理科数学 兰州市2015年高三试卷
精品
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单选题 本大题共12小题,每小题5分,共60分。在每小题给出的4个选项中,有且只有一项是符合题目要求。
1
题型: 单选题
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分值: 5分

1.已知集合A={x||x -|≤},B={x|y=lg(4x-x2)},则A∩B等于(   )

A(0,2]

B[-1,0)

C[2,4)

D[1,4)

正确答案

A

解析

∵A=[-1,2],B=(0,4),则A∩B=(0,2].故选A.

知识点

导数的加法与减法法则
1
题型: 单选题
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分值: 5分

3.已知函数f(x)=cos(2x-),若存在a∈(0,π),使得f(x+a)=f(x-a)恒成立,则a的值是(   )

A

B

C

D

正确答案

D

解析

依题意可得,2x+2a-=2x-2a-+2kπ(k∈Z),∴a=(k∈Z),∵a∈(0,π),∴a=.故选D.

知识点

平行公理
1
题型: 单选题
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分值: 5分

9.下图是某算法的程序框图,若程序运行后输出的结果是27,则判断框①处应填入的条件是(     )

An>2

Bn>3

Cn>4

Dn>5

正确答案

B

解析

由框图的顺序,s=0,n=1,s=(s+n)n=(0+1)×1=1;n=2,依次循环s=(1+2)×2=6,n=3;注意此刻3>3仍然是“否”,所以还要循环一次s=(6+3)×3=27,n=4,此刻输出s=27.故选B.

知识点

求函数y=Asin(ωx+φ)的解析式
1
题型: 单选题
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分值: 5分

5.从平行六面体的8个顶点中任取5个顶点为顶点,恰好构成四棱锥的概率为(   )

A

B

C

D

正确答案

D

解析

四棱锥的底面可由6个侧面和6个对角面构成,每个底面对应4个四棱锥,故所求概率为P=.故选D.

知识点

直线与平面垂直的判定与性质
1
题型: 单选题
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分值: 5分

8.某几何体的三视图如图所示,当a+b取最大值时,这个几何体的体积为(   )

A

B

C

D

正确答案

D

解析

由三视图知这个几何体是一个三棱锥P—ABC

其中PA⊥面ABC,AB=1,

PB=a,BC=b,PC=,∠BAC=90°

设PA=x,AC=y,则a2+b2=8,

=4知当a=b=2时a+b取最大值,此时x=y=

故三棱锥P—ABC的体积V=

故选D.

知识点

函数单调性的性质
1
题型: 单选题
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分值: 5分

7.设直线x+y=1与抛物线y2=2px(p>0)交于A,B两点,若OA⊥OB,则△OAB的面积为(   )

A1

B

C

D2

正确答案

B

解析

设A(x1,y1),B(x2,y2

由x+y=1与抛物线y2=2px,得y2+2py-2p=0,

解得y1=-p+,x1=1+p-

y2=-p-,x2=1+p+

由OA⊥OB得,x1x2+y1y2=0

即[(1+p)2-(p2+2p)]+[p2-(p2+2p)]=0

化简得2p=1,

从而A(),B(

OA2=x12+y12=5-2,OB2=x22+y22=5+2

△OAB的面积S=|OQ||OB|=

故选B.

知识点

线面角和二面角的求法
1
题型: 单选题
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分值: 5分

10.已知双曲线(a>0,b>0),被方向向量为k=(6,6)的直线截得的弦的中点为(4,1),则该双曲线离心率的值是(   )

A

B

C

D2

正确答案

A

解析

点差得,=0,即=0,∴,e2=1+.故选A.

知识点

幂函数的概念、解析式、定义域、值域
1
题型: 单选题
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分值: 5分

2.若i为虚数单位,图中网格纸的小正方形的边长是1,复平面内点Z表示复数z,那么复数对应的点位于复平面内的(   )

A第一象限

B第二象限

C第三象限

D第四象限

正确答案

D

解析

由图知,z=2+i,

则对应的点位于复平面内的第四象限.

故选D.

知识点

导数的加法与减法法则
1
题型: 单选题
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分值: 5分

4.设Sn为等差数列{an}的前n项和,若Sn=,Sm=(m≠n),则Sm+n-4的符号是(    )

A

B

C非负

D非正

正确答案

A

解析

∵Sn=na1+d=,Sm=ma1+d=,解得d=,a1=

∵故Sm+n-4=(m+n)a1+d-4=>0(∵m≠n).故选A.

知识点

导数的乘法与除法法则
1
题型: 单选题
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分值: 5分

6.设f(x)=(1+x)6(1-x)5,则导函数f ′(x)中x2的系数是(   )

A0

B15

C12

D-15

正确答案

D

解析

计算f′(x)中x2的系数较麻烦,只需计算f(x)中x3的系数.

f(x)=(1+x)(1-x25=(1-x25+x(1-x25,x3的系数为0-=-5,∴含x3的项为-5x3

故函数f′(x)中x2的系数是-15.故选D.

知识点

抛物线焦点弦的性质
1
题型: 单选题
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分值: 5分

12.两球O1和O2在棱长为1的正方体ABCD—A1B1C1D1的内部,且互相外切,若球O1与过点A的正方体的三个面相切,球O2与过点C1的正方体的三个面相切,则球O1和O2的表面积之和的最小值为(   )

A3(2-

B4(2-

C3(2+

D4(2+

正确答案

A

解析

∵AO1=R1,C1O2=R2,O1O2=R1+R2

∴(+1)(R1+R2)=

R1+R2=

球O1和O2的表面积之和为4π(R12+R22)≥4π ·2(2=2π(R1+R22=3(2-)π.

故选A.

知识点

幂函数的图像
1
题型: 单选题
|
分值: 5分

11.函数f(x)=(x-a)ex在区间(2,3)内没有极值点,则实数a的取值范围是(   )

A(-∞,3]∪[4,+∞)

B[3,4]

C(-∞,3]

D[4,+∞)

正确答案

A

解析

f′(x)=(x+1-a)ex,依题意,x+1-a≥0或x+1-a≤0区间(2,3)内恒成立,

∴a≤3或a≥4.故选A.

知识点

函数的值域
简答题(综合题) 本大题共58分。简答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。
1
题型:简答题
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分值: 12分

21.已知函数f(x)=alnx+x2(a为实数).

(Ⅰ)求函数f(x)在区间[1,e]上的最小值及相应的x值;

(Ⅱ)若存在,使得f(x)≤(a+2)x成立,求实数a的取值范围.

正确答案

(Ⅰ)解:f(x)=alnx+x2的定义域为(0,+∞),f′(x)=+2x=

当x[1,e]时,2x2[2,2e2].

若a≥-2,f′(x)在[1,e]上非负(仅当a=-2,x=-1时,f′(x)=0),

故f(x)在[1,e]上单调递增,此时f(x)min=f(1)=1;

若-2e2<a<-2,令f′(x)<0,解得1≤x<,此时f(x)单调递减;

令f′(x)>0,解得<x≤e,此时f(x)单调递增,

∴f(x)min=f()=

若a≤-2e2,f′(x)在[1,e]上非正(仅当a=-2e2,x=e时,f′(x)=0),

故f(x)在[1,e]上单调递减,此时f(x)min=f(e)=a+e2

综上所述,得a≥-2时,f(x)min=1,相应的x=1;

当-2e2<a<-2时,f(x)min=,相应的x=

当a≤-2e2时,f(x)min=a+e2,相应的x=e.

(Ⅱ)解:不等式f(x)≤(a+2)x可化为a(x-lnx)≥x2-2x.

∵x[1,e],∴lnx≤1≤x且等号不能同时成立,∴lnx<x,即x-lnx>0,

因而a≥,x[1,e],

令g(x)=(x[1,e]),则g′(x)=

当x[1,e]时,x-1≥0,lnx≤1,x+2-2lnx>0,

从而g′(x)≥0(仅当x=1时取等号),∴g(x)在[1,e]上是增函数,

故g(x)min=g(1)= -1,∴实数a的取值范围是[-1,+∞).

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知识点

轨迹方程
1
题型:简答题
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分值: 12分

17.在△ABC中,a,b,c分别是角A、B、C的对边,且

(Ⅰ)求角B的大小;

(Ⅱ)若△ABC的面积S=,a=1,求边AC上的中线BD的长.

正确答案

(Ⅰ )解:

2sinAcosB+sin(B+C)=0,

即2sinAcosB+sinA=0,

而sinA≠0,∴cosB=-,B=

(Ⅱ)解:因S=acsinB,又S=,a=1,sinB=,则c=4.

解法一:由余弦定理b2=a2+c2-2accosB,得b=

由cosC=,得

解得BD=

解法二:作AE平行于BC,并延长BD交AE于E,

在△ABE中,∠BAE=,AB=4,AE=1,且BD=BE,

又BE2=AB2+AE2-2AB·AEcosA,

即BE2=16+1-2×4×1×=13,这样

BD=BE=

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导数的乘法与除法法则
1
题型:简答题
|
分值: 12分

20.如图,椭圆C:(a>b>0)的离心率e=,左焦点为F,A,B,C为其三个顶点,直线CF与AB交于点D,若△ADC的面积为15.

(Ⅰ)求椭圆C的方程;

(Ⅱ)是否存在分别以AD,AC为弦的两个相外切的等圆?若存在,求出这两个圆的圆心坐标;若不存在,请说明理由.

正确答案

(Ⅰ)解:设左焦点F的坐标为(-c,0),其中c=

∵e=,∴a=c,b=c.

∴A(0,c),B(-c,0),C(0,-c),

∴AB:,CF:

联立解得D点的坐标为(-c,c).

∵△ADC的面积为15,∴|xD|·|AC|=15,即·c·2·c=15,

解得c=3,∴a=5,b=4,∴椭圆C的方程为

(Ⅱ)由(Ⅰ)知,A点的坐标为(0,4),D点的坐标为(-,1).

假设存在这样的两个圆M与圆N,其中AD是圆M的弦,AC是圆N的弦,

则点M在线段AD的垂直平分线上,点N在线段AC的垂直平分线y=0上.

当圆M和圆N是两个相外切的等圆时,一定有A,M,N在一条直线上,且AM=AN.

∴M、N关于点A对称,设M(x1,y1),则N(-x1,8-y1),

根据点N在直线y=0上,∴y1=8.∴M(x1,8),N(-x1,0),

而点M 在线段AD的垂直平分线y-=-(x+)上,可求x1=-

故存在这样的两个圆,且这两个圆的圆心坐标分别为

M(-,8),N(0).

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椭圆的定义及标准方程圆锥曲线中的探索性问题直线、圆及圆锥曲线的交汇问题
1
题型:简答题
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分值: 12分

19.已知袋内有标有1~6数字的小球6个,球除标号不同外完全相同,甲、乙两人玩“摸球赢枣”的游戏,由丙做裁判,游戏规定由丙从袋中有放回的摸三次球,记第1、2、3次摸到的球的标号分别为a,b,c,然后将所得的数代入函数f(x)=ax2+bx+c,若所得到的函数无零点,则甲输一个枣给乙,若所得到的函数有零点,则乙输四个枣给甲.

(Ⅰ)记函数的零点的个数为,求的分布列和数学期望;

(Ⅱ)根据两人得枣的数学期望,该游戏公平吗?若不公平,谁吃亏?

正确答案

(Ⅰ)解:ξ的可能取值为0,1,2.f(x)=ax2+bx+c的判别式Δ=b2-4ac,

当Δ=0时,b为偶数,b=2时,a=1,c=1;

b=4时,a=1,c=4或a=2,c=2或a=4,c=1;

b=6时,a=3,c=3,∴P(ξ=1)=

当Δ≥0时,有b≥3,b=3时,ac≤2,有3种;

b=4时,ac≤4,有9种;b=5时,ac≤6,

有14种;b=6时,ac≤9,有17种,共计43种.

∴ξ=1的情形有43-5=38种,∴P(ξ=2)=

P(ξ=0)=1- P(ξ=1)-P(ξ=2)=

∴ξ的分布列为:

数学期望 Eξ=

(Ⅱ)甲得枣的数学期望是

乙得枣的数学期望是

∴该游戏不公平,甲吃亏.

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与长度、角度有关的几何概型
1
题型:简答题
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分值: 10分

22.请考生在下列三题中任选一题作答,如果多做,则按所做的第一题计分,做答时请写清题号.

1.设AB为圆O的直径,AB=10.E为线段AO上一点,OE=AB.过E作一直线交圆O于C,D两点,使得∠CEA=45°.试求CE2+ED2的值.

2.设直线l的参数方程为(t为参数),若以直角坐标系xOy的O点为极点,Ox轴为极轴,选择相同的长度单位建立极坐标系,得曲线C的极坐标方程为=

(Ⅰ)将曲线C的极坐标方程化为直角坐标方程,并指出曲线是什么曲线;

(Ⅱ)若直线l与曲线C交于A,B两点,求|AB|.

3.若实数a,b满足ab>0,且a2b=4,若a+b≥m恒成立.

(Ⅰ)求m的最大值;

(Ⅱ)若2|x-1|+|x|≤a+b对任意的a,b恒成立,求实数x的取值范围.

正确答案

1.

∵AB=10,OE=AB.作OH⊥CD于H,则OH=OE,

CD=2==AB.

由相交弦定理知CE·ED=AE·EB=(AB-AB)(AB+AB)=AB2

∴CE2+ED2=(CE+ED)2-2CE·ED=AB2-AB2=AB2=50.

2.

3.

(Ⅰ)解:由题设可得b=>0,∴a>0.∴a+b=a+=≥3,

当a=2,b=1时,a+b取得最小值3,∴m的最大值为3.

(Ⅱ)解:要使2|x-1|+|x|≤a+b对任意的a,b恒成立,须且只须2|x-1|+|x|≤3.

用零点区分法求得实数x的取值范围是-≤x≤

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导数的乘法与除法法则
填空题 本大题共5小题,每小题5分,共25分。把答案填写在题中横线上。
1
题型:填空题
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分值: 5分

16.关于x的不等式有唯一整数解x=1,则的取值范围是_______。

正确答案

,1)

解析

x2+ax+2b<0,依题意方程x2+ax+2b=0只有唯一的整数解x=1,

∴方程x2+ax+2b=0一根在[0,1)内,另一根在(1,2]内

即函数f(x)=x2+ax+2b的图象与x轴在[0,1)和(1,2]内各有一个交点.

,作出可行域,如图所示:

为可行域内的点(a,b)与定点P(1,2)的连线的斜率,

由图可知,kPA<<kPB,其中点A(-3,1),B(-1,0),

∴kPA=,kPB=1,故的取值范围是(,1).

知识点

指数函数的图像与性质分式不等式的解法
1
题型:填空题
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分值: 12分

18.在三棱柱ABC-A1B1C1中,AB=BC=CA=AA1=2,侧棱AA1⊥面ABC,D、E分别是棱A1B1,AA1的中点,点F在棱AB上,且AF=AB.

(Ⅰ)求证:EF∥平面BDC1

(Ⅱ)求二面角E-BC1-D的余弦值.

正确答案

(Ⅰ)证明(证法一):设O为AB的中点,连结A1O,

∵AF=AB,O为AB的中点,∴F为AO的中点,

又E为AA1的中点,∴EF∥A1O.

又∵D为A1B1的中点,O为AB的中点,∴A1D=OB.

又A1D∥OB,∴四边形A1DBO为平行四边形.

∴A1O∥BD.又EF∥A1O,∴EF∥BD.

又EF平面DBC1,BD平面DBC1

∴EF∥平面DBC1

(证法二)建立如图所示的坐标系.(坐标系建立仅为参考)

∵AB=BC=CA=AA1=2,D、E分别为A1B1、AA1的中点,

AF=AB.

E(-1,0,1),F(-,0,0),B(1,0,0),D(0,0,2),

C1(0,,2).

设平面DBC1的法向量为n=(x,y,z).

=(,0,-1),=(-1,0,2),=(-1,,2).

·n=-x+2z=0,·n=-x+y+2z=0,

令z=1,则y=0,x=2,∴n=(2,0,1).

·n=×2+0×0+(-1)×1=0,∴n

又EF平面BDC1,∴EF∥平面BDC1

(Ⅱ)解:设平面EBC1的法向量为m=(x,y,z).

=(-2,0,1),=(-1,,2).

·m=-2x+z=0,·n=-x+y+2z=0,

令x=1,则z=2,y=-,∴m=(1,-,2).

cos< mn >=

∴二面角E-BC1-D的余弦值为

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平面与平面平行的判定与性质
1
题型:填空题
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分值: 5分

13.6个儿童分坐两行,每行3人面对着做游戏,其中甲、乙二人既不对面,又不相邻的坐法有___________种。(用数字作答)

正确答案

384

解析

由于甲、乙是特殊元素,可先安排甲、乙,分两种情况:

(1)甲坐两端,可从四个位中选一个坐下,有种,由于乙不与甲坐对面和相邻,在其他3个位中选一个坐下有种,其余4人有种,此类有种方法.

(2)甲在中间两个位上找一个位子坐下,有种,乙应在其他两个位上找一个位子坐下有种,其余4人有种坐法.此类坐法有种.

所以满足条件的坐法共有=384(种).故填384.

知识点

排列、组合及简单计数问题
1
题型:填空题
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分值: 5分

15.如果双曲线x2-y2=a2经过圆(x-3)2+(y-1)2=5的直径AB的两个端点,则正实数a的值等于___________。

正确答案

1+

解析

设A(x1,y1),B(x2,y2),代入双曲线方程作差得(x1+x2)(x1-x2)=(y1+y2)(y1-y2),

∵x1+x2=6,y1+y2=2,=3,∴AB的方程为y=3x-8,与圆方程联立得10(x-3)2=5,

∴(x-3) 2=,∴a2=(x+y)(x-y)=(4x-8)(8-2x)=8-8(x-3)2=4.a=2.故填2.

知识点

函数单调性的性质
1
题型:填空题
|
分值: 5分

14.△ABC 外接圆的圆心为O,且,则cos∠BAC=___________。

正确答案

解析

设BC边中点为M,则

由题设

∴A、O、M共线,且AO=4OM

而∠BOM=2∠BAM,∴∠BOM=∠BAC,

即cos∠BAC=

故填

知识点

指数函数的图像与性质

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