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- 2021-06-21 发布
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2019届甘肃省兰州第一中学
高三12月月考数学(理)试题此卷只装订不密封
班级 姓名 准考证号 考场号 座位号
数学
注意事项:
1.答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.选择题的作答:每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答:用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后,请将本试题卷和答题卡一并上交。
一、单选题
1.已知集合A=x 2x-1x-2<1,B=x y=log2(x2-3x+2),则A∩B=
A.-∞,-1 B.(12,1) C.2,+∞ D.-1,1
2.设p:b0个单位,所得图象关于原点对称,则φ最小时,tanφ=
A.3 B.33 C.-3 D.-33
6.已知数列{an}满足an=14n2-1,Sn=a1+a2+⋯+an,若m>Sn恒成立,则m的最小值为
A.0 B.1 C.2 D.12
7.在中, 为边上任意一点, 为的中点, ,则的值为
A. B. C. D.
8.已知非零向量a,b,满足 a =2 b ,若函数f(x)=13x3+12ax2+a⋅bx+1在R上存在极值,则a和b夹角的取值范围为
A.0,π3 B.π3,π C.0,π3 D.π3,π
9.如图,网格纸上小正方形的边长为1,粗线是一个棱锥的三视图,则此棱锥的表面积为
A.6+62 B.8+42 C.6+42+23 D.6+22+43
10.设等差数列an的前n项和为Sn,已知(a5-1)2017+2018(a5-1)+(a5-1)2019=1,(a2014-1)2017+2018⋅a2014+(a2014-1)2019=2017,则下列结论正确的是
A.S2018=-2018, a2014>a5 B.S2018=2018, a2014>a5
C.S2018=-2018, a2014<a5 D.S2018=2018, a2014<a5
11.若a>0,b>2,且a+b=3,则2a+1b-2的最小值是
A.3+22 B.22 C.42 D.6
12.已知函数f(x)=e|x|+|x|,若关于x的方程f(x)=k有两个相异实根,则实数k的取值范围是
A.0,1 B.1,+∞
C.-1,0 D.-∞,-1
二、填空题
13.在ΔABC中,AB=3,AC=4,BC=3,D为BC的中点,则AD=__________.
14.若曲线f(x)=4lnx-x2在点(1,-1)处的切线与曲线y=x2-3x+m相切,则m的值是_________.
15.已知球O为正四面体ABCD的内切球,E为棱BD的中点,AB=2,则平面ACE截球O所得截面圆的面积为__________.
16.已知OA=(1,0), OB=(1,1), (x,y)=λOA+μOB.若0≤λ≤1≤μ≤2,z=xm+yn (m>0, n>0)的最大值为2,则m+n的最小值为____________.
三、解答题
17.函数f(x)=Asinωx+φ,A>0,ω>0,0<φ<π,的部分图象如图所示,
(Ⅰ)求函数f(x)的解析式;
(Ⅱ)已知数列{an}满足a1=1,且an是an+1与3f(π3)的等差中项,求{an}的通项公式.
18.某地区某农产品近几年的产量统计如表:
年份
2012
2013
2014
2015
2016
2017
年份代码t
1
2
3
4
5
6
年产量y(万吨)
6.6
6.7
7
7.1
7.2
7.4
(Ⅰ)根据表中数据,建立关于的线性回归方程y=bt+a;
(Ⅱ)根据线性回归方程预测2019年该地区该农产品的年产量.
附:对于一组数据t1,y1,t2,y2,...,tn,yn,其回归直线y=bt+a的斜率和截距的最小二乘估计分别为:b=i=1n(ti-t)(yi-y)i=1n(ti-t)2,a=y-bt.(参考数据:i=16(ti-t)(yi-y)=2.8,计算结果保留小数点后两位)
19.如图,边长为2的等边△PCD所在的平面垂直于矩形ABCD所在的平面,BC=,M为BC的中点.
(I)证明:AM⊥PM ;
(II)求二面角P-AM-D的大小.
20.已知定点F(1,0),定直线:x=-1,动圆M过点F,且与直线相切.
(Ⅰ)求动圆M的圆心轨迹C的方程;
(Ⅱ)过点D(1,2)作两条倾斜角互补的直线分别交抛物线C于异于点D的两点P,Q,试证明直线PQ的斜率为定值,并求出该定值.
21.设函数f(x)=ex-(k-2) x-1(k∈R).
(Ⅰ)当k=3时,求函数f(x)在区间ln2,ln3上的最值;
(Ⅱ)若函数f(x)在区间0,1上无零点,求实数k的取值范围.
22.[选修4-4:坐标系与参数方程]
在直角坐标系xOy中,曲线C1的参数方程为x=2+2cosφy=2sinφ(φ为参数).以原点O为极点,x轴非负半轴为极轴且取相同的单位长度建立极坐标系,曲线C2的极坐标方程为ρ=4sinθ.
I求曲线C1的普通方程和C2的直角坐标方程;
Ⅱ已知曲线C3的极坐标方程为θ=α(0<α<π),点A是曲线C3与C1的交点,点B是曲线C3与C2的交点,且A,B均异于原点O,AB=42,求α的值.
23.[选修4-5:不等式选讲]
已知函数 f(x)=2x-1-x+2
(Ⅰ)求不等式f(x)>0的解集;
(Ⅱ)若关于x的不等式2m+1≥f(x+3)+3x+5有解,求实数m的取值范围.
2019届甘肃省兰州第一中学
高三12月月考数学(理)试题
数学 答 案
参考答案
1.D
【解析】
【分析】
求出A与B中不等式的解集确定出A与B,找出两个集合的交集即可.
【详解】
解:由A中不等式变形得:2x-1x-2-1<0,即为2x-1-x-2x-2<0变形可得:x-2x+1<0,解得-10
∴φ的最小值为π3,tanφ=tanπ3=3,
故选:A.
【点睛】
本题主要考查函数y=Asin(ωx+φ)的图象变换规律,正弦函数的图象的对称性,属于基础题.
6.D
【解析】
【分析】
由an=14n2-1=12n-12n+1=1212n-1-12n+1进行列项相消求和得Sn=n2n+1再求出Sn的最大值即可得到的范围.
【详解】
解:∵an=14n2-1=12n-12n+1=1212n-1-12n+1
∴Sn=121-13+13-15+⋯+12n-1-12n+1=121-13+13-15+⋯+12n-1-12n+1
=121-12n+1=n2n+1,又∵Sn=n2n+1=122n+1-122n+1=12-122n+1在n∈N*上单调递增,故当n→+∞时Sn→12,若m>Sn恒成立,则m≥12则m的最小值为12 .
故选:D.
【点睛】
本题主要考查对数列的通项公式进行变形再利裂项相消对数列求和,解题的关键是正确求出Sn 的最大值.
7.A
【解析】试题分析: .
考点:平面向量.
8.B
【解析】
【分析】
先求导数f'x=x2+a→x+a→⋅b→,而根据f(x)在R上存在极值便有f′(x)=0有两个不同实数根,从而△=a→2-4a→⋅b→>0 这样即可得到cos<12 这样由余弦函数的图象便可得出的范围,即得出结果.
【详解】
解:f'x=x2+a→x+a→⋅b→,
∵f(x)在R上存在极值;
∴f′(x)=0有两个不同实数根;
△=a→2-4a→⋅b→>0;即a→2-4a→⋅b→cos>0,因为 a =2 b ,
∴cos∈π3,π;
∴a→与b→夹角的取值范围为π3,π .
故选:B.
【点睛】
考查函数极值的概念,以及在极值点两边的导数符号的关系,一元二次方程的实数根的个数和判别式△取值的关系,数量积的计算公式,并要熟悉余弦函数的图象.
9.C
【解析】
所以棱锥P-ABCD的表面积为22×2+34×(22)2+3×12×2×2=6+42+23
选C.
点睛:空间几何体表面积的求法
(1)以三视图为载体的几何体的表面积问题,关键是分析三视图确定几何体中各元素之间的位置关系及数量.
(2)多面体的表面积是各个面的面积之和;组合体的表面积注意衔接部分的处理.
(3)旋转体的表面积问题注意其侧面展开图的应用.
10.D
【解析】
【分析】
令fx=x2017+2018x+x2019,借助函数fx为奇函数且在R上位增函数得到结果.
【详解】
令fx=x2017+2018x+x2019
不难发现函数fx为奇函数且在R上为增函数,
又(a5-1)2017+2018(a5-1)+(a5-1)2019=1,即fa5-1=1
(a2014-1)2017+2018⋅a2014+(a2014-1)2019=2017,
变形为:(a2014-1)2017+2018⋅(a2014-1)+a2014-12019=-1,
即fa2014-1=-1,f1-a2014=1
∴fa5-1=f1-a2014
∴a5-1=1-a2014,即a5+a2014=2
∴S2018=2018a1+a20182=2018a5+a20142=2018
∵fa5-1=1,fa2014-1=-1,又fx在R上为增函数,
∴a5-1>a2014-1,即a5>a2014
故选:D
【点睛】
本题主要考查了利用函数的奇偶性及单调性,等差数列性质(若m+n=p+q,则am+an=ap+aq)的应用及求和公式Sn=n(a1+an)2应用,本题是一道综合性非常好的试题.
11.A
【解析】
【分析】
2a+1b-2=(2a+1b-2)(a+b﹣2)=2+1+2(b-2)a+ab-2,根据基本不等式即可求出
【详解】
∵a>0,b>2,且a+b=3,
∴a+b-2=1,
∴2a+1b-2=(2a+1b-2)(a+b-2)=2+1+2(b-2)a+ab-2≥3+22,当且仅当a=2(b﹣2)时取等号,即b=1+2,a=2﹣2时取等号,
则2a+1b-2的最小值是3+22,
故选:A.
【点睛】
在用基本不等式求最值时,应具备三个条件:一正二定三相等.①一正:关系式中,各项均为正数;②二定:关系式中,含变量的各项的和或积必须有一个为定值;③三相等:含变量的各项均相等,取得最值.
12.B
【解析】
分析:将方程fx=k恰有两个不同的实根,转化为方程ex=k-x恰有两个不同的实根,在转化为一个函数y=ex的图象与一条折线y=k-x的位置关系,即可得到答案.
详解:方程fx=k恰有两个不同的实根,转化为方程ex=k-x恰有两个不同的实根,
令y=ex,y=k-x,
其中y=k-x表示过斜率为1或-1的平行折线,
结合图象,可知其中折线与曲线y=ex恰有一个公共点时,k=1,
若关于x的方程fx=k恰有两个不同的实根,则实数k的取值范围是(1,+∞),故选B.
点睛:本题主要考查了方程根的存在性及根的个数的判断问题,其中把方程的实根的个数转化为两个函数的图象的交点的个数,作出函数的图象是解答的关键,着重考查了转化思想方法,以及分析问题和解答问题的能力.
13.412.
【解析】
【分析】
首先应用余弦定理,利用三角形的边长,求得cosB的值,之后在ΔABD中,根据余弦定理,从而求得AD的长.
【详解】
在ΔABC中,根据余弦定理,可得cosB=32+32-422×3×3=19,
在ΔABD中,根据余弦定理,可得AD2=32+(32)2-2×3×32×19=414,
所以AD=412,故答案是412.
【点睛】
该题考查的是三角形中有关边长的求解问题,涉及到的知识点有余弦定理,一步是应用余弦定理求内角的余弦值,第二步是借助于所求的余弦值求边长,正确应用公式是解题的关键.
14.134
【解析】
【分析】
利用导数的几何意义得到切线方程,联立方程,由判别式法得到m的值.
【详解】
因为f(x)=4lnx-x2,所以f'(x)=4x-2x,所以f'(1)=2,
所以曲线f(x)在点(1,-1)处的切线方程为y+1=2(x-1),即y=2x-3,
联立y=2x-3y=x2-5x+m+3
得x2-5x+m+3=0,
为直线与曲线相切,
所以Δ=25-4(m+3)=0,解得m=134.
故答案为:134
【点睛】
求曲线的切线方程是导数的重要应用之一,用导数求切线方程的关键在于求出切点P(x0,y0)及斜率,其求法为:设P(x0,y0)是曲线y=f(x)上的一点,则以P的切点的切线方程为:y-y0=f'(x0)(x-x0).若曲线y=f(x)在点P(x0,f(x0))的切线平行于y轴(即导数不存在)时,由切线定义知,切线方程为x=x0.
15.π6
【解析】
分析: 根据正四面体的性质,可得内切球半径,根据平面ACE截球O所得截面经过球心,可得答案.
详解: ∵球O为正四面体ABCD的内切球,AB=2,
所以正四面体的体积为13×(34×22)×236.
设正四面体的内切球半径为r,
则4×13×(34×22)×r=13×(34×22)×236
故内切球半径r=66,
平面ACE截球O所得截面经过球心,
故平面ACE截球O所得截面圆半径与球半径相等,
故S=πr2=π6,
点睛:本题主要考查几何体的内切球外接球问题,考查正四面体的性质.它的关键在于找到内切球的半径,关键在于找到关于r的方程.球心和正四面体的每一个顶点连接起来,得到四个小的三棱锥,它们的体积的和等于正四面体的体积,本题就是根据体积相等列出关于r的方程的.
16.52+6
【解析】
试题分析:OA=(1,0),OB=(1,1),(x,y)=λOA+μOB ⇒λ=x-yμ=y,由0≤λ≤1≤μ≤2 ⇒0≤x-y≤11≤y≤2,作出此可行域如图所示,当直线z=xm+yn经过点A(3,2)时,有最大值2,所以3m+2n=2,则m+n =(m+n)⋅(32m+1n)=52+3n2m+mn≥52+6,当且仅当3m2n=mn,即m=3+62,n=1+62时取等号,故答案填52+6.
考点:1、平面向量;2、线性规划;3、基本不等式.
【思路点晴】本题是一个关于平面向量、线性规划以及基本不等式方面的综合性问题,属于难题.解决本题的基本思路及切入点是:首先根据题目条件将λ,μ的限制范围转化为x,y限制范围,也就是关于x,y的可行域,然后再根据线性规划的知识得出m,n的关系,最后再结合基本不等式,即可求出m+n的最小值.不过在此过程中要特别注意不等式取等号的条件,即“一正、二定、三相等”,否则容易出错.
17.(1)f(x)=2sin2x+π6; (2)an=-2n+3.
【解析】
【分析】
(Ⅰ)通过函数的图象求出A,利用周期求出ω,利用函数的图象经过的特殊点求出φ,即可求出f(x)的解析式;(Ⅱ)由题意可得an+1=2an-3,利用待定系数法可得an+1-3=2(an-3),从而得到{an}的通项公式.
【详解】
(Ⅰ)由图象可知A=2,34T=11π12-π6=3π4⇒T=π,
从而ω=2. 又当x=π6时,函数f(x)取得最大值,
故2×π6+φ=π2+2kπk∈Z⇒φ=π6+2kπ(k∈Z),
∵0<φ <π,∴φ=π6,∴f(x)=2sin2x+π6.
(Ⅱ)由已知数列an中有:a1=1,an+1+3=2an,
设递推公式an+1=2an-3可以转化为an+1-t=2(an-t)
即an+1=2an-t⇒t=3.故递推公式为an+1-3=2(an-3),
令bn=an-3,
则b1=a1-3=-2,且bn+1bn=an+1-3an-3=2.
故bn是以b1=-2为首项,2为公比的等比数列,
则bn=-2×2n-1=-2n,
所以an=-2n+3 .
【点睛】
本题考查三角函数的解析式的求法,考查了利用递推关系求数列通项公式,属于中档题.
18.(1)y=0.16t+6.44.
(2)预测2019年该地区该农产品的年产量约为7.72万吨.
【解析】
【分析】
(1)先求得t,y,然后利用线性回归方程的计算公式计算得到b,a的值,从而求得线性回归方程.(2)将t=8代入(1)求得的回归直线方程,来求2019年产量的预测值.
【详解】
(1)由题意可知:t=1+2+3+4+5+66=3.5,
y=6.6+6.7+7+7.1+7.2+7.46=7,
i=16ti-t2=-2.52+-1.52+-0.52+0.52+1.52+2.52=17.5,
∴b=i=1nti-tyi-yi=1nt1-t2=2.817.5=0.16,
又a=y-bt=7-0.16×3.5=6.44,
∴y关于t的线性回归方程为y=0.16t+6.44.
(2)由(1)可得,当年份为2019年时,年份代码t=8,此时y=0.16×8+6.44=7.72,
所以,可预测2019年该地区该农产品的年产量约为7.72万吨.
【点睛】
本小题主要考查回归直线方程的求法,并考查了利用回归直线方程来预测的知识.求解回归直线方程,只需要将题目所给的数据,代入回归直线方程的计算公式,即可求解出来.属于基础题.主要是运算不要出错,并且,回归直线方程值y=bx+a,不是y=ax+b,这一点要特别注意.
19.(1)见解析; (2)45°.
【解析】
【分析】
(Ⅰ)以D点为原点,分别以直线DA、DC为x轴、y轴,建立如图所示的空间直角坐标系D-xyz,求出AM与PM的坐标,利用数量积为零,即可证得结果;(Ⅱ)求出平面PAM与平面ABCD的法向量,代入公式即可得到结果.
【详解】
(I)证明:以D点为原点,分别以直线DA、DC为x轴、y轴,建立如图所示的空间直角坐标系D-xyz,依题意,可得
∴PM=(2,2,0)-(0,1,3)=(2,1,-3)
AM=(2,2,0)-(22,0,0)=(-2,2,0)
∴PM⋅AM=(2,1,-3)⋅(-2,2,0)=0
即PM⊥AM,∴AM⊥PM .
(II)设n=(x,y,z),且n⊥平面PAM,则
n⋅PM=0n⋅AM=0,即 ∴ ,
取,得n=(2,1,3);取p=(0,0,1),显然p⊥平面ABCD,
∴cosn,p=n⋅p|n|⋅|p|=36=22,结合图形可知,二面角P-AM-D为45°.
【点睛】
空间向量解答立体几何问题的一般步骤是:(1)观察图形,建立恰当的空间直角坐标系;(2)写出相应点的坐标,求出相应直线的方向向量;(3)设出相应平面的法向量,利用两直线垂直数量积为零列出方程组求出法向量;(4)将空间位置关系转化为向量关系;(5)根据定理结论求出相应的角和距离.
20.(Ⅰ)y2=4x(Ⅱ)-1
【解析】
【分析】
(Ⅰ)设Mx,y,由x-12+y2=x+1化简即可得结论;
(Ⅱ)设直线DP的斜率为k(k≠0),则直线DQ的斜率为-k,联立直线方程与抛物线方程求出P、Q两点坐标,继而求出斜率
【详解】
(Ⅰ)设点M到直线l的距离为d,依题意MF=d
设Mx,y,则有x-12+y2=x+1
化简得y2=4x
所以点M的轨迹C的方程为y2=4x
(Ⅱ)设直线DP的斜率为k(k≠0),则直线DQ的斜率为-k.令t=1k,
联立方程组:x-1=t(y-2)y2=4x,消去x并整理得:y2-4ty+8t-4=0
设P(xp,yp),因为点D的坐标为1,2,所以2yp=8t-4,故yp=4t-2,
从而点P的坐标为(4t2-4t+1,4t-2),用-t去换点P坐标中的t可得点Q的坐标为(4t2+4t+1,-4t-2),所以直线PQ的斜率为-4t-2-(4t-2)4t2+4t+1-(4t2-4t+1)=-1
【点睛】
本题主要考查直接法求轨迹方程、点到直线的距离,求轨迹方程的常见方法很多,本题采用了直接法,设出动点的坐标x,y,根据题意列出关于x,y的等式即可。在求直线的斜率为定值时需要求出两点坐标,结合斜率公式求出结果。
21.(1)f(x)min=1-ln2;f(x)max=2-ln3; (2)-∞,3∪e+1,+∞.
【解析】
【分析】
(Ⅰ)求出导函数f'(x)=ex-1,研究单调性即可得到函数f(x)在区间ln2,ln3上的最值;(Ⅱ)考查g(x)=ex与y=(k-2) x-1图象的位置关系,即可得到实数k的取值范围.
【详解】
(I)当k=3时,f(x)=ex-x-1,f'(x)=ex-1,当x∈ln2,ln3时,f'(x)>0,
因此,函数f(x)在ln2,ln3上单调递增,
f(x)min=f(ln2)=1-ln2;f(x)max=f(ln3)=2-ln3.
(II)令可得ex=k-2 x+1,引入函数gx=ex,y=k-2 x+1
结合函数图象讨论:
①当k=2时,直线y=1,满足题设;
②当k>2时,曲线g(x)=ex在x=0处与直线y=(k-2) x-1相切时,k=3,
从而20时,得x>3;当-3x-1>0时,得-20时,得x≤-2,
综上可得不等式f(x)>0的解集为(-∞,-13)∪(3,+∞).
(2)依题意2m+1≥(f(x+3)+3x+5)min,
令g(x)=f(x+3)+3x+5=2x+5+2x+10 ≥-2x-5+2x+10=5.
∴2m+1≥5,解得m≥2或m≤-3,即实数m的取值范围是(-∞,-3]∪[2,+∞).
点睛:本题考查不等式“能成立”问题,要注意与“恒成立”问题的区别:
(1)“能成立”:存在x使不等式t≥f(x)成立⇔t≥f(x)min,存在x使不等式t≤f(x)成立⇔t≤f(x)max;
(2)“恒成立”:对任意的x不等式t≥f(x)恒成立⇔t≥f(x)max,对任意的x不等式t≤f(x)恒成立⇔t≤f(x)min.
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