南昌二中 2014-2015 学年度下学期 高三数学(文)试卷
一、选择题(本大题共 12 个小题,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、已知集合 M ? {?1,0,1, 2,3}, N ? {?2,0} ,则下列结论正确的是 A. N ? M B. M ? N ? N C. M ? N ? M D. M ? N ? ?0?
2、下列四个函数中,既是奇函数又是定义域上的单调递增的是 A. y ? 2
?x
B. y ? tan x
C. y ? x
3
D. y ? log3 x
3、已知复数 z 满足 (1 ? i) z ? i 2015 (其中 i 为虚数单位),则 z 的虚部为 A.
1 2
B. ?
1 2
C. i
1 2
D. ?
1 i 2
4、等比数列 ?an ? 为等差数列,且 a1 ? a7 ? a13 ? 4 ,则 a2 ? a12 的值为 A.
4 3
B.
8 3
C. 2
D. 4
? x ? 3 y ? 3 ? 0, ? 5、若实数 x , y 满足不等式组 ? x ? y ? 1 ? 0, 则 z ? 2 | x | ? y 的最大值为 ? y ? ?1, ?
(A) 13 (C) 3 (B) 11 (D) 1
6、投掷两枚骰子,则点数之和是 8 的概率为 A.
5 36
B.
1 6
C.
2 15
D.
1 12
7、在平面直角坐标系中,角 ? 的顶点与原点重合,始边与 x 轴的非负 半轴重合,终边过点 P(? 3, ?1) ,则 sin(2? ?
?
2
)?
D. ?
A.
3 2
B. ?
3 2
C.
1 2
1 2
8、某几何体的三视图如图所示,则该几何体的体积为 A.
10 3
B.
5 3
C.
20 3
D.4
9、执行右下方的程序框图,如果输入的 N ? 4 ,那么输出的 S 的值为
1 1 1 ? ? 2 3 4 1 1 1 1 C.1 ? ? ? ? 2 3 4 5
A. 1 ? 10 、 在 四 面 体
1 1 1 ? ? 2 3? 2 4 ? 3? 2 1 1 1 1 ? ? D.1 ? ? 2 3? 2 4 ? 3? 2 5? 4 ? 3? 2
B. 1 ? S-ABC 中 ,
SA ?
平
面
A
B ,? C
? B1? A 2 C 0 ?,
S ?, A
2 A ?,
C
1 A
B
则该四面体的外接球的表面积为 A. 11? B. 7? C.
10? 3
D.
40? 3
11、已知 F 是抛物线 x2 ? 4 y 的焦点,直线 y ? kx ? 1 与该抛物线交于第 一象限内的零点 A, B ,若 AF ? 3 FB ,则 k 的值是
A. 3
B.
3 2
C.
3 3
D.
2 3 3
12 、已知函数 f ? x ? ? ?
x ?1 ? ?1 ? 1 ? x x ? (??, 2) ,设方程 f ? x ? ? 2 2 的根从小到大依次为 ? ?2 f ( x ? 2) x ? [2, ??)
x1, x2 ,?, xn ,?, n ? N ? ,则数列 { f ( xn )} 的前 n 项和为
A. n
2 2 B. n ? n
C. 2 ? 1
n
D. 2
n ?1
?1
二、填空题:本大题共 4 小题,每小题 5 分,共 20 分,把答案填在答题卷的横线上。. 13、已知向量 a ? (2,1), b ? ( x, ?1) ,且 a ? b 与 b 共线,则 x 的值为 14、函数 f ? x ? ? sin 2x ? 4sin x cos x( x ? R) 的最小正周期为
3
?
?
? ?
?
x2 y 2 2 15 、 若 双 曲 线 2 ? 2 ? 1(a ? 0, b ? 0) 截 抛 物 线 y ? 4 x 的 准 线 所 得 线 段 长 为 b , 则 a b
a?
.
?x
16、设点 P、Q 分别是曲线 y ? xe (e 是自然对数的底数)和直线 y ? x ? 3 上的动点,则 P、 Q 两点间距离的最小值为
三、解答题:本大题共 6 小题,满分 70 分,解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤 17、 (本小题满分 12 分) 在△ABC 中, a, b, c 分别是∠A,∠B,∠C 的对边长,已知 2 sin A ? 3 cos A . (Ⅰ)若 a 2 ? c 2 ? b 2 ? m bc,求实数 m 的值;(Ⅱ)若 a ? 3 ,求△ABC 面积的最大值.
18、 (本小题满分 12 分) 甲、乙两家商场对同一种商品开展促销活动,对购买该商品的顾客两家商场的奖励方 案如下: 甲商场:顾客转动如图所示圆盘,当指针指向阴影部分(图中四个阴影部分均为 扇形,且每个扇形圆心角均为 15? ,边界忽略不计)即为中奖. 乙商场:从装有 3 个白球和 3 个红球的盒子中一次性摸出 2 球(这些球除颜色外 完全相同),如果摸到的是 2 个红球,即为中奖. 试问:购买该商品的顾客在哪家商场中奖的可能性大?请说明理由.
19、 (本小题满分 12 分) 已知 PA ? 平面 ABCD, CD ? AD, BA ? AD, CD ? AD ? AP ? 4, AB ? 1 。 (Ⅰ)求证: CD ? 平面 ADP ; (Ⅱ)若 M 为线段 PC 上的点,当 BM ? PC 时,求三棱锥 B ? APM 的体积。
20、 (本小题满分 12 分) 已知椭圆 C :
x2 y 2 3 3 ? 2 ? 1(a ? b ? 0) 经过点 (1, ) ,离心率为 。 2 a b 2 2
(Ⅰ)求椭圆 C 的方程; (Ⅱ)不垂直与坐标轴的直线 l 与椭圆 C 交于 A, B 两点,以 AB 为直径的圆过原点,且线段
3 AB 的垂直平分线交 y 轴于点 P (0, ? ) ,求直线 l 的方程。 2
21、 (本小题满分 12 分) 已知函数 f ( x ) ? x ?
3
5 2 7 x ? ax ? b , g ( x) ? x3 ? x 2 ? ln x ? b , ( a , b 为常数) . 2 2
(Ⅰ)若 g ( x) 在 x ? 1 处的切线过点 (0 , ? 5) ,求 b 的值; (Ⅱ) 设函数 f ( x) 的导函数为 f ?( x ) , 若关于 x 的方程 f ( x) ? x ? xf ?( x) 有唯一解, 求实数 b 的取值范围; (Ⅲ)令 F ( x) ? f ( x) ? g ( x) ,若函数 F ( x) 存在极值,且所有极值之和大于 5 ? ln 2 ,求实 数 a 的取值范围. 请考生在第(22) 、 (23) (24)三体中任选一题作答,如果多做,则按所做的第一题记分,作 答时用 2B 铅笔在答题卡上把所选题目的题号涂黑,把答案填在答题卡上. 22.(本小题满分 10 分)选修 4-1:几何证明选讲
△ ABC 内接于圆 O ,AD 平分 ?BAC 交圆 O 于点 D , 如图, 过点 B 作圆 O 的切线交直线 AD
于点 E .
(Ⅰ)求证: ?EBD ? ?CBD ; (Ⅱ)求证: AB ? BE ? AE ? DC . 23、 (本小题满分 10 分)选修 4-4:坐标系与参数方程
1 ? x ? 2? t ? 2 ? (t 为参数) 在平面直角坐标系 xOy 中,直线 l 的参数方程 ? ,以坐标原点为极点, 3 ?y ? t ? ? 2
x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,曲线 C 的极坐标方程为: ? ? 4 cos ? 。
(Ⅰ)直线 l 的参数方程化为极坐标方程;
(Ⅱ)求直线 l 的曲线 C 交点的极坐标( ? ? 0,0 ? ? ? 2? )
24、 (本小题满分 10 分)选修 4-5:不等式选讲 设函数 f ? x ? ? 2x ? a ? 2x ? 1 (a ? 0), g ? x ? ? x ? 2 。 (Ⅰ)当 a ? 1 时,求不等式 f ? x ? ? g ? x ? 的解集; (Ⅱ)若 f ? x ? ? g ? x ? 恒成立,求实数 a 的取值范围。
(文科答案)
一、选择题: 1-5 DCABB 6-10 ADABD 11-12 DC
二、填空题: 14.
13.
-2
? 2
15.
2 5 5
16.
3 2 2
三、解答题: 17 . 解 : (1) 由
A ? 3 c oAs , 即 2 sin A ? 3cos A 两 边 平 方 得 2 s i2 n
(2 c oAs ? 1) ( cA o ?2 s) ? 0 ,
解得 cos A ?
1 或 cos A ? ?2 (舍).而 a 2 ? c 2 ? b 2 ? mbc可以变形为 2
m 1 b2 ? c 2 ? a 2 m ? ,即 cos A ? ? ,所以 m ? 1 . 2 2 2bc 2
(2)由(1)知 cos A ?
1 b2 ? c2 ? a 2 1 3 ? , ,则 sin A ? .又 2 2bc 2 2
所以 bc ? b2 ? c 2 ? a 2 ? 2bc ? a 2 ,即 bc ? a 2 ,当且仅当 b ? c 时等号成立. 故 S?ABC ?
1 a2 3 3 3 bcsin A ? ? ? . 2 2 2 4
18.解:设顾客去甲商场,转动圆盘,指针指向阴影部分为事件 A ,
试验的全部结果构成的区域为圆盘,面积为 ?r 2 ( r 为圆盘的半径),阴影区域的面 积为 S ? 4 ?
1 ? 2 ? 2 ? r ? r . 2 12 6
? 2 r 1 6 所以, P( A) ? ? . 2 ?r 6
…………………5 分
设顾客去乙商场一次摸出两个红球为事件 B ,记盒子中 3 个白球为 a1 ,a2 ,a3 ,3 个 红球为 b1 , b2 , b3 ,记 ( x , y) 为一次摸球的结果,则一切可能的结果有: (a1 , a2 ) ,
(a1 , a3 ) , (a1 , b1 ) , (a1 , b2 ) , (a1 , b3 ) , (a2 , a3 ) , (a2 , b1 ) , (a2 , b2 ) , (a2 , b3 ) , (a3 , b1 ) , (a3 , b2 ) , (a3 , b3 ) , (b1 , b2 ) , (b1 , b3 ) , (b2 , b3 ) ,共 15 种.
摸到的 2 个球都是红球有 (b1 , b2 ) , (b1 , b3 ) , (b2 , b3 ) ,共 3 种. 所以, P ( B ) ?
3 1 ? . 15 5
…………11 分
因为 P( A) ? P( B) , 所以,顾客在乙商场中奖的可能大. 19. (1)证明: 因为 PA⊥平面 ABCD,PA ? 平面 ADP, 所以平面 ADP⊥平面 ABCD. ………………………………2 分 又因为平面 ADP∩平面 ABCD=AD,CD⊥AD, 所以 CD⊥平面 ADP. ………………………………………4 分 ………………12
(2)取 CD 的中点 F,连接 BF, 在梯形 ABCD 中,因为 CD=4,AB=2, 所以 BF⊥CD. 又 BF=AD=4,所以 BC= 2 5 . 在 ? ABP 中,由勾股定理求得 BP= 2 5 . 所以 BC=BP. ………………………………………………………7 分
又知点 M 在线段 PC 上,且 BM⊥PC, 所以点 M 为 PC 的中点. ………………………………………9 分
在平面 PCD 中过点 M 作 MQ∥DC 交 DP 于 Q,连接 QB,QA, 则 V三棱锥 B—APM ? V三棱锥 M—APB ? V三棱锥 Q—APB ? V三棱锥 B—APQ = ? ( ? 4 ? 2) ? 2 ? . ……
1 3
1 2
8 3
12 分
? c 3 = ? ? 2 20.解: (Ⅰ)由题意得 ? a ,解得 a =2 , b ? 1 . 1 3 ? ? ?1 ? ? a 2 4b 2
所以椭圆 C 的方程是
x2 ? y2 ? 1 . 4
…………… 4 分
(Ⅱ)设直线 l 的方程设为 y ? kx ? t ,设 A( x1 , y1 ), B( x2 , y2 ) ,
? y ? kx ? t ? 联立 ? x 2 消去 y 得 (1 ? 4k 2 ) x2 ? 8ktx ? 4t 2 ? 4 ? 0 2 ? ? y ?1 ?4
则有 x1 ? x2 ?
4t 2 ? 4 ?8kt x x ? , 1 2 1 ? 4k 2 1 ? 4k 2
…………… 6 分
? ? 0 ? 4k 2 ? 1 ? t 2
y1 ? y2 ? kx1 ? t ? kx2 ? t ? k ( x1 ? x2 ) ? 2t ?
2t 1 ? 4k 2
y1 y2 ? ? kx1 ? t ?? kx2 ? t ? ? k 2 x1x2 ? kt ? x1 ? x2 ? ? t 2
? k2
2 2 t2 ? 4 ? ?2kt ? 2 4t ? 4k ? kt ? t ? ? 2 ? 4 ? k2 4 ? k2 ? 4?k ?
因为以 AB 为直径的圆过坐标原点,所以 OAg OB ? 0 ? x1 x2 ? y1 y2 ? 0
uur uu u r
t 2 ? 4 4t 2 ? 4k 2 x1 x2 ? y1 y2 ? ? ? 0 ? 5t 2 ? 4 ? 4k 2 …………… 8 分 2 2 1 ? 4k 1 ? 4k
? ? 0 ? 4k 2 ? 1 ? t 2 ? t ? ?
3 3 或t ? , 2 2
x1 ? x2 y ? y2 ?4kt t ? ? ,n ? 1 2 2 1 ? 4k 2 1 ? 4k 2 3 ? ?n t 1 1 ? 得 ………… 10 分 ?? ? 2 2 1 ? 4k 2 k ?m
又设 A, B 的中点为 D ? m, n ? ,则 m ?
因为直线 PD 于直线 l 垂直,所以 kPD
1 ? t ?t1 ? 1 ? ? ? 2 由 ?1 ? 4k 2 解得 ? 3, t2 ? ? ?5t 2 ? 4 ? 4k 2 ? 5 ? ?
3 时, ? ? 0 不成立. 5 1 当 t ? 1 时, k ? ? , 2 1 1 所以直线 l 的方程为 y ? x ? 1 或 y ? ? x ? 1 .… 2 2
当t ? ?
12 分
解法二 (Ⅱ)设直线 l 的斜率为 k ,设 A( x1 , y1 ), B( x2 , y2 ) , A, B 的中点为 D ? x0 , y0 ? , 所以 k ?
x ? x2 y1 ? y2 , x0 ? 1 2 x1 ? x2
, y0 ?
y1 ? y2 2
? x12 ? y12 ? 1 ? ? 4 由题意 ? 2 ? x2 ? y 2 ? 1 2 ? ? 4
(1) 式 ?(2) 式得
(1)
,
(2)
? x1 ? x2 ?? x1 ? x2 ? ?
4
? y1 ? y2 ?? y1 ? y2 ? ? 0 ?
y 1 1 ? y1 ? y2 ?? y1 ? y2 ? ? ?0? ?k 0 ?0 4 x0 4 ? x1 ? x2 ?? x1 ? x2 ?
又因为直线 PD 与直线 l 垂直,所以
y0 ? x0
3 2 ?k ? ?1
y0 ?1 ?4 ? k x ? 0 1 ? 0 ? ? y0 ? 由? 解得 ? 2 3 ? y0 ? 2 ? ? x0 ? ?2k ?k ? ?1 ? ? x0
…………… 6 分
2 设直线 l 的方程设为 y ? y0 ? k ? x ? x0 ? ? y ? kx ? 2k ?
1 , 2
1 ? y ? kx ? 2k 2 ? ? 2 ? 2 2 2 2 2 联立 ? 消去 y 得 (1 ? 4k ) x ? 4k ? k ? 1? x ? ? 4k ? 1? ? 4 ? 0 2 ? x ? y2 ? 1 ? ? 4
x1 ? x2 ? 2x0 ? ?4k , x1 x2
2
? 4k ?
2
? 1? ? 4
2
1 ? 4k 2
2
? 2 1? 2 2 2 4 ? 2k ? ? ? 4k 4 k ? 1 ? 4 ? ? 1 2 ? ? ? ? 2k 2 ? 4k 2 ? 1? ? ? 2k 2 ? ? = ? y1 y2 ? k 2 2 4 ? k 1 ? 4k 2 2 ? ? ??? ??? ? 因为以 AB 为直径的圆过坐标原点,所以 0 A? OB ? 0 ? x1x2 ? y1 y2 ? 0
? 2 1? 2k ? ? ? 4k 2 4k 2 ? 1? ? 4 4 ? 2 ? 2? ? 2 x1 x2 ? y1 y2 ? ? ? 0 ? 5 4 k ? 1 ? 16 ?1 ? k 2 ? ? ? 2 2 1 ? 4k 4?k
2
2
解得 k ? ?
1 , 2
所以直线 l 的方程为 y ?
1 1 x ? 1 或 y ? ? x ? 1 .… 2 2
12 分
21. 解: (Ⅰ)设 g ( x) 在 x ? 1 处的切线方程为 y ? kx ? 5 , 因为 g ?( x) ? 3 x ? 7 x ?
2
1 , g ?(1) ? 11 , x
所以 k ? 11 ,故切线方程为 y ? 11x ? 5 . 当 x ? 1 时, y ? 6 ,将 (1, 6) 代入 g ( x) ? x ?
3
7 2 x ? ln x ? b , 2
…………………………3 分
得b ?
3 . 2
2
(Ⅱ) f ' ? x ? ? 3x ? 5x ? a , 由题意得方程 x ?
3
5 2 x ? ax ? b ? 3x 3 ? 5 x 2 ? ax ? x 有唯一解, 2
5 2 x ? x ? b 有唯一解. 2 5 2 3 2 令 h( x) ? 2 x ? x ? x ,则 h '( x) ? 6x ? 5x ? 1 ? (2x ? 1)(3x ? 1) , 2 1 1 1 1 所以 h( x) 在区间 ( ??, ? ), ( ? , ??) 上是增函数,在区间 (? , ? ) 上是减函数. 2 3 2 3 1 1 1 7 又 h( ? ) ? ? , h( ? ) ? ? , 2 8 3 54 故实数 b 的取值范围是 7 1 (??, ? ) U (? , ??) . …………………………8 分 54 8
即方程 2 x ?
3
(Ⅲ) F ( x) ? ax ? x2 ? ln x, 所以 F '( x) ? ?
2 x 2 ? ax ? 1 . x
2 x 2 ? ax ? 1 ? 0 在 (0,??) 上有根, x
因为 F ( x) 存在极值,所以 F '( x) ? ? 即方程 2x
2
? ax ? 1 ? 0 在 (0,??) 上有根,则有 ? =a 2 ? 8 ? 0 .
显然当 ? =0 时, F ( x) 无极值,不合题意; 所以方程必有两个不等正根.
1 ? x1 x2 ? ? 0, ? ? 2 2 记方程 2x ? ax ? 1 ? 0 的两根为 x 1 , x 2 ,则 ? ?x ? x ? a , 1 2 ? ? 2
F ( x1 ) ? F ( x2 ) ? a( x1 ? x2 ) ? ( x12 ? x22 ) ? (ln x1 ? ln x2 )
?
1 a2 a2 1 ? ? 1 ? ln ? 5 ? ln , 2 2 4 2
2 解得 a ? 16 ,满足 ? ? 0 .
又 x1 ? x2 ? 故 所
a ? 0 ,即 a ? 0 , 2
求
a
的
取
值
范
围
是
(4,??) .
…………………………14 分
22.试题解析: (1)∵BE 为圆 O 的切线,所以∠EBD=∠BAD 又∵AD 平分∠BAC ∴∠BAD=∠CAD , ∴∠EBD =∠CAD 又∵∠CBD=∠CAD ,∴∠EBD=∠CBD (2)在△EBD 和△EAB 中,∠E=∠E,∠EBD=∠EAB ∴△EBD∽△EAB, ∴
BE BD ? AE AB
∴AB?BE=AE?BD ,又∵AD 平分∠BAC ∴BD=DC 故 AB?BE=AE?DC 考点:1、弦切角定理;2、相似三角形.
1 ? x ? 2? t ? 2 ? 23.解析: (1)将直线 l : ? ( t 为参数)消去参数 t ,化为普通方程 ? y? 3t ? ? 2
3x ? y ? 2 3 ? 0 ,……………………2 分
将?
? x ? ? cos ? 代入 3x ? y ? 2 3 ? 0 得 3? cos? ? ? sin ? ? 2 3 ? 0 .…………4 分 ? y ? ? sin ?
(2)方法一: C 的普通方程为 x2 ? y 2 ? 4 x ? 0 .………………6 分 由?
? 3x ? y ? 2 3 ? 0 ? ? ? x ?1 或 ? ? x ? 3 ………………8 分 解得: ? ? 2 2 ? ? ? x ? y ? 4x ? 0 ?y ? ? 3 ? ?y ? 3
所以 l 与 C 交点的极坐标分别为: (2, 方法二:由 ?
5? ? ) , (2 3, ) .………………10 分 3 6
? ? 3? cos ? ? ? sin ? ? 2 3 ? 0 ,……………6 分 ? ? 4 cos ? ? ?
得: sin(2? ?
?
3
) ? 0 ,又因为 ? ? 0, 0 ? ? ? 2? ………………8 分
?? ? 2 3 ? ? ?2 ? ? 所以 ? 5? 或 ? ? ?? ? ? ?? 3 ? 6 ?
所以 l 与 C 交点的极坐标分别为: (2,
5? ? ) , (2 3, ) .………………10 分 3 6
24.解析: (1)当 a ? 1 时, | 2 x ? 1| ? | 2 x ? 1|? x ? 2
1 ? ? x?? 2 ? 无解, ? ? ? ?4 x ? x ? 2
1 ? 1 1 ?? ? x ? 2?0? x? , ? 2 2 ? ? 2 ? x+2
1 ? 1 2 ? x? 2 ? ? x ? ………………………3 分 ? 2 3 ? ?4 x ? x ? 2
综上,不等式的解集为 {x 0 ? x ? } .………………5 分
2 3
(2) | 2 x ? a | ? | 2 x ? 1|? x ? 2 ,转化为 | 2 x ? a | ? | 2 x ? 1| ? x ? 2 ? 0 令 h( x) ?| 2 x ? a | ? | 2 x ? 1| ? x ? 2 ,
1 ? ? ?5 x ? a ? 3, x ? ? 2 ? 1 a ? 因为 a>0,所以 h( x) ? ?? x ? a ? 1, ? ? x ? , 2 2 ? a ? ? 3x ? a ? 1, x ? 2 ?
………………8 分 在 a>0 下易得 h( x ) min ?
a a ? 1 ,令 ? 1 ? 0, a 得 a ? 2.a ………………10 分 2 2