上海市闵行区2016年高三数学一模(理科含答案)
上海市闵行区2015-2016学年第一学期高三一模
数 学 试 卷(理科) 2016.1
(满分150分,时间120分钟)
考生注意:
1.答卷前,考生务必在答题纸上将学校、班级、准考证号、姓名等填写清楚.
2.请按照题号在答题纸各题答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效. 3.本试卷共有23道试题.
一、填空题(本大题满分56分)本大题共有14题,考生应在答题纸上相应编号的空格 内直接填写结果,每个空格填对得4分,否则一律得零分.
1.若复数z
满足i z =i (i 为虚数单位),则|z |=2.若全集U =R ,函数y =x 的值域为集合A ,则ðU A =(-∞, 0) 3.方程4-2-6=0的解为x =log 23 4.函数f (x )=5.不等式
x
x
12
cos(π-x ) sin x
的最小正周期T = .π
sin(π+x ) cos x
4
>x 的解集为 .(0, 2) x
6.若一圆锥的底面半径为3,体积是12π,则该圆锥的侧面积等于15π
7.已知△ABC 中,AB =4i +3j ,AC =-3i +4j ,其中i 、j 是基本单位向量,则△ABC 的面积为 .
25 2
8.在2017年的上海高考改革方案中,要求每位考生必须在物理、化学、生物、政治、历史、地理6门学科中选择3门学科参加等级考试. 小明同学决定在生物、政治、历史三门中至多选择一门,那么小明同学的选科方案有 种.10 9.若S n 是等差数列{a n }的前n 项和,且10.若函数f (x ) =2
x -a
S 8S 6S =+10,则lim n = 5 2n →∞86n
(a ∈R ) 满足f (1+x ) =f (1-x ) ,且f (x ) 在[m , +∞) 上单调
递增,则实数m 的最小值等于 . 1
x 2y 2
=1(a >1) 上运动,F 1、F 2是椭圆Γ的左、右11.若点P 、Q 均在椭圆Γ:2+2
a a -1
焦点,则PF 1+PF 2-2PQ 的最大值为 .2a
⎧π
0≤x ≤4⎪cos 2x ,
12.已知函数f (x ) =⎨,若实数a 、b 、c 互不相等,且满足
x >4⎪log 1(x -3) +1,
⎩4
1
f (a ) =f (b ) =f (c ) ,则a +b +c 的取值范围是(8, 23)
13.我国南北朝数学家何承天发明的“调日法”是程序化寻求精确分数来表示数值的算法, 其理论依据是:设实数x 的不足近似值和过剩近似值分别为则
b d
和a , b , c , d ∈N *), c a
b +d
是x 的更为精确的不足近似值或过剩近似值. 我们知道π=3.14159⋅⋅⋅,若令a +c 314916
22为 .
7
1n
14.已知数列{a n }的前n 项和为S n ,对任意n ∈N *,S n =(-1) a n +n +n -3且
2
⎛311⎫
(a n +1-p )(a n -p )
⎝44⎭
二、选择题(本大题满分20分)本大题共有4题,每题只有一个正确答案. 考生应在答
题纸的相应编号上,将代表答案的小方格涂黑,选对得5分,否则一律得零分. 15.若a , b ∈R ,且ab >0,则“a =b ”是“
b a
+≥2等号成立”的( A ). a b
(A) 充要条件 (B) 充分不必要条件 (C) 必要不充分条件 (D) 既非充分又非必要条件 16.设f (x ) =2+5x +10x 2+10x 3+5x 4+x 5,则其反函数的解析式为( C ).
(A)
y =1
(B) y =1 (C)
y =-1
(D) y =-117.△ABC 的内角A , B , C 的对边分别为a , b , c ,满足
范围是( B ). (A) 0,
a -b +c c
≤,则角A 的b a +b -c
⎛
⎝π⎤
⎥ (B) 6⎦⎛π⎤⎡π
(C) 0, , ⎥⎢36⎝⎦⎣⎫⎡π
π⎪ (D) ⎢, ⎭⎣3⎫
π⎪ ⎭
18.函数f (x ) 的定义域为[-1,1],图像如图1所示;函数g (x ) 的定义域为[-1,2],图像如图2所示. A =x f (g (x )) =0, B =x g (f (x )) =0, 则A B 中元素的个数为( C ).
{}
{}
2
三、解答题(本大题满分74分)本大题共有5题,解答下列各题必须在答题纸相应编号的规定区域内写出必要的步骤. 19. (本题满分12分)
1
如图,三棱柱ABC -A 1B 1C 1中,侧棱AA 1⊥底面ABC ,
A 1
π
,D 为棱AA 1中点,6
π
证明异面直线B 1C 1与CD 所成角为,并求三棱柱
2
B 1
AA 1=AB =2,BC =1, ∠BAC =
D
A
B
ABC -A 1B 1C 1的体积.
[证明] 在三棱柱ABC -A 1B 1C 1中,侧棱AA 1⊥底面ABC ,
BC //B 1C 1,∴∠BCD 或它的补角即为异面直线B 1C 1与CD 所成
角,„„„„„„„„„„2分 由AB =2,BC =1, ∠BAC =
ππ
以及正弦定理得sin ∠ACB =1,∴∠ACB =即62
BC ⊥AC ,„„„„4分
又∴BC ⊥AA 1,∴BC ⊥面ACC 1A 1,„„„„6分
∴BC ⊥CD „„„„„„8分
π
.„„„„„„„„ 10分 2
1
三棱柱ABC -
A 1B 1C 1的体积为V =S △ABC ⋅AA 1=1⋅2= „„„„12分
2
所以异面直线B 1C 1与CD 所成角的为
20. (本题满分14分)本题共有2个小题,第(1)小题满分8分,第(2)小题满分6分.
如图,点A 、B 分别是角α、β的终边与单位圆的交点,0
π
(1)若α=π,cos (α-β)=,求sin 2β的值;
34
(2)证明:cos(α-β) =cos αcos β+sin αsin β.
2
[解](1)方法一: cos (α-β)=,
3
1
∴cos(2α-2β) =2cos 2(α-β) -1=- „3分
9
3π13
-2β) =-, „„„„„„„„„„„„6分 α=π,即cos(
429
3
1
∴sin 2β=. „„„„„„„„„„„„8分
9
方法二: cos (α-β)=
23222,α=π,即-cos β+sin β=, „„„„3分
43223
∴sin β-cos β=
822
,两边平方得,1-sin 2β= „„„„„„„„„„„6分
93
1
∴sin 2β=. „„„„„„„„„„„„„8分
9
(2)[证明]由题意得,=(cosα, sin α) ,=(cosβ, sin β) ∴⋅=cos αcos β+sin αsin β 又因为OA 与OB 夹角为α-
β==1
∴
⋅α-β) =cos(α-β) „„„„„„„„„12分 综上cos(α-β) =cos αcos β+sin αsin β成立. „„„„„„„„„„„14分
21.(本题满分14分)本题共有2个小题,第(1)小题满分6分,第(2)小题满分8分. 某沿海城市的海边有两条相互垂直的直线型公路l 1、l 2,海岸边界MPN 近似地看成一条曲线段. 为开发旅游资源,需修建一条连接两条公路的直线型观光大道AB ,且直线AB 与曲线MPN 有且仅有一个公共点P (即直线与曲线相切),如图所示.若曲线段MPN 是函数y =
„„„„„„10分
a
图像的一段,点M 到l 1、点N l 2的距离分别为8千米和1千米,x
到l 2的距离为10千米,以l 1、l 2分别为x 、y 轴建立如图所示的平面直角坐标系xOy ,设点P 的横坐标为p .
(1)求曲线段MPN 的函数关系式,并指出其定义域; (2)若某人从点O 沿公路至点P 观景,要使得沿折线
OAP 比沿折线OBP 的路程更近,求p 的取值范围.
[解](1)由题意得M (1,8) ,则a =8,故曲线段MPN 的函数关系式为y =
8
,4分 x 4
又得N (10,) ,所以定义域为[1,10]. „„„„„„„„„„„6分
5
4
已知椭圆Γ的中心在坐标原点,且经过点(1,) ,它的一个焦点与抛物线
2
E:y 2=4x 的焦点重合.
(1)求椭圆Γ的方程;
(2)斜率为k 的直线l 过点F (1, 0),且与抛物线E交于A 、B 两点,设点P (-1, k ) ,
△PAB 的面积为k 的值;
(3)若直线l 过点M (0, m )(m ≠0),且与椭圆Γ交于C 、D 两点,点C 关于y 轴的对称点为Q ,直线QD 的纵截距为n ,证明:mn 为定值.
9⎧1
x 2y 2⎪2+2=1
[解](1)设椭圆的方程为2+2=1(a >b >0),由题设得⎨a ,„2分 4b
a b ⎪a 2=b 2+1
⎩
⎧a 2=4x 2y 2∴⎨2+=1 „„„„„„„„„„4分 ,∴椭圆Γ的方程是
43b =3⎩
(2)设直线l :y =k (x -1) ,由⎨
⎧y =k (x -1), 2222
得k x -2(k +2) x +k =0 2
⎩y =4x ,
l 与抛物线E有两个交点,k ≠0,∆=16(k 2+1) >0,
5
4(k 2+1) 则AB = „„„„„„„„„„6分 =
k 2
P (-1, k ) 到l
的距离d =
S △
PAB
14(k 2+1) = =, ∴⋅22k 4k 2=3k 2+
3,故k = „„„„„„„„„10分
(3) C (x 1, y 1), D (x 2, y 2),点C 关于y 轴的对称点为Q (-x 1, y 1) , 则直线CD :y -y 1=直线QD :y -y 1=
y 2-y 1x (y -y ) x y -x y
(x -x 1) ,设x =0得m =y 1-121=2112
x 2-x 1x 2-x 1x 2-x 1
y 2-y 1x (y -y 1) x 2y 1+x 1y 2
设x =0得n =y 1+1214分 (x +x 1) ,=
x 2+x 1x 2+x 1x 2+x 1
22222
33x 12y 12x 2y 2x 2y 1-x 12y 22222
∴y =(4-x ) y =(4-x ) +=1+=1,又,∴mn =112222
444343x 2-x 1
3232
x 2⋅(4-x 12) -x 12⋅(4-x 2)
x y -x y ∴mn ===3.„„„„„„„„„16分 22
x -x x 2-x 1
2221
22
2121
22
23.(本题满分18分)本题共有3个小题,第(1)小题满分4分,第(2)小题满分6分,第(3)小题满分8分.
已知数列{a n }的各项均为整数,其前n 项和为S n .规定:若数列{a n }满足前r 项依次成公差为1的等差数列,从第r -1项起往后依次成公比为2的等比数列,则称数列
{a n }为“r 关联数列”.
(1)若数列{a n }为“6关联数列”,求数列{a n }的通项公式;
(2)在(1)的条件下,求出S n ,并证明:对任意n ∈N ,a n S n ≥a 6S 6;
(3)已知数列{a n }为“r 关联数列”,且a 1=-10,是否存在正整数k , m (m >k ) ,使得a 1+a 2+ +a k -1+a k =a 1+a 2+ +a m -1+a m ? 若存在,求出所有的k , m 值;若不存在,请说明理由.
[解](1) {a n }为“6关联数列”,∴{a n }前6项为等差数列,从第5项起为等比数列
*
∴a 6=a 1+5, a 5=a 1+4, 且
a 6a +5=2, 即1=2,解得a 1=-3 „„„„2分 a 5a 1+4
6
⎧n -4, n ≤5⎧n -4, n ≤6⎧n -4, n ≤4
(或a n =⎨n -5). „„„„„„„„4分 ∴a n =⎨n -5=⎨n -5
2, n ≥52, n ≥62, n ≥7⎩⎩⎩⎧127⎧127⎧127
n -n , n ≤4n -n , n ≤5⎪⎪⎪n -n , n ≤6
(2)由(1)得S n =⎨2(或S n =⎨2) =222⎨2
n -4⎪⎪2n -4-7, n ≥6⎩⎪2n -4-7, n ≥7⎩2-7, n ≥5⎩
„„„„„„„„„„„„„6分
{a n }:-3, -2, -1,0,1,2,22,23,24,25, ,{S n }:-3, -5, -6, -6, -5, -3,1,9,25, {a n S n }:9,10,6,0,-5, -6,4,72,400, ,可见数列{a n S n }的最小项为a 6S 6=-6,
⎧1
⎪n (n -4)(n -7), n ≤5
证明:a n S n =⎨2,
n -5n -4⎪⎩2(2-7), n ≥6
列举法知当n ≤5时,(a n S n ) min =a 5S 5=-5; „„„„„„„„„„„„„„„8分 当n ≥6时,a n S n =2⋅(2n -5) 2-7⋅2n -5(n ≥6) ,设2
n -5
=t ,则t ∈{2,22, ,2m , },
749
a n S n =2t 2-7t =2(t -) 2-≥2⋅22-7⋅2=-6. „„„„„„„„10分
48
(3) {a n }为“r 关联数列”,且a 1=-10, d =1, q =2
∴a r -1=a 1+(r -2) d =r -12, a r =r -11,
a r
=2∴r =13 a r -1
⎧⎧1221n -11, n ≤12⎪⎪n -n , n ≤12
„„„„„„„„„„12分 ∴a n =⎨n -12, S n =⎨22
n -11⎪2, n ≥13⎪⎩2-56, n ≥13⎩
①当k
1221121
k -k =m 2-m 得(k+m )(k-m ) =21(k-m ) 2222
⎧m =12⎧m =11
k +m =21, k , m ≤12, m >k ,∴⎨或⎨.
k =9k =10⎩⎩
k -11
-56=2m -11-56得m =k ,不存在 „„„„„„14分 ②当m >k >12时,由2
③当k ≤12, m >12时,由
1221
k -k =2m -11-56,2m -10=k 2-21k +112 22
7
当k =1时,2m -10=92, m ∉N *;当k =2时,2m -10=74, m ∉N *; 当k =3时,2m -10=58, m ∉N *;当k =4时,2m -10=44, m ∉N *; 当k =5时,2m -10=25, m =15∈N *;当k =6时,2m -10=22, m ∉N *; 当k =7时,2m -10=14, m ∉N *;当k =8时,2m -10=23, m =13∈N *; 当k =9时,2m -10=22, m =12舍去;当k =10时,2m -10=2, m =11舍去
当k =11时,2m -10=2, m =11舍去;当k =12时,2m -10=22, m =12舍去„„16分 综上所述,∴存在⎨
⎧m =15⎧m =13⎧m =12⎧m =11
或⎨或⎨或⎨. „„„„„„„18分 k =5k =8k =9k =10⎩⎩⎩⎩
8