天津市南开中学2020-2021学年高三上学期第三次月考数学试题

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③把函数 的图像上所有点向左平移 个单位长度,得到函数 的图像.
其中所有正确结论的序号是()
A.①B.①③C.②③D.①②③
9.已知函数 ,若方程 有且只有三个不同的实数根,则 的取值范围是( )
A. B.
C. D.
二、填空题
10.i是虚数单位,纯虚数z满足 ,则实数m的值为________.
11.在 的展开式中,常数项是________.
(1)当 时, , 的值域为 ,则 恒成立,
故 成立
(2)当 时,
当 , 单调递减,故此时 .
当 时, ,当 时, 单调递增;当 时, 单调递减
①当 时, 在 上单调递增.
此时 的值域为 , 恒成立
②当 时, 在 时, 取得最小值
当 时, ,则 恒成立
当 时, .此时若 即 时, ,此时不符合题意

由图象知,只有y= 在(0,+∞)上单调递增.
故选:A.
【点睛】
本题主要考查函数的图象和单调性,意在考查学生对这些知识的理解掌握水平.
3.D
【分析】
根据函数的奇偶性和函数图像上的特殊点对选项进行排除,由此得出正确选项.
【详解】
,故函数为奇函数,图像关于原点对称,排除 选项.由 排除 选项.由 ,排除C选项,故本小题选D.
当底数与指数都不相同时,选取适当的“媒介”数(通常以“ ”或“ ”为媒介),分别与要比较的数比较,从而可间接地比较出要比较的数的大小.
6.D
【分析】
对椭圆的焦点位置进行分类讨论,结合已知条件可得出关于 的等式,进而可求得 的值.
【详解】
在椭圆 中,由已知可得 ,解得 .
若椭圆的焦点在 轴上,可得 ,解得 ;
18.设数列 是公比为正整数的等比数列,满足 , .设数列 满足 , .
(1)求 的通项公式;
(2)求证:数列 是等差数列,并求 的通项公式;
(3)记 , .求证: .
19.已知椭圆C: ( )的离心率 ,且点 在椭圆上.
(1)求椭圆C的方程;
(2)若椭圆C的左焦点为F,右顶点为A,点B在椭圆位于x轴上方的部分,直线 与y轴交于点D,点E是y轴上一点,满足 ,直线 与椭圆C交于点G.若 的面积为 ,求直线 的方程.
由上述过程可得, ,Hale Waihona Puke Baidu
点G到直线 的距离为 .
因此, ,
化简得 ,解得 ,
所以直线 的方程为 .
【点睛】
思路点睛:该题考查的是有关直线与椭圆的问题,解题思路如下:
(1)证明:以点A为坐标原点,向量 , , 的方向分别为x,y,z轴正方向,建立空间直角坐标系.
易知, , , , , , .
设点P为 中点,则有 ,
, ,
又因为 平面 , 平面 ,所以 平面 .
(2)由 , ,得 .
所以,异面直线 和 所成角的余弦值为 .
(3)由(1)中知, .
设平面 的法向量为 ,
, 恒成立,
(3)当 时, 时, 为单调递增的一次函数, .

在 上为增函数,值域为
要有意义,则 此时 , .
,故
因此 , 恒成立
综上所述,
故答案为:
【点睛】
(1)分段函数问题中参数值影响变形时,往往要分类讨论,需有明确的标准、全面的考虑,注意小分类要求交,大综合要求并.
(2)求解过程中,求出的参数的值或范围并不一定符合题意,因此要检验结果是否符合要求.
【点睛】
本小题主要考查函数图像的识别,考查函数的奇偶性的判断方法,属于基础题.
4.D
【分析】
首先根据题意得到 ,解得 ,再计算 即可.
【详解】
根据题意, , , 成等比数列,即 ,
则有 ,解可得 或 (舍 ,
则 的前5项之和 .
故选:D
【点睛】
本题主要考查等差数列的前 项和,同时考查了等比中项,属于简单题.
9.D
【分析】
先将 有且只有三个不同的实数根转化为两函数有三个交点的问题,结合函数图像,即可求出结果.
【详解】
由 得 ,即 ,设 , , 的顶点 在直线 上,而 与 的交点坐标为 , ,联立 ,可得 ,由 ,得 ,
结合函数 , 的图像可得,要使 有且只有三个不同的实数根,只需 .
故选D.
【点睛】
本题主要考查函数与方程的应用,通常情况下,需要构造函数,结合函数的单调性和图像来处理,属于中档试题.
四、解答题
16.在 中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c.已知 , , .
(1)求角C的大小;
(2)求 的值;
(3)求 的值.
17.如图,在四棱锥 中,侧棱 底面 ,底面 是直角梯形, , , , .
(1)设点M为棱 的中点,求证: 平面 ;
(2)求异面直线 和 所成角的余弦值;
(3)棱SB上是否存在点N,使得平面 平面 ?若存在,求出 的长;若不存在,说明理由.
所以 .
17.(1)证明见解析;(2) ;(3)存在, 的长为 .
【分析】
(1)建立适当的空间直角坐标系,利用向量证明 从而证明线面平行;(2)求出向量 、 的坐标,代入 即可求解;(3)设 ,用 表示出点N的坐标,求出平面SBC、平面ANC的法向量,由题意知 则 ,即可带入坐标求得 从而求得 .
【详解】
,当 ,n为奇数时有 ,B错误;
若 , 为零向量,对于任意实数λ,有 ,但 共线,C错误;
两直线平行则 ,解得 或1,当 时两直线重合不满足条件,所以 ;由两直线垂直可得 ,解得 或1.所以“直线 与 平行”是直线 与 垂直”的充分非必要条件,D正确.
故选:D
8.B
【分析】
本题首先可通过周期计算公式得出①正确,然后求出曲线 的对称中心即可判断出②错误,最后通过三角函数的图像变换以及诱导公式判断出③正确.
故答案为:
12.
【分析】
由已知求得 ,又由 ,求得 , ,从而利用 ,代入可求得答案.
【详解】
因为 ,所以 ,又 ,所以 ,
又向量 和 的夹角为 ,所以 ,得 ,
所以 ,
故答案为: .
13.
【分析】
利用换元法,设 , ,所以 ,再根据基本不等式中“1”的代换,即可求出.
【详解】
设 , ,所以 .


【分析】
(1)由 , 解得首项和公比可得答案;
(2)由 ,可得 进而求得答案;
(3) ,用裂项相消可得证明.
【详解】
(1)设数列 的公比为q,有 解得 所以 .
(2)证明: ,
又因为 ,所以数列 是以 为首项, 为公差的等差数列,
其通项公式为 ,进而, .
(3)由(1)、(2)知 , ,所以

所以 .
当且仅当 时取等号,即 时取等号.
故答案为: .
【点睛】
本题解题关键是通过换元法设 , ,转化为常见基本不等式模型,在 的条件下求 的最小值,从而顺利求解.
14.
【分析】
欲利用 单调性求 值域,确定将 , , 分成三类讨论,又根据具体情况,在每一类情况下又细分,讨论出符合 恒成立的a的取值范围.
【详解】
7.以下命题正确的是()
A.命题“任意 , ”的否定为“存在 , ”
B.设等比数列的前n项和为 ,则“ ”是“公比 ”的充要条件
C.若对于任意实数λ,有 ,则向量 , 不共线
D.“直线 与 平行”是直线 与 垂直”的充分非必要条件
8.已知函数 .给出下列结论:
① 的最小正周期为 ;
②点 是曲线 的对称中心;
故答案为:外;
16.(1) ;(2) ;(3) .
【分析】
(1)利用余弦定理求解即可.
(2)利用正弦定理求解即可.
(3)首先计算 ,从而得到 , ,再计算 的值即可.
【详解】
(1)由余弦定理,得 ,
又因为 ,所以 .
(2)由(1),有 ,
由正弦定理,得 .
(3)解:由 ,知A为锐角,故 ,
进而 , ,
5.B
【分析】
分别判断 , 和 ,再代入计算,可得 .
【详解】
因为 ,所以 ;又因为 ,所以 ;
又 ,所以 ,所以 .
故选:B.
【点睛】
对于指数幂的大小的比较,我们通常都是运用指数函数的单调性,但很多时候,因幂的底数或指数不相同,不能直接利用函数的单调性进行比较.这就必须掌握一些特殊方法.在进行指数幂的大小比较时,若底数不同,则首先考虑将其转化成同底数,然后再根据指数函数的单调性进行判断.对于不同底而同指数的指数幂的大小的比较,利用图象法求解,既快捷,又准确;
【详解】
(1)由已知,有 ,解得 ,
所以椭圆C的方程为 ;
(2)由(1)知, , .
设直线 的方程为 ( ),
其与椭圆C的交点 满足方程组
消去y得到 ,
解得 .在直线 的方程中,
令 ,解得 ,即得 .
设 ,由题意,
有 ,解得 .
进而得到直线 的方程为 ,
其与椭圆C的交点 满足方程组
消去x得到 ,
解得 ,进而 .
(3)分段函数的最值的求法:先求每一段的最大(小)值,再把每一段的最大(小)值比较,即得到函数的最大(小)值.
15.外
【分析】
根据点P距圆心的距离可判断点与圆的位置关系,两圆内切则大圆半径为圆心距加小圆半径.
【详解】
, P在圆C外,
设以P为圆心且和圆C内切的圆的方程为 ,
即 ,
以P为圆心且和圆C内切的圆的方程为 .
有 ,进而 ,不妨设 ,得 ,
易知 分别为平面ABCD、平面ABS的法向量,
, 平面ABCD与平面SBC不垂直,
, 平面ABS与平面SBC不垂直,
所以点N不在棱SB的端点处,
依题意,设 ,( ),可得 .
设平面 的法向量为 ,
有 ,进而 ,
不妨设 ,得 .
由题意知, ,则 ,解得 .
此时, .
18.(1) ;(2)证明见解析, ;(3)证明见解析.
若椭圆的焦点在 轴上,可得 ,解得 .
因此, 或 .
故选:D.
7.D
【分析】
根据全称命题的否定为特称命题判断A选项;举反例判断B选项;若对于任意实数λ,非零向量 满足 ,则向量 , 不共线,C错误;分别根据两直线的平行、垂直关系求出k的值,然后判断两命题之间的关系.
【详解】
命题“任意 , ”的否定为“存在 , ”,A错误;
20.已知函数 , .
(1)若 ,求函数 的最大值;
(2)若 ,
(i)求过原点且与曲线 相切的直线方程;
(ii)设 , 为方程 ( )的解,求证: .
参考答案
1.B
【分析】
根据已知条件,直接求集合的交集即可.
【详解】
因为 , ,

故选:B.
2.A
【分析】
画出每个函数的图象,即得解.
【详解】
y= = ,y= = ,y= ,y= ,它们的图象如图所示:
【详解】
①:函数 的最小正周期 ,①正确;
②: ,即 ,
则曲线 的对称中心为 ,
点 不是曲线 的对称中心,②错误;
③:函数 的图像上所有点向左平移 个单位长度,
得到函数 的图像,
因为 ,所以③正确,
故选:B.
【点睛】
关键点点睛:本题考查三角函数的周期性、对称性、图像变换以及诱导公式的应用,函数 向左平移 个单位,得到 ,然后横坐标缩小 倍,得到 ,再然后向上平移 个单位,可以得到 ,考查推理能力,是中档题.
C.y= D.y=
3.函数 , 图象大致为( )
A. B. C. D.
4.已知公差不为0的等差数列 的首项 ,若 , , 成等比数列,则 的前5项之和为()
A. B. C. D.
5.设 , , ,则a,b,c的大小关系为()
A. B.
C. D.
6.椭圆 的焦距为4,则 的值为()
A. B. C. 或 D. 或
【点睛】
方法点睛:本题考查了分析问题、解决问题的能力,解答的关键是利用等比数列的通项公式、由递推数列求证等差数列、利用裂项相消求和,考查了推理与运算能力.
19.(1) ;(2) .
【分析】
(1)由离心率及过的点和 之间的关系求出椭圆的标准方程;
(2)由(1)得 的坐标,设直线 的方程,与椭圆联立得 的坐标,由题意得点 的坐标,再由题意得 的坐标,表示出面积,求得 的值,得到直线 的方程.
天津市南开中学2020-2021学年高三上学期第三次月考数学试题
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.设集合 ,集合 ,则 ()
A. B. C. D.
2.下列函数中,在区间(0,+∞)上单调递增的是()
A.y= B.y=
12.已知向量 和 的夹角为 , , ,则 的值为________.
13.已知 , ,且 ,则 的最小值为________.
14.已知 .设函数 若关于x的不等式 恒成立,则a的取值范围为________.
三、双空题
15.已知点 和圆C: ,则P在圆C________(填内、外或上),以P为圆心且和圆C内切的圆的方程为________________.
10.2
【分析】
利用复数的除法运算将复数z整理为 的形式,再根据z为纯虚数则实部为零求解m.
【详解】
为纯虚数, ,解得 .
故答案为:2
11.60
【分析】
由二项式定理可得二项式展开式的通项公式,令 ,运算即可得解.
【详解】
二项式 的展开式的通项公式为 ,
令 ,解得 ,
所以 的二项展开式中,常数项为 .
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