北京市海淀区2023届高三上学期期末数学试卷+答案.pdf

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1、海淀区海淀区 20222023 学年第一学期期末练习学年第一学期期末练习高三数学高三数学2023.01本试卷共 4 页,150 分。考试时长 120 分钟。考生务必将答案答在答题卡上,在试卷上作答无 效。考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。第一部分(选择题 共第一部分(选择题 共 40 分)一、选择题共分)一、选择题共 10 小题,每小题小题,每小题 4 分,共分,共 40 分。在每小题列出的四个选项中,选出符合题目要求 的一项。分。在每小题列出的四个选项中,选出符合题目要求 的一项。(1)已知集合23Axx,0Bx x,若AB(A)2,3(B)0,3(C)(0,)(D)2,)(2)在复平面

2、内,复数12i对应的点在(A)第一象限(B)第二象限(C)第三象限(D)第四象限(3)已知函数1()1f xxx,在下列区间中,包含()f x零点的区间是(A)1 1(,)4 2(B)1(,1)2(C)(1,2)(D)(2,3)(4)已知13lg5,sin,27abc,则A.abcB.bacC.bcaD.acb(5)若圆222220 xyxaya截直线210 xy 所得弦长为 2,则a(A)1(B)0(C)1(D)2(6)已知 na为等差数列,13a,4610aa.若数列 nb满足1nnnbaa,(n=1,2,),记 nb的前n项和为nS,则8S(A)32(B)80(C)192(D)224(7

3、)某校高一年级计划举办足球比赛,采用抽签的方式把全年级 6 个班分为甲、乙两组,每组 3 个 班,则高一(1)班、高一(2)班恰好都在甲组的概率是(A)13(B)14(C)15(D)16(8)设,是两个不同的平面,直线m,则“对内的任意直线l,都有ml”是“”的(A)充分而不必要条件(B)必要而不充分条件(C)充分必要条件(D)既不充分也不必要条件(9)已知函数()cos2f xx=cos2x 在区间,()3t ttR上的最大值为()M t,则()M t的最小值为(A)32(B)32(C)12(D)12(10)在实际生活中,常常要用到如图 1 所示的“直角弯管”.它的制作方法如下:如图 2,用

4、一个 与圆柱底面所成角为 450的平面截圆柱,将圆柱截成两段,再将这两段重新拼接就可以得到“直角弯管”.在制作“直角弯管”时截得的截口是一个椭圆,若将圆柱被截开的一段(如图 3)的侧面沿着圆柱的一条母线剪开,并展开成平面图形,则截口展开形成的图形恰好是某正弦 型函数的部分图象(如图 4).记该正弦型函数的最小正周期为T,截口椭圆的离心率为.若圆柱的底面直径为 2,则(A)12,2Te(B)22,2Te(C)14,2Te(D)24,2Te第二部分(非选择题 共第二部分(非选择题 共 110 分)二、填空题共分)二、填空题共 5 小题,每小题小题,每小题 5 分,共分,共 25 分。分。(11)抛

5、物线22yx的焦点坐标为.(12)在42()xx的展开式中,2x的系数为.(13)如图,在正三棱柱111ABCABC中,P是棱1BB上一点,12ABAA,则三棱锥1PACC的体积为.(14)设O为原点,双曲线22:13yC x 的右焦点为F,点P在C的右支上.则C的渐近线方程是;OP OFOP 的取值范围是.(15)已知函数2()22f xxxt,()xg xet.给出下列四个结论:当0t 时,函数()yf x()g x有最小值;tR,使得函数()yf x()g x在区间1,)上单调递增;tR,使得函数()yf x()g x没有最小值;tR,使得方程()f x()g x有两个根且两根之和小于

6、2.其中所有正确结论的序号是.三、解答题共三、解答题共 6 小题,共小题,共 85 分。解答应写出文字说明、演算步骤或证明过程。分。解答应写出文字说明、演算步骤或证明过程。(16)(本小题 13 分)已知函数()sin()(0,)2f xx.用五点法画()f x在区间11,1212上的图象 时,取点列表如下:()直接写出()f x的解析式及其单调递增区间;()在ABC中,1()2f B,2 3b,6ac,求ABC的面积.(17)(本小题 14 分)如图,在四棱锥PABCD中,PD 平面ABCD,ADDC,ABDC,12ABDC,1PDAD,M为棱PC的中点.()证明:BM平面PAD;()再从条

7、件、条件这两个条件中选择一个作为已知,求二面角PDMB的余弦值.条件:3PB;条件:BDBC.注:如果选择条件和条件分别解答,按第一个解答计分.(18)(本小题 14 分)H 地区农科所统计历年冬小麦每亩产量的数据,得到频率分布直方图(如图 1),考虑到受市场影响,预测该地区明年冬小麦统一收购价格情况如表 1(该预测价格与亩产量互不影响).假设图 1 中同组的每个数据用该组区间的中点值估算,并以频率估计概率.()试估计 H 地区明年每亩冬小麦统一收购总价为 1500 元的概率;()设 H 地区明年每亩冬小麦统一收购总价为X元,求X的分布列和数学期望;()H 地区农科所研究发现,若每亩多投入 1

8、25 元的成本进行某项技术改良,则可使每亩冬小麦 产量平均增加 50 kg.从广大种植户的平均收益角度分析,你是否建议农科所推广该项技术改良?并说明理由.(19)(本小题 14 分)已知函数()ln(1)f xxx.()判断 0 是否为()f x的极小值点,并说明理由;()证明:2()112f xxx.(20)(本小题 15 分)已知椭圆E:22221xyab过点(2,1)P 和(2 2,0)Q.()求椭圆E的方程;()过点(0,2)G作直线l交椭圆E于不同的两点A,B,直线PA交y轴于点M,直线PB交y轴 于点N.若2GMGN,求直线l的方程.(21)(本小题 15 分)对于一个有穷正整数数

9、列Q,设其各项为12,.,na aa,各项和为()S Q,集合(,),1iji j aaijn 中元素的个数为()T Q.()写出所有满足()4S Q,()1T Q 的数列Q;()对所有满足()6T Q 的数列Q,求()S Q的最小值;()对所有满足()2023S Q 的数列Q,求()T Q的最大值.高三数学参考答案 第1页(共7页)海淀区20222023学年第一学期期末练习 高三数学参考答案 一、选择题 题目 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D A D B C B C A D B 二、填空题(11)1(,0)2(12)8(13)2 33(14)3yx=;(1,2(15)三、解

10、答题共 6 小题,共 85 分。解答应写出文字说明、演算步骤或证明过程。(16)(本小题13分)解:()()f x的解析式为()sin(2)6f xx=+,单调递增区间为,()36kkk+Z.()由()可知1()sin(2)62f BB=+=,因为0B,所以22666B+.所以266B+=.即3B=.由余弦定理得2222cosbacacB=+.即2212acac=+.即212()3acac=+.即12363ac=.即8ac=.所以1sin2 32ABCSacB=.高三数学参考答案 第2页(共7页)(17)(本小题 14 分)解:()取PD中点N,连接,ANMN.在PCD中,,M N分别为,PC

11、 PD的中点,所以MNDC,1=2MNDC,因为ABDC,1=2ABDC,所以ABMN,=AB MN.所以四边形ABMN为平行四边形,因此BMAN.又因为BM 平面PAD,AN 平面PAD,所以BM平面PAD.()选择条件 因为PD 平面ABCD,,AD DC 平面ABCD,所以PDAD,PDDC.又因为ADDC,所以建立如图空间直角坐标系Dxyz 因为PD 平面ABCD,BD 平面ABCD,所以PDBD.所以在RtPBD中,1PD=,3PB=,可得2BD=.在RtABD中,1AD=,2BD=,所以1AB=,又因为12ABDC=,所以2DC=.由题意得(0,0,0)D,(1,0,0)A,(1,

12、1,0)B,(0,2,0)C,(0,0,1)P,1(0,1,)2M,所以(1,0,0)DA=,1(0,1,)2DM=,(1,1,0)DB=.设平面BDM的法向量为(,)x y z=n,所以0,0,DMDB=nn 即10,20.yzxy+=+=令1y=,则1,2xz=.所以平面BDM的一个法向量为(1,1,2)=n.易知DA为平面PDM的一个法向量.所以16cos,6|6 1DADADA=nnn.因为二面角PDMB为钝角,所以二面角PDMB的余弦值为66.NBMDCAPzyxBMDCAP高三数学参考答案 第3页(共7页)选择条件 因为PD 平面ABCD,,AD DC 平面ABCD,所以PDAD,

13、PDDC,又因为ADDC,所以建立如图空间直角坐标系Dxyz 取CD的中点E,连接BE.因为ABDC,1=2ABDC,所以ABDE,=AB DE,又因为ADDC,所以四边形ABED为矩形.在BCD中,因为BDBC,所以12BEDC=.又因为12ABDC=,所以ABBE=.所以四边形ABED为正方形,即1ABAD=,2DC=.由题意得(0,0,0)D,(1,0,0)A,(1,1,0)B,(0,2,0)C,(0,0,1)P,1(0,1,)2M,所以(1,0,0)DA=,1(0,1,)2DM=,(1,1,0)DB=.设平面BDM的法向量为(,)x y z=n,所以0,0,DMDB=nn 即10,20

14、.yzxy+=+=令1y=,则1,2xz=.所以平面BDM的一个法向量为(1,1,2)=n.易知DA为平面PDM的一个法向量.所以16cos,6|6 1DADADA=nnn.因为二面角PDMB为钝角,所以二面角PDMB的余弦值为66.(18)(本小题 14 分)解:()由图可知,亩产量是 400 kg 的概率约为0.005 500.25=,亩产量是 450 kg 的概率约为 0.01 500.5=,亩产量是 500 kg 的概率约为0.005 500.25=.估计 H 地区明年每亩冬小麦统一收购总价为 1500 元的概率为0.25 0.60.15=.()X的所有可能取值为 960,1080,1

15、200,1350,1500.(960)0.25 0.40.1P X=,(1080)0.5 0.40.2P X=,(1200)0.25 0.40.25 0.60.1 0.150.25P X=+=+=,(1350)0.5 0.60.3P X=,(1500)0.25 0.60.15P X=.zyxBEMDCAP高三数学参考答案 第4页(共7页)X的分布列为 X 960 1080 1200 1350 1500 P 0.1 0.2 0.25 0.3 0.15()960 0.1 1080 0.2 1200 0.25 1350 0.3 1500 0.151242E X=+=.(3)建议农科所推广该项技术改良

16、.设增产前每亩冬小麦产量为kg,增产后每亩冬小麦产量为kg,则50.=+设增产后的每亩冬小麦总价格为 Y 元,由分析可知()()50(2.4 0.43 0.6)E YE X=+所以增产的 50 kg 会产生增加的收益是50(2.4 0.43 0.6)138125+=,故建议农科所推广该项技术改良.19.(本小题 14 分)()解法一:0 是()f x的极小值点,理由如下:当0 x 时,ln(1)0 x+,所以()ln(1)0f xxx=+.当10 x 时,01 1x+,可知ln(1)0 x+,所以()ln(1)0f xxx=+.而(0)0f=,由极小值点的定义知,0 是()f x的极小值点.(

17、)解法二:0 是()f x的极小值点,理由如下:对函数求导得()ln(1)1xfxxx=+.当0 x 时,ln(1)0,01xxx+,所以()0fx.当10 x 时,01 1x+,可知ln(1)0,01xxx+,所以()0fx.所以()f x在区间(0,)+上单调递增,在区间(1,0)上单调递减.所以 0 是()f x的极小值点.()证明:2()112f xxx+等价于ln(1)112xxx+,即 21ln(1)20 xxxx+.记21()ln(1)(1)2g xxxx x=+.求导得21()111xg xxxx=+=+.当1x 时易知()0g x,所以函数()g x在区间(1,)+上单调递增

18、.又(0)0g=,可得当0 x 时,()(0)0g xg=,高三数学参考答案 第5页(共7页)即当0 x 时,不等式21ln(1)02xxx+成立.即当0 x 时,不等式2()112f xxx+成立.当10 x 时,()(0)0g xg=,即当10 x 时,不等式21ln(1)02xxx+成立.即当10 x 时,不等式2()112f xxx+成立.综合上述,不等式2()112f xxx+成立.(20)(本小题 15 分)解:()将点(2,1)P,(2 2,0)Q坐标带入椭圆 E 的方程,得 222411,81.aba+=解得228,2ab=.所以椭圆E的方程为22182xy+=.()若直线l斜

19、率不存在,即直线l为0 x=时,A和M点重合,B和N点重合,分别为椭圆的上下顶点(0,2),(0,2),此时|(22)(22)2GMGN=+=,符合题意.若直线l斜率存在,设直线AB的方程为2ykx=+,1122(,),(,)A x yB xy(12x 且22x ).联立方程222182ykxxy=+=得,22(41)1680kxkx+=.222(16)32(41)32(41)0kkk=+=,214k,即12k 或12k .1221641kxxk+=+,122841x xk=+.1112PAykx=+,所以直线PA的方程为111(2)12yyxx=+,取0 x=得112(1)(0,1)2yMx

20、+.同理可得222(1)(0,1)2yNx+.由|2GMGN=得12122(1)2(1)1212222yyxx+=+,即12122(1)2(1)11222kxkxxx+=+.所以21212(21)222xxkxx=+,高三数学参考答案 第6页(共7页)即2121212(21)22()4x xkx xxx=+.2222841(21)283244141kkkkk+=+,即22(21)1483kkk=+,因为12k,所以得|21|1|23|kk=,即1k=.经检验符合题意,此时直线l为2yx=+.综上所述,直线l的方程为0 x=或2yx=+.(21)(本小题 15 分)解:()1,2,1 和 3,1

21、.()()S Q的最小值为 7.首先证明()7S Q:由题知26nC 得4n.当4n=时,应有数列中各项均不相同,此时有()1 2 3 410S Q +=;当5n=时,由于数列中各项必有不同的数,进而有()6S Q.若()6S Q=,满足上述要求 的数列中有四项为 1,一项为 2,此时()4T Q,不符;当n6时,同可得()S Q7.综上所述,有()S Q7.同时当Q为 2,2,1,1,1 时,()S Q=7,所以()S Q的最小值为 7.()()T Q的最大值为 511566.下面分五步证明当()T Q最大时,数列 Q 应满足:存在大于 1 的项,否则此时有()0T Q=;1na=,否则将n

22、a拆分成na个 1 后()T Q变大;当1,2,1tn=时,有1ttaa+,否则交换1,tta a+的顺序后()T Q变为()1T Q+.进一步有10,1ttaa+,否则有12ttaa+,此时将ta改为1ta,并在数列末尾添加一项 1,此时()T Q变大;各项只能为 2 或 1,否则由可得数列 Q 中存在相邻的两项13,2ttaa+=,设此时 Q 中有x项为 2,则将ta改为 2,并在数列末尾添加一项 1 后,()T Q的值至少变为()T Qx+1()1xT Q=+;由上可得数列 Q 为2,2,2,1,1,1的形式,设其中有x项为 2,有y项为 1,则有22023xy+=,高三数学参考答案 第7页(共7页)从而有2()(20232)22023T Qxyx xxx=+,由二次函数性质可得,当且仅当5061011xy=时,()T Q最大,为 511566.综上可得()T Q的最大值为 511566.

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