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2018年江苏高考预测试题(二)
(对应学生用书第133页)
(限时:120分钟)
参考公式
样本数据x1,x2,…,xn的方差s2= (xi-)2,其中=xi.
棱柱的体积V=Sh,其中S是棱柱的底面积,h是高.
棱锥的体积V=Sh,其中S是棱锥的底面积,h是高.
数学Ⅰ试题
一、填空题(本大题共14小题,每小题5分,共70分.请把答案填写在题中横线上)
1.已知集合A={x|x2-x-2≤0},集合B={x|1<x≤3},则A∪B=________.
{x|-1≤x≤3} [由x2-x-2≤0,解得-1≤x≤2.
∴A={x|-1≤x≤2},又集合B={x|1<x≤3},
∴A∪B={x|-1≤x≤3}.]
2.设复数z满足(z+i)i=-3+4i(i为虚数单位),则z的模为________.
2 [z=-i=3i+4-i=4+2i,则|z|=|4+2i|==2.]
3.表中是一个容量为10的样本数据分组后的频率分布,若利用组中值近似计算本组数据的平均数,则的值为________.
数据
[12.5,15.5)
[15.5,18.5)
[18.5,21.5)
[21.5,24.5]
频数
2
1
3
4
19.7 [根据题意,样本容量为10,利用组中值近似计算本组数据的平均数,
则=×(14×2+17×1+20×3+23×4)=19.7.]
4.若双曲线x2+my2=1过点(-,2),则该双曲线的虚轴长为________.
【导学号:56394121】
4 [∵双曲线x2+my2=1过点(-,2),
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∴2+4m=1,即4m=-1,m=-,
则双曲线的标准方程为x2-=1,则b=2,即双曲线的虚轴长2b=4.]
5.根据如下所示的伪代码,可知输出的结果S是________.
17 [执行程序,有i=1;
满足条件i<6,i=3,S=9;
满足条件i<6,i=5,S=13;
满足条件i<6,i=7,S=17,
不满足条件i<6,输出S的值为17.]
6.在三张奖券中有一、二等奖各一张,另一张无奖,甲乙两人各抽取一张(不放回),两人都中奖的概率为________.
[设一、二等奖各用A,B表示,另1张无奖用C表示,甲、乙两人各抽取1张的基本事件有AB,AC,BA,BC,CA,CB共6个,其中两人都中奖的有AB,BA,共2个,故所求的概率P==.]
7.已知函数y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,|φ|<π)的图象如图1所示,则该函数的解析式是________.
图1
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y=2sin [由图知A=2,y=2sin(ωx+φ),
∵点(0,1)在函数的图象上,∴2sin φ=1,解得sin φ=,
∴利用五点作图法可得φ=.
∵点在函数的图象上,∴2sin=0,∴-ω+=kπ,k∈Z,
解得ω=-,k∈Z.∵ω>0,∴当k=0时,ω=,
∴y=2sin.]
8.如图2,在正三棱柱ABC-A1B1C1中,D为棱AA1的中点.若AA1=4,AB=2,则四棱锥B-ACC1D的体积为________.
图2
2 [取AC的中点O,连接BO,则BO⊥AC,
∴BO⊥平面ACC1D,
∵AB=2,∴BO=,
∵D为棱AA1的中点,AA1=4,
∴SACC1D=(2+4)×2=6,
∴四棱锥B-ACC1D的体积为2.]
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9.已知实数x,y满足则的取值范围是________.
[作出不等式组对应的平面区域,的几何意义是区域内的点到定点D(0,-1)的斜率,
由图象知,AD的斜率最大,
BD的斜率最小,此时最小值为1,
由得即A,
此时AD的斜率k==,
即1≤≤,故的取值范围是.]
10.已知{an},{bn}均为等比数列,其前n项和分别为Sn,Tn,若对任意的n∈N*,总有=,则=________.
9 [设{an},{bn}的公比分别为q,q′,
∵=,∴n=1时,a1=b1.
n=2时,=.
n=3时,=7.
∴2q-5q′=3,7q′2+7q′-q2-q+6=0,解得q=9,q′=3,
∴==9.]
11.已知平行四边形ABCD中,∠BAD=120°,AB=1,AD=2,点P是线段BC
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上的一个动点,则·的取值范围是________.
[以B为坐标原点,以BC所在的直线为x轴,建立如图所示的直角坐标系,作AE⊥BC,垂足为E,
∵∠BAD=120°,AB=1,AD=2,∴∠ABC=60°,
∴AE=,BE=,∴A,D.
∵点P是线段BC上的一个动点,设点P(x,0),0≤x≤2,∴=,=,
∴·=+=2-,
∴当x=时,有最小值,最小值为-.
当x=0时,有最大值,最大值为2,
则·的取值范围为.]
12.如图3,已知椭圆+=1(a>b>0)上有一个点A,它关于原点的对称点为B,点F为椭圆的右焦点,且满足AF⊥BF,当∠ABF=时,椭圆的离心率为________.
图3
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[设椭圆的左焦点为F1,连接AF1,BF1,由对称性及AF⊥BF可知,四边形AFBF1是矩形,所以
|AB|=|F1F|=2c,所以在Rt△ABF中,|AF|=2csin,|BF|=2ccos,由椭圆定义得
2c=2a,即
e====.]
13.已知△ABC三个内角A,B,C的对应边分别为a,b,c,且C=,c=2.当·取得最大值时,的值为________.
【导学号:56394122】
2+ [∵C=,∴B=-A,
由正弦定理得===,
∴b=sin=2cos A+sin A,
∴·=bccos A=2bcos A=4cos2A+sin 2A
=2+2cos 2A+sin 2A
=+2
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=sin+2,
∵A+B=,∴0<A<,
∴当2A+=即A=时,·取得最大值,
此时,B=-=,
∴sin A=sin=sin=×-×=,
sin B=sin=×+×=.
∴===2+.]
14.对于实数a,b,定义运算“”:ab=设f (x)=(x-4),若关于x的方程|f (x)-m|=1(m∈R)恰有四个互不相等的实数根,则实数m的取值范围是________.
(-1,1)∪(2,4) [由题意得,f (x)=(x-4)
=
画出函数f (x)的大致图象如图所示.
因为关于x的方程|f (x)-m|=1(m∈R),即f (x)=m±1(m∈R)恰有四个互不相等的实数根,所以两直线y=m±1(m∈R)与曲线y=f (x)共有四个不同的交点,则或或得2<m<4或-1<m<1.]
二、解答题(本大题共6小题,共90分.解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤.)
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15.(本小题满分14分)如图4,在平面直角坐标系xOy中,以x轴正半轴为始边作锐角α,其终边与单位圆交于点A.以OA为始边作锐角β,其终边与单位圆交于点B,AB=.
图4
(1)求cos β的值;
(2)若点A的横坐标为,求点B的坐标.
[解] (1)在△AOB中,由余弦定理得:AB2=OA2+OB2-2OA·OBcos∠AOB,
所以,cos∠AOB===,即cos β=.
6分
(2)因为cos β=,β∈,∴sin β===.
因为点A的横坐标为,由三角函数定义可得,cos α=,
因为α为锐角,所以sin α===.
所以cos(α+β)=cos αcos β-sin αsin β=×-×=-,
sin(α+β)=sin αcos β+cos αsin β=×+×=,即点B.
14分
16.(本小题满分14分)在平面四边形ABCD(图5①)中,△ABC与△ABD均为直角三角形且有公共斜边AB,设AB=2,∠BAD=30°,∠BAC=45°,将△ABC沿AB折起,构成如图5②所示的三棱锥C′-ABD.
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① ②
图5
(1)当C′D=时,求证:平面C′AB⊥平面DAB;
(2)当AC′⊥BD时,求三棱锥C′-ABD的高.
[解] (1)证明:当C′D=时,取AB的中点O,连接C′O,DO,
在Rt△ABC′,Rt△ADB中,AB=2,则C′O=DO=1,
∵C′D=,∴C′O2+DO2=C′D2,即C′O⊥OD,
由∠BAC=45°得△ABC′为等腰直角三角形,
∴C′O⊥AB,又AB∩OD=O,AB,OD⊂平面ABD,
∴C′O⊥平面ABD,∵C′O⊂平面ABC′,
∴平面C′AB⊥平面DAB. 6分
(2)由已知可求得AD=,AC′=BC′=,BD=1,
当AC′⊥BD时,由已知AC′⊥BC′,得AC′⊥平面BDC′,
∵C′D⊂平面BDC′,∴AC′⊥C′D,
由勾股定理,得C′D===1,
而△BDC′中,BD=1,BC′=,
∴C′D2+BD2=BC′2,∴C′D⊥BD.
∴S△BDC′=×1×1=.
三棱锥C′-ABD的体积V=·S△BDC′·AC′=××=.
S△ABD=×1×=,
设三棱锥C′-ABD的高为h,则由××h=,解得h=.
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14分
17.(本小题满分14分)如图6,半圆AOB是某爱国主义教育基地一景点的平面示意图7,半径OA的长为1百米.为了保护景点,基地管理部门从道路l上选取一点C,修建参观线路C-D-E-F,且CD,DE,EF均与半圆相切,四边形CDEF是等腰梯形,设DE=t百米,记修建每1百米参观线路的费用为f (t)万元,经测算f (t)=
图6 图7
(1)用t表示线段EF的长;
(2)求修建参观线路的最低费用.
[解] (1)设DQ与半圆相切于点Q,则由四边形CDEF是等腰梯形知,OQ⊥DE,
以CF所在直线为x轴,OQ所在直线为y轴,
建立平面直角坐标系xOy.
设EF与圆切于G点,连接OG,过点E作EH⊥OF,垂足为H.
∵EH=OG,∠OFG=∠EFH,∠GOF=∠HEF,
∴Rt△EHF≌Rt△OGF,∴HF=FG=EF-t.
∴EF2=1+HF2=1+2,
解得EF=+(0<t<2). 6分
(2)设修建该参观线路的费用为y万元.
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①当0<t≤,由y=5=
5.y′=5<0,
可得y在上单调递减,
∴t=时,y取得最小值为32.5.
②当<t<2时,y==12t+--.
y′=12-+=.
∵<t<2,∴3t2+3t-1>0.
∴t∈时,y′<0,函数y此时单调递减;t∈(1,2)时,y′>0,函数y此时单调递增.
∴t=1时,函数y取得最小值24.5.
由①②知,t=1时,函数y取得最小值为24.5.
即修建该参观线路的最低费用为24.5万元. 14分
18.(本小题满分16分)在平面直角坐标系xOy中,设椭圆+=1(a>b>0)的离心率是e,定义直线y=±为椭圆的“类准线”,已知椭圆C的“类准线”方程为y=±2,长轴长为4.
(1)求椭圆C的方程;
(2)点P在椭圆C的“类准线”上(但不在y轴上),过点P作圆O:x2+y2=3的切线l,过点O且垂直于OP的直线与l交于点A,问点A是否在椭圆C上?证明你的结论.
【导学号:56394123】
[解] (1)由题意知又a2=b2+c2,解得b=,c=1,
所以椭圆C的方程为+=1. 4分
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(2)点A在椭圆C上.证明如下:
设切点为Q(x0,y0),x0≠0,则x+y=3,切线l的方程为x0x+y0y-3=0,
当yP=2时,xP=,
即P,
即kOP==,
所以kOA=,直线OA的方程为y=x.
联立解得
即A. 10分
因为+
=
==1,
所以点A的坐标满足椭圆C的方程.
当yP=-2时,同理可得点A的坐标满足椭圆C的方程,所以点A在椭圆C上. 16分
19.(本小题满分16分)已知数列{an}满足2an+1=an+an+2+k(n∈N*,k∈R),且a1=2,a3+a5=-4.
(1)若k=0,求数列{an}的前n项和Sn;
(2)若a4=-1,求数列{an}的通项公式an.
[解] (1)当k=0时,2an+1=an+an+2,即an+2-an+1=an+1-an,
所以数列{an}是等差数列.
设数列{an}的公差为d,
则解得
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所以Sn=na1+d=2n+×
=-n2+n. 6分
(2)由题意,2a4=a3+a5+k,即-2=-4+k,所以k=2.
又a4=2a3-a2-2=3a2-2a1-6,所以a2=3.
由2an+1=an+an+2+2,
得(an+2-an+1)-(an+1-an)=-2,
所以,数列{an+1-an}是以a2-a1=1为首项,-2为公差的等差数列,
所以an+1-an=-2n+3,
当n≥2时,有an-an-1=-2(n-1)+3.
于是,an-1-an-2=-2(n-2)+3,
an-2-an-3=-2(n-3)+3,
…
a3-a2=-2×2+3,
a2-a1=-2×1+3,
叠加得,an-a1=-2(1+2+…+(n-1))+3(n-1)(n≥2),
所以an=-2×+3(n-1)+2=-n2+4n-1(n≥2).
又当n=1时,a1=2也适合.
所以数列{an}的通项公式为an=-n2+4n-1,n∈N*.
16分
20.(本小题满分16分)已知函数f (x)=ex,其中a∈R,e为自然对数的底数.
(1)关于x的不等式f (x)<-ex在(-∞,2)上恒成立,求a的取值范围;
(2)讨论函数f (x)极值点的个数.
[解] (1)由f (x)<-ex,
得ex<-ex,
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即x3-6x2+(3a+12)x-6a-8<0对任意x∈(-∞,2)恒成立,
即(6-3x)a>x3-6x2+12x-8对任意x∈(-∞,2)恒成立,
因为x<2,所以a>=-(x-2)2,
记g(x)=-(x-2)2,因为g(x)在(-∞,2)上单调递增,且g(2)=0,
所以a≥0,即a的取值范围为[0,+∞).6分
(2)由题意,可得f ′(x)=ex,可知f (x)只有一个极值点或有三个极值点.
令g(x)=x3-x2+ax-a,
①若f (x)有且仅有一个极值点,则函数g(x)的图象必穿过x轴且只穿过一次,
即g(x)为单调递增函数或者g(x)极值同号.10分
(ⅰ)当g(x)为单调递增函数时,g′(x)=x2-2x+a≥0在R上恒成立,得a≥1.
(ⅱ)当g(x)极值同号时,设x1,x2为极值点,则g(x1)·g(x2)≥0,
由g′(x)=x2-2x+a=0有解,得a<1,且x-2x1+a=0,x-2x2+a=0,
所以x1+x2=2,x1x2=a,
所以g(x1)=x-x+ax1-a=x1(2x1-a)-x+ax1-a=-(2x1-a)-ax1+ax1-a=[(a-1)x1-a],
同理,g(x2)=[(a-1)x2-a],
所以g(x1)g(x2)=[(a-1)x1-a]·[(a-1)x2-a]≥0,
化简得(a-1)2x1x2-a(a-1)(x1+x2)+a2≥0,
所以(a-1)2a-2a(a-1)+a2≥0,即a≥0,
所以0≤a<1.
所以,当a≥0时,f (x)有且仅有一个极值点;
②若f (x)有三个极值点,则函数g(x)的图象必穿过x
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轴且穿过三次,同理可得a<0.
综上,当a≥0时,f (x)有且仅有一个极值点,
当a<0时,f (x)有三个极值点.16分
数学Ⅱ(附加题)
21.[选做题](本题包括A、B、C、D四小题,请选定其中两小题,并在相应的答题区域内作答.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)
图8
A.[选修4-1:几何证明选讲]
(本小题满分10分)如图8,AB是圆O的直径,D为圆O上一点,过D作圆O的切线交AB的延长线于点C.若DA=DC,求证:AB=2BC.
[证明] 连接OD,BD.
因为AB是圆O的直径,所以∠ADB=90°,AB=2OB.
因为DC是圆O的切线,所以∠CDO=90°.
又因为DA=DC,所以∠A=∠C,
于是△ADB≌△CDO,从而AB=CO,
即2OB=OB+BC,得OB=BC.
故AB=2BC. 10分
B.[选修4-2:矩阵与变换](本小题满分10分)
已知二阶矩阵M有特征值λ=8及对应的一个特征向量e1=,并且矩阵M对应的变换将点(-1,2)变换成(-2,4).
(1)求矩阵M;
(2)求矩阵M的另一个特征值.
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[解] (1)设矩阵A=,这里a,b,c,d∈R,
则=8=,故
由于矩阵M对应的变换将点(-1,2)换成(-2,4).
则=,故
联立以上两方程组解得a=6,b=2,c=4,d=4,故M=.
(2)由(1)知,矩阵M的特征多项式为f (λ)=(λ-6)(λ-4)-8=λ2-10λ+16,故矩阵M的另一个特征值为2.
10分
C.[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,曲线C:(α为参数),以原点O为极点,x轴正半轴为极轴,建立极坐标系,直线l的极坐标方程为ρ(cos θ+sin θ)+4=0,求曲线C上的点到直线l的最大距离.
[解] 将l转化为直角坐标方程为x+y+4=0.
在C上任取一点A(cos α,sin α) ,α∈[0,2π),则点A到直线l的距离为d===.
当α=时,d取得最大值,最大值为2+.10分
D.[选修4-5:不等式选讲](本小题满分10分)已知实数a,b是非负实数,求证:a3+b3≥(a2+b2).
[证明] 由a,b是非负实数,作差得
a3+b3-(a2+b2)=a2(-)+b2(-)
=(-)[()5-()5].
当a≥b时,≥,从而()5≥()5,得
(-)[()5-()5]≥0;
当a<b时,<,从而()5<()5,得
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(-)[()5-()5]>0.
所以a3+b3≥(a2+b2). 10分
[必做题](第22题、第23题,每题10分,共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9,在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD是矩形,面PAD⊥底面ABCD,且△PAD是边长为2的等边三角形,PC=,M在PC上,且PA∥平面BDM.
图9
(1)求直线PC与平面BDM所成角的正弦值;
(2)求平面BDM与平面PAD所成锐二面角的大小.
[解] ∵平面PAD⊥平面ABCD,△PAD为正三角形,作AD边上的高PO,
∵平面PAD∩平面ABCD=AD,由面面垂直的性质定理,得PO⊥平面ABCD,
又ABCD是矩形,同理可得CD⊥平面PAD,知CD⊥PD,
∵PC=,PD=2,∴CD=3.
以AD中点O为坐标原点,OA所在直线为x轴,OP所在直线为z轴,AD的垂直平分线为y轴,建立如图所示的坐标系,
则P(0,0,),A(1,0,0),B(1,3,0),C(-1,3,0),
D(-1,0,0),=(-1,3,-),
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连接AC交BD于点N,由PA∥平面MBD,平面APC∩平面MBD=MN,
∴MN∥PA,又N是AC的中点,
∴M是PC的中点,则M,5分
设平面BDM的法向量为n=(x,y,z),
=(-2,-3,0),=,
则,令x=1,
解得y=-,z=,
得n=.
(1)设PC与平面BDM所成的角为θ,则sin θ==,
∴直线PC与平面BDM所成角的正弦值为.
(2)平面PAD的法向量为向量=(0,-3,0),设平面
BDM与平面PAD所成的锐二面角为φ,则cos φ==,
故平面BDM与平面PAD所成锐二面角的大小为.10分
23.(本小题满分10分)已知Fn(x)=[(-1)kCf k(x)](n∈N*).
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(1)若f k(x)=xk,求F2 015(2)的值;
(2)若f k(x)=(x∉{0,-1,…,-n}),求证:Fn(x)=.
【导学号:56394124】
[解] (1)Fn(x)=[(-1)kCf k(x)]=[(-x)kC]
=(1-x)n,∴F2 015(2)=-1. 2分
(2)证明:①n=1时,左边=1-==右边.
②假设n=m时,对一切实数x(x≠0,-1,…,-m),
有 (-1)kC=,
那么,当n=m+1时,对一切实数x(x≠0,-1,…,-(m+1)),有
(-1)kC=1+ (-1)k[C+C]+(-1)m+1
= (-1)kC+ (-1)kC= (-1)kC·-·
=
-·
=
=.
即n=m+1时,等式成立.
故对一切正整数n及一切实数x(x≠0,-1,…,-n),有 (-1)kC=. 10分
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