1、2018 年河南省开封市高考数学一模试卷(理科)一、选择题:本大题共 12 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 (5 分)设 U=R,已知集合 A=x|x1,B=x |xa ,且( UA)B=R,则实数 a 的取值范围是( )A ( ,1 ) B (,1 C (1,+) D1,+)2 (5 分)若复数 z1,z 2 在复平面内对应的点关于虚轴对称,且 z1=12i,则复数在复平面内对应的点在( )A第一象限 B第二象限 C第三象限 D第四象限3 (5 分)已知向量 =( m1,1) , =(m,2) ,则“m=2” 是“ ”的( )A充分不必
2、要条件 B必要不充分条件C充要条件 D既不充分也不必要条件4 (5 分)若 ,则 sin2的值为( )A B C1 或 D5 (5 分)已知等比数列a n的前 n 项和为 Sn,且 9S3=S6,a 2=1,则 a1=( )A B C D26 (5 分)已知曲线 =1(a0,b0)为等轴双曲线,且焦点到渐近线的距离为 ,则该双曲线的方程为( )A Bx 2y2=1 C Dx 2y2=27 (5 分)我国古代名著庄子天下篇中有一句名言“一尺之棰,日取其半,万世不竭”,其意思为:一尺的木棍,每天截取一半,永远都截不完现将该木棍依此规律截取,如图所示的程序框图的功能就是计算截取 7 天后所剩木棍的长
3、度(单位:尺) ,则处可分别填入的是( )A BC D8 (5 分)如图,在一个正方体内放入两个半径不相等的球 O1、O 2,这两个球相外切,且球 O1 与正方体共顶点 A 的三个面相切,球 O2 与正方体共顶点 B1 的三个面相切,则两球在正方体的面 AA1C1C 上的正投影是( )A B C D9 (5 分)如图,某建筑工地搭建的脚手架局部类似于一个 223 的长方体框架,一个建筑工人欲从 A 处沿脚手架攀登至 B 处,则其最近的行走路线中不连续向上攀登的概率为( )A B C D10 (5 分)函数 y= 的图象大致是( )A B C D11 (5 分)抛物线 M:y 2=4x 的准线与
4、 x 轴交于点 A,点 F 为焦点,若抛物线M 上一点 P 满足 PAPF ,则以 F 为圆心且过点 P 的圆被 y 轴所截得的弦长约为(参考数据: 2.24) ( )A B C D12 (5 分)已知函数 ,若函数 F(x)=f(x)3 的所有零点依次记为 x1,x 2,x 3, ,x n,且 x1x 2x 3x n,则x1+2x2+2x3+2xn1+xn=( )A B445 C455 D二、填空题:本大题共 4 小题,每小题 5 分,共 20 分13 (5 分) (xy) 10 的展开式中,x 7y3 的系数与 x3y7 的系数之和等于 14 (5 分)设 x,y 满足约束条件 ,且 x,
5、yZ ,则 z=3x+5y 的最大值为 15 (5 分)设 f(x )= ,且 f(f (a) )=2 ,则满足条件的a 的值有 个16 (5 分)一个棱长为 5 的正四面体(棱长都相等的三棱锥)纸盒内放一个小正四面体,若小正四面体在纸盒内可以任意转动,则小正四面体的棱长的最大值为 三、解答题:共 70 分解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤17 (12 分)在ABC 中,角 A,B ,C 所对应的边分别为 a,b ,c ,且2cosB(acosC +ccosA)+b=0()求角 B 的大小;()若 a=3,点 D 在 AC 边上且 BDAC,BD= ,求 c18 (12 分)如图 1,在矩
6、形 ABCD 中,AD=2AB=4,E 是 AD 的中点将ABE沿 BE 折起使 A 到点 P 的位置,平面 PEB平面 BCDE,如图 2()求证:平面 PBC平面 PEC;()求二面角 BPED 的余弦值19 (12 分)近年来我国电子商务行业迎来蓬勃发展的新机遇,2017 年双 11 期间,某购物平台的销售业绩高达 1271 亿人民币与此同时,相关管理部门推出了针对电商的商品和服务的评价体系,现从评价系统中选出 200 次成功交易,并对其评价进行统计,对商品的好评率为 0.6,对服务的好评率为 0.75,其中对商品和服务都做出好评的交易为 80 次()完成下面的 22 列联表,并回答是否
7、有 99%的把握,认为商品好评与服务好评有关?对服务好评 对服务不满意 合计对商品好评对商品不满意合计 200()若将频率视为概率,某人在该购物平台上进行的 3 次购物中,设对商品和服务全好评的次数为随机变量 X:(1)求对商品和服务全好评的次数 X 的分布列;(2)求 X 的数学期望和方差附:P(K 2 k) 0.15 0.10 0.05 0.0250.010 0.005 0.001k 2.0722.7063.841 5.0246.635 7.879 10.828( ,其中 n=a+b+c+d)20 (12 分)给定椭圆 C: + =1(ab0) ,称圆心在原点 O,半径为的圆是椭圆 C 的
8、“准圆”已知椭圆 C 的离心率 ,其“准圆”的方程为 x2+y2=4(I)求椭圆 C 的方程;(II)点 P 是椭圆 C 的“ 准圆 ”上的动点,过点 P 作椭圆的切线 l1,l 2 交“准圆” 于点 M, N(1)当点 P 为“准圆”与 y 轴正半轴的交点时,求直线 l1,l 2 的方程,并证明l1l 2;(2)求证:线段 MN 的长为定值21 (12 分)已知函数 f( x)=(t1)xe x,g (x )=tx+1e x()当 t 1 时,讨论 f(x )的单调性;()f(x )g(x)在 0,+)上恒成立,求 t 的取值范围选修 4-4:极坐标与参数方程22 (10 分)已知直线 l:
9、3x y6=0,在以坐标原点 O 为极点,x 轴正半轴为极轴的极坐标系中,曲线 C: 4sin=0()将直线 l 写成参数方程 (t 为参数, 0,) , )的形式,并求曲线 C 的直角坐标方程;()过曲线 C 上任意一点 P 作倾斜角为 30的直线,交 l 于点 A,求|AP|的最值选修 4-5:不等式选讲23已知关于 x 的不等式|x+1|+|2x1|3 的解集为x |mxn(I)求实数 m、n 的值;(II)设 a、b、c 均为正数,且 a+b+c=nm,求 + + 的最小值2018 年河南省开封市高考数学一模试卷(理科)参考答案与试题解析一、选择题:本大题共 12 小题,每小题 5 分
10、,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)设 U=R,已知集合 A=x|x1,B=x |xa ,且( UA)B=R,则实数 a 的取值范围是( )A ( ,1 ) B (,1 C (1,+) D1,+)【解答】解:U=R,集合 A=x|x1= 1,+) ,B=x|xa=(a,+) , UA=(,1) ,又( UA)B=R,实数 a 的取值范围是(,1) 故选:A2 (5 分)若复数 z1,z 2 在复平面内对应的点关于虚轴对称,且 z1=12i,则复数在复平面内对应的点在( )A第一象限 B第二象限 C第三象限 D第四象限【解答】解:z 1=12i,且复数
11、z1,z 2 在复平面内对应的点关于虚轴对称,z 2=12i,则 = ,复数 在复平面内对应的点的坐标为( ) ,在第四象限故选:D3 (5 分)已知向量 =( m1,1) , =(m,2) ,则“m=2” 是“ ”的( )A充分不必要条件 B必要不充分条件C充要条件 D既不充分也不必要条件【解答】解: =(m 1,1) , =(m,2) , m( m1)2=0由 m(m 1)2=0,解得 m=1 或 m=2“m=2”是“ ”的充分不必要条件故选:A4 (5 分)若 ,则 sin2的值为( )A B C1 或 D【解答】解:若 ,即 2(cos 2sin2)= cos sin,显然,cos=s
12、in 时,满足条件,此时, tan=1,sin2=1cossin,则 2(cos+ sin)= ,即 cos+sin= ,1+2sincos= ,即 sin2=2sincos= 综上可得,sin2=1 或 ,故选:C5 (5 分)已知等比数列a n的前 n 项和为 Sn,且 9S3=S6,a 2=1,则 a1=( )A B C D2【解答】解:设等比数列a n的公比为 q1,9S 3=S6,a 2=1, = ,a 1q=1则 q=2,a 1= 故选:A6 (5 分)已知曲线 =1(a0,b0)为等轴双曲线,且焦点到渐近线的距离为 ,则该双曲线的方程为( )A Bx 2y2=1 C Dx 2y2
13、=2【解答】解:根据题意,若曲线 =1(a0, b0)为等轴双曲线,则a2=b2,c= = a,即焦点的坐标为( a,0) ;其渐近线方程为 xy=0,若焦点到渐近线的距离为 ,则有 =a= ,则双曲线的标准方程为 =1,即 x2y2=2;故选:D7 (5 分)我国古代名著庄子天下篇中有一句名言“一尺之棰,日取其半,万世不竭”,其意思为:一尺的木棍,每天截取一半,永远都截不完现将该木棍依此规律截取,如图所示的程序框图的功能就是计算截取 7 天后所剩木棍的长度(单位:尺) ,则处可分别填入的是( )A BC D【解答】解:由题意可得:由图可知第一次剩下 ,第二次剩下 ,由此得出第 7 次剩下 ,
14、可得为 i7?s=i=i +1故选:D8 (5 分)如图,在一个正方体内放入两个半径不相等的球 O1、O 2,这两个球相外切,且球 O1 与正方体共顶点 A 的三个面相切,球 O2 与正方体共顶点 B1 的三个面相切,则两球在正方体的面 AA1C1C 上的正投影是( )A B C D【解答】解:由题意可以判断出两球在正方体的面 AA1C1C 上的正投影与正方形相切,排除 C、D ,把其中一个球扩大为与正方体相切,则另一个球被挡住一部分,由于两球不等,所以排除 A;B 正确;故选:B9 (5 分)如图,某建筑工地搭建的脚手架局部类似于一个 223 的长方体框架,一个建筑工人欲从 A 处沿脚手架攀
15、登至 B 处,则其最近的行走路线中不连续向上攀登的概率为( )A B C D【解答】解:根据题意,最近路线,那就是不能走回头路,不能走重复的路,一共要走 3 次向上,2 次向右,2 次向前,一共 7 次,最近的行走路线共有:n=A =5040,不能连续向上,先把不向上的次数排列起来,也就是 2 次向右和 2 次向前全排列 ,接下来,就是把 3 次向上插到 4 次不向上之间的空当中,5 个位置排三个元素,也就是 A53,则最近的行走路线中不连续向上攀登的共有 m= =1440 种,其最近的行走路线中不连续向上攀登的概率 p= = = 故选:B10 (5 分)函数 y= 的图象大致是( )A B
16、C D【解答】解:当 x0 时, y=xlnx,y=1 +lnx,即 0x 时,函数 y 单调递减,当 x ,函数 y 单调递增,因为函数 y 为偶函数,故选:D11 (5 分)抛物线 M:y 2=4x 的准线与 x 轴交于点 A,点 F 为焦点,若抛物线M 上一点 P 满足 PAPF ,则以 F 为圆心且过点 P 的圆被 y 轴所截得的弦长约为(参考数据: 2.24) ( )A B C D【解答】解:由题意,A( 1,0) ,F (1,0) ,点 P 在以 AF 为直径的圆 x2+y2=1 上设点 P 的横坐标为 m,联立圆与抛物线的方程得 x2+4x1=0,m0,m= 2+ ,点 P 的横
17、坐标为 2+ ,|PF |=m+1=1+ ,圆 F 的方程为(x1) 2+y2=( 1) 2,令 x=0,可得 y= ,|EF |=2 =2 = ,故选:D12 (5 分)已知函数 ,若函数 F(x)=f(x)3 的所有零点依次记为 x1,x 2,x 3, ,x n,且 x1x 2x 3x n,则x1+2x2+2x3+2xn1+xn=( )A B445 C455 D【解答】解:函数 ,令 2x = +k得 x= + ,kZ ,即 f(x)的对称轴方程为x= + , kZf( x)的最小正周期为 T=,0x ,当 k=0 时,可得第一根对称轴 x= ,当 k=30 时,可得 x= ,f( x)在
18、0, 上有 31 条对称轴,根据正弦函数的性质可知:函数 与 y=3 的交点有 31 个点,即 x1,x 2 关于 对称,x 2,x 3 关于 对称,即x1+x2= 2,x 2+x3= 2, ,x n1+xn=2将以上各式相加得:x 1+2x2+2x3+2x28+2x29+2x30+x31=2( + + )=( 2+5+8+89) =455则 x1+2x2+2x3+2xn1+xn=(x 1+x2)+(x 2+x3)+x 3+xn1+(x n1+xn)=2()=455,故选:C二、填空题:本大题共 4 小题,每小题 5 分,共 20 分13 (5 分) (xy) 10 的展开式中,x 7y3 的
19、系数与 x3y7 的系数之和等于 240 【解答】解:因为(xy) 10 的展开式中含 x7y3 的项为 C103x103y3(1)3=C103x7y3,含 x3y7 的项为 C107x107y7(1) 7=C107x3y7由 C103=C107=120 知,x 7y3 与 x3y7 的系数之和为240 故答案为24014 (5 分)设 x,y 满足约束条件 ,且 x,yZ ,则 z=3x+5y 的最大值为 13 【解答】解:由约束条件 作出可行域如图,作出直线 3x+5y=0,x,y Z,平移直线 3x+5y=0 至(1,2)时,目标函数 z=3x+5y 的最大值为 13故答案为:1315
20、(5 分)设 f(x )= ,且 f(f (a) )=2 ,则满足条件的a 的值有 4 个【解答】解:f(x)= ,且 f(f (a) )=2当 a2 时,f (a)=2e a1,若 2ea12,则 f(f (a) )= 1=2,解得 a=1ln2;若 2ea12,则 f(f (a) )= =2,解得 a=ln +1,成立;当 a2 时,f (a)=log 3(a 21) ,若 log3(a 21)2,则 f( f(a) )= 1=2,解得 a=2,或 a=2,与a 2 不符,若 log3(a 21)2,则 f( f(a) )=log 3(log 3(a 21)=2,解得 a2=310+1,a
21、= 或 a= 与 a2 不符由此得到满足条件的 a 的值有 1ln2 和 ln +1 和 2 和 ,共 4 个故答案为:416 (5 分)一个棱长为 5 的正四面体(棱长都相等的三棱锥)纸盒内放一个小正四面体,若小正四面体在纸盒内可以任意转动,则小正四面体的棱长的最大值为 【解答】解:在此纸盒内放一个小正四面体,若小正四面体在纸盒内可以任意转动,小正四面体的外接球是纸盒的内切球,设正四面体的棱长为 a,则内切球的半径为 a,外接球的半径是 a,纸盒的内切球半径是 = ,设小正四面体的棱长是 x,则 = x,解得 x= ,小正四面体的棱长的最大值为 ,故答案为: 三、解答题:共 70 分解答应写
22、出文字说明,证明过程或演算步骤17 (12 分)在ABC 中,角 A,B ,C 所对应的边分别为 a,b ,c ,且2cosB(acosC +ccosA)+b=0()求角 B 的大小;()若 a=3,点 D 在 AC 边上且 BDAC,BD= ,求 c【解答】解:()在ABC 中,角 A,B ,C 所对应的边分别为 a,b ,c,且 2cosB(acosC +ccosA)+b=0则:2cosB(sinAcosC+sinCcosA)+sinB=0 ,整理得:2cosBsin(A+C )= sinB,由于:0B ,则:sinB0,解得: ,所以:B= ()点 D 在 AC 边上且 BDAC ,在直
23、角BCD 中,若 a=3,BD= ,解得: ,解得: ,则: , ,所以:cosABD= = = ,则:在 RtABD 中, ,= 故:c=518 (12 分)如图 1,在矩形 ABCD 中,AD=2AB=4,E 是 AD 的中点将ABE沿 BE 折起使 A 到点 P 的位置,平面 PEB平面 BCDE,如图 2()求证:平面 PBC平面 PEC;()求二面角 BPED 的余弦值【解答】 ()证明:AD=2AB,E 为线段 AD 的中点,AB=AE,取 BE 中点 O,连接 PO,则 POBE ,又平面 PEB平面 BCDE,平面 PEB平面 BCDE=BE,PO平面 BCDE,则 POEC
24、,在矩形 ABCD 中,AD=2AB,E 为 AD 的中点,BE EC,则 EC平面 PBE,ECPB,又 PB PE,且 PEEC=E,PB 平面 PEC,而 PB平面 PBC,平面 PBC平面 PEC;()解:以 OB 所在直线为 x 轴,以平行于 EC 所在直线为 y 轴,以 OP 所在直线为 z 轴建立空间直角坐标系,PB=PE=2,则 B( ,0,0) ,E( ,0,0) ,P(0,0, ) ,D(2 ,0) , , , =( , , ) 设平面 PED 的一个法向量为 ,由 ,令 z=1,则 ,又平面 PBE 的一个法向量为 ,则 cos = = 二面角 BPED 的余弦值为 19
25、 (12 分)近年来我国电子商务行业迎来蓬勃发展的新机遇,2017 年双 11 期间,某购物平台的销售业绩高达 1271 亿人民币与此同时,相关管理部门推出了针对电商的商品和服务的评价体系,现从评价系统中选出 200 次成功交易,并对其评价进行统计,对商品的好评率为 0.6,对服务的好评率为 0.75,其中对商品和服务都做出好评的交易为 80 次()完成下面的 22 列联表,并回答是否有 99%的把握,认为商品好评与服务好评有关?对服务好评 对服务不满意 合计对商品好评对商品不满意合计 200()若将频率视为概率,某人在该购物平台上进行的 3 次购物中,设对商品和服务全好评的次数为随机变量 X
26、:(1)求对商品和服务全好评的次数 X 的分布列;(2)求 X 的数学期望和方差附:P(K 2 k) 0.15 0.10 0.05 0.0250.010 0.005 0.001k 2.0722.7063.841 5.0246.635 7.879 10.828( ,其中 n=a+b+c+d)【解答】解:()由题意可得关于商品和服务评价的 22 列联表如下:对服务好评 对服务不满意 合计对商品好评 80 40 120对商品不满意 70 10 80合计 150 50 200K2= 11.1116.635,故有 99%的把握,认为商品好评与服务好评有关() (1)每次购物时,对商品和服务全为好评的概率
27、为 ,且 X 的取值可以是 0,1,2 ,3其中 P(X=0)=( ) 3= ,P(X=1)= = ,P(X=2)= ,P(X=3)= = ,X 的分布列为:X 0 1 2 3P (2)XB(3, ) ,E (X )= ,D(X)=3 = 20 (12 分)给定椭圆 C: + =1(ab0) ,称圆心在原点 O,半径为的圆是椭圆 C 的“准圆”已知椭圆 C 的离心率 ,其“准圆”的方程为 x2+y2=4(I)求椭圆 C 的方程;(II)点 P 是椭圆 C 的“ 准圆 ”上的动点,过点 P 作椭圆的切线 l1,l 2 交“准圆” 于点 M, N(1)当点 P 为“准圆”与 y 轴正半轴的交点时,
28、求直线 l1,l 2 的方程,并证明l1l 2;(2)求证:线段 MN 的长为定值【解答】解:(I)由准圆方程为 x2+y2=4,则 a2+b2=4,椭圆的离心率 e= = ,解得:a= ,b=1,椭圆的标准方程: ;()证明:(1)准圆 x2+y2=4 与 y 轴正半轴的交点为 P(0,2) ,设过点 P(0 ,2)且与椭圆相切的直线为 y=kx+2,联立 ,整理得(1+3k 2)x 2+12kx+9=0直线 y=kx+2 与椭圆相切,=144k 249(1+3k 2)=0,解得 k=1,l 1,l 2 方程为 y=x+2,y= x+2 =1, =1, =1,则 l1l 2(2)当直线 l1
29、,l 2 中有一条斜率不存在时,不妨设直线 l1 斜率不存在,则 l1:x= ,当 l1:x= 时,l 1 与准圆交于点( ,1 ) ( ,1) ,此时 l2 为 y=1(或 y=1) ,显然直线 l1,l 2 垂直;同理可证当 l1:x= 时,直线 l1,l 2 垂直当 l1,l 2 斜率存在时,设点 P(x 0,y 0) ,其中 x02+y02=4设经过点 P( x0,y 0)与椭圆相切的直线为 y=t(xx 0)+y 0,由 得 (1+3t 2)x 2+6t(y 0tx0)x+3(y 0tx0) 23=0由=0 化简整理得 (3x 02)t 2+2x0y0t+1y02=0,x 02+y0
30、2=4 , 有(3x 02)t 2+2x0y0t+(x 023)=0 设 l1,l 2 的斜率分别为 t1,t 2,l 1,l 2 与椭圆相切,t 1,t 2 满足上述方程(3x 02)t 2+2x0y0t+(x 023)=0 ,t 1t2=1,即 l1,l 2 垂直综合知:l 1,l 2 经过点 P(x 0,y 0) ,又分别交其准圆于点 M,N,且 l1,l 2垂直线段 MN 为准圆 x2+y2=4 的直径,|MN|=4,线段 MN 的长为定值21 (12 分)已知函数 f( x)=(t1)xe x,g (x )=tx+1e x()当 t 1 时,讨论 f(x )的单调性;()f(x )g
31、(x)在 0,+)上恒成立,求 t 的取值范围【解答】解:()由 f(x )=(t1)xe x,得 f(x)= (t1) (x+1)e x,若 t1,则 x 1 时,f (x)0,f(x )递减,x1 时,f(x)0,f (x)递增,若 t1,则 x 1 时,f (x)0,f(x )递增,x1 时,f(x)0,f (x)递减,故 t1 时, f(x)在(,1)递减,在(1,+)递增,t1 时, f(x)在(,1)递增,在(1,+)递减;(2)f(x )g (x )在0,+)上恒成立,即(t1)xe xtx1+ex0 对x0 成立,设 h(x)=( t1)xe xtx1+ex,h(0 )=0,h
32、(x)=(t 1) (x+1)e xt+ex,h(0)=0,h( x)=e x(t1)x+2t 1,t=1 时,h(x )=e x0, h(x)在0,+)递增,h(x )h (0)=0 ,故 h(x)在0,+)递增,故 h(x)h(0)=0,显然不成立,t1,则 h(x)=e x(x + ) (t1) ,令 h(x)=0,则 x= ,当 0 即 t 或 t1 时,若 t ,则 h(x)在0 ,+)为负,h (x)递减,故有 h(x )h (0)=0,h(x)在0,+)递减,h(x)h(0)=0 成立,若 t1,则 h(x)在0 ,+)上为正,h (x)递增,故有 h(x )h (0)=0,故
33、h(x)在0,+)递增,故 h(x)h(0)=0,不成立, 0 即 t1 时,h( x)在0, )内有 h(x)h(0)=0 ,h(x )递增,故 h(x)在0, )内有 h(x)h(0)=0 不成立,综上,t 的范围是( , 选修 4-4:极坐标与参数方程22 (10 分)已知直线 l:3x y6=0,在以坐标原点 O 为极点,x 轴正半轴为极轴的极坐标系中,曲线 C: 4sin=0()将直线 l 写成参数方程 (t 为参数, 0,) , )的形式,并求曲线 C 的直角坐标方程;()过曲线 C 上任意一点 P 作倾斜角为 30的直线,交 l 于点 A,求|AP|的最值【解答】解:()直线 l
34、:3x y6=0,转化为直角坐标方程为:(t 为参数) ,曲线 C:4sin=0 转化为直角坐标方程为: x2+y24y=0()首先把 x2+y24y=0 的方程转化为:x 2+(y2) 2=4,所以经过圆心,且倾斜角为 30的直线方程为: ,则: ,解得: ,则: = ,则:|AP |的最大值为: ,|AP|的最小值为: 本资料收集自千人 QQ 群:323031380 高中数学资源大全选修 4-5:不等式选讲23已知关于 x 的不等式|x+1|+|2x1|3 的解集为x |mxn(I)求实数 m、n 的值;(II)设 a、b、c 均为正数,且 a+b+c=nm,求 + + 的最小值【解答】解:()|x+1|+|2x 1|3 , 或 或 ,解得:1x1,故 m=1,n=1 ;()由()a+b+c=2 ,则 + += ( + + ) (a+b+c)= 1+1+1+( + )+( + )+( + ) + (2 +2 +2 )= +3= ,当且仅当 a=b=c= 时“=” 成立