2020-2021学年上海中学高二(上)期末数学试卷
2020-2021学年上海市黄浦区格致中学高一(上)期末数学试卷
2020-2021学年上海市黄浦区格致中学高一（上）期末数学试卷试题数：20，总分：01.（填空题，0分）已知集合A={-3，-2，-1，0，1，2，3}，B={x||x-1|≤1}，则A∩B=___ ．2.（填空题，0分）函数f（x）= log2(x−1)x−2的定义域为 ___ ．3.（填空题，0分）若指数函数y=f（x）的图像经过点（12，2）则函数y=f（x）-2x+1的零点为 ___ ．4.（填空题，0分）不等式1|x|＜x的解集为 ___ ．5.（填空题，0分）已知log62=a，用a表示log412=___ ．6.（填空题，0分）已知函数y=（log2a）x在R上是严格减函数，则实数a的取值范围是___ ．7.（填空题，0分）定义区间[a，b]（a＜b）的长度为b-a，若关于x的不等式x2-4x+m≤0的解集区间长度为2，则实数m的值为 ___ ．8.（填空题，0分）设x，y∈（1，+∞），若log2x、log2y的算术平均值为1，则2x、2y的几何平均值的最小值为 ___ ．9.（填空题，0分）已知函数y=f（x）是R上的奇函数，且是（-∞，0）上的严格减函数，若f（1）=0，则满足不等式（x-1）f（x）≥0的x的取值范围为 ___ ．10.（填空题，0分）已知a∈{-2，-1，13，23，43，2}，当x∈（-1，0）∪（0，1）时，不等式x a＞|x|恒成立，则满足条件的a形成的集合为 ___ ．11.（填空题，0分）函数y=f（x）（x＜0）的反函数为y=f-1（x），且函数g（x）={f(x)，x＜0log2(x+1)，x≥0是奇函数，则不等式f-1（x）≥-2的解集为 ___ ．12.（填空题，0分）已知函数f（x）=|2x-1|，若函数g（x）=f2（x）+mf（x）+ 14有4个零点，则实数m的取值范围为 ___ ．13.（单选题，0分）已知陈述句α是β的必要非充分条件，集合M={x|x满足α}，集合N={x|x满足β}，则M与N之间的关系为（）A.M⊂NB.M⊃NC.M=ND.M∩N=∅14.（单选题，0分）若log3m＜log3n且log m3＜log n3，则实数m、n满足的关系式为（）A.0＜m＜n＜1B.0＜n＜m＜1C.0＜m＜1＜nD.1＜m＜n15.（单选题，0分）设a1、a2、b1、b2、c1、c2都是非零实数，不等式a1x2+b1x+c1＞0的解集为A，不等式a2x2+b2x+c2＞0的解集为B，则“A=B是“ a1a2=b1b2=c1c2＞0”的（）A.充分非必要条件B.必要非充分条件C.充分必要条件D.既非充分又非必要条件16.（单选题，0分）定义在R上的函数y=f（x）的表达式为f（x）= {x2，x∈Qx，x∈Q，给出下列3个判断：（1）函数y=f（x）是非奇非偶函数；（2）当a＜0且a∈Q时，方程f（x）=a无解；（3）当a＞0时，方程f（x）=a至少有一解；其中正确的判断有（）A.0个B.1个C.2个D.3个17.（问答题，0分）已知集合A={x||x-a|≤2}，不等式2x−1x+2≥1的解集为B．（1）用区间表示B；（2）若全集U=R，且A∩ B =A，求实数a的取值范围．18.（问答题，0分）已知a、b都是正实数，且ba=b-a．（1）求证：a＞1；（2）求b的最小值．19.（问答题，0分）设函数y=f（x）的表达式为f（x）=x2+|x-a|，其中a为实常数．（1）判断函数y=f（x）的奇偶性，并说明理由；在区间（0，a]上为严格减函数，求实数a的最大值．（2）设a＞0，函数g（x）= f(x)x20.（问答题，0分）已知非空集合S的元素都是整数，且满足：对于任意给定的x，y∈S（x、y可以相同），有x+y∈S且x-y∈S．（1）集合S能否为有限集，若能，求出所有有限集，若不能，请说明理由；（2）证明：若3∈S且5∈S，则S=Z．2020-2021学年上海市黄浦区格致中学高一（上）期末数学试卷参考答案与试题解析试题数：20，总分：01.（填空题，0分）已知集合A={-3，-2，-1，0，1，2，3}，B={x||x-1|≤1}，则A∩B=___ ． 【正确答案】：[1]{0，1，2}【解析】：求出集合B ，利用交集定义能求出A∩B ．【解答】：解：∵集合A={-3，-2，-1，0，1，2，3}， B={x||x-1|≤1}={x|0≤x≤2}， ∴A∩B={0，1，2}， 故答案为：{0，1，2}．【点评】：本题考查交集的求法，考查交集定义等基础知识，考查运算求解能力，是基础题． 2.（填空题，0分）函数f （x ）=log 2(x−1)x−2的定义域为 ___ ． 【正确答案】：[1]（1，2）∪（2，+∞） 【解析】：根据使得函数f （x ）= log 2(x−1)x−2的表达式有意义即可解决此题．【解答】：解：要使得函数f （x ）=log 2(x−1)x−2的表达式有意义， 则 {x −1＞0x −2≠0 ，解得x∈（1，2）∪（2，+∞）．∴函数定义域为（1，2）∪（2，+∞）． 故答案为：（1，2）∪（2，+∞）．【点评】：本题考查函数定义域求法，考查数学运算能力，属于基础题．3.（填空题，0分）若指数函数y=f （x ）的图像经过点（ 12 ，2）则函数y=f （x ）-2x+1的零点为 ___ ．【正确答案】：[1]x=1【解析】：利用待定系数法求出f （x ）=4x ，再利用零点的定义求解即可．【解答】：解：设指数函数y=a x ，∵图像经过点（ 12，2），∴ a 12 =2，解得a=4，∴f （x ）=4x ， ∴y=f （x ）-2x+1=4x -2x+1，令y=0，则4x =2x+1，∴2x=x+1，∴x=1， 故答案为：x=1．【点评】：本题考查了待定系数法求的应用，零点的求法，是基础题． 4.（填空题，0分）不等式 1|x| ＜x 的解集为 ___ ． 【正确答案】：[1]（1，+∞）【解析】：结合x 的范围分类讨论，转化为二次不等式进行求解即可．【解答】：解：由题意得， {x |x |＞1x ≠0 ，即 {x ＞0x 2＞1 或 {−x 2＞1x ＜0，解得，x ＞1，所以原不等式的解集（1，+∞）． 故答案为：（1，+∞）．【点评】：本题主要考查了分式不等式的求解，体现了转化思想的应用，属于基础题． 5.（填空题，0分）已知log 62=a ，用a 表示log 412=___ ． 【正确答案】：[1] 1+a2a【解析】：利用换底公式以及对数的运算性质求解．【解答】：解：log 412= log 612log 64 = log 62+12log 62 = 1+a2a， 故答案为： 1+a2a ．【点评】：本题主要考查了对数的运算性质以及换底公式的应用，是基础题．6.（填空题，0分）已知函数y=（log 2a ）x 在R 上是严格减函数，则实数a 的取值范围是 ___ ． 【正确答案】：[1]（1，2）【解析】：根据指数函数的单调性，可得0＜log2a＜1，结合对数函数的图象和性质，可得实数a的取值范围．【解答】：解：∵函数y=（log2a）x在R上是严格减函数，∴0＜log2a＜1，∴1＜a＜2，故答案为：（1，2）．【点评】：本题考查的知识点是指数函数的图象和性质，对数函数的图象和性质，属于基础题．7.（填空题，0分）定义区间[a，b]（a＜b）的长度为b-a，若关于x的不等式x2-4x+m≤0的解集区间长度为2，则实数m的值为 ___ ．【正确答案】：[1]3【解析】：根据题意利用根与系数的关系，以及解集区间长度为2得到关于m的方程，再求出m即可．【解答】：解：因为不等式x2-4x+m≤0的解集区间长度为2，所以Δ=16-4m＞0，解得m＜4；设方程x2-4x+m=0的解是x1，x2，则x1+x2=4，x1x2=m，因为|x1-x2|=2，所以√(x1+x2)2−4x1x2 =2，所以16-4m=4，解得m=3，所以实数m的值为3．故答案为：3．【点评】：本题考查了不等式与对应方程的应用问题，也考查了根与系数的关系以及转化思想和方程思想，是基础题．8.（填空题，0分）设x，y∈（1，+∞），若log2x、log2y的算术平均值为1，则2x、2y的几何平均值的最小值为 ___ ．【正确答案】：[1]4【解析】：由已知结合对数运算性质可求xy，然后结合基本不等式求出x+y的最小值，再由指数运算性质可求．【解答】：解：由题意得，log2x+log2y=2，所以xy=4，所以x+y ≥2√xy =4，当且仅当x=y=2时取等号，则√2x•2y = √2x+y≥4．故答案为：4．【点评】：本题主要考查了对数与指数的运算性质，考查了算术平均数与几何平均数的概念，还考查了利用基本不等式求解最值，属于基础题．9.（填空题，0分）已知函数y=f（x）是R上的奇函数，且是（-∞，0）上的严格减函数，若f（1）=0，则满足不等式（x-1）f（x）≥0的x的取值范围为 ___ ．【正确答案】：[1][-1，0]∪{1}【解析】：偶数形结合分类讨论x＜1和x≥1即可求解．【解答】：解：函数f（x）是定义在R上的奇函数，且是（-∞，0）上的严格减函数，f（1）=0，可得f（0）=0，f（-1）=0，f（x）在（0，+∞）上单调递增，由于（x-1）f（x）≥0，当x＜1时，f（x）≤0，所以-1≤x≤0，当x≥1时，f（x）≥0，所以x=1，综上所述，x的取值范围是[-1，0]∪{1}．故答案为：[-1，0]∪{1}．【点评】：本题主要考查函数奇偶性与单调性的综合，考查不等式的解法，考查分类讨论与数形结合思想的应用，考查运算求解能力，属于基础题．10.（填空题，0分）已知a∈{-2，-1，13，23，43，2}，当x∈（-1，0）∪（0，1）时，不等式x a＞|x|恒成立，则满足条件的a形成的集合为 ___ ．【正确答案】：[1] {−2，23}【解析】：直接利用幂函数的性质进行分类讨论，即可得到答案．【解答】：解：令f（x）=x a，因为当x∈（-1，0）∪（0，1）时，不等式x a＞|x|恒成立，则当x∈（-1，0）∪（0，1）时，幂函数f（x）的图象在y=|x|的图象的上方，如果函数f（x）为奇函数，则第三象限有图象，故f（x）不是奇函数，所以a=-1，a= 13不符合题意；当x∈（0，1）时，函数f（x）=x a＞x，即1＞x1-a，所以1-a＞0，解得a＜1，所以a= 43，a=2不符合题意．综上所述，满足条件的a形成的集合为{−2，23}．故答案为：{−2，23}．【点评】：本题考查了函数恒成立问题，幂函数图象与性质的应用，要掌握不等式恒成立问题的一般求解方法：参变量分离法、数形结合法、最值法等，属于中档题．11.（填空题，0分）函数y=f（x）（x＜0）的反函数为y=f-1（x），且函数g（x）={f(x)，x＜0log2(x+1)，x≥0是奇函数，则不等式f-1（x）≥-2的解集为 ___ ．【正确答案】：[1][-log23，0）【解析】：当x＜0时-x＞0，所以g（-x）=log2（-x+1），再利用函数g（x）的奇偶性可求出f（x）的解析式，进而求出f-1（x）的解析式，注意不要忽视定义域，从而求出不等式f-1（x）≥-2的解集．【解答】：解：当x＜0时，-x＞0，∴g（-x）=log2（-x+1），又∵g（x）是奇函数，∴g（-x）=-g（x），∴-g（x）=log2（-x+1），即g（x）=-log2（-x+1），∴f（x）=-log2（-x+1）（x＜0），令y=-log2（-x+1），x＜0，则y＜0，∴-x+1=2-y，∴x=1-2-y，∴f-1（x）=1-2-x（x＜0），∴1-2-x≥-2，即2-x≤3，∴-x≤log23，∴x≥-log23，又∵x＜0，∴-log23≤x＜0，即不等式f-1（x）≥-2的解集为[-log23，0），故答案为：[-log 23，0）．【点评】：本题主要考查了利用函数的奇偶性求解析式，考查了求反函数，以及解指数不等式，是中档题．12.（填空题，0分）已知函数f （x ）=|2x -1|，若函数g （x ）=f 2（x ）+mf （x ）+ 14 有4个零点，则实数m 的取值范围为 ___ ． 【正确答案】：[1]（- 54，-1）【解析】：由函数解析式画出函数图象，再令t=f （x ），将g （x ）转化为t 的函数，再由图象求m 的范围即可．【解答】：解：由函数f （x ）=|2x -1|，如图所示；令t=f （x ）， 则h （t ）=t 2+mt+ 14， 则h （t ）=0，t 最多有两解， 而t=f （x ）关于x 最多有两解，故g （x ）=0有4解时，必对应h （t ）与f （x ）均有2解， f （x ）=t 有两解，如图， 只要t∈（0，1）即可，故原问题转化为h （t ）=0的根t 1，t 2∈（0，1），且t 1≠t 2， 由于h （t ）过（0， 14 ）， 对称轴t=- m2 必在（0，1）内， 且顶点处h （t ）＜0，且h （1）＞0， 即 {0＜−m 2＜1ℎ(−m 2)=1−m 24＜0ℎ(1)=54+m ＞0 ，即- 54 ＜m ＜-1，，-1）．故答案为：（- 54【点评】：本题考查函数的零点与方程的关系，属于中档题．13.（单选题，0分）已知陈述句α是β的必要非充分条件，集合M={x|x满足α}，集合N={x|x满足β}，则M与N之间的关系为（）A.M⊂NB.M⊃NC.M=ND.M∩N=∅【正确答案】：B【解析】：利用充要条件与集合间关系的转化即可求解．【解答】：解：∵α是β的必要非充分条件，集合M={x|x满足α}，集合N={x|x满足β}，∴N⫋M，故选：B．【点评】：本题考查了充要条件与集合间关系的转化，考查了推理能力与计算能力，属于基础题．14.（单选题，0分）若log3m＜log3n且log m3＜log n3，则实数m、n满足的关系式为（）A.0＜m＜n＜1B.0＜n＜m＜1C.0＜m＜1＜nD.1＜m＜n【正确答案】：C【解析】：根据对数函数的图象和性质即可判断．【解答】：解：∵log3m＜log3n，∴0＜m＜n，∵log m3＜log n3，∴0＜m＜1，n＞1，∴0＜m＜1＜n．故选：C．【点评】：本题考查了对数函数的图象和性质，属于基础题．15.（单选题，0分）设a1、a2、b1、b2、c1、c2都是非零实数，不等式a1x2+b1x+c1＞0的解集为A，不等式a2x2+b2x+c2＞0的解集为B，则“A=B是“ a1a2=b1b2=c1c2＞0”的（）A.充分非必要条件B.必要非充分条件C.充分必要条件D.既非充分又非必要条件【正确答案】：B【解析】：根据不等式的基本性质，充分必要条件的定义判断即可．【解答】：解：① 当A=B=∅时，不等式a1x2+b1x+c1＞0和a2x2+b2x+c2＞0可能是不同的不等式，则a1a2=b1b2=c1c2＞0不一定成立，∴充分性不成立，② 若a1a2=b1b2=c1c2=k＞0时，则不等式a1x2+b1x+c1＞0⇔ka2x2+kb2x+kc2＞0⇔a2x2+b2x+c2＞0，∴A=B，∴必要性成立，∴A=B是a1a2=b1b2=c1c2＞0的必要不充分条件，故选：B．【点评】：本题考查充要条件的判断，不等式的基本性质，属于中档题．16.（单选题，0分）定义在R上的函数y=f（x）的表达式为f（x）= {x2，x∈Qx，x∈Q，给出下列3个判断：（1）函数y=f（x）是非奇非偶函数；（2）当a＜0且a∈Q时，方程f（x）=a无解；（3）当a＞0时，方程f（x）=a至少有一解；其中正确的判断有（）A.0个B.1个C.2个D.3个【正确答案】：C【解析】：根据函数表达式，分别讨论变量是有理数和无理数，即可得到结论．【解答】：解：（1）若x∈Q，则-x∈Q，则f（-x）=x2=f（x），此时为偶函数，若x∈ Q，则-x∈ Q，则f（-x）=-x=-f（x），此时为奇函数，综上y=f（x）是非奇非偶函数，故（1）正确，（2）当a＜0且a∈Q时，f（x）=x2≥0，则方程f（x）=a无解，故（2）正确，（3）当a＞0时，若a∈Q，则由f（x）=a2=a，得a=1，若a∈ Q，则由f（x）=x=a，得x=a只有一解，故（3）错误，故选：C．【点评】：本题主要考查命题的真假判断，根据分段函数的表达式，利用分类讨论思想进行判断是解决本题的关键，是中档题．17.（问答题，0分）已知集合A={x||x-a|≤2}，不等式2x−1x+2≥1的解集为B．（1）用区间表示B；（2）若全集U=R，且A∩ B =A，求实数a的取值范围．【正确答案】：【解析】：（1）根据题意，分析可得2x−1x+2≥1⇔ x−3x+2≥0⇔（x-3）（x+2）≥0且x+2≠0，解可得集合B，即可得答案；（2）根据题意，求出集合A以及B，由A∩ B =A可得A⊆ B，由此分析可得答案．【解答】：解：（1）根据题意，2x−1x+2≥1⇔ x−3x+2≥0⇔（x-3）（x+2）≥0且x+2≠0，解可得：x＜-2或x≥3，即B=（-∞，-2）∪[3，+∞）；（2）由（1）的结论，B=（-∞，-2）∪[3，+∞），则B =[-2，3），A={x||x-a|≤2}=[a-2，a+2]，若A∩ B =A，则A⊆ B，则有-2≤a-2＜a+2＜3，解可得：0≤a＜1，即a的取值范围为[0，1）．【点评】：本题考查不等式的解法，涉及集合之间的关系，属于基础题．18.（问答题，0分）已知a 、b 都是正实数，且 b a =b-a ．（1）求证：a ＞1；（2）求b 的最小值．【正确答案】：【解析】：（1）根据已知条件，结合不等式的性质，即可求解．（2）根据已知条件，结合换元法和基本不等式的公式，即可求解．【解答】：证明：（1）∵ b a =b-a ，∴ b (1−1a )=a ，又∵a ，b 都是正实数，∴ (1−1a )＞0 ，∴ 1a ＜1 ，又∵a ＞0，∴a ＜1，即得证．（2）∵ b a =b-a ，∴ b (1−1a )=a ，∵a ＞1，∴ b =a 2a−1 ，令t=a-1（t ＞0），则b= a 2a−1 = (t+1)2t =t +1t +2≥2√t •1t +2=4 ， 当且仅当t=a-1=1，即a=2时，取得最小值，所以a=2时，b 的最小值为4．【点评】：本题主要考查不等式的证明，掌握基本不等式是解本题的关键，属于基础题．19.（问答题，0分）设函数y=f （x ）的表达式为f （x ）=x 2+|x-a|，其中a 为实常数．（1）判断函数y=f （x ）的奇偶性，并说明理由；（2）设a ＞0，函数g （x ）=f (x )x 在区间（0，a]上为严格减函数，求实数a 的最大值．【正确答案】：【解析】：（1）利用奇函数与偶函数的定义，分a=0和a≠0两种情况讨论即可；（2）利用函数单调性的定义分析，列出关于a 的不等式组，求解即可．【解答】：解：（1）函数f （x ）=x 2+|x-a|的定义域为R ，关于原点对称，f （-x ）=（-x ）2+|-x-a|=x 2+|x+a|，当a=0时，f （-x ）=f （x ），则f （x ）为偶函数，当a≠0时，f （-x ）≠f （x ）且f （-x ）≠-f （x ），则f （x ）为非奇非偶函数．（2）当x∈（0，a]时， g (x )=f (x )x =x 2+|x−a|x =x +a x −1 ， 设0＜x 1＜x 2≤a ，则 g (x 1)−g (x 2)=x 1+a x 1−x 2−a x 2 = (x 1−x 2)(x 1x 2−a )x 1x 2 ，因为0＜x 1＜x 2≤a ，所以x 1-x 2＜0且0＜x 1x 2＜a 2，因为函数g （x ）在区间（0，a]上为严格减函数，所以x 1x 2-a ＜0恒成立，即a ＞x 1x 2恒成立，所以 {a ≥a 2a ＞0，解得0＜a≤1， 故a 的最大值为1．【点评】：本题考查了奇偶性的判断，函数单调性的应用，函数单调性定义的理解与应用，判断函数奇偶性时要先判断函数的定义域是否关于原点对称，考查了逻辑推理能力与化简运算能力，属于中档题．20.（问答题，0分）已知非空集合S 的元素都是整数，且满足：对于任意给定的x ，y∈S （x 、y 可以相同），有x+y∈S 且x-y∈S ．（1）集合S能否为有限集，若能，求出所有有限集，若不能，请说明理由；（2）证明：若3∈S且5∈S，则S=Z．【正确答案】：【解析】：（1）分a∈S，且a≠0和a∈S，且a=0两种情况分别验证即可；（2）结合条件，由5∈S，3∈S，首先证得2的所有整数倍的数都是S中的元素，又3-2=1∈S，所以x=2k+l，k∈Z也是集合S中的元素，即{x|x=2k+1，k=Z}⫋S，所以有{x|x=2k，k∈Z}U{x|x=2k+1，k∈Z}=Z，即证得S=Z．【解答】：解：（1）能，理由如下：若a∈S，且a≠0，由题意知a的所有整数倍的数都是S中的元素，所以S是无限集；若a∈S，且a=0，则S={0}，x+y∈S，x-y∈S符合题意，且S={0}是有限集，所以集合S能为有限集，即S={0}；（2）证明：因为非空集合S的元素都是整数，且x+y∈Z，x-y∈Z，由5∈S，3∈S，所以5-3=2∈S，所以3-2=l∈S，所以1+1=2∈S，1+2=3∈S，1+3=4∈S，…，1-1=0∈S，0-1=-1∈S，-1-1=-2∈S，-2-1=-3∈S…，所以非空集合S是所有整数构成的集合，由5∈S，3∈S，所以5-3=2∈S，因为x+y∈S，x-y∈S，所以2+2=4∈S，2-2=0∈S，2+4=6∈S，2-4=-2∈S，2+6=8∈S，2-6=-4∈S，…，所以2的所有整数倍的数都是S中的元素，即{x|x=2k，k∈Z}⫋S，且3-2=1∈S，所以x=2k+l，k∈Z也是集合S中的元素，即{x|x=2k+1，k=Z}⫋S，{x|x=2k，k∈Z}U{x|x=2k+1，k∈Z}=Z，综上所述，S=Z．【点评】：本题考查了元素与集合的关系，属于难题．。
2020-2021学年上海市浦东新区建平中学高一(上)期末数学试卷
2020-2021学年上海市浦东新区建平中学高一（上）期末数学试卷试题数：21，总分：1501.（填空题，5分）函数y= √ln(2021−x)的定义域为___ ．2.（填空题，5分）已知集合A={x|y=x12}，B={x|e x-2＜1}，则A∩B=___ ．3.（填空题，5分）已知函数f（x）=（a2-1）x，若函数在（-∞，+∞）严格增函数，则实数a 的取值范围是___ ．4.（填空题，5分）函数f(x)=(12)x2−x−2的单调递增区间为___ ．5.（填空题，5分）对于任意实数a，函数f(x)=a x+3+12（a＞0且a≠1）的图象经过一个定点，则该定点的坐标是___ ．6.（填空题，5分）如图是一个地铁站入口的双翼闸机，它的双翼展开时，双翼边缘的端点A 与B之间的距离为16cm，双翼的边缘AC=BD=54cm，且与闸机侧立面夹角∠PCA=∠BQD=30°，当双翼收起时，可以通过闸机的物体的最大宽度为___ cm．7.（填空题，5分）已知函数f（x）=x2（x≤0），则y=f（x）的反函数为___ ．8.（填空题，5分）已知a、b都是正数，且（a+1）（b+2）=16，则a+b的最小值为___ ．9.（填空题，5分）已知log35= 1a，5b=7，则用a、b的代数式表示log63105=___ ．10.（填空题，5分）当|lga|=|lgb|，a＜b时，则a+3b的取值范围是___ ．11.（填空题，5分）如图所示，已知函数f（x）=log24x图象上的两点A、B和函数f（x）=log2x上的点C，线段AC平行于y轴，三角形ABC为正三角形时，设点B的坐标为（p，q），则2qp的值为___ ．12.（填空题，5分）已知函数f(x)={2−|x|，x≤2(x−2)2，x＞2，函数g（x）=b-f（2-x），如果y=f（x）-g（x）恰好有两个零点，则实数b的取值范围是___ ．13.（单选题，5分）函数f（x）= lg|x|x2的大致图象为（）A.B.C.D.14.（单选题，5分）若函数f(x)=x2+a−1e x是偶函数，则实数a的值是（）A.-1B.0C.1D.不唯一15.（单选题，5分）已知cos170°=m，则tan10°的值为（）A. √1−m2mB. −√1−m 2mC. √1−m 2D. √1−m 216.（单选题，5分）已知n ＜m ，函数 f (x )={log 12(1−x )，−1≤x ≤n 22−|x−1|−3，n ＜x ≤m的值域是[-1，1]，有下列结论：① 当n=0时， m ∈(12，2] ； ② 当 n ∈[0，12) 时，m∈（n ，2]；③ 当 n ∈[0，12) 时，m∈[1，2]； ④ 当 n =12 时， m ∈(12，2] ．其中正确结论的序号是（ ）A. ① ②B. ① ③C. ② ③D. ③ ④17.（问答题，12分）（1）已知 f (α)=cos (π+α)tan (π−α)cot (−α)sin (2π+α) ，求 f (π3) 的值； （2）已知 tanθ=12 ，求sin 2θ+sinθcosθ-cos 2θ的值．18.（问答题，12分）设函数 f (x )=a•e x −11+e x (a ∈R ) 是R 上的奇函数．（1）求a 的值，并求函数f （x ）的反函数f -1（x ）解析式；（2）若k 为正实数，解关于x 的不等式 f −1(x )＞ln 1+x k．19.（问答题，14分）某校数学建模小组研究发现：在40分钟的一节课中，高一年级学生注意力指标S 与学生听课时间t （单位：分钟）之间的函数关系为 S ={−14t 2+6t +46，0＜t ≤1383−log 3(t −5)，13＜t ≤40． （1）在上课期间的前13分钟内（包括第13分钟），求注意力的最大指标；（2）根据研究结果表明，当注意力指标大于80时，学生的学习效果最佳，现有一节40分钟课，其核心内容为连续的20分钟，问：教师是否能够安排核心内容的时间段，使得学生在核心内容的这段时间内，学习效果均在最佳状态？20.（问答题，16分）已知幂函数f(x)=x−2m2+m+3(m∈Z)是奇函数，且f（x）在（0，+∞）为严格增函数．（1）求m的值，并确定f（x）的解析式；（2）求y=log22f(x)−log12 [2f（x）]，x∈[12，2]的最值，并求出取得最值时的x取值．21.（问答题，16分）已知函数f（x）=2x（x∈R），记g（x）=f（x）-f（-x）．（1）解不等式：f（2x）-2f（x）≤3；（2）设t为实数，若存在实数x0∈（1，2]，使得g（2x0）=t•g2（x0）-1成立，求t的取值范围；（3）记H（x）=f（2x+2）+af（x）+b（其中a、b均为实数），若对于任意的x∈[0，1]，均有|H（x）|≤ 12，求a、b的值．2020-2021学年上海市浦东新区建平中学高一（上）期末数学试卷参考答案与试题解析试题数：21，总分：1501.（填空题，5分）函数y= √ln(2021−x)的定义域为___ ．【正确答案】：[1]（-∞，2020]【解析】：根据二次根式以及对数函数的性质求出函数的定义域即可．【解答】：解：由题意得：2021-x≥1，解得：x≤2020，故答案为：（-∞，2020]．【点评】：本题考查了求函数的定义域问题，考查对数函数以及二次根式的性质，是一道基础题．2.（填空题，5分）已知集合A={x|y=x12}，B={x|e x-2＜1}，则A∩B=___ ．【正确答案】：[1][0，2）【解析】：求出集合A，B，由此能求出A∩B．【解答】：解：∵集合A={x|y=x 12}={x|x≥0}，B={x|e x-2＜1}={x|x＜2}，∴A∩B=[0，2）．故答案为：[0，2）．【点评】：本题考查交集的求法，考查交集定义等基础知识，考查运算求解能力，是基础题．3.（填空题，5分）已知函数f（x）=（a2-1）x，若函数在（-∞，+∞）严格增函数，则实数a 的取值范围是___ ．【正确答案】：[1] (−∞，−√2)∪(√2，+∞)【解析】：根据指数函数的单调性即可得出：a2-1＞1，然后解出a的范围即可．【解答】：解：∵f（x）在（-∞，+∞）严格增函数，∴a2-1＞1，解得a＜−√2或a＞√2，∴a的取值范围是(−∞，−√2)∪(√2，+∞)．故答案为：(−∞，−√2)∪(√2，+∞)．【点评】：本题考查了指数函数的单调性，一元二次不等式的解法，考查了计算能力，属于基础题．4.（填空题，5分）函数f(x)=(12)x2−x−2的单调递增区间为___ ．【正确答案】：[1] (−∞，12]【解析】：利用复合函数的单调性，转化求解即可．【解答】：解：因为y= (12)x是减函数，y=x2-x-2在(−∞，12]是减函数，所以函数f(x)=(12)x2−x−2的单调递增区间为：(−∞，12]．故答案为：(−∞，12]．【点评】：本题考查复合函数的单调性的求法，是基础题．5.（填空题，5分）对于任意实数a，函数f(x)=a x+3+12（a＞0且a≠1）的图象经过一个定点，则该定点的坐标是___ ．【正确答案】：[1] (−3，32)【解析】：直接利用指数的性质a0=1求解即可．【解答】：解：因为当x=-3式时，f（x）= a0+12=32，所以函数f（x）必过定点(−3，32)．故答案为：(−3，32)．【点评】：本题考查了指数函数的性质，解题的关键是掌握指数的性质a0=1，属于基础题．6.（填空题，5分）如图是一个地铁站入口的双翼闸机，它的双翼展开时，双翼边缘的端点A 与B之间的距离为16cm，双翼的边缘AC=BD=54cm，且与闸机侧立面夹角∠PCA=∠BQD=30°，当双翼收起时，可以通过闸机的物体的最大宽度为___ cm．【正确答案】：[1]70【解析】：连接AB，CD，过A作AE⊥CD于E，过B作BF⊥CD于F，推得四边形AEFB为矩形，可得EF=AB，再由解直角三角形可得CE=DF，即可得到所求最大值．【解答】：解：连接AB，CD，过A作AE⊥CD于E，过B作BF⊥CD于F，因为AB || EF，AE || BF，所以四边形AEFB为平行四边形，又因为∠AEF=90°，可得四边形AEFB为矩形，所以EF=AB=16，因为AE || PC，可得∠PCA=∠CAE=30°，×54=27，所以CE=ACsin30°= 12同理可得DF=27，所以当双翼收起时，可以通过闸机的物体的最大宽度为：CD=CE+EF+FD=27+16+27=70（cm），故答案为：70．【点评】：本题考查解直角三角形在实际问题中的应用，考查运算能力和数形结合思想，属于基础题．7.（填空题，5分）已知函数f（x）=x2（x≤0），则y=f（x）的反函数为___ ．【正确答案】：[1] f−1(x)=−√x(x≥0)【解析】：由y=f （x ）反解出x ，然后求出原函数的值域即为反函数的定义域，再得到y=f （x ）的反函数．【解答】：解：因为y=x 2（x≤0），所以x=- √y ，又因原函数的值域是{y|y≥0}，所以已知函数f （x ）=x 2（x≤0），则y=f （x ）的反函数为 f −1(x )=−√x (x ≥0) ．故答案为： f −1(x )=−√x (x ≥0) ．【点评】：本题主要考查反函数的求解，解题中一般可通过求原函数的值域的方法求反函数的定义域，同时考查了学生的计算能力，属于基础题．8.（填空题，5分）已知a 、b 都是正数，且（a+1）（b+2）=16，则a+b 的最小值为___ ．【正确答案】：[1]5【解析】：直接利用均值不等式求解【解答】：解：∵（a+1）（b+2）=16，∴（a+1）+（b+2） ≥2√( a +1)(b +2) =2× √16 =8，（当且仅当a+1=b+2，即a=3，b=2时取等号）∴a+b≥5，则a+b 的最小值为5，故答案为：5．【点评】：本题考查了均值不等式的应用，属于基础题．9.（填空题，5分）已知log 35= 1a ，5b =7，则用a 、b 的代数式表示log 63105=___ ．【正确答案】：[1] b+a+1b+2a【解析】：由换底公式可得出 log 63105=log 3(5×7×3)log 3(7×32) ，然后进行对数的运算即可．【解答】：解：∵ log 35=1a ，5b =7 ，∴ log 63105=log 3(5×7×3)log 3(7×32) = log 35+log 35b +1log 35b +2 = 1a +b a +1b a +2 = b+a+1b+2a ． 故答案为： b+a+1b+2a ．【点评】：本题考查了对数的换底公式，对数的运算性质，考查了计算能力，属于基础题．10.（填空题，5分）当|lga|=|lgb|，a＜b时，则a+3b的取值范围是___ ．【正确答案】：[1]（4，+∞）【解析】：利用对数函数的性质，判断a，b是大小，得到关系式，然后求解a+2b的取值范围．【解答】：解：|lga|=|lgb|，a＜b时，|lga|=|lgb|，lga+lgb=0=lg（ab），∴ab=1，a，b＞0，所以a+3b=a+ 3 a ，令f（a）=a+ 3a，由“对勾”函数的性质知函数f（a）在a∈（0，1）上为减函数，所以f（a）＞f（1）=1+ 31=4，即a+3b的取值范围是（4，+∞）．故答案为：（4，+∞）．【点评】：本题考查了函数与方程的应用、对数运算性质，考查了推理能力与计算能力，属于基础题．11.（填空题，5分）如图所示，已知函数f（x）=log24x图象上的两点A、B和函数f（x）=log2x上的点C，线段AC平行于y轴，三角形ABC为正三角形时，设点B的坐标为（p，q），则2qp的值为___ ．【正确答案】：[1]4【解析】：直接利用点B在函数f（x）上，得到p和q的关系式，再利用对数式与指数式的互化即可得到答案．【解答】：解：根据题意，因为点B（p，q）在函数f（x）=log24x上，又f（x）=2+log2x，所以2+log2p=q，所以p=2q-2，即4p=2q ，所以 2q p 的值为4．故答案为：4．【点评】：本题考查了指数函数与对数函数的图象与性质的应用，涉及了指数与对数的运算，解题的关键是将点B 代入f （x ）得到p 和q 的关系，属于基础题．12.（填空题，5分）已知函数 f (x )={2−|x |，x ≤2(x −2)2，x ＞2，函数g （x ）=b-f （2-x ），如果y=f （x ）-g （x ）恰好有两个零点，则实数b 的取值范围是___ ．【正确答案】：[1] {74}∪(2，+∞)【解析】：根据f （x ）的解析式，先求出f （2-x ）的解析式，进而求得y=f （x ）+f （2-x ）的解析式，然后将问题转化为函数y=f （x ）+f （2-x ）与函数y=b 的图象恰有两个交点，作出两个函数的图象，根据图象分析求解即可．【解答】：解：函数 f (x )={2−|x |，x ≤2(x −2)2，x ＞2， 则函数 f (2−x )={2−|2−x |，x ≥0x 2，x ＜0 ， 故函数 y =f (x )+f (2−x )={2−|x |+x 2，x ＜02−|x |+2−|2−x |，0≤x ≤2(x −2)2+2−|2−x |，x ＞2，即 y =f (x )+f (2−x )={x 2+x +2，x ＜02，0≤x ≤2x 2−5x +8，x ＞2，因为函数g （x ）=b-f （2-x ），且y=f （x ）-g （x ）恰好有两个零点，等价于f （x ）+f （2-x ）=b 恰有两个根，即函数y=f （x ）+f （2-x ）与函数y=b 的图象恰有两个交点，因为 y =x 2+x +2=(x +12)2+74 且 y =x 2−5x +8=(x −52)2+74 ， 所以函数y=f （x ）+f （2-x ）的最低点的纵坐标为 74 ，作出函数y=f （x ）+f （2-x ）和y=b 的图象如图所示，由图象可知，当b= 74 或b ＞2时，两个函数图象有两个交点，即y=f （x ）-g （x ）恰好有两个零点，}∪(2，+∞)．所以实数b的取值范围是{74}∪(2，+∞)．故答案为：{74【点评】：本题考查了函数零点与方程根的关系，涉及了分段函数的应用，对于分段函数一般选用分类讨论或是数形结合的方法进行研究，而对于函数零点问题，则一般会转化为两个函数图象的交点进行处理，解题的关键是作出函数y=f（x）+f（2-x）的图象，属于中档题．13.（单选题，5分）函数f（x）= lg|x|的大致图象为（）x2A.B.C.D.【正确答案】：D【解析】：根据函数的奇偶性和函数的单调性，即可判断函数的图象．【解答】：解：∵f （-x ）= lg|x|x 2=f （x ），且定义域关于原点对称， ∴函数f （x ）为偶函数，即函数f （x ）的图象关于y 轴对称，故排除A ，B当x ＞1是函数y=lg|x|为增函数，当0＜x ＜1时，函数y=lg|x|为减函数， 当x ＞0，函数y= 1x 2 为减函数，故函数f （x ）在（0，1）上为增函数，在（1，+∞）为减函数， 故图象为先增后减，故排除C ， 故选：D ．【点评】：本题主要考查了函数的图象的识别，关键是掌握函数的奇偶性和函数的单调性，属于基础题．14.（单选题，5分）若函数 f (x )=x 2+a−1e x是偶函数，则实数a 的值是（ ）A.-1B.0C.1D.不唯一 【正确答案】：C【解析】：根据题意，由偶函数的定义可得f （-x ）=f （x ），即x 2+ a−1e x =（-x ）2+ a−1e (−x ) ，变形可得答案．【解答】：解：根据题意，函数 f (x )=x 2+a−1e x是偶函数， 则f （-x ）=f （x ），即x 2+ a−1e x =（-x ）2+ a−1e (−x ) ， 变形可得：（a-1）（e x -e -x ）=0恒成立，必有a=1， 故选：C ．【点评】：本题考查函数奇偶性的性质以及应用，注意函数奇偶性的定义，属于基础题． 15.（单选题，5分）已知cos170°=m ，则tan10°的值为（ ） A.√1−m 2m B. −√1−m 2mC.√1−m 2D. √1−m 2【正确答案】：B【解析】：由已知利用同角三角函数基本关系式可求sin170°= √1−m 2 ，进而根据诱导公式，同角三角函数基本关系式化简所求即可得解．【解答】：解：因为cos170°=m ， 所以sin170°= √1−m 2 ， 则tan10°= sin10°cos10° = sin170°−cos170° = √1−m 2−m =- √1−m 2m． 故选：B ．【点评】：本题主要考查了同角三角函数基本关系式，诱导公式在三角函数化简求值中的应用，考查了转化思想，属于基础题．16.（单选题，5分）已知n ＜m ，函数 f (x )={log 12(1−x )，−1≤x ≤n 22−|x−1|−3，n ＜x ≤m 的值域是[-1，1]，有下列结论：① 当n=0时， m ∈(12，2] ； ② 当 n ∈[0，12) 时，m∈（n ，2]； ③ 当 n ∈[0，12) 时，m∈[1，2]； ④ 当 n =12 时， m ∈(12，2] ． 其中正确结论的序号是（ ） A. ① ② B. ① ③ C. ② ③ D. ③ ④ 【正确答案】：D【解析】：先研究函数的性质，求出函数值为±1时对应x 的值，再根据函数的单调性对四个结论进行判断，找出使得值域是[-1，1]结论，即可得出答案．【解答】：解： y =log 12(1−x ) 是增函数，且当x=-1时，y=-1，x= 12时，y=1，y=22-|x-1|-3= {23−x −3，x ≥12x+1−3，x ＜1 ，当x=1时，y=1，x=2时，y=-1，x=0时，y=-1，且当x ＜1时，函数y=22-|x-1|-3是增函数，x ＞1时，函数y=22-|x-1|-3是减函数，当n=0时，最大值1必在x ＞n 时取到，即m 的值必须保证自变量x 可以取到1，故m≥1，故 m ∈(12，2] 错误， ① 不正确；② 当 n ∈[0，12) 时，此范围中n=0存在，故此时m≥1，故m∈（n ，2]错误， ② 不正确； ③ 由 ① 知，当 n ∈[0，12) 时，m∈[1，2]，故 ③ 正确；④ 当 n =12 时，此时 y =log 12(1−12) =1，此时在-1≤x≤n 时，-1≤y≤1，故此时 m ∈(12，2] ，可保证函数 f (x )={log 12(1−x )，−1≤x ≤n22−|x−1|−3，n ＜x ≤m 的值域是[-1，1]，故 ④ 正确．故选：D ．【点评】：本题考查命题真假的判断与应用，分段函数的性质，本题综合性强，思维量大，研究清楚函数的性质是解答的关键． 17.（问答题，12分）（1）已知 f (α)=cos (π+α)tan (π−α)cot (−α)sin (2π+α) ，求 f (π3) 的值；（2）已知 tanθ=12 ，求sin 2θ+sinθcosθ-cos 2θ的值．【正确答案】：【解析】：（1）利用诱导公式，同角三角函数基本关系式化简可得f （α）=-tanα，根据特殊角的三角函数值即可求解．（2）根据同角三角函数基本关系式即可化简求解．【解答】：解：（1）因为 f (α)=cos (π+α)tan (π−α)cot (−α)sin (2π+α) = − cosα(−tanα)−cotαsinα=-tanα， 所以 f (π3) =-tan π3 =- √3 ；（2）因为 tanθ=12 ， 所以sin 2θ+sinθcosθ-cos 2θ= sin 2θ+sinθcosθ−cos 2θsin 2θ+cos 2θ = tan 2θ+tanθ−1tan 2θ+1 = 14+12−114+1= −15 ．【点评】：本题考查运用诱导公式化简求值，考查同角三角函数间的关系式的应用，属于基础题．18.（问答题，12分）设函数 f (x )=a•e x −11+e x(a ∈R ) 是R 上的奇函数．（1）求a 的值，并求函数f （x ）的反函数f -1（x ）解析式； （2）若k 为正实数，解关于x 的不等式 f −1(x )＞ln 1+xk．【正确答案】：【解析】：（1）根据奇函数在x=0处有意义可得f （0）=0，然后求出a 的值，再求出f （x ）的反函数；（2）根据对数函数的单调性建立不等关系，分0＜k ＜2和k≥2两种情况，解不等式即可．【解答】：解：（1）因为函数 f (x )=a•e x −11+e x(a ∈R ) 是R 上的奇函数．所以f （0）=a−12=0 ，解得a=1，设y=f （x ）=e x −11+e x，则 e x =1+y1−y，所以 x =ln (1+y1−y) ， 所以函数f （x ）的反函数 f −1(x )=ln 1+x1−x ，x∈（-1，1）； （2）由 f −1(x )＞ln 1+x k ，可得 ln 1+x 1−x ＞ln 1+xk，x∈（-1，1）， 则1+x 1−x ＞1+x k ，所以 11−x ＞1k且k ＞0，所以1-x ＜k ，所以x ＞1-k ，① 若-1＜1-k ＜1，即0＜k ＜2，则原不等式的解集为（1-k ，1）， ② 若1-k≤-1，即k≥2，则原不等式的解集为（-1，1）．【点评】：本题主要考查反函数的求解，利用函数的奇偶性求参数值和对数不等式的解法，同时考查了学生的计算能力，属于中档题．19.（问答题，14分）某校数学建模小组研究发现：在40分钟的一节课中，高一年级学生注意力指标S 与学生听课时间t （单位：分钟）之间的函数关系为 S ={−14t 2+6t +46，0＜t ≤1383−log 3(t −5)，13＜t ≤40． （1）在上课期间的前13分钟内（包括第13分钟），求注意力的最大指标；（2）根据研究结果表明，当注意力指标大于80时，学生的学习效果最佳，现有一节40分钟课，其核心内容为连续的20分钟，问：教师是否能够安排核心内容的时间段，使得学生在核心内容的这段时间内，学习效果均在最佳状态？【正确答案】：【解析】：（1）直接利用二次函数求最值即可；（2）分段求出满足S≥80的t 的范围，取并集求得学生的学习效果最佳时间，再与20比较即可得出结论．【解答】：解：（1）当0＜t≤13时，S= −14t 2+6t +46 ， ∴当t=-62×(−14)=12时，S 的值最大，最大值为82；（2）当0＜t≤13时，令S=- 14 t 2+6t+46＞80，解得12-2 √2 ＜t ＜12+2 √2 ， ∴t∈（12-2 √2 ，13]，当13＜t≤40时，令83-log 3（t-5）＞80，解得5＜t ＜32，∴t∈（13，32）， ∴t∈（12-2 √2 ，32），∵32-（12-2 √2 ）=20+2 √2 ＞20，∴教师能够安排核心内容的时间段，使得学生在核心内容的这段时间内，学习效果均在最佳状态．【点评】：本题主要考查了函数的实际运用，考查分段函数最值的求法与不等式的解法，考查运算求解能力，是中档题．20.（问答题，16分）已知幂函数 f (x )=x −2m 2+m+3(m ∈Z ) 是奇函数，且f （x ）在（0，+∞）为严格增函数．（1）求m 的值，并确定f （x ）的解析式；（2）求 y =log 22f (x )−log 12[2f （x ）]， x ∈[12，2] 的最值，并求出取得最值时的x 取值．【正确答案】：【解析】：（1）由题意利用幂函数的定义和性质，可得-2m2+m+3 为奇数，且-2m2+m+3＞0，由此求得m的值．（2）令log2f（x）=t= log2x3，则t∈[-3，3]，函数y=t2+t+1= (t+12)2+ 34，再利用二次函数的性质，求出它的最值．【解答】：解：（1）∵幂函数f(x)=x−2m2+m+3(m∈Z)是奇函数，且f（x）在（0，+∞）为严格增函数，∴-2m2+m+3 为奇数，且-2m2+m+3＞0，求得-1＜m＜32，且-2m2+m+3 为奇数．∴m=0，f（x）=x3．（2）令log2f（x）= log2x3 =t，则log12f(x) = log21f(x)=-log2f（x）=-t，y=t2+t+1．∵ x∈[12，2]，∴t∈[-3，3]，函数y=t2+t+1= (t+12)2+ 34，故当t=- 12时，此时，x= 2−16，函数y取得最小值为34，当t=3时，即x=2时，函数y取得最大值为 13．【点评】：本题主要考查幂函数的定义和性质，对数函数的性质应用，属于中档题．21.（问答题，16分）已知函数f（x）=2x（x∈R），记g（x）=f（x）-f（-x）．（1）解不等式：f（2x）-2f（x）≤3；（2）设t为实数，若存在实数x0∈（1，2]，使得g（2x0）=t•g2（x0）-1成立，求t的取值范围；（3）记H（x）=f（2x+2）+af（x）+b（其中a、b均为实数），若对于任意的x∈[0，1]，均有|H（x）|≤ 12，求a、b的值．【正确答案】：【解析】：（1）函数f（x）=2x（x∈R），将f（2x）-2f（x）≤3转化为22x-2x-6≤0，然后利用一元二次不等式的解法以及指数不等式的解法求解即可；（2）根据g（2x0）=t•g2（x0）-1成立，利用换元法k=2x0−2−x0，转化为存在实数k∈(3 2，154]，使得1+k√k2+4=tk2成立，再设m=1k2，m∈[16225，49)，转化为求解函数y=m+√4m+1的求值范围，即可求得t的取值范围；（3）根据H（x）=f（2x+2）+af（x）+b的解析式，令v=2x，将问题转化为对任意v∈[1，2]，均有|φ（v）|= |4v2+av+b|≤12，列出关于a，b的关系，求解即可．【解答】：解：（1）因为函数f（x）=2x（x∈R），所以不等式f（2x）-2f（x）≤3，即为22x-2x-6≤0，即（2x+2）（2x-3）≤0，解得0＜2x≤3，所以x≤log23，故不等式f（2x）-2f（x）≤3的解集为（-∞，log23]；（2）存在实数x0∈（1，2]，使得g（2x0）=t•g2（x0）-1成立，即存在实数x0∈（1，2]，使得1+22x0−2−2x0=t(2x0−2−x0)2成立，令k=2x0−2−x0，因为k在（1，2]上单调递增，所以k∈(32，154]，又(2x0+2−x0)2=22x0+2−2x0+2=t2+4，则有存在实数k∈(32，154]，使得1+k√k2+4=tk2成立，则t=1k2+√4k2+1，设m=1k2，m∈[16225，49)，即有y=m+√4m+1在m∈[16225，49)上单调递增，所以y∈[271225，199)，故t的取值范围为[271225，199)；（3）H（x）=f（2x+2）+af（x）+b=22x+2+a•2x+b=4•（2x）2+a•2x+b，令v=2x，因为x∈[0，1]，所以v∈[1，2]，所以φ（v）=4v2+av+b，因为若对于任意的x∈[0，1]，均有|H（x）|≤ 12，则对任意v∈[1，2]，均有|φ（v）|= |4v2+av+b|≤12，所以 { |4+a +b |≤12①|16+2a +b |≤12②|16b−a 216|≤12③ ，由 ① ② ③ 解得a=-12，b= 172．【点评】：本题考查了函数与方程的综合运用，涉及了函数与不等式的综合应用，解题的关键是利用换元法将复杂函数转化为常见函数进行研究，属于难题．。
上海市上海中学2020-2021学年高二上学期期末数学试题
上海市上海中学2020-2021学年高二上学期期末数学试题 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、填空题1．若不同的两点A 和B 在参数方程1cos 2sin x y θθ=-+⎧⎨=+⎩（θ为参数）表示的曲线上，则A 与B 的距离的最大值是__________．2．z 是z 的共轭复数，若2z z +=，()2z z i -=（i 为虚数单位），则z =_____________.3．将圆22:36C x y +=上任意一点的横坐标变为原来的13，纵坐标不变，从而得到椭圆E ，则椭圆E 的焦点坐标是_____________.4．若双曲线Γ的两个焦点1F 和2F 都在x 轴上且关于y 轴对称，Γ的两个顶点是线段12F F 的两个三等分点，则此双曲线的渐近线方程是_____________.5．若双曲线H 的两个焦点都在y 轴上，且关于x 轴对称，焦距为10，实轴长与虚轴长相等，则双曲线H 的方程是_____________.6．二次函数238y x =的图像的准线方程是______________. 7．以方程22||||0x y x y +--=的曲线为边界的封闭区域的面积是______________.8．已知直线y m =与方程y =[]()21,21,x k k k Z ∈-+∈的曲线相交，相邻交点间的距离皆相等，则m =____________.9．设O 是复平面的原点，满足|||1|z i z -+-=的复数在复平面上所对应的点构成集合M ，在M 中任取不同的两点A 和B ，则AOB ∠的最大值是_____________. 10．已知动圆过定点()4,0A ，它与y 轴相交所得的弦MN 的长为8，则满足要求的动圆其半径的最小值是_____________.11．设点P 和点Q 都在半圆22(2)1x y -+=(0)y ≥上，使得2OP PQ =（O 为坐标系原点），坐标表示与PQ 同方向的单位向量，其结果是_____________.12．设抛物线2:2(0)C y px p =>的焦点为F ，点M 在C 上，5MF =，若以MF 为直径的圆过点(0,2)，则p = ．二、单选题13．已知直线l 倾斜角是arctan 2π-，在y 轴上截距是2，则直线l 的参数方程可以是（ ）A ．22x t y t =⎧⎨=-⎩B ．22x t y t =+⎧⎨=-⎩C ．22x t y t =⎧⎨=-⎩D ．22x t y t =+⎧⎨=-⎩14．集合{|(1)(1)()}M z z t t i t R ==-++∈，下列命题中不正确的是（ ）A ．M R =∅B ．0M ∉C ．若z M ∈，则z 在复平面上所对应的点一定不在第四象限D ．若z M ∈，2z =，则z 不一定是纯虚数15．已知动圆C 的圆心()00,x y 在抛物线212y x =上，且圆C 与直线2x =-相切，则圆C 与圆22(3)1x y -+=（ ）A ．总是相离B ．总是外切C ．一定有两个不同的公共点D ．可以有公共点，也可以没有公共点 16．已知点35,22⎛⎫- ⎪⎝⎭和点都在一条既关于x 对称，又关于y 轴对称的二次曲线上，则这条二次曲线（ ）A ．一定是圆B ．一定是椭圆C ．一定是双曲线D ．可以是椭圆，也可以是双曲线17．设集合{,}A a b =，其中a 和b 都是复数，且使得{}22{,},a b a b=成立，则满足要求的集合A 的个数是（ ）A ．0B ．1C ．2D ．4 18．设集合{}(,)|1A x y ==，(,)|)x B x y t y ⎧⎧⎫=⎪⎪⎪=⎨⎨⎬=⎪⎪⎪⎩⎭⎩为参数，则有（ ）A ．AB =∅ B ．A B ⊆C ．A B =D ．{}22(,)|1A B x y x y =+=三、解答题 19．把曲线P 的参数方程sin cos 1sin 2x y θθθ=+⎧⎨=+⎩化成普通方程，并在平面直角坐标系中画出相应的曲线.20．已知z 是纯虚数，并使得21z i+∈-R ，求z 21．对于有限集P ，我们以()f P 记该集合中元素的个数，若集合{}(,)|(0A x y x x ==，集合{}(,)|B x y y x k ==+，其中k 是常数，求()f A B .22．已知椭圆E 的方程是2214y x +=，圆O 的方程是221x y +=，直线l 与圆O 相切，与椭圆E 相交于不同的两点A 和B ，求AB 的最大值.23．在如图所示的等腰梯形ABCD 中，//AB CD ，AB CD >，以点A 和点B 为焦点，过点C 和点D 的椭圆的长轴长是2E a ，以点C 和点D 为焦点，过点A 和点B 的双曲线的实轴长是2H a ，试用两种方法证明:()()22E H a a AB CD ⋅=⋅24．设(),M M M x y 是抛物线2:2P x py =(0)p >上的动点，也是直线l 与抛物线P 唯一的公共点，直线l 与抛物线P 的对称轴相交，点F '与抛物线P 的焦点关于直线l 对称，求动点F '的轨迹方程.参考答案1．2【分析】将曲线的参数方程化为直角坐标方程可知,曲线为半径为2的圆,所以当AB 为圆的直径时,A 与B 的距离的最大值是2.【详解】由参数方程1cos 2sin x y θθ=-+⎧⎨=+⎩（θ为参数）,可得22(1)(2)1x y ++-=, 所以点A 和B 在半径为1的圆上,所以当AB 为圆的直径时,A 与B 的距离的最大值是2.故答案为 :2【点睛】本题考查了参数方程化普通方程,圆的标准方程,属于基础题.2【分析】设出复数z 的代数形式，结合复数加减法和乘法的运算法则，根据已知2z z +=，()2z z i -=，这样可以求出复数的代数表示，最后根据复数模的定义求解即可.【详解】设(,)z a bi a b R =+∈，则z a bi =-，由221z z a bi a bi a +=⇒++-=⇒=.由()2()21z z i a bi a bi i b -=⇒+-+=⇒=-，所以1z i z =-⇒【点睛】本题考查了复数的加减法和乘法的运算法则，考查了共轭复数的定义，考查了复数模的求法，属于基础题．3．(0,-【分析】设出圆22:36C x y +=上任意一点的坐标，再设出该点变换后的坐标，通过坐标之间的关系求出椭圆标准方程，进而求出焦点坐标..【详解】设00(,)P x y 是圆22:36C x y +=上任意一点，则有220036x y +=，点00(,)P x y 变换后对应点的坐标为'(,)P x y ，由题意可知：0000133x x x x y y y y ⎧==⎧⎪⇒⎨⎨=⎩⎪=⎩，所以有： 2222(3)361436x y x y +=⇒+=，因此有2236,4a b c ==∴==，焦点在纵轴上，因此焦点坐标为：(0,-.故答案为：(0,-【点睛】本题考查了坐标变换，考查了椭圆的焦点坐标，属于基础题.4．y =±【分析】根据题意设出双曲线的标准方程，根据Γ的两个顶点是线段12F F 的两个三等分点，可得等式，这要再利用,,a b c 之间关系，求出,a b 之间的关系，进而求出渐近线方程.【详解】 由题意可设双曲线的方程为：22221x y a b-=，因为两个顶点是线段12F F 的两个三等分点，所以有22222222398b c a a c a c ac a b b a a-=⇒=⇒==+∴=⇒=的渐近线方程为：y =±.故答案为：y =±【点睛】本题考查了双曲线的渐近线方程，属于基础题. 5．221252522y x -=【分析】根据题意设出双曲线的标准方程，根据焦距为10、实轴长与虚轴长相等、,,a b c 的关系，求出,a b 即可.【详解】因为双曲线H 的两个焦点和都在y 轴上，且关于x 轴对称，所以设双曲线H 的标准方程为： 22221y x a b -=，因为焦距为10，所以2105c c =⇒=，因为双曲线的实轴长与虚轴长相等，所以a b =，而222c a b =+，所以有222252252a ab =⇒==，因此双曲线的标准方程为： 221252522y x -=. 故答案为：221252522y x -=【点睛】本题考查了求双曲线的标准方程，考查了数学运算能力，属于基础题.6．23y =-【分析】把二次函数的解析式写成抛物线的标准方程的形式，最后求出准线方程即可.【详解】 223883y x x y =⇒=，所以准线方程为：23y =-. 故答案为：23y =- 【点睛】本题考查了抛物线的准线方程，属于基础题.7．2π+【分析】根据绝对值的性质，结合配方法化简方程，然后在直角坐标系内画出方程所表示的曲线，最后求出封闭区域的面积.【详解】当0,0x y ≥≥时，222222111||||00()()222x y x y x y x y x y +--=⇒+--=⇒-+-=， 当0,0x y ≥<时，222222111||||00()()222x y x y x y x y x y +--=⇒+-+=⇒-++=， 当0,0x y <≥时，222222111||||00()()222x y x y x y x y x y +--=⇒++-=⇒++-=， 当0,0x y <<时，222222111||||00()()222x y x y x y x y x y +--=⇒+++=⇒+++=， 在直角坐标系内，方程所表示的曲线如下图所示：2222ππ⎛⨯=+ ⎝⎭. 故答案为：2π+【点睛】本题考查曲线与方程，考查数形结合的解题思想方法，是中档题．8．0,1,2【分析】把方程y =化简，在同一直角坐标系内画出直线y m =和方程y =所表示的曲线，利用数形结合结合已知求解即可.【详解】22(2)1(0)y x k y y =-+=≥，在同一直角坐标系内，画出直线y m =和方程y =所表示的曲线，如下图所示：显然当0,1m =时，相邻交点间的距离皆相等，当01m <<时，令221y m x x y =⎧⇒=⎨+=⎩令222(2)1y m x x y =⎧⇒=±⎨-+=⎩，由题意可知：201AB BC m m m =⇒=-=±<<∴=根据图形的对称性可知：此时相邻交点间的距离皆相等，故答案为： 【点睛】本题考查了直线与圆的方程应用问题，考查了数形结合思想，是中档题．9．2π 【分析】根据|||1|z i z -+-=可以知道复数z 在复平面所表示的轨迹，从而确定集合M ，这样可以确定AOB ∠的最大值.【详解】由|||1|z i z -+-=z 表示在复平面内到(0,1),(1,0)P Q 两点的距离之和为，而PQ =z 表示的线段PQ ，因此集合M 是表示线段PQ 上的点，如下图所示：显然当2AOB POQ π∠=∠=时，AOB ∠有最大值，最大值为2π. 故答案为：2π 【点睛】 本题考查了复数模的几何意义，考查了数形结合，属于基础题.10．4【分析】根据题意，设动圆的圆心为M ，其坐标为（x ，y ），其半径为r ，结合题意分析可得（x ﹣4）2+y 2＝x 2+16，变形可得：y 2＝8x ，解可得动圆圆心的轨迹的方程，进而可得r 2＝（x ﹣4）2+y 2＝（x ﹣4）2+8x ＝x 2+16，结合二次函数的性质分析可得答案．【详解】根据题意，设动圆的圆心为M ，其坐标为（x ，y ），其半径为r ，则有（x ﹣4）2+y 2＝x 2+16，变形可得：y 2＝8x ，则动圆圆心的轨迹M 的方程为y 2＝8x ，其中x ≥0，则r 2＝（x ﹣4）2+y 2＝（x ﹣4）2+8x ＝x 2+16≥16，当x ＝0时，r 取得最小值，且其最小值为4；故答案为：4．【点睛】本题考查直线与圆的方程的应用，关键是分析圆心的轨迹，属于综合题．11．(88【分析】设出点P 和点Q 的坐标，根据2OP PQ =，结合半圆的方程，可以求出点P 和点Q 的坐标，最后求出向量PQ 的坐标表示和模，最后求出与PQ 同方向的单位向量. 【详解】设1122(,),(,)P x y Q x y ，由1211212112232(,)2(,)(1)23x x OP PQ x y x x y y y y ⎧=⎪⎪=⇒=--⇒⎨⎪=⎪⎩， 因为点P 和点Q 都在半圆22(2)1x y -+=(0)y ≥上，所以有()()221122222121x y x y ⎧-+=⎪⎨-+=⎪⎩(2)， 由（1），（2）解得：211115584,48x x y y ⎧⎧==⎪⎪⎪⎪⎨⎨⎪⎪==⎪⎪⎩⎩，所以5(,88PQ =，因此5(2PQ ==，所以与PQ同方向的单位向量为：(88. 故答案为：(88【点睛】本题考查了平面向量共线定理的应用，考查了平面向量坐标的坐标表示，考查了平面向量共线坐标表示公式，考查了数学运算能力. 12．2或8． 【解析】试题分析：设(,)M x y ，55522p pMF x x =⇒+=⇒=-，22210y px p p ==-，设(0,2)A ，∴(,2)AM x y =-，(,2)2PAF =-，20420420424p y AM AF x y y y ⋅=⇒⋅+-=⇒+-=⇒=216102p p p ⇒=-⇒=或8．考点：1．抛物线的标准方程及其性质；2．圆的性质．【思路点睛】研究抛物线的几何性质时，一是注意定义转化应用；二是要结合图形分析，同时注意平面几何性质的应用，“看到准线想到焦点，看到焦点想到准线”，许多抛物线问题均可根据定义获得简捷、直观的求解． 13．A 【分析】根据直线倾斜角和直线斜率的关系求出斜率，最后利用点斜式求出直线方程，对四个选项中的参数方程进行加减法消元或代入法消元，化成点斜式方程，最后进行判断即可. 【详解】因为直线l 倾斜角是arctan 2π-，所以直线l 的斜率为：tan(arctan 2)tan(arctan 2)2π-=-=-. 又因为直线l 在y 轴上截距是2，所以直线l 的方程为：22y x =-+.选项A ：2222x ty x y t =⎧⇒=-+⎨=-⎩，符合题意；选项B ：2242x ty x y t=+⎧⇒=-+⎨=-⎩，不符合题意； 选项C ：21222x t y x y t=⎧⇒=-+⎨=-⎩，不符合题意；选项D ：22112x t y x y t=+⎧⇒=-+⎨=-⎩，不符合题意. 故选：A 【点睛】本题考查了直线倾斜角和直线斜率之间的关系，考查了参数方程化为普通方程，属于基础题. 14．A 【分析】A ：根据复数的分类结合集合的交集运算定义进行判断即可；B ：根据复数的分类结合元素与集合的关系进行判断即可；C ：根据复数在平面对应点的特征结合不等式组的解集进行判断即可；D ：根据复数模的定义结合复数的分类进行判断即可. 【详解】A ：当1t =-时，{2}M =-，因此{}2MR =-≠∅，故本命题是假命题；B ：当z R ∈时，1t =-，此时{2}M =-，因此0M ∉，故本命题是真命题；C ：当z 在复平面上所对应的点在第四象限时，则有1010t t ->⎧⎨+<⎩成立，而该不等式组的解集为空集，故本命题是真命题；D ：当2z =21t =⇒=±，即2,2z i =-，故本命题是真命题. 故选：A 【点睛】本题考查了复数的分类、模的计算公式，考查了集合的交集运算，考查了元素与集合的关系，考查了命题的真假判断，属于基础题. 15．B 【分析】根据圆C 与直线2x =-相切，根据抛物线的定义，结合圆与圆的位置关系的判断方法进行判断即可. 【详解】抛物线212y x =的焦点的坐标为(3,0)，恰好是圆22(3)1x y -+=的圆心，且该圆的半径为1，动圆C 的圆心()00,x y 在抛物线212y x =上，所以有00x ≥，抛物线的准线方程为：3x =-.两个圆的圆心距为00(3)3x x --=+.因为圆C 与直线2x =-相切，所以该圆的半径为：00(2)2r x x =--=+，因此两个圆的半径之和为：001213r x x +=++=+，显然等于两个圆的圆心距，因此是两圆相外切. 故答案为：B 【点睛】本题考查了两个圆的位置关系判断，考查了抛物线的定义，考查了圆的切线性质. 16．B 【分析】根据题意可设二次曲线方程为：222x y r +=或221mx ny +=，根据两个点是否能同时满足方程进行判断即可. 【详解】当二次曲线方程为222x y r +=，把点的坐标代入方程中：有222223522r r⎧⎛⎫⎛⎫-+=⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎨⎪+=⎩，方程组无实数解，故这两个点不能在符合条件的圆上； 当二次曲线方程为221mx ny +=，把点的坐标代入方程中：有22213516221110m m n n m n ⎧⎧⎛⎫⎛⎫=⎪⎪-+=⎪⎪ ⎪ ⎪⇒⎝⎭⎝⎭⎨⎨⎪⎪=+=⎪⎪⎩⎩，此时二次曲线表示椭圆. 故选：B 【点睛】本题考查了已知二次曲线过点求二次曲线方程，考查了数学运算能力. 17．C 【分析】根据集合相等的概念，分类讨论进行求解即可. 【详解】 因为{}22{,},a b a b=，所以有22,a a b b==或22,a b b a ==.当22,a a b b ==时，由20,1a a a =⇒=，同理可求得0,1b =，此时{0,1}A =. 当22,a b b a ==时，则有432(1)0(1)(1)0a a a a a a a a =⇒-=⇒-++=，解得0a =，或1a =，或2(1)0a a ++=，当0a =，或1a =时，此时{0,1}A =；当2(1)0a a ++=时，解得a =，当a =时，b =A =⎪⎪⎩⎭，当a =时，b =，此时11,22A ⎧⎫---⎪⎪=⎨⎬⎪⎪⎩⎭. 故选：C【点睛】本题考查了集合相等求元素，考查了分类讨论思想，考查了一元二次方程复数解问题，考查了数学运算能力. 18．D 【分析】对集合A 中的方程中左边的项移项，然后用平方法进行化简，对集合B 中的参数方程用平方法进行消参，然后逐一判断即可. 【详解】2211((1=⇒=-⇒=-,化简后再通过平方法化简，得221x y +=，因此{}22(,)|1A x y x y +==；22221,011(01,01)x x y t x y x y y ⎧=⎪⇒+=≤≤∴+=≤≤≤≤⎨=⎪⎩，因此 {}22(,)1(01,01)B x y x y x y =+=≤≤≤≤，显然A B B =，B A ⊆，A B ≠，{}22(,)|1A B x y x y =+=.故选：D 【点睛】本题考查了集合的交集、并集的运用，方程的恒等变形、消参是解题的关键. 19．2([y x x =∈，在平面直角坐标系中画出相应的曲线如下所示：【分析】运用同角的三角函数关系式中平方和关系，结合二倍角的正弦公式，运用加减消元法求解即可，最后画出相应曲线即可. 【详解】22sin cos (1)(1)(2)sin cos )[1sin 2(2)x y x x x y θθθθθπθ=+⎧-⇒==+=+∴∈⎨=+⎩因此普通方程为：2([y x x =∈，在平面直角坐标系中画出相应的曲线如下所示：【点睛】本题考查了将参数方程化为普通方程，考查了画方程的曲线，考查了同角的三角函数关系中的平方和关系，考查了二倍角的正弦公式，属于基础题. 20．-2i 【分析】设()z bi b R =∈，代入21z i +-进行化简，根据21z i+-为实数，列方程，解方程求得b 的值，也即求得z . 【详解】设()z bi b R =∈，代入21z i +-得()()()()()212221112bi i b b ibi R i i i ++-+++==∈--+，所以20b +=，解得2b =-.所以2z i =-.【点睛】本小题主要考查复数除法运算，考查复数是纯虚数、实数的概念和运算，属于基础题.21．当k >k <()0f A B =；当k =()1f AB =；当01k <<或10k -<<时，()1f A B =；当0k =时，()0f A B =【分析】运用绝对值的性质，结合乘法运算的性质，可以求出集合A 表示的曲线方程，在同一角坐标系内画出集合,A B 表示的曲线，利用数形结合思想求解即可. 【详解】当0x =时，显然有0x ≤，若0y ≥时，221x y +=；当0y <时，有221x y -=.当0x =时，显然有0x ≥，若0y ≥时，221x y -=；当0y <时，有221x y +=.在同一直角坐标系内画出集合,A B 所表示的曲线，如下图所示：当直线y x k =+与221x y +=(0x ≤且0)y ≥1k =⇒=知：此时k =y x k =+与221x y +=(0x ≥且0)y <相切时，此时k =221x y -=的渐近线方程的方程为y x =±，由图象可知：当k >k <()0f A B =；当k =()1f AB =；当01k <<或10k -<<时，()1f A B =；当0k =时，()0f A B =.【点睛】本题考查了集合元素的属性特征，考查了集合交集的几何意义，考查了曲线与方程的关系，考查了数形结合思想. 22．2 【分析】讨论直线l 与y 轴垂直，求得A ，B 的坐标，可得弦长；再由直线l 不垂直于y 轴时，设直线l 的方程为x my t =+，求得O 到直线l 的距离，联立椭圆方程可得y 的二次方程，运用韦达定理和弦长公式，化简整理，结合基本不等式即可得到所求最大值． 【详解】当直线l 垂直于y 轴时，由直线l 与圆O ：221x y +=相切， 可知直线l 的方程为y ＝±1，联立22114y y x =⎧⎪⎨+=⎪⎩，得x =， 联立22114y y x =-⎧⎪⎨+=⎪⎩，得2x =±，∴AB ；当直线l 不垂直于y 轴时，设直线l 的方程为x my t =+,由直线l 与圆O ：221x y +=1，即221t m =+，将x my t =+代入2214yx +=，整理得222)(148440m y mty t -+++＝，设1122(,),(,)A x y B x y ,则有122814mt y y m +=-+，21224414t y y m -=+，AB ==()222231214m m m++≤=+ 当且仅当2213mm +=时等号成立，即2m =±时，|AB |取得最大值2． 综上可得AB 的最大值为2． 【点睛】本题考查椭圆方程以及椭圆弦长的求法，考查运算求解能力，考查了重要不等式的应用，考查化归与转化思想，是中档题． 23．两种证明方法见解析. 【分析】运用椭圆和双曲线的定义，利用勾股定理和坐标法证明即可. 【详解】证法一、由椭圆的定义可得2E CA CB a =+， 双曲线的定义可得2H CA DA a =﹣， 由等腰梯形可得BC AD ＝， 则22)()(22E H a a CA CB =﹣ 如图可设CM AB DN AB ⊥⊥，， 可得:22222222()()()()CA CB CM AM CM BM AM BM AM BM AM BM AB MN AB CD--=-=+-=⋅=+⋅+=即有()()22E H a a AB CD ⋅=⋅，所以命题成立； 证法二、由椭圆的定义可得2E CA CB a =+，双曲线的定义可得2H CA DA a =﹣， 由等腰梯形可得BC AD ＝， 则22)()(22E H a a CA CB =﹣以AB 的中点为坐标原点，建立如图所示的直角坐标系，设(0),(0),(,),(,),,0A m B m C n h D n h m n -->，，，可得222222(())4CA CB n m h m n h mn AB CD -=-++--⋅＝＝ 则()()22E H a a AB CD ⋅=⋅，所以命题成立.【点睛】本题考查椭圆和双曲线的定义，运用勾股定理和等腰梯形的性质以及坐标法是解题的关键，考查化简变形能力和运算能力，属于中档题． 24．2py =- 【分析】设出过设(),M M M x y 的直线方程，与抛物线的方程联立，根据已知，由一元二次方程根的判别式求出直线l 的方程，再根据斜率公式和中点坐标公式求出动点F '的轨迹方程. 【详解】抛物线2:2P x py =的对称轴为纵轴，所以直线l 存在斜率，因此设它的方程为：()M M y y k x x -=-，与抛物线方程联立，消y 得：222()0M M x pkx p y kx ---=，由题意得：22(2)8()0220(1)M M M M pk p y kx pk y kx ∆=-+-=⇒+-=,又因为(),M M M x y 是抛物线2:2P x py =上的动点，所以有22(2)M M x py =，由（1）（2）可得：1M k x p=， 所以直线l 的方程为：212M M x y x p p=-设F '的坐标为：(,)x y ，抛物线的焦点坐标为：(0,)2p ，因为点F '与抛物线P 的焦点关于直线l 对称，所以有： 2212222M M M p y x x p p y x x x p p ⎧-⎪⋅=-⎪⎪⎨⎪+⎪=⋅-⎪⎩，消去M x ，得221022p x y p y ⎛⎫ ⎪⎛⎫ ⎪++= ⎪ ⎪⎝⎭⎛⎫- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭，所以动点F '的轨迹方程为：2p y =-. 【点睛】本题考查了抛物线的切线方程以及两点关于直线对称问题．属中档题．。
上海市格致中学2020-2021学年高二上学期期中数学试卷及解析
上海市格致中学2020-2021学年高二上学期期中数学试卷注意事项：1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2．请将答案正确填写在答题卡上第I 卷（选择题）一、选择题1.二元一次方程组111222a xb yc a x b y c +=⎧⎨+=⎩存在唯一解的必要非充分条件是（ ）A.系数行列式0D ≠B.直线111a x b y c +=与直线222a x b y c +=不平行C.1122a b a b ≠ D.12(,)a a a =与12(,)b b b=不平行2.若点()1,1P 到直线cos sin2x y θθ⋅+⋅=的距离为d，则d 的最大值是（ ） A.2+B.2C.2-D.2+3.用数学归纳法证明： ()()*1111232n f n n N =++++∈的过程中，从n k =到1n k =+时，()1f k +比()f k 共增加了（ ）A.1项B.21k -项C.12k +项D.2k 项4.设等比数列{}n a 的公比为q ，其前n 项之积为n T ，并且满足条件：11a >，201920201a a >，20192020101a a -<-，给出下列结论：①01q <<；② 2019202110a a ->；③2019T 是数列{}n T 中的最大项；④使1n T >成立的最大自然数等于4039；其中正确结论的序号为（ ） A.①②B.①③C.①③④D.①②③④第II 卷（非选择题）二、解答题5.已知A ，B ，C 为ABC 的三个内角，向量()cos ,sin p B B =-，()cos ,sin q C C =，且()2q p q -⊥，求A ∠的大小.6.已知ABC 的顶点()5,1A ，B 的平分线所在直线方程为0x y -=，C ∠的平分线所在直线方程为20x -=.（1）求BC 边所在的直线方程； （2）求B .7.已知向量()21,a x x =+-，(21,2b n =（n 为正整数），函数()f x a b =⋅，设()f x 在0,上取最小值时的自变量x 取值为n a .（1）求数列{}n a 的通项公式；（2）对任意正整数n ，都有()2451n n b a ⋅-=成立，设n S 为数列{}n b 的前n 项和，求lim n x S →∞.8.数列{}n a 与{}n b 满足1a a =，1n n n b a a +=-，S n 是数列{a n }的前n 项和（n ∈N*）. （1）设数列{}n b 是首项和公比都为13-的等比数列，且数列{}n a 也是等比数列，求a 的值；（2）设121nn n b b +-=-，若3a =且4n a a ≥对n *∈N 恒成立，求2a 的取值范围；（3）设a ＝4，2n b =.22n n nS c λ+=（n *∈N ，2λ≥-），若存在整数k ，l ，且1k l >>，使得k l c c =成立，求λ的所有可能值.三、填空题9.已知平面上两点)1-，()1,4B -，则AB =____________. 10.22222341lim n n n n n n →∞+⎛⎫++++=⎪⎝⎭____________. 11.已知向量a ，b 满足1a =，()3,2b =-，且0a b λ+=（R λ∈），则λ=____.12.已知无穷等比数列{}n a 的所有项的和为3，则首项1a 的取值范围为_____________. 13.若全集U =R ，且不等式11111xx -≥+的解集为A ，则UA____.14.数列1，()12+，()223234122,1222,(1222()2),....+++++++++的前n 项之和n S =____________.15.已知向量()1,1a =-，b a ⊥，且||2b =，则满足条件的一个b =____________.16.过点()3,1的直线分别与x 轴、y 轴的正半轴交于A 、B 两点，则AOB （O 为坐标原点）面积取得最小值时直线方程为____________.17.已知两点()1,0M -，()1,0N ，若直线340x y m -+=上存在点P 满足0PM PN ⋅=，则实数m 的取值范围是____.18.已知数列{}n a 满足：11a =，{}()*112,,,n n n a a a a a n N +-∈∈，记数列{}n a 的前n项和为n S ，若对所有满足条件的{}n a ，10S 的最大值为M =____.19.已知直线PA ，PB 分别与半径为1的圆O 相切于点A ，B ，||2PO =，若点M 在圆O 的内部（不含边界），且()21PM PA PB λλ=+-，则实数λ的取值范围是____.参考答案1.B【解析】1. 二元一次方程组111222a x b y c a x b y c +=⎧⎨+=⎩存在唯一解的充要条件是直线111a x b y c +=与直线222a x b y c +=不平行且不重合，然后可选出答案.二元一次方程组111222a xb yc a x b y c +=⎧⎨+=⎩存在唯一解的充要条件是直线111a x b y c +=与直线222a x b y c +=不平行且不重合，其中ACD 是充要条件，B 是必要非充分条件 故选：B 2.A【解析】2.利用点到直线距离公式求出距离化简得cos sin 2d θθ=+-，利用辅助角公式和三角函数的性质即可求最值.点()1,1P 到直线cos sin 2x y θθ⋅+⋅=的距离为cos sin 224d πθθθ⎛⎫==+-=+- ⎪⎝⎭，当sin 14πθ⎛⎫+=- ⎪⎝⎭时max 22d ==+故选：A 3.D【解析】3.n k =时，最后一项为12k ，1n k =+时，最后一项为112k +，由此可得由n k =变到1n k =+时，左边增加的项.由题意，n k =时，最后一项为12k ，1n k =+时，最后一项为111122222kk k k +⨯+== 所以由n k =变到1n k =+时，左边增加的项为111212222k k k k ++⋯++++，增加了2k项 故选：D 4.B【解析】4.由题意可得20191a >，20201a <，结合等比数列的性质逐一核对四个命题得答案．11a >，201920201a a >，20192020101a a -<-， 20191a ∴>，20201a <． 01q ∴<<，故①正确；22019202120201a a a =<，2019202110a a ∴-<，故②不正确；20201a <，2019T ∴是数列{}n T 中的最大项，故③正确；20204039403912403840391T a a a a a ==<，20194038124037403820192020()1T a a a a a a ==>，∴使1n T >成立的最大自然数等于4038，故④不正确． ∴正确结论的序号是①③．故选：B ． 5.23A π=.【解析】5.根据平面向量垂直时其数量积为0，列出等式，利用同角三角函数的基本关系式及两角和余弦公式化简，得到()1cos 2B C +=，再利用B C A π+=-及诱导公式求出cos A ，根据三角形内角范围即可求出A 的度数.因为()2q p q -⊥，所以()20q p q -⋅=，即220q p q -⋅=， 因为()cos ,sin p B B =-，()cos ,sin q C C =， 所以22cos sin 2(cos cos sin sin )0C C B C B C +--=， 所以12cos()0B C -+=， 所以()1cos 2B C +=，即1cos 2A =-，因为()0,A π∈，所以23A π=. 6.（1）23y x =+；（2）4arccos 5B ∠=.【解析】6.（1）求出点()5,1A 关于直线0x y -=和20x -=对称的点，利用两个对称点都在直线BC 上，即可求得BC 边所在的直线方程；（2）联立直线方程求出,B C 两点的坐标，利用两点间距离公式求出ABC 三条边长，再利用余弦定理即可求得B .（1）作点()5,1A 关于B 的平分线0x y -=的对称点()11,5A ， 作点()5,1A 关于C ∠的平分线20x -=的对称点()21,1A -， 由题意得B ，1A ，2A ，C 四点共线， 所以直线BC 的方程为511(1)11y x --=++，即23y x =+； （2）由023x y y x -=⎧⎨=+⎩得()3,3B --，由2023x y x -=⎧⎨=+⎩得()2,7C ，又()5,1A ，所以AB ==AC ==BC ==由余弦定理得2224cos25AB BC AC B AB BC +-===⨯， 所以4arccos 5B ∠=.7.（1）n a =2）12.【解析】7.（1）根据向量的数量积运算求出()f x 的解析式，再根据二次函数的性质求出数列{}n a 的通项公式；（2）由{}n a 的通项公式得出n b 11122121n n ⎡⎤=-⎢⎥-+⎣⎦，再由裂项相消法求出n S ，最后得出lim n x S →∞.（1）()(2()1,f x a b x x =⋅=+-⋅21x =-+，抛物线的顶点横坐标为0x =>，开口向上，在0,上当x =时函数取得最小值，所以n a =（2）()2211141(21)(21)415n b n n n n ===-+-+-11122121n n ⎡⎤=-⎢⎥-+⎣⎦. 111111123352121n S n n ⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫=-+-++- ⎪ ⎪ ⎪⎢⎥-+⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦， 111lim lim 12212n n n S n →∞→∞⎛⎫=-= ⎪+⎝⎭. 8.（1）14；（2）[]8,1--；（2）1-或2-.【解析】8.（1）先求1()3nn b =-，再求2a ，3a ，最后根据数列{}n a 是等比数列建立方程2213a a a =⋅，解得14a =； （2）先求n b ，再求n a ，最后根据4n a a ≥建立不等式222172()46022nn a n a -+--+≥，确定2a 的取值范围即可；（3）先求23n S n n =+，再求2322n nn n c λ++=，最后根据k l c c =建立方程求λ的所有可能值.解：（1）数列{}n b 是首项和公比都为13-的等比数列，所以1()3nn b =-.数列{}n a 与{}n b 满足1a a =，1n n n b a a +=-，所以11()3nn n a a +-=-.所以213a a =-，321299a a a =+=-，由于数列{}n a 也是等比数列，所以2213a a a =⋅，整理得212()()39a a a -=-，解得14a =. （2）由121nn n b b +-=-， 利用累加法得1123112(21)2222(1)(1)2121n n n n b b n n n ----=++++--=--=---.由于123b a =-，所以224n n b n a =-+-，则1224nn n a a n a +-=-+-，利用累加法1122(21)(1)(4)(1)212n n n n a a a n ----=-+---，得到：2(1)22(4)(1)2nn n n a a n a -=--+--+， 依题意：4n a a ≥对n *∈N 恒成立， 所以222172()46022nn a n a -+--+≥， 令1n =，2，3，4，5，得到2[8,1]a ∈--.（3）由于4a =，2n b =所以12n n a a +-=，整理得：22n a n =+. 故2(1)4232n n n S n n n -=+⨯=+. 所以223222n n n nS n n c λλ+++==，假设存在整数k ，l ，且1k l >>，使得k l c c =成立，故22323222k lk k l l λλ++++=， 当321k l λ=⎧⎪=⎨⎪=-⎩或422k l λ=⎧⎪=⎨⎪=-⎩时，满足条件. 9.()1,3-【解析】9.利用终点坐标减去起点坐标计算即可得解. 因为()0,1A -，()1,4B -，所以()1,3AB =-. 故答案为：()1,3-. 10.12【解析】10.根据等差数列的求和公式，求得222223411322n n n nn n+++++=+，再结合极限的运算法则，即可求解.由等差数列的前n 项和公式，可得：()222222123413132222n n n n n n nn n n n++++++++===+， 所以22222341131lim lim 222n n n n n n n n →∞→∞+⎛⎫⎛⎫++++=+=⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭. 故答案为：12.【解析】11. 由条件得到32,a λλ⎛⎫=-⎪⎝⎭，然后结合1a =计算可得出答案. 因为0a b λ+=，()3,2b =-，所以()3,2a b λ=-=-，显然0λ≠，所以32,a λλ⎛⎫=- ⎪⎝⎭，因为1a =1=，解得λ=12.()()0,33,6【解析】12.设等比数列{}n a 的公比为q ，根据题意得出10q -<<或01q <<，根据无穷等比数列的和得出1a 与q 所满足的关系式，由此可求出实数1a 的取值范围. 设等比数列{}n a 的公比为q ，根据题意得出10q -<<或01q <<， 由于无穷等比数列{}n a 的所有项的和为3，则131a q=-，()131a q ∴=-. 当10q -<<时，则112q <-<，此时，136a <<； 当01q <<时，则011q <-<，此时，103a <<.因此，首项1a 的取值范围是()()0,33,6.故答案为：()()0,33,6.13.1,0【解析】13.结合行列式的知识化简集合，再求补集. 由题意可知1(1)(1)11x x +--⨯，整理得110x+ 解得0x >或1x ≤-，即{0A xx =>∣或}1x ≤- 则{10}(1,0]UA x x =-<≤=-∣故答案为：1,014.122n n +--【解析】14.先归纳出通项公式，然后再分组求和． 由题意211212222112nn n n a --=+++==--， ∴2212(12)(21)(21)(21)(222)2212n nnn n S n n +-=-+-++-=+++-==---．故答案为：122n n +--。
2022上海高二数学考试满分攻略(沪教版2020第一册)第2章圆锥曲线(新文化与压轴30题专练)解析
第2章圆锥曲线（新文化与压轴30题专练）一、单选题1．（2021·上海·高二专题练习）开普勒第二定律的内容是“在相等的时间内，行星与恒星所连线段扫过的面积相等”，如图，已知行星绕恒星运动的轨道是一个椭圆，恒星在椭圆的一个焦点F 处.从行星位于长轴端点P 这一位置开始计算，它再次运行到点P 所经过的时间为T .根据开普勒第二定律，从P 开始经过4T时间，行星的位置可能在（ ）A ．A 点处B ．B 点处C ．C 点处D ．D 点处【答案】A 【解析】根据开普勒第二定律即可得 【详解】因为在相等的时间内，行星与恒星所连线段扫过的面积相等，P 点到F 的距离较远，经过4T时间，14BPFS S椭圆，所以4T 时间后未到B 点，可能在A 处故选：A.本题考查椭圆对称性的应用，属于基础题.2．（2020·上海市进才中学高二期末）若直线y=x+b 与曲线3y =b 的取值范围是A ．1,1⎡-+⎣B ．1⎡-+⎣C ．1⎡⎤-⎣⎦D ．1⎡⎤⎣⎦【答案】C 【详解】试题分析：如图所示：曲线3y = （x-2）2+（y-3）2=4（-1≤y≤3）， 表示以A （2，3）为圆心，以2为半径的一个半圆，直线与圆相切时，圆心到直线y=x+b 的距离等于半径2，当直线过点（4，3）时，直线与曲线有两个公共点，此时b=-1结合图象可得1- 故答案为C3．（2020·上海·华东师范大学附属周浦中学高二期末）设点M 、N 均在双曲线22:143x y C -=上运动，1F 、2F 是双曲线C 的左、右焦点，则122MF MF MN +-的最小值为（ ）A ．B ．4C ．D ．以上都不对【答案】B根据向量的运算，化简得|MF 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ +MF 2⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ −2MN ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ |=|2MO 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ −2MN ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ |=2|NO ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ |，结合双曲线的性质，即可求解. 【详解】由题意，设O 为12,F F 的中点，根据向量的运算，可得|MF 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ +MF 2⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ −2MN ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ |=|2MO ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ −2MN ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ |=2|NO ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ |， 又由N 为双曲线22:143x y C -=上的动点，可得|NO⃗⃗⃗⃗⃗⃗ |≥a ， 所以|MF 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ +MF 2⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ −2MN ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ |=2|NO ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ |≥2a =4， 即|MF 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ +MF 2⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ −2MN ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ |的最小值为4. 故选：B. 【点睛】本题主要考查了向量的运算，以及双曲线的标准方程及简单的几何性质的应用，其中解答中利用向量的运算，合理化简，结合双曲线的几何性质求解是解答的关键，着重考查了分析问题和解答问题的能力，属于中档试题.4．（2020·上海市实验学校高二期中）数学中有许多形状优美、寓意美好的曲线，曲线C ：221||x y x y +=+就是其中之一（如图）.给出下列三个结论：①曲线C 恰好经过6个整点（即横、纵坐标均为整数的点）；②曲线C ； ③曲线C 所围成的“心形”区域的面积小于3. 其中，所有正确结论的序号是 A ．① B ．②C ．①②D ．①②③【答案】C将所给方程进行等价变形确定x 的范围可得整点坐标和个数，结合均值不等式可得曲线上的点到坐标原点距离的最值和范围，利用图形的对称性和整点的坐标可确定图形面积的范围. 【详解】由221x y x y +=+得,221y x y x -=-,2222||3341,10,2443x x x y x ⎛⎫-=-- ⎪⎝⎭, 所以x 可为的整数有0,-1,1,从而曲线22:1C x y x y +=+恰好经过(0,1),(0,-1),(1,0),(1,1), (-1,0),(-1,1)六个整点,结论①正确.由221x y x y +=+得,222212x y x y +++,解得222x y +≤,所以曲线C 上任意一点到原点的. 结论②正确.如图所示,易知()()()()0,1,1,0,1,1,,0,1A B C D -,四边形ABCD 的面积13111122ABCD S =⨯⨯+⨯=,很明显“心形”区域的面积大于2ABCD S ,即“心形”区域的面积大于3,说法③错误.故选C. 【点睛】本题考查曲线与方程､曲线的几何性质，基本不等式及其应用,属于难题,注重基础知识､基本运算能力及分析问题解决问题的能力考查,渗透“美育思想”.5．（2021·上海·高二专题练习）已知椭圆22195x y +=过右焦点F 作不垂直于x 轴的弦交椭圆于A ，B 两点，AB 的垂直平分线交x 轴于N ，则|NF |：|AB |等于（ ）A ．12 B ．13C ．23D ．14【答案】B 【分析】设出直线AB 的参数方程，代入椭圆方程，化简后写出韦达定理.利用直线参数的几何意义表示出,NF AB ，由此求得两者的比值. 【详解】依题意可知，椭圆的右焦点为()2,0.设直线AB 的参数方程为2cos sin x t y t αα=+⎧⎨=⎩（t 为参数，α为直线AB 的倾斜角，π2α≠）.代入椭圆22195x y +=，化简得()2254sin 20cos 250tt αα++⋅-=，所以12122220cos 25,54sin 54sin t t t t ααα+=-=-++.设AB 的中点为C ，则中点C 对应的参数1232t t t +=，所以312cos 2cos t t t NF αα+==.而12AB t t =-所以NFAB===13===.故选：B.【点睛】本小题主要考查直线和椭圆的位置关系，考查运算求解能力，属于中档题.6．（2021·上海·高二专题练习）设直线系():cos 2sin 1M x y θθ+-=，02θπ≤≤，对于下列四个命题：（1）M 中所有直线均经过一个定点； （2）存在定点P 不在M 中的任意一条直线上；（3）对于任意整数n ，3n ≥，存在正n 边形，其所有边均在M 中的直线上； （4）M 中的直线所能围成的正三角形面积都相等；其中真命题的是（ ） A ．（2）（3） B ．（1）（4） C ．（2）（3） （4） D ．（1）（2）【答案】A 【解析】首先发现直线系()():cos 2sin 102M x y θθθπ+-=≤≤表示圆()2221x y +-=的切线集合，再根据切线的性质判断（1）（3）（4），以及观察得到点()0,2不在任何一条直线上，判断选项. 【详解】因为点()0,2到直线系()():cos 2sin 102M x y θθθπ+-=≤≤中每条直线的距离1d ==，直线系()():cos 2sin 102M x y θθθπ+-=≤≤表示圆()2221x y +-=的切线集合.（1）由于直线系表示圆()2221x y +-=的所有切线，其中存在两条切线平行，所有M 中所有直线均经过一个定点不可能，故（1）不正确；（2）存在定点P 不在M 中的任意一条直线上，观察知点()0,2M 符合条件，故（2）正确；（3）由于圆的所有外切正多边形的边都是圆的切线，所以对于任意整数()3n n ≥，存在正n 变形，其所有边均在M 的直线上，故（3）正确；（4）如下图，M 中的直线所能围成的正三角形有两类，一类如ABE △，一类是BCD △,显然这两类三角形的面积不相等，故（4）不正确.故选：A 【点睛】本题考查含参直线方程，距离公式，轨迹问题的综合应用，重点考查转化与变形，分析问题的能力，属于偏难习题，本题的关键是观察点()0,2到直线系()():cos 2sin 102M x y θθθπ+-=≤≤中每条直线的距离1d ==，直线系()():cos 2sin 102M x y θθθπ+-=≤≤表示圆()2221x y +-=的切线集合，再判断选项就比较容易.7．（2021·上海·高二专题练习）已知曲线4422:1C x y mx y ++=（m 为常数），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，正确结论是（ ） A ．①② B ．②③C ．①③D ．①②③【答案】D 【分析】在曲线C 上任取一点(),P x y ，得到44221x y mx y ++=；将点()1,P x y --代入曲线方程，可验证点()1,P x y --在曲线上，同理可得点()2,P x y -、()3,P x y -都在曲线C 上，得到①②正确；当1m =-时，得到222213124x y y ⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭，反设1x <且1y <，根据题意，推出矛盾，即可得出③正确. 【详解】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，①②正确；当1m =-时，2442222213124x y x y x y y ⎛⎫=+-=-+ ⎪⎝⎭，反设1x <且1y <，则201x ≤<，201y ≤<，∴22111222x y -<-<，则22211024x y ⎛⎫≤-< ⎪⎝⎭，∴2442222213124x y x y x y y ⎛⎫+-=-+< ⎪⎝⎭，这与44221x y x y +-=矛盾.∴假设不成立，∴1x ≥或1y ≥，命题③正确. 故正确命题的序号为：①②③. 故选：D. 【点睛】方法点睛：判定曲线对称性的方法，一般任取曲线上的点(),x y ，结合曲线方程，列出式子；再验证(),x y -，(),x y -，(),x y --是否满足曲线方程，即可得出其对称性.8．（2021·上海宝山·高二期末）如果一个多边形的所有顶点均在某个函数的图象上，那么称此多边形为该函数的内接多边形.设函数()32141f x x x x =---，()2222x f x x =-+，若四边形ABCD 为函数()()12y f x f x =+的内接正方形，则此正方形的面积为（ ） A ．15或7 B ．10或7C ．10或17D ．15或17【答案】C 【分析】分析可得39()12f x x x =-+关于(0,1)M 对称，即可得正方形的对称中心，设出直线AC 的方程，即可得直线BD 方程，将直线与()f x 联立，可得2192x k =+，同理22912x k =-，由AM BM =，化简整理，可得1k k-的值，再利用,AM BM 表示出面积S ，化简计算，即可得答案. 【详解】函数()()312912y f x f x x x =+=-+，设39()12f x x x =-+，则()()2f x f x -+=，所以函数()f x 关于点(0,1)M 对称，这显然也是正方形的对称中心， 由正方形性质可得，AC BD ⊥于M ，且AM BM CM DM ===，不妨设直线AC 的方程为1(0)y kx k =+>，则直线BD 方程为11y x k=-+，设1122(,),(,)A x y B x y ，则1122(,2),(,2)C x y D x y ----，联立直线AC 与函数()y f x =方程：31912y kx y x x =+⎧⎪⎨=-+⎪⎩，可得3902x k x ⎛⎫-+= ⎪⎝⎭， 所以2192x k =+，同理22912x k =-，又120,0AM BM =-=-， 所以229191(1)122k k k k ⎛⎫⎛⎫⎛⎫++=+- ⎪ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭，即2219102k k k k⎛⎫++-= ⎪⎝⎭，整理得2112940k k k k ⎛⎫⎛⎫-+-+= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭，解得14k k -=-或112k k -=-，所以1k k +=，所以12122ABCD S AM BM x x k k ⎛⎫===+ ⎪⎝⎭1210k k ⎛=+ ⎝或17故选：C 【点睛】解题的关键是读懂题意，根据函数对称性，得到正方形对称中心，再根据正方形性质，利用弦长公式，化简计算，即可得答案，属难题9．（2021·上海·高二专题练习）双纽线最早于1694年被瑞士数学家雅各布·伯努利用来描述他所发现的曲线.在平面直角坐标系xOy 中,把到定点()1,0F a -,()2,0F a 距离之积等于2a （0a >）的点的轨迹称为双纽线C .已知点()00,P x y 是双纽线C 上一点,下列说法中正确的有（ ）①双纽线C 关于原点O 中心对称； ②022a ay -≤≤；③双纽线C 上满足12PF PF =的点P 有两个； ④PO . A ．①② B ．①②④ C ．②③④ D ．①③【答案】B 【分析】对①,设动点(,)C x y ,把(,)x y 关于原点对称的点(,)x y --代入轨迹方程,显然成立； 对②,根据12PF F △的面积范围证明即可.对③,易得若12PF PF =则P 在y 轴上,再根据()00,P x y 的轨迹方程求解即可. 对④,根据题中所给的定点()1,0F a -,()2,0F a 距离之积等于2a ,再画图利用余弦定理分析12PF F △中的边长关系,进而利用三角形三边的关系证明即可.【详解】对①,设动点(,)C x y ,由题可得C 22222)][()]x a y x a y a ,把(,)x y 关于原点对称的点(,)x y --代入轨迹方程显然成立.故①正确； 对②,因为()00,P x y ,故12121212011||||sin ||22PF F SPF PF F PF F F y =⋅⋅∠=⋅. 又212||||PF PF a ⋅=,所以2120sin 2a F PF a y ∠=⋅,即012sin 22a ay F PF =∠≤,故022a a y -≤≤.故②正确；对③, 若12PF PF =则()00,P x y 在12F F 的中垂线即y 轴上. 故此时00x =,22222)][()]x a y x a y a ，可得00y =,即()0,0P ,仅有一个.故③错误；对④,因为12POF POF π∠+∠=,故12cos cos 0POF POF ∠+∠=,即222222112212||||||||||||02||||2||||OP OF PF OP OF PF OP OF OP OF +-+-+=⋅⋅, 因为12||||OF OF a ==,212||||PF PF a ⋅=故2222122||2||||OP a PF PF +=+.即()22212122||2||||2||||OP a PF PF PF PF +=-+⋅, 所以()22122||||||OP PF PF =-.又1212||||||2PF PF F F a -≤=,当且仅当12,,P F F 共线时取等号. 故()()222122||||||2OP PF PF a=-≤, 即22||2OP a ≤,解得||OP ≤.故④正确.故①②④正确. 故选：B 【点睛】本题主要考查了动点轨迹方程的性质判定,因为该方程较复杂,故在作不出图像时,需要根据题意求出动点的方程进行对称性的分析,同时需要结合解三角形的方法对所给信息进行辨析.属于难题.二、填空题10．（2021·上海市大同中学高二开学考试）设直线l 与抛物线24y x =相交于,A B 两点，与圆()()22250x yr r -+=>相切于点M ，且M 为线段AB 的中点. 若这样的直线l 恰有4条，则r 的取值范围是__________. 【答案】（2，4） 【详解】设直线l 的方程为x ty m =+，()11A x y ，，()22B x y ，把直线l 的方程代入抛物线方程24y x =，整理可得：2440y ty m --= 则�=16t 2+16m >0，124y y t +=，124y y m =-则()()2121242x x ty m ty m t m +=+++=+∴线段AB 的中点()222M t m t +，由题意可得直线AB 与直线MC 垂直，且()50C ，当0t ≠时，有1MC AB K K =- 即2201125t t m t-⨯=-+-，整理得232m t =- 把232m t =-代入到�=16t 2+16m >0 可得230t ->，即203t <<由于圆心C 到直线AB 的距离等于半径即2d r ==24r ∴<<，此时满足题意且不垂直于x 轴的直线有两条当0t =时，这样的直线l 恰有2条，即5x r =±， 05r ∴<<综上所述，若这样的直线l 恰有4条，则r 的取值范围是()24，点睛：本题主要考查的知识点是直线与抛物线，圆的位置关系，考查了学生分析解决问题的能力，属于中档题．设直线l 的方程为x ty m =+，()11A x y ，，()22B x y ，，把直线l 的方程代入抛物线方程24y x =，根据判别式求得线段AB 的中点M 的坐标，分别讨论0t ≠时，0t =时r 的取值范围，即可得到答案11．（2019·上海市奉贤区奉城高级中学高二期末）双曲线2213x y -=绕坐标原点O 旋转适当角度可以成为函数()f x 的图象，关于此函数()f x 有如下四个命题：① ()f x 是奇函数；② ()f x 的图象过点3)2或3)2-；③ ()f x 的值域是33(,][,)22-∞-+∞；④ 函数()y f x x =-有两个零点；则其中所有真命题的序号为________.【答案】①② 【分析】根据双曲线关于坐标原点对称,则旋转后得到的函数的()f x 图象也关于原点对称,即有()f x 为奇函数；根据双曲线的顶点、渐近线方程可得旋转后的()f x 的图象的渐近线,再由对称性可得()f x 的图象过3)2或3)2-；根据()f x 的图象按逆时针旋转60位于一三象限由图象可得顶点为点,不是极值点,则()f x 的值域不是33(,][,)22-∞-+∞,也不是33(,][,)22-∞-+∞；分()f x 的图象所在的象限讨论,得出()f x 的图象与直线y x =没有交点,函数yf xx 没有零点.【详解】解：双曲线2213x y -=关于坐标原点对称,可得旋转后得到的函数的()f x 图象关于原点对称,即有()f x 为奇函数,故①对；由双曲线的顶点为30,,渐近线方程为y x =,可得()f x 的图象的渐近线为0x =和y =,图象关于直线y =对称,可得()f x 的图象过32⎫⎪⎪⎝⎭或32⎫-⎪⎪⎝⎭. 由对称性可得()f x 的图象按逆时针60旋转位于—三象限； 按顺时针旋转60位于二四象限；故②对；()f x 的图象按逆时针旋转60位于一三象限由图象可得顶点为点32⎫⎪⎪⎝⎭或32⎫-⎪⎪⎝⎭..不是极值点,则()f x 的值域不是33(,][,)22-∞-+∞；()f x 的图象按顺时针旋转60位于二四象限,由对称性可得()f x 的值域也不是33(,][,)22-∞-+∞,故③不对；当()f x 的图象位于一三象限时,()f x 的图象与直线y x =有两个交点,函数y f xx 有两个零点；当()f x 的图象位于二四象限时,()f x 的图象与直线y x =没有交点,函数y f xx 没有零点故④错.故真命题为：①② 故答案为：①② 【点睛】本题考查双曲线的性质和函数图象的对称性、极值、零点,属于中档题.12．（2020·上海市洋泾中学高二期末）几何学史上有一个著名的米勒问题：“设点M 、N 是锐角AQB ∠的一边QA 上的两点，试在边QB 上找一点P ，使得MPN ∠最大”，如图，其结论是：点P 为过M 、N 两点且射线QB 相切的圆的切点，根据以上结论解决以下问题：在平面直角坐标系xOy 中，给定两点()1,2M -、()1,4N ，点P 在x 轴上移动，当MPN ∠取最大值时，点P 的坐标为___________ 【答案】()1,0【分析】设△PMN 的外接圆的圆心为(),a b ，根据题设中给出的结论可构建关于,a b 的方程组，解方程组后可得P 的坐标. 【详解】延长NM 交x 轴于K ，则NKO ∠为锐角，由题设，当P 在射线KO 上时，若MPN ∠取最大值，则有PMN 的外接圆与x 轴相切且切点为P ， 设Q 为x 轴上的动点且在K 的左侧，则NQM NQK PKN ∠<∠<， 由MPN ∠为最大值角可得MPN PKN ∠>∠， 故当P 为x 轴上的动点且MPN ∠取最大值时，P 在射线KO 上且PMN 的外接圆与x 轴相切且切点为P .设该圆的圆心为(),a b ，则0b >且圆的半径为b ，故()()()()2222221214a b ba b b ⎧++-=⎪⎨-+-=⎪⎩，整理得到22245028170a a b a a b ⎧+-+=⎨--+=⎩，解得12a b =⎧⎨=⎩或710a b =-⎧⎨=⎩， 又直线MN 的方程为3y x，故()3,0K -，故710a b =-⎧⎨=⎩舍去，故PMN 的外接圆的圆心为()1,2，故()1,0P . 故答案为：()1,0. 【点睛】方法点睛：本题为即时应用类问题，注意根据给出的背景或结论来构建所设变量的方程组，另外对不适合题设给出的背景的另一类问题的讨论.13．（2021·上海·曹杨二中高二阶段练习）如图，已知抛物线24y x =的焦点为F，直线l 过点F 且依次交抛物线及圆()22114x y -+=于A 、B 、C 、D 四点，则9AB CD +的最小值为_____．【答案】11 【分析】利用抛物线的定义表示出1||2A AB x =+，1||2D CD x =+，对直线l 的斜率是否存在进行讨论：当直线l 的斜率不存在时，1D A x x ==，915AB CD +=，当直线l 的斜率存在时，设l ：()1y k x =-，用设而不求法表示出1A D x x =，利用基本不等式求最值. 【详解】解：抛物线24y x =的准线为1x =-，所以1A AF x =+，因为1||||2AF AB =+，由圆()22114x y -+=的半径为12，所以1||2A AB x =+.同理1||2D CD x =+，当直线l 的斜率不存在时，1D A x x ==，915AB CD +=， 当直线l 的斜率存在时，设l ：()1y k x =-，由24(1)y x y k x ⎧=⎨=-⎩得()2222240k x k x k -++=，所以1A D x x =，所以||9||59511A D AB CD x x +=++≥+，（取等号的条件为=9A D x x ，即=3=31A D x x ，）综上，9AB CD +的最小值为11．故答案为：11【点睛】解析几何中的最值问题一般的求解思路：①几何法：利用图形作出对应的线段，利用几何法求最值；②代数法：把待求量的函数表示出来，利用函数或基本不等式求最值.14．（2021·上海·华师大二附中高二期末）在xOy平面上，将双曲线的一支221 916x y-=(0)x>及其渐近线43y x=和直线0y=、4y=围成的封闭图形记为D，如图中阴影部分，记D绕y轴旋转一周所得的几何体为Ω，过(0,)y(04)y≤≤作Ω的水平截面，计算截面面积，利用祖暅原理得出Ω体积为________【答案】36π.【详解】分析：由已知中过（0，y）（0≤y≤4）作Ω的水平截面，计算截面面积，利用祖暅原理得出Ω的体积．详解：在xOy平面上，将双曲线的一支221916x y-=(0)x>及其渐近线43y x=和直线y=0，y=4围成的封闭图形记为D，如图中阴影部分．则直线y=a与渐近线43y x=交于一点A（34a，a）点，与双曲线的一支221916x y-=(0)x>交于B a）点，记D 绕y 轴旋转一周所得的几何体为Ω． 过（0，y ）（0≤y≤4）作Ω的水平截面，则截面面积S=22394ππ⎡⎤⎛⎫-=⎢⎥ ⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦， 利用祖暅原理得Ω的体积相当于底面面积为9π高为4的圆柱的体积， ∴Ω的体积V=9π×4=36π， 故答案为36π点睛：本题考查的知识点是类比推理，其中利用祖暅原理将不规则几何体的体积转化为底面面积为9π高为4的圆柱的体积，是解答的关键．祖暅原理也可以成为中国的积分，将图形的横截面的面积在体高上积分，得到几何体的体积.15．（2021·上海·华师大二附中高二阶段练习）瑞士数学家欧拉（LeonhardEuler ）1765年在其所著的《三角形的几何学》一书中提出：任意三角形的外心、重心、垂心在同一条直线上，后人称这条直线为欧拉线.已知ABC 的顶点()4,0-A ，()0,4B ，其欧拉线方程为20x y -+=，则顶点C 的坐标可以是_________ 【答案】()2,0或()0,2- 【分析】设(,)C x y ，依题意可确定ABC ∆的外心为(0,2)M ，可得出,x y 一个关系式，求出ABC ∆重心坐标，代入欧拉直线方程，又可得出,x y 另一个关系式，解方程组，即可得出结论. 【详解】设(,),C x y AB 的垂直平分线为y x =-，ABC 的外心为欧拉线方程为20x y -+= 与直线y x =-的交点为(1,1)M -，∴22||||(1)(1)10MC MA x y ==++-=① 由()4,0-A ，()0,4B ，ABC 重心为44(,)33x y -+， 代入欧拉线方程20x y -+=，得20x y --=② 由 ①②可得2,0x y ==或 0,2x y ==-. 故答案为：()2,0或()0,2-. 【点睛】本题以数学文化为背景，考查圆的性质和三角形的外心与重心，考查逻辑思维能力和计算能力，属于较难题.16．（2021·上海市金山中学高二期末）古希腊数学家阿波罗尼斯在他的巨著《圆锥曲线论》中有一个著名的几何问题：在平面上给定两点,A B ，动点P 满足PA PBλ=，（其中a 和λ是正常数，且1λ≠），则P 的轨迹是一个圆，这个圆称之为“阿波罗尼斯圆”.现已知两定点()1,0M -和()2,1N ，P 是圆22:3O x y +=PN +的最小值为________【分析】在x 轴上取()3,0S -，由MOP POS 可得PS PN SN +≥，利用两点间距离公式可求得结果. 【详解】如图，在x 轴上取点()3,0S -，OM OP OPOS=MOP POS ∠=∠，∴△MOP ∼△POS ，PS ∴=，PN PS PN SN +=+≥（当且仅当P 为SN 与圆O 交点时取等号）， )minPNSN ∴+==.【点睛】PN +的最值求解转化为PS PN +的最值求解问题，从而由三点共线确定最小值.17．（2021·上海·高二专题练习）如图，在平面直角坐标系xoy 中，椭圆()2222:10x y a b a bΓ+=>>的左右焦点分别为1F ，2F ，椭圆Γ的弦AB 与CD 分别垂直于x 轴与y 轴，且相交于点P .已知线段PA ，PC ，PB ，PD 的长分别为2，4，6，12，则12PF F △的面积为___________.【答案】【解析】根据图形以及线段PA ，PC ，PB ，PD 的长求出()()()4,4,8,2,4,2A C P ，将()()4,4,8,2A C 代入22221x y a b +=，可得228020a b ⎧=⎨=⎩，然后利用三角形面积公式可得答案.【详解】因为椭圆Γ的弦AB 与CD 分别垂直于x 轴与y 轴，且相交于点P ， 线段PA ，PC ，PB ，PD 的长分别为2，4，6，12，由图可知，,,A P C 是第一象限的点，根据椭圆的对称性可得， 12444,44822A P c P PD PC x x PC x x PC ++==-=-==+=+=， 2622,22422C P A P PA PB y y PA y y PA ++==-=-==+=+=， 即()()()4,4,8,2,4,2A C P ，将()()4,4,8,2A C 代入22221x y a b +=， 可得2222161616441a b a b⎧+=⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩，解得228020a b ⎧=⎨=⎩，c =则12PF F △的面积为12112222p F F y ⨯⨯=⨯⨯=故答案为：【点睛】关键点点睛：本题主要考查椭圆的方程与几何性质，解题的关键是利用对称性求出()()4,4,8,2A C ，然后代入椭圆方程确定,a b 的值.18．（2021·上海·高二专题练习）在平面直角坐标系xOy 中，已知点A 在椭圆221259x y +=上，点P 满足AP ⃗⃗⃗⃗⃗ =(λ−1)OA ⃗⃗⃗⃗⃗ (λ∈R )，且OP ⃗⃗⃗⃗⃗ ⋅OA ⃗⃗⃗⃗⃗ =48，则线段OP 在x 轴上的投影长度的最大值为_______ 【答案】10 【解析】由已知可得O ，A ，P 三点共线，先设OP 与x 轴的夹角为θ，B 为(,)A x y 在x 轴上的投影，从而有线段OP 在x 轴上的投影长度为22248||48||||cos ||OB x OP x y OA θ==+，结合椭圆方程及基本不等式可求． 【详解】((1)AP OA OP OA λ=-=-，∴OP OA λ=，则O ，A ，P 三点共线，OA ⃗⃗⃗⃗⃗ ⋅OP ⃗⃗⃗⃗⃗ =48，设OP 与x 轴的夹角为θ，B 为(,)A x y 在x 轴上的投影， 则线段OP 在x 轴上的投影长度为22248||48||11||cos 48481016||924||25||5OB x OP x x y OA x θ===⨯⨯=++， 当且仅当16||925||x x =即15||4x =时取得最大值10．故答案为：10． 【点睛】方法点睛：在利用基本不等式求最值时，要特别注意“拆、拼、凑”等技巧，使其满足基本不等式中“正”（即条件要求中字母为正数）、“定”（不等式的另一边必须为定值）、“等”（等号取得的条件）的条件才能应用，否则会出现错误.三、解答题19．（2021·上海金山·高二期末）已知双曲线22:13y C x -=，直线l 交双曲线于,A B 两点.（1）求双曲线C 的顶点到其渐近线的距离；（2）若l 过原点，P 为双曲线上异于,A B 的一点，且直线,PA PB 的斜率,PA PB k k 均存在，求证：PA PB k k ⋅为定值；（3）若l 过双曲线的右焦点1F ，是否存在x 轴上的点(),0M m ，使得直线l 绕点1F 无论怎样转动，都有0MA MB ⋅=成立？若存在，求出M 的坐标；若不存在，请说明理由. 【答案】（12）证明见解析；（3）存在点()1,0M -，使得0MA MB ⋅=. 【分析】（1）由双曲线方程可得顶点坐标和渐近线方程，由点到直线距离公式可求得结果； （2）设()00,A x y ，()00,B x y --，(),P x y ，表示出22220PA PB y y k k x x -⋅=-，将,P A 代入双曲线方程，两式作差整理可得定值；（3）当直线l 斜率存在时，设():2l y k x =-，与双曲线方程联立得到韦达定理的形式，利用向量坐标运算可表示出0MA MB ⋅=，由此可构造方程组求得1m =-，得到()1,0M -；当直线l 斜率不存在时，可知()1,0M -满足0MA MB ⋅=；综合两种情况可得结果. 【详解】（1）由双曲线方程可知其顶点坐标为()1,0±，渐近线方程为y =； 由双曲线对称性知：双曲线顶点到任一渐近线的距离相等，取y =，顶点()1,0，∴所求距离d =， 即双曲线C（2）由双曲线对称性知：,A B 关于原点对称， 设()00,A x y ，()00,B x y --，(),P x y ，2200022000PA PBy y y y y y k k x x x x x x -+-∴⋅=⋅=-+-； ,P A 均为双曲线上的点，2222001313y x y x ⎧-=⎪⎪∴⎨⎪-=⎪⎩，两式作差得：2222003y y x x --=，220223y y x x -∴=-，即PA PB k k ⋅为定值3； （3）由双曲线方程知：()12,0F ； 当直线l 斜率存在时，设():2l y k x =-，由()22213y k x y x ⎧=-⎪⎨-=⎪⎩得：()222223034430k k x k x k -≠--++=，，则()23610k ∆=+>； 设()11,A x y ，()22,B x y ，则212243k x x k +=-，2122433k x x k +=-，()11,MA x m y =-，()22,MB x m y =-，()()()()()2212121212121224MA MB x m x m y y x x m x x m k x x x x ∴⋅=--+=-+++-++()()()22221212124k x x k m x x k m =+-++++()()()()()22222222222243142453140333kk k k m m m k m k mk k k +++----=-++==---；2245010m m m ⎧--=∴⎨-=⎩，解得：1m =-，()1,0M ∴-； 当直线l 斜率不存在时，()2,3A ，()2,3B -，此时()1,0M -使得0MA MB ⋅=； 综上所述：存在点()1,0M -，使得0MA MB ⋅=. 【点睛】思路点睛：本题考查直线与双曲线综合应用中的定值问题和存在定点满足某条件的问题的求解，解决此类问题的基本思路如下：①假设直线方程，与双曲线方程联立，整理为关于x 或y 的一元二次方程的形式； ②利用0∆>求得变量的取值范围，得到韦达定理的形式；③利用韦达定理表示出已知中的等量关系，代入韦达定理可整理得到变量所满足的方程，化简整理所得方程；④根据等量关系恒成立或化简消元的思想确定定点坐标.20．（2021·上海·高二专题练习）已知椭圆221:14x C y +=与双曲线()22222:10,0x y C a b a b-=>>有共同的焦点1F ，2F且双曲线的实轴长为（1）求双曲线2C 的标准方程；（2）若曲线1C 与2C 在第一象限的交点为P ，求证：1290F PF ∠=︒.（3）过右焦点2F 的直线l 与双曲线2C 的右支相交于的A ，B 两点，与椭圆1C 交于C ，D 两点.记AOB ，COD △的面积分别为1S ，2S ，求12S S 的最小值. 【答案】（1）2212x y -=；（2）证明见解析；（3【解析】（1）解方程组2232a b a ⎧+=⎪⎨=⎪⎩求得,a b 的值，即可求双曲线2C 的标准方程；（2）联立曲线1C 与2C 的方程，求得在第一象限的交点为P 的坐标，可得12,F P F P 的坐标，利用120F P F P ⋅=可得结论.（3）斜率不存在时，直接求出面积比，斜率存在时，设出直线方程，分别与椭圆、双曲线方程联立，利用韦达定理、结合弦长公式与三角形面积公式可得)())21222143221421k AB S S CD k k +⎫===+∈+∞⎪--⎭，进而可得答案.【详解】（1）因为椭圆221:14x C y +=与双曲线()22222:10,0x y C a b a b -=>>有共同的焦点1F ，2F ，且双曲线的实轴长为2232a b a ⎧+=⎪⎨=⎪⎩解之得1a b ⎧=⎪⎨=⎪⎩双曲线2C 的标准方程为2212xy -=（2）联立方程组22221412x y x y ⎧+=⎪⎪⎨⎪-=⎪⎩解之得x y ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩所以点P ⎝⎭()1F，)2F12F P ⎛= ⎝⎭，22F P ⎛= ⎝⎭1224271093F P F P -⋅=+=，∴1290F PF ∠=︒（3）当直线l 的斜率不存在时，AB =1CD =，此时12AB S S CD=当直线l的斜率存在时，设方程为(y k x =代入椭圆方程得()2222141240k x x k +---=，21212212414k x x x x k ++=-+ 由弦长公式得()224114k k CD +=+把直线方程(y k x =代入双曲线方程得()222212620k xx k -+--=2121226212k x x x x k ++==--由弦长公式得)22121k k AB +=-因为直线l 与双曲线2C 的右支相交于的A ，B 两点，所以2222120010262012k k k k ⎧-≠⎪∆>>⇒>⎪--⎪>-⎩ 设原点到直线l 的距离为d ，∴)())212221432214212121d AB k AB S S CD k d k CD +⎫===+∈+∞⎪--⎭综上可知，12S S 【点睛】求双曲线标准方程的方法一般为待定系数法,根据条件确定关于,,a b c 的方程组，解出,,a b ，从而写出双曲线的标准方程．解决直线与双曲线的位置关系的相关问题，其常规思路是先把直线方程与双曲线方程联立，消元、化简，然后应用根与系数的关系建立方程，解决相关问题．涉及弦中点的问题常常用“点差法”解决，往往会更简单21．（2021·上海·高二专题练习）已知椭圆22:142x y C +=，点()4,1P 为椭圆外一点．（1）过原点作直线交椭圆C 于M 、N 两点，求直线PM 与直线PN 的斜率之积的范围； （2）当过点P 的动直线l 与椭圆C 相交于两个不同点A 、B 时，线段AB 上取点Q ，满足AP QB AQ PB ⋅=⋅，证明：点Q 总在某定直线上．【答案】（1）11,1612⎡⎤-⎢⎥⎣⎦；（2）证明见解析.【解析】（1）设点()00,M x y ，可得()00,N x y --，椭圆的有界性可得出[]200,2y ∈，利用斜率公式结合椭圆方程可得出20172212PM PN k k y ⋅=-++，利用不等式的基本性质可求得PM PN k k ⋅的取值范围；（2）设()11,A x y 、()22,B x y 、()33,Q x y ，分析得出直线l 的斜率存在，设直线l 的方程为()14y k x -=-，将直线l 的方程与椭圆C 的方程联立，列出韦达定理，由AP QB AQ PB ⋅=⋅可得出()33214x x k -=-，再由3314y k x -=-可得出33220x y +-=，即可得出结论. 【详解】（1）设()00,M x y ，()00,N x y --， 则()22200000222000001111144162121642PM PNy y y y y k k x x x y y -+---⋅=⋅===-+-+--， 所以()202200121271722122212PMPN y kk y y -++⋅==-+++， 因为[]200,2y ∈，所以[]2021212,16y +∈，所以20777,2121612y ⎡⎤∈⎢⎥+⎣⎦，所以11,1612PM PN k k ⎡⎤⋅∈-⎢⎥⎣⎦；（2）若直线l 的斜率不存在，则直线l 的方程为4x =，此时直线l 与椭圆C 无公共点，不合乎题意.所以，直线l 的斜率存在，设4:1l y k x，即()14y kx k =+-，联立()2214214x y y kx k ⎧+=⎪⎨⎪=+-⎩，得()()()2221241421440k x k k x k ++-+--=，由0∆>得212810k k --<，设()11,A x y 、()22,B x y ，则()12241412k k x x k -+=-+，()2122214412k x x k--=+， 设()33,Q x y ，由AP QB AQ PB ⋅=⋅，得()()()()23121344x x x x x x --=--（考虑线段在x 轴的射影），所以()()121233842x x x x x x =++-，于是()()()2332241421448421212k k k x x k k----=+⨯-⨯++，整理得()33214x x k -=-， 又3314y k x -=-，代入上式，得33220x y +-=，所以点Q 总在定直线220x y +-=上． 【点睛】方法点睛：利用韦达定理法解决直线与圆锥曲线相交问题的基本步骤如下： （1）设直线方程，设交点坐标为()11,x y 、()22,x y ；（2）联立直线与圆锥曲线的方程，得到关于x （或y ）的一元二次方程，必要时计算∆； （3）列出韦达定理；（4）将所求问题或题中的关系转化为12x x +、12x x 的形式； （5）代入韦达定理求解.22．（2021·上海·高二专题练习）已知直线1:3l y x t =+与椭圆22:1364x y C +=交于A 、B两点（如图所示），且(P在直线l 的上方.（1）求常数t 的取值范围；（2）若直线PA 、PB 的斜率分别为1k 、2k ，求12k k +的值； （3）若APB △的面积最大，求APB ∠的大小.【答案】（1）0t -<<；（2）120k k +=；（3）12arctan 3APB π∠=-. 【分析】（1）根据点P 与直线l 的位置关系可得出关于t 的不等式，并将直线l 的方程与椭圆方程联立，结合0∆>可解得实数t 的取值范围；（2）列出韦达定理，利用斜率公式结合韦达定理可求得12k k +的值；（3）列出韦达定理，求出AB ，点P 到直线l 的距离d ，利用三角形的面积公式可得出APB △面积关于t 的表达式，利用基本不等式可求得APB △面积的最大值，利用等号成立的条件求出t 的值，进一步可求得APB ∠的大小. 【详解】（1103t t >⨯⇒<.将直线13y x t =+代入221364x y +=，化简整理得22269360x tx t ++-=，由()()222236893636808t t t t ∆=--=->⇒<，故0t -<<； （2）设()11,A x y 、()22,B x y ，则123x x t +=-，2129362t x x -=，又1k =2k =所以，122112y x y xk k-+-+=+=上式分子((12211133x t x x t x⎛⎛=+-++- ⎝⎝(()121223x x t x x t =+-+-(()22936332t t t t -=⋅+--- 223123120t t =--+-+=，从而，120k k +=；（3）因为12AB x -==且点P 到直线AB的距离d =所以，22133862222PABt t SAB d t -+=⋅=⋅=.当且仅当2t =-时等号成立，此时点()0,2A -，所以，1k ==，又120k k +=，所以，APB π∠=-【点睛】方法点睛：圆锥曲线中的最值问题解决方法一般分两种：一是几何法，特别是用圆锥曲线的定义和平面几何的有关结论来求最值；二是代数法，常将圆锥曲线的最值问题转化为二次函数或三角函数的最值问题，然后利用基本不等式、函数的单调性或三角函数的有界性等求最值．23．（2021·上海市建平中学高二期末）已知椭圆221222:1(0),,x y a b F F a bΓ+=>>分别为其左、右焦点．（1）若T 为椭圆上一点，12TFF △面积最大值为12TF F △为等边三角形，求椭圆的方程；（2倍，点P 的坐标为(2)a b -，Q 为椭圆上一点，当1||PQ QF +最大时，求点Q 的坐标；（3）若A 为椭圆Γ上除顶点外的任意一点，直线AO 交椭圆于B ，直线1AF 交椭圆于C ，直线1BF 交椭圆于D ，若AF 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =λF 1C ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ,BF 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =μF 1D ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ，求λμ+．（用a 、b 代数式表示）。
2021年上海中学(东校)高二数学文下学期期末试卷含解析
2020-2021学年上海中学(东校)高二数学文下学期期末试卷含解析一、选择题：本大题共10小题，每小题5分，共50分。
在每小题给出的四个选项中，只有是一个符合题目要求的1. 已知，若与垂直，则的值（）A . B. C. 0 D. 1参考答案：B2. 函数f(x)=lnx–的零点所在的大致区间是( )A．(1, 2) B．(2, 3) C．(1,)和(3, 4) D．(e, +∞)参考答案：B3. 下列推理是归纳推理的是（）A．A，B为定点，动点P满足|PA|+|PB|=2a＞|AB|，得P的轨迹为椭圆B．由a1=1，a n=3n﹣1，求出S1，S2，S3，猜想出数列的前n项和S n的表达式C．由圆x2+y2=r2的面积πr2，猜想出椭圆+=1的面积S=πabD．科学家利用鱼的沉浮原理制造潜艇参考答案：B【考点】F6：演绎推理的基本方法；F7：进行简单的演绎推理．【分析】本题考查的是选归纳推理的定义，判断一个推理过程是否是归纳推理关键是看他是否符合归纳推理的定义，即是否是由特殊到一般的推理过程．【解答】解：A是演绎推理，C、D为类比推理．只有C，从S1，S2，S3猜想出数列的前n项和S n，是从特殊到一般的推理，所以B是归纳推理．故选B4. 若关于x的不等式+bx+c>0的解集为(-2，3)，则不等式<0的解集为（） A． (-2，0)∪(3，+∞) B． ( -∞，-2)∪(0，3)C． (-2，0) ∪(0，3) D． (-∞，-2) ∪ (3，+∞)参考答案：A5. 已知α，β，γ是三个不同的平面，α∩γ=m，β∩γ=n．那么（）A．若m⊥n，则α⊥βB．若α⊥β，则m⊥n C．若m∥n，则α∥βD．若α∥β，则m∥n参考答案：D【考点】空间中直线与平面之间的位置关系．【分析】因为α∥β，而γ与α，β都相交，所以m∥n．【解答】解：∵α∥β，α∩γ=m，β∩γ=n，根据面面平行的性质，可得m∥n，即D正确．故选：D．6. 已知等差数列{a n}的公差为2，若a1，a3，a4成等比数列，则a2=（）A．﹣4 B．﹣6 C．﹣8 D．﹣10参考答案：B【考点】等差数列；等比数列．【专题】等差数列与等比数列．【分析】利用已知条件列出关于a1，d的方程，求出a1，代入通项公式即可求得a2．【解答】解：∵a4=a1+6，a3=a1+4，a1，a3，a4成等比数列，∴a32=a1?a4，即（a1+4）2=a1×（a1+6），解得a1=﹣8，∴a2=a1+2=﹣6．故选B．【点评】本题考查了等差数列的通项公式和等比数列的定义，比较简单．7. 设双曲线的左,右焦点分别为,过的直线交双曲线左支于两点,则的最小值为（）A．B．C．D．16参考答案：B略8. 椭圆x2+=1短轴的左右两个端点分别为A，B，直线l过定点（0，1）交椭圆于两点C，D．设直线AD，CB的斜率分别为k1，k2，若k1：k2=2：1，则直线l斜率k的值为（）A．k=2 B．k=3 C．.k=或3 D．k=2或参考答案：B【考点】椭圆的简单性质．【分析】求得AMB的坐标，设C（x1，y1），D（x2，y2），直线l：y=kx+1，运用直线的斜率公式，可得=2，由题设知y12=4（1﹣x12），y22=4（1﹣x22），由此推出3x1x2+5（x1+x2）+3=0，所以3k2﹣10k+3=0，由此可推导出k的值．【解答】解：由题意可得A（﹣1，0），B（1，0），设C（x1，y1），D（x2，y2），直线l：y=kx+1，代入椭圆方程得（4+k2）x2+2kx﹣3=0，△=4k2+12（4+k2）=16k2+48，x1+x2=﹣，x1x2=﹣，k1=，k2=，k1：k2=2：1，所以=2，平方，结合x12+=1，所以y12=4（1﹣x12），同理y22=4（1﹣x22），代入上式，计算得=4，即3x1x2+5（x1+x2）+3=0，所以3k2﹣10k+3=0，解得k=3或k=，因为=2，x1，x2∈（﹣1，1），所以y1，y2异号，故舍去k=，所以k=3．故选：B．9. 已知是定义在R上的偶函数，且以2为周期，则“为[1，2]上的增函数”是“为[4，5]上的减函数”的A．充分不必要条件B．必要不充分条件C．充要条件D．既不充分也不必要条件参考答案：C10. 已知S n是等差数列{a n}的前n项和，若a2+a5+a8=12，则S9等于（）A．18 B．36 C．72 D．无法确定参考答案：B【考点】等差数列的前n项和；等差数列的通项公式．【分析】由等差数列的性质和已知可得a5的值，由求和公式可得S9=9a5，计算可得．【解答】解：由等差数列的性质可得a2+a5+a8=3a5=12，解得a5=4，由求和公式可得S9===9a5=9×4=36故选B二、填空题:本大题共7小题,每小题4分,共28分11. 的二项展开式中，的系数是__________（用数字作答）．参考答案：1012. 棱长为的正四面体内有一点，由点向各面引垂线，垂线段长度分别为，则的值为________。
2020-2021学年上学期高一数学期末模拟卷03(人教A版新教材)(浙江专用)【解析版】
数学模拟试卷03第I 卷 选择题部分（共40分）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．（2020·河北高二学业考试）已知集合{}012M =,,，{}1,2N =，则M N ⋃=（ ）．A ．{}1,2B ．{}0C ．{}0,1,2D ．{}0,1【答案】C 【解析】由并集定义可得：{}0,1,2M N =.故选：C.2．（2019·浙江高二学业考试）已知a ，b 是实数，则“a b >”是“22a b >”的（ ）． A ．充分不必要条件 B ．必要不充分条件 C ．充要条件 D ．既不充分也不必要条件【答案】A 【解析】若a b >，则a b b >≥，即a b >，故22a b >. 取1,2a b ==-，此时22a b >，但a b <， 故22a b >推不出a b >， 故选：A.3．（2019·伊宁市第八中学高一期中）若偶函数()f x 在区间(]1-∞-，上是增函数，则( ) A ．3(1)(2)2f f f ⎛⎫-<-< ⎪⎝⎭B ．3(1)(2)2f f f ⎛⎫-<-< ⎪⎝⎭C ．3(2)(1)2f f f ⎛⎫<-<- ⎪⎝⎭D ．3(2)(1)2f f f ⎛⎫<-<- ⎪⎝⎭【答案】D 【解析】函数()f x 为偶函数,则()()22f f =-.又函数()f x 在区间(]1-∞-，上是增函数. 则()()3122f f f ⎛⎫<-<- ⎪⎝⎭-，即()()3212f f f ⎛⎫<-<- ⎪⎝⎭故选：D.4．（2020·黑龙江哈尔滨市第六中学校高三开学考试（理））设2313a ⎛⎫= ⎪⎝⎭，532b =，21log 3c =，则（ ）A ．b a c <<B ．a b c <<C ．c a b <<D ．b c a <<【答案】C 【解析】23110133⎛⎫⎛⎫<<= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭，503221>=，221log log 103<=， ∴c a b <<. 故选：C5．（2020·江苏南通市·高三期中）已知角α的终边经过点()3,4P ，则πcos 24α⎛⎫+= ⎪⎝⎭（ ）A ．50-B ．50C ．50-D ．50【答案】A 【解析】角α的终边经过点()3,4P ，5OP ∴==，由三角函数的定义知：3cos 5α=，4sin 5α， 2237cos 22cos 121525αα⎛⎫∴=-=⨯-=- ⎪⎝⎭，4324sin 22sin cos 25525ααα==⨯⨯=，()()π724cos 2cos2cos sin 2sin 4442525ππααα∴+=-=-=.故选：A.6．（2020·甘肃兰州市·西北师大附中高三期中）函数()f x 在[)0,+∞单调递增，且()3f x +关于3x =-对称，若()21f -=，则()21f x -≤的x 的取值范围（ ）A ．[]22-,B ．(][),22,-∞-+∞C ．()[),04,-∞+∞D ．[]0,4【答案】D 【解析】因为()3f x +关于3x =-对称，所以()f x 关于y 轴对称，所以()()221f f -==， 又()f x 在[)0,+∞单调递增，由()21f x -≤可得222x -≤-≤，解得：04x ≤≤， 故选：D7．（2020·浙江高一期末）对于函数()12sin 3()42f x x x R π⎛⎫=-++∈ ⎪⎝⎭，有以下四种说法： ①函数的最小值是32-②图象的对称轴是直线()312k x k Z ππ=-∈ ③图象的对称中心为,0()312k k Z ππ⎛⎫-∈⎪⎝⎭ ④函数在区间7,123ππ⎡⎤--⎢⎥⎣⎦上单调递增． 其中正确的说法的个数是（ ） A ．1 B ．2C ．3D ．4【答案】A 【解析】函数()12sin 3()42f x x x R π⎛⎫=-++∈ ⎪⎝⎭， 当3=42x ππ+时，即=12x π，函数()f x 取得最小值为132122-⨯+=-，故①正确；当342x k πππ+=+时，即=,123k x k Z ππ+∈，函数()f x 的图象的对称轴是直线=,123k x k Z ππ+∈，故②错误； 当34x k ππ+=时，即,123k x k Z ππ=-+∈，函数()f x 的图象的对称中心为1,,1232k k Z ππ⎛⎫-+∈ ⎪⎝⎭，故③错误； 当3232242k x k πππππ+≤+≤+，即2523,123123k k x k Z ππππ+≤≤+∈，函数()f x 的递增区间为252,,123123k k k Z ππππ⎡⎤++∈⎢⎥⎣⎦， 当1k =-时，()f x 的递增区间为7,124ππ⎡⎤--⎢⎥⎣⎦，故④错误. 故选：A8．（2020·山西吕梁市·高三期中（文））函数1()11f x x=+-的图象与函数()2sin 1(24)g x x x π=+-的图象所有交点的横坐标之和等于（ ） A ．8 B ．6C ．4D ．2【答案】A 【解析】由函数图象的平移可知， 函数1()11f x x=+-与函数()2sin 1g x x π=+的图象都关于(1,1)M 对称. 作出函数的图象如图，由图象可知交点个数一共8个（四组，两两关于点(1,1)对称）， 所以所有交点的横坐标之和等于428⨯=.故选：A9．（2020·山西吕梁市·高三期中（文））已知函数2,0()()21,0x e a x f x a R x x ⎧+=∈⎨->⎩，若函数()f x 在R 上有两个零点，则a 的取值范围是（ ） A ．(,1)-∞- B ．[2,0)-C ．(1,0)-D ．[1,0)-【答案】B 【解析】当0x >时，()21f x x =-有一个零点12x =，只需当0x ≤时，20x e a +=有一个根，利用“分离参数法”求解即可.解：因为函数()2,021,0x e a x f x x x ⎧+≤=⎨->⎩, 当0x >时，()21f x x =-有一个零点12x =， 所以只需当0x ≤时，202x xa e a e +==-即有一个根即可，因为2xy e =单调递增，当0x ≤时，(]0,1xe ∈，所以(]0,2a -∈，即[)2,0a ∈-，故选：B.10．（2020·河北高二学业考试）已知函数()f x 是定义在R 上的奇函数，当0x ≥时，()()2log 1f x x =+，则不等式()2f x ≤的解集是（ ）． A ．[]3,3- B ．[]4,4-C ．(][),33,-∞-+∞D ．(][),44,-∞-⋃+∞【答案】A 【解析】0x ≥时，()()2log 1f x x =+，()f x ∴在[)0,+∞上单调递增，又()f x 是定义在R 上的奇函数，()f x ∴在R 上单调递增，易知()()223log 31log 42f =+==，()()332f f -=-=-， 由()2f x ≤， 解得：()22f x -≤≤， 由()f x 在R 上单调递增， 解得：33x -≤≤，()2f x ∴≤的解集是[]3,3-.故选：A.第II 卷 非选择题部分（共110分）二、填空题：本大题共7小题，多空题每题6分，单空题每题4分，共36分.11．（2020·上海青浦区·高三一模）圆锥底面半径为1cm ，母线长为2cm ，则其侧面展开图扇形的圆心角θ=___________.【答案】π； 【解析】因为圆锥底面半径为1cm ，所以圆锥的底面周长为2cm π， 则其侧面展开图扇形的圆心角22πθπ==， 故答案为：π.12．（2020·浙江宁波市·高三期中）设2log 3a =，则4a =______（用数值表示），lg 36lg 4=______.（用a 表示）【答案】9 1a + 【解析】2log 3a =，22394429log log a ∴===，4222236log 36log 6log (23)log 2log 314lg a lg ===⨯=+=+， 故答案为：9，1a +．13．（2020·深圳科学高中高一期中）某移动公司规定，使用甲种卡，须付“基本月租费”（每月需交的固定费用）30元，在国内通话时每分钟另收话费0.10元；使用乙种卡，不收“基本月租费”，但在国内通话时每分钟话费为0.2元．若某用户每月手机费预算为50元，则使用__________种卡才合算；若要使用甲种卡合算，则该用户每月手机费预算（元）的区间为__________． 【答案】乙 (60,)+∞ 【解析】由题意，设月通话时间为t 分钟，有甲费用为300.1t +，乙费用为0.2t ， ∴每月手机费预算为50元，则：由300.150t +=知，甲的通话时间为200分钟， 由0.250t =知，乙的通话时间为250分钟， ∴用户每月手机费预算为50元，用乙种卡合算；要使用甲种卡合算，即月通话时间相同的情况下甲费用更低，即300.10.2t t +<， 解得300t >时，费用在(60,)+∞. 故答案为：乙，(60,)+∞14．（2020·商丘市第一高级中学高一期中）设函数()112,1,1x e x f x x x -⎧<⎪=⎨⎪≥⎩则()3f x ≤成立的x 的取值范围为______． 【答案】(],9-∞ 【解析】当1x <时，由13x e -≤得1ln3x ≤+，所以1x <； 当1≥x 时，由213x ≤得9x ≤，所以19x ≤≤． 综上，符合题意的x 的取值范围是(,9]-∞． 故答案为：(,9]-∞.15．（2020·辽宁本溪市·高二月考）摩天轮是一种大型转轮状的机械建筑设施，稳坐于永乐桥之上的“天津之眼”作为世界上唯一一座建在桥上的摩天轮，其巧夺天工和奇思妙想确是当之无愧的“世界第一”.如图，永乐桥摩天轮的直径为110m ，到达最高点时，距离地面的高度为120m ，能看到方圆40km 以内的景致，是名副其实的“天津之眼”.实际上，单从高度角度来看，天津之眼超越了曾大名鼎鼎的伦敦之眼而跃居世界第一.永乐桥摩天轮设置有48个座舱，开启后按逆时针方向匀速旋转，游客在座舱转到距离地面最近的位置进舱，转一周大约需要30min .游客甲坐上摩天轮的座舱，开始转到min t 后距离地面的高度为m H ，则转到10min 后距离地面的高度为______m ，在转动一周的过程中，H 关于t 的函数解析式为______.【答案】1852 π55cos 6515H t =-+，030t ≤≤. 【解析】如图，设座舱距离地面最近的位置为点P ，以轴心O 为原点，与地面平行的直线为x 轴，建立直角坐标系.设0min t =时，游客甲位于点()0,55P -，以OP 为终边的角为π2-； 根据摩天轮转一周大约需要30min ， 可知座舱转动的角速度约为πmin 15rad ， 由题意可得πππ55sin 6555cos 6515215H t t ⎛⎫=-+=-+⎪⎝⎭，030t ≤≤.当10t =时，π18555cos 1065152H ⎛⎫=-⨯+= ⎪⎝⎭. 故答案为：1852；π55cos 6515H t =-+，030t ≤≤ 16．（2020·浙江建人专修学院高三三模）已知2,0()(),0x x f x f x x ⎧≥=⎨--<⎩，若4log 3a =，则()f a =___________；()1f a -=___________.3 233-因为4log 3a =，所以43a =，即2a =01a <<，所以()2a f a ==1(1)(1)2a f a f a --=--=-==3-17．（2020·上海虹口区·高三一模）已知(0,)απ∈，且有12sin2cos2αα-=，则cos α=___________.【解析】2212sin 2cos214sin cos 12sin sin 2sin cos αααααααα-=⇒-=-⇒=，因为(0,)απ∈，所以sin 0α≠，因此由2sin 2sin cos sin 2cos tan 2(0,)2πααααααα=⇒=⇒=⇒∈，而22sin cos 1(1)αα+=，把sin 2cos αα=代入(1)得：22214cos cos 1cos cos 5αααα+=⇒=⇒=(0,)2πα∈，因此cos α=.三、解答题：本大题共5小题，共74分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.18．（2020·黑龙江工农�鹤岗一中高二期末（文））函数()22xxaf x =-是奇函数． ()1求()f x 的解析式；()2当()0,x ∈+∞时，()24x f x m ->⋅+恒成立，求m 的取值范围．【答案】（1）()122xxf x =-；（2）5m <-.() 1函数()22x x af x =-是奇函数， ()()1222222x x x x x x a af x a f x --∴-=-=-+=-+=-，故1a =， 故()122xx f x =-； ()2当()0,x ∈+∞时，()24x f x m ->⋅+恒成立，即21(2)42x xm +<-⋅在()0,x ∈+∞恒成立，令()2(2)42x xh x =-⋅，(0)x >，显然()h x 在()0,+∞的最小值是()24h =-， 故14m +<-，解得：5m <-．19．（2020·宁夏长庆高级中学高三月考（理））已知函数()22sin cos 22222x x x f x ππ⎛⎫⎛⎫=-++- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭（1）求()f x 的最小正周期；（2）求()f x 在区间[]0,π上的最小值及单调减区间.【答案】（1）最小正周期为2π；（2）()min f x =()f x 的单调递减区间为,6ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦. 【解析】(1)1cos ()2sin cos 222x x xf x +=+sin x x =+12sin cos 2sin 223x x x π⎛⎫⎛⎫=+=+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭.所以()f x 的最小正周期为2π. (2)因为[]0,x π∈，所以4,333x πππ⎡⎤+∈⎢⎥⎣⎦，所以当433x ππ+=，即x π=时，函数()f x 取得最小值由4233x πππ≤+≤，得6x ππ≤≤，所以函数()f x 的单调递减区间为,6ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦. 20．（2019·河北师范大学附属中学高一期中）已知二次函数()f x 的图象经过点()4,4-，方程()0f x =的解集为{}0,2.（1）求()f x 的解析式；（2）是否存在实数(),m n m n <，使得()f x 的定义域和值域分别为[],m n 和[]2,2m n ？若存在，求出m ，n 的值；若不存在，说明理由.【答案】（1）21()2f x x x =-+；（2）存在；2m =-，0n =. 【解析】（1）由已知，设()()2f x ax x =-.因为()f x 的图象经过点()4,4-，所以()4442a -=-，解得12a =-， 即()f x 的解析式为21()2f x x x =-+； （2）假设满足条件实数m ，n 的存在， 由于221111()(1)2222f x x x x =-+=--+≤，因此122n ≤，即14n ≤. 又()f x 的图象是开口向下的抛物线，且对称轴方程1x =，可知()f x 在区间[],m n 上递增，故有()2()2f m m f n n=⎧⎨=⎩，并注意到14m n <≤，解得2m =-，0n =. 综上可知，假设成立，即当2m =-，0n =时，()f x 的定义域和值域分别为[],m n 和[]2,2m n .21．（2020·山西吕梁市·高三期中（文））已知函数()sin (0)3f x x πωω⎛⎫=+> ⎪⎝⎭，在,63ππ⎛⎫ ⎪⎝⎭上有最小值，无最大值，且满足63f f ππ⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭. （1）求()f x 的最小正周期；（2）将函数()f x 的图象向右平移06πϕϕ⎛⎫<< ⎪⎝⎭个单位后得到函数()g x 的图象，若对满足()()122f x g x -=的1x 、2x 有12min 7x x π-=，求ϕ的值. 【答案】（1）37π；（2）14π. 【解析】（1）由()sin ,(0)3f x x πωω⎛⎫=+> ⎪⎝⎭，在,63ππ⎛⎫ ⎪⎝⎭上有最小值，无最大值， 可知：236T πππω-≤=，故有012ω<≤. 又6x π=与3x π=在一个周期内，且63f f ππ⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭； 4x π∴=时，函数取到最小值.2,()432k k Z πππωπ∴+=-+∈ 故有1083k ω=-+， 又因为012ω<≤，所以143ω=. 所以函数()f x 的最小正周期为37π. （2）由()()122f x g x -=∣∣可知的()()12,f x g x 中一个对应最大值，一个对应最小值. 对于函数()f x 其最大值与最小值对应的x 的距离为半个周期314π. ∴有12min 314x x πϕ-+=. 即314714πππϕ=-=.22．（2020·安徽省蚌埠第三中学高一月考）设函数()()21x x a t f x a--=（0a >，且1a ≠）是定义域为R 的奇函数.（1）求t 的值；（2）若函数()f x 的图象过点31,2⎛⎫ ⎪⎝⎭，是否存在正数()1m m ≠，使函数()()22log x x m g x a a mf x -⎡⎤=+-⎣⎦在[]21,log 3上的最大值为0，若存在，求出m 的值；若不存在，请说明理由.【答案】（1）2t =；（2）不存在，理由见解析.【解析】（1）∵()f x 是定义域为R 的奇函数，∴()00f =，∴2t =；经检验知符合题意.（2）函数()f x 的图象过点31,2⎛⎫ ⎪⎝⎭，所以2132a a -=， ∴2a =（12a =-舍去）， 假设存在正数m ，且1m ≠符合题意，由2a =得()()22log 2222x x x x m g x m --⎡⎤=+--⎣⎦， 设22x x t -=-，则()()22222222x x x x m t mt -----+=-+，∵[]21,log 3x ∈，2[2,3]x ∈，∴38,23t ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦，记()22h t t mt =-+， ∵函数()g x 在[]21,log 3上的最大值为0，∴（i ）若01m <<时，则函数()22h t t mt =-+在38,23⎡⎤⎢⎥⎣⎦有最小值为1， 由于对称轴122m t =<，∴()min 31731312426h t h m m ⎛⎫==-=⇒= ⎪⎝⎭，不合题意. （ii ）若1m 时，则函数()220h t t mt =-+>在38,23⎡⎤⎢⎥⎣⎦上恒成立，且最大值为1，最小值大于0， ①()max 1252512212736873241324m m m h t h m ⎧⎧<≤<≤⎪⎪⎪⎪⇒⇒=⎨⎨⎛⎫⎪⎪=== ⎪⎪⎪⎩⎝⎭⎩， 而此时7338,24823m ⎡⎤=∈⎢⎥⎣⎦，又()min 73048h t h ⎛⎫=< ⎪⎝⎭， 故()g x 在[]21,log 3无意义， 所以7324m =应舍去； ②()max 25252126313126m m h t h m ⎧⎧>>⎪⎪⎪⎪⇒⇒⎨⎨⎛⎫⎪⎪=== ⎪⎪⎪⎩⎝⎭⎩m 无解， 综上所述：故不存在正数m ，使函数()g x 在[]21,log 3上的最大值为0．。
2021-2022学年上海市虹口区复兴高级中学高二(上)期末数学试卷
2021-2022学年上海市虹口区复兴高级中学高二（上）期末数学试卷试题数：21，总分：1501.（填空题，4分）若 P n 3=C n 4，则正整数n=___ ．2.（填空题，4分）投掷一颗均匀的正方体骰子（六个面分别标有数字1、2、3、4、5、6）一次，朝上的数字大于4的概率是 ___ ．3.（填空题，4分）直线 y =√3x −1 与直线 y =√33(x −1) 的夹角的大小是 ___ ．4.（填空题，4分）设 a n =2n +2n+1+2n+2+⋯+22n （n 为正整数），则a k+1-a k =___ ．5.（填空题，4分）在空间直角坐标系中，已知A （-1，2，-3），B （2，-4，6），若 AC ⃗⃗⃗⃗⃗ =2CB⃗⃗⃗⃗⃗ ，则C 点坐标为 ___ ． 6.（填空题，4分）二项式 (x 2−1x )6展开式中的常数项为___ ．7.（填空题，5分）一排有10盏灯，如果用灯亮表示数1，用灯不亮表示数0，每一种亮灯方式代表一个数据，如：0010100101表示一个数据，那么这10盏灯可以表示的数据个数是 ___ ．8.（填空题，5分）若-1，x ，y ，z ，-9（x 、y 、z∈R ）是等比数列，则实数y=___ ． 9.（填空题，5分）已知直线l 1：kx-3y+9b=0与l 2：2x+y+b 2+3=0，其中k 、b∈R ．若直线l 1 || l 2，则l 1与l 2间距离的最小值是 ___ ．10.（填空题，5分）公司库房中的某种零件的70%来自A 公司，30%来自B 公司，两个公司的合格率分别是95%和90%，从库房中任取一个零件，则它是合格品的概率是 ___ ．11.（填空题，5分）我们知道： C n m=C n−1m−1+C n−1m 相当于从两个不同的角度考察组合数： ① 从n 个不同的元素中选出m 个元素并成一组的选法种数是 C n m ；② 对n 个元素中的某个元素A ，若A 必选，有 C n−1m−1 种选法，若A 不选，有 C n−1m 种选法，两者结果相同，从而得到上述等式．根据这个思想考察从n 个不同的元素中选出m 个元素并成一组的选法种数，若对其中的某k （n ＞m ＞k≥2，且n-k ＞m ）个元素分别选或不选，你能得到的等式是 ___ ．12.（填空题，5分）已知A 1（x 1，y 1），A 2（x 2，y 2），…，A n （x n ，y n ）（n 为正整数）是直线l ：y=2x-3上的n 个不同的点，设a 1+a 2+⋯+a n =1，当且仅当i+j=n+1时，恒有a i =a j （i 和j 都是不大于n 的正整数，且i≠j ）， OP ⃗⃗⃗⃗⃗ = a 1OA 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ + a 2OA 2⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ +⋯+ a n OA n ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ．有下列命题： ① 数列{y n }是等差数列；② a k=a n-k+1（k∈N，-1≤k≤n）；③ 点P在直线l上；④ 若{x n}是等差数列，P点坐标为(x1+x n2，y1+y n2)．其中正确的命题有 ___ ．（填写所有正确命题的序号）．13.（单选题，5分）已知直线l：（k+1）x+（3k-2）y=0，“k=0”是“直线l过点（0，0）”的（）A.充分非必要条件B.必要非充分条件C.充要条件D.既非充分也非必要条件14.（单选题，5分）已知直线l过点P（3，4），且与坐标轴分别相交于点A、B，若△OAB的面积为24，其中O为坐标原点，则这样的直线有（）A.1条B.2条C.3条D.4条15.（单选题，5分）甲、乙、丙三人相约去看电影，他们的座位恰好是同一排10个位置中的3个，因疫情防控的需要（这一排没有其他人就座），则每人左右两边都有空位的坐法（）A.120种B.80种C.64种D.20种16.（单选题，5分）如图，四面体ABCD的表面积为S，体积为V，E、F、G、H分别是AB、BC、CD、DA上的点，且AC || 平面EFGH，BD || 平面EFGH，设BEAB=λ(0＜λ＜1)，则下列结论正确的是（）A.四边形EFGH是正方形B.AE和AH与平面EFGH所成的角相等C.若λ=12，则多面体BEF-DGH的表面积等于12SD.若λ=12，则多面体BEF-DGH的体积等于12V17.（问答题，14分）为响应市政府“绿色出行”的号召，小李工作日上下班出行方式由自驾车改为选择乘坐公共交通或骑共享单车中的一种．根据小李从2020年4月到2020年6月的出行情况统计，小李每次出行乘坐公共交通的概率是0.4，骑共享单车的概率是0.6．乘坐公共交通单程所需的费用是3元，骑共享单车单程所需的费用是1元．记小李在一个工作日内上下班所花费的总交通费用为X元，假设小李上下班选择出行方式是相互独立的．（小李上下班各计一次单程）．（1）求小李在一个工作日内上下班出行费用为4元的概率；（2）求X的分布和数学期望E[X]．18.（问答题，14分）已知（1-3x）n=a0+a1x+a2x2+a3x3+⋯+a n x n（n为正整数）．（1）若a2=15a0-13a1，求n的值；（2）若n=2022，A=a0+a2+a4+⋯+a2022，B=a1+a3+a5+⋯+a2021，求A+B和A2-B2的值（结果用指数幂的形式表示）．19.（问答题，14分）乒乓球单打比赛在甲、乙两名运动员间进行，比赛采用7局4胜制（即先胜4局者获胜，比赛结束），已知在每一局比赛中甲、乙获胜的概率分别为23和13（请用分数作答）．（1）求甲以4：0获胜的概率；（2）求乙获胜且比赛局数少于6局的概率．20.（问答题，16分）在数列{a n}中，a1= 14，a n+1a n=n2(n+2)（n为正整数）．（1）求{a n}的通项公式；（2）求证：2a1+22a2+23a3+⋯+2n a n＜1；（3）若数列{b n}满足b1=1，b n-b n+1=（n+2）a n，求数列{b n}的通项公式．21.（问答题，18分）如图，已知菱形ABCD中，∠CBA= π，直角梯形ABEF中，BE || AF，3AF=2，O、P分别为AB、DF中点，平面ABEF⊥平面ABCD．AB⊥AF，AB=BE= 12（1）求证：CO⊥平面ABEF；（2）异面直线PE与AB所成角的大小；，若存在，（3）线段AD上是否存在一点G，使得直线FG与平面ABEF所成角的正弦值为√3926求出AG的长；若不存在，请说明理由．2021-2022学年上海市虹口区复兴高级中学高二（上）期末数学试卷参考答案与试题解析试题数：21，总分：1501.（填空题，4分）若P n3=C n4，则正整数n=___ ．【正确答案】：[1]27【解析】：根据题意，由排列、组合数公式，可得n（n-1）（n-1）= n(n−1)(n−2)(n−3)4×3×2×1，计算可得答案．【解答】：解：根据题意，若P n3=C n4，则有n（n-1）（n-1）= n(n−1)(n−2)(n−3)4×3×2×1，解可得：n=27，故答案为：27．【点评】：本题考查排列、组合数公式，注意排列、组合数公式的形式，属于基础题．2.（填空题，4分）投掷一颗均匀的正方体骰子（六个面分别标有数字1、2、3、4、5、6）一次，朝上的数字大于4的概率是 ___ ．【正确答案】：[1] 13【解析】：直接利用古典概型问题的应用求出结果．【解答】：解：投掷一个正方体骰子，基本事件数为6；朝上数字大于4的基本事件数为2；故概率为P（A）= 26=13．故答案为：13．【点评】：本题考查的知识要点：古典概型问题的应用，主要考查学生的运算能力和数学思维能力，属于基础题．3.（填空题，4分）直线y=√3x−1与直线y=√33(x−1)的夹角的大小是 ___ ．【正确答案】：[1]30°【解析】：先求出两直线的斜率，求出倾斜角，然后求解夹角．【解答】：解：直线 y =√3x −1 的斜率等于 √3 ，倾斜角为：60°， 直线 y =√33(x −1) 的斜率等于 √33 ，倾斜角为30°，两直线的夹角为30°． 故答案为：30°．【点评】：本题考查两直线的夹角的求法，已知三角函数值求角，是中档题．4.（填空题，4分）设 a n =2n +2n+1+2n+2+⋯+22n （n 为正整数），则a k+1-a k =___ ． 【正确答案】：[1]3⋅22k+1-2k 【解析】：求出 a k+1，a k 即得解．【解答】：解：由题得， a k =2k +2k+1+2k+2+⋯+22k =2k (1−2k+1)1−2=22k+1−2k ，所以 a k+1=22k+3−2k+1两式相减得 a k+1−a k =22k+3−22k+1+2k −2k+1=3⋅22k+1−2k ， 所以 a k+1−a k =3⋅22k+1−2k ． 故答案为：3⋅22k+1-2k ．【点评】：本题考查数列的递推公式，考查学生的运算能力，属于中档题．5.（填空题，4分）在空间直角坐标系中，已知A （-1，2，-3），B （2，-4，6），若 AC ⃗⃗⃗⃗⃗ =2CB⃗⃗⃗⃗⃗ ，则C 点坐标为 ___ ． 【正确答案】：[1]（1，-2，3）【解析】：设C 的坐标为（x ，y ，z ），根据向量的坐标运算即可求出．【解答】：解：设C 点的坐标为（x ，y ，z ）， ∵A （-1，2，-3），B （2，-4，6），∴ AC ⃗⃗⃗⃗⃗ =（x+1，y-2，z+3）， CB ⃗⃗⃗⃗⃗ =（2-x ，-4-y ，6-z ）， ∵ AC⃗⃗⃗⃗⃗ =2CB ⃗⃗⃗⃗⃗ ， ∴（x+1，y-2，z+3）=2（2-x ，-4-y ，6-z ）=（4-2x ，-8-2y ，12-2z ） ∴ {x +1=4−2xy −2=−8−2y z +3=12−2z ， 解得x=1，y=-2，z=3，∴C（1，-2，3）．故答案为：（1，-2，3）．【点评】：本题考查点的坐标的求法，考查空间坐标运算法则等基础知识，考查运算求解能力，是基础题．6.（填空题，4分）二项式(x2−1x )6展开式中的常数项为___ ．【正确答案】：[1]15【解析】：先求出二项式展开式的通项公式，再令x的幂指数等于0，求得r的值，即可求得展开式中的常数项的值．【解答】：解：二项式(x2−1x )6展开式的通项公式为T r+1= C6r•（-1）r•x12-3r，令12-3r=0，求得r=4，可得展开式中的常数项为C64 =15，故答案为：15．【点评】：本题主要二项式定理的应用，二项式展开式的通项公式，属于基础题．7.（填空题，5分）一排有10盏灯，如果用灯亮表示数1，用灯不亮表示数0，每一种亮灯方式代表一个数据，如：0010100101表示一个数据，那么这10盏灯可以表示的数据个数是___ ．【正确答案】：[1]1024【解析】：每一个位置只有亮与不亮两种状态，可得结论．【解答】：解：每一个位置只有亮与不亮两种状态，故可表示的数据个数为210=1024．【点评】：本题考查归纳推理，属中档题．8.（填空题，5分）若-1，x，y，z，-9（x、y、z∈R）是等比数列，则实数y=___ ．【正确答案】：[1]-3【解析】：由已知结合等比数列的性质即可直接求解．【解答】：解：根据等比数列的性质可得y2=-1×（-9）=9，所以y=3或y=-3，设等比数列的公比q，当y=3时，q 2=-3不符合题意， 故y=-3． 故答案为：-3．【点评】：本题主要考查了等比数列的性质的简单应用，属于基础题．9.（填空题，5分）已知直线l 1：kx-3y+9b=0与l 2：2x+y+b 2+3=0，其中k 、b∈R ．若直线l 1 || l 2，则l 1与l 2间距离的最小值是 ___ ． 【正确答案】：[1] 3√520【解析】：根据已知条件，结合两直线平行的性质，以及两直线平行的距离公式，即可求解．【解答】：解：∵直线l 1：kx-3y+9b=0与l 2：2x+y+b 2+3=0平行， ∴k=-3×2=-6，即直线l 1的方程为2x+y-3b=0， ∴l 1与l 2间距离d=2√22+12 =|(b+32)2+34|√5当b= −32 时，d 取得最小值 3√520 ． 故答案为： 3√520 ．【点评】：本题主要考查两直线平行的性质，以及两直线平行的距离公式，属于基础题． 10.（填空题，5分）公司库房中的某种零件的70%来自A 公司，30%来自B 公司，两个公司的合格率分别是95%和90%，从库房中任取一个零件，则它是合格品的概率是 ___ ． 【正确答案】：[1] 187200【解析】：直接利用互斥事件的应用求出结果．【解答】：解：根据题意合格品的概率P （A ）= 710×95100+310×90100 = 187200 ． 故答案为： 187200 ．【点评】：本题考查的知识要点：古典概型问题，互斥事件，主要考查学生的运算能力和数学思维能力，属于基础题．11.（填空题，5分）我们知道： C n m=C n−1m−1+C n−1m 相当于从两个不同的角度考察组合数： ① 从n 个不同的元素中选出m 个元素并成一组的选法种数是 C n m ；② 对n 个元素中的某个元素A ，若A 必选，有 C n−1m−1 种选法，若A 不选，有 C n−1m 种选法，两者结果相同，从而得到上述等式．根据这个思想考察从n 个不同的元素中选出m 个元素并成一组的选法种数，若对其中的某k （n ＞m ＞k≥2，且n-k ＞m ）个元素分别选或不选，你能得到的等式是 ___ ．【正确答案】：[1] C n m= C n−k m + C n−k m−k【解析】：根据题意，类比题目的思路，用两种方法讨论“从n 个不同的元素中选出m 个元素并成一组”的选法，分析可得答案．【解答】：解：根据题意，从n 个不同的元素中选出m 个元素并成一组，有2种分析方法：① 从n 个不同的元素中选出m 个元素并成一组，有 C n m 种选法，② 分2种情况讨论：若其中的某k 个元素都入选，需要从剩下的n-k 个元素中选m-k 个元素，有 C n−k m−k 种选法，若k 个元素都不入选，需要从剩下的n-k 个元素中选m 个元素，有 C n−k m 种选法， 则有 C n m = C n−k m + C n−k m−k ， 故答案为： C n m = C n−k m + C n−k m−k ．【点评】：本题考查合情推理的应用，涉及组合数公式的性质，属于基础题．12.（填空题，5分）已知A 1（x 1，y 1），A 2（x 2，y 2），…，A n （x n ，y n ）（n 为正整数）是直线l ：y=2x-3上的n 个不同的点，设a 1+a 2+⋯+a n =1，当且仅当i+j=n+1时，恒有a i =a j （i 和j 都是不大于n 的正整数，且i≠j ）， OP ⃗⃗⃗⃗⃗ = a 1OA 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ + a 2OA 2⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ +⋯+ a n OA n ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ．有下列命题： ① 数列{y n }是等差数列； ② a k =a n-k+1（k∈N ，-1≤k≤n ）； ③ 点P 在直线l 上；④ 若{x n }是等差数列，P 点坐标为 (x 1+x n 2，y 1+y n2) ． 其中正确的命题有 ___ ．（填写所有正确命题的序号）． 【正确答案】：[1] ② ③ ④【解析】： ① 可以根据题意进行判断；② 根据题干条件当i+j=n+1时，恒有a i =a j ，进行推导； ③ 设出点P 坐标，结合题干条件进行推导； ④ 再第三问基础上进行推导即可．【解答】：解：只有在数列{x n }是等差数列时，数列{y n }是等差数列，根据题意，数列{x n }不一定是等差数列，故数列{y n }不一定是等差数列， ① 错误；因为k+n-k+1=n+1，所以a k =a n-k+1（k∈N ，-1≤k≤n ）， ② 正确；因为 OP ⃗⃗⃗⃗⃗ = a 1OA 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ + a 2OA 2⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ +⋯+ a n OA n ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ，设P （s ，t ）， 则s=a 1x 1+a 2x 2+…+a n x n ，t=a 1y 1+a 2y 2+…+a n y n ，因为A 1（x 1，y 1），A 2（x 2，y 2），…，A n （x n ，y n ）（n 为正整数）是直线l ：y=2x-3上的n 个不同的点，所以y 1=2x 1-3，y 2=2x 2-3，…，y n =2x n -3，则a 1y 1=2a 1x 1-3a 1，a 2y 2=2a 2x 2-3a 2，…，a n y n =2a n x n -3a n ，相加得：a 1y 1+a 2y 2+…+a n y n =2（a 1x 1+a 2x 2+…+a n y n ）-3（a 1+a 2+…+a n ）， 因为a 1+a 2+…+a n =1，所以t=2s-3，点P 在直线l 上， ③ 正确；{x n }是等差数列，若n 为偶数，则x 1+x n =x 2+x n-1=…= x n 2+x n 2+1 ，若n 为奇数，则x 1+x n =x 2+x n-1=…=2 x 1+n 2，又当i+j=n+1时，恒有a i =a j （i 和j 都是不大于n 的正整数，且i≠j ），若n 为偶数，则s=a 1x 1+a 2x 2+…+a n x n =a 1（x 1+x n ）+a 2（x 2+x n-1）+…+ a n 2(x n 2+x n 2+1) =（x 1+x n ）（a 1+a 2+…+ a n 2）=x 1+x n2， 同理可得：t=y 1+y n2； 若n 为奇数，则s=a 1x 1+a 2x 2+…+a n x n =a 1（x 1+x n ）+a 2（x 2+x n-1）+…+ a 1+n 2x 1+n 2=（x 1+x n ）（a 1+a 2+…+ 12a 1+n 2）=x 1+x n2， 同理可得：t=y 1+y n2； 综上所述：若{x n }是等差数列，P 点坐标为 (x 1+x n 2，y 1+yn 2) ， ④ 正确． 故答案为： ② ③ ④ ．【点评】：本题考查了数列的递推式及分类讨论，难点在于对 ③ 和 ④ 的判断，属于难题． 13.（单选题，5分）已知直线l ：（k+1）x+（3k-2）y=0，“k=0”是“直线l 过点（0，0）”的（ ） A.充分非必要条件 B.必要非充分条件 C.充要条件D.既非充分也非必要条件 【正确答案】：A【解析】：先求出不论k 取何值，直线l 过定点（0，0），再利用充要条件的定义判定即可．【解答】：解：∵直线l ：（k+1）x+（3k-2）y=0， ∴k （x+3y ）+（x-2y ）=0， ∴ {x +3y =0x −2y =0，∴ {x =0y =0 ，∴不论k 取何值，直线l 过定点（0，0）， ∴k=0是直线l 过点（0，0）的充分不必要条件， 故选：A ．【点评】：本题考查了直线过定点问题，充要条件的判定，属于基础题．14.（单选题，5分）已知直线l 过点P （3，4），且与坐标轴分别相交于点A 、B ，若△OAB 的面积为24，其中O 为坐标原点，则这样的直线有（ ） A.1条 B.2条 C.3条 D.4条【正确答案】：C【解析】：由题意，用点斜式设出直线l 的方程为y-4=k （x-3），求出A 、B 的坐标，根据△OAB 的面积为24，求出k 的值，可得结论．【解答】：解：∵直线l 过点P （3，4），且与坐标轴分别相交于点A 、B ，若△OAB 的面积为24，其中O 为坐标原点，设直线的斜率为k ，则直线l 的方程为y-4=k （x-3）， 故直线l 与x 轴的交点为A （ 3k−4k，0），直线l 与y 轴的交点B （0，4-3k ），故△OAB 的面积为 12 ×|3k−4k |×|4-3k|= (3k−4)22|k|=24， 即（3k-4）2=48|k|，求得k= 36+2√389，或k=36−2√389 ，或 k=- 43， ∴这样的直线有3条， 故选：C ．【点评】：本题主要考查用点斜式求直线的方程，直线的截距的定义，属于基础题．15.（单选题，5分）甲、乙、丙三人相约去看电影，他们的座位恰好是同一排10个位置中的3个，因疫情防控的需要（这一排没有其他人就座），则每人左右两边都有空位的坐法（）A.120种B.80种C.64种D.20种【正确答案】：A【解析】：根据题意，先排好7个空座位，注意空座位是相同的，其中有6个空位符合条件，考虑顺序，将3人插入6个空位中，可得答案．【解答】：解：先排7个空座位，由于空座位是相同的，则只有1种情况，其中有6个空位符合条件，考虑三人的顺序，将3人插入6个空位中有A63，则共有1×A63=120种情况．故选：A．【点评】：本题考查排列、组合的应用，对于不相邻的问题采用插空法．16.（单选题，5分）如图，四面体ABCD的表面积为S，体积为V，E、F、G、H分别是AB、BC、CD、DA上的点，且AC || 平面EFGH，BD || 平面EFGH，设BEAB=λ(0＜λ＜1)，则下列结论正确的是（）A.四边形EFGH是正方形B.AE和AH与平面EFGH所成的角相等C.若λ=12，则多面体BEF-DGH的表面积等于12SD.若λ=12，则多面体BEF-DGH的体积等于12V【正确答案】：D【解析】：对A，证明四边形EFGH是平行四边形．所以选项A错误；对B，如果AE和AH与平面EFGH所成的角相等，则AE=AH，则AB=AD，所以选项B错误；对C，假设正四面体ABCD，AB=2，取BD的中点N，连接AN，CN．多面体BEF-DGH的表面积S′=2√3+1≠12S，所以选项C错误；对D，如图，设BD中点为M，连接EM，MF，设点B到平面EMF的距离为h1，则多面体BEF-DGH的体积=V B-MEF+V EMF-HDG== 12V B−ADC=12V，所以选项D正确．【解答】：解：对A，因为AC || 平面EFGH，AC⊂平面ABC，EF⊂平面EFGH，平面EFGH⋂平面ABC=EF，所以AC || EF，同理AC || GH，所以EF || GH，同理EH || FG，所以四边形EFGH是平行四边形．所以四边形EFGH不一定是正方形，所以选项A错误；对B，如果AE和AH与平面EFGH所成的角相等，则AE=AH，则AB=AD，已知中没有AB=AD，所以AE和AH与平面EFGH所成的角不一定相等，所以选项B错误；对C，假设正四面体ABCD，AB=2，取BD的中点N，连接AN，CN．则BD⊥AN，BD⊥CN，因为AN⋂CN=N，AN，CN⊂平面ACN，所以BD⊥平面ACN，所以BD⊥AC，所以EF⊥FG，前面已经证明四边形EFGH是平行四边形，又EF=FG，所以四边形EFGH是正方形，且EF=FG=1，正四面体的每一个面的面积为12×2×2×sin60°=√3，所以正四面体的表面积为S=4√3，所以多面体BEF-DGH的表面积S′=34×√3×2+14×√3×2+1×1=2√3+1≠12S，所以选项C错误；对D，如图，设BD中点为M，连接EM，MF，则多面体EMF-HDG是棱柱，设点B到平面EMF的距离为h1，由于BEAB =12，所以点E是AB的中点，则点M到平面HDC的距离为h1，点B到平面ADC的距离为2h1．则多面体BEF-DGH的体积= V B−MEF+V EMF−HDG=13⋅S△EMF⋅ℎ1+S△EMF⋅ℎ1 = 13⋅14S△ADC⋅ℎ1+14S△ADC⋅ℎ1=13⋅S△ADC⋅ℎ1=12⋅(13⋅S△ADC⋅2ℎ1)=12V B−ADC=12V，所以选项D正确．故选：D．【点评】：本题主要考查线面角的计算，多面体体积的计算，多面体表面积的计算等知识，属于中等题．17.（问答题，14分）为响应市政府“绿色出行”的号召，小李工作日上下班出行方式由自驾车改为选择乘坐公共交通或骑共享单车中的一种．根据小李从2020年4月到2020年6月的出行情况统计，小李每次出行乘坐公共交通的概率是0.4，骑共享单车的概率是0.6．乘坐公共交通单程所需的费用是3元，骑共享单车单程所需的费用是1元．记小李在一个工作日内上下班所花费的总交通费用为X元，假设小李上下班选择出行方式是相互独立的．（小李上下班各计一次单程）．（1）求小李在一个工作日内上下班出行费用为4元的概率；（2）求X的分布和数学期望E[X]．【正确答案】：【解析】：（1）由独立事件概率的乘法公式及互斥事件的概率公式求解即可；（2）由题意可得X=2，4，6，分别求出对应的概率，可得分布列及数学期望．【解答】：解：（1）由题意可得P（X=4）=0.4×0.6+0.6×0.4=0.48．（2）由题意可得X=2，4，6，P（X=2）=0.6×0.6=0.36，P（X=4）=0.48，P（X=6）=0.4×0.4=0.16，所以X的分布列为：【点评】：本题主要考查概率的求法，离散型随机变量分布列及数学期望，考查运算求解能力，属于基础题．18.（问答题，14分）已知（1-3x）n=a0+a1x+a2x2+a3x3+⋯+a n x n（n为正整数）．（1）若a2=15a0-13a1，求n的值；（2）若n=2022，A=a0+a2+a4+⋯+a2022，B=a1+a3+a5+⋯+a2021，求A+B和A2-B2的值（结果用指数幂的形式表示）．【正确答案】：【解析】：（1）令x=1即可求出a0，再根据二项式定理的性质分别求出a1，a2，然后解方程即可求解；（2）分别令x=1，x=-1，求出展开式的值，进而可以求解．【解答】：解：（1）令x=1，则a0=1，二项式的展开式中含x项的系数为a1=C n1•(−3)1 =-3n，二项式的展开式中含x2项的系数为a2=C n2•(−3)2 = 9n(n−1)2，则由已知可得9n(n−1)2=15×1−13×(−3n)，即9n2-87n-30=0，解得n=10或- 13（舍去），故n的值为10；（2）若n=2022，则二项式为（1-3x）2022=a0+a1x+a2x2 +....+a 2022x2022，令x=1，则a0+a1+a2+.....+a2022=（1-3）2022=22022① ，令x=-1，则a0-a1+a2-.....+a2022=[1-3×（-1）]2022=42022=24044② ，① + ② 可得A=22021+24043，① - ② 可得B=22021-24043，所以A+B=22022，A2-B2=（A+B）（A-B）=22022•24044=26066．【点评】：本题考查了二项式定理的应用，涉及到赋值法的应用，考查了学生的运算求解能力，属于中档题．19.（问答题，14分）乒乓球单打比赛在甲、乙两名运动员间进行，比赛采用7局4胜制（即先胜4局者获胜，比赛结束），已知在每一局比赛中甲、乙获胜的概率分别为23和13（请用分数作答）．（1）求甲以4：0获胜的概率；（2）求乙获胜且比赛局数少于6局的概率．【正确答案】：【解析】：（1）甲以4：0获胜的概率为P=（23）4，由此能求出结果．（2）乙获胜且比赛局数少于6局的情况有2种情况：① 乙连胜4局，② 前四局乙3胜1负，第五局乙胜，由此能求出乙获胜且比赛局数少于6局的概率．【解答】：解：（1）比赛采用7局4胜制，在每一局比赛中甲、乙获胜的概率分别为23和13，∴甲以4：0获胜的概率为：P=（23）4= 1681．（2）乙获胜且比赛局数少于6局的情况有2种情况：① 乙连胜4局，概率为P1=（13）4= 181，② 前四局乙3胜1负，第五局乙胜，概率为P2= C43(13)3(23)(13) = 8243，∴乙获胜且比赛局数少于6局的概率P=P1+P2= 11243．【点评】：本题考查概率的求法，考查相互独立事件概率乘法公式等基础知识，考查运算求解能力，是基础题．20.（问答题，16分）在数列{a n}中，a1= 14，a n+1a n=n2(n+2)（n为正整数）．（1）求{a n}的通项公式；（2）求证：2a1+22a2+23a3+⋯+2n a n＜1；（3）若数列{b n}满足b1=1，b n-b n+1=（n+2）a n，求数列{b n}的通项公式．【正确答案】：【解析】：（1）利用累乘法可求出数列{a n}的通项公式；（2）根据（1）可求出2n⋅a n=1n(n+1)，从而根据裂项相消求和法可证明结论；（3）根据（1）可知b n+1−b n=2[1(n+1)⋅2n+1−1n⋅2n]，从而利用累加法可求出数列{b n}的通项公式．【解答】：解：（1）因为a n+1a n =n2(n+2)，所以a2a1=12×3，a3a2=22×4，a4a3=32×5，a5a4=42×6，…，a na n−1=n−12(n+1)，把以上（n-1）个式子相乘，得a2a1⋅a3a2⋅a4a3⋅a5a4⋅…⋅a na n−1=12×3×22×4×32×5×42×6×…×n−12(n+1)，即a na1=12n−1(13×24×35×46×…×n−1n+1)=12n−1⋅2n(n+1)，所以a n=12n−1⋅2n(n+1)×14，即a n=1n(n+1)⋅2n．证明：（2）因为a n=1n(n+1)⋅2n ，所以2n⋅a n=1n(n+1)=1n−1n+1，所以2a1+22a2+23a3+⋯+2n a n=(1−12)+(12−13)+(13−14)+⋯+(1n−1n+1)= 1−1n+1＜1，所以2a1+22a2+23a3+⋯+2n a n＜1．解：（3）因为b n−b n+1=(n+2)a n=(n+2)⋅1n(n+1)⋅2n =n+2n(n+1)⋅2n=2[1n⋅2n−1(n+1)⋅2n+1]，即b n+1−b n=2[1(n+1)⋅2n+1−1n⋅2n]，所以b2−b1=2(12⋅22−11⋅21)，b3−b2=2(13⋅23−12⋅22)，b4−b3=2(14⋅24−13⋅23)，b5−b4=2(15⋅25−14⋅24)，…，b n−b n−1=2[1n⋅2n −1(n−1)⋅2n−1]，把以上（n-1）个式子相加，得b n−b1=2(12⋅22−11⋅21)+2(13⋅23−12⋅22)+2(14⋅23−13⋅23)+⋯+2[1n⋅2n−1(n−1)⋅2n−1] =2(1n⋅2n −11⋅21)=1n⋅2n−1−1．所以b n=1n⋅2n−1．【点评】：本题考查数列的递推公式及求和公式，考查学生的综合能力，属于难题．21.（问答题，18分）如图，已知菱形ABCD中，∠CBA= π3，直角梯形ABEF中，BE || AF，AB⊥AF，AB=BE= 12AF=2，O、P分别为AB、DF中点，平面ABEF⊥平面ABCD．（1）求证：CO⊥平面ABEF；（2）异面直线PE与AB所成角的大小；（3）线段AD上是否存在一点G，使得直线FG与平面ABEF所成角的正弦值为√3926，若存在，求出AG的长；若不存在，请说明理由．【正确答案】：【解析】：（1）根据题意得OC⊥AB，进而结合平面ABEF⊥平面ABCD即可证明CO⊥平面ABEF；（2）根据题意，以点O为坐标原点，建立空间直角坐标系O-xyz，利用坐标法求解即可；（3）假设存在，设AG=λAD，λ∈[0，1]，再根据线面角的向量法求解即可．【解答】：（1）证明：因为在菱形ABCD中，∠CBA=π3，所以△ABC为等边三角形，因为O分别为AB中点，所以OC⊥AB，因为平面ABEF⊥平面ABCD，平面ABEF⋂平面ABCD=AB，CO⊂平面ABCD．所以CO⊥平面ABEF．（2）解：因为直角梯形ABEF中，BE || AF，AB⊥AF，CO⊥平面ABEF，所以，以点O为坐标原点，如图建立空间直角坐标系O-xyz，因为AB=BE=12AF=2，所以B （1，0，0），E （1，0，2），A （-1，0，0），F （-1，0，4）， D(−2，√3，0) ， C(0，√3，0) ， P (−32，√32，2) ， 所以 PE ⃗⃗⃗⃗⃗ =(52，−√32，0) ， AB ⃗⃗⃗⃗⃗ =(2，0，0) ，所以 cos〈PE ⃗⃗⃗⃗⃗ ，AB ⃗⃗⃗⃗⃗ 〉=PE⃗⃗⃗⃗⃗ •AB ⃗⃗⃗⃗⃗ |PE⃗⃗⃗⃗⃗ ||AB ⃗⃗⃗⃗⃗ |=52×√7=5√714， 所以异面直线PE 与AB 所成角的大小为 arccos 5√714．（3）解：假设线段AD 上是存在一点G ， 使得直线FG 与平面ABEF 所成角的正弦值为√3926，此时AG=λAD ，λ∈[0，1]，则 FG⃗⃗⃗⃗⃗ =AG ⃗⃗⃗⃗⃗ −AF ⃗⃗⃗⃗⃗ =λAD ⃗⃗⃗⃗⃗ −AF ⃗⃗⃗⃗⃗ =λ(−1，√3，0)−(0，0，4)=(−λ，√3λ，−4) ， 由（1）知平面ABEF 的法向量为 OC ⃗⃗⃗⃗⃗ =(0，√3，0) ， 设直线FG 与平面ABEF 所成角为θ， 则 sinθ=|cos〈OC ⃗⃗⃗⃗⃗ ，FG⃗⃗⃗⃗⃗ 〉|=3λ√3•√4λ2+16=√3926，解得 λ=√33∈[0，1] ，所以线段AD 上是存在一点G ，使得直线FG 与平面ABEF 所成角的正弦值为 √3926 ， 此时 AG =√33AD =2√33．【点评】：本题主要考查线面垂直的证明，异面直线所成的角的计算，立体几何中的探索性问题等知识，属于中等题．。
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2020-2021学年上海中学高二（上）期末数学试卷
1.（填空）若复数 a+3i 1+2i （a∈R ，i 为虚数单位）是纯虚数，则实数a 的值为 ___ ．
2.（填空）函数f （n ）=i n +i -n （n∈N*，i 是虚数单位）的值域可用集合表示为___ ．
3.（填空）已知方程 x 2−2−λ+y 21+2λ =-3表示焦点在y 轴上的椭圆，则λ的取值范围是___ ．
4.（填空）已知双曲线 x 2a 2 - y 2b 2 =1（a ＞0，b ＞0）的一条渐近线方程是y= √3 x ，它的一个焦点在抛物线y 2=24x 的准线上，则双曲线的方程为___ ．
5.（填空）若点（3，1）是抛物线y 2=2px （p ＞0）的一条弦的中点，且这条弦所在直线的斜率为2，则p=___ ．
6.（填空）把参数方程 {x =sinθ−cosθy =sinθ+cosθ
（θ为参数，θ∈R ）化成普通方程是___ ． 7.（填空）已知F 是抛物线y 2=x 的焦点，A 、B 是该抛物线上的两点，|AF|+|BF|=3，则线段AB 的中点到y 轴的距离为 ___ ．
8.（填空）设复数z 满足条件|z|=1，那么|z+2 √2 +i|的最大值是___ ．
9.（填空）若曲线y 2=|x|+1与直线y=kx+b 没有公共点，则k 、b 分别应满足的条件是___ ．
10.（填空）已知F 1，F 2是等轴双曲线C ：x 2-y 2=1的左、右焦点，点P 在C 上，∠F 1PF 2=60°，则|PF 1|•|PF 2|等于___ ．
11.（填空）已知双曲线C ： x 2a 2−y 2b 2 =1的右焦点为F ，过点F 向双曲线的一条渐近线引垂线，
垂足为M ，交另一条渐近线于N ，若7 FM ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =3FN
⃗⃗⃗⃗⃗ ，则双曲线的渐近线方程为 ___ ． 12.（填空）直线l 与抛物线y 2=4x 交于A 、B 两点，O 为坐标原点，直线OA 、OB 的斜率之积为-1，以线段AB 的中点为圆心， √2 为半径的圆与直线l 交于P 、Q 两点，M （6，0），则|MP|2+|MQ|2的最小值为___ ．
13.（单选）已知椭圆 x 22a 2 + y 22b 2 =1（a ＞b ＞0）与双曲线 x 2a 2 - y 2b 2 =1有相同的焦点，则椭圆的离
心率为（ ）
A. √22
B. 12
C. √66
D. √63
14.（单选）已知抛物线y=-x 2+3上存在关于直线x+y=0对称的相异两点A 、B ，则|AB|等于（ ）
A.3
B.4
C. 3√2
D. 4√2 15.（单选）已知圆（x-2）2+y 2=9的圆心为C ，过点M （-2，0）且与x 轴不重合的直线l 交圆A 、B 两点，点A 在点M 与点B 之间．过点M 作直线AC 的平行线交直线BC 于点P ，则点P 的轨迹为（ ）
A.圆的一部分
B.椭圆的一部分
C.双曲线的一部分
D.抛物线的一部分
16.（单选）数学中有许多形状优美、寓意美好的曲线，如星形线（如图），若让一个半径为 a 4
的圆在一个半径为a 的圆内部，沿着圆的圆周滚动，小圆圆周上的任一点形成的轨迹即为星形线，其方程为 x 23+y 23=a 23 ，给出下列四个结论，正确的有（ ）
（1）星形线的参数方程为： {x =acos 3t y =asin 3t
（t 为参数）； （2）若a=5，则星形线及其内部包含33个整点；（即横、纵坐标均为整数的点）
（3）曲线 x 12+y 12 =1在星形线 x 23+y 23 =1的内部（包含边界）；
（4）设星形线围成的面积为S ，则 S ∈(π4a 2，a 2) ． A.（1）（3）（4）
B.（1）（2）（3）（4）
C.（2）（3）
D.（1）（2）（3）
17.（问答）已知复数z=1+i ，求实数a ，b 使az+2b z =（a+2z ）2．
18.（问答）已知关于x 的复系数一元二次方程x 2+zx+4+3i=0（z∈C ）有实数根，求复数|z|的最小值．
19.（问答）已知直线y=kx+1（k∈R ）与双曲线3x 2-y 2=1，则k 为何值时，直线与双曲线有一个公共点？
20.（问答）已知关于t 的方程t 2+（2+i ）t+2xy+（x-y ）i=0（x ，y∈R ）．
（1）当方程有实数根时，求点（x ，y ）的轨迹方程；
（2）求方程的实数根的取值范围．
21.（问答）已知抛物线C ：y 2=2px （p ＞0）过点T （2，-4）．
（1）求抛物线C 的焦点到准线的距离．
（2）已知点A （4，0），过点B （-4，0）的直线l 交抛物线C 于点M 、N ，直线MA ，NA 分别交直线x=-4于点P 、Q ，求 |PB||BQ| 的值．
22.（问答）已知椭圆C ： x 24+y 22 =1，点P （4，1）为椭圆外一点．
（1）过原点作直线交椭圆C 于M 、N 两点，求直线PM 与直线PN 的斜率之积的范围；
（2）当过点P 的动直线l 与椭圆C 相交于两个不同点A 、B 时，线段AB 上取点Q ，满足| AP ⃗⃗⃗⃗⃗ |•|QB ⃗⃗⃗⃗⃗ |=|AQ ⃗⃗⃗⃗⃗ |•|PB ⃗⃗⃗⃗⃗ |，证明：点Q 总在某定直线上．。