江苏省苏州市 2012 届高三下学期一模考前适应考试 数学Ⅰ试卷 2012-3-17
注意事项:本次考试满分为 160 分,考试时间为 120 分钟。理科加试 30 分钟。 一、填空题:本大题共 14 小题,每题 5 分,共计 70 分.请把答案填写在答题卡相应位置上. ........ 1.复数 z
? (1 ? 3i)i ( i
是虚数单位),则 z 的实部是 ,则 A ?
▲
( ?R B )
. = ▲ .
2.已知集合 A
?
?x
? 1 ≤ x ≤ 2 ? , B ? ? x x ? 1?
3.在学生人数比例为 2 : 3 : 5 的 A, B , C 三所学校中,用分层抽样方法招募 n 名志愿者,若 在 A 学校恰好选出了 6 名志愿者,那么 n 4.设 f ? x ? ?
x
2
?
▲
. ▲ 。
? 2 x ? 3 ? x ? R ? ,则在区间
?? ? , ? ? 上随机取一个数 x ,使 f ? x ? ? 0 的概率为
5.设函数 f ? x ? ?
a ?b ?
x
2
? ln x
,若曲线 y ? f ? x ? 在点 ?1, f ?1 ? ? 处的切线方程为 y ? ax ? b ,则
▲ 。 6.如图是一个算法的流程图,则输出 a 的值是 ▲ 。 开始 A1 开始 a←256 开始 a← log 2 a a<2 是 输出 a 结束 第6题 7.已知向量 a ? ( ? 2 , 1) , b ? (1, 0 ) ,则 2 a ? 3 b ?
? ?
C1 B1
A B 否
C (第 10 题)
?
?
▲
。 ▲ .
8.设双曲线的渐近线方程为 2 x ? 3 y ? 0 ,则双曲线的离心率为 9.双曲线
x a
2 2
?
y b
2 2
? 1( a ? 0 , b ? 0 )
的两条渐近线将平面划分为“上、下、左、右”四个区域(不 ▲
?
含边界) ,若点 (1, 2 ) 在“上”区域内,则双曲线离心率 e 的取值范围是 10.如图,三棱柱 A B C 的体积是 ▲ .
2 2
. ,则该三棱柱
? A1 B 1 C 1 的所有棱长均等于
1,且 ? A1 A B
? ? A1 A C ? 6 0
11.过直线 l : y ? 2 x 上一点 P 作圆 C : ? x ? 8 ? ? ? y ? 1 ? ? 2 的线 l1 , l 2 ,若 l1 , l 2 关于直线 l 对称,则点 P 到圆心 C 的距离为 ▲ 。
12.已知数列 ? a n ? 满足 a 1 ? 2 , a n ? 1 ?
5an ? 13 3an ? 7
? n ? N ? ,则数列 ? a
*
n
? 的前 100 项的和▲ .
的取值范围为 ▲ .
13.已知 △ A B C 的三边长 a , b , c 满足 b ? 2 c ? 3 a , c ? 2 a ? 3 b ,则
3
b a
14.在平面直角坐标系 x O y 中,点 P 是第一象限内曲线 y ? ? x ? 1 上的一个动点,点 P 处 的切线与两个坐标轴交于 A , B 两点,则 △ A O B 的面积的最小值为 ▲ .
二、解答题: (本大题共 6 小题,共计 90 分.请在答题纸指定区域内作答,解答时应写出文 ....... 字说明、证明过程或演算步骤. ) 15.(本小题满分 14 分) 已知函数 (1)求
f (
f ( x ) ? s in ( 2 x ? ? 6 ) ? cos(2 x ? ? 3 ) ? 2 cos x
2
.
? 12
)
的值;
(2)求 f ( x ) 的最大值及相应 x 的值.
16.(本小题满分 14 分) 在直三棱柱 ABC ? A 1 B 1 C 1 中, ? ABC ? 90 , E 、 F 分别为 A1 C 1 、 B 1 C 1 的中点, D 为
0
棱 C C 1 上任一点. (Ⅰ)求证:直线 E F ∥平面 A B D ; (Ⅱ)求证:平面 A B D ⊥平面 B C C 1 B 1 .
A B
C
D
A1
E F B1
第 16 题
C1
17. (本小题满分 14 分) 已知 A、B 两地相距 2 R ,以 AB 为直径作一个半圆,在半圆上取一点 C,连接 AC、BC, 在三角形 ABC 内种草坪(如图) ,M、N 分别为弧 AC、弧 BC 的中点,在三角形 AMC、三角 形 BNC 上种花,其余是空地.设花坛的面积为 S 1 ,草坪的面积为 S 2 ,取 ? A B C ? ? . (1) 用 ? 及 R 表示 S 1 和 S 2 ; (2) 求
S1 S2
的最小值.
18. (本小题满分 16 分) 如图,在直角坐标系中, A , B , C 三点在 x 轴上,原点 O 和点 B 分别是线段 AB 和 ,平面上的点 P 满足 PA ? PB ? 6 m 。 AC 的中点,已知 AO ? m ( m 为常数) (1)试求点 P 的轨迹 C 1 的方程; (2)若点 ? x , y ? 在曲线 C 1 上,求证:点 ?
? x y ? ? 一定在某圆 C 2 上; 2 ?
,
?3 2
(3)过点 C 作直线 l ,与圆 C 2 相交于 M , N 两点,若点 N 恰好是线段 CM 的中点, 试求直线 l 的方程。
y P
x
A
O
B
C
19.(本小题满分 16 分) 高 已知数列 ? a n ? 的前 n 项和为 S n ,且满足 2 S n (1)证明:数列 ? a n (2)若 a 2
? 1?
? pan ? 2n
,n ?
N
*
,其中常数 p
? 2
.
为等比数列; 的通项公式;
? lo g 2 ( a n ? 1)
? 3 ,求数列 ? a n ?
(3)对于(2)中数列 ? a n ? ,若数列 { b n } 满足 b n 之间插入 2
k ?1
*
(n ?
N
*
) ,在 b k 与 b k ? 1
( k ? N )个 2,得到一个新的数列 { c n } ,试问:是否存在正整数
? 2011
m,使得数列 { c n } 的前 m 项的和 T m 说明理由.
?如果存在, 求出 m 的值; 如果不存在,
20. (本小题满分 16 分)
? 3 3a a , x ? , ?x ? ? x 2 已知常数 a ? 0 ,函数 f ? x ? ? ? ? 49 a 2 x , x ? a , ? 4 2 ?
4
(1)求 f ? x ? 的单调递增区间; (2)若 0 ? a ? 2 ,求 f ? x ? 在区间 ?1 , 2 ? 上的最小值 g ? a ? ;
?a ? 2 a ?? a ? ?? t ? ? 时, 2 ?? 2 ?
(3)是否存在常数 t ,使对于任意 x ? ?
f ? x ? f ?2 t ? x ? ? f
,2 t ?
2
?t ? ? ? f ? x ? ?
f ? 2 t ? x ?? f ? t ? 恒成立,若存在,求出 t 的值;若
不存在,说明理由。
数学Ⅱ(附加题)
注意事项:考试时间 30 分钟,由选考物理的考生作答。 21. 【选做题】本题包括 A、B、C、D 四小题,请选定其中两题,并在相应的答题区域内作 ....... ........... 答.若多做,则按作答的前两题评分.解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤. . A. 选修 4-1:几何证明选讲 (本小题满分 10 分) 如图, P A 与⊙ O 相切于点 A , D 为 P A 的中点, 过点 D 引割线交⊙ O 于 B , C 两点, 求证:
?DPB ? ?DCP
P D A B O·
.
C 第 21-A 题
B.选修 4—2:矩阵与变换 (本小题满分 10 分) 已知矩阵 M
?1 ? ? ?2 2? ? x ?
的一个特征值为 3,求另一个特征值及其对应的一个特征向量.
C.选修 4—4:坐标系与参数方程 (本小题满分 10 分) 在极坐标系中,圆 C 的方程为 ?
? 2 2 s in (? ? ? 4 )
?
,以极点为坐标原点,极轴为 x 轴的正
x ? t,
半轴建立平面直角坐标系,直线 l 的参数方程为 ?
C
? y ? 1 ? 2t
( t 为参数) ,判断直线 l 和圆
的位置关系.
D.选修 4—5:不等式选讲 (本小题满分 10 分)
求函数 y
?
1? x ?
4 ? 2x
的最大值.
【必做题】第 22 题、第 23 题,每题 10 分,共计 20 分。请在答题卡指定区域内作答,解答 ....... 时应写出文字说明、证明过程或演算步骤. 22.(本小题满分 10 分) 已知动圆 P 过点 F ( 0 ,
1 4 ) 1 4
且与直线 y
? ?
相切.
(1)求点 P 的轨迹 C 的方程; (2)过点 F 作一条直线交轨迹 C 于 A , B 两点,轨迹 C 在 A , B 两点处的切线相交于点
N
, M 为线段 A B 的中点,求证: M N y
? x
轴.
F· P ·
O
x
第 22 题 23. (本小题满分 10 分) 甲、乙、丙三名射击运动员射中目标的概率分别为 击中目标的次数记为 ? . (1)求 ? 的分布列及数学期望; (2)在概率 P ( ?
? i) ( i
1 2
, a , a ( 0 ? a ? 1)
,三人各射击一次,
=0,1,2,3)中, 若 P ( ?
? 1) 的值最大,
求实数 a 的取值范围.
参考答案
数学 I
一 填空题 1. ? 3 ; 2. { x | 1 ?
x ? 2} ;
3. 3 0 ;4.
2
?
;5. 1;6. lo g 2 3 ;7. 5 3 8.
? 3 5? 13. ? , ? ? 4 3?
3
13 2
或
13 3
9. ? 1,
5
?;
10.
2 4
11.
3
5
12.200
14.
3
2
4
二、解答题 15.(1)
f(
?
12
) ? s in ( 2 ? ? 2
3 2
?
12
?
? 6
) ? cos(2 ?
?
12
?
? 3
) ? 2 cos
2
?
12
? s in
3 2
?
? 3
? cos
? 1 ? cos
?
6
…………………………………………………2 分
?
? 0 ?1?
3 ? 1 …………………………………………………………………………………………6
分
(1)?
f ( x ) ? s in ( 2 x ? ? c o s ? 6
? 6
) ? cos(2 x ?
? 3
) ? 2 cos x
2
? s i n x2
? c xo s 2 ? i n s 6
x
? c o s? 2 3
c ox s
? 3
s? i n 2
s i ?…………………102分 x n 2 c o s
1
?
3 s in 2 x ? c o s 2 x ? 1 ? 2 s in ( 2 x ? ? 6
?
6
) ? 1 ,………………………………………………12
分
?
当 s in ( 2 x
?
? ? 6
) ?1
时,
? 2
f ( x ) m ax ? 2 ? 1 ? 3 ,
此时, 2 x
? 2k ? ?
,即x ? k? ?
? 6
(k ? Z )
,……………………………………………14 分
16. (Ⅰ) 证明:因为 E 、F 分别为 A1 C 1 、B 1 C 1 的中点,所以 E F / / A1 B 1 / / A B ………………………4 分 而 E F ? 面 A B D , A B ? 面 A B D ,所以直线 E F ∥平面 A B D ………………………………………7 分 (Ⅱ)因为三棱柱 ABC ? A 1 B 1 C 1 为直三棱柱,所以 A B ? B B 1 ,又 A B ? B C , 而
B B1 ? 面 B C C 1 B1
,
BC ? 面
B C C 1 B1
, 且
B B1 ? B C ? B
, 所 以
A B ? 面 B C C 1 B 1 ………… 11 分
又 A B ? 面 A B D ,所以平面 A B D ⊥平面 B C C 1 B 1 …………………………………………………14 分 17. (1)因为 ? A B C ? ? ,则 A C ? 2 R s in ? , B C ? 2 R c o s ? , 则S2 ?
1 2 A C ? B C ? 2 R s in ? c o s ? ? R s in 2 ? .………………………………………3 分
2 2
设 AB 的中点为 O,连 MO、NO,则 M O ? A C , N O ? B C . 易得三角形 AMC 的面积为 R s in ? (1 ? c o s ? ) , ……………………………………………5 分
2
三角形 BNC 的面积为 R c o s ? (1 ? s in ? ) , …………………………………………………7 分
2 2 2 ∴ S 1 ? R s in ? (1 ? c o s ? ) + R s in ? (1 ? c o s ? )
? R ( s in ? ? c o s ? ? 2 s in ? c o s ? ) . ……………………………………………………8 分
2
(2)∵ 分
S1 S2
?
R (s in ? ? c o s ? ? 2 s in ? c o s ? )
2
2 R s in ? c o s ?
2
?
s in ? ? c o s ? 2 s in ? c o s ?
? 1 ,………………………………10
2 令 s in ? ? c o s ? ? t ? (1, 2 ] ,则 2 s in ? c o s ? ? t ? 1 .
∴
S1 S2
?
t t ?1
2
?1 ?
1 t? 1 t
? 1 . ……………………………………………………………………12 分
∴
S1 S2
的最小值为 2 ? 1 .…………………………………………………………………………14 分
18. ⑴由题意可得点 P 的轨迹 C 1 是以 A , B 为焦点的椭圆. ……………………(2 分)
x
2 2
且半焦距长 c ? m ,长半轴长 a ? 3 m ,则 C 2 的方程为
2 2 2 2
?
y
2 2
? 1 .………(5 分)
9m
8m y 2 2
⑵若点 ( x , y ) 在曲线 C 1 上,则
x
?
y
? 1 .设
x 3
9m
8m
? x0 ,
? y 0 ,则 x ? 3 x 0 ,
y ? 2
x
2 y 0 . …………………………………………………………………………(7 分)
2 2
代入
?
y
2 2
9m
8m
? 1 ,得 x 0 ? y 0 ? m ,所以点 (
2 2 2
x 3
, 2
y 2
) 一定在某一圆 C 2 上.
………………………………(10 分) ⑶由题意 C (3 m , 0 ) . ………………………………………………………………(11 分)
2 2 2 设 M ( x 1 , y 1 ) ,则 x 1 ? y 1 ? m .┈┈┈①
因为点 N 恰好是线段 C M 的中点,所以 N (
( x1 ? 3 m 2 ) ?(
2
x1 ? 3 m 2
,
y1 2
) . 代入 C 2 的方程得
y1 2
) ? m .┈┈┈②
2 2
联立①②,解得 x 1 ? ? m , y 1 ? 0 .…………………………………………………(15 分) 故直线 l 有且只有一条,方程为 y ? 0 . ……………………………………………(16 分) (若只写出直线方程,不说明理由,给 1 分) 19.解: (1)∵ 2 S n ∴ a n ?1
? p p ? 2
? pan ? 2n
,∴ 2 S n ? 1
?1?
? p a n ? 1 ? 2 ( n ? 1)
,∴ 2 a n ? 1
? p a n ?1 ? p a n ? 2
,
an ?
2 p ? 2
,∴ a n ? 1
p p ? 2
( a n ? 1)
,
…………………………………4 分
∵ 2 a1
? p a1 ? 2
,∴ a 1
?
p p ? 2
? 0
,∴ a 1
?1? 0
∴
a n ?1 ? 1 an ? 1
?
p p ? 2
? 0
,∴数列 ? a n
? 1?
为等比数列.
(2)由(1)知 a n
?1?(
p p ? 2
)
n
,∴ a n
? (
p p ? 2
) ?1
n
……………………………8 分
又∵ a 2
? 3 ,∴ (
p p ? 2
) ?1? 3
2
,∴ p
? 4
,∴ a n
? 2 ?1
n
……………………………10 分
(3)由(2)得 b n
? lo g 2 2
n
,即 b n
? n, (n ? N )
*
,
数列 {C n } 中, b k (含 b k 项)前的所有项的和是:
(1 ? 2 ? 3 ? ? k ? ? )
0
(? 2
1
?2
2
?? ? 2
k?
2
? 2
?)
k (k ? 1 ) 2 ? 2
k
?
…………………12 分 2 2
当 k=10 时,其和是 5 5 ? 2 1 0 ? 2 ? 1 0 7 7 ? 2 0 1 1 当 k=11 时,其和是 6 6 ? 2 1 1 ? 2 ? 2 1 1 2 ? 2 0 1 1 又因为 2011-1077=934=467 ? 2,是 2 的倍数 所以当 m
? 1 0 ? (1 ? 2 ? 2 ? ? ? 2 ) ? 4 6 7 ? 9 8 8
2 8
………………………………14 分 时, T m
? 2011
,
所以存在 m=988 使得 T m 20.⑴当 x ?
a 2
? 2011
……………………………………16 分
a 2
时, f ( x ) ?
49 4
a x 为增函数. …………………………………(1 分)
2
4
当 x ?
2 时, f ? ( x ) = 3 x ?
3a x
2
.令 f ? ( x ) ? 0 ,得 x ? a 或 x ? ? a .…………(3 分)
a 2 a 2
∴ f ( x ) 的增区间为 ( ? ? , ? a ) , ( ? ⑵由右图可知, ①当 1 ? a ? 2 时,
a 2
,
) 和 ( a , ? ? ) .……………………………(4 分)
? 1 ? a , f ( x ) 在区间 ?1, a ? 上递减,在
f ( a ) ? 4 a ;………(6 分)
3
? a , 2 ? 上递增,最小值为
②当 0 ? a ? 1 时, f ( x ) 在区间 ?1, 2 ? 为增函数,最小值为
f (1) ? 1 ? 3 a ;……………………………(8 分)
4
③当 a ? 2 时, f ( x ) 在区间 ?1, 2 ? 为增函数,最小值为
f ( a ) ? 4 a ; ……………………………(9 分)
3
综上, f ( x ) 最小值 g ( a ) ? ?
?1 ? 3 a ? 4a
3
4
0 ? a ?1 1? a ? 2
. ……………………………… (10 分)
⑶由 f ( x ) f ( 2 t ? x ) ? f 2 ? t ? ? ? f ( x ) ? f ( 2 t ? x ) ? f ( t ) , 可得 ? f ( t ) ? f ( x ) ?? f ( t ) ? f ( 2 t ? x ) ? ? 0 , 即?
? f (t ) ? f ( x )
………………………………(12 分)
? f (t ) ? f ( 2 t ? x )
或?
?
f (t ) ? f ( x )
? f (t ) ? f ( 2 t ? x )
成立, 所以 t 为极小值点, t 为极大值点. 或 又
a ? ? a x ? ? , 2 t ? ? 时 f ( x ) 没有极大值,所以 t 为极小值点,即 t ? a ……………(16 分) 2 ? ? 2
(若只给出 t ? a ,不说明理由,得 1 分)
附加题答案
21. A . 【证明】因为 P A 与圆相切于 A , 所以 D A
2
P D A B O·
? DB ? DC
,
因为 D 为 PA 中点,所以 D P ? D A , 所以 DP =DB· DC,即 因为 ? B D P 所以 ? D P B
? ?PDC ? ?DCP
2
PD DC
?
DB PD
. ……………5 分
, .
所以 ? B D P ∽ ? P D C , …………………… 10 分 C
B.解:矩阵 M 的特征多项式为
f (? ) ?
? ?1
? 2
? 2
? ? x
= ( ? ? 1 )( ? ? x ) ? 4 ………………………1 分
因为 ? 1 ? 3 方程 f ( ? ) ? 0 的一根,所以 x ? 1 ………………………3 分 由 ( ? ? 1 )( ? ? 1 ) ? 4 ? 0 得 ? 2 ? ? 1 ,…………………………………5 分 设 ? 2 ? ? 1 对应的一个特征向量为 ? ? ? ? ,
? y?
?? 2 x ? 2 y ? 0 ?? 2 x ? 2 y ? 0
?x ?
则?
得 x ? ? y …………………………………………8 分
令 x ? 1, 则 y ? ? 1 ,
所以矩阵 M 的另一个特征值为-1,对应的一个特征向量为 ? ? ? C.消去参数 t ,得直线 l 的直角坐标方程为 y
? ? 2
2 (s in ? ?
?1
? ? ………10 分 ? ? 1?
? 2 x ? 1 ;…………… 2
分
?
4
)
即?
? 2 (s in ? ? c o s ? )
,
两边同乘以 ? 得 ? 2
? 2 ( ? s in ? ? ? c o s ? )
2
,
2
得⊙ C 的直角坐标方程为: ( x 圆心 C 到直线 l 的距离 d 所以直线 l 和⊙ C 相交. D. 因为 y 2
? ( 1? x ? 2 ?
? 1) ? ( x ? 1) ? 2
2 5 5
, …………………… 6 分 ,
?
|2 ?1?1| 2 ?1
2 2
?
?
2
…………………………………………………… 10 分
2 ? x)
2
≤ [1 2
? (
2 ) ][1 ? x ? 2 ? x ] ? 3 ? 3
2
………6 分
∴ y ≤ 3 …8 分, 当且仅当
1 1? x ? 2 2 ? x
时取 “ ? ”号,即当 x
?0
时, y m a x
? 3
………10 分
22.(1)根据抛物线的定义,可得动圆圆心 P 的轨迹 C 的方程为 x ? y …………4 分
2
(2)
2 2 2 证明:设 A ( x 1 , x 1 ) , B ( x 2 , x 2 ) , ∵ y ? x , ∴ y ? ? 2 x ,∴ A N , B N 的斜率
分别
2 为 2 x 1 , 2 x 2 ,故 A N 的方程为 y ? x 1 ? 2 x 1 ( x ? x 1 ) , B N 的方程
y
2 为 y ? x 2 ? 2 x 2 ( x ? x 2 ) …7 分
? y ? 2 x1 x ? x1 x ? x2 x ? x2 ? 即? , 两式相减, x N ? 1 得 , xM ? 1 又 , 2 2 2 ? y ? 2 x2 x ? x2 ?
2
F· P ·
O
x
∴ M , N 的横坐标相等,于是 M N ? x ………………10 分 第 22 题 23.(1) P ( ? ) 是“ ? 个人命中, 3 ? ? 个人未命中”的概率.其中 ? 的可能取值为0,1,2,3.
1 ? 1 0 ? 0 2 P ( ? ? 0 ) ? C 1 ? 1 ? ? C 2 (1 ? a ) ? (1 ? a ) 2 ? 2 ?
,2 ,
P ( ? ? 1) ? C 1 ?
1
1
1 ? 1 1 0 2 0 ? 2 C 2 (1 ? a ) ? C 1 ? 1 ? ? C 2 a (1 ? a ) ? (1 ? a ) 2 2 ? 2 ?
P (? ? 2 ) ? C 1 ?
1
1
1 ? 2 2 1 1 0 ? 2 C 2 a (1 ? a ) ? C 1 ? 1 ? ? C 2 a ? ( 2 a ? a ) 2 2 ? 2 ?
,
P (? ? 3 ) ? C 1 ?
1
1 2
C 2a
2
2
?
a
2
.
所以 ? 的分布列为
?
2
0
1
1
2
2
2
3
2
P
2
(1 ? a )
1 2
(1 ? a )
1 2
(2a ? a )
a
2
2
?
的数学期望为
1 2
E? ? 0 ?
(1 ? a ) ? 1 ?
2
1 2
(1 ? a ) ? 2 ?
2
1 2
(2 a ? a ) ? 3 ?
2
a
2
?
4a ? 1 2
.
……………5分
2
(2)
P ( ? ? 1) ? P ( ? ? 0 ) ? 1 2
1
? ? 1 ? a 2 ? ? (1 ? a ) 2 ? ? a (1 ? a ) ? 2 ?
2 2
,
P ( ? ? 1) ? P ( ? ? 2 ) ?
? (1 ? a ) ? ( 2 a ? a ) ? ? ? ?
? (1 ? a ) ? a ? ? ? ?
2 2
1 ? 2a 2
2
,
P ( ? ? 1) ? P ( ? ? 3 ) ?
1 2
1 ? 2a 2
.
? ? a (1 ? a ) ? 0 , ? 1 ? 1 ? 2a 由? ? 0 , 和 0 ? a ? 1 ,得 0 ? a ? 2 2 ? 2 ? 1 ? 2a ? 0 ? 2 ?
,即 a 的取值范围是 ? 0 ,
?
?
1? ? 2?
.
…… 10 分