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高 三 数 学(理)
一、选择题:本题共 12 小题,每小题 5 分,共 60 分,每小题只有一个正确选项。
1.已知集合 1{ | ( ) 1}2
xAx, 2{ | 2 8 0}B x x x ,则 AB ( )
A.{ | 2 0}xx B.{ | 2 4}xx C.{ | 0 4}xx D.{ | 2}xx
2.若复数 1z , 2z 在复平面内对应的点关于 y 轴对称,且 1 2zi,则复数 1
2
z
z 在复平面
内对应的点在( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
3.下列关于命题的说法错误的是( )
A. 命题“若 2 3 2 0xx ,则 2x ”的逆否命题为“若 2x ,则 2 3 2 0xx ”;
B. “ 2a ”是“函数 ( ) logaf x x 在区间(0, ) 上为增函数”的充分不必要条件
C. 若命题 : ,2 1000np n N ,则 : ,2 1000np n N ;
D. 命题“ ,0 ,2 3xxx ”是假命题.
4. “欧几里得算法”是有记载的最古老的算法,可追溯至公元前
300 年前,上面的程序框图的算法思路就是来源于“欧几里得算
法”,执行该程序框图(图中“aMODb ”表示 a 除以b 的余数),
若输入的 a ,b 分别为 675,125,则输出的 a =( )
A. 0 B. 25 C. 50 D. 75
5. 已知公差不为 0 的等差数列{}na 的前 n 项和为 nS ,且满足 2 5 9,,a a a 成等比数列,
则 5
7
7
5
S
S ( )
A. 5
7
B. 7
9
C. 10
11
D. 11
23
6.甲、乙二人争夺一场围棋比赛的冠军,若比赛为“三局两胜”制,甲在每局比赛中获胜
的概率均为 2
3
,且各局比赛结果相互独立,则在甲获得冠军的条件下,比赛进行了三
局的概率为( )
A. 1
3
B. 2
5
C. 2
3
D. 4
5
7. 已知函数 ( ) sin ( 0)f x x ,满足 3( ) ( )44ff ,且在 3[ , ]44
内恰有
一个最大值点和一个最小值点,则 的值为( )
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
8.某同学在参加《通用技术》实践课时,制作了一个工艺品,如图所示,
该工艺品可以看成是一个球被一个棱长为 43的正方体的六个面所截后
剩余的部分(球心与正方体的中心重合),若其中一个截面圆的周长为 4 ,
则该球的半径是( )
A. 2 B. 4 C. 26 D. 46
9.已知 AB 是圆 2 2: 1 1C x y 的直径,点 P 为直线 10xy 上任意一点,则
PA PB
的最小值是( )
A.1 B.0 C. 2 D. 21
10.已知直线 0y kx k与双曲线
22
221 0, 0xy ab
ab
交于 A ,B 两点,以 AB 为直
径的圆恰好经过双曲线的右焦点 F ,若 ABF△ 的面积为 24a ,则双曲线的离心率为
( )
A. 2 B. 3 C.2 D. 5
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密
封
线
内
不
得
答
题
11. 数列 na 满足 111, ( 1) ( 1)nna na n a n n ,且 nnba cos 2
3
n ,记 nS 为数
列 nb 的前n 项和,则 24S ( )
A. 294 B. 174 C. 470 D. 304
12.已知以 4 为周期的函数 ()fx满足,当 13x 时
21 , ( 1,1]()
1 | 2 |, (1,3]
m x xfx
xx
,
其中 0m ,若方程3 ( ) 0f x x恰有 5 个根,则实数 m 的取值范围是( )
A. 4 ,73
B. 48,33
C. 15 ,73
D. 15 8,33
二、填空题:本题共 4 小题,每小题 5 分,共 20 分。
13.已知 ()fx为奇函数,当 0x 时, ( ) ln 3f x x x,则 ( 1)f 的值为
14.设实数 ,xy满足
20
2 5 0
20
xy
xy
y
,则 yu x 的取值范围是_________.
15.二项式 1 ( 0, 0)
n
ax a bbx
的展开式中只有第 6 项的二项式系数最大,且展开
式中的第 3 项的系数是第 4 项的系数的 3 倍,则 ab 的值为________.
16.如图,在正方体 1 1 1 1ABCD A B C D 中,点 F 是线段 1BC
上的动点,则下列说法正确的是 (填序号)
①无论点 F 在 1BC 上怎么移动,都有 11A F B D
②无论点 F 在 1BC 上怎么移动,异面直线 1AF与 CD 所成
角都不可能是 30º
③当点 F 移动至 1BC 中点时,直线 1AF与平面 1BDC 所成角最大.
④当点 F 移动至 1BC 中点时,才有 1AF与 1BD 相交于一点,记为点 E,且 1 2AE
EF
三、解答题:共 70 分。解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。17~21 题为必考题,
每个试题考生都必须作答。第 22、23 题为选考题,考生根据要求作答。
(一)必考题:共 60 分。
17.(12 分)
△ABC 的内角 A,B,C 的对边分别为 a,b,c,已知 sinA+ 3 cosA=0, 27a , 2b .
(1)求 c;
(2)设 D 为 BC 边上一点,且 AD⊥AC,求△ABD 的面积.
18.(12 分)
如图,四边形 ABCD 为平行四边形,点 E 在 AB 上,AE=2EB=2,且 DE⊥AB.以 DE 为折
痕把 ΔADE 折起,使点 A 到达点 F 的位置,且∠FEB=60º
(1)求证:平面 BFC⊥平面 BCDE;
(2)若直线 DF 与平面 BCDE 所成角的正切值为 15
5
,求二面角 E-DF-C 的正弦值.
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19.(12 分)
已知圆 C: 221( 1) 4xy ,一动圆与直线 1
2x 相切且与圆 C 外切.
(1)求动圆圆心 P 的轨迹 T 的方程;
(2)若经过定点 (6,0)Q 的直线 l 与曲线 T 相交于 A、B 两点,M 是线段 AB 的中点,
过 M 作 x 轴的平行线与曲线 T 相交于点 N,试问是否存在直线 l,使得 NA⊥NB,若存
在,求出直线 l 的方程,若不存在,说明理由.
20.(12 分)
已知函数 () mxf x xe .
(1)若函数 ()fx的图象在点 ( 1, ( 1))f 处的切线平行于 x 轴,求函数 ()fx 在
[ 2,2] 上的最小值;
(2)若关于 x 的方程 1()fx x 在 (0, ) 上有两个解,求实数 m 的取值范围.
21. (12 分)
冠状病毒是一个大型病毒家族,可引起感冒以及中东呼吸综合征(MERS)和严重
急性呼吸综合征(SARS)等较严重疾病.而今年出现在湖北武汉的新型冠状病毒(nCoV)
是以前从未在人体中发现的冠状病毒新毒株.人感染了新型冠状病毒后常见体征有呼吸
道症状、发热、咳嗽、气促和呼吸困难等.在较严重病例中感染可导致肺炎、严重急性
呼吸综合征、肾衰竭,甚至死亡.
某医院为筛查冠状病毒,需要检验血液是否为阳性,现有 *()n n N 份血液样本,
有以下两种检验方式:
方式一:逐份检验,则需要检验 n 次.
方式二:混合检验,将其中 *( 2)k k N k且 份血液样本分别取样混合在一起检
验,若不是阳性,检验一次就够了,如果检验结果为阳性,为了明确这 k 份血液究竟哪
几份为阳性,就要对这 k 份再逐份检验,此时这 k 份血液的检验次数总共为 1k .
假设在接受检验的血液样本中,每份样本的检验结果是阳性还是阴性都是独立的,
且每份样本是阳性结果的概率为 (0 1)pp.现取其中 *( 2)k k N k且 份血液样
本,记采用逐份检验方式,样本需要检验的总次数为 1 ,采用混合检验方式,样本需
要检验的总次数为 2
(1)若 12( ) ( )EE ,试求 p 关于 k 的函数关系式 ()p f k ;
(2)若 p 与干扰素计量 nx 相关,其中 12, , ( 2)nx x x n , 是不同的正实数,满足
1 1x 且 *( 2)n N n 都有
1 22
2 13
22
1 2 2 3 1 2 1
1 1 1()n
n
nn
xxxex x x x x x x x
成
立.
(i)求证:数列{}nx 为等比数列;
(ii)当 3
4
11p
x
时,采用混合检验方式可以使得样本需要检验的总次数的期望值
比逐份检验的总次数的期望值更少,求 k 的最大值.
(ln 4 1.3863,ln5 1.6094)
(二)选考题:共 10 分。请考生在 22、23 题中任选一题做答,如果多做,则按所做第
一题记分.
22.[选修 4-4:坐标系与参数方程](10 分)
在直角坐标系 xOy 中,曲线 C1 的参数方程为
1 cos
1 cos (2sin
1 cos
x
y
为参数) .以 O 为极点,
x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系,直线 l 的极坐标方程为 00( ( ), )= R 0, ,
将曲线 C1 向左平移 2 个单位长度得到曲线 C.
(1)求曲线 C 的普通方程和极坐标方程;
(2)设直线 l 与曲线 C 交于 A,B 两点,求 11
| | | |OA OB 的取值范围.
23.(10 分)[选修 4-5:不等式选讲](10 分)
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密
封
线
内
不
得
答
题
已知函数 ( ) | 2 7 | | 2 5|f x x x .
(1)解不等式 ( ) 6fx ;
(2)设函数 ()fx的最小值为 m,已知 a,b 为正实数,且
221max{ , }abk a b a b
,
证明: 2 1km
答案
选择题:CBCBC BDBAD DC
填空题:13. 3 14. _____ 1[ 2]3
, ___.15. _____8___.16. ①②③④
解答题:
17. 【答案】解:(1) ∵ 푠푖푛퐴 + 3푐표푠퐴 = 0,∴ 푡푎푛퐴 = − 3,
∵ 0 < 퐴 < 휋,∴ 퐴 = 2휋 3 .由余弦定理可得푎2 = 푏2 + 푐2 − 2푏푐푐표푠퐴,即28 = 4 + 푐2 − 2 × 2푐 × (− 1 2), 即푐2 + 2푐 − 24 = 0,解得푐 = −6(舍去)或푐 = 4,故푐 = 4. (2) ∵ 푐2 = 푏2 + 푎2 − 2푎푏푐표푠퐶, ∴ 16 = 28 + 4 − 2 × 2 7 × 2 × 푐표푠퐶,∴ 푐표푠퐶 = 2 7,∴ 퐶퐷 = 퐴퐶 푐표푠퐶 = 2 2 7 = 7, ∴ 퐶퐷 = 1 2 퐵퐶,∴ 푆△퐴퐵퐷 = 1 2 푆△퐴퐵퐶, 又푆△퐴퐵퐶 = 1 2 퐴퐵 ⋅ 퐴퐶 ⋅ sin∠퐵퐴퐶 = 1 2 × 4 × 2 × 3 2 = 2 3, ∴ 푆△퐴퐵퐷 = 3. 18. 【答案】解:(Ⅰ)证明:∵ 퐷퐸 ⊥ 퐴퐵,∴ 퐷퐸 ⊥ 퐸퐵,퐷퐸 ⊥ 퐸퐹, ∴ 퐷퐸 ⊥平面 BEF,∴ 퐷퐸 ⊥ 퐵퐹, ∵ 퐴퐸 = 2퐸퐵 = 2,∴ 퐸퐹 = 2,퐸퐵 = 1, ∵ ∠퐹퐸퐵 = 60°,∴由余弦定理得 퐵퐹 = 퐸퐹2 + 퐸퐵2 − 2퐸퐹 × 퐸퐵 × cos∠퐹퐸퐵 = 3, ∴ 퐸퐹2 = 퐸퐵2 + 퐵퐹2,∴ 퐹퐵 ⊥ 퐸퐵, 由①②得퐵퐹 ⊥平面 BCDE, ∴平面퐵퐹퐶 ⊥平面 BCDE. (Ⅱ)解:以 B 为原点,BA 为 x 轴,在平面 ABCD 中过点 B 作 AB 的垂线为 y 轴,BF 为 z 轴,建立空间直角坐 标系, 设퐷퐸 = 푎,则퐷(1,a,0),퐹(0,0, 3),퐷퐹 = (−1,−푎, 3), ∵直线 DF 与平面 BCDE 所成角的正切值为 15 5 , ∴直线 DF 与平面 BCDE 所成角的正弦值为 6 4 , 平面 BCDE 的法向量푛 = (0,0,1),∴ |cos < 푛 , 퐷퐹 > | = |푛 ⋅퐷퐹 |
|푛 |⋅|퐷퐹 | = 3
4+푎2 = 6
4
,解得푎 = 2,
∴ 퐷(1,2,0),퐶(−2,2,0),∴ 퐸퐷 = (0,2,0),퐷퐹 = (−1,−2, 3),
设平面 EDF 的法向量푚 = (푥,y,푧),
则 퐸퐷 ⋅ 푚 = 2푦 = 0
퐷퐹 ⋅ 푚 = −푥 − 2푦 + 3푧 = 0
,取푧 = 1,得푚 = ( 3, 0,1),
同理得平面 DFC 的一个法向量푝 = (0, 3, 2),
∴ cos < 푚 , 푝 >= 푚 ⋅푝
|푚 |⋅|푝 | = 2
2 7 = 7
7
,∴二面角퐸 − 퐷퐹 − 퐶的正弦值为sin < 푚 , 푝 >= 1 − 1
7 = 42
7
.
19. 【答案】解:(Ⅰ)设푃(푥, 푦),则由题意,|푃퐶| − (푥 + 1
2) = 1
2,∴ (푥 − 1)2 + 푦2 = 푥 + 1,
化简可得动圆圆心 P 的轨迹 T 的方程为푦2 = 4푥;
(Ⅱ)设퐴(푥1,푦1),퐵(푥2,푦2).
由题意,设直线 l 的方程为푥 = 푚푦 + 6,联立抛物线方程可得푦2 − 4푚푦 − 24 = 0,
∴ 푦1 + 푦2 = 4푚,푦1푦2 = −24①,
∴ 푥1 + 푥2 = 4푚2 + 12②,푥1푥2 = 36③
假设存在푁(푥0, 푦0),使得푁퐴 ⊥ 푁퐵,则푦0 = 푦1+푦2
2 = 2푚④,
∴ 푥0 = 푚2⑤,
∵ 푁퐴 ⋅ 푁퐵 = 0,
∴代入化简可得(푚2 + 6)(3푚2 − 2) = 0,∴ 푚 = ± 6
3
,
∴存在直线 l:푥 = ± 6
3 푦 + 6,使得푁퐴 ⊥ 푁퐵.
20. 【答案】解:(1)푓(푥) = 푥푒푚푥 ,푓′(푥) = 푒푚푥 + 푚푥푒푚푥 ,
푓′ −1 = 푒−푚 − 푚푒−푚 = 0,解得푚 = 1.
∴ 푓(푥) = 푥푒푥,푓′(푥) = (1 + 푥)푒푥,令푓′(푥) = 0,解得푥 = −1.
令푓′(푥) > 0,解得푥 > −1,此时函数푓(푥)单调递增;令푓′(푥) < 0,解得푥 < −1,此时函数푓(푥)单调递减. ∴ 푥 = −1时,函数푓(푥)取得极小值即最小值,푓(−1) = −푒−1 = − 1 푒. (2) 11( ) (0, )mxf x xexx 在 有两解 即:ln lnx mx x (0, )在 有两解 ln 2 mx x 设 ln() xFx x 2 1 ln'( ) xFx x 可得 ()Fx在(0,e)上为增 函数,在(e,+)上为减函数 0, ( ) ; , ( ) 0x F x x F x max 1( ) ( )F x F e e 所以 10,2 m e ,解得 2( ,0)m e 21.【答案】解:(1)由已知可得퐸(휉1) = 푘,휉2的所有取值为 1,푘 + 1,푃(휉2 = 1) = (1 − 푝)푘,푃(휉2 = 푘 + 1) = 1 − (1 − 푝)푘, 퐸(휉2) = (1 − 푝)푘 + (푘 + 1)[1 − (1 − 푝)푘] = 푘 + 1 − 푘(1 − 푝)푘, 由퐸(휉1) = 퐸(휉2),可得푘 = 푘 + 1 − 푘(1 − 푝)푘,即(1 − 푝)푘 = 1 푘,即1 − 푝 = (1 푘) 1 푘 ,即푝 = 1 − (1 푘) 1 푘, 5 4 3 2 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 6 4 2 2 4 6 8 10 12 14 16 18
可得푓(푘) = 1 − (1
푘)
1
푘,푘 ∈ 푁 ∗,푘 ≥ 2;
(2)(푖)证明:当푛 = 2时, 푥22
푥1푥2
= 푒
1
3 ⋅ 푥22−푥12
푥2
2−푥1
2,即푥2
푥1
= 푒
1
3,由푥1 = 1,得푥2 = 푒
1
3,
因为当 n≥2时,푥푛2( 1
푥1푥2
+ 1
푥2푥3
+ ⋯ + 1
푥푛−1푥푛
) = 푒
1
3 ⋅ 푥푛2−1
푒
2
3−1
,
所以 1
푥1푥2
+ 1
푥2푥3
+ ⋯ + 1
푥푛−1푥푛
= 푒
1
3
푒
2
3−1
(1 − 1
푥푛2 ),
1
푥1푥2
+ 1
푥2푥3
+ ⋯ + 1
푥푛−1푥푛
+ 1
푥푛 푥푛+1
= 푒
1
3
푒
2
3 − 1
(1 − 1
푥푛+1
2 ⋅ )
两式相减得
1
푥푛 푥푛+1
= 푒
1
3
푒
2
3−1
1
푥푛2 − 1
푥푛+1
2 ⋅
푥푛 푥푛+1=
푒
1
3
푒
2
3 − 1
푥푛+1
2 − 푥푛2
则푥푛+1
푥푛
− 푥푛
푥푛+1
= 푒
1
3 − 푒
1
−3,可得푥푛+1
푥푛
= 푒
1
3,因为푥2
푥1
= 푒
1
3,所以数列{푥푛 }为等比数列,且푥푛 = 푒
푛−1
3 ;
(푖푖)由(푖)可知푝 = 1 − 1
푥43 = 1 − 1
푒3 ,퐸(휉1) = 퐸(휉2),可得푘 > 푘 + 1 − 푘(1 − 푝)푘,即1
푘 < (1 − 푝)푘 = ( 1 푒3 )푘, 所以푙푛푘 > 1
3 푘,设 푓(푥) = 푙푛푥 − 1
3 푥,푥 > 0,푓′(푥) = 3−푥
3푥 ,当 푥 ≥ 3时,푓′(푥) < 0,푓(푥)递减,又푙푛4 ≈ 1.3863, 4 3 ≈ 1.3333,则푙푛4 > 4
3;
푙푛5 ≈ 1.6094,5
3 ≈ 1.6667,则푙푛5 < 5 3,可得 k 的最大值为 4. 【解析】(1)由随机变量的概率公式和数学期望,计算可得所求函数푓(푘)的解析式; (2)(푖)运用数学归纳法证明,注意由푛 = 푘成立,证明푛 = 푘 + 1也成立,运用变形和等比数列的求和公式; (푖푖)运用(푖)的结论和构造函数,求得导数和单调性,计算可得所求最大值. 本题考查随机变量的数学期望和等比数列的证明,注意运用数学归纳法和等比数列的通项公式和求和公式, 考查函数的导数的运用,考查化简运算能力,属于难题. 22.【答案】解:(Ⅰ) ∵ 푥 = 1+푐표푠훼 1−cos 훼 = 2푐표푠2훼 2 2푠푖푛2훼 2 = cos 2훼 2 sin 2훼 2 ,푦 = 2푠푖푛훼 1−cos 훼 = 4푠푖푛 훼 2cos 훼 2 2푠푖푛2훼 2 = 2푐표푠 훼 2 sin 훼 2 , ∴ 푦2 = 4푐표푠2훼 2 sin 2훼 2 = 4푥,即曲线퐶1的普通方程为푦2 = 4푥. 依题意得曲线 C 的普通方程为푦2 = 4(푥 + 2). 令푥 = 휌푐표푠휃,푦 = 휌푠푖푛휃得曲线 C 的极坐标方程为휌2sin2휃 − 4휌푐표푠휃 − 8 = 0. (Ⅱ)法一:将휃 = 휃0代入曲线 C 的极坐标方程得휌2sin2휃0 − 4휌푐표푠휃0 − 8 = 0,则휌1 + 휌2 = 4푐표푠휃0 sin 2휃0 , 휌1휌2 = − 8 sin 2휃0 ,
∵ 휌1휌2 < 0,∴ 휌1,휌2异号. ∴ 1 |푂퐴| + 1 |푂퐵| = 1 |휌1| + 1 |휌2| = |휌1 − 휌2| |휌1휌2| = (휌1 + 휌2)2 − 4휌1휌2 |휌1휌2| = (4푐표푠휃0 sin 2휃0 )2 + 32 sin 2휃0 8 sin 2휃0 = 1 2 1 + sin2휃0 ∵ 휃0 ∈ (0, 휋),∴ 푠푖푛휃0 ∈ (0,1],∴ 1 |푂퐴| + 1 |푂퐵| ∈ (1 2 , 2 2 ]. 法二:设直线 l 的参数方程为 푥 = 푡푐표푠휙 푦 = 푡푠푖푛휙 (푡为参数),代入曲线 C 的普通方程得푡2sin2휑 − 4푡푐표푠휑 − 8 = 0, 则푡1 + 푡2 = 4푐표푠휑 sin 2휙 ,푡1푡2 = − 8 sin 2휙,∵ 푡1푡2 < 0,∴ 푡1,푡2异号. ∴ 1 |푂퐴| + 1 |푂퐵| = 1 |푡1| + 1 |푡2| = |푡1−푡2| |푡1푡2| = (푡1+푡2)2−4푡1푡2 |푡1푡2| = (4푐표푠휑 sin 2휙 )2+ 32 sin 2휙 8 sin 2휙 = 1 2 1 + sin2휑. ∵ 휑 ∈ (0, 휋),∴ 푠푖푛휑 ∈ (0,1],∴ 1 |푂퐴| + 1 |푂퐵| ∈ (1 2 , 2 2 ]. 23.【答案】解:(Ⅰ)由푓(푥) ≥ 6,得不等式|2푥 − 7| + |2푥 − 5| ≥ 6, 当푥 < 5 2时,不等式可化为−(2푥 − 7) − (2푥 − 5) ≥ 6,解得푥 ≤ 3 2; 当5 2 ≤ 푥 ≤ 7 2时,不等式可化为−(2푥 − 7) + (2푥 − 5) ≥ 6,即2 ≥ 6,无解; 当푥 > 7
2时,不等式可化为(2푥 − 7) + (2푥 − 5) ≥ 6,解得푥 ≥ 9
2.
综上,不等式푓(푥) ≥ 6的解集是(−∞, 3
2] ∪ [9
2 , +∞).
(Ⅱ) ∵ 푓(푥) = |2푥 − 7| + |2푥 − 5| ≥ |2푥 − 7 − (2푥 − 5)| = 2,
当且仅当(2푥 − 7)(2푥 − 5) ≤ 0时取等号,∴ 푚 = 2.
∵ 푎2+푏2
(푎+푏)2 ≥ 1
2,∴ 1
푎+푏 ⋅ 푎2+푏2
푎+푏 ≥ 1
2
.
∵ 푘 = 푚푎푥{ 1
푎+푏 , 푎2+푏2
푎+푏 } > 0,
∴ 푘2 ≥ 1
푎+푏 ⋅ 푎2+푏2
푎+푏 ≥ 1
2
,
∴ 2푘2 ≥ 1,即푘2푚 ≥ 1.