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江苏省南师附中、天一、淮中、海门中学2017届高三下期初四校联考理科数学试卷

南师附中、天一、淮中、海门中学四校联考数学理科一、填空题:本大题共14小题,每小题5分,共70分.请把答案填写在答题卡相应位置上......... 1.已知全集,6}{1,2,3,4,5=I ,集合{1,3,5}=A ,{2,3,6}=B ,则(∁I A )=B ▲ .2.复数21i +1+的实部为 ▲ .3.下图是一个算法流程图,则输出的n 的值是 ▲ .4.某校在市统测后,从高三年级的1000名学生中随机抽出100名学生的数学成绩作为样本进行分析,得到 样本频率分布直方图,如图所示.则估计该校高三学生中数学成绩在[110,140)之间的人数为 ▲ .5.若双曲线22221x y a b-=的一条渐近线过点()2,1,则双曲线的离心率为 ▲ .6.现有5张分别标有数字1,2,3,4,5的卡片,它们大小和颜色完全相同.从中随机抽取2张组成两位 数,则两位数为偶数的概率为 ▲ .7.已知点P (y x ,)满足⎪⎩⎪⎨⎧≥≥≤+14x x y y x ,则x y z =的最大值为 ▲ .8.设正项等比数列{a n }满足4352a a a -=.若存在两项a n 、a m ,使得m n a a a ⋅=41,则n m +的值为 ▲ . 9.在正方体1111ABCD A BC D -中,P 为1AA 中点,Q 为1CC 中点,AB = 2,则三棱锥B-PQD 的体积为 ▲ . 10.已知f (x )是定义在R 上的奇函数.当x <0时,f (x )=x 2-2x +1.不等式2(3)(2)f x f x ->的解集用区 间表示为 ▲ .11.在平面直角坐标系xOy 中,设直线0(0)x y m m -+=>与圆228x y +=交于不同的两点A ,B ,若圆上存在 点C ,使得△ABC 为等边三角形,则正数m 的值为 ▲ . 12.已知P 是曲线x x y ln 21412-=上的动点,Q 是直线143-=x y 上的动点,则PQ 的最小值为 ▲ . 13.矩形ABCD 中,P 为矩形ABCD 所在平面内一点,且满足P A = 3,PC = 4.矩形对角线AC = 6,则 ⋅= ▲ . 14.在△ABC 中,若tan tan 3tan tan A AB C+=,则sin A 的最大值为 ▲ .(第4题图)二、解答题:本大题共6小题,共90分.请在答题卡指定区域.......内作答,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)已知1cos 2cos sin 32)(2-+=x x x x f .(1)求()f x 的最大值,以及该函数取最大值时x 的取值集合; (2)在△ABC 中,a 、b 、c 分别是角A 、B 、C 所对的边长,且,2,1==b a 2)(=A f ,求角C .16.(本小题满分14分)如图,在正三棱柱111ABC A B C -中,每条棱长均相等,D 为棱AB 的中点,E 为侧棱1CC 的中点. (1)求证:CD ∥平面1A BE ;(2)求证:1AB ⊥平面1A BE .17.(本小题满分14分)如图,已知椭圆C :)0(12222>>=+b a b y a x 过点)1,0(和)22,1(,圆O :222b y x =+. (1)求椭圆C 的标准方程;(2)若直线l 与圆O 相切,切点在第一象限内,且直线 l 与椭圆C 交于A 、B 两点,△OAB 的面积为46 时,求直线l 的方程.18.(本小题满分16分)如图,在某商业区周边有两条公路1l 和2l ,在点O 处交汇;该商业区为圆心角3π、半径3km 的扇形.现规划在该商业区外修建一条公路AB ,与12l l 、分别交于A B 、, 要求AB 与扇形弧相切,切点T 不在12l l 、 上.(1)设km,km,OA a OB b == 试用,a范围;(2)设α=∠AOT ,试用α 最短.19.(本小题满分16分)设0a >且1a ≠,函数2()ln x f x a x x a a =+--.(1)当a = e 时,求函数()f x 的单调区间;(其中e 为自然对数的底数) (2)求函数()f x 的最小值;(3)指出函数()f x 的零点个数,并说明理由.20.(本小题满分16分)如果一个数列从第2项起,每一项与它前一项的差都大于3,则称这个数列为“S 型数列” .(1)已知数列{}n a 满足41=a ,82=a ,),2(48*1N n n n a a n n ∈≥-=+-,求证:数列{}n a 是“S 型数列”;(2)已知等比数列{}n a 的首项与公比q 均为正整数,且{}n a 为“S 型数列”,记34n n b a =,当数列{}n b 不是 “S 型数列”时,求数列{}n a 的通项公式;(3)是否存在一个正项数列{c n }是“S 型数列”,当c 2 = 9,且对任意大于等于2的自然数n 都满足 )12)(111(11)12)(111(11--++-≤+≤++-n n n n c n n c c c n n?如果存在,给出数列{c n }的一个..通项公式 (不必证明);如果不存在,请说明理由.数学II (附加题)21.【选做题】本题包括A 、B 、C 、D 四小题,请选定其中两题,并在相应的答题区域内作答....................若多做,则按作答的前两题评分.解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤.A .[选修4-1:几何证明选讲](本小题满分10分)如图,A ,B ,C 是圆O 上不共线的三点,OD AB ⊥于D ,BC 和AC 分别交DO 的延长线于P 和 Q ,求证:OBP CQP ∠=∠.B .[选修4-2:矩阵与变换](本小题满分10分)已知∈b a ,R ,矩阵⎥⎦⎤⎢⎣⎡=41b aA ,若矩阵A 属于特征值1的一个特征向量为α1=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-13,属于特征值5 的一个特征向量为α2=⎥⎦⎤⎢⎣⎡11.求矩阵A ,并写出A 的逆矩阵.C .[选修4-4:坐标系与参数方程](本小题满分10分)已知在极坐标系下,圆C :ρ=2cos (θ+π2)与直线l :ρsin (θ+π4)=2,点M 为圆C 上的动点.求点M 到直线l 距离的最大值.D .[选修4-5:不等式选讲](本小题满分10分)已知,,x y z 均为正数.求证:111yx z ≥++++.QPDCBAO如图,已知长方体1111ABCD A BC D -,121AB AA ==,,直线BD 与平面11AAB B 所成的角为30︒, AE 垂直BD 于点E ,F 为11A B 的中点.(1)求异面直线AE 与BF 所成角的余弦值;(2)求平面BDF 与平面11AA B B 所成二面角(锐角)的余弦值.23.(本小题满分10分)设集合},,3,2,1{n S =(n ≥5,n ∈N *),集合},,{321a a a A =满足321a a a <<且223≤-a a ,S A ⊆. (1)若n = 6,求满足条件的集合A 的个数;(2)对任意的满足条件的n 及A ,求集合A 的个数.OEC 1B 1A 1DC BA 数学I 参考答案1. {2,6};2. 2;3. 6;4. 660;5. ;6. 25; 7. 3; 8. 6; 9. 34; 10. (1,3)-; 11. 2; 12.52ln 22-; 13. 112-; 14. 52115.(本小题满分14分)解答:(1))62sin(22cos 2sin 31cos 2cos sin 32)(2π+=+=-+=x x x x x x x f …………2分所以x ∈{=+,}6x x k k Z ππ∈时取得最大值2 …………6分(2)因为2)(=A f sin(2)=16A π∴+因为A 为三角形内角,613626πππ<+<A 所以262ππ=+A 6A π=…………8分又因为,2,1==b a 所以由正弦定理,得sin sin a bA B=,也就是sin 1sin 2b A B a ===, …………10分 因为b a >,所以4π=B 或43π=B .当4π=B 时,76412C ππππ=--=;当43π=B 时,36412C ππππ=--=. (少一解扣2分) ………14分 16.(本小题满分14分)解:⑴设1AB 和1A B 的交点为O ,连接EO ,连接OD ,因为O 为1AB 的中点, D 为AB 的中点,所以1OD BB ∥,且112O D B B = 又E 是1CC 中点,则1EC BB ∥ 且112EC BB =,所以EC OD ∥且EC OD =.所以四边形ECDO 为平行四边形, 所以EO CD ∥ . ……………………4分又CD ⊄平面1A BE ,EO ⊂平面1A BE ,则CD ∥平面1A BE …………………7分 ⑵因为正三棱柱,所以1BB ⊥平面ABC .因为CD ⊂平面ABC ,所以1BB CD ⊥.由已知得AB BC AC ==,所以CD AB ⊥.所以CD ⊥平面11A ABB 由⑴可知EO CD ∥,所以EO ⊥平面11A ABB 所以1EO AB ⊥. …………11分 因为正三棱柱各棱长相等,所以侧面是正方形,所以11AB A B ⊥.又1,EO A B O EO =⊂平面1A EB ,1A B ⊂平面1A EB .所以1AB ⊥平面1A BE . ……………………14分 17.(本小题满分14分)(1)⎩⎨⎧==⇒⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=+=+1212111102222222b a b a b a 椭圆1222=+y x …………4分 (2) 因为切点在第一象限,可设直线l 为)0,0(><+=m k m kx y ,联立方程⎩⎨⎧+==+m kx y y x 2222,得⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+-=+-=+⇒=-+++222122122221222140224)21(k m x x k km x x m kmx x k (21,x x 分别为A 、B 横坐标) 222111k m k m d +=⇒=+=………………………………8分AB 长:2222221221221224)214(14)(1k m k km k x x x x k l AB+--+⋅+=-+⋅+= 22221122k k k ⋅++⋅= ………………………………10分 1632114621122121212222222=+⋅+⇒=⋅++⋅⋅⋅=⋅=∴)()(k k k k k k d l S AB210)12)(32(2131162222222-=⇒=⇒=-+⇒+=⋅+∴k k k k k k k )()(………………12分 26=∴m ,直线l 为2622+-=x y 18.(本小题满分16分)解:(1)在AOB ∆中,,OA akm OB ==由余弦定理得:2222cos AB OA OB OA OB AOB =+-⋅∠=22a b ab =+-所以:AB 如图,以O 为原点,OA 所在直线为x 则1(,0),()2A a B b ,所以直线AB (2)0a b y +-= 因为AB 即2222112a b a b ab +=+. )6,3(,∈b a ………………6分(2)因为OT 圆O 的切线,所以OT ⊥AB .在Rt OTA ∆中,3tan AT =α;在Rt OTB ∆中,3tan()BT π=-α;所以,3tan 3tan()(0)33AB AT TB ππ=+=α+-α<α<. ………………9分所以,3(tan AB =α+=. ………………12分设1u +α=,(1,4)u ∈则4(2)2AB u u==+-≥=当且仅当u =2,即6πα=时取等号.此时,OA OB ==.答:当OA OB ==时,新建公路AB 的长度最短. ………………16分 19.(本小题满分16分)解:(1)当a =e 时,2()x f x e x x e =+--,'()21x f x e x =+-. ………………2分设()21x g x e x =+-,则(0)0g =,且'()20.x g x e =+> 所以,()g x 在(,)-∞+∞上单增,且当0x >时,()(0)0g x g >=;当0x <时,()(0)0g x g <=. 即 当0x >时,'()0f x >;当0x <时,'()0f x <.综上,函数()f x 的单增区间是(0,)+∞,单减区间是(,0)-∞. ………………4分 (2)'()ln 2ln (1)ln 2x x f x a a x a a a x =+-=-+①当1a >,若0,x >则1x a >,ln 0a >,所以'()0f x > 若0,x <则1x a <,ln 0a >,所以'()0f x <②当01a <<,若0,x >则1x a <,ln 0a <,所以'()0f x > 若0,x <则1x a >,ln 0a <,所以'()0f x <所以()f x 在(,0)-∞上减,(0,)+∞上增. ………………6分 所以min ()(0)1f x f a ==- ………………8分 (3)由(2)得:0,1a a >≠,min ()1f x a =-.ⅰ 若10a ->即01a <<时,min ()10f x a =->,函数()f x 不存在零点.………………10分 ⅱ 若10a -<即1a >时,min ()10f x a =-<.()f x 的图象在定义域是不间断的曲线, ()f x 在(,0)-∞上单减,在(0,)+∞上单增.22()ln ln (ln 1)a f a a a a a a a a a a a a a =+-->--=--.令()ln 1(1)t a a a a =-->, 1'()10t a a=->,所以()t a 在),1(+∞递增;所以()(1)0t a t >=.所以()0f a >.故()f x 在(0,)a 有一个零点. ………………12分 又22()ln (1)0af a a a a a a a a a a --=++->-=->,故()f x 在(,0)a -有一个零点. ………………14分 所以()f x 在(,0)-∞和(0,)+∞各有一个零点,即()f x 有2个零点.综上:①01a <<时,函数()f x 不存在零点;②1a >,函数()f x 有2个零点. …………16分20.(本小题满分16分)解(1)184n n a a n ++=+ ① 184n n a a n -+=- ② ②-①得 118n n a a +--= ………4分 所以28n a n =,2184n a n -=- 因此4n a n =从而143n n a a --=>所以,数列{}n a 是“S 型数列” …………………6分(2)由题意可知11≥a ,且31>--n n a a ,因此{}n a 单调递增且2≥q而0))(1()1()1()()(2121211>--=---=----------n n n n n n n n a a q q a q a a a a a 所以}{1--n n a a 单调递增 又34n n b a =,因此}{1--n n b b 单调递增 …………………8分 又{}n b 不是“S 型数列” 所以,存在0n ,使得3100≤--n n b b 所以311200≤-≤--n n b b b b , 即4)1(1≤-q a 又因为312>-a a ,即3)1(1>-q a 且*,1N q a ∈ 所以4)1(1=-q a 从而2,41==q a 或3,21==q a 或5,11==q a12+=∴n n a 或132-⋅=∴n n a 或15-=∴n n a …………………12分(3)可取2)1(+=n a n 可验证符合)111)(12(11)12)(111(11+-+≤+≤++---n n c c c c n n n n n n 条件, 而且312)1(221>+=-+=--n n n a a n n …………………16分数学II (附加题)参考答案21.A .[选修4-1:几何证明选讲](本小题满分10分)证:连接OA ,因为OD AB ⊥,OA OB =,所以12BOD AOD AOB ∠=∠=∠,又12ACB AOB ∠=∠,所以ACB DOB ∠=∠, ………5分又因为180BOP DOP ∠=-∠,180QCP ACB ∠=-∠,所以BOP QCP ∠=∠,所以B ,O ,C ,Q 四点共圆,所以OBP CQP ∠=∠. ………10分B .[选修4-2:矩阵与变换](本小题满分10分) 解:由矩阵A 属于特征值1的一个特征向量为α1=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-13可得,⎥⎦⎤⎢⎣⎡41b a⎥⎦⎤⎢⎣⎡-13=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-13, 即33=-b a ; ……… 3分由矩阵A 属于特征值5的一个特征向量为α2=⎣⎢⎡⎦⎥⎤11,可得⎥⎦⎤⎢⎣⎡41b a ⎥⎦⎤⎢⎣⎡11=5⎥⎦⎤⎢⎣⎡11, 即5=+b a , ……… 6分 解得⎩⎨⎧==32b a 即A =⎥⎦⎤⎢⎣⎡4312, ……… 7分 A 的逆矩阵是⎥⎥⎥⎦⎤-⎢⎢⎢⎣⎡-52535154………10分 C .[选修4-4:坐标系与参数方程](本小题满分10分)解:圆C :ρ=2cos (θ+π2),即ρ=-2sin θ,ρ2=-2ρsin θ,∴ 圆C 的直角坐标方程为x 2+y 2=-2y ,即x 2+(y +1)2=1, 圆心C (0,-1). …………………………4分直线l :ρsin (θ+π4)=2,即ρsin θ+ρcos θ=2,∴ 直线l 的直角坐标方程为x +y =2. …………………………7分∵ 圆心C 到直线l 的距离为d =|-1-2|2=322,∴ 动点M 到直线l 距离的最大值为322+1. ……………………………10分D .证明:因为x ,y ,z 都是为正数,所以12()x y x y yz zx z y x z+=+≥. ………5分同理可得22y z z x zx xy x xy yz y++≥,≥,将上述三个不等式两边分别相加,并除以2,得111x y z y z z x x y x y z ++++≥. ………10分 22.(本小题满分10分)解:在长方体1111ABCD A BC D -中,以AB 所在的直线为x 轴,以AD 所在的直线为y 轴,1AA 所在的直QPDCBAO线为z 轴建立如图示空间直角坐标系由已知12,1,AB AA ==可得(0,0,0),(2,0,0)A B ,(1,0,1)F 又AD ⊥平面11AAB B ,从而BD 与平面11AAB B 所成的角为30DBA ∠=︒,又2AB =,AE BD ⊥,1,3AE AD ==从而易得1,2E D ⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭………2分 (I )因为()13,,0,1,0,122AE BF ⎛⎫==- ⎪ ⎪⎝⎭所以()cos,AE BF AE BFAE BF ⋅==14-=- 易知异面直线AE BF 、所成的角为4………5分(II )易知平面1AA B 的一个法向量(0,1,0)m =设(,,)n x y z =是平面BDF 的一个法向量,(BD =-由00n BF n BF n BD n BD ⎧⎧⊥⋅=⎪⎪⇒⎨⎨⊥⋅=⎪⎪⎩⎩020x z x y -+=⎧⎪⇒⎨=⎪⎩x z y =⎧⎪⇒= 即()1,3,1n =所以15cos ,5m n m n m n⋅==即平面BDF 与平面1AA B ………10分 23.(本小题满分10分)(1)当n = 6时,由223+≤a a ;当a 2 = 2时,有2个A 满足条件;当a 2 = 3时,有2×2=4个A 满足条件;当a 2 = 4时,有3×2=6个A 满足条件;当a 2 = 5时,有4个A 满足条件;故满足条件的集合A 共有16个 ……………………4分 (2)考虑223>-a a 即232-<a a则有2321-<<a a a ,从而221321-≤-<<≤n a a a从n 个元素中取3个元素的组合数为3n C ,则满足条件的集合A 共有323--n n C C 2323)2(6)4)(3)(2(6)2)(1(-=------=-∴-n n n n n n n C C n n ……………10分。

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