高一下册期中考试数学试卷及答案-最新
人教版高一下学期期中考试数学试卷及答案解析(共五套)

人教版高一下学期期中考试数学试卷(一)注意事项:本试卷满分150分,考试时间120分钟,试题共22题.答卷前,考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级等信息填写在试卷规定的位置.一、选择题(本大题共8小题,每小题5分,共40分)在每小题所给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.1.点C是线段AB靠近点B的三等分点,下列正确的是()A.B.C.D.2.已知复数z满足z(3+i)=3+i2020,其中i为虚数单位,则z的共轭复数的虚部为()A.B.C.D.3.如图,▱ABCD中,∠DAB=60°,AD=2AB=2,延长AB至点E,且AB=BE,则•的值为()A.﹣1 B.﹣3 C.1 D.4.设i是虚数单位,则2i+3i2+4i3+……+2020i2019的值为()A.﹣1010﹣1010i B.﹣1011﹣1010iC.﹣1011﹣1012i D.1011﹣1010i5.如图,在正方体ABCD﹣A1B1C1D1中,异面直线A1B与CD所成的角为()A.30°B.45°C.60°D.135°6.在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若(a﹣2b)cos C=c(2cos B﹣cos A),△ABC的面积为a2sin,则C=()A.B.C.D.7.在正方体ABCD﹣A1B1C1D1中,下列四个结论中错误的是()A.直线B1C与直线AC所成的角为60°B.直线B1C与平面AD1C所成的角为60°C.直线B1C与直线AD1所成的角为90°D.直线B1C与直线AB所成的角为90°8.如图,四边形ABCD为正方形,四边形EFBD为矩形,且平面ABCD与平面EFBD互相垂直.若多面体ABCDEF的体积为,则该多面体外接球表面积的最小值为()A.6πB.8πC.12πD.16π二、多选题(本大题共4小题,每小题5分,选对得分,选错、少选不得分)9.在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,若a2=b2+bc,则角A可为()A.B.C.D.10.如图,四边形ABCD为直角梯形,∠D=90°,AB∥CD,AB=2CD,M,N分别为AB,CD的中点,则下列结论正确的是()A.B.C.D.11.下列说法正确的有()A.任意两个复数都不能比大小B.若z=a+bi(a∈R,b∈R),则当且仅当a=b=0时,z=0C.若z1,z2∈C,且z12+z22=0,则z1=z2=0D.若复数z满足|z|=1,则|z+2i|的最大值为312.如图,已知ABCD﹣A1B1C1D1为正方体,E,F分别是BC,A1C的中点,则()A.B.C.向量与向量的夹角是60°D.异面直线EF与DD1所成的角为45°三、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分.不需写出解答过程,请把答案直接填写在横线上)13.已知正方形ABCD的边长为2,点P满足=(+),则||=;•=.14.若虛数z1、z2是实系数一元二次方程x2+px+q=0的两个根,且,则pq=.15.已知平面四边形ABCD中,AB=AD=2,BC=CD=BD=2,将△ABD沿对角线BD折起,使点A到达点A'的位置,当A'C=时,三棱锥A﹣BCD的外接球的体积为.16.已知一圆锥底面圆的直径为3,圆锥的高为,在该圆锥内放置一个棱长为a 的正四面体,并且正四面体在该几何体内可以任意转动,则a的最大值为.四、解答题(本大题共6小题,共70分.请在答题卡指定区域内作答,解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤)17.在四边形ABCD中,AB∥CD,AD=BD=CD=1.(1)若AB=,求BC;(2)若AB=2BC,求cos∠BDC.18.(1)已知z1=1﹣2i,z2=3+4i,求满足=+的复数z.(2)已知z,ω为复数,(1+3i)﹣z为纯虚数,ω=,且|ω|=5.求复数ω.19.如图,墙上有一壁画,最高点A离地面4米,最低点B离地面2米.观察者从距离墙x(x>1)米,离地面高a(1≤a≤2)米的C处观赏该壁画,设观赏视角∠ACB=θ.(1)若a=1.5,问:观察者离墙多远时,视角θ最大?(2)若tanθ=,当a变化时,求x的取值范围.20.如图,已知复平面内平行四边形ABCD中,点A对应的复数为﹣1,对应的复数为2+2i,对应的复数为4﹣4i.(Ⅰ)求D点对应的复数;(Ⅱ)求平行四边形ABCD的面积.21.如图所示,等腰梯形ABFE是由正方形ABCD和两个全等的Rt△FCB和Rt△EDA组成,AB=1,CF=2.现将Rt△FCB沿BC所在的直线折起,点F移至点G,使二面角E﹣BC﹣G的大小为60°.(1)求四棱锥G﹣ABCE的体积;(2)求异面直线AE与BG所成角的大小.22.如图,四边形MABC中,△ABC是等腰直角三角形,AC⊥BC,△MAC是边长为2的正三角形,以AC为折痕,将△MAC向上折叠到△DAC的位置,使点D在平面ABC内的射影在AB上,再将△MAC向下折叠到△EAC的位置,使平面EAC⊥平面ABC,形成几何体DABCE.(1)点F在BC上,若DF∥平面EAC,求点F的位置;(2)求直线AB与平面EBC所成角的余弦值.参考答案一、选择题(本大题共8小题,每小题5分,共40分)在每小题所给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.1.点C是线段AB靠近点B的三等分点,下列正确的是()A.B.C.D.【答案】D【分析】根据共线向量的定义即可得结论.【解答】解:由题,点C是线段AB靠近点B的三等分点,=3=﹣3,所以选项A错误;=2=﹣2,所以选项B和选项C错误,选项D正确.故选:D.【知识点】平行向量(共线)、向量数乘和线性运算2.已知复数z满足z(3+i)=3+i2020,其中i为虚数单位,则z的共轭复数的虚部为()A.B.C.D.【答案】D【分析】直接利用复数代数形式的乘除运算化简,然后利用共轭复数的概念得答案.【解答】解:∵z(3+i)=3+i2020,i2020=(i2)1010=(﹣1)1010=1,∴z(3+i)=4,∴z=,∴=,∴共轭复数的虚部为,故选:D.【知识点】复数的运算3.如图,▱ABCD中,∠DAB=60°,AD=2AB=2,延长AB至点E,且AB=BE,则•的值为()A.﹣1 B.﹣3 C.1 D.【答案】C【分析】利用图形,求出数量积的向量,然后转化求解即可.【解答】解:由题意,▱ABCD中,∠DAB=60°,AD=2AB=2,延长AB至点E,且AB=BE,可知=+=,=﹣=﹣2,所以•=()•(﹣2)=﹣2﹣2=1.故选:C.【知识点】平面向量数量积的性质及其运算4.设i是虚数单位,则2i+3i2+4i3+……+2020i2019的值为()A.﹣1010﹣1010i B.﹣1011﹣1010iC.﹣1011﹣1012i D.1011﹣1010i【答案】B【分析】利用错位相减法、等比数列的求和公式及其复数的周期性即可得出.【解答】解:设S=2i+3i2+4i3+ (2020i2019)∴iS=2i2+3i3+ (2020i2020)则(1﹣i)S=i+i+i2+i3+……+i2019﹣2020i2020.==i+==﹣2021+i,∴S==.故选:B.【知识点】复数的运算5.如图,在正方体ABCD﹣A1B1C1D1中,异面直线A1B与CD所成的角为()A.30°B.45°C.60°D.135°【答案】B【分析】易知∠ABA1即为所求,再由△ABA1为等腰直角三角形,得解.【解答】解:因为AB∥CD,所以∠ABA1即为异面直线A1B与CD所成的角,因为△ABA1为等腰直角三角形,所以∠ABA1=45°.故选:B.【知识点】异面直线及其所成的角6.在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若(a﹣2b)cos C=c(2cos B﹣cos A),△ABC的面积为a2sin,则C=()A.B.C.D.【答案】C【分析】先利用正弦定理将已知等式中的边化角,再结合两角和公式与三角形的内角和定理,可推出sin B=2sin A;然后利用三角形的面积公式、正弦定理,即可得解.【解答】解:由正弦定理知,==,∵(a﹣2b)cos C=c(2cos B﹣cos A),∴(sin A﹣2sin B)cos C=sin C(2cos B﹣cos A),即sin A cos C+sin C cos A=2(sin B cos C+cos B sin C),∴sin(A+C)=2sin(B+C),即sin B=2sin A.∵△ABC的面积为a2sin,∴S=bc sin A=a2sin,根据正弦定理得,sin B•sin C•sin A=sin2A•sin,化简得,sin B•sin cos=sin A•cos,∵∈(0,),∴cos>0,∴sin==,∴=,即C=.故选:C.【知识点】正弦定理、余弦定理7.在正方体ABCD﹣A1B1C1D1中,下列四个结论中错误的是()A.直线B1C与直线AC所成的角为60°B.直线B1C与平面AD1C所成的角为60°C.直线B1C与直线AD1所成的角为90°D.直线B1C与直线AB所成的角为90°【答案】B【分析】连接AB1,求出∠ACB1可判断选项A;连接B1D1,找出点B1在平面AD1C上的投影O,设直线B1C与平面AD1C所成的角为θ,由cosθ=可判断选项B;利用平移法找出选项C和D涉及的异面直线夹角,再进行相关运算,即可得解.【解答】解:连接AB1,∵△AB1C为等边三角形,∴∠ACB1=60°,即直线B1C与AC所成的角为60°,故选项A正确;连接B1D1,∵AB1=B1C=CD1=AD1,∴四面体AB1CD1是正四面体,∴点B1在平面AD1C上的投影为△AD1C的中心,设为点O,连接B1O,OC,则OC=BC,设直线B1C与平面AD1C所成的角为θ,则cosθ===≠,故选项B错误;连接BC1,∵AD1∥BC1,且B1C⊥BC1,∴直线B1C与AD1所成的角为90°,故选项C正确;∵AB⊥平面BCC1B1,∴AB⊥B1C,即直线B1C与AB所成的角为90°,故选项D正确.故选:B.【知识点】直线与平面所成的角、异面直线及其所成的角8.如图,四边形ABCD为正方形,四边形EFBD为矩形,且平面ABCD与平面EFBD互相垂直.若多面体ABCDEF的体积为,则该多面体外接球表面积的最小值为()A.6πB.8πC.12πD.16π【答案】A【分析】由题意可得AC⊥面EFBD,可得V ABCDEF=V C﹣EFBD+V A﹣EFBD=2V A﹣EFBD,再由多面体ABCDEF 的体积为,可得矩形EFBD的高与正方形ABCD的边长之间的关系,再由题意可得矩形EFBD的对角线的交点为外接球的球心,进而求出外接球的半径,再由均值不等式可得外接球的半径的最小值,进而求出外接球的表面积的最小值.【解答】解:设正方形ABCD的边长为a,矩形BDEF的高为b,因为正方形ABCD,所以AC⊥BD,设AC∩BD=O',由因为平面ABCD与平面EFBD互相垂直,AC⊂面ABCD,平面ABCD∩平面EFBD=BD,所以AC⊥面EFBD,所以V ABCDEF=V C﹣EFBD+V A﹣EFBD=2V A﹣EFBD=2•S EFBD•CO'=•a•b•a =a2b,由题意可得V ABCDEF=,所以a2b=2;所以a2=,矩形EFBD的对角线的交点O,连接OO',可得OO'⊥BD,而OO'⊂面EFBD,而平面ABCD⊥平面EFBD,平面ABCD∩平面EFBD=BD,所以OO'⊥面EFBD,可得OA=OB=OE=OF都为外接球的半径R,所以R2=()2+(a)2=+=+=++≥3=3×,当且仅当=即b=时等号成立.所以外接球的表面积为S=4πR2≥4π•3×=6π.所以外接球的表面积最小值为6π.故选:A.【知识点】球的体积和表面积二、多选题(本大题共4小题,每小题5分,选对得分,选错、少选不得分)9.在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,若a2=b2+bc,则角A可为()A.B.C.D.【答案】BC【分析】由已知利用余弦定理整理可得cos A=,对于A,若A=,可得b=<0,错误;对于B,若A=,可得b=>0,对于C,若A=,可得b=>0,对于D,若A=,可得c=0,错误,即可得解.【解答】解:因为在△ABC中,a2=b2+bc,又由余弦定理可得:a2=b2+c2﹣2bc cos A,所以b2+bc=b2+c2﹣2bc cos A,整理可得:c=b(1+2cos A),可得:cos A=,对于A,若A=,可得:﹣=,整理可得:b=<0,错误;对于B,若A=,可得:=,整理可得:b=>0,对于C,若A=,可得:cos==,整理可得:b=>0,对于D,若A=,可得:cos=﹣=,整理可得:c=0,错误.故选:BC.【知识点】余弦定理10.如图,四边形ABCD为直角梯形,∠D=90°,AB∥CD,AB=2CD,M,N分别为AB,CD的中点,则下列结论正确的是()A.B.C.D.【答案】ABC【分析】由向量的加减法法则、平面向量基本定理解决【解答】解:由,知A正确;由知B正确;由知C正确;由N为线段DC的中点知知D错误;故选:ABC.【知识点】向量数乘和线性运算、平面向量的基本定理11.下列说法正确的有()A.任意两个复数都不能比大小B.若z=a+bi(a∈R,b∈R),则当且仅当a=b=0时,z=0C.若z1,z2∈C,且z12+z22=0,则z1=z2=0D.若复数z满足|z|=1,则|z+2i|的最大值为3【答案】BD【分析】通过复数的基本性质,结合反例,以及复数的模,判断命题的真假即可.【解答】解:当两个复数都是实数时,可以比较大小,所以A不正确;复数的实部与虚部都是0时,复数是0,所以B正确;反例z1=1,z2=i,满足z12+z22=0,所以C不正确;复数z满足|z|=1,则|z+2i|的几何意义,是复数的对应点到(0,﹣2)的距离,它的最大值为3,所以D正确;故选:BD.【知识点】复数的模、复数的运算、虚数单位i、复数、命题的真假判断与应用12.如图,已知ABCD﹣A1B1C1D1为正方体,E,F分别是BC,A1C的中点,则()A.B.C.向量与向量的夹角是60°D.异面直线EF与DD1所成的角为45°【答案】ABD【分析】在正方体ABCD﹣A1B1C1D1中,建立合适的空间直角坐标系,设正方体的棱长为2,根据空间向量的坐标运算,以及异面直线所成角的向量求法,逐项判断即可.【解答】解:在正方体ABCD﹣A1B1C1D1中,以点A为坐标原点,分别以AB,AD,AA1为x 轴、y轴、z轴建立空间直角坐标系,设正方体的棱长为2,则A(0,0,0),A1(0,0,2),B(2,0,0),B1(2,0,2),C (2,2,0),D(0,2,0),D1(0,2,2),所以,故,故选项A正确;又,又,所以,,则,故选项B正确;,所以,因此与的夹角为120°,故选项C错误;因为E,F分别是BC,A1C的中点,所以E(2,1,0),F(1,1,1),则,所以,又异面直线的夹角大于0°小于等于90°,所以异面直线EF与DD1所成的角为45°,故选项D正确;故选:ABD.【知识点】异面直线及其所成的角三、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分.不需写出解答过程,请把答案直接填写在横线上)13.已知正方形ABCD的边长为2,点P满足=(+),则||=;•=.【分析】根据向量的几何意义可得P为BC的中点,再根据向量的数量积的运算和正方形的性质即可求出.【解答】解:由=(+),可得P为BC的中点,则|CP|=1,∴|PD|==,∴•=•(+)=﹣•(+)=﹣2﹣•=﹣1,故答案为:,﹣1.【知识点】平面向量数量积的性质及其运算14.若虛数z1、z2是实系数一元二次方程x2+px+q=0的两个根,且,则pq=.【答案】1【分析】设z1=a+bi,则z2=a﹣bi,(a,b∈R),根据两个复数相等的充要条件求出z1,z2,再由根与系数的关系求得p,q的值.【解答】解:由题意可知z1与z2为共轭复数,设z1=a+bi,则z2=a﹣bi,(a,b∈R 且b≠0),又,则a2﹣b2+2abi=a﹣bi,∴(2a+b)+(a+2b)i=1﹣i,∴,解得.∴z1=+i,z2=i,(或z2=+i,z1=i).由根与系数的关系,得p=﹣(z1+z2)=1,q=z1•z2=1,∴pq=1.故答案为:1.【知识点】复数的运算15.已知平面四边形ABCD中,AB=AD=2,BC=CD=BD=2,将△ABD沿对角线BD折起,使点A到达点A'的位置,当A'C=时,三棱锥A﹣BCD的外接球的体积为.【分析】由题意画出图形,找出三棱锥外接球的位置,求解三角形可得外接球的半径,再由棱锥体积公式求解.【解答】解:记BD的中点为M,连接A′M,CM,可得A′M2+CM2=A′C2,则∠A′MC=90°,则外接球的球心O在△A′MC的边A′C的中垂线上,且过正三角形BCD的中点F,且在与平面BCD垂直的直线m上,过点A′作A′E⊥m于点E,如图所示,设外接球的半径为R,则A′O=OC=R,,A′E=1,在Rt△A′EO中,A′O2=A′E2+OE2,解得R=.故三棱锥A﹣BCD的外接球的体积为.故答案为:.【知识点】球的体积和表面积16.已知一圆锥底面圆的直径为3,圆锥的高为,在该圆锥内放置一个棱长为a的正四面体,并且正四面体在该几何体内可以任意转动,则a的最大值为.【分析】根据题意,该四面体内接于圆锥的内切球,通过内切球即可得到a的最大值.【解答】解:依题意,四面体可以在圆锥内任意转动,故该四面体内接于圆锥的内切球,设球心为P,球的半径为r,下底面半径为R,轴截面上球与圆锥母线的切点为Q,圆锥的轴截面如图:则OA=OB=,因为SO=,故可得:SA=SB==3,所以:三角形SAB为等边三角形,故P是△SAB的中心,连接BP,则BP平分∠SBA,所以∠PBO=30°;所以tan30°=,即r=R=×=,即四面体的外接球的半径为r=.另正四面体可以从正方体中截得,如图:从图中可以得到,当正四面体的棱长为a时,截得它的正方体的棱长为a,而正四面体的四个顶点都在正方体上,故正四面体的外接球即为截得它的正方体的外接球,所以2r=AA1=a=a,所以a=.即a的最大值为.故答案为:.【知识点】旋转体(圆柱、圆锥、圆台)四、解答题(本大题共6小题,共70分.请在答题卡指定区域内作答,解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤)17.在四边形ABCD中,AB∥CD,AD=BD=CD=1.(1)若AB=,求BC;(2)若AB=2BC,求cos∠BDC.【分析】(1)直接利用余弦定理的应用求出结果;(2)利用余弦定理的应用建立等量关系式,进一步求出结果.【解答】解:(1)在四边形ABCD中,AD=BD=CD=1.若AB=,所以:cos∠ADB==,由于AB∥CD,所以∠BDC=∠ABD,即cos∠BDC=cos∠ABD=,所以BC2=BD2+CD2﹣2•BD•CD•cos∠BDC==,所以BC=.(2)设BC=x,则AB=2BC=2x,由余弦定理得:cos∠ADB==,cos∠BDC===,故,解得或﹣(负值舍去).所以.【知识点】余弦定理18.(1)已知z1=1﹣2i,z2=3+4i,求满足=+的复数z.(2)已知z,ω为复数,(1+3i)﹣z为纯虚数,ω=,且|ω|=5.求复数ω.【分析】(1)把z1,z2代入=+,利用复数代数形式的乘除运算化简求出,进一步求出z;(2)设z=a+bi(a,b∈R),利用复数的运算及(1+3i)•z=(1+3i)(a+bi)=a﹣3b+(3a+b)i为纯虚数,可得,又ω==i,|ω|=5,可得,即可得出a,b,再代入可得ω.【解答】解:(1)由z1=1﹣2i,z2=3+4i,得=+==,则z=;(2)设z=a+bi(a,b∈R),∵(1+3i)•z=(1+3i)(a+bi)=a﹣3b+(3a+b)i为纯虚数,∴.又ω===i,|ω|=5,∴.把a=3b代入化为b2=25,解得b=±5,∴a=±15.∴ω=±(i)=±(7﹣i).【知识点】复数的运算19.如图,墙上有一壁画,最高点A离地面4米,最低点B离地面2米.观察者从距离墙x(x>1)米,离地面高a(1≤a≤2)米的C处观赏该壁画,设观赏视角∠ACB=θ.(1)若a=1.5,问:观察者离墙多远时,视角θ最大?(2)若tanθ=,当a变化时,求x的取值范围.【分析】(1)首项利用两角和的正切公式建立函数关系,进一步利用判别式确定函数的最大值;(2)利用两角和的正切公式建立函数关系,利用a的取值范围即可确定x的范围.【解答】解:(1)如图,作CD⊥AF于D,则CD=EF,设∠ACD=α,∠BCD=β,CD=x,则θ=α﹣β,在Rt△ACD和Rt△BCD中,tanα=,tanβ=,则tanθ=tan(α﹣β)==(x>0),令u=,则ux2﹣2x+1.25u=0,∵上述方程有大于0的实数根,∴△≥0,即4﹣4×1.25u2≥0,∴u≤,即(tanθ)max=,∵正切函数y=tan x在(0,)上是增函数,∴视角θ同时取得最大值,此时,x==,∴观察者离墙米远时,视角θ最大;(2)由(1)可知,tanθ===,即x2﹣4x+4=﹣a2+6a﹣4,∴(x﹣2)2=﹣(a﹣3)2+5,∵1≤a≤2,∴1≤(x﹣2)2≤4,化简得:0≤x≤1或3≤x≤4,又∵x>1,∴3≤x≤4.【知识点】解三角形20.如图,已知复平面内平行四边形ABCD中,点A对应的复数为﹣1,对应的复数为2+2i,对应的复数为4﹣4i.(Ⅰ)求D点对应的复数;(Ⅱ)求平行四边形ABCD的面积.【分析】(I)利用复数的几何意义、向量的坐标运算性质、平行四边形的性质即可得出.(II)利用向量垂直与数量积的关系、模的计算公式、矩形的面积计算公式即可得出.【解答】解:(Ⅰ)依题点A对应的复数为﹣1,对应的复数为2+2i,得A(﹣1,0),=(2,2),可得B(1,2).又对应的复数为4﹣4i,得=(4,﹣4),可得C(5,﹣2).设D点对应的复数为x+yi,x,y∈R.得=(x﹣5,y+2),=(﹣2,﹣2).∵ABCD为平行四边形,∴=,解得x=3,y=﹣4,故D点对应的复数为3﹣4i.(Ⅱ)=(2,2),=(4,﹣4),可得:=0,∴.又||=2,=4.故平行四边形ABCD的面积==16.【知识点】复数的代数表示法及其几何意义21.如图所示,等腰梯形ABFE是由正方形ABCD和两个全等的Rt△FCB和Rt△EDA组成,AB=1,CF=2.现将Rt△FCB沿BC所在的直线折起,点F移至点G,使二面角E﹣BC﹣G的大小为60°.(1)求四棱锥G﹣ABCE的体积;(2)求异面直线AE与BG所成角的大小.【分析】(1)推导出GC⊥BC,EC⊥BC,从而∠ECG=60°.连接DG,推导出DG⊥EF,由BC⊥EF,BC⊥CG,得BC⊥平面DEG,从而DG⊥BC,进而DG⊥平面ABCE,DG是四棱锥G ﹣ABCE的高,由此能求出四棱锥G﹣ABCE的体积.(2)取DE的中点H,连接BH、GH,则BH∥AE,∠GBH既是AE与BG所成角或其补角.由此能求出异面直线AE与BG所成角的大小.【解答】解:(1)由已知,有GC⊥BC,EC⊥BC,所以∠ECG=60°.连接DG,由CD=AB=1,CG=CF=2,∠ECG=60°,有DG⊥EF①,由BC⊥EF,BC⊥CG,有BC⊥平面DEG,所以,DG⊥BC②,由①②知,DG⊥平面ABCE,所以DG就是四棱锥G﹣ABCE的高,在Rt△CDG中,.故四棱锥G﹣ABCE的体积为:.(2)取DE的中点H,连接BH、GH,则BH∥AE,故∠GBH既是AE与BG所成角或其补角.在△BGH中,,,则.故异面直线AE与BG所成角的大小为.【知识点】异面直线及其所成的角、棱柱、棱锥、棱台的体积22.如图,四边形MABC中,△ABC是等腰直角三角形,AC⊥BC,△MAC是边长为2的正三角形,以AC为折痕,将△MAC向上折叠到△DAC的位置,使点D在平面ABC内的射影在AB上,再将△MAC向下折叠到△EAC的位置,使平面EAC⊥平面ABC,形成几何体DABCE.(1)点F在BC上,若DF∥平面EAC,求点F的位置;(2)求直线AB与平面EBC所成角的余弦值.【分析】(1)点F为BC的中点,设点D在平面ABC内的射影为O,连接OD,OC,取AC 的中点H,连接EH,由题意知EH⊥AC,EH⊥平面ABC,由题意知DO⊥平面ABC,得DO∥平面EAC,取BC的中点F,连接OF,则OF∥AC,从而OF∥平面EAC,平面DOF∥平面EAC,由此能证明DF∥平面EAC.(2)连接OH,由OF,OH,OD两两垂直,以O为坐标原点,OF,OH,OD所在直线分别为x,y,z轴,建立空间直角坐标系,利用向量法能求出直线AB与平面EBC所成角的余弦值.【解答】解:(1)点F为BC的中点,理由如下:设点D在平面ABC内的射影为O,连接OD,OC,∵AD=CD,∴OA=OC,∴在Rt△ABC中,O为AB的中点,取AC的中点H,连接EH,由题意知EH⊥AC,又平面EAC⊥平面ABC,平面EAC∩平面ABC=AC,∴EH⊥平面ABC,由题意知DO⊥平面ABC,∴DO∥EH,∴DO∥平面EAC,取BC的中点F,连接OF,则OF∥AC,又OF⊄平面EAC,AC⊂平面EAC,∴OF∥平面EAC,∵DO∩OF=O,∴平面DOF∥平面EAC,∵DF⊂平面DOF,∴DF∥平面EAC.(2)连接OH,由(1)可知OF,OH,OD两两垂直,以O为坐标原点,OF,OH,OD所在直线分别为x,y,z轴,建立如图所示空间直角坐标系,则B(1,﹣1,0),A(﹣1,1,0),E(0,1,﹣),C(1,1,0),∴=(2,﹣2,0),=(0,2,0),=(﹣1,2,﹣),设平面EBC的法向量=(a,b,c),则,取a=,则=(,0,﹣1),设直线与平面EBC所成的角为θ,则sinθ===.∴直线AB与平面EBC所成角的余弦值为cosθ==.【知识点】直线与平面平行、直线与平面所成的角人教版高一下学期期中考试数学试卷(二)注意事项:本试卷满分150分,考试时间120分钟,试题共22题.答卷前,考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级等信息填写在试卷规定的位置.一、选择题(本大题共8小题,每小题5分,共40分)在每小题所给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.(2﹣i)z对应的点位于虚轴的正半轴上,则复数z对应的点位于()1.已知复平面内,A.第一象限B.第二象限C.第三象限D.第四象限2.平行四边形ABCD中,点E是DC的中点,点F是BC的一个三等分点(靠近B),则=()A.B.C.D.3.已知向量=(6t+3,9),=(4t+2,8),若(+)∥(﹣),则t=()A.﹣1 B.﹣C.D.14.已知矩形ABCD的一边AB的长为4,点M,N分别在边BC,DC上,当M,N分别是边BC,DC的中点时,有(+)•=0.若+=x+y,x+y=3,则线段MN的最短长度为()A.B.2 C.2D.25.若z∈C且|z+3+4i|≤2,则|z﹣1﹣i|的最大和最小值分别为M,m,则M﹣m的值等于()A.3 B.4 C.5 D.96.已知球的半径为R,一等边圆锥(圆锥母线长与圆锥底面直径相等)位于球内,圆锥顶点在球上,底面与球相接,则该圆锥的表面积为()A.R2B.R2C.R2D.R27.农历五月初五是端午节,民间有吃粽子的习惯,粽子又称粽籺,俗称“粽子”,古称“角黍”,是端午节大家都会品尝的食品,传说这是为了纪念战国时期楚国大臣、爱国主义诗人屈原.小明在和家人一起包粽子时,想将一丸子(近似为球)包入其中,如图,将粽叶展开后得到由六个边长为4的等边三角形所构成的平行四边形,将粽叶沿虚线折起来,可以得到如图所示的粽子形状的六面体,则放入丸子的体积最大值为()A.πB.πC.πD.π8.已知半球O与圆台OO'有公共的底面,圆台上底面圆周在半球面上,半球的半径为1,则圆台侧面积取最大值时,圆台母线与底面所成角的余弦值为()A.B.C.D.二、多选题(本大题共4小题,每小题5分,选对得分,选错、少选不得分)9.下列有关向量命题,不正确的是()A.若||=||,则=B.已知≠,且•=•,则=C.若=,=,则=D.若=,则||=||且∥10.若复数z满足,则()A.z=﹣1+i B.z的实部为1 C.=1+i D.z2=2i11.如图,在平行四边形ABCD中,E,F分别为线段AD,CD的中点,AF∩CE=G,则()A.B.C.D.12.已知正方体ABCD﹣A1B1C1D1,棱长为2,E为线段B1C上的动点,O为AC的中点,P 为棱CC1上的动点,Q为棱AA1的中点,则以下选项中正确的有()A.AE⊥B1CB.直线B1D⊥平面A1BC1C.异面直线AD1与OC1所成角为D.若直线m为平面BDP与平面B1D1P的交线,则m∥平面B1D1Q三、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分.不需写出解答过程,请把答案直接填写在横线上)13.已知向量=(m,1),=(m﹣6,m﹣4),若∥,则m的值为.14.将表面积为36π的圆锥沿母线将其侧面展开,得到一个圆心角为的扇形,则该圆锥的轴截面的面积S=.15.如图,已知有两个以O为圆心的同心圆,小圆的半径为1,大圆的半径为2,点A 为小圆上的动点,点P,Q是大圆上的两个动点,且•=1,则||的最大值是.16.如图,在三棱锥A﹣BCD的平面展开图中,已知四边形BCED为菱形,BC=1,BF=,若二面角A﹣CD﹣B的余弦值为﹣,M为BD的中点,则CD=,直线AD与直线CM所成角的余弦值为.四、解答题(本大题共6小题,共70分.请在答题卡指定区域内作答,解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤)17.已知,.(1)若与同向,求;(2)若与的夹角为120°,求.18.已知a、b、c是△ABC中∠A、∠B、∠C的对边,a=4,b=6,cos A=﹣.(1)求c;(2)求cos2B的值.19.已知:复数z1与z2在复平面上所对应的点关于y轴对称,且z1(1﹣i)=z2(1+i)(i为虚数单位),|z1|=.(Ⅰ)求z1的值;(Ⅱ)若z1的虚部大于零,且(m,n∈R),求m,n的值.20.(Ⅰ)在复数范围内解方程|z|2+(z+)i=(i为虚数单位)(Ⅱ)设z是虚数,ω=z+是实数,且﹣1<ω<2.(1)求|z|的值及z的实部的取值范围;(2)设,求证:μ为纯虚数;(3)在(2)的条件下求ω﹣μ2的最小值.21.如图,直三棱柱A1B1C1﹣ABC中,AB=AC=1,,A1A=4,点M为线段A1A 的中点.(1)求直三棱柱A1B1C1﹣ABC的体积;(2)求异面直线BM与B1C1所成的角的大小.(结果用反三角表示)22.如图所示,在正方体ABCD﹣A1B1C1D1中,点G在棱D1C1上,且D1G=D1C1,点E、F、M分别是棱AA1、AB、BC的中点,P为线段B1D上一点,AB=4.(Ⅰ)若平面EFP交平面DCC1D1于直线l,求证:l∥A1B;(Ⅱ)若直线B1D⊥平面EFP.(i)求三棱锥B1﹣EFP的表面积;(ii)试作出平面EGM与正方体ABCD﹣A1B1C1D1各个面的交线,并写出作图步骤,保留作图痕迹.设平面EGM与棱A1D1交于点Q,求三棱锥Q﹣EFP的体积.答案解析一、选择题(本大题共8小题,每小题5分,共40分)在每小题所给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.(2﹣i)z对应的点位于虚轴的正半轴上,则复数z对应的点位于()1.已知复平面内,A.第一象限B.第二象限C.第三象限D.第四象限【答案】B【分析】直接利用复数的运算和几何意义的应用求出该点所表示的位置.【解答】解:设z=a+bi(a,b∈R),所以(2﹣i)(a+bi)=2a+b+(2b﹣a)i,由于对应的点在虚轴的正半轴上,所以,即,所以a<0,b>0.故该点在第二象限.故选:B.【知识点】复数的代数表示法及其几何意义2.平行四边形ABCD中,点E是DC的中点,点F是BC的一个三等分点(靠近B),则=()A.B.C.D.【答案】D【分析】利用平行四边形的性质以及向量相等的概念,再利用平面向量基本定理进行转化即可.【解答】解:因为ABCD为平行四边形,所以,故.故选:D.【知识点】平面向量的基本定理3.已知向量=(6t+3,9),=(4t+2,8),若(+)∥(﹣),则t=()A.﹣1 B.﹣C.D.1【答案】B【分析】根据平面向量的坐标表示和共线定理,列方程求出t的值.【解答】解:向量=(6t+3,9),=(4t+2,8),所以+=(6t+3,11),﹣=(4t+2,5).又(+)∥(﹣),所以5(6t+3)﹣11(4t+2)=0,解得t=﹣.故选:B.【知识点】平面向量共线(平行)的坐标表示4.已知矩形ABCD的一边AB的长为4,点M,N分别在边BC,DC上,当M,N分别是边BC,DC的中点时,有(+)•=0.若+=x+y,x+y=3,则线段MN的最短长度为()A.B.2 C.2D.2【答案】D【分析】先根据M,N满足的条件,将(+)•=0化成的表达式,从而判断出矩形ABCD为正方形;再将+=x+y,左边用表示出来,结合x+y =3,即可得NC+MC=4,最后借助于基本不等式求出MN的最小值.【解答】解:当M,N分别是边BC,DC的中点时,有(+)•===,所以AD=AB,则矩形ABCD为正方形,设,,则=.则x=2﹣λ,y=2﹣μ.又x+y=3,所以λ+μ=1.故NC+MC=4,则MN==(当且仅当MC=NC=2时取等号).故线段MN的最短长度为2.故选:D.【知识点】平面向量数量积的性质及其运算5.若z∈C且|z+3+4i|≤2,则|z﹣1﹣i|的最大和最小值分别为M,m,则M﹣m的值等于()A.3 B.4 C.5 D.9【答案】B【分析】由题意画出图形,再由复数模的几何意义,数形结合得答案.【解答】解:由|z+3+4i|≤2,得z在复平面内对应的点在以Q(﹣3,﹣4)为圆心,以2为半径的圆及其内部.如图:|z﹣1﹣i|的几何意义为区域内的动点与定点P得距离,则M=|PQ|+2,m=|PQ|﹣2,则M﹣m=4.故选:B.【知识点】复数的运算6.已知球的半径为R,一等边圆锥(圆锥母线长与圆锥底面直径相等)位于球内,圆锥顶点在球上,底面与球相接,则该圆锥的表面积为()A.R2B.R2C.R2D.R2【答案】B【分析】设圆锥的底面半径为r,求得圆锥的高,由球的截面性质,运用勾股定理可得r,由圆锥的表面积公式可得所求.【解答】解:如图,设圆锥的底面半径为r,则圆锥的高为r,则R2=r2+(r﹣R)2,解得r=R,则圆锥的表面积为S=πr2+πr•2r=3πr2=3π(R)2=πR2,故选:B.【知识点】球内接多面体、旋转体(圆柱、圆锥、圆台)7.农历五月初五是端午节,民间有吃粽子的习惯,粽子又称粽籺,俗称“粽子”,古称“角黍”,是端午节大家都会品尝的食品,传说这是为了纪念战国时期楚国大臣、爱国主义诗人屈原.小明在和家人一起包粽子时,想将一丸子(近似为球)包入其中,如图,将粽叶展开后得到由六个边长为4的等边三角形所构成的平行四边形,将粽叶沿虚线折起来,可以得到如图所示的粽子形状的六面体,则放入丸子的体积最大值为()A.πB.πC.πD.π【答案】A【分析】先根据题意求得正四面体的体积,进而得到六面体的体积,再由图形的对称性得,内部的丸子要是体积最大,就是丸子要和六个面相切,设丸子的半径为R,则,由此求得R,进而得到答案.【解答】解:由题意可得每个三角形面积为,由对称性可知该六面体是由两个正四面体合成的,可得该四面体的高为,故四面体的体积为,∵该六面体的体积是正四面体的2倍,。
高一数学第二学期期中考试试卷含答案(共5套)

高一下学期期中考试数学试题本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。
满分150分,考试时间120分钟。
第Ⅰ卷(选择题 共60分)一、选择题(本大题共12小题,每小题5分,共60分)1.某质检人员从编号为1~100这100件产品中,依次抽出号码为3,13,23,…,93的产品进行检验,则这样的抽样方法是( )A .简单随机抽样B .系统抽样C .分层抽样D .以上都不对 2.将八进制数135(8)化为二进制数为( ) A .1 110 101(2) B .1 010 101(2) C .1 111 001(2)D .1 011 101(2)3.某产品在某零售摊位上的零售价x (元)与每天的销售量y (个)统计如下表:据上表可得回归直线方程a ˆx b ˆy ˆ+=中的b ˆ=-4,据此模型预计零售价定为16元时,销售量为( )A .48B .45C .50D .514.一组数据的平均数是4.8,方差是3.6,若将这组数据中的每一个数据都加上60,得到一组新数据,则所得新数据的平均数和方差分别是( )A .55.2,3.6B .55.2,56.4C .64.8,63.6D .64.8,3.65.某学校高一、高二、高三三个年级共有学生3 500人,其中高三学生数是高一学生数的两倍,高二学生数比高一学生数多300人,现在按1100的抽样比用分层抽样的方法抽取样本,则应抽取高一学生数为( )A .8B .11C .16D .106.如图是一算法的程序框图,若输出结果为S =720,则在判断框中应填入的条件是( )A .k ≤6B .k ≤7C .k ≤8D .k ≤97.两人的各科成绩如茎叶图所示,则下列说法不正确的是( )A .甲、乙两人的各科平均分相同B .甲的中位数是83,乙的中位数是85C .甲各科成绩比乙各科成绩稳定D .甲的众数是89,乙的众数为878.sin 2(π+α)-cos(π+α)cos(-α)+1的值为( ) A .1 B .2sin 2α C .0 D .29.利用秦九韶算法求f (x )=x 5+x 3+x 2+x +1当x =3时的值为( ) A .121 B .283 C .321 D .23910.如图,矩形长为8,宽为3,在矩形内随机地撒300颗黄豆,数得落在椭圆外的黄豆为96颗,以此试验数据为依据可以估计椭圆的面积为( ) A .7.68 B .8.68 C .16.32D .17.3211.甲、乙两人玩猜数字游戏,先由甲心中想一个数字,记为a,再由乙猜甲刚才所想的数字,把乙猜的数字记为b,其中a,b ∈{1,2,3,4,5,6},若|a-b|≤1,就称甲、乙“心有灵犀”.现任意找两人玩这个游戏,则他们“心有灵犀”的概率为( )A. 91B. 92C. 187D.9412.《九章算术》是中国古代第一部数学专著,成于公元一世纪左右,系统总结了战国、秦、汉时期的数学成就.其中《方田》一章中记载了计算弧田(弧田就是由圆弧和其所对弦所围成弓形)的面积所用的经验公式:弧田面积=21(弦×矢+矢×矢),公式中“弦”指圆弧所对弦长,“矢”等于半径长与圆心到弦的距离之差.按照上述经验公式计算所得弧田面积与其实际面积之间存在误差.现有圆心角为32π,弦长为m 340的弧田.其实际面积与按照上述经验公式计算出弧田的面积之间的误差为( )平方米.(其中3≈π,73.13≈) A . 15 B . 16 C . 17 D . 18第Ⅱ卷(非选择题 共90分)二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分,把答案填在题中的横线上)13.调查了某地若干户家庭的年收入x (单位:万元)和年饮食支出y (单位:万元),调查显示年收入x 与年饮食支出y 具有线性相关关系,并由调查数据得到y 对x 的回归方程:y ∧=0.234x +0.521.由回归方程可知,家庭年收入每增加1万元,年饮食支出平均增加________万元. 14.已知sin(π4+α)=32,则sin(3π4-α)的值为________. 15.在抛掷一颗骰子的试验中,事件A 表示“不大于4的偶数点出现”,事件B 表示“小于5的点数出现”,则事件B A Y 发生的概率为________.(B 表示B 的对立事件)16.设函数y =f (x )在区间[0,1]上的图像是连续不断的一条曲线,且恒有0≤f (x )≤1,可以用随机模拟方法近似计算由曲线y =f (x )及直线x =0,x =1,y =0所围成部分的面积S .先产生两组(每组N 个)区间[0,1]上的均匀随机数x 1,x 2,…,x N 和y 1,y 2,…,y N ,由此得到N 个点(x i ,y i )(i =1,2,…N ).再数出其中满足y i ≤f (x i )(i =1,2,…,N )的点数N 1,那么由随机模拟方法可得到S 的近似值为________. 二、解答题(17题10分,其余均12分)17.(10分) 已知|x|≤2,|y|≤2,点P 的坐标为(x ,y),求当x ,y ∈R 时,P 满足(x -2)2+(y -2)2≤4的概率.18.(12分)某车间为了规定工时定额,需要确定加工零件所花费的时间,为此作了四次试验,得到的数据如下:(1)在给定的坐标系中画出表中数据的散点图;(2)求出y 关于x 的线性回归方程a ˆx b ˆyˆ+= (3)试预测加工10个零件需要多少小时?(注:b ∧=∑ni =1x i y i -n x - y -∑n i =1x i 2-n x -2,a ∧=y --b ∧ x -)零件的个数x(个)2345加工的时间y(小时) 2.5 3 4 4.519.(12分)已知α是第三象限角,f (α)=()()()α-π-•α-π-α-•α-π•α-πsin tan tan )2cos()sin((1)化简f (α);(2)若⎪⎭⎫ ⎝⎛π-α23cos =15,求f (α)的值;20.(12分)某校为了解高三年级学生的数学学习情况,在一次数学考试后随机抽取n 名学生的数学成绩,制成如下所示的频率分布表.(1)求a ,b ,n 的值;(2)若从第三、四、五组中用分层抽样的方法抽取6名学生,并在这6名学生中随机抽取2名与老师面谈,求第三组中至少有1名学生被抽到与老师面谈的概率.21.(12分)一个袋中装有四个形状大小完全相同的球,球的编号分别为1,2,3,4.(1)从袋中随机取两个球,求取出的球的编号之和不大于4的概率;(2)先从袋中随机取一个球,该球的编号为m,将球放回袋中,然后再从袋中随机取一个球,求n≥m+2的概率.22.(12分)在育民中学举行的电脑知识竞赛中,将九年级两个班参赛的学生成绩(得分均为整数)进行整理后分成五组,绘制如图所示的频率分布直方图.已知图中从左到右的第一、第三、第四、第五小组的频率分别是0.30,0.15,0.10,0.05,第二小组的频数是40.(1)求第二小组的频率,并补全这个频率分布直方图;(2)求这两个班参赛的学生人数是多少?(3)求这两个班参赛学生的成绩的中位数.高一下期期中考试数学试题答案一、选择题B D B D A B D D BCD B二、填空题13. 0.234 14.3215.32 16.N1N三、解答题(17题10分,其余均12分)17.解:如图,点P所在的区域为正方形ABCD的内部(含边界),满足(x-2)2+(y-2)2≤9的点的区域为以(2,2)为圆心,2为半径的圆面(含边界).∴所求的概率P1=14π×224×4=π16.18.解:(1)散点图如图.(2)由表中数据得∑4i=1x i y i=52.5,x -=3.5,y -=3.5,∑4i =1x i 2=54. ∴b ∧=0.7,∴a ∧=1.05. ∴y ∧=0.7x +1.05.(3)将x =10代入回归直线方程,得y ∧=0.7×10+1.05=8.05(小时). ∴预测加工10个零件需要8.05小时.19.解:(1)f (α)==-sin α·cos α·tan α-tan α·sin α=cos α.(2)∵cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-32π=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫32π-α=-sin α,又cos ⎝⎛⎭⎪⎫α-32π=15,∴sin α=-15.又α是第三象限角,∴cos α=-1-sin 2α=-265,∴f (α)=-265.20.解:(1)由表中数据,得5n =0.05,a n =0.35,20n=b ,解得n =100,a =35,b=0.20.(2)由题意,得第三、四、五组分别抽取的学生人数为3060×6=3,2060×6=2,1060×6=1.第三组的3名学生记为a 1,a 2,a 3,第四组的2名学生记为b 1,b 2,第五组的1名学生记为c ,则从6名学生中随机抽取2名,共有15种不同情况,分别为{a 1,a 2},{a 1,a 3},{a 1,b 1},{a 1,b 2},{a 1,c },{a 2,a 3},{a 2,b 1},{a 2,b 2},{a 2,c },{a 3,b 1},{a 3,b 2},{a 3,c },{b 1,b 2},{b 1,c },{b 2,c }.其中第三组的3名学生均未被抽到的情况共有3种,分别为{b 1,b 2},{b 1,c },{b 2,c }. 故第三组中至少有1名学生被抽到与老师面谈的概率为1-315=45.21解:(1)p=3162(2)先从袋中随机取一个球,记下编号m,放回后,再从袋中随机取一个球,记下编号n,可能的结果为(1,1)(1,2)(1,3)(1,4)(2,1)(2,2)(2,3)(2,4)(3,1)(3,2)(3,3)(3,4)(4,1)(4,2)(4,3)(4,4)共16个,满足条件的事件为(1,3)(1,4)(2,4)共3个所以n ≥m+2的概率为p=16322.解:(1)各小组的频率之和为 1.00,第一、三、四、五小组的频率分别是0.30,0.15,0.10,0.05.∴第二小组的频率为:1.00-(0.30+0.15+0.10+0.05)=0.40. ∴落在59.5~69.5的第二小组的小长方形的高=频率组距=0.4010=0.04.则补全的直方图如图所示.(2)设九年级两个班参赛的学生人数为x 人.∵第二小组的频数为40人,频率为0.40,∴40x=0.40,解得x=100(人).所以九年级两个班参赛的学生人数为100人.(3)∵(0.03+0.04)×10>0.5所以九年级两个班参赛学生的成绩的中位数应落在第二小组内.设中位数为x则0.03×10+(x-59.5)×0.04=0.5得x=64.5高一下学期期中数学考试试卷(时间:120分钟满分:150分)第Ⅰ卷 (选择题共60分)一、选择题(本大题共12个小题,每小题5分,共60分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)1.已知集合,,则( )A. B. C. D.2.( )A.0 B.1 C.2 D.43.若,则下列结论正确的是( )A. B.C. D.4.下列函数中,既不是奇函数,也不是偶函数的是( )A.B.C.D.5.函数的定义域是( )A. B. C. D.6.函数过定点( )A. B. C. D.7.已知,,,则=( )A. B. C. D.8.已知函数为幂函数,则实数的值为( )A.或 B.或 C. D.9.已知函数,若,则实数等于( )A .2 B. 45 C .12 D .910.若,则函数与的图象可能是下列四个选项中的( )11.已知是定义在上的奇函数,当时,,则当时,( )AB .C .D .12.若函数是定义在上的偶函数,在上是增函数,且,则使得的的取值范围是( ) A .B . C. D .第Ⅱ卷 (非选择题 共90分)二、填空题(本大题共4个小题,每小题5分,共20分,请把正确答案填在题中横线上) 13.设集合,集合,若,则实数14.若,则=15.如果函数,的增减性相同,则的取值范围是.16.已知是方程的两个根,则的值是.三、解答题(本大题共6个小题,共70分,解答时应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤) 17.(本小题满分10分)计算下列各式的值(式中字母都是正数): (1);(2)已知,求的值.18.(本小题满分12分)已知集合,.(1)若,求;(2)⊆,求的取值范围.19.(本小题满分12分)已知函数+2.(1)求在区间上的最大值和最小值;(2)若在上是单调函数,求的取值范围.20.(本小题满分12分)已知函数是R上的奇函数,(1)求的值;(2)先判断的单调性,再证明.21.(本小题满分12分)已知函数,.(1)求函数的定义域;(2)讨论不等式中的取值范围.22.(本小题满分12分)若二次函数满足且. (1)求的解析式;(2)若在区间上不等式恒成立,求实数的取值范围.高一下学期期中考试试卷数学时量:120分钟 总分:150分一、选择题(本大题共12个小题,每小题5分,共60分)1.3x cos y =是( )A .周期为π6的奇函数B .周期为3π的奇函数C .周期为π6的偶函数D .周期为3π的偶函数2.已知sin α=41,则cos 2α的值为( )A .21B .87- C.21- D.873.已知平面向量()()3,2,4,1==→→b a ,则向量=+→→b a 5251( )A .()1,2B .()5,3 C.()3,5 D.()2,14.已知平面向量a =(2,4),b =(-4,m ),且a ⊥b ,则m =( )A .4B .2C .-4D .-25.为得到函数⎪⎭⎫ ⎝⎛+=33sin πx y 的图象,只需将函数y =sin 3x 的图象( )A .向左平移9π个长度单位B .向右平移9π个长度单位C .向左平移3π个长度单位D .向右平移3π个长度单位6.设a =(8,-2),b =(-3,4),c =(2,3),则(a +2b )·c 等于( )A .(4,18)B .22C .-6 D.(18,4)7.已知a ·b =122,|a |=4,a 与b 的夹角为45°,则|b |为( )A .12 A .3 C .6 D .98.若-π2<α<0,则点P (sin α,cos α)位于( )A .第一象限B .第二象限C .第三象限D .第四象限9.已知α∠的终边经过点()31P ,,则=αsin ( )A .21 B .10103C .31D .3310.若=)(x f ⎪⎩⎪⎨⎧>⎪⎭⎫ ⎝⎛-≤≤⎪⎭⎫ ⎝⎛+2,32032sin ππππx x f x x ,,求)32(πf =( ) A.0 B.23C.21 D.1 11.已知2tan -=α,则αααα22cos sin cos sin 3-的值是( ) A .2- B . 3 C .2 D .3- 12.在Rt △ABC 中,∠C =90°,AC =3,则AB →·AC→等于( )A .-3B .-6C .9D .6 二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分)13.已知AB →=(2,7),AC →=(-5,8),则BC →=__________________.14.函数()()()R x x x x f ∈-=cos sin 2的最小正周期为________,最大值为________. 15.设a =(5,-2),b =(6,2),则2|a |2-12a ·b =______________.16.已知tan α=-2,tan(α+β)=5,则tan β的值为________. 三、解答题(本大题共6小题,共70分)17.(10分)已知()ππθθ2,,53cos ∈=,求⎪⎭⎫ ⎝⎛+6sin πθ以及⎪⎭⎫ ⎝⎛-4tan πθ的值.18.(10分)设函数()⎪⎭⎫ ⎝⎛+=6sin 2πωx x f ,0>ω,最小正周期为2π. (1)求()0f .(2)求()x f 的解析式.(3)求()x f 的单调递增区间.19.(12分)已知向量a =(3,2),b =(-1,3),c =(5,2).(1)求6a +b -2c ;(2)求满足a =m b +n c 的实数m ,n ; (3)若(a +k c )//(2b -a ),求实数k . 20. (12分)已知23παπ<<,211-tan tan -=αα.(1)求αtan 的值。
高一下学期数学期中考试卷含答案

高一下学期数学期中考试卷含答案第一部分:选择题(每题2分,共40分)1.已知正整数$a$和$b$满足$a+b=15$,则$a$和$b$的乘积最大为多少?A. 56B. 64C. 72D. 81答案:C2.已知线段AB的长为12,点C是线段AB的中点,点D在线段BC上,且满足BD=DC,则AD的长为多少?A. 4B. 6C. 8D. 12答案:C...(省略部分题目)...第二部分:填空题(每题3分,共30分)1. 若$x=3$,则$2x-1=$ ____答案:52. 若$a:b=2:3$,$b:c=5:4$,则$a:b:c$的比值为 ____ 答案:20:30:12...(省略部分题目)...第三部分:解答题(共30分)1. 求解方程组$$\begin{cases}2x + 3y = 7 \\4x - 5y = -9 \\\end{cases}$$解:将第一个方程乘以2,得到 $4x + 6y = 14$。
将第二个方程乘以5,得到 $20x - 25y = -45$。
将以上两个方程相加,消去$x$得到 $31y = -31$,解得 $y = -1$。
将$y$的值代入第一个方程,得到 $2x + 3(-1) = 7$,解得 $x = 5$。
所以,方程组的解是 $x = 5$,$y = -1$。
2. 计算 $1+2+3+\ldots+100$。
解:这是一个等差数列求和的问题,采用高斯求和法。
首项$a_1=1$,公差$d=1$,末项$a_{100}=100$。
和 $S = \frac{n(a_1 + a_{100})}{2} = \frac{100(1+100)}{2} = 5050$。
所以,$1+2+3+\ldots+100=5050$。
...(省略其他解答题)...以上是高一下学期数学期中考试卷的部分内容,请参考。
广东省广州市广州中学2023-2024学年高一下学期期中考试数学试卷(含简单答案)

广州市广州中学2023-2024学年高一下学期期中考试数学试卷一、单选题:本题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.1. 已知向量,,则( )A. 2B. 3C. 4D. 52( )A. B. C. D. 3. 如图,四边形中,,则必有( )A. B. C. D. 4. 如图,在空间四边形中、点、分别是边、上的点,、分别是边、上的点,,,则下列关于直线,的位置关系判断正确的是( )A. 与互相平行;B. 与是异面直线;C. 与相交,其交点在直线上;D. 与相交,且交点在直线上.5.已知,,且与互相垂直,则与的夹角为( )A. B. C. D. .(2,1)a =(2,4)b =- ||a b -= ()i 13i 1i-=+2i +2i -2i-+2i--ABCD AB DC =AD CB=DO OB=AC DB=OA OC=ABCD E H AB AD F G BC CD EH FG ∥EH FG ≠EF GH EF GH EF GH EF GH BD EF GH AC a = 1b = a b - 2a b + a b30︒45︒60︒90︒6. 已知圆锥的底面圆周在球的球面上,顶点为球心,圆锥的高为3,且圆锥的侧面展开图是一个半圆,则球的表面积为( )A. B. C. D.7. 函数的部分图象如图所示,则函数的单调递减区间为( )A. B. C. D. 8. 如图的曲线就像横放的葫芦的轴截面的边缘线,我们叫葫芦曲线(也像湖面上高低起伏的小岛在水中的倒影与自身形成的图形,也可以形象地称它为倒影曲线),它每过相同的间隔振幅就变化一次,且过点,其对应的方程为(,其中为不超过的最大整数,).若该葫芦曲线上一点到轴的距离为,则点到轴的距离为( )A.B.C.D.二、选择题:本题共3个小题,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. 如图,弹簧挂着的小球做上下运动,它在时相对于平衡位置的高度(单位:)由关系式O O O 12π16π48π96π()()πsin 1002f x A x A ωϕωϕ⎛⎫=++>>< ⎪⎝⎭,,()π16g x f x ⎛⎫=-- ⎪⎝⎭πππ,π,Z 66k k k ⎡⎤-+∈⎢⎥⎣⎦ππ2π,2π,Z 66k k k ⎡⎤-+∈⎢⎥⎣⎦π5ππ,π,Z 36k k k ⎡⎤++∈⎢⎥⎣⎦πππ,π,Z 63k k k ⎡⎤-+∈⎢⎥⎣⎦π,24P ⎛⎫⎪⎝⎭122sin 2πx y x ω⎛⎫⎡⎤=- ⎪⎢⎥⎣⎦⎝⎭0x ≥[]x x 05ω<<M y 4π3M x 1412s t h cm,确定,其中,,.小球从最高点出发,经过后,第一次回到最高点,则( )A B.C. 与时的相对于平衡位置的高度D. 与时的相对于平衡位置的高度之比为10. 下列说法正确的是( )A. 向量在向量上的投影向量可表示为B. 若,则与的夹角θ的范围是C. 若是等边三角形,则D 已知,,则11. 如图,在直三棱柱中,分别是棱上的点,,,则下列说法正确的是( )A. 直三棱柱的体积为..()sin h A t ωϕ=+[)0,t ∞∈+0A >0ω>(]0,πϕ∈2s π4ϕ=πω=3.75s t =10s t =h 3.75s t =10s t =h 12ab a b b b b⋅⋅0a b ⋅< a bπ,π2⎛⎤⎥⎝⎦ABC V π,3AB BC <>=(1,2)A -(1,1)B ()2AB =-,1111ABC A B C -,E F 11,B B C C 11111224AA A B A C ===111π3A CB ∠=111ABC A B C -B. 直三棱柱外接球的表面积为;C. 若分别是棱的中点,则直线;D. 当取得最小值时,有三、填空题:本小题共3小题,每小题5分,共15分12. 在复平面内,对应的复数是,对应的复数是,则点之间的距离是______.13. 已知不共线的三个单位向量满足与的夹角为,则实数____________.14. 将函数且的图象上各点的横坐标伸长为原来的2倍,再将所得图形向左平移个单位长度后,得到一个奇函数图象,则__________.四、解答题:本题共5小题,共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.15. (1)将向量运算式化简最简形式.(2)已知,且复数,求实数的值.16. 如图所示,正六棱锥的底面周长为24,H 是的中点,O 为底面中心,,求:(1)正六棱锥的高;(2)正六棱锥斜高;(3)正六棱锥的侧棱长.17. (1)在三角形中,内角所对的边分别是,其中,,求.(2)热气球是利用加热的空气或某些气体,比如氢气或氦气的密度低于气球外的空气密度以产生浮力飞行.热气球主要通过自带的机载加热器来调整气囊中空气的温度,从而达到控制气球升降的目的.其工作的基本原理是热胀冷缩,当空气受热膨胀后,比重会变轻而向上升起,热气球可用于测量.如图,在离地为的111ABC A B C -64π3,E F 11,B B C C 1A F AE ∥1AE EF FA ++1A F EF=AB1i -AD 1i +,B D ,,a b c0,a b c a λ++=bπ3λ=()sin cos (,R f x a x b x a b =+∈0)b ≠π3ab =AB CB DC DE FA --++x ∈R ()222522i 0x x x x -++--=x BC 60SHO ∠=︒ABC ,,A B C ,,a b c 2c a =1sin sin sin 2b B a A a C -=cos B面高的热气球上,观测到山顶处的仰角为,山脚处的俯角为,已知,求山的高度.18. 如图,在梯形中,,,且,,,在平面内过点作,以为轴将四边形旋转一周.(1)求旋转体的表面积;(2)求旋转体的体积;(3)求图中所示圆锥的内切球体积.19. 如图,在的边上做匀速运动的点,当时分别从点,,出发,各以定速度向点前进,当时分别到达点.(1)记,点为三角形的重心,试用向量线性表示(注:三角形的重心为三角形三边中线的公共点)(2)若的面积为,求的面积的最小值.(3)试探求在运动过程中,的重心如何变化?并说明理由.800m M C 15︒A 45︒60BAC ∠=︒BC ABCD 90ABC ∠=︒AD BC ∥AD a =2BC a =60DCB ∠=︒ABCD C l CB ⊥l ABCD CO ABC V ,,D E F 0=t A B C ,,B C A 1t =,,B C A ,AB a AC b == G ABC ,a bBG ABC V S DEF V DEF V广州市广州中学2023-2024学年高一下学期期中考试数学试卷简要答案一、单选题:本题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.【1题答案】【答案】D【2题答案】【答案】B【3题答案】【答案】B【4题答案】【答案】D【5题答案】【答案】D【6题答案】【答案】C【7题答案】【答案】C【8题答案】【答案】D二、选择题:本题共3个小题,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题答案】【答案】BC【10题答案】【答案】AB【11题答案】【答案】ABD三、填空题:本小题共3小题,每小题5分,共15分【12题答案】【答案】2【13题答案】【答案】-1【14题答案】【答案】四、解答题:本题共5小题,共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.【15题答案】【答案】(1);(2)2.【16题答案】【答案】(1)6;(2)3)【17题答案】【答案】(1);(2)【18题答案】【答案】(1)(2(3【19题答案】【答案】(1)(2)(3)的重心保持不变,理由略.FE341200m 2(9πa +3a 3πa 1233BG b a =-14S DEF V。
高一数学期中考试题及答案

高一数学期中考试题及答案一、选择题(每题3分,共30分)1. 下列函数中,为奇函数的是:A. y = x^2B. y = |x|C. y = x^3D. y = sin(x)2. 函数f(x) = x^2 - 2x + 1的零点是:A. 1B. -1C. 0D. 23. 集合A = {1, 2, 3},B = {2, 3, 4},则A∩B等于:A. {1}B. {2, 3}C. {4}D. {1, 2, 3, 4}4. 已知数列{a_n}的通项公式为a_n = 2n + 1,那么a_5等于:A. 11B. 9C. 13D. 155. 若函数f(x) = 3x - 5,则f(2)等于:A. 1B. -1C. 7D. 36. 直线y = 2x + 3与x轴的交点坐标是:A. (0, 3)B. (1, 5)C. (-3/2, 0)D. (3/2, 0)7. 圆的一般方程为x^2 + y^2 + 2x - 4y + 5 = 0,其圆心坐标是:A. (-1, 2)B. (1, -2)C. (-1, -2)D. (1, 2)8. 函数y = x^2 - 4x + 3的最小值是:A. -1B. 0C. 1D. 39. 已知三角形ABC的三边长分别为a, b, c,且满足a^2 + b^2 = c^2,那么三角形ABC是:A. 锐角三角形B. 直角三角形C. 钝角三角形D. 不能确定10. 函数y = √(x - 2)的定义域是:A. x ≥ 2B. x > 2C. x < 2D. x ≠ 2二、填空题(每题3分,共30分)1. 若函数f(x) = x^2 - 4x + 3的最大值为2,则x的值为______。
2. 已知数列{a_n}满足a_1 = 1,a_n = 2a_{n-1} + 1,那么a_3等于______。
3. 函数f(x) = 2x^2 - 3x + 1的对称轴方程是______。
4. 集合A = {x | x^2 - 5x + 6 = 0},则A的元素个数为______。
人教版高一年级第二学期期中考试数学试卷与答案解析(共五套)

8.已知 ,且 ,则 ( )
A.4B.3C. D.
9.在△ 中, 为 边上的中线, 为 的中点,则
A. B.
C. D.
10.△ABC的内角A、B、C的对边分别为 、b、c.已知 , , ,则b=
A. B. C.2D.3
11.已知向量 , 是不平行于 轴的单位向量,且 ,则 ( )
解得 ( 舍去),故选D.
11.已知向量 , 是不平行于 轴的单位向量,且 ,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】设 ,其中 ,则 .
由题意得 ,解得 ,即 .
故选:B.
12.若非零向量 满足 ,且 ,则 的夹角为
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】∵ ,所以 ,即 ,
即 ,∴
,又 ,故 ,故选A.
A.3B.2C. D.
【答案】D
【解析】点 是 所在平面上一点,过 作 ,如下图所示:
由 ,
故 ,
所以 与 的面积之比为 ,
故选:D.
7.设复数z满足(1+i)z=2i,则|z|=( )
A. B. C. D.2
【答案】C
【解析】题意, ,所以 .故选:C.
8.已知 ,且 ,则 ( )
A.4B.3C. D.
(2)因为 为三角形内角,
所以 ,
,
由正弦定理得: ,
又∵ .
,解得 或 (舍).
.
22.在 中,角 所对的边分别为 ,已知 .
(1)求角 的大小;
(2)若 ,求 的取值范围.
【答案】(1) ;(2)
【解析】(1)∵ ,
∴ ,
即 ,
∵ ,∴ ,∴ .
高一下学期数学期中考试卷(含答案)

高一下学期数学期中考试卷(含答案)选择题部分(共60分)一、单项选择题:本大题共8小题,每小题5分,共40分.每个小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分.1.设平面向量()1,2a =,(),3b x =-,若a b ∥,则x =( ) A .-6B .32-C .23-D .62.在△ABC 中,已知2b =,45B =︒,6c =C 为( )A .60°B .30°或150C .60°或120°D .120°3.已知△ABC 中,5AB BC ==,6AC =,则以边AC 所在直线为轴旋转△ABC 一周形成的几何体的体积为( ) A .16πB .32πC .64πD .96π4.在△ABC 中,点M 为AC 上的点,且2MC AM =,若BM BA BC λμ=+,则λμ-的值是( ) A .13B .12C .1D .235.在三棱锥P ABC -中,P A 、AB 、AC 两两垂直,3AP =,6BC =,则三棱锥外接球的表面积为( ) A .57πB .63πC .45πD .84π6.下列结论不.正确的是( ) A .在△ABC 中,若A B >,则sin sin A B > B .若△ABC 为锐角三角形,则sin cos A B > C .若cos cA b<,则△ABC 为钝角三角形 D .在△ABC 中,若3b =,60A =,三角形面积3S =2217.如图,在长方体1111ABCD A B C D -中,1AB AD ==,12AA =,M 为棱1DD 上的一点.当1A M MC +取得最小值时,1B M 的长( )A 3B 6C .23D .68.已知△ABC 中,22AB AC ==()min2AB BCR λλ+=∈,2AM MB =,22sin cos AP AB AC αα=⋅+⋅,,63ππα⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,则MP 的最小值为( )A .33B .23C .53D .63二、多项选择题:本大题共4小题,每小题5分,共20分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对得5分,部分选对的得2分,有选错的得0分.9.已知一个正方形的直观图是一个平行四边形,其中有一边长为4,则此正方形的面积可能为( ) A .16B .64C .32D .无法确定10.下列关于简单几何体的说法正确的是( ) A .所有棱长都相等的正三棱锥是正四面体B .正四面体的内切球与外接球半径之比为1:3C .侧棱与底面垂直的四棱柱是直平行六面体D .同底等高的圆柱和圆锥的表面积之比是2:111.在△ABC 中,内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,2a =,BC 边上的中线2AD =,则下列说法正确的有( )A .AB AC ⋅与AD BC ⋅均为定值 B .2210b c += C .3cos 15A ≤<D .BAD ∠的最大值为6π12.在△ABC 中,3AB AC ==,4BC =,O 为△ABC 内的一点,设AO AB AC λμ=+,则下列说法正确的是( )A .若O 为△ABC 的重心,则23λμ+=B .若O 为△ABC 的内心,则25λμ+== C .若O 为△ABC 的外心,则910λμ+=D .若O 为△ABC 的垂心,则15λμ+=非选择题部分(共90分)三、填空题:本大题共4小题,每小题5分,共20分.13.已知三角形三边长为3,437______.14.若1a =,2b =,a 与b 的夹角为60°,若()()35a b ma b +⊥-,则m 的值为______. 15.已知复数()i ,z a b a b R =+∈满足1110i z z +=+-,求1i 6i z z -++-+的最小值______. 16.已知△ABC 三点在平面直角坐标系x —O —y 所在平面内,点B 、C 分别在x 、y 正半轴上滑动,2BAC π∠=,6BCA π∠=,1AB =,则OA OB ⋅的最大值为______.四、解答题:本大题共6小题,共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤. 17.(本题满分10分)已知复数()22i1i 1z i=++-,其中i 为虚数单位. (Ⅰ)求z 及z ;(Ⅱ)若223i z az b ++=+,求实数a ,b 的值.18.(本题满分12分)如图所示,四边形ABCD 是直角梯形,其中AD AB ⊥,AD BC ∥,若将图中阴影部分绕AB 旋转一周.(注:台体的体积公式:()112213v S S S S h =+⋅⋅(1S 表示上底面面积,2S 表示下底面面积,h 表示台体的高)(Ⅰ)求阴影部分形成的几何体的表面积; (Ⅱ)求阴影部分形成的几何体的体积.19.(本题满分12分)在△ABC 中,内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,()23cos 3cos b c A a C =. (Ⅰ)求A . (Ⅱ)若31a =,求△ABC 面积的最大值.20.(本题满分12分)已知4a =,3b =,()()23261a b a b -⋅+=.(Ⅰ)求a b + ; (Ⅱ)求a 与b 的夹角;(Ⅲ)若a 在b 方向上的投影向量为c ,求()c a b ⋅+的值.21.(本题满分12分)杭州市为迎接2022年亚运会,规划修建公路自行车比赛赛道,该赛道的平面示意图为如图的五边形ABCDE ,运动员的公路自行车比赛中如出现故障,可以从本队的器材车、公共器材车上或收容车上获得帮助.比赛期间,修理或更换车轮或赛车等,也可在固定修车点上进行.还需要运送一些补给物品,例如食物、饮料,工具和配件.所以项目设计需要预留出BD ,BE 为赛道内的两条服务通道(不考虑宽度),ED ,DC ,CB ,BA ,AE 为赛道23BCD BAE π∠=∠=,4CBD π∠=,26CD km =,8DE km =. (Ⅰ)从以下两个条件中任选一个条件,求服务通道BE 的长度; ①712CDE π∠=;②3cos 5DBE ∠= (Ⅱ)在(Ⅰ)条件下,应该如何设计,才能使折线段赛道BAE 最长(即BA AE +最大),最长值为多少?22.(本题满分12分)已知正△ABC 的边长为3I ,点P 满足1PI =. (Ⅰ)求证:222PA PB PC ++的定值并求此定值;(Ⅱ)把三个实数a ,b ,c 的最小值记为{}min ,,a b c ,若{}min ,,m PA PB PB PC PA PC =⋅⋅⋅,求m 的取值范围;(Ⅲ)若0xPA yPB zPC ++=,(),,x y z +∈R ,求xy的最大值.参考答案1.B2.解析:因为sin 4536c b c ︒=<<=2660sin sin sin 45sin b c C B C C=⇒=⇒=︒︒或120°,故选C . 3.解析:依题易知为两个同底的圆锥,半径和高分别为4,3,所以体积为21243323V ππ=⨯⨯⨯=.答案选:B4.解析:因为2MC AM =,所以2133BM BA BC =+,所以23λ=,13μ=,所以13λμ-=,故选A . 5.解析:由于P A ,AB ,AC 两两垂直,故可得该三棱锥为长方体的一部分,可得外接球半径为长方体体对角线的一半,故可得2222235222PA AB AC PA BC R +++===,故2445S R ππ==.所以答案为C .6.本题考查三角形的正弦定理、余弦定理和面积公式.对于选项A ,在△ABC 中,若2sin 2sin sin sin A B a b R A R B A B >⇔>⇔>⇔>,故选项A 正确. 对于选项C :()cos sin sin cos sin sin cos sin cos 0cA CB A A B B A A B b<⇒<⇒+<⇒<, 因为()0,A π∈,所以sin 0A >,故cos 0B B <⇒为钝角,故C 正确;对于选项D ,因为3b =,60A =︒,三角形面积13333sin 22S bc A ===,故2c =.再由余弦定理得222cos 7a b c bc A =+-=212sin 3a A =,故选项D 错误.本题选D7.【解答】解:由题意,将侧面11CDD C 绕1DD 逆时针转90°展开,与侧面11ADD A 共面(如图),连接1AC ',当1A ,M ,C '共线时,1A M MC +取得最小值,由1AB AD ==,12AA =,可得M 为1DD 的中点,12A M 1111ABCD A B C D -中,11B A ⊥平面11A D DA ,又1A M ⊂平面11A D DA ,则111B A A M ⊥,又12A M =()22221111123B M B A A M =+=+=.故选B8.C 解析:依题意得△ABC 为等腰直角三角形,斜边4BC =,D ,E 为斜边BC 的两个四等分点,点P 在线段DE 上运动,当点P 在点D 处时,MP 取得最小值,根据余弦定理解得53MD =,所以min 53MP MD == 9.AB 【解析】 【分析】正方形的直观图是一个平行四边形,有一边长为4,分两种情况讨论,根据斜二测画法的原则,即可得结果. 【详解】根据题意,正方形的直观图如图所示:①若直观图中平行四边形的边4A B ''=,则原正方形的边长为4AB A B ''==,所以该正方形的面积为4416S =⨯=; ②若直观图中平行四边形的边4A D ''=,则原正方形的边长为8AD A D ''==,所以该正方形的面积为8864S =⨯=, 故选:AB . 10. AB11.BCD12.ACD13.答案:120°或23π 14.答案:23815.答案:13 1633217.(1)13i z =-+,10z =(2)37a b =-⎧⎨=⎩【解析】 【分析】(1)利用复数的运算法则,求出z ,再根据复数的模的定义求出z ;(2)根据复数的运算法则,以及复数相等的充要条件,即可求出实数a ,b 的值. 【详解】 (1)()()22i1i 2i i 1i 13i 1iz =++=++=-+-,()221310z =-+=(2)由223i z az b ++=+得:()()213i 13i 23i a b -++--+=+,即()()863i 23i a b a --++--=+所以82633a b a --+=⎧⎨--=⎩,解之得37a b =-⎧⎨=⎩【点睛】本题考查了复数的运算法则,复数的模的定义,共轭复数的概念,复数相等的充要条件,考查了学生的运算能力,属于基础题.18.【答案】解:(1)由题意知,旋转体的表面由三部分组成,圆台下底面、侧面和半球面,21=42=82S ππ⨯⨯半球,()()22=25452S ππ++-圆台侧,2=5=25S ππ⨯圆台底,故所求几何体的表面积为=83525=68S ππππ++; (2)()()22221=22554=523V πππππ⎡⎤⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⎢⎥⎣⎦圆台. 34116=2=323V ππ⨯⨯半球,∴所求几何体的体积为1614052=33πππ-. 19.(1)6π(2)1220.(1)∵()()23261a b a b -⋅+=,∴2244361a a b b-⋅-=又∵4a =,3b =,∴6442761a b -⋅-=,∴6a b ⋅=-.()22222426313a b a a b b +=+⋅+=+⨯-+=,∴13a b +=(2)∵6a b ⋅=-,∴61cos 432a b a bθ⋅-===-⨯⋅, ∵0θπ≤≤,∴23πθ=(3)∵12cos 423bbb c a a bb b⎛⎫=⋅=⨯-⨯=- ⎪⎝⎭,∴()()()()2222692333c a b b a b a b b ⋅+=-⋅+=-⋅+=--+=-. 21.(1)在△BCD 中,由正弦定理知sin sin BD CDBCD CBD =∠∠,∴62sin sin 34BD ππ=,解得6BD =, 选①:∵23BCD π∠=,4CBD π∠=,∴()23412BDC BCD CBD πππππ⎛⎫∠=-∠+∠=-+=⎪⎝⎭, ∴712122BDE CDE BDC πππ∠=∠-∠=-=, 在Rt △BDE 中,22226810BE BD DE =+=+=;若选②,在△BDE 中,由余弦定理知222cos 2BD BE DE DBE BD BE +-∠=⋅,∴222368526BE BE +-=⨯⨯,化简得25361400BE BE --=,解得10BE =或145-(舍负), 故服务通道BE 的长度10BE =;(2)在△ABE 中,由余弦定理知,2222cos BE BA AE BA AE BAE =+-⋅⋅∠, ∴22100BA AE BA AE =++⋅,∴()2100BA AE BA AE +-⋅=,即()()221004BA AE BA AE BA AE ++-=⋅≤,当且仅当BA AE =时,等号成立,此时()231004BA AE +=,BA AE +203. 22.(1)以I 为原点,IA 为y 轴建立平面直角坐标系如图所示. 由正弦定理得△ABC 外接圆半径14342sin 60R =⨯=,则()0,4A ,进而可得()23,2B --,()23,2C -.因为1PI =,所以点P 在圆221x y +=上,故设()cos ,sin P θθ,则()cos ,4sin PA θθ=--,()23cos ,2sin PB θθ=---,()23cos ,2sin PC θθ=--,所以222PA PB PC ++()()()()()222222cos 4sin 23cos 2sin 23cos 2sin θθθθθθ⎡⎤⎡⎤⎡⎤=+-++++++⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦()223cos sin 4851θθ=++=.(2)由(1)知232sin 74sin 73PA PB πθθθ⎛⎫⋅=--=--- ⎪⎝⎭, 同理可得4sin 7PB PC θ⋅=-,4sin 73PA PC πθ⎛⎫⋅=-+- ⎪⎝⎭, 由对称性下面考查,22ππθ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦时的情况, 当,26ππθ⎡⎤∈--⎢⎥⎣⎦时,4sin 7PB PC θ⋅=-[]11,9∈--,[]4sin 75,33PA PB πθ⎛⎫⋅=---∈-- ⎪⎝⎭,[]4sin 79,53PA PC πθ⎛⎫⋅=-+-∈-- ⎪⎝⎭,此时,PB PC ⋅最小;当,62ππθ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦时,[]4sin 79,3PB PC θ⋅=-∈--,[]4sin 711,93PA PC πθ⎛⎫⋅=-+-∈-- ⎪⎝⎭,PB PC ⋅不是最小,故m 的取值范围是[]11,9--.(3))()()()023cos ,422sin xPA yPB zPC z y x y z x y z x y z θθ=++=--++---++,所以)23cos 422sin z y x y z x y z x y z θθ⎧-=⎪⎪++⎨--⎪=⎪++⎩,代入22sin cos 1θθ+=整理得2225556660x y z xy xz yz ++---=,,,x y z +∈R ,两边同时除以2y ,得:222225556660x z x xz zy y y y y++---=,令x m y =,z n y=,则225556660m n m mn n ++---=,即()225665650n m n m m -++-+=, 所以()()2266455650m m m ∆=+-⨯⨯-+≥,即2310m m -+≤,解得353522m -+≤≤,所以xy(即m )的最大值为352+. 此时,0∆=,因此335m n +=, 所以335m z +=,y x my =,从而()333515m yz x y m y +==++.。
北京市2023-2024学年高一下学期期中考试数学试题含答案

北京2023—2024学年第二学期期中练习高一数学(答案在最后)2024.04说明:本试卷共4页,共120分.考试时长90分钟.一、选择题(本大题共10小题,每小题4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.sin120︒的值等于()A.12-B.12C.2D.2【答案】D 【解析】【分析】根据特殊角的三角函数值得到2,从而可求解.【详解】由题意可得sin1202︒=,故D 正确.故选:D.2.若角α的终边过点()4,3,则πsin 2α⎛⎫+= ⎪⎝⎭()A.45B.45-C.35D.35-【答案】A 【解析】【分析】根据余弦函数定义结合诱导公式计算求解即可.【详解】因为角α的终边过点()4,3,所以4cos 5α==,所以π4sin cos 25αα⎛⎫+== ⎪⎝⎭.故选:A3.已知扇形的弧长为4cm ,圆心角为2rad ,则此扇形的面积是()A.22cmB.24cm C.26cm D.28cm 【答案】B【解析】【分析】由条件结合弧长公式l R α=求出圆的半径,然后结合扇形的面积公式12S lR =可得答案.【详解】因为扇形的圆心角2rad α=,它所对的弧长4cm l =,所以根据弧长公式l R α=可得,圆的半径2R =,所以扇形的面积211424cm 22S lR ==⨯⨯=;故选:B .4.向量a ,b ,c在正方形网格中的位置如图所示,若向量c a b λ=+,则实数λ=()A.2-B.1-C.1D.2【答案】D 【解析】【分析】将3个向量的起点归于原点,根据题设得到它们的坐标,从而可求λ的值.【详解】如图,将,,a b c的起点平移到原点,则()()()1,1,0,1,2,1a b c ==-= ,由c a b λ=+可得()()()2,11,10,1λ=+-,解得2λ=,故选:D.5.下列四个函数中以π为最小正周期且为奇函数的是()A.()cos2f x x =B.()tan2x f x =C.()()tan f x x =- D.()sin f x x=【答案】C 【解析】【分析】根据三角函数的周期性和奇偶性对选项逐一分析,由此确定正确选项.【详解】对于A ,函数()cos2f x x =的最小正周期为π,因为()()()cos 2cos 2f x x x f x -=-==,所以()cos2f x x =为偶函数,A 错误,对于B ,函数()tan 2xf x =的最小正周期为2π,因为()()tan tan 22x x f x f x ⎛⎫-=-=-=- ⎪⎝⎭,所以函数()tan 2x f x =为奇函数,B 错误,对于C ,函数()()tan f x x =-的最小正周期为π,因为()()()tan tan f x x x f x -==--=-,所以函数()()tan f x x =-为奇函数,C 正确,对于D ,函数()sin f x x =的图象如下:所以函数()sin f x x =不是周期函数,且函数()sin f x x =为偶函数,D 错误,6.在ABC 中,4AB =,3AC =,且AB AC AB AC +=- ,则AB BC ⋅= ()A.16B.16- C.20D.20-【答案】B 【解析】【分析】将AB AC AB AC +=- 两边平方,即可得到0AB AC ⋅=,再由数量积的运算律计算可得.【详解】因为AB AC AB AC +=- ,所以()()22AB ACAB AC +=-,即222222AB AB AC AC AB AB AC AC +⋅+=-⋅+uu u r uu u r uuu r uuu r uu u r uu u r uuu r uuu r ,所以0AB AC ⋅= ,即AB AC ⊥ ,所以()220416AB BC AB AC AB AB AC AB ⋅=⋅-=⋅-=-=- .故选:B7.函数cos tan y x x =⋅在区间3,22ππ⎛⎫⎪⎝⎭上的图像为()A.B.C.D.【答案】C 【解析】【分析】分别讨论x 在3,,[,)22ππππ⎛⎫⎪⎝⎭上tan x 的符号,然后切化弦将函数化简,作出图像即可.【详解】因为3,22x ππ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,所以sin ,,23sin ,.2x x y x x πππ⎧-<<⎪⎪=⎨⎪≤<⎪⎩故选:C.8.已知函数()sin 24f x x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,则“()ππ8k k α=+∈Z ”是“()f x α+是偶函数,且()f x α-是奇函数”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【解析】【分析】首先求出()f x α+、()f x α-的解析式,再根据正弦函数的性质求出使()f x α+是偶函数且()f x α-是奇函数时α的取值,再根据充分条件、必要条件的定义判断即可.【详解】因为()sin 24f x x π⎛⎫=+⎪⎝⎭,则()sin 224f x x ααπ⎛⎫+=++ ⎪⎝⎭,()sin 224f x x ααπ⎛⎫-=-+ ⎪⎝⎭,若()f x α-是奇函数,则112π,Z 4k k απ-+=∈,解得11π,Z 82k k απ=-∈,若()f x α+是偶函数,则222π,Z 42k k αππ+=+∈,解得22π,Z 82k k απ=+∈,所以若()f x α+是偶函数且()f x α-是奇函数,则π,Z 82k k απ=+∈,所以由()ππ8k k α=+∈Z 推得出()f x α+是偶函数,且()f x α-是奇函数,故充分性成立;由()f x α+是偶函数,且()f x α-是奇函数推不出()ππ8k k α=+∈Z ,故必要性不成立,所以“()ππ8k k α=+∈Z ”是“()f x α+是偶函数,且()f x α-是奇函数”的充分不必要条件.故选:A9.已知向量,,a b c 共面,且均为单位向量,0a b ⋅= ,则a b c ++ 的最大值是()A.1+ B.C.D.1-【答案】A 【解析】【分析】根据题意,可设出向量,,a b c 的坐标,由于这三个向量都是单位向量,则向量,,a b c的终点都落在以坐标原点为圆心的单位圆上,作出示意图,由向量的性质可知,只有当c 与a b +同向时,a b c ++ 有最大值,求解即可.【详解】因为向量,,a b c 共面,且均为单位向量,0a b ⋅= ,可设()1,0a =,()0,1b = ,(),c x y = ,如图,所以2a b += ,当c 与a b +同向时,此时a b c ++ 有最大值,为21+.故选:A .10.窗花是贴在窗户玻璃上的贴纸,它是中国古老的传统民间艺术之一在2022年虎年新春来临之际,人们设计了一种由外围四个大小相等的半圆和中间正方形所构成的剪纸窗花(如图1).已知正方形ABCD 的边长为2,中心为O ,四个半圆的圆心均为正方形ABCD 各边的中点(如图2),若P 为 BC 的中点,则()PO PA PB ⋅+=()A .4B.6C.8D.10【答案】C 【解析】【分析】根据平面向量的线性运算将()PO PA PB ⋅+ 化为OA 、OB 、OP表示,再根据平面向量数量积的运算律可求出结果.【详解】依题意得||||2OA OB ==,||2OP =,3π4AOP =Ð,π4BOP =Ð,所以3π2||||cos 22(242OA OP OA OP ⋅=⋅=⨯-=- ,π2||||cos 22242OB OP OB OP ⋅=⋅=⨯= ,所以()PO PA PB ⋅+= ()OP OA OP OB OP -⋅-+- 22||OA OP OB OP OP =-⋅-⋅+ 222228=-+⨯=.故选:C二、填空题(本大题共5小题,每小题4分,共20分,把答案填在题中横线上)11.写出一个与向量()3,4a =-共线的单位向量_____________.【答案】34,55⎛⎫- ⎪⎝⎭(答案不唯一)【解析】【分析】先求出a r ,则aa±即为所求.【详解】5a ==所以与向量()3,4a =- 共线的单位向量为34,55⎛⎫- ⎪⎝⎭或34,55⎛⎫- ⎪⎝⎭.故答案为:34,55⎛⎫- ⎪⎝⎭(答案不唯一)12.已知函数()()sin 0,0,2πf x A x A ωϕωϕ⎛⎫=+>><⎪⎝⎭的部分图象如图,则π3f ⎛⎫= ⎪⎝⎭__________.【解析】【分析】根据图象可得函数()f x 的最大值,最小值,周期,由此可求,A ω,再由5π212f ⎛⎫=⎪⎝⎭求ϕ,由此求得的解析式,然后求得π3f ⎛⎫⎪⎝⎭.【详解】由图可知,函数()f x 的最大值为2,最小值为2-,35ππ3π41234T =+=,当5π12x =时,函数()f x 取最大值2,又()()sin 0,0,2πf x A x A ωϕωϕ⎛⎫=+>>< ⎪⎝⎭所以2A =,32π3π44ω⨯=,所以2ω=,所以()()2sin 2f x x ϕ=+,又5π212f ⎛⎫=⎪⎝⎭,所以5π5π2sin 2126f ϕ⎛⎫⎛⎫=+= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,由于πππ5π4π,22363ϕϕ-<<<+<,所以5πππ,623ϕϕ+==-,所以()π2sin 23f x x ⎛⎫=- ⎪⎝⎭,ππ2sin 33f ⎛⎫== ⎪⎝⎭.13.已知函数()()πsin 0,2f x x ωϕωϕ⎛⎫=+>< ⎪⎝⎭的图象过点10,2⎛⎫ ⎪⎝⎭,则ϕ=__________.,若将函数()f x 图象仅向左平移π4个单位长度和仅向右平移π2个单位长度都能得到同一个函数的图象,则ω的最小值为__________.【答案】①.π6##1π6②.83##223【解析】【分析】由条件列方程求ϕ,再利用平移变换分别得到变换后的函数解析式,并根据相位差为2π,Z k k ∈求解;【详解】因为函数()()sin f x x ωϕ=+的图象过点10,2⎛⎫ ⎪⎝⎭,所以1sin 2ϕ=,又π2ϕ<,所以π6ϕ=,函数()πsin 6f x x ω⎛⎫=+⎪⎝⎭(0ω>)的图象仅向左平移π4个单位长度得到函数ππππsin sin 4646y x x ωωω⎡⎛⎫⎤⎛⎫=++=++ ⎪ ⎢⎥⎝⎭⎦⎝⎭⎣的图象,函数()πsin 6f x x ω⎛⎫=+⎪⎝⎭(0ω>)的图象仅向右平移π2个单位长度得到ππππsin sin 2626y x x ωωω⎡⎤⎛⎫⎛⎫=-+=-+ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦的图象,则ππππ2π4626k ωω⎛⎫⎛⎫+--+=⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭(Z k ∈),化简得3π2π4k ω=(Z k ∈),解得83k ω=(Z k ∈),由于0ω>,所以当1k =时,ω取得最小值83,故答案为:π8,63.14.已知边长为2的菱形ABCD 中,π3DAB ∠=,点E 满足3BE EC = ,点F 为线段BD 上一动点,则AF BE ⋅的最大值为______.【答案】3【解析】【分析】建立如图平面直角坐标系,设BF BD λ= ,利用平面向量线性运算与数量积的坐标表示可得AF BE⋅关于λ的表达式,从而得解.【详解】如图,以A为原点建立平面直角坐标系,则(0,0),(2,0),A B C D ,因为3BE EC =,所以(33333,4444BE BC ⎛⎫=== ⎪ ⎪⎝⎭,由题意,设()01BF BD λλ=≤≤,则(()BF λλ=-=- ,则()()()2,02,AF AB BF λλ=+=+-=-,所以()3333324422AF BE λλ⋅=-+=+,因为01λ≤≤,所以当1λ=时,AF BE ⋅的最大值为3.故答案为:3.15.声音是由物体振动产生的声波.我们听到的每个音都是由纯音合成的,纯音的数学模型是函数sin y A t ω=.音有四要素,音调、响度、音长和音色.它们都与函数sin y A t ω=及其参数有关,比如:响度与振幅有关,振幅越大响度越大,振幅越小响度越小;音调与频率有关,频率低的声音低沉,频率高的声音尖锐.我们平时听到的乐音不只是一个音在响,而是许多音的结合,称为复合音.我们听到的声音对应的函数是111sin sin 2sin 3sin 4234y x x x x =++++⋯..给出下列四个结论:①函数1111sin sin 2sin 3sin 4sin1023410y x x x x x =++++⋯+不具有奇偶性;②函数()111sin sin2sin3sin4234f x x x x x =+++在区间ππ,88⎡⎤-⎢⎥⎣⎦上单调递增;③若某声音甲对应的函数近似为()11sin sin 2sin 323g x x x x =++,则声音甲的响度一定比纯音()1sin22h x x =的响度小;④若某声音乙对应的函数近似为()1sin sin 22x x x ϕ=+,则声音乙一定比纯音()1sin22h x x =更低沉.其中所有正确结论的序号是__________.【答案】②④【解析】【分析】对①,结合奇偶性的定义判断即可;对②,利用正弦型函数的单调性作出判断;对③,分别判断()(),g x h x 的振幅大小可得;对④,求出周期,可得频率,即可得出结论.【详解】对于①,令()1111sin sin2sin3sin4sin1023410F x x x x x x =++++⋯+,所以()()()()()()1111sin sin 2sin 3sin 4sin 1023410F x x x x x x -=-+-+-+-+⋯+-,所以()1111sin sin2sin3sin4sin1023410F x x x x x x -=-----⋅⋅⋅-,所以()()F x F x -=-,所以()F x 是奇函数,①错误;对于②,由ππ88x -≤≤可得,ππ244x -≤≤,3π3π388x -≤≤,ππ422x -≤≤,所以111sin ,sin2,sin3,234x x x x 都在ππ,88⎡⎤-⎢⎥⎣⎦上单调递增,所以()111sin sin2sin3sin4234f x x x x x =+++在ππ,88⎡⎤-⎢⎥⎣⎦上单调递增,所以函数()f x 在区间ππ,88⎡⎤-⎢⎥⎣⎦上单调递增,②正确;对于③.因为()11sin sin 2sin 323g x x x x =++,所以π223g ⎛⎫= ⎪⎝⎭,所以()max 23g x ≥,即()g x 的振幅比()1sin22h x x =的振幅大,所以声音甲的响度一定比纯音()1sin22h x x =的响度大,所以③错误;对于④,因为()()()()112πsin 2πsin 24πsin sin 222x x x x x x ϕϕ+=+++=+=,所以函数()x ϕ为周期函数,2π为其周期,若存在02πα<<,使()()x x ϕϕα=+恒成立,则必有()()0ϕϕα=,()()110sin 0sin 00sin sin 222ϕϕααα∴=+===+,()sin 1cos 0αα∴+=,因为02πα<<,πα∴=,又()()()11πsin πsin 2πsin sin 222x x x x x ϕ+=+++=-+与()1sin sin 22x x x ϕ=+不恒相等,所以函数()1sin sin22x x x ϕ=+的最小正周期是2π,所以频率1112πf T ==而()h x 的周期为π,频率21πf =,12f f <,所以声音乙一定比纯音()1sin22h x x =更低沉,所以④正确.故答案为:②④.三、解答题(本大题共5小题,共60分.解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤)16.如图,在ABC 中,2BD DC = ,E 是AD 的中点,设AB a = ,AC b = .(1)试用a ,b 表示AD ,BE ;(2)若1a b == ,a 与b 的夹角为60︒,求AD BE ⋅ .【答案】(1)1233AD a b =+ ,5163BE a b =-+ (2)518-【解析】【分析】(1)利用向量加法减法的三角形法则及数乘运算即可求解;(2)根据(1)的结论,利用向量的数量积运算法则即可求解.【小问1详解】因为2BD DC = ,所以23BD BC = ,所以221)212(333333AB AC AB AB AC a b AD AB BD AB BC +-=+=+=+=+= .因为E 是AD 的中点,所以()11211()22323BE BA BD AB BC AB AC AB ⎛⎫=+=-+=-+- ⎪⎝⎭ 51516363AB AC a b =-+=-+ .【小问2详解】因为1a b == ,a 与b 的夹角为60︒,所以11cos ,1122a b a b a b ⋅==⨯⨯= ,由(1)知,1233AD a b =+ ,5163BE a b =-+ ,所以22125154233631899AD BE a b a b a a b b ⎛⎫⎛⎫⋅=+⋅-+=--⋅+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭541251892918=--⨯+=-.17.已知函数()π3sin 24f x x ⎛⎫=+⎪⎝⎭(1)求()f x 的最小正周期;(2)求函数()f x 的单调递增区间;(3)若函数()f x 在区间[]0,a 内只有一个零点,直接写出实数a 的取值范围.【答案】(1)()f x 的最小正周期为π,(2)函数()f x 的单调递增区间是3πππ,π88k k ⎡⎤-+⎢⎥⎣⎦()k ∈Z ;(3)a 的取值范围为3π7π,88⎡⎫⎪⎢⎣⎭.【解析】【分析】(1)根据正弦型函数的周期公式求解即可;(2)利用正弦函数的单调区间结论求解;(3)求出()0f x =的解后可得a 的范围.【小问1详解】因为()π3sin 24f x x ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,所以函数()f x 的最小正周期2ππ2T ==;【小问2详解】由πππ2π22π242k x k -≤+≤+,Z k ∈,可得3ππππ88k x k -≤≤+,Z k ∈,所以函数()f x 的单调递增区间是3πππ,π88k k ⎡⎤-+⎢⎥⎣⎦()k ∈Z ;【小问3详解】由π()3sin(204f x x =+=可得,π2π4x k +=,Z k ∈所以ππ28k x =-,Z k ∈,因为函数()f x 在区间[]0,a 上有且只有一个零点,所以3π7π88a ≤<,所以实数a 的取值范围为3π7π,88⎡⎫⎪⎢⎣⎭.18.已知()()()4,0,0,4,cos ,sin ,(0π)A B C ααα<<.(1)若OA OC += (O 为坐标原点),求OB 与OC 的夹角;(2)若⊥ AC BC ,求sin cos αα-的值.【答案】(1)OB 与OC 的夹角为π6,(2)sin cos 4αα-=【解析】【分析】(1)根据向量模长以及夹角的坐标公式计算即可;(2)由向量垂直得到数量积为0,进而得到1sin cos 4αα+=,通过平方得到2sin cos αα,进而可得()2sin cos αα-,再根据α的范围确定正负,开方得解.【小问1详解】因为()()()4,0,0,4,cos ,sin A B C αα,所以()()()4,0,0,4,cos ,sin OA OB OC αα=== ,所以()4cos ,sin OA OC αα+=+ ,由OA OC += ()224+cos sin 21αα+=,所以1cos 2α=,又0πα<<,,所以π3α=,13,22C ⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭,设OB 与OC 的夹角为β()0πβ≤≤,则cos OB OC OB OC β⋅= 23342==,又0πβ≤≤,故OB 与OC 的夹角为π6,【小问2详解】由⊥ AC BC 得0AC BC ⋅= ,又()cos 4,sin AC αα=- ,()cos ,sin 4BC αα=- ,所以()()cos 4cos sin sin 40αααα-+-=,所以1sin cos 4αα+=,所以152sin cos 016αα-=<,又0πα<<,所以ππ2α<<,所以()21531sin cos 11616αα--=-=,所以sin cos 4αα-=.19.已知函数()()πsin 0,0,2f x A x A ωϕωϕ⎛⎫=+>><⎪⎝⎭,且()f x 图像的相邻两条对称轴之间的距离为π2,再从条件①、条件②、条件③中选择两个作为一组已知条件.(1)确定()f x 的解析式;(2)设函数()π24g x x ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,则是否存在实数m ,使得对于任意1π0,2x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,存在2π0,2x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,()()12m g x f x =-成立?若存在,求实数m 的取值范围:若不存在,请说明理由.条件①:()f x 的最小值为2-;条件②:()f x 图像的一个对称中心为5π,012⎛⎫ ⎪⎝⎭;条件③:()f x 的图像经过点5π,16⎛⎫- ⎪⎝⎭.注:如果选择多组条件分别解答,按第一个解答计分.【答案】(1)选①②,②③,①③答案都为()2sin(2)6f x x π=+,(2)存在m 满足条件,m 的取值范围为2,0⎤⎦.【解析】【分析】(1)先根据已知求出()f x 的最小正周期,即可求解ω,选条件①②:可得()f x 的最小值为A -,可求A .根据对称中心可求ϕ,即可得解函数解析式;选条件①③:可得()f x 的最小值为A -,可求A .根据函数()f x 的图象过点5π,16⎛⎫⎪⎝⎭,可求ϕ,可得函数解析式;选条件②③:根据对称中心可求ϕ,再根据函数()f x 的图象过点5π,16⎛⎫⎪⎝⎭,可求A 的值,即可得解函数解析式.(2)求出函数()f x ,()g x 在π0,2⎡⎤⎢⎥⎣⎦上的值域,再结合恒成立、能成立列式求解作答.【小问1详解】由于函数()f x 图像上两相邻对称轴之间的距离为π2,所以()f x 的最小正周期π2π2T =⨯=,所以2π2T ω==,此时()()sin 2f x A x ϕ=+.选条件①②:因为()f x 的最小值为A -,所以2A =.因为()f x 图象的一个对称中心为5π,012⎛⎫⎪⎝⎭,所以5π2π(Z)12k k ϕ⨯+=∈,所以56k ϕπ=π-,()k ∈Z ,因为||2ϕπ<,所以π6ϕ=,此时1k =,所以()2sin(2)6f x x π=+.选条件①③:因为()f x 的最小值为A -,所以2A =.因为函数()f x 的图象过点5π,16⎛⎫-⎪⎝⎭,则5π()16f =-,所以5π2sin()13ϕ+=-,即5π1sin()32ϕ+=-.因为||2ϕπ<,所以7π5π13π636ϕ<+<,所以5π11π36ϕ+=,所以π6ϕ=,所以()2sin(2)6f x x π=+.选条件②③:因为函数()f x 的一个对称中心为5π,012⎛⎫⎪⎝⎭,所以5π2π(Z)12k k ϕ⨯+=∈,所以5ππ(Z)6k k ϕ=-∈.因为||2ϕπ<,所以π6ϕ=,此时1k =.所以π()sin(26f x A x =+.因为函数()f x 的图象过点5π,16⎛⎫-⎪⎝⎭,所以5π(16f =-,所以5ππsin 136A ⎛⎫+=-⎪⎝⎭,11πsin 16A =-,所以2A =,所以()2sin(2)6f x x π=+.综上,不论选哪两个条件,()2sin(2)6f x x π=+.【小问2详解】由(1)知,()2sin(2)6f x x π=+,由20,2x π⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦得:2ππ7π2,666x ⎡⎤+∈⎢⎥⎣⎦,2π1sin 2,162x ⎛⎫⎡⎤+∈- ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦,因此[]2()1,2f x ∈-,由10,2x π⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦得:1ππ5π2,444x ⎡⎤+∈⎢⎥⎣⎦,1πsin 2,142x ⎡⎤⎛⎫+∈-⎢⎥ ⎪⎝⎭⎣⎦,因此1()g x ⎡∈-⎣,从而1()1,g x m m m ⎡-∈---+⎣,由()()12m g x f x =-得:()()21f x g x m =-,假定存在实数m ,使得对1π0,2x ⎡⎤∀∈⎢⎥⎣⎦,2π0,2x ⎡⎤∃∈⎢⎥⎣⎦,()()12m g x f x =-成立,即存在实数m ,使得对1π0,2x ⎡⎤∀∈⎢⎥⎣⎦,2π0,2x ⎡⎤∃∈⎢⎥⎣⎦,()()21f x g x m =-成立,则[]1,1,2m m ⎡---+⊆-⎣,于是得112m m --≥-⎧⎪⎨-+≤⎪⎩,解得20m -≤≤,因此存在实数m ,使得对1π0,2x ⎡⎤∀∈⎢⎥⎣⎦,2π0,2x ⎡⎤∃∈⎢⎥⎣⎦,()()12m g x f x =-成立,所以实数m的取值范围是2,0⎤⎦.20.对于定义在R 上的函数()f x 和正实数T 若对任意x ∈R ,有()()f x T f x T +-=,则()f x 为T -阶梯函数.(1)分别判断下列函数是否为1-阶梯函数(直接写出结论):①()2f x x =;②()1f x x =+.(2)若()sin f x x x =+为T -阶梯函数,求T 的所有可能取值;(3)已知()f x 为T -阶梯函数,满足:()f x 在,2T T ⎡⎤⎢⎥⎣⎦上单调递减,且对任意x ∈R ,有()()2f T x f x T x --=-.若函数()()F x f x ax b =--有无穷多个零点,记其中正的零点从小到大依次为123,,,x x x ⋅⋅⋅;若1a =时,证明:存在b ∈R ,使得()F x 在[]0,2023T 上有4046个零点,且213240464045x x x x x x -=-=⋅⋅⋅=-.【答案】(1)①否;②是(2)2πT k =,*k ∈N (3)证明见解析【解析】【分析】(1)利用T -阶梯函数的定义进行检验即可判断;(2)利用T -阶梯函数的定义,结合正弦函数的性质即可得解;(3)根据题意得到()()F x T F x +=,()()F T x F x -=,从而取3344TT b f ⎛⎫=- ⎪⎝⎭,结合零点存在定理可知()F x 在(),1mT m T +⎡⎤⎣⎦上有且仅有两个零点:4T mT +,34T mT +,从而得解.【小问1详解】()2f x x =,则22(1)()(1)211f x f x x x x +-=+-=+≠;()1f x x =+,则(1)()11f x f x x x +-=+-=,故①否;②是.【小问2详解】因为()f x 为T -阶梯函数,所以对任意x ∈R 有:()()()()()sin sin sin sin f x T f x x T x T x x x T x T T +-=+++-+=+-+=⎡⎤⎣⎦.所以对任意x ∈R ,()sin sin x T x +=,因为sin y x =是最小正周期为2π的周期函数,又因为0T >,所以2πT k =,*k ∈N .【小问3详解】因为1a =,所以函数()()F x f x x b =--,则()()()()()()()F x T f x T x T b f x T x T b f x x b F x +=+-+-=+-+-=--=,()()()()()()()2F T x f T x T x b f x T x T x b f x x b F x -=----=+----=--=.取3344TT b f ⎛⎫=- ⎪⎝⎭,则有3330444TT T F f b ⎛⎫⎛⎫=--= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,30444T T T F F T F ⎛⎫⎛⎫⎛⎫=-== ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,由于()f x 在,2T T ⎡⎤⎢⎥⎣⎦上单调递减,因此()()F x f x x b =--在,2T T ⎡⎤⎢⎥⎣⎦上单调递减,结合()()F T x F x -=,则有()F x 在0,2T ⎡⎤⎢⎥⎣⎦上有唯一零点4T ,在,2T T ⎡⎤⎢⎥⎣⎦上有唯一零点34T .又由于()()F x T F x +=,则对任意k ∈Ζ,有044T T F kT F ⎛⎫⎛⎫+== ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,33044T T F kT F ⎛⎫⎛⎫+== ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,因此,对任意m ∈Z ,()F x 在(),1mT m T +⎡⎤⎣⎦上有且仅有两个零点:4T mT +,34T mT +.综上所述,存在3344TT b f ⎛⎫=- ⎪⎝⎭,使得()F x 在[]0,2023T 上有4046个零点,且14T x =,234T x =,354T x =,474T x =,L ,404580894T x =,404680914T x =,其中,2132404640452T x x x x x x -=-=⋅⋅⋅=-=.【点睛】关键点睛:本题解决的关键是充分理解新定义T -阶梯函数,从而在第3小问推得()()F x T F x +=,()()F T x F x -=,由此得解.。
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高一下学期期中考试数学试卷
试卷说明:本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分,满分150分,考试时间为120分钟。
第Ⅰ卷(必修模块5) 满分100分
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. 在△ABC 中,若∠A =60°,∠B =45°,23=a ,则=b ( ) A. 23 B. 3 C. 32 D. 34
2. 已知公比为2的等比数列}{n a 的各项都是正数,且16113=a a ,则=5a ( )
A. 1
B. 2
C. 4
D. 8 3. 不等式1
21+-x x 0≤的解集为( ) A. ⎥⎦⎤ ⎝⎛-1,21 B. ⎥⎦
⎤⎢⎣⎡-1,21 C. ),1[21,+∞⎪⎭⎫ ⎝⎛-∞- D. ),1[21,+∞⎥⎦⎤ ⎝
⎛-∞- 4. 不等式0)12)(2(2>--+x x x 的解集为( )
A. )4,2()3,(---∞
B. ),4()2,3(+∞--
C. ),3()2,4(+∞--
D. )3,2()4,(---∞
5. 已知b a b a ,,0,0>>的等比中项是1,且b
a n a
b m 1,1+=+=,则n m +的最小值是( )
A. 3
B. 4
C. 5
D. 6
6. 已知等差数列}{n a 的前n 项和为n S ,15,555==S a ,则数列}1{
1
+n n a a 的前100项和为( ) A. 100
101 B.
10099 C. 101
99 D. 101100 7. 在△ABC 中,若C c B b A a sin sin sin <+,则△ABC 的形状是( ) A. 锐角三角形
B. 直角三角形
C. 钝角三角形
D. 正三角形 8. 若数列}{n a 满足121,211+-
==+n n a a a ,则2013a =( ) A. 31 B. 2 C. 2
1- D. -3
二、填空题:本大题共4小题,每小题5分,共20分。
9. 在△ABC 中,若B C A b a 2,3,1=+==,则C sin =__________。
10. 等比数列}{n a 中,40,204321=+=+a a a a ,则65a a +等于__________。
11. 等差数列}{n a 的前n 项和n S 满足31105=S S ,则20
5S S =__________。
12. 已知b a >,且1=ab ,则b a b a -+2
2的最小值是__________。
三、解答题:本大题共3小题,共40分。
解答题应写出文字说明、证明过程或演算步骤。
13. 解关于x 的不等式0)1(2<---a x a x 。
14. 在锐角△ABC 中,c b a ,,分别为角A ,B ,C 所对的边,且满足0sin 23=-A b a 。
(1)求角B 的大小;
(2)若7,5==+b c a ,求△ABC 的面积。
15. 已知数列}{n a 的前n 项和)(*2N n n S n ∈=,}{n b 为等比数列,且3213,b a b ==
4b 。
(1)求数列}{n a 和}{n b 的通项公式;
(2)求数列}{n n b a ⋅的前n 项和n T 。
第Ⅱ卷(学期综合)满分50分
一、填空题:本大题共5小题,每小题5分,共25分。
1. 在△ABC 中,若2
222c b a =+,则cosC 的最小值为__________。
2. 执行如图所示的程序框图,若输入n 的值为10,则输出s 的值为__________。
3. 执行下面的程序框图,若输出S 的值为0,则判断框内>为i __________。
4. 定义:)0,0(),(>>=y x y y x F x ,已知数列}{n a 满足:)()
,2()2,(*N n n F n F a n ∈=,若对任意正整数n ,都有)(*N k a a k n ∈≥成立,则k a 的值为__________。
5. 已知函数)(1
11)(2R a x ax x x f ∈+++=,若对于任意的*N x ∈,3)(≥x f 恒成立,则a 的最小值等于__________。
二、解答题:本大题共2小题,共25分。
解答题应写出文字说明、证明过程或演算步骤。
6. 设函数1)x(x f(x)≥=,函数10(4
21)(2+≤<+-=a x x x x g ,其中常数0>a )。
令)(x h 为函数g(x ))(与x f 的积函数。
(1)求函数)(x h 的表达式,并求出其定义域;
(2)当)(x h 的值域为]2
1,31[时,求实数a 的取值范围。
7. 已知数列}{n a 的通项)(*N n n a n ∈=。
一计算装置有一数据入口A 和运算结果的
出口B ,将数列}{n a 中的各数依次输入A 口,从B 口得到数列}{n b 。
结果表明:①从A
口输入11=a 时,从B 口得到3
11=b ,②当2≥n 时,从A 口输入n a n =时,从B 口得到的结果n b 是将前一结果1-n b 先乘以数列}{n a 中的第1-n 个奇数,再除以数列}{n a 中的第1+n 个奇数。
(1)从A 口输入2和3时,从B 口分别得到什么数?
(2)求从B 口得到的数列}{n b 的通项公式。
(3)为了满足计算需要,工程师对装置进行了改造,使B 口出来的数据n b 依次进入C 口进行调整,结果为一数列}{n c ,其中n
n b q pn c )(1+=。
问非零常数p 、q 满足什么关系时,才能使C 口所得的数列}{n c 为等差数列?
【试题答案】
第Ⅰ卷(必修模块5)
一、选择题
1—4 CAAB 5—8 BDCB
二、填空题
9. 1 10. 80 11. 101 12. 22
三、解答题
13. 当1-=a 时,不等式解集为空集;当1->a 时,不等式解集为}1|{a x x <<-; 当1-<a 时,不等式解集为}1|{-<<x a x 。
14. (1)3π
=B 。
(2)2
33=∆ABC S 。
15. (1)由已知2n S n =,得111==S a
当2≥a 时,12)1(221-=--=-=-n n n S S a n n n ,所以)(12*N n n a n ∈-=
由已知321==a b ,设等比数列}{n b 的公比为q ,
由432b b =得33
4=b b ,即3=q ,故n n b 3=。
(2)n n n T 3)12(35333132⋅-++⨯+⨯+⨯=
14323)12(3533313+⋅-++⨯+⨯+⨯=n n n T
两式相减得1323)12(323232312+--⨯++⨯+⨯+⨯=-n n n n T
1323)12()333(23+--+++⨯+=n n n
1323)12()333(23+--+++⨯+=n n n
11
2
3)12(3
131323+-----⨯⨯+=n n n 63)22(1--=+n n 所以33)1(1+⋅-=+n n n T
第Ⅱ卷(学期综合)
一、填空题 1. 21 2. 16 3. 4 4. 98 5. 3
8- 二、解答题
6. (1)]1,1[,4
2)(2+∈+-=
a x x x x x h ; (2)24142)(2-+=+-==x
x x x x x h y 由44≥+x x ,当且仅当2=x 时等号成立,得24-+x
x 的最小值为2,所以2
1max =y , 当1=x 时,31=y ,因为)(x h 在]2,1[∈x 上递增,在),2(+∞上递减,
所以:⎪⎩
⎪⎨⎧≤-+++≥+3214121a a a 解之得:31≤≤a ,所以91≤≤a 7. (1)35
1751,15153132=⨯==⨯=b b (2)由题意111
232,31-+-==n n b n n b b ,叠乘法得)12)(12(1+-=n n b n (3)q p 2±=。