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2013年全国高校自主招生数学模拟试卷3


张喜林制
[选取日期]

2013 年全国高校自主招生数学模拟试卷三

一、选择题(36 分) 1.函数 f ( x) ? A.0

5 ? 4 x ? x2 在 (??, 2) 上的最小值是 2? x
B.1 C.2 D.3

( )

2.设 A ? [?2, 4) , B ? {x x 2 ? ax ? 4 ? 0} ,若 B ? A ,则实数 a 的取值范围为 A. [?1, 2) B. [?1, 2] C. [0,3] D. [0,3)

( )

3.甲乙两人进行乒乓球比赛,约定每局胜者得 1 分,负者得 0 分,比赛进行到有一人比对方多 2 分或打满 6 局时 停止.设甲在每局中获胜的概率为 局数 ? 的期望 E? 为 A.

2 1 ,乙在每局中获胜的概率为 ,且各局胜负相互独立,则比赛停止时已打 3 3
()

241 670 266 274 B. C. D. 81 243 81 81 2 4 . 若 三 个 棱 长 均 为整 数( 单 位 : cm ) 的 正方 体的 表 面 积 之 和为 564 cm , 则 这 三 个 正 方 体 的体积 之 和 为
( ) A. 764 cm 或 586 cm C. 586 cm 或 564 cm
3 3 3

B. 764 cm D. 586 cm

3

3

3

? x ? y ? z ? 0, 5.方程组 ? 的有理数解 ( x, y, z ) 的个数为 ? xyz ? z ? 0, ? xy ? yz ? xz ? y ? 0 ?
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4

( )

6.设 ?ABC 的内角 A,B,C 所对的边 a, b, c 成等比数列,则

sin A cot C ? cos A 的取值范围是 sin B cot C ? cos B
( )

A. (0, ??)

B. (0,

5 ?1 5 ?1 , ) 2 2 二、填空题(54 分,每小题 9 分)
C. (

5 ?1 ) 2 5 ?1 D. ( , ??) 2
,若 f7 ( x) ? 128x ? 381 ,则

7.设 f ( x) ? ax ? b ,其中 a , b 为实数, f1 ( x) ? f ( x) , fn?1 ( x) ? f ( f n ( x)) , n ? 1, 2,3,
a?b ?

.
1 ,则 a ? . 2

8.设 f ( x) ? cos 2 x ? 2a(1 ? cos x) 的最小值为 ?

9.将 24 个志愿者名额分配给 3 个学校,则每校至少有一个名额且各校名额互不相同的分配方法共有
1/9

种.

10.设数列 {an } 的前 n 项和 Sn 满足: Sn ? an ?

n ?1 , n ? 1, 2, n(n ? 1)

,则通项 an =.

11.设 f ( x) 是定义在 R 上的函数,若 f (0) ? 2008 ,且对任意 x ? R ,满足

) =. f ( x ? 2) ? f ( x) ? 3 ? 2x , f ( x ? 6) ? f ( x) ? 63 ? 2x ,则 f (2008
12.一个半径为 1 的小球在一个内壁棱长为 4 6 的正四面体容器内可向各个方向自由运动,则该小球永远不可能接 触到的容器内壁的面积是. 12.一个半径为 1 的小球在一个内壁棱长为 4 6 的正四面体容器内可向各个方向自由运动,则该小球永远不可能接 触到的容器内壁的面积是. 14.解不等式

log2 ( x12 ? 3x10 ? 5x8 ? 3x6 ?1) ? 1 ? log2 ( x4 ?1) .

15.如题 15 图, P 是抛物线 y 2 ? 2x 上的动点,点 B,C 在 y 轴上,圆 ( x ?1)2 ? y 2 ? 1 内切于 ?PBC ,求 ?PBC 面积 的最小值.

题 15 图

2013 年全国高校自主招生数学模拟试卷三 参考答案
2/9

1[解]当 x ? 2 时, 2 ? x ? 0 ,因此 f ( x) ?

1 ? (4 ? 4 x ? x 2 ) 1 1 ? ? (2 ? x) ? 2 ? ? (2 ? x) 2? x 2? x 2? x

? 2 ,当且仅当 1 ? 2 ? x 时上式取等号.而此方程有解 x ? 1? (??, 2) ,因此 f ( x) 在 (??, 2) 上的最小值为 2.
2? x
[解法一] 因 x 2 ? ax ? 4 ? 0 有两个实根

x1 ?

a a2 a a2 , , x2 ? ? 4 ? ? 4? 2 4 2 4

故 B ? A 等价于 x1 ? ?2 且 x2 ? 4 ,即

a a2 a a2 ? 4? ? ?2 且 ? 4 ? ? 4, 2 4 2 4
解之得 0 ? a ? 3 .
?1 ? 17 ? 1 ? 17 , B ? A 排除 A、 [解法二](特殊值验证法)令 a ? 3, B ? [?1, 4], B ? A ,排除 C,令 a ? ?1 , B ?[ , ] 2 2

B,故选 D。

a ? ? ?2 ? 2 ? 4 ? 2 [解法三](根的分布)由题意知 x ? ax ? 4 ? 0 的两根在 A ? [?2, 4) 内,令 f ( x) ? x 2 ? ax ? 4 则 ? f ( ?2) ? 0 解之 ? f (4) ? 0 ? ?
得: 0 ? a ? 3 2[解法一] 依题意知, ? 的所有可能值为 2,4,6. 设每两局比赛为一轮,则该轮结束时比赛停止的概率为

2 1 5 ( )2 ? ( )2 ? . 3 3 9
若该轮结束时比赛还将继续,则甲、乙在该轮中必是各得一分,此时,该轮比赛结果对下轮比赛是否停止没有 影响.从而有
P(? ? 2) ? 5 , 9

4 5 20 , P(? ? 4) ? ( )( ) ? 9 9 81
4 16 P (? ? 6) ? ( ) 2 ? , 9 81
5 20 16 266 故 E? ? 2 ? ? 4 ? ? 6 ? ? . 9 81 81 81
[解法二] 依题意知, ? 的所有可能值为 2,4,6. 令 Ak 表示甲在第 k 局比赛中获胜,则 Ak 表示乙在第 k 局比赛中获胜. 由独立性与互不相容性得

P(? ? 2) ? P( A1 A2 ) ? P( A1 A2 ) ?

5 , 9
3/9

P(? ? 4) ? P( A1 A2 A3 A4 ) ? P( A1 A2 A3 A4 ) ? P( A1 A2 A3 A4 ) ? P( A1 A2 A3 A4 )
2 1 1 2 20 , ? 2[( )3 ( ) ? ( )3 ( )] ? 3 3 3 3 81

P(? ? 6) ? P( A1 A2 A3 A4 ) ? P( A1 A2 A3 A4 ) ? P( A1 A2 A3 A4 ) ? P( A1 A2 A3 A4 )
2 1 16 ? 4( ) 2 ( ) 2 ? , 3 3 81

5 20 16 266 故 E? ? 2 ? ? 4 ? ? 6 ? ? . 9 81 81 81
3[解] 设这三个正方体的棱长分别为 a, b, c ,则有 6 ? a 2 ? b 2 ? c 2 ? ? 564 , a2 ? b2 ? c2 ? 94 ,不妨设1 ? a ? b ? c ? 10 , 从而 3c ? a ? b ? c ? 94 , c ? 31 .故 6 ? c ? 10 . c 只能取 9,8,7,6.
2 2 2 2 2

若 c ? 9 ,则 a 2 ? b2 ? 94 ? 92 ? 13 ,易知 a ? 2 , b ? 3 ,得一组解 (a, b, c) ? (2,3,9) . 若 c ? 8 ,则 a2 ? b2 ? 94 ? 64 ? 30 , b ? 5 .但 2b ? 30 , b ? 4 ,从而 b ? 4 或 5.若 b ? 5 ,则 a ? 5 无解,若
2 2

b ? 4 ,则 a 2 ? 14 无解.此时无解.
若 c ? 7 ,则 a2 ? b2 ? 94 ? 49 ? 45 ,有唯一解 a ? 3 , b ? 6 . 若 c ? 6 ,则 a2 ? b2 ? 94 ? 36 ? 58 ,此时 2b ? a ? b ? 58 , b ? 29 .故 b ? 6 ,但 b ? c ? 6 ,故 b ? 6 ,此
2 2 2 2

时 a ? 58 ? 36 ? 22 无解.
2

? a ? 2, ? a ? 3, ? ? 综上,共有两组解 ?b ? 3, 或 ?b ? 6, ?c ? 9 ? c ? 7. ? ?
体积为 V1 ? 23 ? 33 ? 93 ? 764 cm 或 V2 ? 33 ? 63 ? 73 ? 586 cm .
3 3

? x ? y ? 0, ? x ? 0, ? x ? ?1, 4[解] 若 z ? 0 ,则 ? 解得 ? 或? ? y ? 0 ? y ? 1. ? xy ? y ? 0.
若 z ? 0 ,则由 xyz ? z ? 0 得 xy ? ?1 . 由 x ? y ? z ? 0 得 z ? ?x ? y . ① ② ③

将②代入 xy ? yz ? xz ? y ? 0 得 x2 ? y 2 ? xy ? y ? 0 . 由①得 x ? ?

1 ,代入③化简得 ( y ?1)( y3 ? y ?1) ? 0 . y

易知 y3 ? y ?1 ? 0 无有理数根,故 y ? 1 ,由①得 x ? ?1 ,由②得 z ? 0 ,与 z ? 0 矛盾,故该方程组共有两组有

? x ? 0, ? x ? ?1, ? 理数解 ? ? y ? 0, 或 ? y ? 1, ? z ? 0 ? z ? 0. ? ?
5[解] 设 a, b, c 的公比为 q ,则 b ? aq, c ? aq 2 ,而

sin A cot C ? cos A sin A cos C ? cos A sin C ? sin B cot C ? cos B sin B cos C ? cos B sin C

?

s i n A? ( C ) ?s ?i n B( ? ? s i n B? ( C ) ?s ?i n A(
4/9

)B s b i n ? ?q. )A s a i n

因此,只需求 q 的取值范围. 因 a, b, c 成等比数列,最大边只能是 a 或 c ,因此 a, b, c 要构成三角形的三边,必需且只需 a ? b ? c 且

b ? c ? a .即有不等式组
2 2 ? ? a ? aq ? aq , ? ?q ? q ? 1 ? 0, 即? 2 ? 2 ? ? aq ? aq ? a ? ?q ? q ? 1 ? 0.

?1 ? 5 5 ?1 ?q? , ? ? 2 2 解得 ? ?q ? 5 ? 1 或q ? ? 5 ? 1 . ? ? 2 2
从而

5 ?1 5 ?1 5 ?1 5 ?1 ,因此所求的取值范围是 ( ?q? , ). 2 2 2 2
? a ?1)b

6[解] 由题意知 fn ( x) ? an x ? (an?1 ? an?2 ?

? an x ?

an ?1 ?b, a ?1
a7 ? 1 ? b ? 381 ,因此 a ? 2 , b ? 3 , a ? b ? 5 . a ?1

由 f7 ( x) ? 128x ? 381 得 a 7 ? 128 ,

7[解] f ( x) ? 2cos2 x ?1 ? 2a ? 2a cos x

a 1 ? 2(cos x ? ) 2 ? a 2 ? 2a ? 1 , 2 2
(1) a ? 2 时, f ( x) 当 cos x ? 1 时取最小值 1 ? 4a ; (2) a ? ?2 时, f ( x) 当 cos x ? ?1 时取最小值 1; (3) ?2 ? a ? 2 时, f ( x) 当 cos x ?

a 1 时取最小值 ? a 2 ? 2a ? 1 . 2 2
1 , 2

又 a ? 2 或 a ? ?2 时, f ( x) 的最小值不能为 ?

1 1 故 ? a 2 ? 2a ? 1 ? ? ,解得 a ? ?2 ? 3 , a ? ?2 ? 3 (舍去). 2 2
8[解法一] 用 4 条棍子间的空隙代表 3 个学校,而用 ? 表示名额.如

| ???? | ? ? | ?? |
表示第一、二、三个学校分别有 4,18,2 个名额. 若把每个“ ? ”与每个“ | ”都视为一个位置,由于左右两端必须是“|” ,故不同的分配方法相当于 24 ? 2 ? 26 个位置(两端不在内)被 2 个“|”占领的一种“占位法” . “每校至少有一个名额的分法” 相当于在 24 个 “? ” 之间的 23 个空隙中选出 2 个空隙插入 “|” , 故有 C2 23 ? 253 种. 又在“每校至少有一个名额的分法”中“至少有两个学校的名额数相同”的分配方法有 31 种. 综上知,满足条件的分配方法共有 253-31=222 种. [解法二] 设分配给 3 个学校的名额数分别为 x1 , x2 , x3 ,则每校至少有一个名额的分法数为不定方程
5/9

x1 ? x2 ? x3 ? 24 .
的正整数解的个数,即方程 x1 ? x2 ? x3 ? 21的非负整数解的个数,它等于 3 个不同元素中取 21 个元素的可重组合:
21 21 2 H3 ? C23 ? C23 ? 253 .

又在“每校至少有一个名额的分法”中“至少有两个学校的名额数相同”的分配方法有 31 种. 综上知,满足条件的分配方法共有 253-31=222 种. 9[解] an ?1 ? Sn ?1 ? Sn ? 即 2 a n ?1 ? =

n n ?1 ? an ?1 ? ? an , (n ? 1)(n ? 2) n(n ? 1)

n?2?2 1 1 ? ? ? an (n ? 1)(n ? 2) n ? 1 n(n ? 1)
?2 1 , ? an ? (n ? 1)(n ? 2) n(n ? 1) 1 1 . ) ? an ? (n ? 1)(n ? 2) n(n ? 1)

由此得 2 (a n ?1 ? 令 bn ? an ? 有 bn ?1 ?

1 1 1 , b1 ? a1 ? ? ( a1 ? 0 ), 2 2 n(n ? 1)

1 1 1 1 . bn ,故 bn ? n ,所以 a n ? n ? 2 2 n(n ? 1) 2

10[解法一] 由题设条件知

f ( x ? 2) ? f ( x) ? ?( f ( x ? 4) ? f ( x ? 2)) ? ( f ( x ? 6) ? f ( x ? 4)) ? ( f ( x ? 6) ? f ( x))
? ?3 ? 2x?2 ? 3 ? 2 x?4 ? 63 ? 2 x ? 3 ? 2 x ,
因此有 f ( x ? 2) ? f ( x) ? 3 ? 2x ,故

f (2008) ? f (2008) ? f (2006) ? f (2006) ? f (2004) ?

? f (2) ? f (0) ? f (0)

? 3 ? (22006 ? 22004 ?
? 3? 41003?1 ? 1 ? f (0) 4 ?1

? 22 ? 1) ? f (0)

? 22008 ? 2007 .
[解法二] 令 g ( x) ? f ( x) ? 2x ,则

g ( x ? 2) ? g ( x) ? f ( x ? 2) ? f ( x) ? 2x?2 ? 2x ? 3 ? 2x ? 3 ? 2x ? 0 , g ( x ? 6) ? g ( x) ? f ( x ? 6) ? f ( x) ? 2x?6 ? 2x ? 63 ? 2x ? 63 ? 2x ? 0 ,
即 g ( x ? 2) ? g ( x), g ( x ? 6) ? g ( x) , 故 g ( x) ? g ( x ? 6) ? g ( x ? 4) ? g ( x ? 2) ? g ( x) , 得 g ( x) 是周期为 2 的周期函数, 所以 f (2008) ? g (2008) ? 22008 ? g (0) ? 22008 ? 22008 ? 2007 . 11[解] 如答 12 图 1,考虑小球挤在一个角时的情况,记小球半径为 r ,作平面 A1 B1C1 //平面 ABC ,与小球相切于 点 D ,则小球球心 O 为正四面体 P ? A1 B1C1 的中心, PO ? 面A1B1C1 ,垂足 D 为 A1 B1C1 的中心.

6/9

1 因 VP ? A B C ? S ?A B C ? PD 1 1 1 3 111

? 4 ?VO? A1B1C1
1 ? 4 ? ? S ?A1B1C1 ? OD , 3
故 PD ? 4OD ? 4r ,从而 PO ? PD ? OD ? 4r ? r ? 3r . 记此时小球与面 PAB 的切点为 P1 ,连接 OP ,则 1
2 2 PP (3r ) 2 ? r 2 ? 2 2r . 1 ? PO ? OP 1 ?

考虑小球与正四面体的一个面(不妨取为 PAB )相切时的情况, 易知小球在 面 PAB 上最靠近边的切点的轨迹仍为正三角形,记为 P ,如答 12 图 2.记 1 EF 正四面体 的棱长为 a ,过 P1 作 PM ? PA 于 M . 1 因 ?MPP 1 ? 答 12 图 1

?
6

,有 PM ? PP 1 ? cos MPP 1 ? 2 2r ?

3 ? PA ? 2PM ? a ? 2 6r . ? 6r ,故小三角形的边长 PE 1 2
2 中阴影部分)

小球与面 PAB 不能接触到的部分的面积为(如答 12 图

S?PAB ? S?PEF ? 1

3 2 2 (a ? (a ? 2 6r )2 ) ? 3 2ar ? 6 3r . 4

又 r ? 1 , a ? 4 6 ,所以

S?PAB ? S?P1EF ? 24 3 ? 6 3 ? 18 3 .
由对称性,且正四面体共 4 个面,所以小球不能接触到的容 器内壁的面积共为 答 12 图 2

72 3 .
三、解答题(本题满分 60 分,每小题 20 分) 12[证]

且在 (? , f ( x) 的图象与直线 y ? kx (k ? 0) 的三个交点如答 13 图所示,
3? ). 2

3? 其切点为 A(? , ? sin ? ) , ) 内相切, 2

? ? (? ,

?5 分

3 sin ? 由于 f ?( x) ? ? cos x , x ? (? , ? ) ,所以 ? cos ? ? ? ,即 ? ? tan ? . 2 ?
因此

?10 分

cos ? cos ? ? sin ? ? sin 3? 2sin 2? cos ?
? 1 4sin ? cos ?
?15 分

? ?

cos 2 ? ? sin 2 ? 4sin ? cos ? 1 ? tan 2 ? 4 tan ?
7/9

?

1? ? 2 . 4?

?20 分

[解法一] 由 1 ? log2 ( x4 ? 1) ? log2 (2 x4 ? 2) ,且 log2 y 在 (0, ??) 上为增函数,故原不等式等价于

x12 ? 3x10 ? 5x8 ? 3x6 ? 1 ? 2 x4 ? 2 .
即 分组分解

x12 ? 3x10 ? 5x8 ? 3x6 ? 2 x4 ? 1 ? 0 .

?5 分

x12 ? x10 ? x8 ?2 x10 ? 2 x8 ? 2 x6 ?4 x8 ? 4 x6 ? 4 x4 ? x6 ? x 4 ? x 2 ? x4 ? x2 ? 1 ? 0 ,

( x8 ? 2x6 ? 4x4 ? x2 ? 1)( x4 ? x2 ?1) ? 0 ,
所以

?10 分

x4 ? x2 ? 1 ? 0 ,

( x2 ?
所以 x 2 ?

?1 ? 5 2 ?1 ? 5 )( x ? )?0. 2 2

?15 分

?1 ? 5 ?1 ? 5 或 ?1 ? 5 . ,即 x ? ? x? 2 2 2

故原不等式解集为 (??, ?

5 ?1 ) ( 2

5 ?1 , ??) . 2

?20 分

[解法二] 由 1 ? log2 ( x4 ? 1) ? log2 (2 x4 ? 2) ,且 log2 y 在 (0, ??) 上为增函数,故原不等式等价于

x12 ? 3x10 ? 5x8 ? 3x6 ? 1 ? 2 x4 ? 2 .


?5 分

2 1 ? ? x 6 ? 3x 4 ? 3x 2 ? 1 ? 2 x 2 ? 2 ? ( x 2 ? 1)3 ? 2( x 2 ? 1) , x2 x6
( 1 3 1 ) ? 2( 2 ) ? ( x 2 ? 1) 3 ? 2( x 2 ? 1) , 2 x x
?10 分

令 g (t ) ? t 3 ? 2t ,则不等式为

g(

1 ) ? g ( x 2 ? 1) , x2

显然 g (t ) ? t 3 ? 2t 在 R 上为增函数,由此上面不等式等价于

1 ? x 2 ? 1, x2
即 ( x2 )2 ? x2 ?1 ? 0 ,解得 x 2 ? 故原不等式解集为 (??, ?

?15 分 ( x2 ? ?

5 ?1 2

5 ?1 舍去), 2
?20 分

5 ?1 ) ( 2

5 ?1 , ??) . 2

13[解] 设 P( x0 , y0 ), B(0, b), C(0, c) ,不妨设 b ? c .

8/9

直线 PB 的方程: y ? b ?

y0 ? b , x x0

化简得 ( y0 ? b) x ? x0 y ? x0b ? 0 . 又圆心 (1, 0) 到 PB 的距离为 1,

y0 ? b ? x0b
2 ( y0 ? b) 2 ? x0

?1 ,

?5 分

2 2 2 故 ( y0 ? b)2 ? x0 ? ( y0 ? b)2 ? 2x0b( y0 ? b) ? x0 b ,

易知 x0 ? 2 ,上式化简得 ( x0 ? 2)b2 ? 2 y0b ? x0 ? 0 , 同理有 ( x0 ? 2)c2 ? 2 y0c ? x0 ? 0 . 所以 b ? c ? ?10 分

? x0 ?2 y0 , ,则 bc ? x0 ? 2 x0 ? 2
2 2 4 x0 ? 4 y0 ? 8x0 . ( x0 ? 2)2

(b ? c)2 ?

2 因 P( x0 , y0 ) 是抛物线上的点,有 y0 ? 2 x0 ,则
2 2 x0 . 4 x0 ,b ?c ? 2 x0 ? 2 ( x0 ? 2)

(b ? c)2 ?

?15 分

x 1 4 所以 S?PBC ? (b ? c) ? x0 ? 0 ? x0 ? ( x0 ? 2) ? ?4 2 x0 ? 2 x0 ? 2

?2

4 ? 4 ?. 8

当 ( x0 ? 2)2 ? 4 时,上式取等号,此时 x0 ? 4, y0 ? ?2 2 . 因此 S?PBC 的最小值为 8. ?20 分

9/9


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2013年全国高校自主招生数学模拟试卷十五 - H 2013 年全国高校自主招生数学模拟试卷十五 命题人:南昌二中 高三(01)班 张阳阳 一.选择题(每小题 5 分,共 30 ...
2013年全国高校自主招生数学模拟试卷七及答案张阳阳.doc
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2013年全国高校自主招生数学模拟试卷五.doc
2013年全国高校自主招生数学模拟试卷五 - 2013 年全国高校自主招生数学模拟试卷五 命题人:南昌二中 高三(01)班 张阳阳 一.选择题(本题满分 36 分,每小题 6 ...
2013年全国高校自主招生数学模拟试卷十二.doc
2013年全国高校自主招生数学模拟试卷十二 - 2013 年全国高校自主招生数学模拟试卷十二 命题人:南昌二中 高三(01)班 张阳阳 一、选择题(36 分) 1.已知数列{xn}...
2013年全国高校自主招生数学模拟试卷十.doc
2013年全国高校自主招生数学模拟试卷十 - 2013 年全国高校自主招生数学模拟试卷十 一、选择题(36 分) 1.给定公比为 q ( q≠ 1)的等比数列{ a },设 3 n...