北京市第十四中学2021届高三上学期期中考试数学试题 Word版含解析

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北京市十四中高三数学上学期期中试卷 理(含解析)

北京市十四中高三数学上学期期中试卷 理(含解析)

2014-2015学年北京十四中高三(上)期中数学试卷(理科)一、选择题(本大题共8小题,每小题5分,共40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.(5分)已知集合S=R,A={x|x2﹣2x﹣3≤0},B={x||x﹣2|<2},那么集合∁R(A∩B)等于()A. {x|0<x≤3} B. {x|﹣1≤x<2} C.{x|x≤0,或x>3} D. {x|x<﹣1,或x≥2}考点:交、并、补集的混合运算.专题:计算题.分析:通过解二次不等式化简集合A,通过解绝对值不等式化简集合B,利用交集的定义求出两个集合的交集,再利用补集的定义求出补集.解答:解:A={x|x2﹣2x﹣3≤0}={x|﹣1≤x≤3}B={x||x﹣2|<2}={x|0<x<4}∴A∩B={x|0<x≤3}∴∁R(A∩B)={x|x≤0或x>3}故选C.点评:本题考查二次不等式的解法、绝对值不等式的解法、利用交集补集的定义求集合的交集补集.2.(5分)下列说法错误的是()A.“x>1”是“|x|>1”的充分不必要条件B.若p且q为假命题,则p、q均为假命题C.命题“若x2﹣4x+3=0,则x=3”的逆否命题是:“若x≠3,则x2﹣4x+3≠0”D.命题p:“∃x∈R,使得x2+x+1<0”,则¬p:“∀x∈R,均有x2+x+1≥0”考点:命题的真假判断与应用.专题:简易逻辑.分析: A,|x|>1⇒x>1或x<﹣1,可判断A;B,若p且q为假命题,则p、q至少有一个为假命题,可判断B;C,写出命题“若x2﹣4x+3=0,则x=3”的逆否命题,可判断C;D,写出命题p:“∃x∈R,使得x2+x+1<0”的否定,可判断D.解答:解:对于A,由于|x|>1⇒x>1或x<﹣1,故“x>1”是“|x|>1”的充分不必要条件,A正确;对于B,若p且q为假命题,则p、q至少有一个为假命题,故B错误;对于C,命题“若x2﹣4x+3=0,则x=3”的逆否命题是:“若x≠3,则x2﹣4x+3≠0”,故C 正确;对于A,命题p:“∃x∈R,使得x2+x+1<0”,则¬p:“∀x∈R,均有x2+x+1≥0”,故D 正确.综上所述,只有B错误,故选:B.点评:本题考查命题的真假判断与应用,考查对充分必要条件概念的理解与应用,考查复合命题的真假判断与“全称量词”与“存在量词”的应用,属于中档题.3.(5分)若向量、满足+=(2,﹣1),=(1,2),则向量与的夹角等于() A.135° B.120° C.60° D.45°考点:平面向量数量积的运算.专题:计算题;平面向量及应用.分析:运用向量的坐标运算和向量的模的公式以及向量的数量积的坐标表示,结合向量的夹角公式,计算即可得到.解答:解:向量、满足+=(2,﹣1),=(1,2),则=(1,﹣3),=1﹣6=﹣5,||=,||=,即有cos<>===﹣,由于0°≤<>≤180°,则有向量与的夹角等于135°.故选A.点评:本题考查向量的数量积的定义和坐标表示,主要考查向量的夹角公式和夹角的求法,属于基础题.4.(5分)(2014秋•西城区校级期中)下列函数中,周期为1的奇函数是() A. y=1﹣2sin2πx B.y=sinπxcosπx C. y=tan x D. y=sin(2πx+)考点:三角函数的周期性及其求法;函数奇偶性的判断.专题:三角函数的图像与性质.分析:对A先根据二倍角公式化简为y=cos2πx为偶函数,排除;对于D验证不是奇函数可排除;对于C求周期不等于1排除;故可得答案.解答:解:A,y=1﹣2sin2πx=1﹣(1﹣cos2πx)=cos2πx,由于f(﹣x)=cos(﹣2πx)=cos2πx=f(x),故为偶函数,不符合;B,对于y=sinπxcosπx=sin2πx,为奇函数,且T==1,满足条件.C,由正切函数的周期公式可得T=2,不符合;D,对于函数y=sin (2πx+),f(﹣x)=sin(﹣2πx+)≠﹣sin(2πx+),不是奇函数,排除.故选:B.点评:本题主要考查三角函数的奇偶性和最小正周期的求法,一般先将函数化简为y=Asin (wx+ρ)的形式,再由最小正周期的求法T=、奇偶性的性质、单调性的判断解题,属于基础题.5.(5分)(2014秋•通化期中)若定义在R上的偶函数f(x)满足f(x+2)=f(x)且x∈[0,1]时,f(x)=x,则方程f(x)=log3|x|的零点个数是()A. 2个 B. 3个 C. 4个 D. 6个考点:抽象函数及其应用.专题:计算题;作图题;函数的性质及应用.分析:方程f(x)=log3|x|的零点个数即函数y=f(x)与函数y=log3|x|的交点的个数,作图得到答案.解答:解:方程f(x)=log3|x|的零点个数即函数y=f(x)与函数y=log3|x|的交点的个数,作函数y=f(x)与函数y=log3|x|的图象如下,则由图象可知,有四个不同的交点,故选C.点评:本题考查了方程的根与函数图象的交点的关系及函数图象的作法,属于中档题.6.(5分)(2015•遵义校级二模)设函数f(x)=x m+ax的导函数f′(x)=2x+1,则数列{}(n∈N*)的前n项和是()A. B. C. D.考点:数列的求和;导数的运算.专题:计算题.分析:函数f(x)=x m+ax的导函数f′(x)=2x+1,先求原函数的导数,两个导数进行比较即可求出m,a,然后利用裂项法求出的前n项和,即可.解答:解:f′(x)=mx m﹣1+a=2x+1,∴a=1,m=2,∴f(x)=x(x+1),==﹣,用裂项法求和得S n=.故选A点评:本题考查数列的求和运算,导数的运算法则,数列求和时注意裂项法的应用,是好题,常考题,基础题.7.(5分)已知△ABC中,∠A=30°,AB,BC分别是,的等差中项与等比中项,则△ABC的面积等于()A. B. C.或 D.或考点:正弦定理;等差数列的性质;等比数列的性质.专题:计算题;数形结合.分析:由题意,根据等差数列及等边数列的性质分别求出AB与BC的值,再由A的度数,求出sinA的值,利用正弦定理求出sinC的值,由C为三角形的内角,利用特殊角的三角函数值求出C的度数,根据A和C的度数,利用内角和定理求出B的度数,根据B的度数判断出三角形的形状为直角三角形或等腰三角形,分别求出三角形的面积即可.解答:解:∵AB,BC分别是,的等差中项与等比中项,∴AB=,BC=1,又A=30°,根据正弦定理=得:sinC=,∵C为三角形的内角,∴C=60°或120°,当C=60°时,由A=30°,得到B=90°,即三角形为直角三角形,则△ABC的面积为××1=;当C=120°时,由A=30°,得到B=30°,即三角形为等腰三角形,过C作出AB边上的高CD,交AB于点D,在Rt△ACD中,AC=BC=1,A=30°,∴CD=,则△ABC的面积为××=,综上,△ABC的面积为或.故选C点评:此题考查了等差数列、等比数列的性质,正弦定理以及特殊角的三角函数值,利用数形结合及分类讨论的思想,由C的度数有两解,得到三角形的形状有两种,故求出的三角形面积有两解,不要漏解.8.(5分)对于下列命题:①已知i是虚数单位,函数f(x)=在R上连续,则实数a=2.②五本书排成一排,若A、B、C三本书左右顺序一定(不一定相邻),那么不同排法有A33•A33③如图,⊙O中的弦AB与直径CD相交于点p,M为DC延长线上一点,MN为⊙O的切线,N为切点,若AP=8,PB=6,PD=4,MC=6,则MN的长为2④在极坐标系(ρ,θ)(0≤θ<2π)中,曲线ρ=2sinθ 与ρcosθ=﹣1交点的极坐标为(,)⑤设n=4cosxdx,则二项式(x﹣)n的展开式的常数项为6其中假命题的序号是()A.②⑤ B.②③ C.② D.①④考点:命题的真假判断与应用.专题:坐标系和参数方程.分析:①利用•i=f(0),计算即可;②采用插空法,依次插入即可;③通过相交弦定理可得半径,利用勾股定理计算即可;④利用平方关系可得ρ=,代回原式可得θ=π,进而可得结论;⑤通过定积分的性质可得n=4,代入计算即可.解答:解:①•i==﹣1,f(0)=a0﹣a=1﹣a,∵函数f(x)=在R上连续,∴﹣1=1﹣a,即a=2,故正确;②采用插空法,当A、B、C三本书左右顺序一定时(不一定相邻),插入第4本书,有4中方法,再插入第5本书,有5中方法,∴不同排法有4×5=20种,故不正确;③由相交弦定理可得:CP===12,∴圆O的半径为:==8,∵MN为⊙O的切线,∴OM2=ON2+MN2,∴MN2=OM2﹣ON2=(OC+CM)2﹣ON2=(8+6)2﹣82=132,∴MN==2,故正确;④∵ρ=2sinθ,ρcosθ=﹣1,∴sinθ=,cosθ=﹣,∴sin2θ+cos2θ=()2+()2=1,整理得:,解得:ρ=,∴sinθ=,cosθ=﹣,又∵0≤θ<2π,∴θ=π,∴交点的极坐标为(,),故正确;⑤∵n=4cosxdx=4dsinx=4,∴(x﹣)4的展开式的常数项为=6,故正确;综上所述,只有②是假命题,故选:C.点评:本题是一道综合题,考查复数、排列组合、平面几何、极坐标、定积分与展开式等基础知识,注意解题方法的积累,属于中档题.二、填空题:(本大题每小题5分,满分30分)9.(5分)若sin(π﹣α)=,且α的终边过点P(x,2),则x= ;tan(π+α)= .考点:任意角的三角函数的定义.专题:计算题;三角函数的求值.分析:由sin(π﹣α)=,可得cosα=﹣,根据α的终边过点P(x,2),求出x,再求tan(π+α)=tanα=.解答:解:∵sin(π﹣α)=,∴cosα=﹣,∵α的终边过点P(x,2),∴=﹣,x<0,∴x=,∴tan(π+α)=tanα=,故答案为:,.点评:本题考查任意角的三角函数的定义,考查诱导公式,考查学生的计算能力,比较基础.10.(5分)已知数列{a n}是等差数列,其前n项和为S n,a4=,S4=12.则数列{a n}的通项公式a n= ﹣n ;n= 5 时,S n最大.考点:等差数列的前n项和;等差数列的通项公式.专题:等差数列与等比数列.分析:由题意易得公差d和首项的方程组,解方程组可得通项公式,可得{a n}的前5项均为正数,从第6项开始为负数,易得答案.解答:解:设等差数列{a n}的公差为d,则a4=a1+3d=,S4=4a1+d=12,解得a1=,d=﹣1∴通项公式a n=﹣n;令≤0可得n≥,∴等差数列{a n}的前5项均为正数,从第6项开始为负数,∴当n=5时,S n最大.故答案为:﹣n;5点评:本题考查等差数列的通项公式和求和公式,属基础题.11.(5分)函数y=Asinωxcosφ+Acosωxsinφ+2(A>0,ω>0,0<φ<2π)的图象如图,则ω= 3 ,φ=.考点:二倍角的正弦;由y=Asin(ωx+φ)的部分图象确定其解析式.专题:三角函数的图像与性质.分析:根据两角和的正弦公式化简解析式,由图象和周期公式求出ω的值,再把点(,2)代入解析式,根据正弦函数值求出φ的值.解答:解:由题意得,y=Asinωxcosφ+Acosωxsinφ+2=Asin(ωx+φ)+2,由图得,T==,得T=,∴ω=3,∵函数的图象过点(,2),∴Asin(ω×+φ)+2=2,则sin(ω×+φ)=0,∴3×+φ=kπ(k∈Z),解得φ=kπ﹣(k∈Z),∵0<φ<2π,∴φ=,故答案为:3;.点评:本题考查两角和的正弦公式,三角函数的周期公式,以及读图能力,属于中档题.12.(5分)(2015•天津模拟)函数y=log a(x+3)﹣1(a>0,a≠1)的图象恒过定点A,若点A在直线mx+ny+1=0上,其中mn>0,则+的最小值为8 .考点:基本不等式.专题:计算题;压轴题.分析:由题意可得定点A(﹣2,﹣1),2m+n=1,把要求的式子化为 4++,利用基本不等式求得结果.解答:解:由题意可得定点A(﹣2,﹣1),又点A在直线mx+ny+1=0上,∴2m+n=1,则+=+=4++≥4+2=8,当且仅当时,等号成立,故答案为:8.点评:本题考查基本不等式的应用,函数图象过定点问题,把要求的式子化为 4++,是解题的关键.13.(5分)(2014•和平区四模)如图,在正方形ABCD中,已知AB=2,M为BC的中点,若N 为正方形内(含边界)任意一点,则的最大值是 6 .考点:平面向量数量积的运算.专题:计算题;压轴题;数形结合.分析:在平面内建立合适的坐标系,将向量的数量积用坐标表示,再利用线性规划解决问题.解答:解:以A为坐标原点,以AD方向为x轴正方向,以AB方向为y轴负方向建立坐标系,则=(1,﹣2)设N点坐标为(x,y),则=(x,y),则0≤x≤2,﹣2≤y≤0令Z==x﹣2y,将A,B,C,D四点坐标依次代入得:Z A=0,Z B=4,Z C=6,Z D=2故Z=的最大值为6故答案为:6点评:向量的主要功能就是数形结合,将几何问题转化为代数问题,但关键是建立合适的坐标系,将向量用坐标表示,再将数量积运算转化为方程或函数问题.14.(5分)已知函数(a是常数且a>0).对于下列命题:①函数f(x)的最小值是﹣1;②函数f(x)在R上是单调函数;③若f(x)>0在上恒成立,则a的取值范围是a>1;④对任意x1<0,x2<0且x1≠x2,恒有.其中正确命题的序号是①③④.考点:函数的最值及其几何意义;函数单调性的判断与证明;函数恒成立问题.专题:综合题.分析:①由图只需说明在点x=0处函数f(x)的最小值是﹣1;②只需说明函数f(x)在R上的单调性即可;③只需说明f(x)>0在上恒成立,则当x=时,函数取得最小值,从而求得a的取值范围是a>1;④已知函数在(﹣∝,0)上的图象在[0,+∞)上是下凹的,所以任取两点连线应在图象的上方,故D正确.解答:解:①由图只需说明在点x=0处函数f(x)的最小值是﹣1;故正确;②由图象说明函函数f(x)在R上不是单调函数;故错;③只需说明f(x)>0在上恒成立,则当x=时,函数取得最小值,求得a的取值范围是a>1;故正确;④已知函数函数在(﹣∝,0)上的图象在[0,+∞)上是下凹的,所以任取两点连线应在图象的上方,即f()<,故正确.故答案为:①③④.点评:利用函数的图象研究函数的单调区间以及根据函数的增减性得到函数的最值是常用的方法,解答本题的关键是图象法.三、解答题(本大题共6小题,共80分.)15.(13分)(2012•新泰市校级模拟)在数列{a n}中,a1=3,a n=﹣a n﹣1﹣2n+1(n≥2且n∈N*).(1)求a2,a3的值;(2)证明:数列{a n+n}是等比数列,并求{a n}的通项公式;(3)求数列{a n}的前n项和S n.考点:数列的求和;等比关系的确定.专题:等差数列与等比数列.分析:(1)根据a1=3,a n=﹣a n﹣1﹣2n+1(n≥2且n∈N*),对n进行赋值,可求出a2,a3的值;(2)直接利用等比数列的定义进行证明,然后利用等比数列性质求其通项公式即可;(3)先求出数列{a n}的通项公式,然后利用分组求和法进行求和即可.解答:解:(1)∵a1=3,a n=﹣a n﹣1﹣2n+1(n≥2,n∈N*),∴a2=﹣a1﹣4+1=﹣6,a3=﹣a2﹣6+1=1.(2)∵===﹣1,∴数列{a n+n}是首项为a1+1=4,公比为﹣1的等比数列.∴a n+n=4•(﹣1)n﹣1,即a n=4•(﹣1)n﹣1﹣n,∴{a n}的通项公式为a n=4•(﹣1)n﹣1﹣n(n∈N*).(3)∵{a n}的通项公式为a n=4•(﹣1)n﹣1﹣n(n∈N*),所以S n=a k=[4•(﹣1)k﹣1﹣k]=[4•(﹣1)k﹣1﹣=4×﹣=2[1﹣(﹣1)n]﹣(n2+n)=﹣﹣2(﹣1)n.点评:本题主要考查了数列的通项公式,以及等比数列的判定和数列的求和,同时考查了运算求解的能力,属于中档题.16.(13分)盒内含有大小相同的9个球,其中2个红色球,3个白色球,4个黑色球,规定取出1个红色球得1分,取出一个白球得0分,取出一个黑球得﹣1分,现从盒内一次性取3个球.(1)求取出的三个球得分之和恰为1分的概率(2)设ξ为取出的3个球中白色球的个数,求ξ分布列和数学期望.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.专题:概率与统计.分析:(1)分别求出“取出1个红色球,2个白色球”、“取出2个红色球,1个黑色球”的概率,从而求出3个球得分之和恰为1分的概率;(2)ξ可能的取值为0,1,2,3,分别求出其概率,可得ξ分布列和数学期望.解答:解:(1)记“取出1个红色球,2个白色球”为事件A,“取出2个红色球,1个黑色球”为事件B,则P(A+B)=P(A)+P(B)=+=(2)ξ可能的取值为0,1,2,3.P(ξ=0)==,P(ξ=1)==,P(ξ=2)==,P(ξ=3)==ξ的分布列为:ξ 0 1 2 3Pξ的数学期望Eξ=0×+1×+2×+3×=1.点评:本题考查离散型随机变量的期望与方差,互斥事件与对立事件的定义,考查学生的计算能力,属于中档题.17.(13分)已知向量=(sinx,cosx),=(cosx,﹣2cosx),﹣.(Ⅰ)若∥,求x;(Ⅱ)设f(x)=•,求f(x)的单调减区间;(Ⅲ)函数f(x)经过平移后所得的图象对应的函数是否能成为奇函数?如果是,说出平移方案;如果否,说明理由.考点:平面向量数量积的运算;两角和与差的正弦函数;函数y=Asin(ωx+φ)的图象变换.专题:三角函数的图像与性质.分析:(I)利用两个向量共线的性质求得 tan2x=﹣1,再由﹣<x<求得x的值.(II)利用两个向量的数量积公式化简 f(x)的解析式为sin(2x﹣)﹣1,令2kπ+≤2x﹣≤2kπ+,k∈z,求得x的范围,即可求得函数的减区间.(Ⅲ)将函数f(x)的图象向上平移1个单位,再向左平移( k∈N)个单位,或向右平移( k∈N)个单位即可.解答:解:(I)若,则 sinx(sinx﹣2cosx)=cos2x,…(1分)即﹣sin2x=cos2x,∴tan2x=﹣1.﹣﹣﹣﹣﹣(2分)又∵﹣<x<,∴﹣<2 x<π,∴2x=﹣,或 2x=,即 x=﹣或 x=.﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣(4分)(II)∴f(x)==2sinxcosx﹣2cos2x=sin2x﹣cos2x=sin(2x﹣)﹣1,…(7分)令2kπ+≤2x﹣≤2kπ+,k∈z,解得kπ+≤x≤kπ+.又,∴f(x)的单调减区间时(﹣,﹣)、(,).…(11分)(Ⅲ)能,将函数f(x)的图象向上平移1个单位,再向左平移( k∈N)个单位,或向右平移( k∈N)个单位,即得函数 g(x)=sin2x的图象,而 g(x)为奇函数.…(13分)点评:本题主要考查两个向量共线的性质、两个向量的数量积公式,两角和差的正弦公式,函数y=Asin(ωx+∅)的图象变换规律,属于中档题.18.(13分)已知函数f(x)=ln(x+2)﹣x2+bx+c(Ⅰ)若函数f(x)在点x=1处的切线与直线3x+7y+2=0垂直,且f(﹣1)=0,求函数f(x)在区间[0,3]上的最小值;(Ⅱ)若f(x)在区间[0,1]上为单调减函数,求b的取值范围.考点:利用导数研究曲线上某点切线方程;函数单调性的性质.专题:综合题;导数的综合应用.分析:(Ⅰ)求导函数,利用函数f(x)在点x=1处的切线与直线3x+7y+2=0垂直,求得b 的值,利用f(﹣1)=0,求得c的值,可得函数解析式,再确定函数f(x)在区间[0,3]上的单调性,即可求得f(x)在区间[0,3]上的最小值;(Ⅱ)f(x)是减函数等价于≤0,即恒成立,求出右边函数的最小值,即可得到结论.解答:解:(Ⅰ)求导函数,可得∵函数f(x)在点x=1处的切线与直线3x+7y+2=0垂直,∴f′(1)=,∴,∴b=4又f(﹣1)=ln(2﹣1)﹣1﹣4+c=0,∴c=5∴f(x)=ln(x+2)﹣x2+4x﹣5,∴由=0得x=∴当x∈[0,]时,f′(x)≥0,f(x)单调递增当x∈[,3]时,f′(x)≤0,f(x)单调递减又f(0)=ln2+5,f(3)=ln5+8,所以f(x)在[0,3]最小值为ln2+5;(Ⅱ)因为f(x)是减函数,所以≤0,即恒成立令t=,则t′=2+,∴t=,在[0,1]上单调递增∴t min=﹣所以当b≤﹣时,f(x)在区间[0,1]上单调递减.点评:本题考查导数知识的运用,考查函数的最值,考查函数的单调性,考查分离参数法的运用,考查学生的计算能力,属于中档题.19.(14分)(2011•淮南一模)设函数f(x)=(1+x)2﹣2ln(1+x).(1)若在定义域内存在x0,而使得不等式f(x0)﹣m≤0能成立,求实数m的最小值;(2)若函数g(x)=f(x)﹣x2﹣x﹣a在区间(0,2]上恰有两个不同的零点,求实数a的取值范围.考点:利用导数研究函数的单调性.分析:(1)依题意得,求m的最小值,就是求f(x)的最小值,利用导数研究函数的单调性,可以得到f(x)在(﹣1,0)上为减函数,f(x)在(0,+∞)为增函数,即f(x)的最小值为f(0)=1,所以m的最小值为1(2)解出g(x)=x+1﹣2ln(x+1)﹣a,原题设即方程1+x﹣2ln(1+x)=a在区间[0,2]上恰有两个相异实根,令h(x)=1+x﹣2ln(1+x),这时只需解出h(x)在[0,2]上的值域,画出图象,可以得出a的取值范围.解答:解:(1)要使得不等式f(x0)﹣m≤0能成立,只需m≥f(x)max.求导得f′(x)=2(1+x)﹣2,定义域为(﹣1,+∞),∵当x∈(﹣1,0)时,f′(x)<0,∴函数f(x)在区间(﹣1,0)上是减函数;当x∈(0,+∞)时,f′(x)>0,∴函数f(x)在区间(0,+∞)上是增函数.∴f(x)mix=f(0)=1,∴m≥1.故实数m的最小值为1.(2)由f(x)=(1+x)2﹣2ln(1+x)得:g(x)=(1+x)2﹣2ln(1+x)﹣(x2+x+a)=x+1﹣2ln(x+1)﹣a原题设即方程1+x﹣2ln(1+x)=a在区间[0,2]上恰有两个相异实根.设h(x)=(1+x)﹣2ln(1+x).∵h′(x)=1﹣,列表如下:∵h(0)﹣h(2)=1﹣(3﹣2ln3)=2(ln3﹣1)>2(lne﹣1)=0,∴h(0)>h(2).从而有h(x)max=1,h(x)min=2﹣2ln2画出函数h(x)在区间[0,2]上的草图(如图)易知要使方程h(x)=a在区间(0,2]上恰有两个相异实根,只需:2﹣2ln2<a≤3﹣2ln3,即:a∈(2﹣2ln2,3﹣2ln3].点评:本题考查利用导数研究函数的单调性,本题比较新颖的地方是,求解(2)中的a的取值范围,经过等价变换,只需求h(x)=(1+x)﹣2ln(1+x)的值域,再根据图象,解出a的取值范围.在教学中,多加强训练和指导,以便掌握其要领.20.(14分)已知f(x)是定义在R上的函数,f(1)=1,且∀x1,x2∈R,总有f(x1+x2)=f (x1)+f(x2)+1恒成立.(Ⅰ)记g(x)=f(x)+1,求证:g(x)是奇函数;(Ⅱ)对∀n∈N*,有a n=,b n=f()+1,记c n=,求{c n}的前n项和S n;(Ⅲ)求F(n)=a n+1+a n+2+…+a2n(n≥2,n∈N)的最小值.考点:数列的应用;函数单调性的判断与证明;抽象函数及其应用;数列的求和.专题:函数的性质及应用;点列、递归数列与数学归纳法.分析:(1)令x1=x2=0得f(0)=﹣1,再令x1=x,x2=﹣x,得g(x)=f(x)+1是奇函数.(2)令x1=n,x2=1,得f(n)=2n﹣1,从而c n=,计算即可.(3)通过计算可知F(n+1)>F(n),又n≥2,从而得出结果.解答:解:(1)证明:f(x1+x2)=f(x1)+f(x2)+1,令x1=x2=0得f(0)=﹣1,再令x1=x,x2=﹣x,得f(0)=f(x)+f(﹣x)+1.故f(﹣x)+1=﹣[f(x)+1],从而g(x)=f(x)+1是奇函数;(2)令x1=n,x2=1,得f(n+1)=f(n)+2,故f(n)=2n﹣1,从而,,又c n=,S n=①=②由①﹣②得S n=;(3)∵F(n+1)﹣F(n)=a2n+1+a2n+2﹣a n+1=∴F(n+1)>F(n).又n≥2,故F(n)的最小值为.点评:本题考查抽象函数的奇偶性,以及数列的求和,需要一定的计算能力,属于中档题.。

2020-2021北京市高三数学上期中一模试卷(含答案)

2020-2021北京市高三数学上期中一模试卷(含答案)

2020-2021北京市高三数学上期中一模试卷(含答案)一、选择题1.设ABC ∆的三个内角, , A B C 成等差数列,sin A 、sin B 、sin C 成等比数列,则这个三角形的形状是 ( ) A .直角三角形B .等边三角形C .等腰直角三角形D .钝角三角形2.已知数列{}n a 满足11a =,12nn n a a +=+,则10a =( )A .1024B .2048C .1023D .20473.已知{}n a 为等差数列,n S 为其前n 项和,若3572a a +=,则13S =( ) A .49B .91C .98D .1824.关于x 的不等式()210x a x a -++<的解集中,恰有3个整数,则a 的取值范围是( )A .[)(]3,24,5--⋃B .()()3,24,5--⋃C .(]4,5D .(4,5)5.已知ABC ∆中,A ,B ,C 的对边分别是a ,b ,c ,且3b =,33c =,30B =︒,则AB 边上的中线的长为( )A .372 B .34C .32或372D .34或3726.当()1,2x ∈时,不等式220x mx ++≥恒成立,则m 的取值范围是( ) A .()3,-+∞B .()22,-+∞C .[)3,-+∞D .)22,⎡-+∞⎣7.数列{a n }满足a 1=1,对任意n ∈N *都有a n +1=a n +n +1,则122019111a a a ++⋯+=( ) A .20202019B .20191010C .20171010D .403720208.某校运动会开幕式上举行升旗仪式,旗杆正好处在坡度的看台的某一列的正前方,从这一列的第一排和最后一排测得旗杆顶部的仰角分别为和,第一排和最后一排的距离为56米(如图所示),旗杆底部与第一排在同一个水平面上.若国歌长度约为秒,要使国歌结束时国旗刚好升到旗杆顶部,升旗手升旗的速度应为()(米 /秒)A .110B .310C .12D .7109.在ABC 中,角A 、B 、C 的对边分别为a 、b 、c ,若(cos )sin (cos )sin a c B B b c A A -⋅⋅=-⋅⋅,则ABC 的形状为()A .等腰三角形B .直角三角形C .等腰直角三角形D .等腰三角形或直角三角形10.在ABC 中,角,,A B C 所对的边分别为,,a b c ,S 表示ABC 的面积,若cos cos sin ,c B b C a A += )2223S b a c =+-,则B ∠=A .90︒B .60︒C .45︒D .30︒11.在等差数列{}n a 中,如果123440,60a a a a +=+=,那么78a a +=( ) A .95B .100C .135D .8012.已知正项数列{}n a *12(1)()2n n n a a a n N ++=∈,则数列{}n a 的通项公式为( ) A .n a n =B .2n a n =C .2n na =D .22n n a =二、填空题13.已知各项为正数的等比数列{}n a 满足7652a a a =+,若存在两项,m n a a 使得122m n a a a ⋅=,则14m n+的最小值为__________. 14.已知在△ABC 中,角,,A B C 的对边分别为,,a b c ,若2a b c +=,则C ∠的取值范围为________15.已知函数()3af x x x=++,*x ∈N ,在5x =时取到最小值,则实数a 的所有取值的集合为______.16.在△ABC 中,2BC =,7AC =3B π=,则AB =______;△ABC 的面积是______.17.在△ABC 中,已知sinA:sinB:sinC=3:5:7,则此三角形最大内角的大小..为________.18.已知数列{}n a 的通项11n n a n+=+,则其前15项的和等于_______.19.已知,x y 满足条件20220220x y x y x y +-≤⎧⎪--≤⎨⎪-+≥⎩,若目标函数=+z -ax y 取得最大值的最优解不唯一,则实数a 的值为__________.20.设变量,x y 满足约束条件:21y x x y x ≥⎧⎪+≤⎨⎪≥-⎩,则3z x y =-的最小值为__________.三、解答题21.在平面四边形ABCD 中,已知34ABC π∠=,AB AD ⊥,1AB =.(1)若5AC =,求ABC ∆的面积;(2)若25sin 5CAD ∠=,4=AD ,求CD 的长. 22.为了美化环境,某公园欲将一块空地规划建成休闲草坪,休闲草坪的形状为如图所示的四边形ABCD .其中AB =3百米,AD =5百米,且△BCD 是以D 为直角顶点的等腰直角三角形.拟修建两条小路AC ,BD (路的宽度忽略不计),设∠BAD=θ,θ∈(2π,π).(1)当cos θ=55-时,求小路AC 的长度; (2)当草坪ABCD 的面积最大时,求此时小路BD 的长度.23.如图,A ,B 是海面上位于东西方向相距()533+海里的两个观测点,现位于A 点北偏东45°,B 点北偏西60°的D 点有一艘轮船发出求救信号,位于B 点南偏西60°且与B 点相距203海里的C 点的救援船立即即前往营救,其航行速度为30海里/小时,该救援船到达D 点需要多长时间?24.ABC 中,内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c .已知cos cos a C c A a +=. (1)求证:A B =; (2)若6A π=,ABC 3,求ABC 的周长.25.设等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,225+=-a S ,515=-S . (1)求数列{}n a 的通项公式;(2)求12231111+++⋯+n n a a a a a a . 26.在ABC ∆角中,角A 、B 、C 的对边分别是a 、b 、c ,若3asinB bcosA =. (1)求角A ;(2)若ABC ∆的面积为235a =,,求ABC ∆的周长.【参考答案】***试卷处理标记,请不要删除一、选择题 1.B 解析:B 【解析】 【分析】先由ABC ∆的三个内角, , A B C 成等差数列,得出2,33B AC ππ=+=,又因为sin A 、sin B 、sin C 成等比数列,所以23sin sin sin 4B AC =⋅=,整理计算即可得出答案.【详解】因为ABC ∆的三个内角, , A B C 成等差数列,所以2,33B AC ππ=+=, 又因为sin A 、sin B 、sin C 成等比数列, 所以23sin sin sin 4B AC =⋅=所以222sin sin sin sin cos sin cos 333A A A A A πππ⎛⎫⎛⎫⋅-=⋅- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭21111132sin 2cos 2sin 2424442344A A A A A π⎛⎫=+=-+=-+= ⎪⎝⎭ 即sin 213A π⎛⎫-= ⎪⎝⎭又因为203A π<< 所以3A π=故选B 【点睛】本题考查数列与三角函数的综合,关键在于求得2,33B AC ππ=+=,再利用三角公式转化,属于中档题.2.C解析:C 【解析】 【分析】 根据叠加法求结果. 【详解】因为12n n n a a +=+,所以12nn n a a +-=,因此10981010921198122221102312a a a a a a a a -=-+-++-+=++++==-,选C.【点睛】本题考查叠加法求通项以及等比数列求和,考查基本分析求解能力,属基础题.3.B解析:B 【解析】∵3572a a +=,∴11272(4)a d a d ++=+,即167a d +=,∴13711313(6)13791S a a d ==+=⨯=,故选B .4.A解析:A 【解析】 【分析】不等式等价转化为(1)()0x x a --<,当1a >时,得1x a <<,当1a <时,得1<<a x ,由此根据解集中恰有3个整数解,能求出a 的取值范围。

2021年北京第十四中高三数学文联考试题含解析

2021年北京第十四中高三数学文联考试题含解析

2021年北京第十四中高三数学文联考试题含解析一、选择题:本大题共10小题,每小题5分,共50分。

在每小题给出的四个选项中,只有是一个符合题目要求的1. 集合,,若,则的值为().A.B.C.D.参考答案:D∵,,,∴,∴.故选.2. 某市乘坐出租车的收费办法如下:用[x]表示不大于x的最大整数,则图中①处应填()(A)(B)(C)(D)参考答案:D3. 用数字组成数字可以重复的四位数, 其中有且只有一个数字出现两次的四位数的个数为A. B. C.D.参考答案:C若四位数中不含0,则有种;若四位数中含有一个0,则有;种若四位数中含有两个0,则有种,所以共有种,选C.4. 己知{}是各项均为正数的等比数列,A.80 B.20 C.32 D.参考答案:A5. 在的对边分别为,若成等差数列,则A. B. C.D.参考答案:C因为成等差数列,所以,根据正弦定理可得,即,即,所以,即,选C.6. 若α∈(,π),且3cos2α=sin(﹣α),则sin2α的值为()A. B.C.D.参考答案:D【考点】两角和与差的正弦函数.【分析】由已知可得sinα>0,cosα<0,利用二倍角公式,两角差的正弦函数公式化简已知可得cosα+sinα=,两边平方,利用二倍角公式即可计算sin2α的值.【解答】解:∵α∈(,π),∴sinα>0,cosα<0,∵3cos2α=sin(﹣α),∴3(cos2α﹣sin2α)=(cosα﹣sinα),∴cosα+sinα=,∴两边平方,可得:1+2sinαcosα=,∴sin2α=2sinαcosα=﹣.故选:D.7. 已知集合,,则A∩B=()A.{-1,0} B.{0} C.{-1} D.参考答案:C因为成立,所以属于集合,属于集合,又因为不成立,不成立,所以不属于集合,不属于集合,综上可得,故选C.8. 在△ABC所在的平面内,点P0、P满足=,,且对于任意实数λ,恒有,则()A.∠ABC=90°B.∠BAC=90°C.AC=BC D.AB=AC参考答案:C【考点】平面向量数量积的运算.【专题】平面向量及应用.【分析】由题意可得 P0、P、A、B 四点共线,建立直角坐标系,设AB=4,C(a,b),P(x,0),根据恒有,可得x2﹣4(a+1)x+a+1≥0 恒成立,由判别式△≤0,解得a=0,可得点C在AB的垂直平分线上,从而得出结论.【解答】解:∵=,,∴P0、P、A、B 四点共线,以AB所在的直线为x轴,以AB的中垂线为y轴,建立直角坐标系,设AB=4,C(a,b),P(x,0),则A(﹣2,0),B(2,0),P0(1,0),∵恒有,∴(2﹣x,0)?(a﹣x,b)≥(1,0)?(a﹣1,b)恒成立,即(2﹣x)(a﹣x)≥a﹣1恒成立,即 x2﹣(a+2)x+a+1≥0 恒成立,∴判别式△=(a+2)2﹣4(a+1)≤0,解得a2≤0,∴a=0,即点C在AB的垂直平分线上,∴CA=CB,故选:C.【点评】本题主要考查两个向量的数量积的运算,两个向量坐标形式的运算,属于中档题.9. 下列结论中正确的是()①命题:的否定是;②若直线上有无数个点不在平面内,则;③若随机变量服从正态分布,且,则;④等差数列的前n项和为,若,则A.①② B.②③ C.③④ D.①④参考答案:D10. 如图所示的三棱柱,其正(主)视图是一个边长为2的正方形,俯视图是一个正三角形,则该三棱柱侧(左)视图的面积为A. B.C. D.4参考答案:C二、填空题:本大题共7小题,每小题4分,共28分11. 不等式的解集是.参考答案:12. 已知[x] 表示不超过实数x的最大整数,如[1.8]=1,[-1.2]=-2. x0是函数f(x)=lnx-的零点,则[x0]等于________.参考答案:2略13. 某一几何体的三视图如图所示,其中圆的半径都为1,则这该几何体的体积为.参考答案:14. 已知正方体ABCD - A1B1C1D1的棱长为2,P为体对角线BD1上的一点,且,现有以下判断:①;②若BD1⊥平面PAC,则;③周长的最小值是;④若为钝角三角形,则的取值范围为,其中正确判断的序号为______.参考答案:①②④【分析】利用线面垂直证明线线垂直,由此判断①正确.在直角三角形中,利用射影定理求得,由此判断②正确.将和展开成平面,由此求得的最小值,进而求得三角形周长的最小值,由此判断③错误.先求得为直角三角形时的值,由此确定的取值范围【详解】在正方体中,平面,又平面,故,①正确;由平面,在中,,由于,由射影定理得,即,,可得,故②正确;将和展开,可得的最小值为,又,故③错误;利用平面,可得当为直角三角形时,,故当为钝角三角形时,的取值范围为,④正确.所以正确判断为①②④.故答案为:①②④【点睛】本小题主要考查正方体中的线线、线面垂直有关命题真假性判断,考查距离和的最值的求法,考查空间想象能力和逻辑推理能力,属于中档题.15. 设i 是虚数单位,则复数等于.参考答案:【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得答案.【解答】解: =.故答案为:.16. 已知函数(>0)的图像与y 轴交与P ,与x 轴的相邻两个交点记为A ,B ,若△PAB 的面积等于,则 ;参考答案:17. 口袋中有形状和大小完全相同的四个球,球的编号分别为1,2,3,4,若从袋中随机抽取两个球,则取出的两个球的编号之和大于5的概率为____.参考答案:略三、 解答题:本大题共5小题,共72分。

2021年高三上学期期中联考 数学(理)试题 Word版含答案

2021年高三上学期期中联考 数学(理)试题 Word版含答案

2021年高三上学期期中联考数学(理)试题 Word版含答案命题校:北京市第二十二中学 xx年11月本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,共150分,考试用时120分钟。

考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。

祝各位考生考试顺利!第Ⅰ卷一、选择题:本大题共12小题,每小题5分,共60分.在每小题列出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.1.若集合,,则=(A) (B)(C)(D)2. 命题“若,则”的逆否命题是(A)若,则(B)若,则(C)若,则(D)若,则3. “”是“”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4. 已知数列为等差数列,且则等于(A)40(B)42(C)43(D)455. 下列函数中,图象关于坐标原点对称的是(A)(B)(C)(D)6.曲线在x=1处切线的倾斜角为(A)1(B)(C)(D)7. 要得到函数的图象,只要将函数的图象(A)向左平移单位(B)向右平移单位(C)向右平移单位(D)向左平移单位8.下列函数中,在内有零点且单调递增的是(A)(B)(C)(D)9.设,,,则(A)(B)(C)(D)10.如图,是函数的导函数的图象,则下面判断正确的是(A)在区间(-2,1)上是增函数(C)在(4,5)上是增函数(D)当时,取极大值11.已知数列为等比数列,,,则的值为(A)(B)(C)(D)12. 设函数,的零点分别为,则(A)(B)(C)(D)第Ⅱ卷二、填空题:本大题共6小题,每小题5分,共30分.13. 函数的定义域是______________.14.已知,且为第二象限角,则的值为.15.若曲线的某一切线与直线垂直,则切点坐标为.16. 在中,若,,则____.17.已知函数y =f (x ) (x ∈R )满足f (-x +2)=f (-x ),当x ∈[-1,1]时,f (x )=|x |,则y =f (x )与y =log 7x 的交点的个数为________.18.①命题“对任意的x ∈R ,x 3-x 2+1≤0”的否定是“存在x ∈R ,x 3-x 2+1>0”;②函数的零点有2个;③若函数f (x )=x 2-|x +a |为偶函数,则实数a =0;④函数图象与轴围成的图形的面积是;⑤若函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧a x -5 (x >6),⎝⎛⎭⎫4-a 2x +4 (x ≤6),在R 上是单调递增函数,则实数a 的取值范围为(1,8).其中真命题的序号是 (写出所有正确命题的编号). 三、解答题:本大题共4小题,共60分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.19.(本小题满分14分)已知函数.(Ⅰ)求的最小正周期;(Ⅱ)当时,求函数的最大值及相应的的值.20. (本小题满分14分)在锐角中,角,,所对的边分别为,,.已知.(Ⅰ)求;(Ⅱ)当,且时,求.21.(本小题共14分)在公差不为的等差数列中,,且,,成等比数列.(Ⅰ)求数列的通项公式;(Ⅱ)设,求数列的前项和公式.22.(本小题共18分)已知函数.(Ⅰ)求函数在上的最小值;(Ⅱ)若存在(为自然对数的底数,且)使不等式成立,求实数的取值范围;(Ⅲ)若的导函数为,试写出一个符合要求的(无需过程).东城区普通校xx 学年第一学期联考试卷答题纸 高三 数学(理科) 命题校:北京市第二十二中学 xx 年11月 第Ⅰ卷 1_______2_______3_______4_______5_______6_______ 7_______8_______9______10______11_______12______ 第Ⅱ卷 13. 14. 15. 16 17. 18. 19解: 姓名 学号20. 解:21. 解:姓名学号22. 解:东城区普通校xx学年第一学期联考答案高三数学(理科)参考答案(以下评分标准仅供参考,其它解法自己根据情况相应地给分)命题校:北京市第二十二中学 xx年11月一.选择题1 A2 C3 A4 B5 D6 C7 C 8 B 9 B 10C 11D 12A二.填空题13. {x | x >1 } 14. 15.(1,2)16. 17. 6 18. ①③(写对一个给2分,写错一个不得分)三.解答题19.解:(Ⅰ)因为,所以,故的最小正周期为. ……………………7分(Ⅱ)因为,所以.所以当,即时,有最大值. ………………14分20.解:(Ⅰ)由已知可得.所以.因为在中,,所以.……………………………………………7分(Ⅱ)因为,所以.因为是锐角三角形,所以,.所以.由正弦定理可得:,所以. …………………………14分21.解:(Ⅰ)设数列的公差为,又,可得,,.由,,成等比数列得,即,整理得,解得或.由,可得.,所以.…………………7分(Ⅱ)由,,可得.所以.因为,所以数列是首项为,公比为的等比数列.所以的前项和公式为.………14分22.解:(Ⅰ)由,可得,当时,单调递减;当时,单调递增.所以函数在上单调递增.又,所以函数在上的最小值为.…………………7分(Ⅱ)由题意知,则.若存在使不等式成立,只需小于或等于的最大值.设,则.当时,单调递减;当时,单调递增.由,,,可得.所以,当时,的最大值为.故.………………14分(Ⅲ)………………18分35379 8A33 訳40291 9D63 鵣27342 6ACE 櫎225918 653E 放37443 9243 鉃H29937 74F1 瓱O>!34764 87CC 蟌22346 574A 坊20645 50A5 傥。

2021年高三上学期期中模拟(一)数学试卷 Word版含答案

2021年高三上学期期中模拟(一)数学试卷 Word版含答案

2021年高三上学期期中模拟(一)数学试卷 Word版含答案一、填空题:(本大题共14小题,每小题5分,共70分。

请将答案填入答题纸填空题的相应答题线上)1. 设全集为,集合,集合,则(∁)= ▲2. 若(其中表示复数的共轭复数),则复数的模为▲3. 函数的定义域为▲4. 已知向量,,,若,则实数▲5. 数列{}的前n项和为,且,则{}的通项公式= ▲6. 已知的零点在区间上,则的值为▲7. 已知为非零向量,且夹角为,若向量,则▲8. 函数的单调增区间为▲9. 设是定义在上周期为4的奇函数,若在区间,,则▲10.己知是定义在R上的奇函数.,且当x0时,,则此函数的值域为▲11.设函数的图像与轴交于点,过点的直线与函数的图像交于另外两点.是坐标原点,则=▲12.若函数定义在上的奇函数,且在上是增函数,又,则不等式的解集为▲13. 已知函数,若在区间上有且只有1个零点,则实数的取值范围是▲。

14.图为函数的图象,其在点M(t, f(t))处的切线为l,切线l与Y轴和直线y=1分别交于点P, Q,点N (0,1) ,若△PQN的面积为b时的点M恰好有两个,则b的取值范围为▲。

二、解答题:本大题共6小题,计90分。

解答应写出必要的文字说明,证明过程或演算步骤,请把答案写在答题纸的指定区域内。

15.(本小题满分14分)设△ABC的内角A、B、C所对的边分别为a、b、c。

已知a=1, b=2,cosC=。

(1)求△ABC的周长;(2)求cos (A-C)的值。

16.(本小题满分14分)已知函数为定义在上的奇函数,且当时,.(1)求的解析式;(2)若函数在区间上单调递增,求实数的取值范围.17.(本小题满分14分)已知{a n}为等比数列,其中a1=1,且a2, a3+a5,a4成等差数列.(1)求数列{a n}的通项公式;(2)设b n=(2n-1)•a n,求数列{b n}的前n项和T n。

18.(本小题满分16分)如图,半径为30cm的圆形(O为圆心)铁皮上截取一块矩形材料OABC,其中点B在圆弧上,点A, C在两半径上,现将此矩形材料卷成一个以AB为母线的圆柱形罐子的侧面(不计剪裁和拼接损耗),设OB与矩形材料的边OA的夹角为,圆柱的体积方V cm3。

北京市十四中高三数学上学期期中试卷理(含解析)

北京市十四中高三数学上学期期中试卷理(含解析)

2014-2015学年北京十四中高三(上)期中数学试卷(理科)一、选择题(本大题共8小题,每小题5分,共40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.(5分)已知集合S=R,A={x|x2﹣2x﹣3≤0},B={x||x﹣2|<2},那么集合∁R(A∩B)等于()A. {x|0<x≤3} B. {x|﹣1≤x<2} C.{x|x≤0,或x>3} D. {x|x<﹣1,或x≥2}考点:交、并、补集的混合运算.专题:计算题.分析:通过解二次不等式化简集合A,通过解绝对值不等式化简集合B,利用交集的定义求出两个集合的交集,再利用补集的定义求出补集.解答:解:A={x|x2﹣2x﹣3≤0}={x|﹣1≤x≤3}B={x||x﹣2|<2}={x|0<x<4}∴A∩B={x|0<x≤3}∴∁R(A∩B)={x|x≤0或x>3}故选C.点评:本题考查二次不等式的解法、绝对值不等式的解法、利用交集补集的定义求集合的交集补集.2.(5分)下列说法错误的是()A.“x>1”是“|x|>1”的充分不必要条件B.若p且q为假命题,则p、q均为假命题C.命题“若x2﹣4x+3=0,则x=3”的逆否命题是:“若x≠3,则x2﹣4x+3≠0”D.命题p:“∃x∈R,使得x2+x+1<0”,则¬p:“∀x∈R,均有x2+x+1≥0”考点:命题的真假判断与应用.专题:简易逻辑.分析: A,|x|>1⇒x>1或x<﹣1,可判断A;B,若p且q为假命题,则p、q至少有一个为假命题,可判断B;C,写出命题“若x2﹣4x+3=0,则x=3”的逆否命题,可判断C;D,写出命题p:“∃x∈R,使得x2+x+1<0”的否定,可判断D.解答:解:对于A,由于|x|>1⇒x>1或x<﹣1,故“x>1”是“|x|>1”的充分不必要条件,A正确;对于B,若p且q为假命题,则p、q至少有一个为假命题,故B错误;对于C,命题“若x2﹣4x+3=0,则x=3”的逆否命题是:“若x≠3,则x2﹣4x+3≠0”,故C 正确;对于A,命题p:“∃x∈R,使得x2+x+1<0”,则¬p:“∀x∈R,均有x2+x+1≥0”,故D 正确.综上所述,只有B错误,故选:B.点评:本题考查命题的真假判断与应用,考查对充分必要条件概念的理解与应用,考查复合命题的真假判断与“全称量词”与“存在量词”的应用,属于中档题.3.(5分)若向量、满足+=(2,﹣1),=(1,2),则向量与的夹角等于() A.135° B.120° C.60° D.45°考点:平面向量数量积的运算.专题:计算题;平面向量及应用.分析:运用向量的坐标运算和向量的模的公式以及向量的数量积的坐标表示,结合向量的夹角公式,计算即可得到.解答:解:向量、满足+=(2,﹣1),=(1,2),则=(1,﹣3),=1﹣6=﹣5,||=,||=,即有cos<>===﹣,由于0°≤<>≤180°,则有向量与的夹角等于135°.故选A.点评:本题考查向量的数量积的定义和坐标表示,主要考查向量的夹角公式和夹角的求法,属于基础题.4.(5分)(2014秋•西城区校级期中)下列函数中,周期为1的奇函数是()A. y=1﹣2sin2πx B. y=sinπxcosπx C. y=tan x D. y=sin(2πx+)考点:三角函数的周期性及其求法;函数奇偶性的判断.专题:三角函数的图像与性质.分析:对A先根据二倍角公式化简为y=cos2πx为偶函数,排除;对于D验证不是奇函数可排除;对于C求周期不等于1排除;故可得答案.解答:解:A,y=1﹣2sin2πx=1﹣(1﹣cos2πx)=cos2πx,由于f(﹣x)=cos(﹣2πx)=cos2πx=f(x),故为偶函数,不符合;B,对于y=sinπxcosπx=sin2πx,为奇函数,且T==1,满足条件.C,由正切函数的周期公式可得T=2,不符合;D,对于函数y=sin (2πx+),f(﹣x)=sin(﹣2πx+)≠﹣sin(2πx+),不是奇函数,排除.故选:B.点评:本题主要考查三角函数的奇偶性和最小正周期的求法,一般先将函数化简为y=Asin (wx+ρ)的形式,再由最小正周期的求法T=、奇偶性的性质、单调性的判断解题,属于基础题.5.(5分)(2014秋•通化期中)若定义在R上的偶函数f(x)满足f(x+2)=f(x)且x∈[0,1]时,f(x)=x,则方程f(x)=log3|x|的零点个数是()A. 2个 B. 3个 C. 4个 D. 6个考点:抽象函数及其应用.专题:计算题;作图题;函数的性质及应用.分析:方程f(x)=log3|x|的零点个数即函数y=f(x)与函数y=log3|x|的交点的个数,作图得到答案.解答:解:方程f(x)=log3|x|的零点个数即函数y=f(x)与函数y=log3|x|的交点的个数,作函数y=f(x)与函数y=log3|x|的图象如下,则由图象可知,有四个不同的交点,故选C.点评:本题考查了方程的根与函数图象的交点的关系及函数图象的作法,属于中档题.6.(5分)(2015•遵义校级二模)设函数f(x)=x m+ax的导函数f′(x)=2x+1,则数列{}(n∈N*)的前n项和是()A. B. C. D.考点:数列的求和;导数的运算.专题:计算题.分析:函数f(x)=x m+ax的导函数f′(x)=2x+1,先求原函数的导数,两个导数进行比较即可求出m,a,然后利用裂项法求出的前n项和,即可.解答:解:f′(x)=mx m﹣1+a=2x+1,∴a=1,m=2,∴f(x)=x(x+1),==﹣,用裂项法求和得S n=.故选A点评:本题考查数列的求和运算,导数的运算法则,数列求和时注意裂项法的应用,是好题,常考题,基础题.7.(5分)已知△ABC中,∠A=30°,AB,BC分别是,的等差中项与等比中项,则△ABC的面积等于()A. B. C.或 D.或考点:正弦定理;等差数列的性质;等比数列的性质.专题:计算题;数形结合.分析:由题意,根据等差数列及等边数列的性质分别求出AB与BC的值,再由A的度数,求出sinA的值,利用正弦定理求出sinC的值,由C为三角形的内角,利用特殊角的三角函数值求出C的度数,根据A和C的度数,利用内角和定理求出B的度数,根据B的度数判断出三角形的形状为直角三角形或等腰三角形,分别求出三角形的面积即可.解答:解:∵AB,BC分别是,的等差中项与等比中项,∴AB=,BC=1,又A=30°,根据正弦定理=得:sinC=,∵C为三角形的内角,∴C=60°或120°,当C=60°时,由A=30°,得到B=90°,即三角形为直角三角形,则△ABC的面积为××1=;当C=120°时,由A=30°,得到B=30°,即三角形为等腰三角形,过C作出AB边上的高CD,交AB于点D,在Rt△ACD中,AC=BC=1,A=30°,∴CD=,则△ABC的面积为××=,综上,△ABC的面积为或.故选C点评:此题考查了等差数列、等比数列的性质,正弦定理以及特殊角的三角函数值,利用数形结合及分类讨论的思想,由C的度数有两解,得到三角形的形状有两种,故求出的三角形面积有两解,不要漏解.8.(5分)对于下列命题:①已知i是虚数单位,函数f(x)=在R上连续,则实数a=2.②五本书排成一排,若A、B、C三本书左右顺序一定(不一定相邻),那么不同排法有A33•A33③如图,⊙O中的弦AB与直径CD相交于点p,M为DC延长线上一点,MN为⊙O的切线,N为切点,若AP=8,PB=6,PD=4,MC=6,则MN的长为2④在极坐标系(ρ,θ)(0≤θ<2π)中,曲线ρ=2sinθ与ρcosθ=﹣1交点的极坐标为(,)⑤设n=4cosxdx,则二项式(x﹣)n的展开式的常数项为6其中假命题的序号是()A.②⑤ B.②③ C.② D.①④考点:命题的真假判断与应用.专题:坐标系和参数方程.分析:①利用•i=f(0),计算即可;②采用插空法,依次插入即可;③通过相交弦定理可得半径,利用勾股定理计算即可;④利用平方关系可得ρ=,代回原式可得θ=π,进而可得结论;⑤通过定积分的性质可得n=4,代入计算即可.解答:解:①•i==﹣1,f(0)=a0﹣a=1﹣a,∵函数f(x)=在R上连续,∴﹣1=1﹣a,即a=2,故正确;②采用插空法,当A、B、C三本书左右顺序一定时(不一定相邻),插入第4本书,有4中方法,再插入第5本书,有5中方法,∴不同排法有4×5=20种,故不正确;③由相交弦定理可得:CP===12,∴圆O的半径为:==8,∵MN为⊙O的切线,∴OM2=ON2+MN2,∴MN2=OM2﹣ON2=(OC+CM)2﹣ON2=(8+6)2﹣82=132,∴MN==2,故正确;④∵ρ=2sinθ,ρcosθ=﹣1,∴sinθ=,cosθ=﹣,∴sin2θ+cos2θ=()2+()2=1,整理得:,解得:ρ=,∴sinθ=,cosθ=﹣,又∵0≤θ<2π,∴θ=π,∴交点的极坐标为(,),故正确;⑤∵n=4cosxdx=4dsinx=4,∴(x﹣)4的展开式的常数项为=6,故正确;综上所述,只有②是假命题,故选:C.点评:本题是一道综合题,考查复数、排列组合、平面几何、极坐标、定积分与展开式等基础知识,注意解题方法的积累,属于中档题.二、填空题:(本大题每小题5分,满分30分)9.(5分)若sin(π﹣α)=,且α的终边过点P(x,2),则x= ;tan(π+α)= .考点:任意角的三角函数的定义.专题:计算题;三角函数的求值.分析:由sin(π﹣α)=,可得cosα=﹣,根据α的终边过点P(x,2),求出x,再求tan(π+α)=tanα=.解答:解:∵sin(π﹣α)=,∴cosα=﹣,∵α的终边过点P(x,2),∴=﹣,x<0,∴x=,∴tan(π+α)=tanα=,故答案为:,.点评:本题考查任意角的三角函数的定义,考查诱导公式,考查学生的计算能力,比较基础.10.(5分)已知数列{a n}是等差数列,其前n项和为S n,a4=,S4=12.则数列{a n}的通项公式a n= ﹣n ;n= 5 时,S n最大.考点:等差数列的前n项和;等差数列的通项公式.专题:等差数列与等比数列.分析:由题意易得公差d和首项的方程组,解方程组可得通项公式,可得{a n}的前5项均为正数,从第6项开始为负数,易得答案.解答:解:设等差数列{a n}的公差为d,则a4=a1+3d=,S4=4a1+d=12,解得a1=,d=﹣1∴通项公式a n=﹣n;令≤0可得n≥,∴等差数列{a n}的前5项均为正数,从第6项开始为负数,∴当n=5时,S n最大.故答案为:﹣n;5点评:本题考查等差数列的通项公式和求和公式,属基础题.11.(5分)函数y=Asinωxcosφ+Acosωxsinφ+2(A>0,ω>0,0<φ<2π)的图象如图,则ω= 3 ,φ= .考点:二倍角的正弦;由y=Asin(ωx+φ)的部分图象确定其解析式.专题:三角函数的图像与性质.分析:根据两角和的正弦公式化简解析式,由图象和周期公式求出ω的值,再把点(,2)代入解析式,根据正弦函数值求出φ的值.解答:解:由题意得,y=Asinωxcosφ+Acosωxsinφ+2=Asin(ωx+φ)+2,由图得,T==,得T=,∴ω=3,∵函数的图象过点(,2),∴Asin(ω×+φ)+2=2,则sin(ω×+φ)=0,∴3×+φ=kπ(k∈Z),解得φ=kπ﹣(k∈Z),∵0<φ<2π,∴φ=,故答案为:3;.点评:本题考查两角和的正弦公式,三角函数的周期公式,以及读图能力,属于中档题.12.(5分)(2015•天津模拟)函数y=log a(x+3)﹣1(a>0,a≠1)的图象恒过定点A,若点A在直线mx+ny+1=0上,其中mn>0,则+的最小值为8 .考点:基本不等式.专题:计算题;压轴题.分析:由题意可得定点A(﹣2,﹣1),2m+n=1,把要求的式子化为 4++,利用基本不等式求得结果.解答:解:由题意可得定点A(﹣2,﹣1),又点A在直线mx+ny+1=0上,∴2m+n=1,则+=+=4++≥4+2=8,当且仅当时,等号成立,故答案为:8.点评:本题考查基本不等式的应用,函数图象过定点问题,把要求的式子化为 4++,是解题的关键.13.(5分)(2014•和平区四模)如图,在正方形ABCD中,已知AB=2,M为BC的中点,若N 为正方形内(含边界)任意一点,则的最大值是 6 .考点:平面向量数量积的运算.专题:计算题;压轴题;数形结合.分析:在平面内建立合适的坐标系,将向量的数量积用坐标表示,再利用线性规划解决问题.解答:解:以A为坐标原点,以AD方向为x轴正方向,以AB方向为y轴负方向建立坐标系,则=(1,﹣2)设N点坐标为(x,y),则=(x,y),则0≤x≤2,﹣2≤y≤0令Z==x﹣2y,将A,B,C,D四点坐标依次代入得:Z A=0,Z B=4,Z C=6,Z D=2故Z=的最大值为6故答案为:6点评:向量的主要功能就是数形结合,将几何问题转化为代数问题,但关键是建立合适的坐标系,将向量用坐标表示,再将数量积运算转化为方程或函数问题.14.(5分)已知函数(a是常数且a>0).对于下列命题:①函数f(x)的最小值是﹣1;②函数f(x)在R上是单调函数;③若f(x)>0在上恒成立,则a的取值范围是a>1;④对任意x1<0,x2<0且x1≠x2,恒有.其中正确命题的序号是①③④.考点:函数的最值及其几何意义;函数单调性的判断与证明;函数恒成立问题.专题:综合题.分析:①由图只需说明在点x=0处函数f(x)的最小值是﹣1;②只需说明函数f(x)在R上的单调性即可;③只需说明f(x)>0在上恒成立,则当x=时,函数取得最小值,从而求得a的取值范围是a>1;④已知函数在(﹣∝,0)上的图象在[0,+∞)上是下凹的,所以任取两点连线应在图象的上方,故D正确.解答:解:①由图只需说明在点x=0处函数f(x)的最小值是﹣1;故正确;②由图象说明函函数f(x)在R上不是单调函数;故错;③只需说明f(x)>0在上恒成立,则当x=时,函数取得最小值,求得a的取值范围是a>1;故正确;④已知函数函数在(﹣∝,0)上的图象在[0,+∞)上是下凹的,所以任取两点连线应在图象的上方,即f()<,故正确.故答案为:①③④.点评:利用函数的图象研究函数的单调区间以及根据函数的增减性得到函数的最值是常用的方法,解答本题的关键是图象法.三、解答题(本大题共6小题,共80分.)15.(13分)(2012•新泰市校级模拟)在数列{a n}中,a1=3,a n=﹣a n﹣1﹣2n+1(n≥2且n∈N*).(1)求a2,a3的值;(2)证明:数列{a n+n}是等比数列,并求{a n}的通项公式;(3)求数列{a n}的前n项和S n.考点:数列的求和;等比关系的确定.专题:等差数列与等比数列.分析:(1)根据a1=3,a n=﹣a n﹣1﹣2n+1(n≥2且n∈N*),对n进行赋值,可求出a2,a3的值;(2)直接利用等比数列的定义进行证明,然后利用等比数列性质求其通项公式即可;(3)先求出数列{a n}的通项公式,然后利用分组求和法进行求和即可.解答:解:(1)∵a1=3,a n=﹣a n﹣1﹣2n+1(n≥2,n∈N*),∴a2=﹣a1﹣4+1=﹣6,a3=﹣a2﹣6+1=1.(2)∵===﹣1,∴数列{a n+n}是首项为a1+1=4,公比为﹣1的等比数列.∴a n+n=4•(﹣1)n﹣1,即a n=4•(﹣1)n﹣1﹣n,∴{a n}的通项公式为a n=4•(﹣1)n﹣1﹣n(n∈N*).(3)∵{a n}的通项公式为a n=4•(﹣1)n﹣1﹣n(n∈N*),所以S n=a k=[4•(﹣1)k﹣1﹣k]=[4•(﹣1)k﹣1﹣=4×﹣=2[1﹣(﹣1)n]﹣(n2+n)=﹣﹣2(﹣1)n.点评:本题主要考查了数列的通项公式,以及等比数列的判定和数列的求和,同时考查了运算求解的能力,属于中档题.16.(13分)盒内含有大小相同的9个球,其中2个红色球,3个白色球,4个黑色球,规定取出1个红色球得1分,取出一个白球得0分,取出一个黑球得﹣1分,现从盒内一次性取3个球.(1)求取出的三个球得分之和恰为1分的概率(2)设ξ为取出的3个球中白色球的个数,求ξ分布列和数学期望.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.专题:概率与统计.分析:(1)分别求出“取出1个红色球,2个白色球”、“取出2个红色球,1个黑色球”的概率,从而求出3个球得分之和恰为1分的概率;(2)ξ可能的取值为0,1,2,3,分别求出其概率,可得ξ分布列和数学期望.解答:解:(1)记“取出1个红色球,2个白色球”为事件A,“取出2个红色球,1个黑色球”为事件B,则P(A+B)=P(A)+P(B)=+=(2)ξ可能的取值为0,1,2,3.P(ξ=0)==,P(ξ=1)==,P(ξ=2)==,P(ξ=3)==ξ的分布列为:ξ 0 1 2 3Pξ的数学期望Eξ=0×+1×+2×+3×=1.点评:本题考查离散型随机变量的期望与方差,互斥事件与对立事件的定义,考查学生的计算能力,属于中档题.17.(13分)已知向量=(sinx,cosx),=(cosx,﹣2cosx),﹣.(Ⅰ)若∥,求x;(Ⅱ)设f(x)=•,求f(x)的单调减区间;(Ⅲ)函数f(x)经过平移后所得的图象对应的函数是否能成为奇函数?如果是,说出平移方案;如果否,说明理由.考点:平面向量数量积的运算;两角和与差的正弦函数;函数y=Asin(ωx+φ)的图象变换.专题:三角函数的图像与性质.分析:(I)利用两个向量共线的性质求得 tan2x=﹣1,再由﹣<x<求得x的值.(II)利用两个向量的数量积公式化简 f(x)的解析式为sin(2x﹣)﹣1,令2kπ+≤2x﹣≤2kπ+,k∈z,求得x的范围,即可求得函数的减区间.(Ⅲ)将函数f(x)的图象向上平移1个单位,再向左平移( k∈N)个单位,或向右平移( k∈N)个单位即可.解答:解:(I)若,则 sinx(sinx﹣2cosx)=cos2x,…(1分)即﹣sin2x=cos2x,∴tan2x=﹣1.﹣﹣﹣﹣﹣(2分)又∵﹣<x<,∴﹣<2 x<π,∴2x=﹣,或 2x=,即 x=﹣或 x=.﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣(4分)(II)∴f(x)==2sinxcosx﹣2cos2x=sin2x﹣cos2x=sin(2x﹣)﹣1,…(7分)令 2kπ+≤2x﹣≤2kπ+,k∈z,解得kπ+≤x≤kπ+.又,∴f(x)的单调减区间时(﹣,﹣)、(,).…(11分)(Ⅲ)能,将函数f(x)的图象向上平移1个单位,再向左平移( k∈N)个单位,或向右平移( k∈N)个单位,即得函数 g(x)=sin2x的图象,而 g(x)为奇函数.…(13分)点评:本题主要考查两个向量共线的性质、两个向量的数量积公式,两角和差的正弦公式,函数y=Asin(ωx+∅)的图象变换规律,属于中档题.18.(13分)已知函数f(x)=ln(x+2)﹣x2+bx+c(Ⅰ)若函数f(x)在点x=1处的切线与直线3x+7y+2=0垂直,且f(﹣1)=0,求函数f(x)在区间[0,3]上的最小值;(Ⅱ)若f(x)在区间[0,1]上为单调减函数,求b的取值范围.考点:利用导数研究曲线上某点切线方程;函数单调性的性质.专题:综合题;导数的综合应用.分析:(Ⅰ)求导函数,利用函数f(x)在点x=1处的切线与直线3x+7y+2=0垂直,求得b 的值,利用f(﹣1)=0,求得c的值,可得函数解析式,再确定函数f(x)在区间[0,3]上的单调性,即可求得f(x)在区间[0,3]上的最小值;(Ⅱ)f(x)是减函数等价于≤0,即恒成立,求出右边函数的最小值,即可得到结论.解答:解:(Ⅰ)求导函数,可得∵函数f(x)在点x=1处的切线与直线3x+7y+2=0垂直,∴f′(1)=,∴,∴b=4又f(﹣1)=ln(2﹣1)﹣1﹣4+c=0,∴c=5∴f(x)=ln(x+2)﹣x2+4x﹣5,∴由=0得x=∴当x∈[0,]时,f′(x)≥0,f(x)单调递增当x∈[,3]时,f′(x)≤0,f(x)单调递减又f(0)=ln2+5,f(3)=ln5+8,所以f(x)在[0,3]最小值为ln2+5;(Ⅱ)因为f(x)是减函数,所以≤0,即恒成立令t=,则t′=2+,∴t=,在[0,1]上单调递增∴t min=﹣所以当b≤﹣时,f(x)在区间[0,1]上单调递减.点评:本题考查导数知识的运用,考查函数的最值,考查函数的单调性,考查分离参数法的运用,考查学生的计算能力,属于中档题.19.(14分)(2011•淮南一模)设函数f(x)=(1+x)2﹣2ln(1+x).(1)若在定义域内存在x0,而使得不等式f(x0)﹣m≤0能成立,求实数m的最小值;(2)若函数g(x)=f(x)﹣x2﹣x﹣a在区间(0,2]上恰有两个不同的零点,求实数a的取值范围.考点:利用导数研究函数的单调性.分析:(1)依题意得,求m的最小值,就是求f(x)的最小值,利用导数研究函数的单调性,可以得到f(x)在(﹣1,0)上为减函数,f(x)在(0,+∞)为增函数,即f(x)的最小值为f(0)=1,所以m的最小值为1(2)解出g(x)=x+1﹣2ln(x+1)﹣a,原题设即方程1+x﹣2ln(1+x)=a在区间[0,2]上恰有两个相异实根,令h(x)=1+x﹣2ln(1+x),这时只需解出h(x)在[0,2]上的值域,画出图象,可以得出a的取值范围.解答:解:(1)要使得不等式f(x0)﹣m≤0能成立,只需m≥f(x)max.求导得f′(x)=2(1+x)﹣2,定义域为(﹣1,+∞),∵当x∈(﹣1,0)时,f′(x)<0,∴函数f(x)在区间(﹣1,0)上是减函数;当x∈(0,+∞)时,f′(x)>0,∴函数f(x)在区间(0,+∞)上是增函数.∴f(x)mix=f(0)=1,∴m≥1.故实数m的最小值为1.(2)由f(x)=(1+x)2﹣2ln(1+x)得:g(x)=(1+x)2﹣2ln(1+x)﹣(x2+x+a)=x+1﹣2ln(x+1)﹣a原题设即方程1+x﹣2ln(1+x)=a在区间[0,2]上恰有两个相异实根.设h(x)=(1+x)﹣2ln(1+x).∵h′(x)=1﹣,列表如下:∵h(0)﹣h(2)=1﹣(3﹣2ln3)=2(ln3﹣1)>2(lne﹣1)=0,∴h(0)>h(2).从而有h(x)max=1,h(x)min=2﹣2ln2画出函数h(x)在区间[0,2]上的草图(如图)易知要使方程h(x)=a在区间(0,2]上恰有两个相异实根,只需:2﹣2ln2<a≤3﹣2ln3,即:a∈(2﹣2ln2,3﹣2ln3].点评:本题考查利用导数研究函数的单调性,本题比较新颖的地方是,求解(2)中的a的取值范围,经过等价变换,只需求h(x)=(1+x)﹣2ln(1+x)的值域,再根据图象,解出a的取值范围.在教学中,多加强训练和指导,以便掌握其要领.20.(14分)已知f(x)是定义在R上的函数,f(1)=1,且∀x1,x2∈R,总有f(x1+x2)=f (x1)+f(x2)+1恒成立.(Ⅰ)记g(x)=f(x)+1,求证:g(x)是奇函数;(Ⅱ)对∀n∈N*,有a n=,b n=f()+1,记c n=,求{c n}的前n项和S n;(Ⅲ)求F(n)=a n+1+a n+2+…+a2n(n≥2,n∈N)的最小值.考点:数列的应用;函数单调性的判断与证明;抽象函数及其应用;数列的求和.专题:函数的性质及应用;点列、递归数列与数学归纳法.分析:(1)令x1=x2=0得f(0)=﹣1,再令x1=x,x2=﹣x,得g(x)=f(x)+1是奇函数.(2)令x1=n,x2=1,得f(n)=2n﹣1,从而c n=,计算即可.(3)通过计算可知F(n+1)>F(n),又n≥2,从而得出结果.解答:解:(1)证明:f(x1+x2)=f(x1)+f(x2)+1,令x1=x2=0得f(0)=﹣1,再令x1=x,x2=﹣x,得f(0)=f(x)+f(﹣x)+1.故f(﹣x)+1=﹣[f(x)+1],从而g(x)=f(x)+1是奇函数;(2)令x1=n,x2=1,得f(n+1)=f(n)+2,故f(n)=2n﹣1,从而,,又c n=,S n=①=②由①﹣②得S n=;(3)∵F(n+1)﹣F(n)=a2n+1+a2n+2﹣a n+1=∴F(n+1)>F(n).又n≥2,故F(n)的最小值为.点评:本题考查抽象函数的奇偶性,以及数列的求和,需要一定的计算能力,属于中档题.。

2021-2022学年北京市第十四中学高二上学期期中考试数学试卷含详解

2021-2022学年北京市第十四中学高二上学期期中考试数学试卷含详解

2021北京十四中高二(上)期中数学一、选择题:本大题共12小题,每小题5分,共60分.在每小题给出的四个选项中,只有一是符合题目要求的.1.过()2,0-和()0,2两点的直线的斜率是()A.1B.1- C.π4D.3π42.圆()2224x y -+=的圆心坐标和半径分别为()A.()0,2,2B.()2,0,2 C.(2,04),- D.()2,0,43.已知椭圆222:1(0)4x y C a a+=>的一个焦点为(2,0),则a 的值为A. B.C.6D.84.在空间直角坐标系中,点P (1,2,-3)关于坐标平面xOy 的对称点为()A.(-1,-2,3)B.(-1,-2,-3)C.(-1,2,-3)D.(1,2,3)5.已知向量()1,2,1a =- ,()3,,b x y =- ,且a b ∥,那么b = ()A. B.6C.9D.186.已知直线10x ay +-=和直线420ax y ++=互相平行,则a 的值是()A.0B.2C.2- D.2±7.两圆1C :2226260x y x y ++--=和圆2C :224240x y x y +-+-=的位置关系是()A.外离B.相交C.外切D.内含8.如图,在正方体1111ABCD A B C D -中,E 为CD 的中点,则直线1A E 与BC 所成角的余弦值为()A.25 B.35C .13D.239.已知直线l 的方程为20x my -+=,则直线l ()A.恒过点()2,0-且不垂直x 轴B .恒过点()2,0-且不垂直y 轴C.恒过点()2,0且不垂直x 轴D.恒过点()2,0且不垂直y 轴10.已知向量(1,,2)a x = ,(0,1,2)b = ,(1,0,0)c = ,若a ,b ,c共面,则x 等于()A .1- B.1C.1或1-D.1或011.若圆()2220x y r r +=>上仅有4个点到直线20x y --=的距离为1,则实数r 的取值范围为()A.)1,++∞B.)1C.()1- D.()1+12.已知点M (a ,b ),(ab ≠0)是圆222:C x y r +=内一点,直线l 是以M 为中点的弦所在的直线,直线m 的方程是2ax by r +=那么()A.l //m 且m 与圆C 相切B.l ⊥m 且m 与圆C 相切C.l //m 且m 与圆C 相离D.l ⊥m 且m 与圆C 相离二、填空题:本大题共6小题,每小题5分,共30分.把答案填在题中横线上.13.已知点A (1,1,-4),B (2,-4,2),C 为线段AB 上的一点,且AC =12AB,则C 点坐标为____________________.14.已知椭圆的两个焦点的坐标分别是()14,0F ,()24,0F -,并且该椭圆上一点M 到点1F ,2F 的距离之和等于10,则该椭圆的标准方程为________.15.已知圆C :224x y +=,直线m 的倾斜角为60︒且与圆C 相切,则切线m 的方程为____________________.16.在ABC 中,()()()2,0,2,0,,B C A x y -,给出ABC 满足的条件,就能得到动点A 的轨迹方程,如表给出了一些条件及方程.条件①ABC 周长为10②ABC 面积为10③ABC 中,90A ∠︒=方程2125C y :=()22240C x y y +≠:=3C :()221095x y y +≠=则满足条件①轨迹方程为______;满足②的轨迹方程为______;满足③轨迹方程为______(用代号123C C C 、、填入).17.已知点()2,0M -,()2,0N ,直线l :340x y m +-=上存在点P ,满足PM PN ⊥,则实数m 的取值范围是________.18.如图,在棱长均为2的正三棱柱111ABC A B C -中,点M 是侧棱1AA 的中点,点P 、Q 分别是侧面11BCC B 、底面ABC 内的动点,且1//A P 平面BCM ,PQ ⊥平面BCM ,则点Q 的轨迹的长度为__.三、解答题:本大题共4小题,共60分.解答应写出文字说明,证明过程成演算步骤.19.已知圆M 过点(A ,()10B ,,()3,0C -.(1)求圆M 的方程;(2)设直线l 经过点()0,2,且与圆M 相交于A ,B 两点,且AB =,求直线的方程.20.在如图所示的几何体中,四边形ABCD 为正方形,AF BE ,AF ⊥平面ABCD ,且22AB BE AF ===.(1)求证://AC 平面DEF ;(2)求直线AC 与平面CDE 所成角的大小;(3)求点A 到平面CDE 的距离.21.如图,四棱锥P ABCD -中,AD ⊥平面ABP ,,90,2,3,BC AD PAB PA AB AD BC m ∠=︒==== ,E 是PB 的中点.(1)证明:AE ⊥平面PBC ;(2)若二面角C AE D --的余弦值是3,求m 的值;(3)若2m =,在线段AD 上是否存在一点F ,使得PF CE ⊥.若存在,确定F 点的位置;若不存在,说明理由.22.已知椭圆C :22142x y +=,(1)求椭圆的离心率.(2)已知点A 是椭圆C 的左顶点,过点A 作斜率为1的直线m ,求直线m 与椭圆C 的另一个交点B 的坐标.(3)已知点(0,M ,P 是椭圆C 上的动点,求PM 的最大值及相应点P 的坐标.2021北京十四中高二(上)期中数学一、选择题:本大题共12小题,每小题5分,共60分.在每小题给出的四个选项中,只有一是符合题目要求的.1.过()2,0-和()0,2两点的直线的斜率是()A.1B.1- C.π4D.3π4【答案】A【分析】由斜率公式2121y y k x x -=-可得.【详解】根据斜率公式求得所给直线的斜率02120k -==--.故选:A2.圆()2224x y -+=的圆心坐标和半径分别为()A.()0,2,2B.()2,0,2C.(2,04),- D.()2,0,4【答案】B【分析】根据圆的标准方程()()()2220x a y b r r -+-=>形式直接确定出圆心和半径.【详解】因为圆的方程为:()2224x y -+=,所以圆心为()2,0,半径2r =,故选B.【点睛】本题考查给定圆的方程判断圆心和半径,难度较易.圆的标准方程为()()()2220x a y b r r -+-=>,其中圆心是(),a b ,半径是r .3.已知椭圆222:1(0)4x y C a a+=>的一个焦点为(2,0),则a 的值为A.B.C.6D.8【答案】A 【分析】利用222a b c =+,求得a 的值.【详解】由于222a b c =+,所以22428,a a =+==故选:A【点睛】本小题主要考查椭圆的几何性质,属于基础题.4.在空间直角坐标系中,点P (1,2,-3)关于坐标平面xOy 的对称点为()A.(-1,-2,3)B.(-1,-2,-3)C.(-1,2,-3)D.(1,2,3)【答案】D【分析】根据给定条件结合空间直角坐标系中对称的特点直接求解即可.【详解】在空间直角坐标系中,两点关于坐标平面xOy 对称,则这两点的横坐标、纵坐标都不变,它们的竖坐标互为相反数,所以点P (1,2,-3)关于坐标平面xOy 的对称点为(1,2,3).故选:D5.已知向量()1,2,1a =- ,()3,,b x y =- ,且a b ∥,那么b = ()A. B.6C.9D.18【答案】A【分析】根据空间向量共线的充要条件求出,x y 的值,然后代入模的计算公式即可求解.【详解】因为a b ∥,且向量()1,2,1a =- ,()3,,b x y =- ,所以3121x y-==-,解得:6,3x y ==,所以b == ,故选:A.6.已知直线10x ay +-=和直线420ax y ++=互相平行,则a 的值是()A.0 B.2C.2- D.2±【答案】B【分析】由两直线平行直接列方程求解即可.【详解】由题意可知0a ≠,因为直线10x ay +-=和直线420ax y ++=互相平行,所以1142a a -=≠,解得2a =,故选:B7.两圆1C :2226260x y x y ++--=和圆2C :224240x y x y +-+-=的位置关系是()A.外离B.相交C.外切D.内含【答案】B 【分析】分别求出两圆的圆心和半径,进而求出圆心距,根据圆心距12C C 满足121212r r C C r r -<<+,可判断出两圆的位置关系.【详解】圆1C 的标准方程是22(1)(3)36x y ++-=,圆心是1(1,3)C -,半径是16r =,圆2C 的标准方程是22(2)(1)9x y -++=,圆心是2(2,1)C -,半径是23r =,所以两个圆心的距离是125C C =,所以1239C C <<,即121212r r C C r r -<<+,所以圆1C 与圆2C 相交.故选:B.8.如图,在正方体1111ABCD A B C D -中,E 为CD 的中点,则直线1A E 与BC 所成角的余弦值为()A.25B.35C.13D.23【答案】D【分析】设正方体的棱长为2,建立空间直角坐标系,利用向量法求解直线1A E 与BC 所成的角即可.【详解】解:设正方体的棱长为2,如图所示建立空间直角坐标系,则1(2A ,0,2),(0E ,1,0),(0C ,2,0),(2B ,2,0),则1(2,1,2),(2,0,0)A E BC =--=-所以111cos ,||||A E BCA E BC A E BC ⋅<>=42323==⨯,所以异面直线1A E 与直线BC 所成角的余弦值为23,故选:D .9.已知直线l 的方程为20x my -+=,则直线l ()A.恒过点()2,0-且不垂直x 轴B.恒过点()2,0-且不垂直y 轴C.恒过点()2,0且不垂直x 轴D.恒过点()2,0且不垂直y 轴【答案】B【分析】由直线l 的方程,令0y =,对m 分类讨论即可求解.【详解】由直线l 的方程为20x my -+=,令0y =,解得2x =-.∴直线恒过点()2,0-,若0m ≠,则直线()12y x m=+不垂直y 轴,若0m =,则直线2x =-不垂直于y 轴,综上所述,恒过点()2,0-且不垂直y 轴.故选:B .10.已知向量(1,,2)a x = ,(0,1,2)b = ,(1,0,0)c = ,若a ,b ,c共面,则x 等于()A.1-B.1C.1或1- D.1或0【答案】B【分析】根据向量共面关系a mb nc =+,建立坐标等式即可得解.【详解】向量(1,,2)a x =,(0,1,2)b =,(1,0,0)c =,由a,b,c共面,a mb nc =+,即(1,,2)(0,1,2)(1,0,0)(,,2)x m n n m m =+=122n x m m =⎧⎪=⎨⎪=⎩,解得1x m n ===,1x ∴=.故选:B .11.若圆()2220x y r r +=>上仅有4个点到直线20x y --=的距离为1,则实数r 的取值范围为()A.)1,++∞B.)1C.()1- D.()1+【答案】A【分析】到已知直线的距离为1的点的轨迹,是与已知直线平行且到它的距离等于1的两条直线,根据题意可得这两条平行线与222x y r +=有4个公共点,由此利用点到直线的距离公式加以计算,可得r 的取值范围.【详解】解:作出到直线20x y --=的距离为1的点的轨迹,得到与直线20x y --=平行,且到直线20x y --=的距离等于1的两条直线,圆222x y r +=的圆心为原点,原点到直线20x y --=的距离为d ==∴两条平行线中与圆心O 距离较远的一条到原点的距离为1d '=,又 圆222(0)x y r r +=>上有4个点到直线20x y --=的距离为1,∴两条平行线与圆222x y r +=有4个公共点,即它们都与圆222x y r +=相交.由此可得圆的半径r d '>,即1r >+,实数r 的取值范围是)1,++∞.故选:A .【点睛】本题给出已知圆上有四点到直线的距离等于半径,求参数的取值范围.着重考查了圆的标准方程、直线与圆的位置关系等知识,属于中档题.12.已知点M (a ,b ),(ab ≠0)是圆222:C x y r +=内一点,直线l 是以M 为中点的弦所在的直线,直线m 的方程是2ax by r +=那么()A.l //m 且m 与圆C 相切B.l ⊥m 且m 与圆C 相切C.l //m 且m 与圆C 相离D.l ⊥m 且m 与圆C 相离【答案】C【分析】根据弦与圆心和中点连线垂直的关系求得直线l 的斜率,从而判断与直线m 的关系;由圆心到直线的距离,判断直线与圆的位置关系.【详解】由直线l 是以M 为中点的弦所在的直线,直线MC 与直线l 垂直,即1MC l k k ⋅=-,由MC b k a =知,l a k b=-,则l //m ,又圆心到直线m的距离为2d =,由点M 在圆内知,222a b r +<,则2d r =>,即m 与圆C 相离.故选:C.二、填空题:本大题共6小题,每小题5分,共30分.把答案填在题中横线上.13.已知点A (1,1,-4),B (2,-4,2),C 为线段AB 上的一点,且AC =12AB,则C 点坐标为____________________.【答案】33(,,1)22--【分析】设C (x ,y ,z ),由已知条件,可推得(1,1,4)AC x y z =--+ ,(1,5,6)AB =-,再结合向量的相等性准则,即可求解.【详解】设C (,,)x y z ,A (1,1,-4),B (2,-4,2),(1,1,4)AC x y z ∴=--+ ,(1,5,6)AB =-12AC AB = ,11251243x y z ⎧-=⎪⎪⎪∴-=-⎨⎪+=⎪⎪⎩,解得32321x y z ⎧=⎪⎪⎪=-⎨⎪=-⎪⎪⎩,∴C 点坐标为33(,,1)22--.故答案为:33(,,1)22--.14.已知椭圆的两个焦点的坐标分别是()14,0F ,()24,0F -,并且该椭圆上一点M 到点1F ,2F 的距离之和等于10,则该椭圆的标准方程为________.【答案】221259x y +=【分析】由1210MF MF a +==,可求出a ,由焦点坐标可得到c 的值,进而结合222b a c =-,可求出2b ,即可得到椭圆的方程.【详解】设椭圆的方程为22221x y a b+=,因为1210MF MF +=,所以210a =,即5a =,又4c =,所以22222549b a c =-=-=,所以椭圆方程为221259x y +=.故答案为:221259x y +=.15.已知圆C :224x y +=,直线m 的倾斜角为60︒且与圆C 相切,则切线m 的方程为____________________.【答案】40y --=40y -+=【分析】根据已知条件,先设出直线m 的方程,再结合点到直线的距离公式,即可求解.【详解】由直线m 的倾斜角为60︒,设直线m的方程为y t +0y t -+=,而圆C :224x y +=的圆心(0,0)C ,半径2r =,由直线m 与圆C2=,解得4t =-或4t =,所以切线m40y --=40y -+=.40y --=或40y -+=.16.在ABC 中,()()()2,0,2,0,,B C A x y -,给出ABC 满足的条件,就能得到动点A 的轨迹方程,如表给出了一些条件及方程.条件①ABC 周长为10②ABC 面积为10③ABC 中,90A ∠︒=方程2125C y :=()22240C x y y +≠:=3C :()221095x y y +≠=则满足条件①轨迹方程为______;满足②的轨迹方程为______;满足③轨迹方程为______(用代号123C C C 、、填入).【答案】①.3C ②.1C ③.2C 【分析】①中可转化为A 点到B C 、两点距离之和为常数,符合椭圆的定义,利用定义法求轨迹方程;②中利用三角形面积公式可知A 点到BC 距离为常数,轨迹为两条直线;③中90A ∠︒=,可用向量法求得轨迹方程.【详解】①ABC 的周长为10,即10AB AC BC ++=,因为4BC =,所以6AB AC BC +=>,故动点A 的轨迹为以B C 、为焦点的椭圆,则2222,3,5c a b a c ===-=,且点A 不在x 轴上,所以轨迹方程为()221095x y y +≠=与3C 对应;②ABC 的面积为10,所以1102BC y ⋅=,即5y =,即225y =,与1C 对应;③因为90A ∠︒=,所以()()222,2,40AB AC x y x y x y ⋅=-----=+-= ,且点A 不在x 轴上,即()2240x y y +=≠,与2C 对应.故答案为:3C ;1C ;2C 17.已知点()2,0M -,()2,0N ,直线l :340x y m +-=上存在点P ,满足PM PN ⊥,则实数m 的取值范围是________.【答案】[]10,10-【分析】由PM PN ⊥,可知点P 在以MN 为直径的圆上,可求出该圆的方程,又点P 在直线l 上,只需圆与直线l 有公共点即可,即可列出关系式,求出m 的取值范围.【详解】因为PM PN ⊥,所以点P 在以MN 为直径的圆上,该圆的圆心为()0,0O ,半径为2,圆的方程为224x y +=,又因为点P 在直线l 上,所以点P 在直线l 和圆224x y +=的交点处,若点P2≤,即10m ≤,解得1010m -≤≤.故答案为:[]10,10-.【点睛】关键点点睛:本题考查直线与圆位置关系的应用,解题关键是根据PM PN ⊥,得出点P 在以MN 为直径的圆上,结合点P 在直线l 上,只需圆与直线l 有公共点即可.考查学生的逻辑推理能力,计算求解能力,属于中档题.18.如图,在棱长均为2的正三棱柱111ABC A B C -中,点M 是侧棱1AA 的中点,点P 、Q 分别是侧面11BCC B 、底面ABC 内的动点,且1//A P 平面BCM ,PQ ⊥平面BCM ,则点Q 的轨迹的长度为__.【答案】43【分析】由正三棱柱的性质,结合线面平行、线面垂直分析知:P 在连接侧棱1BB ,1CC 中点的线段l 上,Q 在过l 与平面MBC 垂直的平面与面ABC 相交的线段m 上,过P 作1//PD BB 交BC 于D ,连接QD ,若PQ 交面BMC 于E ,连接ED ,应用已知线段长度、相关角的大小,结合勾股定理求A 到BC 的距离、QD ,即可确定Q 的轨迹为线段m 过ABC 的重心且与BC 平行的线段,进而求其长度.【详解】 P 是侧面11BCC B 内的动点,且1//A P 平面BCM ,∴P 点的轨迹是过1A 点与平面MBC 平行的平面与侧面11BCC B 的交线,即:连接侧棱1BB ,1CC 中点的线段l ,Q 是底面ABC 内的动点,PQ ⊥面BCM ,∴Q 的轨迹是过l 与平面MBC 垂直的平面与面ABC 相交的线段m ,过P 作1//PD BB 交BC 于D ,连接QD ,若PQ 交面BMC 于E ,连接ED ,易知1,,,,A P D Q E 共面,且BC ⊥面PDQ ,即∠EDQ 为M -BC -A 的平面角,如上图,∴PD QD ⊥,而1AM =,而A 到BC 的距离d =6EDQ π∠=,故3PDE π∠=,∵1PD =,即1cos 2ED PD PDE =⋅∠=,而3cos 3ED QD EDQ ==∠,∴13QD d =,即Q 所在线段m 过ABC 的重心且与BC 平行,由正三棱柱111ABC A B C -中棱长均为2,故线段m 的长为:24233⨯=,故答案为:43.【点睛】关键点点睛:应用线面平行、线面垂直的性质,判断P 、Q 运动轨迹的特征,结合几何体的性质,在三角形中应用线段长、角度大小及勾股定理,确定Q 点轨迹的位置.三、解答题:本大题共4小题,共60分.解答应写出文字说明,证明过程成演算步骤.19.已知圆M 过点(A ,()10B ,,()3,0C -.(1)求圆M 的方程;(2)设直线l 经过点()0,2,且与圆M 相交于A ,B 两点,且AB =,求直线的方程.【答案】(1)22(1)4x y ++=(2)0x =或324y x =+【分析】(1)利用向量0CA AB ⋅= ,得CA AB ⊥,进而可求出圆心和半径,得到圆C 的方程;(2)由已知,求出圆心到直线的距离,再利用点到直线的距离公式,列出相应方程,即可求出直线l 的斜率,进而得到直线l 的方程.【小问1详解】(4,0)BC =-,4BC = ,CA = ,(1,AB = ,且0CA AB ⋅=,得CA AB ⊥,故BC 为直径,BC 的中点即为圆的圆心,半径为2r =,故圆心为()1,0M -,所以,圆M 的方程为22(1)4x y ++=【小问2详解】设圆心到直线的距离为d,则AB ==,解得1d =,对于直线l ,当直线l 的斜率不存在时,l 为0x =,满足AB =当直线l 的斜率存在时,设l 为2y kx =+,故1d ==,解得34k =,故此时l 为324y x =+;综上,直线的方程为0x =或324y x =+20.在如图所示的几何体中,四边形ABCD 为正方形,AF BE ,AF ⊥平面ABCD ,且22AB BE AF ===.(1)求证://AC 平面DEF ;(2)求直线AC 与平面CDE 所成角的大小;(3)求点A 到平面CDE 的距离.【答案】(1)证明见解析(2)π6(3【分析】(1)连结BD ,设AC BD O = ,设G 为DE 的中点,连结,OG FG ,推导出四边形AOGF 为平行四边形,从而AC FG ∥,由此能证明//AC 平面DEF .(2)以A 为原点,,AD AB AF ,所在直线为,,x y z 轴建立空间直角坐标系,利用向量法能求出直线AC 与平面CDE 所成角的大小.(3)利用向量法可求点A 到平面CDE 的距离【小问1详解】连结BD ,设AC BD O = ,因为四边形ABCD 为正方形,所以O 为BD 中点.设G 为DE 的中点,连结,OG FG ,则OG BE ,且12OG BE =.由已知AF BE ∥,且12AF BE =,所以AF OG ∥,AF OG =.所以四边形AOGF 为平行四边形.所以AO FG ,即AC FG ∥.因为AC ⊄平面DEF ,FG ⊂平面DEF ,所以//AC 平面DEF .【小问2详解】由已知AF ⊥平面ABCD ,所以AF AD ⊥,AF AB ⊥,因为四边形ABCD 为正方形,所以AB AD ⊥,所以,AD AB AF ,两两垂直,以A 为原点,,AD AB AF ,所在直线为,,x y z 轴建立空间直角坐标系(如图),因为22AB BE AF ===,所以()0,0,0A ,()0,2,0B ,()2,2,0C ,()2,0,0D ,()0,2,2E ,()0,0,1F ,所以()2,2,0AC = ,()0,2,0CD =- ,()2,0,2CE =- ,设平面CDE 的一个法向量为(),,n x y z =,由00n CD n CE ⎧⋅=⎪⎨⋅=⎪⎩ ,得20220y x z -=⎧⎨-+=⎩,取1x =,得()1,0,1n = .设直线AC 与平面CDE 所成角为θ,则21sin cos ,2222AC n θ==⨯ ,因为π02θ≤≤,所以π6θ=.即直线AC 与平面CDE 所成角为π6.【小问3详解】()2,2,0AC = ,平面CDE 的一个法向量为()1,0,1n = ,则点A 到平面CDE的距离AC n d n ⋅=== 【点评】本题考查线面平行的证明,考查线面角大小的求法,考查点到面的距离的求法,属中档题.21.如图,四棱锥P ABCD -中,AD ⊥平面ABP ,,90,2,3,BC AD PAB PA AB AD BC m ∠=︒==== ,E 是PB的中点.(1)证明:AE ⊥平面PBC ;(2)若二面角C AE D --的余弦值是33,求m 的值;(3)若2m =,在线段AD 上是否存在一点F ,使得PF CE ⊥.若存在,确定F 点的位置;若不存在,说明理由.【答案】(1)证明见解析(2)1(3)不存在,理由见解析【分析】(1)推导出BC ⊥平面PAB .,AE BC AE PB ⊥⊥.由此能证明⊥AE 平面PBC ;(2)建立空间直角坐标系A xyz -,利用向量法能求出m 的值;(3)设()()0,0,03F t t ≤≤,当2m =,()0,0,2C ,()()2,0,,1,1,2PF t CE ==-- ,由PF CE ⊥知,0PF CE ⋅= ,220,1t t --==-,这与03t ≤≤矛盾,从而在线段AD 上不存在点F ,使得PF CE ⊥.【小问1详解】证明:因为AD ⊥平面PAB ,BC AD ∥,所以BC ⊥平面PAB ,又因为AE ⊂平面PAB ,所以AE BC ⊥.在PAB 中,PA AB =,E 是PB 的中点,所以AE PB ⊥.又因为BC PB B = ,,BC PB ⊂平面PBC ,所以⊥AE 平面PBC .【小问2详解】因为AD ⊥平面PAB ,,AB PA ⊂平面PAB ,所以,AD AB AD PA ⊥⊥,又因为PA AB ⊥,所以如图建立空间直角坐标系A xyz -.则()()()()()()0,0,0,0,2,0,0,2,,1,1,0,2,0,0,0,0,3A B C m E P D ,则()0,2,AC m = ,()1,1,0AE = ,设平面AEC 的法向量为(),,n x y z =.则00AC n AE n ⎧⋅=⎪⎨⋅=⎪⎩ 即200y mz x y +=⎧⎨+=⎩,令1x =,则1y =-,2z m =,故21,1,n m ⎛⎫=- ⎪⎝⎭.因为AD ⊥平面PAB ,PB ⊂平面PAB ,所以AD PB ⊥,又AE PB ⊥,,,AD AE A AD AE ⋂=⊂平面AED ,所以PB ⊥平面AED .又因为()2,2,0PB =- ,所以取平面AED 的法向量为()2,2,0PB =-所以cos ,3n PB n PB n PB⋅== ,33=,解得21m =.又因为0m >,所以1m =;结论:不存在.理由如下:证明:设()()0,0,03F t t ≤≤.当2m =时,()0,0,2C ,()()2,0,,1,1,2PF t CE =-=-- ,由PF CE ⊥知0PF CE ⋅=,220,1t t --==-,这与03t ≤≤矛盾,所以在线段AD 上不存在点F ,使得PF CE ⊥.22.已知椭圆C :22142x y +=,(1)求椭圆的离心率.(2)已知点A 是椭圆C 的左顶点,过点A 作斜率为1的直线m ,求直线m 与椭圆C 的另一个交点B 的坐标.(3)已知点(0,M ,P 是椭圆C 上的动点,求PM 的最大值及相应点P 的坐标.【答案】(1)2(2)24,33⎛⎫- ⎪⎝⎭(3)最大值P 的坐标是(0,【分析】(1)根据已知条件,求出a ,c ,再结合离心率公式,即可求解;(2)先求出直线m 的方程,联立直线与椭圆方程可得,求解x ,即可推得另一个交点B 的坐标;(3)设()00,P x y ,因为P 在椭圆上,所以符合椭圆方程,再根据距离公式得到PM ,结合椭圆的有界性得到PM 的最大值及此时点P 的坐标.【小问1详解】因为224,2a b ==,所以2,a b c ====所以椭圆的离心率2c e a ==.因为直线m 过椭圆左顶点()2,0A -,且斜率为1,所以直线m 的方程为2y x =+,联立222142y x x y =+⎧⎪⎨+=⎪⎩,消去y 得23840x x ++=,解得1222,3x x =-=-,所以点B 的坐标为24,33⎛⎫-⎪⎝⎭.【小问3详解】设()00,P x y ,因为P 在椭圆上,所以2200142x y +=即220042x y =-,因为(0,M ,所以PM ====,因为0y ≤≤,所以当0y =时,PM 取得最大值P 的坐标是(0,.【点睛】方法点睛:圆锥曲线中线段(距离)类的最值(范围)问题(1)几何法:利用圆锥曲线的定义、几何性质及平面几何中的定理、性质等进行求解;(2)代数法:把要求最值的几何量或代数式表示为一个或几个参数的函数,利用函数、不等式的知识进行求解.。

北京市2025届高三上学期期中考试数学试题含答案

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2024北京高三(上)期中数学(答案在最后)本试卷共6页,共150分.考试时长120分钟.考生务必将答案答在答题卡上,在试卷上作答无效.考试结束后,只收答题纸,不收试卷.一、单选题(本大题共10小题,共40分)1.设集合{}22M x x =<,{}13N x x =-≤≤,则M N ⋃=()A.{1x x -≤< B.{}12x x -≤<C.{}3x x <≤ D.{}23x x -<≤【答案】C 【解析】【分析】解不等式求集合M ,进而根据并集运算求解.【详解】因为22x <,解得x <<,即{|M x x =<<,且{}13N x x =-≤≤,所以{}3M N xx =<≤∣ .故选:C .2.曲线3113y x =+在点()3,8--处的切线斜率为()A.9 B.5C.8- D.10【答案】A 【解析】【分析】求导,根据导数的几何意义可得解.【详解】由已知3113y x =+,则2y x '=,当3x =-时,()239y '=-=,即切线斜率9k =,故选:A.3.在复平面内,复数z 1,z 2对应的点分别是()()2,1,1,3--,则21z z 的模是()A .5B.C.2D.【答案】D【解析】【分析】由复数的除法运算及模长公式即可求解.【详解】由题意知,12i z =-,213i z =-,所以()()()()2113i 2i 13i 55i 1i 2i 2i 2i 5z z -+--====---+所以21z z ==,故选:D.4.已知直线6x π=是函数()sin (08)6f x x πωω⎛⎫=+<< ⎪⎝⎭图像的一条对称轴,则ω的值为()A.3B.4C.2D.1【答案】C 【解析】【分析】根据正弦函数图象的对称性可得,Z 662k k πππωπ⋅+=+∈,由此可得答案.【详解】依题意得()sin()1666f πππω=⋅+=±,所以,Z 662k k πππωπ⋅+=+∈,即62,Z k k ω=+∈,又08ω<<,所以2ω=.故选:C.5.若0.5.43200.4,0.5,log 4a b c ===,则a b c ,,的大小关系是()A.a b c<< B.b c a<< C.c b a << D.c a b<<【答案】D 【解析】【分析】利用指数函数和幂函数的单调性比较大小可得答案.【详解】322log 40.45===c ,因为0.4x y =在R 上为减函数,所以10.50.40.40.40.4=<=<c a ,因为0.4y x =在()0,x ∈+∞上为增函数,所以0.40.40.50.4>=b ,所以a b <,所以c a b <<,故选:D.6.在ABC V 中,AD 为BC 边上的中线,E 为AD 的中点.则EB =()A.3144AB AC -B.3344AB AC -C.3144AB AC +D.3344AB AC +【答案】A 【解析】【分析】根据平面向量的线性运算即可求解.【详解】因为ABC V 中,AD 为BC 边上的中线,E 为AD 的中点,所以()1113122244EB EA AB AD AB AB AC AB AB AC =+=-+=-⨯++=-,故选:A .7.在长方体1111ABCD A B C D -的八个顶点任两点连线中,随机取一直线,则该直线与平面11AB D 平行的概率为A.314B.514C.328D.528【答案】C 【解析】【分析】由题意结合排列组合公式和古典概型计算公式即可求得满足题意的概率值.【详解】八个顶点任两点连线共有28C 28=条,其中直线与平面11AB D 平行的有BD ,1BC , 共有3条,所以该直线与平面11AB D 平行的概率为328P =.故选:C .8.已知,a b 都大于零且不等于1,则“log 1a b >”是“(1)(1)0a b -->”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【答案】A 【解析】【分析】log 1ab >等价于1b a >>或01b a <<<,(1)(1)0a b -->等价于11a b >⎧⎨>⎩或0101a b <<⎧⎨<<⎩,然后可判断出答案.【详解】由log 1a b >可得log log a a b a >,所以可得1a b a >⎧⎨>⎩或01a b a <<⎧⎨<⎩,即1b a >>或01b a <<<(1)(1)0a b -->等价于11a b >⎧⎨>⎩或0101a b <<⎧⎨<<⎩所以“log 1a b >”是“(1)(1)0a b -->”的充分不必要条件故选;:A9.已知函数()22,,x x x mf x x x m⎧-≥=⎨<⎩在R 上单调递增,则实数m 的取值范围是()A.1m ≥B.3m ≥C.13m ≤≤D.1m ≤或3m ≥【答案】B 【解析】【分析】根据二次函数的单调性及断点处左侧的函数值不大于右侧函数值得到不等式,解得即可.【详解】因为()22211y x x x =-=--在[)1,+∞上单调递增,y x =在R 上单调递增,又()22,,x x x mf x x x m ⎧-≥=⎨<⎩在R 上单调递增,所以212m m m m ≥⎧⎨≤-⎩,解得3m ≥,即实数m 的取值范围是3m ≥.故选:B10.核酸检测分析是用荧光定量PCR 法,通过化学物质的荧光信号,对在PCR 扩增进程中成指数级增加的靶标DNA 实时监测,在PCR 扩增的指数时期,荧光信号强度达到阈值时,DNA 的数量n X 与扩增次数n 满足()0lg lg 1lg n X n p X =++,其中p 为扩增效率,n X 为DNA 的初始数量.已知某被测标本DNA 扩增10次后,数量变为原来的100倍,那么该样本的扩增效率p 约为()(参考数据:0.210 1.585≈,0.2100.631-≈)A.36.9% B.41.5%C.58.5%D.63.4%【答案】C 【解析】【分析】由题意,0100n X X =代入解方程即可.【详解】由题意可知,()00lg10010lg 1lg X p X =++,即002lg 10lg(1)lg X p X +=++,所以0.2110 1.585p +=≈,解得0.585p =.故选:C二、填空题(本大题共5小题,共25分)11.函数y =______.【答案】()0,2【解析】【分析】由函数特征得到不等式,求出定义域.【详解】由题意得240x x >⎧⎨->⎩,解得02x <<,故定义域为()0,2.故答案为:()0,212.已知等差数列{}n a 的前n 项和为13,1,18n S a S ==,则6S =______.【答案】81【解析】【分析】运用等差数列的性质公式计算即可.【详解】根据题意,知道131,18a S ==,则231417a a a a +==+,则416a =,若公差为d ,所以41315a a d -==,则5d =.故1234561,6,11,16,,21,26.a a a a a a ======则6161116212681S =+++++=.故答案为:8113.在ABC V 中,角A 、B 、C 的对边分别为a 、b 、c ,()226b a c =+-,23B π=,则ABC V 的面积是______________.【答案】332【解析】【分析】利用余弦定理求出ac 的值,再利用三角形的面积公式可求得ABC V 的面积.【详解】由余弦定理可得222222cos b a c ac B a c ac =+-=++,222a c b ac ∴+-=-,()2222626b a c a c ac =+-=++- ,可得222260a c b ac +-+-=,则260ac ac --=,解得6ac =,因此,ABC V的面积是11sin 62222ABC S ac B ==⨯⨯=△.故答案为:2.【点睛】方法点睛:在解三角形的问题中,若已知条件同时含有边和角,但不能直接使用正弦定理或余弦定理得到答案,要选择“边化角”或“角化边”,变换原则如下:(1)若式子中含有正弦的齐次式,优先考虑正弦定理“角化边”;(2)若式子中含有a 、b 、c 的齐次式,优先考虑正弦定理“边化角”;(3)若式子中含有余弦的齐次式,优先考虑余弦定理“角化边”;(4)代数式变形或者三角恒等变换前置;(5)含有面积公式的问题,要考虑结合余弦定理求解;(6)同时出现两个自由角(或三个自由角)时,要用到三角形的内角和定理.14.已知函数()()22log 2,014,03x x x a x f x x ⎧++≥⎪=⎨⎛⎫-<⎪ ⎪⎝⎭⎩的值域是R ,则实数a 的最大值是______.【答案】8【解析】【分析】根据条件可得()f x 在[)0+∞,上的最小值小于或等于3,判断其单调性列出不等式得出a 的范围.【详解】当0x <时,1()43)(,3xf x ⎛⎫=- ∈-∞⎪⎝⎭.因为()f x 的值域为R ,则当0x ≥时,min ()3f x ≤.当0x ≥时,222(1)1y x x a x a =++=++-,故()f x 在[)0+∞,上单调递增,min ()=(0)3f x f ∴≤,即2log 3a ≤,解得08a <≤,即a 的最大值为8.故答案为:8.15.如图所示,在四棱锥P ABCD -中,底面ABCD 为正方形,PA ⊥底面ABCD ,PA =AB =4.E ,F ,H 分别是棱PB ,BC ,PD 的中点,对于平面EFH 截四棱锥P ABCD -所得的截面多边形,有以下三个结论:①截面面积等于;②截面是一个五边形;③直线PC 与截面所在平面EFH 无公共点.其中,所有正确结论的序号是_____.【答案】②③【解析】【分析】根据给定条件,作出平面EFH 截四棱锥P ABCD -所得的截面多边形,再逐一判断各个命题作答.【详解】在四棱锥P ABCD -中,PA =AB =4,取CD 中点,连接FG ,GH ,BD ,AC ,如图,因底面ABCD 为正方形,,,E F H 分别是棱,,PB BC PD 的中点,则////EH BD FG ,////EF PC GH ,EFGH 是平行四边形,令FG AC J ⋂=,有14CJ AC =,在PA 上取点I ,使14PI PA =,连接,,EI HI JI ,则////JI PC EF ,点J ∈平面EFH ,有JI ⊂平面EFH ,点I ∈平面EFH ,,EI HI ⊂平面EFH ,因此五边形EFGHI 是平面EFH 截四棱锥P ABCD -所得的截面多边形,②正确;因EF ⊂平面EFH ,PC ⊄平面EFH ,而//EF PC ,则//PC 平面EFH ,直线PC 与截面所在平面EFH 无公共点,③正确;PA ⊥底面ABCD ,FG ⊂平面ABCD ,有PA FG ⊥,而BD AC ⊥,//BD FG ,则AC FG ⊥,又PA AC A = ,,PA AC ⊂平面PAC ,因此FG ⊥平面PAC ,PC ⊂平面PAC ,于是得FG PC ⊥,有FG EF ⊥,而122FG BD ==,22112322EF PC PA AC ==+,矩形EFGH 面积等于6EF FG ⋅=,3334JI PC ==,而JI EH ⊥,则IE H 边EH 上的高等于3JI EF -=1362IEH S EH == ,所以截面五边形EFGHI 面积为56.故答案为:②③【点睛】方法点睛:作截面的常用三种方法:直接法,截面的定点在几何体的棱上;平行线法,截面与几何体的两个平行平面相交,或者截面上有一条直线与几何体的某个面平行;延长交线得交点,截面上的点中至少有两个点在几何体的同一平面上.三、解答题(共6题,共85分)16.已知函数()()22sin cos 2cos f x x x x =+-,(1)求函数()f x 的最小正周期和单调递减区间;(2)当π0,2x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦时,求()f x 的最大值和最小值【答案】(1)最小正周期π,单调递减区间3π7ππ,π88k k ⎡⎤++⎢⎥⎣⎦,k ∈Z ;(2,最小值-1.【解析】【分析】(1)先根据二倍角公式与配角公式将函数化为基本三角函数,再根据正弦函数性质求最小正周期和单调递减区间;(2)先根据π0,2x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,确定正弦函数自变量取值范围,再根据正弦函数性质求最值.【小问1详解】()()()222πsin cos 2cos 12sin cos 2cos 1sin 21cos 224f x x x x x x x x x x ⎛⎫=+-=+-=+-+=- ⎪⎝⎭,∴最小正周期2ππ2T ==,由ππ3π22π,2π422x k k ⎡⎤-∈++⎢⎥⎣⎦,k ∈Z 得单调递减区间为3π7ππ,π88x k k ⎡⎤∈++⎢⎥⎣⎦,k ∈Z ;【小问2详解】由π0,2x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦得ππ3π2,444x ⎡⎤-∈-⎢⎥⎣⎦,故当ππ242x -=时,()f x ;当ππ244x -=-时,()f x 的最小值为-1.17.在ABC V 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,且___________.在下面的三个条件中任选一个补充到上面的问题中,并给出解答.①22cos a b c B -=,②1sin cos 62C C π⎛⎫+=+ ⎪⎝⎭,③(,)m a c b a =-- ,(,)n a c b =+ ,m n ⊥.(1)求角C ;(2)若c =,求ABC V 周长的取值范围.注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分.【答案】(1)3π(2)【解析】【分析】(1)选①由正弦定理结合和角公式得出角C ;选②由和角公式结合辅助角公式得出角C ;由数量积公式结合余弦定理得出角C ;(2)由余弦定理结合基本不等式得出ABC V 周长的取值范围.【小问1详解】选①由正弦定理及22cos a b c B -=,2sin sin 2sin cos A B C B -=,又sin sin()sin cos cos sin A B C B C B C =+=+,2sin cos sin B C B∴=sin 0B ≠ ,1cos 2C ∴=,又(0,)C π∈,3C π∴=.选②由1sin cos 62C C π⎛⎫+=+ ⎪⎝⎭,311sin cos cos 222C C C +=+,即311sin cos 222C C -=,1sin 62C π⎛⎫∴-= ⎪⎝⎭.(0,)C π∈ ,5,666C πππ⎛⎫∴-∈- ⎪⎝⎭,66C ππ∴-=,3C π∴=.选③(,)m a c b a =-- ,(,)n a c b =+ .m n ⊥.()()()0a c a c b a b ∴-⋅++-⋅=.化简得222a b c ab +-=,2221cos 22a b c C ab +-==.又(0,)C π∈ ,3C π∴=.【小问2详解】由余弦定理得2222222cos ()3c a b ab C a b ab a b ab =+-=+-=+-,又2a b+³Q 2()4a b ab +∴≤当且仅当a b =时等号成立.2233()3()4ab a b a b ∴=+-≤+,0a b ∴<+≤,当且仅当a b ==.a b c ∴++≤=又a b c +>,2a b c c ∴++>=ABC ∴周长的取值范围为.18.如图,在四棱锥P ABCD -中,底面ABCD 为矩形,PD ⊥底面ABCD ,22PD DC AD ===,E 是PC 的中点.(1)求证:PA ∥平面EDB ;(2)求平面EDB 与平面PAD 夹角的余弦值;(3)在棱PB 上是否存在一点F ,使直线EF 与平面EDB 所成角的正弦值为3,若存在,求出求线段BF 的长;若不存在,说明理由.【答案】(1)证明见解析(2)66(3)存在;BF 的长为32或94【解析】【分析】(1)利用线面平行的判定定理证明即可;(2)建立空间直角坐标系,用空间向量数量积公式求解二面角;(3)假设棱PB 存在一点F 使得BF BP λ= ,且EF EB BF =+uu u r uur uu u r,即可求出EF ,利用向量的夹角公式列出关于λ的方程求解即可.【小问1详解】连接AC ,交BD 于点O ,连接OE ,点E 是PC 的中点,点O 是AC 的中点,所以PA ∥OE ,OE ⊂平面EDB ,PA ⊄平面EDB ,所以PA ∥平面EDB ;【小问2详解】如图,以向量DA ,DC ,DP为,,x y z 轴的正方向建立空间直角坐标系,即()0,0,0D ,()1,2,0B ,()0,1,1E ,则()()1,2,0,0,1,1DB DE ==,设平面EDB 的法向量(),,m x y z = ,则20DB m x y DE m y z ⎧⋅=+=⎪⎨⋅=+=⎪⎩,令1y =-得2,1x z ==,所以平面EDB 的法向量()2,1,1m =-,平面PAD 的一个法向量为()0,1,0n =,设平面EDB 和平面PAD 的夹角为θ,则6cos cos ,66m n m n m n θ⋅====,所以平面EDB 和平面PAD 的夹角的余弦值为66;【小问3详解】由(2)知()0,0,0D ,()1,2,0B ,()0,1,1E ,()0,0,2P ,()1,1,1EB =- ,()1,2,2BP =-- ,(),2,2(01)BF BP λλλλλ==--<<,()()()1,1,1,2,21,12,12EF EB BF λλλλλλ=+=-+--=---+,由(2)知平面EDB 的法向量()2,1,1m =-,设直线EF 与平面EDB 的夹角为α,则6sin cos ,,013EF m αλ===<<整理得281030λλ-+=,解得12λ=或3,4λ=故当12λ=时,32BF =;当34λ=时,94BF =则BF 的长为32或94.19.某市A ,B 两所中学的学生组队参加信息联赛,A 中学推荐了3名男生、2名女生.B 中学推荐了3名男生、4名女生.两校所推荐的学生一起参加集训.由于集训后队员水平相当,从参加集训的男生中随机抽取3人、女生中随机抽取3人组成代表队参赛.(1)求A 中学至少有1名学生入选代表队的概率;(2)设X 表示A 中学参赛的男生人数,求X 的分布列和数学期望;(3)已知3名男生的比赛成绩分别为76,80,84,3名女生的比赛成绩分别为77,a ()*a ∈N,81,若3名男生的比赛成绩的方差大于3名女生的比赛成绩的方差,写出a 的取值范围(不要求过程).【答案】(1)99100(2)分布列见解析,期望为32(3){|738},5N a a a *<∈<【解析】【分析】(1)A 中学至少有1名学生入选代表队的对立事件是A 中没有学生入选代表队,那3名男生和3名女生都是B 中学的学生,计算概率后,求对立事件的概率即可;(2)6名男队员中有A ,B 中学各3人,所以选3人来自A 中学的人数X 可能取值为0,1,2,3,根据超几何分布计算其概率,列出分布列,求期望;(3)根据平均数与方差的计算公式,结合题意即可得出a 的取值范围.【小问1详解】由题意知,参加集训的男、女生各有6名.参赛学生全部从B 中学中抽取(等价于A 中学没有学生入选代表队)的概率为33343366C C 1C C 100=.因此,A 中学至少有1名学生入选代表队的概率为1991100100-=.【小问2详解】根据题意得,X 的可能取值为0,1,2,3.则()()031233333366,0C C C C 1901C 20C 2P X P X ⋅⋅======,()213336C C 92C 20P X ⋅===,()330363C C 13.C 20P X ⋅===所以X 的分布列为:X 0123P120920920120因此,X 的数学期望()199130123202020202E X =⨯+⨯+⨯+⨯=.【小问3详解】3名男生的比赛成绩分别为76,80,84,平均值为80,方差为2224)043233-++=(,3名女生的比赛成绩为77,a ()*a ∈N,81,平均值为1583a +,所以222158158158327781333a a a a +++⎛⎫⎛⎫⎛⎫>-+-+- ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,即()()()()()()222222329732158857347985a a a a a a ⨯>-+-+-=-+-+-,代入检验,可知a 最小为74,最大84,故7385a <<,N a *∈即a 的取值范围{|738},5N a a a *<∈<.20.已知函数()211ln22f x a x x =--+(a ∈R 且0a ≠).(Ⅰ)当a =时,求曲线()y f x =在点()()1,1f 处的切线方程;(Ⅱ)若0a >,讨论函数()f x 的单调性与单调区间;(Ⅲ)若()y f x =有两个极值点1x 、2x ,证明:()()129ln f x f x a +<-.【答案】(Ⅰ)10x y +--=;(Ⅱ)详见解析;(Ⅲ)证明见解析.【解析】【分析】(Ⅰ)求出()1f 和()1f '的值,利用点斜式可得出所求切线的方程;(Ⅱ)求得()2x af x x-+-'=,由20x a -+-=,分0∆>和0∆≤两种情况讨论,分析()f x '的符号变化,可得出函数()y f x =的单调递增区间和递减区间;(Ⅲ)由题意可知,方程()0f x '=有两正根1x 、2x ,利用韦达定理得出12x x +=,12x x a =且()0,3a ∈,将所证不等式转化为ln ln 20a a a a --+>,构造函数()ln ln 2x x g x x x =--+,利用导数证明出当()0,3x ∈时,()0g x >即可.【详解】由题可知:函数()f x 的定义域为 t h(Ⅰ)因为a =时,()21122f x x x =--+,所以()f x x x'=--,那么()11f '=-,()1f =,所以曲线()y f x =在()()1,1f 处的切线方程为:()1y x -=--,即10x y +-=;(Ⅱ)因为()2a x af x x x x-+-'=--=,由20x a -+-=可得:①当1240a ∆=->,()0,3a ∈,时,有1x =+,2x =120x x >>,()20,x x ∈和()1,x x ∈+∞时()0f x '<,即函数()y f x =在(和)+∞上为减函数;()21,x x x ∈时,()0f x '>,即函数()y f x =在上为增函数;②当3a ≥时,0∆≤,()0f x '≤恒成立,所以函数()y f x =在 t h 为减函数.综上可知:当0<<3a 时,函数()y f x =在(和)+∞上为减函数,在上为增函数;当3a ≥时,函数()y f x =在 t h 上为减函数;(Ⅲ)因为()y f x =有两个极值点1x 、2x ,则()20x af x x-+-'==有两个正根1x 、2x ,则有1240a ∆=->,且12x x +=,120x x a =>,即()0,3a ∈,所以()())()()22121212121ln 1ln 72f x f x x x a x x x x a a a +=+--++=-++若要()()129ln f x f x a +<-,即要ln ln 20a a a a --+>,构造函数()ln ln 2x x g x x x =--+,则()1ln g x x x'=-,易知()y g x '=在()0,3上为增函数,且()110g '=-<,()12ln 202g '=->,所以存在()01,2x ∈使()00g x '=即001ln x x =,且当()01,x x ∈时()0g x '<,函数()y g x =单调递减;当()0,2x x ∈时,()0g x '>,函数()y g x =单调递增.所以函数()y g x =在()1,2上有最小值为()00000001ln ln 23g x x x x x x x ⎛⎫=-++=-+ ⎪⎝⎭,又因为()01,2x ∈则00152,2x x ⎛⎫+∈ ⎪⎝⎭,所以()00g x >在()01,2x ∈上恒成立,即()()129ln f x f x a +<-成立.【点睛】本题考查利用导数求函数的切线方程、利用导数求解含参函数的单调区间以及利用导数证明不等式,考查分析问题和解决问题的能力,属于中等题.21.设n 为正整数,集合(){}{}12|,,,,0,1,1,2,,.n n i A a a a a i n αα==∈= 对于()12,,,n n a a a A α=∈ ,设集合(){}01,,1,2,,i t i P a t t n a a i n t +=∈≤≤-==⋯-N .(1)若()()0,1,0,0,1,0,0,1,0,0,1,0,1,0,0,1,0αβ==,写出集合()(),P P αβ;(2)若()12,,,n n a a a A α=∈ ,且(),s t P α∈满足s t <,令()12,,,n s n s a a a A α--∈'= ,求证:()t s P α-∈';(3)若()12,,,n n a a a A α=∈ ,且(){}1212,,,,3m m P s s s s s s m α=<<<≥ (),求证:()1221,2,,2k k k s s s k m ++≥+=- .【答案】(1)(){}(){}0,3,5,0,5,8,10P P αβ==;(2)证明见解析;(3)证明见解析.【解析】【分析】(1)由题意,即可直接写出(),()P P αβ;(2)由i s i a a +=可得j t j t s a a ++-=,结合j t j a a +=可得,1,2,,j t s j a a j n t +-==- ,即可证明;(3)若()t P α'∈且2t n s <-则2,1,2,,2i t i a a i n s t +==-- ,进而2()s t P α+∈,由(2)可知1()k k k s s P α+-∈,分类讨论12()k k k s s n s +-<-、12()k k k s s n s +-≥-时12k k s s +-与2k s +的大小关系,即可证明.【小问1详解】(){0,3,5},(){0,5,8,10}P P αβ==;【小问2详解】因为()s P α∈,所以,1,2,,i s i a a i n s +==- ,当1j n t ≤≤-时,1j t s n t t s n s <+-≤-+-=-,所以j t s s j t s a a +-++-=,即j t j t s a a ++-=,1,2,,j n t =- ,又因为()t P α∈,所以,1,2,,j t j a a j n t +==- ,所以,1,2,,j t s j a a j n t +-==- ,所以()t s P α'-∈;【小问3详解】对任意()s P α∈,令12(,,,)n s n s a a a A α--'=∈ ,若()t P α'∈且2t n s <-,则,1,2,,i t i a a i n s t +==-- ,所以2,1,2,,2i t i a a i n s t +==-- ,因为()s P α∈,所以1,1,2,,j j a a j n s +==- ,所以22,1,2,,2i i t i t s a a a i n s t +++===-- ,所以2()s t P α+∈.对1,()(1,2,,2)k k s s P k m α+∈=- ,因为1k k s s +<,由(2)可知,令12(,,,)k k n s a a a α-= ,则1()k k k s s P α+-∈.若12()k k k s s n s +-<-,因为()k s P α∈,所以12()()k k k s s s P α++-∈,即12()k k s s P α+-∈,又因为11112()k k k k k k s s s s s s ++++-=+->,所以122k k k s s s ++-≥.若12()k k k s s n s +-≥-,则122()k k k m k s s s n s s +++-≥>≥,所以122k k k s s s ++->.综上,122k k k s s s ++-≥即122(1,2,,2)k k k s s s k m ++≥+=- .【点睛】方法点睛:学生在理解相关新概念、新定义、新法则(公式)之后,运用学过的知识,结合已掌握的技能,通过推理、运算等解决问题.在新环境下研究“旧”性质.主要是将新性质应用在“旧”性质上,创造性地证明更新的性质,落脚点仍然是集合相关知识..。

北京市海淀区2021届高三上学期期中考试考数学试题-含解析

北京市海淀区2021届高三上学期期中考试考数学试题-含解析

海淀区2020-2021学年第一学期期中练习高三数学本试卷共6页,150分.考试时长120分钟.考生务必将答案答在答题纸上,在试卷上作答无效.考试结束后,将本试卷和答题纸一并交回.第一部分(选择题 共40分)一、选择题共10小题,每小题4分,共40分.在每小题列出的四个选项中,选出符合题目要求的一项.1. 已知集合{|30}A x x =-≤,{0,2,4}B =,则A B =( )A. {0,2}B. {0,2,4}C. {}3x x ≤D.{}03x x ≤≤【答案】A 【解析】 【分析】利用交集的定义运算求解即可.【详解】集合{|30}{|3}A x x x x =-≤=≤,{0,2,4}B =,则A B ={}0,2故选:A2. 已知向量(,2)a m =,(2,1)b =-. 若//a b ,则m 的值为( ) A. 4 B. 1C. -4D. -1【答案】C 【解析】 【分析】利用向量平行的坐标运算公式即可得到答案. 【详解】因为//a b ,所以40m --=,解得4m =- 故选:C3. 命题“0x ∃>,使得21x ≥”的否定为( ) A. 0x ∃>,使得21x < B. 0x ∃≤,使得21x ≥ C. 0x ∀>,都有21x <D. 0x ∀≤,都有21x <【答案】C 【解析】 【分析】利用含有一个量词的命题的否定定义得出选项.【详解】命题“0x ∃>,使得21x ≥”的否定为“0x ∀>,都有21x <” 故选:C4. 设a ,b R ∈,且0a b <<,则( )A.11a b < B.b a a b> C.2a b+> D.2b a a b+> 【答案】D 【解析】 【分析】由0a b <<,可得11a b >,A 错;利用作差法判断B 错;由02a b +<0>,可得C 错;利用基本不等式可得D 正确. 【详解】0a b <<,11a b∴>,故A 错; 0a b <<,22a b ∴>,即220,0b a ab -<>,可得220b a b a a b ab --=<,b a a b∴<,故B 错;0a b <<,02a b +∴<0>,则2a b+<C 错;0a b <<,0,0b a a b ∴>>,2b a a b +>=,等号取不到,故D 正确;故选:D5. 下列函数中,是偶函数且在区间(0,)+∞上为增函数的是( ) A. 2ln y x =B. 3||y x =C. 1y x x=-D.cos y x =【答案】B 【解析】 【分析】根据奇偶性和单调性的定义逐个判断即可. 【详解】对于A ,2ln y x =的定义域为(0,)+∞,故不是偶函数,故A 错误;对于B ,()3f x x =的定义域为R ,关于原点对称,且()()33f x x x f x -=-==,∴3y x =是偶函数,且根据幂函数的性质可得在(0,)+∞上为增函数,故B 正确;对于C ,()1f x x x=-的定义域为{}0x x ≠,关于原点对称,且()()11f x x x f x x x ⎛⎫-=--=--=- ⎪-⎝⎭,故1y x x =-是奇函数,故C 错误; 对于D ,cos y x =在(0,)+∞有增有减,故D 错误. 故选:B.6. 已知函数()ln 4f x x x =+-,在下列区间中,包含()f x 零点的区间是( ) A. (0,1) B. (1,2)C. (2,3)D. (3,4)【答案】C 【解析】 【分析】判断函数的单调性,以及f (2),f (3)函数值的符号,利用零点存在性定理判断即可. 【详解】函数()ln 4f x x x =+-,是增函数且为连续函数, 又f (2)ln2240=+-<,f (3)ln3340=+->,可得()()230f f <所以函数()ln 4f x x x =+-包含零点的区间是(2,3). 故选:C .【点睛】本题主要考查零点存在定理的应用,应用零点存在定理解题时,要注意两点:(1)函数是否为单调函数;(2)函数是否连续.7. 已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,且1(),2,3,n n S a n ==,则2020a =( )A. 0B. 1C. 2020D. 2021【答案】A 【解析】 【分析】当1n =时,11a S =,当2n ≥时,利用1n n n a S S -=-,结合题干条件,即可求得答案. 【详解】当1n =时,11a S =,当2n ≥时,11n n n n n a S S a a --=-=-, 所以10n a -=,即1220200a a a ==⋅⋅⋅==, 故选:A8. 已知函数sin()y A x ωϕ=+的部分图象如图所示,将该函数的图象向左平移()0t t >个单位长度,得到函数()y f x =的图象若函数()y f x =为奇函数,则t 的最小值是( )A.12πB.6π C.4π D.3π 【答案】B 【解析】 【分析】 由图象可得6x π=时,函数sin()y A x ωϕ=+的函数值为0,可以解出ϕ的表达式,再利用平移的知识可以得出t 的最小值. 【详解】解:由图象可得6x π=时,函数sin()y A x ωϕ=+的函数值为0,即()6k k Z ωπϕπ+=∈,()6k k Z ωπϕπ∴=-+∈,sin()6y A x k ωπωπ∴=-+,将此函数向左平移()0t t >个单位得,()sin ()6f x A x t k ωπωπ⎡⎤=+-+⎢⎥⎣⎦,又因为()f x 为奇函数,11()6t k k k Z ωπωππ∴-+=∈,11(,)6k kt k Z k Z ππω-∴=+∈∈,因为0t > min 6t π∴=.故选:B .【点睛】已知f (x )=Asin (ωx +φ)(A >0,ω>0)的部分图象求其解析式时,A 比较容易看图得出,困难的是求待定系数ω和φ,常用如下两种方法: (1)由ω=2Tπ即可求出ω;确定φ时,若能求出离原点最近的右侧图象上升(或下降)的“零点”横坐标x 0,则令ωx 0+φ=0(或ωx 0+φ=π),即可求出φ.(2)代入点的坐标,利用一些已知点(最高点、最低点或“零点”)坐标代入解析式,再结合图形解出ω和φ,若对A ,ω的符号或对φ的范围有要求,则可用诱导公式变换使其符合要求. 9. 设x ,y 是实数,则“01x <<,且01y <<”是“22log log 0x y +<”的( ) A. 充分而不必要条件 B. 必要而不充分条件 C. 充分必要条件 D. 既不充分也不必要条件【答案】A 【解析】 【分析】首先判断“01x <<,且01y <<”能否推出 “22log log 0x y +<;再判断22log log 0x y +<能否推出“01x <<,且01y <<”,利用充分条件和必要条件的定义即可判断.【详解】若“01x <<,且01y <<”,则01xy <<,2222log log log log 10x y xy +=<=, 所以“01x <<,且01y <<”是“22log log 0x y +<充分条件;若22log log 0x y +<,则2222log log log log 10x y xy +=<=,可得01xy <<,但得不出“01x <<,且01y <<”,如116x =,2y =可得22log log 0x y +<,所以 22log log 0x y +<得不出“01x <<,且01y <<”,所以“01x <<,且01y <<”是“22log log 0x y +<充分不必要条件; 故选:A【点睛】关键点点睛:本题的关键是要熟悉充分条件和必要条件的定义,能正确判断条件能否推出结论,结论能否推出条件.10. 对于函数()f x ﹐若集合()(){}0,x x f x f x >=-中恰有k 个元素,则称函数()f x 是“k 阶准偶函数”.若函数21,()2,xx af x x x a ⎧⎛⎫≤⎪ ⎪=⎨⎝⎭⎪>⎩是“2阶准偶函数”,则a 的取值范围是( ) A. (),0-∞ B. [)0,2C. [)0,4D. [)2,4【答案】B 【解析】 【分析】根据“2阶准偶函数”定义,分0a <,0a >,0a =三种情况分析即可得答案.【详解】解:根据题意,函数21,()2,xx a f x x x a ⎧⎛⎫≤⎪ ⎪=⎨⎝⎭⎪>⎩是“2阶准偶函数”, 则集合()(){}0,x x f x f x >=-中恰有2个元素.当0a <时,函数21,()2,xx a f x x x a ⎧⎛⎫≤⎪ ⎪=⎨⎝⎭⎪>⎩有一段部分为2,y x x a =>,注意的函数2y x 本身具有偶函数性质,故集合()(){}0,x x f x f x >=-中不止有两个元素,矛盾,当0a >时,根据“2阶准偶函数”的定义得()f x 的可能取值为2x 或12x⎛⎫ ⎪⎝⎭,()f x -为122-⎛⎫= ⎪⎝⎭xx ,故当122xx ⎛⎫= ⎪⎝⎭,该方程无解,当22x x =,解得2x =或4x =,故要使得集合()(){}0,x x f x f x >=-中恰有2个元素,则需要满足2a <,即02a <<;当0a =时,函数21,0()2,0xx f x x x ⎧⎛⎫≤⎪ ⎪=⎨⎝⎭⎪>⎩,()f x 的取值为2x ,()f x -为122-⎛⎫= ⎪⎝⎭xx ,根据题意得22x x =满足恰有两个元素,故0a =满足条件. 综上,实数a 的取值范围是[)0,2. 故选:B【点睛】本题解题的关键是根据新定义的“2阶准偶函数”,将问题转化为研究函数()f x ,()f x -可能取何值,进而根据22x x =方程有两个解2x =或4x =求解.考查运算求解能力与综合分析能力,是中档题.第二部分(非选择题 共110分)二、填空题共5小题,每小题5分,共25分.11. 若复数(1)z i i =+,则||z = _______.【解析】 【分析】化简可得1z i =-+,利用求模公式,即可求得答案. 【详解】由题意得:2(1)1z i i i i i =+=+=-+,所以z ==12. 已知tan 24πα⎛⎫-= ⎪⎝⎭,则tan α=________. 【答案】-3. 【解析】 【分析】由两角差的正切公式展开,解关于tan α的方程. 【详解】因为tan 24πα⎛⎫-= ⎪⎝⎭,所以tan 12tan 31tan ααα-=⇒=-+. 【点睛】本题考查两角差正切公式的简单应用,注意公式的特点:分子是减号,分母是加号. 13. 已知等差数列{}n a 的前n 项和为n S .若19a =,公差2d =-,则n S 的最大值为_______.【答案】25 【解析】 【分析】由已知求出等差数列{}n a 的通项公式,求出满足0n a ≥的最大n 值,代入可得n S 的最大值. 【详解】19a =,2d =-,912112na n n令0n a ≥,解得112n ≤,又*n N ∈,则15n ≤≤ n S 的最大值为554592252S故答案为:2514. 在边长为2的正三角形ABC 中,M 是BC 的中点,D 是线段AM 的中点. ①若BD xBA yBC =+,则x y +=_______; ②BD BM ⋅= _______.【答案】 (1). 34(2). 1 【解析】 【分析】①用,BA BC 表示出BD ,得出x ,y 的值即可求出x y +; ②结合正三角形的性质,根据平面向量数量积的定义计算. 【详解】①M 是BC 的中点,∴12BMBC , D 是AM 的中点,∴11112224BD BA BM BA BC =+=+, 12x ∴=,14y =,故34x y +=.②ABC ∆是边长为2的正三角形,M 是BC 的中点,AM BC ∴⊥,且1BM =,∴2cos 1BD BM BD BM DBM BM ⋅=⋅⋅∠==.故答案:34,1.【点睛】本题主要考查向量的运算及平面向量数量积公式,平面向量数量积公式有两种形式,一是cos a ba b ,二是1212a b x x y y ⋅=+.15. 唐代李皋发明了“桨轮船”,这种船是原始形态的轮船,是近代明轮航行模式之先导.如图,某桨轮船的子的半径为3m ,它以1rad/s 的角速度逆时针旋转.轮子外边沿有一点P , 点P 到船底的距离是H (单位:m ),轮子旋转时间为t (单位:s ). 当0t =时,点P 在轮子的最高点处.①当点P 第一次入水时,t =__________;②当t t =0时,函数()H t 的瞬时变化率取得最大值,则0t 的最小值是________. 【答案】 (1). 23π (2). 32π【解析】 【分析】(1)根据题意,列出方程cos 13cos 4,0H r t r t t =++=+≥,分类讨论即可求解; (2)求出导数得,'()3sin H t t =-,当3sin 3t -=时,瞬时变化率取得最大值,进而求解 【详解】(1)当0t =时,点P 在轮子最高点处,由图可知,轮船距离船底1m ,半径3m ,设为r ,则cos 13cos 4,0H r t r t t =++=+≥,当点P 第一次入水时,水面高2.5m ,即 2.5H =,代入3cos 4H t =+得,1cos 2t =-,第一次入水即在满足1cos 2t =-的情况下满足现实条件0t ≥后可取的最小值,23t π=(2)瞬时变化率取得最大值,即'()H t 最大,'()3sin H t t =-,当3sin 3t -=时,瞬时变化率取得最大值,此时,0t 的最小值为32π 故答案为:①23π;②32π【点睛】关键点睛:解题的关键在于求出cos 13cos 4,0H r t r t t =++=+≥和'()3sin H t t =-,根据题目的实际情况求解,难度属于中档题三、解答题共6小题,共85分.解答应写出文字说明、演算步骤或证明过程.16. 在△ABC 中,sin 2sin B C =,3cos 4A =. (1)若△ABC 的面积为7,求c 的值; (2)求ac的值. 【答案】(1)2;(2)2. 【解析】 【分析】(1)由正弦定理可得2b c =,根据3cos 4A =可求得7sin 4A =,利用面积公式即可求出c ; (2)由余弦定理即可求出. 【详解】解:(1)由正弦定理得:sin sin b c B C=. 因为sin 2sin B C =,所以2b c =. 因为3cos 4A =,0A π<<, 所以27sin 1cos A A =-=,因为7S =211sin 2sin 722S bc A c A ==⨯⨯=, 所以24c =,所以2c =; (2)由(1)知2b c =,因为3cos 4A =, 所以222222232cos 4424a b c bc A c c c c =+-=+-⨯=,所以a =,所以ac=17. 已知等差数列{}n a 满足59a =,3922a a +=. (1)求{}n a 的通项公式;(2)等比数列{}n b 的前n 项和为n S ,且11b a =,再从条件①、条件②、条件③这三个条件中任选择两个作为已知条件,求满足2020n S <的n 的最大值. 条件①:312b a a =+;条件②:37S =;条件③:1n n b b +>.【答案】(1)21n a n =-;(2)选择①②:10;选择①③:10;选择②③:10. 【解析】 【分析】(1)利用等差数列的通项公式将已知条件转化为关于1a 和d 的方程,即可求解;(2)选择①②时,根据条件①②可以求出11b =,34b =.,再利用37S =可以求出22b =,即可求出{}n b 的公比,利用等比数列前n 项和公式计算出n S ,解不等式即可; 选择①③时,首先利用312b a a =+和11b a =求出11b =,34b =,再利用1n n b b +>可得2q,利用等比数列前n 项和公式计算出n S ,解不等式即可;选择②③时,37S =,11b =,可得217q q ++=结合1n n b b +>,可得公比2q,利用等比数列前n 项和公式计算出n S ,解不等式即可.【详解】(1)设等差数列{}n a 的公差为d ,则()11n a a n d +-=, 因为59a =,3922a a +=,所以1492102ta d a d +=⎧⎨+=⎩,解得:112a d =⎧⎨=⎩所以21n a n =-; (2)(I )选择①②设等比数列{}n b 的公比为q , 因为11b a =,312b a a =+, 所以11b =,34b =,因为37S =,所以23132b S b b =--=,所以212b q b ==,所以1(1)211n n n b q S q-==--, 因为2020n S <,所以212020n -≤, 所以10n ≤,即n 的最大值为10. (II )选择①③设等比数列{}n b 的公比为q , 因为11b a =,312b a a =+, 所以11b =,34b =, 所以2314b q b ==,2q =±, 因为1n n b b +>,所以2q,所以1(1)211n n n b q S q-==--, 因为2020n S <,所以212020n -<, 所以10n ≤.即n 的最大值为10. 选择②③设等比数列{}n b 的公比为q 因为37S =,11b =, 所以217q q ++=. 所以2q,或3q =-.因为1n n b b +>,所以2q.所以1(1)211n n n b q S q-==-- 因为2020n S <,所以212020n -< 所以10n ≤.即n 的最大值为10.【点睛】关键点点睛:本题的关键是熟记等差和等比数列的通项公式,等比数列的前n 项和公式,关键是利用1n n b b +>得出2q .18. 已知函数2()(23)x f x e x x =-. (1)求不等式()0f x >的解集;(2)求函数()f x 在区间[0,2]上的最大值和最小值. 【答案】(1){|x 0x <或32x ⎫>⎬⎭;(2)最小值e -,最大值22e . 【解析】 【分析】(1)直接解不等式可得不等式的解集;(2)对函数求导,令()0f x '=,求出方程根,得出单调性可得函数的最值. 【详解】(1)因为0x e >,由()2(0)23xf x e x x =->,得2230x x ->.所以0x <或32x >. 所以不等式()0f x >的解集为{|x 0x <或32x ⎫>⎬⎭; (2)由()223()xf x e x x =-得:2()(23)x f x e x x '=+-()()231xex x =+-.令()0f x '=,得1x =,或32x =-(舍). ()f x 与()f x '在区间[0,2]上的情况如下:所以当1x =时,()f x 取得最小值()1f e =-; 当2x =时,()f x 取得最大值()222f e =.19. 已知函数π()2sin 6f x x ⎛⎫=+⎪⎝⎭. (1)求()f x 的单调递减区间;(2)设π()()6g x f x f x ⎛⎫=- ⎪⎝⎭. 当[0,]x m ∈时,()g x 的取值范围为0,2⎡⎣,求m 的最大值.【答案】(1)42,2()33k k k Z ππππ⎡⎤++∈⎢⎥⎣⎦;(2)56π. 【解析】 【分析】 (1)令322262πππk πx k π+≤+≤+,()k Z ∈,解不等式即可求解;(2)先求出并化简()2sin 23g x x π⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭()g x 的值域可得出sin 23π⎡⎤⎛⎫-∈⎢⎥ ⎪⎝⎭⎣⎦x ,结合正弦函数的图象可知42233m πππ≤-≤,即可求出m 的最大值.【详解】(1)令322262πππk πx k π+≤+≤+,k Z ∈. 所以42233ππk πx k π+≤≤+,()k Z ∈.所以函数()f x 的单调递减区间42,2()33k k k Z ππππ⎡⎤++∈⎢⎥⎣⎦. (2)()()4sin sin 66g x f x f x x x ππ⎛⎫⎛⎫=-=+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭14sin cos sin 22x x x ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭22cos sin x x x =+cos2)sin 2x x =-+2sin 23x π⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭因为0x m ≤≤, 所以22333x m πππ-≤-≤-.因为()g x 的取值范围为0,2⎡⎣,所以sin 23x π⎛⎫- ⎪⎝⎭的取值范围为,12⎡⎤-⎢⎥⎣⎦所以42233m πππ≤-≤. 解得:55126m ππ≤≤. 所以m 的最大值为56π.【点睛】关键点点睛:本题的关键点是要熟记正弦函数的图象,灵活运用三角恒等变换将()g x 化为一名一角,能结合正弦函数的图象得出42233m πππ≤-≤. 20. 已知三次函数32()324f x ax ax a =-++.(1)当1a =-时,求曲线()y f x =在点(3,(3))f 处的切线方程; (2)若函数()f x 在区间(,3)a a +上具有单调性,求a 的取值范围; (3)当0a >时,若122x x +>,求12()()f x f x +的取值范围. 【答案】(1)925y x =-+;(2)(][),32,-∞-+∞;(3)[4,)+∞. 【解析】 【分析】(1)对函数求导,当1a =-时,(3)2f =-,(3)9f '=-,进而可得切线方程;(2)当0a =时,()2f x =在R 上不具有单调性;对函数求导,令()0f x '=,按0a >和0a <分别判断单调性,列不等式可求得a 的取值范围;(3)先证明:()()12 4f x f x +≥,由(2)知,当0a >时,()f x 的递增区间是(),0-∞,()2,+∞,递减区间是(0,2),因为122x x +>,不妨设12x x ≤,则21>x , 按10x ≤和1>0x 分别证明不等式成立,再证明对任意122x x +>,()()12f x f x m +≤(4)m ≥不成立即可.【详解】由()32324f x ax ax a =-++可得:2()363(2)f x ax ax ax x '=-=-(1)当1a =-时,(3)2f =-,(3)9f '=-.所以曲线( )y f x =在点()()3,3f 处的切线方程为925y x =-+. (2)由已知可得0a ≠①当0a >时,令()0f x '=得0x =,22x =.()f x 与()f x '在区间(),-∞+∞_上的情况如下:因为()f x 在(),3a a +上具有单调性,所以2a ≥.②当0a <时,()f x 与()'f x 在区间(),-∞+∞上的情况如下:因为()f x 在(),3a a +上具有单调性, 所以30a +≤,即3a ≤-. 综上所述,a 的取值范围是(][),32,-∞-+∞.(3)先证明:()()12 4f x f x +≥.由(2)知,当0a >时,()f x 的递增区间是(),0-∞,()2,+∞,递减区间是(0,2). 因为122x x +>,不妨设12x x ≤,则21>x . ①若10x ≤,则2122x x >-≥.所以()()()()12112444f x f x f x f x a +>+-=+>. ②若1>0x ,因为21>x ,所以()()12()()224f x f x f f +≥+=,当且仅当122x x ==时取等号. 综上所述,12())4(f x f x +≥.再证明:12()()f x f x +的取值范围是[4,)+∞.假设存在常数()4m m ≥,使得对任意122x x +>,()()12f x f x m +≤.取12x =,且22x >+则 ()()3222222324f f x ax ax a+=+-++2222222()()222()224ax x a x a x m =+-+-+>-+>,与()()12f x f x m +≤矛盾.所以12()()f x f x +的取值范围是[4,)+∞.【点睛】关键点点睛:本题考查导数的几何意义,考查导数研究函数的单调性,考查导数证明不等式,本题解题的关键为利用第(2)问的单调性,由122x x +>和12x x ≤,确定出21>x ,再按10x ≤和1>0x 分类讨论,利用放缩法证明()()12 4f x f x +≥,以及利用反证法证得()()12f x f x m +≤(4)m ≥不成立,考查了学生分类讨论思想和逻辑思维能力,属于中档题.21. 已知{}n a 是无穷数列,1a a =,2a b =且对于{}n a 中任意两项i a ,()j a i j <在{}n a 中都存在一项(2)k a j k j <<,使得2k j i a a a =-. (1)若3a =,5b =求3a ;(2)若0a b ,求证:数列{}n a 中有无穷多项0;(3)若ab ,求数列{}n a 的通项公式.【答案】(1)7;(2)证明见解析;(3)(1)()n a a n b a =+--,1,2,3,n =.【解析】 【分析】(1)依题意代入计算可得; (2)利用反证法证明即可;(3)分a b <与a b >两种情况讨论,①当a b <时,首先证明数列{}n a 是递增数列,再证明:(1)()n a a n b a =+--,1,2,3,n =即可;②当a b >时,令n n b a =-,1,2,3,n =,结合①的结论即可得解;【详解】解:(1)取1i =,2j =,则存在24)k a k <<(,使得3212a a a =-,即3212a a a =-. 因为13a a ==,25a b ==,所以32127a a a =-=.(2)假设{}n a 中仅有有限项为0,不妨设0m a =,且当n m >时,n a 均不为0,则2m ≥. 取1i =,j m =,则存在2)k a m k m <<(,使得120k m a a a =-=,与0k a ≠矛盾.(3)①当a b <时,首先证明数列{}n a 是递增数列,即证*n N ∀∈,1n n a a +<恒成立. 若不然,则存在最小的正整数0n ,使得001n n a a +≥,且012 n a a a <<<.显然02n ≥.取0j n =,1i =,2,…,01n -,则存在00(2k a n k n <<),使得02k n i a a a =-.因为00000121222n n n n n a a a a a a a -->->>->,所以012n a a -,022n a a -,…,0012n n a a --这01n -个不同数恰为01n a +,02n a +,…,021n a -这01n -项.所以001n n a a +>与001n n a a +≤矛盾.所以数列{}n a 是递增数列.再证明: (1)()n a a n b a =+--,1,2,3,n = 记,d b a =- 即证(1)n a a n d =+-,1,2,3,n =当1,2n =时,结论成立.假设存在最小的正整数0,m 使得 (1)n a a n d =+-对任意01n m ≤≤恒成立, 但010,m a a m d +≠+则02m ≥. 取0j m =,1,2,i =,01m -,则存在()002k a m k m <<,使得02k m i a a a =-因为数列{}n a 是递增数列, 所以00012121m m m a a a a a +-<<<<<<.所以0600121222m m m m a a a a a a --<<-<-.因为0012m m a a --,…022m a a -,012m a a -这01m -个数恰为01m a +,02m a +,…021m a -这01m -项.所以()()004110002212m m m a a a a m d a m d a m d +-=-=+--+-=+⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦, 与10n m a a m d +≠+矛盾.所以 (1)()n a a n b a =+--,1,2,3,n =②当a b >时,令n n b a =-,1,2,3,n =,则1b a =-,2b b =-,且12<b b .对于{}n b 中任意两项i b ,()j b i j <,因为对任意i a ,()j a i j <,存在(2),k a j k j <<使得2k j i a a a =-, 所以()2k j i a a a -=---,即存在(2),k b j k j <<使得2k j i b b b =-. 因此数列{}n b 满足题设条件.由① 可知(1)()n b a n a b =-+--,1,2,3,,n =所以(1)()n a a n b a =+--,1,2,3,n =综上所述,(1)()n a a n b a =+--,1,2,3,n =经检验,数列{}n a 满足题设条件.【点睛】本题属于数列新定义问题,考查反证法的应用,以及数学归纳法的证明数列的单调性;。

北京市2021-2022学年高三上学期期中模拟考试数学试卷(2) 含答案

北京市2021-2022学年高三上学期期中模拟考试数学试卷(2)   含答案

北京2021-2022学年度第一学期考试期中模拟试题本试卷共9页,150分。

考试时长120分钟。

考生务必将答案答在答题卡上,在试卷上作答无效。

考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。

第一部分 (选择题共40分)一、选择题(共10小题,每小题4分,共40分,在每小题列出的四个选项中,选出符合题目要求的一项)1.在0~360°范围内,与73︒-角终边相同的角是( ) A .17°B .107°C .197°D .287°2.设集合{}2|4A x Z x =∈≤,{}1,2,B a =,且A B ⊇,则实数a 的取值集合为( )A .{}2,1,0--B .{}2,1--C .{}1,0-D .{}2,1,1--3.下列函数中,是奇函数且在()0,∞+上为增函数的是( )A .()1f x x=-B .()f xC .()f x x =D .()31f x x =+4.函数3()log 3f x x x =+-的零点所在的区间是 A .B .C .()2,3D .5.在等差数列{}n a 中,54a =,数列{}n a 的前9项的和为( ) A .4 B .8C .36D .726.已知ln 22a =,ln33b =,ln 55c =,则a ,b ,c 的大小关系为( ) A .a b c << B .a c b << C .b a c << D .c a b <<7.“sin cos αβ=”是“()22k k Z παβπ+=+∈”的( )A .充分而不必要条件B .必要而不充分条件C .充分必要条件D .既不充分也不必要条件8.△ABC 中,内角,,A B C 所对的边分别为,,a b c .若()226,c a b =-+,3C π=则ABC 的面积为( ) A .3BCD.9.已知函数()sin y A x ωϕ=+的部分图象如图所示,将该函数的图象向左平移t (0t >)个单位长度,得到函数()y f x =的图象.若函数()y f x =的图象关于原点对称,则t 的最小值( )A .π12 B .π6C .π4D .π310.国家质量监督检验检疫局发布的相关规定指出,饮酒驾车是指车辆驾驶人员血液中的酒精含量大于或者等于20mg/100ml ,小于80mg/100ml 的驾驶行为;醉酒驾车是指车辆驾驶人员血液中的酒精含量大于或者等于80mg/100ml 的驾驶行为. 一般的,成年人喝一瓶啤酒后,酒精含量在血液中的变化规律的“散点图”如图所示,且图中的函数模型为: ()0.5π40sin 13,02390e 14,2x x x f x x -⎧⎛⎫+≤<⎪ ⎪=⎝⎭⎨⎪+≥⎩,假设某成年人喝一瓶啤酒后至少经过*(N )n n ∈小时才可以驾车,则n 的值为( ) (参考数据:ln15 2.71≈,ln30 3.40≈)A .5B .6C .7D .8第二部分(非选择题共110分)二、填空题(共5小题,每小题5分,共25分)11.函数()sin x f x e x =的图象在点()()0,0f 处切线的方程为___________. 12.设∈,x y R ,且5x y +=,则33x y +的最小值为______.13.各项都为正数的等差数列{}n a 中,23711220a a a -+=,则59a a +=___________.14.已知平面向量a ⃗与b ⃗⃗的夹角为π6,|a ⃗|=√3,|b ⃗⃗|=1,则a ⃗⋅b⃗⃗=_____;若平行四边形ABCD 满足AB ⃗⃗⃗⃗⃗⃗=a ⃗+b ⃗⃗,AD ⃗⃗⃗⃗⃗⃗=a ⃗−b⃗⃗,则平行四边形ABCD 的面积为_____. 15.若110a b <<,则下列不等式:①22a b c c >;②11b b a a ->-;③2b a a b +>;④22a a b b <-中,正确的不等式序号有____________.三、解答题(共6小题,共85分。

2021-2022学年北京十四中高三(上)期中数学试卷(学生版+解析版)

2021-2022学年北京十四中高三(上)期中数学试卷(学生版+解析版)

2021-2022学年北京十四中高三(上)期中数学试卷一、单项选择题(本大题共10小题,每小题4分,共40分)1.(4分)设集合A ={x |−12<x <2},B ={x |x 2≤1},则A ∪B =( ) A .{x |﹣1≤x <2}B .{x|−12<x ≤1}C .{x |x <2}D .{x |1≤x <2}2.(4分)已知平面向量a →=(1,2),b →=(﹣2,m ),且a →∥b →,则m 的值为( ) A .1B .﹣1C .4D .﹣43.(4分)若等比数列{a n }满足a 1+a 3=5,且公比q =2,则a 3+a 5=( ) A .10B .13C .20D .254.(4分)已知x ,y ∈R ,且x >y >0,则( ) A .1x −1y>0B .sin x ﹣sin y >0C .(12)x﹣(12)y <0D .lnx +lny >05.(4分)在平面直角坐标系xOy 中,角α以Ox 为始边,终边与单位圆交于点(√33,−√63),则cos (π+α)=( ) A .−√33B .√33C .−√63D .√636.(4分)有四个关于三角函数的命题: P 1:∃x ∈R ,sin 2x2+cos 2x2=12;P 2:∃x 、y ∈R ,sin (x ﹣y )=sin x ﹣sin y ; P 3:∀x ∈[0,π],√1−cos2x2=sin x ; P 4:sin x =cos y ⇒x +y =π2. 其中假命题的是( ) A .P 1,P 4B .P 2,P 4C .P 1,P 3D .P 2,P 37.(4分)设a →,b →是非零向量,且a →,b →不共线.则“|a →|=|b →|”是“|a →+2b →|=|2a →+b →|”的( ) A .充分而不必要条件 B .必要而不充分条件C .充分必要条件D .既不充分也不必要条件8.(4分)函数f (x )的图象向右平移1个单位长度,所得图象与曲线y =e ﹣x关于x 轴对称,则f (x )=( )A.e x+1B.e x﹣1C.﹣e﹣x﹣1D.﹣e﹣x+19.(4分)渔民出海打鱼,为了保证运回的鱼的新鲜度(以鱼肉内的三甲胺量的多少来确定鱼的新鲜度.三甲胺量是一种挥发性碱性氨,是氨的衍生物,它是由细菌分解产生的.三甲胺量积聚就表明鱼的新鲜度下降,鱼体开始变质进而腐败),鱼被打上船后,要在最短时间内将其分拣、冷藏.已知某种鱼失去的新鲜度h与其出海后时间t(分)满足的函数关系式为h=m•a t.若出海后20分钟,这种鱼失去的新鲜度为20%,出海后30分钟,这种鱼失去的新鲜度为40%,那么若不及时处理,打上船的这种鱼大约在多长时间后刚好失去50%的新鲜度()(参考数据:lg2=0.3)A.33分钟B.43分钟C.50分钟D.56分钟10.(4分)函数f(x)是定义域为R的奇函数,满足f(π2−x)=f(π2+x),且当x∈[0,π)时,f(x)=sinxx2−πx+π,给出下列四个结论:①f(π)=0;②π是函数f(x)的周期;③函数f(x)在区间(﹣1,1)上单调递增;④函数g(x)=f(x)﹣sin1(x∈[﹣10,10])所有零点之和为3π.其中,所有正确结论的序号是()A.①③B.①④C.①③④D.①②③④二、填空题(本大题共5小题,每小题5分,共25分)11.(5分)抛物线x2=4y的准线方程为.12.(5分)函数y=x+4x−1(x>1)的最小值是.13.(5分)在等差数列{a n}中,a1=2,a4=﹣4,则公差为;a1+a3+⋯+a2n+3=.14.(5分)已知函数f(x)=sin(ωx+φ)(ω>0,|φ|≤π2),x=−π4为f(x)的零点,x=π4为y=f(x)图像的对称轴,且f(x)在(π36,5π36)单调,则ω的最大值是.15.(5分)已知集合M={(x,y)|y=f(x)},若对于任意(x1,y1)∈M,存在(x2,y2)∈M,使得x1x2+y1y2=0成立,则称集合是“好集合”,给出下列4个集合:①M={(x,y)|y=1x};②M={(x,y)|y=ex﹣2};③M={(x,y)|y=cos x};④M={(x,y)|y=lnx}.其中为“好集合”的序号是.三、解答题(本大题共6小题,共85分)16.(13分)如图,在四棱锥P﹣ABCD中,P A⊥平面ABCD,AB∥CD,AB⊥AD,AB=4,P A=AD=CD=2,点E为PB的中点.(Ⅰ)求证:平面PBC⊥平面P AC;(Ⅱ)求二面角E﹣CD﹣A的余弦值.17.(13分)在△ABC中,A=π3,b﹣a=1,再从条件①、条件②这两个条件中选择一个作为已知,求:(Ⅰ)sin(A+B)的值;(Ⅱ)△ABC的面积.条件①:c=5;条件②:cos B=−1 7.18.(14分)每年的4月23日是联合国教科文组织确定的“世界读书日”,又称“世界图书和版权日”.为了解某地区高一学生阅读时间的分配情况,从该地区随机抽取了500名高一学生进行在线调查,得到了这500名学生的日平均阅读时间(单位:小时),并将样本数据分成[0,2],(2,4],(4,6],(6,8],(8,10],(10,12],(12,14],(14,16],(16,18]九组,绘制成如图所示的频率分布直方图.(Ⅰ)求a的值;(Ⅱ)为进一步了解这500名学生数字媒体阅读时间和纸质图书阅读时间的分配情况,从日平均阅读时间在(12,14],(14,16],(16,18]三组内的学生中,采用分层抽样的方法抽取了10人,现从这10人中随机抽取3人,记日平均阅读时间在(14,16]内的学生人数为X ,求X 的分布列;(Ⅲ)以调查结果的频率估计概率,从该地区所有高一学生中随机抽取20名学生,用“P 20(k )”表示这20名学生中恰有k 名学生日平均阅读时间在(10,12](单位:小时)内的概率,其中k =0,1,2,…,20.当P 20(k )最大时,写出k 的值.(只需写出结论) 19.(15分)已知函数f (x )=(x +a )e x ,其中e 是自然对数的底数,a ∈R . (Ⅰ)求函数f (x )的单调区间;(Ⅱ)当a <1时,试确定函数g (x )=f (x ﹣a )﹣x 2的零点个数,并说明理由. 20.(15分)已知椭圆C :x 216+y 212=1的右焦点为F ,右顶点为A ,离心率为e ,点P (m ,0)(m >4)满足条件|FA||AP|=e .(Ⅰ)求m 的值;(Ⅱ)设过点F 的直线l 与椭圆C 相交于M ,N 两点,记△PMF 和△PNF 的面积分别为S 1,S 2,求证:S 1S 2=|PM||PN|.21.(15分)对于实数数列{a n },记m n =a 1+a 2+⋯+a nn.(Ⅰ)若m 1=1,m 2=2,m 3=4,m 4=8,写出a 1,a 2,a 3,a 4的值;(Ⅱ)若数列{a n }是等差数列,求证:对任意三元数组(i ,j ,k )(i ,j ,k 两两不相等),总有(i ﹣j )m k +(j ﹣k )m i +(k ﹣i )m j =0;(Ⅲ)若对任意三元数组(i ,j ,k )(i ,j ,k 两两不相等),存在常数c ,使得(i ﹣j )m k +(j ﹣k )m i +(k ﹣i )m j =c ,求证:{a n }是等差数列.2021-2022学年北京十四中高三(上)期中数学试卷参考答案与试题解析一、单项选择题(本大题共10小题,每小题4分,共40分)1.(4分)设集合A ={x |−12<x <2},B ={x |x 2≤1},则A ∪B =( ) A .{x |﹣1≤x <2}B .{x|−12<x ≤1}C .{x |x <2}D .{x |1≤x <2}【解答】解:∵A ={x|−12<x <2},B ={x |x 2≤1}={x |﹣1≤x ≤1} ∴A ∪B ={x |﹣1≤x <2}, 故选:A .2.(4分)已知平面向量a →=(1,2),b →=(﹣2,m ),且a →∥b →,则m 的值为( ) A .1B .﹣1C .4D .﹣4【解答】解:∵a →∥b →∴1×m =2×(﹣2)∴m =﹣4 故选:D .3.(4分)若等比数列{a n }满足a 1+a 3=5,且公比q =2,则a 3+a 5=( ) A .10B .13C .20D .25【解答】解:由等比数列{a n }满足a 1+a 3=5,且公比q =2,∴a 3+a 5=a 1q 2+a 3q 2=q 2(a 1+a 3)=20, 故选:C .4.(4分)已知x ,y ∈R ,且x >y >0,则( ) A .1x −1y>0B .sin x ﹣sin y >0C .(12)x ﹣(12)y <0D .lnx +lny >0【解答】解:∵x ,y ∈R ,且x >y >0,则1x<1y,sin x 与sin y 的大小关系不确定,(12)x <(12)y ,即(12)x −(12)y <0,lnx +lny 与0的大小关系不确定. 故选:C .5.(4分)在平面直角坐标系xOy 中,角α以Ox 为始边,终边与单位圆交于点(√33,−√63),则cos (π+α)=( )A .−√33B .√33C .−√63D .√63【解答】解:∵平面直角坐标系xOy 中,角α以Ox 为始边,终边与单位圆交于点(√33,−√63), ∴cos α=√33,∴cos (π+α)=﹣cos α=−√33. 故选:A .6.(4分)有四个关于三角函数的命题: P 1:∃x ∈R ,sin 2x2+cos 2x2=12;P 2:∃x 、y ∈R ,sin (x ﹣y )=sin x ﹣sin y ; P 3:∀x ∈[0,π],√1−cos2x2=sin x ; P 4:sin x =cos y ⇒x +y =π2. 其中假命题的是( ) A .P 1,P 4B .P 2,P 4C .P 1,P 3D .P 2,P 3【解答】解:P 1:∀x ∈R 都有sin 2x2+cos 2x2=1,故P 1错误; P 2:x =y =0时满足式子,故P 2正确;P 3:∀x ∈[0,π],sin x >0,且1﹣cos2x =2sin 2x ,所以√1−cos2x2=sin x ,故P 3正确; P 4:x =0,y =3π2,sin x =cos y =0,故P 4错误. 故选:A .7.(4分)设a →,b →是非零向量,且a →,b →不共线.则“|a →|=|b →|”是“|a →+2b →|=|2a →+b →|”的( ) A .充分而不必要条件 B .必要而不充分条件C .充分必要条件D .既不充分也不必要条件【解答】解:由“|a →+2b →|=|2a →+b →|”平方得“|a →|2+4a →•b →+4|b →|2=4|a →|2+4a →•b →+|b →|2, 即“|a →|2=|b →|2”,即“|a →|=|b →|”,反之也成立, 即“|a →|=|b →|”是“|a →+2b →|=|2a →+b →|”充要条件, 故选:C .8.(4分)函数f (x )的图象向右平移1个单位长度,所得图象与曲线y =e ﹣x关于x 轴对称,则f (x )=( ) A .e x +1B .e x ﹣1C .﹣e﹣x ﹣1D .﹣e﹣x +1【解答】解:∵函数f (x )的图象向右平移1个单位长度,所得图象与曲线y =e ﹣x关于x 轴对称. ∴y =e﹣x关于x 轴对称的函数﹣y =e ﹣x ,即y =﹣e ﹣x ,再将些函数的图象向左平移一个单位长度就得到f (x )的图象. ∴f (x )=﹣e ﹣(x +1)=﹣e﹣x ﹣1.故选:C .9.(4分)渔民出海打鱼,为了保证运回的鱼的新鲜度(以鱼肉内的三甲胺量的多少来确定鱼的新鲜度.三甲胺量是一种挥发性碱性氨,是氨的衍生物,它是由细菌分解产生的.三甲胺量积聚就表明鱼的新鲜度下降,鱼体开始变质进而腐败),鱼被打上船后,要在最短时间内将其分拣、冷藏.已知某种鱼失去的新鲜度h 与其出海后时间t (分)满足的函数关系式为h =m •a t .若出海后20分钟,这种鱼失去的新鲜度为20%,出海后30分钟,这种鱼失去的新鲜度为40%,那么若不及时处理,打上船的这种鱼大约在多长时间后刚好失去50%的新鲜度( )(参考数据:lg 2=0.3) A .33分钟B .43分钟C .50分钟D .56分钟【解答】解:由题意可知{20%=ma 2040%=ma 30,解得{m =120a =√210, ∴ℎ=120(√210)t , ∴50%=120×(√210)t , ∴t =10×log 210≈33, 故选:A .10.(4分)函数f (x )是定义域为R 的奇函数,满足f(π2−x)=f(π2+x),且当x ∈[0,π)时,f(x)=sinxx 2−πx+π,给出下列四个结论:①f (π)=0;②π是函数f (x )的周期;③函数f (x )在区间(﹣1,1)上单调递增;④函数g (x )=f (x )﹣sin1(x ∈[﹣10,10])所有零点之和为3π. 其中,所有正确结论的序号是( ) A .①③B .①④C .①③④D .①②③④【解答】解:对于①,因为f(π2−x)=f(π2+x),且函数f (x )是定义域为R 的奇函数, 则f (π)=f(π2+π2)=f(π2−π2)=f(0)=0, 故选项①正确;对于②,假设π是函数f (x )的周期, 则f (−π2)=f (π2),又f (x )是定义在R 上的奇函数, 则f (−π2)=﹣f (π2),所以f (π2)=0,因为当x ∈[0,π)时,f(x)=sinxx 2−πx+π,所以f (π2)≠0,所以矛盾,则假设不成立,所以π不是函数f (x )的周期, 故选项②错误;对于③,因为当x ∈[0,π)时,f(x)=sinxx 2−πx+π,所以f '(x )=cosx(x 2−πx+π)+sinx(π−2x)(x 2−πx+π)2,当x ∈[0,π2)时,f '(x )>0,则f (x )单调递增, 所以f (x )在(0,1)上单调递增, 又f (x )是R 上的奇函数,则函数f (x )在区间(﹣1,1)上单调递增, 故选项③正确;对于④,由③可知,f (x )在x ∈[0,π2)上单调递增, 又因为满足f(π2−x)=f(π2+x),所以f(x)关于x=π2对称,则f(x+2π)=f[π2+(3π2+x)]=f[π2−(3π2+x)]=−f(π+x)=−f[π2+(π2+x)]=−f[π2−(π2+x)]=−f(−x)=f(x),故函数f(x)的周期为2π,在一个周期内函数g(x)=f(x)﹣sin1两个零点之和为π,在[﹣10,10]内有三个周期,所以所有零点之和为3π,故选项④正确.故正确的为①③④.故选:C.二、填空题(本大题共5小题,每小题5分,共25分)11.(5分)抛物线x2=4y的准线方程为y=﹣1.【解答】解:∵抛物线方程为x2=4y,∴其准线方程为:y=﹣1.故答案为:y=﹣1.12.(5分)函数y=x+4x−1(x>1)的最小值是5.【解答】解:∵x>1,∴x﹣1>0.∴函数y=x+4x−1=(x﹣1)+4x−1+1≥2√(x−1)⋅4x−1+1=5,当且仅当x﹣1=2,即x=3时取等号.故答案为:5.13.(5分)在等差数列{a n}中,a1=2,a4=﹣4,则公差为﹣2;a1+a3+⋯+a2n+3=﹣n2﹣n+2.【解答】解:设等差数列{a n}的公差为d,∵数列{a n}是等差数列,a1=2,a4=﹣4,∴a4=a1+3d,即﹣4=2+3d,解得d=﹣2;∴a1+a3+⋯+a2n+3=(n+2)a1+12(n+2)(n+1)d=(n+2)×2+12(n+2)(n+1)×(﹣2)=﹣n2﹣n+2.故答案为:﹣2;﹣n2﹣n+2.14.(5分)已知函数f(x)=sin(ωx +φ)(ω>0,|φ|≤π2),x =−π4为f (x )的零点,x =π4为y =f (x )图像的对称轴,且f (x )在(π36,5π36)单调,则ω的最大值是 9 . 【解答】解:因为x =−π4为f (x )的零点,x =π4为y =f (x )图像的对称轴, 所以2n+14⋅T =π2,即2n+14⋅2πω=π2,n ∈Z ,所以ω=2n +1,n ∈Z ,又ω>0, 故ω为正奇数, 因为f (x )在(π36,5π36)单调, ①若f (x )在(π36,5π36)上单调递增, 则ω⋅π36+φ≥2kπ−π2且ω⋅5π36+φ≤2kπ+π2,k ∈Z , 解得4ωπ36≤π,即ω≤9,故有奇数ω的最大值为9, 当ω=9时,−9π4+φ=k π,k ∈Z , 因为|φ|≤π2, 所以φ=π4,此时f (x )=sin (9x +π4)在(π36,5π36)上单调递减,不符合题意; ②若f (x )在(π36,5π36)上单调递减, 则ω⋅π36+φ≥2kπ+π2且ω⋅5π36+φ≤2kπ+3π2,k ∈Z , 解得4ωπ36≤π,即ω≤9,故有奇数ω的最大值为9, 当ω=9时,−9π4+φ=k π,k ∈Z , 因为|φ|≤π2, 所以φ=π4,此时f (x )=sin (9x +π4)在(π36,5π36)上单调递减,符合题意;故ω的最大值为9.综上所述,ω的最大值为9.故答案为:9.15.(5分)已知集合M={(x,y)|y=f(x)},若对于任意(x1,y1)∈M,存在(x2,y2)∈M,使得x1x2+y1y2=0成立,则称集合是“好集合”,给出下列4个集合:①M={(x,y)|y=1x};②M={(x,y)|y=ex﹣2};③M={(x,y)|y=cos x};④M={(x,y)|y=lnx}.其中为“好集合”的序号是②③.【解答】解:对于①,注意到x1x2+1x1x2=0无实数解,因此①不是“好集合”;对于②,如下左图,注意到过原点任意作一条直线与曲线y=e x﹣2相交,过原点与该直线垂直的直线必与曲线y=e x﹣2相交,因此②是“好集合”;对于③,如下中图,注意到过原点任意作一条直线与曲线y=cos x相交,过原点与该直线垂直的直线必与曲线y=cos x相交,因此③是“好集合”;对于④,如下右图,注意到对于点(1,0),不存在(x2,y2)∈M,使得1×x2+0×lnx2=0,因为x2=0与真数的限制条件x2>0矛盾,因此④不是“好集合”.故答案为:②③三、解答题(本大题共6小题,共85分)16.(13分)如图,在四棱锥P﹣ABCD中,P A⊥平面ABCD,AB∥CD,AB⊥AD,AB=4,P A=AD=CD=2,点E为PB的中点.(Ⅰ)求证:平面PBC⊥平面P AC;(Ⅱ)求二面角E﹣CD﹣A的余弦值.【解答】(Ⅰ)证明:取AB 的中点F ,连接CF ,∴AF =CD 又∵AF ∥CD ,∴四边形AFCD 为平行四边形, ∵AB ⊥AD ,AD =CD ,∴四边形AFCD 是正方形, 则AB ⊥CF ,CF =AD =2,得AC =BC =2√2, ∴AC 2+BC 2=AB 2,得BC ⊥AC ,∵P A ⊥平面ABCD ,BC ⊂平面ABCD ,∴P A ⊥BC , 又AC ∩P A =A ,∴BC ⊥平面P AC , ∵BC ⊂平面PBC ,∴平面PBC ⊥平面P AC ;(Ⅱ)解:∵P A ⊥平面ABCD ,∴P A ⊥AD ,P A ⊥AB , 则P A 、AD 、AB 两两相互垂直,以A 为坐标原点,分别以AD 、AB 、AP 所在直线为x 、y 、z 轴建立空间直角坐标系, 则A (0,0,0),P (0,0,2),B (0,4,0),C (2,2,0), D (2,0,0),E (0,2,1),∴DC →=(0,2,0),CE →=(−2,0,1), 设平面CDE 的一个法向量为n →=(x ,y ,z),由{n →⋅DC →=2y =0n →⋅CE →=−2x +z =0,取x =1,得n →=(1,0,2); 又平面ACD 的一个法向量m →=(0,0,1).∴cos <m →,n →>=m →⋅n →|m →|⋅|n →|=2√5×1=2√55,由图可知,二面角E ﹣CD ﹣A 为锐角, ∴二面角E ﹣CD ﹣A 的余弦值为2√55.17.(13分)在△ABC中,A=π3,b﹣a=1,再从条件①、条件②这两个条件中选择一个作为已知,求:(Ⅰ)sin(A+B)的值;(Ⅱ)△ABC的面积.条件①:c=5;条件②:cos B=−1 7.【解答】解:选择条件①:(Ⅰ)在△ABC中,由余弦定理a2=b2+c2﹣2bc cos A,可得a2=(a+1)2+25﹣2×(a+1)×5×12,解得a=7,由正弦定理asinA =csinC,所以√32=5sinC,因此sin C=5√314,在△ABC中,A+B+C=π,有sin(A+B)=sin C=5√314.(Ⅱ)当a=7时,b=8,则S△ABC=12bc sin A=10√3.选择条件②:(Ⅰ)在△ABC中,0<B<π,因为cos B=−17,则sin B=4√37,又因为A=π3,所以sin(A+B)=sin(π3+B)=sinπ3cos B+cosπ3sin B=√32×(−17)+12×4√37=3√314,即sin(A+B)=3√3 14.(Ⅱ)在△ABC 中,由正弦定理a b=sinA sinB=√324√37=78,又因为b ﹣a =1, 所以a =7,b =8, 则S △ABC =12bc sin A =6√3.18.(14分)每年的4月23日是联合国教科文组织确定的“世界读书日”,又称“世界图书和版权日”.为了解某地区高一学生阅读时间的分配情况,从该地区随机抽取了500名高一学生进行在线调查,得到了这500名学生的日平均阅读时间(单位:小时),并将样本数据分成[0,2],(2,4],(4,6],(6,8],(8,10],(10,12],(12,14],(14,16],(16,18]九组,绘制成如图所示的频率分布直方图.(Ⅰ)求a 的值;(Ⅱ)为进一步了解这500名学生数字媒体阅读时间和纸质图书阅读时间的分配情况,从日平均阅读时间在(12,14],(14,16],(16,18]三组内的学生中,采用分层抽样的方法抽取了10人,现从这10人中随机抽取3人,记日平均阅读时间在(14,16]内的学生人数为X ,求X 的分布列;(Ⅲ)以调查结果的频率估计概率,从该地区所有高一学生中随机抽取20名学生,用“P 20(k )”表示这20名学生中恰有k 名学生日平均阅读时间在(10,12](单位:小时)内的概率,其中k =0,1,2,…,20.当P 20(k )最大时,写出k 的值.(只需写出结论) 【解答】解:(Ⅰ)由频率分布直方图得:2(0.02+0.03+0.05+0.05+0.15+a +0.05+0.04+0.01)=1, 解得a =0.10.(Ⅱ)由频率分布直方图得:这500名学生中日平均阅读时间在(12,14],(14,16],(16,18]三组内的学生人数分别为:500×0.10=50人,500×0.08=40人,500×0.02=10人,若采用分层抽样的方法抽取了10人,则从日平均阅读时间在(14,16]内的学生中抽取:4050+40+10×10=4人,现从这10人中随机抽取3人,则X的可能取值为0,1,2,3,P(X=0)=C63C103=20120=16,P(X=1)=C41C62C103=60120=12,P(X=2)=C42C61C103=36120=310,P(X=3)=C43C103=4120=130,∴X的分布列为:X0123P1612310130(Ⅲ)当P20(k)最大时,k=4.19.(15分)已知函数f(x)=(x+a)e x,其中e是自然对数的底数,a∈R.(Ⅰ)求函数f(x)的单调区间;(Ⅱ)当a<1时,试确定函数g(x)=f(x﹣a)﹣x2的零点个数,并说明理由.【解答】解:(Ⅰ)因为f(x)=(x+a)e x,x∈R,所以f′(x)=(x+a+1)e x.令f′(x)=0,得x=﹣a﹣1.当x变化时,f(x)和f′(x)的变化情况如下:x(﹣∞,﹣a﹣1)﹣a﹣1(﹣a﹣1,+∞)f′(x)﹣0+f(x)↘极小值↗故f(x)的单调减区间为(﹣∞,﹣a﹣1);单调增区间为(﹣a﹣1,+∞).(Ⅱ)结论:函数g(x)有且仅有一个零点.理由如下:由g (x )=f (x ﹣a )﹣x 2,得方程xe x ﹣a =x 2,显然x =0为此方程的一个实数解. 所以x =0是函数g (x )的一个零点. 当x ≠0时,方程可化简为e x ﹣a =x .设函数F (x )=e x ﹣a ﹣x ,则F ′(x )=e x ﹣a ﹣1,令F ′(x )=0,得x =a .当x 变化时,F (x )和F ′(x )的变化情况如下:x (﹣∞,a )a (a ,+∞)F ′(x ) ﹣ 0 + F (x )↘极小值↗即F (x )的单调增区间为(a ,+∞);单调减区间为(﹣∞,a ). 所以F (x )的最小值F (x )min =F (a )=1﹣a . 因为 a <1,所以F (x )min =F (a )=1﹣a >0, 所以对于任意x ∈R ,F (x )>0, 因此方程e x ﹣a =x 无实数解.所以当x ≠0时,函数g (x )不存在零点. 综上,函数g (x )有且仅有一个零点. 20.(15分)已知椭圆C :x 216+y 212=1的右焦点为F ,右顶点为A ,离心率为e ,点P (m ,0)(m >4)满足条件|FA||AP|=e .(Ⅰ)求m 的值;(Ⅱ)设过点F 的直线l 与椭圆C 相交于M ,N 两点,记△PMF 和△PNF 的面积分别为S 1,S 2,求证:S 1S 2=|PM||PN|.【解答】(Ⅰ)解:因为椭圆C 的方程为x 216+y 212=1,所以a =4,b =2√3,c =√a 2−b 2=2,…(2分) 则e =c a =12,|F A |=2,|AP |=m ﹣4.…(3分)因为|FA||AP|=2m−4=12,所以m =8.…(5分)(Ⅱ)证明:若直线l 的斜率不存在,则有S 1=S 2,|PM |=|PN |,符合题意.…(6分) 若直线l 的斜率存在,则设直线l 的方程为y =k (x ﹣2),M (x 1,y 1),N (x 2,y 2).由{x 216+y 212=1y =k(x −2)得(4k 2+3)x 2﹣16k 2x +16k 2﹣48=0,…(7分) 可知Δ>0恒成立,且 x 1+x 2=16k24k 2+3,x 1x 2=16k 2−484k 2+3.…(8分)因为 k PM +k PN =y 1x 1−8+y 2x 2−8=k(x 1−2)x 1−8+k(x 2−2)x 2−8⋯(10分)=k(x 1−2)(x 2−8)+k(x 2−2)(x 1−8)(x 1−8)(x 2−8)=2kx 1x 2−10k(x 1+x 2)+32k(x 1−8)(x 2−8)=2k⋅16k 2−484k 2+3−10k⋅16k 24k 2+3+32k(x 1−8)(x 2−8)=0,所以∠MPF =∠NPF .…(12分)因为△PMF 和△PNF 的面积分别为S 1=12|PF|⋅|PM|⋅sin∠MPF , S 2=12|PF|⋅|PN|⋅sin∠NPF ,…(13分) 所以S 1S 2=|PM||PN|.…(14分)21.(15分)对于实数数列{a n },记m n =a 1+a 2+⋯+a nn.(Ⅰ)若m 1=1,m 2=2,m 3=4,m 4=8,写出a 1,a 2,a 3,a 4的值;(Ⅱ)若数列{a n }是等差数列,求证:对任意三元数组(i ,j ,k )(i ,j ,k 两两不相等),总有(i ﹣j )m k +(j ﹣k )m i +(k ﹣i )m j =0;(Ⅲ)若对任意三元数组(i ,j ,k )(i ,j ,k 两两不相等),存在常数c ,使得(i ﹣j )m k +(j ﹣k )m i +(k ﹣i )m j =c ,求证:{a n }是等差数列. 【解答】解:(Ⅰ)a 1=m 1=1,a 1+a 2=2m 2=4,则a 2=3, a 1+a 2+a 3=3m 3=12,则a 3=8, a 1+a 2+a 3+a 4=4m 4=32,则a 4=20,证明:(Ⅱ)由等差数列的通项公式可得a p ﹣a q =(p ﹣q )(a 2﹣a 1),可得p ﹣q =a p −a qa 2−a 1,并注意到m s =a 1+a 2+⋯+a s n =(a 1+a s )n 2n=a 1+a s2, 于是(i ﹣j )m k +(j ﹣k )m i +(k ﹣i )m j =a i −a j a 2−a 1m k +a i −a k a 2−a 1m i +a k −ai a 2−a 1m j , =2a 2−a 1[(a i ﹣a j )(a 1+a k )+(a i ﹣a k )(a 1+a i )+(a k ﹣a i )(a 1+a j )], =2a 2−a 1[(a i ﹣a j )a k +(a i ﹣a k )a i +(a k ﹣a i )a j ]=0;证明:(Ⅲ)首项交换(i ﹣j )m k +(j ﹣k )m i +(k ﹣i )m j =c 中的i ,j 可得(j ﹣i )m k +(i ﹣k )m i +(k ﹣j )m i =c , 两式相加可得c =0,于是对任意三元数组(i ,j ,k )(i ,j ,k 两两不相等,总有(i ﹣j )m k +(j ﹣k )m i +(k ﹣i )m j =0,取i =n ,i =n +1,k =n +2, 得2m n +1=m n +2+m n ,即m n +2﹣m n +1=m n +1﹣m n =…=a 2﹣a 1,于是数列{m n }是等差数列, 故m n =m 1+(n ﹣1)•a 2−a 12=a 1+(n ﹣1)•a 2−a 12,另一方面m n =a 1+a 2+⋯+a nn, 于是a 1+a 2+…+a n =n (a 1+(n ﹣1)•a 2−a 12),当n ≥2时,用n ﹣1替换n 得,a 1+a 2+…+a n ﹣1=(n ﹣1)(a 1+(n ﹣2)•a 2−a 12),两式相减得a n =a 1+(n ﹣1)(a 2﹣a 1),n ≥2, a 1也满足上式,故{a n }是等差数列。

北京十四中2021一2022学年度第一学期期中检测

北京十四中2021一2022学年度第一学期期中检测

北京十四中2021一2022学年度第一学期期中检测高一数学测试卷2021.11一、选择题共12题,每题4分,共48分。

在每小题列出的四个选项中,选出符合题目要求的一项. 1.已知集合{1,0,1}A =-,集合{|02}B x Z x =∈≤≤,则A B =A.{1}-B.{0,1}C.{0,1,2}D.{1,0,1,2}-2.函数3()f x x x =+是 A.偶函数B.奇函数C.既是奇函数又是偶函数D.既不是奇函数也不是偶函数3.方程组222x yx y =⎧⎨+=⎩的解集是 A.{(1,1),(1,1)}-- B.{(1,1),(1,1)}-- C.{(2,2),(2,2)}-- D.{(2,2),(2,2)}--4.命题“2,10x x ∀∈+>R ”的否定是A.2,10x x ∃∈+≥RB.2,10x x ∀∈+≥RC.2,10x x ∃∈+≤RD.2,10x x ∀∈+≤R5.设,,a b c ∈R ,则下列命题中为真命题的是A.22a b ac bc >⇒>B.a b ac bc >⇒>C.22a b a b >⇒>D.a b a c b c >⇒->-6.已知,a b ∈R ,“a b >”是“1ab>”的( )条件.A.充分不必要B.必要不充分C.充分必要D.既不充分也不必要7.已知函数3()51f x x x =-+,则下列区间中一定包含()f x 零点的是A.(2,1)--B.(0,1)C.(2,0)-D.(1,0)-8.已知()f x 是一次函数,且(2)1(0)(2)10f f f -=-+=,,则()f x 的解析式为A.()35f x x =+B.()32f x x =+C.()23f x x =+D.()23f x x =-9.下列函数中,在区间(1,)+∞上单调递增的是A.31y x =--B.2y x=C.245y x x =-+D.|1|2y x =-+10.已知函数||()xx f x x =+则其图像为11.若不等式|3||4|x x a -+-<的解集不是空集,则实数a 的取值范围是A.1a ≥B.1a >C.7a >D.17a <<12.已知函数2,(),0x x af x x x a ≥⎧⎪=⎨<<⎪⎩(其中0a >),若对任意的120x x <<都有2121()()0f x f x x x ->-,则实数a 的取值是A.(0,)+∞B.(0,1]C.(1,)+∞D.[1,)+∞二、填空题.共8小题,每题5分,共40分. 13.函数()f x =___________. 14.不等式102x x ->+的解集为___________. 15.已知12,x x 是方程2560x x -+=的两个实数根,求下列各式的值:1211x x +=_______,2212x x +=_________. 16.已知函数的定义在R 上的奇函数,且0x >时,2()f x x =,则1()2f -=________,(0)f =_________.17.某车间分批生产某种产品,每批的生产准备费用为800元.若每生产x 件,则平均仓储时间为8x天,且每件产品每天的仓储费用为1元.要使平均到每件产品的生产准备费用与仓储费用之和最少,则每批应生产该种产品_______件.18.写出一个使得命题“x ∀∈R ,2230ax ax -+>恒成立”是假命题的实数a 的值:______.19.已知函数22,0(),0x x x f x x x ⎧--≤⎪=⎨>⎪⎩,若函数()()g x f x m =-有3个零点,则实数m 的取值范围是________.20.几位同学在研究函数()()1||xf x x x =∈+R 时给出了下面几个结论: ①函数()f x 的值域为(1,1)-;②若12x x ≠,则一定有()()12f x f x ≠;③()f x 在(0,)+∞是减函数; ④若规定1()()f x f x =,且对任意正整数n 都有:1()(())n n f x f f x +=,则()1||n xf x n x =+对任意*n N ∈恒成立.上述结论中正确结论的序号为___________.21.(本小题共12分)集合{|35},{|27}A x x B x x =-<<=-<< (1)求A B A B ,; (2)()A B R .22.(本小题共12分)在①[2,2]x ∈-,②[2,)x ∈-+∞这两个条件中任选一个,补充到下面问题的横线中,并求解该问题.已知函数2()4f x x ax =++.(1)当2a =-时,求()f x 在[2,2]-上的值域;(2)当_________时,求出函数()f x 的最小值以及相应的x 的值. 注:如果选择多个条件分别解答,则按第一个解答计分.23.(本小题共12分)设函数2(3 )2f x ax x a =++∈R ,. (1)若关于x 的方程()0f x =无实数解,求实数a 的取值范围; (2)当0a >时,求关于x 的不等式()10f x ax ++>的解集.24.(本小题共13分)设函数2()1ax b f x x +=+是定义在(1,1)-上的奇函数,且14()25f =. (1)确定函数()f x 的解析式;(2)试判断函数()f x 的单调性,并用定义法证明.25.(本小题共13分)已知()f x 是定义在R 的单调递减函数,对任意实数,m n 都有()()()f m n f m f n +=+,函数()2()2g x x x =-. (1)求(0)f 的值;(2)判断函数()f x 的奇偶性并证明;(3)若[1,2]t ∃∈-,使得(()1)(8)0f g t f t m -++<(m 为常实数)成立,求m 的取值范围.。

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北京十四中2020-2021学年度第一学期期中检测高三数学测试卷注意事项:1.本试卷共4页,共21道小题,满分150分.考试时间120分钟.2.在答题卡上指定位置贴好条形码,或填涂考号.3.试题答案一律填涂或书写在答题卡上,在试卷上作答无效.4.在答题卡上,选择题用2B 铅笔作答,其他试题用黑色字迹签字笔作答.5.答题不得使用任何涂改工具.一、选择题(本题共40分,每小题4分,每个题目只有一个选项正确)1. 已知全集U 是实数集R ,右边的韦恩图表示集合{}2M x x =与{}|13N x x =<<的关系,那么阴影部分所表示的集合可能为( )A. {}|2x x <B. {}|12x x <<C. {}|3x x >D. {}|1x x ≤【答案】D 【解析】阴影部分表示的集合为()UMN ,由题{}|1M N x x ⋃=>,所以(){}|1UM N x x ⋃=≤,故选择D.2. 已知向量()()()12,02,1,a b c λ==-=-,,,若()2//a b c -,则实数λ=( ) A. -3 B.13C. 1D. 3【答案】A 【解析】【详解】向量()()12,02a b ==-,,,则()22,6a b -=,若()2//a b c -,则有26λ=-,所以3λ=-.故选:A.3. 函数()sin()(0)f x x ωϕω=+>的一段图象如图所示,则ω=( )A14B.2π C.4π D.12【答案】B 【解析】 【分析】根据函数的图象,求得函数的最小正周期,结合三角函数周期的公式,即可求解. 【详解】由题意,函数()sin()(0)f x x ωϕω=+>的一段图象,可得2114T=-=,所以4T =, 又由24w π=,解得2w π=. 故选:B.4. 已知函数()log a f x x =,()x g x b =,的图像都经过点1(,2)4,则ab 的值为 A. 1 B. 2C. 4D. 8【答案】D 【解析】 【分析】函数f (x )=log a x ,g (x )=b x ,的图象都经过点124⎛⎫ ⎪⎝⎭,,可得14a log =2,14b =2,解得a ,b即可得出.【详解】函数f (x )=log a x ,g (x )=b x,的图象都经过点124⎛⎫⎪⎝⎭,,∴14alog =2,14b =2,解得a=12,b=16.则ab=8. 故选D .【点睛】本题考查了函数的性质、方程的解法,考查了推理能力与计算能力,属于基础题. 5. 下列函数中,既是偶函数又在(0,)+∞上单调递增的是( ) A. 3y x =-B. 12y x =C. ||2x y =D.3log ()y x =-【答案】C 【解析】 【分析】对每一个选项中的函数,先求定义域,若定义域关于原点对称,再观察是否满足()()f x f x =-,再根据初等函数的单调性判断在(0,)+∞上是否单调递增,可得出选项.【详解】A 项,对于函数3y x =-,定义域为R ,关于原点对称,()33()()f x x x f x -=--==-,所以函数3y x =-是奇函数,故A 项错误;B 项,对于函数12y x =,定义域为(0,)+∞,定义域不关于原点对称,所以函数12y x =为非奇非偶函数,故B 项错误;C 项,对于函数||2x y =,定义域为R ,关于原点对称,2()()2x x g x g x --===,所以函数2x y =为偶函数,当0x >时,22x x y ==,利用指数函数知,函数2xy =在区间(0,)+∞上为增函数,故C 正确;D 项,对于函数3log ()y x =-,定义域为(,0)-∞,定义域不关于原点对称,所以函数3log ()y x =-是非奇非偶函数,故D 项错误;故选:C .6. 已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,且110a =-,13(*)n n a a n +=+∈N ,则n S 取最小值时,n 的值是( ).A. 3B. 4C. 5D. 6【答案】B 【解析】分析:求出等差数列{}n a 的通项公式,()()111031313n a a n d n n =+-=-+-=-,利用3130n -≥,从而可得当4n =时,n S 取最小值.详解:在数列{}n a 中,由13n n a a +=+,得()13*n n a a n N +-=∈, ∴数列{}n a 是公差为3的等差数列.又110a =-,∴数列{}n a 是公差为3的递增等差数列. 由()()1110313130n a a n d n n =+-=-+-=-≥,解得133n ≥. ∵*n N ∈,∴数列{}n a 中从第五项开始为正值. ∴当4n =时,n S 取最小值. 故选B .点睛:求等差数列前n 项和的最大值的方法通常有两种:①将前n 项和表示成关于n 的二次函数,n S 2An Bn =+,当2B n A =-时有最大值(若2B n A=-不是整数,n 等于离它较近的一个或两个整数时n S 最大);②可根据0n a ≥且10n a +≤确定n S 最大时的n 值. 7. 某四棱锥的三视图如图所示,该四棱锥最长棱的棱长为( )A. 2 5 C. 3D. 22【答案】C 【解析】【分析】由三视图知该几何体是一条侧棱与底面垂直的四棱锥,由三视图求出几何元素的长度、判断出位置关系,由直观图求出该四棱锥最长棱【详解】根据三视图可知几何体是一个四棱锥,底面是一个直角梯形,AD ⊥AB 、AD //BC ,AD =AB =2、BC =1, P A ⊥底面ABCD ,且P A =2, ∴该四棱锥最长的棱长为222222213PA AC PC +=++=,故答案为:3.【点睛】本题利用空间几何体的三视图重点考查学生的空间想象能力和抽象思维能力,属于难题.三视图问题是考查学生空间想象能力最常见题型,也是高考热点.观察三视图并将其“翻译”成直观图是解题的关键,不但要注意三视图的三要素“高平齐,长对正,宽相等”,还要特别注意实线与虚线以及相同图形的不同位置对几何体直观图的影响.8. 已知P 是边长为2的正六边形ABCDEF 内的一点,则AP AB ⋅ 的取值范围是( ) A. ()2,6- B. (6,2)- C. (2,4)- D. (4,6)-【答案】A 【解析】 【分析】首先根据题中所给的条件,结合正六边形的特征,得到AP 在AB 方向上的投影的取值范围是(1,3)-,利用向量数量积的定义式,求得结果.【详解】AB 的模为2,根据正六边形的特征,可以得到AP 在AB 方向上的投影的取值范围是(1,3)-, 结合向量数量积的定义式,可知AP AB ⋅等于AB 的模与AP 在AB 方向上的投影的乘积, 所以AP AB ⋅的取值范围是()2,6-, 故选:A.【点睛】该题以正六边形为载体,考查有关平面向量数量积的取值范围,涉及到的知识点有向量数量积的定义式,属于简单题目. 9. 已知数列{}n a 的通项公式为n aa n n=+,则“1a ≤”是“数列{}n a 单调递增”的( ) A. 充分而不必要条件 B. 必要而不充分条件 C. 充要条件 D. 既不充分也不必要条件【答案】A 【解析】 【分析】由数列{}n a 单调递增,化简得到2a n n <+,再由2t n n =+的单调性求得a 的范围,然后再由充分条件,必要条件的定义判断. 【详解】若数列{}n a 单调递增 则11a a n n n n++>++, 化简得2a n n <+,令221124t n n n ⎛⎫=+=+- ⎪⎝⎭在[1,)+∞上递增, 所以2a <,所以“1a ≤”是“数列{}n a 单调递增”的充分不必要条件, 故选:A10. 《蒙娜丽莎》是意大利文艺复兴时期画家列奥纳多⋅达芬奇创作的油画,现收藏于法国罗浮宫博物馆.该油画规格为:纵77cm ,横53cm .油画挂在墙壁上的最低点处B 离地面237cm (如图所示).有一身高为175cm 的游客从正面观赏它(该游客头顶T 到眼睛C 的距离为15cm ),设该游客离墙距离为xcm ,视角为θ.为使观赏视角θ最大,x 应为( )A 77 B. 80 C. 100D. 772【答案】D 【解析】 【分析】 设ACD α,BCD β,则θαβ=-,利用两角差的正切公式用x 表示出θ,再根据对勾函数的单调性求解.【详解】解:过C 作CD AB ⊥于D ,设ACD α,BCD β,则θαβ=-,则2371751577BD(cm ),7777154AD (cm ),∴154tan AD CD xα,77tan BD CDxβ, ∴tan θ=tan αβtan tan 1tan tan αβαβ15477154771x xx x7711858xx, ∴当且仅当11858x x即772x 时,tan θ有最大值,此时θ也最大,故选:D .【点睛】本题主要考查两角差的正切公式的应用,考查对勾函数的单调性与最值,属于中档题.二、填空题(本题共25分,每小题5分)11. 角θ的终边经过点(1,P ,则sin 6πθ⎛⎫+= ⎪⎝⎭____________.【答案】12- 【解析】 【分析】利用正弦函数定义求得sin θ,再由正弦函数两角和的公式计算 【详解】由题意sin θ=1cos 2θ=,所以,1sin cos 622πθθθ⎛⎫+=+ ⎪⎝⎭311442=-+=-, 故答案为:12-12. 已知AB ,AC 是不共线的两个向量,BE =12AC AB -,则AE AC=______. 【答案】12【解析】 【分析】由已知可知,AE =AB BE +=12AC ,代入即可求解AE AC. 【详解】AB ,AC 是不共线的两个向量,BE =12AC AB -,∴AE =AB BE +=12AC , 则AEAC =12AC AC=12, 故答案为12. 【点睛】本题主要考查了向量的基本运算,属于基础试题. 13. 函数22,0()3,0x x f x x x +<⎧=⎨->⎩,满足()01f x >的0x 的取值范围是____________. 【答案】()()102-+∞,,. 【解析】 【分析】根据分段函数的解析式得出不等式组00+210x x >⎧⎨<⎩或20031>0x x ⎧->⎨⎩,解之可得答案.【详解】因为22,0()3,0x x f x x x +<⎧=⎨->⎩,()01f x >,所以00+210x x >⎧⎨<⎩或20031>0x x ⎧->⎨⎩,解得10x 或0>2x ,所以0x 的取值范围是()()102-+∞,,. 故答案为:()()102-+∞,,. 14. 在ABC ∆中,3,4,AB AC ==若ABC∆的面积为则BC 边的长度为______.【解析】 【分析】利用三角形的面积公式,求得角A ,再利用余弦定理,即可求解BC 边的长度,得到答案. 【详解】由题意,在ABC ∆中,3AB =,4AC=,且面积为所以11sin 34sin 22AB AC A A ⋅=⨯⨯=sin A =,又因为(0,)A π∈,所以3A π=或23A π=, 当3A π=时,1cos 2A =, 由余弦定理,可得222212cos 34234132BC AB AC AB AC A =+-⋅=+-⨯⨯⨯=; 当23A π=时,1cos 2A =-,由余弦定理,可得222212cos 34234()372BC AB AC AB AC A =+-⋅=+-⨯⨯⨯-=,综上,BC 边的长度为13或37.【点睛】本题主要考查了余弦定理和三角形的面积公式的应用,其中在解有关三角形的题目时,要抓住题设条件和利用某个定理的信息,合理应用正弦定理和余弦定理求解是解答的关键,着重考查了运算与求解能力,属于基础题.15. 给定函数y =f (x ),设集合A ={x |y =f (x )},B ={y |y =f (x )}.若对于∀x ∈A ,∃y ∈B ,使得x +y =0成立,则称函数f (x )具有性质P .给出下列三个函数:①1y x =;②12xy ⎛⎫= ⎪⎝⎭;③y =lgx .其中,具有性质P 的函数的序号是_____. 【答案】①③ 【解析】 【分析】A 即为函数的定义域,B即为函数的值域,求出每个函数的定义域及值域,直接判断即可.【详解】对①,A = (﹣∞,0)∪ (0,+∞),B = (﹣∞,0)∪ (0,+∞),显然对于∀x ∈A ,∃y ∈B ,使得x +y =0成立,即具有性质P ;对②,A =R ,B = (0,+∞),当x >0时,不存在y ∈B ,使得x +y =0成立,即不具有性质P ; 对③,A = (0,+∞),B =R ,显然对于∀x ∈A ,∃y ∈B ,使得x +y =0成立,即具有性质P ; 故答案为:①③.【点睛】本题以新定义为载体,旨在考查函数的定义域及值域,属于基础题.三、解答题(本题共85分)16. 已知等差数列{}n a 和等比数列{}n b 满足111a b ==,2410a a +=,245b b a =.(1)求{}n a 的通项公式;(2)若12381n a a a a +++⋅⋅⋅+=,求n ; (3)求和:13521n b b b b -+++⋅⋅⋅+.【答案】(1)21n a n =-;(2)9n =;(3)312n -【解析】 【分析】(1)利用11a =,2410a a +=,求得数列{}n a 的公差,从而求得{}n a 的通项公式; (2)利用等差数列求和公式即可求得.(3)利用245b b a =,59a =,求得239b =,由等比数列性质知33b =,即23q =,知数列{}21n b -是首项为1,公比为3的等比数列,利用等比数列求和公式即可求得. 【详解】(1)设等差数列{}n a 的公差为d ,由题可得:24332105a a a a +==⇒=,又11a =,解得112a d =⎧⎨=⎩ ,()1–121n a a n d n ∴=+=-(2)利用等差数列求和可知2123(121)2n n n a a a a n +-+++⋅⋅⋅+==,即281n =,解得:9n =或9n =-(舍去)9n ∴=(3)设等比数列{}n b 的公比为q ,又2243b b b =,59a =,即239b =,又22310b b q q ==>,解得:33b =或33b =-(舍去)即23q =,所以数列{}21n b -是首项为1,公比为3的等比数列135211(13)31132n n n b b b b -⨯--∴+++⋅⋅⋅+==- 17. 已知函数()21()2cos 1sin 2cos 42=-+f x x x x . (1)求()f x 的最小正周期;(2)求()f x 的最大和最小值以及相应的x 的取值;(3)若,2παπ⎛⎫∈⎪⎝⎭,且()f α=,求α的值.【答案】(1)2π;(2)函数()f x ,此时+,162k x k Z ππ=∈;函数()f x 的最小值为2-,此时3+,162k x k Z ππ=-∈;(3)3148πα=或4748π. 【解析】 【分析】(1)化简函数解析式为最简形式,利用公式求出周期 (2)根据正弦的性质可求得函数最值和相应的x 的取值; (3)根据限定范围和正弦函数的取值可求得答案. 【详解】(1),因为()()212cos 1sin 2cos 42f x x x x =-+1cos 2sin 2cos 42x x x =+()sin 124cos4x x +=)24x π=+,所以()f x )24x π=+, 所以()f x 的最小正周期为242ππ=,(2)由(1)得()f x sin(4)24x π=+,所以当sin(4)14x π+=时,函数()f x 的最大值为2,此时4+2,42x k k Z πππ+=∈,即+,162k x k Z ππ=∈;当sin(4)14x π+=-时,函数()f x 的最小值为,此时4+2,42x k k Z πππ+=-∈,即3+,162k x k Z ππ=-∈;所以函数()f x,此时+,162k x k Z ππ=∈;函数()f x的最小值为,此时3+,162k x k Z ππ=-∈; (3)因为(,)2παπ∈,所以9174(,)444πππα+∈.因为()f α=,所以()sin(4)244f παα=+=,即1sin(4)42πα+=. 所以17446ππα+=或256π,故3148πα=或4748π. 18. 已知函数()2()(2,)xf x x ax a e a x R =++≤∈. (1)当1a =时,求()f x 的单调区间;(2)是否存在实数a ,使()f x 的极大值为3;若存在,求出a 的值,若不存在,请说明理由.【答案】(1)()f x 在()2-∞-,和()1,-+∞上单调递增,在()21--,上单调递减;(2)存在,243a e =-. 【解析】 【分析】(1)当1a =时,()2()1xf x x x e =++,求导,分析导函数取得正负的区间,从而得出函数()f x 的单调区间;(2)求导,分2a =和2a <两种情况得出导函数的正负,得出函数()f x 的单调性,从而得函数的极大值,建立方程,解之可得答案.【详解】(1)当1a =时,()2()1xf x x x e =++,所以()()()'2()3212x x f x e x x e x x =++=++,令'()0f x =,得1x =-或2-,所以当2x <-或>1x -时,'()>0f x ;当21x -<<-时,'()0f x <,所以()f x 在()2-∞-,和()1,-+∞上单调递增,在()21--,上单调递减;(2)存在,243a e =-,理由如下:()()()'2()2+22x xf x e x a x a e x a x ⎡⎤=++=++⎣⎦,令'()0f x =,得x a =-或2-, 因为2,a ≤所以2,a -≥-所以当2a =时,'()>0f x 恒成立,所以()f x 在R 上单调递增,此时函数()f x 不存在极值,所以2a ≠;当2a <时,>2a --,所以当2x <-或>x a -时,'()>0f x ;当2x a -<<-时,'()0f x <,所以()f x 在()2-∞-,和()a -+∞,上单调递增,在()2a --,上单调递减, 所以函数()f x 在2x =-时,取得极大值,所以()23f -=,即()2(2)243f a a e --=+=-,解得2432a e =-<,所以存在,243a e =-,使()f x 的极大值为3.【点睛】利用导函数研究函数的单调性,极值,最值等问题时,关键在于分析出导函数取得正负的区间,如果有参数,需讨论参数的范围,使之能确定导函数取得正负的区间. 19. 在四棱锥P ABCD -中,平面PAD ⊥平面ABCD ,PAD △为等边三角形,AB AD12CD ,AB AD ⊥,//AB CD ,点M 是PC 的中点.(1)求证://MB 平面P AD ; (2)求二面角P BC D --的余弦值;(3)在线段PB 上是否存在点N ,使得DN ⊥平面PBC ?若存在,请求出PNPB的值;若不存在,请说明理由.【答案】(1)证明见解析;(215(3)在线段PB 上不存在点N ,使得DN ⊥平面PBC . 【解析】【分析】(1)取PD 中点H ,连结MH ,AH ,推导出四边形ABMH 为平行四边形,由此能证明BM ∥平面P AD .(2)取AD 中点O ,连结PO ,以O 为原点,如图建立空间直角坐标系,利用向量法能求出二面角P ﹣BC ﹣D 的余弦值. (3)设点N (x ,y ,z ),且 [],0,1PNPBλλ=∈,利用向量法求出在线段PB 上不存在点N ,使得DN ⊥平面PBC .【详解】(1)取PD 中点H ,连结MH ,AH .因为 M 为PC 中点,所以 1//,2HM CD HM CD =. 因为1//,2AB CD AB CD =,所以AB ∥HM 且AB =HM .所以四边形ABMH 为平行四边形, 所以BM ∥AH .因为 BM ⊄平面P AD ,AH ⊂平面P AD ,所以BM ∥平面P AD . (2)取AD 中点O ,连结PO .因为P A =PD ,所以PO ⊥AD .因为平面P AD ⊥平面ABCD ,平面P AD ∩平面ABCD =AD ,PO ⊂平面P AD ,所以PO ⊥平面ABCD . 取BC 中点K ,连结OK ,则OK ∥AB .以O 为原点,如图建立空间直角坐标系,设AB =2,则()()()()(1,0,0,1,2,0,1,4,0,1,0,0,A B C D P --,(2,2,0),(1,2,BC PB =-=,则平面BCD的法向量(0,0OP =,设平面PBC 的法向量(,,)n x y z =,由00BC n PB n ⎧⋅=⎨⋅=⎩,得22020.x y x y -+=⎧⎪⎨+=⎪⎩令1x =,则(1,1,3)n =.cos ,||||3OP n OP n OP n ⋅<>===⨯由图可知,二面角P ﹣BC ﹣D 是锐二面角, 所以二面角P ﹣BC ﹣D (3)在线段PB 上是不存在点N ,使得DN ⊥平面PBC .设点(,,)N x y z ,且[],0,1PNPBλλ=∈,则PN PB λ=,所以()(,,3)1,2,3x y z λ-=-.则233.x y z λλλ⎧=⎪=⎨⎪=-⎩,所以(,2,33)N λλλ-,(+1,233)DN λλλ=-,. 若 DN ⊥平面PBC ,则//DN n , 即33123λλλ-+==,此方程无解, 所以在线段PB 上不存在点N ,使得DN ⊥平面PBC .【点睛】在解决线段上是否存在点,使得满足线面平行或线面垂直等条件的问题,常常采用向量的线性表示,运用λ法,设出点的坐标,表示已知条件,求解方程的解,得出结论. 20. 已知函数()(1)(21)x f x axe a x =-+-.(1)若1a =,求函数()f x 的图像在点(0,(0))f 处的切线方程; (2)当0x >时,函数()0f x ≥恒成立,求实数a 的取值范围. 【答案】(Ⅰ)32y x =-+(Ⅱ)11a e ≥-. 【解析】试题分析:(1)求出()'4xxf x xe e =+-,求出()0f 的值可得切点坐标,求出()'0f 的值,可得切线斜率,利用点斜式可得曲线()y f x =在点()()0,0f 处的切线方程;(2)首先根据首先()10f ≥,初步判断101a e ≥>-,再证明()'f x 存在唯一根0x ∈ (]0,1,且函数()f x 在()00,x 上单调递减,在()0x +∞上单调递增,函数()f x 的最小值为()()()0000121x f x ax e a x =-+-,只需()00f x ≥即可,又0x 满足()00221xa e a x +=+,代入上式即可证明.试题解析:(Ⅰ)若1a =,则()()221xf x xe x =--,当0x =时,()2f x =,()'4xxf x xe e =+-,当0x =时,()'3f x =-, 所以所求切线方程为32y x =-+ (Ⅱ)由条件可得,首先()10f ≥,得101a e ≥>-, 而()()()'121xf x a x e a =+-+,令其为()h x ,()()'2xh x a x e =+恒为正数,所以()h x 即()'f x 单调递增,而()'020f a =--<,()'12220f ea a =--≥,所以()'f x 存在唯一根0x ∈ (]0,1, 且函数()f x 在()00,x 上单调递减,在()0x +∞上单调递增,所以函数()f x 的最小值为()()()0000121xf x ax e a x =-+-,只需()00f x ≥即可,又0x 满足()00221x a e a x +=+,代入上式可得()()()200001211a x x f x x +-++=+(]00,1x ∈ 200210x x ∴-++≥,即:()00f x ≥恒成立,所以11a e ≥-. 21. 已知任意的正整数n 都可唯一表示为1100112222k k k k n a a a a --=⋅+⋅+⋅⋅⋅+⋅+⋅,其中01a =,12,,a a ,{0,1}k a ⋅⋅⋅∈,*k N ∈.对于*n N ∈,数列{}n b 满足:当01,,,k a a a ⋅⋅⋅中有偶数个1时,0n b =;否则1n b =,如数5可以唯一表示为2105120212=⨯+⨯+⨯,则50b =. (1)写出数列{}n b 的前8项;(2)求证:数列{}n b 中连续为1的项不超过2项;(3)记数列{}n b 的前n 项和为n S ,求满足1026n S =的所有n 的值.(结论不要求证明)【答案】(1)1,1,0,1,0,0,1,1; (2)证明见解析; (3)2051n =或2052n =.. 【解析】 【分析】(1)由题意,1100112222k k k k n a a a a --=⋅+⋅+⋅⋅⋅+⋅+⋅,实际根是将十进制的转化为二进制的数,即可得到答案;(2)设数列{}n b 中某段连续为1的项从m b 开始,则1m b =,由1001222k k k m a a a -=⋅+⋅+⋅⋅⋅+⋅,则12,,,k a a a 中有奇数个1,分01a =且12,,,k a a a 中无0和当01a =且12,,,k a a a 中有0,两种情况,即可证明; (3)由(2),即可求得n 的值.【详解】(1)由1100112222k k k k n a a a a --=⋅+⋅+⋅⋅⋅+⋅+⋅,根据数列{}n b 满足:当01,,,ka a a ⋅⋅⋅中有偶数个1时,0nb =;否则1n b =, 所以数列{}n b 的前8项为1,1,0,1,0,0,1,1.(2)设数列{}n b 中某段连续为1的项从m b 开始,则1m b =,由题意,令1100112222k k k k m a a a a --=⋅+⋅+⋅⋅⋅+⋅+⋅,则12,,,k a a a 中有奇数个1,当01a =且12,,,k a a a 中无0时,因为1102222k k m -=++⋅⋅⋅++,所以110112020202k k m ++=⨯+⨯+⋅⋅⋅+⨯+⨯,110212020212k k m ++=⨯+⨯+⋅⋅⋅+⨯+⨯,所以121,1,0m m m b b b ++===,此时连续2项为1, 当01a =且12,,,k a a a 中有0时,①若0k a =,则11001122202k k k m a a a --=⋅+⋅+⋅⋅⋅+⋅+⋅, 则11001122212k k k m a a a --=⋅+⋅+⋅⋅⋅+⋅+⋅,因为12,,,k a a a 中有奇数个1,所以10m b +=,此时连续I 项为1.②若1k a =,即1101122202k k sk m a a a --=⋅+⋅+⋅⋅⋅+⋅+⋅+连续s 个乘以2i , 则1101122212k k sk m a a a --=⋅+⋅+⋅⋅⋅+⋅+⋅+连续s 个乘以2i ,11011222202k k sk m a a a --+=⋅+⋅+⋅⋅⋅+⋅+⋅+110020212(1)02s is -⨯++⨯+⨯-连续个乘以(其中i N ∈),如果s 为奇数,那么120,0m m b b ++==,此时连续2项为1, 如果s 为偶数,那么10m b +=,此时仅有1项为1m b =, 综上所述,连续为1的项不超过2项.(3)由(2)可得,满足1026n S =,可得2051n =或2052n =. 【点睛】有关数列新定义问题特点与解题思路:1、新定义数列问题的特点:通过给出一个新的数列的概念,或约定一种新运算,或给出几个新模型来创设新的问题情景,要求再阅读理解的基础上,依据他们提供的信息,联系所学的知识和方法,实现信息的迁移,达到灵活解题的目的;2、新定义问题的解题思路:遇到新定义问题时,认真分析定定义的特点,弄清新定义的性质,按新定义的要求,“照章办事”,逐条分析、运算、验证,使问题得以解决.。

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