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- 2021-06-16 发布
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2020—2021 学年上期期中试卷
高三 理科数学
(时间:120 分钟,满分:150 分)
一.选择题(本题共 12 小题,每题 5 分,共 60 分.每题只有一个选项是正确的)
1.已知集合 1| 03
xA x x
, { || | 2}B x x ,则 (A B )
A.{ | 2 1}x x B.{ | 3 2}x x C.{ | 2 1}x x D.{ | 2 1}x x
2.复数 1 ( )z a i a R , 2 1z i ,且 1
2
z
z
为纯虚数,则 1z 在复平面内对应的点位于
( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
3.定义符号函数
1, 0
0, 0
1, 0
x
sgnx x
x
则函数 ( ) sinf x x sgnx 的图象大致是 ( )
A. B.
C. D.
4.抛掷一枚质地均匀的骰子 2 次,则 2 次点数之和为 6 的概率为 ( )
A. 1
11 B. 1
36 C. 5
36 D. 1
6
5.下列说法中正确的个数是 ( )
(1)若命题 0:p x R , 2
0 0 0x x ,则 0:p x R , 2
0 0 0x x ;
(2)命题“在 ABC 中, 30A ,则 1sin 2A ”为真命题;
(3)设{ }na 是公比为 q 的等比数列,则“ 1q ”是“{ }na 为递增数列”的充分必要条件;
(4) ABC 中,若 A B ,则 sin sinA B 为真命题.
A.0 B.1 C.2 D.3
6.若 5 2 5
50 1 2( 2) ( 2) ( 2)x a a x a x a x ,则 0 (a )
A. 32 B. 2 C.1 D.32
7.若变量 x , y 满足约束条件
2 1 0
1 0
1 0
x y
x y
y
,则 2z x y 的最大值为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
8.如图,网格纸上小正方形的边长为 1,粗实线画出的是某四棱锥
的三视图,则该四棱锥的外接球的表面积为( )
A.136 B. 34 C. 25 D.18
9.设 0a , 0b ,若 2 是 4a 与 2b 的等比中项,则 1 2
a b
的最小
值为 ( )
A. 2 2 B.8 C.9 D.10
10.将函数 ( ) 2sin 1f x x 的图象向左平移 1(0 )2
个单位长度后得到函数 ( )g x 的图
象,若使| f(a) g (b)| 4 成立的 a 、b 有 3| | 4mina b ,则下列直线中可以是函数 ( )y g x
图象的对称轴的是 ( )
A. 1
4x B. 1
2x C. 3
4x D. 5
4x
11.若 2 3 52 3 52 3 5
a b cln ln ln ,则 ( )
A. 3 5 2bln cln aln B. 2 5 3aln cln bln
C. 5 2 3cln aln bln D. 2 3 5aln bln cln
12.如图,在边长为 2 的正方形 1 2 3APP P 中,线段 BC 的端点 B ,C 分别在边 1 2PP , 2 3P P 上滑
动,且 2 2P B P C x .现将△ 1APB ,△ 3AP C 分别沿 AB , AC 折起使点 1P , 3P 重合,重合
后记为点 P ,得到三棱锥 P ABC .则以下结论正确的个数为 ( )
① AP 平面 PBC ; ② x 的取值范围为 (0,4 2 2) ;
③当 B ,C 分别为 1 2PP , 2 3P P 的中点时,三棱锥 P ABC
的外接球的表面积为 6 ;
④三棱锥 P ABC 体积的最大值为 1
3
.
A.1 B.2 C.3 D.4
二.填空题(本题共 4 小题,每小题 5 分,共 20 分)
13.向量 a ,b
满足| | 2a ,| | 3b ,且 ( )b a b ,则向量 a 与 b
的夹角的大小为 .
14.函数 ( ) sin 1f x ax b x ,若 f (5) 7 ,则 ( 5)f .
15.已知平面四边形 ABCD 由 ACD 与等边 ABC 拼接而成,其中 2 2AD CD ,则平面
四边形 ABCD 面积的最大值为 .
16.已知数列{ }na 共 16 项,且 1 1a , 8 4a .记关于 x 的函数 3 2 21( ) ( 1)3n n nf x x a x a x ,
*n N .若 1 (1 15)nx a n 是函数 ( )nf x 的极值点,且曲线 8 ( )y f x 在点 16(a , 8 16( ))f a 处
的切线的斜率为 15.则满足条件的数列{ }na 的个数为 .
三、解答题(本大题共 6 小题,共 70 分.解答应写出文字说明,证明过程或验算步骤.)
17.(本小题满分 12 分)在 ABC 中,角 A , B , C 的对边分别为 a , b , c ,且
2 2 2 4 2
3b c a bc .
(Ⅰ)求 sin A 的值;
(Ⅱ)若 ABC 的面积为 2 ,且 2 sin 3sinB C ,求 ABC 的周长.
18.(本小题满分 12 分)各项均正的数列{ }na 前 n 项和为 nS , nS 是 na 与 1
na
的等差中项.
(Ⅰ)证明: 2{ }nS 为等差数列,并求 nS ;
(Ⅱ)设
1
1
n
n n
b S S
,数列{ }nb 的前 n 项和为 nT ,求满足 5nT
的最小正整数 n 的值.
19.(本小题满分 12 分)四棱锥 1 1 1 1P A B C D 与直四棱柱 1 1 1 1ABCD A B C D 组合而成的几何体
中,四边形 ABCD 是菱形, 2AB , 1 2AA , 2PO ,
60DAB , 1 1AC 交 1 1B D 于 O ,PO 平面 1 1 1 1A B C D ,M 为
AD 的中点.
(Ⅰ)证明: 1AD 平面 1A MB
(Ⅱ)动点 Q 在线段 1AA 上(包括端点),若二面角
P 一 1BC 一 Q 的余弦值为 5 29
29
,求 1A Q 的长度.
20.(本小题满分 12 分)2019 年,受非洲猪瘟影响,全国猪肉价格大幅上涨.10 月份全国居
民消费指数 ( )CPI 同比上涨 3.8% ,创七年新高,某学习调查小组为研究某市居民对猪肉市
场的信心程度,对当地 200 名居民在未来一段时间内猪肉价格上涨
幅度的心理预期值进行了一个抽样调查,得到如图所示的频率分布
直方图:
(Ⅰ)求图中 a 的值,并估算该市居民对猪肉价格上涨幅度的平均
心理预期值;
(Ⅱ)将猪肉价格上涨幅度预期值在[10 ,30) 和[90 ,110) 的居民
分别定义为对市场“信心十足型”和“信心不足型”,现采用分层抽样
的方法从样本中位于这两个区间的居民中随机抽取 6 名,再从这 6
人中随机抽取 3 名进行跟踪调查,记 X 表示这三人中“信心十足型”的人数,求 X 的分布列、
数学期望与方差.
21.(本小题满分 12 分)已知函数 ( ) 2( )af x x lnxx
, a R .
(Ⅰ)当 0a 时,求 ( )f x 的单调区间;
(Ⅱ)当 1a 时,有 ( ) mxf x me m 成立,求实数 m 的取值范围.
(二)选考题(共 10 分.请考生在第 22、23 题中任选一题作答.如果多做,则按
所做第一题计分)
22.在直角坐标系 xOy 中,曲线C 的参数方程为 4cos (2sin
x
y
为参数),将曲线 C 上各点纵
坐标伸长到原来的 2 倍(横坐标不变),得到曲线 1C ,以坐标原点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 4 cos 3 sin 25 0 .
(Ⅰ)写出 1C 的极坐标方程与直线l 的直角坐标方程;
(Ⅱ)曲线 1C 上是否存在不同的两点 1(4, )M , 2(4, )N (以上两点坐标均为极坐标,
10 2 , 20 2 ) ,使点 M 、N 到l 的距离都为 3?若存在,求出 1 2| | 的值;若不
存在,请说明理由.
23.已知函数 ( ) | 2 7 | | 2 5 |f x x x .
(Ⅰ)解不等式 ( ) 6f x
;
(Ⅱ)设函数 ( )f x 的最小值为 m ,已知正实数 a , b ,且
2 21 , a bk max a b a b
,证明:
2 1k m
.
2020—2021 学年上期期中答案
高三 理科数学
一.选择题(本题共 12 小题,每题 5 分,共 60 分.每题只有一个选项是正确的)
二.填空题(本题共 4 小题,每小题 5 分,共 20 分)
13、
6
14、-5 15、 8 5 3
4
16、1176
三、解答题(本大题共 6 小题,共 70 分.解答应写出文字说明,证明过程或验算步骤.)
17. (本小题满分 12 分)
解:(Ⅰ) 2 2 2 4 2
3b c a bc ,
由余弦定理可得 4 22 cos 3bc A bc , ------------------2 分
2 2cos 3A , ------------------------------------------- --3 分
在 ABC 中, 2 1sin 1 3A cos A . ---------------------------------------------5 分
(Ⅱ) ABC 的面积为 2 ,即 1 1sin 22 6bc A bc , 6 2bc ,-----------------7 分
又 2 sin 3sinB C ,由正弦定理可得 2 3b c ,------------------------------------------9 分
3 2b , 2c ,则 2 2 2 2 cos 6a b c bc A , 6a ,---------------------------11 分
ABC 的周长为 2 3 2 6 .----------------------------------------------------------------12 分
18. (本小题满分 12 分)
解:(1)证明:由 nS 是 na 与 1
na
的等差中项,可得 12 n n
n
S a a
,
当 1n 时, 1 1 1
1
12 2a S a a
,解得 1 1( 1a 舍去),--------------------------------------2 分
当 2n
时, 1n n na S S ,可得 1
1
12 n n n
n n
S S S S S
,
化为 1 1( )( ) 1n n n nS S S S ,即 2 2
1 1n nS S ,-------------------------------------------4 分
则 2{ }nS 为首项为 1,公差为 1 的等差数列,
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
答案 C A B C B D B B B D C C
由 2 1 1nS n n ,可得 nS n , *n N ;----------------------------------- --------6 分
(2)
1
1 1 1
1n
n n
b n nS S n n
,----------------------------------------8 分
2 1 3 2 2 3 1 1 1nT n n n ,------------------------10 分
5nT
,即 1 1 5n
,解得 35n
,
则满足 5nT
的最小正整数 n 的值为 35.--------------------------------------------------12 分
19. (本小题满分 12 分)
解:解: ( )I 矩形 1 1ADD A 中, 1 1
2tan 2
2
D AA , 1tan 2A MA ,
1 1 1D AA A MA , 1 1A M AD ,---------------------------------------------------------1 分
因为菱形 ABCD ,且 60DAB ,所以 AD BD ,所以 ABD 为正三角形,M 为 AD 中点,
所以 BM AD ,--------------------------------------------------------------------------3 分
所以 BM 平面 1 1ADD A ,所以 1BM AD ,又 1A M BM M ,
所 以 1AD 平 面 1A MB ;
-----------------------------------------------------------------------5 分
( )II 以 O 为原点, 1OA , 1OB ,OP 分别为 x , y , z 轴建立空间直角坐
标系,
(0P ,0, 2) , (0B ,1, 2) , 1( 3C ,0, 0) ,
设 ( 3Q , 0 , ) , 则 1 ( 3,0, 2)PC , 1 ( 3, 1, 2)BC ,
1 (2 3,0, )C Q ,
------------------------------------------------------------------------------------------------------7 分
设平面 1PBC 法向量为 ( , , )m x y z ,
由 1
1
3 2 0
3 2 0
m PC x z
m BC x y z
,得 ( 2,2 6, 3)m ,-----------------------------8 分
设平面 1BC Q 的法向量为 ( , , )n a b c
由 1
1
3 2 0
2 3 0
n BC a b c
n C Q a c
,得 ( , 3 2 6, 2 3)n ,---------------------10 分
所以
2 2
| 2 6 2 24 6 | 5 29| cos , | 2929 ( 3 2 6) 12
m n
,化简得 ( 60 2) 0 ,
故 0 ,Q 与 1A 重合, 1 0AQ .---------------------------------------------------------12 分
20(本小题满分 12 分)
解:(1)由直方图知 (0.005 0.02 0.0075 0.0025) 20 1a ,解得 0.015a .
设该市居民对猪肉价格上涨幅度的平均心理预期值为 x ,
则 (0.005 20 0.015 40 0.02 60 0.0075 80 0.0025 100) 20 55x ,
所以该市居民对猪肉价格上涨幅度的平均心理预期值为 55% .-------------------------4 分
(2)由题意,样本中,“信心十足型”型居民有 0.005 20 200 20 人.
“信心不足型”型居民有 0.0025 20 200 10 人.
由分层抽样的定义可知“信心十足型”居民抽取 4 人,“信心不足型”居民抽取 2 人.
----------------------------------------------------------------------------------------------------------6 分
则 X 的可能取值为 1,2,3,
1 2
4 2
3
6
1( 1) 0.25
C CP X C
,
2 1
4 2
3
6
3( 2) 0.65
C CP X C
,
3 0
4 2
3
6
1( 3) 0.25
C CP X C
,
故 X 的分布列为
X 1 2 3
P 0.2 0.6 0.2
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------10
分
( ) 1 0.2 2 0.6 3 0.2 2E X ,
2 2 2( ) (1 2) 0.2 (2 2) 0.6 (3 2) 0.2 0.4D X .--------------------------------12 分
21(本小题满分 12 分)
解:(1)当 0a 时, ( ) 2f x xlnx , 0x ,
( ) 2(1 )f x lnx ,令 ( ) 0f x ,解得 1x e
,
当 10 x e
时, ( ) 0f x ,当 1x e
时, ( ) 0f x ,
函数 ( )f x 的单调递减区间为 1(0, )e
,单调递增区间为 1(e
, ) ;-----------------4 分
(2)当 1a 时, 1( ) 2( )f x x lnxx
,
由于 ( ) mxf x me m 成立,即 1( ) mxx lnx me mx
成立,
等价于 22( 1) ( 1) ( 1)mx mx mxx lnx mx e e lne 成立,--------------------------------------6 分
令 ( ) ( 1)g x x lnx , 2( ) ( )mxg x g e
1( ) 1g x lnx x
,令 1( ) 1h x lnx x
, 2 2
1 1 1( ) xh x x x x
,
当 0 1x 时, ( ) 0h x ,函数 ( )h x 单调递减,
当 1x 时, ( ) 0h x ,函数 ( )h x 单调递增,
( )h x h
(1) 2 0 , ( ) 0g x ,函数 ( )g x 在 (0, ) 上单调递增,
2 mxx e , 2lnx mx ,即 2lnxm x
恒成立,----------------------------------------------9 分
令 ( ) lnxx x
, 0x , 2
1( ) lnxx x
,
令 ( ) 0x ,解得 x e ,
当 0 x e 时, ( ) 0x ,函数 ( )h x 单调递增,
当 x e 时, ( ) 0x ,函数 ( )h x 单调递减,
( )maxx (e) 1
e
,-----------------------------------------------------------------------11 分
2m e
,故实数 m 的取值范围为 2[e
, ) .--------------------------------------------12 分
(二)选考题(共 10 分.请考生在第 22、23 题中任选一题作答.如果多做,则按
所做第一题计分)
22.解:(1)由曲线 C 的参数方程为 4cos
2sin
x
y
可得其直角坐标方程为
2 2
116 4
x y ,
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------1 分
将曲线 C 上各点纵坐标伸长到原来的 2 倍(横坐标不变),得到曲线 1C 的直角坐标方程为
2 2 16x y ,其极坐标方程为 4 ,------------------------------------------------------3 分
又直线 l 的极坐标方程为 4 cos 3 sin 25 0 ,故其直角坐标方程为 4 3 25 0x y ;
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------5 分
(2)曲线 1C 是以 O 为圆心,4 为半径的圆,
圆 心 O 到 直 线 l 的 距 离 为
2 2
| 4 0 3 0 25 | 5
4 3
d
,
存在这样的点 M ,N ,则 / /MN l ,且点O 到
直线 MN 的距离为| | 2OD ,
2
3MON ,
1 2
4| | 3
.-----------------------------------------------------------------------------------10 分
23.解:(Ⅰ)由 ( ) 6f x
,得不等式| 2 7 | | 2 5 | 6x x
,
当 5
2x 时,不等式可化为 (2 7) (2 5) 6x x
,解得 3
2x ;
当 5 7
2 2x 时,不等式可化为 (2 7) (2 5) 6x x
,即 2 6
,无解;
当 7
2x 时,不等式可化为 (2 7) (2 5) 6x x
,解得 9
2x
.
综上,不等式 ( ) 6f x
的解集是 3 9( , ] [ , )2 2
.
--------------------------------------------------------------------------------------------------------5 分
(Ⅱ) ( ) | 2 7 | | 2 5 | | 2 7 (2 5) | 2f x x x x x
,
当且仅当 (2 7)(2 5) 0x x 时取等号, 2m .----------------------------------------7 分
2 2
2
1
( ) 2
a b
a b
,
2 21 1
2
a b
a b a b
.
2 21 , 0a bk max a b a b
,
2 2
2 1 1
2
a bk a b a b
,
22 1k
,即 2 1k m
.
--------------------------------------------------------------------------------------------------------10 分