江苏省南通市、泰州市2018届高三第一次模拟考试数学试卷(含答案)
fuqinjie-雪的唯美诗句
2018届高三年级第一次模拟考试(四)
数学
(满分160分,考试时间120分钟)
参考公式:
柱体的体积公式:V
柱体
=Sh,其中S为柱体的底面积,h为高.
一、填空题:本大题共14小题,每小题5分,共计70分.
1.
已知集合A={-1,0,a},B={0,a}.若B⊆A,则实数a的值为________.
1+4i
2. 已知复数z=,其中i为虚数单位,则复数z的实部为________.
1-i
3. 已知某校高一、高二、高三的学生人数分别为400,400,500.为了解该
校学生的
身高情况,现用分层抽样的方法从该校高中三个年级的学生中抽取容量为65的样本,则
应从高三年级抽取________名学生.
4.
根据如图所示的伪代码,可知输出的结果S为________.
5. 若某同学欲从数学建模、航模
制作、程序设计和机器人制作4个社团中随机选择
2个,则数学建模社团被选中的概率为_______
_.
y≥1,
6.
若实数x,y满足
y≤3,
则2x—y的最大值为________.
x-y-1≤0,
x
2
y
2
7. 在
平面直角坐标系xOy中,已知点F为抛物线y=8x的焦点,则点F到双曲线-=1的
169
2
渐近线的距离为________.
8. 在各项均为正数的等比数列{a
n}中,若a
2
=1,a
8
=a
6
+6a
4,则a
3
的值为________.
ππ
9. 在平面直角坐标系xO
y中,将函数y=sin
2x+
的图象向右平移φ
0
<φ<
个单位长度,
3
2
若平移后得到
的图象经过坐标原点,则φ的值为________.
10.
若曲线y=xlnx在x=1与x=t处的切线互相垂直,则正数t的值为________.
11.
如图,铜质六角螺帽毛坯是由一个正六棱柱挖去一个圆柱所构成的.已知正六棱柱的底面边
长、高都为4
cm,圆柱的底面积为93cm
2
.若将该螺帽熔化后铸成一个高为6
cm的正三棱柱零件,
则该正三棱柱的底面边长为________cm.(不计损耗)
(第11题) (第12题)
12. 如图,已知矩形ABCD的边长AB=2,AD=1.
点P,Q分别在边BC,CD上,且∠PAQ=
→→
45°,则AP·AQ的最
小值为________.
13. 在平面直角坐标系xOy中,已知点A(-4,0),B(0,4
),从直线AB上一点P向圆x
2
+y
2
=4引两条切线PC,PD,切点分
别为C,D.设线段CD的中点为M,则线段AM的长度的最大值为
________.
2
x-2ax-a+1,x≥0,
14. 已知函数f(x)=
g(x)=x
2
+1-2a.若函数y=f(g(x))有4个零点,则实
ln(-x),
x<0,
数a的取值范围是________________.
二、解答题:本大题共6小题,共计90分.解答时应写出文字说明、证
明过程或演算步骤.
15. (本小题满分14分)
如图,在三棱锥PABC中,AB⊥PC,CA=CB,M是
AB的中点.点N
在棱PC上,D是BN的中点.
求证:(1) MD∥平面PAC;
(2) 平面ABN⊥平面PMC.
16. (本小题满分14分)
在△ABC中,角A,B,C所对的边分别是a,b,c,且
a
2
=b
2
+c
2
-bc,a=
(1)求sinB
的值;
π
(2) 求cos
C+
的值.
12
15
b.
2
17. (本小题满分14分)
x
2
y
2
2
如图,在平面直角坐标系xOy中,已知椭圆
2
+
2
=
1(a>b>0)的离心率为,两条准线之间的距
ab2
离为42.
(1)
求椭圆的标准方程;
8
(2) 已知椭圆的左顶点为A,点M在圆x
2
+y
2
=上,直线AM与椭圆相交于另一点B,且△AOB
9
的面积是△AOM的
面积的2倍,求直线AB的方程.
18.
(本小题满分16分)
如图,某小区中央广场由两部分组成,一部分是边长为80m的正方形ABCD
,另一部分是以AD
为直径的半圆,其圆心为O.规划修建的3条直道AD,PB,PC将广场分割为6
个区域:Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ
为绿化区域(图中阴影部分),Ⅱ、Ⅳ、Ⅵ为休闲区域,其中点P在半圆弧上,AD
分别与PB,PC相
交于点E,F.(道路宽度忽略不计)
(1)
若PB经过圆心,求点P到AD的距离:
(2) 设∠POD=θ,θ∈
π
0,
2
.
①试用θ表示EF的长度;
②当sinθ为何值时,绿化区域面积之和最大.
19. (本小题满分16分)
已知函数g(x)=x
3
+
ax
2
+bx(a,b∈R)有极值,且函数f(x)=(x+a)e
x
的极
值点是g(x)的极值点,
其中e是自然对数的底数.(极值点是指函数取得极值时对应的自变量的值)
(1) 求b关于a的函数关系式;
7
(2)
当a>0时,若函数F(x)=f(x)-g(x)的最小值为M(a),证明:M(a)<-.
3
20. (本小题满分16分)
若数列{a
n
}同时满足:①对于任意的正整数n,a
n
+
1
≥a
n
恒成立;②若对于给定的正整数k,a
n
-
k
+a
n
+
k
=2a
n
对于任意的正整数n(n>k)恒成立,则
称数列{a
n
}是“R(k)数列”.
2n-1,n为奇数,
(1) 已知a
n
=
判断数列{a
n
}是否为“R(2)数列”,并说明理由;
2n, n为偶数,
(2) 已知数列{b
n
}是“
R(3)数列”,且存在整数p(p>1),使得b
3p
-
3
,b
3
p
-
1
,b
3p
+
1
,b
3p
+
3
成等差数
列,证明:{b
n
}是等差数列.
2018届高三年级第一次模拟考试(四)
数学附加题
(本部分满分40分,考试时间30分钟)
21. 【选做题】本题包括A、B、C、D四小
题,请选定其中两小题,并作答.若多做,则按作
答的前两小题评分.解答时应写出文字说明、证明过程
或演算步骤.
A. [选修41:几何证明选讲](本小题满分10分)
如图,已知⊙O<
br>1
的半径为2,⊙O
2
的半径为1,两圆外切于点T.点P为⊙O
1<
br>上一点,PM与⊙O
2
切于点M.若PM=3,求PT的长.
B. [选修42:矩阵与变换](本小题满分10分)
0
1x
的属于特征值λ的一个特征向量,求λ与A
-
1
. 已知x∈R,向量
是矩阵A=
1
02
C. [选修44:坐标系与参数方程](本小题满分10分)
x=t-1,
在平面直角坐标系xOy中,直线y=x与曲线
(t为
参数)相交于A,B两点,求线段AB
2
y=t-1
的长.
D.
[选修45:不等式选讲](本小题满分10分)
b
2
a
2
已知a>1,b>1,求+的最小值.
a-1b-1
【必做题】第22题、第
23题,每题10分,共计20分.解答时应写出文字说明、证明过程或
演算步骤.
22.
(本小题满分10分)
如图,在四棱锥PABCD中,AP,AB,AD两两垂直,BC∥AD,且A
P=AB=AD=4,BC=
2.
(1) 求二面角PCDA的余弦值;
PH
(2) 已知点H为线段PC上异于C的点,且DC=DH,求的值.
PC
23. (本小题满分10分)
1
n+
xsin
2
1
(1) 用数学归纳法证明:当n∈N
*
时,
cosx+cos2x+cos3x+„+cosnx=-(x∈R,且
12
2sinx
2
x≠2kπ,k∈Z);
π2π3π4π2 018π
(2)
求sin+2sin+3sin+4sin+„+2 018sin的值.
66666
2018届南通、泰州高三年级第一次模拟考试
数学参考答案
316
1. 1 2. - 3. 25 4. 10 5. 6. 5 7.
225
8. 3 9.
π
-
10. e
2
11. 210 12. 42-4
6
13. 32 14.
5-1
∪(1,+∞)
2
,1
15. 解析:(1)
在△ABN中,M是AB的中点,
D是BN的中点,
所以MD∥AN.(3分)
因为AN⊂平面PAC,MD⊄平面PAC,
所以MD∥平面PAC.(6分)
(2) 在△ABC中,CA=CB,M是AB的中点,
所以AB⊥MC.(8分)
因为AB⊥PC,PC⊂平面PMC,MC⊂平面PMC,PC∩MC=C,
所以AB⊥平面PMC.(11分)
因为AB⊂平面ABN,
所以平面ABN⊥平面PMC.(14分)
b
2
+c
2
-a
2
1
16.
解析:(1) 在△ABC中,根据余弦定理及a=b+c-bc得,cosA==.
2bc2
222
因为A∈(0,π),所以A=
π
.(3分)
3
ab
在△ABC中,由正弦定理=得
sinAsinB
b235
sinB=sinA=×=.(6分)
a5
15
2
(2) 因为a=
15
b>b,
2
π
所以A>B,即03
又sinB=
525<
br>,所以cosB=1-sin
2
B=.(9分)
55
在△ABC中,A+B+C=π,
ππ
所以cos
C+
=cos
π-A-B+
12
12
π
=-cos
B+
(1
2分)
4
ππ
=-
cosBcos
-sinBsin
44
=-
10
25252
=-.(14分)
×-×
10
252
5
c22a
2
17. 解析:(1)
设椭圆的焦距为2c,由题意得=,=42,(2分)
a2c
解得a=2,c=2,所以b=2.
x
2
y
2
所以椭圆的方程为+=1.(4分)
42
(2)
方法一:因为S
△
AOB
=2S
△
AOM
,
所以AB=2AM,
所以M为AB的中点.(6分)
x
2
y
2
因为椭圆的方程为+=1,
42
所以A(-2,0).
设M(x
0
,y
0
)
,则B(2x
0
+2,2y
0
).
8
2
所以x
2
+y=, ①
00
9
(2x
0
+2)
2
(2y
0
)
2
+=1, ②(10分)
42
2
由①②得9x
0
-18x
0
-16=0,
28
解得x
0
=-,x
0
=(舍去).
3322
把x
0
=-代入①,得y
0
=±,(12分)
33
1
所以k
AB
=±,
2
1
因此,直线AB的方程为y=±(x+2),
2
即x+2y+2=0或x-2y+2=0.(14分)
方法二:因为S
△
AOB
=2S
△
AOM
,所以AB=2AM,
所以M为AB的中点.(6分)
设直线AB的方程为y=k(x+2).
22xy
4
+
2
=1,
由
得(1+2k
2
)x
2
+8k
2
x+8k
2
-4=0,
y=k(x+2)
所以(x+2)[(1+2k
2
)x+4k
2
-2]=0,
2-4k
2
解得x
B
=.(8分)
1+2k
2<
br>x
B
+(-2)-4k
2
2k
所以x
M
==
,(10分)
2
,y
M
=k(x
M
+2)=
2<
br>1+2k1+2k
2
8
代入x
2
+y
2
=得,
9
-4k
+
2k
2
=
8
,
1+2k
2
1+2k
9
化简得28k
4
+k
2
-2=0,(12分)
1
即(7k
2
+2)(4k
2
-1)=0,解得k=±,
2
1
所以直线AB的方程为y=±(x+2),
2
即x+2y+2=0或x-2y+2=0.(14分)
18.
解析:以AD所在直线为x轴,以线段AD的中垂线为y轴建立平面直角坐标系.
(1)
直线PB的方程为y=2x,
半圆O的方程为x
2
+y
2
=40<
br>2
(y≥0),(2分)
y=2x,
由
22
得y=165.
2
x+y=40,y≥0
2
22
所以点P到AD的距
离为165m.(4分)
(2) ①由题意得P(40cosθ,40sinθ).
直线PB的方程为
sinθ+2
y+80=(x+40),令y=0,得
cosθ+1
x
E
=
80cosθ+8080cosθ-40sinθ
-40=.(6分)
sinθ+2sinθ+2
sinθ+2
直线PC的方程为y+80=(x-40),
cosθ-1
令y=0,得x
F
=
80cosθ-8080cosθ
+40sinθ
+40=,(8分)
sinθ+2sinθ+2
所以EF的长度为
80sinθ
π
f(θ)=x
F
-x
E
=,θ∈<
br>
0,
.(10分)
2
sinθ+2
②区域Ⅳ、Ⅵ的面积之和为
80sinθ
1
6
400
S
1
=×
80-
×80=,
2
sinθ+2
sinθ+2
区域Ⅱ的面积为
11
80sinθ
S
2
=×EF×40sinθ=××
22
sinθ+2
1 600sin
2
θ
40sinθ=,
sinθ+2
1 600sin
2
θ+6 400
π所以S
1
+S
2
=
0<θ<
.(3分)
2
sinθ+2
设sinθ+2=t,则2
2
+6 400
则S
1
+S
2
=
t
8
t+-4
≥1 600(28-4)=6
400(2-1), =1 600
t
当且仅当t=22,即
sinθ=22-2时等号成立.
所以休闲区域Ⅱ、Ⅳ、Ⅵ的面积S
1
+S
2
的最小值为6
400(2-1)m
2
.
故当sinθ=22-2时,绿化区域Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ的面积之和最大.(16分)
19.
解析:(1) 因为f′(x)=e
x
+(x+a)e
x
=(x+a+1)e
x
.令f′(x)=0,解得x=-a-1.
f(x),f′(x)随x的变化列表如下:
所以当x=-a-1时,f(x)取得极小值.(2分)
因为g′(x)=3x
2
+2ax+b,由题意可知
g′(-a-1)=0,且Δ=4a
2
-12b>0,
所以3(-a-1)
2
+2a(-a-1)+b=0,
化简得b=-a
2
-4a-3.(4分)
3
由Δ=4a
2
-12b=4a
2
+12(a+1)(a+3)>0得a≠-,
2
3
a≠-
.(6分)
所以b=-a
2
-4a-3
2
(2) 因为F(x)
=f(x)-g(x)=(x+a)e
x
-(x
3
+ax
2
+bx),
所以F′(x)=f′(x)-g′(x)=(x+a+1)e
x
-[3
x
2
+2ax-(a+1)(a+3)]
=(x+a+1)e
x
-(x+a+1)(3x-a-3)
=(x+a+1)(e
x
-3x+a+3).(8分)
记h(x)=e
x
-3x+a+3,则h′(x)=e
x
-3,
令h′(x)=0,解得x=ln 3.
h(x),h′(x)随x的变化列表如下:
所以当x=ln3时,h(x)取得极小值,也是最小值,
此时h(ln3)=eln 3-3ln3+a+3=6-3ln3+a
e
2
=3(2-ln3)+a=3ln+a>a>0.(10分)
3
令F′(x)=0,解得x=-a-1.
F(x),F′(x)随x的变化列表如下:
所以当x=-a-1时,F(x)取得极小值,也是最小值,
--
所以M(a)=F
(-a-1)=(-a-1+a)e
a1
-[(-a-1)
3
+a(-a-1
)
2
+b(-a-1)]
--
=-e
a1
-(a+1)
2
(a+2).(12分)
令t=-a-1,则t<-1,
记m(t)=-e
t
-t
2
(1-t)=-e
t
+t
3
-t
2
,t<-1,
则m′(t)=-e
t
+3t
2
-2t,t<-1.
-<
br>因为-e
1
<-e
t
<0,3t
2
-2t>5,
所以m′(t)>0,所以m(t)单调递增.(14分)
17
-
所以m(t)<-e
t
-2<--2=-,
33
7
所以M(a)<-.(16分)
3
20. 解析:(1)
当n为奇数时,a
n
+
1
-a
n
=2(n+1)-1-(2
n-1)=2>0,所以a
n
+
1
≥a
n
.(2分) a
n
-
2
+a
n
+
2
=2(n-2)
-1+2(n+2)-1=2(2n-1)=2a
n
;(4分)
当n为偶数时,a<
br>n
+
1
-a
n
=2(n+1)-2n=2>0,所以a
n
+
1
≥a
n
.
a
n
-
2<
br>+a
n
+
2
=2(n-2)+2(n+2)=4n=2a
n<
br>.
所以数列{a
n
}是“R(2)数列”.(6分)
(2) 由题
意可得b
n
-
3
+b
n
+
3
=2b
n
,
则数列b
1
,b
4
,b
7
,„是
等差数列,设其公差为d
1
,
数列b
2
,b
5
,
b
8
,„是等差数列,设其公差为d
2
,
数列b
3
,b
6
,b
9
,„是等差数列,设其公差为d
3
.(8分
)
因为b
n
≤b
n
+
1
,所以b
3n<
br>+
1
≤b
3n
+
2
≤b
3n
+4
,
所以b
1
+nd
1
≤b
2
+n
d
2
≤b
1
+(n+1)d
1
,
所以n(d2
-d
1
)≥b
1
-b
2
,①
n(
d
2
-d
1
)≤b
1
-b
2
+d
1
.②
b
1
-b
2
若d
2
-d
1
<0,则当n>时,①不成立;
d
2
-d
1
b
1
-b
2
+d
1
若d
2
-d
1
>
0,则当n>时,②不成立.
d
2
-d
1
若d
2
-d
1
=0,则①和②都成立,所以d
1
=d
2
.
同理得d
1
=d
3
,所以d
1
=d
2
=d
3
,记d
1
=d
2
=d
3
=d.(12分)
设b
3p
-
1
-b
3p
-<
br>3
=b
3p
+
1
-b
3p
-
1=b
3p
+
3
-b
3p
+
1
=λ,
则b
3n
-
1
-b
3n
-
2
=b
3p
-
1
+(n-p)d-[b
3p
+
1
+(n-p-1)d]
=b
3p
-
1
-b
3p
+
1
+d=d-λ.(14分)
同理可得b
3n
-b
3n<
br>-
1
=b
3n
+
1
-b
3n
=d-
λ,所以b
n
+
1
-b
n
=d-λ.
所以{b
n
}是等差数列.(6分)
另解:λ=b
3p
-
1
-b
3p
-
3
=b
2
+(p-1)d-
[b
3
+(p-2)d]=b
2
-b
3
+d,
λ
=b
3p
+
1
-b
3p
-
1
=b
1
+pd-[b
2
+(p-1)d]=b
1
-b
2
+d,
λ=b
3p
+
3
-b
3p
+
1<
br>=b
3
+pd-(b
1
+pd)=b
3
-b
1
,
2
以上三式相加可得3λ=2d,所以λ=d,(12分)
3
d
所以b
3n
-
2
=b
1
+(n-1)d=b<
br>1
+(3n-2-1),
3
d
b
3n
-
1
=b
2
+(n-1)d=b
1
+d-λ+(n-1)d=b
1
+(3n-1-1),
3
d
b
3n
=b
3+(n-1)d=b
1
+λ+(n-1)d=b
1
+(3n-1), <
br>3
dd
所以b
n
=b
1
+(n-1),所以b
n
+
1
-b
n
=,
33
所以数列{b
n
}是等差数列.(16分)
21. A.
解析:延长PT交⊙O
2
于点C,
连结O
1
P,O
2C,O
1
O
2
,则O
1
O
2
过点T.
由切割线定理得PM
2
=PC·PT=3.
因为∠O
1
TP=∠O
2
TC,
△O
1
TP与△O
2
TC均为等腰三角形,(5分)
所以
△O
1
TP∽△O
2
TC,所以
PT23
所以=,即PC=
PT.
PC32
3
因为PC·PT=PT·PT=3,所以PT=2.(10分)
2
B. 解析:由已知得
PTPO
1
==2,
CTCO
2
1x
0
=
x
=λ
0
,
<
br>02
1
2
1
0
.(4分)
2
1
λ=2
,
所以所以A=
0
x=0,
设A
1
=
-
-
1
a
b
,
cd
10
a
b
10
则AA=
=
,
02
cd
01
ab
10
即
=
,
<
br>2c2d
01
1
所以a=1,b=c=
0,d=,
2
10
-
所以λ=2,A1
=
1
.(10分)
0
<
br>2
x=t-1,
C.
解析:曲线
的普通方程为y=x
2
+2x.(4分)
2
y=t-1
y=x,
x=0,
x=-1,
联立
解得或(8分)
2
y=x+2x,y=0y=-1,
所以A(0,0),B(-1
,-1),
所以AB=(-1-0)
2
+(-1-0)
2
=2.(10分)
D. 解析:因为a>1,b>1,
b
2
a
2
所以+4(
a-1)≥4b,+4(b-1)≥4a.(4分)
a-1b-1
b
2
a<
br>2
两式相加+4(a-1)++4(b-1)≥4b+4a,
a-1b-1
b
2
a
2
所以+≥8.(8分)
a
-1b-1
b
2
a
2
当且仅当=4(a-1)且=4(b-1)时,
等号成立,
a-1b-1
b
2
a
2
即当a=b=2时,+
取得最小值为8.(10分)
a-1b-1
→→→
22.
解析:以{AB,AD,AP}为正交基底,建立如图所示的空间直角坐标系Axyz.
则A(0,0,0),B(4,0,0),C(4,2,0),D(0,4,0),P(0,0,4).
→→
(1) 由题意可知,DP=(0,-4,4),DC=(4,-2,0).
设平面PCD的法向量为n
1
=(x,y,z),
→
n
1
·DP=0,
-4y+4z=0,
则
即
→4x-2y=0.
n
1
·DC=0,
令x=1,则y=2,z=2.
所以n
1
=(1,2,2).(3分)
平面ACD的法向量为n
2
=(0,0,1),
所以|cos〈n
1
,n
2
〉|=
|n
1
·n
2
|
2
=,
|n
1
||n
2
|3
2
所以二面
角PCDA的余弦值为.(5分)
3
→→
(2)
由题意可知,PC=(4,2,-4),DC=(4,-2,0).
→→
设PH=λPC=(4λ,2λ,-4λ),
→→→
则DH=DP+PH=(4λ,2λ-4,4-4λ).(7分)
因为DC=DH,
所以(4λ)
2
+(2λ-4)
2
+(
4-4λ)
2
=20,
1
化简得3λ
2
-4λ+1=0,所以λ=1或λ=.
3
1
因为点H异于点C,所以λ=.(10分)
3
1
<
br>1+
1
x-sin
1-
1
x
1+
xsin
sin
2
1
2
2
23.
解析:①当n=1时,等式右边=-==
121
2sinx2sinx
22
1111
×[(sinxcosx+cosxsinx)-(sinxcosx-cosxsinx)]
12222
2sinx
2
=cosx=等式左边,等式成立.(2分)
②假设当n=k时等式成立,
1
k+
xsin
2
1
即cosx+cos2x+cos3x+„+coskx=-.
12
2sinx
2
那么,当n=k+1时,有
cosx+cos2x+cos3x+„+coskx+cos(k+1)x
1
k+
xsin
2
1
=-+cos(k
+1)x
12
2sinx
2
=
1
11
(k+1)
x-x
+2sinx·cos(k+1)x}- ×{sin
2
122
2sinx
2
1
1
=
1
111
×[sin(k+1)xcosx-cos(k+1)xsinx+2sinxcos(k+1)
x]-
12222
2sinx
2
1
11
sin(k+1)
xcosx+cos(k+1)xsinx
22
1
=-
12
2si
nx
2
1
k+1+
xsin
2
1
=-.
12
2sinx
2
这就是说,当n=k+1时等式也成立.
根据①和②可知,对任何n∈N
*
等式都成立.(6分)
1
2
018+
xsin
2
1
(2)
由(2)可知,cosx+cos2x+cos3x+„+cos2 018x=-,
12
2
sinx
2
两边同时求导,得-sinx-2sin2x-3sin3x-„-2
018sin2 018x
=
1
11111
2
018+
xcosx],(8分) ×[(2 018+)cos(2 018+)xsin
x-sin
2
12222
2
2sin
2
x
2
1
π2π3π2
018π
所以-sin-2sin-3sin-„-2 018sin
6666
=
11ππ
1
1ππ
2
018+
cos
2
018+
sin-sin
2 018+
cos]=
×[
2
2
6122
2
6
12
2
π
2sin
12
1
2 015
-3,
2
π2π3π4π2 018π
2
015
所以sin+2sin+3sin+4sin+„+2 018sin=3-.(10分)
666662