2017年上海市黄浦区高考数学一模试卷
一、填空题(本大题共有12题,满分54分.其中第1~6题每题满分54分,第7~12题每题满分54分)考生应在答题纸相应编号的空格内直接填写结果.[
1.若集合A={x||x﹣1|<2,x∈R},则A∩Z= .
2.抛物线y2=2x的准线方程是 .
3.若复数z满足(i为虚数单位),则z= .
4.已知sin(α+)=,α∈(﹣,0),则tanα= .
5.以点(2,﹣1)为圆心,且与直线x+y=7相切的圆的方程是 .
6.若二项式的展开式共有6项,则此展开式中含x4的项的系数是 .
7.已知向量(x,y∈R),,若x2+y2=1,则的最大值为 .
8.已知函数y=f(x)是奇函数,且当x≥0时,f(x)=log2(x+1).若函数y=g(x)是y=f(x)的反函数,则g(﹣3)= .
9.在数列{an}中,若对一切n∈N
都有an=﹣3an+1,且=,则a1的值为 .
10.甲、乙两人从6门课程中各选修3门.则甲、乙所选的课程中至多有1门相同的选法共有 .
11.已知点O,A,B,F分别为椭圆的中心、左顶点、上顶点、右焦点,过点F作OB的平行线,它与椭圆C在第一象限部分交于点P,若,则实数λ的值为 .
12.已知为常数),,且当x1,x2∈[1,4]时,总有f(x1)≤g(x2),则实数a的取值范围是 .
二、选择题(本大题共有4题,满分20分.)每题有且只有一个正确答案,考生应在答题纸的相应编号上,将代表答案的小方格涂黑,选对得5分,否则一律得零分.
13.若x∈R,则“x>1”是“”的( )
A.充分非必要条件
B.必要非充分条件
C.充要条件
D.既非充分也非必要条件
14.关于直线l,m及平面α,β,下列命题中正确的是( )
A.若l∥α,α∩β=m,则l∥m
B.若l∥α,m∥α,则l∥m
C.若l⊥α,m∥α,则l⊥m
D.若l∥α,m⊥l,则m⊥α
15.在直角坐标平面内,点A,B的坐标分别为(﹣1,0),(1,0),则满足tan∠PAB tan∠PBA=m(m为非零常数)的点P的轨迹方程是( )
A.
B.
C.
D.
16.若函数y=f(x)在区间I上是增函数,且函数在区间I上是减函数,则称函数f(x)是区间I上的“H函数”.对于命题:①函数是(0,1)上的“H函数”;②函数是(0,1)上的“H函数”.下列判断正确的是( )
A.①和②均为真命题
B.①为真命题,②为假命题
C.①为假命题,②为真命题
D.①和②均为假命题
三、解答题(本大题共有5题,满分76分.)解答下列各题必须在答题纸相应编号的规定区域内写出必要的步骤.
17.在三棱锥P﹣ABC中,底面ABC是边长为6的正三角形,PA⊥底面ABC,且PB与底面ABC所成的角为.
(1)求三棱锥P﹣ABC的体积;
(2)若M是BC的中点,求异面直线PM与AB所成角的大小(结果用反三角函数值表示).
18.已知双曲线C以F1(﹣2,0)、F2(2,0)为焦点,且过点P(7,12).
(1)求双曲线C与其渐近线的方程;
(2)若斜率为1的直线l与双曲线C相交于A,B两点,且(O为坐标原点).求直线l的方程.
19.现有半径为R、圆心角(∠AOB)为90°的扇形材料,要裁剪出一个五边形工件OECDF,如图所示.其中E,F分别在OA,OB上,C,D在上,且OE=OF,EC=FD,∠ECD=∠CDF=90°.记∠COD=2θ,五边形OECDF的面积为S.
(1)试求S关于θ的函数关系式;
(2)求S的最大值.
20.已知集合M是满足下列性质的函数f(x)的全体:在定义域内存在实数t,使得f(t+2)=f(t)+f(2).
(1)判断f(x)=3x+2是否属于集合M,并说明理由;
(2)若属于集合M,求实数a的取值范围;
(3)若f(x)=2x+bx2,求证:对任意实数b,都有f(x)∈M.
21.已知数列{an},{bn}满足bn=an+1﹣an(n=1,2,3,…).
(1)若bn=10﹣n,求a16﹣a5的值;
(2)若且a1=1,则数列{a2n+1}中第几项最小?请说明理由;
(3)若cn=an+2an+1(n=1,2,3,…),求证:“数列{an}为等差数列”的充分必要条件是“数列{cn}为等差数列且bn≤bn+1(n=1,2,3,…)”.
2017年上海市黄浦区高考数学一模试卷
参考答案与试题解析
一、填空题(本大题共有12题,满分54分.其中第1~6题每题满分54分,第7~12题每题满分54分)考生应在答题纸相应编号的空格内直接填写结果.[
1.若集合A={x||x﹣1|<2,x∈R},则A∩Z= {0,1,2} .
【考点】交集及其运算.
【分析】化简集合A,根据交集的定义写出A∩Z即可.
【解答】解:集合A={x||x﹣1|<2,x∈R}
={x|﹣2<x﹣1<2,x∈R}
={x|﹣1<x<3,x∈R},
则A∩Z={0,1,2}.
故答案为{0,1,2}.
2.抛物线y2=2x的准线方程是 .
【考点】抛物线的简单性质.
【分析】先根据抛物线方程求得p,进而根据抛物线的性质,求得答案.
【解答】解:抛物线y2=2x,∴p=1,
∴准线方程是x=﹣
故答案为:﹣
3.若复数z满足(i为虚数单位),则z= 1+2i .
【考点】复数代数形式的乘除运算.
【分析】直接利用复数代数形式的乘除运算化简得答案.
【解答】解:由,
得z=1+2i.
故答案为:1+2i.
4.已知sin(α+)=,α∈(﹣,0),则tanα= ﹣2 .
【考点】运用诱导公式化简求值;同角三角函数间的基本关系.
【分析】由α∈(﹣,0)sin(α+)=,利用诱导公式可求得cosα,从而可求得sinα与tanα.
【解答】解:∵sin(α+)=cosα,sin(α+)=,
∴cosα=,
又α∈(﹣,0),
∴sinα=﹣,
∴tanα==﹣2.
故答案为:﹣2.
5.以点(2,﹣1)为圆心,且与直线x+y=7相切的圆的方程是 (x﹣2)2+(y+1)2=18 .
【考点】圆的切线方程.
【分析】由点到直线的距离求出半径,从而得到圆的方程.
【解答】解:将直线x+y=7化为x+y﹣7=0,
圆的半径r==3,
所以圆的方程为(x﹣2)2+(y+1)2=18.
故答案为(x﹣2)2+(y+1)2=18.
6.若二项式的展开式共有6项,则此展开式中含x4的项的系数是 10 .
【考点】二项式定理的应用.
【分析】根据题意求得n=5,再在二项展开式的通项公式中,令x的幂指数等于4,求得r的值,可得展开式中含x4的项的系数.
【解答】解:∵二项式的展开式共有6项,故n=5,
则此展开式的通项公式为
Tr+1= (﹣1)r x10﹣3r,令10﹣3r=4,∴r=2,
中含x4的项的系数=10,
故答案为:10.
7.已知向量(x,y∈R),,若x2+y2=1,则的最大值为 +1 .
【考点】向量的模.
【分析】利用≤+r即可得出.
【解答】解:设O(0,0),P(1,2).
=≤+r=+1=+1.
∴的最大值为+1.
故答案为:.
8.已知函数y=f(x)是奇函数,且当x≥0时,f(x)=log2(x+1).若函数y=g(x)是y=f(x)的反函数,则g(﹣3)= ﹣7 .
【考点】反函数.
【分析】根据反函数与原函数的关系,可知反函数的定义域是原函数的值域,即可求解.
【解答】解:∵反函数与原函数具有相同的奇偶性.
∴g(﹣3)=﹣g(3),
∵反函数的定义域是原函数的值域,
∴log2(x+1)=3,
解得:x=7,
即g(3)=7,
故得g(﹣3)=﹣7.
故答案为:﹣7.
9.在数列{an}中,若对一切n∈N
都有an=﹣3an+1,且=,则a1的值为 ﹣12 .
【考点】数列的极限.
【分析】由题意可得数列{an}为公比为﹣的等比数列,运用数列极限的运算,解方程即可得到所求.
【解答】解:在数列{an}中,若对一切n∈N
都有an=﹣3an+1,
可得数列{an}为公比为﹣的等比数列,
=,
可得====,
可得a1=﹣12.
故答案为:﹣12.
10.甲、乙两人从6门课程中各选修3门.则甲、乙所选的课程中至多有1门相同的选法共有 200 .
【考点】排列、组合及简单计数问题.
【分析】根据题意,甲、乙所选的课程中至多有1门相同,其包含两种情况:①甲乙所选的课程全不相同,②甲乙所选的课程有1门相同;分别计算每种情况下的选法数目,相加可得答案.
【解答】解:根据题意,分两种情况讨论:
①甲乙所选的课程全不相同,有C63×C33=20种情况,
②甲乙所选的课程有1门相同,有C61×C52×C32=180种情况,
则甲、乙所选的课程中至多有1门相同的选法共有180+20=200种情况;
故答案为:200.
11.已知点O,A,B,F分别为椭圆的中心、左顶点、上顶点、右焦点,过点F作OB的平行线,它与椭圆C在第一象限部分交于点P,若,则实数λ的值为 .
【考点】直线与椭圆的位置关系.
【分析】由题意画出图形,求出的坐标,代入,结合隐含条件求得实数λ的值.
【解答】解:如图,
A(﹣a,0),B(0,b),F(c,0),
则P(c,),
∴,,
由,得,即b=c,
∴a2=b2+c2=2b2,.
则.
故答案为:.
12.已知为常数),,且当x1,x2∈[1,4]时,总有f(x1)≤g(x2),则实数a的取值范围是 .
【考点】函数恒成立问题.
【分析】依题意可知,当x1,x2∈[1,4]时,f(x1)max≤g(x2)min,利用对勾函数的单调性质可求g(x2)min=g(1)=3;再对f(x)=2ax2+2x中的二次项系数a分a=0、a>0、a<0三类讨论,利用函数的单调性质可求得f(x)在区间[1,4]上的最大值,解f(x)max≤3即可求得实数a的取值范围.
【解答】解:依题意知,当x1,x2∈[1,4]时,f(x1)max≤g(x2)min,
由“对勾'函数单调性知,
=2x+=2(x+)在区间[1,4]上单调递增,
∴g(x2)min=g(1)=3;
∵=2ax2+2x,
当a=0时,f(x)=2x在区间[1,4]上单调递增,∴f(x)max=f(4)=8≤3不成立,故a≠0;
∴f(x)=2ax2+2x为二次函数,其对称轴方程为:x=﹣,
当a>0时,f(x)在区间[1,4]上单调递增,f(x)max=f(4)=8≤3不成立,故a>0不成立;
当a<0时,
1°若﹣≤1,即a≤﹣时,f(x)在区间[1,4]上单调递减,
f(x)max=f(1)=2a+2≤3恒成立,即a≤﹣时满足题意;
2°若1<﹣<4,即﹣<a<﹣时,f(x)max=f(﹣)=﹣≤3,解得:﹣<a≤﹣;
3°若﹣≥4,即﹣≤a<0时,f(x)在区间[1,4]上单调递增,
f(x)max=f(4)=32a+8≤3,解得a≤﹣ (﹣,0),故不成立,
综合1°2°3°知,实数a的取值范围是:(﹣∞,﹣].
故答案为:.
二、选择题(本大题共有4题,满分20分.)每题有且只有一个正确答案,考生应在答题纸的相应编号上,将代表答案的小方格涂黑,选对得5分,否则一律得零分.
13.若x∈R,则“x>1”是“”的( )
A.充分非必要条件
B.必要非充分条件
C.充要条件
D.既非充分也非必要条件
【考点】必要条件、充分条件与充要条件的判断.
【分析】根据充分必要条件的定义判断即可.
【解答】解:由x>1,一定能得到
得到<1,
但当<1时,不能推出x>1
(如
x=﹣1时),
故x>1是<1
的充分不必要条件,
故选:A.
14.关于直线l,m及平面α,β,下列命题中正确的是( )
A.若l∥α,α∩β=m,则l∥m
B.若l∥α,m∥α,则l∥m
C.若l⊥α,m∥α,则l⊥m
D.若l∥α,m⊥l,则m⊥α
【考点】空间中直线与直线之间的位置关系;空间中直线与平面之间的位置关系.
【分析】在A中,l与m平行或异面;在B中,l与m相交、平行或异面;在C中,由线面垂直的性质定理得l⊥m;在D中,m与α相交、平行或m α.
【解答】解:由直线l,m及平面α,β,知:
在A中,若l∥α,α∩β=m,则l与m平行或异面,故A错误;
在B中,若l∥α,m∥α,则l与m相交、平行或异面,故B错误;
在C中,若l⊥α,m∥α,则由线面垂直的性质定理得l⊥m,故C正确;
在D中,若l∥α,m⊥l,则m与α相交、平行或m α,故D错误.
故选:C.
15.在直角坐标平面内,点A,B的坐标分别为(﹣1,0),(1,0),则满足tan∠PAB tan∠PBA=m(m为非零常数)的点P的轨迹方程是( )
A.
B.
C.
D.
【考点】轨迹方程.
【分析】设P(x,y),则由题意,(m≠0),化简可得结论.
【解答】解:设P(x,y),则由题意,(m≠0),
化简可得,
故选C.
16.若函数y=f(x)在区间I上是增函数,且函数在区间I上是减函数,则称函数f(x)是区间I上的“H函数”.对于命题:①函数是(0,1)上的“H函数”;②函数是(0,1)上的“H函数”.下列判断正确的是( )
A.①和②均为真命题
B.①为真命题,②为假命题
C.①为假命题,②为真命题
D.①和②均为假命题
【考点】命题的真假判断与应用.
【分析】对函数,G(x)=在(0,1)上的单调性进行判断,得命题①是真命题.对函数=,H(x)=在(0,1)上单调性进行判断,得命题②是假命题.
【解答】解:对于命题①:令t=,函数=﹣t2+2t,∵t=在(0,1)上是增函数,
函数y=﹣t2+2t在(0,1)上是增函数,∴在(0,1)上是增函数;
G(x)=在(0,1)上是减函数,
∴函数是(0,1)上的“H函数“,故命题①是真命题.
对于命题②,函数=是(0,1)上的增函数,H(x)=是(0,1)上的增函数,故命题②是假命题;
故选:B.
三、解答题(本大题共有5题,满分76分.)解答下列各题必须在答题纸相应编号的规定区域内写出必要的步骤.
17.在三棱锥P﹣ABC中,底面ABC是边长为6的正三角形,PA⊥底面ABC,且PB与底面ABC所成的角为.
(1)求三棱锥P﹣ABC的体积;
(2)若M是BC的中点,求异面直线PM与AB所成角的大小(结果用反三角函数值表示).
【考点】棱柱、棱锥、棱台的体积;异面直线及其所成的角.
【分析】(1)在Rt△PAB中计算PA,再代入棱锥的体积公式计算;
(2)取棱AC的中点N,连接MN,NP,分别求出△PMN的三边长,利用余弦定理计算cos∠PMN即可.
【解答】解:(1)∵PA⊥平面ABC,
∴∠PBA为PB与平面ABC所成的角,即,
∵PA⊥平面ABC,∴PA⊥AB,又AB=6,∴,
∴.
(2)取棱AC的中点N,连接MN,NP,
∵M,N分别是棱BC,AC的中点,
∴MN∥BA,∴∠PMN为异面直线PM与AB所成的角.
∵PA⊥平面ABC,所以PA⊥AM,PA⊥AN,
又,AN=AC=3,BM=BC=3,
∴AM==3,,,
所以,
故异面直线PM与AB所成的角为.
18.已知双曲线C以F1(﹣2,0)、F2(2,0)为焦点,且过点P(7,12).
(1)求双曲线C与其渐近线的方程;
(2)若斜率为1的直线l与双曲线C相交于A,B两点,且(O为坐标原点).求直线l的方程.
【考点】直线与双曲线的位置关系;双曲线的标准方程.
【分析】(1)设出双曲线C方程,利用已知条件求出c,a,解得b,即可求出双曲线方程与渐近线的方程;
(2)设直线l的方程为y=x+t,将其代入方程,通过△>0,求出t的范围,设A(x1,y1),B(x2,y2),利用韦达定理,通过x1x2+y1y2=0,求解t即可得到直线方程.
【解答】解:(1)设双曲线C的方程为,半焦距为c,
则c=2,,a=1,…
所以b2=c2﹣a2=3,
故双曲线C的方程为.
…
双曲线C的渐近线方程为.
…
(2)设直线l的方程为y=x+t,将其代入方程,
可得2x2﹣2tx﹣t2﹣3=0(
)
…
△=4t2+8(t2+3)=12t2+24>0,若设A(x1,y1),B(x2,y2),
则x1,x2是方程(
)的两个根,所以,
又由,可知x1x2+y1y2=0,…
即x1x2+(x1+t)(x2+t)=0,可得,
故﹣(t2+3)+t2+t2=0,解得,
所以直线l方程为.
…
19.现有半径为R、圆心角(∠AOB)为90°的扇形材料,要裁剪出一个五边形工件OECDF,如图所示.其中E,F分别在OA,OB上,C,D在上,且OE=OF,EC=FD,∠ECD=∠CDF=90°.记∠COD=2θ,五边形OECDF的面积为S.
(1)试求S关于θ的函数关系式;
(2)求S的最大值.
【考点】函数模型的选择与应用.
【分析】(1)设M是CD中点,连OM,推出∠COM=∠DOM=,MD=Rsinθ,利用△CEO≌△DFO,转化求解∠DFO=,在△DFO中,利用正弦定理,求解S=S△COD+SODF+SOCE=S△COD+2SODF的解析式即可.
(2)利用S的解析式,通过三角函数的最值求解即可.
【解答】解:(1)设M是CD中点,连OM,由OC=OD,可知OM⊥CD,
∠COM=∠DOM=,,MD=Rsinθ,
又OE=OF,EC=FD,OC=OD,可得△CEO≌△DFO,
故∠EOC=∠DOF,可知,…
又DF⊥CD,OM⊥CD,所以MO∥DF,故∠DFO=,
在△DFO中,有,
可得…
所以S=S△COD+SODF+SOCE=S△COD+2SODF=
=…
(2)…
=(其中)
…
当,即时,sin(2θ+φ)取最大值1.
又,所以S的最大值为.
…
20.已知集合M是满足下列性质的函数f(x)的全体:在定义域内存在实数t,使得f(t+2)=f(t)+f(2).
(1)判断f(x)=3x+2是否属于集合M,并说明理由;
(2)若属于集合M,求实数a的取值范围;
(3)若f(x)=2x+bx2,求证:对任意实数b,都有f(x)∈M.
【考点】抽象函数及其应用.
【分析】(1)利用f(x)=3x+2,通过f(t+2)=f(t)+f(2)推出方程无解,说明f(x)=3x+2不属于集合M. (2)由属于集合M,推出有实解,即(a﹣6)x2+4ax+6(a﹣2)=0有实解,若a=6时,若a≠6时,利用判断式求解即可.
(3)当f(x)=2x+bx2时,方程f(x+2)=f(x)+f(2) 3×2x+4bx﹣4=0,令g(x)=3×2x+4bx﹣4,则g(x)在R上的图象是连续的,当b≥0时,当b<0时,判断函数是否有零点,证明对任意实数b,都有f(x)∈M.
【解答】解:(1)当f(x)=3x+2时,方程f(t+2)=f(t)+f(2) 3t+8=3t+10…
此方程无解,所以不存在实数t,使得f(t+2)=f(t)+f(2),
故f(x)=3x+2不属于集合M.
…
(2)由属于集合M,可得
方程有实解 a[(x+2)2+2]=6(x2+2)有实解 (a﹣6)x2+4ax+6(a﹣2)=0有实解,…
若a=6时,上述方程有实解;
若a≠6时,有△=16a2﹣24(a﹣6)(a﹣2)≥0,解得,
故所求a的取值范围是.
…
(3)当f(x)=2x+bx2时,方程f(x+2)=f(x)+f(2) 2x+2+b(x+2)2=2x+bx2+4+4b 3×2x+4bx﹣4=0,…
令g(x)=3×2x+4bx﹣4,则g(x)在R上的图象是连续的,
当b≥0时,g(0)=﹣1<0,g(1)=2+4b>0,故g(x)在(0,1)内至少有一个零点;
当b<0时,g(0)=﹣1<0,,故g(x)在内至少有一个零点;
故对任意的实数b,g(x)在R上都有零点,即方程f(x+2)=f(x)+f(2)总有解,
所以对任意实数b,都有f(x)∈M.
…
21.已知数列{an},{bn}满足bn=an+1﹣an(n=1,2,3,…).
(1)若bn=10﹣n,求a16﹣a5的值;
(2)若且a1=1,则数列{a2n+1}中第几项最小?请说明理由;
(3)若cn=an+2an+1(n=1,2,3,…),求证:“数列{an}为等差数列”的充分必要条件是“数列{cn}为等差数列且bn≤bn+1(n=1,2,3,…)”.
【考点】数列与函数的综合;数列的应用;数列递推式.
【分析】(1)判断{bn}是等差数列.然后化简a16﹣a5=(a16﹣a15)+(a15﹣a14)+(a14﹣a13)+…+(a6﹣a5)利用等差数列的性质求和即可.
(2)利用a2n+3﹣a2n+1=22n+1﹣231﹣2n,判断a2n+3<a2n+1,求出n<7.5,a2n+3>a2n+1求出n>7.5,带带数列{a2n+1}中a17最小,即第8项最小..
法二:化简,求出a2n+1=a1+b1+b2+b3+…+b2n=,利用基本不等式求出最小值得到数列{a2n+1}中的第8项最小.
(3)若数列{an}为等差数列,设其公差为d,说明数列{cn}为等差数列.
由bn=an+1﹣an=d(n=1,2,3,…),推出bn≤bn+1,若数列{cn}为等差数列且bn≤bn+1(n=1,2,3,…),设{cn}的公差为D,转化推出bn+1=bn(n=1,2,3,…),说明数列{an}为等差数列.得到结果.
【解答】解:(1)由bn=10﹣n,可得bn+1﹣bn=(9﹣n)﹣(10﹣n)=﹣1,故{bn}是等差数列.
所以a16﹣a5=(a16﹣a15)+(a15﹣a14)+(a14﹣a13)+…+(a6﹣a5)=…
(2)a2n+3﹣a2n+1=(a2n+3﹣a2n+2)+(a2n+2﹣a2n+1)=b2n+2+b2n+1=(22n+2+231﹣2n)﹣(22n+1+232﹣2n)=22n+1﹣231﹣2n…
由a2n+3<a2n+1 22n+1﹣231﹣2n<0 n<7.5,a2n+3>a2n+1 22n+1﹣231﹣2n>0 n>7.5,…
故有a3>a5>a7>…>a15>a17<a19<a20<…,
所以数列{a2n+1}中a17最小,即第8项最小.
…
法二:由,…
可知a2n+1=a1+b1+b2+b3+…+b2n==…(当且仅当22n+1=233﹣2n,即n=8时取等号)
所以数列{a2n+1}中的第8项最小.
…
(3)若数列{an}为等差数列,设其公差为d,
则cn+1﹣cn=(an+1﹣an)+2(an+2﹣an+1)=d+2d=3d为常数,
所以数列{cn}为等差数列.
…
由bn=an+1﹣an=d(n=1,2,3,…),可知bn≤bn+1(n=1,2,3,…).
…
若数列{cn}为等差数列且bn≤bn+1(n=1,2,3,…),设{cn}的公差为D,
则cn+1﹣cn=(an+1﹣an)+2(an+2﹣an+1)=bn+2bn+1=D(n=1,2,3,…),…
又bn+1+2bn+2=D,故(bn+1﹣bn)+2(bn+2﹣bn+1)=D﹣D=0,
又bn+1﹣bn≥0,bn+2﹣bn+1≥0,故bn+1﹣bn=bn+2﹣bn+1=0(n=1,2,3,…),…
所以bn+1=bn(n=1,2,3,…),故有bn=b1,所以an+1﹣an=b1为常数.
故数列{an}为等差数列.
综上可得,“数列{an}为等差数列”的充分必要条件是“数列{cn}为等差数列且bn≤bn+1(n=1,2,3,…)”.
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2017年2月18日