2022届甘肃省张掖市高二第二学期数学期末复习检测试题含解析

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2022届甘肃省张掖市高二第二学期数学期末复习检测试题
一、单选题(本题包括12个小题,每小题35,共60分.每小题只有一个选项符合题意)
1.若圆()()221:3425O x y -+-=和圆()()()2222:28510O x y r r +++=<<相切,则r 等于( ) A .6
B .7
C .8
D .9 【答案】C
【解析】
【分析】
根据的圆标准方程求得两圆的圆心与半径,再根据两圆内切、外切的条件,分别求得r 的值并验证510r <<即可得结果.
【详解】
圆()()22
1:3425O x y -+-=的圆心()13,4O ,半径为5; 圆()()22
22:28O x y r +++=的圆心()22,8O --,半径为r.
=|r -5|, 求得r =18或-8,不满足5<r<10.
=|r +5|,
求得r =8或-18(舍去),故选C .
【点睛】 本题主要考查圆的方程以及圆与圆的位置关系,属于基础题. 两圆半径为,R r ,两圆心间的距离为d ,比较d 与R r -及d 与R r +的大小,即可得到两圆的位置关系.
2.函数ln ()x f x x =
的单调递减区间是( ) A .(0,1)
B .(0,)e
C .(1,)+∞
D .(,)e +∞
【答案】D
【解析】 分析:对()ln x f x x =
求导,令()0f x '< ,即可求出函数()ln x f x x
=的单调递减区间. 详解:函数()ln x f x x =的定义域为() 0,+∞,()21ln
,x f x x -'= ()0f x '<得到 1ln 0,x x e -∴.
故选D
点睛:本题考查利用导数研究函数的单调性,属基础题.
3.函数()x x f x e =的图象为( ) A . B .
C .
D .
【答案】A
【解析】
【分析】
利用导数研究函数的单调性,根据单调性,对比选项中的函数图象,从而可得结果.
【详解】
因为()x x f x e =,所以1'()x
x f x e -=, 1x <时,()'0f x >,()x
x f x e =在(),1-∞上递增; 1x >时,()'0f x <,()x x f x e =
在()1,+∞上递减, 只有选项A 符合题意,故选A.
【点睛】
本题通过对多个图象的选择考查函数的图象与性质,属于中档题.这类题型也是近年高考常见的命题方向,该题型的特点是综合性较强、考查知识点较多,但是并不是无路可循.解答这类题型可以从多方面入手,根据函数的定义域、值域、单调性、奇偶性、特殊点以及0,0,,x x x x +-→→→+∞→-∞时函数图象的变化趋势,利用排除法,将不合题意的选项一一排除.
4.已知7tan(3x π-=
),则cos2x = ( ) A .14- B .14 C .1
8- D .18
【答案】D
【解析】
分析:先根据诱导公式得tan x ,再利用二倍角公式以及弦化切得结果.
详解:因为7tan(x π-=),所以7tan x =,
因此2222222271cos sin 1tan 19cos 2cos sin 7cos sin 1tan 8
19x x x x x x x x x -
--=-====+++, 选D.
点睛:应用三角公式解决问题的三个变换角度
(1)变角:目的是沟通题设条件与结论中所涉及的角,其手法通常是“配凑”.
(2)变名:通过变换函数名称达到减少函数种类的目的,其手法通常有“切化弦”、“升幂与降幂”等.
(3)变式:根据式子的结构特征进行变形,使其更贴近某个公式或某个期待的目标,其手法通常有:“常值代换”、“逆用变用公式”、“通分约分”、“分解与组合”、“配方与平方”等.
5.已知1iz i =-(i 为虚数单位) ,则z =
A .1i -+
B .1i --
C .1i +
D .1i - 【答案】B
【解析】
【分析】
由题得1i z i -=
,再利用复数的除法计算得解. 【详解】
由题得21(1)111i i i i z i i i --+=
===---,故答案为:B 【点睛】
本题主要考查复数的运算,意在考查学生对该知识的掌握水平和分析推理计算能力.
6.某同学家门前有一笔直公路直通长城,星期天,他骑自行车匀速前往旅游,他先前进了akm ,觉得有点累,就休息了一段时间,想想路途遥远,有些泄气,就沿原路返回骑了()bkm b a <, 当他记起诗句“不到长城非好汉”,便调转车头继续前进. 则该同学离起点的距离s 与时间t 的函数关系的图象大致为( ) A . B .
C .
D .
【解析】
【分析】
【详解】
分析:本题根据运动变化的规律即可选出答案.依据该同学出门后一系列的动作,匀速前往对应的图象是上升的直线,匀速返回对应的图象是下降的直线,等等,从而选出答案.
解答:解:根据他先前进了akm,得图象是一段上升的直线,
由觉得有点累,就休息了一段时间,得图象是一段平行于t轴的直线,
由想想路途遥远,有些泄气,就沿原路返回骑了bkm(b<a),得图象是一段下降的直线,
由记起诗句“不到长城非好汉”,便调转车头继续前进,得图象是一段上升的直线,
综合,得图象是C,
故选C.
点评:本小题主要考查函数的图象、运动变化的规律等基础知识,考查数形结合思想.属于基础题.7.若某几何体的三视图如图所示,则这个几何体的表面积是()
A.1622
+C.19D.14+22
+B.1522
【答案】B
【解析】
【分析】
判断几何体的形状几何体是正方体与一个四棱柱的组合体,利用三视图的数据求解几何体的表面积即可.【详解】
由题意可知几何体是正方体与一个四棱柱的组合体,如图:
几何体的表面积为:1261222222115222
++⨯+⨯+⨯
⨯=+ 故选B .
【点睛】 本题考查三视图求解几何体的表面积,判断几何体的形状是解题的关键,属于中档题.
8.i 是虚数单位,复数734i z i +=
+的共轭复数z = ( ) A .1i -
B .1i +
C .17312525i +
D .172577i -+ 【答案】B
【解析】
【分析】
利用复数代数形式的乘法运算化简z ,再由共轭复数的概念得到答案.
【详解】 因为7(7)(34)25251342525
i i i i z i i ++--====-+, 所以1z i =+,
故选B.
【点睛】
该题考查的是有关复数的共轭复数问题,涉及到的知识点有复数的除法运算法则,复数的乘法运算法则,以及共轭复数,正确解题的关键是灵活掌握复数的运算法则.
9.设向量(,4)a x r =-,(1,)b x r =-,若向量a r 与b r 同向,则x =( )
A .2
B .-2
C .±2
D .0
【答案】A
【解析】
由a v 与b v 平行,利用向量平行的公式求得x,验证a v 与b v 同向即可得解
【详解】
由a v 与b v 平行得24x -=-,所以2x =±,又因为同向平行,所以2x =. 故选A
【点睛】
本题考查向量共线(平行)的概念,考查计算求解的能力,属基础题.
10.设n S 为等差数列{}n a 的前n 项和,若3243S S S =+,12a =,则5a =
A .12-
B .10-
C .10
D .12 【答案】B
【解析】
分析:首先设出等差数列{}n a 的公差为d ,利用等差数列的求和公式,得到公差d 所满足的等量关系式,从而求得结果3d =-,之后应用等差数列的通项公式求得51421210a a d =+=-=-,从而求得正确结果.
详解:设该等差数列的公差为d , 根据题中的条件可得32433(32)224222
d d d ⨯⨯⨯+⋅=⨯++⨯+⋅, 整理解得3d =-,所以51421210a a d =+=-=-,故选B.
点睛:该题考查的是有关等差数列的求和公式和通项公式的应用,在解题的过程中,需要利用题中的条件,结合等差数列的求和公式,得到公差d 的值,之后利用等差数列的通项公式得到5a 与1a d 和的关系,从而求得结果.
11.从5种主料中选2种,8种辅料中选3种来烹饪一道菜,烹饪方式有5种,那么最多可以烹饪出不同的菜的种数为
A .18
B .200
C .2800
D .33600
【答案】C
【解析】
【分析】
根据组合定义以及分布计数原理列式求解.
【详解】
从5种主料中选2种,有2510C =种方法,
从8种辅料中选3种,有3856C =种方法, 根据分布计数原理得烹饪出不同的菜的种数为10565=2800⨯⨯,选C.
求解排列、组合问题常用的解题方法:分布计数原理与分类计数原理,具体问题可使用对应方法:如 (1)元素相邻的排列问题——“捆邦法”;(2)元素相间的排列问题——“插空法”;(3)元素有顺序限制的排列问题——“除序法”;(4)带有“含”与“不含”“至多”“至少”的排列组合问题——间接法.
12.i 是虚数单位,若
12(,)1i a bi a b R i +=+∈+,则+a b 的值是 ( ) A .12- B .2- C .2 D .12
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
12331,,21222
i i a bi a bi a b a b i ++=+⇒=+⇒==+=+ 二、填空题(本题包括4个小题,每小题5分,共20分)
13.已知i 为虚数单位,则复数112i z i +=
-的虚部为__________. 【答案】
35 【解析】
【分析】 先化简复数()()()()11211312121255i i i z i i i i +++=
==-+--+,再利用复数的概念求解. 【详解】 因为复数()()()()11211312121255
i i i z i i i i +++===-+--+, 所以复数112i z i +=
-的虚部为35. 故答案为:
35
【点睛】 本题主要考查复数的概念及运算,还考查了理解辨析和运算求解的能力,属于基础题.
14.若对任意0x >,都有
241x a x x ≤++恒成立,则实数a 的取值范围是_______________. 【答案】4[,)3+∞
【解析】
【分析】 根据12x +≥(0x >)代入24x 中求得24x 的最大值,进而得到实数a 的取值范围。

因为0x >,所以12x x
+
≥(当且仅当1x =时取等号); 所以24444112131x x x x x =≤=+++++,即241x x x ++的最大值为43,即实数a 的取值范围是4,3⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭; 故答案为:4,3⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭
【点睛】 本题考查不等式恒成立问题的解题方法,解题关键是利用基本不等式求出
241
x x x ++的最大值,属于中档题。

15.设全集U =R ,集合{|13}P x R x =∈≤≤,2{|4}Q x R x =∈≥,则U P Q ⋃=ð_.
【答案】(2,3]-
【解析】
【分析】
利用已知求得:{|2,2}Q x R x x =∈≥≤-或,即可求得:{|22}U Q x R x =∈-<<ð,再利用并集运算得解.
【详解】
由24x ≥可得:2x ≥或2x -≤
所以{|2,2}Q x R x x =∈≥≤-或
所以{|22}U Q x R x =∈-<<ð
所以{|23}U P Q x R x ⋃=∈-<≤ð
故填:(]2,3-
【点睛】
本题主要考查了补集、并集的运算,考查计算能力,属于基础题. 16.已知函数()3222,1,1
x x f x x ax a x ⎧+-≤-=⎨-+>-⎩,若函数()1y f x a =-+恰有2个零点,则实数a 的取值范围是______.
【答案】1,2⎛⎫- ⎪ ⎪⎝⎭
【解析】
【分析】
象,结合导数求得极值,考虑极小值与1a -的关系,计算可得所求范围.
【详解】
函数()1y f x a =-+恰有2个零点,
可得()1f x a =-有两个不等实根,
由32
y x ax a =-+的导数为2'32y x ax =-, 当0a <时,()2
3232x ax x x a -=-, 当23a x <或0x >时,0y '>,当203
a x <<时,0y '<, 可得23a x =处取得极大值,0x =取得极小值, 且32
y x ax a =-+过()1,1--,()0,a , 作出22y x =+-,1x ≤-,32y x ax a =-+,1x >-的图象,
以及直线1y a =-,如图 ,
此时()f x 与1y a =-有两个交点,
只需满足21a a -<-<,即1a -<,
又0a <,
所以10a -<<,
当0a >时,32
y x ax a =-+在23a x =处取得极小值3
427a a -,0x =取得极大值a ,如图,
只需满足34127a a a -<-,解得2
a < 又0a >,
所以02
a <<时,()f x 与1y a =-有两个交点, 当0a =时,显然()f x 与1y =-有两个交点,满足题意,
综上可得a 的范围是⎛- ⎝⎭

故答案为:1,2⎛⎫- ⎪ ⎪⎝⎭
. 【点睛】
本题考查分段函数的图象和性质,考查导数的运用:求单调性和极值,考查图象变换,属于难题.
三、解答题(本题包括6个小题,共70分)
17.已知函数()()2ln 1f x x =+,()211
g x a x =+-. (1)求()f x 的极值点;
(2)求方程()()f x g x =的根的个数.
【答案】(1)0x =时,仅有一个极小值0;(2)当1a <时,原方程有2个根;当1a =时,原方程有3个根;当1a >时,原方程有4个根
【解析】
【分析】
(1)求导得到()22'1
x f x x =
+,计算函数的单调区间得到极值. (2)令()()()()221ln 11h x f x g x x a x =-=+---,求导得到()h x 在(),1-∞-,()1,0-上时,()h x 单调递减,()h x 为偶函数,根据零点存在定理得到答案.
【详解】
(1)()f x 的定义域为(),-∞+∞,由()22'01
x f x x ==+,得0x =, ()f x 在(),0-∞内为减函数,在()0,∞+内为增函数,
故()f x 仅有一个极小值()00f =.
(2)令()()()()221ln 11h x f x g x x a x =-=+---,
()(
)()22
22222211'21111x x h x x x x x x ⎡⎤
⎢⎥=+=+⎢⎥++--⎣⎦
. 当()()0,11,x ∈+∞U 时,()'0h x ≥, 当()(),11,0x ∈-∞--U 时,()'0h x <.
因此()h x 在(),1-∞-,()1,0-上时,()h x 单调递减, 在()0,1,()1,+∞上时,()h x 单调递增.
又()h x 为偶函数,当()1,1x ∈-时,()h x 的极小值为()01h a =-. 当1x -→-时,()h x →-∞,当1x +→-时,()h x →+∞, 当x →-∞时,()h x →+∞,当x →+∞时,()h x →+∞. 由根的存在性定理知,方程在(),1-∞-和()1,+∞一定有根, 故()()f x g x =的根的情况为:
当10a ->时,即1a <时,原方程有2个根; 当10a -=时,即1a =时,原方程有3个根. 当10a -<时,即1a >时,原方程有4个根. 【点睛】
本题考查了函数的极值问题,零点问题,意在考查学生的计算能力和应用能力.
18.如图,在矩形ABCD 中,2,AB BC E =为CD 的中点,将ADE ∆沿AE 折起到PAE ∆的位置,使得平面PAE ⊥平面ABCE .
(1)证明:平面PBE ⊥平面PAE ;
(2)求平面PAE 与平面PBC 所成二面角的正弦值. 【答案】(1)证明见解析;(2110【解析】 【分析】
(1)由题可得222AE BE AB +=,即AE BE ⊥,由平面PAE ⊥平面ABCE ,根据面面垂直的性质可
得BE ⊥平面PAE ,从而证明平面PBE ⊥平面PAE ;
(2)结合(1),如图建立空间直角坐标系,分别求出平面PAE 与平面PBC 的法向量,由二面角的余弦公式求出余弦值,从而可得到平面PAE 与平面PBC 所成二面角的正弦值. 【详解】
(1)证明:设22AB BC a ==,在矩形ABCD 中,由E 为CD 的中点,易求得:2AE BE
a ==,
所以222222224AE BE a a a AB +=+==. 所以AE BE ⊥.
又因为平面PAE ⊥平面ABCE ,平面PAE I 平面ABCE AE =, 所以BE ⊥平面PAE .
又BE ⊂平面PBE ,所以平面PBE ⊥平面PAE .
(2)设2a =,取AE 中点F ,连接PF ﹐由PA PE =,得PF AE ⊥,所以1
22
PF AE =
=.又平面PAE ⊥平面ABCE ,平面PAE I 平面ABCE AE =,故PF ⊥平面ABCE .如图,以E 为坐标原
点,分别以EA u u u r ,EB u u u r
的方向为x 轴,y 轴正方向建立空间直角坐标系,
依题意得:(0,0,0),(0,22,0),(2,2,0),2,0,2)E B C P .
2,22,2),2,2,0)BP CB =-=u u u r u u u r

由(1)知BE ⊥平面PAE ,故可取平面PAE 的法向量为(0,1,0)m =r
,设平面PBC 的法向量为
(,,)n x y z =r ,则00n BP n CB ⎧⋅=⎪⎨⋅=⎪⎩u u u r r u u u r r ,即22220
220x y z x y -==
不妨取1x =,得(1,1,3)n =--r

设平面PAE 与平面PBC 所成二面角为θ,
11|cos |||||11m n m n ⋅θ==r r r r ,则110
sin 11
θ=,
所以平面PAE 与平面PBC 所成二面角的正弦值为110
11
. 【点睛】
本题考查立体几何中面面垂直的证明以及二面角的正弦值的求法,考查利用空间向量解决问题的能力,属于中档题.
19.已知数列{}n a 满足11a =,且122(n
n n a a n -=+≥*2,)n N ∈
(1)求证数列2n n a ⎧⎫
⎨⎬⎩⎭
是等差数列,并求数列{}n a 的通项公式;
(2)设2(21)n
n n
b n a =+,求数列{}n b 的前n 项和n B .
【答案】 (1)见解析;(2)221
n
n +. 【解析】
分析:(1)122n
n n a a -=+两边同时除以2n ,构造
2
n
n a 的递推表达式,求解通项公式。

(2)用裂项相消法求解。

详解:(1)∵122n
n n a a -=+ ∴
1
2122
n n n n a a -=+ ∴
11122n n n n a a --=+, 即1
1122
n n n n a a ---= ∴数列2n n a ⎧⎫
⎨⎬⎩⎭
是等差数列,首项11
122a =,公差为1. ∴
121(11222
n n a n n )-=+-⨯= ∴21=22
n
n n a -⋅ (2)由(1)21=22n n n a -⋅,()221n n n b n a =+=()()22121n n -+=11
2121
n n --+ ∴数列{}n b 的前n 项和n B =1231+n n b b b b b -++++L =1113⎛⎫- ⎪⎝⎭+1135⎛⎫- ⎪⎝⎭+1157⎛⎫- ⎪⎝⎭+L +1
12321n n ⎛⎫- ⎪--⎝⎭+112121n n ⎛⎫- ⎪-+⎝
⎭ =121=2121
n
n n -
++ 点睛:1n
n n a ba λ-=+,两边同时除以n λ,构造新数列n n n
a b λ
=,化简为数列{}n b 的递推表达式,推出数列{}n b 的通项公式,进而求出数列{}n a 的通项公式。

求分式结构1
1
n n b b +,数列n b 为等差数列的前n 项和,用裂项相消。

20.已知集合{|22}A x a x a =-+剟
,{}
2|41270B x x x =+-…. (1)求集合B 的补集B R ð;
(2)若“x A ∈”是“x B ∈”的必要条件,求实数a 的取值范围. 【答案】(1)7{|2R B x x =<-ð或1
}2x >;(2)112
a …
【解析】 【分析】
(1)先解B 中不等式,得出x 取值范围,再利用数轴得到B 的补集;
(2)由必要条件得出B 是A 的子集,再通过子集的概念,得出a 的取值范围. 【详解】
(1)2
71
{|41270}{|}22
B x x x x x =+-=-剟?, 7{|2
R B x x ∴=<-ð或1
}2x >.
(2)“x A ∈”是“x B ∈”的必要条件,则B A ⊆,
∴722122
a a ⎧
--⎪⎪⎨⎪+⎪⎩……

解得:11
2
a …
, 即a 的取值范围是112
a …. 【点睛】
本题考查集合的基本运算和简易逻辑中的充分条件与必要条件,考查转化与化归思想,考查逻辑推理能力、运算求解能力,求解时注意将问题转化为集合间的关系. 21.已知2
2()n
x x -
的展开式中第四项的系数与第二项的系数的比是28:1. (1)求展开式中各项系数的和;
(2)求展开式中含1
x
的项. 【答案】(1)1;(2)448
x
-.
【解析】 【分析】
(1)由条件求出n ,然后令1x =即得展开式中各项系数的和 (2)写出通项公式,然后令x 的次数为-1,即可得出答案 【详解】
解:第四项系数为3
3
(2)n C -, 第二项的系数为1
(2)n C -,
则33
1
(2)28(2)
n n C C -=-, 化简得()()1276n n --=⨯,即23400n n --= 解得8n =,或5n =-(舍去). (1)在二项式8
22()x x
-
中令1x =, 即得展开式各项系数的和为()8
121-=. (2)由通式公式得88318822()(2)k
k
k
k k x k T C x C x x
--+=-
=-, 令831k -=-,得3k =. 故展开式中含1x 的项为331
48448(2)T C x x
-=-=-. 【点睛】
本题考查的是二项式定理的相关知识,属于基本题型. 22.已知常数0a >,函数()()2ln 12
x
f x ax x =+-+. (1)讨论()f x 在区间()0,+∞上的单调性;
(2)若()f x 存在两个极值点12,x x ,且()()120f x f x +>,求a 的取值范围. 【答案】 (1)详见解析 (2)1,12⎛⎫
⎪⎝⎭
【解析】
试题分析:(1)首先对函数()f x 求导并化简得到导函数()'f x ,导函数的分母恒大于0,分子为含参的二次函数,故讨论分子的符号,确定导函数符号得到原函数的单调性,即分0∆≤和0∆>得到导函数分子大于0和小于0的解集进而得到函数的单调性.
(2)利用第(1)可得到当01a <<时,导数等于0有两个根,根据题意即为两个极值点,首先导函数等于0的两个根必须在原函数()f x 的可行域内,把12,x x 关于a 的表达式带入()()120f x f x +>,得到关于a 的不等式,然后利用导函数讨论a 的取值范围使得()()120f x f x +>成立.即可解决该问题. (1)对函数()f x 求导可得
()()24'12a f x ax x =-++()()()()
2
224112a x ax ax x +-+=++()()()224112ax a ax x --=++,因为()()2
120ax x ++>,所以当10a -≤时,即1a ≥时,()'0f x ≥恒成立,则函数()f x 在()0,+∞单调递增,当1
a ≤时,()
'0f x x =⇒=则函数()f x 在区间
⎛ ⎝⎭
单调递减,在


+∞

⎝⎭
单调递增的.
(2)解:(1)对函数()
f x求导可得()()2
4
'
12
a
f x
ax x
=-
++
()()
()()
2
2
241
12
a x ax
ax x
+-+
=
++
()
()()
2
2
41
12
ax a
ax x
--
=
++
,因为()()2
120
ax x
++>,所以当10
a
-≤时,即1
a≥时,()
'0
f x≥恒成立,则函数()
f x在()
0,+∞单调递增,当1
a<时,()
'0
f x x
=⇒=则函数()
f x
在区间

⎝⎭
单调递减,在


+∞

⎝⎭
单调递增的.
(2)函数()
f x的定义域为
1
,
a
⎛⎫
-+∞

⎝⎭
,由(1)可得当01
a
<<时,(
)
'0
f x x
=⇒=

1
a
>-⇒
1
2
a≠,即
11
0,,1
22
a
⎛⎫⎛⎫
∈⋃
⎪ ⎪
⎝⎭⎝⎭
,则
为函数()
f x的两个极值点,代入
()()
12
f x f x
+>可得
()
()
12
ln1ln1
f x f x⎡⎡
+=++-
⎣⎣
()
()
41
ln141
21
a
a a
a
-
⎡⎤
=---
⎣⎦-=
()22
ln122
21
a
a
-+-
-
令21
a t
-=,令()22
ln2
g t t
t
=+-,由
11
0,,1
22
a
⎛⎫⎛⎫
∈⋃
⎪ ⎪
⎝⎭⎝⎭
知: 当
1
0,
2
a
⎛⎫
∈ ⎪
⎝⎭
时,()
1,0
t∈-, 当
1
,1
2
a
⎛⎫
∈ ⎪
⎝⎭
时,()
0,1
t∈,
当()
1,0
t∈-时,()()2
2ln2
g t t
t
=-+-,对()
g t求导可得()
()
22
21
22
'0
t
g t
t t t
-
=-=<,所以函数()
g t 在()
1,0
-上单调递减,则()()140
g t g
<-=-<,即()()
12
f x f x
+<不符合题意.
当()
0,1
t∈时,()2
2ln2
g t t
t
=+-,对()
g t求导可得()
()
22
21
22
'0
t
g t
t t t
-
=-=<,所以函数()
g t在()0,1上单调递减,则()()10
g t g
>=,即()()
12
f x f x
+>恒成立,
综上a的取值范围为
1
,1
2
⎛⎫

⎝⎭
.
考点:导数含参二次不等式对数单调性。

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