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北京市大兴区2019_2020学年度第一学期期末检测试题高三数学(含解析)

2020-06-11 来源:乌哈旅游
北京市大兴区2019_2020学年度第一学期期末检测试题高三数学

一、选择题共10小题,每小题4分,共40分.在每小题列出的四个选项中,选出符合题目要求的一项. 1.已知集合A={﹣1,0,1,2},B={x∈N|x<4},则A∩B=( ) A.{﹣1,0}

B.{0,1}

C.{﹣1,0,1}

D.{0,1,2}

2.已知一组数据:1,2,2,3,3,3,则这组数据的中位数是( ) A.2

B.3

7

C.2 5

D.3

3.已知向量𝑎=(2,0),𝑏=(1,1),则下列结论正确的是( ) A.𝑎⋅𝑏=1

B.𝑎∥𝑏

C.|𝑎|=|𝑏|

D.(𝑎−𝑏)⊥𝑏

→→

4.已知复数z在复平面上对应的点为(m,1),若iz为实数,则m的值为( ) A.﹣1

B.0

C.1

D.1或﹣1

5.下列函数中,值域为(1,+∞)的是( ) A.y=2x+1

B.𝑦=

1𝑥+1

C.y=log2|x| D.y=x2+1

6.若数列{an}满足:a1=1,2an+1=2an+1(n∈N*),则a1与a5的等比中项为( ) A.±2

B.2

C.±√3

D.√3

7.某四棱锥的三视图如图所示,如果方格纸上小正方形的边长为1,那么该四棱锥体积为( )

A.4

B.10

C.12

D.30

8.设𝑎,𝑏为非零向量,则“|𝑎+𝑏|<|𝑎|+|𝑏|”是“𝑎与𝑏不共线”的( ) A.充分而不必要条件 C.充分必要条件

B.必要而不充分条件

D.既不充分也不必要条件

9.动点M位于数轴上的原点处,M每一次可以沿数轴向左或者向右跳动,每次可跳动1个单位或者2个单位的距离,且每次至少跳动1个单位的距离.经过3次跳动后,M在数轴上可能位置的个数为( ) A.7

B.9 C.11

1

D.13

10.某种新产品的社会需求量y是时间t的函数,记作:y=f(t).若f(0)=y0,社会需求量y的市场饱和水平估计为500万件,经研究可得,f(t)的导函数f'(t)满足:f'(t)=kf(t)(500﹣f(t))(k为正的常数),则函数f(t)的图象可能为( )

A.①②

B.①③

C.②④

D.①②③

二、填空题共6小题,每小题5分,共30分. 11.抛物线y2=x的焦点到其准线的距离等于 .

12.已知f(x)为偶函数,当x>0时,f(x)=lnx,则f(﹣e)= . 13.在△ABC中,若a=2,𝑐𝑜𝑠𝐵=−

𝑥2

√2,△ABC2

的面积为1,则b= .

14.圆心在x轴上,且与双曲线3−𝑦2=1的渐近线相切的一个圆的方程可以是 .

2𝑥,𝑥≤𝑎,15.已知a≥0,函数𝑓(𝑥)={若a=0,则f(x)的值域为 ;若方程f(x)﹣2=0恰有

√𝑥,𝑥>𝑎.一个实根,则a的取值范围是 .

16.小明用数列{an}记录某地区2019年12月份31天中每天是否下过雨,方法为:当第k天下过雨时,记ak=1,当第k天没下过雨时,记ak=﹣1(1≤k≤31);他用数列{bn}记录该地区该月每天气象台预报是否有雨,方法为:当预报第k天有雨时,记bk=1,当预报第k天没有雨时,记bk=﹣1(1≤k≤31);记录完毕后,小明计算出a1b1+a2b2+…+a31b31=25,那么该月气象台预报准确的的总天数为 ;若a1b1+a2b2+…+akbk=m,则气象台预报准确的天数为 (用m,k表示). 三、解答题共6小题,共80分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.

2

17.(13分)已知函数f(x)=√3sinxsin(−x)+sin2x−.

2

2

𝜋1

(Ⅰ)求f(x)的最小正周期;

(Ⅰ)求f(x)在区间[0,]上的最大值.

2𝜋

18.(13分)如图是2019年11月1日到11月20日,某地区甲流疫情新增数据的走势图. (Ⅰ)从这20天中任选1天,求新增确诊和新增疑似的人数都超过100的概率;

(Ⅰ)从新增确诊的人数超过100的日期中任选两天,用X表示新增确诊的人数超过140的天数,求X的分布列和数学期望;

(Ⅰ)根据这20天统计数据,预测今后该地区甲流疫情的发展趋势.

19.(13分)已知数列{an}为等比数列,且an>0,数列{bn}满足bn=log2an.若b1=4,b2=3. (Ⅰ)求数列{an}的通项公式;

(Ⅰ)设数列{bn+m}前n项和为Sn,若当且仅当n=5时,Sn取得最大值,求实数m的取值范围. 20.(14分)如图,在四棱锥C﹣ABEF中,平面ABEF⊥平面ABC,△ABC是边长为2的等边三角形,AB∥EF,∠ABE=90°,BE=EF=1,点M为BC的中点. (Ⅰ)求证:EM∥平面ACF; (Ⅰ)求证:AM⊥CE;

(Ⅰ)求二面角E﹣BC﹣F的余弦值.

21.(13分)已知椭圆C:𝑎2+𝑏2=1(𝑎>𝑏>0)的离心率为2,过焦点且与x轴垂直的直线被椭圆C截得的线段长为2.

(Ⅰ)求椭圆C的方程;

(Ⅰ)已知点A(1,0),B(4,0),过点A的任意一条直线l与椭圆C交于M,N两点,求证:|MB|•|NA|

3

𝑥2

𝑦2

√2=|MA|•|NB|.

22.(14分)已知函数f(x)=x2ex. (Ⅰ)求f(x)的单调区间;

(Ⅰ)过点P(1,0)存在几条直线与曲线y=f(x)相切,并说明理由; (Ⅰ)若f(x)≥k(x﹣1)对任意x∈R恒成立,求实数k的取值范围.

一、选择题共10小题,每小题4分,共40分.在每小题列出的四个选项中,选出符合题目要求的一项. 1.【详解详析】集合A={﹣1,0,1,2},B={x∈N|x<4}={0,1,2,3},则A∩B={0,1,2},故选:D.

2.【详解详析】数据从小到大排列为1,2,2,3,3,3, 则这组数据的中位数是1

5

2

×(2+3)=2

故选:C.

3.【详解详析】因为𝑎→

=(2,0),𝑏→

=(1,1),

则𝑎→

⋅𝑏→

=2×1+0×1=2,A错误;2×1﹣0×1≠0,故B错误; |𝑎→

|=2,|𝑏→

|=√2,故C错误;

→𝑎−𝑏→=(1,﹣1),𝑏→

⋅(𝑎→

−𝑏→

)=𝑎→

⋅𝑏→−𝑏→

2=2﹣2=0. 故(𝑎→

−𝑏→

)⊥𝑏→

,D正确. 故选:D.

4.【详解详析】由题意,z=m+i, 再由iz=i(m+i)=﹣1+mi为实数, 得m=0. 故选:B.

5.【详解详析】∵2x>0,

∴2x+1>1,即y=2x+1的值域为(1,+∞). 故选:A.

6.【详解详析】由2an+1=2an+1,得an+1﹣an=1

2, 又a1=1,

∴数列{an}是以1为首项,以1

2为公差的等差数列,

4

则𝑎5=𝑎1+4𝑑=1+4×=3.

2

1

∴a1与a5的等比中项为±√3. 故选:C.

7.【详解详析】根据几何体的三视图转换为几何体为: 如图所示:

该几何体为四棱锥体:𝑉=3×2(1+4)×4×3=10. 故选:B.

8.【详解详析】𝑎与𝑏不共线,则“|𝑎+𝑏|<|𝑎|+|𝑏|”,反之不成立,例如反向共线时. ∴“|𝑎+𝑏|<|𝑎|+|𝑏|”是“𝑎与𝑏不共线”的必要不充分条件. 故选:B.

9.【详解详析】根据题意,分4种情况讨论:

①,动点M向左跳三次,3次均为1个单位,3次均为2个单位,2次一个单位,2次2个单位,故有﹣6,﹣5,﹣4,﹣3,

②,动点M向右跳三次,3次均为1个单位,3次均为2个单位,2次一个单位,2次2个单位,故有6,5,4,3,

③,动点M向左跳2次,向右跳1次,故有﹣3,﹣2,﹣1,0,2, ④,动点M向左跳1次,向右跳2次,故有0,1,2,3,

故M在数轴上可能位置的个数为﹣6,﹣5,﹣4,﹣3,﹣2,﹣1,0,1,2,3,4,5,6共有13个, 故选:D.

10.【详解详析】因为f'(t)=kf(t)(500﹣f(t)),

令f'(t)=0,则f(t)=0或500,即当f(t)=0或500时,曲线的切线斜率接近0, 由选项可知,只有①③符合题意, 故选:B.

二、填空题共6小题,每小题5分,共30分. 11.【详解详析】抛物线y2=x中2p=1,∴p=0.5

5

1

1

∴抛物线y2=x的焦点和准线的距离等于0.5 故答案为:0.5

12.【详解详析】∵f(x)是偶函数,且x>0时,f(x)=lnx, ∴f(﹣e)=f(e)=lne=1. 故答案为:1.

13.【详解详析】由𝑐𝑜𝑠𝐵=−

12

12

√2可得2

sinB=

√2, 2

因为S△ABC=𝑎𝑐𝑠𝑖𝑛𝐵=×2𝑐×所以c=√2,

由余弦定理可得cosB=−解可得,b=√10. 故答案为:√10

√22

√22

=1,

=

4+2−𝑏24√2,

14.【详解详析】双曲线的渐近线方程为:y=±3x,设圆的圆心为(2m,0),m≠0, 则圆的半径为:|

2√3𝑚|3√31√1+

3=|m|,

所以所求圆的方程为:(x﹣2m)2+y2=m2,m≠0,

故答案为:满足方程:(x﹣2m)2+y2=m2的任意m(m≠0)均可. 15.【详解详析】当a=0时,f(x)={当x>0时,f(x)=√𝑥>0,

故a=0时,f(x)的值域为(0,+∞);

当方程f(x)﹣2=0恰有一个实根即函数f(x)与y=2图象只有一个交点, 如图: 由图可知,{

𝑎≥0,,解之得0≤a<1,故a的取值范围是[0,1),

2𝑎<2

2𝑥,𝑥≤0√𝑥,𝑥>0

,当x≤0时,f(x)=2x∈(0,1],

故答案为(0,+∞),[0,1).

6

16.【详解详析】依题意,若akbk=1(1≤k≤31),则表示第k天预报正确,若akbk=﹣1(1≤k≤31),则表示第k天预报错误, 若a1b1+a2b2+…+akbk=m,

假设其中有x天预报正确,即等式的左边有x个1,(k﹣x)个﹣1,则x﹣(k﹣x)=m,解得𝑥=即气象台预报准确的天数为

𝑚+𝑘2

𝑚+𝑘2

,;

31+252

于是若a1b1+a2b2+…+a31b31=25,则气象台预报准确的天数为故答案为:28,

𝑚+𝑘2

=28.

三、解答题共6小题,共80分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤. 17.【详解详析】(Ⅰ)因为f(x)=√3sinxsin(2−x)+sin2x−2=√3𝑠𝑖𝑛𝑥𝑐𝑜𝑠𝑥+=

√3𝑠𝑖𝑛2𝑥2

𝜋

1

1−𝑐𝑜𝑠2𝑥

2

−2,

1

−2𝑐𝑜𝑠2𝑥=sin(2x−6),

1𝜋

所以f(x)的最小正周期为T=π, (Ⅰ)因为0≤𝑥≤𝜋,

21

所以−6≤2𝑥−6≤

𝜋

1

𝜋𝜋5𝜋6

1

于是,当2x−6=2𝜋即x=3𝜋时,函数取得最大值1. 18.【详解详析】(Ⅰ)由图知,在统计出的20天中, 新增确诊和新增疑似人数超过100人的有3天,

设事件A为“从这20天中任取1天,新增确诊和新增疑似的人数都超过100”, 则P(A)=20.

7

3

(Ⅰ)由图知,新增确诊的日期中人数超过100的有6天中,有2天人数超过140, 所以X的所有可能值为0,1,2. 所以P(X=0)=𝐶42=5,

6

𝐶2

2

P(X=1)=

1𝐶1𝐶242𝐶6

=

1

815

P(X=2)=𝐶2=15.

6

2𝐶2

所以X的分布列为 X P

0

2

525

1

8 15815

2

1 15+2×

115

所以X的数学期望为E(X)=0×+1×=.

3

2

(Ⅰ)预测一:新增确诊和新增疑似的人数逐渐减少. 预测二:新增确诊和新增疑似的人数每天大致相当. 预测三:该地区甲流疫情趋于减缓.

预测四:该地区甲流疫情持续走低,不会爆发.

(答案不唯一,只要结论是基于图表的数据得出的,都给分). 19.【详解详析】(Ⅰ)由题意,设等比数列{an}的公比为q,则 b1=log2a1=4,即a1=24=16. b2=log2a2=3,即a2=23=8. ∴q=𝑎2=16=2.

1

𝑎81

∴数列{an}的通项公式为an=16•()n1=25n,n∈N*.

2

1

﹣﹣

(Ⅰ)由(Ⅰ)知,bn=log225n=5﹣n. 故bn+m=5﹣n+m. ∴数列{bn+m}是等差数列.

∵当且仅当n=5时,数列{bn+m}的前n项和Sn取得最大值, ∴{

𝑏5+𝑚>05−5+𝑚>0

,即{.

𝑏6+𝑚<05−6+𝑚<0

解得0<m<1.

∴实数m的取值范围是(0,1).

20.【详解详析】(Ⅰ)证明:取AC中点D,连结DM,DF,

8

在三角形ABC中,DM∥AB且DM=𝐴𝐵,

2

1

又因为AB=2EF=1,

所以EF=2𝐴𝐵,又因为EF∥AB 所以DMEF为平行四边形, 所以EM∥FD,

又因为EM⊄平面ACF,DF⊂平面ACF, 所以EM∥平面ACF;

(Ⅰ)证明:取AB中点O,连结OC,OF, 因为三角形ABC是等边三角形 所以AB=2,CO⊥AB,

因为四边形ABEF满足AB∥EF,∠ABE=90°,EF=BF=1, 所以FB=FA=√2,FO⊥AB, 又因为平面ABEF⊥平面ABC, 所以OF⊥平面ABC,

以OC,OB,OF所在直线为x,y,z轴,建立空间直角坐标系, 则

→1√3A(0,﹣1,0),M(,,0),C(√3,0,0),E(0,1,1),𝐴𝑀

22

→1

=

→3√3(,,0),𝐶𝐸22

=(−√3,1,1)

所以𝐴𝑀⋅𝐶𝐸=0 所以AM⊥CE;

(Ⅰ)由(Ⅰ)知,AM⊥CE, 由已知可得AM⊥BC, 所以AM⊥平面BCE,

所以𝐴𝑀是平面BCE的法向量,

又𝐵𝐶=(√3,−1,0),𝐵𝐹=(0,−1,1), 设平面BCF的法向量为𝑚=(𝑥,𝑦,𝑧), ⋅𝐵𝐶=0,即{√3𝑥−𝑦=0, 则{𝑚→→−𝑦+𝑧=0𝑚⋅𝐵𝐹=0令x=1,得𝑚=(1,√3,√3), 由cos<𝐴𝑀,𝑚>=

3√3⋅1+⋅√322→

→→

√3⋅√7=

2√7, 7

9

又因为二面角E﹣BC﹣F为锐二面角, 所以二面角E﹣BC﹣F的余弦值为

2√7. 7

21.【详解详析】(Ⅰ)因为𝑎2+𝑏2=1,令x=c,得𝑦2=𝑎2, 由已知又𝑎=

𝑐

𝑏2𝑎

𝑥2

𝑦2

𝑏4

=1,

√2,a2=b2+c2, 2

解得a=2,𝑏=√2, 所以椭圆的方程为4+

𝑥2

𝑦22

=1.

|𝑀𝐴||𝑁𝐴|

(Ⅰ)要证明|MB|•|NA|=|MA|•|NB|,只需证明=

|𝑀𝐵||𝑁𝐵|

|𝑀𝑀′||𝑁𝑁′|

过M,N分别作x轴的垂线段MM',NN',易得:|𝑁𝐴|=所以只需证明|𝑁𝐵|=

|𝑀𝐵|

|𝑀𝑀′||𝑁𝑁′|

|𝑀𝐴|

所以只需证明∠MBA=∠NBA,只需证明kMB+kNB=0. 当直线l的斜率不存在时,易得|MB|•|NA|=|MA|•|NB|.

当直线l的斜率存在时,不妨设其为k,则直线l的方程为y=k(x﹣1), =12联立{4消去y,得(2k2+1)x2﹣4k2x+2k2﹣4=0, 𝑦=𝑘(𝑥−1)设M(x1,y1),N(x2,y2),则𝑥1+𝑥2=2𝑘2+1,𝑥1𝑥2=2𝑘2+1, 直线MB的斜率𝑘𝑀𝐵=𝑘𝑀𝐵+𝑘𝑁𝐵==

𝑘(𝑥1−1)𝑥1−4

𝑘(𝑥1−1)𝑥1−4𝑘(𝑥2−1)𝑥2−4𝑘(2⋅

4𝑘2

2𝑘2−4

𝑥2

+

𝑦2

,直线NB的斜率𝑘𝑁𝐵==

(𝑥1−4)(𝑥2−4)

𝑘(𝑥2−1)𝑥2−4

+=

𝑘(𝑥1−1)(𝑥2−4)+𝑘(𝑥2−1)(𝑥1−4)

𝑘[2𝑥1𝑥2−5(𝑥1+𝑥2)+8]

(𝑥1−4)(𝑥2−4)

2𝑘2−44𝑘2

−5⋅+8)2𝑘2+12𝑘2+1

(𝑥1−4)(𝑥2−4)

=0.

综上所述,|MB|•|NA|=|MA|•|NB|. 22.【详解详析】(共14分)

10

解:(Ⅰ)f′(x)=(x2+2x)ex=x(x+2)ex………………(1分) f′(x)>0得,x<﹣2或x>0;

f′(x)<0得,﹣2<x<0;………………(2分)

所以f(x)的单调增区间为(﹣∞,﹣2),(0,+∞);单调减区间为(﹣2,0)………(3分) (Ⅰ)过(1,0)点可做f(x)的三条切线;理由如下:………………(1分) 设切点坐标为(x0,𝑥02𝑒𝑥0),过切点的切线方程为 y−𝑥02𝑒𝑥0=(𝑥02+2x0)𝑒𝑥0(x﹣x0)………………(2分) 切线过(1,0)点,代入得−𝑥02𝑒𝑥0=(𝑥02+2x0)𝑒𝑥0(1﹣x0), 化简得x0(x0+√2)(x0−√2)𝑒𝑥0=0,…………(3分)

方程有三个解,x0=0,x0=−√2,x0=√2,即三个切点横坐标,………… 所以过(1,0)点可做f(x)的三条切线.

(Ⅰ)设g(x)=x2ex﹣k(x﹣1),………………(1分) 方法1

1°k=0时,x2ex≥k(x﹣1)成立;………………(1分) 2°k<0时,若x,f(0)=0>k(0﹣1)不成立, 所以k<0不合题意.………………(2分)

3°k>0时,x≤1时,h(x)>0显然成立,只需考虑x>1时情况; 转化为𝑥−1≥k对任意x∈(1,+∞)恒成立.………………(3分) 令h(x)=h′(x)=

𝑥2𝑒𝑥𝑥−1

𝑥2𝑒𝑥

(x>1),

=

𝑥(𝑥+√2)(𝑥−√2)𝑒𝑥

(𝑥−1)2(𝑥2+2𝑥)𝑒𝑥(𝑥−1)−𝑥2𝑒𝑥

(𝑥−1)2,………………(3分)

当1<x<√2时,h′(x)<0,h′x)单调减; 当x>√2时,h′(x)>0,h(x)单调增; 所以h(x)min=h(√2)=所以k≤(2+2√2)𝑒√2.

综上,k的取值范围是[0,(2+2√2)𝑒√2]………………(7分) 方法2:不用讨论k,只讨论x. 1°x=1,成立;………………(1分)

2°x>1转化为𝑥−1≥k对任意x∈(1,+∞)恒成立………………(2分) 令h(x)=

𝑥2𝑒𝑥𝑥−1𝑥2𝑒𝑥

2𝑒√2√2−1=(2+2√2)𝑒√2≥k,………………

(x>1),

11

h′(x)=

(𝑥2+2𝑥)𝑒𝑥(𝑥−1)−𝑥2𝑒𝑥

√2)(𝑥−√2)𝑒𝑥

(𝑥−1)2

=

𝑥(𝑥+(𝑥−1)2

,………………(3分)

当1<x<√2时,h′(x)<0,h(x)单调减; 当x>√2时,h′(x)>0,h(x)单调增; 所以h(x)min=h(√2)=2𝑒√2√2−1=(2+2√2)𝑒√2≥k,………………

所以k≤(2+2√2)𝑒√2. 3°当x<1时转化为𝑥2𝑒𝑥𝑥−1≤k对任意x∈(﹣∞,1)恒成立……………… 同2°,令h(x)=𝑥2𝑒𝑥𝑥−1

(x<1), h′(x)=𝑥(𝑥+√2)(𝑥−√2)𝑒𝑥

(𝑥−1)2,列下表

x (﹣∞,−√2) −√2 (−√2,0) 0 h′(x) ﹣ 0 + 0 h(x)

极小值 增

极大值

当x<1时,易得h(x)=

𝑥2𝑒𝑥𝑥−1

≤0,

h(0)=0,所以hmax=h(0)=0≤k;即k≥0,………………(6分) 综上,k的取值范围是[0,(2+2√2)𝑒√2].………………(7分)

12

(0,1)﹣ 减

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