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- 2021-06-12 发布
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2018年河南省开封市高考数学一模试卷(文科)
一、选择题:本大题共12小题,每小题5分,共60分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.
1.(5分)设集合A={1,3,5,7},B={x|2≤x≤5},则A∩B的真子集个数为( )
A.2个 B.3个 C.4个 D.8个
2.(5分)复数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.(5分)已知向量=(m﹣1,1),=(m,﹣2),则“m=2”是“⊥”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
4.(5分)在△ABC中,a=2,b=,B=,则A=( )
A. B. C. D.或
5.(5分)若,则sin2α=( )
A. B. C. D.
6.(5分)如图的茎叶图表示的是甲、乙两人在5次综合测评中的成绩,其中一个数字被污损,则乙的平均成绩超过甲的平均成绩的概率为( )
A. B. C. D.
7.(5分)已知曲线﹣=1(a>0,b>0)为等轴双曲线,且焦点到渐近线的距离为,则该双曲线的方程为( )
A. B.x2﹣y2=1 C. D.x2﹣y2=2
8.(5分)我国古代名著《庄子•天下篇》中有一句名言“一尺之棰,日取其半,万世不竭”,其意思为:一尺的木棍,每天截取一半,永远都截不完.现将该木棍依此规律截取,如图所示的程序框图的功能就是计算截取7天后所剩木棍的长度(单位:尺),则①②③处可分别填入的是( )
A. B.
C. D.
9.(5分)如图,在一个正方体内放入两个半径不相等的球O1、O2,这两个球相外切,且球O1与正方体共顶点A的三个面相切,球O2与正方体共顶点B1的三个面相切,则两球在正方体的面AA1C1C上的正投影是( )
A. B. C. D.
10.(5分)函数y=xln|x|的图象大致是( )
A. B. C. D.
11.(5分)抛物线M:y2=4x的准线与x轴交于点A,点F为焦点,若抛物线M上一点P满足PA⊥PF,则以F为圆心且过点P的圆被y轴所截得的弦长约为(参考数据:≈2.24)( )
A. B. C. D.
12.(5分)已知函数,若函数F(x)=f(x)﹣3的所有零点依次记为x1,x2,x3,…,xn,且x1<x2<x3<…<xn,则x1+2x2+2x3+…+2xn﹣1+xn=( )
A. B.445π C.455π D.
二、填空题:本大题共4小题,每小题5分,共20分.
13.(5分)则f(f(2))的值为 .
14.(5分)已知函数f(x)=ax3+bx+1的图象在点(1,f(1))处的切线方程为4x﹣y﹣1=0,则a+b= .
15.(5分)设x,y满足约束条件,且x,y∈Z,则z=3x+5y的最大值为 .
16.(5分)一个棱长为5的正四面体(棱长都相等的三棱锥)纸盒内放一个小正四面体,若小正四面体在纸盒内可以任意转动,则小正四面体的棱长的最大值为 .
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.(12分)已知正项等比数列{an}满足a3a9=4a52,a2=1.
(Ⅰ)求{an}的通项公式;
(Ⅱ)记bn=2nan,求数列{bn}的前n项和Sn.
18.(12分)如图1,在矩形ABCD中,AD=2AB=4,E是AD的中点.将△ABE沿BE折起使A到点P的位置,平面PEB⊥平面BCDE,如图2.
(Ⅰ)求证:PB⊥平面PEC;
(Ⅱ)求三棱锥D﹣PEC的高.
19.(12分)近年来我国电子商务行业迎来蓬勃发展的新机遇,2017年双11期间,某购物平台的销售业绩高达1271亿人民币.与此同时,相关管理部门推出了针对电商的商品和服务的评价体系,现从评价系统中选出200次成功交易,并对其评价进行统计,对商品的好评率为0.6,对服务的好评率为0.75,其中对商品和服务都做出好评的交易为80次.
(Ⅰ)完成下面的 2×2列联表,并回答是否有99%的把握,认为商品好评与服务好评有关?
对服务好评
对服务不满意
合计
对商品好评
对商品不满意
合计
200
(Ⅱ)若针对商品的好评率,采用分层抽样的方式从这200次交易中取出5次交易,并从中选择两次交易进行客户回访,求至少有一次好评的概率.
附:
P(K2≥k)
0.15
0.10
0.05
0.025
0.010
0.005
0.001
k
2.072
2.706
3.841
5.024
6.635
7.879
10.828
(,其中n=a+b+c+d)
20.(12分)给定椭圆C:+=1(a>b>0),称圆心在原点O,半径为的圆是椭圆C的“准圆”.已知椭圆C的离心率,其“准圆”的方程为x2+y2=4.
(I)求椭圆C的方程;
(II)点P是椭圆C的“准圆”上的动点,过点P作椭圆的切线l1,l2交“准圆”于点M,N.
(1)当点P为“准圆”与y轴正半轴的交点时,求直线l1,l2的方程,并证明l1⊥l2;
(2)求证:线段MN的长为定值.
21.(12分)已知函数f(x)=(t﹣1)xex,g(x)=tx+1﹣ex.
(Ⅰ)当t≠1时,讨论f(x)的单调性;
(Ⅱ)f(x)≤g(x)在[0,+∞)上恒成立,求t的取值范围.
选修4-4:极坐标与参数方程
22.(10分)已知直线l:3x﹣y﹣6=0,在以坐标原点O为极点,x轴正半轴为极轴的极坐标系中,曲线C:ρ﹣4sinθ=0.
(Ⅰ)将直线l写成参数方程(t为参数,α∈[0,π),)的形式,并求曲线C的直角坐标方程;
(Ⅱ)过曲线C上任意一点P作倾斜角为30°的直线,交l于点A,求|AP|的最值.
选修4-5:不等式选讲
23.已知关于x的不等式|x+1|+|2x﹣1|≤3的解集为{x|m≤x≤n}.
(I)求实数m、n的值;
(II)设a、b、c均为正数,且a+b+c=n﹣m,求++的最小值.
2018年河南省开封市高考数学一模试卷(文科)
参考答案与试题解析
一、选择题:本大题共12小题,每小题5分,共60分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.
1.(5分)设集合A={1,3,5,7},B={x|2≤x≤5},则A∩B的真子集个数为( )
A.2个 B.3个 C.4个 D.8个
【解答】解:集合A={1,3,5,7},B={x|2≤x≤5},
则A∩B={3,5},
∴A∩B的真子集是∅,{3},{5},共3个.
故选:B.
2.(5分)复数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
【解答】解:∵=,
∴复数在复平面内对应的点的坐标为(),在第四象限.
故选:D.
3.(5分)已知向量=(m﹣1,1),=(m,﹣2),则“m=2”是“⊥”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【解答】解:∵=(m﹣1,1),=(m,﹣2),
∴⇔m(m﹣1)﹣2=0.
由m(m﹣1)﹣2=0,解得m=﹣1或m=2.
∴“m=2”是“⊥”的充分不必要条件.
故选:A.
4.(5分)在△ABC中,a=2,b=,B=,则A=( )
A. B. C. D.或
【解答】解:在△ABC中,∵a=2,b=,B=,
∴由正弦定理可得:sinA===,
∵A∈(,π),
∴A=或.
故选:D.
5.(5分)若,则sin2α=( )
A. B. C. D.
【解答】解:∵,
∴sin2α=﹣cos()=﹣cos2()
=﹣[2﹣1]=1﹣=1﹣2×=.
故选:C.
6.(5分)如图的茎叶图表示的是甲、乙两人在5次综合测评中的成绩,其中一个数字被污损,则乙的平均成绩超过甲的平均成绩的概率为( )
A. B. C. D.
【解答】解:茎叶图表示的是甲、乙两人在5次综合测评中的成绩,其中一个数字被污损,
甲的平均成绩为:=(88+89+90+91+92)=90,
∵乙的平均成绩超过甲的平均成绩,
设数字被污损为x,
∴83+83+87+(90+x)+99>450,x>8,
∴x=9,
∴乙的平均成绩超过甲的平均成绩的概率为p=.
故选:A.
7.(5分)已知曲线﹣=1(a>0,b>0)为等轴双曲线,且焦点到渐近线的距离为,则该双曲线的方程为( )
A. B.x2﹣y2=1 C. D.x2﹣y2=2
【解答】解:根据题意,若曲线﹣=1(a>0,b>0)为等轴双曲线,则a2=b2,
c==a,即焦点的坐标为(±a,0);
其渐近线方程为x±y=0,
若焦点到渐近线的距离为,则有=a=,
则双曲线的标准方程为﹣=1,即x2﹣y2=2;
故选:D.
8.(5分)我国古代名著《庄子•天下篇》中有一句名言“一尺之棰,日取其半,万世不竭”,其意思为:一尺的木棍,每天截取一半,永远都截不完.现将该木棍依此规律截取,如图所示的程序框图的功能就是计算截取7天后所剩木棍的长度(单位:尺),则①②③处可分别填入的是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:由题意可得:由图可知第一次剩下,第二次剩下,…由此得出第7次剩下,
可得①为i≤7?
②s=
③i=i+1
故选:D.
9.(5分)如图,在一个正方体内放入两个半径不相等的球O1、O2,这两个球相外切,且球O1与正方体共顶点A的三个面相切,球O2与正方体共顶点B1的三个面相切,则两球在正方体的面AA1C1C上的正投影是( )
A. B. C. D.
【解答】解:由题意可以判断出两球在正方体的面AA1C1C上的正投影与正方形相切,排除C、D,把其中一个球扩大为与正方体相切,则另一个球被挡住一部分,由于两球不等,所以排除A;B正确;
故选B
10.(5分)函数y=xln|x|的图象大致是( )
A. B. C. D.
【解答】解:∵函数f(x)=xln|x|,可得f(﹣x)=﹣f(x),
f(x)是奇函数,其图象关于原点对称,排除A,D,
当x→0时,f(x)→0,故排除B
又f′(x)=lnx+1,令f′(x)>0得:x>,得出函数f(x)在(,+∞)上是增函数,
故选:C.
11.(5分)抛物线M:y2=4x的准线与x轴交于点A,点F为焦点,若抛物线M上一点P满足PA⊥PF,则以F为圆心且过点P的圆被y轴所截得的弦长约为(参考数据:≈2.24)( )
A. B. C. D.
【解答】解:由题意,A(﹣1,0),F(1,0),
点P在以AF为直径的圆x2+y2=1上.
设点P的横坐标为m,联立圆与抛物线的方程得x2+4x﹣1=0,
∵m>0,∴m=﹣2+,
∴点P的横坐标为﹣2+,
∴|PF|=m+1=﹣1+,
∴圆F的方程为(x﹣1)2+y2=(﹣1)2,
令x=0,可得y=±,
∴|EF|=2=2=,
故选:D.
12.(5分)已知函数,若函数F(x)=f(x)﹣3的所有零点依次记为x1,x2,x3,…,xn,且x1<x2<x3<…<xn,则x1+2x2+2x3+…+2xn﹣1+xn=( )
A. B.445π C.455π D.
【解答】解:函数,
令2x﹣=+kπ得x=+,k∈Z,即f(x)的对称轴方程为x=+,k∈Z.
∵f(x)的最小正周期为T=π,0≤x≤,
当k=30时,可得x=,
∴f(x)在[0,]上有30条对称轴,
根据正弦函数的性质可知:函数与y=3的交点x1,x2关于对称,x2,x3关于对称,…,
即x1+x2=×2,x2+x3=×2,…,xn﹣1+xn=2×()
将以上各式相加得:x1+2x2+2x3+…+2x28+x29=2(++…+)=(2+5+8+…+89)×=455π
则x1+2x2+2x3+…+2xn﹣1+xn=(x1+x2)+(x2+x3)+x3+…+xn﹣1+(xn﹣1+xn)=2()=455π,
故选:C
二、填空题:本大题共4小题,每小题5分,共20分.
13.(5分)则f(f(2))的值为 2 .
【解答】解:由题意,自变量为2,
故内层函数f(2)=log3(22﹣1)=1<2,
故有f(1)=2×e1﹣1=2,
即f(f(2))=f(1)=2×e1﹣1=2,
故答案为 2
14.(5分)已知函数f(x)=ax3+bx+1的图象在点(1,f(1))处的切线方程为4x﹣y﹣1=0,则a+b= 2 .
【解答】解:函数f(x)=ax3+bx+1的导数为f′(x)=3ax2+b,
f(x)的图象在点(1,f(1))处的切线方程为4x﹣y﹣1=0,
可得3a+b=4,f(1)=3=a+b+1,
解得a=1,b=1,
则a+b=2.
故答案为:2.
15.(5分)设x,y满足约束条件,且x,y∈Z,则z=3x+5y的最大值为 13 .
【解答】解:由约束条件作出可行域如图,
作出直线3x+5y=0,
∵x,y∈Z,
∴平移直线3x+5y=0至(1,2)时,目标函数z=3x+5y的最大值为13.
故答案为:13.
16.(5分)一个棱长为5的正四面体(棱长都相等的三棱锥)纸盒内放一个小正四面体,若小正四面体在纸盒内可以任意转动,则小正四面体的棱长的最大值为 .
【解答】解:∵在此纸盒内放一个小正四面体,若小正四面体在纸盒内可以任意转动,
∴小正四面体的外接球是纸盒的内切球,
设正四面体的棱长为a,则内切球的半径为a,外接球的半径是a,
∴纸盒的内切球半径是=,
设小正四面体的棱长是x,则=x,解得x=,
∴小正四面体的棱长的最大值为,
故答案为:.
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.(12分)已知正项等比数列{an}满足a3a9=4a52,a2=1.
(Ⅰ)求{an}的通项公式;
(Ⅱ)记bn=2nan,求数列{bn}的前n项和Sn.
【解答】解:(Ⅰ)正项等比数列{an}满足a3a9=4a52,a2=1.
则:,
解得:,
所以:;
(Ⅱ)由于:,
则:=n•2n﹣1,
所以:+…+n•2n﹣1①,
则:+…+n•2n②
①﹣②得:,
即:.
18.(12分)如图1,在矩形ABCD中,AD=2AB=4,E是AD的中点.将△ABE沿BE折起使A到点P的位置,平面PEB⊥平面BCDE,如图2.
(Ⅰ)求证:PB⊥平面PEC;
(Ⅱ)求三棱锥D﹣PEC的高.
【解答】解:(Ⅰ)证明:∵AD=2AB,E为线段AD的中点,
∴AB=AE,
取BE中点O,连接PO,则PO⊥BE,
又平面PEB⊥平面BCDE,平面PEB∩平面BCDE=BE,
∴PO⊥平面BCDE,则PO⊥EC,
在矩形ABCD中,∴AD=2AB,E为AD的中点,
∴BE⊥EC,则EC⊥平面PBE,
∴EC⊥PB,
又PB⊥PE,且PE∩EC=E,
∴PB⊥平面PEC.
(Ⅱ)以OB所在直线为x轴,以平行于EC所在直线为y轴,以OP所在直线为z轴建立空间直角坐标系,
∵PB=PE=2,则B(,0,0),E(﹣,0,0),P(0,0,),D(﹣2,,0),C(﹣,2,0),
∴=(﹣,0,﹣),=(﹣,2,﹣),
∴cos∠EPC===,可得:sin∠EPC==,可得:S△EPC=||•||•sin∠EPC=2×2×=2,
∵VP﹣ECD=VD﹣EPC,设三棱锥D﹣PEC的高为h,则可得:S△ECD•OP=S△EPC•h,可得:=2×h,
∴解得:三棱锥D﹣PEC的高h=1.
19.(12分)近年来我国电子商务行业迎来蓬勃发展的新机遇,2017年双11期间,某购物平台的销售业绩高达1271亿人民币.与此同时,相关管理部门推出了针对电商的商品和服务的评价体系,现从评价系统中选出200次成功交易,并对其评价进行统计,对商品的好评率为0.6,对服务的好评率为0.75,其中对商品和服务都做出好评的交易为80次.
(Ⅰ)完成下面的 2×2列联表,并回答是否有99%的把握,认为商品好评与服务好评有关?
对服务好评
对服务不满意
合计
对商品好评
对商品不满意
合计
200
(Ⅱ)若针对商品的好评率,采用分层抽样的方式从这200次交易中取出5次交易,并从中选择两次交易进行客户回访,求至少有一次好评的概率.
附:
P(K2≥k)
0.15
0.10
0.05
0.025
0.010
0.005
0.001
k
2.072
2.706
3.841
5.024
6.635
7.879
10.828
(,其中n=a+b+c+d)
【解答】解:(Ⅰ)根据题意,对商品好评次数为200×0.6=120,
对服务好评次数为200×0.75=150,
填写2×2列联表如下;
对服务好评
对服务不满意
合计
对商品好评
80
40
120
对商品不满意
70
10
80
合计
150
50
200
计算K2=≈11.11>6.635,
∴有99%的把握认为商品好评与服务好评有关;
(Ⅱ)根据分层抽样原理,从这200次交易中取出5次交易,
抽取商品好评次数为120×=3,不满意次数为2,
分别记为a、b、c、D、E,从中选择两次交易,基本事件为
ab、ac、aD、aE、bc、bD、bE、cD、cE、DE共10种,
至少有一次好评的事件为
ab、ac、aD、aE、bc、bD、bE、cD、cE共9种,
故所求的概率为P=.
20.(12分)给定椭圆C:+=1(a>b>0),称圆心在原点O,半径为的圆是椭圆C的“准圆”.已知椭圆C的离心率,其“准圆”的方程为x2+y2=4.
(I)求椭圆C的方程;
(II)点P是椭圆C的“准圆”上的动点,过点P作椭圆的切线l1,l2交“准圆”于点M,N.
(1)当点P为“准圆”与y轴正半轴的交点时,求直线l1,l2的方程,并证明l1⊥l2;
(2)求证:线段MN的长为定值.
【解答】解:(I)由准圆方程为x2+y2=4,则a2+b2=4,椭圆的离心率e===,
解得:a=,b=1,
∴椭圆的标准方程:;
(Ⅱ)证明:(1)∵准圆x2+y2=4与y轴正半轴的交点为P(0,2),
设过点P(0,2)且与椭圆相切的直线为y=kx+2,
联立,整理得(1+3k2)x2+12kx+9=0.
∵直线y=kx+2与椭圆相切,∴△=144k2﹣4×9(1+3k2)=0,解得k=±1,
∴l1,l2方程为y=x+2,y=﹣x+2.∵=1,=﹣1,
∴•=﹣1,则l1⊥l2.
(2)①当直线l1,l2中有一条斜率不存在时,不妨设直线l1斜率不存在,
则l1:x=±,
当l1:x=时,l1与准圆交于点(,1)(,﹣1),
此时l2为y=1(或y=﹣1),显然直线l1,l2垂直;
同理可证当l1:x=时,直线l1,l2垂直.
②当l1,l2斜率存在时,设点P(x0,y0),其中x02+y02=4.
设经过点P(x0,y0)与椭圆相切的直线为y=t(x﹣x0)+y0,
∴由得 (1+3t2)x2+6t(y0﹣tx0)x+3(y0﹣tx0)2﹣3=0.
由△=0化简整理得 (3﹣x02)t2+2x0y0t+1﹣y02=0,
∵x02+y02=4.,∴有(3﹣x02)t2+2x0y0t+(x02﹣3)=0.
设l1,l2的斜率分别为t1,t2,
∵l1,l2与椭圆相切,∴t1,t2满足上述方程(3﹣x02)t2+2x0y0t+(x02﹣3)=0,
∴t1•t2=﹣1,即l1,l2垂直.
综合①②知:∵l1,l2经过点P(x0,y0),又分别交其准圆于点M,N,且l1,l2
垂直.
∴线段MN为准圆x2+y2=4的直径,|MN|=4,
∴线段MN的长为定值.
21.(12分)已知函数f(x)=(t﹣1)xex,g(x)=tx+1﹣ex.
(Ⅰ)当t≠1时,讨论f(x)的单调性;
(Ⅱ)f(x)≤g(x)在[0,+∞)上恒成立,求t的取值范围.
【解答】解:(Ⅰ)由f(x)=(t﹣1)xex,得f′(x)=(t﹣1)(x+1)ex,
若t>1,则x<﹣1时,f′(x)<0,f(x)递减,x>﹣1时,f′(x)>0,f(x)递增,
若t<1,则x<﹣1时,f′(x)>0,f(x)递增,x>﹣1时,f′(x)<0,f(x)递减,
故t>1时,f(x)在(﹣∞,﹣1)递减,在(﹣1,+∞)递增,
t<1时,f(x)在(﹣∞,﹣1)递增,在(﹣1,+∞)递减;
(2)f(x)≤g(x)在[0,+∞)上恒成立,
即(t﹣1)xex﹣tx﹣1+ex≤0对∀x≥0成立,
设h(x)=(t﹣1)xex﹣tx﹣1+ex,
h(0)=0,h′(x)=(t﹣1)(x+1)ex﹣t+ex,h′(0)=0,
h″(x)=ex[(t﹣1)x+2t﹣1],
t=1时,h″(x)=ex≥0,h′(x)在[0,+∞)递增,
∴h′(x)≥h′(0)=0,故h(x)在[0,+∞)递增,
故h(x)≥h(0)=0,显然不成立,
∴t≠1,则h″(x)=ex(x+)(t﹣1),
令h″(x)=0,则x=﹣,
①当﹣≤0即t<或t>1时,
若t≤,则h″(x)在[0,+∞)为负,h′(x)递减,
故有h′(x)≤h′(0)=0,h(x)在[0,+∞)递减,
∴h(x)≤h(0)=0成立,
若t≥1,则h″(x)在[0,+∞)上为正,h′(x)递增,
故有h′(x)≥h′(0)=0,故h(x)在[0,+∞)递增,
故h(x)≥h(0)=0,不成立,
②﹣≥0即≤t≤1时,
h″(x)在[0,﹣)内有h′(x)≥h′(0)=0,h(x)递增,
故h(x)在[0,﹣)内有h(x)≥h(0)=0不成立,
综上,t的范围是(﹣∞,].
选修4-4:极坐标与参数方程
22.(10分)已知直线l:3x﹣y﹣6=0,在以坐标原点O为极点,x轴正半轴为极轴的极坐标系中,曲线C:ρ﹣4sinθ=0.
(Ⅰ)将直线l写成参数方程(t为参数,α∈[0,π),)的形式,并求曲线C的直角坐标方程;
(Ⅱ)过曲线C上任意一点P作倾斜角为30°的直线,交l于点A,求|AP|的最值.
【解答】解:(Ⅰ)直线l:3x﹣y﹣6=0,转化为直角坐标方程为:(t为参数),
曲线C:ρ﹣4sinθ=0.转化为直角坐标方程为:x2+y2﹣4y=0.
(Ⅱ)首先把x2+y2﹣4y=0的方程转化为:x2+(y﹣2)2=4,
所以经过圆心,且倾斜角为30°的直线方程为:,
则:,
解得:,
则:=,
则:|AP|的最大值为:,
|AP|的最小值为:.
选修4-5:不等式选讲
23.已知关于x的不等式|x+1|+|2x﹣1|≤3的解集为{x|m≤x≤n}.
(I)求实数m、n的值;
(II)设a、b、c均为正数,且a+b+c=n﹣m,求++的最小值.
【解答】解:(Ⅰ)∵|x+1|+|2x﹣1|≤3,
∴或或,
解得:﹣1≤x≤1,
故m=﹣1,n=1;
(Ⅱ)由(Ⅰ)a+b+c=2,
则++
=(++)(a+b+c)
=[1+1+1+(+)+(+)+(+)]
≥+(2+2+2)
=+3=,
当且仅当a=b=c=时“=”成立.