河南省济源市、平顶山市、许昌市2021届高三第三次质量检测文科数学试卷 Word版含解析
展开1.已知集合M={x|y=ln(x﹣2)},N={x|2x﹣a≤0},且M∪N=R,则a的取值范围为( )
A.[2,+∞)B.(2,+∞)C.[4,+∞)D.(4,+∞)
2.若复数z满足|z﹣3i|=3,i为虚数单位,则|z﹣4|的最大值为( )
A.8B.6C.4D.2
3.某交通广播电台在正常播音期间,每个整点都会进行报时.某出租车司机在该交通广播电台正常播音期间,打开收音机想收听电台整点报时,则他等待时间不超过5分钟的概率为( )
A.B.C.D.
4.“干支纪年法”是我国历法的一种传统纪年法,甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸被称为”十天干”;子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、西、戌、亥叫做“十二地支”.“天干”以“甲”字开始,“地支”以“子”字开始,两者按干支顺序相配,组成了干支纪年法,其相配顺序为甲子、乙丑、丙寅、……癸酉;甲戌、乙亥、丙子、…、癸未;甲申、乙酉、丙戌、…、癸巳;…,共得到60个组合,称六十甲子,周而复始,无穷无尽.2021年是“干支纪年法”中的辛丑年,那么2121年是“干支纪年法”中的( )
A.庚午年B.辛未年C.庚辰年D.辛巳年
5.已知曲线y=aex+xlnx在点(1,ae)处的切线方程为y=2x+b,则( )
A.a=e﹣1,b=1B.a=e﹣1,b=﹣1C.a=e,b=﹣1D.a=e,b=1
6.将函数f(x)=cs(2x+)的图象向左平移个单位长度,再把曲线上各点的横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变),得到函数y=g(x)的图象,则( )
A.y=g(x)的图象关于点(,0)对称
B.y=g(x)的图象关于直线x=﹣对称
C.g(x)的最小正周期为π
D.g(x)在[]单调递减
7.函数f(x)=的图象大致是( )
A.
B.
C.
D.
8.设P,Q分别为圆(x﹣1)2+y2=2和椭圆上的点,则P,Q两点间的最短距离是( )
A.B.C.D.
9.已知0<a<5且aln5=5lna,0<b<6且bln6=6lnb,0<c<7且cln7=7lnc,则a,b,c的大小关系为( )
A.a>c>bB.a>b>cC.c>a>bD.c>b>a
10.设F1,F2分别为双曲线=1(a>0,b>0)的左、右焦点,O为坐标原点,过F1的直线与双曲线的两条渐近线分别交于A,B两点,且满足,,则该双曲线的离心率为( )
A.B.C.2D.2
11.下列结论中正确的是( )
①设m,n是两条不同的直线,α,β是两个不同的平面,若m⊥α,m∥n,n∥β,则α⊥β;
②x=是函数y=sinx+sin(β﹣x)取得最大值的充要条件;
③已知命题p:∀x∈R,4x<5x;命题q:∃x>0,x2>2x,则¬p∧q为真命题;
④等差数列{an}中,前n项和为Sn,公差d<0,若a8=|a9|,则当Sn取得最大值时,n=15.
A.①③B.①④C.②③D.③④
12.已知长方体ABCD﹣A1B1C1D1中,底面ABCD为正方形且边长为1,侧棱AA1长为2,以A1为球心,为半径的球面与侧面CDD1C1的交线长为( )
A.B.πC.D.
二、填空题(共4小题).
13.若实数x,y满足条件,则z=3x﹣2y﹣4的最小值为 .
14.已知平面向量=(1,),=(﹣,m),且|+|=|﹣|,则|3﹣6|= .
15.若函数f(x)=lga(x+)(a>0,a≠1)是奇函数,则函数g(x)=bx﹣ax在[1,2]上的最大值与最小值的和为 .
16.已知数列{an}的前n项和为Sn,且满足a1=,an+2SnSn﹣1=0(n≥2),则(n2+16)Sn的最小值为 .
三、解答题:共70分。解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。第17~21题为必考题,每个试题考生都必须作答。第22、23题为选考题,考生根据要求作答。(一)必考题:共60分。
17.在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,且asinB=2bcs2.
(1)求角A的大小;
(2)若BC边上的中线AD=4,求三角形ABC面积的最大值.
18.如图,在几何体ABCDE中,四边形ABCD是矩形,AB⊥平面BEC,BE⊥EC,AB=BE=EC=2,G,F,M分别是线段BE,DC,AB的中点.
(1)求证:平面GMF∥平面ADE;
(2)求三棱锥D﹣AFG的体积.
19.2020年,病毒席卷全球,给世界各国带来了巨大的灾难.面对疫情,我们伟大的祖国以人民生命至上为最高政策出发点,统筹全国力量,上下一心,进行了一场艰苦的疫情狙击战,控制住了疫情的蔓延并迅速开展相关研究工作.某医疗科学小组为了了解患有重大基础疾病(如,糖尿病、高血压、…)是否与更容易感染病毒有关,他们对疫情中心的人群进行了抽样调查,对其中50人的血液样本进行检验,数据如表:
(1)请填写2×2列联表,并判断是否有99%的把握认为患有重大基础疾病更容易感染病毒;
(2)已知某样本小组6人中4人感染病毒,若从中任意抽取2人,求2人都感染病毒的概率.
附:K2=,其中n=a+b+c+d.
20.已知抛物线C:x2=2py(p>0)的焦点为F,过点F且斜率为的直线与抛物线C交于A,B两点,|AB|=9.
(1)求抛物线C的标准方程;
(2)过点F的直线l交抛物线C于D,E两点.过D,E分别作抛物线C的切线,两切线交于点M,若直线l与抛物线C的准线交于第四象限的点N,且|MN|=|DE|,求直线l的方程.
21.已知函数f(x)=﹣x2+ax﹣3,g(x)=xlnx,a∈R.
(1)当x>0时,2g(x)≥f(x),求a的取值范围;
(2)证明:当x>0时,g(x)>.
(二)选考题:共10分。请考生在第22、23题中任选一题作答。如果多做,则按所做的第一题计分。[选修4-4:坐标系与参数方程]
22.已知在平面直角坐标系xOy中,曲线C的参数方程为(t为参数).以原点O为极点,x轴正半轴为极轴建立极坐标系,直线l的极坐标方程为ρcs(θ+)=1.
(1)求曲线C和直线l的直角坐标方程;
(2)若直线l交曲线C于A,B两点,交x轴于点P,求的值.
[选修4-5:不等式选讲]
23.已知函数f(x)=|x+2|﹣m|x+1|.
(1)若m=﹣2,求不等式f(x)≥8的解集;
(2)若关于x的不等式f(x)≤m|x+3|对于任意实数x恒成立,求实数m的取值范围.
参考答案
一、选择题(共12小题).
1.已知集合M={x|y=ln(x﹣2)},N={x|2x﹣a≤0},且M∪N=R,则a的取值范围为( )
A.[2,+∞)B.(2,+∞)C.[4,+∞)D.(4,+∞)
解:∵y=ln(x﹣2),∴x﹣2>0,∴x>2,∴M=(2,+∞),
∵2x﹣a≤0,∴x≤,∴N=(﹣∞,],
∵M∪N=R,画出数轴如下,
∴≥2,∴a≥4,
∴a的取值范围为[4,+∞).
故选:C.
2.若复数z满足|z﹣3i|=3,i为虚数单位,则|z﹣4|的最大值为( )
A.8B.6C.4D.2
解:由|z﹣3i|=3,可知复数z对应点的轨迹为以B(0,3)为圆心,以3为半径的圆上,
如图:
则|z﹣4|的最大值为|AB|+3=5+3=8,
故选:A.
3.某交通广播电台在正常播音期间,每个整点都会进行报时.某出租车司机在该交通广播电台正常播音期间,打开收音机想收听电台整点报时,则他等待时间不超过5分钟的概率为( )
A.B.C.D.
解:设电台的整点报时之间某刻的时间x,
由题意可得,0≤x≤60,
则等待的时间不超过5分钟的概率为P=,
故选:B.
4.“干支纪年法”是我国历法的一种传统纪年法,甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸被称为”十天干”;子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、西、戌、亥叫做“十二地支”.“天干”以“甲”字开始,“地支”以“子”字开始,两者按干支顺序相配,组成了干支纪年法,其相配顺序为甲子、乙丑、丙寅、……癸酉;甲戌、乙亥、丙子、…、癸未;甲申、乙酉、丙戌、…、癸巳;…,共得到60个组合,称六十甲子,周而复始,无穷无尽.2021年是“干支纪年法”中的辛丑年,那么2121年是“干支纪年法”中的( )
A.庚午年B.辛未年C.庚辰年D.辛巳年
解:天干:甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸;
地支:子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥,
天干是以10为公差的等差数列,地支是以12为公差的等差数列,
2021年是“干支纪年法”中的辛丑年,则2121的天干为辛,地支为巳,
故选:D.
5.已知曲线y=aex+xlnx在点(1,ae)处的切线方程为y=2x+b,则( )
A.a=e﹣1,b=1B.a=e﹣1,b=﹣1C.a=e,b=﹣1D.a=e,b=1
解:∵y=aex+xlnx,∴y′=aex+lnx+1,
由在点(1,ae)处的切线方程为y=2x+b,
可得ae+1+0=2,解得a=e﹣1,
又切点为(1,1),可得1=2+b,即b=﹣1.
故选:B.
6.将函数f(x)=cs(2x+)的图象向左平移个单位长度,再把曲线上各点的横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变),得到函数y=g(x)的图象,则( )
A.y=g(x)的图象关于点(,0)对称
B.y=g(x)的图象关于直线x=﹣对称
C.g(x)的最小正周期为π
D.g(x)在[]单调递减
解:将函数f(x)=cs(2x+)的图象向左平移个单位长度,
得:y=cs[2(x+)+]=﹣sin(2x+),
再把曲线上各点的横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变),
得:g(x)=﹣sin(x+),
对于A:g()=﹣sinπ=0,故A正确,
对于B:g(﹣)=﹣sin0=0≠±1,故B错误,
对于C:g(x)的最小正周期是T=2π,故C错误,
对于D:当x∈[,]时,令t=x+∈[,],
y=﹣sint在[,]上不单调,故D错误,
故选:A.
7.函数f(x)=的图象大致是( )
A.
B.
C.
D.
解:函数的定义域为R,排除B,D,
当x>0且x→+∞,f(x)<0,且f(x)→0,排除C,
故选:A.
8.设P,Q分别为圆(x﹣1)2+y2=2和椭圆上的点,则P,Q两点间的最短距离是( )
A.B.C.D.
解:如图,
圆(x﹣1)2+y2=2的圆心C(1,0),半径为,
设Q(x,y)是椭圆上的点,
则|QC|==
=.
∵﹣5≤x≤5,∴当x=时,,
∴P,Q两点间的最短距离是.
故选:B.
9.已知0<a<5且aln5=5lna,0<b<6且bln6=6lnb,0<c<7且cln7=7lnc,则a,b,c的大小关系为( )
A.a>c>bB.a>b>cC.c>a>bD.c>b>a
解:令F(x)=,则,
易得,当0<x<e时,F′(x)>0,函数单调递增,当x>e时,F′(x)<0,函数单调递减,
因为0<a<5,0<b<6,0<c<7,
所以c>b>a>e,
所以f(c)<f(b)<f(a),
则a>b>c.
故选:A.
10.设F1,F2分别为双曲线=1(a>0,b>0)的左、右焦点,O为坐标原点,过F1的直线与双曲线的两条渐近线分别交于A,B两点,且满足,,则该双曲线的离心率为( )
A.B.C.2D.2
解:由,,
可得△BOF1为等腰三角形,且A为底边BF1的中点,
由F1(c,0)到渐近线y=±x的距离为d==b,
由OA⊥BF1,可得|OA|==a,
由∠AOF1=∠AOB=∠BOF2=60°,可得cs60°==,
可得e==2.
故选:C.
11.下列结论中正确的是( )
①设m,n是两条不同的直线,α,β是两个不同的平面,若m⊥α,m∥n,n∥β,则α⊥β;
②x=是函数y=sinx+sin(β﹣x)取得最大值的充要条件;
③已知命题p:∀x∈R,4x<5x;命题q:∃x>0,x2>2x,则¬p∧q为真命题;
④等差数列{an}中,前n项和为Sn,公差d<0,若a8=|a9|,则当Sn取得最大值时,n=15.
A.①③B.①④C.②③D.③④
解:对于①:设m,n是两条不同的直线,α,β是两个不同的平面,若m⊥α,m∥n,直线m相当于平面α的法向量,由于n∥β,则α⊥β,故①正确;
对于②,函数f(x)=sinx+sin(﹣x)满足f(0)=f(),故x=不是取得最大值的充要条件,故②错误;
③已知命题p:∀x∈R,4x<5x;当x=﹣1时,不成立,命题q:∃x>0,x2>2x,当x=3时,成立,则¬p∧q为真命题,故③正确;
④等差数列{an}中,前n项和为Sn,公差d<0,若a8=|a9|,即a8=﹣a9,则当Sn取得最大值时,n=8或9,故④错误.
故选:A.
12.已知长方体ABCD﹣A1B1C1D1中,底面ABCD为正方形且边长为1,侧棱AA1长为2,以A1为球心,为半径的球面与侧面CDD1C1的交线长为( )
A.B.πC.D.
解:长方体ABCD﹣A1B1C1D1中,底面ABCD为正方形且边长为1,侧棱AA1长为2,以A1为球心,为半径的球面与侧面CDD1C1的交线,是以D1为圆心,为半径的圆弧,如图,∠ED1F=,
可得:=.
故选:D.
二、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分。
13.若实数x,y满足条件,则z=3x﹣2y﹣4的最小值为 ﹣6 .
解:由约束条件作出可行域如图,
由图可知,A(0,1),
由z=3x﹣2y﹣4,得y=,
由图可知,当直线y=过A时,直线在y轴上的截距最大,
z有最小值为﹣6.
故答案为:﹣6.
14.已知平面向量=(1,),=(﹣,m),且|+|=|﹣|,则|3﹣6|= 6 .
解:∵向量=(1,),=(﹣,m),且|+|=|﹣|,
∴•=﹣+m=0,∴m=1,
则|3﹣6|=====6,
故答案为:6.
15.若函数f(x)=lga(x+)(a>0,a≠1)是奇函数,则函数g(x)=bx﹣ax在[1,2]上的最大值与最小值的和为 .
解:由为奇函数可知,,
解得,经验证,符合题意,
∴,
又y=2x为增函数,为减函数,
∴为增函数,
∴当x∈[1,2]时,.
故答案为:.
16.已知数列{an}的前n项和为Sn,且满足a1=,an+2SnSn﹣1=0(n≥2),则(n2+16)Sn的最小值为 4 .
解:由于an+2SnSn﹣1=0,整理得Sn﹣Sn﹣1=﹣2SnSn﹣1,
变换为:(常数),
故数列{}是以2为首项,2为公差的等差数列;
所以,(首项符合通项),
故,
则(n2+16)Sn==,当且仅当时,即n=4时,等号成立,
故答案为:4.
三、解答题:共70分。解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。第17~21题为必考题,每个试题考生都必须作答。第22、23题为选考题,考生根据要求作答。(一)必考题:共60分。
17.在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,且asinB=2bcs2.
(1)求角A的大小;
(2)若BC边上的中线AD=4,求三角形ABC面积的最大值.
解:(1)因为asinB=2bcs2=b(1﹣csA),
所以,
因为sinB≠0,
所以,
所以=2sin(A+)=1,
所以sin(A+)=,
由A为三角形内角可得,A=,
(2)由题意=,
所以||=8,
所以64==b2+c2﹣bc≥bc,当且仅当b=c=8时取等号,
所以bc的最大值64,此时三角形ABC面积的最大值=16.
18.如图,在几何体ABCDE中,四边形ABCD是矩形,AB⊥平面BEC,BE⊥EC,AB=BE=EC=2,G,F,M分别是线段BE,DC,AB的中点.
(1)求证:平面GMF∥平面ADE;
(2)求三棱锥D﹣AFG的体积.
【解答】(1)证明:∵M、F分别为矩形的边AB、DC的中点,∴MF∥AD,
∵MF⊄平面ADE,AD⊂平面ADE,∴MF∥平面ADE,
∵M、G分别为AB、BE的中点,∴MG∥AE,
∵MG⊄平面ADE,AE⊂平面ADE,∴MG∥平面ADE,
又MF∩MG=M,MF、MG⊂平面MGF,
∴平面GMF∥平面ADE;
(2)解:取BC的中点O,连接EO,则EO⊥BC,
∵AB⊥平面BEC,AB⊂平面ABCD,∴平面ABCD⊥平面BEC,
又平面ABCD∩平面BEC=BC,EO⊂平面BEC,
∴EO⊥平面ABCD,在等腰直角三角形BEC中,由BE=EC=2,求得EO=.
在矩形ABCD中,AB=2,BC=,可得.
∴==.
19.2020年,病毒席卷全球,给世界各国带来了巨大的灾难.面对疫情,我们伟大的祖国以人民生命至上为最高政策出发点,统筹全国力量,上下一心,进行了一场艰苦的疫情狙击战,控制住了疫情的蔓延并迅速开展相关研究工作.某医疗科学小组为了了解患有重大基础疾病(如,糖尿病、高血压、…)是否与更容易感染病毒有关,他们对疫情中心的人群进行了抽样调查,对其中50人的血液样本进行检验,数据如表:
(1)请填写2×2列联表,并判断是否有99%的把握认为患有重大基础疾病更容易感染病毒;
(2)已知某样本小组6人中4人感染病毒,若从中任意抽取2人,求2人都感染病毒的概率.
附:K2=,其中n=a+b+c+d.
解:(1)2×2列联表如下:
∴K2==>6.635,
∴有99%的把握认为患有重大基础疾病更容易感染病毒.
(2)设6人中感染病毒人员分别记为A,B,C,D,未感染人员分别记为a,b,
从6人中任取2人,总的基本事件有:(A,B),(A,C).(A,D),(A,a),(A,b),(B,C),(B,D),(B,a),(B,b),(C,D),(C,a),(C,b),(D,a),(D,b),(a,b),共15个,
设“选出的2人都感染病毒”为事件M,
则事件M包含的基本事件有:(A,B),(A,C).(A,D),(B,C),(B,D),(C,D),共6个,
∴P(M)==.
20.已知抛物线C:x2=2py(p>0)的焦点为F,过点F且斜率为的直线与抛物线C交于A,B两点,|AB|=9.
(1)求抛物线C的标准方程;
(2)过点F的直线l交抛物线C于D,E两点.过D,E分别作抛物线C的切线,两切线交于点M,若直线l与抛物线C的准线交于第四象限的点N,且|MN|=|DE|,求直线l的方程.
解:(1)抛物线C:x2=2py(p>0)的焦点为F(0,),
设直线AB的方程为y=x+,
与x2=2py联立,消去x,可得4y2﹣14py﹣p2=0,
设A,B的纵坐标分别为y1,y2,则y1+y2=,y1y2=﹣,
由抛物线的弦长公式可得|AB|=y1+y2+p=+p=9,解得p=2,
所以抛物线的方程为x2=4y;
(2)易得直线l的斜率存在且不为0,由(1)可得F(0,1),
设直线l的方程为x=m(y﹣1),与抛物线的方程x2=4y联立,可得m2y2﹣2(m2+2)y+m2=0,
设D(x3,y3),E(x4,y4),则y3+y4=2+,y3y4=1,x3+x4=,x3x4=﹣4,
|DE|=|DF|+|EF|=y3+y4+p=4+,
由x2=4y即y=可得y′=x,则抛物线在D,E处的切线的斜率分别为x3,x4,
切线的方程分别为y﹣y3=x3(x﹣x3),y﹣y4=x4(x﹣x4),
即y3y=2(x+x3),y4y=2(x+x4),解得两条切线的交点为(,),即M(,﹣1),
由准线方程为y=﹣1,代入x=m(y﹣1),可得N(﹣2m,﹣1),则|MN|=2|m+|,
由|MN|=|DE|,可得2|m+|=4(1+),解得m=±2,
因为直线l与抛物线C的准线交于第四象限的点N,
所以m=﹣2,直线l的方程为x=﹣2(y﹣1),即x+2y﹣2=0.
21.已知函数f(x)=﹣x2+ax﹣3,g(x)=xlnx,a∈R.
(1)当x>0时,2g(x)≥f(x),求a的取值范围;
(2)证明:当x>0时,g(x)>.
解:(1)当x>0时,2g(x)≥f(x),即2xlnx≥﹣x2+ax﹣3,即,
设,则,
∴当x∈(0,1)时,h′(x)<0,h(x)在(0,1)单调递减,当x∈(1,+∞)时,h′(x)>0,h(x)在(1,+∞)单调递增,
∴h(x)min=h(1)=4,则a≤4.
∴实数a的取值范围为(﹣∞,4];
(2)证明:∵g(x)=xlnx,
∴g′(x)=1+lnx,
易知函数g(x)在上单调递减,在上单调递增,
∴当x>0时,,
令,则,
易知φ(x)在(0,1)单调递增,在(1,+∞)单调递减,
∴,
又两个等号不同时成立,故当x>0时,g(x)>.
(二)选考题:共10分。请考生在第22、23题中任选一题作答。如果多做,则按所做的第一题计分。[选修4-4:坐标系与参数方程]
22.已知在平面直角坐标系xOy中,曲线C的参数方程为(t为参数).以原点O为极点,x轴正半轴为极轴建立极坐标系,直线l的极坐标方程为ρcs(θ+)=1.
(1)求曲线C和直线l的直角坐标方程;
(2)若直线l交曲线C于A,B两点,交x轴于点P,求的值.
解:(1)曲线C的参数方程为(t为参数).转换为直角坐标方程为x2﹣4y2=1(x≠﹣1),
直线l的极坐标方程为ρcs(θ+)=1.根据,转换为直角坐标方程为.
(2)直线l交交x轴于点P,所以P(2,0),
所以直线的参数方程为(t为参数),
把直线我的参数方程代入x2﹣4y2=1,
得到,
故,t1t2=﹣12,
所以=.
[选修4-5:不等式选讲]
23.已知函数f(x)=|x+2|﹣m|x+1|.
(1)若m=﹣2,求不等式f(x)≥8的解集;
(2)若关于x的不等式f(x)≤m|x+3|对于任意实数x恒成立,求实数m的取值范围.
解:(1)当m=﹣2时,f(x)=|x+2|+2|x+1|=,
当x≤﹣2时,﹣3x﹣4≥8,解得x≤﹣4;
当﹣2<x<﹣1时,不等式无解;
当x≥﹣1时,3x+4≥8,解得x≥.
综上,不等式的解集为(﹣∞﹣4]∪[,+∞).
(2)关于x的不等式f(x)≤m|x+3|对于任意实数x恒成立,
即为|x+2|≤m(|x+1|+|x+3|),
由于|x+1|+|x+3|≥|x+1﹣x﹣3|=2,当且仅当﹣3≤x≤﹣1时,等号成立,
所以m≥,
记g(x)=,
当x≥﹣1时,g(x)==;当x≤﹣3时,g(x)==.
则g(x)=,
所以g(x)∈[0,],
所以m≥,
所以实数m的取值范围为[,+∞).
感染病毒
未感染病毒
合计
不患有重大基础疾病
15
患有重大基础疾病
25
合计
30
P(K2≥k)
0.050
0.010
0.001
k
3.841
6.635
10.828
感染病毒
未感染病毒
合计
不患有重大基础疾病
15
患有重大基础疾病
25
合计
30
P(K2≥k)
0.050
0.010
0.001
k
3.841
6.635
10.828
感染病毒
未感染病毒
合计
不患有重大基础疾病
10
15
25
患有重大基础疾病
20
5
25
合计
30
20
50
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