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2016-2017学年江苏省徐州市沛县中学高二(上)第三次月考数学试卷(理科)
一.填空题:(本大题共14小题,每小题5分,共70分.请将答案填入答题纸填空题的相应答题线上.)
1.方程表示焦点在y轴上的椭圆,则m的取值范围是 .
2.某高中共有1200人,其中高一、高二、高三年级的人数依次成等差数列.现用分层抽样的方法从中抽取48人,那么高二年级被抽取的人数为 .
3.如图所示是一次歌咏大赛上,七位评委为某选手打出的分数的茎叶图,则中位数是 .
4.某校对高三年级的学生进行体检,现将高三男生的体重(单位:kg)数据进行整理后分成六组,并绘制频率分布直方图(如图).已知图中从左到右第一、第六小组的频率分别为0.16,0.07,第一、第二、第三小组的频率成等比数列,第三、第四、第五、第六小组的频率成等差数列,且第三小组的频数为100,则该校高三年级的男生总数为 .
5.一个样本a,3,5,7的平均数是b,且a、b是方程x2﹣5x+4=0的两根,则这个样本的方差是 .
6.6人站成一排,甲、乙、丙3个人不能都站在一起的排法种数为 .
7.在甲、乙两个盒子中分别装有标号为1、2、3、4的四个球,现从甲乙两个盒子中各取一个球,每个球被取出的可能性相等,则取出的两个球上标号之和能被3整除的概率是 .
8.已知m、n是两条不同的直线,α、β是两个不同的平面,给出下列命题:
①若α⊥β,m∥α,则m⊥β;
②若m⊥α,n⊥β,且m⊥n,则α⊥β;
③若m⊥β,m∥α,则α⊥β;
④若m∥α,n∥β,且m∥n,则α∥β.
其中真命题的序号是 .
9.从6名男医生和3名女医生中选出5人组成一个医疗小组,若这个小组中必须男女医生都有,共有 种不同的组建方案(结果用数值表示).
10.化简:C+C+C= .(用组合数回答)
11.已知双曲线与点M(5,3),F为右焦点,若双曲线上有一点P,则的最小值为 .
12.点P(﹣3,1)在椭圆的左准线上.过点P的直线l:5x+2y=13,经直线y=﹣2反射后通过椭圆的左焦点,则这个椭圆的离心率为 .
13.如图,有一圆柱形的开口容器(下表面密封),其轴截面是边长为2的正方形,P是BC中点,现有一只蚂蚁位于外壁A处,内壁P处有一米粒,则这只蚂蚁取得米粒所需经过的最短路程为 .
14.设椭圆的两焦点为F1、F2
,斜率为K的直线过右焦点F2,与椭圆交于A、B,与Y轴交于C,B为CF2的中点,若|k|≤,则椭圆离心率e的取值范围是 .
二.解答题:(本题共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.)
15.已知|x|≤2,|y|≤2,点P的坐标为(x,y).
(I)求当x,y∈R时,P满足(x﹣2)2+(y﹣2)2≤4的概率;
(II)求当x,y∈Z时,P满足(x﹣2)2+(y﹣2)2≤4的概率.
16.假设在100件产品中有3件次品,从中任意抽取5件,求下列抽取方法各有多少种?(必须计算出结果)
(Ⅰ)没有次品;
(Ⅱ)恰有两件是次品;
(Ⅲ)至少有两件是次品.
17.如图,在正方体ABCD﹣A1B1C1D1中,O,E分别为B1D,AB的中点.
(1)求证:OE∥平面BCC1B1;
(2)求证:平面B1DC⊥平面B1DE.
18.已知A,B是抛物线x2=2py(p>0)上的两个动点,O为坐标原点,非零向量满足.
(Ⅰ)求证:直线AB经过一定点;
(Ⅱ)当AB的中点到直线y﹣2x=0的距离的最小值为时,求p的值.
19.某次文艺晚会上共演出8个节目,其中2个唱歌、3个舞蹈、3个曲艺节目,求分别满足下列条件的排节目单的方法种数:
(1)一个唱歌节目开头,另一个压台;
(2)两个唱歌节目不相邻;
(3)两个唱歌节目相邻且3个舞蹈节目不相邻.
20.已知椭圆C: +=1(a>b>0)的离心率为,焦距为2,过点D(1,0)且不过点E(2,1)的直线l与椭圆C交于A,B两点,直线AE与直线x=3交于点M.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)若AB垂直于x轴,求直线MB的斜率;
(3)试判断直线BM与直线DE的位置关系,并说明理由.
2016-2017学年江苏省徐州市沛县中学高二(上)第三次月考数学试卷(理科)
参考答案与试题解析
一.填空题:(本大题共14小题,每小题5分,共70分.请将答案填入答题纸填空题的相应答题线上.)
1.方程表示焦点在y轴上的椭圆,则m的取值范围是 0<m< .
【考点】椭圆的简单性质;椭圆的标准方程.
【分析】焦点在y轴上的椭圆的标准方程为,其中a>b>0,由此可得1﹣m>2m>0,解之即得实数m的取值范围.
【解答】解:∵方程表示焦点在y轴上的椭圆,
∴该椭圆的标准方程为,满足1﹣m>2m>0,解之得0<m<
故答案为:0<m<
2.某高中共有1200人,其中高一、高二、高三年级的人数依次成等差数列.现用分层抽样的方法从中抽取48人,那么高二年级被抽取的人数为 16 .
【考点】分层抽样方法.
【分析】根据分层抽样的定义建立比例关系即可得到结论.
【解答】解:高一、高二、高三年级的人数依次成等差数列,
设分别为a﹣d,a,a+d,
则a﹣d+a+a+d=3a=1200,
解得a=400,
若用分层抽样的方法从中抽取48人,
那么高二年级被抽取的人数为,
故答案为:16;
3.如图所示是一次歌咏大赛上,七位评委为某选手打出的分数的茎叶图,则中位数是 86 .
【考点】茎叶图.
【分析】根据茎叶图中的数据,结合中位数的定义即可得出结果.
【解答】解:由茎叶图可知,中位数为七个数据按从小到大的顺序排列,
中间的一个数为86,
即中位数是86.
故答案为:86.
4.某校对高三年级的学生进行体检,现将高三男生的体重(单位:kg)数据进行整理后分成六组,并绘制频率分布直方图(如图).已知图中从左到右第一、第六小组的频率分别为0.16,0.07,第一、第二、第三小组的频率成等比数列,第三、第四、第五、第六小组的频率成等差数列,且第三小组的频数为100,则该校高三年级的男生总数为 400 .
【考点】频率分布直方图.
【分析】利用等差数列的通项公式及等比数列的通项公式,所有的频率和为1,列出方程组,求出第三小组的频率,利用频数除以频率等于样本容量,求出该校高三年级的男生总数.
【解答】解:设第三小组的频率为x,等比数列的公比为q,等差数列的公差为d则
得q=1.25,x=0.25,
因为第三小组的人数为100,
所以该校高三年级的男生总数为=400人.
故答案为:400.
5.一个样本a,3,5,7的平均数是b,且a、b是方程x2﹣5x+4=0的两根,则这个样本的方差是 5 .
【考点】极差、方差与标准差.
【分析】根据平均数和方差的定义和公式进行求解即可.
【解答】解:∵样本a,3,5,7的平均数是b,
∴a+3+5+7=4b,
即a+15=4b,
∵a、b是方程x2﹣5x+4=0的两根,
∴a+b=5,
解得a=1,b=4,
则方差S2= [(1﹣4)2+(3﹣4)2+(5﹣4)2+(7﹣4)2]=(9+1+1+9)==5,
故答案为:5.
6.6人站成一排,甲、乙、丙3个人不能都站在一起的排法种数为 576种 .
【考点】排列、组合及简单计数问题.
【分析】6人站成一排,总的排法种数为
,甲、乙、丙3个人都站在一起的排法种数为,由此能求出6人站成一排,甲、乙、丙3个人不能都站在一起的排法种数.
【解答】解:6人站成一排,总的排法种数为,
6人站成一排,甲、乙、丙3个人都站在一起的排法种数为,
∴6人站成一排,甲、乙、丙3个人不能都站在一起的排法种数为:
=576.
故答案为:576.
7.在甲、乙两个盒子中分别装有标号为1、2、3、4的四个球,现从甲乙两个盒子中各取一个球,每个球被取出的可能性相等,则取出的两个球上标号之和能被3整除的概率是 .
【考点】古典概型及其概率计算公式.
【分析】先求出从甲乙两个盒子中各取一个球的所有结果数n,再求取出的两个球上标号之和能被3整除的结果数m,代入古典概率的计算公式P=可求
【解答】解:从甲乙两个盒子中各取一个球,每个球被取出的可能性相等的结果有(1,1)(1,2)(1,3)(1,4)(2,1)(2,2)(2,3)(2,4)(3,1)(3,2)(3,3)(3,4)(4,1)(4,2)(4,3)(4,4)16种结果,每种结果出现的可能性相等,属于古典概率
记“取出的两个球上标号之和能被3整除”的事件为A,则A的结果有(1,2)(2,1)(2,4)(3,3)(4,2)5种结果
由古典概率的公式可得,P(A)=
故答案为:
8.已知m、n是两条不同的直线,α、β是两个不同的平面,给出下列命题:
①若α⊥β,m∥α,则m⊥β;
②若m⊥α,n⊥β,且m⊥n,则α⊥β;
③若m⊥β,m∥α,则α⊥β;
④若m∥α,n∥β,且m∥n,则α∥β.
其中真命题的序号是 ②③ .
【考点】平面与平面垂直的判定;直线与平面垂直的判定;直线与平面垂直的性质.
【分析】利用空间中线线、线面、面面间的位置关系判断.
【解答】解:若α⊥β,m∥α,则m⊥β或m⊂β,故①不正确;
若m⊥α,n⊥β,且m⊥n,
则由平面与平面垂直的判定定理知α⊥β,故②正确;
若m⊥β,m∥α,
则由平面与平面垂直的判定定理知α⊥β,故③正确;
若m∥α,n∥β,且m∥n,则α与β相交或平行,故④不正确.
故答案为:②③.
9.从6名男医生和3名女医生中选出5人组成一个医疗小组,若这个小组中必须男女医生都有,共有 120 种不同的组建方案(结果用数值表示).
【考点】计数原理的应用.
【分析】利用间接法,即可解答.
【解答】解:任意选取C95=126种,其中都是男医生有C65=6种,
于是符合条件的有126﹣6=120种.
故答案为:120.
10.化简:C+C+C= .(用组合数回答)
【考点】组合及组合数公式.
【分析】利用组合数的性质: =即可得出.
【解答】解:原式=C+C=+C=.
故答案为:.
11.已知双曲线与点M(5,3),F为右焦点,若双曲线上有一点P,则的最小值为 .
【考点】双曲线的简单性质.
【分析】由题意可知:双曲线的第二定义可知: =e,可得丨PF丨=e丨PN丨=2丨PN丨,丨PN丨=丨PF丨,丨PM丨+丨PF丨=丨PM丨+丨PN丨,当且仅当M、N、P三点共线时丨PM丨+丨PN丨=丨MN丨时取最小值,代入求得P点坐标,即可求得丨PM丨+丨PF丨的最小值为丨MN丨=.
【解答】解:双曲线,焦点在x轴上,a=3,b=3,c==6,
由双曲线离心率e==2,右准线为x==,
作MN⊥l于N,交双曲线右支于P,连结FP,则
由双曲线的第二定义可知: =e,可得丨PF丨=e丨PN丨=2丨PN丨,
∴丨PN丨=丨PF丨,
因此丨PM丨+丨PF丨=丨PM丨+丨PN丨,
当且仅当M、N、P三点共线时丨PM丨+丨PN丨=丨MN丨时取最小值,
此时,在双曲线中,令y=3,解得:x=±2,
∴x>0,
∴取x=2,
即当P的坐标为(2,3)时丨PM丨+丨PF丨的最小值为丨MN丨=.
丨PM丨+丨PF丨的最小值为.
故答案为:.
12.点P(﹣3,1)在椭圆的左准线上.过点P的直线l:5x+2y=13,经直线y=﹣2反射后通过椭圆的左焦点,则这个椭圆的离心率为 .
【考点】椭圆的简单性质.
【分析】由点P(﹣3,1)则椭圆的左准线x=﹣上,即=3,由题意可知:过点P且与直线5x+2y=0平行的光线的方程为5x+2y+13=0上,将焦点坐标代入即可求得c和a的值,即可求得椭圆的离心率.
【解答】解:椭圆焦点在x轴上,椭圆的左准线方程为:x=﹣,点P(﹣3,1)在椭圆的左准线上.
∴=3,
∵点P且与直线5x+2y=13平行的光线经直线y=﹣2反射后通过椭圆左焦点,
过点P且与直线5x+2y=0平行的光线的方程为5x+2y+13=0上,
∴5×(﹣c)+2×(﹣4)+12=0,解得:c=1,
∴a2=3,解得:a=,
故椭圆的离心率e===,
故答案为:.
13.如图,有一圆柱形的开口容器(下表面密封),其轴截面是边长为2的正方形,P是BC中点,现有一只蚂蚁位于外壁A处,内壁P处有一米粒,则这只蚂蚁取得米粒所需经过的最短路程为 .
【考点】旋转体(圆柱、圆锥、圆台).
【分析】画出圆柱的侧面展开图,根据对称性,求出AQ+PQ的最小值就是AE的长,求解即可.
【解答】解:侧面展开后得矩形ABCD,其中AB=π,AD=2问题转化为在CD上找一点Q,
使AQ+PQ最短作P关于CD的对称点E,连接AE,
令AE与CD交于点Q,则得AQ+PQ的最小值就是AE为.
故答案为:.
14.设椭圆的两焦点为F1、F2,斜率为K的直线过右焦点F2,与椭圆交于A、B,与Y轴交于C,B为CF2的中点,若|k|≤
,则椭圆离心率e的取值范围是 [,1) .
【考点】椭圆的简单性质.
【分析】设椭圆的右焦点为F2 (c,0),则直线的方程可设为y=k(x﹣c),求得C(0,﹣kc),B(,﹣),又B为椭圆上的点,代入椭圆方程,由椭圆的性质,即可求得k2=,根据k的取值范围,即可求得离心率e的取值范围.
【解答】解:椭圆焦点在x轴上,设椭圆的右焦点为F2 (c,0),则直线的方程可设为y=k(x﹣c),
令x=0,得y=﹣kc,即C(0,﹣kc),
由于B为CF2的中点,
∴B(,﹣),又B为椭圆上的点,
∴,由b2=a2﹣c2,
两边同除以a2,整理得:,
解得:k2=,
∵|k|≤,
∴k2≤,即0≤≤.又0<e<1,
∴≤e<1,
故答案为:[,1).
二.解答题:(本题共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.)
15.已知|x|≤2,|y|≤2,点P的坐标为(x,y).
(I)求当x,y∈R时,P满足(x﹣2)2+(y﹣2)2≤4的概率;
(II)求当x,y∈Z时,P满足(x﹣2)2+(y﹣2)2≤4的概率.
【考点】几何概型.
【分析】(I)因为x,y∈R,且围成面积,则为几何概型中的面积类型,先求区域为正方形ABCD的面积以及(x﹣2)2+(y﹣2)2≤4的点的区域即以(2,2)为圆心,2为半径的圆的面积,然后求比值即为所求的概率.
(II)因为x,y∈Z,且|x|≤2,|y|≤2,基本事件是有限的,所以为古典概型,这样求得总的基本事件的个数,再求得满足x,y∈Z,且(x﹣2)2+(y﹣2)2≤4的基本事件的个数,然后求比值即为所求的概率.
【解答】解:(I)如图,点P所在的区域为正方形ABCD的内部(含边界),满足(x﹣2)2+(y﹣2)2≤4的点的区域为以(2,2)为圆心,2为半径的圆面(含边界).
∴所求的概率.
(II)满足x,y∈Z,且|x|≤2,|y|≤2的点有25个,
满足x,y∈Z,且(x﹣2)2+(y﹣2)2≤4的点有6个,
依次为(2,0)、(2,1)、(2,2)、(1,1)、(1,2)、(0,2);
∴所求的概率.
16.假设在100件产品中有3件次品,从中任意抽取5件,求下列抽取方法各有多少种?(必须计算出结果)
(Ⅰ)没有次品;
(Ⅱ)恰有两件是次品;
(Ⅲ)至少有两件是次品.
【考点】古典概型及其概率计算公式;互斥事件的概率加法公式;n次独立重复试验中恰好发生k次的概率.
【分析】(Ⅰ)没有次品,即从97件合格品抽取5件;
(Ⅱ)抽出的5件产品中恰好有2件是次品,即从3件次品抽取2件,97件合格品抽取3件;
(Ⅲ)抽出的5件至少有2件包括恰好有2件是次品、恰好有3件是次品.
【解答】解:(Ⅰ)没有次品,即抽取5件都是合格品的抽法有;
(Ⅱ)抽出的5件中恰好有2件是次品的抽法有;
(Ⅲ)抽出的5件至少有2件是次品的抽法有
17.如图,在正方体ABCD﹣A1B1C1D1中,O,E分别为B1D,AB的中点.
(1)求证:OE∥平面BCC1B1;
(2)求证:平面B1DC⊥平面B1DE.
【考点】平面与平面垂直的判定;直线与平面平行的判定.
【分析】(1):连接BC1,设BC1∩B1C=F,连接OF,可证四边形OEBF是平行四边形,又OE⊄面BCC1B1,BF⊂面BCC1B1,可证OE∥面BCC1B1.
(2)先证明BC1⊥DC,再证BC1⊥面B1DC,而BC1∥OE,OE⊥面B1DC,又OE⊂面B1DE,从而可证面B1DC⊥面B1DE.
【解答】
证明:(1):连接BC1,设BC1∩B1C=F,连接OF,…2分
因为O,F分别是B1D与B1C的中点,所以OF∥DC,且,
又E为AB中点,所以EB∥DC,且d1=1,
从而,即四边形OEBF是平行四边形,
所以OE∥BF,…6分
又OE⊄面BCC1B1,BF⊂面BCC1B1,
所以OE∥面BCC1B1.…8分
(2)因为DC⊥面BCC1B1,BC1⊂面BCC1B1,
所以BC1⊥DC,…10分
又BC1⊥B1C,且DC,B1C⊂面B1DC,DC∩B1C=C,
所以BC1⊥面B1DC,…12分
而BC1∥OE,所以OE⊥面B1DC,又OE⊂面B1DE,
所以面B1DC⊥面B1DE.…14分
18.已知A,B是抛物线x2=2py(p>0)上的两个动点,O为坐标原点,非零向量满足.
(Ⅰ)求证:直线AB经过一定点;
(Ⅱ)当AB的中点到直线y﹣2x=0的距离的最小值为时,求p的值.
【考点】直线与圆锥曲线的综合问题.
【分析】(Ⅰ)欲证直线经过定点,只需找到直线方程,在验证不管参数为何值都过某一定点即可,可根据判断直线OA,OB垂直,设AB方程,根据OA,OB垂直消去一些参数,再进行判断.
(Ⅱ)设AB中点的坐标根据OA,OB垂直,可得AB中点坐标满足的关系式,再用点到直线的距离公式求AB的中点到直线y﹣2x=0的距离的,求出最小值,让其等于,解参数p即可.
【解答】解:(Ⅰ)∵,
∴OA⊥OB.设A,B两点的坐标为(x1,y1),(x2,y2)则 x12=2py1,x22=2py2.
经过A,B两点的直线方程为(x2﹣x1)(y﹣y1)=(y2﹣y1)(x﹣x1).
由,得.
∵.令x=0,得,
∴(*)
∵OA⊥OB
∴x1x2+y1y2=0,从而.
∵x1x2≠0(否则,有一个为零向量),
∴x1x2=﹣4p2.代入(*),得 y=2p,
∴AB始终经过定点(0,2p).
(Ⅱ)设AB中点的坐标为(x,y),则x1+x2=2x,y1+y2=2y,
∴x12+x22=2py1+2py2=2p(y1+y2).
又∵x12+x22=(x1+x2)2﹣2x1x2=(x1+x2)2+8p2,
∴4x2+8p2=4py,
即.…①
AB的中点到直线y﹣2x=0的距离.
将①代入,得.
因为d的最小值为,
∴,
∴p=2.
19.某次文艺晚会上共演出8个节目,其中2个唱歌、3个舞蹈、3个曲艺节目,求分别满足下列条件的排节目单的方法种数:
(1)一个唱歌节目开头,另一个压台;
(2)两个唱歌节目不相邻;
(3)两个唱歌节目相邻且3个舞蹈节目不相邻.
【考点】排列、组合的实际应用.
【分析】(1)先排歌曲节目,再排其他节目,利用乘法原理,即可得出结论;
(2)先排3个舞蹈,3个曲艺节目,再利用插空法排唱歌,即可得到结论;
(3)两个唱歌节目相邻,用捆绑法,3个舞蹈节目不相邻,利用插空法,即可得到结论.
【解答】解:(1)先排歌曲节目有A22种排法,再排其他节目有A66种排法,所以共有A22A66=1440种排法.
(2)先排3个舞蹈节目,3个曲艺节目,有A66种排法,再从其中7个空(包括两端)中选2个排歌曲节目,有A72种插入方法,所以共有A66A72=30240种排法.
(3)两个唱歌节目相邻,用捆绑法,3个舞蹈节目不相邻,利用插空法,共有A44A53A22=2880种.
20.已知椭圆C: +=1(a>b>0)的离心率为,焦距为2,过点D(1,0)且不过点E(2,1)的直线l与椭圆C交于A,B两点,直线AE与直线x=3交于点M.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)若AB垂直于x轴,求直线MB的斜率;
(3)试判断直线BM与直线DE的位置关系,并说明理由.
【考点】椭圆的简单性质.
【分析】(1)由已知条件先求出椭圆C的半焦距,再由离心率公式和a,b,c的关系可得a,b,由此能求出椭圆C的标准方程;
(2)由直线l过D(1,0)且垂直于x轴,设A(1,y1),B(1,﹣y1),求得AE的方程,求得M的坐标,再由直线的斜率公式计算即可得到所求值;
(3)直线BM与直线DE平行.分直线AB的斜率不存在与存在两种情况讨论,利用韦达定理,计算即可.
【解答】解:(1)由题意可得2c=2,即c=,
又e==,解得a=,
b==1,
即有椭圆的方程为+y2=1;
(2)由直线l过D(1,0)且垂直于x轴,设A(1,y1),B(1,﹣y1),
AE的方程为y﹣1=(1﹣y1)(x﹣2),令x=3可得M(3,2﹣y1),
即有BM的斜率为k==1;
(3)直线BM与直线DE平行.
证明如下:当直线AB的斜率不存在时,kBM=1.
又∵直线DE的斜率kDE==1,∴BM∥DE;
当直线AB的斜率存在时,设其方程为y=k(x﹣1)(k≠1),
设A(x1,y1),B(x2,y2),
则直线AE的方程为y﹣1=(x﹣2),
令x=3,则点M(3,),
∴直线BM的斜率kBM=,
联立,得(1+3k2)x2﹣6k2x+3k2﹣3=0,
由韦达定理,得x1+x2=,x1x2=,
∵kBM﹣1=
===0,
∴kBM=1=kDE,即BM∥DE;
综上所述,直线BM与直线DE平行.
2017年1月17日