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2019-2020学年河南省天一大联考高二下学期期末数学试卷(理科) (解析版)

2021-03-29 来源:步旅网
2019-2020学年河南省天一大联考高二第二学期期末数学试卷

(理科)

一、选择题(共12小题). 1.

=( )

B.﹣1+i

dx等于( )

B.π

C.2π

D.4π

C.﹣1﹣i

D.2+2i

A.﹣2+2i 2.A.

3.利用数学归纳法证明f(n)=1+2+3+…+(3n+1)(n∈N*)时,第一步应证明( )A.f(2)=1+2 C.f(1)=1+2+3

B.f(1)=1 D.f(1)=1+2+3+4

4.已知数列{an}是等差数列,且a6=6,a10=8,则公差d=( ) A.

B.

C.1

D.2

=4,则a=( )

C.2

D.﹣2

5.已知函数f(x)=ax2+b的图象开口向下,A.

B.

6.《九章算术》是我国古代的数学名著,书中把三角形的田称为“圭田”,把直角梯形的田称为“邪田”,称底是“广”,高是“正从”,“步”是丈量土地的单位.现有一邪田,广分别为八步和十二步,正从为八步,其内部有块广为八步,正从为五步的圭田,若将100棵的果树均匀地种植在邪田,一年后,每棵果树都有60kg的果子收成,则此圭田中的收成约为( ) A.25kg

B.50kg

C.1500kg

D.2000kg

7.根据如图的程序框图,输出的S的值为( )

A.1007 B.1009 C.0 D.﹣1

8.在复平面内,虚数z对应的点为A,其共轭复数对应的点为B,若点A与B分别在y2

=4x与y=﹣x上,且都不与原点O重合,则A.﹣16

B.0

=( )

D.32

C.16

9.在古希腊,毕达哥拉斯学派把1,3,6,10,15,21,28,36,45,……这些数叫做三角形数.设第n个三角形数为an,则下面结论错误的是( ) A.an﹣an﹣1=n(n>1) B.a20=210

C.1024是三角形数 D.

10.已知图中的三条曲线所对应的函数分别为y1=(x>0),y2=x,y3=x,则阴影部分的面积为( )

A.1+ln2 B.ln2 C.1 D.2

,cos∠BAC

11.在△ABC中,∠B=60°,AD是∠BAC的平分线,交BC于D,BD=

=,则AD=( ) A.2

12.已知方程3x2﹣

B.

C.

D.

ax+a2=0的两实根为x1,x2,若函数f(x)=x(x﹣1)(x+1)在

x=x1与x=x2处的切线相互垂直,满足条件的a的个数为( ) A.1

B.2

C.3

D.4

二、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分. 13.已知复数z的实部与虚部之和为2,且|z|=

,则z= .

14.某村有农户200户,他们2018年的家庭收入经过统计整理得到如图所示的频率分布直方图.当地政策规定,若家庭收入不足1.5万元,则可以享受一定的国家扶贫政策,则该村享受国家扶贫政策的有 户.

15.若x,y满足约束条件则z=2x+y的最大值为 .

16.函数f(x)是连续的偶函数,方程f(x)=0仅有两个实根±1,且当x=(﹣2,0)∪(2,+∞)时f'(x)>0恒成立,则不等式xf(x)<0的解集为 . 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. 17.已知函数f(x)=

(Ⅰ)若f(x)=3,求tanx; (Ⅱ)证明:f′(x)=

. .

18.在梯形ABCD中,AD∥BC,AC⊥BD于点O,BC=2AD,AC=9,将△ABD沿着BD折起,使得A点到P点的位置,PC=3(Ⅰ)求证:平面PBD⊥平面BCD;

(Ⅱ)M为BC上一点,且BM=2CM,求证:OM∥平面PCD.

19.已知a,b,c,d为实数.

(Ⅰ)证明:a(a﹣b)+b(b﹣c)+c(c﹣d)+d(d﹣a)≥0; (Ⅱ)若ab+bc+cd+da=4,证明:a,b,c,d中至少有一个不大于1. 20.已知函数f(x)=(ax2+bx)ex.

(Ⅰ)若x=0是f(x)的一个极值点,求实数b的值; (Ⅱ)若a=2,b=3,求f(x)在区间[﹣2,0]上的最值.

21.已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,过F的直线l与抛物线C交于A,B两点,弦AB的中点的横坐标为,|AB|=5. (1)求抛物线C的方程;

(2)若直线l的倾斜角为锐角,求与直线l平行且与抛物线C相切的直线方程. 22.已知函数f(x)=elnx﹣ax+1. (Ⅰ)讨论f(x)的单调性;

(Ⅱ)若a>0,且对任意的x∈[1,e],都有f(x)<a,求a的取值范围.

参考答案

一、选择题:本题共12小题,每小题5分,共60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.

=( )

B.﹣1+i

C.﹣1﹣i

D.2+2i

A.﹣2+2i

【分析】直接利用复数代数形式的乘除运算化简得答案. 解:

故选:C. 2.A.

dx等于( )

B.π

C.2π

D.4π

【分析】由定积分的几何意义知:

面积等于四分之一个圆的面积,求解即可. 解:由定积分的几何意义知:

dx是如图所示的阴影部分扇形的面积,其

dx是如图所示的阴影部分的面积,即表示以原

点为圆心以2为半径的圆的面积的四分之一, 故故选:B.

dx=π×22=π,

3.利用数学归纳法证明f(n)=1+2+3+…+(3n+1)(n∈N*)时,第一步应证明( )A.f(2)=1+2 C.f(1)=1+2+3

B.f(1)=1 D.f(1)=1+2+3+4

【分析】由f(n)的表达式,考虑右边的最后一项,即从1连续加到3n+1,可得所求结论.

解:由f(n)=1+2+3+…+(3n+1)(n∈N*), 可得f(1)=1+2+3+4,

由数学归纳法的证明步骤,可知第一步应证明:f(1)=1+2+3+4. 故选:D.

4.已知数列{an}是等差数列,且a6=6,a10=8,则公差d=( ) A.

B.

C.1

D.2

【分析】利用等差数列的通项公式即可得出. 解:∵a6=6,a10=8, 则公差d=故选:A.

5.已知函数f(x)=ax2+b的图象开口向下,A.

B.

C.2

=4,则a=( )D.﹣2

=,

【分析】先求出函数的变化率,根据极限的定义,结合二次函数的性质即可求出a的值.解:f(a+△x)﹣f(a)=a(a+△x)2+b﹣a3﹣b=2a2△x+a△x2, 则∴a=±

(2a2+a△x)=2a2=4,

∵函数f(x)=ax2+b的图象开口向下, ∴a=﹣故选:B.

6.《九章算术》是我国古代的数学名著,书中把三角形的田称为“圭田”,把直角梯形的田称为“邪田”,称底是“广”,高是“正从”,“步”是丈量土地的单位.现有一邪田,广分别为八步和十二步,正从为八步,其内部有块广为八步,正从为五步的圭田,若将100棵的果树均匀地种植在邪田,一年后,每棵果树都有60kg的果子收成,则此圭

田中的收成约为( ) A.25kg

B.50kg

C.1500kg

D.2000kg

【分析】利用几何概型能求出在邪田内随机种植一株茶树,该株茶树恰好种在圭田内的概率,乘以100得到圭田内果树的棵数,乘以产量得答案. 解:由题意,邪田的面积内部圭田的面积

则将100棵的果树均匀地种植在邪田,其中在圭田内果树的棵数为

∵一年后,每棵果树都有60kg的果子收成,则此圭田中的收成约为25×60=1500kg. 故选:C.

7.根据如图的程序框图,输出的S的值为( )

A.1007 B.1009 C.0 D.﹣1

的变化规律(一般是周

【分析】循环体的算法功能,先研究随着i的变化,函数值期性循环出现),然后判断最后一项是多少,最终求出结论. 解:由题意可知S是∵i=1时,x=﹣1; i=2时,x=; i=3时,x=2; i=4时,x=﹣1;

的前2017个函数值的和.

可以看出所以故选:A.

的值是按﹣1,,2循环的,周期为3.

=1007.

8.在复平面内,虚数z对应的点为A,其共轭复数对应的点为B,若点A与B分别在y2

=4x与y=﹣x上,且都不与原点O重合,则A.﹣16

B.0

=( )

D.32

C.16

【分析】设出z,求出A,B的坐标,根据A,B在y2=4x与y=﹣x上求出a,b;再代入数量积求解即可.

解:设z=a+bi;则z对应的点为A(a,b); 其共轭复数对应的点为B(a,﹣b);

又因为:点A与B分别在y2=4x与y=﹣x上,且都不与原点O重合; ∴

,(0,0)舍;

∴A(4,4),B(4,﹣4); ∴

=4×4+4×(﹣4)=0;

故选:B.

9.在古希腊,毕达哥拉斯学派把1,3,6,10,15,21,28,36,45,……这些数叫做三角形数.设第n个三角形数为an,则下面结论错误的是( ) A.an﹣an﹣1=n(n>1) B.a20=210

C.1024是三角形数 D.

【分析】通过数列的项与序号之间的关系,判断选项A的正误,然后推出数列的递推关系式,求解数列的和,即可判断选项的正误.

解:1,3,6,10,15,21,28,36,45,……可得a2﹣a1=2,a3﹣a2=3,… 得到an﹣an﹣1=n,所以A正确;累加可得 则an﹣1=1+2+3+4+…+n﹣1=所以B正确;

﹣1;所以an=

,a20=

=210,

,解得n∉N,所以C不正确,

故选:C.

=.所以D正确;

10.已知图中的三条曲线所对应的函数分别为y1=(x>0),y2=x,y3=x,则阴影部分的面积为( )

A.1+ln2 B.ln2 C.1 D.2

【分析】首先求出被积函数的原函数,进一步求出阴影部分的面积.

解:根据题意构建方程组,解得(负值舍去),

同理构建方程组解得,

所以

==

故选:B.

11.在△ABC中,∠B=60°,AD是∠BAC的平分线,交BC于D,BD==,则AD=( ) A.2

B.

C.

D.

,cos∠BAC

【分析】先由二倍角公式求得,进而由平方关系得到

再在△ABD中,运用正弦定理即可求得AD的值. 解:∵AD是∠BAC的平分线,∴

由题意知,∠BAD为锐角,

∴∴

, ,

在△ABD中,由正弦定理可得,

∴.

故选:A. 12.已知方程3x2﹣

ax+a2=0的两实根为x1,x2,若函数f(x)=x(x﹣1)(x+1)在

x=x1与x=x2处的切线相互垂直,满足条件的a的个数为( ) A.1

B.2

C.3

D.4

【分析】先根据方程3x2﹣ax+a2=0的两实根为x1,x2,利用韦达定理找到两实根

与a的关系,然后利用函数f(x)=x(x﹣1)(x+1)在x=x1与x=x2处的切线相互垂直,即f′(x1)f′(x2)=﹣1得一等量关系,再将刚才的a与两根的关系式代入,构造出关于a的方程求解即可. 解:因为方程3x2﹣

ax+a2=0的两实根为x1,x2,所以△=3a2≥0,故a∈R,

且,

∵f′(x)=3x2﹣1,∴整理得:

将韦达定理代入整理得a4﹣3a2﹣2=0 所以所以故选:B.

二、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分. 13.已知复数z的实部与虚部之和为2,且|z|=

,则z= 1+i .

,满足条件的a有两个.

【分析】设z=a+bi,根据条件求出a,b即可求解结论.

解:设z=a+bi;a,b∈R;

∵复数z的实部与虚部之和为2,且|z|=∴a+b=2且a2+b2=2; 解得:a=b=1; 故z=1+i; 故答案为:1+i.

14.某村有农户200户,他们2018年的家庭收入经过统计整理得到如图所示的频率分布直方图.当地政策规定,若家庭收入不足1.5万元,则可以享受一定的国家扶贫政策,则该村享受国家扶贫政策的有 20 户.

【分析】由频率分布直方图得家庭收入不足1.5万元的频率为0.01×10=0.1,由此能求出该村享受国家扶贫政策户数.

解:若家庭收入不足1.5万元,则可以享受一定的国家扶贫政策, 由频率分布直方图得家庭收入不足1.5万元的频率为0.01×10=0.1, 则该村享受国家扶贫政策的有200×0.1=20(户). 故答案为:20.

15.若x,y满足约束条件则z=2x+y的最大值为 10 .

【分析】先根据约束条件画出可行域,再利用几何意义求最值,只需求出z最大值即可.

解:作出变量x,y满足约束条件可行域如图:

由z=2x+y知,

所以动直线y=﹣2x+z的纵截距z取得最大值时, 目标函数取得最大值.

结合可行域可知当动直线经过点B(5,0)时,

目标函数取得最大值z=2×5+0=10. 故答案为:10.

16.函数f(x)是连续的偶函数,方程f(x)=0仅有两个实根±1,且当x=(﹣2,0)∪(2,+∞)时f'(x)>0恒成立,则不等式xf(x)<0的解集为 (﹣1,0)∪(1,+∞) .

【分析】结合函数的导数的符号,以及函数的零点,画出函数的示意图,然后求解不等式的解集即可.

解:函数f(x)是连续的偶函数,方程f(x)=0仅有两个实根±1,且当x=(﹣2,0)∪(2,+∞)时f'(x)>0恒成立,可知函数在x∈(﹣2,0),x∈(2,+∞)时,都是增函数,

函数的示意图如图:

所以不等式xf(x)<0的解集为:(﹣1,0)∪(1,+∞). 故答案为:(﹣1,0)∪(1,+∞).

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.

17.已知函数f(x)=

(Ⅰ)若f(x)=3,求tanx; (Ⅱ)证明:f′(x)=

【分析】(Ⅰ)根据同角的三角函数的关系即可求出, (Ⅱ)根据导数基本公式和运算法则即可证明. 解:(Ⅰ)

=3,解得tanx=2,

证明:(2)f′(Ⅱ)=

18.在梯形ABCD中,AD∥BC,AC⊥BD于点O,BC=2AD,AC=9,将△ABD沿着BD折起,使得A点到P点的位置,PC=3(Ⅰ)求证:平面PBD⊥平面BCD;

(Ⅱ)M为BC上一点,且BM=2CM,求证:OM∥平面PCD.

【分析】(Ⅰ)先证明PO⊥平面BCD,再证明平面PBD⊥平面BCD; (Ⅱ)先证明OM∥DC,再证明OM∥平面PCD. 【解答】证明:(Ⅰ)∵AD∥BC,BC=2AD, ∴CO=2AO,

∴CO=6,AO=3,即PO=3, 又∵

∴CO2+PO2=PC2,则PO⊥CO, ∵AC⊥BD于点O, ∴PO⊥BD, 又BD∩OC=O, ∴PO⊥平面BCD, 又PO在平面PBD内,

∴平面PBD⊥平面BCD; (Ⅱ)∵AD∥BC,BC=2AD, ∴又

, ,故

∴OM∥DC,

又∵OM不在平面PCD内,DC在平面PCD内, ∴OM∥平面PCD. 19.已知a,b,c,d为实数.

(Ⅰ)证明:a(a﹣b)+b(b﹣c)+c(c﹣d)+d(d﹣a)≥0; (Ⅱ)若ab+bc+cd+da=4,证明:a,b,c,d中至少有一个不大于1.

【分析】(Ⅰ)要证a(a﹣b)+b(b﹣c)+c(c﹣d)+d(d﹣a)≥0,可证a2+b2+c2+d2≥ab+bc+cd+da,再由基本不等式证明;

(Ⅱ)假设a,b,c,d都大于1,则a>1,b>1,可得ab>1,同理bc>1,cd>1,da>1,得到ab+bc+cd+da>4,与ab+bc+cd+da=4矛盾,即可说明假设不成立,得到a,b,c,d中至少有一个不大于1.

【解答】(Ⅰ)要证a(a﹣b)+b(b﹣c)+c(c﹣d)+d(d﹣a)≥0, 需证a2+b2+c2+d2≥ab+bc+cd+da.

∵a2+b2≥2ab,b2+c2≥2bc,c2+d2≥2cd,d2+a2≥2da, ∴2(a2+b2+c2+d2)≥2(ab+bc+cd+da),

则a2+b2+c2+d2≥ab+bc+cd+da,当且仅当a=b=c=d时等号成立. ∴a(a﹣b)+b(b﹣c)+c(c﹣d)+d(d﹣a)≥0; (Ⅱ)假设a,b,c,d都大于1,则a>1,b>1,∴ab>1; 同理bc>1,cd>1,da>1.

∴ab+bc+cd+da>4,与ab+bc+cd+da=4矛盾, 故假设不成立,

∴a,b,c,d中至少有一个不大于1. 20.已知函数f(x)=(ax2+bx)ex.

(Ⅰ)若x=0是f(x)的一个极值点,求实数b的值; (Ⅱ)若a=2,b=3,求f(x)在区间[﹣2,0]上的最值.

【分析】(Ⅰ)函数f(x)=(ax2+bx)ex.的f′(x)=ex[ax2+(b+2a)x+b].由f′(0)=0,解得b即可;

(Ⅱ)a=2,b=3时,f(x)=(2x2+3x)ex,f′(x)=ex(2x2+7x+3).可得f(x)在[﹣2,﹣]递减,在[﹣,0]递增,即可求得(x)在区间[﹣2,0]上的最值. 解:(Ⅰ)函数f(x)=(ax2+bx)ex的f′(x)=ex[ax2+(b+2a)x+b]. ∵x=0是f(x)的一个极值点,∴f′(0)=0. 解得b=0.

当b=0时,f′(x)=aex(x2+2x).. 显然x=0是f(x)的一个极值点. ∴b=0.

(Ⅱ)a=2,b=3时,f(x)=(2x2+3x)ex, f′(x)=ex(2x2+7x+3), 令f′(x)=0.可得

或x=﹣3.

可得f(x)在[﹣2,﹣]递减,在[﹣,0]递增, ∵

,f(0)=0,

,最小值为

所以f(x)在区间[﹣2,0]上的最大值为

21.已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,过F的直线l与抛物线C交于A,B两点,弦AB的中点的横坐标为,|AB|=5. (1)求抛物线C的方程;

(2)若直线l的倾斜角为锐角,求与直线l平行且与抛物线C相切的直线方程. 【分析】(1)由AB弦的中点坐标可得AB两点横坐标之和,由抛物线的性质可得到焦点的距离等于到准线 的距离,再由AB的弦长求出p的值,进而求出抛物线的方程; (2)设直线l的方程与抛物线联立,且由题意可得斜率大于0,求出斜率,可得切线的斜率,设切线的方程,与抛物线联立,由题意判别式为0,进而求出切线直线的方程. 解:(1)设A(x1,y1),B(x2,y2),因为AB的中点的横坐标为,所以根据抛物线定义知|AB|=|AF|+|BF|=p+x1+x2=5. 所以p+3=5,解得p=2,

所以抛物线C的方程为y2=4x.

(2)设直线l的方程为y=k(x﹣1),k>0,则由=0. 所以

,即

,解得k=2.

得k2x2﹣(2k2+4)x+k2

设与直线l平行的直线的方程为y=2x+b,由 得4x2+(4b﹣4)x+b2=0.

依题知△=(4b﹣4)2﹣16b2=0,解得故所求的切线方程为

22.已知函数f(x)=elnx﹣ax+1. (Ⅰ)讨论f(x)的单调性;

(Ⅱ)若a>0,且对任意的x∈[1,e],都有f(x)<a,求a的取值范围. 【分析】(Ⅰ)对a分a≤0和a>0两种情况讨论,利用导数求函数的单调性; (Ⅱ)当a>0时,由(Ⅰ)知f(x)在

上单调递增,在

上单调递

减,再对a分三种情况讨论,利用导数研究函数的最大值,进而建立关于a的不等式得解.

解:(Ⅰ)函数的定义域为(0,+∞),

(i)当a≤0时,f′(x)>0恒成立,f(x)在(0,+∞)上单调递增; (ii)当a>0时,令f′(x)>0,解得∴f(x)在

上单调递增,在

,令f′(x)<0,解得上单调递减;

综上,当a≤0时,f(x)在(0,+∞)上单调递增; 当a>0时,f(x)在

上单调递增,在

上单调递减;

上单调递增,在

上单调递

(Ⅱ)当a>0时,由(Ⅰ)知f(x)在减, ①当

,即a≥e时,f(x)在[1,e]上单调递减,则f(x)max=f(1)=1﹣a,

由1﹣a<a,解得,

∴此时实数a的取值范围为[e,+∞); ②当

,即a≤1时,f(x)在[1,e]上单调递增,则f(x)max=f(e)=e﹣ae+1,

由e﹣ae+1<a,解得a>1, ∴此时a∈∅; ③当减,则

,即1<a<e时,f(x)在

上单调递增,在

上单调递

故1﹣elna<a,即elna+a﹣1>0, 设g(x)=elnx+x﹣1,x∈(1,e),则∴g(x)在(1,e)上单调递增, 又g(1)=0,

∴对任意x∈(1,e),都有g(x)>0, ∴a∈(1,e)满足题意;

综上所述,实数a的取值范围为(1,+∞).

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