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南京市2016届高三年级第三次模拟考试
数 学 2016.05
注意事项:
1.本试卷共4页,包括填空题(第1题~第14题)、解答题(第15题~第20题)两部分.本试卷满分为160分,考试时间为120分钟.
2.答题前,请务必将自己的姓名、学校、班级、学号写在答题纸的密封线内.试题的答案写在答题纸上对应题目的答案空格内.考试结束后,交回答题纸.
参考公式
样本数据x1,x2,…,xn的方差s2= (xi-)2,其中= xi.
一、填空题(本大题共14小题,每小题5分,计70分. 不需写出解答过程,请把答案写在答题纸的指定位置上)
1.已知全集U={-1,2,3,a},集合M={-1,3}.若∁UM={2,5},则实数a的值为.
2.设复数z满足z(1+i)=2+4i,其中i为虚数单位,则复数的共轭复数为 ▲ .
3.甲、乙两位选手参加射击选拔赛,其中连续5轮比赛的成绩(单位:环)如下表:
选手
第1轮
第2轮
第3轮
第4轮
第5轮
甲
9.8
9.9
10.1
10
10.2
乙
9.4
10.3
10.8
9.7
9.8
则甲、乙两位选手中成绩最稳定的选手的方差是.
S←1
I←2
While S≤100
I←I+2
S←S×I
End While
Print I
(第5题图)
4.从2个白球,2个红球,1个黄球这5个球中随机取出两个球,则取出的两球中恰有一个红球的概率是.
5.执行如图所示的伪代码,输出的结果是 ▲ .
6.已知α,β是两个不同的平面,l,m是两条不同直线,l⊥α,m⊂β.
给出下列命题:
①α∥β⇒l⊥m; ②α⊥β⇒l∥m;
③m∥α⇒l⊥β; ④l⊥β⇒m∥α.
其中正确的命题是. (填写所有正确命题的序号).
7.设数列{an}的前n项和为Sn,满足Sn=2an-2,则= ▲ .
8.设F是双曲线的一个焦点,点P在双曲线上,且线段PF的中点恰为双曲线虚轴的一个端点,则双曲线的离心率为.
9.如图,已知A,B分别是函数f(x)=sinωx(ω>0)在y轴右侧图象上的第一个最高点和第一个最低点,且∠AOB=,则该函数的周期是.
10.已知f(x)是定义在R上的偶函数,当x≥0时,f(x)=2x-2,则不等式f(x-1)≤2的解集是.
O
y
x
A
B
(第9题图)
A
B
C
D
M
(第11题图)
11.如图,在梯形ABCD中,AB∥CD,AB=4,AD=3,CD=2,=2.若·=-3,则·=.
12.在平面直角坐标系xOy中,圆M:(x-a)2+(y+a-3)2=1(a>0),点N为圆M上任意一点.若以N为圆心,ON为半径的圆与圆M至多有一个公共点,则a的最小值为.
13.设函数f(x)=g(x)=f(x)-b.若存在实数b,使得函数g(x)恰有3个零点,则实数a的取值范围为.
14.若实数x,y满足2x2+xy-y2=1,则的最大值为.
二、解答题(本大题共6小题,计90分.解答应写出必要的文字说明,证明过程或演算步骤,请把答案写在答题纸的指定区域内)
15.(本小题满分14分)
在△ABC中,已知a,b,c分别为角A,B,C的对边.若向量m=(a,cosA),向量n=(cosC,c),且m·n=3bcosB.
(1)求cosB的值;
(2)若a,b,c成等比数列,求+的值.
16.(本小题满分14分)
如图,在直三棱柱ABC-A1B1C1中,D为棱BC上一点.
(1)若AB=AC,D为棱BC的中点,求证:平面ADC1⊥平面BCC1B1;
(2)若A1B∥平面ADC1,求的值.
(第16题图)
A
B
C
D
A1
B1
C1
17. (本小题满分14分)
如图,在平面直角坐标系xOy中,已知椭圆C:+=1(a>b>0)的离心率为,
点(2,1)在椭圆C上.
(1)求椭圆C的方程;
(2)设直线l与圆O:x2+y2=2相切,与椭圆C相交于P,Q两点.
O
x
y
F
P
Q
(第17题图)
①若直线l过椭圆C的右焦点F,求△OPQ的面积;
②求证: OP⊥OQ.
18.(本小题满分16分)
如图,某森林公园有一直角梯形区域ABCD,其四条边均为道路,AD∥BC,∠ADC=90°,AB=5千米,BC=8千米,CD=3千米.现甲、乙两管理员同时从地出发匀速前往D地,甲的路线是AD,速度为6千米/小时,乙的路线是ABCD,速度为v千米/小时.
(1)若甲、乙两管理员到达D的时间相差不超过15分钟,求乙的速度v的取值范围;
(2)已知对讲机有效通话的最大距离是5千米.若乙先到达D,且乙从A到D的过程中始终能用对讲机与甲保持有效通话,求乙的速度v的取值范围.
(第18题图)
C
B
A
D
19.(本小题满分16分)
设函数f(x)=-x3+mx2-m(m>0).
(1)当m=1时,求函数f(x)的单调减区间;
(2)设g(x)=|f(x)|,求函数g(x)在区间[0,m]上的最大值;
(3)若存在t≤0,使得函数f(x)图象上有且仅有两个不同的点,且函数f(x)的图象在这两点处的两条切线都经过点(2,t),试求m的取值范围.
20.(本小题满分16分)
已知数列{an}的前n项的和为Sn,记bn=.
(1)若{an}是首项为a,公差为d的等差数列,其中a,d均为正数.
①当3b1,2b2,b3成等差数列时,求的值;
②求证:存在唯一的正整数n,使得an+1≤bn<an+2.
(2)设数列{an}是公比为q(q>2)的等比数列,若存在r,t(r,t∈N*,r<t)使得=,求q的值.
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数学附加题 2016.05
注意事项:
1.附加题供选修物理的考生使用.
2.本试卷共40分,考试时间30分钟.
3.答题前,考生务必将自己的姓名、学校、班级、学号写在答题纸的密封线内.试题的答案写在答题纸上对应题目的答案空格内.考试结束后,交回答题纸.
21.【选做题】在A、B、C、D四小题中只能选做2题,每小题10分,共计20分.请在答卷纸指定区域内作答.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
A.选修4—1:几何证明选讲
A
P
.
O
H
C
(第21题A图)
B
如图,已知半圆O的半径为2,P是直径BC延长线上的一点,PA与半圆O相切于点A, H是OC的中点,AH⊥BC.
(1)求证:AC是∠PAH的平分线;
(2)求PC的长.
B.选修4—2:矩阵与变换
已知曲线C:x2+2xy+2y2=1,矩阵A=所对应的变换T把曲线C变成曲线C1,求曲线C1的方程.
C.选修4—4:坐标系与参数方程
设极坐标系的极点与直角坐标系的原点重合,极轴与x轴的正半轴重合.已知椭圆C的参数方程为(θ为参数),点M的极坐标为(1,).若P是椭圆C上任意一点,试求PM的最大值,并求出此时点P的直角坐标.
D.选修4—5:不等式选讲
求函数f(x)=5+的最大值.
【必做题】第22题、第23题,每题10分,共计20分.请在答卷卡指定区域内作答.解答应写出
文字说明、证明过程或演算步骤.
22.(本小题满分10分)
从0,1,2,3,4这五个数中任选三个不同的数组成一个三位数,记X为所组成的三位数各位数字之和.
(1)求X是奇数的概率;
(2)求X的概率分布列及数学期望.
23.(本小题满分10分)
在平面直角坐标系xOy中,点P(x0,y0)在曲线y=x2(x>0)上.已知A(0,-1),Pn(x,y),n∈N*.记直线APn的斜率为kn.
(1)若k1=2,求P1的坐标;
(2)若 k1为偶数,求证:kn为偶数.
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数学参考答案及评分标准
说明:
1.本解答给出的解法供参考.如果考生的解法与本解答不同,可根据试题的主要考查内容比照评分标准制订相应的评分细则.
2.对计算题,当考生的解答在某一步出现错误时,如果后续部分的解答未改变该题的内容和难度,可视影响的程度决定给分,但不得超过该部分正确解答应得分数的一半;如果后续部分的解答有较严重的错误,就不再给分.
3.解答右端所注分数,表示考生正确做到这一步应得的累加分数.
4.只给整数分数,填空题不给中间分数.
一、填空题(本大题共14小题,每小题5分,计70分. 不需写出解答过程,请把答案写在答题纸的指定位置上)
1.5 2.3-i 3.0.02 4. 5.8 6.①④
7.4 8. 9.4 10.[-1,3] 11. 12.3
13.(-1-,2) 14.
二、解答题(本大题共6小题,计90分.解答应写出必要的文字说明,证明过程或演算步骤,请把答案写在答题纸的指定区域内)
15.(本小题满分14分)
解:(1)因为m·n=3bcosB,所以acosC+ccosA=3bcosB.
由正弦定理,得sinAcosC+sinCcosA=3sinBcosB,···························································3分
所以sin(A+C)=3sinBcosB,所以sinB=3sinBcosB.
因为B是△ABC的内角,所以sinB≠0,所以cosB=.····················································7分
(2)因为a,b,c成等比数列,所以b2=ac.
由正弦定理,得sin2B=sinA·sinC. ···············································································9分
因为cosB=,B是△ABC的内角,所以sinB=.······················································11分
又+=+=
=====.·································································14分
16.(本小题满分14分)
证明:(1)因为AB=AC,点D为BC中点,所以AD⊥BC. ·················································2分
因为ABC-A1B1C1 是直三棱柱,所以BB1⊥平面ABC.
因为ADÌ平面ABC,所以BB1⊥AD. ···················································4分
因为BC∩BB1=B,BCÌ平面BCC1B1,BB1Ì平面BCC1B1,
所以AD⊥平面BCC1B1.
因为ADÌ平面ADC1,所以平面ADC1⊥平面BCC1B1. ·············································6分
(2)连结A1C,交AC1于O,连结OD,所以O为AC1中点. ·············································8分
因为A1B∥平面ADC1,A1BÌ平面A1BC,平面ADC1∩平面A1BC=OD,
所以A1B∥OD. ··················································12分
因为O为AC1中点,所以D为BC中点,
所以=1. ··································································14分
17.(本小题满分14分)
解:(1)由题意,得=,+=1,解得a2=6,b2=3.
所以椭圆的方程为+=1. ··································································2分
(2)①解法一 椭圆C的右焦点F(,0).
设切线方程为y=k(x-),即kx-y-k=0,
所以=,解得k=±,所以切线方程为y=±(x-).······························4分
由方程组解得或
所以点P,Q的坐标分别为(,),(,),
所以PQ=. ·································6分
因为O到直线PQ的距离为,所以△OPQ的面积为.
因为椭圆的对称性,当切线方程为y=-(x-)时,△OPQ的面积也为.
综上所述,△OPQ的面积为. ·································8分
②解法二 椭圆C的右焦点F(,0).
设切线方程为y=k(x-),即kx-y-k=0,
所以=,解得k=±,所以切线方程为y=±(x-).·······························4分
把切线方程 y=(x-)代入椭圆C的方程,消去y得5x2-8x+6=0.
设P(x1,y1) ,Q(x2,y2),则有x1+x2=.
由椭圆定义可得,PQ=PF+FQ=2a-e( x1+x2)=2×-×=.·····················6分
因为O到直线PQ的距离为,所以△OPQ的面积为.
因为椭圆的对称性,当切线方程为y=-(x-)时,所以△OPQ的面积为.
综上所述,△OPQ的面积为. ·································8分
②解法一:(i)若直线PQ的斜率不存在,则直线PQ的方程为x=或x=-.
当x=时,P (,),Q(,-).
因为·=0,所以OP⊥OQ.
当x=-时,同理可得OP⊥OQ. ·································10分
(ii) 若直线PQ的斜率存在,设直线PQ的方程为y=kx+m,即kx-y+m=0.
因为直线与圆相切,所以=,即m2=2k2+2.
将直线PQ方程代入椭圆方程,得(1+2k2) x2+4kmx+2m2-6=0.
设P(x1,y1) ,Q(x2,y2),则有x1+x2=-,x1x2=.·································12分
因为·=x1x2+y1y2=x1x2+(kx1+m)(kx2+m)=(1+k2)x1x2+km(x1+x2)+m2
=(1+k2)×+km×(-)+m2.
将m2=2k2+2代入上式可得·=0,所以OP⊥OQ.
综上所述,OP⊥OQ. ·····································14分
解法二:设切点T(x0,y0),则其切线方程为x0x+y0y-2=0,且x+y=2.
(i)当y0=0时,则直线PQ的直线方程为x=或x=-.
当x=时,P (,),Q(,-).
因为·=0,所以OP⊥OQ.
当x=-时,同理可得OP⊥OQ. ··································10分
(ii) 当y0≠0时,
由方程组消去y得(2x+y)x2-8x0x+8-6y=0.
设P(x1,y1) ,Q(x2,y2),则有x1+x2=,x1x2=. ······························12分
所以·=x1x2+y1y2=x1x2+=.
因为x+y=2,代入上式可得·=0,所以OP⊥OQ.
综上所述,OP⊥OQ. ·····································14分
18.(本小题满分16分)
解:(1)由题意,可得AD=12千米.
由题可知|-|≤, ··············································2分
解得≤v≤. ··············································4分
(2) 解法一:经过t小时,甲、乙之间的距离的平方为f(t).
由于先乙到达D地,故<2,即v>8. ················································6分
①当0<vt≤5,即0<t≤时,
f(t)=(6t)2+(vt)2-2×6t×vt×cos∠DAB=(v2-v+36) t2.
因为v2-v+36>0,所以当t=时,f(t)取最大值,
所以(v2-v+36)×()2≤25,解得v≥. ·········································9分
②当5<vt≤13,即<t≤时,
f(t)=(vt-1-6t)2+9=(v-6) 2 (t-)2+9.
因为v>8,所以<,(v-6) 2>0,所以当t=时,f(t)取最大值,
所以(v-6) 2 (-)2+9≤25,解得≤v≤. ········································13分
③当13≤vt≤16, ≤t≤时,
f(t)=(12-6t)2+(16-vt)2,
因为12-6t>0,16-vt>0,所以当f(t)在(,)递减,所以当t=时,f(t)取最大值,
(12-6×)2+(16-v×)2≤25,解得≤v≤.
因为v>8,所以 8<v≤. ·············································16分
解法二:设经过t小时,甲、乙之间的距离的平方为f(t).
由于先乙到达D地,故<2,即v>8. ·················································6分
以A点为原点,AD为x轴建立直角坐标系,
①当0<vt≤5时,f(t)=(vt-6t)2+(vt)2.
由于(vt-6t)2+(vt)2≤25,所以(v-6)2+(v)2≤对任意0<t≤都成立,
所以(v-6)2+(v)2≤v2,解得v≥. ···············································9分
②当5<vt<13时,f(t)=(vt-1-6t)2+32.
由于(vt-1-6t)2+32≤25,所以-4≤vt-1-6t≤4对任意<t<都成立,
即对任意≤t≤都成立,
所以解得≤v≤. ···············································13分
③当13≤vt≤16即≤t≤,此时f (t)=(12-6t)2+(16-vt)2.
由①及②知:8<v≤,于是0<12-6t≤12-≤12-=4,
又因为0≤16-vt≤3,所以f (t)=(12-6t)2+(16-vt)2≤42+32=25恒成立.
综上①②③可知8<v≤. ·············································16分
19.(本小题满分16分)
解:(1)当m=1时,f(x)=-x3+x2-1.f ′(x)=-3x2+2x=-x(3x-2).
由f ′(x)<0,解得x<0或x>.
所以函数f(x)的减区间是(-∞,0)和(,+∞). ······································2分
(2)依题意m>0.
因为f(x)=-x3+mx2-m,所以f ′(x)=-3x2+2mx=-x(3x-2m).
由f ′(x)=0,得x=或x=0.
当0<x<时,f ′(x)>0,所以f(x)在(0,)上为增函数;
当<x<m时,f ′(x)<0,所以f(x)在(,m)上为减函数;
所以,f(x)极大值=f()=m3-m. ·················································4分
①当m3-m≥m,即m≥,ymax=m3-m.···············································6分
②当m3-m<m,即0<m<时,ymax=m.
综上,ymax= ··················································8分
(3)设两切点的横坐标分别是x1,x2.则函数f(x)在这两点的切线的方程分别为
y-(-x13+mx12-m)=(-3x12+2mx1)(x-x1),
y-(-x23+mx22-m)=(-3x22+2mx2)(x-x2). ···········································10分
将(2,t)代入两条切线方程,得
t-(-x13+mx12-m)=(-3x12+2mx1)(2-x1),t-(-x23+mx22-m)=(-3x22+2mx2)(2-x2).
因为函数f(x)图象上有且仅有两个不同的切点,
所以方程t-(-x3+mx2-m)=(-3x2+2mx)(2-x)有且仅有不相等的两个实根.···········12分
整理得t=2x3-(6+m)x2+4mx-m.
设h(x)=2x3-(6+m)x2+4mx-m,h ′(x)=6x2-2(6+m)x+4m=2(3x-m)(x-2).
①当m=6时,h ′(x)=6(x-2)2≥0,所以h(x)单调递增,显然不成立.
②当m≠6时, h ′(x)=0,解得x=2或x=.
列表可判断单调性,可得当x=2或x=,
h(x)取得极值分别为h(2)=3m-8,或h()=-m3+m2-m.
要使得关于x的方程t=2x3-(6+m)x2+4mx-m有且仅有两个不相等的实根,
则t=3m-8,或t=-m3+m2-m. ·······························14分
因为t≤0,所以3m-8≤0,(*),或-m3+m2-m≤0.(**)
解(*),得m≤,解(**),得m≤9-3或m≥9+3.
因为m>0,所以m的范围为(0,]∪[9+3,+∞). ··································16分
20.(本小题满分16分)
解:(1)①因为3b1,2b2,b3成等差数列,
所以4b2=3b1+b3,即4×=3(2a+d)+,
解得,=. ····································4分
② 由an+1≤bn<an+2,
得a+nd≤<a+(n+1)d,
整理得 ········································6分
解得<n≤, ········································8分
由于-=1且>0.
因此存在唯一的正整数n,使得an+1≤bn<an+2. ·········································10分
(2)因为==,所以=.
设f(n)=,n≥2,n∈N*.
则f(n+1)-f(n)=-=,
因为q>2,n≥2,所以(q-1)n2+2(q-2)n-3>n2-3≥1>0,
所以f(n+1)-f(n)>0,即f(n+1)>f(n),即f(n)单调递增.··································12分
所以当r≥2时,t>r≥2,
则f(t)>f(r),即>,这与=互相矛盾.
所以r=1,即=. ···································14分
若t≥3,则f(t)≥f(3)= =·>,即>,
与=相矛盾.
于是t=2,所以=,即3q2-5q-5=0.
又q>2,所以q=. ···········································16分
南京市2016届高三年级第三次模拟考试
数学附加题参考答案及评分标准 2016.05
说明:
1.本解答给出的解法供参考.如果考生的解法与本解答不同,可根据试题的主要考查内容比照评分标准制订相应的评分细则.
2.对计算题,当考生的解答在某一步出现错误时,如果后续部分的解答未改变该题的内容和难度,可视影响的程度决定给分,但不得超过该部分正确解答应得分数的一半;如果后续部分的解答有较严重的错误,就不再给分.
3.解答右端所注分数,表示考生正确做到这一步应得的累加分数.
4.只给整数分数,填空题不给中间分数.
21.【选做题】在A、B、C、D四小题中只能选做2题,每小题10分,共计20分.请在答卷卡指定区域内作答.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
A.选修4—1:几何证明选讲
证明:(1)连接AB.
因为PA是半圆O的切线,所以∠PAC=∠ABC.
因为BC是圆O的直径,所以AB⊥AC.
又因为AH⊥BC,所以∠CAH=∠ABC,所以∠PAC=∠CAH,
所以AC是∠PAH的平分线. ···········································5分
(2)因为H是OC中点,半圆O的半径为2,所以BH=3,CH=1.
又因为AH⊥BC,所以AH2=BH·HC=3,所以AH=.
在Rt△AHC中,AH=,CH=1,所以∠CAH=30°.
由(1)可得∠PAH=2∠CAH=60°,所以PA=2.
由PA是半圆O的切线,所以PA2=PC·PB,
所以PC·(PC+BC)=(2)2=12,所以PC=2. ···········································10分
B.选修4—2:矩阵与变换
解:设曲线C上的任意一点P(x,y),P在矩阵A=对应的变换下得到点Q(x′,y
′).
则 =, 即x+2y=x′,x=y′,
所以x=y′,y=. ················································5分
代入x2+2xy+2y2=1,得y′2+2y′·+2()2=1,即x′2+y′2=2,
所以曲线C1的方程为x2+y2=2. ···········································10分
C.选修4—4:坐标系与参数方程
解:M的极坐标为(1,),故直角坐标为M(0,1),且P(2cosθ,sinθ),
所以PM==,sinθ∈[-1,1]. ·················5分
当sinθ=-时,PMmax=,此时cosθ=±.
所以,PM的最大值是,此时点P的坐标是(±,-).·······························10分
D.选修4—5:不等式选讲
解:函数定义域为[0,4],且f(x)≥0.
由柯西不等式得[52+()2][()+())]≥(5·+·)2,······················5分
即27×4≥(5·+·)2,所以5+≤6.
当且仅当=5,即x=时,取等号.
所以,函数f(x)=5+的最大值为6. ··································10分
【必做题】第22题、第23题,每题10分,共计20分.
22.(本小题满分10分)
解:(1)记“X是奇数”为事件A,
能组成的三位数的个数是48. ·································2分
X是奇数的个数有28,所以P(A)==.
答:X是奇数的概率为. ·································4分
(2) X的可能取值为3,4,5,6,7,8,9.
当 X=3时,组成的三位数只能是由0,1,2三个数字组成,所以P(X=3)==;
当 X=4时,组成的三位数只能是由0,1,3三个数字组成,所以P(X=4)==;
当 X=5时,组成的三位数只能是由0,1,4或0,2,3三个数字组成,所以P(X=5)==;
当 X=6时,组成的三位数只能是由0,2,4或1,2,3三个数字组成,所以P(X=6)==;
当 X=7时,组成的三位数只能是由0,3,4或1,2,4三个数字组成,所以P(X=7)==;
当 X=8时,组成的三位数只能是由1,3,4三个数字组成,所以P(X=8)==;
当 X=9时,组成的三位数只能是由2,3,4三个数字组成,所以P(X=9)==;
······························8分
所以X的概率分布列为:
X
3
4
5
6
7
8
9
P
E(X)=3×+4×+5×+6×+7×+8×+9×=. ························10分
23.(本小题满分10分)
解:(1)因为k1=2,所以==2,
解得x0=1,y0=1,所以P1的坐标为(1,1). ····································2分
(2)设k1=2p(pN*),即==2p,
所以x-2px0+1=0,所以x0=p±. ··································4分
因为y0=x02,所以kn===x+,
所以当x0=p+时,
kn=(p+)n+()n=(p+)n+(p-)n.····························6分
同理,当 x0=p-时,kn=(p+)n+(p-)n.
①当n=2m(mN*)时, kn=2Cpn-2k(p2-1)k,所以 kn为偶数.
②当n=2m+1(mN)时,kn=2Cpn-2k(p2-1)k,所以 kn为偶数.
综上, kn为偶数. ································10分