2019年山东省高考数学模拟试卷()
副标题
题号
一
二
三
总分
得分
一、选择题(本大题共12小题,共60.0分)
1. 命题“∀x>1,x2-x>0”的否定是( )
A. ∃x0≤1,x02−x0>0 B. ∃x0>1,x02−x0≤0
C. ∀x>1,x2−x≤0 D. ∀x≤1,x2−x>0
2. 椭圆点x26+y28=1的离心率为( )
A. 12 B. 14 C. 13 D. 33
3. 若函数f(x)=x2-1x,则f′(1)=( )
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
4. 已知双曲线C:x2a2−y2b2=1(a>0,b>0)的两条渐近线互相垂直,焦距为8,则C的方程为( )
A. x27−y29=1 B. x24−y24=1 C. x216−y216=1 D. x28−y28=1
5. 已知向量AB=(2,4,x),平面α的一个法向量n=(1,y,3),若AB⊥α,则( )
A. x=6,y=2 B. x=2,y=6 C. 3x+4y+2=0 D. 4x+3y+2=0
6. 已知函数f(x)=x+aex的图象在点(1,f(1))处的切线与直线x-ey+2=0平行,则a=( )
A. 1 B. −e C. e D. −1
7. 在三棱柱ABC-A1B1C1中,若AB=a,AC=b,AA1=c,则C1B=( )
A. a+b−c B. a−b−c C. −a+b−c D. −a−b+c
8. 已知函数f(x)=12x+cos(π2+x),x∈[−π2,π2],则f(x)的极大值点为( )
A. −π6 B. −π3 C. π6 D. π3
9. 已知函数f(x)=mln(x+1)+x2-mx在(1,+∞)上不单调,则m的取值范围是( )
A. (4,+∞) B. (−∞,4] C. (−∞,0) D. (0,+∞)
10. 已知Sn为等差数列{an}的前n项和,a1=1,公差为d,则“-1<d<0”是“S22+S52<26”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
11. 已知双曲线x2a2−y2b2=1(a>0,b>0)的离心率为2,F1,F2分别是双曲线的左右焦点,点M(-a,0),N(0,b),点P为线段MN上的动点,当PF1•PF2取得最小值和最大值时,△PF1F2的面积分别为S1,S2,则S2S1=( )
A. 4 B. 8 C. 23 D. 43
第13页,共14页
1. 已知函数f(x)=x2+2alnx+3,若∀x1,x2∈[4,+∞)(x1≠x2),∃a∈[2,3],f(x2)−f(x1)x1−x2<2m,则m的取值范围是( )
A. [−2,+∞) B. [−52,+∞) C. (−92,+∞) D. [−194,+∞)
二、填空题(本大题共4小题,共20.0分)
2. 函数f(x)=12x2+x−2lnx的最小值为______.
3. 直线l的一个方向向量为a=(−2,−3,23),直线n的一个方向向量为b=(−1,2,−3),则l与n的夹角为______.
4. 过焦点为F的抛物线y2=12x上一点M向其准线作垂线,垂足为N,若|NF|=10,则MF|=______.
5. 已知四棱柱ABCD-A1B1C1D1的底面是边长为2的正方形,侧棱与底面垂直.若点C到平面AB1D1的距离为4105,直线B1D与平面AB1D1所成角的余弦值为______.
三、解答题(本大题共6小题,共70.0分)
6. 如图,在正四棱柱ABCD-A1B1C1D1中,E为棱BB1的中点,AB=2,AA1=4.
(1)若DE=xDA+yDC+zDD1,求x+y+z;
(2)以D为坐标原点,建立如图所示的空间直角坐标系D-xyz,写出A1,C,D1,E的坐标,并求异面直线DE与CD1所成角的余弦值.
7. 已知动圆C过定点F(2,0),且与直线x=-2相切,圆心C的轨迹为E,
(1)求E的轨迹方程;
(2)若直线l交E与P,Q两点,且线段PQ的中心点坐标(1,1),求|PQ|.
8.
第13页,共14页
如图,在直三棱柱ABC-A1B1C1中,AC⊥AB,AC=AB=4,AA1=8,点E,F分别为CA1,AB的中点.
(1)求异面直线EF与A1B所成角的正弦值;
(2)求二面角A-B1F-E的余弦值.
1. 设函数f(x)=e2x-a(x+1).
(1)讨论f(x)的单调性;
(2)若f(x)>0对x∈R恒成立,求a的取值范围.
2. 已知椭圆C:x2a2+y2b2=1(a>b>0)的离心率为22,且经过点Q(2,2).
(1)求椭圆C的方程;
(2)直线l:y=kx+m(k>0,m2≠4)与椭圆C相交于A,B两点,若|AB|=4,试用m表示k.
3. 已知函数f(x)=xlnx+12ax3-ax2,a∈R.
(1)当a=0时,求f(x)的单调区间;
(2)若函数g(x)=f(x)x存在两个极值点x1,x2,求g(x1)+g(x2)的取值范围.
第13页,共14页
答案和解析
1.【答案】B
【解析】
解:因为全称命题的否定是特称命题,所以命题“∀x>1,x2-x>0”的否定是:∃x0>1,x02-x0≤0.
故选:B.
利用全称命题的否定是特称命题写出结果即可.
本题考查命题的否定,特称命题与全称命题的否定关系,是基本知识的考查.
2.【答案】A
【解析】
解:椭圆点=1,可得a=,b=,c=,
可得e===.
故选:A.
求出椭圆的长半轴以及半焦距的大小,然后求解离心率即可.
本题考查椭圆的简单性质的应用,考查转化思想以及计算能力.
3.【答案】C
【解析】
解:∵f(x)=x2-,∴f′(x)=2x+,
则f′(1)=2+1=3.
故选:C.
求出原函数的导函数,取x=1得答案.
本题考查导数的计算,关键是熟记初等函数的求导公式,是基础题.
4.【答案】D
【解析】
解:双曲线C:=1(a>0,b>0)的两条渐近线互相垂直,则a=b,
由2c=8,可得c=4
由a2+b2=c2=16,可得a2=b2=8,
故选:D.
根据双曲线C:=1(a>0,b>0)的两条渐近线互相垂直,则a=b,再根据c=4,即可求出a2=b2=8.
本题考查双曲线的方程和性质,考查双曲线的渐近线方程的运用,属于基础题.
5.【答案】A
【解析】
解:因为⊥α,所以,
由,
第13页,共14页
解得x=6,y=2.
故选:A.
根据空间向量的共线定理列方程组求出x、y的值.
本题考查了空间向量的坐标表示与共线定理的应用问题,是基础题.
6.【答案】D
【解析】
解:函数,可得,
函数的图象在点(1,f(1))处的切线与直线x-ey+2=0平行,
,
所以a=-1.
故选:D.
求出函数的导数,求出切线的斜率,列出方程求解a即可.
本题考查函数的导数的应用,切线方程的求法,考查计算能力.
7.【答案】B
【解析】
解:=-=-=--.
故选:B.
利用=-=-即可得出.
本题考查了向量三角形法则,考查了推理能力与计算能力,属于基础题.
8.【答案】B
【解析】
解:f(x)=x+cos(+x)=x-sinx,
则f′(x)=-cosx,
令f′(x)>0,解得:-<x<-或<x<,
令f′(x)<0,解得:-<x<,
故f(x)在[-,-)递增,在(-,)递减,在(,]递增,
故f(x)的极大值点是-,
故选:B.
求出函数的导数,求出函数的单调区间,从而求出函数的极大值点即可.
本题考查了函数的单调性,极值点问题,考查导数的应用,是一道常规题.
9.【答案】A
【解析】
解:函数的定义域为(0,+∞),
函数的导数f′(x)=+2x-m=,
若f(x)在(1,+∞)上不单调,
第13页,共14页
即当x>1时f′(x)=0有解,即2x2+(2-m)x=0,则x>1时,有解,
由2x2+(2-m)x=0得2x+(2-m)=0,即x=,
则>1即可,得m>4,
即实数m的取值范围是(4,+∞),
故选:A.
求函数的导数,结合函数在(1,+∞)上不单调,得当x>1时f′(x)=0有解,结合一元二次方程进行求解即可.
本题主要考查函数导数的应用,结合函数单调性与导数之间的关系转化为f′(x)=0,有解是解决本题的关键.
10.【答案】B
【解析】
解:∵S22+S52<26,
∴(2+d)2+25(1+2d)2<26,
∴(101d+3)(d+1)<0,
∴-1<d<-,
∵-1<d<0推不出-1<d<-,
-1<d<-⇒-1<d<0,
∴“-1<d<0”是“S22+S52<26”的必要不充分条件.
故选:B.
解出关于d的不等式,结合充分必要条件的定义,从而求出答案.
本题考查了充分必要条件,考查解不等式问题,考查了等差数列的前n项公式,是一道基础题.
11.【答案】A
【解析】
解:•取==PO2-c2.
∵双曲线=1(a>0,b>0)的离心率为2,∴1+=4,即b=a.
当PO⊥MN时,PO最小,当P与N重合时PO最大.
当PO⊥MN时,由,可得,
第13页,共14页
则=,
故选:A.
由•==PO2-c2.可得当PO⊥MN时,PO最小,当P与N重合时PO最大.求得面积S1,S2,即可.
本题考查双曲线的定义、方程和性质,考查三角形的面积公式的运用,注意运用定义法解题,以及离心率公式,考查运算能力,属于中档题.
12.【答案】D
【解析】
解:设x1>x2,由<2m,得f(x1)+2mx1>f(x2)+2mx2,
记g(x)=f(x)+2mx,则g(x)在[0,+∞)上单调递增,
故g'(x)≥0在[4,+∞)上恒成立,
即在[4,+∞)上恒成立,整理得在[4,+∞)上恒成立,
∵a∈[2,3],∴函数在[4,+∞)上单调递增,故有,
∵∃a∈[2,3],∴,即.
故选:D.
设x1>x2,把<2m转化为f(x1)+2mx1>f(x2)+2mx2,记g(x)=f(x)+2mx,则g(x)在[0,+∞)上单调递增,故g'(x)≥0在[4,+∞)上恒成立,转化为在[4,+∞)上恒成立,求出函数在[4,+∞)上的最大值即可求得m的范围.
本题考查利用导数研究函数的单调性,考查数学转化思想方法,训练了利用函数单调性求函数的最值,是中档题.
13.【答案】32
【解析】
解:因为,
易知f(x)在(0,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增,
第13页,共14页
所以.
故答案为:.
求出函数的导数,利用函数的单调性转化求解函数的最小值.
本题考查函数的导数的应用,函数的最值的求法,考查计算能力.
14.【答案】π4
【解析】
解:∵直线l的一个方向向量为,
直线n的一个方向向量为,
,
∴l与n的夹角为.
故答案为:.
利用空间向量夹角公式直接求解.
本题考查两直线的夹角的余弦值的求法,考查空间向量夹角公式等基础知识,考查运算求解能力,是基础题.
15.【答案】253
【解析】
解:设M(x0,y0),F(3,0).
∵|NF|=10,∴=102,=12x0,
解得x0=,
则MF|=+3=.
故答案为:.
设M(x0,y0),F(3,0).由|NF|=10,可得=102,又=12x0,联立解出即可得出.
本题考查了抛物线的定义标准方程及其性质、勾股定理,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.
16.【答案】31010
【解析】
第13页,共14页
解:设AA1=t,以D为原点,DA,DC,DD1所在直线分别为x,y,z轴,建立空间直角坐标系,
则A(2,0,0),B1(2,2,t),D1(0,0,t),
D(0,0,0),C(0,2,0),
=(0,2,t),=(-2,0,t),
=(2,2,t),=(-2,2,0),
设平面AB1D1的法向量=(x,y,z),
则,取x=1,
得=(1,-1,),
∵点C到平面AB1D1的距离为,
∴d===,
由t>0,解得t=2,
∴平面AB1D1的法向量=(1,-1,),=(2,2,2),
设直线B1D与平面AB1D1所成角为θ,
则sinθ===,
∴cosθ==.
∴直线B1D与平面AB1D1所成角的余弦值为.
故答案为:.
设AA1=t,以D为原点,DA,DC,DD1所在直线分别为x,y,z轴,建立空间直角坐标系,利用向量法求出t=2,从而求出平面AB1D1的法向量,利用向量法能求出直线B1D与平面AB1D1所成角的余弦值.
本题考查线面线面角的正弦值的求法,考查空间中线线、线面、面面间的位置关系等基础知识,考查运算求解能力,是中档题.
第13页,共14页
17.【答案】
解:(1)建立如图所示的空间直角坐标系得:D1(0,0,4),D(0,0,0),E(2,2,2),A(2,0,0),C(0,2,0),
则DE=(2,2,2),DA=(2,0,0),DC=(0,2,0),DD1=(0,0,4),
又DE=xDA+yDC+zDD1,
所以2x=22y=24z=2,即x=1y=1z=12,
故x+y+z=52
(2)由图可得:A1(2,0,4),C(0,2,0),D1(0,0,4),E(2,2,2),
所以DE=(2,2,2),CD1=(0,-2,4),
设DE,CD1的夹角为θ,
则cosθ=DE⋅CD1|DE||CD1|=1515,
则异面直线DE与CD1所成角的余弦值为1515,
故答案为:1515.
【解析】
(1)由空间直角坐标系、空间点的坐标得:=x+y+z,所以,即,故x+y+z=
(2)利用向量的数量积求异面直线所成的角得:设,的夹角为θ,则cosθ==,则异面直线DE与CD1所成角的余弦值为,得解.
本题考查了空间直角坐标系、空间点的坐标及利用向量的数量积求异面直线所成的角,属中档题.
第13页,共14页
18.【答案】解:(1)由题设知,点C到点F的距离等于它到直线x=-2的距离,
所以点C的轨迹是以F为焦点x=-2为基准线的抛物线,
所以所求E的轨迹方程为y2=8x.
(2)由题意已知,直线l的斜率显然存在,设直线l的斜率为k,P(x1,y1),Q(x2,y2),
则有y12=8x1,y22=8x2,两式作差得y12-y22=8(x1-x2)即得k=8y1+y2,
因为线段PQ的中点的坐标为(1,1),所以k=4,
则直线l的方程为y-1=4(x-1),即y=4x-3,
与y2=8x联立得16x2-32x+9=0,
得x1+x2=2,x1x2=916,
|PQ|=1+k2⋅(x1+x2)2−4x1x2=17×4−4×916=1192.
【解析】
(1)利用动圆C过定点F(2,0),且与直线l1:x=-2相切,所以点C的轨迹是以F为焦点x=-2为基准线的抛物线,即可求动点C的轨迹方程;
(2)先利用点差法求出直线的斜率,再利用韦达定理,结合弦长公式,即可求|PQ|.
本题考查轨迹方程,考查直线与抛物线的位置关系,考查学生的计算能力,属于中档题
19.【答案】解:(1)∵在直三棱柱ABC-A1B1C1中,AC⊥AB,
AC=AB=4,AA1=8,点E,F分别为CA1,AB的中点.
∴以A1为原点,A1C1,A1B1,A1A所成直线分别为x,y,z轴,建立空间直角坐标系,
则E(2,0,4),F(0,2,8),A1(0,0,0),B(0,4,8),
EF=(-2,2,4),A1B=(0,4,8),
设异面直线EF与A1B所成角为θ,
则cosθ=|EF⋅A1B||EF|⋅|A1B|=4024⋅8056,
sinθ=1−(56)2=66,
∴异面直线EF与A1B所成角的正弦值为66.
(2)A(0,0,8),B1(0,4,0),B1F=(0,-2,8),B1A=(0,-4,8),B1E=(2,-4,4),
设平面AB1F的法向量n=(1,0,0),
设平面B1EF的法向量m=(x,y,z),
则m⋅B1F=−2x+8z=0m⋅B1E=2x−4y+4z=0,取z=1,得m=(4,-2,1),
设二面角A-B1F-E的平面角为θ,
则cosθ=|m⋅n||m|⋅|n|=421=42121.
∴二面角A-B1F-E的余弦值为42121.
【解析】
(1)以A1为原点,A1C1,A1B1,A1A所成直线分别为x,y,z轴,建立空间直角坐标系,利用向量法能求出异面直线EF与A1B所成角的正弦值.
(2)求出平面AB1F的法向量和平面B1EF
第13页,共14页
的法向量,利用向量法能求出二面角A-B1F-E的余弦值.
本题考查异面直线所成角的正弦值的求法,考查二面角的余弦值的求法,考查空间中线线、线面、面面间的位置关系等基础知识,考查运算求解能力,考查数形结合思想,是中档题.
20.【答案】解:(1)由函数的解析式可得:f′(x)=2e2x-a,
当a≤0时,f′(x)>0,f(x)在R上单调递增,
当a>0时,由f’(x)=0可得x=12lna2,
则x∈(−∞,12ln(a2)),f′(x)<0,f(x)单调递减,
x∈(12ln(a2),+∞),f′(x)>0,f(x)单调递增.
(2)由题意可得:e2x-a(x+1)>0,e2x>a(x+1)恒成立,
很明显a<0不合题意,当a≥0时,原问题等价于指数函数y=(e2)x的图象恒在y =a(x+1)的上方,
直线y=a(x+1)恒过定点(-1,0),考查函数y=(e2)x过( -1,0)的切线方程:
易知切点坐标为(x0,e2x0),切线斜率为k=2e2x0,
故切线方程为:y−e2x0=2e2x0(x−x0),
切线过(-1,0),故0−e2x0=2e2x0(−1−x0),解得:x0=−12,k=2e2x0=2⋅e−1=2e,
综上可得,实数a的取值范围是[0,2e).
【解析】
(1)首先求得导函数,然后分类讨论确定函数的单调性即可;
(2)将原问题转化为函数过一点的切线问题,利用导函数研究切线的性质即可确定实数a的取值范围.
本题主要考查导函数研究函数的切线方程,导函数研究函数的单调性,分类讨论的数学思想等知识,属于中等题.
21.【答案】解:(1)由题意有ca=224a2+2b2=1a2=b2+c2,
解得b2=4.a2=8
故椭圆C的方程为x28+y24=1.
(2)设A(x1,y1),B(x2,y2),
由y=kx+mx28+y24=1,得(2k2+1)x2+4kmx+2m2-8=0,
所以x1+x2=−4km2k2+1,x1x2=2m2−82k2+1.
因为|AB|=4|,所以1+k2|x1−x2|=1+k2(x1+x2)2−4x1x2=4,
所以1+k216k2m2(2k2+1)2−4×2m2−82k2+1=4,
整理得k2(4-m2)=m2-2,显然m2≠4
第13页,共14页
,所以k2=m2−24−m2≥0.
又k>0,故k=m2−24−m2(2≤m2<4).
【解析】
(1)由题意可得,解得a,b即可.
(2)利用直线与椭圆方程,利用弦长公式,韦达定理,求得,整理得,即可求解.
本题考查椭圆标准方程的求法,考查椭圆的简单性质,训练了直线与椭圆位置关系的应用,属中档题.
22.【答案】解:(1)当a=0时,f(x)=xlnx,
f′(x)=lnx+1,令f′(x)<0,解得:0<x<1e,
令f′(x)>0,解得:x>1e,
故函数f(x)在(0,1e)递减,在(1e,+∞)递增;
(2)g(x)=f(x)x=lnx+12ax2-ax(x>0),
g′(x)=ax2−ax+1x,
由题意知:x1,x2是方程g′(x)=0的两个不相等的正实根,
即x1,x2是方程ax2-ax+1=0的两个不相等的正实根,
故△=a2−4a>0x1+x2−1>0x1x2=1a>0,解得:a>4,
∵t(a)=g(x1)+g(x2)
=12ax12-ax1+lnx1+12ax22-ax2+lnx2
=12a[(x1+x2)2-2x1x2]-a(x1+x2)+ln(x1x2)
=-12a-lna-1是关于a的减函数,
故t(a)<t(4)=-3-ln4,
故g(x1)+g(x2)的范围是(-∞,-3-ln4).
【解析】
(1)代入a的值,求出函数的导数,解关于导函数的不等式,求出函数的单调
第13页,共14页
区间即可;
(2)求出a的范围,得到t(a)=g(x1)+g(x2)的解析式,结合函数的单调性求出其范围即可.
本题考查了函数的单调性,最值问题,考查导数的应用以及转化思想,是一道综合题.
第13页,共14页