河北省衡水市武邑中学2017届高三(上)第五次调考数学试卷(文科)(解析版)(1)

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2016-2017学年河北省衡水市武邑中学高三(上)第五次调考数

学试卷(文科)

一、选择题:本大题共12个小题,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.设集合S={x|x<﹣5或x>5},T={x|﹣7<x<3},则S∩T=( ) A.{x|﹣7<x<﹣5}

B.{x|3<x<5} C.{x|﹣5<x<3} D.{{x|﹣7<x<5}

2.已知命题p、q,“?p为真”是“p∧q为假”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

3.已知等比数列{an}的公比为正数,且a3?a9=2a52,a2=1,则a1=( ) A. B.

C.

D.2

4.以下四个命题中是真命题的是( )

A.对分类变量x与y的随机变量k2的观测值k来说,k越小,判断“x与y有关系”的把握程度越大

B.两个随机变量的线性相关性越强,相关系数的绝对值越接近于0

C.若数据x1,x2,x3,…,xn的方差为1,则2x1,2x2,2x3,…,2xn的方差为2 D.在回归分析中,可用相关指数R2的值判断模型的拟合效果,R2越大,模型的拟合效果越好. 5.双曲线C:为( )

A.y=±x B.y=±x C.y=±x D.y=±x 6.已知△ABC中,平面内一点P满足为( ) A.3

B. C.2

D.

=

+

,若|

|=t|

|,则t的值

=1(a>0,b>0)的离心率e=

,则它的渐近线方程

7.函数y=e﹣|x﹣1|的图象大致形状是( )

A. B. C.

D.

8.设变量x,y满足:A.8

B.3

C.

D.

,则z=|x﹣3y|的最大值为( )

9.y2=4x上一点A到焦点F的距离与其到对称轴的距离之比为5:已知抛物线C:4,且|AF|>2,则A点到原点的距离为( ) A.3

B.

C.4

D.

10.某港口水的深度y(m)是时间t(0≤t≤24,单位:h)的函数,记作y=f(t).下面是某日水深的数据: t/h y/m 0 10 3 13 6 10 9 7 12 10 15 13 18 10 21 7 24 10 经长期观察,y=f(t)的曲线可以近似地看成函数y=Asinωt+b的图象.一般情况下,船舶航行时,船底离海底的距离为5m或5m以上时认为是安全的(船舶停靠时,船底只需不碰海底即可).某船吃水程度(船底离水面的距离)为6.5m,如果该船希望在同一天内安全进出港,请问,它最多能在港内停留( )小时(忽略进出港所需的时间). A.6

B.12 C.16 D.18

11.一块边长为6cm的正方形铁皮按如图(1)所示的阴影部分裁下,然后用余下的四个全等的等腰三角形加工成一个正三棱锥形容器,将该容器按如图(2)放置,若其正视图为等腰直角三角形(如图(3)),则该容器的体积为( )

A. B. C. D.

12.已知函数f(x)=alnx﹣bx2,a,b∈R.若不等式f(x)≥x对所有的b∈(﹣∞,0],x∈(e,e2]都成立,则a的取值范围是( ) A.[e,+∞) B.

二、填空题(每题5分,满分20分,将答案填在答题纸上) 13.

则f(f(2))的值为 . C.

D.[e2,+∞)

14.“幂势既同,我国南北朝时代的数学家祖暅提出体积的计算原理(组暅原理):则积不容异”.“势”即是高,“幂”是面积.意思是:如果两等高的几何体在同高处裁得两几何体的裁面积恒等,那么这两个几何体的体积相等,类比祖暅原理,如图所示,在平面直角坐标系中,图1是一个形状不规则的封闭图形,图2是一个矩形,且当实数t取[0,4]上的任意值时,直线y=t被图1和图2所截得的线段始终相等,则图1的面积为 .

15.已知球O的半径为R,A,B,C三点在球O的球面上,球心O到平面ABC的距离为

,AB=AC=2,∠BAC=120°,则球O的表面积为 .

,则cosA= .

16.已知△ABC三边a,b,c上的高分别为

三、解答题(本大题共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.已知数列{an}满足

(1)求数列{an}和{bn}的通项公式; (2)若

,求数列{cn}的前n项和Tn.

是等差数列,且b1=a1,b4=a3.

18.在△ABC中,a,b,c分别为角A、B、C的对边,D为边AC的中点,a=3cos∠ABC=

(Ⅰ)若c=3,求sin∠ACB的值; (Ⅱ)若BD=3,求△ABC的面积.

19.某冷饮店只出售一种饮品,该饮品每一杯的成本价为3元,售价为8元,每天售出的第20杯及之后的饮品半价出售.该店统计了近10天的饮品销量,如图所示:

设x为每天饮品的销量,y为该店每天的利润. (1)求y关于x的表达式;

(2)从日利润不少于96元的几天里任选2天,求选出的这2天日利润都是97元的概率.

20.如图,在四棱锥P﹣ABCD中,PD⊥底面ABCD,底面ABCD为矩形,E为PC的中点,且

(1)过点A作一条射线AG,使得AG∥BD,求证:平面PAG∥平面BDE; (2)若点F为线段PC上一点,且DF⊥平面PBC,求四棱锥F﹣ABCD的体积.

21.已知椭圆的弦长为

的离心率为,过左焦点F且垂直于长轴

(1)求椭圆C的标准方程;

(2)点P(m,0)为椭圆C的长轴上的一个动点,过点P且斜率为的直线l交椭圆C于A、B两点,证明:|PA|2+|PB|2为定值. 22.已知函数

(k∈R)的最大值为h(k).

的大小;

对k∈R恒成立,若存在,求a的取

(1)若k≠1,试比较h(k)与(2)是否存在非零实数a,使得值范围;若不存在,说明理由.

2016-2017学年河北省衡水市武邑中学高三(上)第五次

调考数学试卷(文科)

参考答案与试题解析

一、选择题:本大题共12个小题,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.设集合S={x|x<﹣5或x>5},T={x|﹣7<x<3},则S∩T=( ) A.{x|﹣7<x<﹣5}

B.{x|3<x<5} C.{x|﹣5<x<3} D.{{x|﹣7<x<5}

【考点】交集及其运算.

【分析】利用交集定义和不等式性质求解.

【解答】解:∵集合S={x|x<﹣5或x>5},T={x|﹣7<x<3}, ∴S∩T={x|﹣7<x<﹣5}. 故选:A.

2.已知命题p、q,“?p为真”是“p∧q为假”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

【考点】必要条件、充分条件与充要条件的判断.

【分析】根据复合命题真假之间的关系,以及充分条件和必要条件的定义进行判断即可.

【解答】解:若?p为真,则p且假命题,则p∧q为假成立,

当q为假命题时,满足p∧q为假,但p真假不确定,∴¬p为真不一定成立, ∴“?p为真”是“p∧q为假”的充分不必要条件. 故选:A.

3.已知等比数列{an}的公比为正数,且a3?a9=2a52,a2=1,则a1=( ) A. B.

C.

D.2

【考点】等比数列的性质.

【分析】设等比数列的公比为q,根据等比数列的通项公式把a3?a9=2a25化简得到关于q的方程,由此数列的公比为正数求出q的值,然后根据等比数列的性质,由等比q的值和a2=1即可求出a1的值.

【解答】解:设公比为q,由已知得a1q2?a1q8=2(a1q4)2, 即q2=2,又因为等比数列{an}的公比为正数, 所以q=故选B.

4.以下四个命题中是真命题的是( )

A.对分类变量x与y的随机变量k2的观测值k来说,k越小,判断“x与y有关系”的把握程度越大

B.两个随机变量的线性相关性越强,相关系数的绝对值越接近于0

C.若数据x1,x2,x3,…,xn的方差为1,则2x1,2x2,2x3,…,2xn的方差为2 D.在回归分析中,可用相关指数R2的值判断模型的拟合效果,R2越大,模型的拟合效果越好.

【考点】独立性检验;线性回归方程.

【分析】对四个选项分别进行判断,即可得出结论.

【解答】解:A,对分类变量x与y的随机变量K2的观测值k来说,k越大,判断“x与y有关系”的把握程度越大,故错误;

B,根据|r|越趋近于1,两个随机变量的相关性越强,故错误;

C,数据x1,x2,x3,…,xn和2x1,2x2,2x3,…,2xn的数据满足Y=2X,则方程满足DY=4DX,

若数据x1,x2,x3,…,xn的方差为1,则2x1,2x2,2x3,…,2xn的方差为4正确,故错误;

D,用相关指数R2的值判断模型的拟合效果,R2越大,模型的拟合效果越好,故正确. 故选D.

,故a1=

5.双曲线C:为( )

A.y=±x B.y=±x C.y=±x D.y=±x 【考点】双曲线的简单性质.

【分析】利用双曲线的离心率求出双曲线的渐近线中a,b的关系,即可得到渐近线方程.

【解答】解:双曲线C:

=1(a>0,b>0)的离心率e=

=1(a>0,b>0)的离心率e=

,则它的渐近线方程

可得可得

,∴,

双曲线的渐近线方程为:y=±故选:A.

6.已知△ABC中,平面内一点P满足为( ) A.3

B. C.2

D.

=+,若||=t||,则t的值

【考点】向量加减混合运算及其几何意义.

【分析】在CA上取CE=2EA,过点E作EP∥BC交AB于点P,过点P作PF∥AC交BC于点F,可得

,可得点P满足

=

+

,利用

平行四边形法则即可得出. 【解答】解:如图所示,

在CA上取CE=2EA,过点E作EP∥BC交AB于点P,过点P作PF∥AC交BC于点F, 则

∴点P满足∴满足|

, |=2|

=+,

|,又||=t||,∴t=2.

故选:C.

7.函数y=e﹣|x﹣1|的图象大致形状是( )

A. B. C.

D.

【考点】指数函数的图象变换.

【分析】由已知写出分段函数解析式,作出分段函数的图象得答案. 【解答】解:∵y=e﹣|x﹣1|=

∴函数函数y=e﹣|x﹣1|的图象大致形状是:

故选:B.

8.设变量x,y满足:A.8

B.3

C.

D.

,则z=|x﹣3y|的最大值为( )

【考点】简单线性规划.

【分析】先根据约束条件画出可行域,设z=|x﹣3y|,再利用z的几何意义求最值,只需求出直线z=x﹣3y过可行域内的点A时,从而得到z=|x﹣3y|的最大值即可.

【解答】解:依题意,画出可行域(如图示), 则对于目标函数z=x﹣3y, 当直线经过A(﹣2,2)时, z=|x﹣3y|,取到最大值,Zmax=8. 故选:A.

9.y2=4x上一点A到焦点F的距离与其到对称轴的距离之比为5:已知抛物线C:

4,且|AF|>2,则A点到原点的距离为( ) A.3

B.

C.4

D.

【考点】抛物线的简单性质.

【分析】设点A的坐标为(x1,y1),求出抛物线的准线方程,结合抛物线的定义建立方程关系进行求解即可.

【解答】解:设点A的坐标为(x1,y1),抛物线y2=4x的准线方程为x=﹣1, 根据抛物线的定义,点A到焦点的距离等于点A到准线的距离, ∵点A到焦点F的距离与其到对称轴的距离之比为5:4, ∴

=,

∵y12=4x1,

∴解得x1=或x1=4, ∵|AF|>2, ∴x1=4,

∴A点到原点的距离为故选:B.

10.某港口水的深度y(m)是时间t(0≤t≤24,单位:h)的函数,记作y=f(t).下面是某日水深的数据: t/h y/m 0 10 3 13 6 10 9 7 12 10 15 13 18 10 21 7 24 10 =4

经长期观察,y=f(t)的曲线可以近似地看成函数y=Asinωt+b的图象.一般情况下,船舶航行时,船底离海底的距离为5m或5m以上时认为是安全的(船舶停靠时,船底只需不碰海底即可).某船吃水程度(船底离水面的距离)为6.5m,如果该船希望在同一天内安全进出港,请问,它最多能在港内停留( )小时(忽略进出港所需的时间). A.6

B.12 C.16 D.18

【考点】在实际问题中建立三角函数模型.

【分析】通过读取图表,可以看出函数y=f(t)的周期,根据水的最大深度和最

小深度联立方程组求出A和b,则函数y=f(t)的近似表达式可求,由题意得到该船进出港时,水深应不小于5+6.5=11.5(米),由y≥11.5解出一天内水深大于等于11.5的时间段,则船从最早满足水深到达11.5的时刻入港,从最晚满足水深是11.5的时刻出港是安全的.

【解答】解:由已知数据,易知函数y=f(t)的周期T=12,则ω=再由∴y=3sin

,得振幅A=3,b=10, t+10(0≤t≤24),

由题意,该船进出港时,水深应不小于5+6.5=11.5(米) ∴3sin∴sin

t+10≥11.5, t≥,解得,2kπ+

t≤2kπ+

(k∈Z),所以12k+1≤t≤12k+5

(k∈Z),

在同一天内,取k=0或1, ∴1≤t≤5或13≤t≤17,

∴该船最早能在凌晨1时进港,下午17时出港,在港口内最多停留16个小时.

故选C.

11.一块边长为6cm的正方形铁皮按如图(1)所示的阴影部分裁下,然后用余下的四个全等的等腰三角形加工成一个正三棱锥形容器,将该容器按如图(2)放置,若其正视图为等腰直角三角形(如图(3)),则该容器的体积为( )

A. B. C. D.

【考点】棱柱、棱锥、棱台的体积.

【分析】推导出PM+PN=6,且PM=PN,MN=3PO⊥平面ABCD,由此能求出该容器的体积.

,PM=3,设MN中点为O,则

【解答】解:如图(2),△PMN是该四棱锥的正视图, 由图(1)知:PM+PN=6,且PM=PN, 由△PMN为等腰直角三角形,知MN=3

,PM=3,

=

=9

设MN中点为O,则PO⊥平面ABCD,∴PO=∴该容器的体积为故选:D.

12.已知函数f(x)=alnx﹣bx2,a,b∈R.若不等式f(x)≥x对所有的b∈(﹣∞,0],x∈(e,e2]都成立,则a的取值范围是( ) A.[e,+∞) B.

C.

D.[e2,+∞)

【考点】利用导数求闭区间上函数的最值. 【分析】问题转化为

对x∈(e,e2]都成立,令

,求出h(x)

的导数,通过讨论函数h(x)的单调性,求出h(x)的最大值,从而求出a的范围即可.

【解答】解:若不等式f(x)≥x对所有的b∈(﹣∞,0],x∈(e,e2]都成立,

即alnx﹣bx2≥x对所有的b∈(﹣∞,0],x∈(e,e2]都成立, 即alnx﹣x≥bx2对所有的b∈(﹣∞,0],x∈(e,e2]都成立, 即alnx﹣x≥0对x∈(e,e2]都成立,即即a大于等于令

,则

在区间(e,e2]上的最大值,

对x∈(e,e2]都成立,

当x∈(e,e2]时,h'(x)>0,h(x)单调递增, 所以

,x∈(e,e2]的最大值为

,即

所以a的取值范围为故选:B

二、填空题(每题5分,满分20分,将答案填在答题纸上) 13.

则f(f(2))的值为 2 .

【考点】分段函数的解析式求法及其图象的作法;函数的值.

【分析】本题是一个分段函数,且是一个复合函数求值型的,故求解本题应先求内层的f(2),再以之作为外层的函数值求复合函数的函数值,求解过程中应注意自变量的范围选择相应的解析式求值. 【解答】解:由题意,自变量为2, 故内层函数f(2)=log3(22﹣1)=1<2, 故有f(1)=2×e1﹣1=2,

即f(f(2))=f(1)=2×e1﹣1=2, 故答案为 2

14.“幂势既同,我国南北朝时代的数学家祖暅提出体积的计算原理(组暅原理):则积不容异”.“势”即是高,“幂”是面积.意思是:如果两等高的几何体在同高处裁得两几何体的裁面积恒等,那么这两个几何体的体积相等,类比祖暅原理,如图所示,在平面直角坐标系中,图1是一个形状不规则的封闭图形,图2是一个矩形,且当实数t取[0,4]上的任意值时,直线y=t被图1和图2所截得的线段始终相等,则图1的面积为 8 .

【考点】函数模型的选择与应用.

【分析】根据祖暅原理,可得图1的面积=矩形的面积,即可得出结论.

【解答】解:根据祖暅原理,可得图1的面积为4×2=8. 故答案为8.

15.已知球O的半径为R,A,B,C三点在球O的球面上,球心O到平面ABC的距离为

,AB=AC=2,∠BAC=120°,则球O的表面积为

【考点】球的体积和表面积.

【分析】利用余弦定理求出BC的长,进而由正弦定理求出平面ABC截球所得圆的半径,结合球心距,求出球的半径,代入球的表面积公式,可得答案. 【解答】解:在△ABC中, ∵AB=AC=2,∠BAC=120°, ∴BC=

=2

由正弦定理可得平面ABC截球所得圆的半径(即△ABC的外接圆半径), r=

=2,

又∵球心到平面ABC的距离d=R, ∴球O的半径R=∴R2=

, ,

故球O的表面积S=4πR2=故答案为

16.已知△ABC三边a,b,c上的高分别为【考点】余弦定理.

,则cosA= .

【分析】由题意和三角形的面积公式列出方程,化简后得到a、b、c的关系,由余弦定理求出cosA的值.

【解答】解:∵△ABC三边a,b,c上的高分别为∴

则,即c=a,b=a,

由余弦定理得,cosA=

==,

故答案为:

三、解答题(本大题共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.已知数列{an}满足

(1)求数列{an}和{bn}的通项公式; (2)若

,求数列{cn}的前n项和Tn.

是等差数列,且b1=a1,b4=a3.

【考点】数列的求和;数列递推式.

【分析】(1)利用递推关系、等差数列与等比数列的通项公式即可得出. (2)利用“裂项求和”方法、等比数列的求和公式即可得出.

【解答】解:(1)Sn=2an﹣1,n≥2时,Sn﹣1=2an﹣1﹣1,∴an=Sn﹣Sn﹣1=2an﹣2an﹣

1,即

an=2an﹣1.

当n=1时,S1=a1=2a1﹣1,∴a1=1, ∴an是以1为首项,2为公比的等比数列, ∴

=1.

b1=a1=1,b4=a3=4,∴公差=bn=1+(n﹣1)=n. (2)

∴.

18.在△ABC中,a,b,c分别为角A、B、C的对边,D为边AC的中点,a=3cos∠ABC=

(Ⅰ)若c=3,求sin∠ACB的值; (Ⅱ)若BD=3,求△ABC的面积. 【考点】正弦定理;余弦定理.

【分析】(Ⅰ)运用余弦定理和正弦定理及同角的平方关系,即可计算得到; (Ⅱ) 以BA,BC为邻边作平行四边形ABCE,再由诱导公式和余弦定理和面积公式,计算即可得到. 【解答】解:(Ⅰ)

由余弦定理:b2=c2+a2﹣2cacos∠ABC =∴

, .

,c=3,

又∠ABC∈(0,π),所以由正弦定理:得

(Ⅱ) 以BA,BC为邻边作如图所示的平行四边形ABCE,如图, 则

,BE=2BD=6,

在△BCE中,由余弦定理:BE2=CB2+CE2﹣2CB?CE?cos∠BCE. 即

解得:CE=3,即AB=3, 所以

19.某冷饮店只出售一种饮品,该饮品每一杯的成本价为3元,售价为8元,每

天售出的第20杯及之后的饮品半价出售.该店统计了近10天的饮品销量,如图所示:

设x为每天饮品的销量,y为该店每天的利润. (1)求y关于x的表达式;

(2)从日利润不少于96元的几天里任选2天,求选出的这2天日利润都是97元的概率.

【考点】频率分布直方图;函数模型的选择与应用;古典概型及其概率计算公式.

【分析】(1)利用频率分布直方图,列出函数的关系式即可.

(2)求出销量为20杯的有3天,记为a,b,c,销量为21杯的有2天,记为A,B,从这5天中任取2天,列出事件情况,求解概率即可. 【解答】解:(1)

(2)由(1)可知:日销售量不少于20杯时,日利润不少于96元,日销售量为21杯时,日利润为97元,从条形图可以看出,销量为20杯的有3天,记为a,b,c,销量为21杯的有2天,记为A,B,从这5天中任取2天,包括(a,b),(a,c),(a,A),(a,B),(b,c),(b,A),(b,B),(c,A),(c,B),(A,B),共10种情况,

其中选出的2天销量都为21天的情况只有1种,故其概率为

20.如图,在四棱锥P﹣ABCD中,PD⊥底面ABCD,底面ABCD为矩形,E为PC的中点,且

(1)过点A作一条射线AG,使得AG∥BD,求证:平面PAG∥平面BDE;

(2)若点F为线段PC上一点,且DF⊥平面PBC,求四棱锥F﹣ABCD的体积.

【考点】棱柱、棱锥、棱台的体积;平面与平面平行的判定.

【分析】(1)在矩形ABCD中,连结AC和BD交于点O,连接OE,则O是AC的中点,从而OE∥PA,进而PA∥平面BDE,由AG∥BD,得AG∥平面BDE,由此能证明平面PAG∥平面BDE.

(2)由DF⊥PC,过F作FK∥PD,交CD于K,则FK⊥底面ABCD,由此能求出四棱锥F﹣ABCD的体积.

【解答】证明:(1)在矩形ABCD中,连结AC和BD交于点O, 连接OE,则O是AC的中点,

∵E是PC的中点,∴OE是△PAC的中位线,∴OE∥PA, 又OE?平面BDE,PA?平面BDE, ∴PA∥平面BDE,

又AG∥BD,同理得AG∥平面BDE, ∵PA∩AG=A,∴平面PAG∥平面BDE. 解:(2)∵DF⊥平面PBC,∴DF⊥PC. 在Rt△PDC中,∵PD=4,CD=8,∴∴DF=

=

,∴FC=

=

, ,∴,

=,

过F作FK∥PD,交CD于K,则FK=∵PD⊥底面ABCD,∴FK⊥底面ABCD, ∴

21.已知椭圆的弦长为

的离心率为,过左焦点F且垂直于长轴

(1)求椭圆C的标准方程;

(2)点P(m,0)为椭圆C的长轴上的一个动点,过点P且斜率为的直线l交椭圆C于A、B两点,证明:|PA|2+|PB|2为定值. 【考点】直线与椭圆的位置关系.

【分析】(1)根据离心率及通径构造方程组,求得a,b.

(2)直线与椭圆联立,根据韦达定理,弦长公式,采用设而不求法,证明|PA|2+|PB|2为定值.

【解答】解:(1)由题意可得方程组

解得

故椭圆标准方程为.…

(2)设l的方程为,代入

并整理得:25y2+20my+8(m2﹣25)=0… 设A(x1,y1),B(x2,y2),则又∵

=

,同理

则===41.

所以|PA|2+|PB|2是定值…

22.已知函数

(k∈R)的最大值为h(k).

的大小;

对k∈R恒成立,若存在,求a的取

(1)若k≠1,试比较h(k)与(2)是否存在非零实数a,使得值范围;若不存在,说明理由.

【考点】利用导数求闭区间上函数的最值.

【分析】(1)通过求导,利用导数研究函数的单调性,可得其极值与最值,对k分类讨论,即可比较出大小关系. (2)由(1)知

,可得

.设

,求导令g'(k)

=0,解得k.对a分类讨论即可得出g(k)的极小值最小值. 【解答】解:(1)

令f'(x)>0,得0<x<ek+1,令f'(x)<0,得x>ek+1,

故函数f(x)在(0,ek+1)上单调递增,在(ek+1,+∞)上单调递减, 故

,∴,∴,∴

; .

当k>1时,2k>k+1,∴当k<1时,2k<k+1,∴(2)由(1)知设

,∴

,令g'(k)=0,解得k=﹣1.

当a>0时,令g'(k)>0,得k>﹣1;令g'(x)<0,得k<﹣1,

∴∴

故当a>0时,不满足当a<0时,同理可得

, .

对k∈R恒成立;

,解得

故存在非零实数a,且a的取值范围为

2017年3月26日

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