南通市扬州市泰州市淮安市2016届高三第三次调研测试十八

玛丽莲梦兔
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2020年08月16日 05:25
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南通市、扬州市、泰州市、淮安市2016届高三第三次调研测试(十八)
参考公式:
1
n
--
1
样本数据x
1
,x
2
,…,x
n
的方差s=

(x
i
-x)
2
,其中x=
n
x
i
. < br>n
i

1
n
i

1
2
柱体 的体积V=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70分.

甲 乙
9 8 8 7 9
2 1 0 9 0 1 3
(第3题)
1. 已知集合U={-1,0,1,2},A={-1,1,2},则∁
U
A=________.
2. 已知复数z=(2-i)
2
(i为虚数单位),则z的共轭复数为________.
3. 如图是甲、乙两位同学在5次数学测试中得分的茎叶图,则成绩较稳定(方差较小)的那一位同学 的方差为
__________.
(第4题)
4. 右图是一个算法流程图,则输出的S的值为__________.
5. 已知正三棱柱的各条棱长均 为a,圆柱的底面直径和高均为b.若它们的体积相等,则a
3
∶b
3
的值为
________.
1
6. 将一枚骰子连续抛掷2次,向上的点数分别为m,n, 则点P(m,n)在直线y=x下方的概率为__________.
2
1
7. 函数f(x)=-2的定义域为__________.
lgx
x
2
2
8. 在平面直角坐标系xOy中,双曲线
2
-y=1与抛物线y
2
=-12x有相同的焦点,则双曲线的两条渐近线
a< br>的方程为__________.
π
9. 已知两曲线f(x)=cosx,g(x) =3sinx,x∈

0,

相交于点A,若两曲线在点A处的切线与x轴分 别相
2

交于B,C两点,则线段BC的长为__________.

1 15


(第10题)

→→→→→
10. 如图,已知△ABC的边BC的垂直平分线交AC于点P,交BC于点Q.若|AB|=3,|AC|=5,则( AP+AQ)·(AB

-AC)的值为__________.
11. 设数列{ a
n
}满足a
1
=1,(1-a
n

1
) (1+a
n
)=1(n∈N
*
),则
100
(a
k
a
k

1
)的值为__________.
k

1
12. 已知函数f(x)=x
2
+ax(a∈R) ,g(x)=
数).若方程g(f(x))=0有四个不等的实根,则a的取值范围是________ __.
(f′(x)为f(x)的导函
2 15


(第13题)

1
13. 如图,矩形ABCD的边AB在x轴上,顶点C,D在函数y=x+(x >0)的图象上.记AB=m,BC=n,
x
m

2
的最大值为__ ________.
n
14. 在平面直角坐标系xOy中,圆C
1
:(x -1)
2
+y
2
=2,圆C
2
:(x-m)
2+(y+m)
2
=m
2
.若圆C
2
上存在点P
满足:过点P向圆C
1
作两条切线PA,PB,切点为A,B,△ABP的面积为1,则正数m 的取值范围是__________.
二、 解答题:本大题共6小题,共90分. 解答时应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤.
15. (本小题满分14分)
ππ
已知△ABC是锐角三角形,向量m=

cos

A+
< br>,sin

A+

,n=(cosB,sinB),且m

n.
3

3

(1) 求A-B的值;
3
(2) 若cosB=,AC=8,求BC的长.
5







16. (本小题满分14分)
如图 ,在四棱锥PABCD中,PC⊥平面PAD,AB∥CD,CD=2AB=2BC,M,N分别是棱PA,CD 的中点.求
证:
(1) PC∥平面BMN;
(2) 平面BMN⊥平面PAC.
3 15




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< br>2

2
=1(a>b>0)的离心率为,长轴长为4.过椭圆的左顶点
ab2
222
A作直线l,分别交椭圆和圆x+y=a于相异两点P,Q.
1AP
(1) 若直线l的斜率为,求的值;
2AQ
→→
(2) 若PQ=λAP,求实数λ的取值范围.


4 15


18. (本小题满分16分)
某宾馆在装修时,为了美观,欲将客房的窗户设计成半径为1 m的圆形,并用四根木条将圆分成如图所 示的
9个区域,其中四边形ABCD为中心在圆心的矩形.现计划将矩形ABCD区域设计为可推拉的窗 口.
1
(1) 若窗口ABCD为正方形,且面积大于m
2
(木条宽度忽略 不计),求四根木条总长的取值范围;
4
(2) 若四根木条总长为6 m,求窗口ABCD面积的最大值.

19. (本小题满分16分)
已知数列{ a
n
},{b
n
}均为各项都不相等的数列,S
n
为{a< br>n
}的前n项和,a
n

1
b
n
=S
n
+1(n∈N
*
).
n
(1) 若a
1
=1,b
n
=,求a
4
的值;
2
(2) 若{a
n
}是公比为q的等比数列,求证:存在实数λ,使得{b
n
+λ}为等比数列;
(3) 若{a
n
}的各项都不为零,{b
n
}是公差为d的等差数列,求证:a
2
,a
3
,…,a< br>n
,…成等差数列的充要条件
1
是d=.
2






20. (本小题满分16分)
设函数f(x) =xe
x
-asinxcosx(a∈R,其中e是自然对数的底数).
(1) 当a=0时,求f(x)的极值;
π
(2) 若对于任意的x∈

0,

,f(x)≥0恒成立,求a的取值范围;
2

π
(3) 是否存在实数a,使得函数f(x)在区间
0,

上有两个零点?若存在,求出a的取值范围;若不存在,
2
< br>请说明理由.


5 15



1. {0} 解析:∁
U
A={0}.本题主要考查补集的概念.本题属于容易题.
2. 3+4i 解析:z=3-4i,则z的共轭复数为3+4i.本题主要考查共轭复数的概念及四则运算等基础知 识.本
题属于容易题.
3. 2 解析:通过数据发现乙同学的数据波动大,即方差大,则成 绩较稳定(方差较小)的是甲,他的平均成
绩为90,方差为2.本题考查了平均数及方差的概念及计算 公式.本题属于容易题.
4. 3 解析:由流程图知循环体执行3次,第1次循环S=11,n=3 ;第2次循环S=8,n=5;第3次循环
S=3,n=7.本题考查了算法语句及流程图的基本概念. 本题属于容易题.
πb
3
3
3
3
3
πb
3
5. π∶3 解析:由正三棱柱的体积为a,圆柱的体积为,a=,则a
3
∶b
3
的值为π∶3.本
4444
题考查了圆柱与棱柱的体积公式.本题属于容易题.
111
6. 解析:一枚骰子连续抛掷2次的基本事件数为36种,点P(m,n)在直线y =x下方,即y<x,当y
622
1
=1时,x=3,4,5,6;当y=2时,x= 5,6;共有6种基本事件,所求的概率为.本题考查古典概型,属于容
6
易题.
11
7. (1,10] 解析:由≥2,即0lgx2
义域,对数不等式的解法,属于容易题.
2x
2
22
8. y=±x 解析:抛物线y=-12x的焦点坐标为(-3 ,0),双曲线
2
-y=1中c=3,a
2
+1=9,a
2
=8,
4a
2
则双曲线的两条渐近线的方程为y=±x.本题考查了抛物线方程、双曲 线方程的结构特征,以及双曲线的渐近
4
线的方程.本题属于容易题.
ππππ
3
π
4331
9. 解析:由cosx=3sinx,x ∈

0,

,则x=,A(,),k
1
=-sin=-,k
2
=3cos=.
36626262
2

ππ
π π
31333
两条切线方程分别为y-=-

x-

,y- =

x-

.它们与x轴交点的横坐标分别为+3、-.
22

22

663
6

6

π
π
3
43
则线段BC的长为+3-



=.本题考 查了三角函数的图象与性质,导数的几何意义以及直线方
6

63

3
程.本题属于中等题.
→→→→→→→→→→→→→→→
10. -16 解析: 由AP=AQ-PQ,PQ·CB=0,则(AP+AQ)·(AB-AC)=(2AQ-PQ)·CB=2AQ ·CB=(AB
→→→→→
+AC)·(AB-AC)=AB
2
-AC < br>2
=9-25=-16.本题考查了向量线性分解、向量数量积的运算.本题属于中等
题 .
1001111111
11. 解析:由(1-a
n

1)(1+a
n
)=1得-=1,则a
n
=,原式=+++…+=
101n
a
n

1
a
n
1×22×33×4100 ×101

1-+-+-+…+-=1-=.本题考查了等差数列的定义、通项公式,以及裂项法 .本题属
223341
于中等题.
2


x+ax,x≥0,
12. a<0或a>2 解析:g(x)=



2x+a,x<0.

当a=0时,显然不成立;
当a>0时,g(x)的图象如图①.
6 15


图①


aa
g(t)=0有2个不等实根t
1
=0,t
2
=-,则t
1
=f(x)=0需有2个不等实根,t
2
=f(x)=-需有 2个不等实根,
22
f(x)的图象如图②.
图②


aa
2
只要->-,即a>2;
24
当a<0时,g(x)的图象如图③.
7 15


图③


g(t)=0有2个不等实根t
1
=0,t
2
=-a,则t
1
=f(x)=0需有2个不等实根,t
2
=f(x)=-a需有2个不等实根,
f(x)的图象如图④.
图④


a
2
只要-a>-即a<0即可.
4
综上a<0或a>2.
本题考查了二次函数的性质、分段函数,函数的导数以及数形结合思想和分类讨论思想.本题属于难题.
n-n
2
-4
11
2
13. 解析:设D(x
1
,n),C(x
2
,n)(01
2
),由 x+=n 得x-nx+1=0,解之得x
1
=,x
2

4x2n+n
2
-4
mm11
,则m=x
2
-x
1< br>=n
2
-4,即n
2
=m
2
+4,∴
2

2
=≤,当且仅当m=2时取“=”,∴
2n
m+4
44
m+
m
m1
的最大值为.本题考查了数形结合思想和基本不等式 的运用.本题属于难题.
2
n4
2
14. [1,3+23] 解析:如图,设∠APC
1
=θ,则AP=.
tanθ
8 15


2cosθ1-tanθ
112
∴ S

ABP=AP
2
sin2θ=·
2
·sin2θ==1,即=tanθ-1.
22
tanθsinθ1+tan
2
θ
π
π
∵ θ∈

0,

,∴ tanθ=1,即θ=,此时PC
1
= 2.则点P在圆C
1
′:(x-1)
2
+y
2
=4上,又点 P在圆
4
2

C
2
:(x-m)
2
+( y+m)
2
=m
2
上,∴ 圆C
1
′与圆C
2有交点,即|2-m|≤C
1
′C
2
≤2+m,解之得1≤m≤3+23 ,
∴ 正数m的取值范围时[1,3+23].本题考查了圆的切线的性质、三角函数的运用、圆与圆相 交的条件.本
题属于难题.
15. 解:(1) 因为m

n,
ππ
所以m·n=cos

A+

cosB+sin
A+

sinB
3

3

π
= cos

A+-B

=0.(3分)
3

π< br>ππ5π
又A,B∈

0,

,所以A+-B∈
< br>-,

,(5分)
3
2

6

6
πππ
所以A+-B=,即A-B=.(7分)
326
π
34
(2) 因为cosB=,B∈

0,

,所以sinB=.(9分)
55
2

ππ
π
所以sinA=sin

B+

=sinBcos+cosBsin
66
6

4331
43+3
=·+·=.(12分) < br>525210
43+3
10
sinA
由正弦定理,得BC=·AC=× 8=43+3.(14分)
sinB4
5
16. 证明:(1) 设AC∩BN=O,连结MO,AN.
1
因为AB=CD,AB∥CD,N为CD的中点,
2
所以AB=CN,AB∥CN,
所以四边形ABCN为平行四边形,(2分)
所以O为AC的中点.
又M为PA的中点,所以MO∥PC.(4分)
因为MO

平面BMN,PC

平面BMN,
所以PC∥平面BMN.(6分)
32

9 15


(2) (方法1)因为PC⊥平面PDA,AD

平面PDA,
所以PC⊥AD.
由(1)同理可得,四边形ABND为平行四边形,
所以AD∥BN,所以BN⊥PC.(8分)
因为BC=AB,
所以平行四边形ABCN为菱形,所以BN⊥AC.(10分)
因为PC∩AC=C,AC

平面PAC,PC

平面PAC,
所以BN⊥平面PAC.(12分)
因为BN

平面BMN,所以平面BMN⊥平面PAC.(14分)
(方法2)连结PN.
因为PC⊥平面PDA,PA

平面PDA,所以PC⊥PA.
因为PC∥MO,所以PA⊥MO.(8分)
因为PC⊥平面PDA,PD

平面PDA,所以PC⊥PD.
1
因为N为CD的中点,所以PN=CD.
2
1
由(1)AN=BC=CD,所以AN=PN.
2
因为M为PA的中点,所以PA⊥MN.(10分)
因为MN∩MO=M,MN平面BMN,MO

平面BMN,
所以PA⊥平面BMN.(12分)
因为PA

平面PAC,所以平面PAC⊥平面BMN.(14分)
2a=4,

a=2,
c2
17. 解:(1) 由条件,
=,
解得


a2

b=2.
a
2
=b
2
+c
2

x
2
y
2
所以椭圆的方程为+=1,圆的方程为x
2
+y
2
=4.(3分 )
42
1
(方法1)直线l的方程为y=(x+2),
2
1

y=
2
(x+2),


得3x
2
+4x-4=0,






< br>
x
2
+2y
2
=4,
24

2< br>解得x
A
=-2,x
P
=,所以P


3< br>,
3

.
3
2

2

4

2
45

所以AP=

3
+2



3

=.(5分)
3
2
因为原点O到直线l的距离d=,
5
10 15


所以AQ=2
48
4-=5,
55
45
3
AP5
所以==.(7分)
AQ86
5
5


x=2y-2,
4
2
-4y=0,所以y =.(5分) (方法2)由

2
得3y
P
3

x +2y
2
=4,



x=2y-2,
8


22
消x得5y
2
-8y=0,所以y
Q
=,
5

x+y=4,

AP455
所以=×=.(7分)
AQ386
AQ
→→
(2) (方法1)若PQ=λAP,则λ=-1,
AP
设直线l:y=k(x+2),
22


x+2y= 4,


得(2k
2
+1)x
2
+8k
2
x+8k
2
-4=0,


y=k(x+2)
即 (x+2)[(2k
2
+1)x+(4k
2
-2)]=0,
2-4 k
2
2-4k
2
4k

所以x
A
=-2 ,x
P

2
,得P

2

2
< br>.
2k+1

2k+12k+1

所以AP
2

2-4k
2
+2



4k

16+16k
2
,即AP=
4k
2
+1< br>.(10分)

2k
2
+1


2k2
+1

(2k
2
+1)
2
2k
2< br>+1

22
4
.(12分)
k
2
+1< br>4
k
2
+1
1
所以λ=-1=1-.
k
2
+1
4k
2
+1
2k
2
+1
由题意,k< br>2
>0,所以0<λ<1.(14分)
同理AQ=
4k
AQy
Q
1
(方法2)由方法1知,λ=-1=-1=-1=1-
2

APy
P
4k
k+1
2k
2
+1
由题意,k
2
>0,所以0<λ<1.(14分)
x

2

18. 解:(1) 设一根木条长为x m,则正方形的边长为21-

2

=4-x
2
m.(2分)
1
因为S
四边形
ABCD
>,
4
115
所以4-x
2
>,即x<.(4分)
42
因为四根木条将圆分成9个区域,
所以x>2,所以42<4x<215.
答:木条总长的取值范围为(42,215).(6分)
(2) (方法1)设AB所在木条长为a m,则BC所在木条长为(3-a) m.
因为a∈(0,2),3-a∈(0,2),
所以a∈(1,2),(8分)
(3 -a)
2
a
2
S
矩形
ABCD
=41-·1-
44
=4-a
2
·4-(3-a)
2

=a
4
-6a
3
+a
2
+24a-20.(11分)
设f( a)=a
4
-6a
3
+a
2
+24a-20,f′(a)= 4a
3
-18a
2
+2a+24=2(a+1)(2a-3)(a-4),
11 15
k
2
+1


3
令f′(a)= 0,得a=,或a=-1(舍去),或a=4(舍去).(14分)
2
列表如下:

3

1,
3



3
,2


a

2

2

2

f′(a) + 0 -
f(a) 极大值

3

4937
所以当a=时, f(x)
max
=f

=,即S=.
max

2

1624
7
答:窗口ABCD面积的最大值为 m
2
.(16分)
4
(方法2)设AB所在木条长为a m,BD所在木条长为b m.由条件,2a+2b=6,即a+b=3.
因为a,b∈(0,2),所以b=3-a∈(0,2),从而a,b∈(1,2).(8分)
由于AB=21-
b
2
a
2
4
,BD=21-
4

b
2
a
2
S
矩形
ABCD
= 41-
4
·1-
4
=4-b
2
·4-a
2
,(10分)
(a+b)
2
2
因为4-b
2
·4-a2

8-(a+b
2

8-
2

2< br>2

7
4
,(14分)
当且仅当a=b=
3
2
∈(1,2)时,S
7
矩形
ABCD

4
.
答:窗口ABCD面积的最大值为
7
4
m
2
.(16分)
19. (1) 解:由a
1
=1,b
n

n
2< br>,知a
2
=4,a
3
=6,a
4
=8.(2分)
(2) 证明:(方法1)因为a
n

1
b
n
=S
n
+1,
所以a
a
1
(1-q
n
1q
n
b

n

1-q
+1,
所以q
n
11q
n
b
n

1-q

a< br>1

1-q

即b
11
n

< br>
1-q

a


1

n
1
1


q


1-q
,(4分) 所以存在实数λ=
1111
1-q
,使得b
n
+λ=(
1-q

a
1
)(
q
)
n
.(6分)
因为b
n
+λ≠0(否则{b
n
}为常数数列与题意不符), 所以当n≥2时,
b
n
+λ
b

1
,此时{b
n

1
+λ
q
n
+λ}为等比数列,
所 以存在实数λ=
1
1-q
,使{b
n
+λ}为等比数列.(8分)
(方法2)因为a
n

1
b
n
=S
n+1 ①,
所以当n≥2时,a
n
b
n

1
=S
n

1
+1 ②,
①-②得,当n≥2时,a
n
1
b
n
-a
n
b
n

1< br>=a
n
③,(4分)
由③得,当n≥2时,b
n

a
n
a
b
n
a
n
11

1+=b
n

n

1
a
n

1
q
1

q
,(6分)
所以b
1
n

1
1-q

1
q


b
n< br>-
1

1-q


.
因为b
n< br>+
1
1-q
≠0(否则{b
n
}为常数数列与题意不符),
所以存在实数λ=
1
1-q
,使{b
n
+λ}为等比数列. (8分)
(3) 证明:因为{b
n
}为公差为d的等差数列,
所以由③ 得,当n≥2时,a
n

1
b
n
-a
n
( b
n
-d)=a
n
,即(a
n

1
-a< br>n
)b
n
=(1-d)a
n
.
因为{a
n
},{b
n
}各项均不相等,所以a
n

1
-a< br>n
≠0,1-d≠0,
12 15


b
n
a
n
所以当n≥2时,= ④,(10分) < br>1-da
n

1
-a
n
b
n
1
a
n

1
当n≥3时,= ⑤,由④-⑤,得
1- da
n
-a
n

1
a
n

1b
n
-b
n

1
a
n
d
当n ≥3时,-== ⑥.(12分)
a
n

1
-a
n
a
n
-a
n

1
1-d1-d
1
先证充 分性:即由d=证明a
2
,a
3
,…,a
n
,…成等差数列 .
2
a
n

1
1a
n
因为d=,由⑥得 -=1,
2
a
n

1
-a
n
a
n
-a
n

1
a
n

1
a
n
a
n
所以当n≥3时,=1+=.
a
n

1
-a
n
a
n
-a
n

1
a
n
-a
n

1
又a
n
≠0,所以a
n< br>+
1
-a
n
=a
n
-a
n

1
,即a
2
,a
3
,…,a
n
,…成等差数列. (14分)
1
再证必要性:即由a
2
,a
3
,…,an
,…成等差数列证明d=.
2
因为a
2
,a
3,…,a
n
,…成等差数列,所以当n≥3时,a
n

1
-a
n
=a
n
-a
n

1

a
n

1
a
n

1
a
n
a
n
d
所以由⑥得-=-=1=,
a
n

1-a
n
a
n
-a
n

1
a
n
-a
n

1
a
n
-a
n

1
1-d
1
所以d=,
2
1
所以a
2
,a
3
,…,a
n
,…成等差数列的充要条件是d=.(16分)
2
20. 解:(1) 当a=0时,f(x)=xe
x
,f′(x)=e
x
(x+1),
令f′(x)=0,得x=-1.(2分)
列表如下:

x (-∞,-1) -1 (-1,+∞)
f′(x) - 0 +
f(x) 极小值

1
所以函数f(x)的极小值为f(-1)=-,无极大值.(4分)
e
π
(2) ① 当a≤0时,由于对于任意x∈

0,

,有sinxcosx≥0,
2

所以f(x)≥0恒成立,当a≤0时,符合题意;(6分)
② 当 0<a≤1时,因为f′(x)=e
x
(x+1)-acos2x≥e
0
(0 +1)-acos0=1-a≥0,
π
所以函数f(x)在

0,

上为增函数,
2

所以f(x)≥f(0)=0,即当0<a≤1时,符合题意;(8分)
③ 当a>1时,f′(0)=1-a<0,
π

π
π

f′=e
4

+1

>0,

4
4

π
所以,存在α∈

0,

,使得f′(α)=0,且在(0,α)内,f′(x)<0,
4

所以f(x)在(0,α)上为减函数,
所以f(x)<f(0)=0,即当a>1时,不符合题意.
综上所述,a的取值范围是(-∞,1].(10分)
π
(3) 不存在实数a,使得函数f(x)在区间

0,

上有两个零点.
2

ππ
由(2)知,当a≤1时,f(x)在

0,

上是增函数,且f(0)=0,故函数f(x)在区间

0,

上 无零点.(12分)
2

2

xx
当a>1时,f′ (x)=e(x+1)-acos2x.令g(x)=e(x+1)-acos2x,
π
则g ′(x)=e
x
(x+2)+2asin2x,当x∈

0,
时,恒有g′(x)>0,
2

13 15


π
所以g(x)在

0,

上是增函数.
2

π

π
π

由g(0)=1-a< 0,g=e
2

+1

+a>0,

2

2

π
故g(x)在

0,

上存在 唯一的零点x
0
,(14分)
2

π
即方程f′(x) =0在

0,

上存在唯一解x
0
.
2

ππ
且当x∈(0,x
0
)时,f′(x)<0;当x∈
x
0


时,f′(x)>0,即函数f(x)在(0,x
0< br>)上单调递减,在

x
0


2

2

上单调递增.
当x∈(0,x
0
)时,f(x)<f(0 )=0,即f(x)在(0,x
0
)上无零点;
π

π

π
π

当x∈
x
0

时,由于f(x< br>0
)<f(0)=0,f=e
2
>0,
22

2
π
所以f(x)在

x
0


上有唯 一零点.
2

π
所以,当a>1时,f(x)在

0,

上有一个零点.
2

π
综上所述,不存在实数a,使 得函数f(x)在区间

0,

上有两个零点.(16分)
2

14 15



15 15

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