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山东省济南市2013届高三上学期期末考试 理科数学


2013 年 1 月高三教学质量调研考试

理 科 数 学
本试题分为第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,共 4 页. 考试时间 120 分钟。满分 150 分,考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回. 注意事项: 1.答题前,考生务必用 0.5 毫米黑色签字笔将自己的姓名、座号、考生号、县区和 科类写在答题卡和试卷规定的位置上. 2. 第Ⅰ卷

每小题选出答案后,用 2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;如 需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其它答案标号,答案不能答在试卷上. 3. 第Ⅱ卷必须用 0.5 毫米黑色签字笔作答,答案必须写在答题卡各题目指定区域内 相应的位置,不能写在试卷上;如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新的答案; 不能使用涂改液、胶带纸、修正带.不按以上要求作答的答案无效. 4.填空题请直接填写答案,解答题应写出文字说明、证明过程或演算步骤.

第 I 卷(选择题 共 60 分)
一、选择题:(本大题共 12 个小题,每小题 5 分,共 60 分.每小题给出的四个选项中只有 一项是符合题目要求的) 1. 设全集 U ? R ,集合 M ? {x | x2 ? 2x ? 3 ? 0} , N ? {x | ?1 ? x ? 4} ,则 M ? N 等 于 A. {x |1 ? x ? 4} 2. 复数

{ B. x | ?1 ? x ? 3}

{ C. x | ?3 ? x ? 4}

{ D. x | ?1 ? x ? 1}

1? i 表示复平面内的点位于 2?i
B.第二象限 B. c ? b ? a C.第三象限 C. b ? a ? c D.第四象限 D. c ? a ? b
0.3

A.第一象限 A. a ? b ? c

3. 设 a ? 3 , b ? log? 3, c ? log0.3 e 则 a, b, c 的大小关系是 4. 将函数 f ( x) ? sin(2 x ? 为 A. y ? sin 2x 5. 已知函数 f ( x) ? B. y ? cos 2x C. y ? sin(2 x ?

?
6

) 的图象向右平移

?
6

个单位后,所得的图象对应的解析式

2? ? ) D. y ? sin(2 x ? ) 3 6

1 x (e ? e ? x ) , 则 f ( x) 的图象 2

A. 关于原点对称 C.关于 x 轴对称

B.关于 y 轴对称 D. 关于直线 y ? x 对称

6. 一个锥体的主视图和左视图如图所示,下面选项中,不可能是该锥体的俯视图的是

x2 y 2 x2 y 2 ? ? 1 ,双曲线 2 ? 2 ? 1(a ? 0, b ? 0) 的焦点是椭圆的顶点, 顶 7. 已知椭圆方程 a b 4 3
点是椭圆的焦点,则双曲线的离心率为 A. 2 B. 3 C. 2 D. 3

? x ? y ? 11 ? 0 ? 8. 设实数 x, y 满足不等式组 ?3 x ? y ? 3 ? 0 ?x ? 0 ?
A. 13 B. 19

,则 z ? 2 x ? y 的最大值为

C. 24

D. 29

2 9. 已知等比数列 {an } 满足 a1 ? 2, a3 ? a5 ? 4a6 ,则 a3 的值为

A.

1 2

B. 1

C. 2

D.

1 4

10. 非零向量 a, b 使得 | a ? b |?| a | ? | b | 成立的一个充分非必要条件是

? ?

? ?

?

?

? ? A. a / / b
x

? ? ? B. a ? 2b ? 0

? ? a b C. ? ? ? |a| |b|

D. a ? b

?

?

11. 设函数 f ? x ? ? 2 ,则如图所示的函数图象对应的函数是

A. y ? f ?| x |?

B. y ? ? | f ? x ? |

C. y ? ? f ? ? | x |? D. y ? f ? ? | x |?

12. 已知定义在 R 上的函数 f ( x ) ,对任意 x ? R ,都有 f ? x ? 6? ? f ? x ? ? f ?3? 成立, 若函数 y ? f ? x ? 1? 的图象关于直线 x ? ?1 对称,则 f ? 2013? ? A. 0 B. 2013 C. 3 D. ?2013

第Ⅱ卷(非选择题
13.

共 90 分)

二、填空题:(本大题共 4 个小题,每小题 4 分,共 16 分)

?

2

1

x2 dx ?


开始

S ?1
i ?3


S ? 100


输出i

S ? S ?i i ?i?2

结束

14. 已知程序框图如右图所示,则输出的 i ?
2



15. 若圆 C 以抛物线 y ? 4 x 的焦点为圆心,截此抛物线的准线所得弦长为 6,则该圆 的标准方程是 16. 根据下面一组等式 ;

S1 ? 1 S2 ? 2 ? 3 ? 5 S3 ? 4 ? 5 ? 6 ? 15 S 4 ? 7 ? 8+9+10=34 S5 ? 11 ? 12 ? 13 ? 14 ? 15 ? 65 S6 ? 16 ? 17 ? 18 ? 19 ? 20 ? 21 ? 111 S7 ? 22 ? 23 ? 24 ? 25 ? 26 ? 27 ? 28 ? 175 ? ? ? ? ? ?
可得 S1 ? S3 ? S5 ? ?? S2n?1 ? 三、解答题:(本大题共 6 小题,共 74 分) 17. (本小题满分 12 分) 在 ?ABC 中,角 A, B, C 的对边分别为 a, b, c. 且满足 ? 2b ? c ? cos A ? a cos C. (1)求角 A 的大小; .

(2)若 b ? 2, c ? 3 ,求 | AB ? AC | . 18. (本小题满分 12 分) 已知等差数列 ?an ? 的前 n 项和为 Sn , a3 ? 5, S6 ? 36 , (1)求数列 ?an ? 的通项公式; (2) 设 bn ? 2 n ,求数列 {bn } 的前 n 项和 Tn .
a

??? ??? ? ?

19. (本小题满分 12 分) 设函数 f ? x ? ? e sin x
x

(1)求函数 f ? x ? 单调递增区间; (2)当 x ? [0, ? ] 时,求函数 f ? x ? 的最大值和最小值.

20. (本小题满分 12 分) 已知四棱锥 P ? ABCD 的底面是直角梯形,

1 AB / / CD, AD ? AB, AD ? AB ? CD ? 1 , 2
PD ? 面ABCD , PD ? 2 , E 是 PC 的中点
(1)证明: BE / /面PAD ; (2)求二面角 E ? BD ? C 的大小.

21. (本小题满分 13 分) 已知椭圆

(第 20 题)

x2 y 2 ? ? 1(a ? b ? 0) 过点 ? 0,1? ,其长轴、焦距和短轴的长的平方依次成 a 2 b2

等差数列.直线 l 与 x 轴正半轴和 y 轴分别交于点 Q 、 P ,与椭圆分别交于点 M 、 N , 各点均不重合且满足 PM ? ?1 MQ, PN ? ?2 NQ (1)求椭圆的标准方程; (2)若 ?1 ? ?2 ? ?3 ,试证明:直线 l 过定点并求此定点. 22. (本小题满分 13 分) 设函数 f ? x ? ? x ? ax ? ln x .
2

???? ?

???? ??? ? ?

????

(1)若 a ? 1 ,试求函数 f ? x ? 的单调区间; (2)过坐标原点 O 作曲线 y ? f (x) 的切线,证明:切点的横坐标为 1; (3)令 g ? x ? ?

f ? x? ,若函数 g ? x ? 在区间(0,1]上是减函数,求 a 的取值范围. ex

2013 届高三教学质量调研考试 理科数学参考答案
一、 选择题: 1.D 2. A 3. B 4. D 5. A 6.C 7.C 8.A 12.A 二、填空题:(本大题共 4 个小题,每小题 4 分,共 16 分) 13. 9.B 10.B 11.C

7 3

14. 9

15. ( x ?1)2 ? y 2 ? 13 ;

16. n4 -----3 分 -------5 分

三、解答题: 17. 解: (1)由正弦定理可得: 2sin B cos A ? sin C cos A ? cos C sin A,

?2 s i n B

c o s? A

s An (C ? ) B i n i? s

1 ? sin B ? 0,? cos A ? . 2 ?A?

? . 3

--------------------8 分

??? ??? 2 ??? 2 ??? 2 ? ? ? ? ??? ??? ? ? (2) AB ? AC ? AB ? AC ? 2 AB AC cos A
? 7 ? 2 3.
--------11 分 -----12 分

??? ??? ? ? ? AB ? AC ? 7 ? 2 3

? a1 ? 2d ? 5 ? a3 ? 5 ? 18. 解 : ( 1 ) 设 {an } 的 公 差 为 d, ? ? ; 则 ? 6?5 ? S6 ? 35 ?6a1 ? 2 d ? 36 ?
------3 分 即?

? a1 ? 2d ? 5 ?a1 ? 1 ,解得 ? , ? a1 ? 5d ? 6 ?d ? 2

-------6 分

?an ? 1 ? 2(n ?1) ? 2n ?1,(n ? N * ) .
(2) bn ? 2 n ? 2
a 2n?1

------8 分

?Tn ? 21 ? 23 ? 25 ? ?? 22n?1

--------------10 分

?

2 ( 1 n4 ) ? ? 1? 4

n 2(4 ? 3

1)

-----12 分 ------- --------------------------------2 分 -----4 分

19.解:(1) f ' ( x) ? ex (sin x ? cos x)

? 2e x sin( x ? ) 4 f ' ( x) ? 0,? sin( x ? ) ? 0. 4 ? 2 k? ? x ?

?

?

--------6 分

?
4

? 2k? ? ? , 即2k? ?

?

3 ? x ? 2 k? ? ? , 4 4
--------8 分

? 3 ? ? f ( x)单调增区间为 ?2k? ? , 2k? ? ? ? , k ? Z 4 4 ? ?
(2) x ??0, ? ? ,

? 3 ? ?3 ? 由()知,x ? ?0, ? ? 是单调增区间,x ? ? ? , ? ? 是单调减区间 ----10 分 1 ? 4 ? ?4 ? 3 2 3? f (0) ? 0, f (? ) ? 0, f ( ? ) ? e4 , 4 2
所以 f max ? f (

3? 2 4 )? e , f min ? f (0) ? f (? ) ? 0 4 2

3?

--------12 分

20. (本小题满分 12 分) 证明:取 PD 的中点为 F , 连接 EF,

z

EF // CD, EF ?

1 CD, ------------2 分 2

F

1 AB // CD且AB ? CD, 又 2 ? EF // AB, EF ? AB,
? ABEF 是平行四边形, ? BE // AF ,
---------4 分

y

x

又BE ? 面PAD,AF ? 面PAD, ? BE / /面PAD.
(2)建系:以 DA,DB,DP 分别为 x 轴、y 轴、z 轴,

-------6 分

B(1,1,0),C(0,2,0), P(0,0, 2 ), 则
??? ? ??? ? 2 DB ? (1,1, 0), BE ? (?1, 0, ) 2
------------------------------8 分

E (0,1,

2 ) 2

-------7 分

? 设平面EDB的法向量为n ? ( x, y, z)

?x ? y ? 0 ? ? 2 z?0 ?? x ? ? 2

? ?n ? ( x, ?x, 2x) ? x(1, ?1, 2) ? ? n ? (1, ?1, 2) 令 x=1,则
?? 平面ABCD的法向量为m ? (0,0,1), 又因为
cos m, n ? 2 , 二面角 E ? BD ? C 为 450. 2

-----10 分

---12 分

21.解:(1)设椭圆方程为

x2 y2 ? ? 1(a ? b ? 0) ,焦距为 2c, a2 b2

-------1 分

2 2 2 2 ( 2 ( 2 2 由题意知 b=1,且 2a) ? 2b) ? (2c),又 a ? b ? c 2 得 a ? 3.

-------------3 分

x2 ? y2 ? 1 所以椭圆的方程为 3

---------5 分

(2) 由题意设 P(0, m),Q( x0 ,0), M ( x1 , y1 ), N ( x2 , y2 ) ,设 l 方程为 x ? t ( y ? m) , 由 PM ? ?1 MQ 知 ( x1 , y1 ? m) ? ?1 ( x0 ? x1 ,? y1 ) ∴

y1 ? m ? ? y1?1









?1 ? 0





?1 ?

m ?1 y1

-----------------7 分 同理由 PN ? ?2 NQ 知 ?2 ?

??? ?

????

m ?1 y2
( * )

∵ ------8 分

?1 ? ?2 ? ?3 , ∴ y1 y2 ? m( y1 ? y2 ) ? 0
?x 2 ? 3 y 2 ? 3 得 (t 2 ? 3) y 2 ? 2mt2 y ? t 2 m 2 ? 3 ? 0 ? x ? t ( y ? m)
2 4 2 2 2

联立 ?

∴需 ? ? 4m t ? 4(t ? 3)(t m ? 3) ? 0 且 有 y1 ? y 2 ? -------10 分

(**)

2 m t2 t 2m2 ? 3 , y1 y 2 ? 2 t2 ? 3 t ?3

( *** )

2 2 2 2 (***)代入(*)得 t m ? 3 ? m ? 2mt ? 0 ,∴ (mt) ? 1 ,

由 题 意 ----------12 分 得 l

mt ? 0





mt ? ?1

(







**



)



方 程 为

x ? ty ? 1 , 过 定 点 (1,0), 即

P

为 定 点 .

---------------13 分
2 22.解: (1) a ? 1 时, f ( x) ? x ? x ? lnx( x ? 0)

-------1 分 ---------3 分

? f '( x) ? 2 x ? 1 ?

1 (2 x ? 1)( x ? 1) ? x x

? 1? ?1 ? x ? ? 0, ? , f ' ? x ? ? 0, x ? ? , ?? ? , f ' ? x ? ? 0 ? 2? ?2 ? ? 1? ?1 ? f ? x ? 的减区间为 ? 0, ? ,增区间 ? , ?? ? ? 2? ?2 ?
-------5 分

(2)设切点为 M t, f ?t ? , f ' ? x ? ? 2 x ? ax ? 切线的斜率 k ? 2t ? a ? ,又切线过原点 k ?

?

?

1 x

1 t

f ?t ? t

f ?t ? 1 ? 2t ? a ? ,即:t 2 ? at ? ln t ? 2t 2 ? at ? 1? t 2 ? 1 ? ln t ? 0 t t
-------------7 分

t ? 1 满足方程 t 2 ? 1 ? ln t ? 0 ,由 y ? 1 ? x2 , y ? ln x 图像可知 x 2 ? 1 ? ln x ? 0
有唯一解 x ? 1 ,切点的横坐标为 1;
2 或者设 ? ? t ? ? t ?1 ? ln t , ? ' ? t ? ? 2t ? ? 0

-----8 分

1 t

? ?t ? 在? 0,?? 递增 , 且 ? ?1? =0 , 方 程 t 2 ? 1 ? lt ?n +
--------9 分 (3) g ' ? x ? ?

有0 唯 一 解

f '? x? ? f ? x? ,若函数 g ? x ? 在区间(0,1]上是减函数, ex
1 ( ? ln x ? a ? x ? 1? ? 0 --- *) x

则 ?x ? (0,1], g ' ? x ? ? 0,即: f ' ? x ? ? f ? x ? , 所以 x 2 ? 2 x ? ------------10 分

设h ? x ? ? x 2 ? 2 x ?

1 ? ln x ? a ? x ? 1? x

?1 ? x ? ? 2 x2 ? 2 x ? 1? 1 1 h ' ? x ? ? 2x ? 2 ? 2 ? ? a ? ? ?2? a x x x2
若 a ? 2 ,则 h ' ? x ? ? 0, h ? x ? 在 ? 0,1? 递减, h ? x ? ? h ?1? ? 0 即 不 等 式

f '?

? ? x? ?

,? f

x ( ?



0x



,



1

]

----------------------11 分 若 a ? 2 ,?? ? x ? ? 2 x ?

1 1 2 1 ? ? 2 ?? ' ? x ? ? 2 ? 3 ? 2 ? 0 2 x x x x

? ? x ? 在 ? 0,1? 上递增, ? ? x ? ? ? ?1? ? ?2

?x0 ? ? 0,1? , 使得? ? x0 ? ? ?a x ? ? x0 ,1? ,? ? x ? ? ?a ,即 h ' ? x ? ? 0 , h ? x ? 在? x0 ,1? 上递增, h ? x ? ? h ?1? ? 0
这 与

?x ? ? 0

?

, , 1 x 2 ? 2 x ? ? ln x ? a ? x ? 1? ? 0

1 x





----------------------------12 分 综 上 所 述 ,

a?2

-----------------------------------------13 分
g '? x? ? f '? x? ? f ? x? ,若函数 g ? x ? 在区间(0,1]上是减函数, ex

解法二: 则

?x ? (0,1], g ' ? x ? ? 0,即: f ' ? x ? ? f ? x ?
1 x x?







x2 ? 2

?l ?

? -----------------10 分 nx ?a

1

x?

0

?

显然 x ? 1 ,不等式成立 当

x ? ? 0,1?



,

1 x 2 ? 2 x ? ? ln x x a? 1? x







-------------------------------------11 分 1 1 1 x 2 ? 2 x ? ? ln x ? x 2 ? 2 x ? 1 ? 2 ? ? ln x x x x 设 h ? x? ? , h '? x? ? 2 1? x ?1 ? x ? 设 ? ? x ? ? ? x ? 2x ?1 ?
2

?1 ? x ?? 2 ? x ? ? 0 1 1 ? ? ln x, ? ' ? x ? ? 2 ?1 ? x ? ? 2 x x x3
递 增 ,

? ? x?



? 0,1?



? ? x ? ? ? ?1? ? 0
x2 ? 2 x ?





h ' ? x? ? 0

-----------------------------12 分

h ? x ? 在 ? 0,1? 上递减, h ? x ? ? h ?1? ? lim
x ?1

1 ? ln x 1 1 ? ? x ? lim ? ?2 x ? 2 ? ? 2 ? ? 2 x ?1 1? x x x ? ?





a?2

----------------------------------------------------------------13 分


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