江苏省扬州市2018届高三第一次模拟考试数学2018届高三年级第一次模拟考试(六)数 学(满分160分,考试时间120分钟)参考公式:样本数据x 1,x 2,…,x n 的方差s 2=1n ∑n i =1(x i -x)2,其中x =1n ∑n i =1x i.棱锥的体积V =13Sh ,其中S 是棱锥的底面积,h 是高.一、 填空题:本大题共14小题,每小题5分,共70分.1.若集合A ={x|1<x<3},B ={0,1,2,3},则A ∩B =________.2.若复数(a -2i )(1+3i )(i 是虚数单位)是纯虚数,则实数a 的值为________.3.若数据31,37,33,a ,35的平均数是34,则这组数据的标准差是________.4.为了了解某学校男生的身体发育情况,随机抽查了该校100名男生的体重情况,整理所得数据并画出样本的频率分布直方图.根据此图估计该校2 000名男生中体重在70~78(kg )的人数为________.(第4题) (第5题)5. 运行如图所示的流程图,输出的结果是________.6. 已知从2名男生2名女生中任选2人,则恰有1男1女的概率为________.7. 若圆锥的侧面展开图是面积为3π且圆心角为2π3的扇形,则此圆锥的体积为________.8. 若实数x,y满足⎩⎪⎨⎪⎧x≤4,y≤3,3x+4y≥12,则x2+y2的取值范围是________.9.已知各项都是正数的等比数列{a n}的前n 项和为S n,若4a4,a3,6a5成等差数列,且a3=3a22,则S3=________.10.在平面直角坐标系xOy 中,若双曲线x 2a 2-y 2b2=1(a>0,b>0)的渐近线与圆x 2+y 2-6y +5=0没有交点,则双曲线离心率的取值范围是________.11.已知函数f(x)=sin x -x +1-4x2x ,则关于x 的不等式f(1-x 2)+f(5x -7)<0的解集为________.12.已知正△ABC 的边长为2,点P 为线段AB 中垂线上任意一点,Q 为射线AP 上一点,且满足AP →·AQ →=1,则|CQ →|的最大值为________.13.已知函数f(x)=⎩⎪⎨⎪⎧log 12(-x +1)-1,x ∈[-1,k],-2|x -1|, x ∈(k ,a],若存在实数k 使得该函数的值域为[-2,0],则实数a 的取值范围是________.14.已知正实数x ,y 满足5x 2+4xy -y 2=1,则12x 2+8xy -y 2的最小值为________.二、 解答题:本大题共6小题,计90分.解答时应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤.15. (本小题满分14分)如图,在直三棱柱ABCA1B1C1中,D,E分别为AB,AC的中点.(1) 证明:B1C1∥平面A1DE;(2) 若平面A1DE⊥平面ABB1A1,证明:AB⊥DE.16. (本小题满分14分)已知在△ABC中,AB=6,BC=5,且△ABC 的面积为9.(1) 求AC的长度;(2) 当△ABC为锐角三角形时,求cos ⎝⎛⎭⎪⎫2A +π6的值.如图,射线OA和OB均为笔直的公路,扇形OPQ区域(含边界)是一蔬菜种植园,其中P,Q分别在射线OA和OB上.经测量得,扇形OPQ的圆心角(即∠POQ)为2π3、半径为1千米.为了方便菜农经营,打算在扇形OPQ区域外修建一条公路MN,分别与射线OA,OB交于M,N两点,并要求MN与扇形弧PQ相切于点S,设∠POS=α(单位:弧度),假设所有公路的宽度均忽略不计.(1) 试将公路MN的长度表示为α的函数,并写出α的取值范围;(2) 试确定α的值,使得公路MN的长度最小,并求出其最小值.已知椭圆E 1:x 2a 2+y 2b 2=1(a>b>0),若椭圆E 2:x 2ma 2+y 2mb 2=1(a>b>0,m>1),则称椭圆E 2与椭圆E 1“相似”.(1) 求经过点(2,1),且与椭圆E 1:x 22+y2=1“相似”的椭圆E 2的方程;(2) 若m =4,椭圆E 1的离心率为22,点P在椭圆E 2上,过点P 的直线l 交椭圆E 1于A ,B 两点,且AP→=λAB →, ①若点B 的坐标为(0,2),且λ=2,求直线l 的方程;②若直线OP ,OA 的斜率之积为-12,求实数λ的值.已知函数f(x)=e x,g(x)=ax+b,a,b∈R.(1) 若g(-1)=0,且函数g(x)的图象是函数f(x)图象的一条切线,求实数a的值:(2) 若不等式f(x)>x2+m对任意x∈(0,+∞)恒成立,求实数m的取值范围;(3) 若对任意实数a,函数F(x)=f(x)-g(x)在(0,+∞)上总有零点,求实数b的取值范围.已知各项都是正数的数列{a n }的前n 项和为S n ,且2S n =a 2n +a n ,数列{b n }满足b 1=12,2b n +1=b n +b na n.(1) 求数列{a n },{b n }的通项公式; (2) 设数列{c n }满足c n =b n +2S n,求c 1+c 2+…+c n 的值;(3) 是否存在正整数p ,q ,r(p<q<r),使得b p ,b q ,b r 成等差数列?若存在,求出所有满足要求的p ,q ,r 的值;若不存在,请说明理由.2018届高三年级第一次模拟考试(六)数学附加题(本部分满分40分,考试时间30分钟)21. B. [选修42:矩阵与变换](本小题满分10分)已知x ,y ∈R ,若点M (1,1)在矩阵A =⎣⎢⎡⎦⎥⎤2x 3y 对应的变换作用下得到点N (3,5),求矩阵A 的逆矩阵A -1.C. [选修44: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 的参数方程是⎩⎪⎨⎪⎧x =m +22t ,y =22t (t 是参数,m 是常数).以O为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,曲线C 的极坐标方程为ρ=6cos θ.(1) 求直线l 的普通方程和曲线C 的直角坐标方程;(2) 若直线l 与曲线C 相交于P ,Q 两点,且PQ =2,求实数m 的值.22.(本小题满分10分)扬州大学数学系有6名大学生要去甲、乙两所中学实习,每名大学生都被随机分配到两所中学的其中一所.(1) 求6名大学生中至少有1名被分配到甲学校实习的概率;(2) 设X,Y分别表示分配到甲、乙两所中学的大学生人数,记ξ=|X-Y|,求随机变量ξ的分布列和数学期望E(ξ).23.(本小题满分10分)二进制规定:每个二进制数由若干个0,1组成,且最高位数字必须为1.若在二进制中,S n 是所有n位二进制数构成的集合,对于a n,b n∈S n,M(a n,b n)表示a n和b n对应位置上数字不同的位置个数.例如当a3=100,b3=101时,M(a3,b3)=1;当a3=100,b3=111时,M(a3,b3)=2.(1) 令a5=10 000,求所有满足b5∈S5,且M(a5,b5)=2的b5的个数;(2) 给定a n(n≥2),对于集合S n中的所有b n,求M(a n,b n)的和.2018届扬州高三年级第一次模拟考试数学参考答案1.{2} 2. -6 3. 2 4. 240 5. 94 6.237. 22π3 8. ⎣⎢⎢⎡⎦⎥⎥⎤14425,25 9. 1327 10. ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫1,3211.(2,3) 12. 13+12 13. ⎝ ⎛⎦⎥⎥⎤12,2 14. 7315. 解析:(1) 在直三棱柱ABCA 1B 1C 1中,四边形B 1BCC 1是矩形,所以B 1C 1∥BC.(2分)在△ABC 中,D ,E 分别为AB ,AC 的中点, 故BC ∥DE ,所以B 1C 1∥DE.(4分) 又B 1C 1⊄平面A 1DE ,DE ⊂平面A 1DE , 所以B 1C 1∥平面A 1DE.(7分)(2) 在平面ABB 1A 1内,过点A 作AF ⊥A 1D ,垂足为F.因为平面A 1DE ⊥平面A 1ABB 1,平面A 1DE ∩平面A 1ABB 1=A 1D ,AF ⊂平面A 1ABB 1,所以AF ⊥平面A 1DE.(11分)又DE ⊂平面A 1DE ,所以AF ⊥DE. 在直三棱柱ABCA 1B 1C 1中,A 1A ⊥平面ABC,DE⊂平面ABC,所以A1A⊥DE.因为AF∩A1A=A,AF⊂平面A1ABB1,A1A ⊂平面A1ABB1,所以DE⊥平面A1ABB1.因为AB⊂平面A1ABB1,所以DE⊥AB.(14分)16. 解析:(1) 因为S△ABC=12AB×BC×sin B=9,又AB=6,BC=5,所以sin B=35.(2分)又B∈(0,π),所以cos B=±1-sin2B=±45.(3分)当cos B=45时,AC=AB2+BC2-2AB·BC cos B=36+25-2×6×5×45=13.(5分)当cos B=-45时,AC =AB 2+BC 2-2AB·BC cos B=36+25+2×6×5×45=109.所以AC =13或109.(7分)(2) 由△ABC 为锐角三角形得B 为锐角, 所以AB =6,AC =13,BC =5, 所以cos A =36+13-252×6×13=213.又A ∈(0,π),所以sin A =1-cos 2A =313,(9分)所以sin 2A =2×313×213=1213,cos 2A =⎝⎛⎭⎪⎫2132-⎝ ⎛⎭⎪⎫3132=-513,(12分) 所以cos ⎝⎛⎭⎪⎫2A +π6=cos 2A cos π6-sin 2A sinπ6=-53-1226.(14分)17. 解析:(1) 因为MN 与扇形弧PQ 相切于点S ,所以OS ⊥MN.在Rt △OSM 中,因为OS =1,∠MOS =α,所以SM =tan α.在Rt △OSN 中,∠NOS =2π3-α,所以SN=tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫2π3-α,所以MN =tan α+tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫2π3-α=3(tan 2α+1)3tan α-1,(4分)其中π6<α<π2.(6分)(2) 因为π6<α<π2,所以3tan α-1>0.令t =3tan α-1>0,则tan α=33(t +1),所以MN =33⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫t +4t +2, (8分)由基本不等式得MN ≥33·⎝ ⎛⎭⎪⎫2t ×4t +2=23,(10分)当且仅当t=4t,即t=2时等号成立. (12分)此时tanα=3,由于π6<α<π2,故α=π3,MN=23千米.(14分)18. 解析:(1) 设椭圆E2的方程为x22m+y2 m=1,代入点(2,1)得m=2,所以椭圆E2的方程为x24+y22=1.(3分)(2) 因为椭圆E1的离心率为22,故a2=2b2,所以椭圆E1:x2+2y2=2b2.又椭圆E2与椭圆E1“相似”,且m=4,所以椭圆E1:x2+2y2=8b2.设A(x1,y1),B(x2,y2),P(x0,y0),直线l1:y=kx+2,①方法一:由题意得b=2,所以椭圆E1:x2+2y2=8,将直线l:y=kx+2,代入椭圆E1:x2+2y2=8得(1+2k2)x2+8kx=0,解得x 1=-8k 1+2k 2,x 2=0,故y 1=2-4k21+2k 2,y 2=2,所以A ⎝ ⎛⎭⎪⎫-8k 1+2k 2,2-4k 21+2k 2.(5分)又=2,即B 为AP 中点,所以P ⎝ ⎛⎭⎪⎫8k 1+2k2,2+12k 21+2k 2,(6分) 代入椭圆E 2:x 2+2y 2=32得⎝ ⎛⎭⎪⎫8k 1+2k 22+2⎝ ⎛⎭⎪⎫2+12k 21+2k 22=32, 即20k 4+4k 2-3=0,即(10k 2-3)(2k 2+1)=0,所以k =±3010,所以直线l 的方程为y =±3010x +2.(8分)方法二:由题意得b =2,所以椭圆E 1:x 2+2y 2=8,E 2:x 2+2y 2=32,设A(x ,y),B(0,2),则P(-x ,4-y),代入椭圆得⎩⎨⎧x 2+2y 2=8,x 2+2(4-y )2=32,解得y =12, 故x =±302,(6分)所以k =±3010,所以直线l 的方程为y =±3010x +2.(8分)②方法一: 由题意得x 20+2y 20=8b 2,x 21+2y 21=2b 2,x 22+2y 22=2b 2, y 0x 0·y 1x 1=-12,即x 0x 1+2y 0y 1=0, 因为=λ,所以(x 0-x 1,y 0-y 1)=λ(x 2-x 1,y 2-y 1),解得⎩⎪⎨⎪⎧x 2=x 0+(λ-1)x 1λ,y 2=y 0+(λ-1)y 1λ,(12分)所以⎝⎛⎭⎪⎫x 0+(λ-1)x 1λ2+2⎝ ⎛⎭⎪⎫y 0+(λ-1)y 1λ2=2b 2,则x 20+2(λ-1)x 0x 1+(λ-1)2x 21+2y 20+4(λ-1)y 0y 1+2(λ-1)2y 21=2λ2b 2,(x 20+2y 20)+2(λ-1)(x 0x 1+2y 0y 1)+(λ-1)2(x 21+2y 21)=2λ2b 2,所以8b 2+(λ-1)2·2b 2=2λ2b 2,即4+(λ-1)2=λ2,所以λ=52.(16分)方法二:不妨设点P 在第一象限,设直线OP :y =kx(k>0),代入椭圆E 2:x 2+2y 2=8b 2,解得x 0=22b 1+2k 2,则y 0=22bk1+2k 2, 因为直线OP ,OA 的斜率之积为-12,所以直线OA :y =-12kx ,代入椭圆E 1:x 2+2y 2=2b 2,解得x 1=-2bk 1+2k 2,则y 1=b1+2k 2. 因为=λ,所以(x 0-x 1,y 0-y 1)=λ(x 2-x 1,y 2-y 1),解得⎩⎪⎨⎪⎧x 2=x 0+(λ-1)x 1λ,y 2=y 0+(λ-1)y 1λ,所以⎝⎛⎭⎪⎫x 0+(λ-1)x 1λ2+2⎝ ⎛⎭⎪⎫y 0+(λ-1)y 1λ2=2b 2,则x 20+2(λ-1)x 0x 1+(λ-1)2x 21+2y 20+4(λ-1)y 0y 1+2(λ-1)2y 21=2λ2b 2, (x 20+2y 20)+2(λ-1)(x 0x 1+2y 0y 1)+(λ-1)2(x 21+2y 21)=2λ2b 2,所以8b 2+2(λ-1)[22b1+2k 2·⎝⎛⎭⎪⎫-2bk 1+2k 2+2·22bk 1+2k 2·b 1+2k2]+(λ-1)2·2b 2=2λ2b 2, 即8b 2+(λ-1)2·2b 2=2λ2b 2,即4+(λ-1)2=λ2,所以λ=52.19. 解析:(1) 由g(-1)=0知,g(x)的直线图象过点(-1,0).设切点坐标为T(x 0,y 0),由f′(x)=e x得切线方程是y -e x 0=e x 0(x -x 0),此直线过点(-1,0),故0-e x 0=e x 0(-1-x 0),解得x 0=0,所以a =f′(0)=1.(3分)(2) 由题意得m<e x -x 2,x ∈(0,+∞)恒成立,令m(x)=e x-x 2,x ∈(0,+∞),则m′(x)=e x -2x ,再令n(x)=m′(x)=e x -2x ,则n′(x)=e x -2,故当x ∈(0,ln 2)时,n ′(x)<0,n(x)单调递减;当x ∈(ln 2,+∞)时,n ′(x)>0,n(x)单调递增,从而n(x)在(0,+∞)上有最小值n(ln 2)=2-2ln 2>0,所以m(x)在(0,+∞)上单调递增,(6分) 所以m ≤m(0),即m ≤1.(8分)(3) 若a<0,F(x)=f(x)-g(x)=e x -ax -b 在(0,+∞)上单调递增,故F(x)=f(x)-g(x)在(0,+∞)上总有零点的必要条件是F(0)<0,即b>1,(10分)以下证明当b>1时,F(x)=f(x)-g(x)在(0,+∞)上总有零点.①若a<0,由于F(0)=1-b<0,F ⎝⎛⎭⎪⎪⎫-b a =e -b a -a ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫-b a -b =e -ba>0,且F(x)在(0,+∞)上连续,故F(x)在⎝⎛⎭⎪⎪⎫0,-b a 上必有零点;(12分)②若a ≥0,F(0)=1-b<0,由(2)知e x>x 2+1>x 2在x ∈(0,+∞)上恒成立,取x 0=a +b ,则F(x 0)=F(a +b)=ea +b-a(a+b)-b>(a +b)2-a 2-ab -b =ab +b(b -1)>0,由于F(0)=1-b<0,F(a +b)>0,且F(x)在(0,+∞)上连续,故F(x)在(0,a +b)上必有零点,综上得,实数b 的取值范围是(1,+∞).(16分)20. 解析:(1) 2S n =a 2n +a n ,①2S n +1=a 2n +1+a n +1,②②-①得2a n +1=a 2n +1-a 2n +a n +1-a n ,即(a n +1+a n )(a n +1-a n -1)=0.因为{a n }是正数数列,所以a n +1-a n -1=0, 即a n +1-a n =1,所以{a n }是等差数列,其中公差为1. 在2S n =a 2n +a n 中,令n =1,得a 1=1, 所以a n =n.(2分)由2b n +1=b n +b n a n 得b n +1n +1=12·b n n,所以数列⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫b n n 是等比数列,其中首项为12,公比为12,所以b n n =⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫12n,即b n =n 2n .(5分)(2) c n =b n +2S n =n +2(n 2+n )2n +1,裂项得c n =1n ·2n -1(n +1)2n +1,(7分) 所以c 1+c 2+…+c n =12-1(n +1)2n +1.(9分)(3) 假设存在正整数p ,q ,r(p<q<r),使得b p ,b q ,b r 成等差数列,则b p +b r =2b q ,即p 2p +r 2r =2q 2q . 因为b n +1-b n =n +12n +1-n 2n =1-n2n +1,所以数列{b n }从第二项起单调递减, 当p =1时,12+r 2r =2q2q ,若q =2,则r 2r =12,此时无解;若q =3,则r 2r =14,因为{b n }从第二项起递减,所以r =4,所以p =1,q =3,r =4符合要求.(11分)若q ≥4,则b 1b q ≥b 1b 4≥2,即b 1≥2b q ,不符合要求,此时无解;当p ≥2时,一定有q -p =1,否则若q -p ≥2,则b p b q ≥b p b p +2=4p p +2=41+2p ≥2,即b p ≥2b q ,矛盾,所以q -p =1,此时r 2r =12p ,令r -p =m +1,则r =2m +1,所以p =2m +1-m -1,q =2m +1-m ,综上得,存在p =1,q =3,r =4或p =2m +1-m -1,q =2m +1-m ,r =2m +1满足要求.(16分)21.B. 解析:因为A ⎣⎢⎡⎦⎥⎤11=⎣⎢⎡⎦⎥⎤35,即⎣⎢⎡⎦⎥⎤2x 3y ⎣⎢⎡⎦⎥⎤11=⎣⎢⎡⎦⎥⎤35,即⎩⎨⎧2+x =3,3+y =5,解得⎩⎨⎧x =1,y =2,所以A =⎣⎢⎡⎦⎥⎤2132.(5分) 方法一:设A -1=⎣⎢⎡⎦⎥⎤a b c d ,则AA -1=⎣⎢⎡⎦⎥⎤2132⎣⎢⎡⎦⎥⎤a b c d =⎣⎢⎡⎦⎥⎤1001,即⎩⎪⎨⎪⎧2a +c =1,3a +2c =0,2b +d =0,3b +2d =1,(7分) 解得⎩⎪⎨⎪⎧a =2,b =-1,c =-3,d =2,所以A -1=⎣⎢⎡⎦⎥⎤2-1-32.(10分)方法二:因为⎣⎢⎡⎦⎥⎤a b c d -1=⎣⎢⎢⎢⎡⎦⎥⎥⎥⎤ d ad -bc -b ad -bc -c ad -bc a ad -bc , 且det(A)=⎪⎪⎪⎪⎪⎪2132=2×2-1×3=1,所以A -1=⎣⎢⎡⎦⎥⎤2132-1=⎣⎢⎡⎦⎥⎤2-1-32.(10分) C. 解析:(1) 因为直线l 的参数方程是:⎩⎪⎨⎪⎧x =m +22t ,y =22t (t 是参数), 所以直线l 的普通方程为x -y -m =0.(2分) 因为曲线C 的极坐标方程为ρ=6cos θ,所以ρ2=6ρcos θ ,所以x 2+y 2=6x ,所以曲线C 的直角坐标方程是(x -3)2+y 2=9.(5分)(2) 设圆心到直线l 的距离为d ,则d =32-12=2 2.又d =|3-m |2=2 2.(8分)所以|3-m |=4,即 m =-1或m =7.(10分) 22.解析:(1) 记 “6名大学生中至少有1名被分配到甲学校实习” 为事件A ,则P(A)=1-126=6364. 故6名大学生中至少有1名被分配到甲学校实习的概率为6364.(3分)(2) ξ所有可能取值是0,2,4,6,记“6名学生中恰有i名被分到甲学校实习”为事件A i(i =0,1,…,6),则P(ξ=0)=P(A3)=C36C3326=516,P(ξ=2)=P(A2+A4)=P(A2)+P(A4)=C26C44 26+C46C2226=1532,P(ξ=4)=P(A1+A5)=P(A1)+P(A5)=C16C55 26+C56C1126=316,P(ξ=6)=P(A0+A6)=P(A0)+P(A6)=C06C66 26+C66C0626=132,(7分)所以随机变量ξ的概率分布为:ξ0 2 4 6P 5161532316132所以随机变量ξ的数学期望E(ξ)=0×516+2×1532+4×316+6×132=158.(9分) 故随机变量ξ的数学期望E(ξ)=158.(10分) 23.解析:(1) 因为M(a 5,b 5)=2,所以b 5为5位数且与a 5有2项不同.因为首项为1,所以a 5与b 5在后四项中有两项不同,所以b 5的个数为C 24=6.(3分)(2) 当M(a n ,b n )=0时,b n 的个数为C 0n -1;当M(a n ,b n )=1时,b n 的个数为C 1n -1,当M(a n ,b n )=2时,b n 的个数为C 2n -1,…当M(a n ,b n )=n -1时,b n 的个数为C n -1n -1.设M(a n ,b n )的和为S, 则S =0C 0n -1+1C 1n -1+2C 2n -1+…+(n -1)C n -1n -1,(6分)倒序得S =(n -1)C n -1n -1+…+2C 2n -1+1C 1n -1+0C 0n -1,倒序相加得2S =(n -1)(C 0n -1+C 1n -1…+C n -1n -1)=(n -1)·2n -1,即S =(n -1)·2n -2, 所以M(a n ,b n )的和为(n -1)·2n -2.(10分)。