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第 1 页(共 22 页) 2016 年河南省洛阳市高考数学二模试卷(理科) 一、选择题:本大题共 12 小题,每小题 5 分,共 60 分。在每个小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的一项。 1复数 ( ) A i B i C 4+2i D 1+i 2已知条件 p: x 1, q: ,则 p 是 q 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 3将函数 f( x) =2x+)的图象 向左平移 个单位,所得到的函数图象关于 y 轴对称,则 的一个可能取值为( ) A B C 0 D 4若 ( 1) ( ) A 若如图所示的程序框图输出的 S 是 126,则条件 可以为( ) A n 5 B n 6 C n 7 D n 8 6若 x, y 满足约束条件 ,则目标函数 z=x+y 的最大值为 2,则实数 a 的值为( ) A 2 B 1 C 1 D 2 7如图所示 2 2 方格,在每一个方格中填人一个数字,数字可以是 l、 2、 3、 4 中的任何一个,允许重复若填入 A 方格的数字大于 B 方格的数字,则不同的填法共有( ) A B C D A 192 种 B 128 种 C 96 种 D 12 种 第 2 页(共 22 页) 8若 a, b 是函数 f( x) =px+q( p 0, q 0)的两个不同的零点,且 a, b, 2 这三个数可适当排序后成等差数列,也可适当排序后成等比数列,则 p+q 的值等于( ) A 6 B 7 C 8 D 9 9设双曲线 =1 的两条渐近线与直线 x= 分别交于 A, B 两点, F 为该双曲线的右焦点若 60 90,则该双曲线的离心率的取值范围是( ) A( 1, ) B( , 2) C( 1, 2) D( , +) 10在正三棱锥 S , M 是 中点,且 面边长 ,则正三棱锥 S 接球表面积为( ) A 6 B 12 C 32 D 36 11设 , 为单位向量,若向量 满足 | ( + ) |=| |,则 | |的最大值是( ) A 1 B C 2 D 2 12已知函数 y=f( x)的定义域为 R,当 x 0 时, f( x) 1,且对任意的实数 x, y R,等式 f( x) f( y) =f( x+y) 成立,若数列 足 ,( n N*),且a1=f( 0),则下列结论成立的是( ) A f( f( B f( f( C f( f( D f( f( 二、填空题:本大题共 4 小题,每小题 5 分,共 20 分 13某几何体的三视图如图所示,则该几何体的体积为 14已知对任意实数 x,有( m+x)( 1+x) 6=a0+ a1+a3+a5+2,则m= 15已知点 p( x, y)是直线 kx+y+4=0( k 0)上一动点, 圆 C: x2+2y=0的两条切线, A、 B 是切点,若四边形 最小面积是 2,则 k 的值为 16数列 等差数列,数列 足 bn=( n N*),设 前 n 项和若0,则当 得最大值时 n 的 值等于 三、解答题 17 三个内角 A, B, C 所对的边分别为 a, b, c,且 a ( I)求 ; ( )若 c2=,求角 C 第 3 页(共 22 页) 18生产 A, B 两种元件,其质量按测试指标划分为:指标大于或等于 82 为正品,小于 82为次品现随机抽取这两种元件各 100 件进行检测,检测结果统计如下: 测试指标 70, 76) 76, 82) 82, 88) 88, 94) 94, 100 元件 A 8 12 40 32 8 元件 B 7 18 40 29 6 ( )试分别估计元件 A,元件 B 为正品的概率; ( )生产一件元件 A,若是正品可盈利 40 元,若是次品则亏损 5 元;生产一件元件 B,若是正品可盈利 50 元,若是次品则亏损 10 元在( )的前提下, ( )记 X 为生产 1 件元件 A 和 1 件元件 B 所得的总利润,求随机变量 X 的分布列和数学期望; ( )求生产 5 件元件 B 所获得的利润不少于 140 元的概率 19如图,直角梯形 等腰直角三角形 在的平面互相垂直 ( )求证: ( )求直线 平面 成角的正弦值; ( )线段 是否存在点 F,使 平面 存在,求出 ;若不存在,说明理由 20已知 椭圆 =1( a b 0)的左、右焦点,且离心率 e= ,点 P 为椭圆上的一个动点, 内切圆面积的最大值为 ( 1)求椭圆的方程; ( 2)若 A, B, C, D 是椭圆上不重合的四个点,满足向量 与 共线, 与 共线,且 =0,求 | |+| |的取值范围 21已知函数 f( x) = x3+g( x) =a 0, a R) ( 1)求 f( x)的极值; ( 2)若对任意 x 1, +),使得 f( x) +g( x) a+2) x 恒成立,求实数 a 的取值范围; ( 3)证明:对 n N*,不等式 + + 成立 请考生在 22、 23、 24 三题中任选一题作答,如果多做,则按所做的第一题计分 选修 4何证明选讲 第 4 页(共 22 页) 22如图, 接圆的切线, 延长线交直线 点 D, E, F 分别为弦弦 的点,且 E=F, B, E, F, C 四点共圆 ( )证明: 接圆的直径; ( )若 E=过 B, E, F, C 四点的圆的面 积与 接圆面积的比值 选修 4标系与参数方程 23在极坐标系中,曲线 极坐标方程分别为 = 2+ ) =1 ( 1)求曲线 公共点的个数; ( 2)过极点作动直线与曲线 交于点 Q,在 取一点 P,使 | | |=2,求点 指出轨迹是什么图形 选修 4等式选讲 24(选做题)已知 f( x) =|x+1|+|x 1|,不等式 f( x) 4 的解集为 M ( 1)求 M; ( 2)当 a, b M 时,证明: 2|a+b| |4+ 第 5 页(共 22 页) 2016 年河南省洛阳市高考数学二模试卷(理科) 参考答案与试题解析 一、选择题:本大题共 12 小题,每小题 5 分,共 60 分。在每个小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的一项。 1复数 ( ) A i B i C 4+2i D 1+i 【考点】 复数代数形式的乘除运算 【分析】 直接利用复数代数形式的乘除运算化简,则答案可求 【解答】 解:复数 = , 故选: A 2已知条件 p: x 1, q: ,则 p 是 q 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 【考点】 必要条件、充分条件与充要条件的判断 【分析】 根据充分必 要条件的定义,分别证明其充分性和必要性,从而得到答案 【解答】 解:由 x 1,推出 1, p 是 q 的充分条件, 由 1,得 0,解得: x 0 或 x 1不是必要条件, 故选: A 3将函数 f( x) =2x+)的图象向左平移 个单位,所得到的函数图象关于 y 轴对称,则 的一个可能取值为 ( ) A B C 0 D 【考点】 函数 y=x+)的图象变换 【分析】 由条件利用 y=x+)的图象变换规律,余弦函数的图象的对称性,求得 的一个可能取值 【解答】 解:将函数 f( x) =2x+)的图象向左平移 个单位, 可得到的函数 y=( x+ ) +) =2x+ +)的图象, 再根据所得图象关于 y 轴对称,可得 +=,即 =, k z, 则 的一个可能取值为 , 第 6 页(共 22 页) 故选: B 4若 ( 1) ( ) A 考点】 定积分 【分析】 首先利用微积分基本定理求三个定积分,然后比较大小 【解答】 解: ( 1) =e 2, = , =1 所以 故选 D 5若如图所示的程序框图输出的 S 是 126,则条件 可以为( ) A n 5 B n 6 C n 7 D n 8 【考点】 程序框图 【分析】 分析程序中各变量、各语句的作用,再根据流程图所示的顺序,可知:该程序的作用是累加并输出 S=2+22+2n 的值,结合输出的 S 是 126,即可得到退出循环的条件 【解答】 解:分析程序中各变量、各语句的作用, 再根据流程图所示的顺序,可知: 该程序的作用是累加并输出 S=2+22+2n 的值, 由于 S=2+22+26=126, 故 中应填 n 6 故选: B 6若 x, y 满足约束条件 ,则目标函数 z=x+y 的最大值为 2,则实数 a 的值为( ) 第 7 页(共 22 页) A 2 B 1 C 1 D 2 【考点】 简单线性规划 【分析】 先作出不等式组 的图象,利用目标函数 z=x+y 的最大值为 2,求出交点坐标,代入 3x y a=0 即可 【解答】 解:先作出不等式组 的图象如图, 目标函数 z=x+y 的最大值为 2, z=x+y=2,作出直线 x+y=2, 由图 象知 x+y=2 如平面区域相交 A, 由 得 ,即 A( 1, 1), 同时 A( 1, 1)也在直线 3x y a=0 上, 3 1 a=0, 则 a=2, 故选: A 7如图所示 2 2 方格,在每一个方格中填人一个数字,数字可以是 l、 2、 3、 4 中的任何一个,允许重复若填入 A 方格的数字大于 B 方格的数字,则不同的填法共有( ) A B C D A 192 种 B 128 种 C 96 种 D 12 种 【考点】 排列、组合及简单计数问题 【分析】 根据题意,先分析 A、 B 两个方格,由于其大小有序,则可以在 l、 2、 3、 4 中的任选 2 个,大的放进 A 方格,小的放进 B 方格,由组合数公式计算可得其填法数目,对于C、 D 两个方格,每个方格有 4 种情况,由分步计数原理可得其填法数目,最后由分步计数原理,计算可得答案 【解答】 解:根据题意,对于 A、 B 两个方格,可在 l、 2、 3、 4 中的任选 2 个,大的放进 的放进 B 方格,有 种情况, 对于 C、 D 两个方格,每个方格有 4 种情况,则 共有 4 4=16 种情况, 则不同的填法共有 16 6=96 种, 故选 C 第 8 页(共 22 页) 8若 a, b 是函数 f( x) =px+q( p 0, q 0)的两个不同的零点,且 a, b, 2 这三个数可适当排序后成等差数列,也可适当排序后成等比数列,则 p+q 的值等于( ) A 6 B 7 C 8 D 9 【考点】 等比数列的性质;等差数列的性质 【分析】 由一元二次方程根与系数的关系得到 a+b=p, ab=q,再由 a, b, 2 这三个数可适当排序后成等差数列,也可适当排序后成等比数列列关于 a, b 的方程组,求得 a, b 后得答案 【解答】 解:由题意可得: a+b=p, ab=q, p 0, q 0, 可得 a 0, b 0, 又 a, b, 2 这三个数可适当排序后成等差数列,也可适当排序后成等比数列, 可得 或 解 得: ;解 得: p=a+b=5, q=1 4=4, 则 p+q=9 故选: D 9设双曲线 =1 的两条渐近线与直线 x= 分别交于 A, B 两点, F 为该双曲线的右焦点若 60 90,则该双曲线的离心率的取值范围是( ) A( 1, ) B( , 2) C( 1, 2) D( , +) 【考点】 双曲线的简单性质 【分析】 确定双曲线 =1 的两条渐近线方程,求得 A, B 的坐标,利用 60 90,可得 ,由此可求双曲线的离心率的取值范围 【解答】 解:双曲线 =1 的两条渐近线方程为 , x= 时, y= , A( , ), B( , ), 60 90, , , 第 9 页(共 22 页) , , 1 1 3, 故选 B 10在正三棱锥 S , M 是 中点,且 面边长 ,则正三棱锥 S 接球表面积为( ) A 6 B 12 C 32 D 36 【考点】 球的 体积和表面积;球内接多面体 【分析】 根据三棱锥为正三棱锥,可证明出 合 到 平面 此可得 条侧棱两两互相垂直最后利用公式求出外接圆的直径,结合球的表面积公式,可得正三棱锥 S 外接球的表面积 【解答】 解:取 点,连接 N 为 点, C 理 N=N 平面 面 M=A 平面 B 三棱锥 S 正三棱锥 条侧棱两两互相垂直 底面边长 , 侧棱 , 正三棱锥 S 外接球的直径为: 2R= 外接球的半径为 R= 正三棱锥 S 外接球的表面积是 S=42 故选: B 第 10 页(共 22 页) 11设 , 为单位向量,若向量 满足 | ( + ) |=| |,则 | |的最大值是( ) A 1 B C 2 D 2 【考点】 平面向量数量积的坐标表示、模、夹角 【分析】 由向量 满足 | ( + ) |=| |,可得 | ( + ) |=| | ,即 当且仅 当 | |=| |即 时,即可得出 【解答】 解: 向量 满足 | ( + ) |=| |, | ( + ) |=| | , = =2 当且仅当 | |=| |即 时, =2 故选: D 12已知函数 y=f( x)的定义域为 R,当 x 0 时, f( x) 1,且对任意的实数 x, y R,等式 f( x) f( y) =f( x+y)成立,若数列 足 ,( n N*),且a1=f( 0),则下列结论成立的是( ) A f( f( B f( f( C f( f( D f( f( 【考点】 抽象函数及其应用 【分析】 先由题意得到 f( 0) =1=根据 ,得到 = ,分别求出 列 以 3 为周期的周期数列,再求出 2, , , 2,即可比较大小 【解答】 解: f( x) f( y) =f( x+y)恒成立, 令 x= 1, y=0,则 f( 1) f( 0) =f( 1), 当 x 0 时, f( x) 1, f( 1) 0, f( 0) =1, , f( ) f( ) =1=f( 0) 第 11 页(共 22 页) f( + ) =f( 0) = + =0, 即 = , 当 n=1 时, , 当 n=2 时, 2, 当 n=3 时, , 数列 以 3 为周期的周期数列, 2, , , 2, 故选: B 二、填空题:本大题共 4 小题,每小题 5 分,共 20 分 13某几何体的三视图如图所示,则该几何体的体积为 + 【考点】 由三视图求面积、体积 【分析】 该几何体由左右两部分组成:左边是三棱锥,右边是圆柱的一半即可得出 【解答】 解:该几何体由左右两部分组成:左边是三棱锥,右边是圆柱的一半 该几何体的体积 = + = 故答案为: + 14已知对任意实数 x,有( m+x)( 1+x) 6=a0+ a1+a3+a5+2,则 m= 0 【考点】 二项式定理的应用 【分析】 在所给的等式中,分别令 x=1、 x= 1,可得 2 个等式,再结合 a1+a3+a5+2,求得 m 的值 【解答】 解:对任意实数 x,有( m+x)( 1+x) 6=a0+ a1+a3+a5+2, 令 x=1,可得( m+1)( 1+1) 6=a0+a1+ 再令 x= 1,可得 ( m 1)( 1 1) 6=0=a1+ 由 可得 64( m+1) =2( a1+a3+a5+=2 32, m=0, 第 12 页(共 22 页) 故答案为: 0 15已知点 p( x, y)是直线 kx+y+4=0( k 0)上一动点, 圆 C: x2+2y=0的两条切线, A、 B 是切点,若四边形 最小面积是 2,则 k 的值为 2 【考点】 直线与圆的位置关系;点到直线的距离公式 【分 析】 先求圆的半径,四边形 最小面积是 2,转化为三角形 面积是 1,求出切线长,再求 距离也就是圆心到直线的距离,可解 k 的值 【解答】 解:圆 C: x2+2y=0 的圆心( 0, 1),半径是 r=1, 由圆的性质知: S 四边形 S 边形 最小面积是 2, S 最小值 S=1= d 是切线长) d 最小值 =2 圆心到直线的距离就是 最小值, k 0, k=2 故 答案为: 2 16数列 等差数列,数列 足 bn=( n N*),设 前 n 项和若0,则当 得最大值时 n 的值等于 16 【考点】 数列的求和 【分析】 根据等差数列的通项公式,以及数列的递推关系,即可得到结论 【解答】 解:设 公差为 d,由 0 得 d, 即 d 0, 所以 n ) d, 从而可知 1 n 16 时, 0, n 17 时, 0 从而 0 , 0, 0, 故 第 13 页(共 22 页) 因为 d 0, d 0, 所以 d+ d= d 0, 所以 0, 所以 大 故答案为: 16 三、解答题 17 三个内角 A, B, C 所对的边分别为 a, b, c,且 a ( I)求 ; ( )若 c2=,求角 C 【考点】 正弦定理;余弦定理 【分析】 ( I)由正弦定理化简已知等式,整理即可得解 ( b=5t( t 0),由( I)可求 a=3t,由已知可求 c=7t,由余弦定理得 值,利用特殊角的三角函数值即可求解 【解答】 (本题满分为 12 分) 解:( I)由正弦定理得, , 即 , 故 ( b=5t( t 0),则 a=3t,于是 即 c=7t 由余弦定理得 所以 18生产 A, B 两种元件,其质量按测试指标划分为:指标大于或等于 82 为正品,小于 82为次品 现随机抽取这两种元件各 100 件进行检测,检测结果统计如下: 测试指标 70, 76) 76, 82) 82, 88) 88, 94) 94, 100 元件 A 8 12 40 32 8 元件 B 7 18 40 29 6 ( )试分别估计元件 A,元件 B 为正品的概率; ( )生产一件元件 A,若是正品可盈利 40 元,若是次品则亏损 5 元;生产一件元件 B,若是正品可盈利 50 元,若是次品则亏损 10 元在( )的前提下, 第 14 页(共 22 页) ( )记 X 为生产 1 件元件 A 和 1 件元件 B 所得的总利润,求随机变量 X 的分布列和数学期望; ( )求生 产 5 件元件 B 所获得的利润不少于 140 元的概率 【考点】 离散型随机变量及其分布列;离散型随机变量的期望与方差 【分析】 ( )查出正品数,利用古典概型的概率计算公式即可得出; ( )( i)生产 1 件元件 A 和 1 件元件 B 可以分为以下四种情况:两件正品, A 次 B 正, 次, A 次 B 次,利用相互独立事件的概率计算公式及数学期望的定义即可得出; ( 求出生产 5 件元件 B 所获得的利润不少于 140 元的正品数,再利用二项分布列的计算公式即可得出 【解答】 解:( )元件 A 为正品的概率约为 元件 B 为正品的概率约为 ( )( ) 生产 1 件元件 A 和 1 件元件 B 可以分为以下四种情况:两件正品, A 次 A 正 B 次, A 次 B 次 随机变量 X 的所有取值为 90, 45, 30, 15 P( X=90) = = ; P( X=45) = = ; P( X=30) = = ; P( X= 15) = = 随机变量 X 的分布列为: ( )设生产的 5 件元件 B 中正品有 n 件,则次品有 5 n 件 依题意得 50n 10( 5 n) 140,解得 所以 n=4 或 n=5 设 “生产 5 件元件 B 所获得的利润不少于 140 元 ”为事件 A, 则 P( A) = = 19如图,直角梯形 等腰直角三角形 在的平面互相垂直 ( )求证: ( )求直线 平面 成角的正弦值; ( )线段 是否存在点 F,使 平面 存在,求出 ;若不存在,说明理由 第 15 页(共 22 页) 【考点】 用空间向量求直线与平面的夹角;直线与平面平行的判定;向量语言表述线面的垂直、平行关系 【分析】 ( )取 点 O,连接 用等腰三角形的性质,可得 明边形 正方形,可得 用线面垂直的判定可得 平面 而可得 ( )由平面 平面 得 平面 而可得 立空间直角坐标系,确定平面 一个法向量为 , ,利用向量的夹角公式,可求直线 平面 成的角; ( )存在点 F,且 时,有 平面 定平面 法向量,证明 =0即可 【解答】 ( )证明:取 点 O,连接 因为 A,所以 因为四边形 直角梯形, 所以四边形 正方形,所以 因为 D=O 所以 平面 因为 面 以 ( )解:因为平面 平面 面 面 B 所以 平面 因为 面 以 由 两垂直,建立如图所示的空间直角坐标系 O 因为 等腰直角三角形,所以 B=E,设 ,所以 O( 0, 0, 0), A( 1, 0, 0), B( 1, 0, 0), C( 1, 1, 0), D( 0, 1, 0), E( 0, 0, 1) 所以 ,平面 一个法向量为 设直线 平面 成的角为 , 所以 , 即直线 平面 成角的正弦值为 ( )解:存在点 F,且 时,有 平面 证明如下:由 , ,所以 设平面 法向量为 =( a, b, c),则有 第 16 页(共 22 页) 所以 取 a=1,得 =( 1, 1, 2) 因为 =( 1, 1, 1) ( 1, 1, 2) =0,且 面 以 平面 即点 F 满足 时,有 平面 20已知 椭圆 =1( a b 0)的左、右焦点,且离心率 e= ,点 P 为椭圆上的一个动点, 内切圆面积的最大值为 ( 1)求椭圆的方程; ( 2)若 A, B, C, D 是椭圆上不重合的四个点,满足向量 与 共线, 与 共线,且 =0,求 | |+| |的取值范围 【考点】 直线与圆锥曲线的关系;椭圆的标准方程 【分析】 ( 1)根据, 内切圆面积的最大值为 求得 r= ,再根据 及离心率,求得 a, b 的值,问题得以解决 ( 2)分两类讨论,斜率不存在,斜率存在,当斜率存在时根据弦长公式得到 | |+|= ,再利用换元法,求得取值范围 【解 答】 解:( 1)由几何性质可知,当, 内切圆面积的最大值时, 即, S 最大值,且( S 2cb= 由 ,解得 r= , 又由 周长为 2a+2c 定值, = , 又 e= = , 可得 a=2c,即 b=2 , 第 17 页(共 22 页) c=2, b=2 , a=4, 故椭圆方程为 =1, ( 2) 当直线 有一条垂直 x 轴时, | |+| |=6+8=14, 当直线 斜率存在但不为 0 时,设 方程为: y=k( x+2), 由 得( 3+46648=0,代入弦长公式得, = , 同理由 ,消去 y,代入弦长公式得 = , | |+| |= = , 令 ( 0, 1), 则 t2+t+12 , 14), 由 可知 | |+| |的取值范围是 , 14 21已知函数 f( x) = x3+g( x) =a 0, a R) ( 1)求 f( x)的极值; ( 2)若对任意 x 1, +),使得 f( x) +g( x) a+2) x 恒成立,求实数 a 的取值范围; ( 3)证明:对 n N*,不等式 + + 成立 【考点】 利用导数研究函数的极值;利用导数研究函数的单调性;利用导数求闭区间上函数的最值 【分析】 ( 1)求得 f( x)的导数,由导数大于 0,可得增区间;导数小于 0,可得减区间,即可得到 f( x)的极值; ( 2)由 y=x 导数和单调区间可得 x 用参数分离可得 a ,设 ( x)= ,求得导数和单调性,可得最小值,即可得到 a 的范围; 第 18 页(共 22 页) ( 3)由( 2)知: a+2) x+0 对 x 1 恒成立,令 a= 1,则 x,可得 = ,取 x=n+1, n+2, , n+2015,累加裂项相消求和即可得证 【解答】 解:( 1)函数 f( x) = x3+导数为 f( x) = 3x, 当 0 x 时, f( x) 0, f( x)递增; 当 x 0 或 x 时, f( x) 0, f( x)递减 可得 f( x)的极小值为 f( 0) =0;极大值为 f( ) = ; ( 2) f( x) +g( x) a+2) x,化为 a( x) 2x 由 y=x 导数 y=1 ,可得函数 y 在( 1, +)递增; 在( 0, 1)递减,可得函数 y 在 x=1 处取得最小值 1,即有 x 0, 即 x,即有 a , 设 ( x) = , ( x) = , 设 h( x) =x+2 2h( x) =1 , 可得 h( x)在( 1, 2)递减,在( 2, +)递增, 即有 h( x)的最小值为 h( 2) =4 20,即 ( x) 0, 即有 ( x)在 1, +)上是增函数, ( x) ( 1) = 1, 可得 a 1; ( 3)证明:由( 2)知: a+2) x+0 对 x 1 恒成立, 令 a= 1,则 x,可得 = , 取 x=n+1, n+2, , n+2015 可得 , , , , 相加得: + + ( ) +( ) +( ) = = 第 19 页(共 22 页) 请考生在 22、 23、 24 三题中任选一题作答,如果多做,则按所做的第一题计分 选修 4何证明选讲 22如图, 接圆的切线, 延长线交直线 点 D, E, F 分别为弦 弦 的点,且 E=F, B, E, F, C 四点共圆 ( )证明: 接圆的直径; ( )若 E=过 B, E, F, C 四点的圆的面积与 接圆面积的比值 【考点】 与圆有

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