【解析】北京市第四十四中学2021届高三上学期期中考试数学试题
2021-2022学年北京十四中高三(上)期中数学试卷(学生版+解析版)

2021-2022学年北京十四中高三(上)期中数学试卷一、单项选择题(本大题共10小题,每小题4分,共40分)1.(4分)设集合A ={x |−12<x <2},B ={x |x 2≤1},则A ∪B =( ) A .{x |﹣1≤x <2}B .{x|−12<x ≤1}C .{x |x <2}D .{x |1≤x <2}2.(4分)已知平面向量a →=(1,2),b →=(﹣2,m ),且a →∥b →,则m 的值为( ) A .1B .﹣1C .4D .﹣43.(4分)若等比数列{a n }满足a 1+a 3=5,且公比q =2,则a 3+a 5=( ) A .10B .13C .20D .254.(4分)已知x ,y ∈R ,且x >y >0,则( ) A .1x −1y>0B .sin x ﹣sin y >0C .(12)x﹣(12)y <0D .lnx +lny >05.(4分)在平面直角坐标系xOy 中,角α以Ox 为始边,终边与单位圆交于点(√33,−√63),则cos (π+α)=( ) A .−√33B .√33C .−√63D .√636.(4分)有四个关于三角函数的命题: P 1:∃x ∈R ,sin 2x2+cos 2x2=12;P 2:∃x 、y ∈R ,sin (x ﹣y )=sin x ﹣sin y ; P 3:∀x ∈[0,π],√1−cos2x2=sin x ; P 4:sin x =cos y ⇒x +y =π2. 其中假命题的是( ) A .P 1,P 4B .P 2,P 4C .P 1,P 3D .P 2,P 37.(4分)设a →,b →是非零向量,且a →,b →不共线.则“|a →|=|b →|”是“|a →+2b →|=|2a →+b →|”的( ) A .充分而不必要条件 B .必要而不充分条件C .充分必要条件D .既不充分也不必要条件8.(4分)函数f (x )的图象向右平移1个单位长度,所得图象与曲线y =e ﹣x关于x 轴对称,则f (x )=( )A.e x+1B.e x﹣1C.﹣e﹣x﹣1D.﹣e﹣x+19.(4分)渔民出海打鱼,为了保证运回的鱼的新鲜度(以鱼肉内的三甲胺量的多少来确定鱼的新鲜度.三甲胺量是一种挥发性碱性氨,是氨的衍生物,它是由细菌分解产生的.三甲胺量积聚就表明鱼的新鲜度下降,鱼体开始变质进而腐败),鱼被打上船后,要在最短时间内将其分拣、冷藏.已知某种鱼失去的新鲜度h与其出海后时间t(分)满足的函数关系式为h=m•a t.若出海后20分钟,这种鱼失去的新鲜度为20%,出海后30分钟,这种鱼失去的新鲜度为40%,那么若不及时处理,打上船的这种鱼大约在多长时间后刚好失去50%的新鲜度()(参考数据:lg2=0.3)A.33分钟B.43分钟C.50分钟D.56分钟10.(4分)函数f(x)是定义域为R的奇函数,满足f(π2−x)=f(π2+x),且当x∈[0,π)时,f(x)=sinxx2−πx+π,给出下列四个结论:①f(π)=0;②π是函数f(x)的周期;③函数f(x)在区间(﹣1,1)上单调递增;④函数g(x)=f(x)﹣sin1(x∈[﹣10,10])所有零点之和为3π.其中,所有正确结论的序号是()A.①③B.①④C.①③④D.①②③④二、填空题(本大题共5小题,每小题5分,共25分)11.(5分)抛物线x2=4y的准线方程为.12.(5分)函数y=x+4x−1(x>1)的最小值是.13.(5分)在等差数列{a n}中,a1=2,a4=﹣4,则公差为;a1+a3+⋯+a2n+3=.14.(5分)已知函数f(x)=sin(ωx+φ)(ω>0,|φ|≤π2),x=−π4为f(x)的零点,x=π4为y=f(x)图像的对称轴,且f(x)在(π36,5π36)单调,则ω的最大值是.15.(5分)已知集合M={(x,y)|y=f(x)},若对于任意(x1,y1)∈M,存在(x2,y2)∈M,使得x1x2+y1y2=0成立,则称集合是“好集合”,给出下列4个集合:①M={(x,y)|y=1x};②M={(x,y)|y=ex﹣2};③M={(x,y)|y=cos x};④M={(x,y)|y=lnx}.其中为“好集合”的序号是.三、解答题(本大题共6小题,共85分)16.(13分)如图,在四棱锥P﹣ABCD中,P A⊥平面ABCD,AB∥CD,AB⊥AD,AB=4,P A=AD=CD=2,点E为PB的中点.(Ⅰ)求证:平面PBC⊥平面P AC;(Ⅱ)求二面角E﹣CD﹣A的余弦值.17.(13分)在△ABC中,A=π3,b﹣a=1,再从条件①、条件②这两个条件中选择一个作为已知,求:(Ⅰ)sin(A+B)的值;(Ⅱ)△ABC的面积.条件①:c=5;条件②:cos B=−1 7.18.(14分)每年的4月23日是联合国教科文组织确定的“世界读书日”,又称“世界图书和版权日”.为了解某地区高一学生阅读时间的分配情况,从该地区随机抽取了500名高一学生进行在线调查,得到了这500名学生的日平均阅读时间(单位:小时),并将样本数据分成[0,2],(2,4],(4,6],(6,8],(8,10],(10,12],(12,14],(14,16],(16,18]九组,绘制成如图所示的频率分布直方图.(Ⅰ)求a的值;(Ⅱ)为进一步了解这500名学生数字媒体阅读时间和纸质图书阅读时间的分配情况,从日平均阅读时间在(12,14],(14,16],(16,18]三组内的学生中,采用分层抽样的方法抽取了10人,现从这10人中随机抽取3人,记日平均阅读时间在(14,16]内的学生人数为X ,求X 的分布列;(Ⅲ)以调查结果的频率估计概率,从该地区所有高一学生中随机抽取20名学生,用“P 20(k )”表示这20名学生中恰有k 名学生日平均阅读时间在(10,12](单位:小时)内的概率,其中k =0,1,2,…,20.当P 20(k )最大时,写出k 的值.(只需写出结论) 19.(15分)已知函数f (x )=(x +a )e x ,其中e 是自然对数的底数,a ∈R . (Ⅰ)求函数f (x )的单调区间;(Ⅱ)当a <1时,试确定函数g (x )=f (x ﹣a )﹣x 2的零点个数,并说明理由. 20.(15分)已知椭圆C :x 216+y 212=1的右焦点为F ,右顶点为A ,离心率为e ,点P (m ,0)(m >4)满足条件|FA||AP|=e .(Ⅰ)求m 的值;(Ⅱ)设过点F 的直线l 与椭圆C 相交于M ,N 两点,记△PMF 和△PNF 的面积分别为S 1,S 2,求证:S 1S 2=|PM||PN|.21.(15分)对于实数数列{a n },记m n =a 1+a 2+⋯+a nn.(Ⅰ)若m 1=1,m 2=2,m 3=4,m 4=8,写出a 1,a 2,a 3,a 4的值;(Ⅱ)若数列{a n }是等差数列,求证:对任意三元数组(i ,j ,k )(i ,j ,k 两两不相等),总有(i ﹣j )m k +(j ﹣k )m i +(k ﹣i )m j =0;(Ⅲ)若对任意三元数组(i ,j ,k )(i ,j ,k 两两不相等),存在常数c ,使得(i ﹣j )m k +(j ﹣k )m i +(k ﹣i )m j =c ,求证:{a n }是等差数列.2021-2022学年北京十四中高三(上)期中数学试卷参考答案与试题解析一、单项选择题(本大题共10小题,每小题4分,共40分)1.(4分)设集合A ={x |−12<x <2},B ={x |x 2≤1},则A ∪B =( ) A .{x |﹣1≤x <2}B .{x|−12<x ≤1}C .{x |x <2}D .{x |1≤x <2}【解答】解:∵A ={x|−12<x <2},B ={x |x 2≤1}={x |﹣1≤x ≤1} ∴A ∪B ={x |﹣1≤x <2}, 故选:A .2.(4分)已知平面向量a →=(1,2),b →=(﹣2,m ),且a →∥b →,则m 的值为( ) A .1B .﹣1C .4D .﹣4【解答】解:∵a →∥b →∴1×m =2×(﹣2)∴m =﹣4 故选:D .3.(4分)若等比数列{a n }满足a 1+a 3=5,且公比q =2,则a 3+a 5=( ) A .10B .13C .20D .25【解答】解:由等比数列{a n }满足a 1+a 3=5,且公比q =2,∴a 3+a 5=a 1q 2+a 3q 2=q 2(a 1+a 3)=20, 故选:C .4.(4分)已知x ,y ∈R ,且x >y >0,则( ) A .1x −1y>0B .sin x ﹣sin y >0C .(12)x ﹣(12)y <0D .lnx +lny >0【解答】解:∵x ,y ∈R ,且x >y >0,则1x<1y,sin x 与sin y 的大小关系不确定,(12)x <(12)y ,即(12)x −(12)y <0,lnx +lny 与0的大小关系不确定. 故选:C .5.(4分)在平面直角坐标系xOy 中,角α以Ox 为始边,终边与单位圆交于点(√33,−√63),则cos (π+α)=( )A .−√33B .√33C .−√63D .√63【解答】解:∵平面直角坐标系xOy 中,角α以Ox 为始边,终边与单位圆交于点(√33,−√63), ∴cos α=√33,∴cos (π+α)=﹣cos α=−√33. 故选:A .6.(4分)有四个关于三角函数的命题: P 1:∃x ∈R ,sin 2x2+cos 2x2=12;P 2:∃x 、y ∈R ,sin (x ﹣y )=sin x ﹣sin y ; P 3:∀x ∈[0,π],√1−cos2x2=sin x ; P 4:sin x =cos y ⇒x +y =π2. 其中假命题的是( ) A .P 1,P 4B .P 2,P 4C .P 1,P 3D .P 2,P 3【解答】解:P 1:∀x ∈R 都有sin 2x2+cos 2x2=1,故P 1错误; P 2:x =y =0时满足式子,故P 2正确;P 3:∀x ∈[0,π],sin x >0,且1﹣cos2x =2sin 2x ,所以√1−cos2x2=sin x ,故P 3正确; P 4:x =0,y =3π2,sin x =cos y =0,故P 4错误. 故选:A .7.(4分)设a →,b →是非零向量,且a →,b →不共线.则“|a →|=|b →|”是“|a →+2b →|=|2a →+b →|”的( ) A .充分而不必要条件 B .必要而不充分条件C .充分必要条件D .既不充分也不必要条件【解答】解:由“|a →+2b →|=|2a →+b →|”平方得“|a →|2+4a →•b →+4|b →|2=4|a →|2+4a →•b →+|b →|2, 即“|a →|2=|b →|2”,即“|a →|=|b →|”,反之也成立, 即“|a →|=|b →|”是“|a →+2b →|=|2a →+b →|”充要条件, 故选:C .8.(4分)函数f (x )的图象向右平移1个单位长度,所得图象与曲线y =e ﹣x关于x 轴对称,则f (x )=( ) A .e x +1B .e x ﹣1C .﹣e﹣x ﹣1D .﹣e﹣x +1【解答】解:∵函数f (x )的图象向右平移1个单位长度,所得图象与曲线y =e ﹣x关于x 轴对称. ∴y =e﹣x关于x 轴对称的函数﹣y =e ﹣x ,即y =﹣e ﹣x ,再将些函数的图象向左平移一个单位长度就得到f (x )的图象. ∴f (x )=﹣e ﹣(x +1)=﹣e﹣x ﹣1.故选:C .9.(4分)渔民出海打鱼,为了保证运回的鱼的新鲜度(以鱼肉内的三甲胺量的多少来确定鱼的新鲜度.三甲胺量是一种挥发性碱性氨,是氨的衍生物,它是由细菌分解产生的.三甲胺量积聚就表明鱼的新鲜度下降,鱼体开始变质进而腐败),鱼被打上船后,要在最短时间内将其分拣、冷藏.已知某种鱼失去的新鲜度h 与其出海后时间t (分)满足的函数关系式为h =m •a t .若出海后20分钟,这种鱼失去的新鲜度为20%,出海后30分钟,这种鱼失去的新鲜度为40%,那么若不及时处理,打上船的这种鱼大约在多长时间后刚好失去50%的新鲜度( )(参考数据:lg 2=0.3) A .33分钟B .43分钟C .50分钟D .56分钟【解答】解:由题意可知{20%=ma 2040%=ma 30,解得{m =120a =√210, ∴ℎ=120(√210)t , ∴50%=120×(√210)t , ∴t =10×log 210≈33, 故选:A .10.(4分)函数f (x )是定义域为R 的奇函数,满足f(π2−x)=f(π2+x),且当x ∈[0,π)时,f(x)=sinxx 2−πx+π,给出下列四个结论:①f (π)=0;②π是函数f (x )的周期;③函数f (x )在区间(﹣1,1)上单调递增;④函数g (x )=f (x )﹣sin1(x ∈[﹣10,10])所有零点之和为3π. 其中,所有正确结论的序号是( ) A .①③B .①④C .①③④D .①②③④【解答】解:对于①,因为f(π2−x)=f(π2+x),且函数f (x )是定义域为R 的奇函数, 则f (π)=f(π2+π2)=f(π2−π2)=f(0)=0, 故选项①正确;对于②,假设π是函数f (x )的周期, 则f (−π2)=f (π2),又f (x )是定义在R 上的奇函数, 则f (−π2)=﹣f (π2),所以f (π2)=0,因为当x ∈[0,π)时,f(x)=sinxx 2−πx+π,所以f (π2)≠0,所以矛盾,则假设不成立,所以π不是函数f (x )的周期, 故选项②错误;对于③,因为当x ∈[0,π)时,f(x)=sinxx 2−πx+π,所以f '(x )=cosx(x 2−πx+π)+sinx(π−2x)(x 2−πx+π)2,当x ∈[0,π2)时,f '(x )>0,则f (x )单调递增, 所以f (x )在(0,1)上单调递增, 又f (x )是R 上的奇函数,则函数f (x )在区间(﹣1,1)上单调递增, 故选项③正确;对于④,由③可知,f (x )在x ∈[0,π2)上单调递增, 又因为满足f(π2−x)=f(π2+x),所以f(x)关于x=π2对称,则f(x+2π)=f[π2+(3π2+x)]=f[π2−(3π2+x)]=−f(π+x)=−f[π2+(π2+x)]=−f[π2−(π2+x)]=−f(−x)=f(x),故函数f(x)的周期为2π,在一个周期内函数g(x)=f(x)﹣sin1两个零点之和为π,在[﹣10,10]内有三个周期,所以所有零点之和为3π,故选项④正确.故正确的为①③④.故选:C.二、填空题(本大题共5小题,每小题5分,共25分)11.(5分)抛物线x2=4y的准线方程为y=﹣1.【解答】解:∵抛物线方程为x2=4y,∴其准线方程为:y=﹣1.故答案为:y=﹣1.12.(5分)函数y=x+4x−1(x>1)的最小值是5.【解答】解:∵x>1,∴x﹣1>0.∴函数y=x+4x−1=(x﹣1)+4x−1+1≥2√(x−1)⋅4x−1+1=5,当且仅当x﹣1=2,即x=3时取等号.故答案为:5.13.(5分)在等差数列{a n}中,a1=2,a4=﹣4,则公差为﹣2;a1+a3+⋯+a2n+3=﹣n2﹣n+2.【解答】解:设等差数列{a n}的公差为d,∵数列{a n}是等差数列,a1=2,a4=﹣4,∴a4=a1+3d,即﹣4=2+3d,解得d=﹣2;∴a1+a3+⋯+a2n+3=(n+2)a1+12(n+2)(n+1)d=(n+2)×2+12(n+2)(n+1)×(﹣2)=﹣n2﹣n+2.故答案为:﹣2;﹣n2﹣n+2.14.(5分)已知函数f(x)=sin(ωx +φ)(ω>0,|φ|≤π2),x =−π4为f (x )的零点,x =π4为y =f (x )图像的对称轴,且f (x )在(π36,5π36)单调,则ω的最大值是 9 . 【解答】解:因为x =−π4为f (x )的零点,x =π4为y =f (x )图像的对称轴, 所以2n+14⋅T =π2,即2n+14⋅2πω=π2,n ∈Z ,所以ω=2n +1,n ∈Z ,又ω>0, 故ω为正奇数, 因为f (x )在(π36,5π36)单调, ①若f (x )在(π36,5π36)上单调递增, 则ω⋅π36+φ≥2kπ−π2且ω⋅5π36+φ≤2kπ+π2,k ∈Z , 解得4ωπ36≤π,即ω≤9,故有奇数ω的最大值为9, 当ω=9时,−9π4+φ=k π,k ∈Z , 因为|φ|≤π2, 所以φ=π4,此时f (x )=sin (9x +π4)在(π36,5π36)上单调递减,不符合题意; ②若f (x )在(π36,5π36)上单调递减, 则ω⋅π36+φ≥2kπ+π2且ω⋅5π36+φ≤2kπ+3π2,k ∈Z , 解得4ωπ36≤π,即ω≤9,故有奇数ω的最大值为9, 当ω=9时,−9π4+φ=k π,k ∈Z , 因为|φ|≤π2, 所以φ=π4,此时f (x )=sin (9x +π4)在(π36,5π36)上单调递减,符合题意;故ω的最大值为9.综上所述,ω的最大值为9.故答案为:9.15.(5分)已知集合M={(x,y)|y=f(x)},若对于任意(x1,y1)∈M,存在(x2,y2)∈M,使得x1x2+y1y2=0成立,则称集合是“好集合”,给出下列4个集合:①M={(x,y)|y=1x};②M={(x,y)|y=ex﹣2};③M={(x,y)|y=cos x};④M={(x,y)|y=lnx}.其中为“好集合”的序号是②③.【解答】解:对于①,注意到x1x2+1x1x2=0无实数解,因此①不是“好集合”;对于②,如下左图,注意到过原点任意作一条直线与曲线y=e x﹣2相交,过原点与该直线垂直的直线必与曲线y=e x﹣2相交,因此②是“好集合”;对于③,如下中图,注意到过原点任意作一条直线与曲线y=cos x相交,过原点与该直线垂直的直线必与曲线y=cos x相交,因此③是“好集合”;对于④,如下右图,注意到对于点(1,0),不存在(x2,y2)∈M,使得1×x2+0×lnx2=0,因为x2=0与真数的限制条件x2>0矛盾,因此④不是“好集合”.故答案为:②③三、解答题(本大题共6小题,共85分)16.(13分)如图,在四棱锥P﹣ABCD中,P A⊥平面ABCD,AB∥CD,AB⊥AD,AB=4,P A=AD=CD=2,点E为PB的中点.(Ⅰ)求证:平面PBC⊥平面P AC;(Ⅱ)求二面角E﹣CD﹣A的余弦值.【解答】(Ⅰ)证明:取AB 的中点F ,连接CF ,∴AF =CD 又∵AF ∥CD ,∴四边形AFCD 为平行四边形, ∵AB ⊥AD ,AD =CD ,∴四边形AFCD 是正方形, 则AB ⊥CF ,CF =AD =2,得AC =BC =2√2, ∴AC 2+BC 2=AB 2,得BC ⊥AC ,∵P A ⊥平面ABCD ,BC ⊂平面ABCD ,∴P A ⊥BC , 又AC ∩P A =A ,∴BC ⊥平面P AC , ∵BC ⊂平面PBC ,∴平面PBC ⊥平面P AC ;(Ⅱ)解:∵P A ⊥平面ABCD ,∴P A ⊥AD ,P A ⊥AB , 则P A 、AD 、AB 两两相互垂直,以A 为坐标原点,分别以AD 、AB 、AP 所在直线为x 、y 、z 轴建立空间直角坐标系, 则A (0,0,0),P (0,0,2),B (0,4,0),C (2,2,0), D (2,0,0),E (0,2,1),∴DC →=(0,2,0),CE →=(−2,0,1), 设平面CDE 的一个法向量为n →=(x ,y ,z),由{n →⋅DC →=2y =0n →⋅CE →=−2x +z =0,取x =1,得n →=(1,0,2); 又平面ACD 的一个法向量m →=(0,0,1).∴cos <m →,n →>=m →⋅n →|m →|⋅|n →|=2√5×1=2√55,由图可知,二面角E ﹣CD ﹣A 为锐角, ∴二面角E ﹣CD ﹣A 的余弦值为2√55.17.(13分)在△ABC中,A=π3,b﹣a=1,再从条件①、条件②这两个条件中选择一个作为已知,求:(Ⅰ)sin(A+B)的值;(Ⅱ)△ABC的面积.条件①:c=5;条件②:cos B=−1 7.【解答】解:选择条件①:(Ⅰ)在△ABC中,由余弦定理a2=b2+c2﹣2bc cos A,可得a2=(a+1)2+25﹣2×(a+1)×5×12,解得a=7,由正弦定理asinA =csinC,所以√32=5sinC,因此sin C=5√314,在△ABC中,A+B+C=π,有sin(A+B)=sin C=5√314.(Ⅱ)当a=7时,b=8,则S△ABC=12bc sin A=10√3.选择条件②:(Ⅰ)在△ABC中,0<B<π,因为cos B=−17,则sin B=4√37,又因为A=π3,所以sin(A+B)=sin(π3+B)=sinπ3cos B+cosπ3sin B=√32×(−17)+12×4√37=3√314,即sin(A+B)=3√3 14.(Ⅱ)在△ABC 中,由正弦定理a b=sinA sinB=√324√37=78,又因为b ﹣a =1, 所以a =7,b =8, 则S △ABC =12bc sin A =6√3.18.(14分)每年的4月23日是联合国教科文组织确定的“世界读书日”,又称“世界图书和版权日”.为了解某地区高一学生阅读时间的分配情况,从该地区随机抽取了500名高一学生进行在线调查,得到了这500名学生的日平均阅读时间(单位:小时),并将样本数据分成[0,2],(2,4],(4,6],(6,8],(8,10],(10,12],(12,14],(14,16],(16,18]九组,绘制成如图所示的频率分布直方图.(Ⅰ)求a 的值;(Ⅱ)为进一步了解这500名学生数字媒体阅读时间和纸质图书阅读时间的分配情况,从日平均阅读时间在(12,14],(14,16],(16,18]三组内的学生中,采用分层抽样的方法抽取了10人,现从这10人中随机抽取3人,记日平均阅读时间在(14,16]内的学生人数为X ,求X 的分布列;(Ⅲ)以调查结果的频率估计概率,从该地区所有高一学生中随机抽取20名学生,用“P 20(k )”表示这20名学生中恰有k 名学生日平均阅读时间在(10,12](单位:小时)内的概率,其中k =0,1,2,…,20.当P 20(k )最大时,写出k 的值.(只需写出结论) 【解答】解:(Ⅰ)由频率分布直方图得:2(0.02+0.03+0.05+0.05+0.15+a +0.05+0.04+0.01)=1, 解得a =0.10.(Ⅱ)由频率分布直方图得:这500名学生中日平均阅读时间在(12,14],(14,16],(16,18]三组内的学生人数分别为:500×0.10=50人,500×0.08=40人,500×0.02=10人,若采用分层抽样的方法抽取了10人,则从日平均阅读时间在(14,16]内的学生中抽取:4050+40+10×10=4人,现从这10人中随机抽取3人,则X的可能取值为0,1,2,3,P(X=0)=C63C103=20120=16,P(X=1)=C41C62C103=60120=12,P(X=2)=C42C61C103=36120=310,P(X=3)=C43C103=4120=130,∴X的分布列为:X0123P1612310130(Ⅲ)当P20(k)最大时,k=4.19.(15分)已知函数f(x)=(x+a)e x,其中e是自然对数的底数,a∈R.(Ⅰ)求函数f(x)的单调区间;(Ⅱ)当a<1时,试确定函数g(x)=f(x﹣a)﹣x2的零点个数,并说明理由.【解答】解:(Ⅰ)因为f(x)=(x+a)e x,x∈R,所以f′(x)=(x+a+1)e x.令f′(x)=0,得x=﹣a﹣1.当x变化时,f(x)和f′(x)的变化情况如下:x(﹣∞,﹣a﹣1)﹣a﹣1(﹣a﹣1,+∞)f′(x)﹣0+f(x)↘极小值↗故f(x)的单调减区间为(﹣∞,﹣a﹣1);单调增区间为(﹣a﹣1,+∞).(Ⅱ)结论:函数g(x)有且仅有一个零点.理由如下:由g (x )=f (x ﹣a )﹣x 2,得方程xe x ﹣a =x 2,显然x =0为此方程的一个实数解. 所以x =0是函数g (x )的一个零点. 当x ≠0时,方程可化简为e x ﹣a =x .设函数F (x )=e x ﹣a ﹣x ,则F ′(x )=e x ﹣a ﹣1,令F ′(x )=0,得x =a .当x 变化时,F (x )和F ′(x )的变化情况如下:x (﹣∞,a )a (a ,+∞)F ′(x ) ﹣ 0 + F (x )↘极小值↗即F (x )的单调增区间为(a ,+∞);单调减区间为(﹣∞,a ). 所以F (x )的最小值F (x )min =F (a )=1﹣a . 因为 a <1,所以F (x )min =F (a )=1﹣a >0, 所以对于任意x ∈R ,F (x )>0, 因此方程e x ﹣a =x 无实数解.所以当x ≠0时,函数g (x )不存在零点. 综上,函数g (x )有且仅有一个零点. 20.(15分)已知椭圆C :x 216+y 212=1的右焦点为F ,右顶点为A ,离心率为e ,点P (m ,0)(m >4)满足条件|FA||AP|=e .(Ⅰ)求m 的值;(Ⅱ)设过点F 的直线l 与椭圆C 相交于M ,N 两点,记△PMF 和△PNF 的面积分别为S 1,S 2,求证:S 1S 2=|PM||PN|.【解答】(Ⅰ)解:因为椭圆C 的方程为x 216+y 212=1,所以a =4,b =2√3,c =√a 2−b 2=2,…(2分) 则e =c a =12,|F A |=2,|AP |=m ﹣4.…(3分)因为|FA||AP|=2m−4=12,所以m =8.…(5分)(Ⅱ)证明:若直线l 的斜率不存在,则有S 1=S 2,|PM |=|PN |,符合题意.…(6分) 若直线l 的斜率存在,则设直线l 的方程为y =k (x ﹣2),M (x 1,y 1),N (x 2,y 2).由{x 216+y 212=1y =k(x −2)得(4k 2+3)x 2﹣16k 2x +16k 2﹣48=0,…(7分) 可知Δ>0恒成立,且 x 1+x 2=16k24k 2+3,x 1x 2=16k 2−484k 2+3.…(8分)因为 k PM +k PN =y 1x 1−8+y 2x 2−8=k(x 1−2)x 1−8+k(x 2−2)x 2−8⋯(10分)=k(x 1−2)(x 2−8)+k(x 2−2)(x 1−8)(x 1−8)(x 2−8)=2kx 1x 2−10k(x 1+x 2)+32k(x 1−8)(x 2−8)=2k⋅16k 2−484k 2+3−10k⋅16k 24k 2+3+32k(x 1−8)(x 2−8)=0,所以∠MPF =∠NPF .…(12分)因为△PMF 和△PNF 的面积分别为S 1=12|PF|⋅|PM|⋅sin∠MPF , S 2=12|PF|⋅|PN|⋅sin∠NPF ,…(13分) 所以S 1S 2=|PM||PN|.…(14分)21.(15分)对于实数数列{a n },记m n =a 1+a 2+⋯+a nn.(Ⅰ)若m 1=1,m 2=2,m 3=4,m 4=8,写出a 1,a 2,a 3,a 4的值;(Ⅱ)若数列{a n }是等差数列,求证:对任意三元数组(i ,j ,k )(i ,j ,k 两两不相等),总有(i ﹣j )m k +(j ﹣k )m i +(k ﹣i )m j =0;(Ⅲ)若对任意三元数组(i ,j ,k )(i ,j ,k 两两不相等),存在常数c ,使得(i ﹣j )m k +(j ﹣k )m i +(k ﹣i )m j =c ,求证:{a n }是等差数列. 【解答】解:(Ⅰ)a 1=m 1=1,a 1+a 2=2m 2=4,则a 2=3, a 1+a 2+a 3=3m 3=12,则a 3=8, a 1+a 2+a 3+a 4=4m 4=32,则a 4=20,证明:(Ⅱ)由等差数列的通项公式可得a p ﹣a q =(p ﹣q )(a 2﹣a 1),可得p ﹣q =a p −a qa 2−a 1,并注意到m s =a 1+a 2+⋯+a s n =(a 1+a s )n 2n=a 1+a s2, 于是(i ﹣j )m k +(j ﹣k )m i +(k ﹣i )m j =a i −a j a 2−a 1m k +a i −a k a 2−a 1m i +a k −ai a 2−a 1m j , =2a 2−a 1[(a i ﹣a j )(a 1+a k )+(a i ﹣a k )(a 1+a i )+(a k ﹣a i )(a 1+a j )], =2a 2−a 1[(a i ﹣a j )a k +(a i ﹣a k )a i +(a k ﹣a i )a j ]=0;证明:(Ⅲ)首项交换(i ﹣j )m k +(j ﹣k )m i +(k ﹣i )m j =c 中的i ,j 可得(j ﹣i )m k +(i ﹣k )m i +(k ﹣j )m i =c , 两式相加可得c =0,于是对任意三元数组(i ,j ,k )(i ,j ,k 两两不相等,总有(i ﹣j )m k +(j ﹣k )m i +(k ﹣i )m j =0,取i =n ,i =n +1,k =n +2, 得2m n +1=m n +2+m n ,即m n +2﹣m n +1=m n +1﹣m n =…=a 2﹣a 1,于是数列{m n }是等差数列, 故m n =m 1+(n ﹣1)•a 2−a 12=a 1+(n ﹣1)•a 2−a 12,另一方面m n =a 1+a 2+⋯+a nn, 于是a 1+a 2+…+a n =n (a 1+(n ﹣1)•a 2−a 12),当n ≥2时,用n ﹣1替换n 得,a 1+a 2+…+a n ﹣1=(n ﹣1)(a 1+(n ﹣2)•a 2−a 12),两式相减得a n =a 1+(n ﹣1)(a 2﹣a 1),n ≥2, a 1也满足上式,故{a n }是等差数列。
【高三】精品解析:北京市海淀区2021届高三上学期期中考试(数学理)

【高三】精品解析:北京市海淀区2021届高三上学期期中考试(数学理)试卷说明:北京市海淀区2021届高三上学期期中考试数学理题第Ⅰ卷(共40分)一、选择题:本大题共8小题,每小题5分,共40分。
在每小题列出的四个选项中,选出符合题目要求的一项。
1.已知集合,,则( )A. B. C. D.]2.下列函数中,值域为的函数是( )A. B. C. D.3.在中,若,则=( )A.B.C.D.【答案】B【解析】试题分析:因为,在中,若,所以,,,故选B.考点:任意角的三角函数4.在平面直角坐标系中,已知点,若,则实数的值为( )A. B. C. D. 5.若,则“”是“”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6.已知数列的通项公式,则数列的前项和的最小值是()A. B. C. D. 【答案】B7.已知,函数若,则实数的取值范围为()A. B.C.D. 8.已知函数,在下列给出结论中:①是的一个周期;②的图象关于直线对称;③在上单调递减.其中,正确结论的个数为()A. 0个B.1个C. 2个D. 3个【答案】C【解析】试题分析:因为,,第Ⅱ卷(共90分)二、填空题:本大题共6小题,每小题5分,共30分。
9.___________.【答案】2【解析】试题分析:,故答案为2.考点:定积分的计算10.已知数列为等比数列,若,则公比____________.11.已知,则的大小关系为____________.12..函数的图象如图所示,则______________,__________.13.已知是正三角形,若与向量的夹角大于,则实数的取值范围是__________.【答案】【解析】试题分析:建立如图所示坐标系,不妨设,则,所以,,14.定义在上的函数满足:①当时,;②.设关于的函数的零点从小到大依次为.若,则 ________ ;若,则________________.【答案】14,【解析】试题分析:因为,定义在上的函数满足:①当时,;②.所以,的构成规律是:对于任意整数,在每一个区间,,,且在此区间满足;当时,的零点从小到大依次为,……,所以,当时,的零点从小到大依次满足,所以,考点:分段函数,函数的零点,等比数列的求和.三、解答题: 本大题共6小题,共80分。
2021北京四中高三(上)期中数学(理)(1)

2021北京四中高三(上)期中数学(理)(1)2021北京四中高三(上)期中数学(科学)(试卷满分:150分考试时间:120分钟)一、多项选择题1.已知集合a?{x?z(x?2)(x?1)?0},b?{?2,?1},那么aub等于a、 {2,1,0,1}b.{2,1,0}c.{2,1}d.{1}2.若tan??0,则a、罪??03.已知向量a,b满足a?2b=0,(a?b)?b=2,则|b|?A.b.cos??0c.sin2??0d.cos2??01b。
1c。
2d。
221.13.14. 设定一个目标?log37,b?2,c?那么0.8a.b?a?cb.c?a?bc.c?b?ad.a?c?b5.认识一个?(1,x?1),b?(x?1,3),那么x?2是a吗?Ba.充分不必要条件b.必要不充分条件c.充分必要条件6.功能y?图中显示了F(x)的图像,然后可以导出F(x)的解析公式d.既不充分也不必要条件Y1132a.f(x)??xb.f(x)??xxx11f(x)??exd。
f(x)??lnxc。
xx问题6?十、3.如果Z?斧头?Y的最大值是3A?9.最小值为3A?3.那么实数a的取值范围是7。
实数x和Y满足以下要求:?十、Y0 x?Y6.0A.[1,0]b.[0,1]c.[1,1]d.(??,1]?[1,?)8.设函数f(x)的定义域为d,如果存在正实数m,使得对任意x?d,都有f(x?m)?f(x),则称f(x)为d1/9上的“m型增函数”.已知函数f(x)是定义在r上的奇函数,且当x?0时,f(x)?x?a?a(a?r).若f(x)为r上的“20型增函数”,则实数a的取值范围是a、 a?0b.a?5c.a?10d.a?二十二、填空题共6小题,每小题5分,共30分.x3,x?69.如果函数f(x)??,那么f(f(2))等于____log2x,x610.在平面直角坐标系xoy中,如果向量OA?AB,然后是实数k?___________.11.已知函数f(x)=sin(?x+?)(?>0,?) 的导数函数y=f'(x)的局部图像如图2所示,导数函数f'(x)的最小值为-2,那么?=_____________________12.已知正数x,y满足x?y?1,则14? 的最小值为XY的图11x2?6x?e2?5e?2,x?e,13.已知函数f(x)??(其中e为自然对数的底数,且e?2.718),若十、E十、2lnx,f(6?a2)?F(a),那么实数a的取值范围是____14.以a表示值域为r的函数组成的集合,b表示具有如下性质的函数?(x)组成的集合:对于函数?(x),存在一个正数m,使得函数?(x)的值域包含于区间[?m,m].例如,当?1(x)?x,?2(x)?sinx时,?1(x)?a,3.2(x)?b、现有的主张如下:①设函数f(x)的定义域为d,则“f(x)?a”的充要条件是“?b?r,?a?d,f(a)?b”;②若函数f(x)?b,则f(x)有最大值和最小值;③ 函数f(x)和G(x)的定义域是否相同,以及f(x)?a、 g(x)?b、那么f (x)?g(x)?B④ 如果函数f(x)?aln(x?2)?(所有真实命题的数量)2/9如果x(x×2,a×R)有最大值,那么f(x)?b、其中,真正的命题是____________________________已知集合a?{x|x2?10x?21?0},b?{x|1?log2x?log210},c?{x|2x?2a}.(一)寻找(时代)?B(ⅱ)已知p:x?a,q:x?c,若p是q的充分不必要条件,求a的取值范围.16.(本子题满分为13分)在锐角?abc中,内角a,b,c所对的边长分别为a,b,c,已知b?5,sina?7,?abc的面积4s?abc?157.4(ⅰ)求c的值;(ⅱ)求sinc的值.17.(本分题满分13分)已知函数f(x)?2(3cosx?sinx)sinx,x?r.(ⅰ)求函数f(x)的最小正周期与单调增区间;(ⅱ)求函数f(x)在?0,18.(本分题满分13分)已知函数f(x)?alnx上的最大值与最小值.??4?1,a?r.x(ⅰ)若曲线y?f(x)在点(1,f(1))处的切线与直线x?2y?0垂直,求a的值;(二)什么时候开始?1点钟时,问曲线y?F(x)和直线y?2倍?有公共3吗?如果是,找出所有的共同点;如果没有,请解释原因19.(本小题满分14分)已知函数f(x)?x2?(a?2)x?Alnx(a是实常数)(I)如果a??2.找到曲线y?F(x)在x中?切线方程1;3/9(二)讨论[1,e]上函数f(x)的单调性;(ⅲ)若存在x?1,e,使得f(x)?0成立,求实数a的取值范围.20.(本分题满分14分)设f?x?是定义在d上的函数,若对d中的任意两数x1,x2(x1?x2),恒有2.12? 1f?x1?x2??Fx1??Fx2F十、C函数是在D上定义的吗3?33?3(ⅰ)试判断函数f?x??x是否为定义域上的c函数,并说明理由;2(II)如果函数f?十、是R上的奇数函数,试着证明f?十、不是R上的C函数;(ⅲ)设f?x?是定义在d上的函数,若对任何实数??[0,1]以及d中的任意两数x1,x2(x1?x2),恒有Fx1??1.x2Fx1 1.Fx2F十、定义在D上的π函数已知吗?十、是R上的π函数,m是给定的正整数,设an?f?n?,n?0,1,2,l,m,且a0?0,am?2m,记sf?a1?a2?l?am.对于满足条件有函数f吗?十、试着找出SF的最大值4/9数学问题的答案一、选择题共8小题,每小题5分,共40分.题号答案1b2c3c4b5a6c7c8b二、填空题共6小题,每小题5分,共30分.题号答案题号答案931291041311?=2,?=14①③④?3(?3,2)三、共回答6个问题,共计80分。
2020-2021学年北京四中高三(上)期中数学试卷【答案版】

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19.(x .
(Ⅰ)求 f ( ) ;
(Ⅱ)求证:当 x (0, ) 时, f (x) 1 x3 ;
2
3
(Ⅲ)若 f (x) kx − x cos x 对 x (0, ) 恒成立,求实数 k 的最大值. 2
C.{x | 0 x 2}
D.{x | x 2}
2.下列命题中的假命题是 ( )
A. x R , sin x = 2
B. x R , lnx = 2
C. x R , x2 0
D. x R , 2x 0
3.已知向量 a = (5, m) , b = (2, −2) ,若 a − b 与 b 共线,则实数 m = ( )
第2页(共18页)
17.(14 分)已知函数 f (x) = x3 − x , g(x) = 2x − 3 . (Ⅰ)求曲线 y = f (x) 在点 (1 , f (1) ) 处的切线方程; (Ⅱ)求函数 f (x) 在 [0 , 2] 上的最大值; (Ⅲ)求证:存在唯一的 x0 ,使得 f (x0 ) = g(x0 ) .
7.已知三角形 ABC ,那么“ | AB + AC || AB − AC | ”是“三角形 ABC 为锐角三角形”的 ( )
A.充分而不必要条件
B.必要而不充分条件
C.充分必要条件
D.既不充分也不必要条件
8.声音的等级
f (x) (单位: dB) 与声音强度 x (单位:W
/ m2)
满足
x f (x) = 10 lg 110−12
.喷气式飞机起
飞时,声音的等级约为140dB ;一般说话时,声音的等级约为 60dB ,那么喷气式飞机起飞时声音强度约为
2021年高三年级第一学期期中测验数学试卷(理科)(Word可编辑版)

2021年高三年级第一学期期中测验数学试卷(理科)(最新版)-Word文档,下载后可任意编辑和处理-北京市四中2021—2021年高三年级第一学期期中测验数学试卷(理科)(试卷满分150分,考试时间为120分钟)一、选择题(每小题5分,共40分) 1.若,则= ()A. B.C. D.R2.方程的解集为 ()A.B.C.D.3.若等比数列的公比为2,但前4项和为1,则这个等比数列的前8项和等于()A.21B.19 C.17 D.154.下列求导正确的是 ()A.B.C. D.5.函数在区间内分别为()A.单调递减,单调递增B.单调递增,单调递增C.单调递增,单调递减D.单调递减,单调递减6.等差数列的公差d不为0,a1=9d,若ak是a1与ak­的等比中项,则k= ()A.2B.4 C.6 D.87.命题p:函数的图象必过定点(-1,1);命题q:如果函数的图象关于(3,0)对称,那么函数的图象关于原点对称,则有()A.“p 且q”为真B.“p或q”为假 C.p真q假D.p假q真8.定义在R上的周期函数,其周期T=2,直线x=2是它的图象的上的一条对称轴,且上是减函数,如果A、B是锐角三角形的两个内角,则()A.B.C. D.二、填空题(每小题5分共30分)9.曲线在处的切线的倾斜角为________.1,3,510.数列1,2,2,3,3,3,4,4,4,4,5……的第100项是________.11.已知函数的最小正周期为________.12.已知是定义在()上的减函数,其图象经过,B(0,-1)两点,的反函数是的值是________;不等式的解集为________.13.已知数列的前n项和则其通项an­=________;若它的第k 项满足________.14.对于函数有以下四个结论:①的定义域为R;②上是增函数;③是偶函数;④若已知a,其中正确的命题序号是________.三、解答题(本大题共6小题,共80分)15.(本小题13分)已知:函数(1)若的单调递增区间;(2)若时,的最大值为4,求:a的值,并指出这时x的值. 16.(本小题满分13分)已知:函数(1)若在上是增函数,求:实数a的取值范围;(2)若是的极值点,求在上的最小值和最大值.17.(本小题13分)已知:数列满足.(1)求数列的通项;(2)设求数列的前n项和Sn.18.(本小题13分)已知:△ABC中,角A、B、C所对的三边a,b,c成等比数列.(1)求证:;(2)求:函数的值域.19.(本小题14分)已知:二次函数满足条件:①②③对任意实数恒成立.(1)求:的表达式;(2)数列,若对任意的实数x都满足是定义在实数集R上的一个函数.求:数列的通项公式.20.(本小题14分)已知:定义在(-1,1)上的函数满足:对任意都有.(1)求证:函数是奇函数;(2)如果当求证:在(-1,1)上是单调递减函数;(3)在(2)的条件下解不等式:北京市四中2021—2021年高三年级第一学期期中测验数学试卷(理科)参考答案一、选择题(每小题5分,共40分)1.B 2.C 3.C 4.D 5.A 6.B 7.C 8.A 1,3,5二、填空题(每小题5分共30分)9.10.14 11.12.4 (-2,2)13.,8 14.①②④三、解答题15.解析:(1)解不等式得的单调区间为(2)∴当,此时.16.解析:(1)当x≥1时,是增函数,其最小值为(2) .x1(1,3)3(3,4)4-+-6]-18Z-12∴在上的最小值是,最大值是17.(Ⅰ)验证n=1时也满足上式:(Ⅱ)18.因为a、b、c成等比数列,所以,由余弦定理得:又因为,所以(2)由又因为即原函数的值域是19.解:(1)由条件得………………2分由恒成立………………4分………………5分(2)又恒成立令………………7分………………10分20.(1)证明:令………………2分令,即函数是奇函数.………………4分(2)证明:设因此,∴函数上是减函数.……………………9分(3)解:不等式∵函数上是减函数,……………………11分解得:∴原不等式的解集为………………14分。
北京四中2021届高三数学上学期期中考试试题 文 旧人教版

北京四中高三数学期中测试卷(文)试卷总分值共计150分考试时间:120分钟一、选择题:本大题共8小题,每题5分,共40分1.集合,,那么〔〕A.B.C.D.2.复数〔〕A.B.C.D.3.曲线在点处的切线方程为〔〕A.B.C.D.4.等比数列中,,前3项之和,那么数列的公比为〔〕A.1 B.C.1或D.或5.假设向量,,那么以下结论中正确的选项是〔〕A.B.C.D.与垂直6.函数,下面结论错误的选项是〔〕A.函数的最小正周期为B.函数在区间上是增函数C.函数的图象关于直线对称D.函数是奇函数7.如果是定义在的增函数,且,那么一定是〔〕A.奇函数,且在上是增函数B.奇函数,且在上是减函数C.偶函数,且在上是增函数D.偶函数,且在上是减函数8.设,假设,且,那么的取值范围是〔〕A.B.C.D.二、填空题:本大题共6小题,每题5分,共30分9.设点是线段的中点,点在直线外,假设,,那么__________。
10.函数的图象与函数的图象关于直线对称,那么__________。
11.函数的单调减区间是__________,极小值是___________。
12.三个数成等差数列,其比为3:4:5,又最小数加上1后,三个数成等比数列,那么原三个数是___。
13.假设二次函数满足且,那么实数的取值范围是____。
14.假设、是等腰直角斜边上的三等分点,那么__________。
三、解答题:本大题共6小题,共80分15.〔本小题总分值13分〕:函数〔其中〕的图象与轴的交点中,相邻两个交点之间的距离为,且图象上一个最低点为。
〔1〕求:的解析式;〔2〕当,求:函数的值域。
16.〔本小题总分值13分〕:假设是公差不为0的等差数列的前项和,且、、成等比数列。
〔1〕求:数列、、的公比;〔2〕假设,求:数列的通项公式。
17.〔本小题总分值13分〕:定义在R上的函数,其中a为常数。
〔1〕假设,求:的图象在点处的切线方程;〔2〕假设是函数的一个极值点,求:实数a的值;〔3〕假设函数在区间上是增函数,求:实数a的取值范围。
2021-2022学年北京四中高三(上)期中数学试卷【答案版】

2021-2022学年北京四中高三(上)期中数学试卷一、选择题(共10个小题,每小题4分,共40分,在每小题列出的四个选项中,选出符合题目要求的一项)1.已知集合A ={x ∈Z ||2x ﹣3|<5},B ={﹣4,1,3,5},则A ∩B =( ) A .{﹣4,1} B .{1,5} C .{3,5} D .{1,3}2.下列命题中的假命题是( ) A .∃x >0,x 2>x 3 B .∀x ∈R ,lnx >0C .∃x ∈R ,sin x >﹣1D .∀x ∈R ,2x >03.若tan α>0,则( ) A .sin α>0 B .cos α>0 C .sin2α>0 D .cos2α>04.为了得到函数y =e 2x +1的图像,只需把函数y =e 2x 的图像( ) A .向左平移1个单位长度 B .向右平移1个单位长度C .向左平移12个单位长度D .向右平移12个单位长度5.若1a <1b<0,则下列不等式中,正确的是( )A .a <bB .a 2>b 2C .a +b <abD .a −1a <b −1b6.y =(sin x ﹣1)2﹣cos 2x 的( ) A .最大值为4,最小正周期为2π B .最大值为4,最小正周期为π C .最小值为0,最小正周期为2πD .最小值为0,最小正周期为π7.定义在R 上的偶函数f (x )满足f (x +1)=﹣f (x ),且在[﹣1,0]上单调递增,a =f (3),b =f (√2),c =f (2),则a ,b ,c 大小关系是( ) A .a >b >c B .a >c >b C .b >c >a D .c >b >a8.已知平面向量a →,b →满足|a →−2b →|=√19,|a →|=3,若cos <a →,b →>=14,则|b →|=( ) A .1 B .2 C .54D .529.在△ABC 中,“cos A <cos B ”是“sin A >sin B ”的( ) A .充分而不必要条件 B .必要而不充分条件C .充分必要条件D .既不充分也不必要条件10.对于定义在R 上的函数y =f (x ),若存在非零实数x 0,使y =f (x )在(﹣∞,x 0)和(x 0,+∞)上均有零点,则称x 0为y =f (x )的一个“折点”,下列四个函数存在“折点”的是( ) A .f (x )=3|x ﹣1|+2B .f(x)=lg(|x|+3)−12C .f(x)=x 33−x −1D .f(x)=x+1x 2+4二、填空题(本大题共5个小题,每小题5分,共25分) 11.函数f(x)=log 3(x+2)x的定义域是 .12.已知向量a →=(﹣4,5),b →=(6,m ),且(a →+b →)∥a →,则m = .13.已知α为第三象限角,且tan α=3,则sin (α﹣π)= ;cos(α+π4)= .14.唐代李皋发明了“桨轮船”,这种船是原始形态的轮船,是近代明轮船航行模式之先导,如图,某桨轮船的轮子的半径为3m ,他以1rad /s 的角速度逆时针旋转,轮子外边沿有一点P ,点P 到船底的距离是H (单位:m ),轮子旋转时间为t (单位:s ).当t =0时,点P 在轮子的最高处.(1)当点P 第一次入水时,t = . (2)当t =134π时,H = .15.已知函数y=f(x),任取t∈R,定义集合At={y|y=f(x),点P(t,f(t)),Q(x,f(x))满足|PQ|≤√2}.设M t,m t分别表示集合A t中元素的最大值和最小值,记h(t)=M t﹣m t,给出以下四个结论:①若函数f(x)=x2,则h(0)=1;②若函数f(x)=x2,则h(t)的最大值为2√2;③若函数f(x)=sin π2x,则h(t)在(1,2)上单调递增;④若函数f(x)=sin π2x,则h(t)的最小正周期为2.其中所有正确结论的序号为.三、解答题(共6小题,共85分解答写出文字说明、演算步骤或证明过程.)16.(14分)已知集合A={x|﹣x2+7x﹣10≥0},B={x|12<2x+1<4a}.(1)若a=2,求A∪B;(2)若A∩B≠∅,求a的取值范围.17.(14分)如图,在四边形ABCD中,∠D=2∠B,且AD=1,CD=3,cos B=√33.(1)求AC的长;(2)若_____,求△ABC的面积.从①∠BCA=π3,②BC=√6,这两个条件中任选一个,补充在上面问题中并作答.18.(14分)已知函数f(x)=12x2−3x+4ln(x+2).(Ⅰ)求曲线y=f(x)在x=0处的切线方程;(Ⅱ)若方程f(x)=k恰有三个不同的解,求实数k的取值范围.19.(14分)已知函数f(x)=(sinx +√3cosx)2−2cos2x . (Ⅰ)求f (x )的单调递增区间;(Ⅱ)若f (x )在区间[0,m ](m >0)上的最大值是4,求m 的取值范围;(Ⅲ)令g (x )=f (ωx )(ω>0),如果曲线y =g (x )与直线y =3相邻两个交点间的距离为π9,求ω的所有可能取值(直接写出结论).20.(15分)设函数f(x)=(x﹣1)e x+ax2,其中a∈R.(Ⅰ)若x=1是函数f(x)的极值点,求a的值;(Ⅱ)当a<0时,求函数f(x)的单调区间;(Ⅲ)当a=0时,设函数g(x)=lnx+x﹣e x+1,证明:f(x)﹣g(x)≥0.21.(14分)数列A n:a1,a2,…,a n(n≥4)满足a1=1,a n=m,a k+1﹣a k=0或1(k=1,2,…,n﹣1)对任意i,j,都存在s,t,使得a i+a j=a s+a t,其中i,j,s,t∈{1,2,…,n}且两两不相等.(Ⅰ)若m=2时,写出下列三个数列中所有符合题目条件的数列序号;①1,1,1,2,2,2;②1,1,1,1,2,2,2,2;③1,1,1,1,1,2,2,2,2,2.(Ⅱ)记S=a1+a2+…+a n,若m=3,证明:S≥20;(Ⅲ)若m=1000,求n的最小值.2021-2022学年北京四中高三(上)期中数学试卷参考答案与试题解析一、选择题(共10个小题,每小题4分,共40分,在每小题列出的四个选项中,选出符合题目要求的一项)1.已知集合A ={x ∈Z ||2x ﹣3|<5},B ={﹣4,1,3,5},则A ∩B =( ) A .{﹣4,1}B .{1,5}C .{3,5}D .{1,3}解:∵集合A ={x ∈Z ||2x ﹣3|<5}={x ∈Z |﹣1<x <4}={0,1,2,3}, B ={﹣4,1,3,5}, ∴A ∩B ={1,3}. 故选:D .2.下列命题中的假命题是( ) A .∃x >0,x 2>x 3 B .∀x ∈R ,lnx >0C .∃x ∈R ,sin x >﹣1D .∀x ∈R ,2x >0解:对于A ,当x =12时,(12)2>(12)3,所以∃x >0,x 2>x 3,故A 正确;对于B ,由y =lnx 的单调性可知,当x >1时,lnx >0,当0<x <1时,lnx <0,当x =1时,lnx =0,故B 错误;对于C ,由y =sin x 的值域为[﹣1,1]可知C 正确; 对于D ,由y =2x 的值域为(0,+∞)可知D 正确; 故选:B .3.若tan α>0,则( ) A .sin α>0 B .cos α>0 C .sin2α>0 D .cos2α>0解:∵tan α>0, ∴sinαcosα>0,则sin2α=2sin αcos α>0. 故选:C .4.为了得到函数y =e 2x +1的图像,只需把函数y =e 2x 的图像( ) A .向左平移1个单位长度 B .向右平移1个单位长度C .向左平移12个单位长度D .向右平移12个单位长度解:y =e2x +1=e2(x+12),即只需把函数y =e 2x 的图像向左平移12个单位即可,故选:C . 5.若1a <1b<0,则下列不等式中,正确的是( )A .a <bB .a 2>b 2C .a +b <abD .a −1a <b −1b解:∵1a <1b<0,∴b <a <0,所以A 不正确;|b |>|a |,所以a 2<b 2,所以B 不正确; ∴a +b <0<ab ,所以C 正确; ∵1a <1b<0,∴b <a <0,−1b <−1a ,所以a −1a>b −1b,所以D 不正确; 故选:C .6.y =(sin x ﹣1)2﹣cos 2x 的( ) A .最大值为4,最小正周期为2πB .最大值为4,最小正周期为πC .最小值为0,最小正周期为2πD .最小值为0,最小正周期为π解:y =(sin x ﹣1)2﹣cos 2x =sin 2x ﹣2sin x +1﹣cos 2x =2sin 2x ﹣2sin x , 可得函数的最小正周期为2π,且y =2(sin x −12)2﹣2×14=2(sin x −12)2−12, 当sin x =12时,函数取到最小值−12,当sin x =﹣1时,函数由最大值2×(﹣1)2﹣2×(﹣1)=4, 故选:A .7.定义在R 上的偶函数f (x )满足f (x +1)=﹣f (x ),且在[﹣1,0]上单调递增,a =f (3),b =f (√2),c =f (2),则a ,b ,c 大小关系是( ) A .a >b >cB .a >c >bC .b >c >aD .c >b >a解:由条件f (x +1)=﹣f (x ),可以得:f (x +2)=f ((x +1)+1)=﹣f (x +1)=f (x ),所以f (x )是个周期函数.周期为2. 又因为f (x )是偶函数,所以图象在[0,1]上是减函数. a =f (3)=f (1+2)=f (1),b =f (√2)=f (√2−2)=f (2−√2)c =f (2)=f (0) 0<2−√2<1 所以a <b <c 故选:D .8.已知平面向量a →,b →满足|a →−2b →|=√19,|a →|=3,若cos <a →,b →>=14,则|b →|=( ) A .1B .2C .54D .52解:∵|a →−2b →|=√19,|a →|=3,若cos <a →,b →>=14, ∴a →2−4a →•b →+4b →2=9﹣4×3|b →|×14+4|b →|2=19, 解得:|b →|=2或|b →|=−54(舍去), 故选:B .9.在△ABC 中,“cos A <cos B ”是“sin A >sin B ”的( ) A .充分而不必要条件 B .必要而不充分条件C .充分必要条件D .既不充分也不必要条件解:在△ABC 中,cos A <cos B ⇔A >B ⇔sin A >sin B , 故“cos A <cos B ”是“sin A >sin B ”的充要条件, 故选:C .10.对于定义在R 上的函数y =f (x ),若存在非零实数x 0,使y =f (x )在(﹣∞,x 0)和(x 0,+∞)上均有零点,则称x 0为y =f (x )的一个“折点”,下列四个函数存在“折点”的是( ) A .f (x )=3|x ﹣1|+2B .f(x)=lg(|x|+3)−12C .f(x)=x 33−x −1 D .f(x)=x+1x 2+4解:对于A ,f (x )=3|x﹣1|+2≥30+2=3,所以函数f (x )没有零点,故A 错误;对于B ,当x >0时,f (x )=lg (x +3)−12,此时f (x )为单调递增函数,当x =√10−3时,f (x )=0,即(0,+∞)时f (x )有零点,因为f (x )定义域为R ,f (﹣x )=f (x ),所以函数为偶函数,根据偶函数的对称性可知,在(﹣∞,0)上也有零点,故B 正确;对于C ,因为f (x )=x 33−x ﹣1,f ′(x )=x 2﹣1,当﹣1<x <1时,f '(x )<0,f (x )单调递减; 当x >1时,f (x )>0,f (x )单调递增,所以f (x )在x =﹣1处取得极大值f (﹣1)=−13, 在x =1处取得极小值f (1)=−53<0, 其图象为,而f (3)=5>0,所以f (x )在R 上有且只有一个零点,从而f (x )没有“折点”故C 不符合题意; 对于D ,f (x )=x+1x 2+4, 定义域为R , f ′(x )=−(x 2+2x+4)(x 2+4)2=−(x+1)2+3(x 2+4)2<0,所以f (x )在R 上单调递减,所以函数f (x )至多有一个零点,不符合题意,故D 错误; 故选:B .二、填空题(本大题共5个小题,每小题5分,共25分) 11.函数f(x)=log 3(x+2)x的定义域是 (﹣2,0)∪(0,+∞) . 解:由题意得:{x +2>0x ≠0,解得:x >﹣2且x ≠0, 故函数的定义域是(﹣2,0)∪(0,+∞), 故答案为:(﹣2,0)∪(0,+∞).12.已知向量a →=(﹣4,5),b →=(6,m ),且(a →+b →)∥a →,则m = −152 . 解:根据题意,向量a →=(﹣4,5),b →=(6,m ),则a →+b →=(2,m +5), 若(a →+b →)∥a →,则2m =6(m +5), 解可得:m =−152,故答案为:−152. 13.已知α为第三象限角,且tan α=3,则sin (α﹣π)= 3√1010 ;cos(α+π4)= √55.解:已知α为第三象限角,且tan α=3, 所以sin α=10,cos α=10; 故sin (α﹣π)=﹣sin α=3√1010,cos (α+π4)=cosαcos π4−sinαsin π4=−√1010×√22+3√1010×√22=4√520=√55.故答案为:3√1010;√55. 14.唐代李皋发明了“桨轮船”,这种船是原始形态的轮船,是近代明轮船航行模式之先导,如图,某桨轮船的轮子的半径为3m ,他以1rad /s 的角速度逆时针旋转,轮子外边沿有一点P ,点P 到船底的距离是H (单位:m ),轮子旋转时间为t (单位:s ).当t =0时,点P 在轮子的最高处. (1)当点P 第一次入水时,t = 2π3.(2)当t =134π时,H = 4−3√22.解:(1)如图所示,当P 第一次入水时到达A 点,由几何关系知|OB |=32, 又圆的半径为3,故∠AOB =π3,此时轮子旋转的圆心角为:π−π3=2π3,故t =θω=2π31=2π3,(2)由题可知H (t )=4+3cos θ,θ=ωt ,即H (t )=4+3cos t , 当t =13π4时,H (13π4)=4+3cos 13π4=4+3×cos 5π4=4﹣3×√22=4−3√22. 故答案为:2π3,4−3√22.15.已知函数y =f (x ),任取t ∈R ,定义集合At ={y |y =f (x ),点P (t ,f (t )),Q (x ,f (x ))满足|PQ |≤√2}.设M t ,m t 分别表示集合A t 中元素的最大值和最小值,记h (t )=M t ﹣m t ,给出以下四个结论: ①若函数f (x )=x 2,则h (0)=1;②若函数f (x )=x 2,则h (t )的最大值为2√2;③若函数f(x)=sin π2x ,则h (t )在(1,2)上单调递增; ④若函数f(x)=sin π2x ,则h (t )的最小正周期为2. 其中所有正确结论的序号为 ①②③④. . 解:对于①,∵函数f (x )=x 2,当t =0时,P (0,0),Q (x ,x 2),且√(x −0)2+(x 2−0)2≤√2,即x 2+x 4≤2, 令x 2=m ,即m 2+m ≤2,解得0≤m ≤1, ∴M t =1,m t =0,h (0)=1﹣0=1,故①正确,由题意可得,Q 的轨迹是以P 为圆心,√2为半径的圆及其内部.当点P 在曲线上运动,h (t )的最大值与最小值的差一定小于等于圆的直径2√2,故②正确, 对于③和④,如图所示,若函数f (x )=sin π2x ,此时函数的最小正周期为2ππ2=4,点P (t ,sinπt 2),Q (x ,sinπx 2),当P 在A 点时,点O 在曲线OAB 上,M t =1,m t =0,h (t )=M t ﹣m t =1,当点P 在曲线从A 接近B 时,h (t )逐渐增大,当点P 在B 点时,M t =1,m t =﹣1,h (t )=M t ﹣m t =2,当点P 在曲线从B 接近C 时,h (t )逐渐减小,当点P 在C 点时,M t =1,m t =0,h (t )=M t ﹣m t =1,当点P 在曲线从C 接近D 时,h (t )逐渐增大,当点P 在D 点时,M t =1,m t =﹣1,h (t )=M t ﹣m t =2,当点P 在曲线从D 接近E 时,h (t )逐渐减小,当点P 在E 点时,M t =1,m t =0,h (t )=M t ﹣m t =1,依次类推,发现h (t )的最小正周期为2,同时h (t )在(1,2)上单调递增. 故答案为:①②③④.三、解答题(共6小题,共85分解答写出文字说明、演算步骤或证明过程.) 16.(14分)已知集合A ={x |﹣x 2+7x ﹣10≥0},B ={x|12<2x+1<4a }. (1)若a =2,求A ∪B ;(2)若A ∩B ≠∅,求a 的取值范围.解:(1)A ={x |﹣x 2+7x ﹣10≥0}={x |2≤x ≤5},a =2时,B ={x|12<2x+1<4a }={x |2﹣1<2x +1<24}={x |﹣1<x +1<4}={x |﹣2<x <3},故A ∪B ={x |﹣2<x ≤5};(2)B ={x|12<2x+1<4a }={x |2﹣1<2x +1<22a }={x |﹣1<x +1<2a }={x |﹣2<x <2a ﹣1},若A ∩B ≠∅,则2a ﹣1>2,解得:a >32, 故a 的取值范围是(32,+∞).17.(14分)如图,在四边形ABCD 中,∠D =2∠B ,且AD =1,CD =3,cos B =√33. (1)求AC 的长;(2)若_____,求△ABC 的面积.从①∠BCA =π3,②BC =√6,这两个条件中任选一个,补充在上面问题中并作答.解:(1)∵∠D =2∠B ,cos B =√33, ∴cos D =cos2B =2cos 2B ﹣1=−13, 在三角形ADC 中,AD =1,CD =3,∴AC =√AD 2+DC 2−2AD ×DC ×cosD =√1+9−2×1×3×(−13)=2√3; (2)选①:∠BCA =π3,由(1)知AC =2√3, 由cos B =√33,可得sin B =√63,所以sin ∠BAC =sin (B +∠BCA )=sin B cos ∠BCA +sin ∠BCA cos B =3+√66,在△ABC 中,由正弦定理,得ACsinB=ABsin∠BCA,则AB =3√62,所以S △ABC =12AB •AC •sin ∠BAC =12×3√62×2√3×3+√66=9√2+6√34. 选②:BC =√6,由(1)知AC =2√3,由cos B =√33,得sin B =√63,在△ABC 中,由余弦定理,得cos B =BC 2+AB 2−AC22BC⋅AB ,即√33=22√6AB,解得AB =3√2, 所以S △ABC =12AB •BC •sin ∠B =12×3√2×√6×√63=3√2. 18.(14分)已知函数f(x)=12x 2−3x +4ln(x +2). (Ⅰ)求曲线y =f (x )在x =0处的切线方程;(Ⅱ)若方程f (x )=k 恰有三个不同的解,求实数k 的取值范围. 解:(Ⅰ)f ′(x )=x ﹣3+4x+2⇒f ′(0)=﹣1, 又f (0)=4ln 2,所以y =f (x )在x =0处的切线方程为:y ﹣4ln 2=﹣x ,即x +y ﹣4ln 2=0;(Ⅱ)方程f (x )=k 恰有三个不同的解⇔直线y =k 与曲线f(x)=12x 2−3x +4ln(x +2)(x >﹣2)有三个不同的交点,因为f ′(x )=x ﹣3+4x+2=(x+1)(x−2)x+2(x >﹣2), 所以①当﹣2<x <﹣1或x >2时,f '(x )>0, ②当﹣1<x <2时,f '(x )<0,所以f (x )在(﹣2,﹣1),(2,+∞)上为增函数,在(﹣1,2)上为减函数,所以当x =﹣1时,f (x )取得极大值f (﹣1)=72,当x =2时,f (x )取得极小值f (2)=4ln 4﹣4; 又当x →(﹣2)+时,f (x )→﹣∞;x →+∞时,f (x )→+∞, 所以若f (x )=k 恰有三个不同的解, 则4ln 4﹣4=8ln 2﹣4<k <72,所以实数k 的取值范围为(8ln 2﹣4,72).19.(14分)已知函数f(x)=(sinx +√3cosx)2−2cos2x . (Ⅰ)求f (x )的单调递增区间;(Ⅱ)若f (x )在区间[0,m ](m >0)上的最大值是4,求m 的取值范围;(Ⅲ)令g (x )=f (ωx )(ω>0),如果曲线y =g (x )与直线y =3相邻两个交点间的距离为π9,求ω的所有可能取值(直接写出结论).解:(Ⅰ)因为f(x)=(sinx +√3cosx)2−2cos2x =sin 2x +3cos 2x +2√3sin x cos x ﹣2cos2x =1−cos2x2+3•1+cos2x 2+√3sin2x ﹣2cos2x=√3sin2x ﹣cos2x +2 =2sin (2x −π6)+2,令−π2+2k π≤2x −π6≤π2+2k π,k ∈Z , 可得:−π6+k π≤x ≤π3+k π,k ∈Z ,所以f (x )的单调递增区间为[−π6+k π,π3+k π],k ∈Z .(Ⅱ)由(Ⅰ)知f (x )=2sin (2x −π6)+2, 若f (x )在区间[0,m ](m >0)上的最大值是4, 则y =sin (2x −π6)在[0,m ](m >0)上的最大值是1, 由0≤x ≤m ,可得−π6≤2x −π6≤2m −π6, 所以2m −π6≥π2,可得:m ≥π3, 所以m 的取值范围为[π3,+∞).(Ⅲ)令g (x )=f (ωx )=2in (2ωx −π6)+2=3,可得sin (2ωx −π6)=12, 所以2ωx −π6=π6+2k π,(k ∈Z ),或2ωx −π6=5π6+2k π,(k ∈Z ), 可得x =π6ω+kπω,k ∈Z ,或x =π2ω+kπω,k ∈Z ,因为曲线y =g (x )与直线y =3相邻两个交点间的距离为π9,所以π2ω+kπω−(π6ω+kπω)=π9,可得ω=3,或π6ω+(k+1)πω−(π2ω+kπω)=π9,可得ω=6,所以ω的所有可能取值为3或6.20.(15分)设函数f (x )=(x ﹣1)e x +ax 2,其中a ∈R . (Ⅰ)若x =1是函数f (x )的极值点,求a 的值;(Ⅱ)当a<0时,求函数f(x)的单调区间;(Ⅲ)当a=0时,设函数g(x)=lnx+x﹣e x+1,证明:f(x)﹣g(x)≥0.解:(Ⅰ)f′(x)=e x+(x﹣1)e x+2ax=xe x+2ax,因为x=1是函数f(x)的极值点,所以f′(1)=0,即e+2a=0,所以a=−e2.(Ⅱ)由(Ⅰ)知f′(x)=xe x+2ax=x(e x+2a),a<0,令f′(x)=0,得x=0或x=ln(﹣2a),当−12<a<0时,令f'(x)>0,解得x<ln(﹣2a)或x>0,令f'(x)<0,解得ln(﹣2a)<x<0,当a=−12时,f'(x)≥0恒成立,当a<−12时,f'(x)>0,解得x>ln(﹣2a)或x<0,令f'(x)<0,解得0<x<ln(﹣2a),综上所述,当−12<a<0时,f(x)在(﹣∞,ln(﹣2a))和(0,+∞)单调递增,f(x)在(ln(﹣2a),0)上单调递减,当a=−12时,f(x)在(﹣∞,+∞)上单调递增,当a<−12时,f(x)在(﹣∞,0)和(ln(﹣2a),+∞)单调递增,在(0,ln(﹣2a))上单调递减.(Ⅲ)证明:当a=0时,f(x)﹣g(x)=(x﹣1)e x+e x﹣lnx﹣x﹣1,设h(x)=xe x﹣lnx﹣x﹣1,定义域为(0,+∞),则证明h(x)>0即可,因为h′(x)=(x+1)e x−x+1 x,所以h′(0.1)<0,h′(1)>0,又因为h″(x)=(x+2)e x+1x2>0,所以函数h′(x)在(0,+∞)上单调递增,所以h′(x)=0有唯一的实根x0∈(0,1),且e x0=1x,当0<x<x0时,h′(x)<0,h(x)单调递减,当x>x0时,h′(x)>0,h(x)单调递增,所以函数h(x)的最小值h(x0)所以h(x)≥h(x0)=x0e x0−lnx0﹣x0﹣1=1+x0﹣x0﹣1=0,所以f(x)﹣g(x)≥0.21.(14分)数列A n:a1,a2,…,a n(n≥4)满足a1=1,a n=m,a k+1﹣a k=0或1(k=1,2,…,n﹣1)对任意i,j,都存在s,t,使得a i+a j=a s+a t,其中i,j,s,t∈{1,2,…,n}且两两不相等.(Ⅰ)若m=2时,写出下列三个数列中所有符合题目条件的数列序号;①1,1,1,2,2,2;②1,1,1,1,2,2,2,2;③1,1,1,1,1,2,2,2,2,2.(Ⅱ)记S=a1+a2+…+a n,若m=3,证明:S≥20;(Ⅲ)若m=1000,求n的最小值.解:(1)由题可知,数列A n必满足:a1=l,a n=m,a k+1﹣a k=0或1,对任意i,j,都存在s,t,使得a i+a j=a s+a t.i,j,s,t∈{1.2...….n}且两两不相等,对①,a1+a2=2,不满足a i+a j=a s+a t,故①不符合;对②,当a i+a j=2时,存在a s+a t=2,同理当a i+a j=4时,存在a s+a t=4,当a i+a j=3时,存在a s+a t=3,故②符合;同理对③也满足,故满足题目条件的序列号为:②③;(2)证明:当m=3时,设数列A n中1,2,3出现的频次为q1,q2,q3,由题意知,q i≥1,假设q1<4时,a1+a2<a s+a t(对任意s>t>2),与已知矛盾,故q1≥4,同理可证q3≥4,假设q2=1,数列A n可表示为:1,l,l,1,2,3,3,3,3,显然,a4+a5≠a s+a t,故q2≥2,经验证q2=2时,显然符合a i+a j=a s+a t,所以q1≥4,q2≥2,q3≥4,数列A的最短数列可表示为:1,1,1,1,2,2,3,3,3,3,故S=4+4+12=20;解:(3)由(2)知,数列A n首尾应该满足B n:1,1,1,1,2,2,3,•,998,999,999,1000,1000,1000,1000,假设中间3.4.5,•,998各出现一次,此时n=1008,显然满足a k+1﹣a k=0或l,对a i=a j=1或a i=a j=1000时显然满足a i+a j=a s+a t(q1=4,q1000=4);对a i=1,a j=2或a i=999,a j=1000时显然满足a i+a j=a s+a t(q1=4,q2=2,q999=2,q1000=4);对a i=1,a j>2时,则可选取a s=2,a k=a j﹣1,满足a i+a j=a s+a t,同理若a i=1000,a j<999,则可选取a s=999,a i=a j+1,满足a i+a j=a s+a t;如果1<a i≤a j<1000,则可取a d=a i﹣1,a t=a j+1,这种情况下每个数最多被选取一次,因此也成立,故对任意i,j,都存在s,t,使得a i+a j=a s+a t,其中i,j,s,t∈{1,2..….n}且两两不相等,故n的最小值为1008.。
2021届北京四中高三第一学期期中考试数学(文科)试题(解析版)

12021届北京四中高三第一学期期中考试数学(文科)试题数学注意事项:1.答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.选择题的作答:每小题选出答案后,用2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答:用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。
写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后,请将本试题卷和答题卡一并上交。
一、单选题1.设函数y =√x −2018的定义域为M ,函数y =e x 的值域为P ,则M ∩P = A .(0,+∞) B .[2018,+∞) C .[0,+∞) D .(2018,+∞) 2.在下列函数中,是偶函数,且在(0,1)内单调递减的是 A .y =2x B .y =1x C .y =lgx D .y =cosx3.执行如图所示的程序框图.若输出的结果是16,则判断框内的条件是4.在△ABC 中,a =3√3,b =3,A =π3,则C 为A .π6B .π4C .π2D .2π35.函数y =A sin (ωx +φ)(ω>0,|φ|<π2,x ∈R )的部分图像如图所示,则函数表达式为A .y =−4sin(π8x −π4) B .y =−4sin(π8x +π4) C .y =4sin(π8x −π4) D .y =4sin(π8x +π4)6.设m,n 为非零向量,则“存在负数λ,使得m =λn ”是“m ⋅n <0”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 7.已知函数()2222,2{log ,2x x x f x x x -+≤=> ,若0R x ∃∈,使得()2054f x m m ≤- 成立,则实数m 的取值范围为A .11,4⎡⎤-⎢⎥⎣⎦ B .1,14⎡⎤⎢⎥⎣⎦ C .12,4⎡⎤-⎢⎥⎣⎦ D .1,13⎡⎤⎢⎥⎣⎦8.设x ∈R ,定义符合函数sgn(x)={1,x >00,x =0−1,x <0 ,则下列等式正确的是A .sinx ⋅sgn(x)=sin|x|B .sinx ⋅sgn(x)=|sinx|C .|sinx |⋅sgn(x)=sin |x |D .sin |x |⋅sgn(x)=|sinx |二、填空题9.i 为虚数单位,计算(−3−i)i =_______________。
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北京市第四十四中学2020-2021学年度第一学期期中考试高三数学试卷第Ⅰ卷(选择题 共40分)一、选择题:本大题共10小题,每小题4分,共40分.1. 函数()cos 24f x x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭的最小正周期是( )A.2πB. πC. 2πD. 4π【答案】B 【分析】利用余弦函数的周期性求解. 【详解】()f x 的最小正周期是22T ππ==. 故选:B .【点睛】本题考查函数的周期性,掌握余弦函数的周期性是解题关键.2. 为了得到函数y=sin3x π+()的图象,只需把函数y=sinx 的图象上所有的点A. 向左平行移动3π个单位长度 B. 向右平行移动3π个单位长度C. 向上平行移动3π个单位长度D. 向下平行移动3π个单位长度【答案】A试题分析:为得到函数πsin()3y x =+的图象,只需把函数sin y x =的图象上所有的点向左平行移动π3个单位长度,故选A. 【考点】三角函数图象的平移【名师点睛】本题考查三角函数图象的平移,函数()y f x =的图象向右平移a 个单位长度得()y f x a =-的图象,而函数()y f x =的图象向上平移a 个单位长度得()y f x a =+的图象.左、右平移涉及的是x 的变化,上、下平移涉及的是函数值()f x 的变化. 3. 焦点在x 轴上且渐近线方程为0x y ±=的双曲线的离心率是( )A.2B. 1C.D. 2【答案】C 【分析】 由渐近线方程0x y ±=可得1ba=,即可求出离心率. 【详解】因为焦点在x 轴上且渐近线方程为0x y ±=,所以1ba=,即a b =, 所以222c a =,即2222c e a==,所以e =故选:C4. 1l , 2l ,3l 是空间三条不同的直线,则下列命题正确的是 A. 12l l ⊥, 23l l ⊥13//l l ⇒B. 12l l ⊥, 23//l l ⇒13l l ⊥C. 123////l l l ⇒1l , 2l ,3l 共面D. 1l , 2l ,3l 共点 ⇒1l , 2l ,3l 共面【答案】B【详解】解:因为如果一条直线平行于两条垂线中的一条,必定垂直于另一条.选项A ,可能相交.选项C 中,可能不共面,比如三棱柱的三条侧棱,选项D ,三线共点,可能是棱锥的三条棱,因此错误.选B.5. 设非零向量,a b 满足a b a b +=-,则( ) A. a b ⊥ B. a b = C. //a b D. a b >【答案】A 【分析】化简条件a b a b +=-,两边平方可得选项. 【详解】解法一:∵a b a b +=-, ∴22a b a b +=-.∴222222a a b b a a b b +⋅+=-⋅+. ∴0a b ⋅=.∴a b ⊥. 故选:A.解法二:利用向量加法的平行四边形法则. 在▱ABCD 中,设,AB a AD b ==, 由a b a b +=-知AC DB =,从而可知四边形ABCD 为矩形,即AB ⊥AD ,故a b ⊥. 故选:A.【点睛】本题主要考查平面向量运算,利用向量的模长关系得出相应的结论,主要的求解策略是“见模长,就平方”,侧重考查数学运算的核心素养.6. 过点(1)P -的直线l 与圆221x y +=有公共点,则直线l 的倾斜角的取值范围是( ) A. (0,]6πB. (0,]3πC. [0,]6πD. [0,]3π【答案】D 【分析】先设直线点斜式,再根据圆心到直线距离小大于半径得斜率范围,最后根据斜率与倾斜角关系得结果.【详解】由题意得直线l 斜率存在,设为k ,则直线l :1(3)310y k x kx y k +=+∴-+-=,由直线l 与圆221x y +=有公共点得22|31|12230031k k k k k -≤∴-≤∴≤≤+,从而倾斜角取值范围是0,3π⎡⎤⎢⎥⎣⎦,选D.【点睛】本题考查直线与圆位置关系、直线倾斜角与斜率关系,考查基本求解能力. 7. 如图,网格纸上小正方形的边长为1,粗线画出的是某几何体的三视图,则此几何体的体积为( )A. 6B. 9C. 12D. 18【答案】B13V Sh =,1163332=⨯⨯⨯⨯, 9=.选B.点睛:空间几何体体积问题的常见类型及解题策略(1)若所给定的几何体是可直接用公式求解的柱体、锥体或台体,则可直接利用公式进行求解. (2)若所给定的几何体的体积不能直接利用公式得出,则常用转换法、分割法、补形法等方法进行求解.(3)若以三视图的形式给出几何体,则应先根据三视图得到几何体的直观图,然后根据条件求解.8. 已知正四棱锥S ABCD -中,23SA =,那么当该棱锥的体积最大时,它的高( ) A. 1 B.3C. 2D. 3【答案】C【详解】如图所示,设正四棱锥高为h ,底面边长为a , 则21222a h =-,即222(12)a h =-,023h ∴<< 所以()()2231221212333V a h h h h h =⨯⨯=-=--, 令3()12f h h h =-,则2()3123(2)(2)(02)3f h h h h h '=<-<=-+, 令()0,2f h h '==,当(0,2)h ∈时,()0,()f h f h '<单调递减, 当(2,23)h ∈时,()0,()f h f h '>单调递增,所以2,()h f h =取得极小值,也是最小值,V 有最大值. 故选:C.9. 设O 为坐标原点,P 是以F 为焦点的抛物线()220y px p =>上任意一点,M 是线段PF上的点,且2PM MF =,则直线OM 的斜率的最大值为( )A.33B.23C.22D. 1【答案】C试题分析:设2,)2yP yp(,由题意(,0)2pF,显然y<时不符合题意,故y>,则2001112()(,)3333633y ypOM OF FM OF FP OF OP OF OP OFp =+=+=+-=+=+,可得:2223222263OMyky py pp yp==≤=++,当且仅当22002,2y p y p==时取等号,故选C.考点:1.抛物线的简单几何性质;2.均值不等式.【方法点晴】本题主要考查的是向量在解+析几何中的应用及抛物线标准方程方程,均值不等式的灵活运用,属于中档题.解题时一定要注意分析条件,根据条件||2||PM MF=,利用向量的运算可知200(,)633y ypMp+,写出直线的斜率,注意均值不等式的使用,特别是要分析等号是否成立,否则易出问题.10. 如图,正方形ABCD的边长为6,点E、F分别在边AD、BC上,且2DE AE=,2CF BF=,如果对于常数λ,在正方形ABCD的四条边上,有且只有6个不同的点P使得PE PFλ⋅=成立,那么λ的取值范围是()A. (0,7)B. (4,7)C. (0,4)D. (5,16)-【答案】C【分析】由题画出图形,设EF 的中点为O ,则2PE PF PO PE PF FE⎧+=⎨-=⎩,可解得9PO λ=+,讨论点P 在每一条边上时,PO 的取值范围,进而求解即可得选项. 【详解】如图所示,设EF 的中点为O ,则2PE PF PO PE PF FE⎧+=⎨-=⎩,两式平方相减得2244PE PF PO EF ⋅=-,所以29PE PF PO λ⋅=-=,即29PO λ=+,所以9PO λ=+①当点P 在DC 上时,当P 在DC 的中点处时,94PO λ=+=,此时7λ=,当P 在DC 的中点两侧(非端点A 、D )时,495PO λ<=+<,此时716λ<<, ②当点P 在AB 上时,当P 在AB 的中点处时,92PO λ=+=,此时5λ=-,当P 在AB 的中点两侧(非端点A 、B )时,2913PO λ<=+<54λ-<<, ③当点P 在AD 上时, 当P 在点E 处时,93PO λ=+=,此时0λ=,当3913PO λ<=+<此时04λ<<,点P 有2个满足3913PO λ<=+< 1395PO λ<=+<,此时416λ<<,点P 有11395PO λ<=+<的点;④当点P 在BC 上时,当P 在点F 处时,3PO λ==,此时0λ=,当3PO λ<=<此时04λ<<,点P 有2个满足3PO λ<=<5PO λ<=<,此时416λ<<,点P 有15PO λ<=<的点;⑤当P 在点A 处时,PO λ==4λ=,当P 在点B 处时,PO λ==4λ=,当P 在点C 处时,5PO λ==,此时16λ=,当P 在点D 处时,5PO λ==,此时16λ=,综上得:当5λ=-时,有1个满足条件的点P ; 当50λ-<<时,有2个满足条件的点P ; 当0λ=时,有4个满足条件的点P ; 当04λ<<时,有6个满足条件的点P ; 当4λ=时,有4个满足条件的点P ; 当47λ<<时,有2个满足条件的点P ; 当7λ=时,有3个满足条件的点P ; 当716λ<<时,有4个满足条件的点P ; 当16λ=时,有2个满足条件的点P ; 故选:C.【点睛】本题考查数量积的应用,考查数形结合思想,属于中档题.第Ⅱ卷(非选择题 共110分)二、填空题:本大题共5小题,每小题5分,共25分.11. 已知向量(1,2)a =-,(,1)b m =,若向量a b +与a 垂直,则m =_______. 【答案】7 【分析】利用平面向量坐标运算法则先求出a b +,再由向量a b +与a 垂直,利用向量垂直的条件能求出m 的值.【详解】向量(1,2)a =-,(,1)b m =,∴(1,3)a b m +=-+,向量a b +与a 垂直,()(1)(1)320a b a m ∴+⋅=-+⨯-+⨯=,解得7m =. 故答案为:7.【点睛】本题主要考查平面向量的坐标运算法则和向量垂直的坐标表示,是基础题 12. 若圆的半径为1,其圆心与点关于直线对称,则圆的标准方程为_______.【答案】22(1)1y x +-=【详解】因为圆心与点关于直线对称,所以圆心坐标为(0,1),所以圆的标准方程为:22(1)1y x +-=,故答案为22(1)1y x +-=. 考点:圆的标准方程.13. 在ABC ∆中,AB 6=,75A ∠=︒,45B ∠=︒,则AC =________.【答案】2试题分析:在ABC ∆中,由正弦定理得sin 6sin 452sin AB B AC C ︒===.所以答案应填:2.考点:1、正弦定理;2、三角形内角和定理.14. 在正方体上任意选择4个顶点,它们可能是如下各种几何形体的4个顶点,这些几何形体是 (写出所有正确结论的编号). ①矩形;②不是矩形的平行四边形;③有三个面为等腰直角三角形,有一个面为等边三角形的四面体; ④每个面都是等边三角形的四面体; ⑤每个面都是直角三角形的四面体.【答案】①③④⑤试题分析:本题中①③④⑤只要能举一例说明正确即可,如图长方体1111ABCD A B C D -中,四边形11ABB A 是矩形,四面体1B ABC 有三个面是直角三角形,第四个面1B AC 是等腰三角形,四面体11A BC D 每个面都是等腰三角形,四面体1D BDC 每个面都是直角三角形,故①③④⑤正确,而任取四点构成的平行四边形的两组对边中至少有一组是长方体的平行的一对棱,故这个平行四边形一定是矩形,从而②错误.考点:线线垂直与线面垂直.15. 已知曲线4422:1C x y mx y ++=(m 为常数). (i )给出下列结论: ①曲线C 为中心对称图形; ②曲线C 为轴对称图形;③当1m =-时,若点(),P x y 在曲线C 上,则1x ≥或1y ≥. 其中,所有正确结论的序号是_________.(ii )当2m >-时,若曲线C 所围成的区域的面积小于π,则m 的值可以是_________.(写出一个即可)【答案】 (1). ①②③ (2). 2m >均可 【分析】(i )在曲线C 上任取一点(),P x y ,将点()1,P x y --、()2,P x y -、()3,P x y -代入曲线C 的方程,可判断出命题①②的正误,利用反证法和不等式的性质可判断出命题③的正误;(ii )根据2m =时,配方得出221x y +=,可知此时曲线C 为圆,且圆的面积为π,从而得知当2m >时,曲线C 所表示的图形面积小于π.【详解】(i )在曲线C 上任取一点(),P x y ,则44221x y mx y ++=,将点()1,P x y --代入曲线C 的方程可得()()()()44221x y m x y -+-+--=,同理可知,点()2,P x y -、()3,P x y -都在曲线C 上,则曲线C 关于原点和坐标轴对称,命题①②正确.当1m =-时,2442222213124x y x y x y y ⎛⎫=+-=-+ ⎪⎝⎭,反设1x <且1y <,则201x ≤<,201y ≤<,所以,22111222x y -<-<,则22211024x y ⎛⎫≤-< ⎪⎝⎭,所以,2442222213124x y x y x y y ⎛⎫+-=-+< ⎪⎝⎭,这与44221x y x y +-=矛盾.假设不成立,所以,1x ≥或1y ≥,命题③正确;(ii )当2m =时,曲线C 的方程为442221x y x y ++=,即()2221x y +=,即221x y +=,此时,曲线C 表示半径为1的圆,其面积为π.当2m >时,且当0xy ≠时,在圆221x y +=上任取一点(),P x y ,则()2224422442212x yx y x y x y mx y =+=++<++,则点P 在曲线外,所以,曲线C 的面积小于圆的面积π.故答案为:①②③;2m >均可.【点睛】本题考查曲线中的新定义,涉及曲线的对称性以及曲线面积相关的问题,考查推理能力,属于难题.三、解答题:本大题共6小题,共85分16. 已知函数()()2cos 23sin cos sin f x x x x x =+-.(1)求函数()f x 的单调递增区间; (2)若当0,2x π⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦时,关于()f x m ≥的不等式 _______,求实数m 的取值范围.请选择①和②中的一个条件,补全问题(2),并求解.其中,①有解;②恒成立. 注意:如果选择①和②两个条件解答,以解答过程中书写在前面的情况计分. 【答案】(1)[,],36k k k Z ππππ-++∈;(2)若选择①,2m ≤. 若选择②,1m ≤-.【分析】(1)先结合二倍角公式及辅助角公式对已知函数进行化简,然后结合正弦函数的单调性可求; (2)若选择①,由()f x m ≥有解,即max ()m f x ≤,结合正弦函数的性质可求; 若选择②,由()f x m ≥恒成立,即min ()m f x ≤,结合正弦函数的性质可求.【详解】(1)因为()()2cos cos sin f x x x x x =+-22cos s n cos i x x x x =+-2cos2x x +2sin(2).6x π=+令222,262k x k k Z πππππ-+≤+≤+∈,解得36k x k k Z ππ-+π≤≤+π,∈.所以函数()f x 的单调递增区间,,.36k k k Z ππππ⎡⎤-++∈⎢⎥⎣⎦(2)若选择①,由题意可知,不等式()f x m ≥有解,即max ()m f x ≤, 因为0,2x π⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,所以72666x πππ≤+≤, 故当262x ππ+=,即6x π=时,()f x 取得最大值,且最大值为()26f π=,所以2m ≤.若选择②,由()f x m ≥恒成立,即min ()m f x ≤,因为0,2x π⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,所以72666x πππ≤+≤, 故当7266x ππ+=,即2x π=时,()f x 取得最小值,且最小值为()12f π=-,所以1m ≤-【点睛】关键点点睛:考查了二倍角公式辅助角公式在三角函数化简中的应用,还考查了正弦函数性质的综合应用,其中,考查了存在性命题与全称命题的理解,理解含量词命题转化成适当的不等式是解题关键,属于中档试题.17. 如图,在几何体ABCDEF 中,底面ABCD 是边长为2的正方形,DE ⊥平面ABCD ,//DE BF ,且22DE BF ==.(Ⅰ)求证:平面//BCF 平面ADE ; (Ⅱ)求钝二面角D AE F --的余弦值. 【答案】(Ⅰ)详见解+析;(Ⅱ)13-. 【分析】(Ⅰ)推导出//BF 平面ADE ,//BC 平面ADE ,利用面面平行的判定定理可证明出平面//BCF 平面ADE ;(Ⅱ)分别以DA 、DC 、DE 为x 轴、y 轴、z 轴建立空间直角坐标系,利用空间向量法可计算出钝二面角D AE F --的余弦值.【详解】(Ⅰ)因为//DE BF ,DE ⊂平面ADE ,BF ⊄平面ADE ,所以//BF 平面ADE . 同理,得//BC 平面ADE . 又因为BCBF B =,BC ⊂平面BCF ,BF ⊂平面BCF ,所以平面//BCF 平面ADE ;(Ⅱ)由DE ⊥平面ABCD ,底面ABCD 为正方形,可知DA 、DC 、DE 两两垂直,分别以DA 、DC 、DE 为x 轴、y 轴、z 轴,如图建立空间直角坐标系, 则()0,0,0D 、()0,0,2E 、()2,2,1F 、()2,0,0A , 所以()2,0,2AE =-,()0,2,1AF =,设平面AEF 的法向量(),,n x y z =,由00AE n AF n ⎧⋅=⎨⋅=⎩,得22020x z y z -+=⎧⎨+=⎩,令1y =,则2z =-,2x =-,得()2,1,2n =--. 平面ADE 的一个法向量()0,1,0m =.11cos ,133m n m n m n ⋅===⋅⨯, 因此,钝二面角D AE F --的余弦值为13-.【点睛】本题考查面面垂直的证明,同时也考查了利用空间向量法求解二面角的余弦值,考查计算能力,属于中等题.18. 在△ABC 中,8b =,1cos 7B =-. (Ⅰ)若7a =,求A ∠; (Ⅱ)若7a =,求AC 边上的高.(Ⅲ)写出△ABC 面积的最大值.(结论不要求证明) 【答案】(Ⅰ)3A π∠=;(Ⅱ)332;(Ⅲ)83【分析】(Ⅰ)根据同角三角函数的基本关系求出sin B,由正弦定理求解;(Ⅱ)由两角和的正弦公式可得sin C,由sinBC C即可求解;(Ⅲ)由余弦定理及均值不等式,可求出ac的最大值,即可求解.【详解】(Ⅰ)1cos,(,)72B Bππ=-∴∈,243sin1cos7B B∴=-=,由正弦定理得:7sin sin sin43a bA B A=⇒=,3sin2A∴=,(,)2Bππ∈,(0,)2Aπ∴∈,3Aπ∴=.(Ⅱ)在ABC中,sin sin()sin cos sin cosC A B A B B A=+=+3114333().72=⨯-+⨯=如图,sinhCBC=,3333sin7h BC C∴=⋅==,所以AC(Ⅲ)△ABC面积的最大值为19. 已知椭圆M :22213x y a +=()0a >的一个焦点为()1,0F -,左右顶点分别为A ,B .经过点F 的直线l 与椭圆M 交于C ,D 两点. (Ⅰ)求椭圆M 方程;(Ⅱ)当直线l 的倾斜角为45时,求线段CD 的长;(Ⅲ)记△ABD 与△ABC 的面积分别为1S 和2S ,求12S S -的最大值.【答案】(Ⅰ)22143x y +=;(Ⅱ)247;(Ⅲ)12||S S -【分析】(Ⅰ)根据椭圆的几何性质求出,a b 可得结果; (Ⅱ)联立直线与椭圆,根据弦长公式可求得结果;(Ⅲ)设直线l :1x ty =-(0)t ≠,11(,)C x y ,22(,)D x y ,联立直线l 与椭圆M 的方程,利用韦达定理求出12y y +,12||S S -=212||34t t +,变形后利用基本不等式可求得最大值.【详解】(Ⅰ)因为椭圆的焦点为()1,0F -,所以1c =且23b =,所以222314a b c =+=+=,所以椭圆M 方程为22143x y +=.(Ⅱ)因为直线l 的倾斜角为45,所以斜率为1,直线l 的方程为1y x =+,联立221143y x x y =+⎧⎪⎨+=⎪⎩,消去y 并整理得27880x x +-=,设11(,)C x y ,22(,)D x y , 则1287x x +=-,1287x x =-,所以||CD=247=.(Ⅲ)由(Ⅰ)知(2,0),(2,0)A B-,设直线l:1x ty=-(0)t≠,11(,)C x y,22(,)D x y,联立221143x tyx y=-⎧⎪⎨+=⎪⎩,消去x并整理得22(34)690t y ty+--=,则122634ty yt+=+,123934y yt=-+<,所以12,y y异号,所以121211|||4||4|||22S S y y-=⨯-⨯⨯122||||||y y=-122||y y=+212||34tt=+ 1243||||tt=+≤==当且仅当||t=.所以12||S S-【点睛】关键点点睛:第(Ⅲ)问中将三角形面积用,C D两点的纵坐标表示,并利用韦达定理和基本不等式解决是解题关键.20. 已知函数()3212f x x x bx c=-++,且()f x在1x=处取得极值.(Ⅰ)求b的值;(Ⅱ)若当[]1,2x∈-时,()2f x c<恒成立,求c的取值范围;(Ⅲ)对任意的[]12,1,2x x∈-,()()1272f x f x-≤是否恒成立?如果成立,给出证明;如果不成立,请说明理由.【答案】(Ⅰ)2b=-;(Ⅱ)c的取值范围是()(),12,-∞-+∞.(Ⅲ)成立,证明见解+析.【分析】(Ⅰ)由题意得f(x)在x=1处取得极值所以f′(1)=3﹣1+b=0所以b=﹣2.(Ⅱ)利用导数求函数的最大值即g(x)的最大值,则有c2>2+c,解得:c>2或c<﹣1.(Ⅲ)对任意的x1,x2∈[﹣1,2],|f(x1)﹣f(x2)|72≤恒成立,等价于|f(x1)﹣f(x2)|≤f(x )max ﹣f (x )min 72=. 【详解】(Ⅰ)∵f (x )=x 312-x 2+bx +c , ∴f ′(x )=3x 2﹣x +b .∵f (x )在x =1处取得极值, ∴f ′(1)=3﹣1+b =0. ∴b =﹣2. 经检验,符合题意. (Ⅱ)f (x )=x 312-x 2﹣2x +c . ∵f ′(x )=3x 2﹣x ﹣2=(3x +2)(x ﹣1), 当x ∈(﹣1,23-)时,f ′(x )>0 当x ∈(23-,1)时,f ′(x )<0 当x ∈(1,2)时,f ′(x )>0∴当x 23=-时,f (x )有极大值2227+c . 又f (2)=2+c 2227+>c ,f (﹣1)12=+c 2227+< c ∴x ∈[﹣1,2]时,f (x )最大值为f (2)=2+c . ∴c 2>2+c .∴c <﹣1或c >2.(Ⅲ)对任意的x 1,x 2∈[﹣1,2],|f (x 1)﹣f (x 2)|72≤恒成立. 由(Ⅱ)可知,当x =1时,f (x )有极小值32-+c . 又f (﹣1)12=+c 32-+> c ∴x ∈[﹣1,2]时,f (x )最小值为32-+c . ∴|f (x 1)﹣f (x 2)|≤f (x )max ﹣f (x )min 72=,故结论成立. 【点睛】本题考查函数的极值及最值的应用,易错点是知极值点导数为0要检验,结论点睛:|f (x 1)﹣f (x 2)|≤a 恒成立等价为f (x )max ﹣f (x )min ≤a 21.已知集合{}121{|(,,),0,1,1,2,,}(2)n n S X X x x x x i n n ==⋯∈=⋯≥,对于12(,,,)n A a a a =…,12(,,,)n n B b b b S =∈…,定义A 与B 的差为1122(|,,|);n n A B a b a b a b -=--⋯-A 与B 之间的距离为111(,)i d A B ab -=-∑(Ⅰ)当n=5时,设(0,1,0,0,1),(1,1,1,0,0)A B ==,求A B -,(,)d A B ; (Ⅱ)证明:,,,n n A B C S A B S ∀∈-∈有,且(,)(,)d A C B C d A B --=; (Ⅲ) 证明:,,,(,),(,),(,)n A B C S d A B d A C d B C ∀∈三个数中至少有一个是偶数 【答案】(Ⅰ)A B -=(1,0,1,0,1),(,)d A B =3; (Ⅱ)见解+析; (Ⅲ)见解+析【详解】(Ⅰ)解:(01,11,01,00,10)A B -=-----=(1,0,1,0,1)(,)0111010010d A B =-+-+-+-+-=3(Ⅱ)证明:设121212(,,,),(,,,),(,,,)n n n n A a a a B b b b C c c c S =⋅⋅⋅=⋅⋅⋅=⋅⋅⋅∈ 因为{}11,0,1a b ∈,所以{}110,1(1,2,,)a b i n -∈=⋅⋅⋅ 从而1122(,,)n n n A B a b a b a b S -=--⋅⋅⋅-∈ 由题意知{},,0,1(1,2,,)i i i a b c i n ∈=⋅⋅⋅ 当0i c =时,i i i i i i a c b c a b ---=-当1i c =时,(1)(1)i i i i i i i i a c b c a b a b ---=---=- 所以1(,)(,)ni ii d A C B C a bd A B =--=-=∑(Ⅲ)证明:设121212(,,,),(,,,),(,,,)n n n n A a a a B b b b C c c c S =⋅⋅⋅=⋅⋅⋅=⋅⋅⋅∈(,),(,),(,)d A B k d A C l d B C h ===记0(0,0,0)n S =⋅⋅⋅∈由(Ⅱ)可知(,)(,)(0,)(,)(,)(0,)(,)(,)d A B d A A B A d B A k d A C d A A C A d C A l d B C d B A C A h=--=-==--=-==--= 所以(1,2,,)i i b a i n -=⋅⋅⋅中1的个数为k,(1,2,,)i i c a i n -=⋅⋅⋅中1的个数为l 设t 是使1i i i i b a c a -=-=成立的i 的个数.则2h l k t =+- 由此可知,,,k l h 三个数不可能都是奇数即(,),(,),(,)d A B d A C d B C 三个数中至少有一个是偶数.。