1、2016-2017 学年湖南省常德一中高三(上)第三次月考数学试卷(理科)一、选择题(共 12 小题,每小题 5 分,满分 60 分)1已知集合 M=x|x23x0,N=x|1x3,则( RM)N=( )A0,1) B (0,3 C (1,3) D1,32下列命题中,正确命题的个数为( )x22x30 是命题;x=2 是 x24x+4=0 成立的充分非必要条件;命题“三角形的三个内角和为 180”的否命题是“三角形的内角和不是 180”;命题“xR,x 20”的否定是“ xR,x 20” A0 B1 C2 D33设 x=0.50.5,y=0.5 1.3,z=1.3 0.5,则 x,y,z 的大
2、小关系为( )Axyz Bxz y Cyxz Dyzx4已知 sin= 且 使第三象限的角,则 tan 的值为( )A B C D5函数 f(x)=axlnx 在区间 1,+ )上为减函数,则实数 a 的取值范围是( )A (,2 B ( ,0 C ( ,1 D1,+)6如图,是某几何体的三视图,其中矩形的高为圆的半径,若该几何体的体积是 ,则此几何体的表面积为( )A33 B34 C36 D427已知点 P(x,y)在不等式组 表示的平面区域上运动,则 z=xy 的取值范围是( )A1, 2 B 2,1 C 2,1 D1,28已知数列a n满足:a n2=an1an+1(n2) ,若 a2=
3、3,a 2+a4+a6=21,则 a4+a6+a8=( )A84 B63 C42 D219已知 , 是两个不同的平面, l,m 是两条不同的直线,且 l,m ,则( )A若 ,则 lm B若 lm,则 C若 ,则 lm D若 l,则 10等差数列a n的前 n 项和为 Sn,若 a2=3,S 5=25,则 a8=( )A13 B14 C15 D1611函数 f(x)=Asin (2x )的图象关于点( ,0)成中心对称,则 |最小的 的值为( )A B C D12已知直线 x9y8=0 与曲线 C:y=x 3mx2+3x 相交于 A,B 两点,且曲线 C 在 A,B 两点处的切线平行,则实数
4、m 的值为( )A4 或3 B4 或 3 或 1 C1 或 3 D3二、填空题(共 4 小题,每小题 5 分,满分 20 分)13已知向量 =(m,m 1) , =(2,1) ,且 ,则| |= 14已知 f(x)= ,则 f(f( ) )= 15过ABC 的重心 G 的直线 l 分别与边 AB、AC 交于 F、E 两点,设 =x , =y(x0,y0) ,则 x+y 的最小值为 16观察如表数表的规律(仿杨辉三角:下一行的数等于上一行肩上相邻两数的和):该数表最后一行只有一个数,则这个数是 三、解答题(共 6 小题,满分 70 分)17已知锐角ABC 的内角 A,B ,C 的对边分别为 a,
5、b,c,且 b=2,c=3,ABC 的面积为 ,又 =2 ,CBD= (1)求 a,A,cosB;(2)求 cos2 的值18已知数列a n的前 n 项和为 Sn,且 Sn=+(n1)2 n,又数列b n满足:a nbn=n(1)求数列a n的通项公式;(2)当 为何值时,数列b n是等比数列?并求此时数列b n的前 n 项和 Tn 取值范围19正方体 ABCDA1B1C1D1 中,点 E,F 分别为 BC,A 1D1 的中点(1)求证:平面 A1B1E平面 CDF;(2)求平面 DEB1F 与平面 ADD1A1 所成锐二面角的余弦值20已知函数 f(x)=|2x 1|+|xa|(1)当 a=
6、2 时,解不等式:f(x)x+3(2)当 x,yZ,则称点 P( x,y)为平面上单调格点;若( 2x,y)或(x,2y)为格点,则称点 P(x,y)为半格点设 Q=(x,y)| ,A=(x,y)|f(x)y3,a=2求从区域 中任取一点 P,而该点落在区域 A 上的概率;求从区域 中的所有格点或半格点中任取一点 P,而该点是区域 A 上的格点或半格点的概率21若函数 f(x)=sinx cosx+ax+1,x 0,2 的图象与直线 x=0,x=,y=0 所围成的封闭图形的面积为 2+2(1)求 a 的值;(2)求函数 f(x)单调区间及最值;(3)求函数 g(x)=f(x)m 在区间 x0,
7、2上的零点个数22已知焦点在 x 轴上的椭圆 C: + =1,其离心率为 ,过椭圆左焦点 F1 与上顶点B 的直线为 l0(1)求椭圆的方程及直线 l0 的方程;(2)直线 l:y=kx (k0)与椭圆 C 交于 M,N 两点,点 P 是椭圆上异于 M,N 的一点求证:当直线 PM,PN 存在斜率时,两直线的斜率之积为定值,即 kPMkPN 为定值;当直线 l 与点 P 满足什么条件时,PMN 有最大面积?并求此最大面积2016-2017 学年湖南省常德一中高三(上)第三次月考数学试卷(理科)参考答案与试题解析一、选择题(共 12 小题,每小题 5 分,满分 60 分)1已知集合 M=x|x2
8、3x0,N=x|1x3,则( RM)N=( )A0,1) B (0,3 C (1,3) D1,3【考点】交、并、补集的混合运算【分析】化简集合 M,根据交集与补集的定义进行计算即可【解答】解:集合 M=x|x23x0=x|x0 或 x3,N=x|1x3, RM=x|0x3,( RM)N=x|1x3=(1,3) 故选:C2下列命题中,正确命题的个数为( )x22x30 是命题;x=2 是 x24x+4=0 成立的充分非必要条件;命题“三角形的三个内角和为 180”的否命题是“三角形的内角和不是 180”;命题“xR,x 20”的否定是“ xR,x 20” A0 B1 C2 D3【考点】命题的真假
9、判断与应用【分析】举出反例,可判断;根据充要条件的定义,可判断;写出原命题的否命题,可判断;写出原命题的否定命题,可判断 【解答】解:x=4 时,x 22x30 不成立,故错误;x=2 是 x24x+4=0 成立的充要条件,故错误;命题“三角形的三个内角和为 180”的否命题是“不是三角形,内角和不是 180”,故错误;命题“xR,x 20”的否定是“xR ,x 20”,故错误故选:A3设 x=0.50.5,y=0.5 1.3,z=1.3 0.5,则 x,y,z 的大小关系为( )Axyz Bxz y Cyxz Dyzx【考点】指数函数的图象与性质【分析】根据函数 y=0.5x 单调递减可比较
10、 x,y 的大小,借助 1 可比较 z 与 x 的大小【解答】解:y=0.5 x 是减函数,0.5 0.50.5 1.3,由 x=0.50.50.5 0=1,y=0.5 1.31,z=1.3 0.51.3 0=1,则 zxy,故选:C4已知 sin= 且 使第三象限的角,则 tan 的值为( )A B C D【考点】同角三角函数基本关系的运用【分析】利用同角三角函数的基本关系,求得 cos 的值,可得 tan 的值【解答】解:sin= 且 使第三象限的角,cos = = ,则 tan= = ,故选:A5函数 f(x)=axlnx 在区间 1,+ )上为减函数,则实数 a 的取值范围是( )A
11、(,2 B ( ,0 C ( ,1 D1,+)【考点】利用导数研究函数的单调性【分析】求出函数的导数,问题转化为 a 0 在区间1,+)恒成立,求出 a 的范围即可【解答】解:f(x)=axlnx , (x0) ,f(x)=a ,若函数 f(x)=axlnx 区间1 ,+ )上为减函数,则 a 0 在区间1,+)恒成立,即 a0,故选:B6如图,是某几何体的三视图,其中矩形的高为圆的半径,若该几何体的体积是 ,则此几何体的表面积为( )A33 B34 C36 D42【考点】棱柱、棱锥、棱台的体积【分析】由已知可得该几何体是一个 球与圆柱的组合体,设球的半径为 R,则圆的底面半径,高均为 R,根
12、据体积求出 R,进而可得答案【解答】解:由已知可得该几何体是一个 球与圆柱的组合体,设球的半径为 R,则圆的底面半径,高均为 R,故组合体的体积 V= = = ,解得:R=2,故此几何体的表面积 S=2R(R+R)+ 4R2+ = =33,故选:A7已知点 P(x,y)在不等式组 表示的平面区域上运动,则 z=xy 的取值范围是( )A1, 2 B 2,1 C 2,1 D1,2【考点】简单线性规划【分析】作出题中不等式组表示的平面区域,得如图的ABC 及其内部,再将目标函数z=xy 对应的直线进行平移,观察 x 轴上的截距变化,得出目标函数的最大、最小值,即可得到 z=xy 的取值范围【解答】
13、解:作出不等式组 表示的平面区域,得到如图的ABC 及其内部,其中A(2,0) ,B(2,1) ,C(0 ,1)设 z=F(x,y)=x y,将直线 l:z=x y 进行平移,观察 x 轴上的截距变化,可得当 l 经过点 C 时,z 达到最小值;l 经过点 A 时,z 达到最大值z 最小值 =F( 0,1)= 1,z 最大值 =F(2,0)=2即 z=xy 的取值范围是 1,2 故选:A8已知数列a n满足:a n2=an1an+1(n2) ,若 a2=3,a 2+a4+a6=21,则 a4+a6+a8=( )A84 B63 C42 D21【考点】数列递推式【分析】由 an2=an1an+1(
14、n2)得数列a n是等比数列,设其公比为 q,依题意,可求得q2=2,从而可得 a4+a6+a8 的值【解答】解:a n2=an1an+1(n2) ,数列a n是等比数列,设其公比为 q,a 2=3,a 2+a4+a6=3+3q2+3q4=21,即 q4+q26=0,解得 q2=2 或 q2=3(舍) ,a 4+a6+a8=a2(q 2+q4+q6)=3(2+4+8)=42 故选:C9已知 , 是两个不同的平面, l,m 是两条不同的直线,且 l,m ,则( )A若 ,则 lm B若 lm,则 C若 ,则 lm D若 l,则 【考点】空间中直线与直线之间的位置关系;空间中直线与平面之间的位置关
15、系【分析】在 A 中,l 与 m 平行或异面;在 B 中, 与 相交或平行;在 C 中,l 与 m 相交、平行或异面;在 D 中,由面面垂直的判定定理得 【解答】解:由 , 是两个不同的平面, l,m 是两条不同的直线,且 l,m ,知:在 A 中,若 ,则 l 与 m 平行或异面,故 A 错误;在 B 中,若 lm,则 与 相交或平行,故 B 错误;在 C 中,若 ,则 l 与 m 相交、平行或异面,故 C 错误;在 D 中,若 l,则由面面垂直的判定定理得 ,故 D 正确故选:D10等差数列a n的前 n 项和为 Sn,若 a2=3,S 5=25,则 a8=( )A13 B14 C15 D
16、16【考点】等差数列的前 n 项和【分析】利用等差数列通项公式和前 n 项和公式,列出方程组,求出首项和公差,由此能求出 a8【解答】解:等差数列a n的前 n 项和为 Sn,a2=3,S 5=25, ,解得 a1=1,d=2a 8=1+72=15故选:C11函数 f(x)=Asin (2x )的图象关于点( ,0)成中心对称,则 |最小的 的值为( )A B C D【考点】y=Asin (x+)中参数的物理意义【分析】利用函数的对称中心,求出 的值,然后确定| |的最小值,即可得出答案【解答】解:函数 f(x)=Asin(2x )的图象关于点( ,0)成中心对称,y=Asin(2 )=0 ,
17、2 =k,kZ|的最小值为 ,即 = 故选:C12已知直线 x9y8=0 与曲线 C:y=x 3mx2+3x 相交于 A,B 两点,且曲线 C 在 A,B 两点处的切线平行,则实数 m 的值为( )A4 或3 B4 或 3 或 1 C1 或 3 D3【考点】利用导数研究曲线上某点切线方程【分析】求出原函数的导函数,设出 A,B 点的坐标,得到函数在 A,B 点处的导数值,由 A,B 点处的导数值相等得到 3x122mx1+3=3x222mx2+3=t,把 x1,x 2 看作方程3x22mx+3t=0 的两个根,利用根与系数关系得到 x1+x2= m,进一步得到 AB 的中点坐标,然后再证明 A
18、B 的中点在曲线 C 上,最后由 AB 中点的纵坐标相等求得实数 m 的值,注意检验【解答】解:由 y=x3mx2+3x,得 y=3x22mx+3,设 A(x 1,y 1) ,B(x 2,y 2) ,则曲线 C 在 A,B 处的切线的斜率分别为 3x122mx1+3,3x222mx2+3,曲线 C 在 A,B 处的切线平行,3x 122mx1+3=3x222mx2+3,令 3x122mx1+3=3x222mx2+3=t,x 1,x 2 是方程 3x22mx+3t=0 的两个根,则 x1+x2= m, x1x2= ,下面证线段 AB 的中点在曲线 C 上,= = m3+m,而( ) 3m( )
19、2+3 = m3+m,线段 AB 的中点在曲线 C 上,由 x1+x2= m,知线段的中点为( m, ( m8) ) , + m= m3+m,即(m+1) (m4) (m+3)=0 ,解得 m=1, 3 或 4当 m=1 时,y=x 3+x2+3x 的导数为 y=3x2+2x+30 恒成立,即函数为递增函数,直线与曲线只有一个交点,舍去;m=3,或 4 时,y=x 3mx2+3x 不单调,成立故选:A二、填空题(共 4 小题,每小题 5 分,满分 20 分)13已知向量 =(m,m 1) , =(2,1) ,且 ,则| |= 【考点】平面向量数量积的运算【分析】根据 便可得出 ,从而可求出 m
20、 的值,进而得出 的坐标,从而可得出 的值【解答】解: ; ; ; ; 故答案为: 14已知 f(x)= ,则 f(f( ) )= 【考点】函数的值【分析】先求出 f( )= =1,从而 f(f( ) )=f(1) ,由此能求出结果【解答】解:f(x)= ,f( )= =1,f(f( ) )=f(1)=3 1= 故答案为: 15过ABC 的重心 G 的直线 l 分别与边 AB、AC 交于 F、E 两点,设 =x , =y(x0,y0) ,则 x+y 的最小值为 【考点】向量在几何中的应用【分析】可画出图形,由条件可得到 ,且 ,进而得出 ,从而得出 ,从而 ,然后根据基本不等式即可求出 x+y
21、 的最小值【解答】解:如图,根据条件: ;又 ; ;又 F,G,E 三点共线; ;x0,y0; = ;x+y 的最小值为 故答案为: 16观察如表数表的规律(仿杨辉三角:下一行的数等于上一行肩上相邻两数的和):该数表最后一行只有一个数,则这个数是 2 20152018 【考点】进行简单的合情推理【分析】数表的每一行都是等差数列,且第一行公差为 1,第二行公差为 2,第三行公差为4,第 2016 行公差为 22015,第 2017 行只有一个,由此可得结论【解答】解:由题意,数表的每一行都是等差数列,且第一行公差为 1,第二行公差为 2,第三行公差为 4,第 2016 行公差为 22015,故第
22、 1 行的第一个数为:22 1,第 2 行的第一个数为:32 0,第 3 行的第一个数为:42 1,第 n 行的第一个数为:(n+1)2 n2,第 2017 行只有一个,则(1+2017) 22015=201822015,故答案为:2 20152018三、解答题(共 6 小题,满分 70 分)17已知锐角ABC 的内角 A,B ,C 的对边分别为 a,b,c,且 b=2,c=3,ABC 的面积为 ,又 =2 ,CBD= (1)求 a,A,cosB;(2)求 cos2 的值【考点】余弦定理【分析】 (1)由已知利用三角形面积公式可求 sinA 的值,结合 A 为锐角,可求 A= ,再由余弦定理解
23、得 a,利用余弦定理即可求得 cosB 的值(2)由已知可求 CD=1,BD=3,利用同角三角函数基本关系式可求 sinB,利用两角差的余弦函数公式可求 cos=cos( B) ,利用二倍角的余弦函数公式即可解得 cos2 的值【解答】解:(1)由ABC 的面积为 = bcsinA,可得: = ,可得:sinA= ,又 A 为锐角,可得:A= ,再由余弦定理:a 2=b2+c22bccosA=22+322 =7,解得 a= ,可得:cosB= = = (2)由 =2 ,知 CD=1,由ABD 为正三角形,即 BD=3,且 sinB= = ,cos=cos( B)=cos cosB+sin si
24、nB= = ,cos2=2cos21= 18已知数列a n的前 n 项和为 Sn,且 Sn=+(n1)2 n,又数列b n满足:a nbn=n(1)求数列a n的通项公式;(2)当 为何值时,数列b n是等比数列?并求此时数列b n的前 n 项和 Tn 取值范围【考点】数列的求和【分析】 (1)由 Sn=+(n1)2 n,当 n=1 时,a 1=S1=;当 n2 时,a n=SnSn1,即可得出(2)由 anbn=n可得 bn= ,利用等比数列的定义及其求和公式即可得出【解答】解:(1)由 Sn=+(n1)2 n,当 n=1 时,a 1=S1=;当 n2 时,a n=SnSn1=(n1)2 n
25、(n 2)2 n1=n2n1故数列a n的通项公式为 an= (2)由 anbn=n可得 bn= ,若数列b n为等比数列,则首项为 b1= ,满足 n2 的情况,故 =1,则数列b n的前 n 项和 Tn=b1+b2+bn= =2 而 Tn 是单调递增的,故 Tn1,2) 19正方体 ABCDA1B1C1D1 中,点 E,F 分别为 BC,A 1D1 的中点(1)求证:平面 A1B1E平面 CDF;(2)求平面 DEB1F 与平面 ADD1A1 所成锐二面角的余弦值【考点】二面角的平面角及求法;直线与平面平行的性质【分析】 (1)取 AD 的中点 M,连 EM、A 1M,推导出 A1B1EM
26、 是平行四边形,从而B1EFD,由此能证明平面 A1B1E平面 CDF(2)以 C 点为空间直角坐标系的坐标原点, CD、CB 、CC 1 分别为 x,y,z 轴建系,利用向量法能求出平面 DEB1F 与平面 ADD1A1 所成锐二面角的余弦值【解答】证明:(1)在正方体中,有 A1B1DC,又 E、F 分别为 BC、A 1D1 的中点,取 AD 的中点 M,连 EM、A 1M,有 A1MFD,EMA 1B1,且 EM=A1B1,即 A1B1EM 是平行四边形,故有 B1EA 1M,所以 B1EFD,平面 A1B1E平面 CDF解:(2)以 C 点为空间直角坐标系的坐标原点, CD、CB、CC
27、 1 分别为 x,y,z 轴建系如图,设 AB=2,则 E(0,1,0) ,D(2,0,0) ,F(2,1,2) ,故 =( 2,1,0) , =(0,1,2) ,平面 ADD1A1 的法向量 =( 1,0,0) ,不妨设平面 DEB1F 的法向量为 =(x,y,z) ,则 ,取 x=1,得 =(1,2,1) ,设平面 DEB1F 与平面 ADD1A1 所成锐二面角为 ,则 cos= = 平面 DEB1F 与平面 ADD1A1 所成锐二面角的余弦值为 20已知函数 f(x)=|2x 1|+|xa|(1)当 a=2 时,解不等式:f(x)x+3(2)当 x,yZ,则称点 P( x,y)为平面上单
28、调格点;若( 2x,y)或(x,2y)为格点,则称点 P(x,y)为半格点设 Q=(x,y)| ,A=(x,y)|f(x)y3,a=2求从区域 中任取一点 P,而该点落在区域 A 上的概率;求从区域 中的所有格点或半格点中任取一点 P,而该点是区域 A 上的格点或半格点的概率【考点】模拟方法估计概率【分析】 (1)分类讨论,解不等式即可;(2)记事件 M=“从区域 中任取一点 P,而该点落在区域 A 上” ,则事件 M 符合几何概型;记事件 N=“从区域 中的所有格点或半格点中任取一点 P,而该点是区域 A 上的格点或半格点”,则事件 N 符合古典概型【解答】解:(1)当 a=2 时,x2,f
29、(x)x+3 可化为3x3x +3, x3,2x 3;x2,f(x)x+3 可化为 x+1x+3 恒成立;x ,f(x)x+3 可化为 33xx+3,x0,0x ;综上所述,不等式:f(x) x+3 的解集为0,3;(2)作出集合 及 A 所对应的区域(如图):矩形 OABC 与BCD,则:记事件 M=“从区域 中任取一点 P,而该点落在区域 A 上” ,则事件 M 符合几何概型,即 P= = 记事件 N=“从区域 中的所有格点或半格点中任取一点 P,而该点是区域 A 上的格点或半格点”,则事件 N 符合古典概型区域 中的格点个数:格点个数:当横坐标分别为 0,1,2 时,纵坐标可以为 0,1
30、,2,3 中的任一个,此时有34=12 个;半格点个数:当横坐标为 时,纵坐标为整数 0,1,2,3,此时有 24=8 个,当纵坐标为 时,横坐标为整数 0,1,2,此时共有 9 个,即区域 中的格点或半格点个数有 29 个,而区域 A 中的格点或半格点有(0,3) , (1,3) , (2,3) , (1,2) ,( ) , ( , ( ,3)共 7 个,P= 21若函数 f(x)=sinx cosx+ax+1,x 0,2 的图象与直线 x=0,x=,y=0 所围成的封闭图形的面积为 2+2(1)求 a 的值;(2)求函数 f(x)单调区间及最值;(3)求函数 g(x)=f(x)m 在区间
31、x0,2上的零点个数【考点】利用导数求闭区间上函数的最值;根的存在性及根的个数判断;正弦函数的单调性;三角函数的最值【分析】 (1)由题意得 S= = 2+2,解得 a 的值;(2)求导,利用导数法分析函数的单调性,进而可得函数 f(x)单调区间及最值;(3)作出函数 f(x)=sinx cosx+x+1,x 0,2的简图,数形结合可得函数 g(x)=f(x)m 在区间 x0,2 上的零点个数【解答】解:(1)由题意,知函数 f(x)=sinxcosx+ax+1,x0,2 的图象与直线 x=0,x=,y=0 所围成的封闭图形的面积为 S= = 2+2,即(cosxsinx + +x) = 2+
32、2,即( a2+1) (1)= 2+2,解得:a=1,f(x)=sinxcosx+x+1,x0,2(2)对函数 f(x)=sinx cosx+x+1,x 0,2求导,得 f(x)=cosx +sinx+1= sin(x+ )+1,x0,2,令 f(x)=0,则 sin(x+ )= ,又 x0,2,则 x= 或 x= ,列表:x 0,) ( , ) ( ,2f(x) + 0 0 +f(x) 单调递增 极大 单调递减 极小 单调递增所以函数 f(x)单调递增区间为 0,) , ( ,2;递减区间为( , ) ,f(x)的极大值为 f( )= +2,f(x)的极小值为 f( )= ,而 f(0)=0
33、 ,f(2)=2,f(x) max=f(2 )=2 ,f (x) min=f(0)=0(3)由(1)可作出函数 f( x)=sinxcosx+x+1,x 0,2 的简图,则 g(x)=f(x)m 的零点可看作 y=g(x)与 y=m 的交点问题,当 m0, )(+2,2 时,有一个零点;当 m ,+2时,有两个零点;当 m( ,+2)时,有三个零点22已知焦点在 x 轴上的椭圆 C: + =1,其离心率为 ,过椭圆左焦点 F1 与上顶点B 的直线为 l0(1)求椭圆的方程及直线 l0 的方程;(2)直线 l:y=kx (k0)与椭圆 C 交于 M,N 两点,点 P 是椭圆上异于 M,N 的一点
34、求证:当直线 PM,PN 存在斜率时,两直线的斜率之积为定值,即 kPMkPN 为定值;当直线 l 与点 P 满足什么条件时,PMN 有最大面积?并求此最大面积【考点】直线与圆锥曲线的综合问题【分析】 (1)由已知求得 a,b,得椭圆的方程,进而得到直线 l0 的方程;(2)点 P(x 0,y 0)是椭圆上的任意一点,依题意不妨设点 M(x 1,y 1) ,N(x 1,y 1) ,求出 PM,PN 的斜率,则结论可证;不妨设点 P( ) ,M( ) , R,而根据对称性求出PMN 的面积,从而可得MPN 的面积有最大值【解答】 (1)解:由已知,有 ,解得 a=2,b= ,椭圆的方程为: ,其左焦点 F1( 1,0) ,上顶点 B(0, ) ,则直线 l0 的方程为 ;(2)证明:点 P(x 0,y 0)是椭圆上的任意一点,依题意不妨设点 M(x 1,y 1) ,N(x 1, y1) , 为定值不妨设点 P( ) ,M( ) , R,而根据对称性,有 SMPN =2SMOP = = = =,当 sin()=1,即 ,k Z 时,MPN 的面积有最大值2017 年 1 月 2 日