2019-2020学年陕西省商洛市高二第二学期期末数学试卷(文科)
一、选择题(共12小题).
1.已知集合A={x|x>1},B={x|﹣1<x<2},则A∪B=( )
A.{x|﹣1<x<2} B.{x|x>﹣1} C.{x|﹣1<x<1} D.{x|1<x<2}
2.复数i(1+2i)(i为虚数单位)等于( )
A.﹣2+i B.2+i C.﹣2﹣i D.2﹣i
3.函数f(x)=2cos(x+)的最小正周期是( )
A. B.π C.2π D.4π
4.一球的体积为288π,则其表面积为( )
A.72π B.64π C.144π D.108π
5.已知双曲线的方程为=1,其离心率为( )
A. B. C. D.
6.已知向量=(m,1),=(2,﹣3),若(2﹣)⊥,则m=( )
A.﹣ B. C. D.
7.设各项均不相等的等比数列{an}的前n项和是Sn,若S1=1,S3=3,则S6=( )
A.27 B.﹣16 C.﹣21 D.36
8.高二某班共有学生45人,学号依次为1,2,3,…,45,现按学号用系统抽样的办法抽取一个容量为5的样本,已知学号为6,24,33的学生在样本中,那么样本中还有两个学生的学号应为( )
A.15,42 B.15,43 C.14,42 D.14,43
9.已知抛物线E:y2=2px(p>0)的焦点为F,点A(x0,y0)在抛物线E上,若|AF|=|y0|=2,则p=( )
A.2 B.4 C.6 D.8
10.如图,在三棱柱ABC﹣A1B1C1中,AA1⊥平面ABC,四边形BCC1B1为正方形,BC=2AB=4,AB⊥BC,D为C1B1的中点,则异面直线A1C1与AD所成角的余弦值为( )
A. B. C. D.
11.运行如图所示的程序框图,若输出S的值为129,则判断框内可填入的条件是( )
A.k<4? B.k<5? C.k<6? D.k<7?
12.已知函数f(x)=是R上的单调递增函数,则a的取值范围是( )
A.(1,4) B.[2,4) C.(1,3] D.[3,4)
二、填空题:本大题共4小题,每小题5分,共20分.把答案填在答题卡中的横线上.
13.等差数列{an}中,a5=9,a7=21,则a10+a11+a12= .
14.函数f(x)=,则f(f(1))= .
15.从三棱柱的六个顶点中任取两个顶点,则这两个顶点不在同一条棱上的概率是 .
16.函数f(x)=x2﹣8lnx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,每道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所对的边分别为a,b,c.已知acosC=(b﹣c)cosA.
(1)求A;
(2)若a=2,b=2,求△ABC的面积.
18.某运动品牌商为了得出高中毕业生中女生的身高数据,随机调查某市高中毕业生中女生100人,根据所得数据分为[155,157),[157,159),[159,161),[161,163),[163,165),[165,167]6组,得到她们身高的频率分布直方图如图所示(女生身高普遍在155cm至167cm之间),记“高中毕业生中女生身高不低于161cm”为事件A,根据直方图得到P(A)的估计值为0.49.
(1)求频率分布直方图中a,b的值;
(2)由频率分布直方图估计该市高中毕业生中女生身高的中位数(精确到0.1).
19.如图,在多面体ABCDEF中,平面ABCD⊥平面BCEF,四边形ABCD为矩形,E,F是以BC为直径的半圆圆弧的两个三等分点,BC=4,CD=4.
(1)证明:平面ABF⊥平面ACF.
(2)求点D到平面ACE的距离.
20.已知函数f(x)=x3+bx2+cx﹣1的图象在(1,f(1))处的切线经过点(2,4),且f(x)的一个极值点为﹣1.
(1)求f(x)的极值;
(2)已知方程f(x)﹣m=0在[﹣2,2]上恰有一个实数根,求m的取值范围.
21.已知椭圆C:+=1(a>b>0)的右顶点为A,上顶点为B,O为坐标原点,|OA|+|OB|=3,△OAB的面积为1.
(1)求椭圆C的方程;
(2)若M,N是椭圆C上两点,且MN∥AB,记直线BM,AN的斜率分别为k1,k2(k1k2≠0),证明:k1?k2为定值.
选考题:共10分请考生在第22、23题中任选-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.在直角坐标系xOy中,曲线C的参数方程为(α为参数),直线l的参数方程为(t为参数),以原点O为极点,x轴的非负半轴为极轴建立极坐标系,点M的极坐标为(2,).
(1)求直线l与曲线C的普通方程;
(2)若直线l与曲线C交于P,Q两点,求|MP|+|MQ|的值.
[选修4-5:不等式选讲]
23.已知函数f(x)=|2x﹣3|+2|x+1|.
(1)求不等式f(x)<9的解集;
(2)若对?x∈[0,1],不等式f(x)≥|2x+a|恒成立,求a的取值范围.
参考答案
一、选择题(共12小题,每小题5分,满分60分)
1.已知集合A={x|x>1},B={x|﹣1<x<2},则A∪B=( )
A.{x|﹣1<x<2} B.{x|x>﹣1} C.{x|﹣1<x<1} D.{x|1<x<2}
【分析】根据并集的求法,结合已知中集合A,B,做出数轴协助分析,即可得到答案.
解:∵集合A={x|x>1},B={x|﹣1<x<2}},
作图可得,
由图可得A∪B={x|x>﹣1}
故选:B.
2.复数i(1+2i)(i为虚数单位)等于( )
A.﹣2+i B.2+i C.﹣2﹣i D.2﹣i
【分析】由条件利用两个复数代数形式的乘法法则、虚数单位i的幂运算性质,计算可得结果.
解:∵i(1+2i)=﹣2+i,
故选:A.
3.函数f(x)=2cos(x+)的最小正周期是( )
A. B.π C.2π D.4π
【分析】根据三角函数的周期公式计算.
解:函数f(x)=2cos(x+)的最小正周期T==4π.
故选:D.
4.一球的体积为288π,则其表面积为( )
A.72π B.64π C.144π D.108π
【分析】由球的体积公式及球的体积可得球的半径,代入球的表面积公式可得球的表面积.
解:设球的半径为R,则V球=πR3=288π,解得R=6,
所以球的表面积为S=4πR2=4π?62=144π,
故选:C.
5.已知双曲线的方程为=1,其离心率为( )
A. B. C. D.
【分析】直接利用双曲线的标准方程,转化求解离心率即可.
解:由双曲线的方程=1,可得a=,b=2,c=,
所以双曲线的离心率e===.
故选:D.
6.已知向量=(m,1),=(2,﹣3),若(2﹣)⊥,则m=( )
A.﹣ B. C. D.
【分析】利用平面向量坐标运算法则先求出,再由(2﹣)⊥,利用向量垂直的性质能求出m.
解:∵向量=(m,1),=(2,﹣3),
∴=(2m﹣2,5),
∵(2﹣)⊥,
∴(2)?=2(2m﹣2)﹣15=0,
解得m=.
故选:D.
7.设各项均不相等的等比数列{an}的前n项和是Sn,若S1=1,S3=3,则S6=( )
A.27 B.﹣16 C.﹣21 D.36
【分析】根据题意,分析可得a1=1,则有S3=a1+a1q+a1q2=1+q+q2=3,解可得q的值,代入等比数列的前n项和公式计算可得答案.
解:根据题意,等比数列{an}的各项均不相等,则其公比q≠1,
若S1=1,S3=3,即a1=1,则S3=a1+a1q+a1q2=1+q+q2=3,
解可得q=1或q=﹣2;
又由q≠1,则q=﹣2,
则S6===﹣21,
故选:C.
8.高二某班共有学生45人,学号依次为1,2,3,…,45,现按学号用系统抽样的办法抽取一个容量为5的样本,已知学号为6,24,33的学生在样本中,那么样本中还有两个学生的学号应为( )
A.15,42 B.15,43 C.14,42 D.14,43
【分析】根据系统抽样的定义,算出每组人数即组距,再利用第一组抽到的学号依次加上组距即可求出所有抽得的学号.
解:由题意可知,每组人数为=9,即组距为9,
所以另外两个学生的学号为6+9=15,和33+9=42,
故选:A.
9.已知抛物线E:y2=2px(p>0)的焦点为F,点A(x0,y0)在抛物线E上,若|AF|=|y0|=2,则p=( )
A.2 B.4 C.6 D.8
【分析】利用抛物线的性质,结合已知条件列出方程求解即可.
解:抛物线E:y2=2px(p>0)的焦点为F,
点A(x0,y0)在抛物线E上,若|AF|=|y0|=2,
则x0+=2,所以|y0|==2,解得p=2,
故选:A.
10.如图,在三棱柱ABC﹣A1B1C1中,AA1⊥平面ABC,四边形BCC1B1为正方形,BC=2AB=4,AB⊥BC,D为C1B1的中点,则异面直线A1C1与AD所成角的余弦值为( )
A. B. C. D.
【分析】过点D作DF∥A1C1,交A1B1于点F,则∠ADF为异面直线A1C1与AD所成角(或所成角的补角),由此能求出异面直线A1C1与AD所成角的余弦值.
解:如图,过点D作DF∥A1C1,交A1B1于点F,
则∠ADF为异面直线A1C1与AD所成角(或所成角的补角),
∵在三棱柱ABC﹣A1B1C1中,AA1⊥平面ABC,
四边形BCC1B1为正方形,BC=2AB=4,AB⊥BC,D为C1B1的中点,
∴由题意知AD==,DF==,AF==,
∴异面直线A1C1与AD所成角的余弦值为:
cos∠ADF===.
故选:C.
11.运行如图所示的程序框图,若输出S的值为129,则判断框内可填入的条件是( )
A.k<4? B.k<5? C.k<6? D.k<7?
【分析】由已知中的程序语句可知:该程序的功能是利用循环结构计算并输出变量S的值,模拟程序的运行过程,分析循环中各变量值的变化情况,可得答案.
解:模拟程序的运行,可得
S=0,k=1;
S=0+1×21﹣1=1,k=2;
S=1+2×22﹣1=5,k=3;
S=5+3×23﹣1=17,k=4;
S=17+4×24﹣1=49,k=5;
S=49+5×25﹣1=129,k=6,
此时输出S,即判断框内可填入的条件是“k<6?”.
故选:C.
12.已知函数f(x)=是R上的单调递增函数,则a的取值范围是( )
A.(1,4) B.[2,4) C.(1,3] D.[3,4)
【分析】根据题意,由函数单调性的定义可得,解可得a的取值范围,即可得答案.
解:根据题意,函数f(x)=是R上的单调递增函数,
必有,解可得3≤a<4,
即a的取值范围为[3,4);
故选:D.
二、填空题:本大题共4小题,每小题5分,共20分.把答案填在答题卡中的横线上.
13.等差数列{an}中,a5=9,a7=21,则a10+a11+a12= 135 .
【分析】利用等差数列的性质求出公差d,进而求出结论.
解:因为等差数列{an}中,a5=9,a7=21,
故2d=a7﹣a5=12;
∴d=6;
∴a10+a11+a12=3a5+18d=3×9+18×6=135.
故答案为:135.
14.函数f(x)=,则f(f(1))= 1 .
【分析】推导出f(1)=ln1=0,从而得到f(f(1))=f(0),由此能求出结果.
解:∵函数f(x)=,
∴f(1)=ln1=0,
∴f(f(1))=f(0)=1.
故答案为:1.
15.从三棱柱的六个顶点中任取两个顶点,则这两个顶点不在同一条棱上的概率是 .
【分析】利用列举法求出基本事件总数有15种,这两个顶点不在同一条棱上包含的基本事件有6种,由此能求出这两个顶点不在同一条棱上的概率.
解:从三棱柱ABC﹣DEF的六个顶点中任取两个顶点,
基本事件有15种,分别为:
AB,AC,AD,AE,AF,BC,BD,BE,BF,CD,CE,CF,DE,DF,EF,
这两个顶点不在同一条棱上包含的基本事件有6种,分别为:
AE,AF,BD,BF,CD,CE,
则这两个顶点不在同一条棱上的概率为:
P==.
故答案为:.
16.函数f(x)=x2﹣8lnx的最小值为 4﹣8ln2 .
【分析】求出原函数的导函数,得到导函数的零点,由导函数的零点对函数定义域分段,可得原函数的单调性,进一步求得最值.
解:由f(x)=x2﹣8lnx,得f′(x)=2x﹣=(x>0),
当x∈(0,2)时,f′(x)<0,f(x)单调递减,当x∈(2,+∞)时,f′(x)>0,f(x)单调递增.
∴f(x)min=f(2)=4﹣8ln2.
故答案为:4﹣8ln2.
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,每道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所对的边分别为a,b,c.已知acosC=(b﹣c)cosA.
(1)求A;
(2)若a=2,b=2,求△ABC的面积.
【分析】(1)方法一:根据余弦定理即可求出;方法二:根据正弦定理与三角函数的恒等变换求得角A的值;
(2)根据题意,利用余弦定理和三角形面积公式求得结果.
解:(1)方法一:∵acosC=(b﹣c)cosA,
∴a?=(b﹣c)?,
∴bc=b2+c2﹣a2,
∴cosA==,
∵0<A<π,
∴A=;
方法二:∵acosC=(b﹣c)cosA,
∴由正弦定理得:sinAcosC=sinBcosA﹣sinCcosA,
∴sinAcosC+sinCcosA=sinBcosA,
∴sin(A+C)=sinB=sinBcosA,
∴sinB≠0,
∴cosA=,
∵0<A<π,
∴A=;
(2)因为a=2,b=2,A=,
由余弦定理得a2=b2+c2﹣2bccosA,20=8+c2﹣2×2×c×cos,
即c2﹣4c﹣12=0.
又c>0,所以c=6.
故△ABC的面积为S=bcsinA=×2×6×=6.
18.某运动品牌商为了得出高中毕业生中女生的身高数据,随机调查某市高中毕业生中女生100人,根据所得数据分为[155,157),[157,159),[159,161),[161,163),[163,165),[165,167]6组,得到她们身高的频率分布直方图如图所示(女生身高普遍在155cm至167cm之间),记“高中毕业生中女生身高不低于161cm”为事件A,根据直方图得到P(A)的估计值为0.49.
(1)求频率分布直方图中a,b的值;
(2)由频率分布直方图估计该市高中毕业生中女生身高的中位数(精确到0.1).
【分析】(1)由频率分布直方图的性质能求出a和b.
(2)由频率分布直方图能估计该市高中毕业生中女生身高的中位数.
解:(1)由已知得(0.11+b+0.065)×2=0.49,
解得b=0.07.
∵1﹣P(A)=1﹣0.49=0.51,
∴2(0.05+0.07+a)=0.51,
解得a=0.135.
(2)∵前2组的频率和为2(0.05+0.07)=0.24<0.5,
前3组的频率和为0.51>0.5,∴中位数在第3组,
设中位数为x,则0.24+×0.135×2=0.5,
解得x≈160.9,
∴由频率分布直方图估计该市高中毕业生中女生身高的中位数约为160.9.
19.如图,在多面体ABCDEF中,平面ABCD⊥平面BCEF,四边形ABCD为矩形,E,F是以BC为直径的半圆圆弧的两个三等分点,BC=4,CD=4.
(1)证明:平面ABF⊥平面ACF.
(2)求点D到平面ACE的距离.
【分析】(1)先证明CF⊥平面ABF,再得出平面ABF⊥平面ACF;
(2)根据VD﹣ACE=VE﹣ACD计算点D到平面ACE的距离.
【解答】(1)证明:∵四边形ABCD为矩形,∴AB⊥BC,
∵平面ABCD⊥平面BCEF,平面ABCD∩平面BCEF=BC,
∴AB⊥平面BCEF,又CF?平面BCEF,
∴AB⊥CF,
∵F是以BC为直径的半圆上的点,∴BF⊥CF,
又AB∩BF=B,AB?平面ABF,BF?平面ABF,
∴CF⊥平面ABF,又CF?平面ACF,
∴平面ABF⊥平面ACF.
(2)解:连接BE,∵E,F是以BC为直径的半圆圆弧的两个三等分点,BC=4,
∴BF=CE=2,BE=CF==2,
∴AE==2,AC==8,
∴AE2+CE2=AC2,∴AE⊥CE,
设D到平面ACE的距离为h,则VD﹣ACE==,
过E作EH⊥BC于H,则EH=,且EH⊥平面ABCD,
∴VE﹣ACD==8,
∴=8,解得h=.
故点D到平面ACE的距离为.
20.已知函数f(x)=x3+bx2+cx﹣1的图象在(1,f(1))处的切线经过点(2,4),且f(x)的一个极值点为﹣1.
(1)求f(x)的极值;
(2)已知方程f(x)﹣m=0在[﹣2,2]上恰有一个实数根,求m的取值范围.
【分析】(1)求出导函数求出切线的斜率,切点坐标,得到切线方程,求出极值点,判断导函数的符号,推出结果即可.
(2)方程f(x)﹣m=0在[﹣2,2]上恰有一个实数根,推出函数y=f(x)的图象与直线y=m在[﹣2,2]上恰有一个交点.利用零点判断定理推出结果即可.
解:(1)∵f'(x)=3x2+2bx+c,∴f'(1)=3+2b+c,
∴f(x)的图象在(1,f(1))处的切线方程为y﹣(b+c)=(3+2b+c)(x﹣1).
∵该切线经过点(2,4),∴4﹣(b+c)=(3+2b+c)(2﹣1),即3b+2c=1①.
又∵f(x)的一个极值点为﹣1,∴f'(﹣1)=3﹣2b+c=0②.
由①②可知b=1,c=﹣1,故f(x)=x3+x2﹣x﹣1.f'(x)=3x2+2x﹣1,令f'(x)=0,得x=﹣1或.
当x变化时,f'(x),f(x)的变化情况如下表:
x (﹣∞,﹣1) ﹣1
f'(x) + 0 ﹣ 0 +
f(x) 单调递增 极大值 单调递减 极小值 单调递增
故f(x)极大值=f(﹣1)=0,.
(2)∵方程f(x)﹣m=0在[﹣2,2]上恰有一个实数根,
∴函数y=f(x)的图象与直线y=m在[﹣2,2]上恰有一个交点.
∵f(﹣2)=﹣3,f(2)=9,
结合函数f(x)的图象,可得.
21.已知椭圆C:+=1(a>b>0)的右顶点为A,上顶点为B,O为坐标原点,|OA|+|OB|=3,△OAB的面积为1.
(1)求椭圆C的方程;
(2)若M,N是椭圆C上两点,且MN∥AB,记直线BM,AN的斜率分别为k1,k2(k1k2≠0),证明:k1?k2为定值.
【分析】(1)由题意可得a+b,及ab的值,且a>b,解得a,b的值,进而求出椭圆的方程;
(2)由题意设直线MN的方程,与椭圆联立求出两根之和及两根之积,进而求出k1?k2的表达式,将两根之和及两根之积代入可证得k1?k2为定值.
解:(1)由题意可得|OA|=a,|OB|=b,
所以a+b=3,且=1,解得a=2,b=1,
所以椭圆的方程为+y2=1;
(2)证明:由(1)可得A(2,0),B(0,1),所以kMN=﹣,
设M(x1,y1),N(x2,y2)直线MN的方程为y=﹣x+t,
联立直线MN与椭圆的方程,整理可得x2﹣2tx+2t2﹣2=0,
则△=4t2﹣4(2t2﹣2)>0,即t2<2,
且x1+x2=2t,x1x2=2t2﹣2,所以x2=2t﹣x1,
所以k1k2=?=
=
=
==,
所以k1?k2为定值.
选考题:共10分请考生在第22、23题中任选-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.在直角坐标系xOy中,曲线C的参数方程为(α为参数),直线l的参数方程为(t为参数),以原点O为极点,x轴的非负半轴为极轴建立极坐标系,点M的极坐标为(2,).
(1)求直线l与曲线C的普通方程;
(2)若直线l与曲线C交于P,Q两点,求|MP|+|MQ|的值.
【分析】(1)直接利用转换关系,把参数方程极坐标方程和直角坐标方程之间进行转换.
(2)利用一元二次方程根和系数的关系式的应用求出结果.
解:(1)曲线C的参数方程为(α为参数),转换为直角坐标方程.
直线l的参数方程为(t为参数),转换为直角坐标方程为.
(2)由于点M(2,),转换为直角坐标为(﹣1,),
由于点M在直线l上,
将直线的参数方程代入,
得到:8t2+22t﹣13=0,设t1,t2为P,Q对应的参数,
所以,,
则:|MP|+|MQ|═.
[选修4-5:不等式选讲]
23.已知函数f(x)=|2x﹣3|+2|x+1|.
(1)求不等式f(x)<9的解集;
(2)若对?x∈[0,1],不等式f(x)≥|2x+a|恒成立,求a的取值范围.
【分析】(1)将f(x)化为分段函数的形式,然后根据f(x)<9,利用零点分段法解不等式即可;
(2)结合(1)可得|2x+a|≤5对x∈[0,1]恒成立,然后得到对x∈[0,1]恒成立,再求出a的取值范围.
解:(1)f(x)=|2x﹣3|+2|x+1|=,
f(x)<9等价为或或,
解得﹣2<x≤﹣1或﹣1<x<或≤x<,
故原不等式的解集为(﹣2,);
(2)因为0≤x≤1,所以f(x)=5,
则f(x)≥|2x+a|对x∈[0,1]恒成立,
等价为|2x+a|≤5对x∈[0,1]恒成立,
即﹣5≤2x+a≤5,即对x∈[0,1]恒成立,
所以﹣5≤a≤3,则a的取值范围是[﹣5,3].