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文档简介
2024届天津南开中学高三第六次模拟考试数学试卷
请考生注意:
1.请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上,请用0.5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答
案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。
2.答题前,认真阅读答题纸上的《注意事项》,按规定答题。
一、选择题:本题共12小题,每小题5分,共60分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.设广(九)函数/(x)(x>0)的导函数,且满足广⑺〉宜[0,若在AASC中,NA=/,则()
A./(sinA)sin2B<f(sinsin2AB./(sinC)sin2B</(sinB)sin2C
C.f(cosA)sin2B>f(sincos2AD.J「(cosC)sin2B>f(sinB)cos2C
•且4^/^5=(a+Z?)2,贝(|sin[c+—J:
2.在AABC中,a,b,c分别为角A,B,C的对边,若AABC的面为S,
()
A.1B.—Ca-血D戈+亚
244
3.已知i是虚数单位,若三:=i,贝!]|z|=()
l-l
A.72B.2C.73D.3
4.函数/(x)=[x-,]cosx
(—万VxV»且x/0)的图象可能为()
-AIZL
二甲;X
JL
D.J
rq/\;X
5.在区间[-1,1]上随机取一个数左,使直线y=©x+3)与圆Y+y2=i相交的概率为()
11J2J2
A.-B.-C.—D.—
2343
6.抛物线方程为丁=4%,一直线与抛物线交于AB两点,其弦的中点坐标为(U),则直线的方程为()
A.2x-y-l=0B.2x+y-l=OC.2x-y+l=0D.一2%一丁一1=0
(iy
12
7.-+TWC的展开式中X5的系数是-10,则实数加=()
A.2B.1C.-1D.-2
8.《聊斋志异》中有这样一首诗:“挑水砍柴不堪苦,请归但求穿墙术.得诀自诩无所阻,额上坟起终不悟.”在这里,我
们称形如以下形式的等式具有“穿墙术":*=后’=4右=/耳,5^=J耳,则按照以
上规律,若iojW10W具有,,穿墙术”,贝!|〃=()
Vnn
A.48B.63C.99D.120
9.执行如图所示的程序框图,则输出S的值为()
/^^S/
[结束)
A.16B.48C.96D.128
10.已知棱锥的三视图如图所示,其中俯视图是等腰直角三角形,则该三棱锥的四个面中,最大面积为()
-*-2/2-0,
△
A.272B.2A/3C.4D.276
11.下列图形中,不是三棱柱展开图的是()
A.
2222/T
12.已知a>b>0,椭圆G的方程「+与=1,双曲线。,的方程为三-与=1,G和C,的离心率之积为中,
a2b2a2b“2
则C2的渐近线方程为()
A.x±V2y=0B.缶土y=0C.x±2y=0D.2x土y=0
二、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分。
13.已知打的终边过点(3根,一2),若tan(/r+a)=],贝!)m=.
3
rx--,x..o
2
14.已知函数/(%)=<若/(3加—1)>/(2—加),则实数机的取值范围为
3
2x--,x<0
2
15.AABC的三个内角A,B,C所对应的边分别为a,b,c,已知26cosA=2c+Ga,则/B=.
16.若直线区-y-k+2=。与直线x+6一2k—3=0交于点p,则。尸长度的最大值为
三、解答题:共70分。解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。
17.(12分)在数列{《,}中,已知q=l,且mi』=(〃+1)。"+3〃(〃+1),n&N*■
(1)求数列{4}的通项公式;
,n(n+l),、11
⑵设—L,数列也的前〃项和为7“,证明:一<<<一.
44+143
20
18.(12分)已知矩阵加=]],求矩阵〃的特征值及其相应的特征向量.
19.(12分)已知四棱锥P—ABC。中,底面ABC。为等腰梯形,AD\BC,PA=AD^AB^CD=2,BC=4,
B4_L底面ABCD.
p
(1)证明:平面?AC,平面上钻;
(2)过"的平面交于点E,若平面D4E把四棱锥P-ABCD分成体积相等的两部分,求二面角A-PE-5的
余弦值.
20.(12分)如图,四棱锥尸-A3CD中,侧面B钻为等腰直角三角形,3CJ_平面
PAB,PA=PB,AB=BC=2,AD=BD=45.
(1)求证:?4,平面「3。;
(2)求直线PC与平面R4D所成的角的正弦值.
21.(12分)如图,在三棱柱ABC—AgG中,已知四边形A&GC为矩形,44=6,AB=AC=4,
ZBAC=ZBAAl=60°,N^AC的角平分线交CQ于。.
(1)求证:平面平面A41GC;
(2)求二面角A-AG-a的余弦值・
22.(10分)已知椭圆C:「+与=1(a>b>0)的两个焦点分别为Fi(一应,0)、F2(&,0).点M(1,0)
ab
与椭圆短轴的两个端点的连线相互垂直.
(1)求椭圆C的方程;
(2)已知点N的坐标为(3,2),点P的坐标为(m,n)(mr3).过点M任作直线1与椭圆C相交于A、B两点,
设直线AN、NP、BN的斜率分别为ki、k2>k3,若ki+k3=2k2,试求m,n满足的关系式.
参考答案
一、选择题:本题共12小题,每小题5分,共60分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1、D
【解析】
根据广⑶〉生工的结构形式,设8(司=绅,求导g[x)=x"(x)~(x),则g'(x)>0,g(x)在
XXX
TTTT
(0,+8)上是增函数,再根据在AABC中,ZA=y,得到0</B<i,0<ZC<-,利用余弦函数的单调性,得
到cosZC>sinAB,再利用g(x)的单调性求解.
【详解】
设g(x)="^,
..,/、xf'-2f
所以g'(X)=---3------>
因为当了>0时,尸(同〉也立,
X
所以g'(x)>0,g(x)在(0,+。)上是增函数,
37r7T7T
在AABC中,因为NA=—,所以0<NB<—,0<ZC<-,
444
(77\rrIT
因为cos/C=sin—+ZB,K0<ZB<—+ZB<—,
14)42
所以sinZB<sin+ZBj,
即cosZC>sinZB,
所以"cosC)〉"sin8),
cos2Csin'B
即/(cosC)sin2B>/(sinB)cos2C
故选:D
【点睛】
本题主要考查导数与函数的单调性,还考查了运算求解的能力,属于中档题.
2、D
【解析】
根据三角形的面积公式以及余弦定理进行化简求出C的值,然后利用两角和差的正弦公式进行求解即可.
【详解】
解:由40S=(a+〃)2—
2
得4V5xgaZ?sinC=〃2+/-c+2ab,
V/+62_c2=2abcosC,
•••26absinC=labcosC+lab,
即A/3sinC-cosC=1
即2sin.?]=l,
则sin.?(;,
,:0<C<7l9
7171STI
:.——<c——<—,
666
TTTTTT
:.c--=-,即。=上,
663
r,,一(八万、.(n兀、.兀兀万."也无
则sinC-\——sin—1——sin—cos—cos—sin———x--
14)U4)343422224
故选D.
【点睛】
本题主要考查解三角形的应用,结合三角形的面积公式以及余弦定理求出C的值以及利用两角和差的正弦公式进行计
算是解决本题的关键.
3、A
【解析】
直接将三=i两边同时乘以・求出复数z,再求其模即可.
【详解】
解:将9=i两边同时乘以1-3得
1—1
z=z(l-z)=l+z
|z|=V2
故选:A
【点睛】
考查复数的运算及其模的求法,是基础题.
4、D
【解析】
因为/(—x)=(—x+^)cosx=—(x—L)cosx=—/(x),故函数是奇函数,所以排除A,B;取X=%,贝!J
XX
/(7T)=(^--—)COS7T=-{TV--)<0,故选D.
7171
考点:1.函数的基本性质;2.函数的图象.
5、C
【解析】
根据直线与圆相交,可求出k的取值范围,根据几何概型可求出相交的概率.
【详解】
因为圆心(0,0),半径r=1,直线与圆相交,所以
134|5解得一字,心字
J1+42
也
所以相交的概率p=T=VI,故选c
一方一彳
【点睛】
本题主要考查了直线与圆的位置关系,几何概型,属于中档题.
6、A
【解析】
设4(%,%),5(%2,%),利用点差法得到=3=2,所以直线A5的斜率为2,又过点(U),再利用点斜式
即可得到直线A5的方程.
【详解】
解:设4(和%),5(1,%),,比+%=2,
又|,「©I,两式相减得:力一£=4(七一9),
[%=4々
;•(%+%)(X—%)=4(%一%),
1=3=2
,,玉-42,
直线AB的斜率为2,又.•.过点(1,1),
二直线的方程为:y-l=2(x-l),即2尤—y—1=0,
故选:A.
【点睛】
本题考查直线与抛物线相交的中点弦问题,解题方法是“点差法”,即设出弦的两端点坐标,代入抛物线方程相减后可
把弦所在直线斜率与中点坐标建立关系.
7、C
【解析】
利用通项公式找到V的系数,令其等于-10即可.
【详解】
_155.55
二项式展开式的通项为=成(『5广’(/总2丫=加成/”。令5r-5=5'得厂=3,
则看=疗C;》5=—10%5,所以加3。;=-10,解得“=—i.
故选:C
【点睛】
本题考查求二项展开式中特定项的系数,考查学生的运算求解能力,是一道容易题.
8、C
【解析】
观察规律得根号内分母为分子的平方减1,从而求出n.
【详解】
解:观察各式发现规律,根号内分母为分子的平方减1
所以“=IO?-1=99
故选:C.
【点睛】
本题考查了归纳推理,发现总结各式规律是关键,属于基础题.
9、B
【解析】
列出每一次循环,直到计数变量i满足3退出循环.
【详解】
第一次循环:S=2i(l+l)=4,i=2;第二次循环:5=4+22(1+2)=16,1=3;
第三次循环:5=16+23(1+3)=48,7=4,退出循环,输出的S为48.
故选:B.
【点睛】
本题考查由程序框图求输出的结果,要注意在哪一步退出循环,是一道容易题.
10、B
【解析】
由三视图可知,该三棱锥如图,其中底面ABC是等腰直角三角形,PC,平面ABC,结合三视图求出每个面的面积即
可.
【详解】
由三视图可知,该三棱锥如图所示:
其中底面ABC是等腰直角三角形,PC,平面ABC,
由三视图知,PC=2,AB=2y[2,
因为PC,8C,PC,AC,AC=3C,AC,CB,
所以AC=BC=2,PA=PB=AB=2A/2,
所以SAPAC=S"CB=^AACB=-X2X2=2,
因为ARAB为等边三角形,
所以SAFAS=4432=孝义已④了=2百,
所以该三棱锥的四个面中,最大面积为.
故选:B
【点睛】
本题考查三视图还原几何体并求其面积;考查空间想象能力和运算求解能力;三视图正确还原几何体是求解本题的关
键;属于中档题、常考题型.
11,C
【解析】
根据三棱柱的展开图的可能情况选出选项.
【详解】
由图可知,ABD选项可以围成三棱柱,C选项不是三棱柱展开图.
故选:C
【点睛】
本小题主要考查三棱柱展开图的判断,属于基础题.
12、A
【解析】
根据椭圆与双曲线离心率的表示形式,结合G和的离心率之积为走,即可得。力的关系,进而得双曲线的离心率
2
方程.
【详解】
2222
椭圆G的方程》+a=1,双曲线G的方程为会-2=1,
则椭圆离心率G='"2一",双曲线的离心率e,=
aa
由G和。2的离心率之积为—,
一2
gn7«2-b2yja2+Z?2A/3
叩句⑦=----------x-------------=—,
aa2
解得2=±也,
a2
所以渐近线方程为y=±Y2x,
2
化简可得%±岳=0,
故选:A.
【点睛】
本题考查了椭圆与双曲线简单几何性质应用,椭圆与双曲线离心率表示形式,双曲线渐近线方程求法,属于基础题.
二、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分。
13、-2
【解析】
7由题意利用任意角的三角函数的定义,求得机的值.
【详解】
;&的终边过点(3根,一2),若tan(〃+a)=g,
/、-21-
tan(yr+(z)=tana=——=-,:.m=-2..
V73m3
即答案为-2.
【点睛】
本题主要考查任意角的三角函数的定义和诱导公式,属基础题.
【解析】
画图分析可得函数是偶函数,且在(0,+8)上单调递减,利用偶函数性质/(%)=/(W)和单调性可解.
【详解】
作出函数/(%)的图如下所示,
观察可知,函数/(x)为偶函数,且在(-8,0)上单调递增,
在(0,+8)上单调递减,故/(3机—1)>/(2—机)o|3加—11v2—机|o
,13
8w-2m-3<00——<m<—,
24
13
故实数机的取值范围为(-于/.
13
故答案为:
24
【点睛】
本题考查利用函数奇偶性及单调性解不等式.函数奇偶性的常用结论:
⑴如果函数7(%)是偶函数,那么/(%)=/(忖).
⑵奇函数在两个对称的区间上具有相同的单调性;偶函数在两个对称的区间上具有相反的单调性.
15、150°
【解析】
利用正弦定理边化角可得2sinAcosB+百sinA=0,从而可得cos3=-且,进而求解.
2
【详解】
由26cosA=2c+®a,
由正弦定理可得2sin3cosA=2sinC+^3sinA,
即251113(:0574=25111(74+3)+百sinA,
整理可得2sinAcosB+V^sinAuO,
又因为sinA/O,所以cosB=—且,
2
因为0<5<180,
所以8=150,
故答案为:150°
【点睛】
本题主要考查了正弦定理解三角形、两角和的正弦公式,属于基础题.
16、272+1
【解析】
根据题意可知,直线次-丁-左+2=0与直线工+6一2左—3=0分别]过定点A,3,且这两条直线互相垂直,由此可知,其交
点P在以为直径的圆上,结合图形求出线段OP的最大值即可.
【详解】
由题可知,直线依一y_左+2=0可化为左(x_l)+2_y=0,
所以其过定点4(1,2),
直线无+B一2k—3=。可化为x—3+左(y—2)=。,
所以其过定点8(3,2),且满足k-l+(—1)・左=0,
所以直线依一y—左+2=。与直线工+外一2左一3=0互相垂直,
结合图形可知,线段O尸的最大值为+1,
因为C为线段的中点,
所以由中点坐标公式可得C(2,2),
所以线段OP的最大值为20+1.
故答案为:2应+1
【点睛】
本题考查过交点的直线系方程、动点的轨迹问题及点与圆的位置关系;考查数形结合思想和运算求解能力;根据圆的定
义得到交点尸在以A3为直径的圆上是求解本题的关键;属于中档题.
三、解答题:共70分。解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。
2
17、(1)an=3n—2n;(2)见解析.
【解析】
(1)由已知变形得到4!-2=3,从而{%}是等差数列,然后利用等差数列的通项公式计算即可;
n+1nn
(2)先求出数列{〃}的通项,再利用裂项相消法求出7“即可.
【详解】
(1)由已知,"=&+3,即乌&—%=3,又幺=1,则数列{%}是以1为首项3
n+1nn+1n1n
为公差的等差数列,所以%=1+5—l)x3=3〃—2,即a,=3/?—2”.
n
(2)因为4=”(3〃—2),则bn=+,
cinan+i(3n-2)(3n+l)33n-23n+l
所以+(——七)]=1=:(1——)<\又
34473n—23n+133n+l3
{1—不二}是递增数列,所以7;27;=,,综上,-<Tn<-.
3n+l443
【点睛】
本题考查由递推公式求数列通项公式、裂项相消法求数列的和,考查学生的计算能力,是一道基础题.
「0[「11
18、矩阵M属于特征值1的一个特征向量为],矩阵"属于特征值2的一个特征向量为]
【解析】
先由矩阵特征值的定义列出特征多项式,令/(丸)=0解方程可得特征值,再由特征值列出方程组,即可求得相应的特
征向量.
【详解】
2
由题意,矩阵M的特征多项式为了(4)=114=2-32+2,
令/“)=0,解得4=1,4=2,
(2-2),冗+0.y=0
将4=1代入二元一次方程组'」.八,解得x=o,
0
所以矩阵M属于特征值1的一个特征向量为];
T
同理,矩阵〃属于特征值2的一个特征向量为]v
【点睛】
本题主要考查了矩阵的特征值与特征向量的计算,其中解答中熟记矩阵的特征值和特征向量的计算方法是解答的关键,
着重考查了推理与运算能力,属于基础题.
4
19、(1)见证明;(2)-
7
【解析】
(1)先证明等腰梯形ABC。中AC,A3,然后证明即可得到平面从而可证明平面PAC
_L平面B43;(2)由电棱锥P-4BE=%棱锥尸—ABCD,可得至U^AABE=S梯形AECD,列出式子可求出3E,然后建立如图的空
/-\1^1
间坐标系,求出平面B4E的法向量为〃],平面PBE的法向量为%,由可得到答案.
【详解】
(1)证明:在等腰梯形ABC。,ADBC,AD=AB=CD=2,
易得NA5c=60°
在AABC中,AC2-AB2+BC2-2AB-BCcosZABC=4+16-8=12,
则有Afi2+Ac2=§。2,故AC,
又PA_L平面ABCD,4。匚平面48。。,,/%_174。,
AC±AB
即平面必13,故平面PAC_L平面
ACVPA
(2)在梯形ABC。中,设BE=a,
一匕棱锥P-ABE=%棱锥P-ABCD,…SAABE=S梯形AEC»,
j-xBAxBEsinZABE=叱+:办',而/z=722-12=上,
即、2xax3=(”"+2)义君,.43.
222
以点A为坐标原点,A3所在直线为x轴,AC所在直线为V轴,AP所在直线为z轴,建立如图的空间坐标系,则
3回、
4(0,0,0),P(0,0,2),5(2,0,0),E—,0,
22J
设平面PAE的法向量为々=(X,y,z),AE-,^-,0加=(0,0,2),
22J
13^/3
n,±AE—XH------V=0n
由<4得22-
n^LAP
2z=0
/且o]
取X=l,得y=Z=0,-19吁
-9
同理可求得平面。5石的法向量为〃2=
IJJ
设二面角A-PE-B的平面角为6,
7
【点睛】
本题考查了两平面垂直的判定,考查了利用空间向量的方法求二面角,考查了棱锥的体积的计算,考查了空间想象能
力及计算能力,属于中档题.
20、(1)见解析(2)逅
9
【解析】
(1)根据BC_L平面利用线面垂直的定义可得5CLK4,再由根据线面垂直的判定定理即可证
出.
(2)取AB的中点。,连接。ROD,以。为坐标原点,8,OP分别为%%z正半轴建立空间直角坐标系
O-xyz,求出平面PAD的一个法向量,利用空间向量法即可求解.
【详解】
(1)因为3C_L平面平面RLB,
所以5CLB4
由AR4B为等腰直角三角形,
所以
又PBcBC=B,故PAL平面P4B.
(2)取A5的中点。,连接。ROD,
因为PA—PB,AD=BD,
所以P0_LAB,O0,AB,
因为平面R45,
所以平面ABCD,
所以尸0,平面ABCD,PO10D,
如图,以。为坐标原点,OD,O&OP分别为苍y*正半轴建立空间直角坐标系o-孙z,
则AO=BO—PO=1>DO=AD2—AO2=2,
又BCLAB,DOLPA,
所以OD//BC且。。=BC,于是
P(0,0,l),A(0,-l,0),D(2,0,0),C(2,l,0)
PC=(2,l,-l),AP=(0,l,l),AD=(2,l,0),
设平面PAD的法向量为"=(尤,y,z),贝!|
n-AP=y+z=O
<
n-AD=2x+y=Q
令x=1得平面PAD的一个法向量〃=(1,-2,2)
设直线PC与平面上4。所成的角为a,
【点睛】
本题考查了线面垂直的定义、判定定理以及空间向量法求线面角,属于中档题.
21、(1)见解析;(2)3叵
17
【解析】
(1)过点。作DE//AC交A&于E,连接CE,BE,设ADCE=O,连接80,由角平分线的性质,正方形的性
质,三角形的全等,证得CE±AD,由线面垂直的判断定理证得CE_L平面氏4。,再由面面垂直的判
断得证.
(2)平面几何知识和线面的关系可证得50,平面MGC,建立空间直角坐标系。-孙z,求得两个平面的法向量,
根据二面角的向量计算公式可求得其值.
【详解】
(1)如图,过点。作DE//AC交AA于E,连接设CE=。,连接80,ACIA^,.-.DELAE,
又AO为NAAC的角平分线,,四边形AEOC为正方形,.•.CELAD,
又AC=AE,ZBAC=ZBAE,BA=BA,:.NBAC=/^BAE,:.BC=BE,又〔。为CE的中点,:.CEVBO
又AD,3Ou平面氏4£>,AD30=0,平面区4。,
又CEu平面A40C,.•.平面R4D,平面441G。,
(2)在AABC中,AB=AC=4,Za4c=60。,..5。=4,在RtAfiOC中,CO=;CE=2也,BO=2^,
又AB=4,AO=-AD=2^2,BO2+AO2=AB2,:.BO±AD,
2.
又BO工CE,ADCE=O,AD,CEu平面A41GC,.•.30,平面A41clC,
故建立如图空间直角坐标系o—孙Z,则A(2,-2,0),4(2,4,0),G(-2,4,0),
(0,6,2忘),.•.G4=(2,2,2及),AQ=(-4,6,0),G、=(4,0,0),
,-m±C.B.[-4X1+6%=0
设平面A4a的一个法向量为加=(%,如4),贝!I'\一一5n
mAC1[2石+2%+2«2Z]=0
令石=6,得加=(6,4,-50),
n±CB
设平面a用G的一个法向量为〃=(w,%,Z?),贝小ll
nl.GA
4x—0
任2=。’令E得〃=©五7
m-n9yfl3后
COS<771,〃>=";—i—ir=—.-----产下一,由图示可知二面角A-B
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