高三数学检测试卷及参考答案
高三数学考试卷及答案

一、选择题(本大题共10小题,每小题5分,共50分)1. 下列各数中,有理数是:A. √2B. πC. -3D. 无理数2. 函数y=2x-1的图像是:A. 一次函数图像B. 二次函数图像C. 指数函数图像D. 对数函数图像3. 已知等差数列{an}的第一项a1=3,公差d=2,则第10项an的值为:A. 19B. 21C. 23D. 254. 在△ABC中,∠A=30°,∠B=45°,则∠C的度数是:A. 105°B. 120°C. 135°D. 150°5. 若复数z满足|z-1|=2,则复数z在复平面上的几何意义是:A. z到点(1,0)的距离为2B. z到点(0,1)的距离为2C. z到点(1,1)的距离为2D. z到点(0,0)的距离为26. 下列函数中,是奇函数的是:A. y=x^2B. y=x^3C. y=x^4D. y=x^57. 已知函数f(x)=x^2-4x+3,则f(2)的值为:A. 1B. 3C. 5D. 78. 在直角坐标系中,点P(2,3)关于y轴的对称点坐标是:A. (2,-3)B. (-2,3)C. (-2,-3)D. (2,3)9. 若log2(x+1)=3,则x的值为:A. 2B. 3C. 4D. 510. 下列不等式中,正确的是:A. 3x > 2xB. 3x < 2xC. 3x ≤ 2xD. 3x ≥ 2x二、填空题(本大题共5小题,每小题5分,共25分)11. 已知等比数列{an}的第一项a1=1,公比q=2,则第n项an=______。
12. 在△ABC中,若∠A=60°,b=8,c=10,则a=______。
13. 函数y=2^x的图像与y=2^(-x)的图像关于______对称。
14. 若复数z=3+4i,则|z|=______。
15. 已知等差数列{an}的前n项和为Sn,若a1=2,d=3,则S10=______。
高三数学测试卷含答案解析

一、选择题(每题5分,共50分)1. 下列函数中,在实数范围内是单调递增的是()A. y = -x^2 + 2xB. y = x^3 - 3xC. y = 2^xD. y = log2(x)答案:C解析:选项A和B都是二次函数,开口向下,存在最大值,不是单调递增。
选项D 是底数为2的对数函数,在定义域内是单调递增的,但题目要求在实数范围内,所以排除。
选项C是指数函数,底数大于1,在整个实数范围内都是单调递增的。
2. 已知等差数列{an}的首项a1=1,公差d=2,则第10项an=()A. 19B. 21C. 23D. 25答案:B解析:等差数列的通项公式为an = a1 + (n-1)d,代入a1=1,d=2,n=10,得an = 1 + (10-1)×2 = 21。
3. 若复数z满足|z-2i|=|z+1|,则复数z在复平面内的对应点在()A. x轴上B. y轴上C. 第一象限D. 第二象限答案:A解析:根据复数的模的定义,|z-2i|表示点z到点(0,2)的距离,|z+1|表示点z到点(-1,0)的距离。
若这两个距离相等,则点z位于这两点的垂直平分线上,即y轴上。
但由于|z-2i|是z到y轴的距离,|z+1|是z到x轴的距离,所以点z在x轴上。
4. 已知函数f(x) = ax^2 + bx + c,若f(1) = 0,f(-1) = 0,则函数的图像与x轴的交点坐标为()A. (1,0),(-1,0)B. (0,1),(0,-1)C. (0,0),(1,0)D. (-1,0),(0,0)答案:A解析:由f(1) = 0和f(-1) = 0可知,1和-1是函数的根,因此函数的图像与x轴的交点坐标为(1,0)和(-1,0)。
5. 在直角坐标系中,点A(2,3),点B(-3,1),则线段AB的中点坐标为()A. (-1,2)B. (-1,1)C. (1,2)D. (1,1)答案:A解析:线段AB的中点坐标为两个端点坐标的算术平均值,即中点坐标为((2-3)/2, (3+1)/2) = (-1,2)。
数学高三试卷真题加答案

一、选择题(本大题共10小题,每小题5分,共50分)1. 已知函数f(x) = x^3 - 3x + 2,若f(x)在x=1处取得极值,则该极值是()A. 最大值B. 最小值C. 无极值D. 无法确定答案:A解析:首先求导f'(x) = 3x^2 - 3,令f'(x) = 0,解得x = 1或x = -1。
再求二阶导数f''(x) = 6x,将x = 1代入f''(x),得f''(1) = 6 > 0,因此f(x)在x=1处取得极小值。
2. 已知等差数列{an}的首项a1 = 3,公差d = 2,则第10项an = ()A. 23B. 25C. 27D. 29答案:C解析:由等差数列的通项公式an = a1 + (n - 1)d,代入a1 = 3,d = 2,n = 10,得an = 3 + (10 - 1)×2 = 3 + 18 = 21。
3. 若复数z = 1 + bi(b∈R),且|z| = √2,则b的值为()A. 1B. -1C. √2D. -√2答案:A解析:由复数的模的定义,得|z| = √(1^2 + b^2) = √2,解得b = ±1。
因为题目中未指定b的正负,所以答案为A。
4. 若不等式|x| + |y| ≤ 1表示的区域为D,则D的面积为()A. 1B. 2C. πD. 4答案:B解析:不等式|x| + |y| ≤ 1表示的区域D是一个以原点为中心的正方形,边长为2,所以D的面积为2×2=4。
5. 已知函数f(x) = log2(x - 1) + log2(3 - x),则f(x)的定义域为()A. (1, 3)B. (1, 2)C. (2, 3)D. (1, 2)∪(2, 3)答案:D解析:由对数函数的定义,得x - 1 > 0且3 - x > 0,解得1 < x < 3。
新高三数学测试题及答案

新高三数学测试题及答案一、选择题(每题4分,共40分)1. 若函数f(x) = x^2 - 6x + 8,则f(3)的值为:A. -1B. 1C. 9D. 11答案:B2. 已知等差数列{a_n}中,a_1 = 2,公差d = 3,求a_5的值。
A. 14B. 17C. 20D. 23答案:A3. 圆的方程为(x - 2)^2 + (y - 3)^2 = 9,圆心坐标为:A. (2, 3)B. (-2, -3)C. (0, 0)D. (3, 2)答案:A4. 函数y = sin(x) + cos(x)的值域为:A. [-1, 1]B. [-√2, √2]C. [0, 2]D. [1, 2]答案:B5. 已知集合A = {1, 2, 3},B = {2, 3, 4},则A∩B =:A. {1}B. {2, 3}C. {3, 4}D. {1, 2, 3}答案:B6. 已知向量a = (3, 4),b = (-4, 3),则向量a与向量b的夹角θ满足:A. cosθ = 1/7B. cosθ = -1/7C. cosθ = 7/√50D. cosθ = -7/√50答案:A7. 函数y = x^3 - 3x^2 + 4x的导数y'为:A. 3x^2 - 6x + 4B. x^2 - 3x + 4C. 3x^2 - 6x + 1D. x^2 - 3x + 2答案:A8. 已知复数z = 2 + 3i,求|z|的值。
A. √13B. √19C. √7D. √17答案:A9. 已知双曲线方程为x^2/9 - y^2/16 = 1,求其渐近线方程。
A. y = ±(4/3)xB. y = ±(3/4)xC. y = ±(16/9)xD. y = ±(9/16)x答案:A10. 已知等比数列{b_n}中,b_1 = 2,公比q = 2,求b_4的值。
A. 16B. 32C. 64D. 128答案:A二、填空题(每题4分,共20分)1. 已知函数f(x) = x^3 - 3x^2 + 2,求f'(x) = _______。
高三数学试卷及答案

QOF 2F 1P yx高三数学质量检测试卷一、填空题(本大题共14小题:每小题5分:共70分)1. 已知集合{}},12,3,1{,,32--==m B m A 若B A ⊆:则实数m 的值为 .2. 若复数i i a i z (),)(2(--=为虚数单位)为纯虚数:则实数a 的值为 .3. 长方形ABCD 中::AB =2:BC =1:O 为AB 的中点:在长方形ABCD 内随机取一点:取到的点到O 的距离大于1 的概率为___________.4.执行右边的程序框图:若15p =:则输出的n = .5.设,a b 为不重合的两条直线:,αβ为不重合的两个平面:给出下列命题: (1)若a ∥α且b ∥α:则a ∥b :(2)若a α⊥且b α⊥:则a ∥b : (3)若a ∥α且a ∥β:则α∥β:(4)若a α⊥且a β⊥:则α∥β. 上面命题中:所有真命题...的序号是 . 6.如图是某学校学生体重的频率分布直方图:已知图中从左到右的前3个小组的频率之比为1:2:3:第2小组 的频数为10:则抽取的学生人数是 .7.若函数y=cos ωx (ω>0)在(0:2π)上是单调函数:则实数ω的取值范围是____________.8.已知扇形的圆心角为2α(定值):半径为R (定值):分别按图一、二作扇形的内接矩形:若按图一作出的矩形面积的最大值为21tan 2R α:则按图二作出的矩形面积的最大值为 .9.已知点P 在直线x+2y-1=0上:点Q 在直线x+2y+3=0上:PQ 的中点为M (x 0:y 0):且y 0>x 0+2:则y x 的取值范围为 。
10.如图:已知12,F F 是椭圆2222:1x y C a b+= (0)a b >>的左、右焦点:点P 在椭圆C 上:线段2PF 与圆222x y b +=相切于点Q :且点Q 为线段2PF 的中点:则椭圆C 的离心率为 .11.等腰三角形ABC 的腰AC 上的中线BD 的长为3:则△ABC 的面积的最大值为 .2α2α图一第8题图图二12.给定正整数)2(≥n n 按右图方式构成三角形数表:第一行依次写上数1:2:3:……n :在下面一行的每相邻两个数 的正中间上方写上这两个数之和:得到上面一行的数(比 下一行少一个数):依次类推:最后一行(第n 行)只有一 一个数. 例如n =6时数表如图所示:则当n =2010时最后一 行的数是 .13.已知函数是定义在(0,)+∞上的单调增函数:当n *∈N 时:()f n *∈N :若[()]3f f n n =:则f (5)的值等于 .14.已知f(x)=ax 2+bx+c(a ≠0):g(x)=f[f(x)]①若f(x)无零点:则g(x)>0对∀x ∈R 成立: ②若f(x)有且只有一个零点:则g(x)必有两个零点:③若方程f(x)=0有两个不等实根:则方程g(x)=0不可能无解。
北京市朝阳区2024-2025学年高三上学期期中检测数学试卷含答案

【解析】
【分析】根据函数的奇偶性以及单调性,结合基本初等函数的性质,即可逐一判断.
【详解】对于 A,函数 y 2x 为指数函数,不具备奇偶性,故 A 错误;
对于 B,函数 y ln | x | 的定义域为{x | x 0},
由于 f (x) ln | x | ln | x | f (x) 为偶函数,故 B 错误;
所以 A B x 1 x 2 .
故选:A.
2. 若函数 f (x) x 4 (x 0) 在 x a 处取得最小值,则 a ( ) x
A. 1
B. 2
C. 2
D. 4
【答案】C
【解析】
【分析】因为 x 0 ,所以用基本不等式求得最小值,并找到最小值点为 x 2 ,得出结果 a 2 . 【详解】∵ x 0 ,∴ 4 0 ,
对于 C,函数 y tan x ,由正切函数的性质可知 y tan x 为奇函数,
且在
π 2
kπ,
π 2
kπ
,
k
Z
单调递增,故
C
错误;
对于 D,函数 y x 2 的定义域为{x | x 0}, x
由
f
(x)
x
2 x
x
2 x
(x
2) x
f
(x)
,故函数
y
x
2 x
为奇函数,
因为
f (x) 1
然后得出 u 的值.
【详解】如图,棱 OA , OB , OC 两两垂直, 可以 O 为坐标原点, AO 为 x 轴, OB 为 y 轴, OC 为 z 轴,建立空间直角坐标系.
b2 c2 1
设 P a,b, c ,由题意可得: a2 c2 4 ,∴ a2 b2 c2 9 ,
湖北省武汉市2025届高三上学期十月月度检测数学试卷含答案

2024-2025学年度十月月度检测数学试题(答案在最后)时限:120分钟满分:150分命题人: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.已知集合1{(,)|||},(,)|||A x y y x B x y y x ⎧⎫====⎨⎬⎩⎭,则A B = ()A.{1,1}-B.{(1,1),(1,1)}- C.(0,)+∞ D.(0,1)【答案】B 【解析】【分析】先解方程组,得出点的坐标即可得出交集.【详解】,1y x y x ⎧=⎪⎨=⎪⎩,解得1,1x y =⎧⎨=⎩,或1,1x y =-⎧⎨=⎩,所以{(1,1),(1,1)}A B =- ,故选:B .2.已知函数()*(2),nf x x n =-∈N ,则“1n =”是“()f x 是增函数”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】由当21,n k k =+∈N 时,′≥0,可得()(2)nf x x =-是增函数,即可得到答案.【详解】由()(2)nf x x =-,得()1(2)n f x n x --'=,则当21,n k k =+∈N 时,′≥0,()(2)nf x x =-是增函数,当1n =时,可得()f x 是增函数;当()f x 是增函数时,21,n k k =+∈N ,故“1n =”是“()f x 是增函数”的充分不必要条件.3.函数()sin cos f x a x b x =+图像的一条对称轴为π3x =,则a b =()A.B. C.3D.3-【答案】A 【解析】【分析】直接利用对称性,取特殊值,即可求出a b.【详解】由()()sin cos 0f x a x b x ω=+>的图象关于π3x =对称,可知:2π(0)(3f f =,即sin0cos0=s 3o 2π3i 2πn c s a b a b ++,则a b=故选:A .4.已知随机变量()2~2,N ξσ,且(1)()P P a ξξ≤=≥,则19(0)x a xa x+<<-的最小值为()A.5B.112 C.203D.163【答案】D 【解析】【分析】根据正态分布的对称性求得a ,利用基本不等式求得正确答案.【详解】根据正态分布的知识得12243a a +=⨯=⇒=,则03,30x x <-,19119139(3)103333x x x x x a x x x x x -⎛⎫⎛⎫+=+-+=++ ⎪ ⎪---⎝⎭⎝⎭1161033⎛≥+= ⎝,当且仅当393x x x x -=-,即34x =时取等.故选:D5.已知函数()sin2cos2f x x a x =+,将()f x 的图象向左平移π6个单位长度,所得图象关于原点对称,则()f x 的图象的对称轴可以为().A.π12x = B.π6x =C.π3x =D.5π12x =【答案】D【分析】根据题意找到函数的对称点得()π03f x f x ⎛⎫+-= ⎪⎝⎭,结合特殊值法计算得a =角公式化简得()π2sin 23f x x ⎛⎫=-⎪⎝⎭,最后整体替换计算得到结果;【详解】由题意可得()f x 的图象关于点π,06⎛⎫⎪⎝⎭对称,即对任意x ∈R ,有()π03f x f x ⎛⎫+-=⎪⎝⎭,取0x =,可得()π300322a f f ⎛⎫+=+=⎪⎝⎭,即a =.故()πsin22sin 23f x x x x ⎛⎫=-=- ⎪⎝⎭,令ππ2π32x k -=+,k ∈Z ,可得()f x 的图象的对称轴为5ππ122k x =+,k ∈Z .故选:D .6.设37a =,ln 2b =,3sin 7c =,则()A.b c a >>B.a c b>> C.a b c>> D.b a c>>【答案】D 【解析】【分析】构造函数()πsin (0)2f x x x x =-<<,利用导数探讨单调性并比较,a c ,再利用对数函数单调性比较大小即得.【详解】当π02x <<时,令()sin f x x x =-,求导得()1cos 0f x x '=->,则函数()f x 在π(0,)2上单调递增,有()(0)0f x f >=,即有sin x x >,因此33sin 77a c =>=,显然13ln 2ln 27b a =>=>=,所以b a c >>.故选:D7.已知函数()222cos (sin cos )(0)f x x x x ωωωω=-->的图象关于直线π12x =轴对称,且()f x 在π0,3⎛⎫⎪⎝⎭上没有最小值,则ω的值为()A.12B.1C.32D.2【答案】C 【解析】【分析】先由三角恒等变换化简解析式,再由对称轴方程解得36,2k k ω=+∈Z ,再由()f x 在π0,3⎛⎫⎪⎝⎭上没有最小值得ω范围,建立不等式求解可得.【详解】()()2222cos sin 2sin cos cos f x x x x x x ωωωωω=--+22cos sin21cos2sin2x x x x ωωωω=+-=+π24x ω⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,因为()f x 的图象关于直线π12x =轴对称,所以πππ1264f ω⎛⎫⎛⎫=+= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭故ππππ,642k k ω+=+∈Z ,即36,2k k ω=+∈Z ,当ππ22π42x m ω+=-+,m ∈Z ,0ω>,即当3ππ,8m x m ωω=-+∈Z 时,函数()f x 取得最小值,当1m =时,5π8x ω=为y 轴右侧第1条对称轴.因为()f x 在π0,3⎛⎫⎪⎝⎭上没有最小值,所以5ππ83ω≥,即158ω≤,故由3150628k <+≤,解得11416k -<≤,k ∈Z故0k =,得32ω=.故选:C.8.定义在R上的奇函数()f x ,且对任意实数x 都有()302f x f x ⎛⎫--+=⎪⎝⎭,()12024e f =.若()()0f x f x '+->,则不等式()11e xf x +>的解集是()A.()3,+∞ B.(),3-∞ C.()1,+∞ D.(),1-∞【答案】C【解析】【分析】由()f x 是奇函数,可得()f x '是偶函数,得到()()0f x f x +'>,令()()e xg x f x =,得到()0g x '>,得出()g x 在R 上单调递增,再由()302f x f x ⎛⎫--+= ⎪⎝⎭,求得()f x 的周期为3的周期函数,根据()12024ef =,得到()2e g =,把不等式转化为()()12g x g +>,结合函数的单调性,即可求解.【详解】因为()f x 是奇函数,可得()f x '是偶函数,又因为()()0f x f x '+->,所以()()0f x f x +'>,令()()e x g x f x =,可得()()()e 0xg x f x f x ''=+>⎡⎤⎣⎦,所以()g x 在R 上单调递增,因为()302f x f x ⎛⎫--+=⎪⎝⎭且()f x 是奇函数,可得()()23f x f x f x ⎛⎫+=-=-⎪⎝⎭,则()()3333[()()222f x f x f x f x +=++=-+=,所以()f x 的周期为3的周期函数,因为()()()12024674322e f f f =⨯+==,所以()212e e eg =⨯=,则不等式()11e xf x +>,即为()1e 1e xf x ++>,即()()12g x g +>,又因为()g x 在R 上单调递增,所以12x +>,解得1x >,所以不等式()11ex f x +>的解集为()1,+∞.故选:C .二、选择题(本大题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分.)9.下列等式成立的是()A.()21sin15cos152︒-︒=B.22sin 22.5cos 22.52︒-︒=-C.1cos28cos32cos62cos582︒︒-︒︒=-D.(3tan10cos502︒︒=-【答案】AB 【解析】【分析】应用倍角正余弦、和差角正余弦公式及诱导公式化简求值,即可判断各项的正误.【详解】A :()21sin15cos1512sin15cos151sin 302︒-︒=-︒︒=-︒=,成立;B:22sin 22.5cos 22.5cos 452︒-︒=-︒=-,成立;C :cos 28cos32cos62cos58cos 28cos32sin 28sin 32cos(2832)︒︒-︒︒=︒︒-︒︒=︒+︒1cos602=︒=,不成立;D:(sin102sin 50cos50sin100tan10cos50cos50cos10cos10cos10︒-︒-︒︒-︒︒-︒=⋅︒=︒︒︒cos101cos10︒=-=-︒,不成立.故选:AB10.已知抛物线()2:20C y px p =>,过C 的焦点F 作直线:1l x ty =+,若C 与l 交于,A B 两点,2AF FB =,则下列结论正确的有()A.2p =B.3AF =C.t =或-D.线段AB 中点的横坐标为54【答案】ABD 【解析】【分析】由直线:1l x ty =+,可知焦点1,0,得p 的值和抛物线方程,可判断A 选项;直线方程代入抛物线方程,由韦达定理结合2AF FB =,求出,A B 两点坐标和t 的值,结合韦达定理和弦长公式判断选项BCD.【详解】抛物线()2:20C y px p =>的焦点F 在x 轴上,过F 作直线:1l x ty =+,可知1,0,则12p=,得2p =,A 选项正确;抛物线方程为24y x =,直线l 的方程代入抛物线方程,得2440y ty --=.设1,1,2,2,由韦达定理有124y y t +=,124y y =-,2AF FB =,得122y y=-,解得12y y =-=12y y ==,124y y t=+,则4t =或4t =-,C 选项错误;则1212,2x x ==,线段AB 中点的横坐标为121252242x x ++==,D 选项正确;12192222AB x x p =++=++=,2293332AF AB ==⨯=,B 选项正确.故选:ABD.11.已知()00,P x y 是曲线33:C x y y x +=-上的一点,则下列选项中正确的是()A.曲线C 的图象关于原点对称B.对任意0x ∈R ,直线0x x =与曲线C 有唯一交点PC.对任意[]01,1y ∈-,恒有012x <D.曲线C 在11y -≤≤的部分与y 轴围成图形的面积小于π4【答案】ACD 【解析】【分析】将x ,y 替换为x -,y -计算即可判断A ;取0x =,可判断有三个交点即可判断B ;利用函数3y x x =-的单调性来得出300y y -的取值范围,再结合()3f x x x =+的单调性进行求解即可判断C ;利用图象的对称性和半圆的面积进行比较即可判断D .【详解】A .对于33x y y x +=-,将x ,y 替换为x -,y -,所得等式与原来等价,故A 正确;B .取0x =,可以求得0y =,1y =,1y =-均可,故B 错误;C .由330000x x y y +=-,[]01,1y ∈-,函数3y x x =-,故213y x '=-,令2130y x '=-=,解得:13x =±,在1,3x ⎡∈--⎢⎣⎦,,13⎤⎥⎣⎦时,0'<y ,函数单调递减,在,33x ⎛⎫∈- ⎪ ⎪⎝⎭时,0'>y ,函数单调递增,所以300,99y y ⎡-∈-⎢⎣⎦,又因为()3f x x x =+是增函数,15289f ⎛⎫=>⎪⎝⎭,所以有012x <,故C 正确;D .当[]00,1y ∈时,3300000x x y y +=-≥,又320002x x x +≥,32000022y y y y -≤-,所以22000x y y ≤-.曲线22x y y =-与y 轴围成半圆,又曲线C 的图象关于原点对称,则曲线C 与y 轴围成图形的面积小于π4,故D 正确.故选:ACD .三、填空题(本大题共3小题,每小题5分,共15分)12.若π,02α⎛⎫∈- ⎪⎝⎭,且πcos2cos 4αα⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,则α=__________.【答案】π12-【解析】【分析】化简三角函数式,求出1sin 42πα⎛⎫+= ⎪⎝⎭,根据π,02α⎛⎫∈- ⎪⎝⎭即可求解.【详解】由πcos2cos 4αα⎛⎫=+⎪⎝⎭,得()22cos sin cos sin 2αααα-=-.因为π,02α⎛⎫∈- ⎪⎝⎭,所以cos sin 0αα-≠,则cos sin 2αα+=,则1sin 42πα⎛⎫+= ⎪⎝⎭.由π,02α⎛⎫∈- ⎪⎝⎭,得πππ,444α⎛⎫+∈- ⎪⎝⎭,则ππ46α+=,解得π12α=-.故答案为:π12-.13.海上某货轮在A 处看灯塔B ,在货轮北偏东75︒,距离为A 处看灯塔C ,在货轮的北偏西30︒,距离为海里C 处,货轮由A 处向正北航行到D 处时看灯塔B 在东偏南30︒,则灯塔C 与D 处之间的距离为______海里.【答案】【解析】【分析】由正弦定理和余弦定理求解即可.【详解】如图:由题意75DAB ∠=︒,903060ADB ∠=-︒=︒,所以180756045DBA ∠=︒-︒-︒=︒,在ABD △中,由正弦定理sin sin AD AB ABD ADB =∠∠,即306sin 45sin 60AD =︒︒,所以60AD =,在ADC △中,30DAC ∠=︒,所以20CD =.故答案为:14.若存在实数m ,使得对于任意的[],x a b ∈,不等式2πsin cos 2sin 4m x x x m ⎛⎫+≤-⋅ ⎪⎝⎭恒成立,则b a -取得最大值时,sin2a b+=__________.【答案】2【解析】【分析】以m 为变量,结合一元二次不等式的存在性问题可得1sin 22x ≤,解不等式结合题意得[]()7ππ,π,π,1212a b k k k ⎡⎤⊆-+∈⎢⎥⎣⎦Z ,由此可得答案.【详解】因为2πsin cos 2sin 4m x x x m ⎛⎫+≤-⋅ ⎪⎝⎭恒成立,即2π2sin sin cos 04m x m x x ⎛⎫--⋅+≤ ⎪⎝⎭恒成立,若存在实数m ,使得上式成立,则2πΔ4sin 4sin cos 04x x x ⎛⎫=--≥ ⎪⎝⎭,则πΔ22cos 22sin 222sin 22sin 224sin 202x x x x x ⎛⎫=---=--=-≥ ⎪⎝⎭,可得1sin 22x ≤,可得7ππ2π22π,66k x k k -≤≤+∈Z ,解得7ππππ,1212k x k k -≤≤+∈Z ,由[]()7ππ,π,π,1212a b k k k ⎡⎤⊆-+∈⎢⎥⎣⎦Z ,则b a -取得最大值时()7πππ,π,1212a k bk k =-=+∈Z ,此时()7ππππ1212sin sin ,222k k a b k -+++==∈Z .故答案为:2.【点睛】关键点点睛:双变量问题的解题关键是一次只研究其中一个变量,本题先以m 为变量,转化为存在性问题分析求解.四、解答题(本大题共5小题,共77分.解答应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤)15.已知函数()π4sin cos 6f x x x ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,x ∈R .(1)求函数()f x 的单调减区间;(2)求函数()f x 在π0,2⎡⎤⎢⎥⎣⎦上的最大值与最小值.【答案】(1)π2ππ,π,63k k k Z ⎡⎤++∈⎢⎥⎣⎦(2)()min 2f x =-,()max 1f x =【解析】【分析】(1)根据三角恒等变换化简函数()f x ,再根据正弦函数的单调性结合整体思想即可得解;(2)由x 的范围求得π26x +的范围,再根据正弦函数的性质即可得解.【小问1详解】解:()2π314sin cos 4sin cos sin cos 2sin 622f x x x x x x x x x ⎛⎫⎛⎫=+=-=- ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭1πcos212sin2cos212sin 21226x x x x x ⎛⎫⎛⎫=+-=+-=+- ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,令ππ3π2π22π,262k x k k +≤+≤+∈Z ,解得π2πππ63k x k +≤≤+,所以函数()f x 的单调减区间为π2ππ,π,63k k k Z ⎡⎤++∈⎢⎥⎣⎦;【小问2详解】解:因为π02x ≤≤,所以ππ7π2666x +≤≤,所以1πsin 2126x ⎛⎫-≤+≤ ⎪⎝⎭,于是π12sin 226x ⎛⎫-≤+≤ ⎪⎝⎭,所以()21f x -≤≤,当且仅当π2x =时,()f x 取最小值()min π22f x f ⎛⎫==- ⎪⎝⎭,当且仅当ππ262x +=,即π6x =时,()f x 取最大值()max π16f x f ⎛⎫== ⎪⎝⎭.16.已知0b >,函数2()((ln )1)f x x x x bx =---在点()(1,)1f 处的切线过点()0,1-.(1)求实数b 的值;(2)证明:()f x 在()0,∞+上单调递增;(3)若对())1,1(x f x a x ∀≥≥-恒成立,求实数a 的取值范围.【答案】(1)1b =(2)证明见解析(3)(,1]-∞【解析】【分析】(1)先求导函数再写出切线方程代入点得出参数值;(2)求出导函数1()2ln 2f x x x x'=+--,再根据导函数求出()(1)10f x f ''≥=>即可证明单调性;(3)根据函数解析式分1x =和1x >两种情况化简转化为ln x x a -≥恒成立,再求()ln (1)h x x x x =->的单调性得出最值即可求出参数范围.【小问1详解】()f x 的定义域为1(0,),()2ln()2f x x bx x'+∞=+--,故(1)1ln f b '=-,又(1)0f =,所以()f x 在点(1,(1))f 处的切线方程为(1ln )(1)y b x =--,将点(0,1)-代入得1ln 1b -=,解得1b =.【小问2详解】由(1)知2()(1)ln f x x x x x =---,则1()2ln 2f x x x x'=+--,令1()()2ln 2g x f x x x x '==+--,则22221121(1)(21)()2x x x x g x x x x x---+'=--==,当01x <<时,()0,()g x g x <'单调递减;当1x >时,()0,()g x g x >'单调递增,所以()(1)10f x f ''≥=>,所以()f x 在(0,)+∞上单调递增.【小问3详解】对())1,1(x f x a x ∀≥≥-恒成立,即对1,(1)(1)ln (1)x x x x x a x ∀≥---≥-恒成立,当1x =时,上式显然恒成立;当1x >时,上式转化为ln x x a -≥恒成立,设()ln (1)h x x x x =->,则11()10x h x x x'-=-=>,所以()h x 在(1,)+∞上单调递增;所以()(1)1h x h >=,故1a ≤,所以实数a 的取值范围为(,1]-∞.17.在ABC V 中,设内角A ,B ,C 所对的边分别为,,a b c .(1)2b a =+,4c a =+,是否存在正整数a *N ,且ABC V 为钝角三角形?若存在,求出a ;若不存在,说明理由.(2)若4,a b c D ===为BC 的中点,E ,F 分别在线段,AB AC 上,且90EDF ︒∠=,CDF θ∠=()090θ︒︒<<,求DEF 面积S 的最小值及此时对应的θ的值.【答案】(1)存在,4a =(2)12-【解析】【分析】(1)分析可知,角C 为钝角,由cos 0C <结合三角形三边关系可求得整数a 的值;(2)由正弦定理可得出()sin 60DF θ=+︒,()sin 150DE θ=︒-,再利用三角形的面积公式和两角和与差的正弦公式化简即可求得结果.【小问1详解】假设存在正整数a 满足题设.ABC V 为钝角三角形,因为a b c <<,所以C 为钝角,根据题设,2b a =+,4c a =+,由余弦定理222cos 2a b c C ab+-=,所以()222(2)(4)1cos 022a a a C a a ++-+-<=<+,得24120a a --<,解得26a -<<.因为**a ∈N N ,所以1a =或4a =,当1a =时,ABC V 不存在,故存在4a =满足题设.所以4a =【小问2详解】如图,因为()90,090EDF CDF θθ∠=︒∠=︒<<︒,所以90BDE θ∠=︒-.在CDF V 中,因为()2sin60sin 60DF θ=︒+︒,所以()3sin 60DF θ=+︒在BDE V 中,因为()2sin 60sin 150DE θ=︒︒-,所以()sin 150DE θ=︒-.所以()()132sin 60sin 150S θθ=⨯+︒︒-,设()()()sin 60sin 150f θθθ=+︒︒-,()090θ︒<<︒,所以11()sin cos cos sin 2222f θθθθθ⎛⎫⎛⎫=++ ⎪⎪⎪⎪⎝⎭⎝⎭2213cos cos sin 444θθθθ+=++化简可得:()1sin 242f θθ=+所以1122S =-当45θ=︒时,S取得最小值12-18.已知椭圆22221(0)x y a b a b +=>>的左右焦点分别为12,F F ,离心率22e =,点,P Q 分别是椭圆的右顶点和上顶点,POQ 的边PQ上的中线长为2.(1)求椭圆的标准方程;(2)过点(2,0)H -的直线交椭圆C 于,A B 两点,若11AF BF ⊥,求直线AB 的方程;(3)直线12,l l 过右焦点2F ,且它们的斜率乘积为12-,设12,l l 分别与椭圆交于点,C D 和,E F .若,M N 分别是线段CD 和EF 的中点,求OMN 面积的最大值.【答案】(1)2212x y +=(2)220x y -+-或220x y ++=(3)8【解析】【分析】(1)根据POQ △的边PQ上中线为2得PQ ==,再联立2222,2c e a b c a ===+即可求解;(2)设直线AB 的方程为(2)(0)y k x k =+≠,1122()A x y B x y ,,(,),联立直线AB 与椭圆方程得1212,x x x x +,再由11AF BF ⊥,即110AF BF ⋅= ,最后代入即可求解;(3)设直线1l 的方程为(1)y k x =+,则直线2l 的方程为1(1)2y x k =-+,分别与椭圆方程联立,通过韦达定理求出中点,M N 的坐标,观察坐标知,MN 的中点坐标1(,0)2T 在x 轴上,则1||||2OMN M N S OT y y =- 整理后利用基本不等式即可得到面积的最值.【小问1详解】由题意,因为(,0),(0,)P a Q b ,POQ △为直角三角形,所以PQ ==.又2222,2c e a b c a ===+,所以1,1a b c ===,所以椭圆的标准方程为2212x y +=.【小问2详解】由(1)知,1(1,0)F -,显然直线AB 的斜率存在,设直线AB 的方程为(2)(0)y k x k =+≠,1122()A x y B x y ,,(,),联立2212(2)x y y k x ⎧+=⎪⎨⎪=+⎩消去y 得,2222(12)8820k x k x k +++-=,所以22222(8)4(12)(82)8(12)0k k k k ∆=-+-=->,即2102k <<.且22121222882,1212k k x x x x k k-+=-=++,因为11AF BF ⊥,所以110AF BF ⋅= ,所以1122(1,)(1,)0x y x y ------=,即12121210x x x x y y ++++=,所以1212121(2)(2)0x x x x k x k x +++++⋅+=,整理得2221212(12)()(1)140k x x k x x k ++++++=,即22222228(1)(82)(12)()1401212k k k k k k k +-+-+++=++,化简得2410k -=,即12k =±满足条件,所以直线AB 的方程为1(2)2y x =+或1(2)2y x =-+,即直线AB 的方程为220x y -+=或220x y ++=.【小问3详解】由题意,2(1,0)F ,设直线1l 的方程为(1)y k x =+,3344(,),(,)C x y D x y ,则直线2l 的方程为1(1)2y x k=-+,5566(,),(,)E x y F x y ,联立2212(1)x y y k x ⎧+=⎪⎨⎪=-⎩消去y 得2222)202142(-=+-+x k x k k ,所以22343422422,1212k k x x x x k k -+==++所以23422,212M x x k x k +==+2(1)12M M k y k x k =-=-+所以2222(,)1212k k M k k -++,同理联立22121(1)2x y y x k ⎧+=⎪⎪⎨⎪=--⎪⎩消去y 得222(12)2140k x x k +-+-=,所以2565622214,1212k x x x x k k -+==++所以5621,212N x x x k +==+21(1)212N N k y x k k =--=+所以221(,)1212k N k k ++,即MN 的中点1(,0)2T .所以221121||11||||||12412212282||||OMN M N k k S OT y y k k k k =-==⨯=⨯+++ ,当且仅当12||||k k =,即22k =±时取等号,所以OMN的面积最大值为8.【点睛】关键点点睛:本题考查待定系数法求椭圆的标准方程,直线与椭圆综合应用问题,利用基本不等式求最值,第三问的解题关键是分类联立直线12,l l 与椭圆方程,求出,M N 的坐标,观察坐标知,MN 的中点坐标1(,0)2T 在x 轴上,则1||||2OMN M N S OT y y =- 整理后利用基本不等式得到面积的最值..19.正整数集{}1,2,3,,3A m m m m n =++++ ,其中,m n +∈∈N N .将集合A 拆分成n 个三元子集,这n 个集合两两没有公共元素.若存在一种拆法,使得每个三元子集中都有一个数等于其他两数之和,则称集合A 是“三元可拆集”.(1)若1,3m n ==,判断集合A 是否为“三元可拆集”,若是,请给出一种拆法;若不是,请说明理由;(2)若0,6m n ==,证明:集合A 不是“三元可拆集”;(3)若16n =,是否存在m 使得集合A 是“三元可拆集”,若存在,请求出m 的最大值并给出一种拆法;若不存在,请说明理由.【答案】(1)是,拆法见解析(2)证明见解析(3)答案见解析【解析】【分析】(1){}2,3,4,,10A = ,可拆成{}{}{}10,7,39,5,48,6,2、、或{}10,6,4、{}{}9,7,28,5,3、;(2)三元可拆集”中所有元素和为偶数,A 中所有元素和为19181712⨯=,与和为偶数矛盾;(3)可以拆成16个三元子集,将这16个三元子集中的最大的数依次记为12316,,,,a a a a ,利用等差数列求和得到1231616648a a a a m ++++≤+ ,结合1231624588a a a a m ++++=+ ,得到不等式,求出152m ≤,当7m =时写出相应的集合A 以及具体拆法,得到答案.【小问1详解】是,{}2,3,4,,10A = ,可拆成{}{}{}10,7,39,5,48,6,2、、或{}10,6,4、{}{}9,7,28,5,3、;【小问2详解】对于“三元可拆集”,其每个三元子集的元素之和为偶数,则“三元可拆集”中所有元素和为偶数;而{}1,2,3,4,,18A = ,A 中所有元素和为19181712⨯=,与和为偶数矛盾,所以集合A 不是“三元可拆集”;【小问3详解】{}1,2,3,,48A m m m m =++++ 有48个元素,可以拆成16个三元子集,将这16个三元子集中的最大的数依次记为12316,,,,a a a a ,则()()()()1231648474633a a a a m m m m ++++≤++++++++ ()28116166482m m +⨯==+;另一方面,A 中所有元素和为()249484811762m m +⨯=+,所以212316481176245882m a a a a m +++++==+ ,所以2458816648m m +≤+,解得152m ≤,即7m ≤;当7m =时,{}8,9,10,,55A = ,可拆为{}{}55,40,1554,38,16、、{}{}{}{}{}{}53,39,1452,35,1751,31,2050,37,1349,25,2448,26,22、、、、、、{}{}{}{}{}{}47,29,1846,27,1945,34,1144,23,2143,33,1042,30,12、、、、、、{}{}41,32,9,36,28,8(拆法不唯一);综上所述,m 的最大值是7.【点睛】关键点点睛:集合新定义问题,命题新颖,且存在知识点交叉,常常会和函数的性质,数列知识等进行结合,很好的考虑了知识迁移,综合运用能力,对于此类问题,一定要解读出题干中的信息,正确理解问题的本质,转化为熟悉的问题来进行解决.。
2023-2024学年湖南省益阳市高三年级上学期教学质量检测数学试卷+答案解析(附后)

一、单选题:本题共8小题,每小题5分,共40分。
在每小题给出的选项中,只有一项是符合题目要求2023-2024学年湖南省益阳市高三年级教学质量检测数学试卷的。
1.若复数z 满足,则( )A. B.C. 1D. 52.已知集合,,则为( )A. B. 或C.或D.或3.双曲函数出现于某些重要的线性微分方程的解中,相对于三角函数,双曲函数具有良好的可解性.现有双曲正弦函数,双曲余弦函数,则是( )A. 奇函数B. 偶函数C. 周期函数D. 在R 上单调递减4.函数的部分图象大致是( )A. B.C. D.5.已知椭圆的焦点为,,直线与椭圆C 相交于A 、B 两点,当三角形为直角三角形时,椭圆C 的离心率e 等于( )A. B. C. D.6.金刚石的成分为纯碳,是自然界中天然存在的最坚硬物质,它的结构是由8个等边三角形组成的正八面体,如图,某金刚石的表面积为,现将它雕刻成一个球形装饰物,则可雕刻成的最大球体积是( )A. B. C.D.7.已知,,,则下列结论正确的是( )A.B.C.D.8.已知直线l 与曲线相交,交点依次为D 、E 、F ,且,则直线l的方程为( )A.B. C. D.二、多选题:本题共4小题,共20分。
在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求。
全部选对的得5分,部分选对的得2分,有选错的得0分。
9.给定事件A ,B ,C ,且,则下列选项正确的是( )A. B. 若,且A ,B 互斥,则A ,B 不可能相互独立 C. 若,则A ,B 互为对立事件D. 若,则A ,B ,C 两两独立10.如图,矩形ABCD中,E、F分别为BC、AD的中点,且,,现将沿AE向上翻折,使B点移到P点,则在翻折过程中,下列结论正确的是( )A. B. 存在点P,使得C. 存在点P,使得D. 三棱锥的体积最大值为11.如图,有一列曲线,,,,,且是边长为6的等边三角形,是对进行如下操作而得到:将曲线的每条边进行三等分,以每边中间部分的线段为边,向外作等边三角形,再将中间部分的线段去掉得到,记曲线的边长为,周长为,则下列说法正确的是( )A. B.C. 在中D. 在中12.定义在上的函数的导函数为,,,,则下列不等式中一定成立的是( )A. B.C. D.三、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分。
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盐城市伍佑中学2019—2020学年春学期高三网上助学周练检测数学试题 3.13考试时间:120分钟 总分:160分 命题人:陈忠一、 填空题:本大题共14小题,每小题5分,共70分. 不需写出解答过程,请把答案直接写在指定位置上.1. 已知A =[0,1],B ={x|ln x ≤1},则A ∩B =________.2. 若复数z =(1+3i)2,其中i 为虚数单位,则z 的模为________.3. 已知数据x 1,x 2,…,x n (n ≥2)的标准差为则数据x 1,x 2,…,x n (n ≥2)的均值为________.4. 在区间[-1, 2]内随机选取一个实数,则该数为正数的概率是________.5. 执行如图所示的伪代码,则输出的结果的集合为________.6. 已知双曲线C :x 24-y 2=1的左焦点为F 1,P 为分支上一点.若P 到左准线的距离为d =95,则PF 1的长为________.7. 若函数f(x)=2sin ωx(0<ω<1)在闭区间⎣⎡⎦⎤0,π3上的最大值为2,则ω的值为_____.8.若f(x)=e x -ae x +a·sin x 为偶函数,且定义域不为R ,则a 的值为________.9.已知一个圆锥的轴截面是等边三角形,侧面积为6π,则该圆锥的体积等于________.10.在△ABC 中,边BC ,CA ,AB 上的高分别是h a ,h b ,h c ,且h a ∶h b ∶h c =6∶4∶3,则tan C =__________.11.设max{x ,y}=⎩⎪⎨⎪⎧x ,x ≥y ,y ,x <y ,若定义域为R 的函数f(x),g(x)满足:f(x)+g(x)=2xx 2+1,则max{f(x),g(x)}的最小值为________.12.如图,已知△ABC 中,BC =2,以BC 为直径的圆分别与AB ,AC交于M ,N ,MC 与NB 交于G.若BM →·BC →=2,则∠BGC =105°,则CN →·BC →=________.13.函数f(x)=(x -1)2ln x在区间[α,2](1<α<2)上的最大值是________.14.若二次函数f(x)=x 2-ax +2a -1存在零点,且零点是整数,则实数a 的值的集合为_____.二、 解答题:本大题共6小题,共90分. 解答时应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤.15. (本小题满分14分)已知向量OA →=(3,-4),OB →=(6,-3),OC →=(8+m ,m).(1) 当m =-194时,求证:点A ,B ,C 是一个直角三角形的顶点;(2) 在△ABC 中,若∠ABC>π2,试求实数m 的取值范围.16. (本小题满分14分)如图,直三棱柱ABCA 1B 1C 1的各条棱长均为2,D ,E 分别为棱B 1C 1,AC 的中点,O 是侧面ABB 1A 1的中心,过D 作DG ⊥A 1B 1于G ,过E 作EF ⊥AB 于F ,连结GF.求证:(1) G ,O ,F 三点在一条直线上; (2) DE ∥平面ABB 1A 1.在正项数列{b n }中,若4(1-q)(b 1+b 2+…+b n )=1-q n (∀n ∈N *,q ≠1),b 8=8b 5. (1) 求{b n }的通项公式;(2) 若数列{a n }满足a n =log 2b n ,数列{a n } 的前n 项的和为S n ,求数列{nS n }的最小项的值.18. (本小题满分16分)某开发商在对某小区进行规划时,准备设计一个圆形的活动中心.为达到提高小区居民的满意度,进行如下设计:在圆内接四边形ABCD 中,△ABD 所在的区域作为绿化区域,△BCD 所在的区域建一个儿童游乐场,其余的为休闲区域,以上三种区域的建造费用由国家贴补.图中BC =60 m ,CD =40 m.(1) 若BD =207 m ,AD =2AB ,求休闲区域的面积;(2) 若AD =40 m ,设∠BCD =θ∈(0,π2),经验表明:当S △ABDtan θ≥40时,该圆形活动中心的舒适度指数最高.试求该圆形活动中心的舒适度指数最高时cos θ的取值范围.已知椭圆C :x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0),A 1,A 2为椭圆C 的左、右顶点,椭圆的右焦点为F ,椭圆C 的离心率为e.(1) 设y =kx 的倾斜角为θ,直线y =kx 与椭圆交于D ,E 两点,DF ⊥EF ,e =12,求cos 2θ4+sin 2θ3的值; (2) 设过点F 且斜率为1的直线与椭圆交于P ,Q(其中P ,Q 分别在x 轴的上、下方),当S △PA 2F S △QA 1F的最小值为12时,求证:e 2-3(1+2)e +2≥0.20. (本题满分16分)已知函数f(x)=e -x (x 2+ax -2a 2+3a).(1) 若f(x)在区间[0,2]上有极值,求a 的取值范围;(2) 若a ≥-6,讨论方程f(x)=(2a +4)ln (x +1)-2a 2+3ae x在区间(0,2]的实根个数.附加题21. A. (选修42:矩阵与变换)若直线l :x =ky 在矩阵⎣⎢⎡⎦⎥⎤110k 对应的变换作用下得到的直线l′与直线l 重合,求k 的值.B. (选修44:坐标系与参数方程)在极坐标系(ρ, θ)(0≤θ<2π)中,求曲线ρcos θ=1与曲线ρ=2sin θ的交点Q 的极坐标.【必做题】第22题、第23题,每小题10分,共20分.解答时应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤.22. 如图,在直三棱柱ABCA 1B 1C 1中,AA 1=AB =AC =2,AB ⊥AC ,M 是棱BC 的中点,点P 在线段A 1B 上.(1) 若P 是线段A 1B 的中点,求直线MP 与直线AC 所成角的大小;(2) 若N 是CC 1的中点,直线A 1B 与平面PMN 所成角的正弦值为77,求线段BP 的长度.23. (1) 将一枚质地均匀的硬币连续抛n(n ∈N *)次,求正面向上为奇数次的概率; (2) 将一枚有瑕疵的硬币连续抛n(n ∈N *)次,若出现正面的概率是p(p ≠12),求正面向上为奇数次的概率(用含有n 的最简式子表示).1. (0,1] 解析:由条件得B =(0,e],所以A ∩B =(0,1].2. 10 解析:由题知z =(1+3i)2=-8+6i ,所以|z|=(-8)2+62=10.3. 2 解析:因为数据x 1,x 2,…,x n (n ≥2)的标准差为所以数据x 1,x 2,…,x n (n ≥2)的均值为2.4. 23 解析:易得正数的取值区间长度是2,总长度是3,由几何概型得所求概率为23.5. {49,45,38,28} 解析:i =1时,输出S =50-1=49;i =4时,输出S =49-4=45;i =7时,输出S =45-7=38; i =10时,输出S =38-10=28,所以输出的结果的集合为{49,45,38,28}. 6. 92 解析:双曲线的离心率为e =52,因为PF 1d =e ,所以PF 1=ed =52×95=92. 7. 34 解析:因为0<ω<1,x ∈⎣⎡⎦⎤0,π3,所以0≤ωx ≤πω3<π3,所以f(x)max =2sin πω3=2,所以sin πω3=22,所以πω3=π4,所以ω的值为34. 8. -1 解析:因为f(x)=e x-a e x +a ·sin x 为偶函数,且y =sin x 为奇函数,所以y =e x -ae x+a为奇函数.令g(x)=e x -a e x +a ,则g(-x)+g(x)=e -x -a e -x +a +e x -a e x +a =1-ae x 1+ae x +e x -ae x +a=0,所以2(1-a 2)e x (e x +a )(1+ae x )=0.因为e x(e x +a )(1+ae x )≠0,所以a =±1.因为f(x)的定义域不为R ,所以a =-1.9. 3π 解析:设圆锥的底面半径为r ,高为h.因为圆锥的轴截面是等边三角形,所以h=3r.又由圆锥的侧面积为6π,可得12·2πr ·2r =6π,解得r =3,所以圆锥的体积V =13πr 2·h =13πr 2·3r =33πr 3=3π. 10. -15 解析:设三边分别是a ,b ,c ,面积为s ,则a =2s h a ,b =2s h b ,c =2sh c.因为h a ∶h b ∶h c =6∶4∶3,所以a ∶b ∶c =2∶3∶4,所以cos C =a 2+b 2-c 22ab =-14.所以sin C =154,所以tan C =-15.11. -12 解析:不妨设f(x)≤g(x)(∀x ∈R ),则max{f(x),g(x)}=g(x)≥f (x )+g (x )2=x x 2+1.因为x ∈R ,且要求g(x)的最小值,所以必须x <0,所以x x 2+1≥x 2x 2·1=-12,当且仅当x =-1时取等号,所以max{f(x),g(x)}的最小值为-12.12. -1 解析:由已知得∠BMC =∠BNC =90°.因为BM →·BC →=|BM →|2,BM →·BC →=2,所以|BM →|= 2.因为BC =2,所以∠BCG =45°.因为∠BGC =105°,所以∠CBG =30°,即∠CBN =30°,所以CN =1,所以CN →·BC →=-CN →·CB →=-|CN →|2=-1.13. 1ln 2 解析:f′(x)=(x -1)(2xln x -x +1)x (ln x )2,令g(x)=2xln x -x +1,因为x ∈[α,2](1<α<2),所以g′(x)=2ln x +1>0,所以x ∈[α,2](1<α<2)时,g(x)=2xln x -x +1>0,所以f′(x)=(x -1)(2xln x -x +1)x (ln x )2>0,所以f(x)=(x -1)2ln x 在区间[α,2](1<α<2)上的最大值是f(2)=1ln 2.14. {0,8} 解析:若二次函数f(x)=x 2-ax +2a -1存在零点x 1,x 2,则x 1+x 2=a. 因为零点是整数,所以a 是整数.因为x 1,2=a±a 2-8a +42,所以a 2-8a +4是完全平方数,且a ≥4+23或a ≤4-2 3.令a 2-8a +4=b 2(b ∈Z ),(a -4)2-b 2=12(b ∈Z ),当a ≥4+23时,不妨设b >0,(a -4+b)(a -4-b)=12,所以⎩⎪⎨⎪⎧a -4+b =12,a -4-b =1,⎩⎪⎨⎪⎧a -4+b =6,a -4-b =2,⎩⎪⎨⎪⎧a -4+b =4,a -4-b =3, 所以a =8.同理得,当a ≤4-23时,不妨设b <0,⎩⎪⎨⎪⎧a -4+b =-12,a -4-b =-1,⎩⎪⎨⎪⎧a -4+b =-6,a -4-b =-2,⎩⎪⎨⎪⎧a -4+b =-4,a -4-b =-3,所以a =0. 15. (1) 证明:因为OA →=(3,-4),OB →=(6,-3),OC →=(134,-194),所以AB →=(3,1),AC →=(14,-34),所以AB →·AC →=3×14+1×(-34)=0,所以∠A 为直角,即点A ,B ,C 是一个直角三角形的顶点.(4分)(2) 解:因为向量OA →=(3,-4),OB →=(6,-3),OC →=(8+m ,m),所以BA →=(-3,-1),BC →=(m +2,m +3).在△ABC 中,因为∠ABC >π2,所以BA →=(-3,-1)与BC →=(m +2,m +3)不平行,且BA →·BC →<0,所以⎩⎪⎨⎪⎧-3m +2≠-1m +3,-3(m +2)+(-1)(m +3)<0,解得m ≠-72且m >-94,所以实数m 的取值范围是(-94,+∞).(14分)16. 证明:(1) 连结AG ,B 1F ,AB 1,在直三棱柱ABCA 1B 1C 1中, 因为AA 1⊥平面A 1B 1C 1,DG ⊂平面A 1B 1C 1, 所以AA 1⊥DG.因为AA 1∩A 1B 1=A 1,所以DG ⊥平面ABB 1A 1.同理EF ⊥平面ABB 1A 1,所以DG ∥EF ,所以D ,E ,F ,G 四点共面.设△A 1B 1C 1的A 1B 1边上的高为h ,因为直三棱柱ABCA 1B 1C 1的各条棱长均为2, 所以h = 3.因为D 为直三棱柱ABCA 1B 1C 1的棱B 1C 1的中点,所以DG =h 2=32,同理EF =32,所以DG =EF ,所以四边形DEFG 为平行四边形.在正方形ABB 1A 1中,因为GB 1=AF =12,GB 1∥AF ,所以四边形AFB 1G 为平行四边形,所以AB 1,GF 互相平分.因为O 是正方形ABB 1A 1的中心,即AB 1的中点,所以GF 经过O 点, 所以G ,O ,F 三点在一条直线上.(8分) (2) 由(1)知四边形DEFG 为平行四边形, 所以DE ∥FG.因为DE ⊄平面ABB 1A 1,FG ⊂平面ABB 1A 1, 所以DE ∥平面ABB 1A 1.(14分)17. 解:(1) 因为4(1-q)(b 1+b 2+…+b n )=1-q n (∀n ∈N *,q ≠1),所以4(1-q)(b 1+b 2+…+b n -1)=1-q n -1(∀n ∈N *,n ≥2,q ≠1),所以4(1-q)b n =q n -1-q n (∀n ∈N *,n ≥2,q ≠1),所以b n =14q n -1(∀n ∈N *,n ≥2,q ≠1).又4(1-q)b 1=1-q 1(q ≠1),所以b 1=14,所以b n =14q n -1(∀n ∈N *,q ≠1).因为b 8=8b 5,所以q 3=8,故q =2,所以b n =b 1q n -1=14×2n -1=2n -3,n ∈N *.(6分)(2) 由(1)可知a n =log 2b n =n -3,则数列{a n }是首项为-2,公差为1的等差数列,其前n项的和为S n =na 1+n (n -1)d 2=n 22-52n ,所以nS n =n(n 22-52n)=n 32-52n 2,所以(nS n )′=(n 32-52n 2)′=3n22-5n.令(nS n )′=0,得n =103,所以nS n 在⎣⎡⎦⎤1,103上单调递减,在[103,+∞)上单调递增. 因为3S 3=-9,4S 4=-8,所以数列{nS n }最小项的值是-9.(14分) 18. 解:(1) 在△BCD 中,BD =207,BC =60,CD =40,由余弦定理得cos ∠BCD =BC 2+CD 2-BD 22BC ·CD =602+402-(207)22×60×40=12.因为∠BCD ∈(0°,180°),所以∠BCD =60°. 因为A ,B ,C ,D 四点共圆,所以∠BAD =120°. 在△ABD 中,由余弦定理得BD 2=AB 2+AD 2-2AB·ADcos ∠BAD , 将AD =2AB ,BD =207代入化简,得AB =20,所以S 四边形ABCD =12AB ·ADsin ∠BAD +12CB ·CD ·sin ∠BCD =800 3 m 2.设△ABD 的外接圆的半径为R ,则R =BD 2sin ∠BAD =2072sin 120°=20213,所以休闲区域的面积为πR 2-8003=π(20213)2-8003=(2 800π3-8003) m 2.(8分)(2) 在△BCD ,△ABD 中分别利用余弦定理,得 BD 2=602+402-2×60×40cos θ ①, BD 2=AB 2+402-2×40·ABcos(π-θ) ②,联立①②消去BD ,得AB 2+80cos θ·AB +(4 800cos θ-3 600)=0, 解得AB =60-80cos θ(AB =-60舍去).因为AB >0,所以60-80cos θ>0,即cos θ<34,所以S △ABD tan θ≥40⇔12AB·ADsin (π-θ)tan θ≥40⇔12(60-80cos θ)·40·cos θ≥40⇔40cos 2θ-30cos θ+1≤0⇔15-18540≤cos θ≤15+18540.因为cos θ<34,所以此时cos θ的取值范围是⎣⎢⎡⎦⎥⎤15-18540,15+18540.(16分)19. (1) 解:不妨设D 在x 轴上方,因为直线y =kx 与椭圆交于D ,E 两点,所以OD =OE. 因为椭圆的右焦点为F ,且DF ⊥EF ,所以OF =OD. 设椭圆的半焦距为c ,则D(ccos θ,csin θ),代入x 2a 2+y 2b 2=1,得c 2cos 2θa 2+c 2sin 2θb 2=1.因为e =12,所以a =2c ,b =3c ,所以cos 2θ4+sin 2θ3=1.(6分)(2) 证明:设直线PQ 的方程为x =y +c(c 为椭圆的半焦距),与x 2a 2+y 2b2=1联立消去x ,得 (a 2+b 2)y 2+2cb 2y -b 4=0.设P ,Q 的坐标分别为(x 1,y 1),(x 2,y 2),所以y =-2cb 2±(2cb 2)2+4(a 2+b 2)b 42(a 2+b 2)=b 2(-c±2a )a 2+b 2,所以y 1=b 2(-c +2a )a 2+b 2,y 2=b 2(-c -2a )a 2+b 2,S △PA 2F S △QA 1F =(a -c )y 1(a +c )(-y 2)=(a -c )[b 2(-c +2a )](a +c )[b 2(c +2a )]=(a -c )(-c +2a )(a +c )(c +2a )=(1-e )(-e +2)(1+e )(e +2)=(e -1)(e -2)(e +1)(e +2). 因为S △PA 2F S △QA 1F 的最小值为12,所以(e -1)(e -2)(e +1)(e +2)≥12,化简得e 2-3(1+2)e +2≥0.(16分)20. 解:(1) 由题意知f′(x)=-x 2-ax +2x +2a 2-2ae x =0在(0,2)上有解,即x 2+(a -2)x -2a 2+2a =0在(0,2)上有解,即(x -a)[x -(-2a +2)]=0在(0,2)上有解,又a ≠-2a +2,解得a ∈(0,2)或a ∈(0,1)且a ≠23,即a 的取值范围是a ∈(0,23)∪(23,2).(4分)(2) 因为e -x>0,所以f(x)=(2a +4)ln (x +1)-2a 2+3ae x⇔x 2+ax -(2a +4)ln(x +1)=0.设g(x)=x 2+ax -(2a +4)ln(x +1),则g′(x)=2x 2+(a +2)x -(a +4)x +1=(x -1)[2x -(-a -4)]x +1.① 当-a -42=1,即a =-6时,g ′(x)≥0,∴ g(x)在(0,2]上单调递增. 又g(0)=0,∴ x ∈(0,2]时,g(x)>0,则此时原方程无实根.② 当-a -42≤0,即a ≥-4时,g(x)在(0,1]上单调递减,在[1,2]上单调递增.由g(0)=0,则(ⅰ)当g(2)=(1-ln 3)·(2a +4)≥0,即-4≤a ≤-2时,原方程在(0,2]上有且只有1个实根;(ⅱ)当g(2)=(1-ln 3)·(2a +4)<0,即a >-2时,原方程在(0,2]上无实根.③ 当0<-a -42<1,即-6<a <-4时,g(x)在⎣⎡⎦⎤-a +42,1上单调递减,在⎝⎛⎦⎤0,-a +42,[1,2]上单调递增,若g(1)=a +1-(2a +4)ln 2<0且g(2)≥0,则原方程有两实根,解得a >-2-12ln 2-1,∵ -6<-2-12ln 2-1<-4,即-2-12ln 2-1<a <-4,故此时原方程有两实根;若g(1)=a +1-(2a +4)ln 2<0,且g(2)<0,原方程有一实根,解得a 无解;若g(1)=a +1-(2a +4)ln 2=0,即a =-2-12ln 2-1时,原方程有一个实根;若g(1)=a +1-(2a +4)ln 2>0,即-6<a <-2-12ln 2-1时,原方程在(0,2]无实根.综上可得,当-2-12ln 2-1<a <-4时,原方程的实根个数为2;当-4≤a ≤-2或a =-2-12ln 2-1时,原方程的实根个数为1;当-6≤a <-2-12ln 2-1或a >-2时,原方程的实根个数为0.(16分)附加:21. A. 解:设M(x ,y)是直线l :x =ky 上的任意一点,变换T :⎣⎢⎡⎦⎥⎤x y →⎣⎢⎡⎦⎥⎤x′y′, 则⎣⎢⎡⎦⎥⎤x′y′=⎣⎢⎡⎦⎥⎤110k ⎣⎢⎡⎦⎥⎤x y =⎣⎢⎡⎦⎥⎤x +y ky ,即⎩⎪⎨⎪⎧x′=x +y ,y ′=ky.(4分) 因为直线l′与直线l 重合,所以l′的方程是x′=ky′,将⎩⎪⎨⎪⎧x′=x +y ,y ′=ky代入x′=ky′,得x +y =k 2y ,即x =(k 2-1)y.由M(x ,y)的任意性得k 2-1=k ,解得k =1±52.(10分)B. 解:将直线ρcos θ=1与圆ρ=2sin θ分别化为普通方程得x =1,x 2+(y -1)2=1,(6分)易得直线x =1与圆x 2+(y -1)2=1切于点Q(1,1),所以交点Q 的极坐标是(2,π4).(10分) 22. 解:以{AB ,AC ,AA 1}为正交基底建立如图所示的空间直角坐标系,则A(0,0,0),B(2,0,0),C(0,2,0),A 1(0,0,2),M(1,1,0).(1) 若P 是线段A 1B 的中点,则P(1,0,1),MP →=(0,-1,1),AC →=(0,2,0). 所以cos 〈MP →,AC →〉=-22×2=-22.所以直线MP 与直线AC 所成的角的大小为π4.(4分)(2) 由N(0,2,1),得MN →=(-1,1,1). 设 P(x ,y ,z),BP →=λBA 1→,0≤λ≤1, 则(x -2,y ,z)=λ(-2,0,2),所以⎩⎪⎨⎪⎧x =2-2λ,y =0,z =2λ,所以P(2-2λ,0,2λ),所以MP →=(1-2λ,-1,2λ). 设平面PMN 的法向量n =(x ,y ,z), 则n ⊥MN →,n ⊥MP →,所以⎩⎪⎨⎪⎧-x +y +z =0,(1-2λ)x -y +2λz =0,取n =(1+12λ,12λ,1).因为BA 1→=(-2,0,2),设直线A 1B 与平面PMN 所成角为θ. 由sin θ=|cos 〈n ,BA 1→〉|=⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪n ·BA 1→|n |·|BA1→|=⎪⎪⎪⎪⎪⎪(-2)×(1+12λ)+2(1+12λ)2+(12λ)2+1·22=77,得λ=14(负值舍去),所以BP →=14BA 1→,所以BP =14BA 1=22.(10分)23. 解:(1) 正面向上为i(i ∈N *)次的概率是C i n (12)i (1-12)n -i =C i n (12)n .(2分)① 当n 是奇数时,正面向上为奇数的概率为C 1n (12)n +C 3n (12)n +C 5n (12)n +…+C n n (12)n=(C 1n +C 3n +C 5n +…+C n n)(12)n =2n -1·(12)n =12;(3分) ② 当n 是偶数时,正面向上为奇数的概率为C 1n (12)n +C 3n (12)n +C 5n (12)n +…+C n -1n (12)n=(C 1n+C 3n +C 5n +…+C n -1n )·(12)n =2n -1·(12)n =12. 综上,正面向上为奇数次的概率是12.(4分)(2) 设P n 是n 次独立重复试验中正面出现奇数次的概率,则P n -1是n -1次独立重复试验中正面出现奇数次的概率,对前n -1次试验中正面向上为奇数次和偶数次分类讨论,得 P n =P n -1(1-p)+(1-P n -1)p ,化简得P n =p +(1-2p)P n -1,又P 1=p ,用迭代法得P n =1-(1-2p )n2(n ∈N *).(10分)。