数学(理)卷·2018届云南省峨山彝族自治县第一中学高三第四次模拟考试(2017

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数学(理)卷·2018届云南省峨山彝族自治县第一中学高三第四次模拟考试(2017

峨山县第一中学 2018 届高三第四次模拟考试 数学(理科) 一、选择题:本题共 12 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.(5 分)已知 i 为虚数单位,m∈R,复数 z=(﹣m2+2m+8)+(m2﹣8m)i,若 z 为负实数, 则 m 的取值集合为( ) A.{0} B.{8} C.(﹣2,4) D.(﹣4,2) 2.(5 分)已知集合 ,集合 B={y|y=1﹣x2},则集合{x|x∈A∪B 且 x∉A∩B} 为( ) A.[﹣2,1]∪(2,+∞) B.(﹣2,1)∪(2,+∞) C.(﹣∞,﹣2)∪[1,2) D.(﹣∞,﹣2]∪(1,2) 3.(5 分)在(x﹣2)6 展开式中,二项式系数的最大值为 a,含 x5 项的系数为 b,则 =( ) A. B. C. D. 4.(5 分)已知抛物线 C 的顶点为坐标原点,对称轴为坐标轴,直线 l 过抛物线 C 的焦点, 且与抛物线的对称轴垂直,l 与 C 交于 A,B 两点,且|AB|=8,M 为抛物线 C 准线上一点, 则△ABM 的面积为( ) A.16 B.18 C.24 D.32 5.(5 分)给出下列四个命题: ①“若 x0 为 y=f(x)的极值点,则 f′(x0)=0”的逆命题为真命题; ②“平面向量 , 的夹角是钝角”的充分不必要条件是 ③若命题 ,则 ; ④命题“ ∃ x∈R,使得 x2+x+1<0”的否定是:“ ∀ x∈R 均有 x2+x+1≥0”. 其中不正确的个数是( ) A.1 B.2 C.3 D.4 6.(5 分)《九章算术》是我国古代内容极为丰富的数学名著,书中有如下问题:“今有女子 善织,日益功,疾,初日织五尺,今一月织九匹三丈(1 匹=40 尺,一丈=10 尺),问日益几 何?”其意思为:“有一女子擅长织布,每天比前一天更加用功,织布的速度也越来越快,从 第二天起,每天比前一天多织相同量的布,第一天织 5 尺,一月织了九匹三丈,问每天增加 多少尺布?”若一个月按 31 天算,记该女子一个月中的第 n 天所织布的尺数为 an,则 的值为( ) A. B. C. D. 7.(5 分)若执行如图所示的程序框图,输出 S 的值为 4,则判断框中应填入的条件是( ) A.k<18 B.k<17 C.k<16 D.k<15 8.(5 分)已知 , ,则( ) A.a>b>c B.a>c>b C.c>a>b D.c>b>a 9.(5 分)某几何体的三视图如图所示,则该几何体的外接球的表面积为( ) A.136π B.144π C.36π D.34π 10.(5 分)若一个四位数的各位数字相加和为 10,则称该数为“完美四位数”,如数字“2017”.试 问用数字 0,1,2,3,4,5,6,7 组成的无重复数字且大于 2017 的“完美四位数”有( ) 个. A.53 B.59 C.66 D.71 11.(5 分)已知双曲线 与双曲线 的离心 率相同,且双曲线 C2 的左、右焦点分别为 F1,F2,M 是双曲线 C2 一条渐近线上的某一点, 且 OM⊥MF2, ,则双曲线 C2 的实轴长为( ) A.4 B. C.8 D. 12.(5 分)已知定义在(﹣∞,4]上的函数 f(x)与其导函数 f'(x)满足(x﹣1)(x﹣ 4)[f'(x)﹣f(x)]<0,若 ,则点(x,y) 所在区域的面积为( ) A.12 B.6 C.18 D.9 二、填空题:本题共 4 题,每小题 5 分,共 20 分 13.(5 分)已知 =(x,1), =(1,2), =(﹣1,5),若( +2 )∥ ,则| |= . 14.(5 分)若正实数 m,n 满足 ,则 log2(m+2n)的最小 值为 . 15.(5 分)已知等差数列{an}的前 n 项和为 Sn ,并且 a2=2,S5=15,数列{bn}满足 ,记集合 ,若 M 的子集个数为 16,则实数λ的取值范围为 . 16.(5 分)已知动点 P 在棱长为 1 的正方体 ABCD﹣A1B1C1D1 的表面上运动,且 PA=r(0 <r< ),记点 P 的轨迹长度为 f(r)给出以下四个命题: ①f(1)= π; ②f( )= π; ③f( )= π; ④函数 f(r)在(0,1)上是增函数,f(r)在( , )上是减函数. 其中为真命题的是 (写出所有真命题的序号) 三、解答题:本大题 6 小题,共 70 分,解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤. 17.(12 分)已知 a,b,c 分别为锐角△ABC 三个内角 A,B,C 的对边,且(a+b)(sinA ﹣sinB)=(c﹣b)sinC (Ⅰ)求∠A 的大小; (Ⅱ)求 sin( +B)﹣2sin2 的取值范围. 18.(12 分)继共享单车之后,又一种新型的出行方式——“共享汽车”也开始亮相北上广深 等十余大中城市,一款叫“一度用车”的共享汽车在广州提供的车型是“奇瑞 eQ”,每次租车 收费按行驶里程加用车时间,标准是“1 元/公里+0.1 元/分钟”,李先生家离上班地点 10 公里, 每天租用共享汽车上下班,由于堵车因素,每次路上开车花费的时间是一个随机变量,根据 一段 时间统计 40 次路上开车花费时间在各时间段内的情况如下: 时间(分钟) [15,25) [25,35) [35,45) [45,55) [55,65] 次数 8 14 8 8 2 以各时间段发生的频率视为概率,假设每次路上开车花费的时间视为用车时间,范围为[15, 65]分钟. (Ⅰ)若李先生上、下班时租用一次共享汽车路上开车不超过 45 分钟,便是所有可选择的 交通工具中的一次最优选择,设ξ是 4 次使用共享汽车中最优选择的次数,求ξ的分布列和期 望. (Ⅱ)若李先生每天上下班使用共享汽车 2 次,一个月(以 20 天计算)平均用车费用大约 是多少(同一时段,用该区间的中点值作代表). 19.(12 分)如图,多面体 EF﹣ABCD 中,四边形 ABCD 是菱形,AB=4,∠BAD=60°,AC, BD 相交于 O,EF∥AC,点 E 在平面 ABCD 上的射影恰好是线段 AO 的中点. (Ⅰ)求证:BD⊥平面 ACF; (Ⅱ)若直线 AE 与平面 ABCD 所成的角为 45°,求平面 DEF 与平面 ABCD 所成角(锐角) 的余弦值. 20.(12 分)如图所示,在△ABC 中,AB 的中点为 O,且 O A=1,点 D 在 AB 的延长线上, 且 .固定边 AB,在平面内移动顶点 C,使得圆 M 与边 BC,边 AC 的延长线相切, 并始终与 AB 的延长线相切于点 D,记顶点 C 的轨迹为曲线Γ.以 AB 所在直线为 x 轴,O 为 坐标原点如图所示建立平面直角坐标系. (Ⅰ)求曲线Γ的方程; (Ⅱ)设动直线 l 交曲线Γ于 E、F 两点,且以 EF 为直径的圆经过点 O,求△OEF 面积的取 值范围. 21.(12 分)已知函数 ,h(x)=ex﹣1. (Ⅰ)当 x≥0 时,f(x)≤h(x)恒成立,求 a 的取值范围; (Ⅱ)当 x<0 时,研究函数 F(x)=h(x)﹣g(x)的零点个数; (Ⅲ)求证: (参考数据:ln1.1≈0.0953). 请考生在第(22)、(23)题中任选一题作答,如果多做,则按所做的第一题计分[选修 4-4: 坐标系与参数方程] 22.(10 分)在平面直角坐标系 xoy 中,已知圆 C 的参数方程为 (θ为参数), 直线 l 的参数方程为 (t 为参数),定点 P(1,1). (Ⅰ)以原点 O 为极点,x 轴的非负半轴为极轴,单位长度与平面直角坐标系下的单位长度 相同建立极坐标系,求圆 C 的极坐标方程; (Ⅱ)已知直线 l 与圆 C 相交于 A,B 两点,求||PA|﹣|PB||的值. [选修 4-5:不等式选讲] 23.已知关于 x 的不等式|x﹣1|+|x+3|≤m 的解集不是空集,记 m 的最小值为 t. (Ⅰ)求 t 的值; (Ⅱ)若不等式|x﹣1|+|x+3|>|x﹣a|的解集包含[﹣1,0],求实数a 的取值范围. 【参考答案】 一、选择题 1.B 【解析】∵复数 z=(﹣m2+2m+8)+(m2﹣8m)i,为负实数, 则 m2﹣8m=0 且﹣m2+2m+8<0,解得 m=8, 故选 B. 2.D 【解析】∵集合 ={x|﹣2<x<2}, 集合 B={y|y=1﹣x2}={y|y≤1}, ∴集合{x|x∈A∪B 且 x∉A∩B}=(﹣∞,﹣2]∪(1,2). 故选:D. 3.B 【解析】在(x﹣2)6 展开式中,二项式系数的最大值为 a,∴a= =20. 展开式中的通项公式:Tr+1= x6﹣r(﹣2)r,令 6﹣r=5,可得 r=1. ∴含 x5 项的系数为 b= =﹣12, 则 = =﹣ . 故选:B. 4.A 【解析】由题意,不妨设抛物线方程为 y2=2px(p>0). 则焦点 F( ,0),准线方程为 x=﹣ . 在由题意可知|AB|=8 即为抛物线的通径长等于 8,即 2p=8. 所以 p=4,由 N 为C 的准线上一点,则 M 到 AB 所在直线的距离等于 p=4. 则△ABM 的面积为 =16. 故选:A. 5.C 【解析】对于①,“若 x0 为 y=f(x)的极值点,则 f′(x0)=0”的逆命题为“若 f′(x0)=0,则 x0 为 y=f(x)的极值点”不正确, 比如 f(x)=x3,f′(x)=3x2,f′(x0)=0,可得 x0=0,不为极值点,故①错; 对于②,“平面向量 , 的夹角是钝角” ⇔ “ • <0,且 , 不共线”, 则“平面向量 , 的夹角是钝角”的必要不充分条件是 ,故②错; 对于③,若命题 ,则 ,或 x=1.故③错; 对于④,命题“ ∃ x∈R,使得 x2+x+1<0”的否定是:“ ∀ x∈R 均有 x2+x+1≥0”. 故④正确. 其中不正确的个数为 3. 故选:C. 6.B 【解析】由题意可得:每天织布的量组成了等差数列{an}, a1=5(尺),S31=9×40+30=390(尺),设公差为 d(尺), 则 31×5+ d=390,解得 d= . 则 = = • = • = . 故选:B. 7.C 【解析】根据程序框图,运行结果如下: S k 第一次循环 log23 3 第二次循环 log23•log34 4 第三次循环 log23•log34•log45 5 第四次循环 log23•log34•log45•log56 6 第五次循环 log23•log34•log45•log56•log67 7 第六次循环 log23•log34•log45•log56•log67•log78 8 第七次循环 log23•log34•log45•log56•log67•log78•log89 9 … 第十三次循环 log23•log34•log45•log56•…•log1415 15 第十四次循环 log23•log34•log45•log56••…•log1415•log1516=log216=4 16 故如果输出 S=4,那么只能进行十四次循环,故判断框内应填入的条件是 k<16. 故选:C. 8.A 【解析】设 y=2lnt﹣t2,令 t= ∈(1,2) 则 y′= <0, ∴y=2lnt﹣t2 在(1,2)上是减函数, 所以 y=2ln ﹣( )2 在(1,2)上是减函数, ∵ < < , ∴a>b>c. 故选:A. 9.D 【解析】由三视图可知几何体为四棱锥 E﹣ABCD,直观图如图所示: 其中,BE⊥平面 ABCD,BE=4,AB⊥AD,AB= , C 到 AB 的距离为 2,C 到 AD 的距离为 2 , 以 A 为原点,以 AB,AD,及平面 ABCD 过 A 的垂线为坐标轴建立空间直角坐标系 A﹣xyz, 则 A(0,0,0),B(0, ,0),C(2,2 ,0),D(4,0,0),E(0, ,4). 设外接球的球心为 M(x,y,z),则 MA=MB=MC=MD=ME, ∴x2+y2+z2=x2+(y﹣ )2+z2=(x﹣2)2+(y﹣2 )2+z2=(x﹣4)2+y2+z2=x2+(y﹣ )2+(z﹣4)2, 解得 x=2,y= ,z=2. ∴外接球的半径 r=MA= = , ∴外接球的表面积 S=4πr2=34π. 故选:D. 10.D 【解析】根据题意,四位数字相加和为 10 的情况有①0、1、3、6,②0、1、4、5,③0、1、 2、7,④0、2、3、5,⑤1、2、3、4;共 5 种情况, 则分 5 种情况讨论: ①四个数字为 0、1、3、6 时, 千位数字可以为 3 或 6,有 2 种情况,将其余 3 个数字全排列,安排在百位、十位、个位, 有 A33=6 种情况, 此时有 2×6=12 个“完美四位数”, ②四个数字为 0、1、4、5 时, 千位数字可以为 4 或 5,有 2 种情况,将其余 3 个数字全排列,安排在百位、十位、个位, 有 A33=6 种情况, 此时有 2×6=12 个“完美四位数”, ③四个数字为 0、1、2、7 时, 千位数字为 7 时,将其余 3 个数字全排列,安排在百位、十位、个位,有 A33=6 种情况, 千位数字为 2 时,有 2071、2107、2170、2701、2710,共 5 种情况, 此时有 6+5=11 个“完美四位数”, ④四个数字为 0、2、3、5 时, 千位数字可以为 2 或 3 或 5,有 3 种情况,将其余 3 个数字全排列,安排在百位、十位、个 位,有 A33=6 种情况, 此时有 3×6=18 个“完美四位数”, ⑤四个数字为 1、2、3、4 时, 千位数字可以为 3 或 4 或 2,有 3 种情况,将其余 3 个数字全排列,安排在百位、十位、个 位,有 A33=6 种情况, 此时有 3×6=18 个“完美四位数”, 则一共有 12+12+11+18+18=71 个“完美四位数”,故选:D. 11.D 【解析】双曲线 中,a1= ,c1= =2 ,则离心率 e= = = , 即 c= a,则 b2=c2﹣a2= a2,得 b= a,即 = , 设双曲线的渐近线为 y= x,即 bx﹣ay=0, 则右焦点 F2, ∵OM⊥MF2, ∴MF2= = , 则渐近线 y= x= x,则渐近线的倾斜角∠MOF2=30°,∠OF2M=60°, 则 OF2=2MF2,即 c=2b, 则三角形的面积 = OF2MF2sin60°= ×b•2b• = b2, 则 b2=16,则 a2=3b2=48,则 a=4 , 则 2a= , 即双曲线 C2 的实轴长为 , 故选:D. 12.A 【解析】构造函数 g(x)= ,则 g′(x)= = , 又(x﹣1)(x﹣4)[f'(x)﹣f(x)]<0, 当 x<1 时,f'(x)﹣f(x)<0, 当 1<x<4 时,f'(x)﹣f(x)>0, ∴g(x)在(﹣∞,1)上单 调递减,在[1,4]上单调递增, ∵ , ∴f(|x|+|y|+1)< f( |x|+|y|+2),同除以 e|x|+|y|+1, ∴ < , ∴g(|x|+|y|+1)<g( |x|+|y|+2), ∵|x|+|y|+1≥1, |x|+|y|+2≥2,∴|x|+|y|+1< |x|+|y|+2, 即 |x|<1,∴|x|<2,① 又定义域限制∴|x|+|y|+1≤4,② |x|+|y|+2≤4,③, ∴ ,画出如图所比表示的可行域, ∴S 阴影=2S 梯形=2× ×(2+4)×2=12,故选:A 二、填空题 13. 【解析】根据题意, =(x,1), =(1,2), =(﹣1,5), 则 +2 =(x+2,5), 若( +2 )∥ ,则有 x+2=﹣1, 解可得 x=﹣3; 即 =(﹣3,1), 则| |= = ; 故答案为: . 14. 2 【 解 析 】 ( x+ ) dx= xdx+ dx= + × =2. ∴ =2(n,m>0). ∴2≥ ,化为:mn≥2.当且仅当 m=2n=2 时取等号. ∴log2(m+2n)≥ =2. 故答案为:2. 15. <λ≤1 【解析】设数列{an}的公差为 d, ∵等差数列{an|的前 n 项和为 Sn,并且 a2=2,S5=15, 由题意得 ,解得 , ∴an=n, ∴Sn=n+ = . ∵数列{bn}满足 , 集合 , 得 = ≥λ,n∈N*; 令 f(n)= ,n∈N*, 则 f(1)=1,f(2)= ,f(3)= ,f(4)= ,f(5)= . 下面研究数列 f(n)= 的单调性, ∵f(n+1)﹣f(n)= ﹣ = , ∴n≥3 时,f(n+1)﹣f(n)<0,f(n+1)<f(n),即 f(n)单调递减. ∵M 的子集个数为 16,∴2n=16,解得 n=4, ∴集合 M 的元素个数为 4; ∴不等式 ≥λ,n∈N*解的个数为 4, ∴λ的取值范围是 . 故答案为: <λ≤1. 16.①④ 【解析】如图所示:①当 0<r≤1 时,f(r)=3× ×r= r,f( )= , 此时,由一次函数的单调性可得: 0<f(r)≤ <5, ②当 1<r≤ 时,在平面 ABCD 内,设以点 A 为圆心,r 为半径的圆弧与 BC、CD 分别交 于点 E、F,则 cos∠DAF= ,∠EAF= ﹣2∠DAF, ∴cos∠EAF=sin2∠DAF=2 = , cos∠EAG= , ∴f(r)=3rarccos +3rarccos ; ③当 <r≤ 时,∵CM= , ∴ , ∴cos∠MAN= = , ∴f(r)=3rarccos , 综上,当 0<r≤1 时,f(r)= r, 当 1<r≤ 时,f(r)=3rarccos +3rarccos ; 当 <r≤ 时,f(r)=3rarccos , 故只有①④正确.故答案为:①④. 三、解答题 17.解:(Ⅰ)因为(a+b)(sinA﹣sinB)=(c﹣b)sinC, 由正弦定理有(a+b)(a﹣b)=(c﹣b)c,即有 b2+c2﹣a2=bc 由余弦定理得 ,又 A 为锐角,∴A= (Ⅱ)由题, = 又在锐角△ABC 中,有 , 所以 ,所以 , ∴ 的取值范围是. . 18.解:(Ⅰ)李先生一次租用共享汽车,为最优选择的概率 依题意ξ的值可能为 0,1,2,3,4,且ξ~B(4, ), , , , , , ∴ξ的分布列为: ξ 0 1 2 3 4 P (或 ). (Ⅱ)每次用车路上平均花的时间 (分钟) 每次租车的费用约为 10+35.5×0.1=13.55 元. 一个月的平均用车费用约为 542 元. 19.解:(Ⅰ)取 AO 的中点 H,连结 EH,则 EH⊥平面 ABCD ∵BD 在平面 ABCD 内,∴EH⊥BD 又菱形 ABCD 中,AC⊥BD 且 EH∩AC=H,EH、AC 在平面 EACF 内 ∴BD⊥平面 EACF,即 BD⊥平面 ACF (Ⅱ)由(Ⅰ)知 EH⊥平面 ABCD,以 H 为原点,如图所示建立空间直角坐标系 H﹣xyz ∵EH⊥平面 ABCD,∴∠EAH 为 AE 与平面 ABCD 所成的角, 即∠EAH=45°,又菱形 ABCD 的边长为 4,则 各点坐标分别为 , E(0,0, ) 易知 为平面 ABCD 的一个法向量,记 = , = , = ∵EF∥AC,∴ = 设平面 DEF 的一个法向量为 (注意:此处 可以用 替代) 即 = , 令 ,则,∴ ∴ 平面 DEF 与平面 ABCD 所成角(锐角)的余弦值为 . 20.解:(Ⅰ)依题意得 AB=2,BD=1,设动圆 M 与边 AC 的延长线相切于 T1,与边 BC 相 切于 T2,则 AD=AT1,BD=BT2,CT1=CT2 所以 AD+BD=AT1+BT2=AC+CT1+BT2=AC+CT1+CT2=AC+BC=AB+2BD=4>AB=2. 所以点 C 轨迹Γ是以 A,B 为焦点,长轴长为 4 的椭圆,且挖去长轴的两个顶点.则曲线Γ 的方程为 . (Ⅱ)由于曲线Γ要挖去长轴两个顶点,所以直线 OE,OF 斜率存在且不为 0,所以可设直 线 由 得 , ,同理可得: , ; 所以 , 又 OE⊥OF,所以 令 t=k2+1,则 t>1 且 k2=t﹣1, 所以 = 又 ,所以 ,所以 , 所以 ,所以 , 所以△OEF 面积的取值范围为 . 21.解:(Ⅰ)令 H(x)=h(x)﹣f(x)=ex﹣1﹣aln(x+1)(x≥0) 则 ①若 a≤1,则 ,H'(x)≥0,H(x)在[0,+∞)递增, H(x)≥H(0)=0, 即 f(x)≤h(x)在[0,+∞)恒成立,满足,a≤1, a 的取值范围(﹣∞,1]; ②若 a>1, 在[0,+∞)递增, H'(x)≥H'(0)=1﹣a 且 1﹣a<0, 且 x→+∞时,H'(x)→+∞, 则 ∃ x0∈(0,+∞)使 H'(x0)=0 进而 H(x)在[0,x0)递减,在(x0,+∞)递增, 所以当 x∈(0,x0)时 H(x)<H(0)=0, 即当 x∈(0,x0)时,f(x)>h(x),不满足题意,舍去; 综合①,②知 a 的取值范围为(﹣∞,1]; (Ⅱ)依题意得 ,则 F'(x)=ex﹣x2+a, 则 F''(x)=ex﹣2x>0 在(﹣∞,0)上恒成立,故 F'(x)=ex﹣x2+a 在(﹣∞,0)递增, 所以 F'(x)<F'(0)=1+a,且 x→﹣∞时,F'(x)→﹣∞; ①若 1+a≤0,即 a≤﹣1,则 F'(x)<F'(0)=1+a≤0,故 F(x)在(﹣∞,0)递减, ∴F(x)>F(0)=0,F(x)在(﹣∞,0)无零点; ②若 1+a>0,即 a>﹣1,则 使 , 进而 F(x)在 递减,在 递增, 且 x→﹣∞时, , F(x)在 上有一个零点,在 无零点, 故 F(x)在(﹣∞,0)有一个零点. 综合①②,当 a≤﹣1 时无零点;当 a>1 时有一个公共点. (Ⅲ)证明:由(Ⅰ)知,当 a=1 时,ex>1+ln(x+1)对 x>0 恒成立, 令 ,则 即 ; 由(Ⅱ)知,当 a=﹣1 时, 对 x<0 恒成立, 令 ,则 , ∴ ; 故有 . 22.解:(Ⅰ)依题意得圆 C 的一般方程为(x﹣1)2+y2=4, 将 x=ρcosθ,y=ρsinθ代入上式得ρ2﹣2ρcosθ﹣3=0, 所以圆 C 的极坐标方程为ρ2﹣2ρcosθ﹣3=0. (Ⅱ)依题意得点 P(1,1)在直线 l 上, 所以直线 l 的参数方程又可以表示为 (t 为参数), 代入圆 C 的一般方程为(x﹣1)2+y2=4,得 5t2﹣2t﹣3=0, 设点 A,B 分别对应的参数为 t1,t2, 则 , 所以 t1,t2 异号,不妨设 t1>0,t2<0, 所以 , 所以 . 23.解:(Ⅰ)因为|x﹣1|+|x+3|≥|(x﹣1)﹣(x+3)|=4, 当且仅当﹣3≤x≤1 时取等号, 故 m≥4,即 t=4. (Ⅱ)x∈[﹣1,0].则 x﹣1<0.x+3>0. 由已知得 1﹣x+x+3>|x﹣a|在 x∈[﹣1,0]上恒成立, ∴x﹣4<a<x+4 在 x∈[﹣1,0]上恒成立, ∴﹣4<a<3. ∴实数 a 的取值范围是(﹣4,3).
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