江苏省苏北三市2017届高三第三次调研考试数学试题含答案
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连云港市2017届高三年级模拟考试
数学Ⅰ
第Ⅰ卷(共70分)
一、填空题(每题5分,满分70分,江答案填在答题纸上)
1.已知集合
A{
1,1,2}
,
B{0,1,2,7}
,则集合
AB
中元素的个
数为 .
2.设
a
,
bR
,
1i
abi
(
i
为虚数单位),则
b
的值为
.
1i
x
2
y
2
1
的离心率是
. 3.在平面直角坐标系
xOy
中,双曲线
43
4.现有三张识字卡片,分
别写有“中”、“国”、“梦”这三个字.将这三张卡片随机排序,则能
组成“中国梦”的概率是
.
5.如图是一个算法的流程图,则输出的
k
的值为 .
6.已知一组数据3,6,9,8,4,则该组数据的方差是 .
yx1,
y
7.已知实数
x
,
y满足
x3,
则的取值范围是 .
x
y2,
x
8.若函数
f(x)2sin(2x
)
(0
单调减区间是 .
9.在公比为
q
且各项均为正数的等比数列
{a
n
}
中,
Sn
为
{a
n
}
的前
n
项和.若
a1
2
)
的图象过点
(0,3)
,则函数<
br>f(x)
在
[0,
]
上的
1
,且
2
q
S
5
S
2
2
,则
q
的值
为 .
10.如图,在正三棱柱
ABCA
1<
br>B
1
C
1
中,已知
ABAA
1
3
,点
P
在棱
CC
1
上,则三棱锥
PABA
1<
br>的体积为 .
11.如图,已知正方形
ABCD
的边长为2,
BC
平行于
x
轴,顶点
A
,
B和
C
分别在函数
y
1
3log
a
x
,
y
2
2log
a
x
和
y
3
log
a
x(a1)
的图象上,则实数
a
的值为
.
12.已知对于任意的
x(,1)(5,)
,都有
x2(a2)xa0
,则实数
a
的取值范
围是
.
13.在平面直角坐标系
xOy
中,圆
C
:
(x2)
(ym)3
.若圆
C
存在以
G
为中点的
弦
A
B
,且
AB2GO
,则实数
m
的取值范围是
.
22
2
c
,14.已知
ABC
三个内角
A<
br>,且
C
C
的对应边分别为
a
,
b
,
B
,
取得最大值时,
3
,当
ACAB
c2
,
b
的值为 .
a
第Ⅱ卷(共90分)
二、解答题 (本大题共6小题,共90分.解答应写出文字说明、证明过程或演
算步骤.)
15.如图,在
ABC
中,已知点
D
在边
AB
上
,
AD3DB
,
cosA
45
,
cosACB,
513
BC13
.
(1)求
cosB
的值;
(2)求
CD
的长.
16.如图,在四棱锥
PABCD
中,底面
ABCD
是矩形,点
E
在棱
PC
上(异于点
P
,
C
),
平面ABE
与棱
PD
交于点
F
.
(1)求证:
ABEF
;
(2)若平面
PAD
平面ABCD
,求证:
AEEF
.
x
2
y
2<
br>1
的左、右顶点分别为
A
,17. 如图,在平面直角坐标系
xO
y
中,已知椭圆
C
:
43
B
,过右焦点
F
的直线
l
与椭圆
C
交于
P
,
Q
两点(点<
br>P
在
x
轴上方).
(1)若
QF2FP
,求直线
l
的方程;
(2)设直线
AP
,
BQ
的斜率分别为
k
1
,
k
2
,是否存在常数
,使得
k
1
k
2
?若存在,
求出
的值;若不存在,请说明理由.
18. 某景区修建一栋复古建筑,其窗户设计如图所示.圆
O
的圆心与矩形
ABCD
对角线的
交点重合,且圆与矩形上下两边相切(
E
为上切点),与左
右两边相交(
F
,
G
为其中两
个交点),图中阴影部分为不透光区域
,其余部分为透光区域.已知圆的半径为1
m
,且
AB1
<
br>,设
EOF
,透光区域的面积为
S
.
AD2
(1)求
S
关于
的函数关系式,并求出定义域;
(2)
根据设计要求,透光区域与矩形窗面的面积比值越大越好.当该比值最大时,求边
AB
的长度.
19. 已知两个无穷数列
{a
n
}
和
{b
n}
的前
n
项和分别为
S
n
,
T
n,
a
1
1
,
S
2
4
,对任意的<
br>nN
,都有
3S
n1
2S
n
S<
br>n2
a
n
.
(1)求数列
{a
n
}
的通项公式;
(2)若
{
b
n
}
为等差数列,对任意的
nN
,都有
S<
br>n
T
n
.证明:
a
n
b
n
;
(3)若
{b
n
}
为等比数列,
b
1
a
1
,
b
2
a
2
,求满足
20. 已知函
数
f(x)
a
n
2T
n
a
k
(k
N
)
的
n
值.
b
n
2S
n
m
xlnx(m0)
,
g(x)lnx2
.
x
(1)当
m1
时,求函数
f(x)
的单调区间; (2)设函数
h(x)f(x)xg(x)2
,
x0
.若函数<
br>yh(h(x))
的最小值是
的值;
32
,求
m
2
(3)若函数
f(x)
,
g(x)
的定义域都是
[1,e
]
,对于函数
f(x)
的图象上的任意一点
A
,在
函数g(x)
的图象上都存在一点
B
,使得
OAOB
,其中
e
是自然对数的底数,
O
为坐标
原点,求
m
的取值范围.
21.
【选做题】本题包括A、B、C、D四小题,请选定其中两题,并在相应的答题
区域内作答,若多做,则按作答的前两题评分.解答时应写出文字说明、证明过
程或演算步骤.
A.选修4-1:几何证明选讲
如图,圆
O
的弦
A
B
,
MN
交于点
C
,且
A
为弧
MN
的中点,点
D
在弧
BM
上,若
ACN3ADB
,求
ADB
的度数.
B.选修4-2:矩阵与变换
已知矩阵A
a3
1
8
,若
A
,求矩阵
A
的特征
值.
2d
2
4
C.选修4-4:坐标系与参数方程
在极坐标系中,已知点
A(2,
2
)
,点
B
在直线
l
:
cos
sin
0(0
2
)
上,当
线段
AB
最短时,求点
B
的极坐标.
D.选修4-5:不等式选讲
已知
a
,
b
,
c<
br>为正实数,且
a
3
b
3
c
3
a
2
b
2
c
2
,求证:
abc3
3
3
.
请考生在22、23两题中任选一题作答,如果多做,则按所做的第一题记分.
22.选修4-4:坐标系与参数方程
在平面直角坐标系
xOy
中,点F(1,0)
,直线
x1
与动直线
yn
的交点为
M
,线段
MF
的中垂线与动直线
yn
的交点为
P
.
(1)求动点
P
的轨迹
E
的方程;
(2)
过动点
M
作曲线
E
的两条切线,切点分别为
A
,
B
,求证:
AMB
的大小为定值.
23.选修4-5:不等式选讲
已知集合
U{1,2,...,n}
(nN,n2)
,对于集合
U<
br>的两个非空子集
A
,
B
,若
AB
,则称
(A,B)
为集合
U
的一组“互斥子集”.记集合
U
的所有“互斥子集”的
组数为
f(n)
(视
(A,B)
与
(B,A)
为同一组“互斥子集”).
(1)写出
f(2)
,
f(3)
,
f(4)
的值;
(2)求
f(n)
.
三师2017届高三第三次质量检测参考答案与评分标准试
一、填空题
1.5 2. 1 3.
7
12612
4. 5.6 6. (或5.2) 7.
[,]
(
或
2
65
1
3
y2
x
3
)
8.
(
,
7
51
1212
)
(或
[
12
,
7
12
]
) 9.
2
10.
9
4
3
11.
2
12.
1a5
)
13.
[2,2]
(或
2m2
) 14.
23
二、解答题
15.解:(1)在
ABC
中,
cosA
4
5
,
A(0,
)
,
所以
sinA1cos
2
A
1(
4
2
3
5
)
5
.
同理可得,
sinACB
12
13
.
所以
cosBcos[
(AACB)]cos(AACB)
sinAsinACBcosAcosACB
3124516<
br>5
13
5
13
64
.
(2)在
ABC
中,由正弦定理得,
AB
BC
sinB
sinACB
1312
3
13
20
.
5
又
AD3DB
,所以
BD
1
4AB5
.
在
BCD
中,由余弦定理得,
CDBD
2
BC
2
2BDBCcosB
5
2
13
2
2513
16
64
92
.
16. 解:(1)
因为
ABCD
是矩形,所以
ABCD
.
33
(
1,5]
(或
又因为
AB
平面
PDC
,<
br>CD
平面
PDC
,
所以
AB
平面
PDC
.
又因为
AB
平
面
ABEF
,平面
ABEF
平面
PDCEF
,
所以
ABEF
.
(2)因为
ABCD
是矩形,所以
ABAD
.
又因为平
面
PAD
平面
ABCD
,平面
PAD
平面
AB
CDAD
,
AB
平面
ABCD
,所以
AB
平面
PAD
.
又
AF
平面
PAD
,所以
ABAF
.
又由(1)知
ABEF
,所以
AFEF
.
17.
解:(1) 因为
a
2
4
,
b
2
3
,
所以
cab1
,所以
F
的坐标为(1,0),
设
P
(x
1
,y
1
)
,
Q(x
2
,y
2
)
,直线
l
的方程为
xmy1
,
代入椭圆方程,得
(43m)y6my90
,
22
22<
br>3m61m
2
3m61m
2
则
y
1
,
y
2
.
43m
2
43
m
2
3m61m
2
3m61m
2
20<
br>, 若
QF2PF
,则
22
43m43m
解得
m
25
,故直线
l
的方程为
5x2y50
. <
br>5
(2)由(1)知,
y
1
y
2
所以<
br>my
1
y
2
6m9
,,
yy12
43m
2
43m
2
9m3
(y
1
y
2
)
,
43m
2
2
3
(
y
1
y
2
)y
1
k
1
y
1<
br>x
2
2y
1
(my
2
1)
1
2
所以
,
3
y
2
(
my
1
3)
k
2
x
1
2y
2
(y
1
y
2
)3y
2
3
2
故存在常数
11
,使得
k
1
k
2
.
33
18. 解:(1) 过点
O
作
OHFG
于点
H
,则
OFHEOF
,
所以
OHOFsin
sin
,
FHOFcos
cos
.
所以
S4S
OFH
4S
扇形OEF
1
2sin
cos
4(
)<
br>
2
sin2
2
,
因为
AB11
,所以
sin
,所以定义域为
[,)
.
AD2262
(2)矩形窗面的面积为
S矩形
ADAB22sin
4sin
.
则透光区域与矩形窗面的面积比值为
设
f(
)
则
f
(
)
2sin
cos
2
cos
.
4sin
22s
in
cos
,
.
22sin
62
1sin
cos
sin
2
2
2s
in
sin
cos
sin<
br>3
2sin
2
sin
<
br>cos
2
cos
2sin
2
1
cos
(sin2
)
2
,
2
2sin
因为
6
2
,所以
11
1
sin2
,所以
sin2
<
br>0
,故
f
(
)0
,
22
2
所以函数
f(
)
在
[
,)
上单调减.
62
所以当
6
时,
f(
)
有最大值
6
3
,此时
AB2sin
1(m)
4
答:(1)
S
关于
的函数关系式为
Ssin2
2
,
定义域为
[
,)
;
62
(2)透光区域与矩形窗面的
面积比值最大时,
AB
的长度为1
m
.
19. 解:(1) 由<
br>3S
n1
2S
n
S
n2
a
n,得
2(S
n1
S
n
)S
n2
S<
br>n1
a
n
,
即
2a
n1a
n2
a
n
,所以
a
n2
a
n1
a
n1
a
n
.
由
a
1<
br>1
,
S
1
4
,可知
a
2
3<
br>.
所以数列
{a
n
}
是以1为首项,2为公差的等差数列.
故
{a
n
}
的通项公式为
a
n
2n1
.
(2)证法一:设数列
{b
n
}
的公差为
d<
br>,则
T
n
nb
1
2
由(1)知,
S
n
n
.
n(n1)
d
,
2
因
为
S
n
T
n
,所以
n
2
nb
1
n(n1)
d
,即
(2d)nd2b
1
0
恒成立,
2
2d0,
d2,
所以
即
d2b0,
2bd,
1
1
又由
S
1
T
1
,得
b
11
,
所以
a
n
b
n
2n1b1
(n1)d
(2d)nd1b
1
(2d)d1
b
1
1b
1
0
.
所以
a
n
b
n
,得证.
证法二:设
{b
n
}
的公差为
d
,假设存在自然数
n
0
2
,使得
a
n
0
b
n
0
,
则
a
1
(n
0
1)2b
1
(n
0
1)d
,即
a
1
b
1
(n
0<
br>1)(d2)
,
因为
a
1
b
1
,所以
d2
.
所以
T
n
S
n
nb
1
因为
n(n1)dd
dn
2
(1)n
2
(b
1)n
,
222
d
10
,所以存在
N
n
0
N
,当
nN
n
0
时,
T
n
S
n
0
恒成立.
2
这与“对任意的
nN
,都有
S
n
T
”矛盾!
所以
a
n
b
n
,得证.
2
(3)由(
1)知,
S
n
n
.因为
{b
n
}
为等比
数列,且
b
1
1
,
b
2
3
,
所以
{b
n
}
是以1为首项,3为公比的等比数列.
所以
b
n
3
n1
3
n
1
,
T<
br>n
.
2
6n
2
2n2
a
n
2T
n
2n13
n
1
3
n
2n
2
n1
3
n1
则,
n1
22
2
32n32n
b
n
2S
n
32n
因为
nN
,所以
6n
2
2n
20
,所以
a
n
2T
n
3
.
b
n
2S
n
而
a
k
2k1
,所以a
n
2T
n
.
1
,即
3
n1
n
2
n10
(*)
b
n
2S
n
当
n1,2
时,(*)式成立;
当
n2
时,设
f(n)3
n
n1
n
2
n1
,
2n
1
则
f(n1)f(n)3(n1)n(3
所以
0f(2
)f(3)...f(n)...
.
故满足条件的
n
的值为1和2.
20. 解:(1) 当
m1<
br>时,
f(x)
n
2
n1)2(3
n1
n)0
,
11
xlnx
,
f
(x)2
lnx1
.
xx
因为
f
(x)在
(0,)
上单调增,且
f
(1)0
, 所以当
x1
时,
f
(x)0
;当
0x
1
时,
f
(x)0
.
所以函数
f(x)
的单调增区间是
(1,)
.
mm2x
2
m
m
x
(2)
h(x)2
x2
,则
h
(x)2
2
,令得, h(x)0
2
xx
2
x
当
0x
mm)
上单调减; 时,
h
(x)0
,函数
h(x)<
br>在
(0,
22
当
x
mm
,)
上单调增
. 时,
h
(x)0
,函数
h(x)
在
(22
m
)22m2
.
2
m
4
,即
m
时,
2
9
2[
m
3
2(2m1)1]2
, <
br>2
2(2m1)
所以
[h(x)]
min
h(
①
当
2(2m1)
函数
yh(h(x))
的最小值
h(22m
2)
即
17m26m90
,解得
m1
或
m9
(舍),所以
m1
;
17
②当
02(2m1
)
m
14
,即
m
时,
2
49
函数
yh(h(x))
的最小值
h(
综上所述,
m的值为1.
m3
4
)2(2m1)2
,解得
m
(舍).
22
5
mlnx2
,.
lnxk
OB
x<
br>2
x
lnx23lnx
考虑函数
y
,因为
y<
br>
在
[1,e]
上恒成立,
xx
2
ln
x21
所以函数
y
在
[1,e]
上单调增,故
k
OB
[2,]
.
xe
11m
所以
k
OA
[,e]
,即
2
lnxe
在
[1,e]<
br>上恒成立,
22x
(3)由题意知,
k
OA
x<
br>2
x
2
lnxmx
2
(elnx)
在
[1,e]
上恒成立. 即
2
x
2
x
2
lnx
,则
p
(x)2lnx0
在
[1,e]
上
恒成立, 设
p(x)
2
所以
p(x)
在
[1,e]上单调减,所以
mp(1)
设
q(x)x(elnx)
, 则
q
(x)x(2e12lnx)x(2e12lne0
在
[1,e]
上恒成立,
所以
q(x)
在
[1,e]<
br>上单调增,所以
mq(1)e
.
综上所述,
m
的取值范围为
[,e]
.
21.解:A.
2
1
.
2
1
2
连结
AN
,
DN
.
因为
A
为弧
MN
的中点,所以
ANMADN
.
而
NABNDB
,
所以
ANMNABADNNDB
,
即
BCNADB
.
又因为
ACN3ADB
,
所以
ACNBCN3ADBADB180
,
故
ADB45
.
B.因为
A
1
2
a3
1
a6
8
<
br>
,
2d
2
22d
4
所以
a68
a4
23
解得
所以
A
.
22d4
d
1
21
所以矩阵
A
的特征多项式为
f(
)
2
2
3
1
(
2)(
1)6
2
3
4
,
令
f(
)0
,解得矩阵
A
的
特征值为
1
1
,
2
4
.
C.以极点为原点,极轴为
x
轴正半轴,建立平面直角坐标系,
则点
A(2,
2
)
的直角坐标为
(0,2)
,直线
l
的直角坐标方程为
xy0
.
AB
最短时,点
B为直线
xy20
与直线
l
的交点,
xy
20
x1
解
得
所以点
B
的直角坐标为(-1,1).
y1
xy0
所以点
B
的极坐标为
(2,
)
.
D.因为
abcabc3abc
,所以
abc3
,
所以
abc3
3
abc3
3
3
,
当且仅当
abc
3
3
时,取“”.
22.
解:(1) 因为直线
yn
与
x1
垂直,所以
MP
为
点
P
到直线
x1
的距离.
连结
PF
,因为<
br>P
为线段
MF
的中垂线与直线
yn
的交点,所以
M
PPF
.
所以点
P
的轨迹是抛物线.
焦点为
P(0,0)
,准线为
x1
.
所以曲线
E
的方程为
y4x
.
(2)由题意,过点<
br>M(1,n)
的切线斜率存在,设切线方程为
ynk(x1)
, 联立
2
3
4
333222
3
333
ykxkn,
2
ky4y4k4n0
, 得
2<
br>
y4x,
2
所以
1
164k(4k4n
)0
,即
kkn10
(*),
因为
2
n40
,所以方程(*)存在两个不等实根,设为
k
1
,
k<
br>2
,
2
因为
k
1
k
2<
br>1
,所以
AMB90
,为定值.
23. 解:(1)
f(2)1
,
f(3)6
,
f(4)25
. <
br>(2)解法一:设集合
A
中有
k
个元素,
k1,2,3,.
..,n1
.
则与集合
A
互斥的非空子集有
2
nk
1
个.
1
n1
knk
1
n1
knk
n1
k
于是
f(n)
C
n
(21)[
C
n
2
C
n
]
.
2
k
1
2
k1k1
因为
n1
C
k1
k
n
n1
k
n
2
nk
knk0nn02C
n
2C
n
2
(21)
n
2n
13
n
2
n
1
,
<
br>C
n
k0
n1
C
k1
k0n
C
n
C
n
C
n
2
n
2
,
k0
n1
所以
f(n)
1
n
1
[(32
n
1)(2
n
2)](3
n
2
n1
1)
.
22
解法二:任意一个元素只能在
集合
A
,
B
,
C
C
U
(A
B)
之一中,
则这
n
个元素在集合
A
,<
br>B
,
C
中,共有
3
n
种;
其中
A
为空集的种数为
2
,
B
为空集的种数为
2
, 所以
A
,
B
均为非空子集的种数为
3
n
2
2
n
1
,
又
(A,B)
与
(B,A)
为同一组“互斥子集”,
所以
f(n)
nn
1
n
(32
n1
1)
.
2