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数学(理)(北京卷)
本试卷共5页,150分.考试时间长120分钟.考生务必将答案答在答题卡上,在试卷上作答无效.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8小题,每小题5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.若复数为纯虚数,则实数的值为( )
(A) (B)0 (C)1 (D)或1
2.设,,若,则实数的取值范围是( )
(A) (B) (C) (D)
3.已知函数则( )
(A) (B) (C) (D)
4.“不等式”是“不等式”成立的 ( )
(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
5.已知直线l,m与平面满足,,则有( )
(A)且 (B)且
(C)且 (D)且
6.等差数列中,,则=( )
(A)16 (B)12 (C)8 (D)6
7.如下图,某几何体的正视图与侧视图都是边长为1的正方形,且体积是,则该几何体的俯视图可以是( )
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8.已知函数的定义域为,部分对应值如下表,的导函数的图象如图,下列关于函数的命题:
①函数是周期函数;
②函数在上是减函数;
③如果当时,的最大值是2,那么的最大值为4;
④当时,函数有4个零点.
其中真命题的个数是( )
(A)4个 (B)3个 (C)2个 (D)1个
第二部分 (非选择题 共110分)
二、填空题共6小题,每小题5分,共30分.
9.若则 .
10.某商场调查旅游鞋的销售情况,随机抽取了部分顾客的购鞋尺寸,整理得如下频率分布直方图,其中直方图从左至右的前3个小矩形的面积之比为,则购鞋尺寸在内的顾客所占百分比为______.
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11.执行如图所示的程序框图,若输出的的值为,则图中判断框内①处应填
12. 已知向量,,设,若,则实数的值是
13.设,则二项式展开式中不含项的系数和是
14.以下正确命题的为
①命题“存在,”的否定是:“不存在,”;
②函数的零点在区间内;
③在极坐标系中,极点到直线的距离是.
④函数的图象的切线的斜率的最大值是;
⑤线性回归直线恒过样本中心,且至少过一个样本点.
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三、解答题共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.(本小题共13分)
已知函数(),直线,是图象的任意两条对称轴,且的最小值为.
(I)求的表达式;
(Ⅱ)将函数的图象向右平移个单位后,再将得到的图象上各点的横坐标伸长为原来的2倍,纵坐标不变,得到函数的图象,若关于的方程,在区间上有且只有一个实数解,求实数的取值范围.
16.(本小题共13分)
已知等差数列的前项和为,且
(1)求通项公式;
(2)求数列的前项和
17.本小题共14分
乒乓球单打比赛在甲、乙两名运动员间进行,比赛采用局胜制(即先胜局者获胜,比赛结束),假设两人在每一局比赛中获胜的可能性相同.[来源:学科网]
(Ⅰ)求甲以比获胜的概率;
(Ⅱ)求乙获胜且比赛局数多于局的概率;
(Ⅲ)求比赛局数的分布列.
18.(本小题共13分)
如图,底面为平行四边形的四棱柱ABCD—A′B′C′D′,DD′⊥底面ABCD,∠DAB=60°,AB=2AD,DD′=3AD,E、F分别是AB、D′E的中点
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.
(Ⅰ)求证:DF⊥CE;
(Ⅱ)求二面角A—EF—C的余弦值.
19.(本小题共14分)
已知函数.
(Ⅰ)若曲线经过点,曲线在点处的切线与直线垂直,求的值;
(Ⅱ)在(Ⅰ)的条件下,试求函数(为实常数,)的极大值与极小值之差;
(Ⅲ)若在区间内存在两个不同的极值点,求证:.
20.(本小题共13分)
已知直线,,直线被圆截得的弦长与椭圆的短轴长相等,椭圆的离心率
(Ⅰ) 求椭圆的方程;
(Ⅱ) 过点(,)的动直线交椭圆于、两点,试问:在坐标平面上是否存在一个定点,使得无论如何转动,以为直径的圆恒过定点?若存在,求出点的坐标;若不存在,请说明理由.
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参考答案
一、选择题(共8小题,每小题5分,共40分)
1.A【解析】因为复数为纯虚数,所以,解得,选A.
2.A【解析】集合,而,因为,所以,选A.
3.A 【解析】∵f()==—1< 0; ∴f(—1)=.
4.C 【解析】不等式的解为或;不等式的解当时,成立,当时,得,所以不等式的解为或,所以不等式”是“不等式”成立的充要条件,选C.
5.B 【解析】,又.
6.D 【解析】设等差数列的首项为,公差为,,即,又,解 得,所以,选D.
7.C 【解析】若俯视图为A,则几何体为边长为1的正方体,所以体积为1,不满足条件;若为B,则该几何体为底面直径为1,高为1的圆柱,此时体积为,不满足条件;若为D, 几何体为底面半径为1,高为1的圆柱的部分,此时体积为,不满足条件,若为C,该几何体为底面是直角三角形且两直角边为1,高为1
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的三棱柱,所以体积为,满足条件,所以选C.
8.D 【解析】由导数图象可知,当或时,,函数单调递增,当或,,函数单调递减,当和,函数取得极大值,,当时,函数取得极小值,所以函数不是周期函数,①不正确;②正确;因为在当和,函数取得极大值,,要使当函数的最大值是4,当,所以的最大值为5,所以③不正确;由知,因为极小值未知,所以无法判断函数有几个零点,所以④不正确,所以真命题的个数为1个,选D.
二、填空题(共6小题,每小题5分,共30分)
9. 【解析】.
10. 55% 【解析】后两个小组的频率为,所以前3个小组的频率为,又前3个小组的面积比为,所以第三小组的频率为,第四小组的频率为,所以购鞋尺寸在的频率为.
11. 4 【解析】第一次运算为,第二次运算为,第三次运算为,第四次运算为,第五次运算不满足条件,输出,所以,填4..
12. 【解析】,,因为,所以,解得.
13. 161 【解析】,所以,二项式为,展开式的通项为,令,即,所以,所以的系数为,令,得所有项的系数和为,所以不含项的系数和为.
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14.②③④ 【解析】①命题的否定为“任意的,”,所以不正确;②因为,又,,所以函数的零点在区间,所以正确;③把极坐标方程化为普通方程,利用点到直线的距离公式求出极点到直线的距离,,即普通方程为,则极点到直线的距离为,正确;④函数的导数为,当且仅当,即时取等号,所以正确;⑤线性回归直线恒过样本中心,但不一定过样本点,所以不正确,综上正确的为②③④.
三、解答题(共6小题,共80分)
15.解:(Ⅰ)
,
由题意知,最小正周期,,所以,
∴
(Ⅱ)将的图象向右平移个个单位后,得到的图象,再将所得图象所有点的横坐标伸长到原来的2倍,纵坐标不变,得到的图象.
令,∵,∴
,在区间上有且只有一个实数解,即函数与在区间上有且只有一个交点,由正弦函数的图像可知或
∴或.
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16.解:(1)设等差数列的公差为,则由条件得
,
解得,
所以通项公式,则
(2)令,则,
所以,当时,,当时,.所以,当时,
当时,
所以
17.(Ⅰ)解:由已知,甲、乙两名运动员在每一局比赛中获胜的概率都是.
记“甲以比获胜”为事件,
则.
(Ⅱ)解:记“乙获胜且比赛局数多于局”为事件.
因为,乙以比获胜的概率为,
乙以比获胜的概率为,
所以 .
(Ⅲ)解:设比赛的局数为,则的可能取值为.
,
,
,
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.
比赛局数的分布列为:
[来源:学科网]
18.
(Ⅰ)为等边三角形,
设,则,
即.
底面, 平面, .
.
(Ⅱ)取中点,则,又,
所以△为等边三角形.
则,.
分别以所在直线为轴建立空间直角坐标系,设,
则.
.
设平面的法向量为,
则,
取.
平面的法向量为,
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则,
取.
.
所以二面角的余弦值为.
19.解:(Ⅰ),
直线的斜率为,曲线在点处的切线的斜率为,
……①
曲线经过点,
……②
由①②得:
(Ⅱ)由(Ⅰ)知:,,, 由,或.
当,即或时,,,变化如下表
[来源:学科网ZXXK]
+
0
-
0
+
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极大值
极小值
由表可知:
当即时,,,变化如下表
-
0
+
0[来源:Zxxk.Com]
-
极小值
极大值
由表可知:
综上可知:当或时,;
当时,
(Ⅲ)因为在区间内存在两个极值点 ,所以,
即在内有两个不等的实根.[来源:Z§xx§k.Com]
∴
由 (1)+(3)得:,
由(4)得:,由(3)得:,
,∴.
故
20.解: (Ⅰ)则由题设可知,
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又
所以椭圆C的方程是.
(Ⅱ)解法一:假设存在点T(u, v). 若直线l的斜率存在,设其方程为,
将它代入椭圆方程,并整理,得.
设点A、B的坐标分别为,则
因为及
所以
当且仅当恒成立时,以AB为直径的圆恒过定点T,
所以解得
此时以AB为直径的圆恒过定点T(0,1).
当直线l的斜率不存在,l与y轴重合,以AB为直径的圆为也过点T(0,1).
综上可知,在坐标平面上存在一个定点T(0,1),满足条件.
解法二:若直线l与y轴重合,则以AB为直径的圆是
若直线l垂直于y轴,则以AB为直径的圆是
由解得.
由此可知所求点T如果存在,只能是(0,1).
事实上点T(0,1)就是所求的点. 证明如下:
当直线l的斜率不存在,即直线l与y轴重合时,以AB为直径的圆为,过点T
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(0,1);
当直线l的斜率存在,设直线方程为,代入椭圆方程,并整理,得8分
设点A、B的坐标为,则
因为,
所以,即以AB为直径的圆恒过定点T(0,1).
综上可知,在坐标平面上存在一个定点T(0,1)满足条件.
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