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吉林省长春市2013届高中调研测试理科数学试题详细解析


吉林省长春市 2013 届高中毕业班第一次调研测试

理科数学试题解析
第Ⅰ (选择题,共 60 分) 卷
一、选择题(本大题包括 12 小题,每小题 5 分,共 60 分,每小题 给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的,请将正确选项填写 在答题纸上)
1. 已知集合 A ? {x | x2 ? x ? 2 ? 0} , B

? {x | y ? ln(1? | x |)} ,则 A ? (?R B) ? A. (1, 2) C. (?1,1) 2. B. [1, 2) D. (1, 2]
开始 输入 a,b,c

已知复数 z ? 1 ? ai (a ?R) ( i 是虚数单位) ,

x?a
b ? x?

是 否 是

z 3 4 ? ? ? i ,则 a ? z 5 5 A. 2 B. ?2 1 C. ?2 D. ? 2
3. 如图的程序框图,如果输入三个实数 a,b,c,要求输出 这三个数中最大的数, 那么在空白的判断框中, 应该填入 下面四个选项中的 A. c ? x ? B. x ? c ? C. c ? b ? D. b ? c ? 一个几何体的三视图如图所示,则这个几何体的 体积为

x?b

x?c

输出 x 结束

4.

3

(8 ? ? ) 3 A. 6 (6 ? ? ) 3 C. 6
?1 ? 1

(8 ? 2? ) 3 B. 6 (9 ? 2? ) 3 D. 6
?1 1

1

正视图

2

2 侧视图

俯视图

5. 6. 7.

设a ?

?

?0

A. a ? b ? c B. b ? a ? c C. a ? c ? b D. b ? c ? a 在正项等比数列 {an } 中,已知 a1a2 a3 ? 4 , a4 a5a6 ? 12 , an?1an an?1 ? 324 ,则 n ? A. 11
?

x 3 dx , b ? 1 ? ? x 2 dx , c ? ? x3dx ,则 a 、 b 、 c 的大小关系为
?0

?1

?0

B. 12

C. 13

D. 14

直线 l1 与 l2 相交于点 A ,动点 B 、C 分别在直线 l1 与 l2 上且异于点 A ,若 AB 与 AC 的 夹角为 60 , BC ? 2 3 ,则 ?ABC 的外接圆的面积为 A. 2? B. 4? C. 8? D. 12?

??? ?

??? ?

??? ?

8.

给定命题 p :函数 y ? sin(2 x ? 题 q :当 x ? k? ?

?
4

) 和函数 y ? cos(2 x ?

?
2

3? ) 的图像关于原点对称;命 4

(k ?Z) 时,函数 y ? 2(sin 2x ? cos 2x) 取得极小值. 下列说法
B. ? p ? q 是假命题 D. ? p ? q 是真命题

正确的是 A. p ? q 是假命题 C. p ? q 是真命题 9. 若两个正实数 x, y 满足 围是 A. (??, ?2] ? [4, ??) C. (?2, 4)

2 1 ? ? 1 ,并且 x ? 2 y ? m2 ? 2m 恒成立,则实数 m 的取值范 x y
B. (??, ?4] ? [2, ??) D. (?4, 2)

10. 已知直线 x ? y ? k ? 0 (k ? 0) 与圆 x2 ? y 2 ? 4 交于不同的两点 A 、 B , O 是坐标原

? 3 ??? | AB | ,那么 k 的取值范围是 3 A. ( 3, ??) B. [ 2, ??) C. [ 2, 2 2) 11. 如图,等腰梯形 ABCD 中, AB // CD 且 AB ? 2 AD , ? 设 ?DAB ? ? ,? ? (0, ) , A 、B 为焦点, 以 且过点 D 2 的双曲线的离心率为 e1 ;以 C 、 D 为焦点,且过点 A 的
点,且有 | OA ? OB |≥ 椭圆的离心率为 e2 ,则 A. 当 ? 增大时, e1 增大, e1 ? e2 为定值 B. 当 ? 增大时, e1 减小, e1 ? e2 为定值 C. 当 ? 增大时, e1 增大, e1 ? e2 增大 D. 当 ? 增大时, e1 减小, e1 ? e2 减小

??? ??? ? ?

D. [ 3, 2 2)

D

C

A

B

12. 对于非空实数集 A ,记 A* ? { y | ?x ? A, y x . 设非空实数集合 M 、 P 满足: ≥ }

M ? P ,且若 x ? 1 ,则 x ? P . 现给出以下命题: ① 对于任意给定符合题设条件的集合 M 、 P ,必有 P* ? M * ; ② 对于任意给定符合题设条件的集合 M 、 P ,必有 M * ? P ? ? ; ③ 对于任意给定符合题设条件的集合 M 、 P ,必有 M ? P* ? ? ; ④ 对于任意给定符合题设条件的集合 M 、 P ,必存在常数 a ,使得对任意的 b ? M * , 恒有 a ? b ? P* ,其中正确的命题是
A. ① ③ B. ③ ④ C. ① ④ D. ② ③

第Ⅱ (非选择题,共 90 分) 卷
二、填空题(本大题包括 4 小题,每小题 5 分,共 20 分,把正确答案 填在答题纸中的横线上).
?1 ? 2 ≤ x ≤1 y ?1 13. 若实数 x, y 满足 ? y ≥ ? x ? 1 ,则 的取值范围是____________. ? x ? y ≤ x ?1 ? ?
2 2 14. ?ABC 中, a 、 b 、 c 分别是角 A 、 B 、 C 的对边,若 a ? c ? 2b ,且 sin B ? 6 cos A ? sin C ,则 b 的值为____________.

15. 若一个正四面体的表面积为 S1 ,其内切球的表面积为 S2 ,则

S1 ? ____________. S2

16. 定义在 R 上的函数 f ( x ) 满足 f (x) ? f (x ?5) ?16 ,当 x ? (?1,4] 时, f (x) ? x 2 ?2 x , 则函数 f ( x ) 在 [0, 2013] 上的零点个数是____________.

三、解答题(本大题包括 6 小题,共 70 分,解答应写出文字说明, 证明过程或演算步骤).
17. (本小题满分 12 分) 函数 f ?x ? ? A sin ??x ? ? ?? A ? 0, ? ? 0,? ⑴ 求函数 y ? f ?x ? 的解析式; ⑵ 当 x ? [?? , ?

? ?

?
2

?? ?

??

??x ? R ? 的部分图像如图所示. 2?

?
6

] 时,求 f ?x ? 的取值范围. 1 an ? 1 . 2

y
1

18. (本小题满分 12 分) 数列 {an } 的前 n 项和是 Sn ,且 S n ? ⑴ 求数列 {an } 的通项公式;

O

π
6

2π 3

x

2 an 3 1 ⑵ 记 bn ? log 3 ,数列 { } 的前 n 项和为 Tn ,证明: Tn ? . 16 4 bn ? bn? 2

19. (本小题满分 12 分) 如图,在三棱柱 ABC ? A1B1C1 中,侧面 AAC1C ? 底面 ABC , AA ? AC ? AC ? 2 , 1 1 1

AB ? BC , AB ? BC , O 为 AC 中点. ⑴ 证明: AO ? 平面 ABC ; 1
⑵ 求直线 AC 与平面 A AB 所成角的正弦值; 1 1 ⑶ 在 BC1 上是否存在一点 E ,使得 OE // 平面

A1

C1

B1

A1 AB ?若存在,确定点 E 的位置;若不存在,说
明理由.
A O B C

20. (本小题满分 12 分)

y
A O

x
S B

x2 y 2 2 ? 2 ? 1(a ? b ? 0) 的离心率为 ,其左、右焦点分别为 F 、 F2 , 1 2 a b 2 ? ??? ? 7 ???? ???? 3 点 P 是坐标平面内一点,且 | OP |? , PF1 ? PF2 ? ,其中 O 为坐标原点. 4 2
已知椭圆 C: ⑴ 求椭圆 C 的方程;

1 3 存在定点 M , 使以 AB 为直径的圆恒过这个点?若存在, 求出点 M 的坐标; 若不存在,
⑵ 如图,过点 S (0, ? ) ,且斜率为 k 的动直线 l 交椭圆于 A 、 B 两点,在 y 轴上是否 请说明理由. 21. (本小题满分 12 分) 已知函数 f ( x) ? e x (ax 2 ? 2 x ? 2) , a ? R 且 a ? 0 . ⑴ 若曲线 y ? f ( x) 在点 P(2, f (2)) 处的切线垂直于 y 轴,求实数 a 的值; ⑵ 当 a ? 0 时,求函数 f (| sin x |) 的最小值; ⑶ 在⑴ 的条件下,若 y ? kx 与 y ? f ( x) 的图像存在三个交点,求 k 的取值范围. 请考生在 22、23、24 三题中任选一题做答,如果多做,则按所做的第一题记分. 22. (本小题满分 10 分)选修 4-1:几何证明选讲. 如图, 已知⊙ 和⊙ 相交于 A、 两点, 为⊙ O M B AD M ? 中点, A 的直径, 直线 BD 交⊙ 于点 C, G 为 BD O 点 连结 AG 分别交⊙ O、BD 于点 E、F,连结 CE. ⑴ 求证: AG ? EF ? CE ? GD ;
E O C B M F D

G 23. (本小题满分 10 分)选修 4-4:坐标系与参数方 程选讲. 已知曲线 C 的极坐标方程为 ? ? 4cos ? ,以极点为原点,极轴为 x 轴正半轴建立平面

GF EF 2 ? . ⑵ 求证: AG CE 2

? 3 t ?x ? 5 ? ? 2 ( t 为参数). 直角坐标系,设直线 l 的参数方程为 ? ?y ? 1 t ? ? 2 ⑴ 求曲线 C 的直角坐标方程与直线 l 的普通方程; ⑵ 设曲线 C 与直线 l 相交于 P 、 Q 两点,以 PQ 为一条边作曲线 C 的内接矩形,求该
矩形的面积. 24. (本小题满分 10 分)选修 4-5:不等式选讲. 设函数 f ( x) ? | x ?1| ? | x ? 2 | ?a . ⑴ 当 a ? 5 时,求函数 f (x) 的定义域; ⑵ 若函数 f (x) 的定义域为 R ,试求 a 的取值范围. 参考答案: 1. B 7. B 简答与提示:

2. B 8. B

3. A 9. D

4. A 10. C

5. A 11. B

6. C 12. C

2 1.B【解析】由 x ? x ? 2 ? 0 可得 ?1 ? x ? 2 ,又 y ? ln(1? | x |) 中 1? | x |? 0 ,则 1 ?| x | 即

?1 ? x ? 1 ,则 ?R B ? {x | x ≤ -1或x ≥1} ,因此 A ? (?R B) ? [1, 2) ,故选 B.
2.B【解析】由题意可知:

1 ? a2 3 1 ? ai (1 ? ai)2 1 ? 2ai ? a 2 1 ? a 2 2a 3 4 ? ? ,化 ? ? ? ? i ? ? ? i ,因此 2 2 2 2 1? a 5 1 ? ai (1 ? ai)(1 ? ai) 1? a 1? a 1? a 5 5 2a 4 2 2 2 ? 可知 a ? 0 ,仅有 a ? ?2 满足, 简得 5a ? 5 ? 3a ? 3 , a ? 4 则 a ? ?2 ,由 ? 2 1? a 5
故选 B. 3.A【解析】由于要取 a , b , c 中最大项,输出的 x 应当是 a , b , c 中的最大者,所以应 填比较 x 与 c 大小的语句 c ? x ,故选 A. 4.A 【解析】 该几何体由底半径为 1 的半圆锥与底面为边长等于 2 正方形的四棱锥组成, 且高都为 3 ,因此该几何体体积为

1 ?1 1 3? 4 3 ?8 ? ? ? 3 ? ,故选 A. V ? ? ? ? ? ?12 ? ? 3 ? ? ? 2 ? 2? ? 3 ? ? ? 3 ?2 3 6 3 6 ?
1

x 3 2 3 ? x3 ? ; 5.A【解析】 由题意可计算得 a ? ? x dx ? 0 1 2 0 2 ? ?1 3 0
1 ?

1 3

1 ? ?1 3

1

? 3 1 ? x2 1 b ? 1 ? ? x 2 dx ? 1 ? ? 0 ? 3 ? 2 ?

1

? ? 2 1 ? ? 1? ? ? 0 ? ? ; ? ? ? ?3 ? 3 ? 0?

x4 c ? ? x dx ? 0 4
1 3

1

?
0

1 ,综上 a ? b ? c ,故选 A. 4

3 3 6.C【解析】由 a1a2a3 ? 4 ? a1 q3 与 a4a5a6 ? 12 ? a1 q12 可得 q9 ? 3 ,

3 an?1 ? an ? an?1 ? a1 ? q3n?3 ? 324 ,因此 q3n?6 ? 81 ? 34 ? q36 ,所以 n ? 14 ,故选 C.

7.B【解析】由题意 ?ABC 中 ?BAC ? 60? , BC ? 2 3 ,由正弦定理可知
2 BC 2 3 ? ? 2 R ,由此 R ? 2 , S ? ? R ? 4? ,故选 B. sin A 3 2

8.B【解析】 p 命题中 y ? cos(2 x ?

3? ? ? ? ? ) ? cos(2 x ? ? ) ? cos[ ? (2 x ? )] 4 4 2 2 4

? ?? ? ? sin(2 x ? ) 与 y ? sin ? 2 x ? ? 关于原点对称,故 p 为真命题; q 命题中 4 4? ?

? ? ?? ? y ? 2 ? sin 2 x ? cos 2 x ? ? 2sin ? 2 x ? ? 取极小值时, 2 x ? ? 2k? ? ,则 4 2 4? ? 3? x ? k? ? (k ?Z) ,故 q 为假命题,则 ? p ? q 为假命题,故选 B. 8 ?2 1? 4y x 9.D 【解析】 ? 2 y ? ( x ? 2 y) ? ? ? ? 2 ? x ? ?2 ?8, x y ?x y? y
A

O

x
B

4y x 即 则 ? , 4y 2 ? x 2 时等号成立. 由 x ? 2 y ? m2 ? 2m 恒成立, m2 ? 2m ? 8 , x y m2 ? 2m ? 8 ? 0 ,解得 ?4 ? m ? 2 ,故选 D. ??? ??? ? ? ? 3 ??? 10.C【解析】当 | OA ? OB |? | AB | 时, O , A , B 三点为等腰三角形的三个顶点,其 3 ? 中 OA ? OB , ?AOB ? 120 ,从而圆心 O 到直线 x ? y ? k ? 0 (k ? 0) 的距离为 1,此时 ??? ??? ? ? ? 3 ??? k ? 2 ;当 k ? 2 时 | OA ? OB |? | AB | ,又直线与圆 x2 ? y 2 ? 4 存在两交点,故 3 k ? 2 2 ,综上 k 的取值范围为 ? 2, 2 2 ,故选 C. ?
当且仅当

?

11.B【解析】由题可知:双曲线离心率 e1 ?

| AB | | CD | 与椭圆离心率 e2 ? | DB | ? | DA | | BD | ? | BC |

设 | AD |?| BC |? t 则 | AB |? 2t , | CD |? 2t ? 2t cos ? , | BD |? t 5 ? 4cos? ,

2 2 ? 2cos ? , e2 ? , 5 ? 4cos ? ? 1 5 ? 4 cos ? ? 1 ? ?? ? ? ? 0, ? 时,当 ? 增大, cos ? 减小,导致 e1 减小. ? 2? 2 2 ? 2 cos ? e1 ? e2 ? ? ? 1 . 故选 B. 5 ? 4 cos ? ? 1 5 ? 4 cos ? ? 1 1 1 * * x 12.C 【解析】 对于② 假设 M ? P ? {x | 0 ? x ? } , M ? { |x ≥ } , M ? P ? ? , , 则 则 2 2 1 1 1 * * 因此② 错误; 对于③ 假设 M ? P ? {x | 0 ? x ≤ } , , 则 ?M , 又 ? P , M ? P ? ?, 则 2 2 2 e1 ?
因此③ 也错误,而① 都是正确的,故选 C. 和④

y ? 1 y ? (?1) ? 13. [1,5] 【解析】由题可知 ,即为求区域内 x x?0 的点与 (0, ?1) 点连线斜率 k 的取值范围,由图可知 k ??1,5? .

y

O

x

14. 3 【解析】由正弦定理与余弦定理可知,

b2 ? c 2 ? a 2 ? c ,化简可得 b2 ? 3(b2 ? c2 ? a2 ) ,又 2bc 2 2 a ? c ? 2b 且 b ? 0 ,可计算得 b ? 3 . 6 3 3 2 15. 【解析】设正四面体棱长为 a ,则正四面体表面积为 S1 ? 4 ? ? a ? 3a 2 ,其内 ? 4 1 1 6 6 a? a ,因此内切球表面积为 切球半径为正四面体高的 ,即 r ? ? 4 4 3 12 S ? a2 3a 2 6 3 S2 ? 4? r 2 ? ? ,则 1 ? . S2 ? a 2 ? 6 6
sin B ? 6 cos A ? sin C 可化为 b ? 6 ?

16. 604 【解析】由 f ( x) ? f ( x ? 5) ? 16 ,可知 f ( x ? 5) ? f ( x) ? 16 ,则

f ( x ? 5) ? f ( x ? 5) ? 0 ,所以 f ( x) 是以 10 为周期的周期函数. 在一个周期 (?1,9] 上,函
数 f ( x) ? x 2 ? 2x 在 x ? (?1, 4] 区间内有 3 个零点,在 x ? (4,9] 区间内无零点,故 f ( x ) 在 一个周期上仅有 3 个零点,由于区间 (3, 2013] 中包含 201 个周期,又 x ? [0,3] 时也存在一 个零点 x ? 2 ,故 f ( x ) 在 [0, 2013] 上的零点个数为 3 ? 201 ? 1 ? 604 . 三、解答题(本大题必做题 5 小题,三选一中任选 1 小题,共 70 分) 17. (本小题满分 12 分) 【命题意图】 本小题主要考查三角函数解析式的求法与三角函数图像与性质的运用, 以 及三角函数的值域的有关知识. 【解析】(1)由图像得 A ? 1 , 将(

,1) 代入得 1 ? sin( ? ? ) ,而 ? ? ? ? , 6 6 2 2 ? ?? ? 所以 ? ? ,因此函数 f ?x ? ? sin? x ? ? ; 3 3? ? ? 2? ? ? ? x? ? , (2) 由于 x ? [?? , ? ] , ? 6 3 3 6 ?? 1 ? ? 1? 所以 ? 1 ? sin ? x ? ? ? ,所以 f ?x ? 的取值范围是 ?? 1, ? . 3? 2 ? ? 2?
18. (本小题满分 12 分) 【命题意图】本小题主要考查运用数列基础知识求解数列的通项公式,其中还包括对数 的运算与裂项求和的应用技巧. 【解析】(1)由题

?

?

T 2? ? ? ? ? ? ,所以 T ? 2? ,则 ? ? 1 ; 4 3 6 2

?

?

1 S n ?1 ? an ?1 ? 1 ① 2 1 S n ? an ? 1 ② 2 1 1 1 ① 可得 an ?1 ? an ?1 ? an ? 0 ,则 an ?1 ? an . -② 2 2 3 1 2 2 1 当 n ? 1 时 S1 ? a1 ? 1 ,则 a1 ? ,则 {an } 是以 为首项, 为公比的等比数列, 2 3 3 3 2 1 n ?1 2 n ?1 因此 an ? a1 ? q ? ? ( ) ? n . 3 3 3 2 a ?2 n (2) bn ? log 3 n ? log 3 3 ? ?2n , 4 1 1 1 1 1 1 1 ? ? ? ? ( ? ), 所以 bn ? bn? 2 2n ? 2(n ? 2) 4 n(n ? 2) 8 n n ? 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 3 Tn ? ( ? ? ? ? ? ? ? ? ? ) ? (1 ? ? ? )? 8 1 3 2 4 n ?1 n ?1 n n ? 2 8 2 n ? 1 n ? 2 16

19.(本小题满分 12 分) 【命题意图】本小题以斜三棱柱为考查载体,考查平面几何的基础知识.同时题目指出 侧面的一条高与底面垂直,搭建了空间直角坐标系的基本架构.本题通过分层设计,考 查了空间直线垂直,以及线面成角等知识,考查学生的空间想象能力、推理论证能力和

运算求解能力. 【解析】(1) ? AA ? AC ? AC ? 2 ,且 O 为 AC 中点, 1 1

? AO ? AC ,又? 侧面 AAC1C ? 底面 ABC ,交线为 AC , AO ? 面A1 AC , 1 1 1 ? AO ? 平面 ABC . 1 (2) 如图,以 O 为原点,分别以 OB、OC、 OA1 所在直线为 x、y、z 轴,建立空

???? ? AC ? (0,1, ? 3) ,令平面 A1 AB 的法向量为 1 ? ???? ? ??? ? ? n ? ( x, y, z) ,则 n ? AA1 ? n ? AB ? 0 , ???? ??? ? 而 AA ? (0,1, 3) , AB ? (1,1,0) , 1 ? 可求得一个法向量 n ? (3, ?3, 3) ,
所以

间直角坐标系,则由题可知 B(1, 0, 0) , C (0,1, 0) , A (0,0, 3) , A(0, ?1, 0) . 1

A1

z C1 B1

? ???? A ???? ? | n ? A1C | 6 21 | cos ? A1C , n ?|? ? ???? ? ? , 7 | n | ? | A1C | 2 ? 21
21 . 7

O B x

C

y

故直线 AC 与平面 A AB 所成角的正弦值为 1 1 (3) 存在点 E 为线段 BC1 的中点.

证明:连结 B1C 交 BC1 于点 M ,连结 AB1 、 OM ,则 M 为 BC1 的中点, 从而 OM 是 ?CAB1 的一条中位线,

OM // AB1 ,而 AB1 ? 平面 A1 AB , OM ? 平面 A1 AB , 所以 OM // 平面 A AB , 1 BC1 的中点 M 即为所求的 E 点. 故
19. (本小题满分 12 分) 【命题意图】本小题考查椭圆的标准方程,直线和椭圆的综合应用,考查学生的逻辑思 维能力和运算求解能力.

7 7 2 2 ① 可知 x0 ? y0 ? 4 2 ???? ???? 3 ? 3 又 PF1 ? PF2 ? , (?c ? x0 , ? y0 ) ? (c ? x0 , ? y0 ) ? , 4 4 3 2 2 2 ② 即 x0 ? c ? y0 ? 4 2 ① 代入② 得: c ? 1 . 又 e ? , 2 x2 可得 a ? 2, b ? 1,故所求椭圆方程为 ? y2 ? 1 2 2 1 4 16 x 2 2 (2)设直线 l : y ? kx ? ,代入 ? y 2 ? 1,有 (2k ? 1) x ? kx ? ? 0 . 3 3 9 2
【解析】(1)设 P( x0 , y0 ) ,由 | OP |?

??? ?

设 A( x1 , y1 )、B( x2 , y2 ) ,则 x1 ? x2 ?

4k ?16 , x1 x2 ? . 2 3(2k ? 1) 9(2k 2 ? 1)

若 y 轴上存在定点 M (0, m) 满足题设,则

uuu r uuu r MA ? ( x1 , y1 ? m) , MB ? ( x2 , y2 ? m) , uuu uuu r r MAgMB ? x1 x2 ? ( y1 ? m)( y2 ? m) ? x1x2 ? y1 y2 ? m( y1 ? y2 ) ? m2

1 1 1 1 ? x1 x2 ?( k x ? ) ( k x ? ) ? m k x? ? k x? ) 2 m ( 1 ? 1 2 2 3 3 3 3 1 2m 1 ? (k 2 ? 1) x1 x2 ? k ( ? m)( x1 ? x2 ) ? m 2 ? ? 3 3 9 18(m2 ? 1)k 2 ? (9m2 ? 6m ? 15) ? 9(2k 2 ? 1) uuu uuu r r 由题意知,对任意实数 k 都有 MAgMB ? 0 恒成立,
即 18(m2 ?1)k 2 ? (9m2 ? 6m ?15) ? 0 对 k ? R 成立.

?m2 ? 1 ? 0, ? ?? 2 解得 m ? 1 , ?9m ? 6m ? 15 ? 0, ? ? 在 y 轴上存在定点 M (0,1) ,使以 AB 为直径的圆恒过这个定点.
20. (本小题满分 12 分) 【命题意图】本小题主要考查函数与导数的知识,具体涉及到导数的运算,用导数来研 究函数的单调性、极值等,以及函数与不等式知识的综合应用,考查学生解决问题的综 合能力. 【解析】由题意得:

f ?( x) ? (ex )? ? (ax2 ? 2x ? 2) ? ex ? (ax2 ? 2x ? 2)? 2 ? e x (ax 2 ? 2x ? 2) ? e x (2ax ? 2) ? ae x ( x ? )( x ? 2) ; a (1) 由曲线 y ? f ( x) 在点 P(2, f (2)) 处的切线垂直于 y 轴, 结合导数的几何意义得 f ?(2) ? 0 , 2 2 2 2a ? 2 ?0, 即 a ? e ? (2 ? )(2 ? 2) ? 4ae ? a a 解得 a ? 1 ; (2) 设 | sin x |? t (0 ≤ t ≤ 1) ,则只需求当 a ? 0 时,函数 y ? f (t )(0 ≤ t ≤1) 的最小值. 2 2 令 f ?( x) ? 0 ,解得 x ? 或 x ? ?2 ,而 a ? 0 ,即 ? ?2 . a a 2 2 从而函数 f ( x ) 在 (??, ?2) 和 ( , ??) 上单调递增,在 ( ?2, ) 上单调递减. a a 2 当 ≥ 1 时,即 0 ? a ≤ 2 时,函数 f ( x ) 在 [0,1] 上为减函数, ymin ? f (1) ? (a ? 4)e ; a 2 当 0 ? ? 1 ,即 a ? 2 时,函数 f ( x ) 的极小值即为其在区间 [0,1] 上的最小值, a 2 2 ymin ? f ( ) ? ?2e a . a

综上可知,当 0 ? a ≤ 2 时,函数 f (| sin x |) 的最小值为 (a ? 4)e ; 当 a ? 2 时,函数 f (| sin x |) 的最小值为 ?2e a . (3) 令 e x ( x2 ? 2 x ? 2) ? kx ,显然 x ? 0 ,则 k ? 构造函数 g ( x) ?
2

e x ( x 2 ? 2 x ? 2) . x

e x ( x 2 ? 2 x ? 2) ex , g ?( x) ? 2 ( x ? 2)( x ? 1)( x ? 2) . x x 令 g ?( x) ? 0 得 x1 ? ? 2 , x2 ? 1 , x3 ? 2 ,可知
g ( x) 在 (??, ? 2) 上单调递减,且 g ( x) ? 0 ,当 x 无限减小时, g ( x) 保持恒负并无 限接近于 0,其图像在下方无限靠近 x 轴负半轴; g ( x) 在 (? 2,0) 上单调递增,当 x 无限接近于 0 时, g ( x) 无限增大,其图像在左侧向
上无限接近 y 轴正半轴,由于极小值 g (? 2) ? ?2e? 所以 g ( x) 在 (? 2,0) 内存在一个零点;
2

? 0,

g ( x) 在 (0,1) 上单调递增,在 (1, 2) 上单调递减,在 ( 2, ??) 上单调递增, 因此 g ( x) 在 x ? 1 处取得极大值 g (1) ? ?3e ,
在x?

2 处取得极小值 g ( 2) ? ?2e 2 . 当 x ? 0 并无限靠近 0 时, g ( x) 无限减小,其图像无限靠近 y 轴负半轴,
当 x 无限增大时, g ( x) 也由负值变为正值无限增大, g ( x) 在区间 ( 2, ??) 内也存在 一个零点. 函数 g ( x) 的大致图像如图所示:

y

O

x

k

k

根据条件 y ? kx 与 y ? f ( x) 的图像存在三个交点,即 方程 e x ( x2 ? 2 x ? 2) ? kx 有三个解, 直线 y ? k 与函数 g ( x) ?

e x ( x 2 ? 2 x ? 2) 的图像有三个公共点. x 因此 g (? 2) ? k ? 0 或 g ( 2) ? k ? g (1) ,
? 2

即 ?2e

? k ? 0 或 ?2e

2

? k ? ?3e ,
2

从而 k 的取值范围是 (?2e , ?3e) ? (?2e? 2 ,0) . 21. (本小题满分 10 分) 选修 4-1:几何证明选讲 【命题意图】 本小题主要考查平面几何中三角形相似的判定与性质, 以及圆中角的性质 等知识. 【解析】证明(1):已知 AD 为⊙ 的直径,连接 AB ,则 M

?BCE ? ?BAE , ?CEF ? ?ABC ? 90? ,

由点 G 为弧 BD 的中点可知 ?GAD ? ?BAE ? ?FCE , 故 ?CEF ∽?AGD ,

CE EF ? , AG GD 即 AG ? EF ? CE ? GD . (2)由(1)知 ?DFG ? ?CFE ? ?ADG , 故 ?AGD ∽?DGF , GF DG EF ? ? 所以 , DG AG CE GF EF 2 ? . 即 AG CE 2
所以有 22. (本小题满分 10 分)选修 4-4:坐标系与参数方程选讲 【命题意图】 本小题主要考查坐标系与参数方程的相关知识, 具体涉及到极坐标方程向 直角坐标方程转化,参数方程向普通方程转化,以及圆内几何图形的性质等. 【解析】(1)对于 C :由 ? ? 4cos ? ,得 ? 2 ? 4? cos? ,进而 x 2 ? y 2 ? 4 x ;

? 3 t ?x ? 5 ? 1 ? 2 ( t 为参数) l :由 ? ( x ? 5) ,即 对于 ,得 y ? 3 ?y ? 1 t ? ? 2 x ? 3y ? 5 ? 0 .
(2)由(1)可知 C 为圆,且圆心为 (2, 0) ,半径为 2,则弦心距 d ?

| 2 ? 3 ?0 ?5| 3 ? , 2 1? 3

3 2 2 因此以 PQ 为边的圆 C 的内接矩形面积 S ? 2d ? | PQ |? 3 7 .
弦长 | PQ |? 2 2 ? ( ) ? 7 ,
2

23. (本小题满分 10 分)选修 4-5:不等式选讲 【命题意图】 本小题主要考查不等式的相关知识, 具体涉及到绝对值不等式的解法及性 质等内容. 【解析】(1) 当 a ? 5 时, f ( x) ? | x ?1| ? | x ? 2 | ?5 ,由 | x ? 1| ? | x ? 2 | ?5 ≥ 0 得

? x ≥ ?1 ? ?2 ≤ x ? ?1 ? x ? ?2 或? 或? , 解得 x ≥ 1 或 x ≤ ?4 . 即函数 f (x) 的 ? ?2 x ? 2 ≥ 0 ??2 ≥ 0 ? ?8 ? 2 x ≥ 0 定义域为{x| x ≥ 1 或 x ≤ ?4 }. (2) 由题可知 | x ? 1| ? | x ? 2 | ?a ≥ 0 恒成立,即 a ≤| x ? 1| ? | x ? 2 | 恒成立,而 | x ? 1| ? | x ? 2 |≥| ( x ? 1) ? ( x ? 2) |? 1 ,所以 a ≤ 1 ,即 a 的取值范围为 (??,1] .


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