2018年河南省洛阳市高考二模数学文

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2018年河南省洛阳市高考二模数学文

2018 年河南省洛阳市高考二模数学文 一、选择题(本大题共 12 个小题,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.已知集合 M={y|y=x2-1,x∈R},N={x|y= 23  x },则 M∩N=( ) A.[-1,+∞) B.[-1, 3 ] C.[ 3 ,+∞) D.∅ 解析:先确定每个集合的元素是什么,然后根据要求求出每个集合的范围,在进行集合运算 即可. 当 x∈R 时,y=x2-1≥-1 ∴M=[-1,+∞) 又当 3-x2≥0 时, 33  x , ∴N=[ 3 , 3 ] ∴M∩N=[-1, 3 ]. 答案:B 2.已知 i 为虚数单位,a∈R,如果复数 2 1   aii i 是实数,则 a 的值为( ) A.-4 B.-2 C.2 D.4 解析:直接利用复数代数形式的乘除运算化简,再由虚部为 0 求得 a 值. ∵       1 42 2 2 1 1 1 2 2 2 2             ai iai a ai a ai i i i i i i 是实数, ∴ 4 0 2  a ,即 a=4. 答案:D 3.在边长为 2 的正三角形△ABC 内任取一点 P,则使点 P 到三个顶点的距离都不小于 1 的概 率是( ) A.1- 3 3  B. 3 3  C.1- 3 6  D. 解析:求出满足条件的正三角形 ABC 的面积,再求出满足条件正三角形 ABC 内的点到正方形 的顶点 A、B、C 的距离均不小于 1 的图形的面积,然后代入几何概型公式即可得到答案. 满足条件的正三角形 ABC 如下图所示: 其中正三角形 ABC 的面积 3 3 4 4  三 角 形S , 满足到正三角形 ABC 的顶点 A、B、C 的距离至少有一个小于 1 的平面区域如图中阴影部分所示, 则 S 阴影= 1 2 π , 则使取到的点到三个顶点 A、B、C 的距离都大于 1 的概率是: 1 32 3 11 6     P . 答案:C 4.已知点(a, 1 2 )在幂函数 f(x)=(a-1)xb 的图象上,则函数 f(x)是( ) A.奇函数 B.偶函数 C.定义域内的减函数 D.定义域内的增函数 解析:根据题意求出 a、b 的值,写出 f(x)的解析式,即可判断它的奇偶性. 点(a, )在幂函数 f(x)=(a-1)xb 的图象上, ∴a-1=1,解得 a=2; 又 2b= 1 2 ,解得 b=-1, ∴f(x)=x-1; ∴函数 f(x)是定义域上的奇函数,且在每一个区间内是减函数. 答案:A 5.已知焦点在 y 轴上的双曲线 C 的渐近线方程为 3x±2y=0,则该双曲线的离心率为( ) A. 13 2 B. 13 3 C. 10 2 D. 15 3 解析:根据题意,曲线的方程为 22 1 94 yx tt ,(t>0),据此计算分析可得 a、b 的值,计算 可得 c 的值,由双曲线离心率公式计算可得答案. 根据题意,双曲线 C 的点在 y 轴上且渐近线方程为 3x±2y=0, 设双曲线的方程为 22 1 94 yx tt ,(t>0), 则 93a t t , 42b t t , 则 22 13  c a b t , 该双曲线的离心率 13 3 ce a . 答案:B 6.定义 12    n n p p p 为 n 个正数 p1,p2,…,pn 的“均倒数”,若已知数列{an},的前 n 项的“均倒数”为 1 5n ,又 5  n n ab ,则 1 2 2 3 10 11 1 1 1     b b b b b b ( ) A. 8 17 B. 9 19 C. 10 21 D. 11 23 解析:∵数列{an}的前 n 项的“均倒数”为 1 5n , ∴ 1 5  n n Sn ,∴Sn=5n2, ∴a1=S1=5, n≥2 时,an=Sn-Sn-1=(5n2)-[5(n-1)2]=10n-5, n=1 时,上式成立, ∴an=10n-5, ∴ 21 5   n n abn,    1 1 2 1 1 1 1 2 1 2 1 2 1 2 1      nnb b n n n n , ∴ 1 2 2 3 10 11 1 1 1 111 2 3 3 1 1 1 1 1 1 1 1 1 10 5 5 7 19 21 21 212                 b b b b b b . 答案:C 7.某几何体的三视图如图所示,则其表面积为( ) A.17 2  B.9π C.19 2  D.10π 解析:由三视图可知几何体为圆柱与 1 4 球的组合体. 圆柱的底面半径为 1,高为 3,球的半径为 1. 所以几何体的表面积为 2 2 2 21112 1 42 1 3 4 1 1 9 2 1                 . 答案:B 8.已知条件 p:关于 x 的不等式|x-1|+|x-3|<m 有解;条件 q:f(x)=(7-3m)x 为减函数,则 p 成立是 q 成立的( ) A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充要条件 D.既不充分也不必要条件 解析:条件 p:由于|x-1|+|x-3|≥2,即可得出 m 的取值范围;条件 q:f(x)=(7-3m)x 为减 函数,可得 0<7-3m<1,解得 m 范围即可得出. 条件 p:∵|x-1|+|x-3|≥|3-1|=2,而关于 x 的不等式|x-1|+|x-3|<m 有解,∴m>2; 条件 q:f(x)=(7-3m)x 为减函数,∴0<7-3m<1,解得 2<m< 7 3 . 则 p 成立是 q 成立的必要不充分条件. 答案:B 9.已知函数   21cos 12   g x xf x x ,则 y=f(x)的图象大致是( ) A. B. C. D. 解析:当 x∈[ 2  ,0)时,f(x)>0,所以排除 A,C,; 当 x∈(0, 2  )时 f(x)<0,故选 D. 答案:D 10.某程序框图如图所示,该程序运行后输出的值是 1.99,则( ) A.a=98 B.a=99 C.a=100 D.a=101 解析:由程序框图知:算法的功能是求   1 1 1 2 1 2 1 1 1 1 1 11 1 1.99 1 2 2 3 3 4 1 1 13                        S k k k k k , 解得:k=99,k+1=100>99,故 a=99. 答案:B 11.已知三棱锥 P-ABC 的所有顶点都在球 O 的球面上,△ABC 是边长为 1 的正三角形,PC 为 球 O 的直径,该三棱锥的体积为 2 6 ,则球 O 的表面积为( ) A.4π B.8π C.12π D.16π 解析:根据题意作出图形,欲求球 O 的表面积,只须求球的半径 r.利用截面圆的性质即可 求出 OO1,进而求出底面 ABC 上的高 PD,即可计算出三棱锥的体积,从而建立关于 r 的方程, 即可求出 r,从而解决问题. 根据题意作出图形: 设球心为 O,球的半径 r.过 ABC 三点的小圆的圆心为 O1,则 OO1⊥平面 ABC, 延长 CO1 交球于点 D,则 PD⊥平面 ABC. ∵CO1= 3 3 , ∴OO1= 2 1 3 r , ∴高 PD=2OO1=2 2 1 3 r , ∵△ABC 是边长为 1 的正三角形, ∴S△ABC= 3 4 , ∴ 2132 12 3 4 3 6  三 棱 锥 P ABCVr, ∴r=1.则球 O 的表面积为 4π . 答案:A 12.已知函数   2 40 ln 0      , , > x x x fx x x x ,g(x)=kx-1,若方程 f(x)-g(x)=0 在 x∈(-2,2)有 三个实根,则实数 k 的取值范围为( ) A.(1,ln2 e ) B.(ln2 , 3 2 ) C.( 3 2 ,2) D.(1,ln2 )∪( 3 2 ,2) 解析:显然 x=0 时,原方程无解;可化为   1  fx k x ,讨论 x<0,x>0 时,通过导数或 基本不等式可得最值和单调区间,作出φ (x)在 x∈(-2,2)图象,和直线 y=k,观察可得三 个交点的情况,即可得到所求 k 的范围. 显然,x=0 不是方程 f(x)-g(x)=0 的根, 则 f(x)-g(x)=0,即为 , 可设   1 40 1 ln 0      , < , > xx xkx xx x , 由 x<0,可得  114 2 4 2          g( )x x x xx , 即有φ (x)在 x<0 时,有最大值φ (-1)=2; 当 x>0 时,φ (x)= 1 x +lnx 的导数为φ ′(x) 22 1 1 1    x x x x , 在 x>1 时,φ ′(x)>0,φ (x)递增;在 0<x<1 时,φ ′(x)<0,φ (x)递减. 可得 x=1 处取得最小值 1. 作出φ (x)在 x∈(-2,2)图象得 在 1<k<ln2+ 1 2 或-2- 1 2 +4<k<2 时,直线 y=k 和 y=φ (x)的图象均有三个交点. 则 k 的取值范围是(1,ln2 e )∪( 3 2 ,2). 答案:D 二、填空题(本大题共 4 小题,每小题 5 分,满分 20 分,将答案填在答题纸上) 13.已知实数 x,y 满足 1 1      yx xy y ,则目标函数 z=2x-y 的最大值是 . 解析:由约束条件作出可行域,化目标函数为直线方程的斜截式,数形结合得到最优解,联 立方程组求得最优解的坐标,代入目标函数得答案. 由约束条件满足 , 则目作出可行域如图, 联立 1    yx xy ,解得 A( 1 2 , 1 2 ). 化目标函数 z=2x-y 为 y=2x-z,由图可知, 当直线 y=2x-z 过 A 时, 直线在 y 轴上的截距最小,z 有最大值为1 11 22   . 答案: 1 2 14.已知| r a |=1,| r b |=2,  3g r r r a b b ,设 r a 与 r b 的夹角为θ ,则θ 等于 . 解析:根据向量数量积的定义以及向量夹角公式进行求解即可. 由| |=1,| |=2, , 得 2 3 r g rr a b b , 即 2 cos 3  r g rr a b b , 则 2cosθ +4=3,则 cosθ = 1 2  , ∵0≤θ ≤π ,∴θ = 2 3  . 答案: 2 3  15.已知圆 C 的圆心是直线 x-y+2=0 与 x 轴的交点,且圆 C 与圆(x-2)2+(y-3)2=9 相外切,若 过点 P(-1,1)的直线 l 与圆 C 交于 A,B 两点,当∠ACB 最小时,直线 l 的方程为 . 解析:首先利用已知条件求出圆的方程,进一步利用圆与圆的位置关系的应用求出直线的方 程. 圆 C 的圆心是直线 x-y+2=0 与 x 轴的交点, 则:圆心 C(-2,0).设圆 C 的半径为 r. 由于:圆 C 与圆(x-2)2+(y-3)2=9 相外切, 则:r+3= 2234 =5, 解得:r=2. 故圆 C 的方程为:(x+2)2+y2=4, 若过点 P(-1,1)的直线 l 与圆 C 交于两点,则点 P 在圆的内部, 当过 P 的直线与圆的直径垂直时,∠ACB 最小, 所以:直线 A 和 B 的交点的直线方程为:y-1=-1(x+1), 整理得:x+y=0. 答案:x+y=0 16.设 Sn 为数列{an}的前 n 项和,且 a1= 2 3 ,an+1=2Sn-2n,则 a5= . 解析:根据数列的递推公式可得{an-2n-1}是从第二项开始是以-1 为首项以 3 为公比的等比数 列,即可求出通项公式,代值计算即可 ∵an+1=2Sn-2n,① 当 n=1 时,a2=2a1-2=3-2=1, ∴an=2Sn-1-2n-1,n≥2,②. 由①-②可得 an+1-an=2an-2n-1, 即 an+1=3an-2n-1, 即 an+1-2n=3(an-2n-1), ∵a2=1, ∴a2-2=-1, ∴{an-2n-1}是从第二项开始是以-1 为首项以 3 为公比的等比数列, ∴an-2n-1=(-1)×3n-2, ∴an=2n-1-1×3n-2,n≥2, ∴a5=16-27=-11. 答案:-11 三、解答题(本大题共 6 小题,共 70 分,第 17~21 题为必考题,每小题 12 分,共 60 分;第 22、23 题为选考题,有 10 分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.) 17.如图,已知扇形的圆心角∠AOB= 2 3  ,半径为 4 2 ,若点 C 是 »AB 上一动点(不与点 A, B 重合). (1)若弦 BC=4( 3 -1),求 »BC 的长. 解析:(1)在△OBC 中,由余弦定理计算可得 cos∠BOC 的值,即可得∠BOC 的值,由弧长公 式计算可得答案. 答案:(1)在△OBC 中,BC=4( -1),OB=OC=4 , 由余弦定理 2 2 2 o 3 2 cs 2    g OB OC BCBOC OB OC , 所以∠BOC= 6  , 于是 的长为 2224 6 3   . (2)求四边形 OACB 面积的最大值. 解析:(2)根据题意,设∠AOC=θ ,由三角形面积公式分析可得四边形的面积为 S 的值,结 合三角函数的性质分析可得答案. 答案:(2)设∠AOC=θ ,θ ∈(0, 2 3  ) ∠BOC= 2 3  -θ , 所以四边形的面积为 S, 则 24 4 sin112 2 2 2 22 4 4 sin 3           VVAOC BOCS S S 24 sin 8 3 cos 16 3 sin 6          , 由θ ∈(0, 2 3  ),所以θ + 6  ∈( , 5 6  ), 当θ = 3  时,四边形 OACB 的面积取得最大值 16 3 . 18.已知四棱锥 P-ABCD 的底面是平行四边形,PA⊥平面 ABCD,PA=AB=AC=4,AB⊥AC,点 E, F 分别在线段 AB,PD 上. (1)证明:平面 PDC⊥平面 PAC. 解析:(1)由底面 ABCD 是平行四边形,且 AB⊥AC,得 AC⊥CD,再由 PA⊥平面 ABCD,得 PA ⊥CD,利用线面垂直的判定可得CD⊥平面PAC,再由面面垂直的判定可得平面PDC⊥平面PAC. 答案:(1)证明:∵四棱锥 P-ABCD 的底面 ABCD 是平行四边形,AB⊥AC,∴AC⊥CD, ∵PA⊥平面 ABCD,CD  平面 ABCD,∴PA⊥CD, ∵AC∩PA=A,∴CD⊥平面 PAC, ∵CD 平面 PDC,∴平面 PDC⊥平面 PAC. (2)若三棱锥 E-DCF 的体积为 4,求 FD PD 的值. 解析:(2)由已知求得三角形 DEC 的面积,设点 F 到平面 ABCD 的距离为 d,利用等积法求解 d,则 的值可求. 答案:(2)∵AC⊥CD,AB=AC=CD=4,∴S△DEC= 1 2 ×4×4=8, 设点 F 到平面 ABCD 的距离为 d, ∴VE-DCF=VF-DEC= 1 3 S△DEC×d=4, 解得 d= 3 2 , ∴ 3 8 FD d PD PA . 19.一只药用昆虫的产卵数 y 与一定范围内的温度 x 有关,现收集了该种药用昆虫的 6 组观 测数据如表: 经 计 算 得 : 6 1 61 6 2   i i xx, 6 1 31 6 3   i i yy,     6 1 557     ii i x x y y ,   6 2 1 84   i i xx ,   6 2 1 3930   i i yy , 线 性 回 归 模 型 的 残 差 平 方 和 µ 6 2 1 236.64   ii i yy ,e8.0605≈3167,其中 xi,yi 分别为观测数据中的温度和产卵数,i=1, 2,3,4,5,6. (1)若用线性回归模型,求 y 关于 x 的回归方程 y bx a$ $ $ (精确到 0.1). 解析:(1)求出 n 的值,计算相关系数,求出回归方程即可. 答案:(1)依题意,n=6,       6 1 6 2 1 557 6.6 84          $ ii i i i x x y y b xx , a y b x$$≈33-6.6×26=-138.6, ∴y 关于 x 的线性回归方程为$y =6.6x-138.6. (2)若用非线性回归模型求得 y 关于 x 的回归方程为$y =0.06e0.2303x,且相关指数 R2=0.9522. (i)试与(Ⅰ)中的回归模型相比,用 R2 说明哪种模型的拟合效果更好. (ii)用拟合效果好的模型预测温度为 35°C 时该种药用昆虫的产卵数(结果取整数). 附:一组数据(x1,y1),(x2,y2),…,(xn,yn),其回归直线 的斜率和截距的最 小二乘估计为       1 2 1        $ n ii i n i i x x y y b xx , ;相关指数 µ    2 2 1 2 1 1        n ii i n i i yy R yy . 解析:(2)(i)根据相关指数的大小,即可比较模型拟合效果的优劣. (ii)代入求值计算即可. 答案:(2)(i)利用所给数据, , 得, 线性回归方程$y =6.6x-138.6 的相关指数 µ    2 2 1 2 1 236.641 1 1 0.0602 0.9398 3930              n ii i n i i yy R yy . ∵0.9398<0.9522, 因此,回归方程$y =0.06e0.2303x 比线性回归方程 =6.6x-138.6 拟合效果更好. (ii)由(i)得温度 x=35°C 时, =0.06e0.2303×35=0.06×e8.0605, 又∵e8.0605≈3167, ∴ ≈0.06×3167≈190(个), 所以当温度 x=35°C 时,该种药用昆虫的产卵数估计为 190 个. 20.在直角坐标 xOy 中,已知椭圆 E 中心在原点,长轴长为 8,椭圆 E 的一个焦点为圆 C: x2+y2-4x+2=0 的圆心. (1)求椭圆 E 的标准方程. 解析:(1)求得圆心坐标,设椭圆的标准方程,根据椭圆的性质,即可求得椭圆的标准方程. 答案:(1)由圆的方程 x2+y2-4x+2=0,得 C:(x-2)2+y2=2, 则圆心为点 C(2,0), 从而可设椭圆 E 的方程为 22 221xy ab (a>b>0), 其焦距为 2c,由题意设 2a=8,c=2,所以 a=4,b2=a2-c2=12, 故椭圆 E 的方程为 22 1 16 12 xy . (2)设 P 是椭圆 E 上 y 轴左侧的一点,过 P 作两条斜率之积为 1 2 的直线 l1,l2,当直线 l1, l2 都与圆 C 相切时,求 P 的坐标. 解析:(2)设直线 l1,l2 的方程,利用点到直线的距离公式公式及韦达定理即可求得 k1k2, 与椭圆方程联立,即可求得 P 点坐标. 答案:(2)设点 P 的坐标为(x0,y0),直线 l1,l2 的斜率分别为 k1,k2, 则 l1,l2 的方程分别为 l1:y-y0=k1(x-x0),l2:y-y0=k2(x-x0), 由题意知,k1·k2= 1 2 ,由 l1 与圆 C:(x-2)2+y2=2 相切得 1 0 1 0 2 1 2 2 1    k y k x k , 即[(2-x0)2-2]k1 2+2(2-x0)y0k1+y0 2-2=0, 同理可得[(2-x0)2-2]k2 2+2(2-x0)y0k2+y0 2-2=0, 从而 k1,k2 是方程[(2-x0)2-2]k2+2(2-x0)y0k+y0 2-2=0 的两个实根, 于是,     2 0 2 2 00 2 2 0 8 2 2 0           V > x xy 且   2 0 12 2 0 1 222   ykk x , 由   22 00 2 0 2 0 1 16 12 2 22 1 2         xy y x 得 5 x0 2-8x0-36=0,解得 x0=-2(x0=18 5 舍去), 由 x0=-2 得 y0=±3,它们均满足上式, 故点 P 的坐标为(-2,3)或(-2,-3). 21.已知函数 f(x)=lnx-ax(a∈R). (1)若曲线 y=f(x)与直线 x-y-1-ln2=0 相切,求实数 a 的值. 解 析 : (1) 根 据 题 意 , 由 函 数 的 解 析 式 求 出 其 导 数 , 设 切 点 横 坐 标 为 x0 , 则 有 0 0 0 0 1 1 1 ln 2 ln         a x x x ax ,解可得 a 的值,即可得答案. 答案:(1)根据题意,由 f(x)=lnx-ax,得 f′(x)= 1 x -a, 设切点横坐标为 x0,依题意得 , 解得 0 1 2 1      x a ,即实数 a 的值为 1. (2)若不等式(x+1)f(x)≤lnx- x e 在定义域内恒成立,求实数 a 的取值范围. 解析:(2)根据题意,原问题可以转化为   ln 1 11   xa x e x ,在定义域内恒成立,令     ln 1 11   xgx x e x (x>0),求出 g(x)的导数,利用导数分析 g(x)的最大值,据此分 析即可得答案. 答案:(2)由在(x+1)f(x)=(x+1)(lnx- )≤lnx- 定义域内恒成立, 得   ln 1 11   xa x e x 在定义域内恒成立, 令     ln 1 11   xgx x e x (x>0), 则     2 111 ln 1      x exgx x , 再令   111 ln   h x x ex ,则   2 11 0     <hx xx , 即 y=h(x)在(0,+∞)上递减,又 h(e)=0, 所以当 x∈(0,e)时,h(x)>0,从而 g′(x)>0,g(x)在 x∈(0,e)递增; 当 x∈(e,+∞)时,h(x)<0,从而 g′(x)<0,g(x)在 x∈(e,+∞)递减, 所以 g(x)在 x=e 处取得最大值     ln 1 1 11     ege e e e e , 所以实数 a 的取值范围是[ 1 e ,+∞). 请考生在 22、23 两题中任选一题作答,如果多做,则按所做的第一题记分. 22.已知极坐标的极点在平面直角坐标系的原点 O 处,极轴与 x 轴的正半轴重合,且长度单 位相同.曲线 C 的方程是 2 sin2 4  ,直线 l 的参数方程为 1 cos 2 sin      xt yt (t 为 参数,0≤α <π ),设 P(1,2),直线 l 与曲线 C 交于 A,B 两点. (1)当α =0 时,求|AB|的长度. 解析:(1)把极坐标方程化为直角坐标方程,联立即可得出. 答案:(1)曲线 C 的方程是 ,化为 2 222 sin cos2 22          , 化为ρ 2=2ρ sinθ -2ρ cosθ , ∴x2+y2=2y-2x, 曲线 C 的方程为(x+1)2+(y-1)2=2. 当α =0 时,直线 l:y=2, 代入曲线 C 可得 x+1=±1.解得 x=0 或-2. ∴|AB|=2. (2)求|PA|2+|PB|2 的取值范围. 解析:(2)设 t1,t2 为相应参数值 t2+(4cosα +2sinα )t+3=0,△>0,利用根与系数的关系 可得|PA|2+|PB|2=(t1+t2)2-2t1t2 即可得出. 答案:(2)设 t1,t2 为相应参数值 t2+(4cosα +2sinα )t+3=0,△>0, ∴ 3 5 <sin2(α +φ )≤1, ∴t1+t2=-(4cosα +2sinα ),t1t2=3. ∴|PA|2+|PB|2=(t1+t2)2-2t1t2=(4cosα +2sinα )2-8=20sin2(α +φ )-6, ∴|PA|2+|PB|2∈(6,14]. 23.已知函数 f(x)=|x-a|+ 1 2a (a≠0) (1)若不等式 f(x)-f(x+m)≤1 恒成立,求实数 m 的最大值. 解析:(1)若不等式 f(x)-f(x+m)≤1 恒成立,利用 f(x)-f(x+m)=|x-a|-|x+m-a|≤|m|,求 实数 m 的最大值. 答案:(1)∵f(x)=|x-a|+ ,∴f(x+m)=|x+m-a|+ , ∴f(x)-f(x+m)=|x-a|-|x+m-a|≤|m|, ∴|m|≤1,∴-1≤m≤1,∴实数 m 的最大值为 1. (2)当 a< 1 2 时,函数 g(x)=f(x)+|2x-1|有零点,求实数 a 的取值范围. 解 析 : (2) 当 a < 时 , 函 数 g(x)=f(x)+|2x-1| 有 零 点 ,   2 m in 11 2 1 2 1 0 22 2           aag x g a aa ,可得 2 1 2 0 2 1 0       < <a aa 或 2 0 2 1 0     <a aa ,即可求实数 a 的取值范围. 答 案 : (2) 当 a < 1 2 时,  1 2 1 2 131 2 112 1 2 1 1 22 131 2                          , < , , > x a x a a g x f x x x a x x a a x aa x a x a , ∴ , ∴ 2 1 2 0 2 1 0       < <a aa 或 2 0 2 1 0     <a aa , ∴ 1 2  ≤a<0, ∴实数 a 的取值范围是[ 1 2  ,0).
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