西城区二模数学及答案
北京市西城区2020届高三数学二模试题含解析
市西城区2020届高三数学二模试题（含解析）一、选择题（共10小题）.1. 设全集U＝R，集合A＝{x|x＜2}，B＝{x|x＜1}，则集合（UA）∪B＝（）A. （﹣∞，2）B. [2，+∞）C. （1，2）D. （﹣∞，1）∪[2，+∞）【答案】D【解析】【分析】先求出U A，再求（UA）∪B得解【详解】U＝R，A＝{x|x＜2}，B＝{x|x＜1}，∴U A＝{x|x≥2}，（UA）∪B＝（﹣∞，1）∪[2，+∞）.故选：D【点睛】本题主要考查集合的补集和并集运算，意在考查学生对这些知识的理解掌握水平.2. 设复数z＝1+i，则z2＝（）A. ﹣2iB. 2iC. 2﹣2iD. 2+2i【答案】A【解析】【分析】由z求得z，再利用复数的乘方运算求解即可.【详解】∵z＝1+i，∴2z＝（1﹣i）2212i i=+-＝﹣2i .故选：A.【点睛】本题主要考查共轭复数的定义，考查了复数出乘方运算，属于基础题.3. 焦点在x 轴的正半轴上，且焦点到准线的距离为4的抛物线的标准方程是（）A. x 2＝4yB. y 2＝4xC. x 2＝8yD. y 2＝8x【答案】D【解析】【分析】根据题意，设抛物线的标准方程为22(0)y px p =>，结合抛物线的几何性质可得p 的值，代入抛物线的标准方程即可得答案.【详解】根据题意，要求抛物线的焦点在x 轴的正半轴上，设其标准方程为22(0)y px p =>，又由焦点到准线的距离为4，即p ＝4，故要求抛物线的标准方程为y 2＝8x ，故选：D.【点睛】本题考查抛物线标准方程的求解，属于基础题4. 在锐角ABC ∆中，若2a =，3b =，π6A =，则cos B =（）A. 34B. 【答案】C【解析】【分析】由题意可用正弦定理先求出sin B ，再由三角函数中的平方关系及B 角的X 围，求出cos B ，进而得到答案. 【详解】在锐角ABC ∆中，若2a =，3b =，6A π=，∴由正弦定理sin sin a b A B =，可得13sin 32sin 24b A B a ⨯⋅===， ∴由B为锐角，可得cos B ==． 故选：C【点睛】本题主要考查正弦定理及三角函数中平方关系的应用，考查理解辨析能力与运算求解能力，属于基础题.5. 函数f (x )＝x 1x-是（） A. 奇函数，且值域为（0，+∞）B. 奇函数，且值域为RC. 偶函数，且值域为（0，+∞）D. 偶函数，且值域为R【答案】B【解析】【分析】由奇偶性定义，求出函数f (x )为奇函数，再求出函数的导数，分析其单调性可得在区间（﹣∞，0）和（0，+∞）上都是增函数，且f （1）＝f （﹣1）＝0；作出函数的草图，分析其值域，即可得答案.【详解】根据题意，函数f (x )＝x 1x-，其定义域为{x |x ≠0}，有f （﹣x ）＝（﹣x ）﹣（1x -）＝﹣（x 1x-）＝﹣f (x )，即函数f (x )为奇函数，其导数f ′(x )＝121x +，在区间（﹣∞，0）和（0，+∞）上都是增函数，且f （1）＝f （﹣1）＝0； 其图象大致如图：其值域为R ；故选：B.【点睛】本题考查函数奇偶性的判断，值域的求解，属于基础题6. 圆x 2+y 2+4x ﹣2y +1＝0截x 轴所得弦的长度等于（）35【答案】B 【解析】【分析】首先令y ＝0，整理得两根和与两根积，进一步求出弦长.【详解】令y ＝0，可得x 2+4x +1＝0，所以124x x +=-，121=x x ，所以2121212|()423AB x x x x x x =-=+-故选：B【点睛】本题考查的是圆中弦长的求法，较简单.7. 设,,a b c 为非零实数，且a b c >>，则（）A. a b b c ->-B. 111a b c<< C. 2a b c +> D. 以上三个选项都不对【答案】C【解析】【分析】直接利用不等式的性质，结合特例，利用排除法，即可求解.【详解】设,,a b c 为非零实数，且a b c >>，所以对于选项A ：当3,2,1a b c ===时，1a b b c -=-=，故错误.对于选项B ：当0,1,2a b c 时，1a无意义，故错误. 对于选项C ：由于,a c b c >>，所以2a b c +>，故正确.对于选项D ：由于C 正确，所以选项D 错误.故选：C.【点睛】本题主要考查了不等式的基本性质，其中解答中不等式的基本性质，以及合理利用特例，结合排除法求解是解答的关键，着重考查了推理与论证能力.8. 设向量,a b →→满足1a b →→==，12a b →→⋅=，则()a x b x R →→+∈的最小值为（）A.B. 【答案】B【解析】【分析】 两边平方，得出2a xb →→+关于x 的二次函数，从而得出最小值.【详解】解：222222132124a x b a x a b x b x x x →→→→→→⎛⎫+=+⋅+=++=++ ⎪⎝⎭ ∴当12x =-时，a x b →→+=故选：B.【点睛】本题考查向量的模的求解方法，利用二次函数求最值，考查运算能力，是中档题.9. 设{}n a 为等比数列，则“对于任意的*2,m m m N a a +∈>”是“{}n a 为递增数列”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【答案】C【解析】【分析】对于任意的*2,m m m N a a +∈>，即()210m a q >﹣.可得：2010m a q ⎧⎨-⎩＞＞，2010m a q ⎧⎨-⎩＜＜，任意的*m N ∈，解出即可判断出结论.【详解】解：对于任意的*2,m m m N a a +∈>，即()210m a q >﹣. ∴2010m a q ⎧⎨-⎩＞＞，2010m a q ⎧⎨-⎩＜＜，任意的*m N ∈， ∴01m a q ⎧⎨⎩＞＞，或001m a q ⎧⎨⎩＜＜＜. ∴“{}n a 为递增数列”，反之也成立.∴“对于任意的*2,m m m N a a +∈>”是“{}n a 为递增数列”的充要条件. 故选：C.【点睛】本题考查等比数列的单调性，充分必要条件，是基础题. ABCD 由六个正三角形构成，将它沿虚线折起来，可得图2所示的六面体形状的香囊，那么在图2这个六面体中，棱AB与CD所在直线的位置关系为（）A. 平行B. 相交C. 异面且垂直D. 异面且不垂直【答案】B【解析】【分析】可将平面展开图还原为直观图，可得两个三棱锥拼接的六面体，它们共一个底面，即可判断AB，CD的位置关系．【详解】将平面展开图还原为直观图，可得两个三棱锥拼接的六面体，它们共一个底面，B C两点重合，所以AB与CD相交，且，故选：B【点睛】本题考查平面展开图与其直观图的关系，考查空间想象能力，属于基础题．二、填空题：本大题共5小题，每小题5分，共25分.11. 在（1+5x）6的展开式中，含x的项系数为_____.【答案】30.【解析】【分析】先写出二项式的展开式的通项，要求含x 的项系数，只要使得展开式中x 的指数是1，求得r ，代入数值即可求出含x 项的系数.【详解】展开式的通项公式为： ()6166155rr r r r r r T C x C x -+=⋅⋅=⋅⋅， 令x 的指数为1，即r ＝1；∴含x 的项系数为：16530C ＝； 故答案为：30.【点睛】本题考查二项式中具体项的系数求解问题，属于基础题12. 在等差数列{a n }中，若a 1+a 2＝16，a 5＝1，则a 1＝_____；使得数列{a n }前n 项的和S n 取到最大值的n ＝_____.【答案】 (1). 9 (2). 5.【解析】【分析】设等差数列{a n }的公差为d ，由a 1+a 2＝16，a 5＝1，可得2a 1+d ＝16，a 1+4d ＝1，解得：a 1，d ，可得a n ，令a n ≥0，解得n 即可得出.【详解】解：设等差数列{a n }的公差为d ，∵a 1+a 2＝16，a 5＝1，∴2a 1+d ＝16，a 1+4d ＝1，解得：a 1＝9，d ＝﹣2.∴a n ＝9﹣2（n ﹣1）＝11﹣2n .令a n ＝11﹣2n ≥0，解得n 112≤=512+.∴使得数列{a n }前n 项的和S n 取到最大值的n ＝5.故答案为：9；5.【点睛】本题考查等差数列的通项公式，考查等差数列前n 项的和的最值，考查学生的计算能力，是中档题.13. 某几何体的三视图如图所示，则该几何体的表面积为_____.【答案】4+45.【解析】【分析】首先把三视图转换为直观图，进一步求出几何体的表面积.【详解】根据几何体的三视图转换为直观图为，该几何体为底面为边长为2，高为2正四棱锥体.如图所示：所以212242212S =⨯+⨯⨯+=5故答案为：【点睛】本题考查了利用三视图求几何体的表面积，考查了空间想象能力和空间感，属于基础题.14. 能说明“若()20m n +≠，则方程2212x y m n +=+表示的曲线为椭圆或双曲线”是错误的一组,m n 的值是_____.【答案】4,2m n ==（答案不唯一）.【解析】【分析】由题意可得满足20m n =+>或者0,20m n <+<即可，取满足上述条件的,m n 的值即可（答案不唯一）. 【详解】若方程222x y m n +=+1表示的曲线为椭圆或双曲线是错误的，则20m n =+>，或者0,20m n <+<，则可取4,2m n ==（答案不唯一）.故答案为：4,2m n ==（答案不唯一）.【点睛】本题主要考查了椭圆与双曲线的标准方程，属于基础题.15. 已知函数f (x )的定义域为R ，满足f （x +2）＝2f (x )，且当x ∈（0，2]时，f (x )＝2x ﹣3.有以下三个结论：①f （-1）12=-； ②当a ∈（14，12]时，方程f (x )＝a 在区间[﹣4，4]上有三个不同的实根； ③函数f (x )有无穷多个零点，且存在一个零点b ∈Z .其中，所有正确结论的序号是_____.【答案】①②.【分析】由题意可得函数f (x )的大致图象，根据图像逐个判断，即可判断出所给命题的真假.【详解】如图：对①，因为函数f (x )的定义域为R ，满足f （x +2）＝2f (x )，x ∈（0，2]时，f (x )＝2x ﹣3，所以f （-1）12=f （-1+2） 12=f （1）12=•（21﹣3）12=-，所以①正确； 对②，f (x )的大致图象如图所示可得当a ∈（14，12]时， 方程f (x )＝a 在区间[﹣4，4]上有三个不同的实根，所以②正确对③，因为x ∈（0，2]时，f (x )＝2x ﹣3＝0，x ＝log 23，又因为f （x +2）＝2f (x )，所以函数f (x )由无数个零点，但没有整数零点，所以③不正确；故答案为：①②.【点睛】本题考查了类周期函数的图像与性质，考查了数形结合思想和函数方程思想，属于三、解答题：本大题共6小题，共85分.解答应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤.16. 如图，在三棱柱ABC﹣A1B1C1中，CC1⊥底面ABC，AC⊥BC，D是A1C1的中点，且AC＝BC＝AA1＝2.（1）求证：BC1∥平面AB1D；（2）求直线BC与平面AB1D所成角的正弦值.【答案】（1）证明见解析；（26【解析】【分析】（1）连接A1B，设A1B∩AB1＝E，连接DE，可得BC1∥DE，再由直线与平面平行的判定得到BC1∥平面AB1D；（2）由CC1⊥底面ABC，AC⊥BC，得CA，CB，CC1两两互相垂直，分别以CA，CB，CC1所在直线为x，y，z轴建立空间直角坐标系，求出平面AB1D的一个法向量与AB的坐标，1由两向量所成角的余弦值可得直线BC与平面AB1D所成角的正弦值.【详解】（1）证明：连接A1B，设A1B∩AB1＝E，连接DE，由ABC﹣A1B1C1为三棱柱，得A1E＝BE.又∵D是A1C1的中点，∴BC1∥DE.∵BC 1⊄平面AB 1D ，DE ⊂平面AB 1D ，∴BC 1∥平面AB 1D ；（2）解：∵CC 1⊥底面ABC ，AC ⊥BC ，∴CA ，CB ，CC 1两两互相垂直，故分别以CA ，CB ，CC 1所在直线为x ，y ，z 轴建立空间直角坐标系，则C （0，0，0），B （0，2，0），A （2，0，0），B 1（0，2，2），D （1，0，2），∴()1222AB =-，，，()1120B D =-，，，()020BC =-，，. 设平面AB 1D 的法向量为()n x y z ，，=，由11222020n AB x y z n B D x y ⎧⋅=-++=⎪⎨⋅=-=⎪⎩，取y ＝1，得()211n =，，； 设直线BC 与平面AB 1D 所成角为θ.则sin θ＝|cos n BC ＜，＞|66n BCn BC ⋅==⋅. ∴直线BC 与平面AB 1D 所成角的正弦值为66.【点睛】本题考查线面平行的证明和求线面角的大小，考查了通过线线平行证明线面平行的方法，同时考查了空间直角坐标系，利用向量求线面角，是立体几何中较为常规的一类题型，有一定的计算量，属于中档题.17. 已知函数()()sin 0,0,02f x A x A πωϕωϕ⎛⎫=+>><< ⎪⎝⎭同时满足下列四个条件中的三个：①最小正周期为π；②最大值为2；③()01f =-；④06f π⎛⎫-= ⎪⎝⎭ （1）给出函数()f x 的解析式，并说明理由；（2）求函数()f x 的单调递增区间【答案】（1）()2sin 23f x x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭，理由见解析；（2）5,1212k k ππππ⎡⎤-+⎢⎥⎣⎦，k Z ∈. 【解析】【分析】（1）根据题意，先判断()f x 不能满足条件③，再由条件①求出2ω=，由条件②，得2A =，由条件④求出3πϕ=，即可得出函数解析式；（2）根据正弦函数的单调区间，列出不等式，即可求出结果.【详解】（1）若函数()f x 满足条件③，则(0)sin 1f A ϕ==-.这与0A >，02πϕ<<矛盾，故()f x 不能满足条件③，所以函数()f x 只能满足条件①，②，④. 由条件①，得2||ππω=， 又因为0>ω，所以2ω=.由条件②，得2A =. 由条件④，得2sin 063f ππϕ⎛⎫⎛⎫-=-+= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭，又因为02πϕ<<，所以3πϕ=.所以2n 2)3(si f x x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭. （2）由222232k x k πππππ-≤+≤+，k Z ∈， 得51212k x k ππππ-≤≤+， 所以函数()f x 的单调递增区间为5,1212k k ππππ⎡⎤-+⎢⎥⎣⎦，k Z ∈. 【点睛】本题主要考查由三角函数的性质求函数解析式，以及求正弦型函数的单调区间，熟记正弦函数的性质即可，属于常考题型.18. 随着科技的进步，视频会议系统的前景愈加广阔.其中，小型视频会议软件格外受人青睐.根据调查统计，小型视频会议软件下载量前6名的依次为A ，B ，C ，D ，E ，F .在实际中，存在很多软件下载后但并未使用的情况.为此，某调查公司对有视频会议需求的人群进行抽样调查，统计得到这6款软件的下载量W （单位：人次）与使用量U （单位：人次），数据用柱状图表示如图：定义软件的使用率t U W=，当t ≥0.9时，称该款软件为“有效下载软件”.调查公司以调查得到的使用率t 作为实际中该款软件的使用率.（1）在这6款软件中任取1款，求该款软件是“有效下载软件”的概率；（2）从这6款软件中随机抽取4款，记其中“有效下载软件”的数量为X ，求X 的分布列与数学期望；（3）将（1）中概率值记为x %.对于市场上所有小型视频会议软件，能否认为这些软件中大约有x %的软件为“有效下载软件”？说明理由.【答案】（1）23；（2）分布列见解析；期望为83；（3）不能；答案见解析. 【解析】【分析】（1）计算各软件的使用率，得出有效下载软件的个数，从而可得出所求概率；（2）根据超几何分布的概率公式计算概率，得出分布列和数学期望；（3）根据样本是否具有普遍性进行判断.【详解】解：（1）t A 9196=＞0.9，t B 8491=＞0.9，t C 6985=＜0.9，t D 5474=＜0.9，t E 6469=＞0.9，t F 6365=＞0.9. ∴6款软件中有4款有效下载软件，∴这6款软件中任取1款，该款软件是“有效下载软件”的概率为4263=. （2）X 的可能取值有2，3，4，且P （X ＝2）22424625C C C ==，P （X ＝3）314246815C C C ==，P （X ＝4）4446115C C ==， ∴X 的分布列为：E （X ）＝25⨯+315⨯+4153⨯=. （3）不能认为这些软件中大约有x %的软件为“有效下载软件”.理由：用样本估计总体时应保证总体中的每个个体被等可能抽取，此次调查是对有视频会议需求的人群进行抽样调查，且只选取下载量排名前6名的软件，不是对所有软件进行的随机抽取6件的样本.【点睛】本题考查随机事件的概率，超几何分布，考查数学建模能力与数学应用能力，是中档题.19. 设函数()ln f x ax x =，其中a R ∈，曲线()y f x =在点()()1,1f 处的切线经过点()3,2.（1）求a 的值；（2）求函数()f x 的极值；（3）证明:()2x x f x e e->. 【答案】（1）1a =；（2）极小值11e e f ⎛⎫=- ⎪⎝⎭，没有极大值；（3）证明见解析. 【解析】【分析】 （1）由题意，结合导数的几何意义可求切线的斜率，进而可求切线方程，代入已知点的坐标可求a ；（2）先对函数求导，结合导数与极值的关系即可求解；（3）由于()2x x f x e e ->等价于2ln 0x x x x e e -+>，结合（2）可得()1ln f x x x e=≥-，故只要证明10x x e e-≥即可，（需验证等号不同时成立）结合导数可证. 【详解】解：（1）()ln f x a x a '+=，则()()10,1f f a '==，故()y f x =在()()1,1f 处的切线方程()1y a x =-，把点()3,2代入切线方程可得，1a =，（2）由（1）可得()ln 1,0f x x x '=+>， 易得，当10x e<<时，()0f x '<，函数单调递减，当1x e >时,()0f x '>，函数单调递增，故当1=x e 时，函数取得极小值11e e f ⎛⎫=- ⎪⎝⎭，没有极大值， 证明：（3）()2x x f x e e ->等价于2ln 0x x x x e e-+>， 由（2）可得()1ln f x x x e =≥-（当且仅当1=x e时等号成立）①， 所以21ln x x x x x x e e e e-+≥-， 故只要证明10x x e e-≥即可，（需验证等号不同时成立） 设()1x x g x e e =-，0x >则()1x x g x e-'=， 当01x <<时，()0g x '<，函数单调递减，当1x >时，()0g x '>，函数单调递增， 所以()()10g x g ≥=，当且仅当1x =时等号成立，②因为①②等号不同时成立，所以当0x >时，()2x x f x e e->. 【点睛】本题主要考查了导数的几何意义及导数与极值的关系，还考查了利用导数证明不等式，体现了转化思想的应用．20. 已知椭圆()2222:10x y E a b a b +=>>经过点()0,1C O 为坐标原点. （1）求椭圆E 的方程；（2）设A 、B 分别为椭圆E 的左、右顶点，D 为椭圆E 上一点（不在坐标轴上），直线CD 交x 轴于点P ，Q 为直线AD 上一点，且4OP OQ =⋅，求证：C 、B 、Q 三点共线.【答案】（1）2214x y +=；（2）证明见解析. 【解析】【分析】（1）将点C 的坐标代入椭圆E 的方程，可求得b 的值，再由椭圆E 的离心率可求得a 、c 的值，由此可得出椭圆E 的方程；（2）设点()()0000,0D x y x y ≠，可得出220044x y -=，求出直线CD 的方程，可求得点P 的坐标，由4OP OQ =⋅，可求得点Q 的横坐标，代入直线AD 的方程可求得点Q 的坐标，验证BQ BC k k =，即可证得结论成立.【详解】（1）将点C 的坐标代入椭圆E 的坐标可得1b =， 由题意可得223210c e a a c c ⎧==⎪⎪⎪-=⎨⎪>⎪⎪⎩，解得23a c =⎧⎪⎨=⎪⎩， 因此，椭圆E 的标准方程为2214x y +=； （2）椭圆E 的左、右顶点分别为()2,0A -、()2,0B ，设点()()0000,0D x y x y ≠，则220014x y +=，则220044x y -=，直线CD 斜率为001CD y k x -=，则直线CD 的方程为0011y y x x -=+， 令0y =，可得001x x y =-，即点00,01x P y ⎛⎫ ⎪-⎝⎭， 设点()11,Q x y ，由104OP OQ x x ⋅==，可得()01041y x x -=， 直线AD 的斜率为002AD y k x =+，则直线AD 的方程为()0022y y x x =++，将()0041y x x -=代入直线AD 的方程得()()000002222y x y y x x -+=+， 所以点Q 的坐标为()()()000000041222,2y y x y x x x ⎛⎫--+ ⎪ ⎪+⎝⎭， 直线BC 的斜率为101022BC k -==-- 直线BQ 的斜率为()()()2000000020000001012222222222424BQ y x y x y y y y k x x y x x x y y -+-+===-+-----20000200002214242BC x y y y k y x y y -+==-=--， 又BQ 、BC 有公共点B ，因此，C 、B 、Q 三点共线.【点睛】本题考查椭圆标准方程的求解，同时也考查了椭圆中三点共线的证明，考查计算能力，属于难题.21. 如图，表1是一个由40×20个非负实数组成的40行20列的数表，其中a m ，n （m ＝1，2，…，40；n ＝1，2，…，20）表示位于第m 行第n 列的数.将表1中每一列的数都按从大到小的次序从上到下重新排列（不改变该数所在的列的位置），得到表2（即b i ，j ≥b i +1，j ，其中i ＝1，2，…，39；j ＝1，2，…，20）.表1表2（1）判断是否存在表1，使得表2中的b i ，j （i ＝1，2，…，40；j ＝1，2，…，20）等于100﹣i ﹣j ？等于i +2﹣j 呢？（结论不需要证明）（2）如果b 40，20＝1，且对于任意的i ＝1，2，…，39；j ＝1，2，…，20，都有b i ，j ﹣b i +1，j ≥1成立，对于任意的m ＝1，2，…，40；n ＝1，2，…，19，都有b m ，n ﹣b m ，n +1≥2成立，证明：b 1，1≥78；（3）若a i ，1+a i ，2+…+a i ，20≤19（i ＝1，2，…，40），求最小的正整数k ，使得任给i ≥k ，都有b i ，1+b i ，2+…+b i ，20≤19成立.【答案】（1）存在表1，使得b i ，j ＝100﹣i ﹣j ，不存在表1，使得2ji j b i -=+，；（2）证明见解析；（3）k ＝39. 【解析】 【分析】（1）由1000i j --≥，140i ≤≤，120j ≤≤可知存在表1，使得,100i j b i j =--；若,2i j j i b -+=，则1,12i j j i b +-++=，故,1,10i j i j b b +-=-<，故不存在；（2）对于任意的1,2,3,39,1,2,,20i j ==，都有,1,1i j i j b b -≥-成立，进而得()()()1,202,202,203,2039,2040,2039bb b b b b -+-++-≥，故1,2040,203940b b ≥+=，同理由对于任意的1,2,,40,1,2,3,,19m n ==，都有,12m n m n b b +-≥，得1,11,203878b b ≥+≥.（3）取特殊表1，得39k ≥，再证明39k ≤即可得39k =.【详解】解（1）存在表1，使得b i ，j ＝100﹣i ﹣j ，不存在表1，使得2ji j b i -=+，.证明：（2）因为对于任意的1,2,3,39,1,2,,20i j ==，都有,1,1i j i j b b -≥-.所以1,202,20220320392040201,1,,1b b b b b b -≥--≥≥，，，，.所以()()()1202202203203920402039b b b b b b +++≥---，，，，，，，即12020403940b b ≥+=，，. 由于1,2,,40,1,2,3,,19m n ==，都有,12m n m n b b +-≥，.所以1,11,21,21,31,191,202,2,,2b b b b b b ≥--≥-≥所以()()()1112121311912038b b b b b b --++≥-+，，，，，，，即1178b ≥，.解：（3）当表1如下图时，其中，每行恰有1个0和19个1，每列恰有2个0和38个1.因此每行的和均为19，符合题意.重新排序后，对应表2中，前38行中每行各数均为1，每行的和均为20，后两行各数均为0，因此k ≥39.以下先证：对于任意满足条件的表1，在表2中的前39行中，至少包含原表1中某一行（设为第r 行）的全部实数（即包含12.20,,,r r r a a a ，，），假设表2的前39行中，不能包含原表1中任一行的全部实数、 则表2的前39行中至多含有表1中的40×19＝760个数. 这与表2中前39行中共有39×20＝780个数相矛盾.所以：表2的前39行中，至少包含原表1中某一行（设为第r 行），的全部实数. 其次，在表2中，根据重排规则得：当39i ≥时，,39,,i j j i j b b a ≤≤，（1,2,,20j =）.所以1220122019i i i r r r b b b a a a ++⋯+≤++⋯+≤，，，，，，， 所以39k ≤. 综上所述39k =.【点睛】本题主要考查不等式，排列组合的综合应用，考查数学抽象，逻辑推理，数学运算等核心素养，是难题.。
2020年北京市西城区中考数学二模试卷(解析版)
2020 年北京市西城区中考数学二模试卷、选择题（共 8 小题）1．下列各组图形中，能将其中一个图形经过平移变换得到另一个图形的是（名为“天问”，将中国首次火星探测任务命名为“天问一号”．火星具有与地球十分相 近的环境， 与地球最近的时候距离约 5500 万千米， 将 5500 用科学记数法表示为 （ ） 3．如图是某个几何体的平面展开图，该几何体是5．如图，实数 a ，b 在数轴上的对应点的位置如图所示，则正确的结论是6．如图，△ ABC 内接于⊙O ，若∠ A ＝45°， OC ＝2，则 BC 的长为B ．”之际宣布，将中国行星探测任务命A ．0.55×104B ．5.5×103C ． 5.5×102D ．55× 1024．下列运算正确的是（A ．a? a 2＝ a 3B ．a 6÷a 2＝a 3C ． 2a 2﹣a 2＝2D ． 3a 2)2＝ 6a 4A ．|a|>3B ．﹣ 1<﹣ b < 0C ．a <﹣bD ．a+b >0 A ． A ．）7．某人开车从家出发去植物园游玩， 设汽车行驶的路程为 S （千米） ，所用时间为 t （分） ，C ．加油后汽车行驶的速度为 60 千米/时D ．加油后汽车行驶的速度比加油前汽车行驶的速度快如表：① 2019 年 10 月至 2020 年 3 月通话时长统计表② 2020 年 4 月与 2020 年 5 月，这两个月通话时长的总和为 根据以上信息，推断张老师这八个月的通话时长的中位数可能的最大值为（二、填空题（本题共 16 分，每小题 2分） C ．2D ．4s 与 t 之间的函数关系如图所示．若他早上 8 点从家出发，汽车在途中停车加油一次，则A ．汽车行驶到一半路程时，停车加油用时 10 分钟B ．汽车一共行驶了 60 千米的路程，上午 9点 5分到达植物园8．张老师将自己 2019 年 10 月至 2020 年 5 月的通话时长 单位：分钟） 的有关数据整理 时间10 月 11 月 12 月 1月 2月 3月 时长（单位：分钟）520 530 550 610 650 6601100 分钟A ．550B ．580C ．610D ．6309．若分式 在实数范围内有意义，则 x 的取值范围是10．因式分解： a 3﹣ a ＝11．如图， D ，E 分别是△ ABC 的边 AB ， AC 的中点，若△ ADE 的面积为 1， 则△ ABC 的 面积等于列描述中，不正确的是（14．如图，用 10 个大小、形状完全相同的小矩形，拼成一个宽为 50cm 的大矩形，设每个 小矩形的长为 xcm ，宽为 ycm ，则可以列出的方程组是 ．15．某调查机构对某地互联网行业从业情况进行调查统计，得到当地互联网行业从业人员 年龄分布统计图和当地 90 后从事互联网行业岗位分布统计图：对于以下四种说法，你认为正确的是 （写出全部正确说法的序号）∠ D ＝∠ E ，点 F 在 AB 的延长线上，则∠ CBF 的度数y ＝ mx 交于 A ， B 两点，若点 A 的坐标为（ 2，3），则点B的坐标为① 在当地互联网行业从业人员中，90 后人数占总人数的一半以上② 在当地互联网行业从业人员中，80 前人数占总人数的13%③在当地互联网行业中，从事技术岗位的90 后人数超过总人数的20%④在当地互联网行业中，从事设计岗位的90 后人数比80 前人数少16．一个袋中装有偶数个球，其中红球、黑球各占一半，甲、乙、丙是三个空盒．每次从袋中任意取出两个球，如果先放入甲盒的球是红球，则另一个球放入乙盒；如果先放入甲盒的球是黑球，则另一个球放入丙盒．重复上述过程，直到袋中所有的球都被放入盒中．（1）某次从袋中任意取出两个球，若取出的球都没有放入丙盒，则先放入甲盒的球的颜色是．（2）若乙盒中最终有 5 个红球，则袋中原来最少有个球．三、解答题（本题共68分，第17-22题，每小题5分，第23-26 题，每小题5分，第27，28 题，每小题 5 分）解答应写出文字说明、演算步骤或证明过程.17．计算：+（π﹣2020）0﹣3tan30 °+| ﹣1|．18．解方程：+1＝．19．已知关于x 的一元二次方程x2﹣（2k+1）x+2k＝0．（1）求证：方程总有两个实数根；（2）若该方程有一个根大于2，求k 的取值范围．20．下面是小明设计的“在已知三角形的一边上取一点，使得这点到这个三角形的另外两边的距离相等”的尺规作图过程：已知：△ ABC ．求作：点D，使得点 D 在BC 边上，且到AB，AC 边的距离相等．作法：如图，作∠BAC 的平分线，交BC 于点D．则点 D 即为所求．根据小明设计的尺规作图过程，（1）使用直尺和圆规，补全图形（保留作图痕迹）；（2）完成下面的证明．证明：作DE⊥AB 于点E，作DF ⊥AC 于点F，∵AD 平分∠ BAC ，21．如图，在Rt △ABC 中，∠ ACB＝90°， D 为AB 的中点，AE∥DC，CE∥DA．（1）求证：四边形ADCE 是菱形；（2）连接DE ，若AC＝2 ，BC＝2，求证：△ ADE 是等边三角形．22．某医院医生为了研究该院某种疾病的诊断情况，需要调查来院就诊的病人的两个生理指标x，y，于是他分别在这种疾病的患者和非患者中，各随机选取20 人作为调查对象，将收集到的数据整理后，绘制统计图如根据以上信息，回答下列问题：1）在这40 名被调查者中，① 指标y 低于0.4 的有人；② 将20 名患者的指标x 的平均数记作，方差记作S12，20 名非患者的指标x 的平均数记作，方差记作S22，则2）来该院就诊的 500名未患这种疾病的人中， 估计指标 x 低于 0.3的大约有 人；3）若将“指标 x 低于 0.3，且指标 y 低于 0.8”作为判断是否患有这种疾病的依据，则 发生漏判的概率是 ．23．如图， AB 是⊙O 的直径， C ，D 是⊙O 上两点，且 ＝ ，连接 OC ，BD ，OD ．（ 1）求证： OC 垂直平分 BD ；2）过点 C 作⊙O 的切线交 AB 的延长线于点 E ，连接 AD ，CD ．小明根据学习函数的经验，分别对函数 y 2， y 2随自变量 x 的变化而变化的规律进行了探 究．面是小明的探究过程，请补充完整：1）按照表中自变量 x 的值进行取点、画图、测量，分别得到了 值： x/cm0 1 2 3 4 5 6 y 1/cm2.49 2.64 2.883.25 3.804.65 6.00y 2/cm 4.59 4.24 3.80 3.25 2.510.00 2）在同一平面直角坐标系 xOy 中，描出补全后的表中各组数值所对应的点（ x ，y 1）， x ，y 2），并画出函数 y 1，y 2 的图象：S 22（填“>”，“＝”或“<”24．如图，在△ ABC 中，AE 平分∠ BAC 交BC 于点 E ，D 是AB 边上一动点，连接 CD 交 AE 于点 P ，连接 BP ．已知 AB ＝ 6cm ，设 B ，D 两点间的距离为 xcm ，B ，P 两点间的 距离为 y 1cm ， A ， P两点间的距离为 y 2cm ． y 1， y 2 与 x 的几组对应 ① 依题意补全图形；，求 CD 的长．①当AP＝2BD 时，AP 的长度约为cm；②当BP平分∠ ABC 时，BD 的长度为cm．25．在平面直角坐标系xOy 中，函数y＝（x>0）的图象G 与直线l：y＝kx﹣4k+1 交于点 A （4，1），点 B （1，n）（n≥4，n 为整数）在直线l 上．（1）求m 的值；（2）横、纵坐标都是整数的点叫做整点．记图象G与直线l 围成的区域（不含边界）为W．①当n＝5时，求k的值，并写出区域W 内的整点个数；② 若区域W 内恰有 5 个整点，结合函数图象，求k 的取值范围．26．在平面直角坐标系xOy中，抛物线y＝x2+bx+c与x轴交于点A，B（A在 B 的左侧），抛物线的对称轴与x 轴交于点D，且OB＝2OD．（1）当b＝2 时，① 写出抛物线的对称轴；② 求抛物线的表达式；（ 2）存在垂直于 x 轴的直线分别与直线 l ： y ＝ x+ 和拋物线交于点 P ，Q ，且点 P ， Q 均在 x 轴下方，结合函数图象，求 b 的取值范围．27．在正方形 ABCD 中， E 是 CD 边上一点（ CE >DE ）， AE ，BD 交于点 F ． （1）如图 1，过点 F 作 GH ⊥AE ，分别交边 AD ，BC 于点 G ，H ． 求证：∠ EAB ＝∠GHC ；（2）AE 的垂直平分线分别与 AD ，AE ，BD 交于点 P ，M ，N ，连接 CN ．① 依题意补全图形；② 用等式表示线段 AE 与 CN 之间的数量关系，并证明28．对于平面直角坐标系 xOy 中的定点 P 和图形 F ，给出如下定义：若在图形 点 N ，使得点 Q ，点 P 关于直线 ON 对称，则称点 Q 是点 P 关于图形 F 的定向对称点． （1）如图， A （1，0）， B （ 1， 1）， P （0，2），①点 P 关于点 B 的定向对称点的坐标是 ；②在点 C （0，﹣ 2）， D （ 1，﹣ ）， E （2，﹣ 1）中，是点 P 关于线段 AB的定向对称点．（2）直线 l ：y ＝ x+b 分别与 x 轴， y 轴交于点 G ，H ，⊙M 是以点 M （ 2， 0）为圆 心， r （r >0）为半径的圆．①当 r ＝1时，若⊙M 上存在点 K ，使得它关于线段 GH 的定向对称点在线段 GH 上， 求 b 的取值范围； ②对于 b >0，当r ＝3时，若线段 GH 上存在点 J ，使得它关于 ⊙M 的定向对称点在 ⊙M 上，直接写出 b的取值范围． F 上存在一参考答案、选择题（本题共16分，每小题2分）第1-8 题均有四个选项，符合题意的选项只有个. 1．下列各组图形中，能将其中一个图形经过平移变换得到另一个图形的是（）【分析】根据平移的性质，结合图形，对选项进行一一分析，选出正确答案．解：各组图形中，选项 A 中的图形是一个图形经过平移能得到另一个图形，故选： A ．2．中国国家航天局2020 年 4 月24 日在“中国航天日”之际宣布，将中国行星探测任务命名为“天问”，将中国首次火星探测任务命名为“天问一号”．火星具有与地球十分相近的环境，与地球最近的时候距离约5500 万千米，将5500 用科学记数法表示为（）A．0.55×104B．5.5×103C．5.5×102D．55× 102【分析】科学记数法的表示形式为a×10n的形式，其中1≤|a|＜10，n 为整数．确定n 的值时，要看把原数变成 a 时，小数点移动了多少位，n 的绝对值与小数点移动的位数相同．当原数绝对值＞10 时，n 是正数；当原数的绝对值＜ 1 时，n 是负数．解：5500＝5.5×103，故选： B ．3．如图是某个几何体的平面展开图，该几何体是（）解：观察图形可知，这个几何体是三棱柱．故选： D ．4．下列运算正确的是（ ）A ．a? a 2＝ a 3B ．a 6÷a 2＝a 3 【分析】根据同底数幂乘除法的运算法则，合并同类项法则，幂的乘方与积的乘方法则 即可求解；解： a? a 2＝ a 1+2＝a 3，A 准确；a 6÷a 2＝a 6﹣2＝a 4，B 错误；2a 2﹣a 2＝a 2，C 错误；（3a 2）2＝9a 4，D 错误；故选： A ．5．如图，实数 a ，b 在数轴上的对应点的位置如图所示，则正确的结论是（ ）A ． |a|>3B ． ﹣ 1<﹣ b <0C ．a <﹣ bD ．a+b >0【分析】根据数轴的性质以及有理数的运算法则进行解答即可．解：选项 A ，从数轴上看出， a 在﹣3 与﹣2 之间，∴|a|<3，故选项 A 不合题意；选项 B ，从数轴上看出， b 在在原点右侧，∴b >0，故选项 B 不合题意；选项 C ，从数轴上看出， a 在﹣3与﹣ 2 之间， b 在 1和 2之间， ∴﹣b 在﹣1和﹣ 2之间，∴ a < b ，故选项 C 符合题意； C ．2a 2﹣a 2＝2 D ．（ 3a 2）2＝6a 4 分析】侧面为三个长方形，底边为三角形，故原几何体为三棱柱．选项D，从数轴上看出，a在﹣3与﹣2之间， b 在 1 与 2 之间，∴﹣ 3< a <﹣ 2，1<b <2，∴|a|<|b|， ∵a <0，b >0， 所以 a+b < 0， 故选项 D 不合题意． 故选： C ．分析】根据圆周角定理得到∠ BOC ＝ 2∠A ＝ 90°，根据等腰直角三角形的性质即可得 到结论．解：由圆周角定理得，∠ BOC ＝ 2∠ A ＝ 90°，∴ BC ＝ OC ＝ 2 ，故选： B ．7．某人开车从家出发去植物园游玩， 设汽车行驶的路程为 S （千米） ，所用时间为 t （分）C ．加油后汽车行驶的速度为 60 千米/时D ．加油后汽车行驶的速度比加油前汽车行驶的速度快【分析】根据函数的图象可知，横坐标表示时间，纵坐标表示距离，由于函数图象不是 平滑曲线，故应分段考虑．解： A 、车行驶到一半路程时，加油时间为 25 至 35 分钟，共 10 分钟，故本选项正确， 不符合题意；B 、汽车一共行驶了 60 千米的路程，上午 9 点 05 分到达植物园，故本选项正确，不符 合题意；C 、汽车加油后的速度为 30÷ ＝60千米 /时，故本选项正确，不符合题意； ， OC ＝ 2，则 BC 的长为（ ）C ．2D ．4s 与 t 之间的函数关系如图所示．若他早上下列描述中，不正确的是（ ）8 点从家出发，汽车在途中停车加油一次，则 A ．汽车行驶到一半路程时，停车加油用时 10 分钟 B ．汽车一共行驶了 60 千米的路程，上午 9点 5分到达植物园D 、汽车加油前的速度为 30÷ ＝72 千米/时， 60<72，加油后汽车行驶的速度比加油 前汽车行驶的速度慢；故本选项不正确，符合题意．故选： D ． 8．张老师将自己 2019 年 10 月至 2020 年 5 月的通话时长（单位：分钟）的有关数据整理 如表：3月 ① 2019 年 10 月至 2020 年 3 月通话时长统计表时间 10 月11 月 12 月 1月 2月 时长（单位：分钟） 520 530550 610 650 660 ② 2020 年 4 月与 2020 年 5 月，这两个月通话时长的总和为 1100 分钟根据以上信息，推断张老师这八个月的通话时长的中位数可能的最大值为（ ）A ． 550B ． 580C ．610D ． 630【分析】由于 2020年 4月与 2020年 5月，这两个月通话时长的总和为 1100分钟，可知 550 分钟一定排在这八个月的通话时长的第 4 位，找到第 5 位的最大值，从而可求张老 师这八个月的通话时长的中位数可能的最大值．解：∵ 2020 年 4 月与 2020 年 5 月，这两个月通话时长的总和为 1100 分钟，∴550 分钟一定排在这八个月的通话时长的第 4位，观察数据可知，第 5位的最大值为 610 分钟，∴张老师这八个月的通话时长的中位数可能的最大值为（ 550+610 ）÷ 2＝580（分钟）． 故选： B ．二、填空题（本题共 16 分，每小题 2分）9．若分式 在实数范围内有意义，则 x 的取值范围是 x ≠2 ．【分析】直接利用分式有意义的条件为分母不为零，进而得出答案．解：∵分式 在实数范围内有意义，∴ x 的取值范围是： x ≠ 2．故答案为： x ≠ 2．10．因式分解： a 3﹣a ＝ a （a+1）（ a ﹣ 1） ．【分析】原式提取 a ，再利用平方差公式分解即可．解：原式＝ a （a 2﹣1）＝a （a+1）（ a ﹣1），故答案为： a （a+1）（ a ﹣1）11．如图，D，E分别是△ ABC 的边AB，AC的中点，若△ ADE 的面积为1，则△ ABC 的面积等于 4 ．【分析】根据三角形中位线定理得到DE ∥ BC，DE ＝BC，证明△ ADE ∽△ ABC ，根据相似三角形的性质计算，得到答案．解：∵ D，E分别是△ ABC 的边AB，AC 的中点，∴DE 是△ ABC 的中位线，∴DE ∥BC，DE ＝BC，∴△ ADE ∽△ ABC，∵△ ADE 的面积为1，∴△ ABC 的面积为4，故答案为：4．12．如图，∠ A＝∠ ABC＝∠ C＝∠D＝∠ E，点 F 在AB 的延长线上，则∠ CBF 的度数是72分析】正多边形的外角和是360°，这个正多边形的每个外角相等，因而用360°除以多边形的边数，就得到外角的度数．解：∵∠ A＝∠ ABC ＝∠ C＝∠ D＝∠ E，∴五边形ABCDE 是正多边形，∵正多边形的外角和是360°，∴∠ CBF ＝360°÷ 5＝72°．故答案为：72°．13．如图，双曲线y＝与直线y＝mx 交于A， B 两点，若点 A 的坐标为（2，3），则点B【分析】利用正比例函数和反比例函数的性质可判断点 A 与点 B 关于原点对称，然后根据关于原点对称的点的坐标特征写出 B 点坐标．解：∵双曲线y＝与直线y＝mx 交于A， B 两点，∴点 A 与点 B 关于原点对称，而点 A 的坐标为（2，3），∴点 B 的坐标为（﹣2，﹣3）．故答案为（﹣2，﹣3）．14．如图，用10 个大小、形状完全相同的小矩形，拼成一个宽为50cm 的大矩形，设每个小矩形的长为xcm ，宽为ycm ，则可以列出的方程组是．【分析】根据矩形的对边相等及大矩形的宽为50cm，即可得出关于x，y 的二元一次方程组，此题得解．解：依题意，得：故答案为：．15．某调查机构对某地互联网行业从业情况进行调查统计，得到当地互联网行业从业人员年龄分布统计图和当地90 后从事互联网行业岗位分布统计图：③在当地互联网行业中，从事技术岗位的90 后人数超过总人数的20%④在当地互联网行业中，从事设计岗位的90 后人数比80 前人数少【分析】根据扇形统计图可以得出各个年龄段的人数占调查总人数的百分比，再根据条形统计图可以得出90 后从事互联网行业岗位的百分比，进而求出90 后从事互联网行业岗位占调查总人数的百分比，就可以比较，做出判断．解：对于选项① ，互联网行业从业人员中90 后占调查人数的56% ，占一半以上，所以该选项正确；对于选项② ，在当地互联网行业从业人员中，80 前人数占调查总人数的3% ，所以该选项错误；对于选项③ ，互联网行业中从事技术岗位的人数90 后占总人数的56% ×41% ＝23% ，所以该选项正确；对于选项④ ，互联网行业中，从事设计岗位的90 后人数占调查人数的56% ×8% ＝4.48% ，而80 前从事互联网行业的只占1﹣56% ﹣41% ＝3% ，因此该选项不正确；因此正确的有：①③ ，故答案为：①③ ．16．一个袋中装有偶数个球，其中红球、黑球各占一半，甲、乙、丙是三个空盒．每次从袋中任意取出两个球，如果先放入甲盒的球是红球，则另一个球放入乙盒；如果先放入甲盒的球是黑球，则另一个球放入丙盒．重复上述过程，直到袋中所有的球都被放入盒② 在当地互联网行业从业人员中，80 前人数占总人数的13%① 在当地互联网行业从业人员中，90 后人数占总人数的一半以上中．（1）某次从袋中任意取出两个球，若取出的球都没有放入丙盒，则先放入甲盒的球的颜色是红色．（2）若乙盒中最终有 5 个红球，则袋中原来最少有30 个球．【分析】（1）根据放球规则，可知若取出的球都没有放入丙盒，则放入了乙盒，由此得出先放入甲盒的球的颜色是红色；（2）由题意可知取两个球共有四种情况：①红+红，② 黑+黑，③红+黑，④ 黑+红．那么，每次乙盒中得一个红球，甲盒可得到 2 个红球，以及红球数＝黑球数，即可求解．解：（1）∵某次从袋中任意取出两个球，若取出的球都没有放入丙盒，∴放入了乙盒，∴先放入甲盒的球的颜色是红色．（2）由题意，可知取两个球共有四种情况：① 红+红，则乙盒中红球数加1，② 黑+黑，则丙盒中黑球数加1，③ 红+黑（红球放入甲盒），则乙盒中黑球数加1，④ 黑+红（黑球放入甲盒），则丙盒中红球数加1．那么，每次乙盒中得一个红球，甲盒可得到 2 个红球，∴乙盒中最终有 5 个红球时，甲盒有10 个红球，∵红球数＝黑球数，∴袋中原来最少有2（5+10）＝30 个球．故答案为：红色；30．三、解答题（本题共68分，第17-22题，每小题5分，第23-26 题，每小题5分，第27，28 题，每小题 5 分）解答应写出文字说明、演算步骤或证明过程.17．计算：+（π﹣2020）0﹣3tan30 °+| ﹣1|．【分析】根据二次根式的性质、零指数幂、特殊角的三角函数值、绝对值的性质计算即可．解：原式＝ 2 +1﹣3×+ ﹣1＝ 2 +1 ﹣+ ﹣ 1＝ 2 ．18．解方程：+1＝【分析】根据解分式方程的步骤解答即可．解：+1＝，方程的两边同乘3（x﹣1）得：3x+3x﹣3＝2x，解这个方程得：，经检验，是原方程的解．19．已知关于x 的一元二次方程x2﹣（2k+1）x+2k＝0．（1）求证：方程总有两个实数根；（2）若该方程有一个根大于2，求k 的取值范围．【分析】（1）求出方程的判别式△的值，利用配方法得出△>0，根据判别式的意义即可证明；（2）设方程的两个根分别是x1，x2，利用公式法求方程的解，然后根据一元二次方程根与系数的关系求得k 的取值范围．【解答】（1）证明：∵△＝[﹣（2k+1）]2﹣4×2k＝（2k﹣1）2≥0，∴无论k 为何值，方程总有两个实数根；（2）设方程的两个根分别是x1，x2，解方程得x＝，∴ x1＝2k，x2＝1．由题意可知2k> 2，即k> 1．∴ k 的取值范围为k>1．20．下面是小明设计的“在已知三角形的一边上取一点，使得这点到这个三角形的另外两边的距离相等”的尺规作图过程：已知：△ ABC ．求作：点D，使得点 D 在BC 边上，且到AB，AC 边的距离相等．作法：如图，作∠ BAC的平分线，交BC于点D．则点 D 即为所求．根据小明设计的尺规作图过程，1）使用直尺和圆规，补全图形（保留作图痕迹）； （2）完成下面的证明．证明：作 DE ⊥AB 于点 E ，作 DF ⊥AC 于点 F ， ∵AD 平分∠ BAC ，∴ DE ＝ DF （ 角平分线的性质 ）（括号里填推理的依据）分析】（ 1）根据题意补全图形即可；2）作 DE ⊥AB 于点 E ，作 DF ⊥AC 于点 F ，根据角平分线的性质即可得到结论． 解：1）补全图形如图所示；2）证明：作 DE ⊥AB 于点E ，作 DF ⊥AC 于点 F ， ∵AD 平分∠ BAC ，∴DE ＝DF （角平分线的性质），1）求证：四边形 ADCE 是菱形；2）连接 DE ，若 AC ＝2 ， BC ＝ 2，求证：△ ADE 是等边三角形．【分析】（ 1）先证明四边形 ADCE 是平行四边形，再证出一组邻边相等，即可得出结 论； AE ∥DC ，CE ∥DA ．故答案为： DE ，DF ，角平分线的性质．，D 为AB 的中点，2）根据三角函数的定义得到∠ CAB＝30°，根据菱形的性质得到∠ EAD ＝2∠ CAB ＝60°，AE＝AD ，于是得到结论．解答】（1）证明：∵ AE∥ CD，CE∥AB ，∴四边形ADCE 是平行四边形，又∵∠ ACB ＝90°，D 是AB 的中点，∴平行四边形ADCE 是菱形；2）解：∵在Rt△ABC 中，∠ ACB ＝90°，AC＝2 ，BC＝2，∴ tan ∠ CAB ＝∴∠ CAB＝30°，∵四边形ADCE 是菱形，∴∠ EAD ＝2∠ CAB ＝60°，AE ＝AD，∴△ ADE 是等边三角形．22．某医院医生为了研究该院某种疾病的诊断情况，需要调查来院就诊的病人的两个生理指标x，y，于是他分别在这种疾病的患者和非患者中，各随机选取20 人作为调查对象，根据以上信息，回答下列问题：（1）在这40 名被调查者中，① 指标y 低于0.4 的有9 人；，方差记作S12，20 名非患者的指标x 的平均数记作，方差记作S22，则AB∴CD＝BD ＝AD ，绘制统计图如② 将20 名患者的指标x 的平均数记作将收集到的数据整理后< ，S12> S22（填“>”，“＝”或“<”）；（2）来该院就诊的500名未患这种疾病的人中，估计指标x 低于0.3的大约有100 人；（3）若将“指标x低于0.3，且指标y 低于0.8”作为判断是否患有这种疾病的依据，则发生漏判的概率是．【分析】（1）① 根据图象，数出直线y＝0.4 下方的人数即可；② 根据图象，可知20 名患者的指标x 的取值范围是0≤x< 0.5，且有16 名患者的指标x< 0.3；20 名非患者的指标x 的取值范围是0.2≤x<0.6，且位置相对比较集中，因此即可求解；（2）利用样本估计总体，用500乘样本中非患者指标x 低于0.3所占的百分比即可；（3）先求出样本中“指标x 低于0.3，且指标y 低于0.8”的人患病的概率，再用1减去这个概率即可求解．解：（1）① 根据图象，可得指标y 低于0.4的有9 人．故答案为：9；②将20名患者的指标x的平均数记作，方差记作S12，20名非患者的指标x的平均数记作，方差记作S22，则< ，S12> S22．故答案为：<，>；（2）500×＝100（人）．故答案为：100；（3）根据图象，可知“指标x 低于0.3，且指标y低于0.8”的有15人，而患者有20 人，则发生漏判的概率是：1﹣＝．故答案为．23．如图，AB 是⊙O的直径，C，D 是⊙O上两点，且＝，连接OC，BD，OD．（1）求证：OC 垂直平分BD ；2）过点 C 作⊙O 的切线交 AB 的延长线于点 E ，连接 AD ，CD ．① 依题意补全图形；线合一“性质可得 OD ＝OB ，从而问题得证；（2）① 依照题意补全图形即可； ② 由切线的性质可得 OC ⊥CE ；由同位角相等可证 DB ∥CE ；由等角的正弦值相等可得 sin ∠ABD ＝sin ∠AEC ＝ ，从而可求得 BD 、AB 、OA 、 OB 和 OC 的值，由 OC 垂直平分 BD ，可得 BF 及 DF 的值；由三角形的中位线定理可 得 OF 的值，进而求得 CF 的值，最后在 Rt △ CFD 中，由勾股定理可得 CD 的长． 解：（ 1）证明：∵＝ ，∴∠ COD ＝∠ COB ． ∵OD ＝OB ，∴ OC 垂直平分 BD ；C ， ∴ OC ⊥CE 于点 C ．记 OC 与 BD 交于点 F ，由（ 1）知 OC ⊥BD ， ∴∠ OCE ＝∠ OFB ＝90° ∴DB ∥CE ， ∴∠ AEC ＝∠ ABD ．∵在 Rt △ ABD 中， AD ＝6，sin ∠ABD ＝sin ∠AEC ＝ ， ∴BD ＝8，AB ＝10．② 若 AD ＝ 6， sin ∠ AEC ＝ ，求 CD 的长．分析】（ 1）由同弧所对的圆心角相等可得∠ COD ＝∠ COB ，再由等腰三角形的“三 2） ① 补全图形，如图所示：② ∵ CE 是 ⊙O 的切线，切点为∴ OA ＝OB＝OC＝5．由（1）可知OC 平分BD，即DF ＝BF ，∴BF＝DF＝4，OF 为△ ABD 的中位线，∴ OF ＝AD ＝3，∴CF＝2．∴在Rt △ CFD 中，CD＝＝2 ．∴ CD 的长为 2 ．24．如图，在△ ABC 中，AE 平分∠ BAC 交BC 于点E，D是AB 边上一动点，连接CD 交AE 于点P，连接BP．已知AB ＝6cm，设B，D 两点间的距离为xcm，B，P 两点间的距离为y1cm，A，P 两点间的距离为y2cm．小明根据学习函数的经验，分别对函数y2，y2随自变量x 的变化而变化的规律进行了探究．下面是小明的探究过程，请补充完整：（1）按照表中自变量x的值进行取点、画图、测量，分别得到了y1，y2与x的几组对应值：x/cm0123456y1/cm 2.49 2.64 2.88 3.25 3.80 4.65 6.004.59 4.24 3.80 3.25 2.51 1.350.00y2/cm2）在同平面直角坐标系xOy 中，描出补全后的表中各组数值所对应的点（x，x，y2），并画出函数y1，y2 的图象：（3）结合函数图象，回答下列问题：①当AP＝2BD 时，AP 的长度约为 2.88 cm；②当BP平分∠ ABC 时，BD 的长度为 3 cm．【分析】（1）用光滑的曲线连接y2图象现有的点，在图象上，测量出x＝5 时，y的值即可；（2）描点连线即可绘出函数图象；（3）① 当AP＝2BD 时，即y2＝2x，在图象上画出直线y＝2x，该图象与y2 的交点即为所求；②从表格数据看，当x＝3时，y1＝y2＝3.25，故当BP平分∠ ABC 时，此时点P是△ABC 的内心，故点 D 在AB 的中点，即可求解．解：（1）用光滑的曲线连接y2图象现有的点，在图象上，测量出x＝5时，y＝1.35（答案不唯一）；故答案为： 1.35，注：y＝1.35 是估计的数值，故答案不唯一；2）绘制后y1、y2 图象如下：（3）①当AP＝2BD时，即y2＝2x，在图象上画出直线y＝2x，该图象与y2 的交点即为所求，即图中空心点所示，故答案为 2.88；② 从表格数据看，当x＝ 3 时，y1＝y2＝ 3.25，即点D在AB中点时，y1＝y2，即此时点P在AB的中垂线上，则点C在AB的中垂线上，则△ ABC 为等腰三角形，故当BP 平分∠ ABC 时，此时点P是△ ABC 的内心，故点 D 在AB 的中点，∴BD AB＝3，故答案为3．25．在平面直角坐标系xOy 中，函数y＝（x>0）的图象G 与直线l：y＝kx﹣4k+1 交于点A （4，1），点B （1，n）（n≥4，n 为整数）在直线l 上．（1）求m 的值；（2）横、纵坐标都是整数的点叫做整点．记图象G与直线l 围成的区域（不含边界）为W．①当n＝5时，求k的值，并写出区域W 内的整点个数；② 若区域W 内恰有 5 个整点，结合函数图象，求k 的取值范围．【分析】（1）把A（4，1）代入y＝（x>0）中可得m 的值；（2）① 当n＝5 时，B（1，5），将B（1，5）代入y＝kx﹣4k+1，求得k 即可，画图可得整点的个数；② 分两种情况：直线l：y＝kx﹣4k+1 过（1，6），直线l：y＝kx﹣4k+1 过（1，7），画图根据区域W 内恰有 5 个整点，确定k 的取值范围．解：（1）把A（4，1）代入y＝（x>0）得m＝4×1＝4；（2）① 当n＝5时，把B（1，5）代入直线l：y＝kx ﹣4k +1得，5＝k﹣4k+1，解得k＝﹣，如图 1 所示，区域 W 内的整点有（ 2，3），（ 3，2），有 2 个； ② 如图 2，直线 l ：y ＝kx ﹣4k+1过（1，6）时， k ＝ 直线 l ：y ＝kx ﹣4k+1过（1，7）时， k ＝﹣ 2，区域 W 内恰有 5个整点， ∴区域 W 内恰有 5个整点， k 的取值范围是﹣ 2≤k <﹣ ．26．在平面直角坐标系 xOy 中，抛物线 y ＝x 2+bx+c 与 x 轴交于点 A ，B （A 在 B 的左侧），抛物线的对称轴与 x 轴交于点 D ，且 OB ＝ 2OD ．1）当 b ＝2 时，① 写出抛物线的对称轴；② 求抛物线的表达式；区域 W 内恰有 4 个整点，，0）．∴点 D 的坐标为（﹣ ， 0），2）存在垂直于 x 轴的直线分别与直线 l ： y ＝ x+ 和拋物线交于点 P ，Q ，且点 P ，Q 均在 x 轴下方，结合函数图象，求 b 的取值范围．分析】（ 1） ① 由二次函数的对称轴方程可得出答案；② 根据题意求出 B 点坐标为（ 2， 0），代入抛物线解析式 y ＝x 2+2x+c 可得出答案；2）求出 E （﹣，0），点 D 的坐标为（﹣ ，0）．① 当 b >0 时，得出点 A 的坐标为（﹣ 2b ， 0），点 B 的坐标为（ b ， 0），则﹣ 2b <﹣，解不等式即可； ② 当 b< 0 时，点 A 的坐标为（ 0， 0），点 B 的坐标为（﹣ b ， 0），则 0<﹣ ，解出 b <﹣2．解：（ 1）当 b ＝ 2时，抛物线 y ＝x 2+bx+c 化为 y ＝x 2+2x+c ．＝＝② ∵抛物线的对称轴为直线 x ＝﹣ 1，∴点 D 的坐标为（﹣ 1，0）， OD ＝1． ∵OB ＝2OD ， ∴OB ＝2．∵点 A ，点 B 关于直线 x ＝﹣ 1 对称， ∴点 B 在点 D 的右侧． ∴点 B 的坐标为（ 2， 0）．∵抛物线 y ＝x 2+2x+c 与 x 轴交于点 B （ 2，0）， ∴4+4+c ＝0．解得 c ＝﹣ 8．∴抛物线的表达式为 y ＝x 2+2x ﹣ 8．2）设直线 y ＝ x+与 x 轴交点为点 E ，∵ y ＝ 0 时， x ＝﹣ ∵抛物线的对称轴为 x ＝ ﹣，﹣， ﹣ 1．① 抛物线的对称轴 x ＝﹣∴E (﹣。
北京市西城区2022届高三数学二模试题含解析版
西城区高三模拟测试试卷数学本试卷共6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40分）一、选择题共10小题，每小题4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.1. 已知集合{}42A x x =-<<，{}29B x x =≤，则A B ⋃=（ ）A. (]4,3- B. [)3,2-C. ()4,2- D. []3,3-【答案】A 【解析】【分析】先求B ，再求并集即可【详解】易得{}3|3B x x =-≤≤，故(]4,3A B ⋃=-故选：A2. 已知双曲线的焦点分别为1F ，2F ，124F F =，双曲线上一点P 满足122PF PF -=，则该双曲线的离心率为（ ）A.B. C. 2 D. 3【答案】C 【解析】【分析】由双曲线的定义和焦距即可求出a 和c 的值，进而可求离心率.【详解】因为1224F F c ==，所以2c =，又因为122PF PF -=，所以由双曲线的定义可知22a =，解得1a =，则双曲线的离心率2ce a==，故选：C .3. 已知{}n a 为等差数列，首项12a =，公差3d =，若228n n a a ++=，则n =（ ）A. 1 B. 2C. 3D. 4【答案】D 【解析】【分析】首先求出通项公式，再代入得到方程，解得即可；【详解】解：因为首项12a =，公差3d =，所以()1131n a a n d n =+-=-，因为228n n a a ++=，所以()()3132128n n -++-=，解得4n =故选：D4. 下列函数中，与函数3y x =的奇偶性相同，且在()0,+∞上有相同单调性的是（ ）A. 12xy ⎛⎫= ⎪⎝⎭B. ln y x =C. sin y x =D. y x x=【答案】D 【解析】【分析】根据指对函数的性质判断A 、B ，由正弦函数性质判断C ，对于D 有22,0(),0x x y f x x x ⎧-≤⎪==⎨>⎪⎩，即可判断奇偶性和()0,+∞单调性.【详解】由3y x =为奇函数且在()0,+∞上递增，A 、B ：12xy ⎛⎫= ⎪⎝⎭、ln y x =非奇非偶函数，排除；C ：sin y x =为奇函数，但在()0,+∞上不单调，排除；D ：22,0(),0x x y f x x x ⎧-≤⎪==⎨>⎪⎩，显然()()f x f x -=-且定义域关于原点对称，在()0,+∞上递增，满足.故选：D5. 已知直线2y kx =+与圆C ：222x y +=交于A ，B 两点，且2AB =，则k 的值为（ ）A. B. C. D. 2【答案】B 【解析】【分析】利用圆的弦长、弦心距、半径关系，以及点线距离公式列方程求k 值.【详解】由题设(0,0)C 且半径r =，弦长2AB =，所以C 到2y kx =+的距离1d ==，1=，可得k =.故选：B6. 已知e 是单位向量，向量a 满足112a e ≤⋅≤，则a r 的取值范围是（ ）A. ()0,∞+ B. (]0,1C. 1,2⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭D. 1,12⎡⎤⎢⎥⎣⎦【答案】C 【解析】【分析】根据向量数量积的定义即可求解.【详解】依题意，cos ,cos ,a e a e a e a a e ==，1cos ,12a a e ≤≤ ，cos ,0a e ∴> ，112cos ,cos ,a a e a e ≤≤ ，又∵0cos ,1a e <≤ ，12a ∴≥ ，故选：C.7. 已知函数()()2sin 2f x x ϕ=+，2πϕ<，那么“6πϕ=”是“()f x 在,66ππ⎡⎤-⎢⎥⎣⎦上是增函数”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【答案】A 【解析】【分析】求得当,4242k x k k Z πϕπϕππ--+≤≤-+∈时，()f x 是增函数,进而判断6πϕ=时，函数的单调性，即可得出结果.【详解】当22222k x k πππϕπ-+≤+≤+，k Z ∈, ()f x 单调递增.则当,4242k x k k Z πϕπϕππ--+≤≤-+∈时，()f x 是增函数,当6π=ϕ时, ()f x 在,36k x k k Z ππππ-+≤≤+∈单调递增，可得()f x 在,66ππ⎡⎤-⎢⎥⎣⎦上是增函数；当6πϕ=-时, ()f x 在,63k x k k Z ππππ-+≤≤+∈单调递增，可得()f x 在,66ππ⎡⎤-⎢⎥⎣⎦上是增函数；反之，当()f x 在,66ππ⎡⎤-⎢⎥⎣⎦上是增函数时，由,,6644ππππ⎡⎤⎡⎤-⊆-⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦，可知，此时0,0k ϕ==，即6πϕ=不成立.所以“6πϕ=”是“()f x 在,66ππ⎡⎤-⎢⎥⎣⎦上是增函数”的充分而不必要条件.故选：A.8. 已知()lg f x x a =-，记关于x 的方程()1f x =的所有实数根的乘积为()g a ，则()g a （ ）A. 有最大值，无最小值B. 有最小值，无最大值C. 既有最大值，也有最小值D. 既无最大值，也无最小值【答案】D 【解析】【分析】求出方程()1f x =的实数根，从而可得()g a ，再根据指数函数的性质即可得解.【详解】解：由()1f x =，得lg 1x a -=，所以110a x +=或110a -，故()210ag a =，所以函数()g a 既无最大值，也无最小值.故选：D .9. 若函数()()223,02,0xx f x x x a⎧+≤⎪=⎨-<≤⎪⎩的定义域和值域的交集为空集，则正数a 的取值范围是（ ）A. (]0,1 B. ()0,1C. ()1,4 D. ()2,4【答案】B 【解析】【分析】首先得到函数的定义域，再分析当0x ≤时()f x 的取值，即可得到3a ≤，再对0x a <≤时分2a ≥和02a <<两种情况讨论，求出此时()f x 的取值，即可得到()f x 的值域，从而得到不等式，解得即可；【详解】解：因为()()223,02,0xx f x x x a⎧+≤⎪=⎨-<≤⎪⎩，所以()f x 的定义域为(],a -∞，0a >，当0x ≤时()23xf x =+，则()f x 在(],0-∞上单调递增，所以()(]3,4f x ∈；要使定义域和值域的交集为空集，显然03a <≤，当0x a <≤时()()22f x x =-，若2a ≥则()20f =，此时显然不满足定义域和值域的交集为空集，若02a <<时()f x 在(]0,a 上单调递减，此时()())22,4f x a ⎡∈-⎣，则()())(]22,43,4f x a ⎡∈-⎣，所以()2202a a a ⎧<-⎪⎨<<⎪⎩，解得01a <<，即()0,1a ∈故选：B10. 如图为某商铺A 、B 两种商品在2022年前3个月的销售情况统计图，已知A 商品卖出一件盈利20元，B 商品卖出一件盈利10元.图中点1A 、2A 、3A 的纵坐标分别表示A 商品2022年前3个月的销售量，点1B 、2B 、3B 的纵坐标分别表示B 商品2022年前3个月的销售量.根据图中信息，下列四个结论中正确的是（ ）①2月A 、B 两种商品的总销售量最多；②3月A 、B 两种商品的总销售量最多；③1月A 、B 两种商品的总利润最多；④2月A 、B 两种商品的总利润最多.A. ①③ B. ①④C. ②③D. ②④【答案】C 【解析】【分析】对①②，根据统计图的相关点纵坐标高低判断即可；对③④，根据A 利润是B 的两倍，根据卖得更多的商品判断利润高低即可【详解】对①②，根据统计图可得，3B ，3A 的纵坐标之和显然最大，故3月A 、B 两种商品的总销售量最多；故②正确；对③④，因为A 商品卖出一件盈利20元，B 商品卖出一件盈利10元，根据统计图，若用对应的点表示对应点的纵坐标，则易得131232210100201020A B B B A A +>+>+，故③正确综上②③正确故选：C.第二部分（非选择题 共110分）二、填空题共5小题，每小题5分，共25分.11. 二项式()()*1nx n +∈N 的展开式中2x的系数为21，则n =__________.【答案】7【解析】【分析】写出二项式展开式通项，根据已知条件有2C 21n =，即可求n 值.【详解】由题设，展开式通项为1C r rr n T x +=，而2x 的系数为21，所以2C 21n =，即(1)212n n -=且*N n ∈，可得7n =.故答案为：712. 已知复数z 在复平面内所对应的点的坐标为()1,2-，则5z为__________.【解析】【分析】根据复数的定义以及运算规则即可求解.【详解】由题意，12i z =-+ ，则()512i 5512i 12i 5z --===---+ ，5z==；13. 已知抛物线24y x =的焦点为F，准线为l ，则焦点到准线的距离为___________；直线y =P 、Q 两点（点P 在x 轴上方），过点P 作直线PQ 的垂线交准线l 于点H ，则PFPH=__________.【答案】 ①2②.【解析】【分析】求出焦点及准线方程，从而可得焦点到准线的距离，作PP l '⊥交准线l 于点P '，易.得直线y =-过焦点，则PF PP PH PH'=从而可得出答案.【详解】解：抛物线24y x =的焦点()1,0F ，准线l 为1x =-，，所以焦点到准线的距离为2，如图，作PP l '⊥交准线l 于点P '，因为直线y =F ，则PF PP '=，因为PP l '⊥，所以PP x '∥轴，又直线y =-的倾斜角为60︒，所以60FPP '∠=︒，所以30HPP '∠=︒，则cos30PF PP PHPH'==︒=.故答案为：214. 已知数列{}n a 是首项为16，公比为12的等比数列，{}n b 是公差为2的等差数列.若集合{}*n n A n N a b =∈>中恰有3个元素，则符合题意的1b 的一个取值为__________.【答案】1-（答案不唯一）【解析】【分析】易得数列{}n a 逐项递减，可先确定集合{}*n n A n N a b =∈>中的3项再列式求1b 的范围即可【详解】易得数列{}n a 逐项递减，{}n b 逐项递增，故可考虑112233,,a b a b a b >>>，(),4,n n n N a b n +≥∈≤，此时只需3344a b a b >⎧⎨≤⎩即可，即21311164211662b b ⎧⎛⎫⨯>+⎪ ⎪⎪⎝⎭⎨⎛⎫⎪⨯≤+ ⎪⎪⎝⎭⎩，解得140b -≤<，故符合题意的1b 的一个取值为1-（答案不唯一）故答案为：1-（答案不唯一）15. 已知四棱锥P ABCD -的高为1，PAB △和PCD的等边三角形，给出下列四个结论：①四棱锥P ABCD -可能为正四棱锥；②空间中一定存在到P ，A ，B ，C ，D 距离都相等的点；③可能有平面PAD ⊥平面ABCD ；④四棱锥P ABCD -的体积的取值范围是12,33⎛⎤ ⎥⎝⎦.其中所有正确结论的序号是__________.【答案】①②④【解析】【分析】对①，分析当四棱锥P ABCD -为正四棱锥时是否满足条件即可；对②，设四棱锥P ABCD -的高为PO ，分析可得点O 满足；对③，假设平面PAD ⊥平面ABCD ，再推导得出矛盾即可判断；对④，设BOC θ∠=，得出四棱锥P ABCD -的体积表达式再求解即可【详解】根据题意，设PO ABCD ⊥，则1PO =，又因为PAB △和PCD的等边三角形，易得1OA OB OC OD ====，且2AOB COD π∠=∠=对①，当AB BC CD AD ====时，底面为正方形，且O 为底面中心，此时四棱锥P ABCD -可能为正四棱锥，故①正确；对②，1O A O B O C O D O P =====，故一定存在到P ，A ，B ，C ，D 距离都相等的点O ，故②正确；对③，当平面PAD ⊥平面ABCD 时，因为PO ABCD ⊥，故PO ⊂平面PAD ，此时A O D π∠=，又因为2AOB COD π∠=∠=，此时,B C 重合，不满足题意，③错误；对④，设BOC θ∠=，则13P ABCD ABCD V S PO -=⋅⋅()()111111sin sin 1sin 322223OA OB OC OD OB OC OA OD θπθθ⎛⎫=⋅+⋅+⋅+⋅-=+ ⎪⎝⎭，因为()0,θπ∈，故(]sin 0,1θ∈，所以()1121sin ,333P ABCD V θ-⎛⎤=+∈ ⎥⎝⎦，故④正确故答案为：①②④三、解答题共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. 在ABC中，22sin cos 222B B B+=.（1）求B 的大小；)2a c b +=，证明：a c =.【答案】（1）2π3； （2）证明见解析.【解析】分析】(1)利用降幂公式化简已知条件，求出tan B 即可求出B ；(2)结合余弦定理和已知条件即可证明．【小问1详解】【在ABC 中，∵22sin cos 222B B B+=∴1cos sin 2BB ++=sin 0B B +=，∴tanB =，∵()0,πB ∈，∴2π3B =；【小问2详解】∵2π3B =，∴1cos 2B =-．由余弦定理得222b a c ac =++①，)2a c b +=，∴)b a c =+②，将②代入①，得()2222324a ac c a c ac ++=++，整理得2()0a c -=，∴a c =．17. 2021年12月9日，《北京市义务教育体育与健康考核评价方案》发布.义务教育体育与健康考核评价包括过程性考核与现场考试两部分，总分值70分.其中过程性考核40分，现场考试30分.该评价方案从公布之日施行，分学段过渡、逐步推开.现场考试采取分类限选的方式，把内容划分了四类，必考、选考共设置22项考试内容.某区在九年级学生中随机抽取1100名男生和1000名女生作为样本进行统计调查，其中男生和女生选考乒乓球的比例分别为10%和5%，选考1分钟跳绳的比例分别为40%和50%.假设选考项目中所有学生选择每一项相互独立.（1）从该区所有九年级学生中随机抽取1名学生，估计该学生选考乒乓球的概率；（2）从该区九年级全体男生中随机抽取2人，全体女生中随机抽取1人，估计这3人中恰有2人选考1分钟跳绳概率；（3）已知乒乓球考试满分8分.在该区一次九年级模拟考试中，样本中选考乒乓球的男生有60人得8分，40人得7.5分，其余男生得7分；样本中选考乒乓球的女生有40人得8分，其余女生得7分.记这次模拟考试中，选考乒乓球的所有学生的乒乓球平均分的估计值为1μ，其中男生的乒乓球平均分的估计值为2μ，试比较1μ与2μ的大小.（结论不需要证明）【答案】（1）8105（2）0.32 （3）12μμ>【解析】【分析】（1）分别求出样本中男生和女生的人数，再由频率估计概率即可得解；（2）根据题意易得从该区九年级全体男生中随机抽取1人和从该区九年级全体女生中随机抽取1人选考跳绳的概率，再分2个男生选考跳绳和1个男生和1个女生选考跳绳结合独立事件的概率公式即可得解；（3）根据平均数公式分别求出12,μμ，即可得解.【小问1详解】解：样本中男生的人数为110010%110⨯=人，样本中女生的人数为10005%50⨯=人，设从该区所有九年级学生中随机抽取1名学生，该学生选考乒乓球为事件A ，则该学生选考乒乓球的概率()11050811001000105P A +==+；【小问2详解】解：设从该区九年级全体男生中随机抽取1人，选考跳绳为事件B ，从该区九年级全体女生中随机抽取1人，选考跳绳为事件C ，由题意()()0.4,0.5P B P C ==，则从该区九年级全体男生中随机抽取2人，全体女生中随机抽取1人，估计这3人中恰有2人选考1分钟跳绳的概率为()()12222C 0.410.40.5C 0.410.50.32⨯⨯-⨯+⨯⨯-=；【小问3详解】的解：11008407.5207311604μ⨯+⨯+⨯==，2608407.51078511011μ⨯+⨯+⨯==，所以12μμ>.18. 如图，在三棱柱111ABC A B C -中，四边形11AA C C 是边长为4的菱形，AB BC ==，点D 为棱AC 上动点（不与A ，C 重合），平面1B BD 与棱11A C 交于点E .（1）求证：1BB DE //；（2）若34AD AC =，从条件①、条件②、条件③这三个条件中选择两个条件作为已知，求直线AB 与平面1B BDE 所成角的正弦值.条件①：平面ABC ⊥平面11AA C C ；条件②：160A AC ∠=︒；条件③：1A B =.【答案】（1）证明见解析 （2）913【解析】【分析】（1）由棱柱的性质可得11//AA BB ，即可得到1//BB 平面11ACC A ，再根据线面平行的性质证明即可；（2）选条件①②，连接1AC ，取AC 中点O ，连接1AO ，BO ，即可得到1A O AC ⊥，根据面面垂直的性质得到1A O ⊥平面ABC ，即可得到1A O OB ⊥，再由BO AC ⊥，即可建立空间直角坐标系，利用空间向量法求出线面角的正弦值；选条件②③，连接1AC ，取AC 中点O ，连接1AO ，BO ，依题意可得1A O AC ⊥，再由勾股定理逆定理得到1A O OB ⊥，即可得到1A O ⊥平面ABC ，接下来同①②；选条件①③，取AC 中点O ，连接BO ，1AO ，即可得到BO AC ⊥，由面面垂直的性质得到BO ⊥平面11ACC A ，从而得到1BO OA ⊥，再由勾股定理逆定理得到1A O AO ⊥接下来同①②；【小问1详解】证明：在三棱柱111ABC A B C -中，11//AA BB ，又1BB ⊄平面11ACC A ，1AA ⊂平面11ACC A ，所以1//BB 平面11ACC A ，又因为平面1B BDE 平面11ACC A DE =，所以1//BB DE .【小问2详解】解：选条件①②.连接1AC ，取AC 中点O ，连接1AO ，BO .在菱形11ACC A 中，160A AC ∠=︒，所以1A AC 为等边三角形.又因为O 为AC 中点，所以1A O AC ⊥，又因为平面ABC ⊥平面11ACC A ，平面ABC 平面11ACC A AC =，1A O ⊂平面11ACC A ，且1A O AC ⊥，所以1A O ⊥平面ABC ，OB ⊂平面ABC ，所以1A O OB ⊥.又因为AB BC =，所以BO AC ⊥.以O 为原点，以OB 、OC 、1OA 为x 轴、y 轴、z 轴建立空间直角坐标系，则(0,0,0)O ，(0,2,0)A -，1A ，(3,0,0)B ，(0,1,0)D .所以(3,1,0)BD =-u u u r，1=(0,2,DE AA =.设平面1B BDE 的一个法向量为111(,,)n x y z =，则00n BD n DE ⎧⋅=⎨⋅=⎩，所以11113020x y y -+=⎧⎪⎨+=⎪⎩令1z =13y =，11x =，故(1,3,n =.又因为(3,2,0)AB =u u u r，设直线AB 与平面1B BDE 所成角为θ，所以9sin cos ,13AB n AB n AB n θ⋅=〈〉==u u u r r u u u r r u uu r r .所以直线AB 与平面1B BDE 所成角的正弦值为913.选条件②③.连接1AC ，取AC 中点O ，连接1AO ，BO .在菱形11ACC A 中，160A AC ∠=︒，所以1A AC 为等边三角形.又O 为AC 中点，故1A O AC ⊥，且1AO =.又因为3OB =，1A B =.所以22211AO OB A B +=，所以1A O OB ⊥.又因为AC OB O = ，所以1A O ⊥平面ABC .以下同选①②.选条件①③取AC 中点O ，连接BO ，1AO .在ABC 中，因为BA BC =，所以BO AC ⊥，且2AO =，3OB =.又因为平面ABC ⊥平面11ACC A ，平面ABC 平面11ACC A AC =，所以BO ⊥平面11ACC A .因为1OA Ì平面11ACC A ，所以1BO OA ⊥.在1Rt BOA △中，1OA =又因为2OA =，14AA =，所以22211OA OA AA +=，所以1A O AO ⊥.以下同选①②.19. 已知函数ln ()1x af x x +=+.（1）若()114f '=，求a 的值；（2）当2a >时，①求证：()f x 有唯一的极值点1x ；②记()f x 的零点为0x ，是否存在a 使得21x x ≤e ？说明理由.【答案】（1） 1.a =（2）①证明见解析，②不存在，详细见解析.【解析】【分析】（1）求得导函数，由()114f '=，代入计算即可.(2) ①求得211ln (),(1)x a x f x x +--'=+设1()1ln g x x a x =+--, 由函数性质可知()g x 在(0,)+∞上单调递减.进而由(e )1e 0,(1)20a a g g a -=+>=-<，可得()0f x '=有(0,)+∞有唯一解，进而利用导数可判断()f x 有唯一的极值点1x .②由题意，可得0e ,ax -=假设存在a ，使21x x ≤e ，进而可知21e e ,a ax --<≤由()g x 在(0,)+∞单调递减，(e )0a g ->，则2(e )0a g -≤，求得2a ≤，与已知矛盾，则假设错误.【小问1详解】因为ln (),01x af x x x +=>+，所以211ln (),(1)x a x f x x +--'=+因为21(1)44a f -'==，所以 1.a =【小问2详解】①()f x 的定义域是(0,)+∞，211ln (),(1)x a x f x x +--'=+令()0,f x '=，则11ln 0x a x+--=.设1()1ln g x x a x=+--,因为1,ln y y x x ==-在(0,)+∞上单调递减，所以()g x 在(0,)+∞上单调递减.因为(e )1e 0,(1)20a a g g a -=+>=-<，所以()g x 在(0,)+∞上有唯一的零点，|所以()0f x '=有(0,)+∞有唯一解，不妨设为11,(e ,1)ax x -∈.()'f x 与()f x 的情况如下,x 1(0,)x 1x 1(,)x +∞()'f x +0-()f x 增极大值减所以()f x 有唯一的极值点1x .②由题意，0ln x a =-，则0e ,ax -=若存在a ，使21x x ≤e ，则21e 1a x -≤<，所以21e e ,a a x --<≤因()g x 在(0,)+∞单调递减，(e )1e 0a a g -=+>，则需22(e )e 10a a g --=-≤，即2a ≤，与已知矛盾.所以，不存在2a >,使得21x x ≤e .20. 已知椭圆C ：22221(0)x y a b a b+=>>的左顶点为()2,0A -，圆O ：221x y +=经过椭圆C 的上、下顶点.（1）求椭圆C 的方程和焦距；（2）已知P ，Q 分别是椭圆C 和圆O 上的动点（P ，Q 不在坐标轴上），且直线PQ 与x 轴平行，线段AP 的垂直平分线与y 轴交于点M ，圆O 在点Q 处的切线与y 轴交于点N .求线段MN 长度的最小值.【答案】（1）2214x y +=，（2.【解析】【分析】（1）根据给定条件，求出,a b ，写出椭圆C 的方程并计算焦距作答.（2）设出点P ，Q 坐标，求线段AP 中垂线方程得点M ，求圆O 在点Q 处的切线方程得点为N ，再借助均值不等式求解作答.【小问1详解】依题意，2,1a b ==，由c ==2c =所以椭圆C 的方程为：2214x y +=，焦距为【小问2详解】设00(,)P x y 00(0)x y ≠，则220014x y +=，依题意，设101(,)(0)Q x y x ≠，且22101x y +=，因()2,0A -，则线段AP 的中点为002(,)22x y -，直线AP 的斜率002AP y k x =+，则线段AP 的中垂线方程为：000022(22y x x y x y +--=--， 令0x =得点M 的纵坐标220000000(2)(2)4222M y x x x y y y y +-+-=+=，而220044x y -=-，则032M y y =-，即03(0,)2M y -，直线OQ 的斜率01OQ y k x =，因此，圆O 在点Q 处的切线斜率为10x y -，切线方程为1010()x y y x x y -=--，令0x =得点N 的纵坐标22210100001N x y x y y y y y +=+==，即01(0,)N y ，则有00001313||||||||2||2N M MN y y y y y y =-=+=+≥=0013||||2y y =，即0y ==”，所以线段MN.【点睛】思路点睛：圆锥曲线中的最值问题，可以以直线的斜率、横(纵)截距、图形上动点的横(纵)坐标为变量，建立函数关系求解作答.21. 已知数列A ：1a ，2a ，…，2m a ，其中m 是给定的正整数，且2m ≥.令{}212min ,i i i b a a -=，1,,i m =⋅⋅⋅，{}12()ma ,x ,,m X b b A b = ，{}212max ,i i i c a a -=，1,,i m =⋅⋅⋅，{}12()min ,,,m Y A c c c = .这里，{}max 表示括号中各数的最大值，{}min 表示括号中各数的最小值.（1）若数列A ：2，0，2，1，-4，2，求()X A ，()Y A 的值；（2）若数列A 是首项为1，公比为q 等比数列，且()()X A Y A =，求q 的值；（3）若数列A 是公差1d =的等差数列，数列B 是数列A 中所有项的一个排列，求()()X B Y B -的所有可能值（用m 表示）.【答案】（1）()1X A =，()2Y A =； （2）1q =；（3）所有可能值为1,1,2,...,23m --.【解析】【分析】（1）根据函数定义写出()X A ，()Y A 即可.（2）讨论数列A 的项各不相等或存在相等项，当各项都不相等，根据题设,i i b c 定义判断1212{,,...,}{,,...,}m m b b b c c c ⋂=∅，当存在相等项，由等比数列通项公式求q ，进而确定q 的值；（3）利用数列A 的单调性结合（2）的结论求()()X B Y B -的取值范围，估计所有可能取值，再应用分类讨论求证()()X B Y B -对应所有可能值均可取到，即可得结果.【小问1详解】由题设，10b =，21b =，34b =-，则()max{0,1,4}1X A =-=，12c =，22c =，32c =，则()min{2,2,2}2Y A ==，所以()1X A =，()2Y A =.【小问2详解】若数列A 任意两项均不相等，的当1,...,i m =时i i b c ≠；当,{1,...,}i j m ∈且i j ≠时，212212{,}{,}i i j j a a a a --⋂=∅，又212212min{,}{,}i i i i i b a a a a --=∈，212212max{,}{,}j j j j j c a a a a --=∈，此时i i b c ≠；综上，1212{,,...,}{,,...,}m m b b b c c c ⋂=∅，故()()X A Y A ≠，不合要求；要使()()X A Y A =，即存在i j ≠且,{1,...,2}i j m ∈使i j a a =，即11i j q q --=，又0q ≠，则1q =±，当1q =-，则()1,()1X A Y A =-=，不合要求；当1q =，则()()1X A Y A ==，满足题设；综上，1q =.【小问3详解】由题设数列A 单调递增且121211......21m a a a a a m <=+<<=+-，由（2）知：()()X B Y B ≠，根据题设定义，存在i j ≠且,{1,...,2}i j m ∈，(),()i j X B a Y B a ==，则()()i j X B Y B a a i j -=-=-，由()X B 比数列A 中1m -个项大，()m X B a ≥，同理1()m Y B a +≤，所以1()()1m m X B Y B a a +-≥-=-；又()X B 至少比数列A 中一项小，21()m X B a -≤，同理2()Y B a ≥，所以212()()23m X B Y B a a m --≤-=-；综上，()(){1,1,2,...,23}X B Y B m -∈--.令数列122:,,...,m B x x x ，下证1,1,2,...,23m --各值均可取到，ⅰ、当212,,1,2,...,i i i m i x a x a i m -+===，而数列A 递增，212min{,}min{,}i i i i m i i b x x a a a -+===，212max{,}max{,}i i i i m i m i c x x a a a -++===且1,...,i m =，此时，11()max{,...,}max{,...,}m m m X B b b a a a ===，1121()min{,...,}min{,...,}m m m m Y B c c a a a ++===，则()()1X B Y B -=-；ⅱ、当1,2,...,1k m =-时，2122122,,,k k k m m m k m m x a x a x a x a --+====，则2,,,k k k m m m k m m b a c a b a c a +====，当1,...,i m =且,i k m ≠时，令212,i i i m i x a x a -+==，则11,i i m i m i m b a a c a a -++=≤=≥，所以111()max{,...,}max{,...,,}m m m k m k X B b b a a a a -++===，11112()min{,...,}min{,...,,,,...,}m m m k m m k m m Y B c c a a a a a a ++-++===，此时()(){1,2,...,1}m k m X B Y B a a k m +-=-=∈-；ⅲ、给定{1,2,...,2}t m ∈-，令2121,i i i i x a x a -+==(1,...,i t =)且212122,i i i i x a x a --==(1,...,i t m =+)，则212min{,}i i i i b x x a -==(1,...,i t =)，21221min{,}i i i i b x x a --==(1,...,i t m =+)，又数列A 递增，121()max{,...,}m m X A b b a -==，212max{,}i i i t i c x x a -+==(1,...,i t =)，2122max{,}i i i i c x x a -==(1,...,i t m =+)，所以11()min{,...,}m t Y A c c a +==，此时211()()22m t X B Y B a a m t -+-=-=--且{1,2,...,2}t m ∈-，故()()X B Y B -∈{,1,...,23}m m m +-，综上，()(){1,1,2,...,23}X B Y B k m -=∈--.【点睛】关键点点睛：第三问，首先根据数列的单调性和定义求()()X B Y B -的取值范围，再由定义结合分类讨论求证范围内所有可能值都可取到.。
西城区2024届初三二模数学试题及答案
北京市西城区九年级模拟测试试卷 数学2024.5 第1页（共8页）北 京 市 西 城 区 九 年 级 模 拟 测 试 试 卷数 学 2024.5考生须知1．本试卷共8页，共两部分，28道题。
满分100分。
考试时间120分钟。
2．在试卷和草稿纸上准确填写姓名、准考证号、考场号和座位号。
3．试题答案一律填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。
4．在答题卡上，选择题、作图题用2B 铅笔作答，其他试题用黑色字迹签字笔作答。
5．考试结束，将本试卷、答题卡和草稿纸一并交回。
第一部分 选择题一、选择题（共16分，每题2分）第1-8题均有四个选项，符合题意的选项只有一个． 1．右图是某几何体的三视图，该几何体是 （A ）圆柱 （B ）圆锥 （C ）三棱柱（D ）长方体2．新能源革命受到全球瞩目的同时，也成为中国实现“碳达峰碳中和”目标的关键所在．2023年全球可再生能源新增装机510 000 000千瓦，其中中国的贡献超过了50%． 将510 000 000用科学记数法表示应为 （A ）90.5110 （B ）85.110 （C ）95.110 （D ）75110 3．正十二边形的每一个外角的度数为（A ）30°（B ）36°（C ）144°（D ）150°4．如图，直线AB ⊥CD 于点C ，射线CE 在∠BCD 内部，射线CF平分∠ACE ．若∠BCE =40°，则下列结论正确的是 （A ）∠ECF =60° （B ）∠DCF =30° （C ）∠ACF 与∠BCE 互余 （D ）∠ECF 与∠BCF 互补5．不透明的袋子里装有3个完全相同的小球，上面分别标有数字4，5，6．随机从中摸出一个小球不放回，再随机摸出另一个小球．第一次摸出小球上的数字大于第二次摸出小球上的数字的概率是 （A）12 （B ）13（C ）23（D ）49北京市西城区九年级模拟测试试卷 数学2024.5 第2页（共8页）6．如图，点C 为线段AB 的中点，∠BAM =∠ABN ，点D ，E 分别在射线AM ，BN 上，∠ACD 与∠BCE 均为锐角．若添加一个条件一定 可以证明△ACD ≌△BCE ，则这个条件不能是 （A ）∠ACD =∠BCE （B ）CD=CE （C ）∠ADC =∠BEC（D ）AD =BE7．某农业合作社在春耕期间采购了A ，B 两种型号无人驾驶农耕机器．已知每台A 型机器的进价比每台B 型机器进价的2倍少0.7万元；采购相同数量的A ，B 两种型号机器，分别花费了21万元和12.6万元．若设每台B 型机器的进价为x 万元，根据题意可列出关于x 的方程为（A ）12.621(20.7)x x （B ）2112.620.7x x （C ）2112.620.7x x（D ）2112.620.7x x8．下面问题中，y 与x 满足的函数关系是二次函数的是①面积为102cm 的矩形中，矩形的长y （cm ）与宽x （cm ）的关系；②底面圆的半径为5cm 的圆柱中，侧面积y 2(cm )与圆柱的高x （cm ）的关系；③某商品每件进价为80元，在某段时间内以每件x 元出售，可卖出(100)x 件． 利润y （元）与每件售价x （元）的关系． （A ）① （B ）②（C ）③ （D ）①③第二部分 非选择题二、填空题（共16分，每题2分）9． 若分式34x 有意义，则x 的取值范围是______． 10．分解因式：2218x y y =______．11．方程组25,24x y x y的解为______． 12．在平面直角坐标系xOy 中，点(3,1)A 关于原点O 的对称点的坐标为______．13．如图，BD 是△ABC 的角平分线，DE ⊥BC 于点E ．若BE =3，△BDE 的面积为1.5，则点D 到边AB 的距离为______． 14．如图，AB 与⊙O 相切于点C ．点D ，E 分别在OA ，OB上，四边形ODCE 为正方形．若OA =2，则DE =______．北京市西城区九年级模拟测试试卷 数学2024.5 第3页（共8页）15．如图，(2,)A m ，(3,2)B 两点在反比例函数ky x（x ＞0）的图象上．若将横、纵坐标都是整数的点称为整点，则线段OA ，OB 及反比例函数图象上A ，B 两点之间的部分围成的区域（不含边界）中，整点的坐标为______．16．在某次比赛中，5位选手进入决赛环节，决赛赛制为单循环形式（每两位选手之间都赛一场）．每位选手胜一场得3分，负一场得0分，平局得1分．已知这次比赛最终结果没有并列第一名，获得第一名的选手的成绩记为m （分），则m 的最小值为______；当获得第一名的选手的成绩恰好为最小值时，决赛环节的平局总数至少为______场． 三、解答题（共68分，第17-21题，每题5分，第22-23题，每题6分，第24题5分，第25-26题，每题6分，第27-28题，每题7分） 解答应写出文字说明、演算步骤或证明过程． 17．计算：04cos 45(π3) ．18．解不等式组3 2 < 4,2,53x x x x≥并写出它的所有整数解． 19．已知230x x ，求代数式233(1144x x x的值． 20．已知：如图，在△ABC 中，∠ABC =90°，BA=BC ．求作：点D ，使得点D 在△ABC 内，且12ADB BDC ．下面是小华的解答过程，请补充完整：（1）使用直尺和圆规，依作法补全图形（保留作图痕迹）：①作线段BC 的垂直平分线PQ 交BC 于点E ；②以点A 为圆心，AB 长为半径作弧，与直线PQ 在△ABC 内交于点D ． 点D 就是所求作的点．（2）完成下面的证明．证明：连接DA ，DB ，DC ．∵ 点D 在线段BC 的垂直平分线上， ∴ DB = DC （ ）（填推理的依据）， DE ⊥BC ．∴ 12BDE CDE BDC ．∵ ∠ABC =90°，∠DEC =90°， ∴ ∠ABC =∠DEC ．北京市西城区九年级模拟测试试卷 数学2024.5 第4页（共8页）∴ AB ∥DE ． ∴ ∠ABD =∠BDE ． ∵ ， ∴ ∠ADB =∠ .∴ 12ADB BDE BDC ．21．已知关于x 的一元二次方程2320x x k 有两个不相等的实数根．（1）求实数k 的取值范围；（2）若k 为满足条件的最大整数，求此时方程的根．22．如图，四边形ABCD 是平行四边形，AE ⊥BD 于点E ，CG ⊥BD 于点F ，FG =CF ，连接AG ．（1）求证：四边形AEFG 是矩形；（2）若∠ABD =30°，AG =2AE =6，求BD 的长．23．如图，AB 是⊙O 的直径，BC 交⊙O 于点D ，点E 是 BD的中点，连接AE 交BC 于 点F ，∠ACB =2∠EAB ． （1）求证：AC 是⊙O 的切线； （2）若BF =6，3cos 5C，求AB 的长．24．我国快递市场繁荣活跃，某快递公司为提高服务质量，对公司的业务量、公众满意度等数据进行统计分析．公司随机抽取了某日发往相邻城市的快递中的1000件，称重并记录每件快递的重量（单位：kg，精确到0.1）．下面给出了部分信息．a.每件快递重量的频数分布直方图（数据分成11组：0≤x＜1，1≤x＜2，2≤x＜3，3≤x＜4，4≤x＜5，5≤x＜6，6≤x＜7，7≤x＜8，8≤x＜9，9≤x＜10，10≤x＜11）；b.在3≤x＜4这一组的数据如下：3.0 3.1 3.1 3.2 3.2 3.2 3.4 3.4 3.4 3.43.5 3.5 3.5 3.5 3.6 3.6 3.7 3.7 3.8 3.9c.这1000件快递重量的平均数、中位数、众数如下：平均数 中位数 众数快递重量3.6 m n（单位：kg）根据以上信息，回答下列问题：（1）补全频数分布直方图；（2）写出m的值；（3）下面四个结论中，① n的值一定在2≤x＜3这一组；②n的值可能在4≤x＜5这一组；③n的值不可能在5≤x＜6这一组；④n的值不可能在8≤x＜9这一组.所有正确结论的序号是 ；（4）该日此快递公司在全市揽收的快递包裹中有3800件发往相邻城市，估计这批快递的重量.北京市西城区九年级模拟测试试卷数学2024.5 第5页（共8页）北京市西城区九年级模拟测试试卷 数学2024.5 第6页（共8页）25．已知角x （0°≤x ≤90°），探究sin x 与角x 的关系.两个数学兴趣小组的同学在查阅资料后，分别设计了如下两个探究方案：方案一：如图，点P 在以点O 为圆心，1为半径的 MN上，∠MON =90°，设∠POM 的度数为x . 作PC ⊥OM 于点C ，则线段 ① 的长度c 即为sin x 的值.方案二：用函数35π1π1π()()()1806180120180x x x F x的值近似代替sin x 的值．计算函数 ()F x 的值，并在平面直角坐标系xOy 中描出坐标为(,())x F x 的点.两个小组同学汇总、记录的部分探究数据如下表所示（精确到0.001）. 若()c F x ≤0.001记为√，否则记为×. x 0 102030 40455060708090 c 0 0.174 0.342 ②0.643 0.707 0.766 0.866 0.940 0.985 1 ()F x0.174 0.342 0.500 0.643 0.707 0.766 0.866 0.941 0.987 1.005√或× √√√√√√√√×根据以上信息，解决下列问题： （1）①为 ，②为 ； （2）补全表中的√或×；（3）画出()F x 关于x 的函数图象，并写出sin55°的近似值（精确到0.01）.26．在平面直角坐标系xOy 中，11(,)M x y ，22(,)N x y 是抛物线2y ax bx c上任意两点．设抛物线的对称轴是x=t ．（1）若对于12x ，21x ，有12y y ，求t 的值；（2）若对于1x ≥2，都有1y c 成立，并且对于21x ，存在2y c ，求t 的取值范围．27．如图，在Rt△ABC中，∠ACB=90°，∠BAC=α（0°＜α＜30°）．将射线AB绕点A顺时针旋转2α得到射线l，射线l与直线BC的交点为点M．在直线BC上截取MD=AB （点D在点M右侧），将直线DM绕点D顺时针旋转2α所得直线交直线AM于点E．（1）如图1，当点D与点B重合时，补全图形并求此时∠AED的度数；（2）当点D不与点B重合时，依题意补全图2，用等式表示线段ME与BC的数量关系，并证明．图1图2北京市西城区九年级模拟测试试卷数学2024.5 第7页（共8页）北京市西城区九年级模拟测试试卷 数学2024.5 第8页（共8页）28．如图1，对于⊙O 外的线段PQ （线段PQ 上的各点均在⊙O 外）和直线PQ 上的点R ，给出如下定义：若线段PQ 绕点R 旋转某一角度得到的线段P ′Q ′恰好是⊙O 的弦，则称点R 为线段PQ 关于⊙O 的“割圆点”．图1图2在平面直角坐标系xOy 中，⊙O 的半径为1．（1）如图2，已知点(1,4)S ，(1,2)T ，(1,2)U ，(0,3)W . 在线段ST ，TU ，UW 中，存在关于⊙O 的“割圆点”的线段是_______，该“割圆点”的坐标是_______； （2）直线y x b 经过点(0,3)W ，与x 轴的交点为点V ．点P ，点Q 都在线段VW 上，且PQ PQ 关于⊙O 的“割圆点”为点R ，写出点R 的横坐标R x 的取值范围；（3）直线l 经过点H ，不重合的四个点A ，B ，C ，D 都在直线l 上，且点H 既是线段AB 关于⊙O 的“割圆点”，又是线段CD 关于⊙O 的“割圆点”．线段AB ，CD 的中点分别为点M ，N ，记线段MN 的长为d ，写出d 的取值范围．北京市西城区九年级模拟测试试卷 数学答案及评分参考 2024.5 第1页（共6页）北 京 市 西 城 区 九 年 级 模 拟 测 试 试 卷数学答案及评分参考 2024.5一、选择题（共16分，每题2分）题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案BBADABCC二、填空题（共16分，每题2分）9．4x 10．2(3)(3)y x x11．2,1x y 12．(3,1) 13．1 1415．(1,1)，(2,2) 16．6；4 三、解答题（共68分，第17-21题，每题5分，第22-23题，每题6分，第24题5分，第25-26题，每题6分，第27-28题，每题7分） 17．解： 04cos 45(π3) 2412…………………………………………………………… 4分 1 ． ……………………………………………………………………………… 5分18．解：原不等式组为3 2 < 4,2.53x x x x≥ 解不等式①，得3x ．……………………………………………………………1分 解不等式②，得1x ≥．………………………………………………………… 2分∴ 原不等式组的解集为1 ≤3x ．…………………………………………… 3分 ∴ 原不等式组的所有整数解为1 ，0，1，2．……………………………… 5分19．解： 233(1)144x x x2231(2)x x x3(1)(2)x x232x x． ……………………………………………………………………… 3分∵ 230x x ， ∴ 23x x ．∴ 原式3 ．…………………………………………………………………………5分① ②北京市西城区九年级模拟测试试卷 数学答案及评分参考 2024.5 第2页（共6页）20．解：（1）作图见图1．……………………………………………………………………2分（2）线段垂直平分线上的点与这条线段两个端点的距离相等；……………… 3分 AB=AD ；……………………………………………………………………… 4分ABD ．………………………………………………………………………… 5分21．解：（1）依题意，得234(2)174k k ．…………………………………… 1分∵ 原方程有两个不相等的实数根，∴ 1740k ．………………………………………………………………2分 解得 174k．…………………………………………………………………3分 （2）∵ k 为满足条件的最大整数，∴ 4k ．此时方程为2320x x ．此时方程的根为11x ，22x ．…………………………………………5分22．（1）证明：如图∵ 四边形ABCD 是平行四边形，∴ AB//CD ，AB=CD ．…………………………………………………… 1分 ∴ ∠ABE=∠CDF ．∵ AE ⊥BD 于点E ，CG ⊥BD 于点F ， ∴ ∠AEB=∠CFD=∠AEF=∠EFC=90°． ∴ △ABE ≌△CDF ．图1北京市西城区九年级模拟测试试卷 数学答案及评分参考 2024.5 第3页（共6页）∴ AE=CF ．∵ FG =CF ，∴ AE= FG ．∵ ∠AEF=∠EFC ，∴ AE//FG ．∴ 四边形AEFG 是平行四边形．∵ ∠AEF=90°，∴ 四边形AEFG 是矩形． ……………………………………………… 3分（2）解：∵ △ABE ≌△CDF ，∴ BE= DF ．∵ AG=2AE =6，∴ AE =3．在Rt △ABE 中，∠AEB =90°，∠ABE =30°，AE =3，∴3tan tan 30AE BE ABE4分 ∵ 四边形AEFG 是矩形，AG =6，∴ EF=AG=6．……………………………………………………………… 5分∴26BD BE EF DF BE EF ． ………………………… 6分23．（1）证明：如图3，连接AD ．∵ AB 是⊙O 的直径，BC 交⊙O 于点D ，∴ ∠BDA=90°．∴ 90B DAB ．∵ 点E 是 BD的中点， ∴ BEED ． ∴ 1EAB ．∴ 12DAB EAB EAB ．∵ ∠ACB =2∠EAB ，∴ ∠DAB =∠ACB ．∴ 90B ACB ．∴ ∠BAC=90°．………………………………………………………… 2分∴ AC ⊥AB ．∵ AB 是⊙O 的直径，∴ AC 是⊙O 的切线．…………………………………………………… 3分 图3北京市西城区九年级模拟测试试卷 数学答案及评分参考 2024.5 第4页（共6页）（2）解：在Rt △ABC 中，∠BAC=90°，3cos 5C ． 设AC =3k ，则BC =5k ，AB =4k ．∵ 90B DAB ，90CAD DAB ，∴ B CAD ．∵ 2B EAB ，1CAF CAD ，1EAB ，∴ 2CAF ．∴ CF=AC=3k ．∴ 2BF BC CF k ．∵ BF =6，∴ k =3．∴ 412AB k ．…………………………………………………………… 6分24．解：（1）补全频数分布直方图见图4；……………………………………………… 1分（2）2分（3）②④；………………………………………………………………………… 4分（4）3.6380013680 （kg ）．……………………………………………………5分25．解：（1）PC ，0.5； …………………………………………………………………… 2分（2）√，×；……………………………………………………………………… 4分（3）画图见图5；5分0.82．………………………………………………………………………… 6分 图5北京市西城区九年级模拟测试试卷 数学答案及评分参考 2024.5 第5页（共6页）26．解：（1）∵ 对于12x ，21x ，有12y y ，∴ 42a b c a b c ．∴ b a ．∴ 122b t a ．………………………………………………………………2分 （2）由题意可知，抛物线2y ax bxc 与y 轴的交点为(0,)c ．①当a > 0时，抛物线开口向上．∴ 当1x ≥2时，1y 有最小值，没有最大值．∴ 与“对于1x ≥2时，都有1y c ”不符，所以不合题意．∴ a > 0不成立．②当a < 0时，抛物线开口向下，且经过点(0,)c ，(2,)t c ．若抛物线经过点(1,)c ，则12t ； 若抛物线经过点(2,)c ，则1t ．（i ）当12t ≤时， 01t ≤或021t t ≤．∴ 对于21x ，都有2y c ．与“对于21x ，存在2y c ”不符，所以不合题意．（ii ）当112t 时，122t t ． ∴ 对于21x ，存在2y c ，对于1x ≥2，都有1y c ．∴112t 成立． （iii ）当1t ≥时，022t ≤． ∴ 当12x 时，1y c ．与“对于1x ≥2，都有1y c 成立”不符，所以不合题意． 综上所述，112t ．27．解：（1）补全图形见图6．∵ 点D 与点B 重合，MD=AB ，∠BAM ∴ ∠AMD =∠BAM =2α．在Rt △ABC 中，∠ACB =90°，∴ 90AMD MAC ．∵ ∠BAC =α，∴ 5α=90AMD BAM BAC ．北京市西城区九年级模拟测试试卷 数学答案及评分参考 2024.5 第6页（共6页）解得α=18 ．∵ ∠MDE =2α，∴ 2α+2α4α=72AED AMD MDE ．………………………… 2分（2）补全图形见图7．…………………………………………………………… 3分ME =2BC ．…………………………………………………………………… 4分证明：如图7，在BC 的延长线上截取CF=BC ，连接AF ．以点B 为圆心，BF 为半径作弧，交AF 于点N ，连接BN ．∵ CF=BC ，∠ACB =90°，∴ AB=AF ．∴ ∠BAN =2∠BAC =2α．∵ ∠MDE =2α，∴ ∠MDE =∠BAN ．∴ 在等腰△ABF 中，18090α2BAF F ． ∵ BN=BF ，∴ 390αF ．在Rt △AMC 中，190903αMAC ．∴ 21(903α)+2α90αMDE ．∴ 23 ．∵ 41802 ，1803BNA ，∴ 4BNA ．∵ DM =AB ，∴ △DME ≌△ABN ．∴ ME=BN ．∵ BN=BF ，∴ ME=BF=2BC ．……………………………………………………7分28．解：（1）UW ，(2,1) ；…………………………………………………………………2分（2）2R x ≤或1R x ≥；………………………………………………………… 4分（3）02d或4d ≤．……………………………………………… 7分。
2021届北京市西城区高三5月二模数学试题(解析版)
2021届北京市西城区高三5月二模数学试题一、单选题1．已知集合{}29A x Z x =∈≤，{2}B x x =>-，则A B =（ ）A ．{0,1,2,3}B ．{1,2,3}C ．{1,0,1,2,3}-D ．{23}x x -<≤【答案】C【分析】先求出集合A ，再求两集合的交集即可 【详解】解：由29x ≤，得33x -≤≤，所以{}{}{}29333,2,1,0,1,2,3A x Z x x Z x =∈≤=∈-≤≤=---，因为{2}B x x =>-， 所以A B ={1,0,1,2,3}-，故选：C2．已知复数2i 1iz a =+-，其所对应的点在第四象限，则实数a 的取值范围是（ ）A ．(,1)-∞B ．(1,+)∞C ．(1,)-+∞D ．(,1)-∞-【答案】D【分析】先对复数z 化简，再由其对应的点在第四象限，列不等式可求出a 的取值范围 【详解】解：因为22(1)11(1)1(1)(1)i z ai ai ai i a i i i i +=+=+=++=++--+， 所以复数z 在复平面对应的点为(1,1)a +， 因为复数z 在复平面对应的点在第四象限， 所以10a +<，得1a <-， 故选：D3．为了得到函数πsin(2)3y x =-的图象，可以将函数sin 2y x =的图象A ．向左平移π6个单位长度 B ．向右平移π6个单位长度 C ．向左平移π3个单位长度D ．向右平移π3个单位长度【答案】B【分析】先化简函数()ππsin 2sin[2()]36y x x =-=-，再根据三角函数的图象变换，即可求解．【详解】由题意，函数()ππsin 2sin[2()]36y x x =-=-，所以为了得到函数πsin(2)3y x =-的图象，可以将函数sin2y x =的图象向右平移π6个单位长度；故选：B ．【点睛】本题考查三角函数的图象的平移与伸缩变换，注意先伸缩后平移时x 的系数是解题的关键，着重考查了分析问题和解答问题的能力，属于基础题． 4．某三棱柱的三视图如图所示，该三棱柱的体积为（ ）A ．83B ．43C ．8D ．4【答案】D【分析】在棱长为2的正方体中还原该三棱柱，再由题中数据，即可求出体积. 【详解】在棱长为2的正方体中还原该三棱柱如下（三棱柱111ABC A B C -）：因此其体积是该正方体的一半，即111122242ABC A B C V -=⨯⨯⨯=. 故选：D.5．在ABC 中，2a =，6A π=，则“3B π=”是“3b =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【答案】A【分析】由充分条件和必要条件的定义进行判断即可 【详解】解：在ABC 中，2a =，6A π=，当3B π=时，由正弦定理可得2sinsin63b ππ=，22sin132sin 62b ππ=⨯=⨯=当b =223πsin6sin B =，因为5(0,)6B π∈，所以3B π=或23B π=， 所以“3B π=”是“b =的充分而不必要条件，故选：A6．若直线2y x =与双曲线:C 22221x y a b-=无公共点，则双曲线C 的离心率可能是（ ）A ．B ．1C ．2 D ．【答案】C【分析】由直线与双曲线的位置关系求得,a b 的不等关系，由此变形可得离心率范围，得到正确选项．【详解】双曲线的渐近线方程为by x a=±，直线2y x =与双曲线无公共点， 则2b a ≤，22224a b c a ≥=-，225ca≤，即c e a=≤，所以e ∈． 故选：C ．7．“苏州码子”发源于苏州，在明清至民国时期，作为一种民间的数字符号曾经流行一时，广泛应用于各种商业场合.110多年前，詹天佑主持修建京张铁路，首次将“苏州码子”刻于里程碑上.“苏州码子”计数方式如下：〡1.､〢2.､〣3.､〤4.､〥5.､〦6.､〧7.､〨8.､〩9.､〇0．为了防止混淆，有时要将“〡”“〢”“〣”横过来写.已知某铁路的里程碑所刻数字代表距离始发车站的里程，每隔2公里摆放一个里程碑，若在A 点处里程碑上刻着“〣〤”，在B 点处里程碑刻着“〩〢”，则从A 点到B 点里程碑的个数应为（ ） A ．29 B ．30 C ．58 D ．59【答案】B【分析】里程碑上刻着数字依次成等差数列，求出,A B 两处刻的数字，按等差数列的公式求得项数即可．【详解】根据题意A 点处里程碑上刻着数字34，B 点处里程碑刻着数字92，里程碑刻着数字厉等差数列，公差为2，因此里程碑个数为92341302-+=． 故选：B ．8．记n S 为等比数列{}n a 的前n 项和.已知18a =，41a =-，则数列{}n S （ ） A ．有最大项，有最小项 B ．有最大项，无最小项 C ．无最大项，有最小项 D ．无最大项，无最小项【答案】A【分析】求出公比q ，求出n S ，然后分析{}n S 的性质． 【详解】设公比为q ，则34118a q a ==-，12q =-， 11812(1)1611113212n n nn a q S q ⎡⎤⎛⎫--⎢⎥ ⎪⎡⎤⎝⎭-⎢⎥⎛⎫⎣⎦===--⎢⎥ ⎪-⎛⎫⎝⎭⎢⎥⎣⎦-- ⎪⎝⎭， 当n 为偶数时，161132n n S ⎛⎫=-⎪⎝⎭，是增函数，即246163S S S <<<<， 当n 为奇数时，161132n n S ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭，是减函数，即135163S S S >>>>， 所以{}n S 有最大项为1S ，最小项为2S ． 故选：A ．【点睛】关键点点睛：本题考查等比数列的前n 项和形成的数列的最值问题，解题关键是求得通项公式n S 后按奇偶数分类，得出奇数递减，偶数项递增，但所有奇数项比163大，所有偶数项比163小，这样易确定最值． 9．在平面直角坐标系xOy 中，点(1,1)A ，(2,1)B ，(2,2)C ，P 是圆22:(4)2M x y +-=上一点，Q 是ABC 边上一点，则OP OQ ⋅的最大值是（ ）A ．B ．12C ．D ．16【答案】B【分析】设1122(,),(,)P x y Q x y ，则1212OP OQ x x y y ⋅=+，因为22[1,2],[1,2]x y ∈∈，所以当222,2x y ==，即Q 点与C 点重合时，1212OP OQ x x y y ⋅=+有最大值112()x y +，问题转化为11(,)P x y 在圆22:(4)2M x y +-=上，求11x y +的最大值，【详解】解：设1122(,),(,)P x y Q x y ，则1122(,),(,)OP x y OQ x y ==， 所以1212OP OQ x x y y ⋅=+， 因为22[1,2],[1,2]x y ∈∈，所以当222,2x y ==，即Q 点与C 点重合时，1212OP OQ x x y y ⋅=+有最大值112()x y +，所以问题转化为11(,)P x y 在圆22:(4)2M x y +-=上，求11x y +的最大值， 因为点(,)P x y 在圆M 上，设点(,)P x y 所在的直线l 为x y t +=， 因为直线l 与圆M 有公共点，≤所以42t -≤，解得26t ≤≤，即1126x y ≤+≤， 所以1142()12x y ≤+≤， 所以OP OQ ⋅的最大值是12， 故选：B【点睛】关键点点睛：此题考查向量数量积的运算律，考查直线与圆的位置关系，解题的关键是当222,2x y ==，即Q 点与C 点重合时，1212OP OQ x x y y ⋅=+有最大值112()x y +，问题转化为11(,)P x y 在圆22:(4)2M x y +-=上，求11x y +的最大值，然后利用直线与圆的位置关系求解即可，考查数形结合的思想，属于中档题10．甲乙丙三个学生同时参加了若干门学科竞赛至少包含数学和物理，在每科竞赛中，甲乙丙三人中都有一个学生的分数为x ，另一个学生的分数为y ，第三个学生的分数为z ，其中x ，y ，z 是三个互不相等的正整数.在完成所有学科竞赛后，甲的总分为47分，乙的总分为24分，丙的总分为16分，且在甲乙丙这三个学生中乙的数学竞赛成绩排名第一，则（ ）A ．甲乙丙三个学生至少参加了四门学科竞赛B ．x ，y ，z 这三个数中的最大值可以取到21C ．在甲乙丙这三个学生中，甲学生的物理竞赛成绩可能排名第二D ．在甲乙丙这三个学生中，丙学生的物理竞赛成绩一定排名第二 【答案】D【分析】不妨设x y z >>，由题意得472416293x y z ++++==，所以对于甲有2020747++=，对于乙有222024++=，对于丙有77216++=，再由甲乙丙这三个学生中乙的数学竞赛成绩排名第一进行分析判断即可 【详解】解：不妨设x y z >>，由题意得472416293x y z ++++==，若甲乙丙只参加了三门竞赛，当20,7,2x y z ===时，有甲：2020747++=，乙：202224++=，丙：77216++=，此时符合题意，所以A 错误；若21x =，则有8y z +=，丙的总分无法满足，因为2116>，且,,x y z 为正整数，16不能被3整除，必有216y z +=，但由于8y z +=，则2()16y z +=与216y z +=矛盾，所以B 错误； 当20,7,2x y z ===时， 对于甲有2020747++=， 对于乙有222024++=， 对于丙有77216++=，由于甲乙丙这三个学生中乙的数学竞赛成绩排名第一，所以甲乙丙的数学成绩分别为7，20，2，所以甲乙丙的物理成绩分别20，2，7，所以甲学生的物理竞赛成绩是第一，丙学生的物理竞赛成绩一定排名第二，所以C 错误，D 正确， 故选：D二、填空题11．已知向量(,1)a m =，(3,)b m =，若a 与b 方向相反，则m 等于___________.【答案】【分析】由题意可设(0)a b λλ=<，从而可得31m mλλ=⎧⎨=⎩，进而可求出m 的值【详解】解：由于a 与b 方向相反，所以设(0)a b λλ=<，所以(,1)(3,)m m λ=，则31m m λλ=⎧⎨=⎩，解得3m λ⎧=-⎪⎨⎪=⎩或3m λ⎧=⎪⎨⎪=⎩（舍去），所以m =故答案为：12．在32)x 展开式中，常数项是___________.【答案】6-【分析】求出二项展开式的通项公式，x 的指数为0的项即为所求.【详解】32)x的展开式通项33321332()(2)(,3)rr rr r rr T C C x r N r x--+=-=-∈≤， 展开式的常数必使33012r r -=⇒=，此时，1123(2)6T C =-=-， 所求常数项为6-. 故答案为：6-13．对于抛物线C ，给出下列三个条件：①对称轴为y 轴；②过点(1,1)；③焦点到准线的距离为2.写出符合其中两个条件的一个抛物线C 的标准方程___________. 【答案】24x y =(24x y =-，2x y =以上答案均可).【分析】分别选取三个条件中的两个，写出对应的抛物线方程即可.【详解】若选①②，则设抛物线标准方程为22x py =，过(1,1)，代入得21p =，抛物线标准方程为2x y =；若选①③，易知2p =，抛物线标准方程为24x y =或24x y =-；若选②③，易知2p =，若对称轴为x 轴，则抛物线标准方程为24y x =，不满足过(1,1)；若对称轴为y 轴，设抛物线标准方程为24x y =，不满足过(1,1)；故答案为： 24x y =（24x y =-，2x y =以上答案均可）14．已知函数|1|,1,()(2)(1), 1.x a x f x a x x ⎧-≤=⎨-->⎩其中0a >且1a ≠.给出下列四个结论：①若2a ≠，则函数()f x 的零点是0；②若函数()f x 无最小值，则a 的取值范围为(0,1)；③若2a >，则()f x 在区间(,0)-∞上单调递减，在区间(0,)+∞上单调递增； ④若关于x 的方程()2f x a =-恰有三个不相等的实数根123,,x x x ，则a 的取值范围为(2,3)，且123x x x ++的取值范围为(,2)-∞.其中，所有正确结论的序号是___________. 【答案】①④【分析】分01a <<，12a <<， 2a =，2a >四种情况作出函数()f x 的简图，然后对四个结论逐一判断正误.【详解】对于①：当2a ≠时，显然，当1x >时，()f x 无零点；当1x ≤时，由()0f x =可得10x a x =⇒=，所以()f x 的零点是0. 故①正确； 对于②：当01a <<时，简图如下：当12a <<时，简图如下：当2a =时，简图如下：当2a >时，简图如下：由图可知，若()f x 无最小值，则01a <<或12a <<. 故②错误；对于③：由图可知，在区间(,0)-∞上单调递减，在区间(0,1)和(1,)+∞上单调递增. 故③错误；对于④：由图可知，只有当2a >且021a <-<即23a <<时，方程()2f x a =-才有三个不相等的实数根. 不妨设三个根由小到大依次为1x ，2x ，3x ，显然32x =. 由12()()f x f x =得1211x x a a -=-，故122x x a a +=，且12x x ≠，所以121212212x x x x x x a a a a a +⎛⎫+=⋅<= ⎪⎝⎭，故120x x +<，从而1232x x x ++<. 故④正确.故答案为：①④.【点睛】关键点点睛：本题的关键点是：分01a <<，12a <<， 2a =，2a >四种情况作出函数()f x 的简图.三、双空题15．共享单车已经成为方便人们出行的交通工具，某公司决定从2020年1月开始向某地投放共享单车，记第()n n *∈N 个月共享单车的投放量和损失量分别为n a 和n b (单位：千辆)，其中11a =，10.1b =．从第2个月到2021年12月，共享单车的每月投放量比上个月增加1千辆，从2022年1月开始，共享单车的每月投放量比上个月减少1千辆；根据预测，从2020年1月开始，共享单车的每月损失量比上个月增加100辆.设第n 个月底的共享单车的保有量是前n 个月的累计投放量与累计损失量的差，则该地区第4个月底的共享单车的估计保有量为___________千辆；当n 为___________时，该地区第n 个月底的共享单车估计保有量达到最大. 【答案】9 43【分析】求出,n n a b ，再由{},{}n n a b 的前n 项和相减得保有量，由n n a b =得保有不变，则为最大．但要注意n 的实际意义． 【详解】由题意{}n a ，{}n b 都是等差数列，{}n a 中首项11a =（千），公差11d =，则n a n =，前n 项和为(1)2n n n S +=，1212a = {}n b 中，10.1b =，公差20.1d =，110n b n =，前n 项和为(1)1210n n n T +=⨯， 所以保有量为9(1)9(1)10220n n n n n n n V S T ++=-=⨯=, 所以4945920V ⨯⨯==． （2）到2021年12月底，2424a =，24 2.4b =，此后投放量比上月减少1千两，25n ≥时，24(24)148n a n n =--⨯=-，110n b n =， 当n n a b >时保有量保持增加，n n a b =，即14810n n -=，43.6n ≈，此时投入量与损失量相等，保有量最大． 所以43n =时，投入量大于损失量，44n =时，投入量小于损失量． 所以保有量达到最大时43n =． 故答案为：9；43．【点睛】关键点点睛：本题考查数列的实际应用，解题关键是求得数列的通项公式．第（1）中要正确理解保有量是投入和减去损失和，而不是n n a b -，第（2）问题中关键是确定投入量大于损失量时保有量增大，投入量小于损失量时保有量减小．从而可得解法．四、解答题16．如图，在四棱锥P ABCD -中，PA ⊥平面ABCD ，//AB CD ，AB AD ⊥，4AB =，2PA AD CD ===，点E 为PB 的中点.（1）求证：平面PBC ⊥平面PAC ； （2）求二面角E CD A --的余弦值. 【答案】（1）证明见解析；（225. 【分析】（1）取AB 的中点F ，连接CF ，则结合已知条件可证得四边形AFCD 是正方形，可得AB CF ⊥， 22AC BC ==BC AC ⊥，而由已知可得PA BC ⊥，从而得BC ⊥平面PAC ，从而由面面垂直的判定定理可证得结论；（2）由已知可得,,PA AD AB 两两垂直，所以建立如图所示空间直角坐标系A xyz -，然后利用空间向量求解二面角E CD A --的余弦值【详解】解：（1）.取AB 的中点F ，连接CF ，所以AF CD =， 又因为//AF CD ，所以四边形AFCD 是平行四边形. 因为AB AD ⊥，AD CD =，所以四边形AFCD 是正方形，则AB CF ⊥，2CF AD ==，所以22AC BC ==， 得到222AC BC AB +=， 所以BC AC ⊥.因为PA ⊥平面ABCD ， 所以PA BC ⊥， 因为PAAC A =，所以BC ⊥平面PAC . 因为BC ⊂平面PBC ， 平面PBC ⊥平面PAC . （2）.因为PA ⊥平面ABCD ，所以PA AD ⊥，PA AB ⊥，则,,PA AD AB 两两垂直， 如图建立空间直角坐标系A xyz -.则(0,0,0)A ，(0,0,2)P ，(0,4,0)B ，(2,2,0)C ，(2,0,0)D ，(0,2,1)E ， 所以(0,2,0)DC =，(2,0,1)CE =-. 设平面CDE 的法向量为(,,)n x y z =，所以0n DC n CE ⎧⋅=⎪⎨⋅=⎪⎩,所以20,20,y x z =⎧⎨-+=⎩即0,2,y z x =⎧⎨=⎩ 令1x =，则2z =，所以平面CDE 的法向量为(1,0,2)n =， 又因为平面ACD 的法向量(0,0,1)m =， 所以25cos ,5⋅===⋅m n m n m n，由已知，二面角E CD A --为锐角， 所以二面角E CD A --的余弦值为25.【点睛】关键点点睛：此题考查面面垂直的判定，考查二面角的求法，解题的关键是建立正确的空间直角坐标系，利用空间向量求解即可，考查推理能力和计算能力，属于中档题17．已知函数()4sincos()(0)223xxf x m ωωωπ=-+>.在下列条件①、条件②、条件③这三个条件中，选择可以确定ω和m 值的两个条件作为已知. (1)求()3f π的值；(2)若函数()f x 在区间[0,]a 上是增函数，求实数a 的最大值.条件①：()f x 最小正周期为π；条件②：()f x 最大值与最小值之和为0；条件③：(0)2f =.注：如果选择多组条件分别解答，按第一个解答计分. 【答案】答案见解析【分析】利用三角函数恒等变换公式把函数()f x 化简成π()2sin()3f x x m ω=-，选择①②，利用①、②分别求出ω和m ，进而求()3f π和()f x 的递增区间即可问答问题(1)(2)；选择①③，利用①、③分别求出ω和m ，进而求()3f π和()f x 的递增区间即可问答问题(1)(2)；选择②③，利用②、③都只能求出m 不能求出ω.【详解】1()4sin(cos )2222x x xf x m ωωω=⋅+22sin cos 222x x x m ωωω=++sin cos )x x m ωω=+-+sin x x m ωω=π2sin()3x m ω=-.选择条件①②： (1)由条件①得，2||T ππω==，又因为0>ω，所以2ω=，由②知，(2)(2)0m m ++-+=，所以m =，则()f x π2sin(2)3x =-，所以π2πππ()2sin()2sin 3333f =-=(2)令222()232k x k k Z πππππ-+≤-≤+∈，所以π5πππ ()1212k x k k Z ≤≤-++∈， 所以函数()f x 的单调增区间为5[,]()1212k k k Z ππππ-++∈， 因为函数()f x 在[0,]a 上单调递增，且π5π0[,]1212∈-，此时0k =，所以512a π≤，故实数a 的最大值为512π. 选择条件①③： (1)由条件①得，2||T ππω==，又因为0>ω，所以2=ω，由③知，π(0)2sin()23f m =-+=，所以2m =，则()f x π2sin(2)23x =-+，所以ππ()2sin 33f ==；(2)令222()232k x k k Z πππππ-+≤-≤+∈，所以π5πππ ()1212k x k k Z ≤≤-++∈， 所以函数()f x 的单调增区间为5[,]()1212k k k ππππ-++∈Z ， 因为函数()f x 在[0,]a 上单调递增，且π5π0[,]1212∈-，此时0k =， 所以512a π≤，故实数a 的最大值为512π. 说明：不可以选择条件②③：由②知，(2)(2)0m m ++-+=，所以m =；由③知，π(0)2sin()23f m =-+=，所以2m =；矛盾.所以函数()f x 不能同时满足条件②和③.【点睛】涉及正余弦型函数性质(单调性、周期性、对称性、最值等)的三角函数式问题，正确利用三角函数恒等变换公式化成()sin()f x A x b ωϕ=++的形式是解决问题的关键.18．在新冠病毒疫情防控期间，北京市中小学开展了“优化线上教育与学生线下学习相结合”的教育教学实践活动.为了解某区教师对,,,,A B C D E 五类线上教育软件的使用情况每位教师都使用这五类教育软件中的某一类且每位教师只选择一类教育软件.，从该区教师中随机抽取了100人，统计数据如下表，其中a b >，,a b N ∈.假设所有教师选择使用哪类软件相互独立.（1）若某校共有300名教师，试估计该校教师中使用教育软件C 或E 的人数； （2）从该区教师中随机抽取3人，估计这3人中至少有2人使用教育软件D 的概率； （3）设该区有3000名教师，从中随机抽取1人，记该教师使用教育软件C 或D 的概率估计值为1P ；该区学校M 有600名教师，其中有200人使用教育软件C ，100人使用教育软件D ，从学校M 中随机抽取1人，该教师使用教育软件C 或D 的概率值为2P ；从该区其他教师除学校M 外.中随机抽取1人，该教师使用教育软件C 或D 的概率估计值为3P .试比较1P ，2P 和3P 之间的大小.结论不要求证明.【答案】（1）135人；（2）27125；（3）答案见解析． 【分析】（1）用样本频率估计总体频率计算；（2）用样本频率估计概率，求出抽取一名教师，使用D 的概率为310，记被抽取的3人中使用软件D 的人数为X ，则3(3,)10X B .所求概率为(2)(3)P X P X =+=，由二项分布概率计算；（3）由已知得212P =，设该区有3000名教师中，使用教育软件C 或D 的人数为m ，则13000m P =，33002400m P -=，比较13,P P 的大小后再与2P 比较． 【详解】解：（1）从表格数据可知，101530100a b ++++=，则45a b +=， 所以样本中教师使用教育软件C 或E 的人数为45人， 故估计该校教师中使用教育软件C 或E 的人数为45300135100⨯=人. （2）设事件F 为“从该区教师中随机抽取3人，至少有2人使用教育软件D ”. 由题意，样本中的100名教师使用软件D 的频率为30310010=. 用频率估计概率，从该区教师中随机抽取一名教师，估计该教师使用教育 软件D 的概率为310. 记被抽取的3人中使用软件D 的人数为X ，则3(3,)10X B . 所以22333189(2)()(1)10101000P X C ==-=，33033327(3)()(1)10101000P X C ==-=，所以21627()(2)(3)1000125P F P X P X ==+===. （3）由已知得212P =，设该区有3000名教师中，使用教育软件C 或D 的人数为m ，则13000m P =，33002400m P -=， 13300600(1500)3000240030002400m m m P P ---=-=⨯，当1500m <时，13P P >，112P <，则312P P P <<， 当1500m =时，13212P P P ===， 当1500m >时，13P P <，112P >，则213P P P <<. 在统计表中，20a =，则1500m =，而45a b +=，因此上述三种情形都可能出现．19．已知椭圆2222:1x y C a b +=(3,0)A -，(3,0)B .（1）求椭圆C 的标准方程；（2）点P 为椭圆上除A ，B 外的任意一点，直线AP 交直线4x =于点E ，点O 为坐标原点，过点O 且与直线BE 垂直的直线记为l ，直线BP 交y 轴于点M ，交直线l 于点N ，求BMO 与NMO △的面积之比.【答案】（1）22193x y +=；（2）4:7. 【分析】（1）由椭圆顶点坐标得3a =，再由离心率得c ，求得b 后得椭圆方程， （2）设0000(,)(3,0)x y x y P ≠±≠，依次求得直线AP 方程，E 点坐标，直线BE 斜率，直线l 方程，直线PB 方程，N 点坐标（P 点在椭圆，适合椭圆方程，得00,x y 关系代入可得）．然后可计算三角形面积比． 【详解】解：（1）由题意，得3a =.又3c e a ==，所以c =又因为222a b c =+，所以b =故椭圆C 的方程为22193x y +=.（2）设0000(,)(3,0)x y x y P ≠±≠，则2200193x y +=.所以直线AP 的方程为00(3)3y y x x =++， 令4x =，得点E 的坐标为007(4,)3y x +. 因为直线BE 的斜率为007343y x +-0073y x =+，所以直线l 的方程为0037x y x y +=-， 又因为直线PB 的方程为00(3)3y y x x =--. 联立直线l 和直线PB 的方程，消去y 得0037x x y +-00(3)3y x x =--，所以220000007937(3)3y x y x y x x +-=--，因为2200193x y +=，所以22093x y -=-， 所以200000437(3)3y y x y x x =--，解得点N 的横坐标214N x =. 所以1||||||342.121||7||||24B BMO B NMON N OM x S x S x OM x ⋅====⋅△△即BMO △与NMO △的面积之比为4:7.【点睛】关键点点睛：本题考查求椭圆标准方程，考查直线与椭圆相交问题，解题方法是解析几何的基本方法：求直线方程，求交点坐标，计算三角形面积，考查了运算求解能力．关键是设出点P 坐标为00(,)x y ，然后依次求解．20．已知函数()ln f x x bx c =++，2()2g x kx =+，()f x 在1x =处取得极大值1. （1）求b 和c 的值；（2）当[1,)x ∈+∞时，曲线()y f x =在曲线()y g x =的上方，求实数k 的取值范围. （3）设1k =，证明：存在两条与曲线()y f x =和()y g x =都相切的直线. 【答案】（1）1b =-，2c =；（2）(,1)-∞-；（3）证明见解析.【分析】（1）求得导函数()'f x ，由()01f '=及(1)1f =求解；（2）由()()0f x g x ->>在[1,)+∞上恒成立，用分离参数法转化为求函数最值； （3）假设存在与曲线()y f x =和曲线()y g x =都相切的直线l ，设切点坐标分别为111(,ln 2)x x x -+，222(,2)x x +，由导数的几何意义求得12,x x ，首先求得12,x x 的关系，消元得出关于1x 的方程，引入新函数，证明新函数有两个零点即可证． 【详解】解：（1）1()f x b x=+'.由已知(1)10f b '=+=，(1)1f b c =+=， 解得1b =-，2c =.经检验，满足题意. 所以1b =-，2c =.（2）()ln 2f x x x =-+，2()2g x kx =+.2()()ln f x g x x x kx -=--. 依题意2ln 0x x kx -->对任意的[1,)x ∈+∞恒成立.所以2ln x xk x -<对任意的[1,)x ∈+∞恒成立. 令2ln ()x xF x x -=，[1,)x ∈+∞，224431(1)2(ln )2ln 2ln 1()x x x x x x x x x x x F x x x x ----+-+'===， 令()2ln 1=-+h x x x ，1≥x ， 所以22()1x h x x x-'=-=，令()0h x '=，所以2x =. 因为当(1,2)x ∈时，()0h x '<，()h x 单调递减； 当(2,)x ∈+∞时，()0h x '>，()h x 单调递增.当2x =时，函数()h x 的最小值为32ln 2-，且32ln20->. 所以()0h x >，即()0F x '>.()F x 在[1,)+∞上单调递增， 所以min ()(1)1F x F ==-，所以1k <-，故实数k 的取值范围为(,1)-∞-.（3）假设存在与曲线()y f x =和曲线()y g x =都相切的直线l ，设切点坐标分别为111(,ln 2)x x x -+，222(,2)x x +. 因为111()1f x x '=-，所以l 的方程为111(1)ln 1y x x x =-++. 因为22()2g x x '=，所以l 的方程为22222y x x x =-+. 所以21212112ln 12x x x x ⎧-=⎪⎨⎪+=-+⎩，消去2x 得1211113ln 0244x x x +--=.……①. 令2113()ln 244t x x x x =+--，0x >， 所以2323311121(1)(21)()2222x x x x t x x x x x x +-+-'=-+==，所以，在区间1(0,)2上，()0t x '<，()t x 是减函数；在区间1(,)2+∞上，()0t x '>，()t x 是增函数.所以，当12x =时，函数()t x 的最小值为3ln 204--<.又因为2113(e)102e 44e t =+-->， 4222221e e 37e e 115e 11()2042442444et =-+-->--=->，所以函数()t x 在(0,)+∞上有两个零点，即方程①有两个不等的正实根， 由方程21112x x -=可得2x 有两个不同的值， 所以21212112ln 12x x x x ⎧-=⎪⎨⎪+=-+⎩，有两组不同的解，直线l 有两条，所以存在两条与曲线()y f x =和()y g x =都相切的直线.【点睛】关键点点睛：本题考查用导数求极值，考查导数的几何意义，用导数求函数的最值．解题关键在于对问题进行转化，不等式恒成立问题转化为求函数的最值，公切线问题，转化为函数有两个零点．这些又都可以利用导数研究函数的性质得到证明． 21．设A 是正整数集的一个非空子集，如果对于任意x A ∈，都有1x A -∈或1x A +∈，则称A 为自邻集.记集合{}1,2,,n A n =(2,)n n N ≥∈的所有子集中的自邻集的个数为n a .（1）直接写出4A 的所有自邻集；（2）若n 为偶数且6n ≥，求证：n A 的所有含5个元素的子集中，自邻集的个数是偶数；（3）若4n ≥，求证：12n n a a -≤.【答案】（1）{1,2,3,4}，{1,2,3}，{2,3,4}，{1,2}，{2,3}，{3,4}；（2）证明见解析；（3）证明见解析.【分析】（1）每个自邻集中至少有两个元素，然后按相邻元素规则确定；（2）利用配对原则证明，对于集合n A 的含有5个元素的自邻集12345{,,,,}B x x x x x =， 不妨设，构造集合54321{1,1,1,1,1}C n x n x n x n x n x =+-+-+-+-+-，它们是不相等的集合，也是5个元素的自邻集，这样可得证结论；（3）记自邻集中最大元素为k 的自邻集的个数为k b ，2,3,4,,k n =.当4n ≥时，1231n n a b b b --=+++，231n n n a b b b b -=++++，得1n n n a a b -=+.下面只要证明1n n b a -≤即可，对自邻集进行分类确定自邻集的个数：①含有2,1,n n n --这三个元素，②含有,1n n -两个元素，不含有2n -这个元素，且不只有1n -，n 两个元素.③只含有,1n n -这两个元素，可得n b 与1n a -的关系，完成证明． 【详解】解：（1）.4A 的子集中的自邻集有：{1,2,3,4}，{1,2,3}，{2,3,4}，{1,2}，{2,3}，{3,4}.（2）.对于集合n A 的含有5个元素的自邻集12345{,,,,}B x x x x x =， 不妨设12345x x x x x <<<<.因为对于任意i x B ∈，都有1i x B -∈或1i x B +∈，1,2,3,4,5i =. 所以211x x =+，451x x =-，321x x =+或341x x =-. 对于集合54321{1,1,1,1,1}C n x n x n x n x n x =+-+-+-+-+-， 因为123451x x x x x n <<<<≤≤，所以11i n x n +-≤≤，1,2,3,4,5i =. 且5432111111n x n x n x n x n x +-<+-<+-<+-<+-. 所以n C A ⊆.因为121x x +=，541x x -=，321x x =+或341x x =-. 所以211(1)1n x n x +-=+--，451(1)1n x n x +-=+-+， 341(1)1n x n x +-=+-+或321(1)1n x n x +-=+--.所以，对于任意1i n x C +-∈，都有(1)1i n x C +-+∈或(1)1i n x C +--∈，1,2,3,4,5i =.所以集合C 也是自邻集.因为当n 为偶数时，331x n x ≠+-， 所以B C ≠.所以，对于集合n A 任意一个含有5个元素的自邻集，在上述对应方法下会存在一个不同的含有5个元素的自邻集与其对应.所以，n A 的含有5个元素的自邻集的个数为偶数.（3）记自邻集中最大元素为k 的自邻集的个数为k b ，2,3,4,,k n =.当4n ≥时，1231n n a b b b --=+++，231n n n a b b b b -=++++. 显然1n n n a a b -=+.下面证明1n n b a -≤.①自邻集中含2n -，1n -，n 这三个元素.记去掉这个自邻集中的元素n 后的集合为D ，因为2,1n n D --∈，所以D 仍然是自邻集，且集合D 中的最大元素是1n -，所以含2,1,n n n --这三个 元素的自邻集的个数为1n b -.②自邻集中含有1n -，n 这两个元素，不含2n -，且不只有1n -，n 两个 元素.记自邻集中除n ，1n -之外的最大元素为m ，则23m n -≤≤.每个自邻集去掉1n -，n 这两个元素后，仍然为自邻集，此时的自邻集的最大元素为m ，可将此时的自邻集分为4n -类：含最大数为2的集合个数为2b .含最大数为3的集合个数为3b .含最大数为3n -的集合个数为3n b -.则这样的集合共有233n b b b -+++个. ③自邻集只含1n -，n 两个元素，这样的自邻集只有1个.综上可得23311n n n b b b b b --=+++++ 23312n n n b b b b b ---+++++≤1n a -=.所以1n n b a -≤，所以当4n ≥时，12n n a a -≤.【点睛】关键点点睛：本题考查集合的新定义，解题关键是理解新定义，并能利用新定义求解．特别是对新定义自邻集的个数的记数：记自邻集中最大元素为k 的自邻集的个数为k b ，2,3,4,,k n .然后求得n a 与n b 的关系．．。
届北京市西城区高三理科数学二模试题及答案
西城区高三模拟测试数学（理科）第Ⅰ卷（选择题 共40分）一、 选择题：本大题共8小题，每小题5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．1．若集合{|01}A x x =<<，2{|20}B x x x =-<，则下列结论中正确的是 （A ）A B =∅I （B ）A B =R U （C ）A B ⊆（D ）B A ⊆2．若复数z 满足(1i)1z -⋅=，则z = （A ）1i 22+ （B ）1i22-+（C ）1i22--（D ）1i 22-3．下列函数中，既是偶函数又在区间(0,1)上单调递减的是 （A ）1y x=（B ）2y x = （C ）||2x y = （D ）cos y x =4．某正四棱锥的正（主）视图和俯视图如图所示，该正四棱锥的侧面积是 （A ）12（B ）（C ）（D ）5．向量,,a b c 在正方形网格中的位置如图所示．若向量λ+a b 与c共线，则实数λ= （A ）2-（B ）1-（C ）1（D ）26．已知点(0,0)A ，(2,0)B ．若椭圆22:12x y W m +=上存在点C ，使得△ABC 为等边三角形，则椭圆W 的离心率是（A ）12（B （C （D7．函数()f x a ．则“0a ≥”是“0[1,1]x ∃∈-，使0()0f x ≥”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8．在直角坐标系xOy 中，对于点(,)x y ，定义变换σ：将点(,)x y变换为点(,)a b ，使得tan ,tan ,x a y b =⎧⎨=⎩ 其中ππ,(,)22a b ∈-．这样变换σ就将坐标系xOy 内的曲线变换为坐标系aOb 内的曲线． 则四个函数12(0)y x x =>，22(0)y x x =>，3e (0)x y x =>， 4ln (1)y x x =>在坐标系xOy 内的图象，变换为坐标系aOb 内的四条曲线（如图）依次是 （A ）②，③，①，④ （B ）③，②，④，① （C ）②，③，④，① （D ）③，②，①，④第Ⅱ卷（非选择题 共110分）二、填空题：本大题共6小题，每小题5分，共30分．9．已知圆C 的参数方程为2cos ,sin x y θθ=+⎧⎨=⎩（θ为参数），则圆C 的面积为____；圆心C 到直线:340l x y -=的距离为____．10．241()x x +的展开式中2x 的系数是____．11．在△ABC 中，3a =，2b =，π3A ∠=，则cos2B =____．12．设等差数列{}n a 的前n 项和为n S ．若11a =，23S S >，则数列{}n a 的通项公式可以是____．13．设不等式组 1,3,25x x y x y ⎧⎪+⎨⎪+⎩≥≥≤ 表示的平面区域为D ．若直线0ax y -=上存在区域D 上的点，则实数a 的取值范围是____．14．地铁某换乘站设有编号为 A ，B ，C ，D ，E 的五个安全出口．若同时开放其中的两个安全出口，疏散1000名乘客所需的时间如下：则疏散乘客最快的一个安全出口的编号是____．三、解答题：本大题共6小题，共80分．解答应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤． 15．（本小题满分13分）已知函数()(1tan )sin 2f x x x =+⋅． （Ⅰ）求()f x 的定义域；（Ⅱ）若(0,π)α∈，且()2f α=，求α的值．16．（本小题满分14分）如图，梯形ABCD 所在的平面与等腰梯形ABEF 所在的平面互相垂直，////AB CD EF ，AB AD ⊥．2CD DA AF FE ====，4AB =．（Ⅰ）求证：//DF 平面BCE ； （Ⅱ）求二面角C BF A --的余弦值；（Ⅲ）线段CE 上是否存在点G ，使得AG ⊥平面BCF ？请说明理由．17．（本小题满分13分）在某地区，某项职业的从业者共约万人，其中约万人患有某种职业病．为了解这种职业病与某项身体指标（检测值为不超过6的正整数）间的关系，依据是否患有职业病，使用分层抽样的方法随机抽取了100名从业者，记录他们该项身体指标的检测值，整理得到如下统计图：（Ⅰ）求样本中患病者的人数和图中a ，b 的值；（Ⅱ）在该指标检测值为4的样本中随机选取2人，求这2人中有患病者的概率；（III ）某研究机构提出，可以选取常数*00.5()X n n =+∈N ，若一名从业者该项身体指标检测值大于0X ，则判断其患有这种职业病；若检测值小于0X ，则判断其未患有这种职业病．从样本中随机选择一名从业者，按照这种方式判断其是否患有职业病．写出使得判断错误的概率最小的0X 的值及相应的概率（只需写出结论）．18．（本小题满分14分）已知直线:1l y kx =+与抛物线2:4C y x =相切于点P ． （Ⅰ）求直线l 的方程及点P 的坐标；（Ⅱ）设Q 在抛物线C 上，A 为PQ 的中点．过A 作y 轴的垂线，分别交抛物线C 和直线l 于M ，N ．记△PMN 的面积为1S ，△QAM 的面积为2S ，证明：12S S =．19．（本小题满分13分）已知函数ln ()xf x ax x=-，曲线()y f x =在1x =处的切线经过点(2,1)-． （Ⅰ）求实数a 的值；（Ⅱ）设1b >，求()f x 在区间1[,]b b 上的最大值和最小值．20．（本小题满分13分）数列n A ：12,,,(2)n a a a n L ≥的各项均为整数，满足：1(1,2,,)i a i n -=L ≥，且123123122220n n n n n a a a a a ----⋅+⋅+⋅++⋅+=L ，其中10a ≠．（Ⅰ）若3n =，写出所有满足条件的数列3A ； （Ⅱ）求1a 的值；（Ⅲ）证明：120n a a a +++>L ．西城区高三模拟测试数学（理科）参考答案及评分标准一、选择题：本大题共8小题，每小题5分，共40分.1．C 2．A 3．D 4．B 5．D 6．C 7．A 8．A二、填空题：本大题共6小题，每小题5分，共30分. 9．π，65 10．611．13 12．2n -+（答案不唯一） 13．1[,3]214．D注：第9题第一空3分，第二空2分.三、解答题：本大题共6小题，共80分. 其他正确解答过程，请参照评分标准给分. 15．（本小题满分13分）解：（Ⅰ）因为函数tan y x =的定义域是π{|π,}2x x k k ∈≠+∈R Z ，所以()f x 的定义域为π{|π,}2x x k k ∈≠+∈R Z ． ……………… 4分（Ⅱ）()(1tan )sin 2f x x x =+⋅sin (1)sin 2cos xxx =+⋅……………… 5分 2sin 22sin x x =+ ……………… 6分sin2cos21x x =-+ ……………… 7分π)14x -+．……………… 8分由()2f α=，得πsin(2)4α-=． ……………… 9分因为 0πα<<，所以ππ7π2444α-<-<， ………………10分 所以 ππ244α-=，或π3π244α-=． ………………11分 解得 π4α=，或π2α=（舍去）． ………………13分16．（本小题满分14分）解：（Ⅰ）因为 //CD EF ，且CD EF =， 所以 四边形CDFE 为平行四边形，所以 //DF CE ． …… 2分因为 DF ⊄平面BCE ，…… 3分所以 //DF 平面BCE ．…… 4分 （Ⅱ）在平面ABEF 内，过A 作Az AB ⊥．因为 平面ABCD ⊥平面ABEF ，平面ABCD I 平面ABEF AB =， 又 Az ⊂平面ABEF ，Az AB ⊥， 所以 Az ⊥平面ABCD ，所以 AD AB ⊥，AD Az ⊥，Az AB ⊥．如图建立空间直角坐标系A xyz -． ……………… 5分 由题意得，(0,0,0)A ，(0,4,0)B ，(2,2,0)C，E，F ． 所以 (2,2,0)BC −−→=-，(0,BF −−→=-． 设平面BCF 的法向量为(,,)x y z =n ，则 0,0,BC BF −−→−−→⎧⋅=⎪⎨⎪⋅=⎩n n即220,30.x y y -=⎧⎪⎨-+=⎪⎩令1y =，则1x =，z=n ． ……………… 7分 平面ABF 的一个法向量为 (1,0,0)=v ， ……………… 8分 则cos ,||||⋅〈〉==n v n v n v ． 所以 二面角C BF A --． ………………10分 （Ⅲ）线段CE 上不存在点G ，使得AG ⊥平面BCF ，理由如下： ………………11分解法一：设平面ACE 的法向量为111(,,)x y z =m ，则 0,0,AC AE −−→−−→⎧⋅=⎪⎨⎪⋅=⎩m m即1111220,30.x y y +=⎧⎪⎨+=⎪⎩令11y =，则11x =-，1z =(1,1,=-m ． ………………13分因为 0⋅≠m n ，所以 平面ACE 与平面BCF 不可能垂直，从而线段CE 上不存在点G ，使得AG ⊥平面BCF ． ………………14分 解法二：线段CE 上不存在点G ，使得AG ⊥平面BCF ，理由如下： …………11分 假设线段CE 上存在点G ，使得AG ⊥平面BCF ， 设 CG CE λ−−→−−→=，其中[0,1]λ∈．设 222(,,)G x y z，则有222(2,2,)(2,)x y z λλ--=-， 所以 222x λ=-，22y λ=+，2z =，从而(22,2,)G λλ-+，所以(22,2)AG λλ−−→=-+． ………………13分 因为 AG ⊥平面BCF ，所以 //AG n ． 所以有22211λλ-+==， 因为 上述方程组无解，所以假设不成立．所以 线段CE 上不存在点G ，使得AG ⊥平面BCF ． ………………14分17．（本小题满分13分）解：（Ⅰ）根据分层抽样原则，容量为100的样本中，患病者的人数为 3.4100408.5⨯=人．… 2分 10.100.350.250.150.100.05a =-----=，10.100.200.300.40b =---=． ……………… 4分（Ⅱ）指标检测数据为4的样本中，有患病者400.208⨯=人，未患病者600.159⨯=人． ……………… 6分 设事件A 为“从中随机选择2人，其中有患病者”．则 29217C 9(A)C 34P ==， ……………… 8分所以 25(A)1(A)34P P =-=． ……………… 9分 （Ⅲ）使得判断错误的概率最小的0 4.5X =． ………………11分当0 4.5X =时，判断错误的概率为21100． ………………13分18．（本小题满分14分）解：（Ⅰ）由 21,4y kx y x=+⎧⎪⎨=⎪⎩ 得 22(24)10k x k x +-+=． ① ……………… 2分依题意，有0k ≠，且22(24)40k k ∆=--=．解得 1k =． ……………… 3分所以直线l 的方程为1y x =+． ……………… 4分 将 1k = 代入①，解得 1x =，所以点P 的坐标为(1,2)． ……………… 5分 （Ⅱ）设 (,)Q m n ， 则 24n m =，所以 12(,)22m n A ++． ……………… 7分 依题意，将直线 22n y +=分别代入抛物线C 与直线l ， 得 2(2)2(,)162n n M ++，2(,)22n n N +． ……………… 8分因为 22(2)444441||16216164n n n n m n m n MN +-+-+-+=-===， ……… 10分 221(2)(88)(44)||21616m n m n n AM +++-++=-=(88)(444)1164m m n m n +-++-+==， ………………12分所以 ||||AM MN =． ………………13分 又 A 为PQ 中点，所以P Q ，两点到直线AN 的距离相等，所以 12S S =． ………………14分19．（本小题满分13分）解：（Ⅰ）()f x 的导函数为221ln ()x ax f x x --'=， ……………… 2分所以(1)1f a '=-． 依题意，有 (1)(1)112f a --=--，即1112a a -+=--， ……………… 4分 解得 1a =． ……………… 5分（Ⅱ）由（Ⅰ）得221ln ()x xf x x --'=．当0<<1x 时，210x ->，ln 0x ->，所以()0f x '>，故()f x 单调递增；当>1x 时，210x -<，ln 0x -<，所以()0f x '<，故()f x 单调递减．所以 ()f x 在区间(0,1)上单调递增，在区间(1,)+∞上单调递减． ……………… 8分因为 101b b<<<， 所以 ()f x 最大值为(1)1f =-． ……………… 9分 设 111()()()()ln h b f b f b b b b b b =-=+-+，其中1b >． ………………10分则 21()(1)ln 0h b b b'=->，故 ()h b 在区间(1,)+∞上单调递增． ………………11分所以 ()(1)0h b h >=， 即 1()()f b f b>， ………………12分故 ()f x 最小值为11()ln f b b b b=--． ………………13分20．（本小题满分13分）解：（Ⅰ）满足条件的数列3A 为：1,1,6--；1,0,4-；1,1,2-；1,2,0-． ……………… 3分 （Ⅱ）11a =-． ……………… 4分否则，假设11a ≠-，因为10a ≠，所以11a ≥．又23,,,1n a a a -L ≥，因此有 12312312222n n n n n a a a a a ----⋅+⋅+⋅++⋅+L1232(1)2(1)2(1)2(1)n n n ---+-⋅+-⋅++-⋅+-L ≥123222211n n n ---=-----=L ，这与123123122220n n n n n a a a a a ----⋅+⋅+⋅++⋅+=L 矛盾！所以11a =-． ……………… 8分 （Ⅲ）先证明如下结论：{1,2,,1}k n ∀∈-L ，必有12122220n n n k k a a a ---⋅+⋅++⋅L ≤.否则，令 12122220n n n k k a a a ---⋅+⋅++⋅>L ，注意左式是2n k -的整数倍，因此 12122222n n n k n k k a a a ----⋅+⋅++⋅L ≥． 所以有：12312312222n n n n n a a a a a ----⋅+⋅+⋅++⋅+L 122(1)2(1)2(1)2(1)n k n k n k -----+-⋅+-⋅++-⋅+-L ≥ 1222221n k n k n k -----=-----L 1=，这与123123122220n n n n n a a a a a ----⋅+⋅+⋅++⋅+=L 矛盾！ 所以 12122220n n n k k a a a ---⋅+⋅++⋅L ≤． ………………10分 因此有：112123121212312210,20,420,2220,2220.k k k k n n n n a a a a a a a a a a a a a a -------<⋅+⋅+⋅+⋅+⋅++⋅+⋅+⋅++⋅+LL LL ≤≤≤≤ 将上述1n -个不等式相加得 12121(21)(21)(21)0n n n a a a ---⋅-+⋅-++⋅-<L ， ① 又 123123122220n n n n n a a a a a ----⋅+⋅+⋅++⋅+=L ， ②两式相减即得 120n a a a +++>L ． ………………13分。
2024北京西城区高三二模数学试题及答案
2024北京西城高三二模数 学2024.5本试卷共 6 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 40 分）一、选择题共10小题，每小题4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。
（1）在复平面内，复数z 对应的点的坐标是,1)-，则⋅=z z （A ）1（B ）2（C ）3（D ）4（2）已知向量,a b 满足(4,3)=a ，2(10,5)-=-a b ，则（A ）0+=a b （B ）0=⋅a b （C ）||||>a b （D ）//a b（3）已知集合{}1,0,1=-A ，{|}>=x x c B ．若{}0,1=A B I ，则c 的最小值是（A ）1（B ）0（C ）1-（D ）2-（4）设443243210(21)-=++++x a x a x a x a x a ，则1234+++=a a a a （A ）1-（B ）0（C ）1（D ）2（5）已知,R R ∈∈a b ．则“1>ab ”是“222+>a b ”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（6）已知双曲线22:1+=C mx ny 的焦点在y 轴上，且C 的离心率为2，则（A ）30-=m n （B ）30-=m n （C ）30+=m n （D ）30+=m n （7）将函数()tan =f x x 的图象向右平移1个单位长度，所得图象再关于y 轴对称，得到函数()g x 的图象，则()=g x （A ）1tan -x （B ）1tan --x （C ）tan (1)--x （D ）tan (1)-+x （8）楔体形构件在建筑工程上有广泛的应用．如图，某楔体形构件可视为一个五面体ABCDEF ，其中面ABCD 为正方形．若6cm =AB ，3cm =EF ，且EF 与面ABCD 的距离为2cm ，则该楔体形构件的体积为（A ）318cm （B ）324cm （C ）330cm （D ）348cm （9）已知{}n a 是无穷等比数列，其前n 项和为n S ，1233,2==a S ．若对任意正整数n ，都有(1)0--⋅>n n S A ，则A 的取值范围是（A ）(3,1)-（B ）[2,1)-（C ）3(3,)2-（D ）3[2,)2-（10）一组学生站成一排．若任意相邻的3人中都至少有2名男生，且任意相邻的5人中都至多有3名男生，则这组学生人数的最大值是（A ）5（B ）6（C ）7（D ）8第二部分（非选择题 共 110 分）二、填空题共5小题，每小题5分，共25分。
高考西城二模数学试卷答案
一、选择题（本大题共12小题，每小题5分，共60分）1. 答案：B解析：由题意可知，等差数列的前三项为a-3d, a, a+3d，且a+3d=2a-d，解得d=a。
代入a-3d+a+a+3d=3a，得a=0，故选B。
2. 答案：A解析：由题意可知，函数f(x)在x=0处连续，且f(0)=0。
又因为f(x)在x=0处可导，所以f'(0)存在。
由导数的定义可知，f'(0)=lim(x→0) [f(x)-f(0)]/x=0，故选A。
3. 答案：D解析：由题意可知，直线l的斜率为k，则l的方程为y=kx+b。
由直线l过点(1,2)和(2,4)，可得方程组：$$\begin{cases}2=k+b \\4=2k+b\end{cases}$$解得k=2，b=0，故直线l的方程为y=2x，即x=0。
故选D。
4. 答案：C解析：由题意可知，函数f(x)在x=0处可导，且f'(0)=0。
又因为f(x)在x=0处连续，所以f(x)在x=0处取得极值。
由于f'(x)在x=0的左侧为正，右侧为负，故f(x)在x=0处取得极大值。
故选C。
5. 答案：B解析：由题意可知，圆C的方程为(x-1)^2+(y+2)^2=4。
点P到圆C的距离等于圆的半径，即|OP|=2。
设OP与圆C的交点为A，则OA=√(2^2-1^2)=√3。
故选B。
6. 答案：D连续，所以f(x)在x=0处取得极值。
由于f'(x)在x=0的左侧为负，右侧为正，故f(x)在x=0处取得极小值。
故选D。
7. 答案：A解析：由题意可知，函数f(x)在x=0处可导，且f'(0)=0。
又因为f(x)在x=0处连续，所以f(x)在x=0处取得极值。
由于f'(x)在x=0的左侧为正，右侧为负，故f(x)在x=0处取得极大值。
故选A。
8. 答案：C解析：由题意可知，函数f(x)在x=0处可导，且f'(0)=0。
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2016 年北京市西城区中考年级二模试卷数学一、选择题（本题共30分，每小题3 分）下列各题均有四个选项，其中只有一个是符合题意的．1．调查显示，2016 年“两会”期间，通过手机等移动端设备对“两会”相关话题的浏览量高达115 000 000次．将115 000 000 用科学记数法表示应为（）A． 1.15×10 9B．11.5×10 7C．1.15×10 8 D． 1.15 82．“瓦当”是中国古代用以装饰美化建筑物檐头的建筑附件，其图案各式各样，属于中国特有的文化艺术遗产．下列“瓦当”的图案中，是轴对称图形的为（）3．下列各式中计算正确的是（）4．有一个可以自由转动且质地均匀的转盘，被分成6 个大小相同的扇形．在转盘的适当地方涂上灰色，未涂色部分为白色．为了使转动的转盘停止时，指针指向灰色的概率为23，则下列各图中涂色方案正确的是（）5．利用复印机的缩放功能，将原图中边长为5cm 的一个等边三角形放大成边长为20cm 的等边三角形，则放大前后的两个三角形的面积比为（）A．1:2 B．1:4 C．1:8 D．1:166．如图，AB 是⊙O 的一条弦，直径CD⊥AB 于点E．若AB=24，OE=5，则⊙O 的半径为（）A．15 B．13 C．12 D．107．如图，在一次定向越野活动中，“超越”小组准备从目前所在的A 处前往相距2km 的B 处，则相对于A 处来说，B 处的位置是（）A．南偏西50°，2kmB．南偏东50°，2kmC．北偏西40°，2kmD．北偏东40°，2km8．教材中“整式的加减”一章的知识结构如图所示，则A 和B 分别代表的是（）A．分式，因式分解B．二次根式，合并同类项C．多项式，因式分解D．多项式，合并同类项9．某商店在节日期间开展优惠促销活动：购买原价超过 200 元的商品，超．过．200 元的部分可以享受打折优惠．若购买商品的实际付款金额y（单位：元）与商品原价x（单位：元）的函数关系的图象如图所示，则超过200 元的部分可以享受的优惠是（）A．打八折 B．打七折 C．打六折 D．打五折10．一组管道如右上图1 所示，其中四边形ABCD 是矩形，O 是AC 的中点，管道由AB ，BC ，CD ，DA ，OA ，OB ，OC ，OD 组成，在BC 的中点M 处放置了一台定位仪器．一个机器人在管道内匀速行进，对管道进行检测．设机器人行进的时间为x ，机器人与定位仪器之间的距离为y ，表示y 与x 的函数关系的图象大致如图2 所示，则机器人的行进路线可能为（ ） A ．A →O →D B ．B →O →D C ．A →B →O D ．A →D →O 二、填空题（本题共18 分，每小题3 分） 11．若|2|3x y ++-＝0 ,则xy 的值为 ．12．一个扇形的半径长为5，且圆心角为72°，则此扇形的弧长为 ．13．有一张直角三角形纸片，记作△ABC ，其中∠B ＝90° .按如图方式剪去它的一个角（虚线部分），在剩下的四边形 ADEC 中，若∠1＝165°，则∠2的度数为 °.14．某班级进行了一次诗歌朗诵比赛，甲、乙两组学生的成绩如下表所示（满分10 分）：你认为哪一组的成绩更好一些？并说明理由.答： 组（填“甲”或“乙”），理由是 .15．有一列有序数对：（1，2），（4，5），（9，10），（16，17），......，按此规律，第5对有序数对为 ；若在平面直角坐标系xOy 中，以这些有序数对为坐标的点都在同一条直线上，则这条直线的表达式为 .16．在平面直角坐标系xOy 中，点A 的坐标为（1，0），P 是第一象限内任意一点，连接PO ，PA ，若∠POA ＝m °，∠PAO ＝n °，则我们把（m°，n°）叫做点P 的“双角坐标”.例如，点（1，1）的“双角坐标”为（45°，90°）. （1）点， 的“双角坐标”为 ； （2）若点P 到x 轴的距离为12，则m +n 的最小值为 ． 三、解答题（本题共72 分，第17—26 题，每小题5 分，第27 题7 分，第28 题7 分，第29 题8 分）17．计算：3(9)(2)|25|2sin 30--+-+-+︒.18．如图，在△ABC 中，D 是 AB 边上一点，且DC=DB .点 E 在 CD 的延长线上，且∠EBC ＝∠ACB . 求证：AC=EB19．先化简，再求值：，其中x ＝2－1．20．如图，在□ABCD 中，对角线AC ，BD 相交于点O ，AB =5，AC =6，BD =8． （1）求证：四边形ABCD 是菱形； （2）过点A 作AH ⊥BC 于点H ，求AH 的长．21．已知关于x 的方程224490x mx m -+-=．（1）求证：此方程有两个不相等的实数根；（2）设此方程的两个根分别为12,x x ，其中12x x <．若1221x x =+，求 m 的值． 22．列方程或方程组解应用题：为祝贺北京成功获得2022 年冬奥会主办权，某工艺品厂准备生产纪念北京申办冬奥会成功的“纪念章”和“冬奥印”．生产一枚“纪念章”需要用甲种原料4 盒，乙种原料3 盒；生产一枚“冬奥印”需要用甲种原料5 盒，乙种原料10 盒．该厂购进甲、乙两种原料分别为20000 盒和30000 盒，如果将所购进原料正好全部都用完，那么能生产“纪念章”和“冬奥印”各多少枚？23．在平面直角坐标系xOy 中，反比例函数1ky x=的图象与一次函数y 2＝ax ＋b 的图象交于点A （1，3）和B （－3，m ）． （1）求反比例函数1ky x=和一次函数y 2＝ax ＋b 的表达式； （2）点C 是坐标平面内一点，BC ∥x 轴，AD ⊥BC 交直线BC 于点D ，连接AC ．若AC = 5CD ， 求点C 的坐标．24．如图，四边形ABCD 内接于⊙O ，点E 在CB 的延长线上，连接AC ，AE ，∠ACD =∠BAE =45° （1）求证：AE 是⊙O 的切线；（2）若 AB=AD ，AC = 22，tan ∠ADC ＝3，求 CD 的长．25．阅读下列材料：根据联合国《人口老龄化及其社会经济后果》中提到的标准，当一个国家或地区65 岁及以上老年人口数量占总人口比例超过7%时，意味着这个国家或地区进入老龄化．从经济角度，一般可用“老年人口抚养比”来反映人口老龄化社会的后果．所谓“老年人口抚养比”是指某范围人口中，老年人口数（65 岁及以上人口数）与劳动年龄人口数（15—64 岁人口数）之比，通常用百分比表示，用以表明每100 名劳动年龄人口要负担多少名老年人．以下是根据我国近几年的人口相关数据制作的统计图和统计表．2011—2014 年全国人口年龄分布图2011—2014 年全国人口年龄分布表根据以上材料解答下列问题：（1）2011 年末，我国总人口约为亿，全国人口年龄分布表中m 的值为；（2）若按目前我国的人口自然增长率推测，到2027 年末我国约有14.60 亿人。
假设0—14 岁人口占总人口的百分比一直稳定在16.5%，15—64 岁人口一直稳定在10 亿，那么2027 年末我国0—14 岁人口约为亿，“老年人口抚养比”约为；（精确到1%）（3）2016 年1 月1 日起我国开始实施“全面二胎”政策，一对夫妻可生育两个孩子，在未来10 年内，假设出生率显著提高，这 （填“会”或“不会”）对我国的“老年人口抚养比”产生影响．26．【探究函数9y x x=+的图像与性质】 （1）函数9y x x=+的自变量x 的取值范围是 ； （2）下列四个函数图像中，函数9y x x=+的图像大致是 ；（3）对于函数9y x x =+，求当x ＞ 0时，y 的取值范围．.请将下面求解此问题的过程补充完整：解： ∵x ＞0 ∴9y x x=+∴y _________. 【拓展运用】（4）若函数259x x y x-+=，则y 的取值范围是 ．27．在平面直角坐标系xOy 中，抛物线C 1 : y 1 = ax 2- 4ax - 4的顶点在x 轴上，直线l : y 2 = －x + 5与x 轴交于点A .（1）求抛物线C 1 : y 1 = ax 2 - 4ax - 4的表达式及其顶点坐标；（2）点B 是线段OA 上的一个动点，且点B 的坐标为(t ,0).过点B 作直线BD ⊥x 轴交直线l 于点D ， 交抛物线C 2 : y 3 = ax 2- 4ax - 4 + t 于点E .设点D 的纵坐标为m ，点E .设点E 的纵坐标为n ， 求证：m ≥n（3）在（2）的条件下，若抛物线C 2 : y 3 = ax 2 - 4ax - 4 + t 与线段BD 有公共点，结合函数的图象， 求t 的取值范围.28．在等腰直角三角形ABC中，AB = AC，∠BAC=90°.点P为直线AB上一个动点（点P不与点A,B重合），连接PC，点D在直线BC上，且PD = PC. 过点P作PE ^ PC，点D,E在直线AC的同侧，且PE = PC，连接BE.（1）情况一：当点P在线段AB上时，图形如图1 所示；情况二：如图2，当点P在BA的延长线上，且AP < AB时，请依题意补全图2；．（2）请从问题（1）的两种情况中，任选一种情况，完成下列问题：①求证：∠ACP=∠DPB；②用等式表示线段BC,BP,BE之间的数量关系，并证明.29．在平面直角坐标系 xOy 中，对于点P (x , y )，以及两个无公共点的图形W 1和W 2，若在图形W 1和W 2上分别存在点M (x 1, y 1 )和N (x 2, y 2 )，使得P 是线段MN 的中点，则称点M 和N 被点P “关联”，并称点P 为图形W 1和W 2的一个“中位点”，此时P ,M ,N 三个点的坐标满足x ＝122x x +，y ＝122y y + （1）已知点A (0,1)，B (4,1)，C (3,-1)，D (3,-2)，连接AB ,CD .①对于线段AB 和线段CD ，若点A 和C 被点P “关联”，则点P 的坐标为 ； ②线段AB 和线段CD 的一“中位点”是Q （2,－12），求这两条线段上被点Q “关联”的两个点的坐标；（2）如图 1，已知点R (－2,0)和抛物线W 1 : y = x 2 - 2x ，对于抛物线W 1上的每一个点M ，在抛物线W 2上都存在点N ，使得点N 和M 被点R “关联”，请在图1 中画出符合条件的抛物线W 2；（3）正方形EFGH 的顶点分别是E (-4,1)，F (-4,-1)，G (-2,-1)，H (-2,1)， ⊙ T 的圆心为T (3,0)，半径为1.请在图2 中画出由正方形EFGH 和 ⊙ T 的所有“中位点”组成的图形（若涉及平面中某个区域时可以用阴影表示），并直接写出该图形的面积.。