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- 2021-07-01 发布
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2018年上海市普陀区高考数学一模试卷
一.填空题(本大题共12题,1-6每题4分,7-12每题5分,共54分)
1.(4分)设全集U={1,2,3,4,5},若集合A={3,4,5},则∁UA= .
2.(4分)若,则= .
3.(4分)方程log2(2﹣x)+log2(3﹣x)=log212的解x= .
4.(4分)的二项展开式中的常数项的值为 .
5.(4分)不等式的解集为 .
6.(4分)函数的值域为 .
7.(5分)已知i是虚数单位,是复数z的共轭复数,若,则在复平面内所对应的点所在的象限为第 象限.
8.(5分)若数列{an}的前n项和(n∈N*),则= .
9.(5分)若直线l:x+y=5与曲线C:x2+y2=16交于两点A(x1,y1)、B(x2,y2),则x1y2+x2y1的值为 .
10.(5分)设a1、a2、a3、a4是1,2,3,4的一个排列,若至少有一个i(i=1,2,3,4)使得ai=i成立,则满足此条件的不同排列的个数为 .
11.(5分)已知正三角形ABC的边长为,点M是△ABC所在平面内的任一动点,若,则的取值范围为 .
12.(5分)双曲线绕坐标原点O旋转适当角度可以成为函数f(x)的图象,关于此函数f(x)有如下四个命题:
①f(x)是奇函数;
②f(x)的图象过点或;
③f(x)的值域是;
④函数y=f(x)﹣x有两个零点;
则其中所有真命题的序号为 .
二.选择题(本大题共4题,每题5分,共20分)
13.(5分)若数列{an}(n∈N*)是等比数列,则矩阵所表示方程组的解的个数是( )
A.0个 B.1个 C.无数个 D.不确定
14.(5分)“m>0”是“函数f(x)=|x(mx+2)|在区间(0,+∞)上为增函数”的( )
A.充分非必要条件 B.必要非充分条件
C.充要条件 D.既非充分也非必要条件
15.(5分)用长度分别为2、3、5、6、9(单位:cm)的五根木棒连接(只允许连接,不允许折断),组成共顶点的长方体的三条棱,则能够得到的长方体的最大表面积为( )
A.258cm2 B.414cm2 C.416cm2 D.418cm2
16.(5分)定义在R上的函数f(x)满足,且f(x﹣1)=f(x+1),则函数在区间[﹣1,5]上的所有零点之和为( )
A.4 B.5 C.7 D.8
三.解答题(本大题共5题,共14+14+14+16+18=76分)
17.(14分)如图所示的圆锥的体积为,底面直径AB=2,点C是弧的中点,点D是母线PA的中点.
(1)求该圆锥的侧面积;
(2)求异面直线PB与CD所成角的大小.
18.(14分)某快递公司在某市的货物转运中心,拟引进智能机器人分拣系统,以提高分拣效率和降低物流成本,已知购买x台机器人的总成本p(x)=+x+150万元.
(1)若使每台机器人的平均成本最低,问应买多少台?
(2)现按(1)中的数量购买机器人,需要安排m人将邮件放在机器人上,机器人将邮件送达指定落袋格口完成分拣(如图),经实验知,每台机器人的日平均分拣量q(m)=(单位:件),已知传统人工分拣每人每日的平均分拣量为1200件,问引进机器人后,日平均分拣量达最大值时,
用人数量比引进机器人前的用人数量最多可减少百分之几?
19.(14分)设函数f(x)=sin(ωx+φ)(ω>0,),已知角φ的终边经过点,点M(x1,y1)、N(x2,y2)是函数f(x)图象上的任意两点,当|f(x1)﹣f(x2)|=2时,|x1﹣x2|的最小值是.
(1)求函数y=f(x)的解析式;
(2)已知△ABC面积为,角C所对的边,,求△ABC的周长.
20.(16分)设点F1、F2分别是椭圆(t>0)的左、右焦点,且椭圆C上的点到点F2的距离的最小值为,点M、N是椭圆C上位于x轴上方的两点,且向量与向量平行.
(1)求椭圆C的方程;
(2)当时,求△F1MN的面积;
(3)当时,求直线F2N的方程.
21.(18分)设d为等差数列{an}的公差,数列{bn}的前n项和Tn,满足(n∈N*),且d=a5=b2,若实数m∈Pk={x|ak﹣2<x<ak+3}(k∈N*,k≥3),则称m具有性质Pk.
(1)请判断b1、b2是否具有性质P6,并说明理由;
(2)设Sn为数列{an}的前n项和,若{Sn﹣2λan}是单调递增数列,求证:对任意的k(k∈N*,k≥3),实数λ都不具有性质Pk;
(3)设Hn是数列{Tn}的前n项和,若对任意的n∈N*,H2n﹣1都具有性质Pk,求所有满足条件的k的值.
2018年上海市普陀区高考数学一模试卷
参考答案与试题解析
一.填空题(本大题共12题,1-6每题4分,7-12每题5分,共54分)
1.(4分)设全集U={1,2,3,4,5},若集合A={3,4,5},则∁UA= {1,2} .
【解答】解:∵全集U={1,2,3,4,5},
集合A={3,4,5},
∴∁UA={1,2}.
故答案为:{1,2}.
2.(4分)若,则= .
【解答】解:,
∴=.
故答案为:.
3.(4分)方程log2(2﹣x)+log2(3﹣x)=log212的解x= ﹣1 .
【解答】解:∵方程log2(2﹣x)+log2(3﹣x)=log212,
∴,即,
解得x=﹣1.
故答案为:﹣1.
4.(4分)的二项展开式中的常数项的值为 ﹣84 .
【解答】解:二项展开式的通项=,
由,得r=3.
∴的二项展开式中的常数项为.
故答案为:﹣84.
5.(4分)不等式的解集为 [0,1)∪(1,2] .
【解答】解:由题意得:
,解得:0≤x<1或1<x≤2,
故答案为:[0,1)∪(1,2].
6.(4分)函数的值域为 [﹣1,3] .
【解答】解:∵=sinx+cosx+1=2sin(x+)+1,
∵sin(x+)∈[﹣1,1],
∴f(x)=2sin(x+)+1∈[﹣1,3].
故答案为:[﹣1,3].
7.(5分)已知i是虚数单位,是复数z的共轭复数,若,则在复平面内所对应的点所在的象限为第 一 象限.
【解答】解:,设z=a+bi,则z×2i﹣(1+i)=0,
即(a+bi)×2i﹣1﹣i=0,则2ai﹣2b﹣1﹣i=0,
∴﹣2b﹣1+(2a﹣1)i=0,则,则,
∴z=﹣i,则=+i,
∴则在复平面内所对应的点位于第一象限,
故答案为:一.
8.(5分)若数列{an}的前n项和(n∈N*),则= ﹣2 .
【解答】解:数列{an}的前n项和(n∈N*),
可得n=1时,a1=S1=﹣3+2+1=0;
当n≥2时,an=Sn﹣Sn﹣1=﹣3n2+2n+1+3(n﹣1)2﹣2n+2﹣1
=﹣6n+5,
则==(﹣2+)=﹣2+0=﹣2.
故答案为:﹣2.
9.(5分)若直线l:x+y=5与曲线C:x2+y2=16交于两点A(x1,y1)、B(x2,y2),则x1y2+x2y1的值为 16 .
【解答】解:直线l:x+y=5与曲线C:x2+y2=16交于两点A(x1,y1)、B(x2,y2),
则:,
所以:2x2﹣10x+9=0,
则:x1+x2=5,,
则:x1y2+x2y1=x1(5﹣x2)+x2(5﹣x1),
=5(x1+x2)﹣2x1x2,
=25﹣9,
=16.
故答案为:16.
10.(5分)设a1、a2、a3、a4是1,2,3,4的一个排列,若至少有一个i(i=1,2,3,4)使得ai=i成立,则满足此条件的不同排列的个数为 15 .
【解答】解:根据题意,a1、a2、a3、a4是1,2,3,4的一个排列,
则所有的排列有A44=24个,
假设不存在i(i=1,2,3,4)使得ai=i成立,则a1可以在第2、3、4位置,有3种情况,
假设a1在第二个位置,则a1可以在第1、3、4位置,也有3种情况,
此时a3、a4只有1种排法,
剩余的两个数在其余两个位置,有1种情况,
则不存在i(i=1,2,3,4)使得ai=i成立的情况有3×3=9种,
则至少有一个i(i=1,2,3,4)使得ai=i成立排列数有24﹣9=15个;
故答案为:15.
11.(5分)已知正三角形ABC的边长为,点M是△ABC所在平面内的任一动点,若,则的取值范围为 [0,6] .
【解答】解:以A点为原点,建立如图所示的平面直角坐标系,
则A(0,0),B(,0),C(,),
∵,
不妨设M(cosθ,sinθ),
∴++=(﹣cosθ,﹣sinθ)+(﹣cosθ,﹣sinθ)+(﹣cosθ,﹣sinθ)=(﹣3cosθ,﹣3sinθ),
∴|++|2=(﹣3cosθ)2+(﹣3sinθ)2=9(2﹣cosθ﹣sinθ)=18﹣18sin(θ+),
∵﹣1≤sin(θ+)≤1,
∴0≤18﹣18sin(θ+)≤36,
∴的取值范围为[0,6],
故答案为:[0,6]
12.(5分)双曲线绕坐标原点O旋转适当角度可以成为函数f(x)的图象,关于此函数f(x)有如下四个命题:
①f(x)是奇函数;
②f(x)的图象过点或;
③f(x)的值域是;
④函数y=f(x)﹣x有两个零点;
则其中所有真命题的序号为 ①② .
【解答】解:双曲线关于坐标原点对称,
可得旋转后得到的函数f(x)的图象关于原点对称,
即有f(x)为奇函数,故①对;
由双曲线的顶点为(±,0),渐近线方程为y=±x,
可得f(x)的图象的渐近线为x=0和y=±x,
图象关于直线y=x对称,
可得f(x)的图象过点,或,
由对称性可得f(x)的图象按逆时针60°旋转位于一三象限;
按顺时针旋转60°位于二四象限;
故②对;
f(x)的图象按逆时针旋转60°位于一三象限,
由图象可得顶点为点,或,
不是极值点,则f(x)的值域不是;
f(x)的图象按顺时针旋转60°位于二四象限,
由对称性可得f(x)的值域也不是.
故③不对;
当f(x)的图象位于一三象限时,f(x)的图象与直线y=x有两个交点,
函数y=f(x)﹣x有两个零点;
当f(x)的图象位于二四象限时,f(x)的图象与直线y=x没有交点,
函数y=f(x)﹣x没有零点.
故④错.
故答案为:①②.
二.选择题(本大题共4题,每题5分,共20分)
13.(5分)若数列{an}(n∈N*)是等比数列,则矩阵
所表示方程组的解的个数是( )
A.0个 B.1个 C.无数个 D.不确定
【解答】解:根据题意,矩阵所表示方程组为,
又由数列{an}(n∈N*)是等比数列,
则有===,
则方程组的解有无数个;
故选:C.
14.(5分)“m>0”是“函数f(x)=|x(mx+2)|在区间(0,+∞)上为增函数”的( )
A.充分非必要条件 B.必要非充分条件
C.充要条件 D.既非充分也非必要条件
【解答】解:∵m>0,
∴函数f(x)=|x(mx+2)|=|mx2+2x|,
∵f(0)=0,∴f(x)在区间(0,+∞)上为增函数”;
∵函数f(x)=|x(mx+2)|=|mx2+2x|在区间(0,+∞)上为增函数,
f(0)=0,
∴m∈R,
∴“m>0”是“函数f(x)=|x(mx+2)|在区间(0,+∞)上为增函数”的充分非必要条件.
故选:A.
15.(5分)用长度分别为2、3、5、6、9(单位:cm)的五根木棒连接(只允许连接,不允许折断),组成共顶点的长方体的三条棱,则能够得到的长方体的最大表面积为( )
A.258cm2 B.414cm2 C.416cm2 D.418cm2
【解答】解:设长方体的三条棱分别为a,b,c,
则长方体的表面积S=2(ab+bc+ac)≤(a+b)2+(b+c)2+(a+c)2,
当且仅当a=b=c时上式“=”成立.
由题意可知,a,b,c不可能相等,
故考虑当a,b,c三边长最接近时面积最大,此时三边长为8,8,9,
用2、6连接,3、5连接各为一条棱,第三条棱为9组成长方体,
此时能够得到的长方体的最大表面积为2(8×8+8×9+8×9)=416(cm2).
故选:C.
16.(5分)定义在R上的函数f(x)满足,且f(x﹣1)=f(x+1),则函数在区间[﹣1,5]上的所有零点之和为( )
A.4 B.5 C.7 D.8
【解答】解:∵函数,且f(x﹣1)=f(x+1),函数的周期为2,函数,的零点,就是y=f(x)与y=图象的交点的横坐标,
∴y=f(x)关于点(0,3)中心对称,将函数两次向右平移2个单位,
得到函数y=f(x)在[﹣1,5]上的图象,每段曲线不包含右端点(如下图),
去掉端点后关于(2,3)中心对称.
又∵y==3+关于(2,3)中心对称,
故方程f(x)=g(x)在区间[﹣1,5]上的根就是函数y=f(x)和y=g(x)的交点横坐标,共有三个交点,
自左向右横坐标分别为x1,x2,x3,其中x1和x3关于(2,3)中心对称,
∴x1+x3=4,x2=1,
故x1+x2+x3=5.
故选:B.
三.解答题(本大题共5题,共14+14+14+16+18=76分)
17.(14分)如图所示的圆锥的体积为,底面直径AB=2,点C是弧的中点,点D是母线PA的中点.
(1)求该圆锥的侧面积;
(2)求异面直线PB与CD所成角的大小.
【解答】解:(1)∵圆锥的体积为,底面直径AB=2,
∴,解得PO=,
∴PA==2,
∴该圆锥的侧面积S=πrl=π×1×2=2π.
(2)∵圆锥的体积为,底面直径AB=2,
点C是弧的中点,点D是母线PA的中点.
∴PO⊥平面ABC,OC⊥AB,
∴以O为原点,OC为x轴,OB为y轴,OP为z轴,
建立空间直角坐标系,
则A(0,﹣1,0),P(0,0,),D(0,﹣,),
B(0,1,0),C(1,0,0),
=(0,1,﹣),=(﹣1,﹣,),
设异面直线PB与CD所成角为θ,
则cosθ===,
∴θ=.
∴异面直线PB与CD所成角为.
18.(14分)某快递公司在某市的货物转运中心,拟引进智能机器人分拣系统,以提高分拣效率和降低物流成本,已知购买x台机器人的总成本p(x)=+x+150万元.
(1)若使每台机器人的平均成本最低,问应买多少台?
(2)现按(1)中的数量购买机器人,需要安排m人将邮件放在机器人上,机器人将邮件送达指定落袋格口完成分拣(如图),经实验知,每台机器人的日平均分拣量q(m)=
(单位:件),已知传统人工分拣每人每日的平均分拣量为1200件,问引进机器人后,日平均分拣量达最大值时,
用人数量比引进机器人前的用人数量最多可减少百分之几?
【解答】解:(1)由总成本p(x)=+x+150万元,可得
每台机器人的平均成本y==2.
当且仅当,即x=300时,上式等号成立.
∴若使每台机器人的平均成本最低,应买300台;
(2)引进机器人后,每台机器人的日平均分拣量q(m)=,
当1≤m≤30时,300台机器人的日平均分拣量为160m(60﹣m)=﹣160m2+9600m,
∴当m=30时,日平均分拣量有最大值144000.
当m>30时,日平均分拣量为480×300=144000.
∴300台机器人的日平均分拣量的最大值为144000件.
若传统人工分拣144000件,则需要人数为人.
∴日平均分拣量达最大值时,用人数量比引进机器人前的用人数量最多可减少=75%.
19.(14分)设函数f(x)=sin(ωx+φ)(ω>0,),已知角φ的终边经过点,点M(x1,y1)、N(x2,y2
)是函数f(x)图象上的任意两点,当|f(x1)﹣f(x2)|=2时,|x1﹣x2|的最小值是.
(1)求函数y=f(x)的解析式;
(2)已知△ABC面积为,角C所对的边,,求△ABC的周长.
【解答】解:(1)已知角φ的终边经过点,且,
则:φ=﹣,
点M(x1,y1)、N(x2,y2)是函数f(x)图象上的任意两点,
当|f(x1)﹣f(x2)|=2时,|x1﹣x2|的最小值是.
则:T=π,
所以:ω=,
所以:;
(2)由于:=sin()=,
且0<C<π,
解得:C=,
△ABC面积为,
所以:,
解得:ab=20.
由于:c2=a2+b2﹣2abcosC,c=2,
所以:20=(a+b)2﹣3ab,
解得:a+b=4,
所以:.
20.(16分)设点F1、F2分别是椭圆(t>0)的左、右焦点,且椭圆C上的点到点F2的距离的最小值为
,点M、N是椭圆C上位于x轴上方的两点,且向量与向量平行.
(1)求椭圆C的方程;
(2)当时,求△F1MN的面积;
(3)当时,求直线F2N的方程.
【解答】解:(1)点F1、F2分别是椭圆(t>0)的左、右焦点,
∴a=t,c=t,
∵椭圆C上的点到点F2的距离的最小值为,
∴a﹣c=t﹣t=2﹣2,
解得t=2,
∴椭圆的方程为+=1,
(2)由(1)可得F1(﹣2,0),F2(2,0),
点M、N是椭圆C上位于x轴上方的两点,
可设N(2cosθ,2sinθ),
∴=(2cosθ+2,2sinθ),=(2cosθ﹣2,2sinθ),
∵,
∴(2cosθ+2)(2cosθ﹣2)+4sin2θ=0,
解得cosθ=0,sinθ=1,
∴N(0,2),
∴=(﹣2,2),
∴k==﹣1,
∵向量与向量平行,
∴直线F1M的斜率为﹣1,
∴直线方程为y=﹣x﹣2,
联立方程组,解得x=0,y=﹣2(舍去),或x=﹣,y=,
∴M(﹣,),
∴|F1M|==,
点N到直线直线y=﹣x﹣2的距离为d==2,
∴△F1MN的面积=|F1M|•d=××2=,
(3)∵向量与向量平行,
∴λ=,
∴,
∴(λ﹣1)||=,即λ>1,
设M(x1,y1),N(x2,y2),
∴λ(x1+2)=x2﹣2,y2=λy1,
∴x2=λx1+2(λ+1)
∵+=1,
∴x22+2y22=8,
∴[λx1+2(λ+1)]2+2λ2y12=12λ2+8λ+4+4λ(λ+1)x1=8,
∴4λ(λ+1)x1=(1﹣3λ)(λ+1),
∴x1==﹣3,
∴y12=4﹣,
∴||2=(x1+2)2+y12=(﹣3+2)2+4﹣=,
∴||=,
∴(λ﹣1)•=,
∴λ2﹣2λ﹣1=0
解得λ=2+,或λ=2﹣(舍去)
∴x1=﹣3=﹣3=﹣1﹣,
∴y12=4﹣=2﹣==,
∴y1=,
∴k==﹣,
∴直线F2N的方程为y﹣0=﹣(x﹣2),
即为x+y﹣2=0
21.(18分)设d为等差数列{an}的公差,数列{bn}的前n项和Tn,满足(n∈N*),且d=a5=b2,若实数m∈Pk={x|ak﹣2<x<ak+3}(k∈N*,k≥3),则称m具有性质Pk.
(1)请判断b1、b2是否具有性质P6,并说明理由;
(2)设Sn为数列{an}的前n项和,若{Sn﹣2λan}是单调递增数列,求证:对任意的k(k∈N*,k≥3),实数λ都不具有性质Pk;
(3)设Hn是数列{Tn}的前n项和,若对任意的n∈N*,H2n﹣1都具有性质Pk,求所有满足条件的k的值.
【解答】解:(1)(n∈N*),
可得n=1时,T1+=﹣b1=﹣T1,
解得b1=﹣,
T2+=b2=﹣+b2+=b2,
T3+=﹣b3=﹣+b2+b3+,即b2+2b3=,
T4+=b4=﹣+b2+b3+b4+,即b2+b3=,
解得b2=,b3=﹣,
同理可得b4=,b5=﹣,
b6=,b7=﹣,
…,b2n﹣1=﹣,
d=a5=b2,可得d=a1+4d=,
解得a1=﹣,d=,an=,
P6={x|a4<x<a9}(k∈N*,k≥3)={x|0<x<},
则b1不具有性质P6,b2具有性质P6;
(2)证明:设Sn为数列{an}的前n项和,若{Sn﹣2λan}是单调递增数列,
可得Sn+1﹣2λan+1≥Sn﹣2λan,
即为≥,
化为4λ+6≤2n对n为一切自然数成立,
即有4λ+6≤2,可得λ≤﹣1,
又Pk={x|ak﹣2<x<ak+3}(k∈N*,k≥3),
且a1=﹣,d>0,可得Pk中的元素大于﹣1,
则对任意的k(k∈N*,k≥3),实数λ都不具有性质Pk;
(3)设Hn是数列{Tn}的前n项和,若对任意的n∈N*,H2n﹣1都具有性质Pk,
由于H1=T1=b1=﹣,H3=T1+T2+T3=﹣,H5=T1+T2+T3+T4+T5=﹣,
H7=﹣+0﹣=﹣,…,H2n﹣1=H2n﹣3+b2n﹣1,(n≥2),
当k=3时,P3={x|a1<x<a6}={x|﹣<x<},
当k=4时,P4={x|a2<x<a7}={x|﹣<x<},
当k=5时,P5={x|a3<x<a8}={x|﹣<x<1},
当k=6时,P3={x|a4<x<a9}={x|0<x<},
显然k=5,6不成立,
故所有满足条件的k的值为3,4.