2021届四川省成都市新都一中高三国庆假期作业理科数学(2)含详解

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2021届四川省成都市新都一中高三国庆假期作业理科数学(2)含详解

2021届四川省成都市新都一中高三国庆假期作业

理科数学(2)

一、单选题

1.设集合{}0,1,3,5,6,8U =, {}A 1,5,8B {2}==,,则(

)U

A B =( )

A .{}0,2,3,6

B .{}0,3,6

C .{}1,2,5,8

D .?

2.设复数z 满足z i

i z i

-=+,则z =( ) A .1

B .-1

C .1i -

D .1i +

3.已知一组数据(1,2),(3,5),(6,8),00(,)x y 的线性回归方程为2y x ∧

=+,则00x y -的值为( ) A .-3

B .-5

C .-2

D .-1

4.七巧板是一种古老的中国传统智力游戏,被誉为“东方魔板”.如图,这是一个用七巧板拼成的正方形,其中1号板与2号板为两个全等的等腰直角三角形,3号板与5号板为两个全等的等腰直角三角形,7号板为一个等腰直角三角形,4号板为一个正方形,6号板为一个平行四边形.现从这个正方形内任取一点,则此点取自阴影部分的概率是( ) A .

1

8

B .

14

C .

316

D .38

5.已知双曲线()2222:10x y C a b a b

-=>>与抛物线()2

20y px p =>的交点为,A B ,直线AB 经过抛物

线的焦点F ,且线段AB 的长度等于双曲线的虚轴长,则双曲线的离心率为 A .21+

B .3

C .2

D .2

6.已知点()1,1A -,()1,2B ,()2,1C --,()3,4D ,则向量CD →

在BA →

方向上的投影是( ) A .35-

B .32

2

-

C .35

D .

32

2

7.设O 为ABC 所在平面内一点,满足2730OA OB OC ++=,则ABC 的面积与BOC 的面积的比值为( ) A .6

B .

83

C .

127

D .4

8.某几何体的三视图如图所示,则该几何体的体积是( )

A .20

B .24

C .18

D .16

9.设θ为第二象限角,若1tan()47

θπ+=,则sin cos θθ+=

( ) A .15

-

B .

15

C .75

D .75

-

10.已知函数()4f x x x =+

,()2x

g x a =+,若11,12x ???∈????

,2[2,3]x ?∈,()()12f x g x ≥恒成立,则实数a 的取值范围是

( ) A .1a ≤

B .0a ≤

C .1

2

a ≤-

D .4a ≤-

11.过点2,0c A a ?? ???

作双曲线()22

2

2:10.0x y

C a b a b -=>>的一条渐近线的垂线,垂足为P ,点Q 在双曲线C 上,且3AQ QP =,则双曲线C 的离心率是( )

A .

51

+ B .51- C .3 D .2

12.已知4ln 3a π=,3ln 4b π=,34ln c π=,则a ,b ,c 的大小关系是() A .c b a << B .b c a <<

C .b a c <<

D .a b c <<

二、填空题

13.已知54262+5130N N

x y x y x y +≤??-≤?

?∈??∈?,则目标函数2010z x y =+的最大值为________.

14.定积分

1

2

0124x x dx π??-+- ??

??的值______. 15.如图,半径为R 的球O 的直径AB 垂直于平面α,垂足为B ,BCD 是平面α内边长为R 的正三角形,线段AC ,AD 分别与球面交于点M 、N ,则三棱锥

A BMN -的体积是__________.

16.已知()ln f x x x m x =--,若()0f x >恒成立,则实数m 的取值范围是________.

三、解答题

17.已知数列{}n a 前n 项和为2111

22

n S n n =

+,数列{}n b 等差数列,且满足311b =,前9项和为153. (1)求数列{}n a 、{}n b 的通项公式; (2)设()()3

21121n n n c a b =

--,数列{}n c 的前n

项和为n

T . 18.某足球运动员进行射门训练,若打进球门算成功,否则算失败.已知某天该球员射门成功次数与射门距离的统计数据如下:

(1)请问是否有90%的把握认为该球员射门成功与射门距离是否超过30米有关?

参考公式及数据:2

2

(),()()()()

n ad bc K n a b c d a b c d a c b d -=

=+++++++. 20()P K k ≥

0.100 0.050 0.010 0.001 0k

2.706

3.841

6.635

10.828

(2)当该球员距离球门30米射门时,设射门角(射门点与球场底线中点的连线和底线所成的锐角或直角)为([0,])2

π

θθ∈,其射门成功率为2+3

()cos sin 4

f θθθθθ=+?-

,求该球员射门成功率最高时射门角θ

的值.

19.如图,在四棱锥P ABCD -中,PA ⊥平面ABCD ,

90ABC BAD ∠=∠=?,4AD AP ==,2AB BC ==,M ,N 分

别为线段PC ,AD 上的点(不在端点). (1)当M 为PC 中点时,1

4

AN AD =

,求证://MN 面PBA ; (2)当M 为中点且N 为AD 中点时,求证:平面MBN ⊥平面ABCD ; (3)当N 为AD 中点时,是否存在M ,使得直线MN 与平面PBC 所成角的正弦值为

25

,若存在,求出MC 的长,若不存在,说明理由.

20.已知点()11,A x y , ()22,(D x y 其中12)x x <是曲线()2

40y x y =≥上的两点,

A , D 两点在x 轴

上的射影分别为点B , C ,且2BC =.

(I )当点B 的坐标为()1,0时,求直线AD 的斜率;

(II )记OAD 的面积为1S ,梯形ABCD 的面积为2S ,求证:

1214

S S <. 21.已知函数()x

f x e ax -=+.

(I )讨论()f x 的单调性;

(II )若()f x 有两个零点1x 、2x ,且12 x x <.证明: (i )210x -<<; (ii )

12

ln 2

x x a +>-. 22.在平面直角坐标系xOy 中,曲线C 的参数方程为12,

12x y θθ

?=+??=??(θ为参数),以坐标原点为极点,

x 轴的非负半轴为极轴建立极坐标系,直线l 2cos 14πρθ?

?

+= ??

?

. (1)求曲线C 的普通方程和直线l 的直角坐标方程; (2)设曲线C 与直线l 交于P ,Q 两点,求OP OQ ?的值.

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理科数学(2)详解

1.A

解:{}0,1,3,5,6,8U =,{}1,5,8A =, {2}B =,{}0,3,6U

A ∴

=

(){}0,2,3,6U A B ∴=故选:A .

2.B 由

()(1)11z i

i z i i z i i z i z z i

-=?-=+?-=-?=-+.故选:B 3.A 由题意知()()0011

10,1544

x x y y =

+=+, 样本中心点的坐标为()()001

110,1544x y ??++

???

, 线性回归方程为2y x =+,

()()0011

1510244

y x ∴

+=++, 解得003x y -=-,故选A. 4.C

3号与5号是全等的等腰直角三角形,设其面积为S ,可得4号板面积为2,6S 号板面积为2,7S 号板面

积为2S ,则正方形面积为16S ,阴影的面积为23S S S +=,由古典概型概率的公式可得,此点取自阴影部分的概率为33

1616

S S =,故选C. 5.B

由题易知,AB x ⊥轴.又由直线AB 经过抛物线的焦点F ,把2p x =代入22y px =可得22

y p =,从而可得22p b =,即.p b =又点,2p p ?? ???,即,2b b ?? ???在双曲线上,可得42

2

241b

b a b

-=,即228b a =,进而

2222

9c a b a

=+=,离心率3c e a

==. 故选:B . 6.A

由题可知,(1,1)A -,(1,2)B ,(2,1)C --,(3,4)D , 所以(2,1)BA →

=--,(5,5)CD →

=, 则向量CD →

在BA →

方向上的投影是355

||

BA CD BA →→

?=

=-.

故选:A. 7.A

作2OA OA '=,7OB OB '=,3OC OC '=,如图,∵2730OA OB OC ++=,∴O 是'''A B C 的重心,则''''''OA B OB C OC A S S S ==△△△,设''''''OA B OB C OC A S S S t ===△△△, 设,,OAB OAC y OBC S x S S z ===△△△,

∵2OA OA '=,7OB OB '=,3OC OC '=,

''1

''sin ''

2141sin 2

OA B OAB

OA OB A OB S S OA OB AOB ?∠==?∠△△,即114x t =,同理16y t =,121z t =,

1116

1462121

ABC S x y z t t t t =++=

++=△, ∴

6216121

ABC OBC

t S S t ==△△. 故选:A . 8.A

由几何体的三视图还原出该几何体的直观图,如图所示.该几何体是一个直三棱柱去掉一个三棱锥得到的. 由题中数据可得三棱柱的体积为1

344=242

???,截去的三棱锥的体积为4, 故该几何体的体积是20. 故选:A 9.A

tan 11tan()41tan 7

θθθπ++==-,

即()7tan 11tan θθ+=-

可得:8tan 6θ=-,解得:3tan 4

θ=-

由22sin 3tan cos 4sin cos 1θθθθθ?==-???+=?可得:3sin 5

4cos 5θθ?

=???

?=-??

所以1

sin cos 5

θθ+=-.故选:A 10.A

()4f x x x =+

,()()()222241+-'=-=x x f x x x

, 当11,12x ??∈????

,()10f x '<,()1f x 为减函数. 所以()()1min 15==f x f .

又因为()2x

g x a =+在[2,3]为增函数,

所以[]22,3x ∈,()()2min 24==+g x g a .

因为11,12x ???∈????

,2[2,3]x ?∈,()()12f x g x ≥恒成立, 所以()()12min min f x g x ≥即可,即54≥+a ,1a ≤. 故选:A 11.D

解:由题意设点2,0c A a ?? ???作双曲线的一条渐近线b

y x a =即0bx ay -=的垂线,

则垂线AP 的斜率为:a

b -,且过点2,0

c A a ?? ???

所以垂线AP 的方程为:2()a c y x b a

=--,即:2

0ax by c +-=,

联立方程:2

00bx ay ax by c -=??+-=?,解得:x a

y b =??=?

,则(,)P a b , 设点(,)Q m n ,则2

(,)c

AQ m n a

=-,(,)QP a m b n =--,且3AQ QP =,

所以:2

3333c m a m a

n b n

?-=-???=-?,解得:22

3434a c m a n b ?+=????=??

,则点2233(,)44a c Q b a + 因为点Q 在双曲线C 上,所以2

2

2222

33441a c b a a b ??+?? ? ?????-=, 化简整理得:42

6160c c a a ????+-= ? ?????,

解得:22c a ??= ???或2

8c a ??=- ???

(舍去), 所以:2c

e a

==,故选:D. 12.B

对于,a b 的大小:44ln3ln3ln81a πππ===,33ln 4ln ln 644b πππ===,明显a b >; 对于,a c 的大小:构造函数ln ()x f x x

=

,则'

21ln ()x f x x -=,

当(0,)x e ∈时,'

()0,()f x f x >在(0,)e 上单调递增, 当(,)x e ∈+∞时,'

()0,()f x f x <在(,)e +∞上单调递减,

3,()(3)e f f ππ>>∴<即

33ln ln 3

,3ln ln 3,ln ln 3,33

πππ

πππππ

<

∴<∴<∴ 对于,b c 的大小:3ln 4ln 64b ππ==,3434ln ln[()]c ππ==,64π<43

[()]π,c b >

故选B . 13.100

作出由不等式组满足的平面区域,如图 将目标函数2010z x y =+化为210

z y x =-+ 由图可知,当直线210

z

y x =-+过点(5,0)A 时 直线210

z

y x =-+

在y 轴上的截距最大,此时z 有最大值100,故答案为:100. 14.1

1

20124x x dx π??-+- ???

?11200124x dx x π??=-+- ?????, 因为

1

20

1x dx -?

等于以原点为圆心,以1为半径的圆面积的四分之一,为4

π

1210

02|1444x x x πππ????

-=-=- ? ????

?

?, 所以

1

120

01211444x dx x πππ

??-+-=+-= ??

??

?,

故答案为:1 15.

3

83R 2AB R =,BC R =,5AC R =,

半径为R 的球O 的直径AB 垂直于平面α,垂足为B ,BCD ?是平面α内边长为R 的正三角形, 线段AC ,AD 分别与球面交于点M 、N , BAM BAC ∴∠=∠,90AMB ABC ∠=∠=?, ABC AMB ∴??∽,

∴AB AC AM AB =,45

AM R ∴=, ∴45AM AC =,类似有4

5

AN AD =, ∴

2416

()525

A BMN AMN A BCD ABC V S V S -?-?===,

∴三棱锥A BMN -的体积:

23

1613832253A BMN V R R R -=

????=. 故答案为:

3

83R . 16.(,1)-∞

函数()f x 的定义域为(0,)x ∈+∞, 由()0f x >,得ln ||x

x m x

->

(ⅰ)当(0,1)x ∈时,||0x m -≥,

ln 0x

x

<,不等式恒成立,所以m R ∈; (ⅱ)当1x =时,|1|0m -≥,

ln 0x

x

=,所以1m ≠; (ⅲ)当1x >时,不等式恒成立等价于ln x m x x <-

恒成立或ln x

m x x

>+恒成立, 令ln ()x h x x x =-,则22

1ln ()x x h x x '

-+=,

因为1x >,所以()0h x '>,从而()1h x >, 因为ln x

m x x

<-

恒成立等价于min ()m h x <,所以1m , 令ln ()x g x x x =+,则22

1ln ()x x

g x x

+-'=, 再令2

()1ln p x x x =+-,则1

'()20p x x x

=-

>在(1,)x ∈+∞上恒成立,()p x 在(1,)x ∈+∞上无最大值, 综上所述,满足条件的m 的取值范围是(,1)-∞. 故答案为:(,1)-∞. 17.解:(1)由2111

22

n S n n =

+,可得11111622a S ==+=,

2n ≥时,()()2

211111111152222

n n n a S S n n n n n -=-=+----=+,对1n =也成立,

则5n a n =+,*n ∈N ,

由数列{}n b 等差数列,公差设为d ,满足311b =,前9项和为153, 可得1211b d +=,1936153b d +=,即1417b d +=,解得15b =,3d =, 则()53132n b n n =+-=+,*n ∈N ; (2)()()()()()()331111211212163212122121n n n c a b n n n n n n ??=

===- ?---+-+-+??

则前n 项和为11111111112335212122121

n n T n n n n ????=-+-+???+-=-= ? ?

-+++????.

18.(1)由题知:2

2

602616144)=10.8 6.63540203030

k ?-?=>???(

所以有99%的把握认为该球员射门成功与射门距离是否超过30米有关 (2)由题知:1

()sin sin cos (cos )22

f θ

θθθθθθθ=-++=-'- 因为()0f θ'=,得3

π

θ=

所以当(0,

)3π

θ∈时,()0f θ'>;当(,)32

ππ

θ∈时,()0f θ'<

所以()f θ在(0,)3π

上单调递增;在(,)32ππ

上单调递减 所以()()3

f f πθ≤,即球员射门成功率最高时射门角3

π

θ=

19.解:(1)证明:取BC 中点E ,连结ME ,NE ,

∵在四棱锥P ABCD -中,PA ⊥平面ABCD ,90ABC BAD ∠=∠=?,

4AD AP ==,2AB BC ==,M 为PC 中点,1

4

AN AD =,

∴ME PB ∥,NE AB ∥,

∵PB AB B ?=,ME NE E ?=,∴平面PAB 平面MNE ,

∵MN ?平面MNE ,∴MN ∥面PBA .

(2)证明:以A 为原点,AB 为x 轴,AD 为y 轴,AP 为z 轴,建立空间直角坐标系, 则()2,0,0B ,()2,2,0C ,()0,0,4P ,()1,1,2M ,()0,2,0N ,

()1,1,2MN =--,()1,1,2MB =--,

设平面MBN 的法向量(),,n x y z =,

则2020

n MN x y z n MB x y z ??=-+-=???=--=??,取1x =,得()1,1,0n =, 平面ABCD 的法向量()0,0,1m =, ∵0m n ?=,∴平面MBN ⊥平面ABCD .

(3)解:假设存在存在(),,M a b c ,使得直线MBN 与平面PBC 25

,CM CP λ=. 则()()2,2,2,2,4a b c λ--=--,解得22a λ=-,22b λ=-,4c λ=,∴()22,22,4M λλλ--, 则()22,2,4MN λλλ=--,()0,2,0BC =,()2,0,4BP =-,

设平面PBC 的法向量(),,p a b c =,

则20240

p BC b p BP a c ??==???=-+=??,取2a =,得(2,0,1)p =, ∵直线MN 与平面PBC 所成角的正弦值为

25

5

, ∴

()()()

222

4

25

5

222420

MN p

MN p

λλλ?=

=?-++-?, 整理,得224830λλ-+=,无解,

∴不存在M ,使得直线MN 与平面PBC 所成角的正弦值为

25

5

. 20.(Ⅰ)因为()1,0B ,所以()11,,A y 代入2

4y x =,得到12y =

又2BC =,所以212x x -=,所以23x = 代入2

4y x =,得到123y = 所以2121232

312

AD y y k x x --=

==--

(Ⅱ)法一:设直线AD 的方程为y kx m =+. 则()1211

||||.2

OMD OMA S S S m x x m ??=-=

-=… 由24y kx m y x

=+??=?, 得()222240k x km x m +-+=, 所以

所以()()212211212142S y y x x y y kx m kx m k

=

+-=+=+++=, 又1204km y y =>,所以0,0k m >>,所以12124S m km S y y ==+,

因为16160km ?=->,所以01km <<,所以121

44

S km S =<.

法二:设直线AD 的方程为y kx m =+.

由24y kx m y x

=+??=?, 得()222240k x km x m +-+=, 所以

22212121121AD k x k x k =+-=+-=+,

点O 到直线AD 的距离为2

1m d k =+所以11

2

S AD d m =

= 所以()()212211212142S y y x x y y kx m kx m k =

+-=+=+++= 又1204

km

y y =>,所以0,0k m >> 因为16160km ?=->,所以01km << 所以

12124S m km S y y ==+ 14

< 21.(Ⅰ)函数()y f x =的定义域为R ,且()x

f x a e -'=-.

①当0a ≤时,()0f x '<,函数()y f x =在R 上单调递减;

②当0a >时,令()0f x '<,可得ln x a <-;令()0f x '>,可得ln x a >-. 此时,函数()y f x =的单调递减区间为(),ln a -∞-,单调递增区间为()ln ,a -+∞; (Ⅱ)证明:(i )当0a ≤时,函数()y f x =在R 单调递减,

此时,函数()y f x =至多一个零点,所以要使得函数()y f x =有两个零点1x 、2x , 一定有0a >且()ln 0f a <,即()()ln ln ln ln 1ln 0a

f a e

a a a a a a a -=-=-=-< ,

解得a e >,则ln 1a -<-,即()1ln ,a -∈-+∞,

因为函数()y f x =的单调递减区间为(),ln a -∞-,单调递增区间为()ln ,a -+∞, 且12x x <,则12ln x a x <-<,

又因为()10f e a -=-<,()010f =>,所以()21,0x ∈-; (ii )因为12 ln x a x <-<,则22ln ln a x a --<-,

要证

12

ln 2

x x a +>-,即证122ln x a x >--, 因为函数()y f x =在(),ln a -∞-单调递减,即证()()122ln f x f a x <--,

又()10f x =,即证()22ln 0f a x -->,

()()()()2222ln 222222ln 2ln 2ln 2ln a x x x f a x e a a x a e a a x a ae a x +--=-+=-+=--,

因为()20f x =,得22

x e a x -=-, 所以()22

22222222112ln 2ln 2ln ln x x x e ae a x x e x x x x x --????--=----=----- ?????

()()2222222

112ln 2ln x x x x x x x =------=-++-????, 令()()12ln h x x x x =-++-,()1,0x ∈-,()()2

2222

1122

110x x x h x x x x x +++'=++==>, 所以函数()y f x =在()1,0-单调递增,

又210x -<<,所以()()210h x h >-=,即222ln 0x

ae a x -->,

所以()

222ln 0x

a ae a x -->,()22ln 0f a x -->,

综上可知,

12

ln 2x x a +>-. 22.(1)由12(12x y θθθ

?=+??=+??为参数),消去参数得22

(1)(1)2x y -+-=.

∴曲线C 的普通方程为22(1)(1)2x y -+-=.

2cos()14

π

ρθ+

=,得cos sin 1ρθρθ-=,

而cos x ρθ=,sin y ρθ=.

∴直线l 的直角坐标方程为10x y --=;

(2)化曲线C 的方程为极坐标方程:2cos 2sin =+. 联立直线l 的极坐标方程cos sin 1ρθρθ-=. 消去θ得:42840ρρ-+=.

设P ,Q 两点所对应的极径分别为1ρ,2ρ, 则212()4ρρ=. 12||||||2OP OQ ρρ∴==.

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