直线的对称点问题,考查中点坐标公式和两直线垂直的条件,考查运算能力,属于基础题.4.某四棱锥的三视图如图所示,则该四棱锥的侧面积是()A.27 B.30 C.32 D.36【答案】A【解析】试题分析:由三视图可知几何体为四棱锥,作出直观图如图所示,其中底面ABCD是边长为3的正方形,DA⊥平面PAB AP⊥,平面4ABCD AP CD=∴⊥,,平面5PAD PB PD==,,∴11115662222 ADP ABP CDPS AD AP S AB AP S CD PD=⋅==⋅==⋅= V V V,,,11522CBPS BC BP=⋅=V.∴四棱锥的侧面积1515662722S=+++=.【考点】由三视图求面积、体积.5.已知向量ar与br的夹角为30°,且||3a=r||2b=r,则||a b-rr等于()A .1BC .13D 【答案】A【解析】根据向量的模与其数量积的关系,结合已知由||a b -=r r可求解. 【详解】由题意:||a b -=r r=1= 故选:A 【点睛】本题考查向量的模、向量的数量积的知识,考查求解运算能力,属于基础题.6.设0.10.134,log 0.1,0.5a b c ===,则 ( )A .a b c >>B .b a c >>C .a c b >>D .b c a >>【答案】C【解析】试题分析:0.10.1341,log 0.10,00.51a b c =>=<<=<,a c b ∴>>,故选C 。
2015-2016学年北京八十中高三(下)开学数学试卷(理科)(解析版)
2015-2016学年北京八十中高三(下)开学数学试卷(理科)一、选择题:本大题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,选出符合题目要求的一项.1.(5分)已知集合A={x||x+1|<1},B={x|()x﹣2≥0},则A∩∁R B=()A.(﹣2,﹣1)B.(﹣2,﹣1]C.(﹣1,0)D.[﹣1,0)2.(5分)下列函数中,既是奇函数又在区间(0,+∞)上单调递增的函数为()A.y=sin x B.y=1g2x C.y=lnx D.y=﹣x33.(5分)复数Z=(i为虚数单位)在复平面内对应点的坐标是()A.(3,1)B.(﹣1,3)C.(3,﹣1)D.(2,4)4.(5分)若几何体的三视图如图所示,则该几何体的体积为()A.B.C.D.π5.(5分)已知a,b是实数,则“a2b>ab2”是“<”的()A.充分而不必要条件B.必要而不充分条件C.充要条件D.既不充分也不必要条件6.(5分)执行如图的程序框图,则输出S的值为()A.2016B.2C.D.﹣17.(5分)已知非零向量,满足||=1,且与﹣的夹角为30°,则||的取值范围是()A.(0,)B.[,1)C.[1,+∞)D.[,+∞)8.(5分)函数f(x)是定义在R上的偶函数,且满足f(x+2)=f(x).当x∈[0,1]时,f (x)=2x,若方程ax+a﹣f(x)=0(a>0)恰有三个不相等的实数根,则实数a的取值范围是()A.(,1)B.[0,2]C.(1,2)D.[1,+∞)二、填空题:本大题共6小题,每小题5分,共30分.把答案填在答题卡上.9.(5分)已知变量x,y,满足,则z=log4(2x+y+4)的最大值为.10.(5分)已知等比数列{a n}是递增数列,S n是{a n}的前n项和.若a1,a3是方程x2﹣5x+4=0的两个根,则S6=.11.(5分)△ABC中,,BC=3,,则∠C=.12.(5分)已知双曲线﹣=1(a>0,b>0)的一条渐近线方程是y=x,它的一个焦点在抛物线y2=48x的准线上,则双曲线的方程是.13.(5分)若的展开式中含有常数项,则n的最小值等于.14.(5分)为了预防流感,某学校对教室用药熏消毒法进行消毒.已知药物释放过程中,室内每立方米空气中的含药量y(毫克)与时间t(小时)成正比;药物释放完毕后,y 与t的函数关系式为y=()t﹣a(a为常数),如图所示,据测定,当空气中每立方米的含药量降低到0.25毫克以下时,学生方可进教室,那从药物释放开始,至少需要经过小时后,学生才能回到教室.三、解答题:本大题共6小题,共80分.解答应写出文字说明,演算步骤或证明过程.15.(13分)已知函数f(x)=.(1)求函数f(x)的最小正周期及单调递减区间;(2)当时,求f(x)的最大值,并求此时对应的x的值.16.(14分)在直三棱柱ABC﹣A1B1C1中,AA1=AB=AC=1,E,F分别是CC1,BC的中点,AE⊥A1B1,D为棱A1B1上的点.(1)证明:DF⊥AE;(2)已知存在一点D,使得平面DEF与平面ABC所成锐二面角的余弦值为,请说明点D的位置.17.(13分)十八届四中全会明确提出“以法治手段推进生态文明建设”,为响应号召,某市红星路小区的环保人士向该市政府部门提议“在全市范围内禁放烟花、炮竹”.为此,红星路小区的环保人士对该小区年龄在[15,75)的市民进行问卷调查,随机抽查了50人,并将调查情况进行整理后制成下表:(1)请估计红星路小区年龄在[15,75)的市民对“禁放烟花、炮竹”的赞成率和被调查者的年龄平均值;(2)若从年龄在[55,65)、[65,75)的被调查者中各随机选取两人进行追踪调查,记被选4人中不赞成“禁放烟花、炮竹”的人数为ξ,求随机变量ξ的分布列和数学期望.18.(13分)已知函数f(x)=ax2+2x﹣lnx(a∈R).(Ⅰ)若a=4,求函数f(x)的极值;(Ⅱ)若f′(x)在(0,1)有唯一的零点x0,求a的取值范围;(Ⅲ)若a∈(﹣,0),设g(x)=a(1﹣x)2﹣2x﹣1﹣ln(1﹣x),求证:g(x)在(0,1)内有唯一的零点x1,且对(Ⅱ)中的x0,满足x0+x1>1.19.(14分)已知椭圆E的长轴的一个端点是抛物线y2=4x的焦点,离心率是.(1)求椭圆E的标准方程;(2)已知动直线y=k(x+1)与椭圆E相交于A、B两点,且在x轴上存在点M,使得与k的取值无关,试求点M的坐标.20.(13分)对于任意的n∈N*,记集合E n={1,2,3,…,n},P n=.若集合A满足下列条件:①A⊆P n;②∀x1,x2∈A,且x1≠x2,不存在k∈N*,使x1+x2=k2,则称A具有性质Ω.如当n=2时,E2={1,2},P2=.∀x1,x2∈P2,且x1≠x2,不存在k∈N*,使x1+x2=k2,所以P2具有性质Ω.(Ⅰ)写出集合P3,P5中的元素个数,并判断P3是否具有性质Ω.(Ⅱ)证明:不存在A,B具有性质Ω,且A∩B=∅,使E15=A∪B.(Ⅲ)若存在A,B具有性质Ω,且A∩B=∅,使P n=A∪B,求n的最大值.2015-2016学年北京八十中高三(下)开学数学试卷(理科)参考答案与试题解析一、选择题:本大题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,选出符合题目要求的一项.1.【解答】解:由A中的不等式解得:﹣1<x+1<1,即﹣2<x<0,∴A=(﹣2,0),由B中的不等式变形得:()x≥2=()﹣1,解得:x≤﹣1,即B=(﹣∞,﹣1],∵全集为R,∴∁R B=(﹣1,+∞),则A∩(∁R B)=(﹣1,0).故选:C.2.【解答】解:根据y=sin x图象知该函数在(0,+∞)不具有单调性;y=lg2x=xlg2,所以该函数是奇函数,且在(0,+∞)上单调递增,所以选项B正确;根据y=lnx的图象,该函数非奇非偶;根据单调性定义知y=﹣x3在(0,+∞)上单调递减.故选:B.3.【解答】解:复数Z===(1+2i)(1﹣i)=3+i在复平面内对应点的坐标是(3,1).故选:A.4.【解答】解:根据几何体的三视图,得该几何体是圆锥被轴截面截去一半所得的几何体,底面圆的半径为1,高为2,所以该几何体的体积为V几何体=×π•12×2=.故选:B.5.【解答】解:由a2b>ab2得ab(a﹣b)>0,若a﹣b>0,即a>b,则ab>0,则<成立,若a﹣b<0,即a<b,则ab<0,则a<0,b>0,则<成立,若<则,即ab(a﹣b)>0,即a2b>ab2成立,即“a2b>ab2”是“<”的充要条件,故选:C.6.【解答】解:模拟执行程序框图,可得s=2,k=0满足条件k<2016,s=﹣1,k=1满足条件k<2016,s=,k=2满足条件k<2016,s=2.k=3满足条件k<2016,s=﹣1,k=4满足条件k<2016,s=,k=5…观察规律可知,s的取值以3为周期,由2015=3*671+2,有满足条件k<2016,s=2,k=2016不满足条件k<2016,退出循环,输出s的值为2.故选:B.7.【解答】解:根据题意,作;∴,且∠A=30°;过C作CD⊥AB,垂足为D,则CD的长度便是的最小值;在Rt△CDA中,CA=1,∠A=30°,∴CD=;∴的取值范围是[,+∞).故选:D.8.【解答】解:由f(x+2)=f(x)可得函数f(x)的周期为2,当x∈[0,1]时,f(x)=2x,又f(x)为偶函数,则当x∈[﹣1,0]时,f(x)=﹣2x,由ax+a﹣f(x)=0得f(x)=ax+a,作出y=f(x)和y=ax+a的图象,要使方程ax+a ﹣f(x)=0(a>0)恰有三个不相等的实数根,则由图象可得直线y=ax+a的斜率必须满足k AC<a<k AB,由题意可得A(﹣1,0),B(1,2),C(3,2),则k AC==,k AB==1.即有<a<1.故选:A.二、填空题:本大题共6小题,每小题5分,共30分.把答案填在答题卡上.9.【解答】解:作的可行域如图:易知可行域为一个三角形,验证知在点A(1,2)时,z1=2x+y+4取得最大值8,∴z=log4(2x+y+4)最大是,故答案为:.10.【解答】解:解方程x2﹣5x+4=0,得x1=1,x2=4.因为数列{a n}是递增数列,且a1,a3是方程x2﹣5x+4=0的两个根,所以a1=1,a3=4.设等比数列{a n}的公比为q,则,所以q=2.则.故答案为63.11.【解答】解:由,a=BC=3,c=,根据正弦定理=得:sin C==,又C为三角形的内角,且c<a,∴0<∠C<,则∠C=.故答案为:12.【解答】解:因为抛物线y2=48x的准线方程为x=﹣12,则由题意知,点F(﹣12,0)是双曲线的左焦点,所以a2+b2=c2=144,又双曲线的一条渐近线方程是y=x,所以=,解得a2=36,b2=108,所以双曲线的方程为.故答案为:.13.【解答】解:由题意的展开式的项为T r+1=∁n r(x6)n﹣r()r=∁n r=∁n r令=0,得n=,当r=4时,n取到最小值5故答案为:5.14.【解答】解:当t>0.1时,可得1=()0.1﹣a∴0.1﹣a=0a=0.1由题意可得y≤0.25=,即()t﹣0.1≤,即t﹣0.1≥解得t≥0.6,由题意至少需要经过0.6小时后,学生才能回到教室.故答案为:0.6三、解答题:本大题共6小题,共80分.解答应写出文字说明,演算步骤或证明过程.15.【解答】解:(1)f(x)=﹣=sin2x+sin x cos x﹣=+sin2x﹣=sin(2x﹣)…3分周期T=π,因为cos x≠0,所以{x|x≠+kπ,k∈Z}…5分当2x﹣∈[+2kπ,+2kπ],即+kπ≤x≤+kπ,x≠+kπ,k∈Z时函数f (x)单调递减,所以函数f(x)的单调递减区间为[+kπ,+kπ],[+kπ,+kπ],k∈Z…7分(2)当,2x﹣∈[﹣,],…9分sin(2x﹣)∈(﹣,1),当x=时取最大值,故当x=时函数f(x)取最大值为1…12分16.【解答】(1)证明:∵AE⊥A1B1,A1B1∥AB,∴AE⊥AB,又∵AA1⊥AB,AA1⊥∩AE=A,∴AB⊥面A1ACC1,又∵AC⊂面A1ACC1,∴AB⊥AC,以A为原点建立如图所示的空间直角坐标系A﹣xyz,则有A(0,0,0),E(0,1,),F(,,0),A1(0,0,1),B1(1,0,1),设D(x,y,z),且λ∈[0,1],即(x,y,z﹣1)=λ(1,0,0),则D(λ,0,1),所以=(,,﹣1),∵=(0,1,),∴•==0,所以DF⊥AE;(2)结论:存在一点D,使得平面DEF与平面ABC所成锐二面角的余弦值为.理由如下:设面DEF的法向量为=(x,y,z),则,∵=(,,),=(,﹣1),∴,即,令z=2(1﹣λ),则=(3,1+2λ,2(1﹣λ)).由题可知面ABC的法向量=(0,0,1),∵平面DEF与平面ABC所成锐二面角的余弦值为,∴|cos<,>|==,即=,解得或(舍),所以当D为A1B1中点时满足要求.17.【解答】(1)解:赞成率为,被调查者的平均年龄为20×0.12+30×0.2+40×0.24+50×0.24+60×0.1+70×0.1=43(2)解:由题意知ξ的可能取值为0,1,2,3,,,,,∴ξ的分布列为:∴.18.【解答】满分(14分).解法一:(Ⅰ)当a=4时,f(x)=4x2+2x﹣lnx,x∈(0,+∞),.…(1分)由x∈(0,+∞),令f′(x)=0,得.当x变化时,f′(x),f(x)的变化如下表:故函数f(x)在单调递减,在单调递增,…(3分)f(x)有极小值,无极大值.…(4分)(Ⅱ),令f′(x)=0,得2ax2+2x﹣1=0,设h(x)=2ax2+2x﹣1.则f′(x)在(0,1)有唯一的零点x0等价于h(x)在(0,1)有唯一的零点x0当a=0时,方程的解为,满足题意;…(5分)当a>0时,由函数h(x)图象的对称轴,函数h(x)在(0,1)上单调递增,且h(0)=﹣1,h(1)=2a+1>0,所以满足题意;…(6分)当a<0,△=0时,,此时方程的解为x=1,不符合题意;当a<0,△≠0时,由h(0)=﹣1,只需h(1)=2a+1>0,得.…(7分)综上,.…(8分)(说明:△=0未讨论扣1分)(Ⅲ)设t=1﹣x,则t∈(0,1),p(t)=g(1﹣t)=at2+2t﹣3﹣lnt,…(9分),由,故由(Ⅱ)可知,方程2at2+2t﹣1=0在(0,1)内有唯一的解x0,且当t∈(0,x0)时,p′(t)<0,p(t)单调递减;t∈(x0,1)时,p′(t)>0,p (t)单调递增.…(11分)又p(1)=a﹣1<0,所以p(x0)<0.…(12分)取t=e﹣3+2a∈(0,1),则p(e﹣3+2a)=ae﹣6+4a+2e﹣3+2a﹣3﹣lne﹣3+2a=ae﹣6+4a+2e﹣3+2a﹣3+3﹣2a=a(e﹣6+4a﹣2)+2e﹣3+2a>0,从而当t∈(0,x0)时,p(t)必存在唯一的零点t1,且0<t1<x0,即0<1﹣x1<x0,得x1∈(0,1),且x0+x1>1,从而函数g(x)在(0,1)内有唯一的零点x1,满足x0+x1>1.…(14分)解法二:(Ⅰ)同解法一;…(4分)(Ⅱ),令f′(x)=0,由2ax2+2x﹣1=0,得.…(5分)设,则m∈(1,+∞),,…(6分)问题转化为直线y=a与函数的图象在(1,+∞)恰有一个交点问题.又当m∈(1,+∞)时,h(m)单调递增,…(7分)故直线y=a与函数h(m)的图象恰有一个交点,当且仅当.…(8分)(Ⅲ)同解法一.(说明:第(Ⅲ)问判断零点存在时,利用t→0时,p(t)→+∞进行证明,扣1分)19.【解答】解:(1)由题意,椭圆的焦点在x轴上,且a=,…1分c=e•a=×=,故b===,…4分所以,椭圆E的方程为,即x2+3y2=5…6分(2)将y=k(x+1)代入方程E:x2+3y2=5,得(3k2+1)x2+6k2x+3k2﹣5=0;…7分设A(x1,y1),B(x2,y2),M(m,0),则x1+x2=﹣,x1x2=;…8分∴=(x1﹣m,y1)=(x1﹣m,k(x1+1)),=(x2﹣m,y2)=(x2﹣m,k(x2+1));∴=(k2+1)x1x2+(k2﹣m)(x1+x2)+k2+m2=m2+2m﹣﹣,要使上式与k无关,则有6m+14=0,解得m=﹣;∴存在点M(﹣,0)满足题意…13分20.【解答】解:(Ⅰ)∵对于任意的n∈N*,记集合E n={1,2,3,…,n},P n=.∴集合P3,P5中的元素个数分别为9,23,∵集合A满足下列条件:①A⊆P n;②∀x1,x2∈A,且x1≠x2,不存在k∈N*,使x1+x2=k2,则称A具有性质Ω,∴P3不具有性质Ω.…..(6分)证明:(Ⅱ)假设存在A,B具有性质Ω,且A∩B=∅,使E15=A∪B.其中E15={1,2,3,…,15}.因为1∈E15,所以1∈A∪B,不妨设1∈A.因为1+3=22,所以3∉A,3∈B.同理6∈A,10∈B,15∈A.因为1+15=42,这与A具有性质Ω矛盾.所以假设不成立,即不存在A,B具有性质Ω,且A∩B=∅,使E15=A∪B.…..(10分)解:(Ⅲ)因为当n≥15时,E15⊆P n,由(Ⅱ)知,不存在A,B具有性质Ω,且A∩B =∅,使P n=A∪B.若n=14,当b=1时,,取A1={1,2,4,6,9,11,13},B1={3,5,7,8,10,12,14},则A1,B1具有性质Ω,且A1∩B1=∅,使E14=A1∪B1.当b=4时,集合中除整数外,其余的数组成集合为,令,,则A2,B2具有性质Ω,且A2∩B2=∅,使.当b=9时,集中除整数外,其余的数组成集合,令,.则A3,B3具有性质Ω,且A3∩B3=∅,使.集合中的数均为无理数,它与P14中的任何其他数之和都不是整数,因此,令A=A1∪A2∪A3∪C,B=B1∪B2∪B3,则A∩B=∅,且P14=A∪B.综上,所求n的最大值为14.…..(14分)。
北京市第八十中学第二学期开学初考试
高中数学学习材料金戈铁骑整理制作北京市第八十中学2015—2016学年度第二学期开学初考试高 三 数 学(文)试 题(考试时间120分钟 满分150分)第I 卷 (选择题 共40分)一、选择题(本大题共8小题,每小题5分,共40分. 在每小题列出的的四个选项中,选出符合题目要求的一项)1.i 为虚数单位,复数21i i+-= ( ) A. 2-i B. i -2 C.1322i + D. 1322i - 2.设240.41log 3,b log 3,c ()2a ===则c b a ,,的大小关系是( ) A .c a b >>B .c b a >>C .b a c >>D .a c b >>3.若,x y 满足010x y x x y +≥⎧⎪≥⎨⎪-≥⎩,则下列不等式恒成立的是( )A.1y ≥B.2x ≥C.20x y +≥D.210x y -+≥4. 已知函数()sin cos (0)f x x x ωωω=+>在(,)2ππ上单调递减,则ω的取值范围是( ) A .[12,54] B .[12,34] C .(0,12] D .(0,2]5. 已知双曲线)0,0(12222>>=-b a by a x 与抛物线)0(22>=p px y 有相同的焦点,且双曲线的一条渐近线与抛物线的准线交于点)415,5(--,则双曲线的离心率为( )A .35 B.45 C. 34 D. 25 6.如果111A B C ∆的三个内角的余弦值分别等于222A B C ∆的三个内角的正弦值,则( )A .111ABC ∆和222A B C ∆都是锐角三角形B .111A BC ∆和222A B C ∆都是钝角三角形C .111A B C ∆是钝角三角形,222A B C ∆是锐角三角形D .111A B C ∆是锐角三角形,222A B C ∆是钝角三角形7.下列四个命题①已知命题P :2,0x R x x ∀∈+<,则P ⌝:2,0x R x x ∃∈+<; ②xx y ⎪⎭⎫ ⎝⎛-=212的零点所在的区间是)2,1(; ③若实数y x ,满足1=xy ,则222y x +的最小值为22;④设b a ,是两条直线,βα,是两个平面,则βαβα//,,⊥⊂b a 是b a ⊥的充分条件;其中真命题的个数为( )A .0 B.1 C.2 D.38.定义域为R 的函数()x f 满足()()x f x f 22=+2-,当(]2,0∈x 时, ()[]⎪⎩⎪⎨⎧∈∈-=2,1,11,0,)(2x x x x x x f ,若(]4,0∈x 时,t x f t t -≤≤-3)(272恒成立,则实数t 的取值范围是( ) A.[]2,1 B. ⎥⎦⎤⎢⎣⎡25,1 C. ⎥⎦⎤⎢⎣⎡25,2 D.[)+∞,2 第II 卷 (非选择题 共110分)二、填空题(本大题共6小题,每小题5分,共30分)9. 将高一9班参加社会实践编号为:1,2,3,…,48的48名学生,采用系统抽样的方法抽取一个容量为4的样本,已知5号,29号,41号学生在样本中,则样本中还有一名学生的编号是 .10.阅读右面的程序的框图,则输出S =_________.11. 某四棱锥的三视图如图所示,则该四棱锥中最长棱的棱长为___. 开始1,0==i S iS S 2+=2+=i i9i ≤是12. 某租赁公司拥有汽车100辆.当每辆车的月租金为3000元时,可全部租出.当每辆车的月租金每增加50元时,未出租的车将会增加一辆.租出的车每辆每月需要维护费150元,未租出的车每辆每月需要维护费50元,要使租赁公司的月收益最大,则每辆车的月租金应定为________元.13.已知抛物线C :24y x =,O 为坐标原点,F 为C 的焦点,P 是C 上一点. 若OPF ∆是等腰三角形,则PO = .14.已知平行四边形ABCD 中,045=∠A ,2=AD ,2=AB ,F 为BC 边上一点,且2BF FC =,若AF与BD 交于点E ,则=⋅EC AF .三、解答题 (本大题共6小题,共80分. 解答应写出文字说明、演算步骤或证明过程)15. (本小题13分)等差数列}{n a 的前n 项和为n S ,且满足299,9971-=-=+S a a . (Ⅰ)求数列}{n a 的通项公式; (Ⅱ)设nn S b 21=,数列}{n b 的前n 项和为n T ,求证:43->n T .16.(本小题13分)已知∆ABC 的内角A,B,C 的对边分别是c b a ,,,且bc c b a -+=222.(Ⅰ)求角A 的大小;(Ⅱ)若3=a ,求+b c 的取值范围.17.(本小题满分14分)如图,在三棱柱111ABC A B C -中,1AA ⊥底面ABC ,1,AB AC AC AA ⊥=,E 、F 分别是棱1BC CC 、的中点. (Ⅰ)求证:AB ⊥平面11AAC C ;(Ⅱ)若线段AC 上的点D 满足平面DEF //平面1ABC ,试确定点D 的位置,并说明理由;(Ⅲ)证明:1EA AC ⊥.18.(本小题满分13分)下图为某地区2015年1月到2016年1月鲜蔬价格指数的变化情况:记Δx =本月价格指数-上月价格指数. 规定:当Δ0x >时,称本月价格指数环比增长; 当0x ∆<时,称本月价格指数环比下降;当0x ∆=时,称本月价格指数环比持平.(Ⅰ) 比较2015年上半年与下半年鲜蔬价格指数月平均值的大小(不要求计算过程);(Ⅱ) 直接写出从2015年2月到2016年1月的12个月中价格指数环比下降..的月份. 若从这 12个月中随机选择连续的两个月进行观察,求所选两个月的价格指数都.环比下降的概率; (Ⅲ) 由图判断从哪个月开始连续三个月的价格指数方差最大. (结论不要求证明) F E B 1C 1A 1B AC(19)(本小题共14分)已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>上顶点为A ,右顶点为B ,离心率22e =,O 为坐标原点,圆222:3O x y +=与直线AB 相切. (Ⅰ)求椭圆C 的标准方程;(Ⅱ)直线:(2)0)l y k x k =-≠(与椭圆C 相交于E 、F 两不同点,若椭圆C 上一点P 满足//OP l .求EPF ∆面积的最大值及此时的2k .20. (本小题共13分) 设函数1()ln (0)x f x x a ax-=-≠ (1)求函数()f x 的单调区间;(2)当1a =时,求函数()f x 在区间1[,2]2上的最大值和最小值(0.69ln 20.70)<< ; (3)求证21ln e x x x +≤。
北京市第八十中学高三数学下学期开学(零模)检测考试试卷理
北京市第八十中学2016届高三零模综合练习高三数学(理)(考试时间120分钟,满分150分)本试卷分为选择题(共40分)和非选择题(共110分)两部分第一部分(选择题 共40分)一、选择题:本大题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,选出符合题目要求的一项.1.已知集合{}111,202x A x x B x ⎧⎫⎪⎪⎛⎫=+<=-≥⎨⎬ ⎪⎝⎭⎪⎪⎩⎭,则R A C B ⋂= A .()2,1-- B .(]2,1-- C .()1,0- D .[)1,0-2.下列函数中,既是奇函数又在区间()0,+∞上单调递增的函数为A .sin y x =B .12x y g =C .ln y x =D .3y x =- 3.复数24i 1iz +=+(i 为虚数单位)在复平面内对应点的坐标是 A .(3,1) B .(1,3)-C .(3,1)-D .(2,4)4.若几何体的三视图如图所示,则该几何体的体积为A .6π B .3π C .23π D .π 5.已知a ,b 是实数,则“22a b ab >”是“11a b<”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.执行如图的程序框图,则输出S 的值为A .2016B .2C .12D .1- 7.已知非零向量,a b ,满足1b =,且b 与b a -的夹角为30,则a 的取值范围是 A .1(0,)2 B .1,12⎡⎫⎪⎢⎣⎭ C .[)1,+∞ D .1,2⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭8. 函数()f x 是定义在R 上的偶函数,且满足()()2f x f x +=,当[]0,1x ∈时,()2f x x =,若方程()0(0)ax a f x a +-=>恰有三个不相等的实数根,则实数a 的取值范围是 A .1(,1)2B .[]0,2C .()1,2D .[)1,+∞ 第二部分(非选择题 共110分)二、填空题:本大题共6小题,每小题5分,共30分.把答案填在答题卡上.9. 已知变量,x y 满足202300x y x y x -≤⎧⎪-+≥⎨⎪≥⎩,则4log (24)z x y =++的最大值为_______ 10.已知等比数列{}n a 是递增数列,n S 是{}n a 的前n 项和,若13a a ,是方程2540x x -+=的两个根,则6S =____________.11.在ABC ∆中,3A π∠=,3BC =,AB =,则C ∠=_________. 12.已知双曲线22221(0,0)x y a b a b-=>>的一条渐近线方程是y =,它的一个焦点在抛物线28y x =的准线上,则该双曲线的方程为______________.13.若n x x x )1(6+的展开式中含有常数项,则n 的最小值等于_____________.14.为了预防流感,某学校对教室用药熏消毒法进行消毒. 已知药物释放过程中,室内每立方米空气中的含药量y (毫克)与时间t (小时)成正比;药物释放完毕后,y 与t 的函数关系式为116t ay -⎛⎫= ⎪⎝⎭(a 为常数),如图所示,据测定,当空气中每立方米的含药量降低到0.25毫克以下时,学生方可进教室,那从药物释放开始,至少需要经过____小时后,学生才能回到教室.三、解答题:本大题共6小题,共80分.解答应写出文字说明,演算步骤或证明过程.15.(本小题满分13分)已知函数()sin()sin 212cos()2x x x f x x ππ⎡⎤+⎣⎦=--. (Ⅰ)求函数()f x 的最小正周期及单调递减区间; (Ⅱ)当(0,)2x π∈时,求()f x 的最大值,并求此时对应的x 的值.16.(本小题满分14分)直三棱柱111ABC A B C -中,11AA AB AC ===,E ,F 分别是1CC 、BC 的中点,11AE A B ⊥,D 为棱11A B 上的点.(Ⅰ)证明:DF AE ⊥;(Ⅱ)是否存在一点D,使得平面DEF与平面ABC所成锐二面角的余弦值为?若存14在,说明点D的位置,若不存在,说明理由.17.(本小题满分13分)十八届四中全会明确提出“以法治手段推进生态文明建设”,为响应号召,北京市某小区的环保人士向该市政府部门提议“在全市范围内禁放烟花、炮竹”.为此,此小区的环保人士对该小区年龄在[15,75)的市民进行问卷调查,随机抽查了50人,并将调查情况进行整理后制成下表:(Ⅰ)请估计此小区年龄在[15,75)的市民对“禁放烟花、炮竹”的赞成率和被调查者的年龄平均值;(Ⅱ)若从年龄在[55,65)、[65,75)的被调查者中各随机选取两人进行追踪调查,记被选4人中不赞成“禁放烟花、炮竹”的人数为ξ,求随机变量ξ的分布列和数学期望.18.(本小题满分13分)已知函数()2()2ln f x ax x x a R =+-∈. (Ⅰ)若4a =,求函数()f x 的极值;(Ⅱ)若()f x '在(0,1)有唯一的零点0x ,求a 的取值范围; (Ⅲ)若1,02a ⎛⎫∈- ⎪⎝⎭,设()2()(1)21ln 1g x a x x x =-----,求证:()g x 在(0,1)内有唯一的零点1x ,且对(Ⅱ)中的0x ,满足011x x +>.19.(本小题满分14分)已知椭圆E 的长轴的一个端点是抛物线2y =的焦点,离心率(Ⅰ)求椭圆E 的标准方程;(Ⅱ)已知动直线(1)y k x =+与椭圆E 相交于,A B 两点,且在x 轴上存在点M ,使得MA MB ⋅与k 的取值无关,试求点M 的坐标.20.(本小题满分13分)对于任意的*n ∈N ,记集合{1,2,3,,n E n =⋅⋅⋅,,n n n P x x a E b E ⎧⎫==∈∈⎨⎬⎩⎭.若集合A 满足下列条件: ①n A P ⊆;②12,x x A ∀∈,且12x x ≠,不存在*k ∈N ,使212x x k +=,则称A 具有性质Ω.如当2n =时,2{1,2}E =,2{1,P =.122,x x P ∀∈,且12x x ≠,不存在*k ∈N ,使212x x k +=,所以2P 具有性质Ω.(Ⅰ) 写出集合35,P P 中的元素个数,并判断3P 是否具有性质Ω. (Ⅱ)证明:不存在,A B 具有性质Ω,且AB =∅,使15E A B =. (Ⅲ)若存在,A B 具有性质Ω,且AB =∅,使n P A B =,求n 的最大值.。
北京市八十中2025届高三第二次模拟考试数学试卷含解析
北京市八十中2025届高三第二次模拟考试数学试卷注意事项:1. 答题前,考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚,将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
2.选择题必须使用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、弄皱,不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
一、选择题:本题共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.ABC 中,角,,A B C 的对边分别为,,a b c ,若1a =,30B =︒,27cos 7C -=,则ABC 的面积为( ) A .32B .3C .7D .722.过双曲线()222210,0x y a b a b-=>>的左焦点作倾斜角为30的直线l ,若l 与y 轴的交点坐标为()0,b ,则该双曲线的标准方程可能为( )A .2212x y -=B .2213x y -=C .2214x y -=D .22132x y -=3.若双曲线22221(0,0)x y a b a b-=>>的一条渐近线与直线6310x y -+=垂直,则该双曲线的离心率为( )A .2B .52C .102D .234.已知()32z i i =-,则z z ⋅=( ) A .5B .5C .13D .135.若命题:从有2件正品和2件次品的产品中任选2件得到都是正品的概率为三分之一;命题:在边长为4的正方形内任取一点,则的概率为,则下列命题是真命题的是( )A .B .C .D .6.已知命题p :“a b >”是“22a b >”的充要条件;:q x ∃∈R ,|1|x x +≤,则( ) A .()p q ⌝∨为真命题 B .p q ∨为真命题 C .p q ∧为真命题D .()p q ∧⌝为假命题7.甲乙两人有三个不同的学习小组A , B , C 可以参加,若每人必须参加并且仅能参加一个学习小组,则两人参加同一个小组的概率为( )A .13 B .14 C .15 D .168.若i 为虚数单位,网格纸上小正方形的边长为1,图中复平面内点Z 表示复数z ,则表示复数2iz的点是( )A .EB .FC .GD .H9.自2019年12月以来,在湖北省武汉市发现多起病毒性肺炎病例,研究表明,该新型冠状病毒具有很强的传染性各级政府反应迅速,采取了有效的防控阻击措施,把疫情控制在最低范围之内.某社区按上级要求做好在鄂返乡人员体格检查登记,有3个不同的住户属在鄂返乡住户,负责该小区体格检查的社区诊所共有4名医生,现要求这4名医生都要分配出去,且每个住户家里都要有医生去检查登记,则不同的分配方案共有( ) A .12种B .24种C .36种D .72种10.已知(0,)απ∈,且tan 2α=,则cos2cos αα+=( )A 253- B 53-C 53+ D 253+ 11.已知P 与Q 分别为函数260x y --=与函数21y x =+的图象上一点,则线段||PQ 的最小值为( )A .65B 5C 65D .612.已知集合{}2,1,0,1A =--,{}22*|,B x x a a N=≤∈,若A B ⊆,则a 的最小值为( )A .1B .2C .3D .4二、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分。
北京八十中高三(下)开学数学试卷(理科).docx
2015-2016学年北京八十中高三(下)开学数学试卷(理科)一、选择题:本大题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,选出符合题目要求的一项.1.已知集合A={x||x+1|<1},B={x|()x﹣2≥0},则A∩∁R B=()A.(﹣2,﹣1)B.(﹣2,﹣1]C.(﹣1,0)D.[﹣1,0)【考点】交、并、补集的混合运算.【试题解析】解:由A中的不等式解得:﹣1<x+1<1,即﹣2<x<0,∴A=(﹣2,0),由B中的不等式变形得:()x≥2=()﹣1,解得:x≤﹣1,即B=(﹣∞,﹣1],∵全集为R,∴∁R B=(﹣1,+∞),则A∩(∁R B)=(﹣1,0).【答案】C.2.下列函数中,既是奇函数又在区间(0,+∞)上单调递增的函数为()A.y=sinx B.y=1g2x C.y=lnx D.y=﹣x3【考点】函数单调性的判断与证明;函数奇偶性的判断.【试题解析】解:根据y=sinx图象知该函数在(0,+∞)不具有单调性;y=lg2x=xlg2,所以该函数是奇函数,且在(0,+∞)上单调递增,所以选项B正确;根据y=lnx的图象,该函数非奇非偶;根据单调性定义知y=﹣x3在(0,+∞)上单调递减.【答案】B.3.复数Z=(i为虚数单位)在复平面内对应点的坐标是()A.(1,3)B.(﹣1,3)C.(3,﹣1)D.(2,4)【考点】复数的代数表示法及其几何意义.【试题解析】解:复数Z===(1+2i)(1﹣i)=3+i在复平面内对应点的坐标是(3,1).【答案】A.4.若几何体的三视图如图所示,则该几何体的体积为()A.B.C.D.π【考点】由三视图求面积、体积.【试题解析】解:根据几何体的三视图,得该几何体是圆锥被轴截面截去一半所得的几何体,底面圆的半径为1,高为2,所以该几何体的体积为V几何体=×π•12×2=.【答案】B.5.已知a,b是实数,则“a2b>ab2”是“<”的()A.充分而不必要条件 B.必要而不充分条件C.充要条件 D.既不充分也不必要条件【考点】必要条件、充分条件与充要条件的判断.【试题解析】解:由a2b>ab2得ab(a﹣b)>0,若a﹣b>0,即a>b,则ab>0,则<成立,若a﹣b<0,即a<b,则ab<0,则a<0,b>0,则<成立,若<则,即ab(a﹣b)>0,即a2b>ab2成立,即“a2b>ab2”是“<”的充要条件,【答案】C6.执行如图的程序框图,则输出S的值为()A.2016 B.2 C.D.﹣1【考点】程序框图.【试题解析】解:模拟执行程序框图,可得s=2,k=0满足条件k<2016,s=﹣1,k=1满足条件k<2016,s=,k=2满足条件k<2016,s=2.k=3满足条件k<2016,s=﹣1,k=4满足条件k<2016,s=,k=5…观察规律可知,s的取值以3为周期,由2015=3*671+2,有满足条件k<2016,s=2,k=2016不满足条件k<2016,退出循环,输出s的值为2.【答案】B.7.已知非零向量,满足||=1,且与﹣的夹角为30°,则||的取值范围是()A.(0,)B.[,1)C.[1,+∞)D.[,+∞)【考点】平面向量数量积的运算.【试题解析】解:根据题意,作;∴,且∠A=30°;过C作CD⊥AB,垂足为D,则CD的长度便是的最小值;在Rt△CDA中,CA=1,∠A=30°,∴CD=;∴的取值范围是[,+∞).【答案】D.8.函数f(x)是定义在R上的偶函数,且满足f(x+2)=f(x).当x∈[0,1]时,f(x)=2x,若方程ax+a﹣f(x)=0(a>0)恰有三个不相等的实数根,则实数a的取值范围是()A.(,1)B.[0,2]C.(1,2)D.[1,+∞)【考点】抽象函数及其应用.【试题解析】解:由f(x+2)=f(x)可得函数f(x)的周期为2,当x∈[0,1]时,f(x)=2x,又f(x)为偶函数,则当x∈[﹣1,0]时,f(x)=﹣2x,由ax+a﹣f(x)=0得f(x)=ax+a,作出y=f(x)和y=ax+a的图象,要使方程ax+a﹣f(x)=0(a >0)恰有三个不相等的实数根,则由图象可得直线y=ax+a的斜率必须满足k AC<a<k AB,由题意可得A(﹣1,0),B(1,2),C(3,2),则k AC==,k AB==1.即有<a<1.【答案】A.二、填空题:本大题共6小题,每小题5分,共30分.把答案填在答题卡上.9.已知变量x,y,满足,则z=log4(2x+y+4)的最大值为.【考点】简单线性规划.【试题解析】解:作的可行域如图:易知可行域为一个三角形,验证知在点A(1,2)时,z1=2x+y+4取得最大值8,∴z=log4(2x+y+4)最大是,【答案】.10.已知等比数列{a n}是递增数列,S n是{a n}的前n项和.若a1,a3是方程x2﹣5x+4=0的两个根,则S6=63.【考点】等比数列的前n项和.【试题解析】解:解方程x2﹣5x+4=0,得x1=1,x2=4.因为数列{a n}是递增数列,且a1,a3是方程x2﹣5x+4=0的两个根,所以a1=1,a3=4.设等比数列{a n}的公比为q,则,所以q=2.则.【答案】63.11.△ABC中,,BC=3,,则∠C=.【考点】正弦定理.【试题解析】解:由,a=BC=3,c=,根据正弦定理=得:sinC==,又C为三角形的内角,且c<a,∴0<∠C<,则∠C=.【答案】12.已知双曲线﹣=1(a>0,b>0)的一条渐近线方程是y=x,它的一个焦点在抛物线y2=48x的准线上,则双曲线的方程是.【考点】双曲线的简单性质.【试题解析】解:因为抛物线y2=48x的准线方程为x=﹣12,则由题意知,点F(﹣12,0)是双曲线的左焦点,所以a2+b2=c2=144,又双曲线的一条渐近线方程是y=x,所以=,解得a2=36,b2=108,所以双曲线的方程为.【答案】.13.若的展开式中含有常数项,则n的最小值等于5.【考点】二项式系数的性质.【试题解析】解:由题意的展开式的项为T r+1=C n r(x6)n﹣r()r=Cn r=Cnr令=0,得n=,当r=4时,n 取到最小值5【答案】5.14.为了预防流感,某学校对教室用药熏消毒法进行消毒.已知药物释放过程中,室内每立方米空气中的含药量y(毫克)与时间t(小时)成正比;药物释放完毕后,y与t的函数关系式为y=()t﹣a(a为常数),如图所示,据测定,当空气中每立方米的含药量降低到0.25毫克以下时,学生方可进教室,那从药物释放开始,至少需要经过0.6小时后,学生才能回到教室.【考点】根据实际问题选择函数类型.【试题解析】解:当t>0.1时,可得1=()0.1﹣a∴0.1﹣a=0a=0.1由题意可得y≤0.25=,即()t﹣0.1≤,即t﹣0.1≥解得t≥0.6,由题意至少需要经过0.6小时后,学生才能回到教室.【答案】0.6三、解答题:本大题共6小题,共80分.解答应写出文字说明,演算步骤或证明过程.15.已知函数f(x)=.(1)求函数f(x)的最小正周期及单调递减区间;(2)当时,求f(x)的最大值,并求此时对应的x的值.【考点】三角函数中的恒等变换应用;三角函数的周期性及其求法.【试题解析】解:(1)f(x)=﹣=sin2x+sinxcosx﹣=+sin2x﹣=sin(2x﹣)…3分周期T=π,因为cosx≠0,所以{x|x≠+kπ,k∈Z}…5分当2x﹣∈[+2kπ,+2kπ],即+kπ≤x≤+kπ,x≠+kπ,k∈Z时函数f(x)单调递减,所以函数f(x)的单调递减区间为[+kπ,+kπ],[+kπ,+kπ],k∈Z…7分(2)当,2x﹣∈[﹣,],…9分sin(2x﹣)∈(﹣,1),当x=时取最大值,故当x=时函数f(x)取最大值为1…12分【答案】见解析16.直三棱柱ABC﹣A1B1C1中,AA1=AB=AC=1,E,F分别是CC1、BC 的中点,AE⊥A1B1,D为棱A1B1上的点.(1)证明:DF⊥AE;(2)是否存在一点D,使得平面DEF与平面ABC所成锐二面角的余弦值为?若存在,说明点D的位置,若不存在,说明理由.【考点】二面角的平面角及求法;直线与平面垂直的性质.【试题解析】(1)证明:∵AE⊥A1B1,A1B1∥AB,∴AE⊥AB,又∵AA1⊥AB,AA1⊥∩AE=A,∴AB⊥面A1ACC1,又∵AC⊂面A1ACC1,∴AB⊥AC,以A为原点建立如图所示的空间直角坐标系A﹣xyz,则有A(0,0,0),E(0,1,),F(,,0),A1(0,0,1),B1(1,0,1),设D(x,y,z),且λ∈[0,1],即(x,y,z﹣1)=λ(1,0,0),则D(λ,0,1),所以=(,,﹣1),∵=(0,1,),∴•==0,所以DF⊥AE;(2)结论:存在一点D,使得平面DEF与平面ABC所成锐二面角的余弦值为.理由如下:设面DEF的法向量为=(x,y,z),则,∵=(,,),=(,﹣1),∴,即,令z=2(1﹣λ),则=(3,1+2λ,2(1﹣λ)).由题可知面ABC的法向量=(0,0,1),∵平面DEF与平面ABC所成锐二面角的余弦值为,∴|cos<,>|==,即=,解得或(舍),所以当D为A1B1中点时满足要求.【答案】见解析17.十八届四中全会明确提出“以法治手段推进生态文明建设”,为响应号召,某市红星路小区的环保人士向该市政府部门提议“在全市范围内禁放烟花、炮竹”.为此,红星路小区的环保人士对该小区年龄在[15,75)的市民进行问卷调查,随机抽查了50人,并将调查情况进行整理后制成下表:年龄(岁)[15,25)[25,35)[35,45)[45,55)[55,65)[65,75)频数 6 10 12 12 5 5赞成人数 3 6 10 6 4 3(1)请估计红星路小区年龄在[15,75)的市民对“禁放烟花、炮竹”的赞成率和被调查者的年龄平均值;(2)若从年龄在[55,65)、[65,75)的被调查者中各随机选取两人进行追踪调查,记被选4人中不赞成“禁放烟花、炮竹”的人数为ξ,求随机变量ξ的分布列和数学期望.【考点】离散型随机变量的期望与方差;离散型随机变量及其分布列.【试题解析】(1)解:赞成率为,被调查者的平均年龄为20×0.12+30×0.2+40×0.24+50×0.24+60×0.1+70×0.1=43(2)解:由题意知ξ的可能取值为0,1,2,3,,,,,∴ξ的分布列为:ξ0 1 2 3P∴.【答案】见解析18.已知函数f(x)=ax2+2x﹣lnx(a∈R).(Ⅰ)若a=4,求函数f(x)的极值;(Ⅱ)若f′(x)在(0,1)有唯一的零点x0,求a的取值范围;(Ⅲ)若a∈(﹣,0),设g(x)=a(1﹣x)2﹣2x﹣1﹣ln(1﹣x),求证:g(x)在(0,1)内有唯一的零点x1,且对(Ⅱ)中的x0,满足x0+x1>1.【考点】利用导数研究函数的极值;函数零点的判定定理.【试题解析】满分(14分).解法一:(Ⅰ)当a=4时,f(x)=4x2+2x﹣lnx,x∈(0,+∞),.…(1分)由x∈(0,+∞),令f′(x)=0,得.当x变化时,f′(x),f(x)的变化如下表:xf′(x)﹣0 +f(x)↘极小值↗故函数f(x)在单调递减,在单调递增,…(3分)f(x)有极小值,无极大值.…(4分)(Ⅱ),令f′(x)=0,得2ax2+2x﹣1=0,设h(x)=2ax2+2x﹣1.则f′(x)在(0,1)有唯一的零点x0等价于h(x)在(0,1)有唯一的零点x0当a=0时,方程的解为,满足题意;…(5分)当a>0时,由函数h(x)图象的对称轴,函数h(x)在(0,1)上单调递增,且h(0)=﹣1,h(1)=2a+1>0,所以满足题意;…(6分)当a<0,△=0时,,此时方程的解为x=1,不符合题意;当a<0,△≠0时,由h(0)=﹣1,只需h(1)=2a+1>0,得.…(7分)综上,.…(8分)(说明:△=0未讨论扣1分)(Ⅲ)设t=1﹣x,则t∈(0,1),p(t)=g(1﹣t)=at2+2t﹣3﹣lnt,…(9分),由,故由(Ⅱ)可知,方程2at2+2t﹣1=0在(0,1)内有唯一的解x0,且当t∈(0,x0)时,p′(t)<0,p(t)单调递减;t∈(x0,1)时,p′(t)>0,p(t)单调递增.…(11分)又p(1)=a﹣1<0,所以p(x0)<0.…(12分)取t=e﹣3+2a∈(0,1),则p(e﹣3+2a)=ae﹣6+4a+2e﹣3+2a﹣3﹣lne﹣3+2a=ae﹣6+4a+2e﹣3+2a﹣3+3﹣2a=a(e﹣6+4a﹣2)+2e﹣3+2a>0,从而当t∈(0,x0)时,p(t)必存在唯一的零点t1,且0<t1<x0,即0<1﹣x1<x0,得x1∈(0,1),且x0+x1>1,从而函数g(x)在(0,1)内有唯一的零点x1,满足x0+x1>1.…(14分)解法二:(Ⅰ)同解法一;…(4分)(Ⅱ),令f′(x)=0,由2ax2+2x﹣1=0,得.…(5分)设,则m∈(1,+∞),,…(6分)问题转化为直线y=a与函数的图象在(1,+∞)恰有一个交点问题.又当m∈(1,+∞)时,h(m)单调递增,…(7分)故直线y=a与函数h(m)的图象恰有一个交点,当且仅当.…(8分)(Ⅲ)同解法一.(说明:第(Ⅲ)问判断零点存在时,利用t→0时,p(t)→+∞进行证明,扣1分)【答案】见解析19.已知椭圆E的长轴的一个端点是抛物线y2=4x的焦点,离心率是.(1)求椭圆E的标准方程;(2)已知动直线y=k(x+1)与椭圆E相交于A、B两点,且在x轴上存在点M,使得与k的取值无关,试求点M的坐标.【考点】直线与圆锥曲线的综合问题.【试题解析】解:(1)由题意,椭圆的焦点在x轴上,且a=,…1分c=e•a=×=,故b===,…4分所以,椭圆E的方程为,即x2+3y2=5…6分(2)将y=k(x+1)代入方程E:x2+3y2=5,得(3k2+1)x2+6k2x+3k2﹣5=0;…7分设A(x1,y1),B(x2,y2),M(m,0),则x1+x2=﹣,x1x2=;…8分∴=(x1﹣m,y1)=(x1﹣m,k(x1+1)),=(x2﹣m,y2)=(x2﹣m,k(x2+1));∴=(k2+1)x1x2+(k2﹣m)(x1+x2)+k2+m2=m2+2m﹣﹣,要使上式与k无关,则有6m+14=0,解得m=﹣;∴存在点M(﹣,0)满足题意…13分【答案】见解析20.对于任意的n∈N*,记集合E n={1,2,3,…,n},P n=.若集合A满足下列条件:①A⊆P n;②∀x1,x2∈A,且x1≠x2,不存在k∈N*,使x1+x2=k2,则称A具有性质Ω.如当n=2时,E2={1,2},P2=.∀x1,x2∈P2,且x1≠x2,不存在k∈N*,使x1+x2=k2,所以P2具有性质Ω.(Ⅰ)写出集合P3,P5中的元素个数,并判断P3是否具有性质Ω.(Ⅱ)证明:不存在A,B具有性质Ω,且A∩B=∅,使E15=A∪B.(Ⅲ)若存在A,B具有性质Ω,且A∩B=∅,使P n=A∪B,求n的最大值.【考点】元素与集合关系的判断;集合的含义.【试题解析】解:(Ⅰ)∵对于任意的n∈N*,记集合E n={1,2,3,…,n},P n=.∴集合P3,P5中的元素个数分别为9,23,∵集合A满足下列条件:①A⊆P n;②∀x1,x2∈A,且x1≠x2,不存在k∈N*,使x1+x2=k2,则称A 具有性质Ω,∴P3不具有性质Ω.…..(6分)证明:(Ⅱ)假设存在A,B具有性质Ω,且A∩B=∅,使E15=A∪B.其中E15={1,2,3,…,15}.因为1∈E15,所以1∈A∪B,不妨设1∈A.因为1+3=22,所以3∉A,3∈B.同理6∈A,10∈B,15∈A.因为1+15=42,这与A具有性质Ω矛盾.所以假设不成立,即不存在A,B具有性质Ω,且A∩B=∅,使E15=A∪B.…..(10分)解:(Ⅲ)因为当n≥15时,E15⊆P n,由(Ⅱ)知,不存在A,B具有性质Ω,且A∩B=∅,使P n=A∪B.若n=14,当b=1时,,取A1={1,2,4,6,9,11,13},B1={3,5,7,8,10,12,14},则A1,B1具有性质Ω,且A1∩B1=∅,使E14=A1∪B1.当b=4时,集合中除整数外,其余的数组成集合为,令,,则A2,B2具有性质Ω,且A2∩B2=∅,使.当b=9时,集中除整数外,其余的数组成集合,令,.则A3,B3具有性质Ω,且A3∩B3=∅,使.集合中的数均为无理数,它与P14中的任何其他数之和都不是整数,因此,令A=A1∪A2∪A3∪C,B=B1∪B2∪B3,则A∩B=∅,且P14=A∪B.综上,所求n的最大值为14.…..(14分)【答案】见解析。
2023-2024学年北京市高三下学期开学考数学质量检测模拟试题(含答案)
2023-2024学年北京市高三下学期开学考数学模拟试题一、单选题1.已知集合{}11A x x =-<≤,(){}30B x x x =-≤,则A B ⋃=()A .{}10x x -<<B .{}01x x <≤C .{}13x x -<≤D .{}10x x -<≤【正确答案】C【分析】结合一元二次不等式的解法,求出集合B,根据集合的并集运算求得答案.【详解】(){}30{|03}B x x x x x =-≤=≤≤,故{|13}B x x A -<≤⋃=,故选:C2.在复平面内,复数23i -+对应的点在()A .第一象限B .第二象限C .第三象限D .第四象限【正确答案】B【分析】求出复数对应的点即可得出.【详解】复数23i -+对应的点为()2,3-,在第二象限.故选:B.3.已知双曲线2221(0)y x b b-=>b =()A BC .2D .3【正确答案】A【分析】由双曲线中离心率公式和222c a b =+,即可求解.【详解】由双曲线2221(0)y x b b-=>可知1a =,因为c e a =b =.故选:A本题主要考查双曲线离心率问题,解题的关键是熟练掌握离心率公式,属于基础题.4.在平面直角坐标系xOy 中,角α以Ox 为始边,且2sin 3α=.把角α的终边绕端点O 逆时针方向旋转2π弧度,这时终边对应的角是β,则cos β=()A .23-B .23C .D .3【正确答案】A【分析】依题意可得2πβα=+,再利用诱导公式计算可得.【详解】依题意2πβα=+,因为2sin 3α=,所以2cos sin 2cos 3παβα⎛⎫+=-=- ⎪⎝⎭=.故选:A5.若直线y x m =+是圆2220x y y +-=的一条对称轴,则m 的值为()A .12-B .-1C .2D .1【正确答案】D【分析】由题意可得直线y x m =+过圆心,将圆心坐标代入直线方程可求出m 的值【详解】由2220x y y +-=,得22(1)1y x +-=,所以圆心为(0,1),因为直线y x m =+是圆2220x y y +-=的一条对称轴,所以直线y x m =+过圆心(0,1),所以10m =+,得1m =,故选:D6.设直线1l 的方向向量为()1a μ= ,,2l 的法向量为),2(1v a =-,则“2a =”是“12l l ⊥”的()A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充分必要条件D .既不充分也不必要条件【正确答案】A【分析】利用向量的垂直关系,结合充分、必要条件即可求解【详解】设直线1l 的方向向量为()1a μ= ,,2l 的法向量为),2(1v a =-,则当2a =时,)12(v μ==,,,)2(1v =,所以12l l ⊥;当12l l ⊥,则112a a -⎛⎫⨯-=- ⎪⎝⎭,解得2a =或1a =-,∴“2a =”是“12l l ⊥”的充分不必要条件.故选:A .7.大气压强p =压力受力面积,它的单位是“帕斯卡”Pa 211N/m Pa =,大气压强()p Pa 随海拔高度(m)h 的变化规律是()10e0.000126m khp p k --==,0p 是海平面大气压强.已知在某高山1A ,2A 两处测得的大气压强分别为1p ,2p ,1213p p =,那么1A ,2A 两处的海拔高度的差约为(参考数据:ln 3 1.099≈)A .660m B .2340m C .6600m D .8722m【正确答案】D【分析】设1A ,2A 两处的海拔高度分别为1h ,2h ,由1213p p =可得关于1h 与2h 的关系式,整理求得21h h -得答案.【详解】解:设1A ,2A 两处的海拔高度分别为1h ,2h ,则12120.0001260.000126()010.0001262013h h h h p e p e p p e ---===,2110.000126()lnln 3 1.0993h h ∴-==-≈-,得21 1.09987220.000126h h m -=-≈-.1A ∴,2A 两处的海拔高度的差约为8722m .故选:D8.某校举办高三“成人仪式”活动,需要从3个语言类节目和6个歌唱类节目中各选2个节目进行展演,则语言类节目A 和歌唱类节目B 至少有一个被选中的不同选法种数是()A .10B .35C .45D .60【正确答案】B【分析】根据题意,按,A B 是否入选分3种情况讨论,求出每种情况下的选法数目,由加法原理计算可得答案.【详解】根据题意,分3种情况讨论:①A 入选而B 没有入选,有122520C C =种选法;②A 没有入选而B 入选,有21255C C =种选法;③,A B 都入选,有112510C C =种选法,则有2051035++=种选法.故选:B .9.抛物线W :24y x =的焦点为F .对于W 上一点P ,若W 的准线上只存在一个点Q ,使得FPQ△为等腰三角形,则点P 的横坐标为()A .2B .3C .4D .5【正确答案】B【分析】由抛物线的定义可得当PQ 与准线垂直时,FPQ △为等腰三角形,又因为线段PF 的垂直平分线交准线于点Q '此时FPQ '△为等腰三角形,所以点Q '与Q 重合,即可得FPQ △为等边三角形,利用QF QP =即可求解.【详解】当PQ 与准线垂直时,由抛物线的定义可得PF PQ =,此时FPQ △为等腰三角形,作线段PF 的垂直平分线交准线1x =-于点Q ',则Q F Q P ''=,此时FPQ '△为等腰三角形,因为若W 的准线上只存在一个点Q ,使得FPQ △为等腰三角形,所以Q '与Q 重合,所以Q F QF '=,所以QF QP =,所以FPQ △为等边三角形,设()00,P x y ,()01,Q y -,则2004y x =,()1,0F ,则01PQ x =+,QF ==,所以01x +=200230x x --=,解得:03x =或01x =-(舍)所以则点P 的横坐标为3.故选:B.10.在正方体1111ABCD A B C D -中,点P 在正方形11ADD A 内,且不在棱上,则()A .在正方形11DCC D 内一定存在一点Q ,使得PQ AC ∥B .在正方形11DCCD 内一定存在一点Q ,使得PQ AC⊥C .在正方形11DCC D 内一定存在一点Q ,使得平面1//PQC 平面ABC D .在正方形11DCC D 内一定存在一点Q ,使得AC ⊥平面1PQC 【正确答案】A【分析】对于选项A ,当PQ 是1D AC 的中位线时,可判断A 选项;对于选项B ,假设存在,则PQ ⊂平面11DBB D ,或者//PQ 平面11DBB D ,进而与已知矛盾判断B 选项;对于选项C ,假设存在,则可得到平面1//PQC 平面111A B C ,进而由矛盾判断C 选项;对于选项D ,假设存在,则可得到平面11//DBB D 平面1PQC ,进而已知矛盾判断D 选项.【详解】对于选项A ,连接1AD 、1A D 交于点P ,连接1DC 、1D C 交于点Q ,连接PQ 、AC ,因为PQ 是1D AC 的中位线,所以//PQ AC ,故A 项正确;对于选项B ,在正方形11DCC D 内如果存在一点Q ,使得PQ AC ⊥,由于AC ⊥平面11DBB D ,所以PQ ⊂平面11DBB D ,或者//PQ 平面11DBB D ,而P 、Q 在平面11DBB D 的两侧,PQ 与平11DBB D 交,故B 项错误;对于选项C ,在正方形11DCC D 内如果存在一点Q ,使得平面1//PQC 平面ABC ,由于平面111//A B C 平面ABC ,所以平面1//PQC 平面111A B C ,而平面1PQC 与平111A B C 交于点1C ,故C 项错误;对于选项D ,在正方形11DCC D 内如果存在一点Q ,使得AC ⊥平面1PQC ,由于AC ⊥平面11DBB D ,所以平面11//DBB D 平面1PQC ,而P 、Q 在平面11DBB D 的两侧,所以平面11DBB D 与平1PQC 交,故D 项错误.故选:A 二、填空题11.在()52x -的展开式中,3x 的系数为_____________.(用数字作答)【正确答案】40-.【分析】结合二项式展开式的通项公式,令3r =即可求出结果.【详解】由题意知()()55155221rrr r r r r r T C x C x --+=-=-,令3r =,则()335352140C --=-,故答案为.40-三、双空题12.在ABC 中,27,a =2b =,60A ∠=︒,则c =________;sin 2sin AC=________.【正确答案】673【分析】根据A ∠的余弦定理列出关于c 的方程,由此求解出c 的值;先根据二倍角公式将sin 2A 变形为2sin cos A A ,然后根据正弦定理以及A ∠的值即可计算出sin 2sin AC的值.【详解】因为22224281cos 242b c a c A bc c +-+-===,所以22240c c --=,所以()()460c c +-=,所以6c =(4c =-舍去),所以1227sin 22sin cos 2cos 72sin sin 63A A A a A CCc ⨯====故6;73.关键点点睛:解本题第二空的关键是通过正弦二倍角公式先转化为单倍角的三角函数,然后结合正弦定理将正弦值之比转化为边长之比,对于公式运用以及转化计算有着较高要求.13.已知{}n a 为等差数列,n S 为其前n 项和,若16a =,312S a =,则公差d =_________,n S 的最大值为_________.【正确答案】2-12【分析】根据已知条件可求得d 的值,求出n S 的表达式,利用二次函数的基本性质可求得n S 的最大值.【详解】311332S a d a =+=,即18312d +=,解得2d =-,所以,()()2211749617224n n n d S na n n n n n n -⎛⎫=+=--=-+=--+ ⎪⎝⎭,当3n =或4时,n S 取得最大值12.故2-;12.14.向量a ,b 在边长为1的正方形网格中的位置如图所示,则向量a ,b所成角的余弦值是__;向量a ,b所张成的平行四边形的面积是__.【正确答案】45/0.83【分析】如图所示,建立直角坐标系,不妨取(2,1)a =,(1,2)b = ,利用向量夹角公式、数量积运算性质、平行四边形面积计算公式即可得出.【详解】如图所示,建立直角坐标系,不妨取(2,1)a =,(1,2)b = ,则·4cos ,5·a b a b a b===.向量a ,b所张成的平行四边形的面积3··sin ,535S a b a b ===⨯= .故答案分别为:45,3.本题考查了向量夹角公式、数量积运算性质、平行四边形面积计算公式,考查了推理能力与计算能力,属于基础题.四、填空题15.配件厂计划为某项工程生产一种配件,这种配件每天的需求量是200件.由于生产这种配件时其他生产设备必须停机,并且每次生产时都需要花费5000元的准备费,所以需要周期性生产这种配件,即在一天内生产出这种配件,以满足从这天起连续n 天的需求,称n 为生产周期(假设这种配件每天产能可以足够大).配件的存储费为每件每天2元(当天生产出的配件不需要支付存储费,从第二天开始付存储费).在长期的生产活动中,为使每个生产周期内每天平均的总费用最少,那么生产周期n 为_____.【正确答案】5【分析】由题意得,每个周期内的总费用为500040040024003++⨯+⨯()4001n +⋅⋅⋅+-,由此求得每个周期内每天的平均费用,再根据基本不等式即可求出答案.【详解】解:每个周期内的总费用为500040040024003++⨯+⨯()4001n +⋅⋅⋅+-()50002001n n =+-,∴每个周期内每天的平均费用为()50002001n n n+-5000200200n n =+-200≥-1800=,当且仅当5000200n n=即5n =时取等号,故5.本题主要考查等差数列的应用,考查基本不等式求最值,属于中档题.五、解答题16.已知3π是函数2()2sin cos 2cos 1f x a x x x =++的一个零点.(1)求实数a 的值;(2)求()f x 单调递减区间.【正确答案】(1)(2),,63k k k ππππ⎡⎤-+∈⎢⎥⎣⎦Z【分析】(1)利用函数的零点的定义,求得实数a 的值.(2)利用三角恒等变化化简函数的解析式,再利用余弦函数的单调性求得()f x 的单调递减区间.【详解】(1)解:因为2()2sin cos 2cos 1f x a x x x =++,所以()sin 2cos 22f x a x x =++由题意可知03f π⎛⎫= ⎪⎝⎭,即22sin cos 20333f a πππ⎛⎫⎪⎭= +⎝+=,即12032f π⎛⎫⎭- ⎪+⎝==,解得a =(2)解:由(1)可得()cos 2222cos 223f x x x x π=-+=⎛⎫ ⎪⎝⎭++,函数cos y x =的递减区间为[]2,2,k k k Z πππ+∈.令222,3k x k k ππππ<+<+∈Z ,得,63k x k k ππππ-<<+∈Z ,所以()f x 的单调递减区间为,,63k k k ππππ⎡⎤-+∈⎢⎥⎣⎦Z .17.如图,在四棱锥P ﹣ABCD 中,PA ⊥平面ABCD ,PA =AD =CD =2,BC =3,PC =,E为PB 中点,_____,求证:四边形ABCD 是直角梯形,并求直线AE 与平面PCD 所成角的正弦值.从①CD ⊥BC ;②BC ∥平面PAD 这两个条件中选一个,补充在上面问题中,并完成解答.【正确答案】答案见解析.【分析】选择①.由PA ⊥平面ABCD ,可得PA ⊥AD ,PA ⊥CD .求解三角形得CD ⊥PD .再由直线与平面垂直的判定可得CD ⊥平面PAD ,则CD ⊥AD .进一步得到AD ∥BC .可得四边形ABCD 是直角梯形.过A 作AD 的垂线交BC 于点M .以A 为坐标原点建立空间直角坐标系A ﹣xyz .求出平面PCD 的法向量与A E的坐标,再由两向量所成角的余弦值可得直线AE 与平面PCD 所成的角的正弦值.选择②.由PA ⊥平面ABCD ,可得PA ⊥AD ,PA ⊥CD .求解三角形得CD ⊥PD .再由直线与平面垂直的判定可得CD ⊥平面PAD ,则CD ⊥AD .再由BC ∥平面PAD ,得BC ∥AD ,则四边形ABCD 是直角梯形.直线AE 与平面PCD 所成角的正弦值同①.【详解】选择①.先证四边形ABCD 是直角梯形.∵PA ⊥平面ABCD ,∴PA ⊥AD ,PA ⊥CD .∵PA =AD =CD =2,∴PD =.又∵PC =,∴CD 2+PD 2=PC 2,得CD ⊥PD .又∵PA ∩PD =P ,∴CD ⊥平面PAD ,则CD ⊥AD .又∵CD ⊥BC ,∴AD ∥BC .∴四边形ABCD 是直角梯形.再求直线AE 与平面PCD 所成角的正弦值.过A 作AD 的垂线交BC 于点M .∵PA ⊥平面ABCD ,∴PA ⊥AM ,PA ⊥AD .如图建立空间直角坐标系A ﹣xyz .则A (0,0,0),C (2,2,0),D (0,2,0),P (0,0,2).∵E 为PB 的中点,∴E (1,12-,1).∴1112AE ⎛⎫=- ⎪⎝⎭ ,,,()222PC =- ,,,()022PD =- ,,.设平面PCD 的法向量为()n x y z ,,=,则2220220n PC x y z n PD y z ⎧⋅=+-=⎨⋅=-=⎩ ,令y =1,得()011n = ,,.设直线AE 与平面PCD 所成的角为α,∴sinα=|cos n AE <,>|11112362-⨯+⨯==.∴直线AE 与平面PCD所成角的正弦值为6.选择②.先证四边形ABCD 是直角梯形.∵PA ⊥平面ABCD ,∴PA ⊥AD ,PA ⊥CD .∵PA =AD =CD =2,∴PD =.∵PC =,CD 2+PD 2=PC 2,得CD ⊥PD .∵PA ∩PD =P ,∴CD ⊥平面PAD ,则CD ⊥AD .∵BC ∥平面PAD ,BC ⊂平面ABCD ,平面PAD ∩平面ABCD =AD ,∴BC ∥AD ,则四边形ABCD 是直角梯形.再求直线AE 与平面PCD 所成角的正弦值.同上①.本题主要考查了空间向量在立体几何中的应用之线面角的求法,属于中档题.18.某电影制片厂从2011年至2020年生产的科教影片、动画影片、纪录影片的时长(单位:分钟)如图所示.(1)从2011年至2020年中任选一年,求此年动画影片时长大于纪录影片时长的概率;(2)从2011年至2020年中任选两年,设X 为选出的两年中动画影片时长小于纪录影片时长的年数,求X 的分布列和数学期望()E X ;(3)将2011年至2020年生产的科教影片、动画影片、纪录影片时长的方差分别记为21s ,22s ,23s ,试比较21s ,22s ,23s 的大小.(只需写出结论)【正确答案】(1)35(2)分布列见解析,65(3)222213s s s >=【分析】(1)由统计图表知10年有6年时间动画影片时长大于纪录影片时长,由此可得概率;(2)X 的所有可能取值为0,1,2,计算出各概率,可得分布列,由期望公式计算出期望;(3)根据统计图表中的数据计算出方差后可得.【详解】(1)从2011年至2020年中任选一年,动画影片时长大于纪录影片时长的年份分别是2011年,2015年,2017年,2018年,2019年和2020年,共6年.记从2011年至2020年中任选一年,此年动画影片时长大于纪录影片时长为事件A ,则()63105P A ==.(2)X 的所有可能取值为0,1,2.24210C 2(0)C 15P X ===;1164210C C 8(1)C 15P X ===;()26210C 12C 3===P X .所以X 的分布列为:X012P 21581513数学期望2816()012151535E X =⨯+⨯+⨯=.(3)科教影片所记录时长波动较大,方差最大,动画影片、纪录影片的时长需计算出方差才能确定.()2118015020024032029035026038043028010x =⨯+++++++++=.()()()()2222221180280150280380280430280744010s ⎡⎤=⨯-+-++-+-=⎣⎦ .()3110027033030024038019013021015023010x =⨯+++++++++=.()()()()2222231100230270230210230150230744010s ⎡⎤=⨯-+-++-+-=⎣⎦ 所以222213s s s >=.19.已知函数21()ln (1)12f x a x x a x =+-++.(I )当0a =时,求曲线()y f x =在点(2,(2))f 处的切线方程;(Ⅱ)若函数()f x 在1x =处取得极小值,求实数a 的取值范围.【正确答案】(I )1y x =-;(Ⅱ)1a <.【分析】(Ⅰ)当0a =时,利用导数的几何意义求切线方程;(Ⅱ)首先求函数的导数,2(1)()10a x a x a f x x a x x '-++=+--==时,11x =和2x a =,并讨论a 与0,1的大小关系,求实数a 的取值范围.【详解】(I )当0a =时,21()12f x x x =-+.所以()1f x x '=-,所以(2)1k f '==,因为21(2)22112f =⨯-+=.所以切线方程为1y x =-.(Ⅱ)函数()f x 的定义域为(0,)+∞.因为21()ln (1)12f x a x x a x =+-++所以2(1)()1a x a x a f x x a x x '-++=+--=.令()0f x '=,即2(1)0x a x a -++=,解得1x =或x a =.(1)当0a ≤时,当x 变化时,(),()f x f x '的变化状态如下表:x (0,1)1(1,)+∞()f x '-0+()f x 极小值所以当1x =时,()f x 取得极小值.所以0a ≤成立.(2)当01a <<时,当x 变化时,(),()f x f x '的变化状态如下表:x (0,)a a (,1)a 1(1,)+∞()f x '+0-0+()f x 极大值 极小值所以当1x =时,()f x 取得极小值.所以01a <<成立.(3)当1a =时,()0f x '≥在(0,)+∞上恒成立,所以函数()f x 在(0,)+∞上单调递增,没有极小值,不成立.(4)当1a >时,当x 变化时,(),()f x f x '的变化状态如下表:x (0,1)1(1,)a a (,)a +∞()f x '+0-0+()f x 极大值 极小值所以当1x =时,()f x 取得极大值.所以1a >不成立.综上所述,1a <.关键点点睛:本题考查根据极值点求a 的取值范围,本题容易求出导函数的零点1和a ,但需讨论a 的范围,这是易错的地方,容易讨论不全面,需注意.20.已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>的长轴长为4,且离心率为12.(Ⅰ)求椭圆C 的方程;(Ⅱ)设过点(1,0)F 且斜率为k 的直线l 与椭圆C 交于A B ,两点,线段AB 的垂直平分线交x 轴于点D ,判断AB DF 是否为定值?如果是定值,请求出此定值;如果不是定值,请说明理由.【正确答案】(I )22143x y +=;(Ⅱ)是,4.【分析】(Ⅰ)根据题中条件,由椭圆的简单性质,列出方程组求解,得出2a ,2b ,即可得到椭圆方程;(Ⅱ)先得到:(1)l y k x =-,联立直线与椭圆方程,设()()1122,,,A x y B x y ,根据韦达定理,以及弦长公式,得到()2212143k AB k +=+,以及线段AB 的中点坐标,讨论0k =和0k ≠两种情况,求出DF ,进而可求出结果.【详解】(Ⅰ)依题意得22224,1,2.a c a a b c =⎧⎪⎪=⎨⎪=+⎪⎩解得24a =,23b =,故椭圆C 的方程为22143x y +=;(II )AB DF 是定值.由已知得直线:(1)l y k x =-.由22(1)34120y k x x y =-⎧⎨+-=⎩,消去y ,整理得()22224384120k x k x k +-+-=.所以()()()22222Δ84434121441440k k k k =--+-=+>,设()()1122,,,A x y B x y ,则2122843k x x k +=+,212241243k x x k -=+,所以()()()()222222*********AB x x y y k x x x x ⎡⎤=-+-=++-⎣⎦()()()222222222441212181434343k k k k k k k ⎡⎤⎛⎫-+⎛⎫ ⎪⎢⎥=+-= ⎪ ⎪+++⎢⎥⎝⎭⎣⎦⎝⎭,则()2212143k AB k +=+,因为()212122286224343k k y y k x x k k k ⎛⎫-+=+-=-= ⎪++⎝⎭,所以线段AB 的中点为22243,4343k k k k ⎛⎫- ⎪++⎝⎭.(1)当0k =时,AB 4=,1DF =.所以4ABDF =.(2)当0k ≠时,线段AB 的垂直平分线方程为2223144343k k y x k k k ⎛⎫+=-- ⎪++⎝⎭,令0y =,得2243k x k =+,即22,043k D k ⎛⎫ ⎪+⎝⎭,所以()22223114343k k DF k k +=-=++,所以()()22221214343143k AB k DF k k ++==++,综上所述,AB DF 为定值4.关键点点睛:求解本题第二问的关键在于联立直线l 与椭圆方程,根据韦达定理以及弦长公式表示出AB ,再由题中条件,求出DF ,即可得出ABDF 的值.(求解时要注意讨论斜率k 的取值)21.对于有限数列{}n a ,n N ≤,3N ≥,*N N ∈,定义:对于任意的k N ≤,*N k ∈,有:(i )*123()k S k a a a a =++++ ;(ii )对于R c ∈,记123()=-+-+-++- k L k a c a c a c a c .对于*N k ∈,若存在非零常数c ,使得*()()L k S k =,则称常数c 为数列{}n a 的k 阶ω系数.(1)设数列{}n a 的通项公式为()2nn a =-,计算*(4)S ,并判断2是否为数列的4阶ω系数;(2)设数列{}n a 的通项公式为339n a n =-,且数列{}n a 的m 阶ω系数为3,求m 的值;(3)设数列{}n a 为等差数列,满足-1,2均为数列{}n a 的m 阶ω系数,且*()507S m =,求m 的最大值.【正确答案】(1)30;2是数列{}n a 的4阶ω系数.(2)26(3)26【分析】(1)根据k 阶ω系数的定义进行判断;(2)根据4阶ω系数的定义列出相应的等量关系,进行求解;(3)根据m 阶ω系数的定义建立方程,构造函数,根据函数性质得到不等式组,进行求解.【详解】(1)因数列{}n a 通项公式为(2)n n a =-,所以数列{||}n a 为等比数列,且||2n n a =,得12344||||||||30a a a a *=+++=S().数列{}n a 通项公式为(2)n n a =-,所以当2c =时,12344|2||2||2||2|L a a a a =-+-+-+-()1234(2)(2)(2)(2)a a a a =--+---+-*12341234||2||2||2||2||||||||(4)a a a a a a a a S =++-+++-=+++=,所以2是数列{}n a 的4阶ω系数.(2)因为数列{}n a 的m 阶ω系数为3,所以当3c =时,存在m ,使*()()L m S m =成立.设等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,则3(1)392n n n S n +=-+,令0n a ,则13n ,所以,*3(1)39,132()3(1)39468,142n n n n S n n n n n +⎧-⎪⎪=⎨+⎪-++⎪⎩,设等差数列{3}n a -的前n 项和为n T ,3342n a n -=-,则3(1)422n n n T n +=-+,令30n a -,则14n ,所以,3(1)42,13,2()3(1)42546,14.2n n n n L n n n n n +⎧-⎪⎪=⎨+⎪-++⎪⎩当13m 时,*()()L m S m ≠,当14m 时,*()()L m S m =,则3(1)3(1)394684254622m m m m m m ++-++=-++,解得26m =.(3)设数列{}n a 为等差数列,满足1-,2均为数列{}n a 的m 阶ω系数,*()507S m =,则存在*N k ∈,使123123|||||||||1||1||1||1|m m a a a a a a a a ++++=++++++++ 123|2||2||2||2|507m a a a a =-+-+-++-= 成立.设数列{}n a 的公差为d ,构造函数()|||2||3|||507f x x d x d x d x md =-+-+-++-- .由已知得()|||||2||(1)|507m m m m m f a d a a d a d a m d +=+-+-++--- 121||||||||5070m m m a a a a --=++++-= ,所以,函数()f x 至少有三个零点m a d +,1m a d ++,2m a d +-,由函数()f x 可知m 为偶数,且满足21(1)22(1)()02m m m m m d a d a d a d d m d f ⎧+-<+<+++⎪⎪⎨+⎪=⎪⎩,得235074d m d ⎧⎪⎨=⎪⎩,所以234507m ⨯,解得26m ,构造等差数列{}n a 为:37-,34-,33-,⋯,38,可知当26m =时命题成立,即m 的最大值为26.本题主要考查数列的综合运用,根据k 阶ω系数的定义建立方程是解决本题的关键,综合性较强,难度较大.。
2024届北京市80中高三数学下学期开学考试卷附答案解析
2024届北京市80中高三数学下学期开学考试卷(试卷满分150分.考试用时120分钟)2024年2月一、选择题:本大题共10小题,每小题4分,共40分.1.已知集合{}{}21,2,3,10A B x x ==-=∣,则A B ⋃=()A .{}1,2,3B .{}1,1,2,3-C .{}1D .{}1,0,1,2,3-2.已知复数i1iz =-(i 为虚数单位),z 是z 的共轭复数,则z 在复平面上所对应的点位于()A .第一象限B .第二象限C .第三象限D .第四象限3.已知向量,a b满足1a = ,b = a b -=,则+=a b ()A .B C .1D .4.下列函数既是偶函数,又在()0,∞+上单调递增的是()A .()11f x x =-B .()12xf x ⎛⎫= ⎪⎝⎭C .()()2lg 1f x x =+D .()1f x x x=-5.51x ⎫-⎪⎭的展开式中,x 的系数为()A .5-B .10-C .5D .106.设F 为抛物线C :()220y px p =>的焦点,点A 在C 上,且A 到C 焦点的距离为3,到y 轴的距离为2,则p =()A .1B .2C .3D .47.在ABC 中,AD 为A ∠的角平分线,D 在线段BC 上,若2AB =,1AD AC ==,则BD =()A .22B C .2D .3228.已知函数()af x x a=+,则“1a >-”是“函数()f x 在[)1,+∞上存在最小值”的()A .充分而不必要条件B .必要而不充分条件C .充分必要条件D .既不充分也不必要条件9.已知数列{}n a 满足:11420n n n n a a a a ++⋅+-+=,则下列命题正确的是()A .若数列{}n a 为常数列,则11a =B .存在1(1,2)a ∈,使数列{}n a 为递减数列C .任意1(0,1)a ∈,都有{}n a 为递减数列D .任意1(2,)a ∈+∞,都有12n a a <≤10.如图,已知棱长为3的正方体1111ABCD A B C D -,在平面α的同侧,顶点A 在平面α上,顶点B ,D到平面α的距离分别为1,则顶点1C 到平面α的距离为()A1B C 1D 1二、填空题:本大题共5小题,每小题5分,共25分.11.函数()()1lg 1f x x =-的定义域为.12.已知双曲线221y mx -=0y -=,则该双曲线的离心率为.13.已知命题p :若1a b +≥,则331a b +≥.能说明p 为假命题的一组,a b 的值为=a ,b =.14.“中国剩余定理”又称“孙子定理”,可见于中国南北朝时期的数学著作《孙子算经》卷下第十六题的“物不知数”问题,原文如下:今有物不知其数,三三数之剩二,五五数之剩三,七七数之剩二.问物几何?现有一个相关的问题:将1到2023这2023个自然数中被3除余2且被5除余4的数按照从小到大的顺序排成一列,构成一个数列,则该数列的项数为.15.已知函数()tan(sin )tan(cos )f x x x =+,则下列说法正确的是.①2π是()f x 的周期②()f x 的图象有对称中心,没有对称轴③当π(0,2x ∈时,()()tan sin cos f x x x <+④对任意,()k f x ∈Z 在π(π,π)2k k -上单调三、解答题:本大题共6小题,共70分.16.如图,正方形AMDE 的边长为2,B ,C 分别为AM ,MD 的中点,在五棱锥P ABCDE -中,F 为棱PE 的中点,平面ABF 与棱PD ,PC 分别交于点G ,H .(1)求证://AB FG ;(2)若PA ⊥底面ABCDE ,且PA AE =,求直线BC 与平面ABF 所成角的大小,并求线段PH 的长.17.已知函数()()2sin sin cos 0,f x x x x b b ωωωω=++>∈R .再从条件①、条件②、条件③这三个条件中选择两个,使得函数()f x 的解析式唯一确定(1)求()f x 的解析式及最小值;(2)若函数()f x 在区间()(),0t t t ->上有且仅有2个零点,求t 的取值范围.条件①:函数()f x 图象的相邻两条对称轴之间的距离为π2;条件②:函数()f x 的图象经过点π,12⎛⎫⎪⎝⎭;条件③:函数()f x 的最大值与最小值的和为1.18.某公司在2013~2022年生产经营某种产品的相关数据如下表所示:年份2013201420152016201720182019202020212022年生产台数(单位:万台)35566991010a 年返修台数(单位:台)323854585271648075b 年利润(单位:百万元)3.854.504.205.506.109.659.9810.0011.50c注:年返修率=年返修台数÷年生产台数..(1)从2013~2021年中随机抽取两年,求这两年中至少有一年生产的产品的平均利润不小于100元/台的概率;(2)公司规定:若年返修率不超过千分之一,则该公司生产部门当年考核优秀.现从2013~2021年中随机选出3年,记X 表示这3年中生产部门获得考核优秀的次数,求X 的分布列和期望;(3)记公司在2013~2017年,2018~2022年的年生产台数的方差分别为21s ,22s .若2212s s =,请写出a 的值.(只需写出结论)(注:()()()2222121n s x x x xx x n⎡⎤=-+-++-⎢⎥⎣⎦,其中x 为数据12,,,n x x x 的平均数)19.已知椭圆22:1(0)x C y m m +=>,1F 、2F 为椭圆的焦点,M 为椭圆上一点,满足12MF MF +=,O 为坐标原点.(1)求椭圆C 的方程和离心率.(2)设点()0,2P ,过P 的直线l 与椭圆C 交于A 、B 两点,满足PA tPB = ,点D 满足AD tDB =满足,求证:点D 在定直线上.20.已知函数()e 1axf x x =--(1)当1a =时,求函数()f x 的极值;(2)求函数()f x 的单调区间;(3)若对任意的实数,k b ,函数()y f x kx b =++与直线y kx b =+总相切,则称函数()f x 为“恒切函数”.当1a =时,若函数()()e 2xg x f x m =+是“恒切函数”,求证:108m -<≤.21.记无穷数列{}n a 的前n 项中最大值为n M ,最小值为n m ,令2n nn M m b +=.(1)若23nn a n =-,请写出1234,,,b b b b 的值;(2)求证:“数列{}n a 是递增的等差数列”是“数列{}n b 是递增的等差数列”的充要条件;(3)若*N ,2023,1n n n a b ∀∈<=,求证:存在*N k ∈,使得n k ∀≥,有1n n b b +=.1.B【分析】化简集合B ,结合并集的概念即可得解.【详解】由题意集合{}{}{}21,2,3,101,1A B x x ==-==-∣,所以{}1,1,2,3A B ⋃=-.故选:B.2.C【分析】借助复数运算法则计算出z 后,由共轭复数的定义可得z ,由复平面的性质可得其在复平面上所对应的点所处象限.【详解】()()()i 1i i i 111i 1i 1i 1i 222z +-====-+--+,则11i 22z =--,故z 在复平面上所对应的点位于第三象限.故选:C.3.C【分析】根据向量坐标运算和数量积运算的性质,结合25a b -= 可求得a b ⋅,由此可得2a b + ,进而求得结果.【详解】a b -= ,a b ∴-=2222325a b a a b b a b ∴-=-⋅+=-⋅= ,解得:1a b ⋅=- ,22221221a b a a b b ∴+=+⋅+=-+= ,解得:1a b += .故选:C.4.C【分析】根据偶函数的定义,结合函数的单调性逐一判断即可.【详解】对于A ,定义域为{}1x x ≠,故是非奇非偶函数,A 错,对于B ,当0x >时,()12xf x ⎛⎫= ⎪⎝⎭在()0,∞+上为减函数,∴B 不对,对于C ,∵定义域为R ,且()()()22lg 1lg 1f x x x ⎡⎤-=-+=+⎣⎦为偶函数,设21t x =+,∵lg y t =在()0,∞+上为增函数,21t x =+在()0,∞+上为增函数,∴()()2lg 1f x x =+在()0,∞+上为增函数,∴C 对.对于D ,∵()()11f x x x f x x x⎛⎫-=---=-=- ⎪⎝⎭为奇函数,∴D 不对.故选:C.5.A【分析】写出二项展开式的通项,由x 的指数为1求得r 值,则答案可求.【详解】51x ⎫⎪⎭的展开式的通项为53521551C (1)C rrrrr rr T x x --+⎛⎫=⋅⎭⋅-=-⋅⋅ ⎪⎝.令5312r-=,得1r =.x ∴的系数为15C 5-=-.故选:A .6.B【分析】根据给定条件,求出抛物线C 的焦点坐标及准线方程,再利用定义求解作答.【详解】抛物线C :()220y px p =>的焦点(,0)2p F ,准线方程2p x =-,显然点A 的横坐标为2,由抛物线定义得:||232pAF =+=,所以2p =.故选:B 7.B【分析】根据角平分线利用三角形等面积公式可得3cos 4BAD ∠=,再由余弦定理即可求得BD =【详解】如下图所示:依题意设BAD CAD θ∠=∠=,由ABC ABD ADC S S S =+ 可得111sin 2sin sin 222AB AC AB AD AC AD θθθ=+,即13sin 2sin sin sin 22θθθθ=+=,也即32sin cos sin 2θθθ=,显然sin 0θ≠,可得3cos 4θ=;在ABD △中,由余弦定理可得222222213cos 22214AB AD BD BD AB AD θ+-+-===⨯⨯,解得BD 故选:B 8.B【分析】按照a 的取值范围进行分类讨论,结合反比例函数图像性质分析题意,找出()af x x a=+在[1,+∞)上存在最小值的等价条件,然后借助a 的取值范围得出结论.【详解】()a f x x a=+①当0a =时,()0f x =恒成立,所以()f x 在[)1,+∞上存在最小值为0;②当0a >时,()a f x x a =+,可以看做是函数ay x=(0a >)图像向左平移a 个单位得到,所以()f x 在[)1,+∞只有最大值,没有最小值;③当a<0时,()a f x x a =+,可以看做是函数ay x=(a<0)图像向右平移a -个单位得到,所以()f x 若要在[)1,+∞单调递增,需要<1a -,即1a >-.综上所述:当10a -<≤时,()af x x a=+在[)1,+∞上存在最小值,所以“1a >-”是“10a -<≤”的必要不充分条件,即“1a >-”是“函数f (x )在[1,+∞)上存在最小值”的必要不充分条件.故选:B.9.D【分析】解方程判断A,利用单调性结合数学归纳法判断BD,举反例判断C.【详解】对A:若数列{}n a 为常数列,则2320n n a a -+=,解得1n a =或2n a =,故A 错误;对B:易得1421n n n a a a +-=+,若{}n a 为递减数列,则214232011n n n n n n n n a a a a a a a a +--+--=-=<++,解得2n a >或11n a -<<且0n a ≠,故不存在()11,2a ∈使得{}n a 递减数列,故B 错误;对C,令112a =,则2340,2,10a a a ==-=,故{}n a 不是递减数列,故C 错误;对D,用数学归纳法证明2n a >当1,n =1(2,)a ∈+∞显然成立,假设当()N n k k *=∈,2n a >则1n k =+时,()1042212221k k k k k a a a a a +-=--+->+=,故当1n k =+时2n a >成立,由选项B 知,对任意2n a >则数列{}n a 为递减数列,故1n a a ≤故D 正确故选:D【点睛】利用递推关系结合数学归纳法证明,是本题关键.10.A【分析】设平面α的法向量为(),,n x y z =且,,0x y z >,应用向量法表示点面距,进而求1C 到平面α的距离.【详解】以1,,AB AD AA 为,,x y z 轴建立空间直角坐标系,如下图,则1(0,0,0),(3,0,0),(0,3,0),(3,3,3)A B D C ,1(3,0,0),(0,3,0),(3,3,3)AB AD AC ===,不妨设平面α的法向量为(),,n x y z = 且,,0x y z >,由已知1B D AB n d n AD n d n ⎧⋅⎪==⎪⎪⎨⋅⎪=⎪⎪⎩,所以()22222222222292926x x y z y x y x y z z x ⎧=++⎧=⎪⇒⎨⎨=++=⎩⎪⎩,则111C AC n d n ⋅=== ,故选:A11.()()1,22,⋃+∞【分析】由对数复合型、分式复合型函数的定义域即可得解.【详解】由题意()lg 1010x x ⎧-≠⎨->⎩,解得12x <<或2x >,所以函数()()1lg 1f x x =-的定义域为()()1,22,⋃+∞.故答案为:()()1,22,⋃+∞.12.3【分析】根据给定条件,求出m 值,进出求出离心率即可.【详解】显然0m >,双曲线221y mx -=0y ±==3m =,因此双曲线方程为2231y x -=,即22113x y -=,所以双曲线2231y x -=的离心率3e =.13.12(答案不唯一)12(答案不唯一)【分析】根据立方和公式以及基本不等式求得正确答案.【详解】()()()()233223a b a b a ab b a b a b ab ⎡⎤+=+-+=++-⎣⎦()()()()()233313324a b a b ab a b a b a b a b +⎛⎫=+-+≥+-+⨯=+ ⎪⎝⎭,当且仅当a b =时等号成立.所以,若1a b +≥,则3314a b +≥,所以p 为假命题.所以一组,a b 的值为11,22a b ==(答案不唯一).故答案为:12(答案不唯一);12(答案不唯一)14.134【分析】先得到新数列14,29,44, ,是首项为14,公差为15的等差数列,求出通项公式,解不等式即能求出数列的项数.【详解】由题知,满足上述条件的数列为14,29,44, ,该数列为首项是14,公差为15的等差数列{}n a ,则*1415(1)1512023,N n a n n n =+-=-≤∈,解得134n ≤,故该数列的项数为134.故答案为:13415.①③④【分析】利用函数周期的定义判断①;根据函数对称性的定义求出对称中心或对称轴判断②;借助辅助角公式可得πsin cos 2x x <-,结合正切函数的单调性及三角恒等变换判断③;当0k =,1k =时,探讨函数单调性判断④.【详解】对于①,(2π)tan(sin(2π))tan(cos(2π))tan(sin )tan(cos )()f x x x x x f x +=+++=+=,则2π是()f x的周期,①正确;对于②,3π3π3π()tan(sin())tan(cos())tan(cos )tan(sin )222f x x x x x -=-+-=--,且πππ()tan(sin())tan(cos())tan(cos )tan(sin )222f x x x x x -=-+-=+,有3π()()02f x f x +-=,π()()2x f x f =-,则()f x 的图象关于点3π(,0)4对称,关于直线π4x =对称,②错误;对于③,当π(0,)2x ∈时,sin ,cos (0,1)x x Î,又ππsin cos )42x x x +=+≤<,即πsin cos 2x x <-,则πsin(cos )πcos(cos )12tan(sin )tan(cos )π2sin(cos )tan(cos )cos(cos )2x x x x x x x -<-===-,即0tan(sin )tan(cos )1x x <<,则tan(sin )tan(cos )tan(sin )tan(cos )tan(sin cos )1tan(sin )tan(cos )x x x x x x x x ++<=+-⋅,③正确;对于④,由2π是()f x 的周期知,只需考虑0k =,1k =时函数()f x 的单调性,当0k =时,π(,0)2x ∈-,函数sin y x =与cos y x =均单调递增,而tan y x =在ππ,22⎛⎫- ⎪⎝⎭上递增,则()f x 单调递增;当1k =时,π(,π)2x ∈,函数sin y x =与cos y x =均单调递减,而tan y x =在ππ,22⎛⎫- ⎪⎝⎭上递增,则()f x 单调递减,④正确.故答案为:①③④【点睛】思路点睛:①函数奇偶性、周期性和对称性的判断常用定义去验证;②要证明周期函数的单调性往往只需证明函数的一个周期的单调性,复杂函数的单调性判断优先尝试利用复合函数的“同增异减”.16.(1)证明见解析(2)直线BC 与平面ABF 所成角是π6,2PH =.【分析】(1)先证明//AB 平面PDE ,再由线面平行的性质定理得证线线平行;(2)如图建立空间直角坐标系Axyz ,由空间向量法求二面角,然后设(,,)H u v w ,设(01)PH PC λλ=<<,然后由AH与平面ABF 的法向量垂直求得λ,从而得H 点坐标,再计算出向量的模(线段长).【详解】(1)证明:在正方形AMDE 中,B 是AM 的中点,//AB DE ∴,又AB ⊄ 平面PDE ,DE ⊂平面PDE ,//AB ∴平面PDE ,AB ⊂ 平面ABF ,且平面ABF 平面PDE FG =,//AB FG ∴;(2)PA ⊥ 底面ABCDE ,AB ,AE ⊂底面ABCDE ,PA AB ∴⊥,PA AE ⊥,如图建立空间直角坐标系Axyz,则()0,0,0A ,()1,0,0B ,()2,1,0C ,()002P ,,,()0,2,0E ,()0,1,1F ,()1,1,0BC =,设平面ABF 的法向量为(),,n x y z =r,则00n AB n AF ⎧⋅=⎪⎨⋅=⎪⎩ ,即00x y x =⎧⎨+=⎩,令1z =,则1y =-,()0,1,1n ∴=-,设直线BC 与平面ABF 所成的角为α,则sin |cos n α=< ,1|2n BC BC n BC ⋅>==⋅,∴直线BC 与平面ABF 所成的角为π6,设(),,H u v w ,H 在棱PC 上,∴可设(01)PH PC λλ=<<,即()(),,22,1,2u v w λ-=-,2u λ∴=,v λ=,22w λ=-,n是平面ABF 的法向量,0n AH ∴⋅=,即()()0,1,12,,220λλλ-⋅-=,解得23λ=,422,,333H ⎛⎫∴ ⎪⎝⎭,2PH ∴=.17.(1)π1224()2f x x ⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭;min 21()22f x =-+(2)π3π,44⎡⎫⎪⎢⎣⎭【分析】(1)先将()f x 解析式化简,再选择相应条件,结合三角函数的性质逐一分析,从而得解;(2)先求得()f x 在0x =附近的五个零点,从而得到关于t 的不等式组,由此得解.【详解】(1)选条件①②:由题意可知,21cos 21()sin sin cos sin 222x f x x x x b x b ωωωωω-=++=++π1sin 2242x b ω⎛⎫=-++ ⎪⎝⎭,函数()f x 图象的相邻两条对称轴之间的距离为π2,则π2π222T ω==,所以1ω=,因为函数()f x 的图象经过点π,12⎛⎫⎪⎝⎭,所以πππ1sin 2122242f b ⎛⎫⎛⎫=⨯-++= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,所以0b =,所以π1224()2f x x ⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭,所以min 1()22f x =-+.选择条件①③:函数()f x 图象的相邻两条对称轴之间的距离为π2,则π2π222T ω==,所以1ω=,min max 21(),()22f x b f x =-++=2122b ++,函数()f x 的最大值与最小值的和为1,所以212112222b b ++++=,则0b =,所以π124()2f x x ⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭,所以min 21()22f x =-+.选条件②③:min max 2121(),()2222f x b f x b =++++,函数()f x 的最大值与最小值的和为1,所以212112222b b ++++=,则0b =,因为函数()f x 的图象经过点π,12⎛⎫⎪⎝⎭,所以πππ1sin 2122242f ω⎛⎫⎛⎫=⨯-+= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,所以πsin π42ω⎛⎫-= ⎪⎝⎭,所以πππ2π,44k k ω-=+∈Z 或π3ππ2π,44k k ω-=+∈Z ,显然此时ω的值有多个,()f x 的解析式唯一确定,所以此种情形不符合题意,舍去.(2)由(1)知π1sin 224()2f x x ⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭,令π12022()4f x x ⎛⎫=-+= ⎪⎝⎭,得π2sin 242x ⎛⎫-=- ⎪⎝⎭,所以ππ22π,44x k k -=-+∈Z 或π3π22π,44x k k -=-+∈Z ,即π,x k k =∈Z 或ππ,4x k k =-+∈Z ,所以()f x 在0x =附近的五个零点为πx =-,π4x =-,0x =,3π4x =,πx =,因为()f x 在区间()(),0t t t ->上有且仅有2个零点,所以π4x =-,0x =为()f x 在区间()(),0t t t ->上的两个零点,故ππ43π04t t ⎧-<-≤-⎪⎪⎨⎪≤<⎪⎩,解得π3π44t ≤<,所以t 的取值范围是π3π,44⎡⎫⎪⎢⎣⎭.18.(1)1112(2)分布列见解析,期望为73(3)7或12【分析】(1)计算出各年产品的平均利润,得到平均利润不小于100元/台的有6个,小于100元/台的有3个,利用组合知识求出概率;(2)计算出各年的年返修率,得到不超过千分之一的年份有7个,超过千分之一的年份有2个,得到X 的可能取值和对应的概率,求出分布列及期望值;(3)计算出21s ,从而得到方程,求出a 的值.【详解】(1)2013年产品的平均利润为3851003>元/台,2014年产品的平均利润为450901005=<元/台,2015年产品的平均利润为4201005<元/台,2016年产品的平均利润为5501006<元/台,2017年产品的平均利润为6101006>元/台,2018年产品的平均利润为9651009>元/台,2019年产品的平均利润为9981009>元/台,2020年产品的平均利润为100010010=元/台,2021年产品的平均利润为115010010>元/台,故平均利润不小于100元/台的有6个,小于100元/台的有3个,故从2013~2021年中随机抽取两年,这两年中至少有一年生产的产品的平均利润不小于100元/台的概率为11263629C C C 11C 12+=;(2)2013年产品的年返修率为321300001000>,2014年产品的年返修率为381500001000<,2015年产品的年返修率润为541500001000>,2016年产品的年返修率为581600001000<,2017年产品的年返修率为521600001000<,2018年产品的年返修率为711900001000<,2019年产品的年返修率为641900001000<,2020年产品的年返修率为8011000001000<,2021年产品的年返修率为7511000001000<,年返修率不超过千分之一的年份有7个,超过千分之一的年份有2个,X 的可能取值为1,2,3,则()127239C C 11C 12P X ===,()217239C C 12C 2P X ===,()3739C 53C 12P X ===,故分布列为:X123P11212512故1157123122123EX =⨯+⨯+⨯=,(3)2013~2017年年生产台数的平均数为13556655x ++++==(万台),故()()()222211355565 1.25s ⎡⎤=-+-++-=⎣⎦ ,2018~2022年的年生产台数的平均数为29910103855a ax +++++==,故22222138383899 1.25555a a a s a ⎡⎤+++⎛⎫⎛⎫⎛⎫=-+-++-=⎢⎥ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎢⎥⎣⎦ ,解得:7a =或12(万台),故a 的值为7或12.19.(1)2212x y +=;22e =.(2)点D 在定直线12y =上【分析】(1)由椭圆的定义求出2m =,即可求出椭圆C 的方程和离心率;(2)若直线l 的斜率存在,设直线l 的方程为:2y kx =+,与椭圆方程联立消去y 整理为关于x 的一元二次方程,由题意可知其判别式大于0,从而可得k 的范围.再由韦达定理可得两根之和,两根之积.根据PA tPB = 可得12,,x x t 间的关系式.设()00,D x y ,再由AD tDB =可得021,,x x x 间的关系式,将韦达定理代入化简即可得出点D 在定直线12y =上,再检验直线l 的斜率不存在是否满足.【详解】(1)由椭圆的定义知,12MF MF +==2m =,所以椭圆C 的方程为2212x y +=,故1,1a b c====,所以椭圆C 的离心率为2c e a ==.(2)若直线l 的斜率存在,设直线l 的方程为:2y kx =+,则联立22212y kx x y =+⎧⎪⎨+=⎪⎩可得:()2212860k x kx +++=,则2226424(21)16240k k k ∆=-+=->,解得:232k >,设11(,)A x y ,22(,)B x y ,则122821k x x k -+=+,122621x x k =+,由PA tPB =可得:()()1122,2,2x y t x y -=-,即112222x y t x y -==-,设()00,D x y ,由AD tDB =可得:()()01012020,,x x y y t x x y y --=--,即()101202x x x x x x -=-,即20121210x x x x x x x x -=-,则21201221223218221x x k x k x x k k +===-+-+,因为点D 在直线l 上,所以00312222y kx k k =+=⋅+=-,所以点D 在定直线12y =上,若直线l 的斜率不存在,过P 的直线l 与椭圆C 交于A 、B 两点,()()0,1,0,1A B -,()()0,10,3PA tPB t =-==- ,所以13t =,则()()000011,1,133AD x y DB x y =-==---,所以()001113y y -=--,解得:012y =,满足点D 在定直线12y =上.【点睛】思路点睛:本题考查直线与椭圆综合应用中的定直线问题的求解,求解此类问题的基本思路如下:①假设直线方程,与椭圆方程联立,整理为关于x 或y 的一元二次方程的形式;②利用0∆>求得变量之间的关系,同时得到韦达定理的形式;③利用韦达定理表示出已知的等量关系,化简整理得到所求定直线.20.(1)()f x 有极小值()0=0f ,无极大值.(2)答案见解析(3)证明见解析【分析】(1)利用极值的定义求解即可;(2)分类讨论求()f x 的单调区间即可;(3)利用“恒切函数”的定义,列方程组得出()2011=188m x +-,然后结合0x 的范围求解即可.【详解】(1)函数()e 1axf x x =--,()e 1ax f x a '=-,当1a =时,()e 1xf x '=-,()00f '∴=,当0x <时,()0f x '<,()f x 单调递减,当0x >时,()0f x ¢>,()f x 单调递增,故()f x 有极小值()0=0f ,无极大值.(2)()e 1axf x a '=-,当0a ≤时,()e 11axa f x '=-≤-,()f x 在(),-∞+∞单调递减;当0a >时,e 1=0ax a -,1e =axa ,1lnln =a a x a a=-,∴ln 0f a a ⎛⎫-= ⎪⎝⎭',且()e 1axf x a '=-为增函数,ln a x a ∴>-时,()0f x ¢>,()f x 在ln ,a a ⎛⎫-+∞ ⎪⎝⎭单调递增;ln a x a <-时,()0f x '<,()f x 在ln ,a a ⎛⎫-∞- ⎪⎝⎭单调递减;综上得:当0a ≤时,()f x 在(),-∞+∞单调递减;当0a >时,()f x 在ln ,a a ⎛⎫-+∞ ⎪⎝⎭单调递增,在ln ,a a ⎛⎫-∞- ⎪⎝⎭单调递减;(3)当1a =时,函数()()()e e =221e x x xg x f x m m x =-++-是“恒切函数”,且()()2e 2e 2xx g x x '--=,设函数()y g x kx b =++与直线y kx b =+切点()00,x y ,则()()00000y g x kx b kx bg x k k ⎧=++=+⎪⎨+='⎪⎩,故()()0000g x g x ⎧=⎪⎨='⎪⎩,即()()000000e e 102e 2e 2=02x x x x x m x ⎧--+=⎪⎪⎨⎪--⎪⎩,002e 2=xx +∴,()()00200000122e 11=e ==1242881x x m x x x x x ++------⎛⎫+- ⎪⎝⎭,002e 2=x x + ,所以0x 是方程00022=e xx --的根,设()2=2e xh x x --,()1=2e x h x -',1ln =02h ⎛⎫'∴ ⎪⎝⎭,当1ln 2x >时,()0h x '>,()h x 单调递增;当1ln2x <时,()0h x '<,()h x 单调递减;且()min 11ln 1ln 2ln 21022h x h ⎛⎫==--=-< ⎪⎝⎭,()=0=220h -,()222e =0e 2=2h -->,()210e1=h --<0x 是方程()=0=2e 2x h x x --的根,所以0=0x 或()02,1x ∈--,()2011=1=088x m +-∴或1,08m ⎛⎫∈-⎪⎝⎭故108m -<≤.21.(1)11b =-,232b =-,332b =-,41b =,(2)证明见解析;(3)证明见解析.【分析】(1)分别计算出1a ,2a ,3a ,4a 结合题意即可得1234,,,b b b b 的值;(2)先证充分性,由数列{}n a 是递增的等差数列,证明1n n b b ->,再证必要性,由数列{}n b 是递增的等差数列,证明10n n a a -->,进而得最后结论;(3)利用反证法,由1n b =或者1n b =-可得12311i i k k k k k b b b b b +-====== ,1231111111i i k k k k k b b b b b ++++++====== ,化简可得114i i i k k k a M M ++==+,即1i i k k M M +≥,对1114i i k k a a -++≥+利用累加法,可得101212026k a +≥与题意矛盾,即得结论.【详解】(1)因为23nn a n =-,所以11a =-,22a =-,31a =-,44a =,所以12341,1,1,4M M M M =-=-=-=,12341,2,2,2m m m m =-=-=-=-,所以11b =-,232b =-,332b =-,41b =,(2)(充分性)当数列{}n a 是递增的等差数列时,设其公差为d ,则0d >因为11n n a a a ->⋅⋅>>⋅,所以n n M a =,1n m a =,所以12n n a a b +=所以11110222n n n n a a a a db b --++-=-=>,所以数列{}n b 是递增的等差数列(必要性)当数列{}n b 是递增的等差数列时,设其公差为d ',则0d '>,所以1111102222n n n n n n n n n n M m M m M M m m b b d -----+---'-=-=+=>,若1n n a a -<,则1n n M M -=,1n n m m -≤,10n n b b --<矛盾,若1n n a a -=,则1n n M M -=,1n n m m -=,10n n b b --=矛盾,所以1n n a a ->,所以数列{}n a 是递增的等差数列综上,“数列{}n a 是递增的等差数列”是“数列{}n b 是递增的等差数列”的充要条件;(3)假设结论不成立.因为1n b =,即1n b =或者1n b =-,所以对任意*N k ∈,一定存在i k >,使得i b ,1i b +符号相反所以在数列{}n b 中存在1k b ,2k b ,3k b ,……,i k b ,1i k b +……,其中123i k k k k <<<< 且12311i i k k k k k b b b b b +-====== ,1231111111i i k k k k k b b b b b ++++++====== ,因为111,1i k k b b +=-=,即12i ik k M m +=-,1112i i k k M m +++=注意1i i k k M M +≥,1i i k k m m +≤,且有且仅有一个等号成立,所以必有1i i k k M M +>,1i ik k m m +=所以14i i k k M M +=+,所以114i i i k k k a M M ++==+因为1i i k k ->,所以11i i k k -≥+,所以11i i k k M M -+≥,所以1114i i k k a a -++≥+所以1114i i k k a a -++-≥所以21114k k a a ++-≥32114k k a a ++-≥43114k k a a ++-≥……1114m m k k a a -++-≥所以()11141m k k a a m ++-≥-所以()11141m k k a a m ++≥+-所以()1012111410121201840442026k k a a ++≥+->-+=,这与2023n a <矛盾,所以假设错误,所以存在*N k ∈,使得n k ∀≥,有1n n b b +=.【点睛】关键点点睛:本题考查等差数列判断与证明,分类讨论思想的应用,运算求解能力,化归与转化思想以及反证法在证明中的应用,属于难题.。
北京高三高中数学开学考试带答案解析
北京高三高中数学开学考试班级:___________ 姓名:___________ 分数:___________一、选择题1.已知集合,,则()A.B.C.D.2.已知复数满足,则()A.B.C.D.3.执行如图所示的程序框图,输出的值为()A.12B.20C.40D.704.下列函数中,在区间上为减函数的是()A.B.C.D.5.已知圆与直线有两个交点,则正实数的值可以为()A.B.C.1D.6.已知数列,则“为等比数列”是“”的()A.充分必要条件B.充分不必要条件C.必要不充分条件D.既不充分也不必要条件7.已知实数,满足,则的最小值为()A.8B.16C.32D.648.已知函数其中的公约数只有1,在下列结论中:①;②;③,;④,.所有正确结论的序号是()A.①③B.①④C.①②③④D.②③④二、填空题1.已知向量,,,若,则_____.2.下图中的三个直角三角形是一个体积为20几何体的三视图,则_______.3.设的内角所对的边分别为,若,则的度数为______.4.已知双曲线的离心率为2,此双曲线的一个焦点坐标为(4,0),则______;________.5.已知如下六个函数:,,,,,,从中选出两个函数记为和,若的图像如下图所示,则____.6.网上购鞋常常看到这样一张脚的长度与鞋号的对照表,第一行可以理解为脚的长度,第二行是我们习惯称呼的“鞋号”.从上述表格中可以推算出30号的童鞋对应的脚的长度为____;若一个篮球运动员的脚长为282,则他该穿_____号的鞋.三、解答题1.已知数列是等比数列,满足,,数列是等差数列,满足,.(Ⅰ)求数列和的通项公式;(Ⅱ)设,求数列的前项和.2.已知函数.(Ⅰ)求函数的最小正周期;(Ⅱ)求函数的最大值及取最大值时的集合.3.某市为鼓励居民节约用电,将实行阶梯电价,该市每户居民每月用电量划分为三档,电价实行分档递增.第一档电量:用电量不超过200千瓦时,电价标准为0.5元/千瓦时;第二档电量:用电量超过200但不超过400千瓦时,超出第一档电量的部分,电价标准比第一档电价提高0.1元/千瓦时;第三档电量:用电量超过400千瓦时,超出第二档电量的部分,电价标准比第一档电价提高0.3元/千瓦时.随机调查了该市1000户居民,获得了他们某月的用电量数据,整理得到如下的频率分布表:(Ⅰ)根据频率分布表中的数据,写出的值;(Ⅱ)从该市调查的1000户居民中随机抽取一户居民,求该户居民用电量不超过300千瓦时的概率;(Ⅲ)假设同组中的每个数据用该组区间的中点值代替,试估计该市每户居民该月的平均电费.4.如图,在四棱锥中,底面是矩形,,,是棱的中点.(Ⅰ)求证:平面平面;(Ⅱ)求证:平面;(Ⅲ)在棱上是否存在动点,使得平面?并说明理由.5.已知椭圆的离心率为,右焦点,是椭圆上关于轴对称的两点.(Ⅰ)求椭圆的方程;(Ⅱ)已知,若与相交于点,证明:点在椭圆上.6.已知函数.(Ⅰ)当时,有极小值,求的值;(Ⅱ)若过点只有一条直线与曲线相切,求的取值范围;(Ⅲ)在(Ⅰ)的条件下,判断过点,,分别存在几条直线与曲线相切.(只需写出结论)北京高三高中数学开学考试答案及解析一、选择题1.已知集合,,则()A.B.C.D.【答案】C【解析】由,故,故选项为C.【考点】集合的运算.2.已知复数满足,则()A.B.C.D.【答案】A【解析】由得,,故选项为A.【考点】复数的运算.3.执行如图所示的程序框图,输出的值为()A.12B.20C.40D.70【答案】C【解析】,运行第一次,,条件成立,;运行第二次,,条件成立,;运行第三次,,条件成立,;运行第四次,,条件不成立,输出;故选项为C.【考点】程序框图.4.下列函数中,在区间上为减函数的是()A.B.C.D.【答案】A【解析】由基本初等函数的性质可知,区间上为减函数为减函数,故选项为A.【考点】函数的单调性.5.已知圆与直线有两个交点,则正实数的值可以为()A.B.C.1D.【答案】D【解析】已知圆与直线有两个交点,故圆心到直线的距离小于半径,即,故选项为D.【考点】直线与圆的位置关系.【方法点睛】本题主要考查了直线与圆的位置关系,属于基础题.直线与圆的位置关系分为三种,即相离,相交,相切,可以通过几何法和代数法两种方式进行判断,几何法即利用圆心到直线的距离与半径比较,当时,直线与圆相离;当时,直线与圆相切;当时,直线与圆相交;代数法即联立直线的方程与圆的方程,利用方程组解的个数判断两者位置关系.6.已知数列,则“为等比数列”是“”的()A.充分必要条件B.充分不必要条件C.必要不充分条件D.既不充分也不必要条件【答案】B【解析】若成等比数列,则成立,当时,满足成立,但成等比数列不成立,故成等比数列是“”的充分不必要条件,故选:B.【考点】充分条件,必要条件的判定.7.已知实数,满足,则的最小值为()A.8B.16C.32D.64【答案】B【解析】由得,,故,又因为,故的最小值为,故选项为B.【考点】函数的最值.8.已知函数其中的公约数只有1,在下列结论中:①;②;③,;④,.所有正确结论的序号是()A.①③B.①④C.①②③④D.②③④【答案】C【解析】由题意可得,,,故,即①正确;,,故,即②正确;对于③,当时,故满足,当时,,,,故,当时,,即③正确;对于④,当时,,,当时,,且满足的公约数只有,故,故成立;当时,,,故④正确,选项为C.【考点】新定义的应用.二、填空题1.已知向量,,,若,则_____.【答案】【解析】由,,,得,又由,得,解得,故答案为.【考点】向量的坐标运算.2.下图中的三个直角三角形是一个体积为20几何体的三视图,则_______.【答案】【解析】由三视图可知该几何体为三棱锥,其中侧棱底面,且为直角三角形,且,,,∴三棱锥的体积为,解得,故答案为.【考点】由三视图求体积.【方法点睛】本题主要考查三视图的应用,利用三棱锥的体积公式是解决本题的关键,将三视图进行还原成直观图是解决三视图问题的基本方法,是高考中常考的知识点,难度适中;由三视图可知该几何体为三棱锥,由俯视图可知三棱锥的底面为直角三角形,由主视图可知,其中一条侧棱和底面垂直,根据三棱锥的体积公式即可求解.3.设的内角所对的边分别为,若,则的度数为______.【答案】【解析】∵,∴,∵,∴,∴由于为三角形内角,可得,故答案为:.【考点】正弦定理.4.已知双曲线的离心率为2,此双曲线的一个焦点坐标为(4,0),则______;________.【答案】【解析】由双曲线的离心率为,焦点坐标为,得,解得,故答案为,.【考点】双曲线的性质.5.已知如下六个函数:,,,,,,从中选出两个函数记为和,若的图像如下图所示,则____.【答案】【解析】由图象可知,函数过定点,当时,,为增函数,当时,或交替出现,因为的图象经过点,且当时,,当时,,若为,当时,,不满足过点,所以只有当才满足条件,故答案为:.【考点】函数的图象.【方法点睛】本题考查了函数图象和识别,初等函数的图象和性质,知识点多,需多方位的考虑,属于基础题;观察图象可以得到,函数由图象可知,函数过定点,当时,,为增函数,当时,或交替出现,所以在,必有一个,再思考所给的函数的图象和性质,即可得到答案.6.网上购鞋常常看到这样一张脚的长度与鞋号的对照表,第一行可以理解为脚的长度,第二行是我们习惯称呼的“鞋号”.从上述表格中可以推算出30号的童鞋对应的脚的长度为____;若一个篮球运动员的脚长为282,则他该穿_____号的鞋.【答案】【解析】观察上图可知,法实际标注,故号的童鞋对应的脚的长度为,当脚长为为,对应的法,应穿码的鞋,故答案为,.【考点】推理,归纳.三、解答题1.已知数列是等比数列,满足,,数列是等差数列,满足,.(Ⅰ)求数列和的通项公式;(Ⅱ)设,求数列的前项和.【答案】(Ⅰ),;(Ⅱ).【解析】(Ⅰ)由数列是等比数列,满足,,可求出公比,故可得的通项公式,由等差数列定义可得的通项公式;(Ⅱ)由(Ⅰ)可得,数列,由数列通项公式的特征即表示成一个等比和一个等差数列之差可得,求其前项和公式时应采用分组求和.试题解析:(Ⅰ)设等比数列的公比为,由题意,得,解得.所以.所以.设等差数列的公差为,因为,,,∴.解得.所以.(Ⅱ)由(Ⅰ)知,,因此.从而数列的前项和.【考点】(1)等差数列的性质;(2)等比数列的性质;(3)数列求和.【方法点晴】本题主要考查了等差数列,等比数列的概念,以及数列的求和,属于高考中常考知识点,难度不大;常见的数列求和的方法有公式法即等差等比数列求和公式,分组求和类似于,其中和分别为特殊数列,裂项相消发类似于,错位相减法类似于,其中为等差数列,为等比数列等.2.已知函数.(Ⅰ)求函数的最小正周期;(Ⅱ)求函数的最大值及取最大值时的集合.【答案】(Ⅰ);(Ⅱ)取最大值时的集合为.【解析】(Ⅰ)首先利用降幂公式和辅助角公式化简可得,利用最小正周期公式得解;(Ⅱ)根据函数的性质得解.试题解析:(Ⅰ),所以函数的最小正周期为.(Ⅱ)当,即,时,有最大值,取最大值时的集合为.【考点】(1)降幂公式;(2)辅助角公式;(3)函数的性质.【方法点晴】本题主要考查了三角函数的化简,以及函数的性质,属于基础题,强调基础的重要性,是高考中的常考知识点;对于三角函数解答题中,当涉及到周期,单调性,单调区间以及最值等都属于三角函数的性质,首先都应把它化为三角函数的基本形式即,然后利用三角函数的性质求解.3.某市为鼓励居民节约用电,将实行阶梯电价,该市每户居民每月用电量划分为三档,电价实行分档递增.第一档电量:用电量不超过200千瓦时,电价标准为0.5元/千瓦时;第二档电量:用电量超过200但不超过400千瓦时,超出第一档电量的部分,电价标准比第一档电价提高0.1元/千瓦时;第三档电量:用电量超过400千瓦时,超出第二档电量的部分,电价标准比第一档电价提高0.3元/千瓦时.随机调查了该市1000户居民,获得了他们某月的用电量数据,整理得到如下的频率分布表:(Ⅰ)根据频率分布表中的数据,写出的值;(Ⅱ)从该市调查的1000户居民中随机抽取一户居民,求该户居民用电量不超过300千瓦时的概率;(Ⅲ)假设同组中的每个数据用该组区间的中点值代替,试估计该市每户居民该月的平均电费.【答案】(Ⅰ),,;(Ⅱ);(Ⅲ).【解析】(Ⅰ)由,易得的值;(Ⅱ)由题中表格可得用电量不超过千瓦时的有户,故可得结果;(Ⅲ)平均电费等于所有区间组中值乘以频率之和.试题解析:(Ⅰ),,.(Ⅱ)设“该户居民月用电量不超过千瓦时”为事件.由表可知:共调查了户居民,用电量不超过千瓦时的有户,用电量超过千瓦时的有户,所以该居民月用电量不超过千瓦时的概率.(Ⅲ)由用电量的频率分布表和题意,得居民该月用电费用的数据分组与频率分布表:根据题意,该市每户居民该月的平均电费为:(元)【考点】(1)概率的计算;(2)平均数的计算.4.如图,在四棱锥中,底面是矩形,,,是棱的中点.(Ⅰ)求证:平面平面;(Ⅱ)求证:平面;(Ⅲ)在棱上是否存在动点,使得平面?并说明理由.【答案】(Ⅰ)证明见解析;(Ⅱ)证明见解析;(Ⅲ)存在,为的中点.【解析】(Ⅰ)通过证明,得平面,得到面面垂直;(Ⅱ)结合(Ⅰ)使得,,得到线面垂直;(Ⅲ)由为中点,可得为中点,通过线线平行,得到线面平行.试题解析:(Ⅰ)证明:在矩形中,.又∵且,∴平面.又∵平面,∴平面平面.(Ⅱ)证明:在中,,是棱的中点,∴.由(Ⅰ)知平面,∴.又∵,∴平面.(Ⅲ)解:在棱上存在点,使得平面,此时为的中点.证明如下:取中点,连接.在矩形中,,,所以四边形为平行四边形,∴.又∵平面,平面,所以平面.【考点】(1)面面垂直的判定;(2)线面垂直的判定;(3)线面平行的判定.5.已知椭圆的离心率为,右焦点,是椭圆上关于轴对称的两点.(Ⅰ)求椭圆的方程;(Ⅱ)已知,若与相交于点,证明:点在椭圆上.【答案】(Ⅰ);(Ⅱ)证明见解析.【解析】(Ⅰ)由已知条件列出关于的方程组得结果;(Ⅱ)设出的坐标分别为,,得到与的直线方程,联立方程组解得点坐标,将其代入椭圆的方程,利用整体代换的思想得证.试题解析:(Ⅰ)解:由已知,得解得,,因此椭圆的方程为.(Ⅱ)证明:根据题意可设的坐标分别为,则直线的方程为,①直线的方程为. ②联立①②解得,,即.由,可得.因为,【考点】(1)椭圆的标准方程;(2)整体代入思想.6.已知函数.(Ⅰ)当时,有极小值,求的值;(Ⅱ)若过点只有一条直线与曲线相切,求的取值范围;(Ⅲ)在(Ⅰ)的条件下,判断过点,,分别存在几条直线与曲线相切.(只需写出结论)【答案】(Ⅰ);(Ⅱ)或;(Ⅲ)过点存在条直线与曲线相切,过点存在条直线与曲线相切,过点存在条直线与曲线相切.【解析】(Ⅰ)由函数在处取得极小值,得,可得的值,然后代入原函数中进行验证;(Ⅱ)设出切点坐标,结合过点得其切线方程为,“过点只有一条直线与曲线相切”等价于“只有一个零点”,再次对进行求导,判断函数的单调性,利用数形结合思想得解;(Ⅲ)可利用函数图象的大致形状与点的位置关系得结果.试题解析:(Ⅰ)由得.根据题意,解得.此时.令,解得或.当时时,,在上单调递减,当时,,在上单调递增,符合当时,有极小值,因此.(Ⅱ)设过点的直线与曲线相切于点,则,且切线斜率为,所以切线方程为.因此,整理得.设,则“过点只有一条直线与曲线相切”等价于“只有一个零点”..当变化时,与的变化情况如下:所以,是的极大值,是的极小值.当只有一个零点时,有或,解得或.因此当过点只有一条直线与曲线相切时,的取值范围是或.(Ⅲ)过点存在1条直线与曲线相切;过点存在3条直线与曲线相切;过点存在条直线与曲线相切.【考点】(1)函数的导数与极值的关系;(2)导数与函数在某点处切线之间的关系.【方法点睛】本题考查学生利用导数研究函数极值的能力,利用导数研究函数的极值以及研究函数在某点处切线的方程,难度较大;利用导数求函数的极值的步骤:①确定函数的定义域;②对求导;③求方程的所有实数根;④列表格.导数的几何意义即函数在某点处的导数即为函数在该点处切线的斜率,以及切点既在曲线上又在切线上的思想.。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
2015-2016学年北京八十中高三(下)开学数学试卷(理科)一、选择题:本大题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,选出符合题目要求的一项.1.已知集合A={x||x+1|<1},B={x|()x﹣2≥0},则A∩∁R B=()A.(﹣2,﹣1)B.(﹣2,﹣1] C.(﹣1,0)D.时,f(x)=2x,若方程ax+a﹣f (x)=0(a>0)恰有三个不相等的实数根,则实数a的取值范围是()A.(,1)B. C.(1,2)D. C.(﹣1,0)D.,∵全集为R,∴∁R B=(﹣1,+∞),则A∩(∁R B)=(﹣1,0).故选:C.【点评】此题考查了交、并、补集的混合运算,熟练掌握各自的定义是解本题的关键.2.下列函数中,既是奇函数又在区间(0,+∞)上单调递增的函数为()A.y=sinx B.y=1g2x C.y=lnx D.y=﹣x3【考点】函数单调性的判断与证明;函数奇偶性的判断.【专题】函数的性质及应用.【分析】根据正弦函数的单调性,对数的运算,一次函数的单调性,对数函数的图象及单调性的定义即可判断每个选项的正误,从而找出正确选项.【解答】解:根据y=sinx图象知该函数在(0,+∞)不具有单调性;y=lg2x=xlg2,所以该函数是奇函数,且在(0,+∞)上单调递增,所以选项B正确;根据y=lnx的图象,该函数非奇非偶;根据单调性定义知y=﹣x3在(0,+∞)上单调递减.故选B.【点评】考查正弦函数的单调性,对数的运算,以及一次函数的单调性,对数函数的图象,奇偶函数图象的对称性,函数单调性的定义.3.复数Z=(i为虚数单位)在复平面内对应点的坐标是()A.(1,3)B.(﹣1,3)C.(3,﹣1)D.(2,4)【考点】复数的代数表示法及其几何意义.【专题】数系的扩充和复数.【分析】利用复数的运算法则、几何意义即可得出.【解答】解:复数Z===(1+2i)(1﹣i)=3+i在复平面内对应点的坐标是(3,1).故选:A.【点评】本题考查了复数的运算法则、几何意义,属于基础题.4.若几何体的三视图如图所示,则该几何体的体积为()A.B.C.D.π【考点】由三视图求面积、体积.【专题】计算题;空间位置关系与距离.【分析】根据几何体的三视图,得出该几何体是圆锥被轴截面截去一半所剩的几何体,结合数据求出该几何体的体积.【解答】解:根据几何体的三视图,得该几何体是圆锥被轴截面截去一半所得的几何体,底面圆的半径为1,高为2,所以该几何体的体积为V几何体=×π•12×2=.故选:B.【点评】本题考查了利用空间几何体的三视图求几何体体积的应用问题,是基础题目.5.已知a,b是实数,则“a2b>ab2”是“<”的()A.充分而不必要条件 B.必要而不充分条件C.充要条件 D.既不充分也不必要条件【考点】必要条件、充分条件与充要条件的判断.【专题】简易逻辑.【分析】根据充分条件和必要条件的定义结合不等式的关系,进行判断即可.【解答】解:由a2b>ab2得ab(a﹣b)>0,若a﹣b>0,即a>b,则ab>0,则<成立,若a﹣b<0,即a<b,则ab<0,则a<0,b>0,则<成立,若<则,即ab(a﹣b)>0,即a2b>ab2成立,即“a2b>ab2”是“<”的充要条件,故选:C【点评】本题主要考查充分条件和必要条件的判断,根据不等式的性质是解决本题的关键.6.执行如图的程序框图,则输出S的值为()A.2016 B.2 C.D.﹣1【考点】程序框图.【专题】图表型;算法和程序框图.【分析】模拟执行程序框图,依次写出前几次循环得到的s,k的值,观察规律可知,s的取值以3为周期,由k等于2015=3*671+2时,满足条件k<2016,s=2,k=2016时不满足条件k <2016,退出循环,输出s的值为2.【解答】解:模拟执行程序框图,可得s=2,k=0满足条件k<2016,s=﹣1,k=1满足条件k<2016,s=,k=2满足条件k<2016,s=2.k=3满足条件k<2016,s=﹣1,k=4满足条件k<2016,s=,k=5…观察规律可知,s的取值以3为周期,由2015=3*671+2,有满足条件k<2016,s=2,k=2016不满足条件k<2016,退出循环,输出s的值为2.故选:B.【点评】本题主要考查了程序框图和算法,依次写出前几次循环得到的s,k的值,观察规律得到s的取值以3为周期是解题的关键,属于基本知识的考查.7.已知非零向量,满足||=1,且与﹣的夹角为30°,则||的取值范围是()A.(0,)B.时,f(x)=2x,若方程ax+a﹣f(x)=0(a>0)恰有三个不相等的实数根,则实数a的取值范围是()A.(,1)B. C.(1,2)D.时,f(x)=2x,又f(x)为偶函数,则当x∈时,f(x)=﹣2x,作出y=f(x)和y=ax+a的图象,要使方程ax+a﹣f(x)=0(a>0)恰有三个不相等的实数根,则由图象可得有三个交点,即必须满足k AC<a<k AB,运用斜率公式即可.【解答】解:由f(x+2)=f(x)可得函数f(x)的周期为2,当x∈时,f(x)=2x,又f(x)为偶函数,则当x∈时,f(x)=﹣2x,由ax+a﹣f(x)=0得f(x)=ax+a,作出y=f(x)和y=ax+a的图象,要使方程ax+a﹣f(x)=0(a>0)恰有三个不相等的实数根,则由图象可得直线y=ax+a的斜率必须满足k AC<a<k AB,由题意可得A(﹣1,0),B(1,2),C(3,2),则k AC==,k AB==1.即有<a<1.故选A.【点评】本题考查抽象函数及应用,考查函数的奇偶性和周期性及运用,考查数形结合的思想方法,属于中档题.二、填空题:本大题共6小题,每小题5分,共30分.把答案填在答题卡上.9.已知变量x,y,满足,则z=log4(2x+y+4)的最大值为.【考点】简单线性规划.【专题】不等式的解法及应用.【分析】先根据约束条件画出可行域,欲求z=log4(2x+y+4)的最大值,即要求z1=2x+y+4的最大值,再利用几何意义求最值,分析可得z1=2x+y+4表示直线在y轴上的截距,只需求出可行域直线在y轴上的截距最大值即可.【解答】解:作的可行域如图:易知可行域为一个三角形,验证知在点A(1,2)时,z1=2x+y+4取得最大值8,∴z=lo g4(2x+y+4)最大是,故答案为:.【点评】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,属于基础题.10.已知等比数列{a n}是递增数列,S n是{a n}的前n项和.若a1,a3是方程x2﹣5x+4=0的两个根,则S6= 63 .【考点】等比数列的前n项和.【专题】等差数列与等比数列.【分析】通过解方程求出等比数列{a n}的首项和第三项,然后求出公比,直接利用等比数列前n项和公式求前6项和.【解答】解:解方程x2﹣5x+4=0,得x1=1,x2=4.因为数列{a n}是递增数列,且a1,a3是方程x2﹣5x+4=0的两个根,所以a1=1,a3=4.设等比数列{a n}的公比为q,则,所以q=2.则.故答案为63.【点评】本题考查了等比数列的通项公式,考查了等比数列的前n项和,是基础的计算题.11.△ABC中,,BC=3,,则∠C=.【考点】正弦定理.【专题】计算题.【分析】由A的度数,求出sinA的值,设a=BC,c=AB,由sinA,BC及AB的值,利用正弦定理求出sinC的值,由c小于a,根据大边对大角得到C小于A的度数,得到C的范围,利用特殊角的三角函数值即可求出C的度数.【解答】解:由,a=BC=3,c=,根据正弦定理=得:sinC==,又C为三角形的内角,且c<a,∴0<∠C<,则∠C=.故答案为:【点评】此题考查了正弦定理,以及特殊角的三角函数值,正弦定理很好的建立了三角形的边角关系,熟练掌握正弦定理是解本题的关键,同时注意判断C的范围.12.已知双曲线﹣=1(a>0,b>0)的一条渐近线方程是y=x,它的一个焦点在抛物线y2=48x的准线上,则双曲线的方程是.【考点】双曲线的简单性质.【专题】计算题;圆锥曲线的定义、性质与方程.【分析】由抛物线标准方程易得其准线方程6,可得双曲线的左焦点,此时由双曲线的性质a2+b2=c2可得a、b的一个方程;再根据焦点在x轴上的双曲线的渐近线方程得a、b的另一个方程.那么只需解a、b的方程组,问题即可解决.【解答】解:因为抛物线y2=48x的准线方程为x=﹣12,则由题意知,点F(﹣12,0)是双曲线的左焦点,所以a2+b2=c2=144,又双曲线的一条渐近线方程是y=x,所以=,解得a 2=36,b 2=108, 所以双曲线的方程为.故答案为:.【点评】本题考查双曲线的标准方程,以及双曲线的简单性质的应用,确定c 和a 2的值,是解题的关键. 13.若的展开式中含有常数项,则n 的最小值等于 5 .【考点】二项式系数的性质. 【专题】计算题.【分析】二项式项的公式T r+1=C n r(x 6)n ﹣r()r,对其进行整理,令x 的指数为0,建立方程求出n 的最小值 【解答】解:由题意的展开式的项为T r+1=C n r(x 6)n ﹣r()r=C nr=C nr令=0,得n=,当r=4时,n 取到最小值5故答案为:5.【点评】本题考查二项式的性质,解题的关键是熟练掌握二项式的项,且能根据指数的形式及题设中有常数的条件转化成指数为0,得到n 的表达式,推测出它的值.14.为了预防流感,某学校对教室用药熏消毒法进行消毒.已知药物释放过程中,室内每立方米空气中的含药量y (毫克)与时间t (小时)成正比;药物释放完毕后,y 与t 的函数关系式为y=()t ﹣a(a 为常数),如图所示,据测定,当空气中每立方米的含药量降低到0.25毫克以下时,学生方可进教室,那从药物释放开始,至少需要经过 0.6 小时后,学生才能回到教室.【考点】根据实际问题选择函数类型.【专题】函数的性质及应用.【分析】当t>0.1时,把点(0.1,1)代入y=()t﹣a求得a,曲线方程可得.根据题意可知y≤0.25,代入即可求得t的范围.【解答】解:当t>0.1时,可得1=()0.1﹣a∴0.1﹣a=0a=0.1由题意可得y≤0.25=,即()t﹣0.1≤,即t﹣0.1≥解得t≥0.6,由题意至少需要经过0.6小时后,学生才能回到教室.故答案为:0.6【点评】本题考查函数、不等式的实际应用,以及识图和理解能力.易错点:只单纯解不等式,而忽略题意,得到其他错误答案.三、解答题:本大题共6小题,共80分.解答应写出文字说明,演算步骤或证明过程.15.已知函数f(x)=.(1)求函数f(x)的最小正周期及单调递减区间;(2)当时,求f(x)的最大值,并求此时对应的x的值.【考点】三角函数中的恒等变换应用;三角函数的周期性及其求法.【专题】三角函数的求值;三角函数的图像与性质.【分析】(1)化简函数解析式可得f(x)=sin(2x﹣),由正弦函数的图象和性质可求函数f(x)的最小正周期及单调递减区间;(2)先求2x﹣的范围,可得sin(2x﹣)的取值范围,即可求f(x)的最大值,并求出此时对应的x的值.【解答】解:(1)f(x)=﹣=sin2x+sinxcosx﹣=+sin2x﹣=sin(2x﹣)…3分周期T=π,因为cosx≠0,所以{x|x≠+kπ,k∈Z}…5分当2x﹣∈,即+kπ≤x≤+kπ,x≠+kπ,k∈Z时函数f(x)单调递减,所以函数f(x)的单调递减区间为,,k∈Z…7分(2)当,2x﹣∈,…9分sin(2x﹣)∈(﹣,1),当x=时取最大值,故当x=时函数f(x)取最大值为1…12分【点评】本题主要考查了三角函数中的恒等变换应用,三角函数的周期性及其求法,三角函数最值的解法,属于基础题.16.直三棱柱ABC﹣A1B1C1中,AA1=AB=AC=1,E,F分别是CC1、BC 的中点,AE⊥A1B1,D为棱A1B1上的点.(1)证明:DF⊥AE;(2)是否存在一点D,使得平面DEF与平面ABC所成锐二面角的余弦值为?若存在,说明点D的位置,若不存在,说明理由.【考点】二面角的平面角及求法;直线与平面垂直的性质.【专题】空间位置关系与距离;空间向量及应用.【分析】(1)先证明AB⊥AC,然后以A为原点建立空间直角坐标系A﹣xyz,则能写出各点坐标,由与共线可得D(λ,0,1),所以•=0,即DF⊥AE;(2)通过计算,面DEF的法向量为可写成=(3,1+2λ,2(1﹣λ)),又面ABC的法向量=(0,0,1),令|cos<,>|=,解出λ的值即可.【解答】(1)证明:∵AE⊥A1B1,A1B1∥AB,∴AE⊥AB,又∵AA1⊥AB,AA1⊥∩AE=A,∴AB⊥面A1ACC1,又∵AC⊂面A1ACC1,∴AB⊥AC,以A为原点建立如图所示的空间直角坐标系A﹣xyz,则有A(0,0,0),E(0,1,),F(,,0),A1(0,0,1),B1(1,0,1),设D(x,y,z),且λ∈,即(x,y,z﹣1)=λ(1,0,0),则 D(λ,0,1),所以=(,,﹣1),∵=(0,1,),∴•==0,所以DF⊥AE;(2)结论:存在一点D,使得平面DEF与平面ABC所成锐二面角的余弦值为.理由如下:设面DEF的法向量为=(x,y,z),则,∵=(,,),=(,﹣1),∴,即,令z=2(1﹣λ),则=(3,1+2λ,2(1﹣λ)).由题可知面ABC的法向量=(0,0,1),∵平面DEF与平面ABC所成锐二面角的余弦值为,∴|cos<,>|==,即=,解得或(舍),所以当D为A1B1中点时满足要求.【点评】本题考查空间中直线与直线的位置关系、空间向量及其应用,建立空间直角坐标系是解决问题的关键,属中档题.17.十八届四中全会明确提出“以法治手段推进生态文明建设”,为响应号召,某市红星路小区的环保人士向该市政府部门提议“在全市范围内禁放烟花、炮竹”.为此,红星路小区的环保人士对该小区年龄在[15,75)的市民进行问卷调查,随机抽查了50人,并将调查情况进行整理后制成下表:年龄(岁)[15,25)[25,35)[35,45)[45,55)[55,65)[65,75)频数 6 10 12 12 5 5赞成人数 3 6 10 6 4 3(1)请估计红星路小区年龄在[15,75)的市民对“禁放烟花、炮竹”的赞成率和被调查者的年龄平均值;(2)若从年龄在[55,65)、[65,75)的被调查者中各随机选取两人进行追踪调查,记被选4人中不赞成“禁放烟花、炮竹”的人数为ξ,求随机变量ξ的分布列和数学期望.【考点】离散型随机变量的期望与方差;离散型随机变量及其分布列.【专题】概率与统计.【分析】(1)由调查表能求出红星路小区年龄在[15,75)的市民对“禁放烟花、炮竹”的赞成率和被调查者的年龄平均值.(2)由题意知ξ的可能取值为0,1,2,3,分别求出相应的概率,由此能求出随机变量ξ的分布列和数学期望.【解答】(1)解:赞成率为,被调查者的平均年龄为20×0.12+30×0.2+40×0.24+50×0.24+60×0.1+70×0.1=43(2)解:由题意知ξ的可能取值为0,1,2,3,,,,,∴ξ的分布列为:ξ 0 1 2 3P∴.【点评】本题考查相互独立事件概率、离散型随机变量的分布列及数学期望等基础知识,考查数据处理能力,考查化归与转化思想,是中档题.18.已知函数f(x)=ax2+2x﹣lnx(a∈R).(Ⅰ)若a=4,求函数f(x)的极值;(Ⅱ)若f′(x)在(0,1)有唯一的零点x0,求a的取值范围;(Ⅲ)若a∈(﹣,0),设g(x)=a(1﹣x)2﹣2x﹣1﹣ln(1﹣x),求证:g(x)在(0,1)内有唯一的零点x1,且对(Ⅱ)中的x0,满足x0+x1>1.【考点】利用导数研究函数的极值;函数零点的判定定理.【专题】导数的综合应用.【分析】解法一:(Ⅰ)当a=4时,化简函数的解析式,求出定义域,函数的导数,求出极值点,利用导函数的符号判断函数的单调性,求解极值即可.(Ⅱ)利用,通过导函数为0,构造新函数,通过分类讨论求解即可.(Ⅲ)设t=1﹣x,则t∈(0,1),得到p(t),求出函数的导数,通过方程2at2+2t﹣1=0在(0,1)内有唯一的解x0,利用导数判断单调性,然后求解证明.解法二:(Ⅰ)同解法一;(Ⅱ)求出,通过f′(x)=0,推出,设,则m∈(1,+∞),问题转化为直线y=a与函数的图象在(1,+∞)恰有一个交点问题.求解证明即可.(Ⅲ)同解法一.【解答】满分(14分).解法一:(Ⅰ)当a=4时,f(x)=4x2+2x﹣lnx,x∈(0,+∞),.…(1分)由x∈(0,+∞),令f′(x)=0,得.当x变化时,f′(x),f(x)的变化如下表:xf′(x)﹣0 +f(x)↘极小值↗故函数f(x)在单调递减,在单调递增,…(3分)f(x)有极小值,无极大值.…(4分)(Ⅱ),令f′(x)=0,得2ax2+2x﹣1=0,设h(x)=2ax2+2x﹣1.则f′(x)在(0,1)有唯一的零点x0等价于h(x)在(0,1)有唯一的零点x0当a=0时,方程的解为,满足题意;…(5分)当a>0时,由函数h(x)图象的对称轴,函数h(x)在(0,1)上单调递增,且h(0)=﹣1,h(1)=2a+1>0,所以满足题意;…(6分)当a<0,△=0时,,此时方程的解为x=1,不符合题意;当a<0,△≠0时,由h(0)=﹣1,只需h(1)=2a+1>0,得.…(7分)综上,.…(8分)(说明:△=0未讨论扣1分)(Ⅲ)设t=1﹣x,则t∈(0,1),p(t)=g(1﹣t)=at2+2t﹣3﹣lnt,…(9分),由,故由(Ⅱ)可知,方程2at2+2t﹣1=0在(0,1)内有唯一的解x0,且当t∈(0,x0)时,p′(t)<0,p(t)单调递减;t∈(x0,1)时,p′(t)>0,p(t)单调递增.…(11分)又p(1)=a﹣1<0,所以p(x0)<0.…(12分)取t=e﹣3+2a∈(0,1),则p(e﹣3+2a)=ae﹣6+4a+2e﹣3+2a﹣3﹣lne﹣3+2a=ae﹣6+4a+2e﹣3+2a﹣3+3﹣2a=a(e﹣6+4a﹣2)+2e﹣3+2a>0,从而当t∈(0,x0)时,p(t)必存在唯一的零点t1,且0<t1<x0,即0<1﹣x1<x0,得x1∈(0,1),且x0+x1>1,从而函数g(x)在(0,1)内有唯一的零点x1,满足x0+x1>1.…(14分)解法二:(Ⅰ)同解法一;…(4分)(Ⅱ),令f′(x)=0,由2ax2+2x﹣1=0,得.…(5分)设,则m∈(1,+∞),,…(6分)问题转化为直线y=a与函数的图象在(1,+∞)恰有一个交点问题.又当m∈(1,+∞)时,h(m)单调递增,…(7分)故直线y=a与函数h(m)的图象恰有一个交点,当且仅当.…(8分)(Ⅲ)同解法一.(说明:第(Ⅲ)问判断零点存在时,利用t→0时,p(t)→+∞进行证明,扣1分)【点评】本题考查函数与导数等基本知识,考查推理论证能力和运算求解能力,考查函数与方程的思想、化归与转化的思想、数形结合的思想,考查运用数学知识分析和解决问题的能力.19.已知椭圆E的长轴的一个端点是抛物线y2=4x的焦点,离心率是.(1)求椭圆E的标准方程;(2)已知动直线y=k(x+1)与椭圆E相交于A、B两点,且在x轴上存在点M,使得与k的取值无关,试求点M的坐标.【考点】直线与圆锥曲线的综合问题.【专题】向量与圆锥曲线;圆锥曲线的定义、性质与方程.【分析】(1)椭圆的焦点在x轴上,且a=,e=,故c、b可求,所以椭圆E的方程可以写出来.(2)将y=k(x+1),代入方程E可得关于x的一元二次方程(*);设A(x1,y1),B(x2,y2),M(m,0),由方程(*)根与系数的关系可得,x1+x2,x1x2;计算•得关于m、k的代数式,要使这个代数式与k无关,可以得到m的值;从而得点M.【解答】解:(1)由题意,椭圆的焦点在x轴上,且a=,…1分c=e•a=×=,故b===,…4分所以,椭圆E的方程为,即x2+3y2=5…6分(2)将y=k(x+1)代入方程E:x2+3y2=5,得(3k2+1)x2+6k2x+3k2﹣5=0;…7分设A(x1,y1),B(x2,y2),M(m,0),则x1+x2=﹣,x1x2=;…8分∴=(x1﹣m,y1)=(x1﹣m,k(x1+1)),=(x2﹣m,y2)=(x2﹣m,k(x2+1));∴=(k2+1)x1x2+(k2﹣m)(x1+x2)+k2+m2=m2+2m﹣﹣,要使上式与k无关,则有6m+14=0,解得m=﹣;∴存在点M(﹣,0)满足题意…13分【点评】本题考查了直线与圆锥曲线的综合应用问题,也考查了椭圆的标准方程及其几何性质,考查了一定的计算能力,属于中档题.20.对于任意的n∈N*,记集合E n={1,2,3,…,n},P n=.若集合A满足下列条件:①A⊆P n;②∀x1,x2∈A,且x1≠x2,不存在k∈N*,使x1+x2=k2,则称A 具有性质Ω.如当n=2时,E2={1,2},P2=.∀x1,x2∈P2,且x1≠x2,不存在k∈N*,使x1+x2=k2,所以P2具有性质Ω.(Ⅰ)写出集合P3,P5中的元素个数,并判断P3是否具有性质Ω.(Ⅱ)证明:不存在A,B具有性质Ω,且A∩B=∅,使E15=A∪B.(Ⅲ)若存在A,B具有性质Ω,且A∩B=∅,使P n=A∪B,求n的最大值.【考点】元素与集合关系的判断;集合的含义.【专题】证明题;新定义;分类讨论;综合法;集合.【分析】(Ⅰ)由已知条件能求出集合P3,P5中的元素个数,并判断出P3不具有性质Ω.(Ⅱ)假设存在A,B具有性质Ω,且A∩B=∅,使E15=A∪B.其中E15={1,2,3,…,15},从而1∈A∪B,由此推导出与A具有性质Ω矛盾.从而假设不成立,即不存在A,B具有性质Ω,且A∩B=∅,使E15=A∪B.(Ⅲ)当n≥15时,不存在A,B具有性质Ω,且A∩B=∅,使P n=A∪B.n=14,根据b=1、b=4、b=9分类讨论,能求出n的最大值为14.【解答】解:(Ⅰ)∵对于任意的n∈N*,记集合E n={1,2,3,…,n},P n=.∴集合P3,P5中的元素个数分别为9,23,∵集合A满足下列条件:①A⊆P n;②∀x1,x2∈A,且x1≠x2,不存在k∈N*,使x1+x2=k2,则称A具有性质Ω,∴P3不具有性质Ω.…..(6分)证明:(Ⅱ)假设存在A,B具有性质Ω,且A∩B=∅,使E15=A∪B.其中E15={1,2,3,…,15}.因为1∈E15,所以1∈A∪B,不妨设1∈A.因为1+3=22,所以3∉A,3∈B.同理6∈A,10∈B,15∈A.因为1+15=42,这与A具有性质Ω矛盾.所以假设不成立,即不存在A,B具有性质Ω,且A∩B=∅,使E15=A∪B.…..(10分)解:(Ⅲ)因为当n≥15时,E15⊆P n,由(Ⅱ)知,不存在A,B具有性质Ω,且A∩B=∅,使P n=A∪B.若n=14,当b=1时,,取A1={1,2,4,6,9,11,13},B1={3,5,7,8,10,12,14},则A1,B1具有性质Ω,且A1∩B1=∅,使E14=A1∪B1.当b=4时,集合中除整数外,其余的数组成集合为,令,,则A2,B2具有性质Ω,且A2∩B2=∅,使.当b=9时,集中除整数外,其余的数组成集合,令,.则A3,B3具有性质Ω,且A3∩B3=∅,使.集合中的数均为无理数,它与P14中的任何其他数之和都不是整数,因此,令A=A1∪A2∪A3∪C,B=B1∪B2∪B3,则A∩B=∅,且P14=A∪B.综上,所求n的最大值为14.…..(14分)【点评】本题考查集合性质的应用,考查实数值最大值的求法,综合性强,难度大,对数学思维要求高,解题时要认真审题,注意分类讨论思想的合理运用.。