2016-2017学年吉林省吉林市舒兰市高二(上)期末数学试卷(理科)
一、选择题(本题共12个小题,每小题4分,共48分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.若点P的极坐标为(2,),则点P的直角坐标为( )
A.(﹣,3)
B.(﹣3,)
C.(3,﹣)
D.(,﹣3)
2.下列命题是真命题的为( )
A. x∈R,2x>1
B. x∈R,x2>0
C. x∈R,2x<1
D. x∈R,x2<0
3.在区间(﹣1,2)中任取一个数x,则使2x>3的概率为( )
A.
B.
C.
D.
4.已知一个算法的程序框图如图所示,当输出的结果为时,则输入的x值为( )
A.
B.﹣1
C.﹣1或
D.﹣1或
5.抛物线y2=6x的焦点到准线的距离为( )
A.1
B.2
C.3
D.4
6.下列各组空间向量相互垂直的是( )
A.
=(0,1,﹣1),=(1,0,﹣1)
B.
=(1,﹣1,1),=(﹣1,0,1)
C.
=(0,1,﹣2),=(0,﹣2,2)
D.
=(1,﹣1,1),=(﹣1,1,﹣1)
7.下列各选项中叙述错误的是( )
A.命题“若x≠0,则x2﹣3x≠0”的否命题是“若x=0,则x2﹣3x=0”
B.命题“ x∈R,lg(x2﹣x+1)≥0”是假命题
C.命题“ x∈R,3sinx=”是真命题
D.命题“若x=1,则向量=(﹣2x,1)与=(﹣2,x)共线”的逆命题是真命题
8.样本的数据如下:3,4,4,x,5,6,6,7,若该样本平均数为5,则样本方差为( )
A.1.2
B.1.3
C.1.4
D.1.5
9.执行如图所示的程序框图,则输出的结果为( )
A.4
B.5
C.6
D.7
10.设双曲线﹣=1(a>0,b>0)的右焦点为F,右顶点为A,过F作AF的垂线与双曲线的两条渐近线交于B,C两点,过B,C分别作AC,AB的垂线,两垂线交于点D,若D到直线BC的距离小于2(a+),则该双曲线的离心率的取值范围是( )
A.(1,2)
B.(1,)
C.(,2)
D.(,)
11.从长度分别为3、4、5、7、9的5条线段中任取3条,能构成三角形的概率为( )
A.
B.
C.
D.
12.已知F为抛物线y2=x的焦点,点A,B在该抛物线上且位于x轴的两侧,
=2(其中O为坐标原点),则△ABO与△AFO面积之和的最小值是( )
A.2
B.3
C.
D.
二、填空题(本大题共4小题,每小题4分,共16分)
13.如表是x与y之间的一组数据,则y关于x的回归方程=bx+必过点 .
x
0
1
2
3
y
1
2.5
5.5
7
14.正方体ABCD﹣A1B1C1D1中,AC1与平面BCC1B1所成角的余弦值为 .
15.已知集合A={x|1<x<2},B={x|x>a},若“x∈A”是“x∈B”的充分不必要条件,则实数a的取值范围是 .
16.从分别写有1,2,3,4,5的五张卡片中依次抽取两张,假设每张卡片被取到的概率相等,且每张卡片上只有一个数字,则取到的两张卡片上的数字之和为偶数的概率为 .
三、解答题(本大题共5小题,共56分)
17.若甲、乙、丙三组科研人员人数分别为12,18,m,现用分层抽样方法从这三组人员中抽取n人组成一个科考队,若在乙组中抽3人,丙组中抽4人,求m,n的值.
18.已知曲线C1:(t为参数),C2:(s为参数).
(1)化C1,C2的方程为普通方程,并说明它们分别表示什么曲线;
(2)曲线C2交曲线C1于A,B两点,求|AB|.
19.如图,点P是边长为1的正方形ABCD所在平面外一点,PA⊥CD,PA=1,PD=,E为PD上一点,PE=2ED.
(1)求证:PA⊥平面ABCD.
(2)在线段PC上是否存在一点F,使得BF∥平面AEC,若存在,指出F点位置,并说明,若不存在,说明理由.
20.某中学举行了一次“环保知识竞赛”,全校学生参加了这次竞赛,为了了解本次竞赛成绩情况,从中抽取了部分学生的成绩(得分取正整数,满分为100分)作为样本进行统计,请根据下面尚未完成并有局部污损的频率分布表和频率分布直方图(如图所示)解决下列问题:
组别
分组
频数
频率
第1组
[50,60)
8
0.16
第2组
[60,70)
a
第3组
[70,80)
20
0.40
第4组
[80,90)
0.08
第5组
[90,100)
2
b
合计
(1)写出a,b,x,y的值.
(2)在选取的样本中,从竞赛成绩是80分以上(含80分)的同学中随机抽取2名同学到广场参加环保知识的志愿宣传活动.
①求所抽取的2名同学中至少有1名同学的成绩在[90,100]内的概率;
②求所抽取的2名同学来自同一组的概率.
21.已知中心在坐标原点,焦点在x轴上的椭圆,离心率为且过点(,0),过定点C(﹣1,0)的动直线与该椭圆相交于A、B两点.
(1)若线段AB中点的横坐标是﹣,求直线AB的方程;
(2)在x轴上是否存在点M,使 为常数?若存在,求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
2016-2017学年吉林省吉林市舒兰市高二(上)期末数学试卷(理科)
参考答案与试题解析
一、选择题(本题共12个小题,每小题4分,共48分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.若点P的极坐标为(2,),则点P的直角坐标为( )
A.(﹣,3)
B.(﹣3,)
C.(3,﹣)
D.(,﹣3)
【考点】点的极坐标和直角坐标的互化.
【分析】利用x=2cos,y=2sin,即可得出直角坐标.
【解答】解:∵x=2cos=,y=2sin=3.
∴点P的直角坐标为.
故选:A.
2.下列命题是真命题的为( )
A. x∈R,2x>1
B. x∈R,x2>0
C. x∈R,2x<1
D. x∈R,x2<0
【考点】命题的真假判断与应用.
【分析】由指数函数y=2x,幂函数y=x2,的图象及性质判定.
【解答】解:由指数函数y=2x,幂函数y=x2,的图象及性质判定:
对于A, x∈R,2x>1,错;
对于B, x∈R,x2>0,错;
对于C, x∈R,2x<1,正确;
对于D,x∈R,x2<0,错;
故选:C
3.在区间(﹣1,2)中任取一个数x,则使2x>3的概率为( )
A.
B.
C.
D.
【考点】几何概型.
【分析】本题是几何概型的考查,只要利用区间长度的比即可求概率.
【解答】解:由2x>3,解得:x>,
故满足条件的概率是:
p==,
故选:A.
4.已知一个算法的程序框图如图所示,当输出的结果为时,则输入的x值为( )
A.
B.﹣1
C.﹣1或
D.﹣1或
【考点】程序框图.
【分析】由程序框图的功能和题意,当满足条件x≤0时,2x=,解得x=﹣1;不满足条件x≤0时,y=lgx=,解得x=或﹣(舍去),即可得解.
【解答】解:输出结果为,有y=,
由程序框图可知,
当满足条件x≤0时,y=2x=,解得选x=﹣1;
当不满足条件x≤0时,y=lgx=,解得x=或﹣(舍去);
综上,有x=﹣1,或者.
故选:D.
5.抛物线y2=6x的焦点到准线的距离为( )
A.1
B.2
C.3
D.4
【考点】抛物线的简单性质.
【分析】由抛物线的方程求得焦点坐标及准线方程,即可求得焦点到准线的距离.
【解答】解:由抛物线y2=6x焦点坐标为(,0),
准线方程为:x=﹣,
∴焦点到准线的距离﹣(﹣)=3,
故选:C.
6.下列各组空间向量相互垂直的是( )
A.
=(0,1,﹣1),=(1,0,﹣1)
B.
=(1,﹣1,1),=(﹣1,0,1)
C.
=(0,1,﹣2),=(0,﹣2,2)
D.
=(1,﹣1,1),=(﹣1,1,﹣1)
【考点】向量的数量积判断向量的共线与垂直.
【分析】利用向量垂直的性质直接求解.
【解答】解:在A中,
=1≠0,故A错误;
在B中,
=﹣1+0+1=0,故B正确;
在C中,
=0﹣2﹣4=﹣61≠0,故C错误;
在D中,
=﹣1﹣1﹣1=﹣3≠0,故D错误.
故选:B.
7.下列各选项中叙述错误的是( )
A.命题“若x≠0,则x2﹣3x≠0”的否命题是“若x=0,则x2﹣3x=0”
B.命题“ x∈R,lg(x2﹣x+1)≥0”是假命题
C.命题“ x∈R,3sinx=”是真命题
D.命题“若x=1,则向量=(﹣2x,1)与=(﹣2,x)共线”的逆命题是真命题
【考点】命题的真假判断与应用.
【分析】A,根据命题的否命题,既要否定条件,又要否定结论的原则判定;
B,存在实数使x2﹣x+1<1;
C,由3sinx=得sinx∈[﹣1,1]得命题“ x∈R,3sinx=”是真命题;
D,若向量=(﹣2x,1)与=(﹣2,x)共线 ﹣2x x=﹣1×2 x=±1,故逆命题是假命题
【解答】解:对于A,根据命题的否命题,既要否定条件,又要否定结论的原则,判定A正确;
对于B,∵存在实数使x2﹣x+1<1,∴命题“ x∈R,lg(x2﹣x+1)≥0”是假命题,故B正确;
对于C,由3sinx=得sinx∈[﹣1,1]得命题“ x∈R,3sinx=”是真命题,故C正确;
对于D,若向量=(﹣2x,1)与=(﹣2,x)共线 ﹣2x x=﹣1×2 x=±1,故逆命题是假命题,故D错
故选:D
8.样本的数据如下:3,4,4,x,5,6,6,7,若该样本平均数为5,则样本方差为( )
A.1.2
B.1.3
C.1.4
D.1.5
【考点】极差、方差与标准差.
【分析】根据题意,所给的平均数为5,由平均数公式可得==5,解可得x=5,将x的值代入方差计算公式即可得答案.
【解答】解:根据题意,数据3,4,4,x,5,6,6,7的平均数为5,
则有==5,解可得x=5,
则样本的方差S2=
[(3﹣5)2+(4﹣5)2+(4﹣5)2+(5﹣5)2+(5﹣5)2+(6﹣5)2+(6﹣5)2+(7﹣5)2]=
=1.5;
故选:D.
9.执行如图所示的程序框图,则输出的结果为( )
A.4
B.5
C.6
D.7
【考点】程序框图.
【分析】根据已知中的程序框图可得,该程序的功能是计算并输出变量i的值,模拟程序的运行过程,可得答案.
【解答】解:第1次执行循环后,S=2016,i=2,不满足退出循环的条件;
第2次执行循环后,S=1008,i=3,不满足退出循环的条件;
第3次执行循环后,S=336,i=4,不满足退出循环的条件;
第4次执行循环后,S=84,i=5,不满足退出循环的条件;
第5次执行循环后,S=16.8,i=6,不满足退出循环的条件;
第6次执行循环后,S=2.8,i=7,满足退出循环的条件;
故输出的i值为7,
故选:D.
10.设双曲线﹣=1(a>0,b>0)的右焦点为F,右顶点为A,过F作AF的垂线与双曲线的两条渐近线交于B,C两点,过B,C分别作AC,AB的垂线,两垂线交于点D,若D到直线BC的距离小于2(a+),则该双曲线的离心率的取值范围是( )
A.(1,2)
B.(1,)
C.(,2)
D.(,)
【考点】双曲线的简单性质.
【分析】求出双曲线的渐近线方程,令x=c,求得B,C的坐标,由双曲线的对称性知D在x轴上,设D(x,0),则由BD⊥AC得 (﹣)=﹣1,求出c﹣x,利用D到直线BC的距离小于2(a+),建立不等式关系,结合双曲线离心率的定义,即可得出结论.
【解答】解:双曲线﹣=1(a>0,b>0)的渐近线方程为y=±x,
由题意可得D为△ABC的垂心,
即有AD⊥BC,即D在x轴上,
令x=c,可得y=x= c=,
B(c,),同理C(c,﹣),
由BD⊥AC,可得kBD kAC=﹣1,
由题意,A(a,0),
设D(x,0),则由BD⊥AC得 (﹣)=﹣1,
∴c﹣x=,
∵D到直线BC的距离小于2(a+)=2(a+c),
∴<2(a+c),
∴<2(c2﹣a2)=2b2,
则c2<2a2,
即c<a,
即1<e<,
则曲线的离心率的取值范围是(1,).
故选:B.
11.从长度分别为3、4、5、7、9的5条线段中任取3条,能构成三角形的概率为( )
A.
B.
C.
D.
【考点】列举法计算基本事件数及事件发生的概率.
【分析】先求出基本事件总数n==10,再利用列举法求出能构成三角形包含的基本事件的个数,由此能求出能构成三角形的概率.
【解答】解:从长度分别为3、4、5、7、9的5条线段中任取3条,
基本事件总数n==10,
能构成三角形包含的基本事件有:,,,共有6个,
∴能构成三角形的概率为p==.
故选:C.
12.已知F为抛物线y2=x的焦点,点A,B在该抛物线上且位于x轴的两侧,
=2(其中O为坐标原点),则△ABO与△AFO面积之和的最小值是( )
A.2
B.3
C.
D.
【考点】直线与圆锥曲线的关系.
【分析】可先设直线方程和点的坐标,联立直线与抛物线的方程得到一个一元二次方程,再利用韦达定理及 =2消元,最后将面积之和表示出来,探求最值问题.
【解答】解:设直线AB的方程为:x=ty+m,点A(x1,y1),B(x2,y2),
直线AB与x轴的交点为M(m,0),
由 y2﹣ty﹣m=0,根据韦达定理有y1 y2=﹣m,
∵ =2,∴x1 x2+y1 y2=2,
结合及,得,
∵点A,B位于x轴的两侧,∴y1 y2=﹣2,故m=2.
不妨令点A在x轴上方,则y1>0,又,
∴S△ABO+S△AFO═×2×(y1﹣y2)+×y1,
=.
当且仅当,即时,取“=”号,
∴△ABO与△AFO面积之和的最小值是3,故选B.
二、填空题(本大题共4小题,每小题4分,共16分)
13.如表是x与y之间的一组数据,则y关于x的回归方程=bx+必过点 (1.5,4) .
x
0
1
2
3
y
1
2.5
5.5
7
【考点】线性回归方程.
【分析】根据回归方程=bx+必过样本中心点,求出、即可.
【解答】解:根据表中数据,计算
=×(0+1+2+3)=1.5,
=×(1+2.5+5.5+7)=4;
所以y关于x的回归方程=bx+必过样本中心点(1.5,4).
故答案为:(1.5,4).
14.正方体ABCD﹣A1B1C1D1中,AC1与平面BCC1B1所成角的余弦值为 .
【考点】直线与平面所成的角.
【分析】由AB⊥平面BCC1B1,知∠AC1B是AC1与平面BCC1B1所成角,由此能求出AC1与平面BCC1B1所成角的余弦值.
【解答】解:正方体ABCD﹣A1B1C1D1中,
∵AB⊥平面BCC1B1,
∴∠AC1B是AC1与平面BCC1B1所成角,
设正方体ABCD﹣A1B1C1D1中棱长为1,
则BC1==,AC1==,
∴cos∠AC1B===.
∴AC1与平面BCC1B1所成角的余弦值为.
故答案为:.
15.已知集合A={x|1<x<2},B={x|x>a},若“x∈A”是“x∈B”的充分不必要条件,则实数a的取值范围是 (﹣∞,1] .
【考点】必要条件、充分条件与充要条件的判断.
【分析】利用“x∈A”是“x∈B”的充分不必要条件,可得1≥a,即可得出.
【解答】解:∵集合A={x|1<x<2},B={x|x>a},
“x∈A”是“x∈B”的充分不必要条件,
∴1≥a,
∴实数a的取值范围是(﹣∞,1].
故答案为:(﹣∞,1].
16.从分别写有1,2,3,4,5的五张卡片中依次抽取两张,假设每张卡片被取到的概率相等,且每张卡片上只有一个数字,则取到的两张卡片上的数字之和为偶数的概率为 .
【考点】古典概型及其概率计算公式.
【分析】先基本事件总数n==10,再求出取到的两张卡片上的数字之和为偶数包含的基本事件个数:m==4,由此能求出取到的两张卡片上的数字之和为偶数的概率.
【解答】解:从分别写有1,2,3,4,5的五张卡片中依次抽取两张,
假设每张卡片被取到的概率相等,且每张卡片上只有一个数字,
基本事件总数n==10,
取到的两张卡片上的数字之和为偶数包含的基本事件个数:
m==4,
∴取到的两张卡片上的数字之和为偶数的概率为p==.
故答案为:.
三、解答题(本大题共5小题,共56分)
17.若甲、乙、丙三组科研人员人数分别为12,18,m,现用分层抽样方法从这三组人员中抽取n人组成一个科考队,若在乙组中抽3人,丙组中抽4人,求m,n的值.
【考点】分层抽样方法.
【分析】先求出每个个体被抽到的概率,再分别根据乙组中抽3人,丙组中抽4人,即可求出m,n的值
【解答】解:∵每个个体被抽到的概率等于,乙组中抽3人,丙组中抽4人
则×18=3,×m=4,
解得m=24,n=9
18.已知曲线C1:(t为参数),C2:(s为参数).
(1)化C1,C2的方程为普通方程,并说明它们分别表示什么曲线;
(2)曲线C2交曲线C1于A,B两点,求|AB|.
【考点】参数方程化成普通方程.
【分析】(1)曲线C1:(t为参数),利用平方关系可得曲线C1化为普通方程;C2:(s为参数),消去参数化为普通方程,进而得到曲线形状.
(2)将直线C2的参数方程代入曲线C1直角坐标方程中,可得,利用根与系数的关系、弦长公式即可得出.
【解答】解:(1)曲线C1:(t为参数),
利用平方关系可得:曲线C1化为普通方程是(x+2)2+(y﹣1)2=1,
曲线C1是圆心为(﹣2,1),半径为1的圆;
C2:(s为参数),
消去参数化为普通方程:y=x+4,
曲线C2是斜率为1,在y轴上截距为4的直线.
(2)将直线C2的参数方程代入曲线中,
得,
设A,B对应参数分别为s1,s2,
则,
∴.
19.如图,点P是边长为1的正方形ABCD所在平面外一点,PA⊥CD,PA=1,PD=,E为PD上一点,PE=2ED.
(1)求证:PA⊥平面ABCD.
(2)在线段PC上是否存在一点F,使得BF∥平面AEC,若存在,指出F点位置,并说明,若不存在,说明理由.
【考点】直线与平面垂直的判定;直线与平面平行的判定.
【分析】(1)根据勾股定理的逆定理,得到△PAD是以PD为斜边的直角三角形,从而有PA⊥AD,再结合PA⊥CD,AD、CD
相交于点D,可得PA⊥平面ABCD;
(2)以AB,AD,PA为x轴、y轴、z轴建立空间直角坐标系.分别给出点A、B、C、P、E的坐标,从而得出=(1,1,0),=(0,,),利用向量数量积为零的方法,列方程组可算出平面AEC的一个法向量.假设侧棱PC上存在一点F,使得BF∥平面AEC,则 =0,解之得存在PC的中点F,使得BF∥平面AEC.
【解答】(1)证明:∵PA=AD=1,PD=,
∴PA2+AD2=PD2,可得△PAD是以PD为斜边的直角三角形
∴PA⊥AD
又∵PA⊥CD,AD、CD
相交于点D,
∴PA⊥平面ABCD;
(2)解:以AB,AD,PA为x轴、y轴、z轴建立空间直角坐标系.
则A(0,0,0),B(1,0,0),C(1,1,0),P(0,0,1),E(0,,),
=(1,1,0),=(0,,),
设平面AEC的法向量=(x,y,z),根据数量积为零,可得
令y=1,得=(﹣1,1,﹣2
)
假设侧棱PC上存在一点F,且=λ,(0≤λ≤1),使得:BF∥平面AEC,则 =0.
又∵=(0,1,0)+(﹣λ,﹣λ,λ)=(﹣λ,1﹣λ,λ),
∴ =λ+1﹣λ﹣2λ=0,∴λ=,
所以存在PC的中点F,使得BF∥平面AEC.
20.某中学举行了一次“环保知识竞赛”,全校学生参加了这次竞赛,为了了解本次竞赛成绩情况,从中抽取了部分学生的成绩(得分取正整数,满分为100分)作为样本进行统计,请根据下面尚未完成并有局部污损的频率分布表和频率分布直方图(如图所示)解决下列问题:
组别
分组
频数
频率
第1组
[50,60)
8
0.16
第2组
[60,70)
a
第3组
[70,80)
20
0.40
第4组
[80,90)
0.08
第5组
[90,100)
2
b
合计
(1)写出a,b,x,y的值.
(2)在选取的样本中,从竞赛成绩是80分以上(含80分)的同学中随机抽取2名同学到广场参加环保知识的志愿宣传活动.
①求所抽取的2名同学中至少有1名同学的成绩在[90,100]内的概率;
②求所抽取的2名同学来自同一组的概率.
【考点】列举法计算基本事件数及事件发生的概率;频率分布直方图.
【分析】(1)利用频率=×100%,及表示频率分布直方图的纵坐标即可求出a,b,x,y;
(2)由(1)可知第四组的人数,已知第五组的人数是2,利用组合的计算公式即可求出从这6人中任选2人的种数,再分两类分别求出所选的两人来自同一组的情况,利用互斥事件的概率和古典概型的概率计算公式即可得出.
【解答】解:(1)由题意得,样本总人数是=50,
∴b==0.04,
第四组的频数=50×0.08=4,
∴a=50﹣8﹣20﹣2﹣4=16,
y==0.004,x=×=0.032,
∴a=16,b=0.04,x=0.032,y=0.004;
(2)①由题意可知,第4组有4人;记为A、B、C、D;
第5组有2人,记为:X、Y;共6人,
从竞赛成绩是80分以上(含80分)的同学中随机抽取2名同学有=15种情况,
记“随机所抽取的2名同学中至少有1名同学的成绩在[90,100]内”为事件E,
有AX、AY、BX、BY、CX、CY、DX、DY、XY共9种情况,
∴P(E)==;
②设“随机抽取的2名同学来自同一组”为事件F,
则有AB、AC、AD、BC、BD、CD、XY共7种情况,
∴P(F)=.
21.已知中心在坐标原点,焦点在x轴上的椭圆,离心率为且过点(,0),过定点C(﹣1,0)的动直线与该椭圆相交于A、B两点.
(1)若线段AB中点的横坐标是﹣,求直线AB的方程;
(2)在x轴上是否存在点M,使 为常数?若存在,求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
【考点】椭圆的简单性质.
【分析】(1)由题意可设椭圆的标准方程为:
+=1(a>b>0),可得,a=,a2=b2+c2,解出可得椭圆的方程.直线斜率不存在时显然不成立,设直线AB:y=k(x+1),将AB:y=k(x+1)代入椭圆的方程,消去y整理得(3k2+1)x2+6k2x+3k2﹣5=0,由线段AB的中点的横坐标为,解得k,即可得出.
(2)假设在x轴上存在点M(m,0),使得MA MB为常数,
①当直线AB与x轴不垂直时,利用根与系数的关系与数量积运算性质可得 =(x1﹣m)(x2﹣m)+y1y2,即可得出.
【解答】解:(1)由题意可设椭圆的标准方程为:
+=1(a>b>0),
∴,a=,a2=b2+c2,
解得a=,c=,b2=.
∴椭圆的方程为x2+3y2=5,
直线斜率不存在时显然不成立,设直线AB:y=k(x+1),
将AB:y=k(x+1)代入椭圆的方程,消去y整理得(3k2+1)x2+6k2x+3k2﹣5=0,
设A(x1,y1),B(x2,y2),则,
∵线段AB的中点的横坐标为,解得,
∴直线AB的方程为.
(2)假设在x轴上存在点M(m,0),使得MA MB为常数,
①当直线AB与x轴不垂直时,由(1)知,
∴ =(x1﹣m)(x2﹣m)+y1y2=(k2+1)x1x2+(k2﹣m)(x1+x2)+k2+m2=,
∵ 是与k无关的常数,从而有,
此时 =.
②当直线AB与x轴垂直时,此时结论成立,
综上可知,在x轴上存在定点,使,为常数.
2017年3月16日
第1页(共22页)