1、2016-2017学年浙江省嘉兴一中高二(上)期中数学试卷一、选择题(每小题3分,共36分)1在下列命题中,错误的是()A垂直于同一个平面的两个平面相互平行B过不在同一条直线上的三点,有且只有一个平面C如果一条直线上的两点在一个平面内,那么这条直线上所有的点都在此平面内D如果两个不重合的平面有一个公共点,那么他们有且只有一条过该点的公共直线2不等式x的解集为()A(,1)(0,1)B(1,0)(1,+)C(,1)(1,+)D(1,1)3若b0a,dc0,则下列不等式中必成立的是()AacbdBCa+cb+dDacbd4对于任意的直线l与平面,在平面内必有直线m,使m与l()A平行B相交C垂直D
2、互为异面直线5已知三棱锥的底面是边长为2正三角形,侧面均为等腰直角三角形,则此三棱锥的体积为()ABCD6若正实数xy满足x+y+=5,则x+y的最大值为 ()A2B3C4D57某几何体的主视图和左视图如图(1),它的俯视图的直观图是矩形O1A1B1C1如图(2),其中O1A1=6,O1C1=2,则该几何体的侧面积为()A48B64C96D1288如图ABCDA1B1C1D1是长方体,O是B1D1的中点,直线AC1交平面CB1D1于点M,则下列结论正确的是()AC,M,O三点共线BC,M,O,A1不共面CA,M,O,C不共面DB,M,O,B1共面9空间四边形ABCD中,AB=CD且异面直线AB
3、与CD所成的角为30,E,F为BC和AD的中点,则异面直线EF和AB所成的角为()A15B30C45或75D15或7510如图,正四棱柱ABCDA1B1C1D1中,AB=3,BB1=4长为1的线段PQ在棱AA1上移动,长为3的线段MN在棱CC1上移动,点R在棱BB1上移动,则四棱锥RPQMN的体积是()A6B10C12D不确定11如图,在三棱柱ABCA1B1C1中,底面为正三角形,侧棱垂直底面,AB=4,AA1=6,若E,F分别是棱BB1,CC1上的点,且BE=B1E,C1F=CC1,则异面直线A1E与AF所成角的余弦值为()ABCD12若不等式|2x1|x+a|a对任意的实数x恒成立,则实数
4、a的取值范围是()A(,B(,C(,0)D(,二、填空题(每小题3分,共计21分)13半径为4的球的表面积为14关于x的不等式|x+10|8的解集为15一个圆柱和一个圆锥同底等高,若圆锥的侧面积是其底面积的2倍,则圆柱的侧面积是其底面积的倍16如图是正四面体的平面展开图,G、H、M、N分别为DE、BE、EF、EC的中点,在这个正四面体中,GH与EF平行;BD与MN为异面直线;GH与MN成60角;DE与MN垂直以上四个命题中,正确命题的序号是17若正数a,b满足=1,则+的最小值为18长方体ABCDA1B1C1D1的8个顶点都在球O的表面上,E为AB的中点,CE=3,异面直线A1C1与CE所成角
5、的余弦值为,且四边形ABB1A1为正方形,则球O的直径为19关于x的不等式ax2|x+1|+3a0的解集为(,+),则实数a的取值范围是三、解答题(共5小题,共43分)20(8分)已知关于x的不等式ax2+bx+c0的解集为x|1x2,求不等式a(x2+1)+b(x1)+c2ax的解集21(8分)在体积为72的直三棱柱ABCA1B1C1中,AB=3,AC=4,AA1=12(1)求角BAC的大小;(2)若该三棱柱的六个顶点都在球O的球面上,求球O的体积22(8分)已知函数f(x)=|x+2|2|x1|(1)解不等式f(x)2;(2)对任意xR,都有f(x)xa成立,求实数a的取值范围23(8分)
6、如图,在直四棱柱ABCDA1B1C1D1中,底面是边长为的正方形,AA1=3,点F在棱B1B上运动(1)若三棱锥B1A1D1F的体积为时,求异面直线AD与D1F所成的角(2)求异面直线AC与D1F所成的角24(11分)设a为实数,函数f(x)=2x2+(xa)|xa|(1)若f(0)1,求a的取值范围;(2)求f(x)的最小值;(3)设函数h(x)=f(x),x(a,+),求不等式h(x)1的解集2016-2017学年浙江省嘉兴一中高二(上)期中数学试卷参考答案与试题解析一、选择题(每小题3分,共36分)1(2013秋秦州区校级月考)在下列命题中,错误的是()A垂直于同一个平面的两个平面相互平
7、行B过不在同一条直线上的三点,有且只有一个平面C如果一条直线上的两点在一个平面内,那么这条直线上所有的点都在此平面内D如果两个不重合的平面有一个公共点,那么他们有且只有一条过该点的公共直线【考点】空间中直线与直线之间的位置关系【专题】空间位置关系与距离【分析】利用空间中线线、线面、面面间的位置关系求解【解答】解:垂直于同一个平面的两个平面相交或平行,故A错误;由公理三知B正确;由公理一知C正确;由公理二知D正确故选:A【点评】本题考查命题真假的判断,是基础题,解题时要注意空间思维能力的培养2(2016春延安校级期中)不等式x的解集为()A(,1)(0,1)B(1,0)(1,+)C(,1)(1,
8、+)D(1,1)【考点】其他不等式的解法【专题】计算题;转化思想;综合法;不等式的解法及应用【分析】不等式即0,可,或分别求得和的解集,再取并集,即得所求【解答】解:不等式x,即0,或解求得x1,解求得1x0,故选:B【点评】本题主要考查分式不等式的解法,体现了等价转化和分类讨论的数学思想,属于基础题3(2016春邻水县期末)若b0a,dc0,则下列不等式中必成立的是()AacbdBCa+cb+dDacbd【考点】不等式的基本性质【专题】证明题【分析】由已知中b0a,dc0,结合不等式的性质,对题目中的四个答案逐一进行分析,即可得到结论【解答】解:b0a,dc0,ac0,bd0,则acbd恒不
9、成立,故A不满足要求;同理,则恒不成立,故B不满足要求;由不等式的同号可加性可得a+cb+d一定成立,故C满足要求;但acbd不一定成立,故D不满足要求;故选C【点评】本题考查的知识点是不等式的基本性质,其中熟练掌握不等式的基本性质,是解答本题的关键4(2006重庆)对于任意的直线l与平面,在平面内必有直线m,使m与l()A平行B相交C垂直D互为异面直线【考点】空间中直线与平面之间的位置关系【专题】分类讨论【分析】由题意分两种情况判断l;l,再由线线的位置关系的定义判断【解答】解:对于任意的直线l与平面,分两种情况l在平面内,l与m共面直线,则存在直线ml或ml;l不在平面内,且l,则平面内任
10、意一条直线都垂直于l; 若l于不垂直,则它的射影在平面内为一条直线,在平面内必有直线m垂直于它的射影,则m与l垂直;若l,则存在直线ml故选C【点评】本题主要考查了线线及线面的位置关系,利用线面关系的定义判断,重点考查了感知能力5(2014春东湖区校级期中)已知三棱锥的底面是边长为2正三角形,侧面均为等腰直角三角形,则此三棱锥的体积为()ABCD【考点】棱柱、棱锥、棱台的体积;棱锥的结构特征【专题】空间位置关系与距离【分析】先求正三棱锥的侧棱长,然后求出体积【解答】解:由题意正三棱锥的底面边长为2,侧面均为直角三角形,可知:侧棱长为,三条侧棱两两垂直,所以此三棱锥的体积为=故选:C【点评】本题
11、考查棱锥的体积,考查学生的空间想象能力,逻辑思维能力,是基础题6(2014漳州四模)若正实数xy满足x+y+=5,则x+y的最大值为 ()A2B3C4D5【考点】基本不等式【专题】不等式的解法及应用【分析】两次利用基本不等式即可得出【解答】解:x+y+=5,(x+y)5(x+y)=(x+y)(+)=2+2+=4,(x+y)25(x+y)+40,1x+y4,当且仅当x=y=2时,x+y取最大值4故选:C【点评】本题考查了基本不等式的性质,属于基础题7(2016南昌校级二模)某几何体的主视图和左视图如图(1),它的俯视图的直观图是矩形O1A1B1C1如图(2),其中O1A1=6,O1C1=2,则该
12、几何体的侧面积为()A48B64C96D128【考点】由三视图求面积、体积【专题】计算题;数形结合;综合法;空间位置关系与距离;立体几何【分析】由已知中的三视图可得该几何体是一个四棱柱,计算出底面的周长和高,进而可得几何体的侧面积【解答】解:由已知中的三视图可得该几何体是一个四棱柱,它的俯视图的直观图是矩形O1A1B1C1,O1A1=6,O1C1=2,它的俯视图的直观图面积为12,它的俯视图的面积为:24,它的俯视图的俯视图是边长为:6的菱形,棱柱的高为4故该几何体的侧面积为:464=96,故选:C【点评】本题考查的知识点是由三视图,求体积和表面积,根据已知的三视图,判断几何体的形状是解答的关
13、键8如图ABCDA1B1C1D1是长方体,O是B1D1的中点,直线AC1交平面CB1D1于点M,则下列结论正确的是()AC,M,O三点共线BC,M,O,A1不共面CA,M,O,C不共面DB,M,O,B1共面【考点】棱柱的结构特征【专题】综合题;转化思想;演绎法;立体几何【分析】本题利用直接法进行判断先观察图形判断C,M,O三点共线,为了要证明C,M,O三点共线,先将M看成是在平面ACC1A1与平面CB1D1的交线上,利用同样的方法证明点O、A也是在平面ACC1A1与平面CB1D1的交线上,从而证明三点共线【解答】解:连接A1C1,AC,则A1C1AC,A1、C1、C、A四点共面,A1C平面AC
14、C1A1,MA1C,M平面ACC1A1,又M平面CB1D1,M在平面ACC1A1与平面CB1D1的交线上,同理O在平面ACC1A1与平面CB1D1的交线上,C、M、O三点共线故选:A【点评】本题主要考查了平面的基本性质及推论、三点共线及空间想象能力,属于基础题9(2012秋市中区校级期中)空间四边形ABCD中,AB=CD且异面直线AB与CD所成的角为30,E,F为BC和AD的中点,则异面直线EF和AB所成的角为()A15B30C45或75D15或75【考点】异面直线及其所成的角【专题】计算题;空间角【分析】取AC的中点G,连接GE与GF,根据题意求出FGE的大小,然后根据AB=CD则GE=GF
15、,可求出EF与AB所成的角【解答】解:取AC的中点G,连接GE与GF,则AB与CD(异面直线)所成角为30,EGAB,FGCD,GEF=30或150,而AB=CD,则GE=GF,GFE=75或GFE=15EF与AB所成的角是75或15故选D【点评】本题主要考查了异面直线及其所成的角,解题的关键就是将两异面直线平移到一起,属于基础题10(2010越秀区模拟)如图,正四棱柱ABCDA1B1C1D1中,AB=3,BB1=4长为1的线段PQ在棱AA1上移动,长为3的线段MN在棱CC1上移动,点R在棱BB1上移动,则四棱锥RPQMN的体积是()A6B10C12D不确定【考点】棱柱、棱锥、棱台的体积【专题
16、】计算题;综合题【分析】先求出底面PQMN的面积,再求R到底面PQMN的距离,然后求四棱锥RPQMN的体积【解答】解:由题意可知底面PQMN的面积是R到PQMN的距离为四棱锥RPQMN的体积是:故选A【点评】本题考查棱柱、棱锥、棱台的体积,考查计算能力,是基础题11(2016辽宁三模)如图,在三棱柱ABCA1B1C1中,底面为正三角形,侧棱垂直底面,AB=4,AA1=6,若E,F分别是棱BB1,CC1上的点,且BE=B1E,C1F=CC1,则异面直线A1E与AF所成角的余弦值为()ABCD【考点】异面直线及其所成的角【专题】计算题;转化思想;综合法;空间角【分析】以C为原点,CA为x轴,在平面
17、ABC中过作AC的垂线为y轴,CC1为z轴,建立空间直角坐标系,利用向量法能求出异面直线A1E与AF所成角的余弦值【解答】解:以C为原点,CA为x轴,在平面ABC中过作AC的垂线为y轴,CC1为z轴,建立空间直角坐标系,在三棱柱ABCA1B1C1中,底面为正三角形,侧棱垂直底面,AB=4,AA1=6,E,F分别是棱BB1,CC1上的点,且BE=B1E,C1F=CC1,A1(4,0,6),E(2,2,3),F(0,0,4),A(4,0,0),=(2,2,3),=(4,0,4),设异面直线A1E与AF所成角所成角为,则cos=异面直线A1E与AF所成角的余弦值为故选:D【点评】本题考查异面直线所成
18、角的余弦值的求法,是中档题,解题时要认真审题,注意向量法的合理运用12若不等式|2x1|x+a|a对任意的实数x恒成立,则实数a的取值范围是()A(,B(,C(,0)D(,【考点】绝对值三角不等式【专题】综合题;分类讨论;空间角;不等式【分析】分类讨论,求出函数的最小值,利用最小值大于等于a,即可求出实数a的取值范围【解答】解:a时,|2x1|x+a|=,x=时,最小值为a,不等式|2x1|x+a|a对任意的实数x恒成立,aa,a,a;a=时,|2x1|x+a|=|x|,成立;a时,同理可得x=时,|2x1|x+a|最小值为+a,不等式|2x1|x+a|a对任意的实数x恒成立,+aa恒成立,a
19、综上所述a故选D【点评】本题考查绝对值不等式,考查分类讨论的数学思想,正确转化是关键二、填空题(每小题3分,共计21分)13半径为4的球的表面积为64【考点】球的体积和表面积【专题】计算题;方程思想;演绎法;立体几何【分析】利用球的面积公式,直接求解即可【解答】解:球的半径为4,所以球的表面积为:4r2=64故答案为:64【点评】本题考查球的表面积,考查计算能力,是基础题14关于x的不等式|x+10|8的解集为(,182,+)【考点】绝对值不等式的解法【专题】综合题;转化思想;演绎法;不等式的解法及应用【分析】去掉绝对值号求出不等式的解集即可【解答】解:|x+10|8,x+108或x+108,
20、解得:x2或x18,故不等式的解集是(,182,+),故答案为(,182,+)【点评】本题考查了解绝对值不等式问题,是一道基础题15(2014秋淮安期中)一个圆柱和一个圆锥同底等高,若圆锥的侧面积是其底面积的2倍,则圆柱的侧面积是其底面积的2倍【考点】棱柱、棱锥、棱台的侧面积和表面积【专题】空间位置关系与距离【分析】根据几何体的性质,公式转化为用r表示的式子判断【解答】解:一个圆柱和一个圆锥同底等高设底面半径为r,高为h,圆锥的侧面积是其底面积的2倍,rl=2r2,l=2rh=r圆柱的侧面积=2rl=2r2,其底面积=r2圆柱的侧面积是其底面积的2倍,故答案为:【点评】本题考查了旋转体的几何性
21、质,表面积的运算公式,属于中档题16(2012春大庆校级期末)如图是正四面体的平面展开图,G、H、M、N分别为DE、BE、EF、EC的中点,在这个正四面体中,GH与EF平行;BD与MN为异面直线;GH与MN成60角;DE与MN垂直以上四个命题中,正确命题的序号是【考点】棱锥的结构特征【专题】立体几何【分析】正四面体的平面展开图复原为正四面体A(B、C)DEF,依题意,GHAD,而AD与EF异面,从而可判断GH与EF不平行;,假设BD与MN共面,可得A、D、E、F四点共面,导出矛盾,从而可否定假设,肯定BD与MN为异面直线;,依题意知,GHAD,MNAF,DAF=60,于是可判断GH与MN成60
22、角;,连接GF,那么A点在平面DEF的射影肯定在GF上,通过线面垂直得到线线垂直【解答】解:将正四面体的平面展开图复原为正四面体A(B、C)DEF,如图:对于,G、H分别为DE、BE的中点,则GHAD,而AD与EF异面,故GH与EF不平行,故错误;对于,BD与MN为异面直线,正确(假设BD与MN共面,则A、D、E、F四点共面,与ADEF为正四面体矛盾,故假设不成立,故BD与MN异面);对于,依题意,GHAD,MNAF,DAF=60,故GH与MN成60角,故正确;对于,连接GF,A点在平面DEF的射影A1在GF上,DE平面AGF,DEAF,而AFMN,DE与MN垂直,故正确综上所述,正确命题的序
23、号是,故答案为:【点评】本题考查命题的真假判断与应用,着重考查空间直线间的位置关系,突出考查异面直线的判定、两直线所成的角的概念及应用,属于中档题17(2014春赣榆县期中)若正数a,b满足=1,则+的最小值为6【考点】基本不等式【专题】不等式的解法及应用【分析】变形利用基本不等式即可得出【解答】解:正数a,b满足=1,0,解得a1同理b1则+=6,当且仅当a=时取等号(此时b=4)+的最小值为6故答案为:6【点评】本题考查了基本不等式的性质,属于基础题18(2016山西三模)长方体ABCDA1B1C1D1的8个顶点都在球O的表面上,E为AB的中点,CE=3,异面直线A1C1与CE所成角的余弦
24、值为,且四边形ABB1A1为正方形,则球O的直径为4或【考点】球内接多面体【专题】计算题;方程思想;综合法;立体几何【分析】设AB=2x,则AE=x,BC=,由余弦定理可得x2=9+3x2+923,求出x,即可求出球O的直径【解答】解:设AB=2x,则AE=x,BC=,AC=,由余弦定理可得x2=9+3x2+923,x=1或,AB=2,BC=2,球O的直径为=4,或AB=2,BC=,球O的直径为=故答案为:4或【点评】本题考查球O的直径,考查余弦定理,考查学生的计算能力,正确求出AB是关键19(2014合肥二模)关于x的不等式ax2|x+1|+3a0的解集为(,+),则实数a的取值范围是,+)
25、【考点】其他不等式的解法【专题】不等式的解法及应用【分析】将不等式恒成立进行参数分类得到a,利用换元法将不等式转化为基本不等式的性质,根据基本不等式的性质求出的最大值即可得到结论【解答】解:不等式ax2|x+1|+3a0,则a(x2+3)|x+1|,即a,设t=x+1,则x=t1,则不等式a等价为a=0即a0,设f(t)=,当|t|=0,即x=1时,不等式等价为a+3a=4a0,此时满足条件,当t0,f(t)=,当且仅当t=,即t=2,即x=1时取等号当t0,f(t)=,当且仅当t=,t=2,即x=3时取等号当x=1,即t=2时,fmax(t)=,要使a恒成立,则a,方法2:由不等式ax2|x
26、+1|+3a0,则a(x2+3)|x+1|,要使不等式的解集是(,+),则a0,作出y=a(x2+3)和y=|x+1|的图象,由图象知只要当x1时,直线y|x+1|=x+1与y=a(x2+3)相切或相离即可,此时不等式ax2|x+1|+3a0等价为不等式ax2x1+3a0,对应的判别式=14a(3a1)0,即12a2+4a+10,即12a24a10,(2a1)(6a+1)0,解得a或a(舍),故答案为:,+)【点评】本题主要考查不等式恒成立问题,利用参数分离法将不等式进行等价化简,利用基本不等式的性质是解决本题的关键,综合性较强,有一定的难度三、解答题(共5小题,共43分)20(8分)已知关于
27、x的不等式ax2+bx+c0的解集为x|1x2,求不等式a(x2+1)+b(x1)+c2ax的解集【考点】一元二次不等式的解法【专题】计算题;转化思想;定义法;不等式的解法及应用【分析】关于x的不等式ax2+bx+c0的解集为x|1x2,可得1,2是一元二次方程ax2+bx+c=0的两个实数根,且a0,利用根与系数的关系可得a,b,即可不等式a(x2+1)+b(x1)+c2ax得出【解答】解:关于x的不等式ax2+bx+c0的解集为x|1x2,1+2=,12=,a0,解得b=a,c=2a不等式a(x2+1)+b(x1)+c2ax化为x23x0解得0x3,该不等式的解集为(0,3)【点评】本题考
28、查了一元二次不等式的解法、一元二次方程的根与系数的关系,考查了计算能力,属于中档题21(8分)在体积为72的直三棱柱ABCA1B1C1中,AB=3,AC=4,AA1=12(1)求角BAC的大小;(2)若该三棱柱的六个顶点都在球O的球面上,求球O的体积【考点】球的体积和表面积【专题】综合题;转化思想;演绎法;立体几何【分析】(1)利用三棱柱的体积公式,结合三角形的面积公式,求BAC的大小;(2)画出球的内接直三棱ABCA1B1C1,求出球的半径,然后可求球的体积【解答】解:(1)体积为72的直三棱柱ABCA1B1C1中,AB=3,AC=4,AA1=12,BAC=90;(2)如图,由于BAC=90
29、,连接上下底面外心PQ,O为PQ的中点,OP平面ABC,则球的半径为OB,由题意,AB=3,AC=4,BAC=90,所以BC=5,因为AA1=12,所以OP=6,所以OB=所以球的体积为:OB3=【点评】本题考查球的体积和表面积,球的内接体问题,考查学生空间想象能力,是基础题22(8分)(2016春唐山校级月考)已知函数f(x)=|x+2|2|x1|(1)解不等式f(x)2;(2)对任意xR,都有f(x)xa成立,求实数a的取值范围【考点】不等式的证明【专题】分类讨论;综合法;推理和证明;不等式【分析】(1)去绝对值符号得出f(x)的分段解析式,再各段上解不等式即可;(2)对x的范围进行讨论,
30、分离参数得出a在各段上的最小值,即可得出a的范围【解答】解:(1)f(x)=f(x)2,或或,解得1x6或x1不等式f(x)2的解为集为x|x6(2)当x1时,x+4xa,即a2x4恒成立,a2;当2x1时,3xxa,即a2x恒成立,a2;当x2时,x4xa,即a4恒成立任意xR,都有f(x)xa成立,a2【点评】本题考查了绝对值不等式的解法,分类讨论思想,属于中档题23(8分)如图,在直四棱柱ABCDA1B1C1D1中,底面是边长为的正方形,AA1=3,点F在棱B1B上运动(1)若三棱锥B1A1D1F的体积为时,求异面直线AD与D1F所成的角(2)求异面直线AC与D1F所成的角【考点】异面直
31、线及其所成的角;棱柱的结构特征【专题】计算题;向量法;数形结合法;空间角【分析】(1)求出BF=1,以D为原点,DA为x轴,DC为y轴,DD1为z轴,建立空间直角坐标系,利用向量法能求出异面直线AD与D1F所成的角(2)求出=(,0),=(),利用向量法能求出异面直线AC与D1F所成的角的大小【解答】解:(1)在直四棱柱ABCDA1B1C1D1中,底面是边长为的正方形,=1,AA1=3,点F在棱B1B上运动,三棱锥B1A1D1F的体积为,B1F=,BF=32=1,以D为原点,DA为x轴,DC为y轴,DD1为z轴,建立空间直角坐标系,由A(),D(0,0,0),D1(0,0,3),F(),=()
32、,=(),设异面直线AD与D1F所成的角为,则cos=,=60异面直线AD与D1F所成的角为60(2)C(0,0),=(,0),=(),=2+2+0=0,异面直线AC与D1F所成的角为90【点评】本题考查异面直线所成角的求法,是基础题,解题时要认真审题,注意向量法的合理运用24(11分)(2009江苏)设a为实数,函数f(x)=2x2+(xa)|xa|(1)若f(0)1,求a的取值范围;(2)求f(x)的最小值;(3)设函数h(x)=f(x),x(a,+),求不等式h(x)1的解集【考点】二次函数的性质;一元二次不等式的解法【专题】函数的性质及应用;不等式的解法及应用【分析】(1)f(0)1a
33、|a|1再去绝对值求a的取值范围,(2)分xa和xa两种情况来讨论去绝对值,再对每一段分别求最小值,借助二次函数的对称轴及单调性最后综合即可(3)h(x)1转化为3x22ax+a210,因为不等式的解集由对应方程的根决定,所以再对其对应的判别式分三种情况讨论求得对应解集即可【解答】解:(1)若f(0)1,则a|a|1a1(2)当xa时,f(x)=3x22ax+a2,如图所示:当xa时,f(x)=x2+2axa2,综上所述:(3)x(a,+)时,h(x)1,得3x22ax+a210,=4a212(a21)=128a2当a或a时,0,x(a,+);当a时,0,得:即进而分2类讨论:当a时,a,此时不等式组的解集为(a,+);当x时,a;此时不等式组的解集为,+)综上可得,当a(,)(,+)时,不等式组的解集为(a,+);当a(,)时,不等式组的解集为(a,+);当a,时,不等式组的解集为,+)【点评】本题考查了分段函数的最值问题分段函数的最值的求法是先对每一段分别求最值,最后综合最大的为整个函数的最大值,最小的为整个函数的最小值