江苏省南京市高三第三次模拟考试数学试卷
高中数学考试
考试时间:
分钟
满分:
120 分
*注意事项:
1、填写答题卡的内容用2B铅笔填写 2、提前 xx 分钟收取答题卡
第Ⅰ卷 客观题
第Ⅰ卷的注释
一、填空题(共13题,共65分)
1、 已知为自然对数的底数.若存在,使得函数在上存在零点,则的取值范围为_________. 2、 若正数成等差数列,则的最小值为_________. 3、 在平面直角坐标系中,圆与轴的两个交点分别为 ,其中在的右侧,以为直径的圆记为圆,过点作直线与圆,圆分别交于两点.若为线段的中点,则直线的方程为_________. 4、 若是定义在上的周期为3的函数,且,则的值为_________. 5、 若等比数列的前项和为,且,则的值为_________. 6、 在平面直角坐标系中,若双曲线的一个焦点到一条渐近线的距离为,则该双曲线的离心率为_________. 7、 已知是两个不同的平面,是两条不同的直线,有如下四个命题: ①若,则; ②若,则; ③若,则; ④若,则. 其中真命题为_________(填所有真命题的序号). 8、 若实数满足,则的取值范围为_________. 9、 已知三人分别在连续三天中值班,每人值班一天,那么与在相邻两天值班的概率为_________. 10、 根据如图所示的伪代码,可知输出的值为_________. 11、 某学校为了了解住校学生每天在校平均开销情况,随机抽取了500名学生,他们的每天在校平均开销都不低于20元且不超过60元,其频率分布直方图如图所示,则其中每天在校平均开销在元的学生人数为_________. 12、 已知复数的共轭复数是.若,其中为虚数单位,则的模为_________. 13、 集合,则_________.
二、解答题(共11题,共55分)
14、 已知,其中且. (1)若,求的值; (2)对于每一个给定的正整数,求关于的方程所有解的集合. 15、 在平面直角坐标系中,抛物线的焦点为,点是抛物线上一点,且. (1)求的值; (2)若为抛物线上异于的两点,且.记点到直线的距离分别为,求的值. 16、 已知,且,求的最大值. 17、 在极坐标系中,已知圆经过点,圆心为直线与极轴的交点,求圆的极坐标方程. 18、 已知矩阵,若直线在矩阵对应的变换作用下得到直线,求直线的方程. 19、 在中, 为边上一点,的外接圆交边于点, 求证:是的平分线. 20、 若数列满足:对于任意均为数列中的项,则称数列为“ 数列”. (1)若数列的前项和,求证:数列为“ 数列”; (2)若公差为的等差数列为“ 数列”,求的取值范围; (3)若数列为“ 数列”,,且对于任意,均有,求数列的通项公式. 21、 已知函数,记为的导函数. (1)若的极大值为,求实数的值; (2)若函数,求在上取到最大值时的值; (3)若关于的不等式在上有解,求满足条件的正整数的集合. 22、 如图,在平面直角坐标系中,椭圆经过点,离心率为. 已知过点的直线与椭圆交于两点. (1)求椭圆的方程; (2)试问轴上是否存在定点,使得为定值.若存在,求出点的坐标;若不存在,请说明理由. 23、 如图,在三棱锥中,,其余棱长均为是棱上的一点,分别为棱的中点. (1)求证: 平面平面; (2)若平面,求的长. 24、 在平面直角坐标系中,锐角的顶点为坐标原点,始边为轴的正半轴,终边与单位圆的交点分别为.已知点的横坐标为,点的纵坐标为. (1)求的值; (2)求的值. |
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江苏省南京市高三第三次模拟考试数学试卷
1、
已知为自然对数的底数.若存在,使得函数在上存在零点,则的取值范围为_________.
分析:先转化为存在零点,再利用数形结合分析两种情况下求a的最大值和最小值得解.
详解:由题得存在,使得函数在上存在零点,
所以存在,使得,所以,
令直线y=ax+b,则两个函数的图像存在一个交点,
当直线y=ax+b过点(1,e),(0,-3e)时,此时a最大,此时b=-3e,a=4e,
所以a≤4e.
当直线y=ax+b过点且与相切时,最小,
设切点为,则切线方程为,
此时
所以a的最小值为
所以的取值范围为.
故答案为:
2、
若正数成等差数列,则的最小值为_________.
分析:先利用2b=a+c消掉b得到,再令5a+c=x,2a+c=y,消去a,c,利用基本不等式求最小值.
详解:因为正数a,b,c成等差数列,所以2b=a+c.
所以
令5a+c=x,2a+c=y,则
所以
当且仅当时取等号.
故答案为:
3、
在平面直角坐标系中,圆与轴的两个交点分别为 ,其中在的右侧,以为直径的圆记为圆,过点作直线与圆,圆分别交于两点.若为线段的中点,则直线的方程为_________.
分析:设直线l:y=k(x-4).先求出,,再根据求出k的值得解.
详解:由题得圆M的方程为:
令y=0得或x=4,所以A(4,0),B(2,0).
则圆N的方程为:
由题得直线l存在斜率,所以设直线l:y=k(x-4).
联立直线l方程和圆M的方程消去y,
得,
所以(1)
联立得
所以,(2)
因为(3)
解(1)(2)(3)得k=.
所以直线l的方程为.
故答案为:
4、
若是定义在上的周期为3的函数,且,则的值为_________.
分析:由题意可得f(0)=f(3),解得a=0,由分段函数求得f(1).
详解:f(x)是定义在R上的周期为3的函数,
且,可得f(0)=f(3),
即有a=﹣18+18=0,
则f(a+1)=f(1)=1+1=2,
故答案为:2
5、
若等比数列的前项和为,且,则的值为_________.
分析:设等比数列{an}的公比为q,n∈N*,且a1=1,S6=3S3,q=1时,不满足S6=3S3.q≠1,可得,化简再利用通项公式即可得出.
详解:设等比数列{an}的公比为q,n∈N*,且a1=1,S6=3S3,
q=1时,不满足S6=3S3.
q≠1,可得,
化为:q3+1=3,即q3=2,
∴a7=q6=4.
故答案为:4
6、
在平面直角坐标系中,若双曲线的一个焦点到一条渐近线的距离为,则该双曲线的离心率为_________.
分析:由已知中双曲线的焦点到其渐近线的距离等于实轴长,通过渐近线、离心率等几何元素,沟通a,b,c的关系,即可求出该双曲线的离心率.
详解:∵焦点到渐近线的距离等于半实轴长,∴=2a,
∴b=2a,∴e=.
故答案为:
7、
已知是两个不同的平面,是两条不同的直线,有如下四个命题:
①若,则; ②若,则;
③若,则; ④若,则.
其中真命题为_________(填所有真命题的序号).
①③
分析:①,根据线面垂直的性质和面面平行的定义判断命题正确;②,根据线面、面面垂直的定义与性质判断命题错误;③,根据线面平行的性质与面面垂直的定义判断命题正确;④,根据线面、面面平行与垂直的性质判断命题错误.
详解:对于①,当l⊥α,l⊥β时,根据线面垂直的性质和面面平行的定义知α∥β,①正确;
对于②,l⊥α,α⊥β时,有l∥β或l⊂β,∴②错误;
对于③,l∥α,l⊥β时,根据线面平行的性质与面面垂直的定义知α⊥β,∴③正确;
对于④,l∥α,α⊥β时,有l⊥β或l∥β或l⊂β或l与β相交,∴④错误.
综上,以上真命题为①③.
故答案为:①③
8、
若实数满足,则的取值范围为_________.
分析:由约束条件作出可行域,再由的几何意义,即可行域内的动点与定点O连线的斜率求解.
详解:由实数x,y满足作出可行域如图,
联立,解得A(1,2).
的几何意义为可行域内的动点与定点O连线的斜率,∴kOA=2.
由解得B().∴kOB=.
∴则的取值范围是[,2].
故答案为:[,2]
9、
已知三人分别在连续三天中值班,每人值班一天,那么与在相邻两天值班的概率为_________.
分析:先求出基本事件总数n==6,再求出A与B在相邻两天值班包含的基本事件个数m==4,由此能求出A与B在相邻两天值班的概率.
详情:A,B,C三人分别在连续三天中值班,每人值班一天,基本事件总数n==6,
A与B在相邻两天值班包含的基本事件个数m==4,
∴A与B在相邻两天值班的概率p=.
故答案为:
10、
根据如图所示的伪代码,可知输出的值为_________.
分析:模拟执行程序框图,依次写出每次循环得到的I,S的值,当I=10时不满足条件I<8,退出循环,输出S的值为7.
详解:模拟执行程序,可得S=1,I=1
满足条件I<8,S=3,I=4
满足条件I<8,S=5,I=7
满足条件I<8,S=7,I=10
不满足条件I<8,退出循环,输出S的值为7.
故答案为:7
11、
某学校为了了解住校学生每天在校平均开销情况,随机抽取了500名学生,他们的每天在校平均开销都不低于20元且不超过60元,其频率分布直方图如图所示,则其中每天在校平均开销在元的学生人数为_________.
分析:由频率分布直方图,得每天在校平均开销在[50,60]元的学生所点的频率为0.3,由此能求出每天在校平均开销在[50,60]元的学生人数.
详解:由频率分布直方图,得:
每天在校平均开销在[50,60]元的学生所点的频率为:1﹣(0.01+0.024+0.036)×10=0.3
∴每天在校平均开销在[50,60]元的学生人数为500×0.3=150.
故答案为:150
12、
已知复数的共轭复数是.若,其中为虚数单位,则的模为_________.
分析:先求出复数z,再求,再求的模.
详解:由题得,
所以.
故答案为:
13、
集合,则_________.
分析:先化简集合A,B,再求得解.
详解:由题得,,
所以.
故答案为:
14、
已知,其中且.
(1)若,求的值;
(2)对于每一个给定的正整数,求关于的方程所有解的集合.
(1);(2).
分析:(1)利用已知化简,解得n=15.(2)首先归纳猜想猜想fn(x)+gn(x)=(x+1)(x+2)…(x+n),再证明猜想,最后得到对于每一个给定的正整数n,关于x的方程fn(x)+gn(x)=0所有解的集合为{-1,-2,…,-n}.
详解:(1)因为fn(x)=x(x+1)…(x+i-1),
所以fn(1)=×1×…×i==(n-1)×n!,gn(1)=+1×2×…×n=2×n!,
所以(n-1)×n!=14×n!,解得n=15.
(2)因为f2(x)+g2(x)=2x+2+x(x+1)=(x+1)(x+2),
f3(x)+g3(x)=6x+3x(x+1)+6+x(x+1)(x+2)=(x+1)(x+2)(x+3),
猜想fn(x)+gn(x)=(x+1)(x+2)…(x+n).
面用数学归纳法证明:
当n=2时,命题成立;
假设n=k(k≥2,k∈N*)时命题成立,即fk(x)+gk(x)=(x+1)(x+2)…(x+k),
因为fk+1(x)=…(x+i-1)
= x(x+1)…(x+i-1)+x(x+1)…(x+k-1)
=(k+1) fk(x)+(k+1) x(x+1)…(x+k-1),
所以fk+1(x)+gk+1(x)=(k+1) fk(x)+(k+1) x(x+1)…(x+k-1)++x(x+1)…(x+k)
=(k+1)[ fk(x)+x(x+1)…(x+k-1)+]+x(x+1)…(x+k)=(k+1)[ fk(x)+gk(x)]+x(x+1)…(x+k).
=(k+1)(x+1)(x+2)…(x+k)+x(x+1)…(x+k)
=(x+1)(x+2)…(x+k) (x+k+1),
即n=k+1时命题也成立.
因此任意n∈N*且n≥2,有fn(x)+gn(x)=(x+1)(x+2)…(x+n).
所以对于每一个给定的正整数n,关于x的方程fn(x)+gn(x)=0所有解的集合为
{-1,-2,…,-n}.
15、
在平面直角坐标系中,抛物线的焦点为,点是抛物线上一点,且.
(1)求的值;
(2)若为抛物线上异于的两点,且.记点到直线的距离分别为,求的值.
(1);(2).
分析:(1)利用抛物线的定义求p的值.(2)先求出a的值,再联立直线的方程和抛物线的方程得到韦达定理,再求|(y1+2) (y2+2)|的值.
详解:(1)因为点A(1,a) (a>0)是抛物线C上一点,且AF=2,
所以+1=2,所以p=2.
(2)由(1)得抛物线方程为y2=4x.
因为点A(1,a) (a>0)是抛物线C上一点,所以a=2.
设直线AM方程为x-1=m (y-2) (m≠0),M(x1,y1),N(x2,y2).
由消去x,得y2-4m y+8m-4=0,
即(y-2)( y-4m+2)=0,所以y1=4m-2.
因为AM⊥AN,所以-代m,得y2=--2,
所以d1d2=|(y1+2) (y2+2)|=|4m×(-)|=16.
16、
已知,且,求的最大值.
.
分析:利用柯西不等式求的最大值.
详解:因为(12+12+12)[( )2+()2+()2]≥(1·+1·+1·)2,
即(++)2≤9(a+b+c).
因为a+b+c=1,所以(++)2≤9,
所以++≤3,
当且仅当==,即a=b=c=时等号成立.
所以++的最大值为3.
17、
在极坐标系中,已知圆经过点,圆心为直线与极轴的交点,求圆的极坐标方程.
.
分析:先求出点P的直角坐标,再求出直线与极轴的交点C(2,0),再求出圆C的半径PC=2,最后求圆的极坐标方程.
详解:以极点为坐标原点,极轴为x轴建立平面直角坐标系,
则直线方程为y=x-2,P的直角坐标为(1,),
令y=0,得x=2,所以C(2,0),
所以圆C的半径PC=,
所以圆C的方程为(x-2)2+(y-0)2=4,即x2+y2-4x=0,
所以圆C的极坐标方程=4cosθ.
18、
已知矩阵,若直线在矩阵对应的变换作用下得到直线,求直线的方程.
.
分析:先求出AB=,再设点P0(x0,y0)是l上任意一点,P0在矩阵AB对应的变换作用下得到P(x,y),再求直线的方程.
详解:因为A=,B=,所以AB=.
设点P0(x0,y0)是l上任意一点,P0在矩阵AB对应的变换作用下得到P(x,y).
因为P0(x0,y0)在直线l: x-y+2=0上,所以x0-y0+2=0. ①
由AB,即,
得, 即,②
将②代入①得x-4y+4=0,
所以直线l1的方程为x-4y+4=0.
19、
在中, 为边上一点,的外接圆交边于点,
求证:是的平分线.
证明见解析.
分析:先证明△MBN∽△CBA,再证明AM=MN,最后证明CM是∠ACB的平分线.
详解:证明:连结MN,则∠BMN=∠BCA,
又∠MBN=∠CBA,因此△MBN∽△CBA.
所以. 又因为AC=AB,所以=2,即BN=2MN.
又因为BN=2AM,所以AM=MN,
所以CM是∠ACB的平分线.
20、
若数列满足:对于任意均为数列中的项,则称数列为“ 数列”.
(1)若数列的前项和,求证:数列为“ 数列”;
(2)若公差为的等差数列为“ 数列”,求的取值范围;
(3)若数列为“ 数列”,,且对于任意,均有,求数列的通项公式.
(1)证明见解析;(2);(3).
分析:(1)先利用项和公式计算出an=4n-2,再利用“ 数列”证明.(2)利用“ 数列”的性质求的取值范围.(3)先证明数列{an}为等差数列,再转化an<a-a<an+1,再转化为n(2t2-t)>t2-3t+1,n(t-2t2)>2t-t2-1,分析得到公差t=,求出数列的通项公式.
详解:(1)当n≥2时,an=Sn-Sn-1=2n2-2(n-1)2=4n-2,
又a1=S1=2=4×1-2,所以an=4n-2.
所以an+|an+1-an+2|=4n-2+4=4(n+1)-2为数列{an}的第n+1项,
因此数列{an}为“T 数列”.
(2)因为数列{an}是公差为d的等差数列,
所以an+|an+1-an+2|=a1+(n-1) d+|d|.
因为数列{an}为“T 数列”,
所以任意n∈N*,存在m∈N*,使得a1+(n-1) d+|d|=am,即有(m-n) d=|d|.
①若d≥0,则存在m=n+1∈N*,使得(m-n) d=|d|,
②若d<0,则m=n-1.
此时,当n=1时,m=0不为正整数,所以d<0不符合题意. 综上,d≥0.
(3)因为an<an+1,所以an+|an+1-an+2|=an+an+2-an+1.
又因为an<an+an+2-an+1=an+2-(an+1-an)<an+2,且数列{an}为“T数列”,
所以an+an+2-an+1=an+1,即an+an+2=2an+1,
所以数列{an}为等差数列.
设数列{an}的公差为t(t>0),则有an=1+(n-1)t,
由an<a-a<an+1,得1+(n-1)t<t[2+(2n-1)t]<1+nt,
整理得n(2t2-t)>t2-3t+1, ①
n(t-2t2)>2t-t2-1. ②
若2t2-t<0,取正整数N0>,
则当n>N0时,n(2t2-t)<(2t2-t) N0<t2-3t+1,与①式对于任意n∈N*恒成立相矛盾,
因此2t2-t≥0.
同样根据②式可得t-2t2≥0,
所以2t2-t=0.又t>0,所以t=.
经检验当t=时,①②两式对于任意n∈N*恒成立,
所以数列{an}的通项公式为an=1+ (n-1)=.
21、
已知函数,记为的导函数.
(1)若的极大值为,求实数的值;
(2)若函数,求在上取到最大值时的值;
(3)若关于的不等式在上有解,求满足条件的正整数的集合.
(1);(2)时,;时,;(3).
分析:(1)利用导数求函数的极大值,再解方程f (x)极大值=0得到a的值. (2)利用导数求函数的单调区间,再求函数的最大值. (3) 设h (x)=f(x)-f ′(x)=2x3-3(a+2)x2
+6ax+3a-2,先把问题转化为h (x)≥0在有解,再研究函数h(x)的图像性质分析出正整数a的集合.
详解:(1)因为f (x)=2x3-3ax2+3a-2(a>0),
所以f'(x)=6x2-6ax=6x(x-a).
令f'(x)=0,得x=0或a.
当x∈(-∞,0)时,f'(x)>0,f (x)单调递增;
当x∈(0,a)时,f'(x)<0,f (x)单调递减;
当x∈(a,+∞)时,f'(x)>0,f (x)单调递增.
故f (x)极大值=f (0)=3a-2=0,解得a=.
(2)g (x)=f (x)+6x=2x3-3ax2+6x+3a-2(a>0),
则g′(x)=6x2-6ax+6=6(x2-ax+1),x∈[0,1].
①当0<a≤2时,△=36(a2-4)≤0,
所以g′(x)≥0恒成立,g (x)在[0,1]上单调递增,
则g (x)取得最大值时x的值为1.
②当a>2时,g′(x)的对称轴x=>1,且△=36(a2-4)>0,g′(1)=6(2-a)<0,g′(0)=6>0,
所以g′(x)在(0,1)上存在唯一零点x0=.
当x∈(0,x0)时,g′(x)>0,g (x)单调递增,
当x∈(x0,1)时,g′(x)<0,g (x)单调递减,
则g (x)取得最大值时x的值为x0=.
综上,当0<a≤2时,g (x)取得最大值时x的值为1;
当a>2时,g (x)取得最大值时x的值为.
(3)设h (x)=f (x)-f ′(x)=2x3-3(a+2)x2+6ax+3a-2,
则h (x)≥0在有解.
h′(x)=6[x2-(a+2)x+a]=6,
因为h′(x)在上单调递减,
因为h′(x)<h′()=-a2<0,
所以h (x)在上单调递减,
所以h()≥0,即a3-3a2-6a+4≤0.
设t (a)=a3-3a2-6a+4(a>0),则t′ (a)=3a2-6a-6,
当a∈(0,1+)时,t′ (a)<0,t (a)单调递减;
当a∈(1+,+∞)时,t′ (a)>0,t(a)单调递增.
因为t (0)=4>0,t (1)=-4<0,所以t (a)存在一个零点m∈(0,1),
因为t (4)=-4<0,t (5)=24>0,所以t (a)存在一个零点n∈(4,5),
所以t (a)≤0的解集为[m,n],
故满足条件的正整数a的集合为{1,2,3,4}.
22、
如图,在平面直角坐标系中,椭圆经过点,离心率为. 已知过点的直线与椭圆交于两点.
(1)求椭圆的方程;
(2)试问轴上是否存在定点,使得为定值.若存在,求出点的坐标;若不存在,请说明理由.
(1);(2).
分析:(1)先根据已知得到三个方程解方程组即得椭圆C的方程. (2) 设N(n,0),先讨论l斜率不存在的情况得到n=4,再证明当N为(4,0)时,对斜率为k的直线l:y=k(x-),恒有=12.
详解:(1)离心率e=,所以c=a,b==a,
所以椭圆C的方程为.
因为椭圆C经过点,所以/,
所以b2=1,所以椭圆C的方程为.
(2)设N(n,0),
当l斜率不存在时,A(,y),B(,-y),则y2=1-=,
则=(-n)2-y2=(-n)2-=n2-n-,
当l经过左、右顶点时,=(-2-n)(2-n)=n2-4.
令n2-n-=n2-4,得n=4.
下面证明当N为(4,0)时,对斜率为k的直线l:y=k(x-),恒有=12.
设A(x1,y1),B(x2,y2),
由消去y,得(4k2+1)x2-k2x+k2-4=0,
所以x1+x2=,x1x2=,
所以=(x1-4)(x2-4)+y1y2
=(x1-4)(x2-4)+k2(x1-)(x2-)
=(k2+1)x1x2-(4+k2)(x1+x2)+16+k2
=(k2+1) -(4+k2) +16+k2
=+16=12.
所以在x轴上存在定点N(4,0),使得为定值.
23、
如图,在三棱锥中,,其余棱长均为是棱上的一点,分别为棱的中点.
(1)求证: 平面平面;
(2)若平面,求的长.
(1)证明见解析;(2).
分析:(1)先证明PE ⊥平面ABC,再证明平面平面.(2) 连接CD交AE于O,连接OM,先证明PD∥OM,再利用相似求出的长.
详解:(1)证明:如图,连结PE.
因为△PBC的边长为2的正三角形,E为BC中点,
所以PE⊥BC,
且PE=,同理AE=.
因为PA=,所以PE2+AE2=PA2,所以PE⊥AE.
因为PE⊥BC,PE⊥AE,BC∩AE=E,AE,BC 平面ABC,
所以PE ⊥平面ABC.
因为PE平面PBC,
所以平面PBC⊥平面ABC.
(2)如图,连接CD交AE于O,连接OM.
因为PD∥平面AEM,PD平面PDC,平面AEM∩平面PDC=OM,
所以PD∥OM, 所以.
因为D,E分别为AB,BC的中点,CD∩AE=O,
所以O为ABC重心,所以,
所以PM=PC=.
24、
在平面直角坐标系中,锐角的顶点为坐标原点,始边为轴的正半轴,终边与单位圆的交点分别为.已知点的横坐标为,点的纵坐标为.
(1)求的值;
(2)求的值.
(1);(2).
分析:(1)先求出cosα=, 再利用二倍角公式求的值.(2)先求出sinβ=,cosβ=,再利用差角的正弦求sin(2α-β)的值,最后求的值.
详解:(1)因为点P的横坐标为,P在单位圆上,α为锐角,
所以cosα=,
所以cos2α=2cos2α-1=.
(2)因为点Q的纵坐标为,所以sinβ=.
又因为β为锐角,所以cosβ=.
因为cosα=,且α为锐角,所以sinα=,
因此sin2α=2sinαcosα=,
所以sin(2α-β) = .
因为α为锐角,所以0<2α<π.
又cos2α>0,所以0<2α<,
又β为锐角,所以-<2α-β<,所以2α-β=.