江苏省盐城市2020届高三数学上学期期中试题(1)

盐城市2020届高三年级第一学期期中考试数 学 试 题(总分160分，考试时间120分钟)一、填空题：本大题共14小题，每小题5分，共计70分. 请把答案填写在答题卡相应位置上. 1．已知集合{}1,3,6A =，{}1,2B =，则A B U = ▲ ． 2．函数2sin y x =的最小正周期为 ▲ ．3．若幂函数y x α=的图象经过点，则α的值为 ▲ ．4．在ABC ∆中，角C B A ,,的对边分别为c b a ,,，若2a =，b =3B π=，则A = ▲ ．5．若命题“x R ∃∈，210x ax -+<”是真命题，则实数a 的取值范围是 ▲ ．6．在等差数列}{n a 中，若2523a a +=，则数列}{n a 的前6项的和6S = ▲ ． 7．若向量(2,3)a =r ，(3,3)b =r ，(7,8)c =r ，且(,)c xa yb x y R =+∈r r r，则x y += ▲ ．8．若函数x x a x x f ln )3()(2+++=在区间(1,2)上存在唯一的极值点，则实数a 的取值范围为 ▲ ．9．若菱形ABCD 的对角线AC 的长为4，则AB AC ⋅=uu u r uuu r▲ ．10．函数)sin()(ϕω+=x A x f （其中A ，ω，ϕ为常数，且0>A ，0>ω，22πϕπ<<-）的部分图象如图所示，若56)(=αf （20πα<<），则()6f πα+的值为 ▲ ．11．函数()f x 是以4为周期的奇函数，当[1,0)x ∈-时，()2x f x =，则2(log 20)f = ▲ ．12．设函数9()||()f x x a a R x=-+∈，若当(0,)x ∈+∞时，不等式()4f x …恒成立，则a 的取值范围是 ▲ ．13．在ABC ∆中，角C B A ,,的对边分别为c b a ,,，已知74,3==a A π，角A 的平分线交边BC 于点D ，其中33=AD ，则ABC S ∆= ▲ ．14．设数列{}n a 共有4项，满足12340a a a a >>>…，若对任意的,(14i j i j 剟?，且*,i j N ∈），j i a a -仍是数列{}n a 中的某一项. 现有下列命题：①数列{}n a 一定是等差数列；②存在14i j <剟，使得j i ja ia =；③数列{}n a 中一定存在一项为0. 其中，真命题的序号有 ▲ ．（请将你认为正确命题的序号都写上）二、解答题：本大题共6小题，共计90分. 请在答题卡指定区域内作答，解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤． 15．（本小题满分14分）在ABC ∆中，角C B A ,,的对边分别为c b a ,,，已知3a =，7cos 9B =，且7BA BC ⋅=uu r uu u r . （1）求b 的值；（2）求sin()A B -的值．16．（本小题满分14分）记函数2()lg(1)f x ax =-的定义域、值域分别为集合,A B .（1）当1a =时，求A B I ；（2）若“x A ∈”是“x B ∈”的必要不充分条件，求实数a 的取值范围.17．（本小题满分14分）设直线6x π=-是函数()sin cos f x x a x =+的图象的一条对称轴.（1）求函数()f x 的最大值及取得最大值时x 的集合； （2）求函数()f x 在[0,]π上的单调减区间.18．（本小题满分16分）2020年射阳县洋马镇政府投资8千万元启动“鹤乡菊海”观光旅游及菊花产业项目. 规划从2020年起，在相当长的年份里，每年继续投资2千万元用于此项目. 2020年该项目的净收入为5百万元（含旅游净收入与菊花产业净收入），并预测在相当长的年份里，每年的净收入均为上一年的1.5倍. 记2020年为第1年，()f n 为第1年至此后第*()n n N ∈年的累计利润（注：含第n 年，累计利润 = 累计净收入－累计投入，单位：千万元），且当()f n 为正值时，认为该项目赢利.（1）试求()f n 的表达式；（2）根据预测，该项目将从哪一年开始并持续赢利？请说明理由. （参考数据：43()52≈，ln 20.7≈，ln3 1.1≈）19. （本小题满分16分）已知数列}{n a 满足11a =-，21a =，且*22(1)()2n n n a a n N ++-=∈.（1）求65a a +的值；（2）设n S 为数列}{n a 的前n 项的和，求n S ；（3）设n n n a a b 212+=-，是否存正整数,,()i j k i j k <<，使得k j i b b b ,,成等差数列？若存在，求出所有满足条件的k j i ,,；若不存在，请说明理由.20．（本小题满分16分）设函数()ln ()f x m x m R =∈，()cos g x x =.（1）若函数1()()h x f x x=+在(1,)+∞上单调递增，求m 的取值范围； （2）设函数()()()x f x g x ϕ=+，若对任意的3(,)2x ππ∈，都有()0x ϕ…，求m 的取值范围；（3）设0m >，点00(,)P x y 是函数()f x 与()g x 图象的一个交点，且函数()f x 与()g x 的图象在点P 处的切线互相垂直，求证：存在唯一的0x 满足题意，且0(1,)2x π∈.数学参考答案一、填空题：本大题共14小题，每小题5分，共计70分.1.{}1,2,3,62.π3.12 4.2π5.(,2)(2,)-∞-+∞U6.27.838.15(,6)2-- 9. 8 10. 11.45- 12. (,2]-∞ 13.14.①②③二、解答题：本大题共6小题，共计90分.15．解：（1）由7BA BC ⋅=uu r uu u r ，得cos 7ac B =，即7379c ⨯=，解得3c =. (3)分在ABC ∆中，由余弦定理，得2222272cos 3323349b ac ac B =+-=+-⨯⨯⨯=， 所以2b =. ………………6分 （2）因为7cos 9B =，所以B为锐角，故sin 9B =. ………………8分 又由余弦定理，得2222222331cos 22233b c a A bc +-+-===⨯⨯， 所以A 为锐角，且sin A =. ………………11分所以71sin()sin cos cos sin 393927A B A B A B -=-=-⨯=.………………14分16．解：（1）当1a =时，2()lg(1)f x x =-，由210x ->，得(1,1)A =-. ……………2分又2011x <-…，所以(,0]B =-∞. ……………4分故(1,0]A B =-I . ……………6分（2）“x A ∈”是“x B ∈”的必要不充分条件⇔B A Ü. ……………8分 ①当0a =时，A R=，{}0B =，适合题意； ……………9分②当0a <时，A R=，[0,)B =+∞，适合题意； ……………11分③当0a >时，(A =，(,0]B =-∞，不适合题意. ……………13分综上所述，实数a 的取值范围是(,0]-∞. ……………14分17．解：（1）因为直线6x π=-是函数()f x 的图象的对称轴，所以()()66f x f x ππ-+=--对x R ∈恒成立. ……………2分所以sin()cos()sin()cos()6666x a x x a x ππππ-++-+=--+--对x R ∈恒成立，即(0a x +=对x R∈恒成立，所以a =. ……………6分从而()sin 2sin()3f x x x x π==-. ……………8分故当232x k πππ-=+，即52()6x k k Z ππ=+∈时，()f x 取得最大值为2. ……………10分（说明：其它方法的，类似给分）（2）由322232k x k πππππ+-+剟，解得()f x 的递减区间为511[2,2]()66k k k Z ππππ++∈. …12分从而()f x 在[0,]π上的减区间为5[,]6ππ.（注：区间的形式不唯一） ……………14分18．解：（1）由题意知，第1年至此后第*()n n N ∈年的累计投入 为82(1)26n n +-=+（千万元）， ……………3分第1年至此后第*()n n N ∈年的累计净收入为1211131313()()()2222222n -+⨯+⨯+⋅⋅⋅+⨯13(()1)322()13212nn -==--（千万元）. ………7分所以33()()1(26)()2722n n f n n n =--+=--（千万元）. ……………8分（2）方法一：因为133(1)()[()2(1)7][()27]22n n f n f n n n ++-=-+----13[()4]22n =-，所以当3n …时，(1)()0f n f n +-<，故当4n …时，()f n 递减； 当4n …时，(1)()0f n f n +->，故当4n …时，()f n 递增. ……………12分又15(1)02f =-<，732733(7)()215210288f =-≈⨯-=-<， 83(8)()232523202f =-≈-=>.所以，该项目将从第8年开始并持续赢利. ……………15分答：该项目将从2023年开始并持续赢利. ……………16分方法二：设3()()27(1)2xf x x x =--…，则33()()ln 222xf x '=-， 令()0f x '=，得3222()532ln 3ln 2 1.10.7ln 2x==≈=--，所以4x ≈. 从而当[1,4)x ∈时，()0f x '<，()f x 递减； 当(4,)x ∈+∞时，()0f x '>，()f x 递增. ……………12分又15(1)02f =-<，7333(7)()21028f =-≈-<， 83(8)()232523202f =-≈-=>.所以，该项目将从第8年开始并持续赢利. ……………15分答：该项目将从2023年开始并持续赢利. ……………16分 19．解：（1）由题意，当n 为奇数时，n n a a 212=+；当n 为偶数时，n n a a 232=+. …………2分又11a =-，21a =，所以49,23;41,216453==-=-=a a a a ，即265=+a a . …………4分（2）①当2n k =时，21321242()()n k k k S S a a a a a a -==++⋅⋅⋅++++⋅⋅⋅+131(1())1(1())22131122k k -⋅-⋅-=+--312[()()]422k k =+-22312[()()]422n n =+-. ……………6分②当21n k =-时，22n k k S S a =-13132[()()]4()222k k k -=+--11312()()422k k --=⨯+-1122312()()422n n --=⨯+-. ……………8分所以，*2211*22312()2()4,,,22312()()4,,22n nn n n n n N S n n N --⎧⨯+⨯-∈⎪⎪=⎨⎪⨯+-∈⎪⎩为偶数为奇数 ……………9分 （3）由（1），得1121231022n n n n n b a a ---⎛⎫⎛⎫=+=- ⎪⎪⎝⎭⎝⎭…（仅10b =且{}n b 递增）. ……………10分因为k j >>，且,k j Z ∈，所以1k j +….①当2k j +…时，2k j b b +…，若k j i b b b ,,成等差数列，则 1111231312222222j j j j i j k j j b b b b b --+++⎡⎤⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=--=---⎢⎥⎢⎥⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦…11137104242j j --⎛⎫⎛⎫=-⨯-⨯< ⎪⎪⎝⎭⎝⎭， 此与0n b …矛盾.故此时不存在这样的等差数列. ……………12分②当1k j =+时，1k j b b +=，若k j i b b b ,,成等差数列，则11131312222222j j j j i j k j j b b b b b --+⎡⎤⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=-=-=---⎢⎥⎢⎥ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦111331()()2222j j --=⨯-⨯，又因为i j <，且,i j Z ∈，所以1i j -….若2i j -…，则2i j b b -刡，得1133133131()()()()222222j j j j ----⨯-⨯-…， 得3331()5()022j j --+⨯?，矛盾，所以1i j =-=.从而112j j j b b b -+=+，得11223131312222222j j j j j j ----⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫-=-+-⎢⎥⎢⎥⎢⎥ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦，化简，得231j -=，解得2j ==. ……………15分从而，满足条件的k j i ,,只有唯一一组解，即1i =，2j =，3k =. ……………16分20．解：（1）由题意，知1()ln h x m x x =+，所以21()m h x x x'=-. 由题意，21()0m h x x x '=-…，即1m x…对(1,)x ∈+∞恒成立. ……………2分又当(1,)x ∈+∞时，11x<，所以1m …. ……………4分（2）因为()()()ln cos x f x g x m x x ϕ=+=+，所以()sin mx x xϕ'=-. ①当0m …时，因为3(,)2x ππ∈，所以ln 0x >，cos 0x <，故()0x ϕ<，不合题意.…6分②当0m >时，因为3(,)2x ππ∈，所以()0x ϕ'>，故()x ϕ在3(,)2ππ上单调递增. ……8分欲()0x ϕ…对任意的3(,)2x ππ∈都成立，则需()0ϕπ…，所以ln cos 0m ππ+…，解得1ln m π…. 综上所述，m的取值范围是1[,)ln π+∞. ……………10分 （3）证明：因为()mf x x '=，()sing x x '=-，且函数()f x 与()g x 在点00(,)P x y 处的切线互相垂直，所以00(sin )1mx x ⋅-=-，即00sin m x x = （*）.又点00(,)P x y 是函数()f x 与()g x 的一个交点，所以00ln cos m x x = （**）.由（*）（**）消去m ，得0000ln sin cos 0x x x x -=. ……………12分 ①当0(0,1]x ∈时，因为0m >，所以0ln 0m x …，且0cos 0x >，此与（**）式矛盾. 所以在(0,1]上没有x 适合题意. ……………13分 ②当0(1,)x ∈+∞时，设()ln sin cos r x x x x x =-，(1,)x ∈+∞. 则()ln 1cos 20r x x x '=+->，即函数()r x 在(1,)+∞上单调递增， 所以函数()r x 在(1,)+∞上至多有一个零点. 因为(1)ln1sin1cos1sin1cos10r =-=-<，()ln sin cos ln 02222222r πππππππ=-=>，且()r x 的图象在(1,)+∞上不间断，所以函数()r x 在(1,)2π有唯一零点.即只有唯一的0(1,)x ∈+∞，使得0000ln sin cos 0x x x x -=成立，且0(1,)2x π∈.综上所述，存在唯一的0(0,)x ∈+∞，且0(1,)2x π∈. ……………16分。