2021届四川省成都石室中学一诊数学(文)试题Word版含解析
2021届四川省成都石室中学一诊数学(文)试题
一、单选题
1.已知集合{}
1A x N x =∈>,{}
5B x x =<,则A B =( )
A .{}
15x x << B .{}
1x x > C .{}2,3,4 D .{}1,2,3,4,5
【答案】C
【解析】由交集的定义求解即可,注意x ∈N 【详解】
{}{}152,3,4A B x N x ?=∈<<=
故选:C 【点睛】
本题考查集合的交集运算,属于基础题
2.设i 为虚数单位,若复数z 满足1iz i =+,则z 的共轭复数为( ) A .1i - B .1i --
C .1i -+
D .1i +
【答案】D
【解析】把已知等式变形,然后利用复数代数形式的乘除运算化简,再由共轭复数的概念得答案. 【详解】
由z ?i =1+i ,得z ()()2
111i i i
i i
i +-+==
=--,
∴1z i =+, 故选:D . 【点睛】
本题考查复数代数形式的乘除运算,考查了共轭复数的概念,是基础题. 3.若等边ABC 的边长为4,则AB AC ?=( )
A .8
B .8-
C .
D .-
【答案】A
【解析】可画出图形,根据条件及向量数量积的计算公式便可得出AB BC ?的值.
【详解】 如图,
根据条件,1
604482
AB AC AB AC cos ?=?=??=. 故选:A . 【点睛】
本题考查等边三角形的概念,以及向量夹角的概念,向量数量积的计算公式. 4.由数字0,1,2,3组成的无重复数字的4位数中,比2019大的数的个数为( ) A .10 B .11
C .12
D .13
【答案】B
【解析】分别讨论首位为3,2的情况,进而汇总即可 【详解】
当首位为3时,都满足,共6个;
当首位为2,百位为1或3时,都满足,此时4个; 当首位为2,百位为0时,只有2031满足, 综上,共11个 故选:B 【点睛】
本题考查分类讨论思想的应用,考查分类加法计数原理
5.若等比数列{}n a 满足:11a =,534a a =,1237a a a ++=,则该数列的公比为( ) A .2- B .2
C .2±
D .
12
【答案】B
【解析】直接由534a a =得到q =2或﹣2,再依据条件进行取舍. 【详解】
设等比数列{a n }的首项为a 1,公比为q
∵534a a =,∴q =2或﹣2,
又当q =2时,满足1237a a a ++=,
当q =﹣2时,1231243a a a ++=-+=,不满足1237a a a ++=, ∴q =2. 故选:B 【点睛】
本题考查等比数列的通项公式的基本运算,考查了分类讨论思想,属于基础题. 6.若实数a ,b 满足||||a b >,则( ) A .a b e e > B .sin sin a b >
C .11a
b
a b e e e e
+
>+ D .))a b >
【答案】C
【解析】利用反例判断A 、B 、D 不正确,函数的单调性以及函数的奇偶性判断C 的正误即可. 【详解】
对于A ,∵e ﹣2
<e 1
,∴A 错误; 对于B :26sin sin ππ??
-
???
<,∴B 错误; 对于C :()1
x
x f x e e
=+为偶函数,且当x ∈(0,+∞)时,单调递增,当||||a b >时,()()f a f b >,即1111a
b a b
a b a b
e e e e e e e e
+
=+>+=+,故C 正确;
对于D ,反例a =2,b =﹣1,可得))
2ln
a ln
=<0,))
1ln
b ln
=>0,
))
ln
a ln
b <.所以D 不正确,
故选:C . 【点睛】
本题考查命题的真假的判断与应用,考查指数函数,三角函数,以及函数奇偶性、单调性的应用,是基本知识的考查.
7.在正四棱柱1111ABCD A B C D -中,14AA =,2AB =,点E ,F 分别为棱1BB ,1CC 上两点,且
114BE BB =
,11
2
CF CC =,则( ) A .1D E AF ≠,且直线1D E ,AF 异面 B .1D E AF ≠,且直线1D E ,AF 相交 C .1D E AF =,且直线1D E ,AF 异面 D .1D E AF =,且直线1D E ,AF 相交
【答案】A
【解析】作图,通过计算可知D 1E ≠AF ,取点M 为BC 的中点,则AMFD 1共面,显然点E 不在面AMFD 1内,由此直线D 1E ,AF 异面. 【详解】 ∵2222111111712D E D B B E AF AC CF D E =
+==+=≠,,
如图,取点M 为BC 的中点,则AD 1∥MF , 故AMFD 1共面,点E 在面AMFD 1面外, 故直线D 1E ,AF 异面. 故选:A .
【点睛】
本题主要考查异面直线的判定及空间中线段的距离求解,属于基础题. 8.设函数()2
192
f x x alnx =
-,若f (x )在点(3,f (3))的切线与x 轴平行,且在区间[m ﹣1,m +1]上单调递减,则实数m 的取值范围是( ) A .2m ≤ B .4m ≥
C .12m <≤
D .03m <≤
【答案】C
【解析】求出导函数,利用切线的斜率,求出a ,判断函数的单调性,列出不等式组求解即可. 【详解】
()()9''30a
f x x f x
=-
=,,∴a =1, 因为x >0,所以当0<x <3时,f ′(x )<0,即f (x )在(0,3]上递减, 所以01
13m m -??
+≤?
<,∴1<m ≤2.
故选:C . 【点睛】
本题考查函数的导数的应用,切线方程以及函数的单调性的应用,考查转化思想以及计算能力,是中档题. 9.已知1sin 23
α=,则2cos 4πα?
?+= ???( )
A .13
- B .13
C .23-
D .
2
3
【答案】B
【解析】利用降幂公式可得21cos 22cos 42παπα?
?++ ?????+= ??
?,再利用诱导公式求解即可 【详解】
211cos 211sin 2123cos 42223παπαα??++-
?-????+==== ??
? 故选:B 【点睛】
本题考查降幂公式的应用,考查诱导公式的应用,考查已知三角函数值求三角函数值 10.函数()1
1
x f x e x
-=
-的图象大致为( ) A . B .
C .
D .
【答案】D
【解析】求出函数的定义域,排除选项,利用特殊值判断求解即可. 【详解】
函数f (x )11
x e x
-=-的定义域为:x ≠1,均满足,
当x =﹣1时,f (﹣1)2
1
1e -=+>0,排除A 、 C . 当x =2时,f (2)1
2
e =
->0,排除B ; 故选:D . 【点睛】
本题考查函数的图象的判断,利用函数的定义域以及特殊值是判断函数的图象的常用方法.
11.设圆22
:230C x y x +--=,若等边PAB △的一边AB 为圆C 的一条弦,则线段PC 长度的最大值为( ) A 10 B .23C .4 D .6【答案】C
【解析】化圆的一般方程为标准方程,画出图形,设∠CAB =θ(0<θ2
π
<),连接PC 与AB 交于点D ,把
|PD |、|CD |用含有θ的代数式表示,再由三角函数求最值. 【详解】
化圆C :x 2
+y 2
﹣2x ﹣3=0为(x ﹣1)2
+y 2
=4, 连接AC ,BC ,设∠CAB =θ(0<θ2
π
<
),连接PC 与AB 交于点D ,
∵AC =BC ,△PAB 是等边三角形,∴D 是AB 的中点,得PC ⊥AB ,
在圆C :(x ﹣1)2+y 2=4中,圆C 的半径为2,|AB |=4cos θ,|CD |=2sin θ, ∴在等边△PAB 中,|PD |3
=
AB |23cos θ=,
∴|PC |=|CD |+|PD |22343sin cos sin πθθθ??
=+=+≤ ??
?
4. 故选:C .
【点睛】
本题考查直线与圆位置关系的应用,考查数形结合的解题思想方法,训练了利用三角函数求最值,是中档题.
12.设函数()cos 2sin f x x x =+,下述四个结论: ①()f x 是偶函数; ②()f x 的最小正周期为π; ③()f x 的最小值为0; ④()f x 在[]0,2π上有3个零点 其中所有正确结论的编号是( ) A .①② B .①②③
C .①③④
D .②③④
【答案】B
【解析】根据函数相关知识对各选项逐个判断,即可得出其真假. 【详解】
因为函数f (x )定义域为R ,而且f (﹣x )=cos|2x |+|sin x |=f (x ),所以f (x )是偶函数,①正确; 因为函数y =cos|2x |的最小正周期为π,y =|sin x |的最小正周期为π,所以f (x )的最小正周期为π,②正确;
f (x )=cos|2x |+|sin x |=cos2x +|sin x |=1﹣2sin 2x +|sin x |=﹣2(|sin x |14-
)29
8
+,而|sin x |∈[0,1],所以当|sin x |=1时,f (x )的最小值为0,③正确;
由上可知f (x )=0可得1﹣2sin 2
x +|sin x |=0,解得|sin x |=1或|sin x |1
2
=-
(舍去) 因此在[0,2π]上只有x 2
π
=或x 32
π
=
,所以④不正确. 故选:B . 【点睛】
本题主要考查命题的真假判断,涉及三角函数的有关性质的应用,属于中档题.
二、填空题
13.若等差数列{}n a 满足:11a =,235a a +=,则n a =______. 【答案】n 【解析】【详解】 设等差数列{a n }的公差为d ∵a 1=1,a 2+a 3=5,即1235a d += ∴d =1, ∴a n =n , 故答案为:n 【点睛】
本题考查数列的通项公式和前n 项和公式的求法,解题时要认真审题,仔细解答,注意裂项求和法的合理运用.
14.今年由于猪肉涨价太多,更多市民选择购买鸡肉、鸭肉、鱼肉等其它肉类.某天在市场中随机抽出100名市民调查,其中不买猪肉的人有30位,买了肉的人有90位,买猪肉且买其它肉的人共30位,则这一天该市只买猪肉的人数与全市人数的比值的估计值为____. 【答案】0.4
【解析】将买猪肉的人组成的集合设为A ,买其它肉的人组成的集合设为B , 由韦恩图易得只买猪肉的人数,与100作比,即得结果. 【详解】
由题意,将买猪肉的人组成的集合设为A ,买其它肉的人组成的集合设为B , 则韦恩图如下:A B ?中有30人,()U C A
B 中有10人,又不买猪肉的人有30位,
∴U B C A ?中有20人,∴只买猪肉的人数为:10010203040---=,
∴这一天该市只买猪肉的人数与全市人数的比值的估计值为
40
100
=0.4,
故答案为;0.4
【点睛】
本题考查了用样本估计总体,用频率估计概率的方法,考查了韦恩图的应用,属于中档题.
15.已知双曲线
2
2
:1
3
y
C x-=的左,右焦点分别为1F,2F,过1F的直线l分别与两条渐近线交于A、B
两点,若
12
F B F B =,
1
F A AB
λ
=,则λ=______.
【答案】1
【解析】由题意画出图形,结合已知
12
F B F B
?=可得B(13,写出F1B的方程,与3
y x
=-联立求得A点坐标,得到A为B、F1的中点,可得结论.
【详解】
如图,因为B在渐近线上,
∴设B(t3t), 且120
F-
(,),
2
(2,0)
F,
∵
12
(3)(3)0
F B F B t t t t
?=+?-=,
∴1
t=,则B(13)
∴F1B:y
3
=(x+2),
联立
3
2
3
y x
y x
?
=+
?
?
?=
?
()
,解得A(
1
2
-3,即A为B、F1的中点
∴1
λ=.
故答案为:1.
【点睛】
本题考查双曲线的简单性质,考查数形结合的解题思想方法,考查计算能力,是中档题.
16.若函数f (x )()()
2
1
21
x e a x x a x a x ?-?=?--≥??,<,,恰有2个零点,则实数a 的取值范围是_____. 【答案】[1
2
,1)∪{2}∪[e ,+∞)
【解析】分四种情况讨论当a ≤0时,当0<a <2时,当a =2时,当a >2时,图象使得符合函数f (x )有两个零点. 【详解】
当a ≤0时,不满足题意,
当0<a <2时,要使函数函数f (x )恰有2个零点,即2
012e a a a -??
≤?><?1
12
a ≤<, 当a =2时,e x ﹣2=0,得到x =ln 2满足x <1,此时()(
)2
20x a x a --=,
得到x =4,共有2个零点,满足题意,
当a >2时,a 2>2a >4,要使函数f (x )恰有2个零点,即e ﹣a ≤0.所以a ≥e , 综上所述:实数a 的取值范围是[1
2
,1)∪{2}∪[e ,+∞). 故答案为:[1
2
,1)∪{2}∪[e ,+∞). 【点睛】
本题考查了分段函数的问题,以及函数的零点问题,培养了学生的转化能力和运算能力以及分类能力,属于中档题.
三、解答题
17.某汽车美容公司为吸引顾客,推出优惠活动:对首次消费的顾客,按200元/次收费,并注册成为会员,对会员逐次消费给予相应优惠,标准如下:
该公司注册的会员中没有消费超过5次的,从注册的会员中,随机抽取了100位进行统计,得到统计数据 如下:
假设汽车美容一次,公司成本为150元,根据所给数据,解答下列问题: (1)某会员仅消费两次,求这两次消费中,公司获得的平均利润;
(2)以事件发生的频率作为相应事件发生的概率, 设该公司为一位会员服务的平均利润为X 元,求X 大于40的概率.
【答案】(1)45;(2)0.8
【解析】(1)分别求得第一次、第二次消费的公司的利润,再求出平均数即可;
(2)由第一个表格数据求得消费次数与公司平均利润的关系,由第二个表格得到消费次数与概率的关系,进而得到公司平均利润与概率的关系,求解即可 【详解】
(1)由题,∵第一次消费为200元,利润为20015050-=元; 第二次消费2000.95190?=元,利润为19015040-=元, ∴两次消费的平均利润为
()1
5040452
?+=元 (2)若该会员消费1次,则50X =,所以()60
500.6100
P X ===; 若该会员消费2次,则5040
452
X +==,所以()20450.2100P X ===; 若该会员消费3次,则504030
402
X ++==,所以()10400.1100P X ===; 若该会员消费4次,则50403020
352
X +++==,所以()5350.05100P X ===; 若该会员消费5次,则5040302010
302
X
++++==,所以()5300.05100P X === 故X 大于40的概率为0.60.20.8+=
【点睛】
本题考查平均数,考查古典概型,考查数据处理能力
18.ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c
,设2sin()cos 22
B A
C +=. (1)求sin B ;
(2)若ABC 的周长为8,求ABC 的面积的取值范围. 【答案】
? ?
? 【解析】(1)利用三角形内角和定理即二倍角公式化简已知等式,结合B 的范围即可得到结果. (2)利用三角形的面积求出ac ,利用余弦定理结合基本不等式求出ac 的范围,即可得面积的范围. 【详解】 (1)
23sin()cos 2
B
A C +=且sin()
sin A C B +=
2sin 2sin cos cos 22222
B B B B =?=, 又
022B
π<
<,sin 0cos 222
B B
B
∴>=
tan
sin 232632
B B B B ππ∴==∴=∴=
(2)由题意知:8()b a c =-+
2226416()21cos 222
a c
b a
c ac B ac ac +--+
+-∴===
36416()64ac a c ∴=
-++≥-
+
,36408)0ac ∴
-≥∴≥
83≤8≥
(舍)649ac ∴
≤1sin 249
ABC S ac B ac ?∴==≤
(当a c =时取“=
”) 综上,ABC 的面积的取值范围为0,9? ?
? 【点睛】
本题主要考查了三角函数恒等变换的应用,余弦定理,三角形面积公式,二倍角公式的应用,考查了计算能力,属于中档题.
19.如图,在四棱柱1111ABCD A B C D -中,底面ABCD 是边长为2的菱形,且60ADC ∠=?,
115AA CD ==,17AD =.
(1)证明:平面1CDD ⊥平面ABCD ; (2)求棱锥111D AAC C -的体积.
【答案】(1)证明见解析;(2)
43
3
【解析】(1)设CD 的中点为O ,连接1,,OA OD AC ,利用等腰三角形的性质证明1D O DC ⊥,再利用勾股定理可得1AOD 是直角三角形,即证得1D O OA ⊥,进而求证即可;
(2)由线面平行的关系可得11111D AA C C D AA C C V V --=,再利用平行四边形的性质可得
111122D AA C C D AA C A ADC V V V ---==,进而求解即可
【详解】
(1)证明:由题,设CD 的中点为O ,连接1,,OA OD AC ,
115AA CD ==2DC =, 115DD AA ∴==1
12
DO DC =
=, ∴1D O DC ⊥,22112D O DD DO =
-=,
又∵底面ABCD 为边长为2的菱形,且60ADC ∠=?,
ADC ∴是等边三角形,
∴3AO =
又
1AD =∴222
11AD D O AO =+,
∴1D O OA ⊥,
又∵,OA DC ?平面ABCD ,OA DC O =,
∴1D O ⊥平面ABCD , 又∵1D O ?平面1CDD , ∴平面1CDD ⊥平面ABCD (2)∵11//D D A A , ∴1//D D 平面11AAC C ,且
11AA C C
,
∴111111122D AA C C D AA C C D AA C A ADC V V V V ----===,
∴1
211
112sin 6023
32A ADC ADC V S D O -??
=??=?????= ?
??
,
1113
D AA C C V -∴=
【点睛】
本题考查面面垂直的证明,考查棱锥的体积,考查转化思想
20.设椭圆22
:182
x y C +=,过点()21
A ,的直线,AP AQ 分别交C 于相异的两点,P Q ,直线PQ 恒过点()4,0
B .
(1)证明:直线,AP AQ 的斜率之和为1-;
(2)设直线,AP AQ 分别与x 轴交于,M N 两点,点()3,0G ,求GM GN ?. 【答案】(1)证明见解析;(2)1
【解析】(1)设直线PQ 为()4y k x =-,与椭圆方程联立可得(
)2
2
2214326480k x
k x k +-+-=,利用韦
达定理得到12,x x 的关系,由斜率公式可得
()()12121212124141112222
k x k x y y k k x x x x ------+=+=+----()()()12121212261164
24kx x k x x k x x x x -++++=-++,将
21223214k x x k +=+,2122
648
14k x x k
-=+代入,进而即可得证; (2)设直线AP 为()112y k x -=-,令0y =,可求得112,0M k ??- ???,同理212,0N k ??
- ??
?,进而求解即可
【详解】
(1)证明:设直线PQ 为()4y k x =-,
联立()
22418
2y k x x y ?=-??+=??,得()2222
14326480k x k x k +-+-=,
且>0?,可得;2
1
4
k <
, 设()()1122,,,P x y Q x y ,
由韦达定理可得21223214k x x k +=+,2122
648
14k x x k -=+,
设直线AP 、AQ 的斜率分别为12,k k , 所以
()()12121212124141112222
k x k x y y k k x x x x ------+=
+=+
----()()()12121212261164
24kx x k x x k x x x x -++++=-++()22
22222222
648322611641641414164832164
24
1414k k k k k k k k k k k k k -?-+?++-+++===----?+++,
所以直线,AP AQ 的斜率之和为1- (2)设()()34,0,,0M x N x ,
因为直线AP 为()112y k x -=-,令0y =,得3112x k =-
,即112,0M k ??
- ??
?, 同理4212x k =-
,即212,0N k ??
- ??
?,
因为()3,0G ,
所以1212121111132321GM GN k k k k k k ?????=--
?--=+++ ? ????
? 12121211k k k k k k +=+
+1212
11
11k k k k -==++= 【点睛】
本题考查直线与椭圆的位置关系的应用,考查斜率公式的应用,考查椭圆中的定值问题
21.设函数()2
sin f x x x π=-,0,2x π??∈????,()()2
2cos 22x m g x x x m R π??
=++-∈ ?π??
,.
(1)求()f x 的最大值; (2)当0,02x m π
≤≤
≥时,求证:()4
g x π≥. 【答案】(1)0;(2)证明见解析 【解析】(1)先求导得()2
cos f x x π'=
-,显然()f x '在0,2x π??∈????上单调递增,则()2
21,f x π
π??'∈-????,因
此存在唯一00,
2x π?
?∈ ??
?,使得()00f x '=,可得()f x 在()0
0,x x ∈单调递减,在0,2x x π??
∈ ???
单调递增,则()()max 0,2f x max f f
π?
???=?? ????
?
; (2)由题,要证明()4
g x π
≥
,由0m ≥可证明
2
cos 4
x x ππ
+≥
,构造函数()2
cos 4
x h x x π
π
=
+-
,求导,利用
(1)判断()h x 的单调性,进而证明即可 【详解】
(1)由题,()2
cos f x x π
'=
-,
所以()f x '在0,
2x π??
∈????
上单调递增, 因为()2
010f π'=
-<,2
02f ππ
??'=> ???,
所以()2
21,f x π
π??'∈-?
???,
所以存在唯一00,
2x π??
∈ ??
?
,使得()00f x '=, 当()00,x x ∈,()0f x '<,()f x 单调递减;
当0,2x x π??∈ ???
,()0f x '>,()f x 单调递增,
因为()00sin00f =-=,2sin 110222f ππ
ππ??=?-=-=
???, 所以()()max 0,02f x max f f π??
??==??
????
?
(2)证明:因为0m ≥,
所以()2
2
2
cos cos 22x m x g x x x x πππ
??=++-≥+ ???,
构造函数()2
cos 4
x h x x π
π
=
+-
,
所以()2sin x
h x x π'=
-,由(1)得()0h x '≤在0,2π??
????
上恒成立, 所以函数()2cos 4x h x x π
π=+-在0,2π??
????
上单调递减,
所以()min 02h x h π??
==
???
, 所以()0h x ≥在0,2π??????恒成立,即2cos 4x x ππ+≥在0,2π??
????
恒成立,
所以02
x π
≤≤,0m ≥时,()4
g x π
≥
【点睛】
本题考查利用导函数求函数最值,考查不等式恒成立的证明,考查利用导函数判断函数单调性
22.在直角坐标系xOy
中,直线cos :sin x t l y t α
α
?=??=??(t 为参数)与曲线22:2x m C y m ?=?=?(m 为参数)相交
于不同的两点A ,B . (1)当4
π
α
=
时,求直线l 与曲线C 的普通方程; (2)若2MA MB MA MB =-
,其中)
M ,求直线l 的倾斜角.
【答案】
(1) y x =2
2y x =;(2)
6π或56
π 【解析】(1)直接化曲线C 的参数方程为普通方程,将α4
π
=
代入l 的参数方程,再化为普通方程.
(2)将l 的参数方程代入C 的普通方程,利用此时t 的几何意义及根与系数的关系得|MA |?|MB |,
MA MB -,然后求得tan α即可.
【详解】 (1)当4
πα
=
时直线l
的普通方程为:y x =C 的普通方程为2
2y x =; (2
)将直线cos :sin x t l y t αα
?=??=??代入22y x =
得22sin 2cos 0t t αα?-?-=
22121222
2cos 4cos 0,,sin sin t t t t ααααα
-?=+>+=
=
121222cos ||||2||22,|cos |sin 2
MA MB MA MB t t t t ααα=-?=+?
=∴=‖‖
所以直线l 的倾斜角为6π或56
π
【点睛】
本题考查参数方程化普通方程,考查直线方程中此时t 的几何意义的应用,是中档题. 23.已知函数()11f x x ax =++-
(1)当1a =时,求不等式()4f x ≤的解集;
(2)当1x ≥时,不等式()3f x x b ≤+成立,证明:0a b +≥ 【答案】(1) {}
22x x -≤≤ (2)证明见解析
【解析】(1)将a =1代入f (x )中,去绝对值,然后分别解不等式;
(2)由条件可得(2)2(2)a x b
a b +≥-??-≤?
,对1x ≥恒成立,转化为最值问题建立不等式组,然后解出+a b 的范
围即可证明. 【详解】
(1)解:当1a =时()|1||1|f x x x =++- 若1x ≥则()2412f x x x =≤∴≤≤ 若11x -<<则()24f x =<成立
若1x ≤-则()242f x x x =-≤∴≥-21x ∴-≤≤- 综上,不等式的解集为{}
22x x -≤≤
(2)当1x ≥时1|1|3x ax x b ++-≤+|1|2121121ax x b x b ax x b ∴
-≤+-∴--+≤-≤+- (2)2(2)a x b a b +≥-?∴?
-≤?20
22222200020222
20a a a a b a b a b a b a a b a b a a b +≥??-≤≤-≤≤??+≥-???
∴∴+≥∴+≥∴+≥???-≤???-≤+≥-???--≤?
【点睛】
本题考查解含绝对值不等式以及绝对值不等式恒成立问题,转化为求解函数最值,考查综合分析求解能力,属中档题.