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天津市六校2014届高三上学期第二次联考数学(理)试题 Word版含答案


2014 届天津市高三第二次六校联考 数 学 理 科 试 卷
本试卷分第 I 卷(选择题)和第 II 卷(非选择题)两部分,共 150 分,考试用时 120 分 钟。第 I 卷 1 至 2 页,第 II 卷 3 至 4 页。 答卷前,考生务必将自己的姓名、准考号填写在答题卡上,并认真核对答题卡上的姓名、 考号与本人姓名、考号是否一致。 祝各位考生考试顺利!
<

br />第I卷
注意事项: 本卷共 8 小题,每小题 5 分,共 40 分。 参考公式: · S 表示底面积, h 表示底面的高 ·如果事件 A 、 B 互斥,那么 柱体体积 V ? Sh , , , , , , , , ,

P? A ? B? ? P? A? ? P?B? .

锥体体积 V ?

1 Sh . 3

一. 选择题:在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求.学
1. i 是虚数单位,复数 A.i

i (2 ? i) = 1 ? 2i
C.1 D. ? 1

B. ? i

?2 x ? y ? 4, ? 2.设实数 x 、 y 满足 ? x ? y ? ?1, ? x ? 2 y ? 2, ?
A.有最小值 2,最大值 3 C.有最大值 3,无最小值

则z ? x? y为

B.有最小值 2,无最大值 D.既无最小值,也无最大值

3.设等比数列 ?a n ? 中,前 n 项和为 Sn ,已知 S3 ? 8,S6 ? 7 ,则 a7 ? a8 ? a9 ? A.

1 8

B. ?

1 8

C.

57 8

D.

55 8

?2 x ? 2, x ? 1, 4.已知函数 f ?x ? ? ? 则函数 f ( x ) 的零点为 ?2 ? log2 x, x ? 1, 1 1 A. 和 1 B. ? 4 和 0 C. D. 1 4 4
5.给出下列三个结论: (1)若命题 p 为假命题,命题 ?q 为假命题,则命题“ p ? q ”为假命题; (2)命题“若 xy ? 0 ,则 x ? 0 或 y ? 0 ”的否命题为“若 xy ? 0 ,则 x ? 0 或 y ? 0 ” ;
1

(3)命题“ ?x ? R, 2x ? 0 ”的否定是“ ?x ? R, 2x ? 0 ”.则以上结论正确的个数为 A. 3 B. 2 C. 1 D. 0

6.函数 f ? x ? ? sin ?? x ? ? ? ? ? ? 0, ? ?

? ?

??

? 若其图象向右平移 个单位 ? 的最小正周期是 ? , 6 2?

后得到的函数为奇函数,则函数 f ? x ? 的图象 A.关于点 ? C.关于点 (

?? ? , 0 ? 对称 ? 12 ?

B.关于直线 x ? D.关于直线 x ?

?
12

对称

?
6

,0) 对称

?
6

对称

7.已知向量 a ? ?x ? z,3? ,b ? ?2, y ? z ? ,且 a ? b ,若实数 x, y 满足不等式 x ? y ? 1,则 实数 z 的取值范围为 A.[-3,3] B. ? 2 , 2

?

?

C. ?? 1, 1?

D. ?? 2, 2?

8.设 F1 , F2 分别是双曲线

x2 y 2 ? ? 1(a ? 0, b ? 0) 的左、右焦点,若双曲线左支上存在一点 a 2 b2
3 MF2 ,则该双曲线的离心率为 3
D.

O 为坐标原点,且 MF1 ? M ,使 F1M ? (OM ? OF 1 )?0 ,

A. 3 ? 1

B.

3 ?1 2

C. 6 ?

2

6? 2 2

第 II 卷
注意事项:答卷前将密封线内的项目填写清楚。本卷共 12 小题,共 110 分。 二. 填空题:本大题共 6 小题,每小题 5 分,共 30 分. 9.某中学为了解学生数学课程的学习情况,在 3 000 名学生中随机抽取 200 名,并统计这 200 名学生的某次数学考试成绩,得到了样本的频率分布直方图 (如图).根据频率分布直方图 推测,这 3 000 名学生在该次数学考试中成绩小于 60 分的学生数是________.

(第 9 题)

(第 10 题)

(第 12 题)

10.某几何体的三视图如图,则它的体积是________.

2

11.若 ( x ?

a x
2

)6 展开式的常数项为 60,则常数 a 的值为

.

12.如图,已知 AB 和 AC 是圆的两条弦,过点 B 作圆的切线与 AC 的延长线相交于 D ,过点 C 作 BD 的平行线与圆交于点 E ,与 AB 相交于点 F , AF ? 6 , FB ? 2 , EF ? 3 ,则线段 CD 的长为 . 13.两曲线参数方程分别为 ?

? x ? 5cos ? , ? y ? sin ? ,

x? t , ?0?? ?? ? , ? ? 4 ?t?R ? , ? 、 t 为参数,其交点
2

?

5

? ? y? t ,

坐标为



? 1 1 1 ? ( x? ) 2 ? , ? ? ? ? 2 12 2 14.函数 f ( x)?? 3 ? x , ? ? x ?1

3 1 ? x? , 6 2 和函数 g ( x)? a sin ? x ? a ?1 ?a ? 0? ,若存 6 1 ? x ? 2, 2
.

在 x1, x2 ?[0,1] 使得 f ( x1 ) ? g ( x2 ) 成立,则实数 a 的取值范围是

三. 解答题:本大题共 6 小题,共 80 分. 解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤. 15. (本小题满分 13 分)已知函数 f ( x) ? a sin ? b x cos x ? 3 cos2 x . (Ⅰ)求函数 f ( x) 的周期; (Ⅱ)若 x ? ?0,

? ?

? ?? ,求函数 f ?x ? 的值域; ? 3? ?

(Ⅲ)如果△ ABC 的三边 a 、 b 、 c 满足 b 2 ? ac ,且边 b 所对的角为 x ,试求 cos x 的范围. 16. (本小题满分 13 分) 一个袋中装有 6 个形状大小完全相同的小球,球的编号分别为 1, 2,3, 4,5,6 . (Ⅰ)若从袋中每次随机抽取 1 个球,有放回的抽取 2 次,求取出的两个球编号之和为 6 的概 率; (Ⅱ)若从袋中每次随机抽取 2 个球,有放回的抽取 3 次,求恰有 2 次抽到 6 号球的概率; (Ⅲ)若一次从袋中随机抽取 3 个球,记球的最大编号为 X ,求随机变量 X 的分布列及期望.

17. (本小题满分 13 分) 如图,直三棱柱 ABC?A1 B1C1 中, AC? 4 , BC? 3 , AA 1? 4 , AC?BC ,点 D 在线 段 AB 上. (Ⅰ)证明 AC ? B1C ; (Ⅱ)若 D 是 AB 中点,证明 AC1 ∥平面 B1CD ; C1 B1 A1

BD 1 ? 时,求二面角 B ? CD ? B1 的余弦值. (Ⅲ)当 AB 3
18. (本小题满分 13 分)

C B D

A

3

1 x2 y 2 ? 2 ? 1(a ? b ? 0) 的左、右焦点分别为 F1、F2 ,椭圆的离心率为 , 2 2 a b 连接椭圆的四个顶点得到的菱形面积为 4 3 . (Ⅰ)求椭圆 C 的方程; (Ⅱ)过右焦点 F2 作斜率为 k 的直线 l 与椭圆 C 交 M、N 两点,在 y 轴上是否存在点 P?0, m ? 使得以 PM , PN 为邻边的平行四边形是菱形,如果存在,求出 m 的取值范围,如果
设椭圆 C : 不存在,说明理由. 19. (本小题满分 14 分)

a ? ln x ?a ? R ? . x (Ⅰ)若 a ? 1 ,求曲线 f ( x) 在点 (e, f (e)) 处的切线方程; (Ⅱ)求 f ( x) 的极值;
已知函数 f ? x ? ? (Ⅲ)若函数 f ( x) 的图象与函数 g ( x) ? 1 的图象在区间 (0, e 2 ] 上有公共点,求实数 a 的 取值范围. 20. (本小题满分 14 分) 已知数列 ?an ? 中, a1 ? 1 , a 2 ?

?n ? 1?an 1 , 且 a n ?1 ? ?n ? 2,3,4,?? . S n 为数列 ?bn ? 4 n ? an

的前 n 项和,且 4S n ? bn bn?1, b1 ? 2 ?n ? 1,2,3,?? . (Ⅰ)求数列 ?bn ? 的通项公式;
1 2 ? 3an 3

(Ⅱ)设 cn

? bn ? 2

,求数列 ?cn ? 的前 n 项的和 Pn ;

(Ⅲ)证明对一切 n ? N ,有

?

?a
k ?1

n

2 k

?

7 . 6

4

2014 届第二次六校联考(2014–01) 数学理科试卷答案
一.选择题:每小题 5 分,共 40 分。 1.D 2.B 3. A 4.D 5.C 6.B 7.A 8.A 二. 填空题:本大题共 6 小题,每小题 5 分,共 30 分。 9.600 10. 8-

2π 3

11. 4 12.

8 2 5) 13. (1, 3 5

14. ? , ? ?2 3?

?1 7?

三. 解答题: 15. (本小题满分 13 分) 解: (Ⅰ) f ( x) ? a sin ? b x cos x ? 3 cos x =
2

? ?

函数 f ( x) 的周期为 (Ⅱ) 0 ? x ?

?
?
3

1 3 ? 3 sin 2 x ? (1 ? cos 2 x) ? sin(2 x ? ) ? 2 2 3 2
?? ?? 4 分

?
3

,

?
3

? 2x ?

? ? 0 ? sin( 2 x ?

?
3

) ? 1,

3 ? 3 3 3 3 即 f ( x) 的值域为 [ ? sin(2 x ? ) ? ? 1? ,1 ? ] . ?? ?? 8 分 2 3 2 2 2 2
(Ⅲ) b ? ac , cos x ?
2

a 2 ? c 2 ? b 2 a 2 ? c 2 ? ac 2ac ? ac 1 ? ? ? 2ac 2ac 2ac 2
???? 13分

1 ? cos x ? 1 . 2
16. (本小题满分 13 分) 解: (Ⅰ)设先后两次从袋中取出球的编号为 m, n , 则两次取球的编号的一切可能结果 (m, n) 有 6 ? 6 ? 36 种, 其中和为 6 的结果有 (1,5),(5,1),(2, 4),(4, 2),(3,3) ,共 5 种, 则所求概率为

5 . 36

??????3 分

1 C5 1 (Ⅱ)每次从袋中随机抽取 2 个球,抽到编号为 6 的球的概率 p ? 2 ? . C6 3

所以, 3 次抽取中,恰有 2 次抽到 6 号球的概率为

1 2 2 C32 p 2 (1 ? p) ? 3 ? ( ) 2 ( ) ? . 3 3 9
(Ⅲ)随机变量 X 所有可能的取值为 3, 4,5,6 .

??????8 分

5

P( X ? 3) ?

3 C3 1 , ? 3 C6 20

P( X ? 4) ?

C32 3 , ? 3 C6 20

2 C4 6 3 P( X ? 5) ? 3 ? ? , C6 20 10

P( X ? 6) ?

C52 10 1 ? ? . 3 C6 20 2

所以,随机变量 X 的分布列为:

3 5 4 1 3 3 P 20 20 10 1 3 3 EX ? 3 ? ? 4? ? 5? 20 20 10
X

6 1 2

? 6?

1 21 ? 2 4

?????13 分

17. (本小题满分 13 分) 证明: (Ⅰ)如图,以 C 为原点建立空间直角坐标系 C-xyz.则 B (3, 0, 0),

A (0, 4, 0), A1 (0, 4, 4), B1 (3, 0, 4), C1 (0, 4, 4).
C1

z A1

AC ? (0,?4,0) AC ? B1C ? 0
(Ⅱ)解法一:

B1C ? (?3,0,?4)
B1 所以 AC ? B1C ????4分 C

AC1 ? (0,?4,4)
设平面 B1 CD 的法向量为 m ? ( x, y, z) , 由 B1C ? m ? (?3,0,?4) ? ( x, y, z) ? ?3x ? 4z ? 0 且 CD ? m ? ( ,2,0) ? ( x, y, z ) ? 令 x = 4 得 m ? (4,?3,?3) , 所以

A D

y

B x B1 E C B C1

A1

3 2

3 x ? 2y ? 0, 2

A D

AC1 ? m ? (0,?4,4) ? (4,?3,?3) ? 0
所以 AC1∥平面 B1CD;

又 AC1 ? 平面B1CD

解法二:证明:连结 BC1,交 B1C 于 E,DE.

6

因为 直三棱柱 ABC-A1B1C1,D 是 AB 中点, 所以侧面 B B1C1C 为矩形,DE 为△ABC1 的中位线, 所以 DE// AC1. 因为 DE ? 平面 B1CD, AC1 ? 平面 B1CD, 所以 AC1∥平面 B1CD. (Ⅲ)解:由(Ⅰ)知 AC⊥BC, 设 D (a, b, 0)( a ? 0 , b ? 0 ) , ?????8分

??? ? 1 ??? ? BD 1 ? , 即 BD ? BA . AB 3 3 ? 4 ??? 4 所以 a ? 2 , b ? , BD ? ( ?1, , 0) . 3 3 ??? ? 4 所以 B1C ? (?3,0,?4) , CD ? (2, , 0) . 3 ?? ? 平面 BCD 的法向量为 n 1 ? (0,0,1) .
因为 点 D 在线段 AB 上,且 设平面 B1 CD 的法向量为 n 2 ? ( x, y,1) ,

?? ?

?3x ? 4 ? 0 ???? ?? ? ??? ? ?? ? ? 由 B1C ? n 2 ? 0 , CD ? n 2 ? 0 , 得 ? , 4 2x ? y ? 0 ? 3 ? ?? ? 4 4 所以 x ? ? , y ? 2 , n 2 ? ( ? , 2,1) . 3 3
设二面角 B ? CD ? B1 的大小为 ? , 所以

?? ? ?? ? n1 ? n 2 3 . cos ? ? ?? ? ?? ? ? 61 n1 n 2
3 61 . 61
?????????13分

所以 二面角 B ? CD ? B1 的余弦值为

18. (本小题满分 13 分) 解: (Ⅰ)椭圆的离心率为 e ?

1 , 2

又由连接椭圆的四个顶点得到的菱形面积为 4 3 可得 ab ? 2 3

a ? 2 b ? 3 c ? 1, 所求椭圆方程为
(Ⅱ)由 F2 (1,0) , l : y ? k ( x ? 1)
7

x2 y2 ? ? 1. 4 3

??? 6 分

? y ? k ( x ? 1) ? 2 整理得 (3 ? 4k 2 ) x 2 ? 8k 2 x ? 4k 2 ? 12 ? 0 ?x y2 ?1 ? ? 3 ?4 设 M ( x1 , y1 ) , N ( x2 , y 2 )
8k 2 , y1 ? y2 ? k ( x1 ? x2 ? 2) 3 ? 4k 2 PM ? PN ? ?x1 , y1 ? m? ? ?x2 , y2 ? m? = ?x1 ? x2 , y1 ? y2 ? 2m?
则 x1 ? x 2 ? 由于菱形对角线垂直,则 (PM ? PN) ? MN ? 0 得 ( x1 ? x2 ) ? 1 ? ( y1 ? y 2 ? 2m) ? k ? 0 当 k ? 0 时,上式恒成立.又 P、M、N 三点不共线,所以 m ? R 且m ? 0 当 k ? 0 时,由上式可得 m ?

k 3 3 , 解得 ? 且m ? 0 ?m? 2 3 ? 4k 12 12

故存在满足题意的 P, 当 k ? 0 时, m ? R 且m ? 0 . 当 k ? 0 时, m 的取值范围是 ? 19. (本小题满分 14 分) 解: (Ⅰ) a ? 1 , f ? x ? ?

3 3 且m ? 0 . ?m? 12 12

?????? 13 分

ln x ? 1 2 且 f ?e ? ? . x e (ln x ? 1)? x ? (ln x ? 1) x ? ? ln x ? 又 f ?( x) ? , x2 x2 1 f , ?e ? ? ? 2 . e 2 1 f ( x) 在点 (e, f (e)) 处的切线方程为: y ? ? ? 2 ( x ? e) , e e
即 x ? e 2 y ? 3e ? 0 . ????????? 4 分

(Ⅱ) f ( x) 的定义域为 (0,??) , f ?( x) ? 令 f ?( x) ? 0 得 x ? e 当 x ? (0, e 当 x ? (e
1?a
1? a

1 ? (ln x ? a ) , x2



) 时, f ?( x) ? 0 , f ( x) 是增函数;

1?a

,??) 时, f ?( x) ? 0 , f ( x) 是减函数;
??? 8 分

f ( x) 在 x ? e1?a 处取得极大值,即 f ( x)极大值 ? f (e1?a ) ? e a?1 .
(Ⅲ) (i)当 e
1? a

? e 2 ,即 a ? ?1 时,

8

由(Ⅱ)知 f ( x) 在 (0, e1?a ) 上是增函数,在 (e1?a , e 2 ] 上是减函数, 当x?e
1? a

时, f ( x) 取得最大值,即 f ( x) max ? e a?1 .
?a

又当 x ? e

时, f ( x) ? 0 ,

当 x ? (0, e ?a ] 时, f ( x) ? 0 ,当 x ? (e ? a , e 2 ] 时, f ( x) ? (0, e a?1 ] , 所以, f ( x) 的图像与 g ( x) ? 1 的图像在 (0, e 2 ] 上有公共点, 等价于 e
a ?1

? 1,解得 a ? 1 ,

又因为 a ? ?1 ,所以 a ? 1 . (ii)当 e
1? a

? e 2 ,即 a ? ?1 时, f ( x) 在 (0, e 2 ] 上是增函数,
2?a , e2

f ( x) 在 (0, e 2 ] 上的最大值为 f (e 2 ) ?
原问题等价于

2?a ? 1 ,解得 a ? e 2 ? 2 , 2 e

又 a ? ?1 无解 综上, a 的取值范围是 a ? 1 . 20. (本小题满分 14 分) 解: (I)由已知 b1 ? 2,4S n ?b n bn?1 得 b2 ? 4 ,

?????? 14 分

4S n?1 ? bn?1bn ?n ? 2? , 4bn ? bn ?bn?1 ? bn?1 ? ,
由题意 bn ? 0 ,即 bn?1 ? bn?1 ? 4(n ? 2) ,

当 n 为奇数时, bn ? 2n ;当 n 为偶数时, bn ? 2n . 所以 数列 {bn }的通项公式为 bn ? 2n(n ? N * ) . (Ⅱ)解法一: 由已知,对 n ? 2 有 ????4 分

n ? an 1 n 1 , ? ? ? an?1 ?n ? 1?an ?n ? 1?an n ? 1

两边同除以 n ,得

1 1 1 ? ? , nan?1 ?n ? 1?an n?n ? 1?



1 1 1? ? 1 ? ? ?? ? ?, nan?1 ?n ? 1?an ? n ?1 n ?

9

于是,

n ?1 ? 1 ? 1? ? 1 ? 1 ? 1 = ? ? ? ? ? ? ? k ? 1 ? k ? = ? ?1 ? n ? 1 ? , ?k ? 1?ak ? k ?2 ? ? ? ? k ? 2 ? kak ?1

n ?1



1 1 1 ? 1 1 ? 1 ? 3n ? 2 ? , ? ? ??1 ? ? ? ?1 ? ? , n ? 2 ,所以 ?= ?n ? 1?an a2 ? n ? 1 ? ?n ? 1?an a2 ? n ? 1 ? n ? 1
1 1 ? , n ? 2 ,又 n ? 1 时也成立,故 a n ? ,n? N . 3n ? 2 3n ? 2
???8 分

an ?

所以 cn ? 2n ? 2 n , Pn ? 4 ? (n ? 1)2 n?2 解法二:也可以归纳、猜想得出 a n ?
2 (Ⅲ)当 k ? 2 ,有 ak ?

1 ,然后用数学归纳法证明. 3n ? 2

?3k ? 2?

1

2

?

1 1? 1 1 ? ? ? ? ?, ?3k ? 4??3k ? 1? 3 ? 3k ? 4 3k ? 1 ?

所以 n ? 2 时,有

?a
k ?1

n

2 k

1 ?? 1 1 ? ? 1 1 ? 1 ?? ? 1 2 ? 1 ? ? ak ? 1 ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? 3 ?? 2 5 ? ? 5 8 ? ? 3n ? 4 3n ? 1 ?? k ?2
n

=1 ?

1 7 1?1 1 ? ? ? ? ? 1? ? . 6 6 3 ? 2 3n ? 1 ?
n 7 7 ? 2 . 故对一切 n ? N ,有 ? a k ? . 6 6 k ?1

2 当 n ? 1 时, a1 ? 1 ?

???14 分

10


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