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江苏省苏锡常镇四市2019届高三数学二模考试试题(十)

2019届高三年级第二次模拟考试(十)数学(满分160分,考试时间120分钟)一、 填空题:本大题共14小题,每小题5分,共计70分.1. 已知集合A ={x|1<x<3},B ={x|2<x<4},则A∪B=________.2. 若复数z 满足za +2i=i(i 为虚数单位),且实部和虚部相等,则实数a 的值为________.3. 某药厂选取若干名志愿者进行临床试验,所有志愿者的舒张压数据(单位:kPa)的分组区间为[12,13),[13,14),[14,15),[15,16),[16,17],将其按从左到右的顺序分别编号为第一组,第二组,…,第五组.如图是根据试验数据制成的频率分布直方图,已知第一组与第二组共有20人,则第三组的人数为________.(第3题) (第4题)4. 如图是某算法的伪代码,输出的结果S 的值为________.5. 现有5件相同的产品,其中3件合格,2件不合格,从中随机抽检2件,则一件合格,另一件不合格的概率为________.6. 在等差数列{a n }中,a 4=10,前12项的和S 12=90,则a 18的值为________.7. 在平面直角坐标系xOy 中,已知A 是抛物线y 2=4x 与双曲线x 24-y2b2=1(b>0)的一个交点.若抛物线的焦点为F ,且FA =5,则双曲线的渐近线方程为____________________.8. 若函数f(x)=2sin(ωx +φ)(ω>0,0<φ<π)的图象经过点(π6,2),且相邻两条对称轴间的距离为π2,则f(π4)的值为________.9. 已知正四棱锥PABCD 的所有棱长都相等,高为2,则该正四棱锥的表面积为________.10. 已知函数f(x)是定义在R 上的奇函数,且当x≥0时,f(x)=x 2-5x ,则不等式f(x -1)>f(x)的解集为________.11. 在平面直角坐标系xOy 中,已知点A(-1,0),B(5,0).若在圆M :(x -4)2+(y -m)2=4上存在唯一一点P ,使得直线PA ,PB 在y 轴上的截距之积为5,则实数m 的值为________.12. 已知AD 是直角三角形ABC 的斜边BC 上的高,点P 在DA 的延长线上,且满足(PB →+PC →)·AD →=4 2.若AD =2,则PB →·PC →的值为________.13. 已知函数f(x)=⎩⎪⎨⎪⎧|x +3|, x≤0,x 3-12x +3,x>0.设g(x)=kx +1,且函数y =f(x)-g(x)的图象经过四个象限,则实数k 的取值范围是________.14. 在△ABC 中,若sin C =2cos Acos B ,则cos 2A +cos 2B 的最大值为________. 二、 解答题:本大题共6小题,共计90分.解答时应写出文字说明,证明过程或演算步骤.15. (本小题满分14分)设向量a =(cos α,λsin α),b =(cos β,sin β),其中λ>0,0<α<β<π2,且a +b 与a -b 互相垂直.(1) 求实数λ的值;(2) 若a·b =45,且tan β=2,求tan α的值.16. (本小题满分14分)如图,在三棱柱ABCA 1B 1C 1中,AB =AC ,A 1C⊥BC 1,AB 1⊥BC 1,D ,E 分别是AB 1和BC 的中点.求证:(1) DE∥平面ACC 1A 1; (2) AE⊥平面BCC 1B 1.某公园内有一块以O 为圆心,半径为20米的圆形区域.为丰富市民的业余文化生活,现提出如下设计方案:如图,在圆形区域内搭建露天舞台,舞台为扇形OAB 区域,其中两个端点A ,B 分别在圆周上;观众席为梯形ABQP 内且在圆O 外的区域,其中AP =AB =BQ ,∠PAB =∠QBA=120°,且AB ,PQ 在点O 的同侧.为保证视听效果,要求观众席内每一个观众到舞台O 处的距离都不超过60米.设∠OAB=α,α∈(0,π3).问:对于任意α,上述设计方案是否均能符合要求?在平面直角坐标系xOy 中,已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a>b>0)的离心率为22,且椭圆C 短轴的一个顶点到一个焦点的距离等于 2.(1) 求椭圆C 的方程;(2) 设经过点P(2,0)的直线l 交椭圆C 于A ,B 两点,点Q(m ,0). ①若对任意直线l 总存在点Q ,使得QA =QB ,求实数m 的取值范围; ②设F 为椭圆C 的左焦点,若点Q 为△FAB 的外心,求实数m 的值.已知函数f(x)=ln x-2x-2x-1+2a,a>0.(1) 当a=2时,求函数f(x)的图象在x=1处的切线方程;(2) 若对任意x∈[1,+∞),不等式f(x)≥0恒成立,求实数a的取值范围;(3) 若函数f(x)存在极大值和极小值,且极大值小于极小值,求实数a的取值范围.已知数列{a n }各项均为正数,且对任意n∈N *,都有(a 1a 2…a n )2=a n +11a n -1n +1. (1) 若a 1,2a 2,3a 3成等差数列,求a 2a 1的值;(2) ① 求证:数列{a n }为等比数列;② 若对任意n∈N *,都有a 1+a 2+…+a n ≤2n-1,求数列{a n }的公比q 的取值范围.2019届高三年级第二次模拟考试(十)数学附加题(本部分满分40分,考试时间30分钟)21. 【选做题】 本题包括A 、B 、C 三小题,请选定其中两小题,并作答.若多做,则按作答的前两小题评分.解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤.A. [选修4-2:矩阵与变换](本小题满分10分)已知矩阵A =⎣⎢⎡⎦⎥⎤2b a 3,B =⎣⎢⎡⎦⎥⎤110-1,AB =⎣⎢⎡⎦⎥⎤2141.(1) 求a ,b 的值;(2) 求A 的逆矩阵A -1.B. [选修4-4:坐标系与参数方程](本小题满分10分)在平面直角坐标系xOy 中,直线l 的参数方程为⎩⎨⎧x =t ,y =3t +2(t 为参数),曲线C 的参数方程为⎩⎨⎧x =cos θ,y =3sin θ(θ为参数),P 是曲线C 上的任意一点.求点P 到直线l 的距离的最大值.C. [选修4-5:不等式选讲](本小题满分10分) 解不等式:|2x -1|-x≥2.【必做题】第22题、第23题,每小题10分,共计20分.解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤.22. (本小题满分10分)如图是一旅游景区供游客行走的路线图,假设从进口A开始到出口B,每遇到一个岔路口,每位游客选择其中一条道路行进是等可能的.现有甲、乙、丙、丁共4名游客结伴到旅游景区游玩,他们从进口A的岔路口就开始选择道路自行游玩,并按箭头所指路线行走,最后到出口B集中,设C是其中的一个交叉路口点.(1) 求甲经过点C的概率;(2) 设这4名游客中恰有X名游客都是经过点C,求随机变量X的概率分布和数学期望.23. (本小题满分10分)平面上有2n(n≥3,n∈N*)个点,将每一个点染上红色或蓝色.从这2n个点中,任取3个点,记3个点颜色相同的所有不同取法的总数为T.(1) 若n=3,求T的最小值;(2) 若n≥4,求证:T≥2C3n.2019届高三年级第二次模拟考试(十)数学参考答案1. {x|1<x<4}2. -23. 184. 165. 356. -47. y =±233x 8. 3 9. 4+4 310. (-2,3) 11. ±21 12. 2 13. ⎝ ⎛⎭⎪⎫-9,1314.2+1215. (1) 由a +b 与a -b 互相垂直,可得(a +b )·(a -b )=a 2-b 2=0,所以cos 2α+λ2sin 2α-1=0.(2分)又因为sin 2α+cos 2α=1,所以(λ2-1)sin 2α=0.(4分)因为0<α<π2,所以sin 2α≠0,所以λ2-1=0.又因为λ>0,所以λ=1.(6分) (2) 由(1)知a =(cos α,sin α).由a·b =45,得cos αcos β+sin αsin β=45,即cos(α-β)=45.(8分)因为0<α<β<π2,所以-π2<α-β<0,所以sin(α-β)=-1-cos 2(α-β)=-35.(10分)所以tan(α-β)=sin (α-β)cos (α-β)=-34,(12分)因此tan α=tan(α-β+β)=tan (α-β)+tan β1-tan (α-β)tan β=12.(14分)16. (1) 连结A 1B ,在三棱柱ABCA 1B 1C 1中,AA 1∥BB 1且AA 1=BB 1, 所以四边形AA 1B 1B 是平行四边形. 又因为D 是AB 1的中点,所以D 也是BA 1的中点.(2分)在△BA 1C 中,D 和E 分别是BA 1和BC 的中点,所以DE∥A 1C. 又因为平面ACC 1A 1,A 1平面ACC 1A 1, 所以DE∥平面ACC 1A 1.(6分)(2) 由(1)知DE∥A 1C ,因为A 1C⊥BC 1, 所以BC 1⊥DE.(8分)又因为BC 1⊥AB 1,AB 1∩DE=D ,AB 1,平面ADE ,所以BC 1⊥平面ADE. 又因为平面ADE ,所以AE⊥BC 1.(10分) 在△ABC 中,AB =AC ,E 是BC 的中点, 所以AE⊥BC.(12分)因为AE⊥BC 1,AE⊥BC,BC 1∩BC=B ,BC 1,平面BCC 1B 1,所以AE⊥平面BCC 1B 1.(14分)17. 过点O 作OH 垂直于AB ,垂足为H.在直角三角形OHA 中,OA =20,∠OAH=α,所以AH =20cos α,因此AB =2AH =40cos α.(4分) 由图可知,点P 处的观众离点O 最远.(5分) 在三角形OAP 中,由余弦定理可知OP 2=OA 2+AP 2-2OA·AP·cos ⎝⎛⎭⎪⎫α+2π3(7分)=400+(40cos α)2-2×20×40cos α·(-12cos α-32sin α)=400(6cos 2α+23sin αcos α+1)=400(3cos 2α+3sin 2α+4)=8003sin ⎝⎛⎭⎪⎫2α+π3+1 600.(10分) 因为α∈⎝⎛⎭⎪⎫0,π3,所以当2α=π6,即α=π12时, (OP 2)max =8003+1 600,即OP max =203+20.(12分)因为203+20<60,所以观众席内每一个观众到舞台O 处的距离都不超过60米.(13分)故对于任意α,上述设计方案均能符合要求.(14分) 18. (1) 依题意得⎩⎪⎨⎪⎧ca =22,a =2,解得⎩⎨⎧c =1,a =2,所以b 2=a 2-c 2=1,所以椭圆C 的方程为 x 22+y 2=1.(2分)(2) 解法一:设直线的方程为y =k(x -2),代入椭圆C 的方程,消去y ,得(1+2k 2)x 2-8k 2x +8k 2-2=0. 因为直线l 交椭圆C 于两点,所以Δ=(-8k 2)2-4(1+2k 2)(8k 2-2)>0, 解得-22<k<22.(4分) 设点A(x 1,y 1),B(x 2,y 2), 则x 1+x 2=8k 21+2k 2,x 1x 2=8k 2-21+2k 2.①设AB 的中点为M(x 0,y 0),则x 0=x 1+x 22=4k 21+2k 2,y 0=k(x 0-2)=-2k1+2k 2.(6分)当k≠0时,因为QA =QB ,所以QM⊥l,即k QM ·k=-2k 1+2k2-04k21+2k 2-m ·k=-1. 解得m =2k21+2k2.(8分)当k =0时,可得m =0,符合m =2k21+2k 2.因此m =2k21+2k2.由0≤k 2=m 2(1-m )<12,解得0≤m<12.(10分)②因为点Q 为△FAB 的外心,且点F(-1,0),所以QA =QB =QF.由⎩⎪⎨⎪⎧(m +1)2=(x -m )2+y 2,x 22+y 2=1,(12分)消去y ,得x 2-4mx -4m =0,所以x 1,x 2也是此方程的两个根, 所以x 1+x 2=4m ,x 1x 2=-4m.(14分) 又因为x 1+x 2=8k 21+2k 2,x 1x 2=8k 2-21+2k 2,所以8k 21+2k 2=-8k 2-21+2k 2,解得k 2=18,所以m =2k 21+2k 2=15.(16分) 解法二:①设点A(x 1,y 1),B(x 2,y 2),AB 中点为M(x 0,y 0).依题意⎩⎪⎨⎪⎧x 212+y 21=1,x 222+y 22=1,两式作差,得y 1-y 2x 1-x 2×y 0x 0=-12(x 0≠0). 又因为y 1-y 2x 1-x 2=k AB =y 0-0x 0-2,所以y 20=-12x 0(x 0-2).当x 0=0时,y 0=0,符合y 20=-12x 0(x 0-2).(ⅰ)(4分)又因为QA =QB ,所以QM⊥l,所以(x 0-m)(x 0-2)+(y 0-0)(y 0-0)=0,即y 20=-(x 0-m)(x 0-2).(ⅱ)(6分) 由(ⅰ)(ⅱ),解得x 0=2m ,因此y 20=2m -2m 2.(8分)因为直线l 与椭圆C 相交,所以点M 在椭圆C 内, 所以(2m )22+(2m -2m 2)<1,解得m<12.又y 20=2m -2m 2≥0,所以0≤m≤1.综上,实数m 的取值范围是⎣⎢⎡⎭⎪⎫0,12.(10分)②因为点Q 为△FAB 的外心,且点F(-1,0), 所以QA =QB =QF.由⎩⎪⎨⎪⎧(m +1)2=(x -m )2+y 2,x 22+y 2=1消去y ,得x 2-4mx -4m =0.(ⅲ)(12分)当y 0≠0时,则直线l 为y =-x 02y 0(x -2),代入椭圆的方程,得(2y 20+x 20)x 2-4x 20x +4x 20-4y 20=0.将(ⅰ)代入上式化简得x 2-2x 0x +3x 0-2=0.(ⅳ)当y 0=0时,此时x 0=0,x 1=-2,x 2=2也满足上式.(14分)由①可知m =x 02,代入(ⅲ)化简得x 2-2x 0x -2x 0=0.(ⅴ)因为(ⅳ)(ⅴ)是同一个方程, 所以3x 0-2=-2x 0,解得x 0=25,所以m =x 02=15.(16分)19. (1) 当a =2时,f(x)=lnx -2x -2x +3,f′(x)=1x -8(x +3)2,则f′(1)=12.又因为f(1)=0,所以函数f(x)的图象在x =1处的切线方程为y =12(x -1),即x -2y -1=0.(2分)(2) 因为f(x)=ln x -2x -2x -1+2a ,所以f′(x)=1x -4a(x -1+2a )2=x 2-2x +4a 2-4a +1x (x -1+2a )2=(x -1)2+4a 2-4a x (x -1+2a )2,(4分) 且f(1)=0.因为a>0,所以1-2a<1. ①当4a 2-4a≥0,即a≥1时,因为f′(x)>0在区间(1,+∞)上恒成立, 所以函数f(x)在区间(1,+∞)上单调递增. 当x∈[1,+∞)时,f(x)≥f(1)=0, 所以a≥1满足条件.(6分)②当4a 2-4a<0,即0<a<1时,由f′(x)=0,得x 1=1-2a -a 2∈(0,1),x 2=1+2a -a 2∈(1,+∞), 当x∈(1,x 2)时,f′(x)<0,则函数f(x)在区间(1,x 2)上单调递减,所以当x∈(1,x 2)时,f(x)<f(1)=0,这与x∈[1,+∞)时,f(x)≥0恒成立矛盾, 所以0<a<1不满足条件.综上,实数a 的取值范围为[1,+∞).(8分) (3) ①当a≥1时,因为函数f′(x)≥0在区间(0,+∞)上恒成立, 所以函数f(x)在区间(0,+∞)上单调递增, 所以函数f(x)不存在极值, 所以a≥1不满足条件;(9分) ②当12<a<1时,1-2a<0,所以函数f(x)的定义域为(0,+∞), 由f′(x)=0,得x 1=1-2a -a 2∈(0,1),x 2=1+2a -a 2∈(1,+∞). 列表如下:由于函数f(x)在区间(x 1,x 2)是单调减函数,此时极大值大于极小值,不合题意, 所以12<a<1不满足条件.(11分)③当a =12时,由f′(x)=0,得x =2.列表如下:此时函数f(x)仅存在极小值,不合题意, 所以a =12不满足条件.(12分)④当0<a<12时,函数f(x)的定义域为(0,1-2a)∪(1-2a ,+∞),且0<x 1=1-2a -a 2<1-2a ,x 2=1+2a -a 2>1-2a. 列表如下:所以函数f(x)存在极大值f(x 1)和极小值f(x 2),(14分) 此时f(x 1)-f(x 2)=ln x 1-2x 1-2x 1-1+2a -ln x 2+2x 2-2x 2-1+2a =ln x 1x 2-4a (x 1-x 2)(x 1-1+2a )(x 2-1+2a ).因为0<x 1<1-2a<x 2,所以ln x 1x 2<0,x 1-x 2<0,x 1-1+2a<0,x 2-1+2a>0,所以f(x 1)-f(x 2)<0,即f(x 1)<f(x 2), 所以0<a<12满足条件.综上,实数a 的取值范围为⎝ ⎛⎭⎪⎫0,12.(16分)20. (1) 因为(a 1a 2)2=a 31a 3,所以a 22=a 1a 3, 因此a 1,a 2,a 3成等比数列.(2分)设公比为t ,因为a 1,2a 2,3a 3成等差数列, 所以4a 2=a 1+3a 3,即4×a 2a 1=1+3×a 3a 1,于是4t =1+3t 2,解得t =1或t =13,所以a 2a 1=1或13.(4分)(2) ①因为(a 1a 2…a n )2=a n +11a n -1n +1,所以(a 1a 2…a n a n +1)2=a n +21a nn +2, 两式相除得a2n +1=a 1·a nn +2a n -1n +1,即a n +1n +1=a 1a n n +2,(*)(6分)由(*),得a n +2n +2=a 1a n +1n +3,(**) (*)(**)两式相除得a n +2n +2a n +1n +1=a n +1n +3a n n +2,即a 2n +2n +2=a n +1n +1a n +1n +3,所以a 2n +2=a n +1a n +3,即a 2n +1=a n a n +2,n≥2,n∈N *,(8分)由(1)知a 22=a 1a 3,所以a 2n +1=a n a n +2,n∈N *, 因此数列{a n }为等比数列.(10分) ②当0<q≤2时,由n =1时,可得0<a 1≤1,所以a n =a 1q n -1≤2n -1,因此a 1+a 2+…+a n ≤1+2+…+2n -1=2n-1,所以0<q≤2满足条件.(12分) 当q>2时,由a 1+a 2+…+a n ≤2n-1,得a 1(1-q n)1-q ≤2n-1,整理得a 1q n≤(q-1)2n+a 1-q +1.(14分) 因为q>2,0<a 1≤1,所以a 1-q +1<0, 因此a 1q n<(q -1)2n,即⎝ ⎛⎭⎪⎫q 2n <q -1a 1, 由于q 2>1,因此n<log q 2q -1a 1,与任意n∈N *恒成立相矛盾,所以q>2不满足条件.综上,公比q 的取值范围为(0,2].(16分)21. A. (1) 因为A =⎣⎢⎡⎦⎥⎤2b a 3,B =⎣⎢⎡⎦⎥⎤110-1,AB =⎣⎢⎡⎦⎥⎤2141,所以⎩⎪⎨⎪⎧2-b =1,a =4,a -3=1,即⎩⎪⎨⎪⎧b =1,a =4.(4分)(2) 因为|A |=2×3-1×4=2,(6分) 所以A -1=⎣⎢⎢⎡⎦⎥⎥⎤32-12-4222=⎣⎢⎢⎡⎦⎥⎥⎤32-12-21.(10分) B. 直线l 的参数方程为⎩⎨⎧x =t ,y =3t +2(t 为参数),化为普通方程为3x -y +2=0.(2分)设点P(cos θ,3sin θ), 则点P 到直线l 的距离d =|3cos θ-3sin θ+2|(3)2+1=⎪⎪⎪⎪⎪⎪6cos ⎝⎛⎭⎪⎫θ+π4+22,(6分)取θ=-π4时,cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ+π4=1,此时d 取最大值,所以距离d 的最大值为6+22.(10分) C. 当x≥12时,由2x -1-x≥2,得x≥3.(4分)当x<12时,由1-2x -x≥2,得x≤-13.(4分)综上,原不等式的解集为{x|x≥3或x≤-13}.(10分)22. (1) 设“甲从进口A 开始到出口B 经过点C”为事件M ,甲选中间的路的概率为13,在前面从岔路到达点C 的概率为12,这两个事件相互独立,所以选择从中间一条路走到点C 的概率为P 1=13×12=16.(2分)同理,选择从最右边的道路走到点C 的概率为P 2=13×12=16.因为选择中间道路和最右边道路行走的两个事件彼此互斥, 所以P(M)=P 1+P 2=16+16=13.故甲从进口A 开始到出口B 经过点C 的概率13.(4分)(2) 随机变量可能的取值X =0,1,2,3,4,(5分)则P(X =0)=C 04×⎝ ⎛⎭⎪⎫130×⎝ ⎛⎭⎪⎫234=1681,P(X =1)=C 14×⎝ ⎛⎭⎪⎫131×⎝ ⎛⎭⎪⎫233=3281,P(X =2)=C 24×⎝ ⎛⎭⎪⎫132×⎝ ⎛⎭⎪⎫232=2481,P(X =3)=C 34×⎝ ⎛⎭⎪⎫133×⎝ ⎛⎭⎪⎫231=881,P(X =4)=C 44×⎝ ⎛⎭⎪⎫134×⎝ ⎛⎭⎪⎫230=181,(8分)概率分布为:数学期望E(X)=0×1681+1×3281+2×2481+3×881+4×181=43.(10分)23. (1) 当n =3时,共有6个点,若染红色的点的个数为0或6,则T =C 36=20;若染红色的点的个数为1或5,则T =C 35=10;若染红色的点的个数为2或4,则T =C 34=4;若染红色的点的个数为3,则T =C 33+C 33=2; 因此T 的最小值为2.(3分)(2) 首先证明:任意n ,k∈N *,n≥k,有C k n +1>C kn .证明:因为C k n +1-C k n =C k -1n >0,所以C k n +1>C kn .设这2n 个点中含有p(p∈N ,p≤2n)个染红色的点, ①当p∈{0,1,2}时, T =C 32n -p ≥C 32n -2=(2n -2)(2n -3)(2n -4)6=4×(n -1)(n -2)(2n -3)6.因为n≥4,所以2n -3>n ,所以T>4×n (n -1)(n -2)6=4C 3n >2C 3n .(5分)②当p∈{2n-2,2n -1,2n}时,T =C 3p ≥C 32n -2,同理可得T>2C 3n .(6分) ③当3≤p≤2n-3时,T =C 3p +C 32n -p ,设f(p)=C 3p +C 32n -p ,3≤p≤2n-3, 当3≤p≤2n-4时,f(p +1)-f(p)=C 3p +1+C 32n -p -1-C 3p -C 32n -p =C 2p -C 22n -p -1, 显然p≠2n-p -1,当p>2n -p -1即n≤p≤2n-4时,f(p +1)>f(p), 当p<2n -p -1即3≤p≤n-1时,f(p +1)<f(p), 即f(n)<f(n +1)<…<f(2n-3);f(3)>f(4)>…>f(n);因此f(p)≥f(n)=2C 3n ,即T≥2C 3n .综上,当n≥4时,T≥2C 3n .(10分)。

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