浙江省宁波市2019-2020学年高一数学上学期期末考试试题(含解析)
浙江省宁波市2019-2020学年高一数学上学期期末考试试题（含解析）说明：本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分,共150分.考试时间120分钟.本次考试不得使用计算器.请考生将所有题目都做在答题卷上.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.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.设全集,,则( )UZ2,2AxZxx或
UA=ð
A. B. C. D. 22xx22xx2,–1,0,1,21,0,1
【答案】D【解析】【分析】
根据补集的概念和运算，求得.UAð
【详解】根据补集的概念和运算可知.UA=ð|221,0,1xZx
故选：D【点睛】本小题主要考查补集的概念和运算，解题过程中要细心，容易错选B，属于基础题.
2.下列函数在其定义域上具有奇偶性,且在上单调递增的是( )0,
A. B. C. D. lnyx3yx
1y
x
1yx
x
【答案】B【解析】【分析】根据函数的奇偶性、单调性确定正确选项.
【详解】对于A选项，为非奇非偶函数，不符合题意.lnyx
对于B选项，为奇函数，且在上递增，符合题意.3yx
0,对于C选项，是奇函数，且在上递减，不符合题意.1y
x
0,
对于D选项，是奇函数，且在上递减，在上递增，不符合题意.1yx
x
0,1
1,
故选：B【点睛】本小题主要考查函数的奇偶性和单调性，属于基础题.
3.在中,点M、N分别在边BC、CA上,若,,则( )ABC2BCBM3CACNMN
A. B. C. D. 1126ABAC1126ABAC1162ABAC
1162ABAC
【答案】A【解析】【分析】
根据向量加法、减法以及数乘运算，求得的表达式.MN
【详解】依题意.2132MNANAMACABAC1126ABAC
故选：A
【点睛】本小题主要考查利用基底表示向量，考查向量加法、减法以及数乘运算，属于基础题.
4.函数的零点所在的区间是( )22.178283xfxeex
A. B. C. D. 0,11,22,3
3,4
【答案】B【解析】【分析】利用零点存在性定理，判断出函数零点所在区间.fx
【详解】依题意，当时，201,130,2220ffefe
2x
，根据零点存在性定理可知，零点所在区间是.0fxfx
1,2
故选：B【点睛】本小题主要考查零点存在性定理，属于基础题.
5.如图,在圆C中弦AB的长度为6,则( )ACAB
A. 6B. 12C. 18D. 无法确定【答案】C【解析】【分析】取线段的中点，得.利用向量数量积的运算，结合解直角三角形，求得ABD
CDAB
ACAB
【详解】取线段的中点，得.所以，所以ABD
CDAB
1cos2ACAADAB
.21cos182ACABACAABAB
故选：C【点睛】本小题主要考查向量数量积运算，考查圆的几何性质，属于基础题.6.不等式的解集为( )tan30x
A. ,B. ,,32kkkZ,2232kk
kZ
C. ,D. ,,3kkZ23,k
kZ
【答案】A【解析】【分析】解正切型三角不等式求得不等式的解集.
【详解】依题意，所以，故原不等式的解集为tan3xππππ32kxk
..,32kk
kZ
故选：A【点睛】本小题主要考查正切型三角不等式的解法，属于基础题.
7.函数大致图象是( )2222xxfxxx
A. B. C. D. 【答案】D【解析】【分析】利用函数的奇偶性和定义域，确定正确选项.【详解】依题意函数的定义域为，且，所以函数fx
R
2222xxfxxxfx
为上的奇函数，由此排除A,B,C三个选项.R故选：D【点睛】本小题主要考查函数图像的识别，考查函数的奇偶性和定义域，属于基础题.
8.已知角A是的内角,若,则下列式子正确的是( )ABCsin2cos1AA
A. B. 2sincos2AA2sincos2AA
C. D. 3tan4A
12
sincos25AA
【答案】C【解析】【分析】
结合与，求得，由此判断出正确选项.sin2cos1AA22sincos1AA
sin,cosAA
【详解】由于，则，所以为锐角，sin2cos1AAsin2cos10,cos0AAAA
由，即，解得.所以22sin2cos1sincos1AAAA22sin2cos1sincos1AAAA
34sin,cos55AA
，，，.C选项正22sincos5AA2sincos2AAsin3tancos4AAA12sincos25AA
确.故选：C【点睛】本小题主要考查同角三角函数的基本关系式，属于基础题.
9.设函数,则下列结论错误的是( )cos23fxxRx
A. 设,则有1263
xx
12fxfx
B. 对任意,都有xRfxfx
C. 对任意,都有xR03fxfxD. 对任意,都有xR66fxfx
【答案】C【解析】【分析】A选项利用函数的单调性进行判断.B选项利用函数的周期性进行判断.CD选项通过计算证明等式是否正确.
【详解】A，由解得，所以在上单调递减，所以π02π3xππ63xfx
ππ,
63
,则有，故A选项正确.1263
xx
12fxfx
B，函数的最小正周期为，所以对任意,都有cos23fxxRx
2π
π
2
xR
，故B选项正确.fxfx
C，当时，0x
，所以C选项ππππ0coscos2cos1033333fxfxff
错误.
D，，πcos2cos2366xfxx
，6fx
ππcos2cos2cos263xxx
所以对任意,都有，所以D选项正确.xR66fxfx
故选：C【点睛】本小题主要考查三角函数的单调性、周期性，考查三角恒等变换，属于中档题.
10.已知,函数,若存在,使得成立,则实数aR2fxaxx0,1t22ftft
a的取值范围为( )
浙江省嘉兴市2023-2024学年高一上学期1月期末检测数学试题(含答案)
嘉兴市2023~2024学年第一学期期末检测高一数学试题卷（答案在最后）（2024.1）本试题卷共6页，满分150分，考试时间120分钟.考生注意：1．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔分别填写在试题卷和答题纸规定的位置上.2．答题时，请按照答题纸上“注意事项”的要求，在答题纸相应的位置上规范作答，在本试题卷上的作答一律无效.一、选择题：本大题共8小题，每小题5分，共40分.在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的.1.已知集合{}{}24,3A x x B x x =≤<=≥，则A B = （）A.[)2,4 B.[)3,4 C.[)2,+∞ D.[)3,+∞【答案】B 【解析】【分析】由交集的定义求解即可.【详解】因为集合{}{}24,3A x x B x x =≤<=≥，所以A B ⋂{}34x x =≤<.故选：B .2.已知()3sin π5α+=，则sin α=（）A.45 B.35 C.45-D.35-【答案】D 【解析】【分析】应用诱导公式()sin πsin αα+=-，求解即可.【详解】由诱导公式()sin πsin αα+=-，且()3sin π5α+=，可得3sin 5α-=，即3sin 5α=-.故选：D.3.已知函数()()31,111,12x x f x f x x ⎧-≤⎪=⎨->⎪⎩，则()3f =（）A.14B.12C.2D.4【答案】B 【解析】【分析】利用函数()f x 的解析式可求得()3f 的值.【详解】因为()()31,111,12x x f x f x x ⎧-≤⎪=⎨->⎪⎩，则()()()113113212442f f f -====.故选：B.4.已知(),,0,a b m ∈+∞，则“a b >”是“b m ba m a+>+”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】C 【解析】【分析】利用作差法，得出b m ba m a+>+的等价条件()0()m a b a a m ->+，再分析充分性和必要性，即可得出结论.【详解】由于()()b m b m a b a m a a a m +--=++，则b m ba m a+>+成立，等价于()0()m a b a a m ->+成立，充分性：若a b >，且(),,0,a b m ∞∈+，则0,0a m a b +>->，则()0()m a b a a m ->+，所以b m ba m a+>+成立，满足充分性；必要性：若b m ba m a+>+，则()0()m a b a a m ->+成立，其中(),,0,a b m ∞∈+，且0a m +>，则可得0a b ->成立，即a b >成立，满足必要性；故选：C.5.已知,αβ都是锐角，()2510cos ,sin 510αβα+==，则cos β=（）A.10B.10 C.2D.10【答案】B 【解析】【分析】根据()βαβα=+-，结合同角三角关系以及两角和差公式运算求解.【详解】因为,αβ都是锐角，则()0,παβ+∈，则()sin ,cos 510αβα+==，所以()()()cos cos cos cos sin sin βαβααβααβα⎡⎤=+-=+++⎣⎦51051010=⨯+⨯=.故选：B.6.设函数()323f x x x =-，则下列函数是奇函数的是（）A.()12f x ++B.()12f x -+C.()12f x --D.()12f x +-【答案】A 【解析】【分析】化简各选项中函数的解析式，利用函数奇偶性的定义判断可得出合适的选项.【详解】因为()323f x x x =-，对于A 选项，()()()32322312131233136323f x x x x x x x x x x ++=+-++=+++---+=-，令()313f x x x =-，该函数的定义域为R ，()()()()331133f x x x x x f x -=---=-+=-，则()12f x ++为奇函数，A 满足要求；对于B 选项，()()()323221213123313632f x x x x x x x x -+=---+=-+--+-+32692x x x =-+-，令()322692f x x x x =-+-，该函数的定义域为R ，则()2020f =-≠，所以，函数()12f x -+不是奇函数，B 不满足条件；对于C 选项，()()()323221213123313632f x x x x x x x x --=----=-+--+--32696x x x =-+-，令()323696f x x x x =-+-，该函数的定义域为R ，则()3060f =-≠，所以，函数()12f x --不是奇函数，C 不满足条件；对于D 选项，()()()323223121312331363234f x x x x x x x x x x +-=+-+-=+++----=--，令()3434f x x x =--，该函数的定义域为R ，则()4040f =-≠，所以，函数()12f x +-不是奇函数，D 不满足要求.故选：A.7.已知函数()()sin (0,0π)f x x ωϕωϕ=+><<的部分图象如图所示，ABC 是等腰直角三角形，,A B 为图象与x 轴的交点，C 为图象上的最高点，且3OB OA =，则（）A.()262f =B.()()190f f +=C.()f x 在()3,5上单调递减 D.函数()f x 的图象关于点5,02⎛⎫-⎪⎝⎭中心对称【答案】D 【解析】【分析】根据C 为图象上的最高点，且点C 的纵坐标为1，ABC 为等腰直角三角形可以求出2AB =，进而求出周期，即求出ω，将点C 代入即可求出ϕ，从而确定函数()f x 解析式，再逐项判断.【详解】由ABC 为等腰直角三角形，C 为图象上的最高点，且点C 的纵坐标为1，所以2AB =．则函数()f x 的周期为4，由2π4ω=，0ω>，可得π2=ω，又3OB OA =，所以13,0,,022A B ⎛⎫⎛⎫-⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭，则1,12C ⎛⎫ ⎪⎝⎭，将点C 代入()πsin 2f x x ϕ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭，得π1sin 4ϕ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭，则ππ2π42k ϕ+=+，k ∈Z ．而0πϕ<<，则π4ϕ=，所以()ππsin 24f x x ⎛⎫=+⎪⎝⎭,则()2ππ6s n i 624f ⎛⎫⨯+=-⎪⎝=⎭，A 错误；()()419sin s ππππ3π3πsin sin 92424i 4n f f ⎛⎫⎛⎫++⨯++= ⎪ ⎪⎝⎭=⎝+=⎭，B 错误；若()3,5x ∈，则ππ7π11π,2444x ⎛⎫+∈ ⎪⎝⎭，显然函数不是单调的，C 错误；()5π5πsin sin π02224f ⎛⎫⎛⎫⎛⎫-=⨯-+=-= ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭，所以函数()f x 的图象关于点5,02⎛⎫- ⎪⎝⎭中心对称，D 正确.故选：D.8.已知函数()e xf x x =+，()lng x x x =+，若()()12f x g x t ==，则2122x x t ++-的最大值为（）A.94B.2C.2e 12- D.23e 1e -【答案】A 【解析】【分析】由已知可得出()()ln g x f x =，分析函数()f x 的单调性，可得出12ln x x =，即可得出221222x x t t t ++-=+-，结合二次函数的基本性质可求得2122x x t ++-的最大值.【详解】因为函数e x y =、y x =均为R 上的增函数，所以，函数()e xf x x =+为R 上的增函数，()()ln ln e ln ln x g x x x x f x =+=+=，因为()()()122ln f x g x f x t ===，其中t ∈R ，所以，12ln x x =，故222212221992ln 22244x x t x x t t t t ⎛⎫++-=++-=+-=--+≤ ⎪⎝⎭，当且仅当12t =时等号成立，故2122x x t ++-的最大值为94.故选：A.【点睛】关键点点睛：解决本题的关键在于利用指对同构思想结合函数单调性得出12ln x x =，将所求代数式转化为以t 为自变量的函数，将问题转化为函数的最值来处理.二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分.在每小题给出的选项中，有多项符合题目要求.全部选对的得5分，有选错的得0分，部分选对的得2分.9.已知幂函数()f x x α=的图象经过点()4,2，则（）A.12α=B.()f x 的图象经过点()1,1C.()f x 在[)0,∞+上单调递增 D.不等式()f x x ≥的解集为{}1xx ≤∣【答案】ABC 【解析】【分析】根据题意，代入法确定函数解析式，从而依次判断选项即可.【详解】由幂函数()f x x α=的图象经过点()4,2，则24α=，得12α=，所以幂函数()12f x x ==，所以A 正确；又()11f ==，即()f x 的图象经过点()1,1，B 正确；且()f x 在[)0,∞+上单调递增，C 正确；不等式()f x x ≥x ≥，解得01x ≤≤，D 错误.故选：ABC.10.已知0a >，0b >，且1a b +=，则（）A.18ab ≥B.221a b +>C.11022a b ⎛⎫⎛⎫--≤ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭D.11lnln 1a b+>【答案】CD 【解析】【分析】利用特殊值法可判断A 选项；利用二次函数的基本性质可判断B 选项；利用不等式的基本性质可判断C 选项；利用基本不等式结合对数函数的单调性可判断D 选项.【详解】对于A 选项，取18a =，78b =，则71648ab =<，A 错；对于B 选项，因为0a >，0b >，且1a b +=，则10b a =->，可得01a <<，所以，111222a -<-<，则211024a ⎛⎫≤-< ⎪⎝⎭，因为()22222211112212,1222a b a a a a a ⎛⎫⎡⎫+=+-=-+=-+∈ ⎪⎪⎢⎝⎭⎣⎭，B 错；对于C 选项，21111111102222222a b a a a a a ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫--=---=--=--≤ ⎪⎪ ⎪⎪ ⎪⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭，当且仅当12a =时，等号成立，C 对；对于D 选项，因为21024a b ab +⎛⎫<≤= ⎪⎝⎭，当且仅当1a b a b =⎧⎨+=⎩时，即当12a b ==时，等号成立，所以，()1111lnln ln ln ln ln 414ab a b ab +==-≥-=>，D 对.故选：CD.11.已知函数()()22*sin cos kkk f x x x k =+∈N ，值域为kA ，则（）A.21,12A ⎡⎤=⎢⎥⎣⎦ B.()*,k k f x ∀∈N 的最大值为1C.*1,k k k A A +∀∈⊆N D.*k ∃∈N ，使得函数()k f x 的最小值为13【答案】AB 【解析】【分析】对于A ，利用换元法与二次函数的单调性即可判断；对于B ，利用指数函数的单调性即可判断；对于C ，利用幂函数的单调性即可判断；对于D ，结合ABC 选项的结论，求得3A ，从而得以判断.【详解】对于A ，因为22sin cos 1x x +=，故()2222sin cos 1cos cos kk k k x x x x+=-+今2cos x t =，则22sin cos (1),[0,1]k k k k x x t t t +=-+∈，当2k =时，222211(1)221222t t t t t ⎛⎫-+=-+=-+ ⎪⎝⎭，因为[0,1]t ∈，211222y t ⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭在10,2⎡⎫⎪⎢⎣⎭上单调递减，在1,12⎛⎤ ⎥⎝⎦上单调递增，所以21,12A ⎡⎤=⎢⎥⎣⎦，故A 正确；对于B ，因为[0,1]t ∈，011t ≤-≤，则(1)(1)k t t -≤-且k t t ≤，故(1)11k k t t t t -+≤-+=，当且仅当0=t 或1t =时，(1)1k k t t -+=，所以()k f x 最大值为1，故B 正确；对于C ；因为[0,1]t ∈，011t ≤-≤，则11(1)(1),k k k k t t t t ++-≤-≤，即11(1)(1)k k k k t t t t ++-+≤-+，所以()()1min min k k f x f x +≤，由选项B 又知()1k f x +与()k f x 的最大值都为1，所以1k k A A +⊆，故C 错误；对于D ，当3k =时，233211(1)331324t t t t t ⎛⎫-+=-+=-+ ⎪⎝⎭，因为[0,1]t ∈，211324y t ⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭，在10,2⎡⎫⎪⎢⎣⎭上单调递减，在1,12⎛⎤ ⎥⎝⎦上单调递增，所以31,14A ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦，又()()1min min k k f x f x +≤，所以当3k >时，()min 14k f x ≤，又21,12A ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦，易知{}11A =，故不可能存在*N k ∈使()k f x 最小值为13，故D 错误.故选：AB.【点睛】关键点点睛：本题解决的关键在于利用换元法将函数转化为二次函数，从而得解.12.设定义在R 上的函数()f x 满足()()()20,1f x f x f x ++=+为奇函数，当[]1,2x ∈时，()2=⋅+x f x a b ，若()01f =-，则（）A.()10f =B.12a b +=-C.()21log 242f =- D.()2f x +为偶函数【答案】ABD【解析】【分析】由题意可得()()110f x f x ++-+=可判断A ；由()01f =-可得()21f =，列方程组，解出,a b 可判断B ；由函数的周期性、对称性和对数函数的运算性质可判断C ；由()()()()2,2f x f x f x f x +=--=-得()()22f x f x +=-可判断D .【详解】选项A ：因为()1f x +为奇函数，所以()()110f x f x ++-+=，即()f x 关于()1,0对称，又()f x 是定义在R 上的函数，则()10f =，故A 正确；选项B ：由()01f =-可得()21f =，则有120124121a b a a b a b b ⎧+==⎧⎪⇒⇒+=-⎨⎨+=⎩⎪=-⎩，故B 正确；选项C ：因为()()2f x f x +=-，所以()()()42f x f x f x +=-+=，即()f x 的周期为4；因为224log 2450log 2441<<⇒<-<，即230log 12<<，所以()223log 24log 2f f ⎛⎫= ⎪⎝⎭；因为()f x 关于()1,0对称，所以()()=2f x f x --，则2223381log 2log log 2233f f f⎛⎫⎛⎫⎛⎫=--=-=- ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭，故C 错误；选项D ：由()()()()2,2f x f x f x f x +=--=-得()()22f x f x +=-，即()2f x +为偶函数，故D 正确．故选：ABD.【点睛】方法点睛：抽象函数的奇偶性、对称性、周期性常有以下结论（1）()()()f x a f b x f x +=-⇒关于2a bx +=轴对称，（2）()()()2f x a f b x c f x ++-=⇒关于,2a b c +⎛⎫⎪⎝⎭中心对称，（3）()()()f x a f x b f x +=+⇒的一个周期为T a b =-，（4）()()()f x a f x b f x +=-+⇒的一个周期为2T a b =-.可以类比三角函数的性质记忆以上结论.三、填空题：本大题共4小题，每小题5分，共20分.13.一个扇形的弧长和面积都是2π3，则这个扇形的半径为________．【答案】2【解析】【分析】由扇形的面积公式求解即可.【详解】设扇形的弧长为l ，半径为r ，所以2π3l =，112π2π2233S rl r ===，解得：2r =.故答案为：2.14.函数()12xf x ⎛⎫= ⎪⎝⎭的单调递增区间是________．【答案】(],0-∞【解析】【分析】根据指数函数的单调性即可得解.【详解】()1,01222,0xxx x f x x ⎧⎛⎫>⎪⎛⎫⎪==⎨⎝⎭⎪⎝⎭⎪≤⎩，所以函数()12xf x ⎛⎫= ⎪⎝⎭的单调递增区间是(],0-∞.故答案为：(],0-∞.15.海洋潮汐是在太阳和月球的引力作用下，形成的具有周期性海面上升和下降的现象．在通常情况下，船在涨潮时驶进航道，停靠码头；在落潮时离开港口，返回海洋．已知某港口某天的水深()H t （单位：m ）与时间t （单位：h ）之间满足关系式：()()3sin 50H t t ωω=+>，且当地潮汐变化的周期为12.4h T =．现有一艘货船的吃水深度（船底与水面的距离）为5m ，安全条例规定至少要有1.5m 的安全间隙（船底与洋底的距离）．若该船计划在当天下午到达港口，并在港口停靠一段时间后于当天离开，则它最多可停留________h ．【答案】6215【解析】【分析】根据函数周期性可得5π31ω=，令() 6.5H t >，结合正弦函数性质分析求解即可.【详解】由题意可得：2π5π12.431ω==，则()5π3sin 531H t t =+，令()5π3sin 5 6.531H t t =+>，则5π1sin 312t >，可得π5π5π2π2π,6316k t k k +<<+∈Z ，解得62316231,53056k t k k +<<+∈Z ，设该船到达港口时刻为1t ，离开港口时刻为2t ，可知121224t t <<<，则0k =，即1262316231,,53056t t ⎛⎫∈++⎪⎝⎭，所以最多可停留时长为62316231625653015⎛⎫⎛⎫+-+= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭小时.故答案为：6215.16.若函数()212(0)11f x x x a a a x ⎛⎫=---> ⎪+-⎝⎭有两个零点，则实数a 的取值范围是________．【答案】102a +<<【解析】【分析】令1t x =-，则()2111g t t a a t ⎛⎫=---⎪+⎝⎭只有一个零点，即2211a t a t =-++，据此即可求解.【详解】函数的定义域为R ，令1t x =-，则()2111g t t a a t ⎛⎫=---⎪+⎝⎭只有一个零点，且该零点为正数，()22011ag t t a t =⇔=-++，根据函数()()210h t tt =≥和()()22101ah t a t t =-+≥+的图象及凹凸性可知，只需满足()()1200h h <即可，即：221515011022a a a a a -+<-++⇒--<⇒<<，又因为0a >，所以实数a 的取值范围是102a <<．故答案为：0a <<.【点睛】关键点点睛：本题令1t x =-，则()2111g t t a a t ⎛⎫=---⎪+⎝⎭只有一个零点，即2211a t a t =-++的分析.四、解答题：本大题共6小题，共70分，解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.17.已知集合{}{}2230,2A x x x B x x =--≥=≤．（1）求集合A ；（2）求()R A B ð．【答案】（1）{}13A x x x =≤-≥或（2）(){23}A B xx ⋃=-≤<R ∣ð【解析】【分析】（1）先求解2230x x -->，从而可得1x ≤-或3x ≥，从而可求解.（2）分别求出{}13A x x =-<<R ð，{}22B x x =-≤≤，再利用集合的并集运算从而可求解.【小问1详解】由题意得2230x x -->，解得3x ≥或1x ≤-，所以{1A xx =≤-∣或3}x ≥.【小问2详解】由（1）可得{}13A x x =-<<R ð，{}22B x x =-≤≤，所以(){23}A B xx ⋃=-≤<R ∣ð.18.如图，以Ox 为始边作角α与()0πββα<<<，它们的终边与单位圆O 分别交于P 、Q 两点，且OP OQ ⊥，已知点P 的坐标为43,55⎛⎫- ⎪⎝⎭．（1）求sin sin αβ-的值；（2）求tan2β的值．【答案】（1）15-（2）247-【解析】【分析】（1）由三角函数的定义可得出α的正弦值和余弦值，分析可得π2βα=-，利用诱导公式可求得sin β的值，由此可得出sin sin αβ-的值；（2）利用诱导公式求出cos β的值，可求得tan β的值，再利用二倍角的正切公式可求得tan 2β的值.【小问1详解】解：由三角函数的定义可得4cos 5α=-，3sin 5α=，将因为0πβα<<<，且角α、β的终边与单位圆O 分别交于P 、Q 两点，且OP OQ ⊥，结合图形可知，π2βα=-，故π4sin sin cos 25βαα⎛⎫=-=-= ⎪⎝⎭.故341sin sin 555αβ-=-=-.【小问2详解】解：由（1）可知4sin 5β=，且π3cos cos sin 25βαα⎛⎫=-== ⎪⎝⎭，故sin 454tan cos 533βββ==⨯=，根据二倍角公式得22422tan 243tan21tan 7413βββ⨯===--⎛⎫- ⎪⎝⎭．19.已知函数()()()22log 1log 1f x x x =+--．（1）求函数()f x 的定义域，并根据定义证明函数()f x 是增函数；（2）若对任意10,2x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦，关于x 的不等式()211221x xx f t f ⎛⎫--⋅< ⎪+⎝⎭恒成立，求实数t 的取值范围．【答案】（1）定义域为()1,1-，证明见解析（2）(【解析】【分析】（1）由对数的真数大于零，可得出关于x 的不等式组，即可解得函数()f x 的定义域，然后利用函数单调性的定义可证得结论成立；（2）分析可知，210121xx -≤<+，由()211221x xx f t f ⎛⎫--⋅< ⎪+⎝⎭可得出1121211221xx x xt t ⎧-<-⋅<⎪⎨--⋅<⎪+⎩，结合参变量分离法可得出()222221x x x t <<+，利用指数函数的单调性可求得实数t 的取值范围.【小问1详解】解：对于函数()()()22log 1log 1f x x x =+--，则1010x x +>⎧⎨->⎩，可得11x -<<，所以，函数()f x 的定义域为()1,1-，证明单调性：设1211x x -<<<，则有()()()()()()1221212222log 1log 1log 1log 1f x f x x x x x -=+---+--⎡⎤⎣⎦，()()()()1221211log 11x x x x +-=-+，由于1211x x -<<<，所以120x x -<，()()12110x x +->，()()12110x x -+>，并且()()()()()()121211222121111111x x x x x x x x x x x x +---+=-+--+--()1220x x =-<，则()()()()12121111x x x x +-<-+，于是()()()()1212110111x x x x +-<<-+，所以()()()()1221211log 011x x x x +-<-+，即：()()12f x f x <，所以函数()f x 在定义域()1,1-上单调递增．【小问2详解】解：当10,2x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦时，2120112121x x x -≤=-<++，所以不等式()211221xxx f t f ⎛⎫--⋅< ⎪+⎝⎭恒成立等价于1121211221x x x xt t ⎧-<-⋅<⎪⎨--⋅<⎪+⎩对任意的10,2x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦恒成立，等价于()222221x x x t <<+在10,2x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦恒成立．由10,2x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦可得12x ≤≤222x≤≤，())222112x x≤+≤=+，则()221221x x≤≤+，于是实数t 的取值范围是(．20.噪声污染问题越来越受到人们的重视．我们常用声压与声压级来度量声音的强弱，其中声压p （单位：Pa ）是指声波通过介质传播时，由振动带来的压强变化；而声压级p L （单位：dB ）是一个相对的物理量，并定义020lgp p L p =⨯，其中常数0p 为听觉下限阈值，且50210Pa p -=⨯．（1）已知某人正常说话时声压p 的范围是0.002Pa 0.02Pa ~，求声压级p L 的取值范围；（2）当几个声源同时存在并叠加时，所产生的总声压p 为各声源声压()1,2,3,,i p i n = 的平方和的算术平方根，即p =现有10辆声压级均为80dB 的卡车同时同地启动并原地急速，试问这10辆车产生的噪声声压级p L 是多少？【答案】（1）[]40,60dB P L ∈（2）()90dB p L =【解析】【分析】（1）因为P L 是关于p 的增函数结合声压p 的范围是0.002Pa 0.02Pa ~，即可得出答案；（2）由题意可得出08020lg i p p =⨯求出i p ，代入可求出总声压p ，再代入020lg p pL p =⨯，求解即可.【小问1详解】当30.002210Pa p -==⨯时，3521020lg 40dB 210P L --⨯=⨯=⨯；当20.02210Pa p -==⨯时，2521020lg 60dB 210P L --⨯=⨯=⨯；因为P L 是关于p 的增函数，所以正常说话时声压级[]40,60dB P L ∈．【小问2详解】由题意得：()4008020lg 10Pa ii p p p p =⨯⇒=⨯（其中1,2,3,,10i = ）总声压：()4010Pa p ==⨯(40001020lg 20lg 20490(dB)P p L p p ⨯=⨯=⨯=⨯+=故这10辆车产生的噪声声压级()90dB p L =．21.设函数()22cos 2sin cos 1(04)f x x x x ωωωω=--<<，若将函数()f x 的图象向右平移12π个单位长度后得到曲线C ，则曲线C 关于y 轴对称．（1）求ω的值；（2）若直线y m =与曲线()y f x =在区间[]0,π上从左往右仅相交于,,A B C 三点，且2AB BC =，求实数m 的值．【答案】（1）32ω=（2）2【解析】【分析】（1）方法一：利用三角恒等变换化简可得()π24f x x ω⎛⎫=+ ⎪⎝⎭，根据图象变换结合对称性分析求解；方法二：利用三角恒等变换化简可得()π24f x x ω⎛⎫=+ ⎪⎝⎭，由题意可知函数()f x 关于直线π12x =-对称，根据对称性分析求解；（2）方法一：根据题意结合图象可知：1π01,012m x <<<<且312π3x x T -==，进而结合对称性分析求解；方法二：根据题意结合图象可知：1π01,012m x <<<<且312π3x x T -==，1πππ3,442t x ⎛⎫=+∈ ⎪⎝⎭，可得4π2π3t t ⎛⎫++= ⎪⎝⎭，进而可得结果.【小问1详解】方法一：因为()()22cos 12sin cos f x x x xωωω=--cos2sin2x x ωω=-π24x ω⎛⎫=+⎪⎝⎭，由题意可知：曲线C 为函数πππ212124y f x x ω⎡⎤⎛⎫⎛⎫=-=-+ ⎪ ⎪⎢⎝⎭⎝⎭⎣⎦因为曲线C 关于y 轴对称，则ππ2π,124k k ω⎛⎫-+=∈ ⎪⎝⎭Z ，解得36,2k k ω=-∈Z ，又因为04ω<<，所以30,2k ω==；方法二：因为()()22cos 12sin cos f x x x xωωω=--cos2sin2x x ωω=-π24x ω⎛⎫=+⎪⎝⎭，由题意可知：函数()f x 关于直线π12x =-对称，则ππ2π,124k k ω⎛⎫-+=∈ ⎪⎝⎭Z ，解得36,2k k ω=-∈Z ，又因为04ω<<，所以30,2k ω==.【小问2详解】方法一：由（1）可知：()π34f x x ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭，根据函数()f x 在[]0,π上的图象，如图所示：设()()()112233,,,,,A x y B x y C x y 可知：1π01,012m x <<<<且312π3x x T -==，由2AB BC =，得2124π39x x T -==①，又因为,A B 两点关于直线π4x =对称，则12π2x x +=②由①②可得121π3617π36x x ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩，于是()1ππ33642m f x ⎛⎫==⨯+=⎪⎝⎭；方法二：由（1）可知：()π34f x x ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭，设()()()112233,,,,,A x y B x y C x y ，根据函数()f x 在[]0,π上的图象，如图所示：由题意可知：1π0,012m x ><<，且312π3x x T -==，又因为2AB BC =，得2124π39x x T -==，则214π9x x =+，而()()12f x f x =12ππ3344x x ⎛⎫⎛⎫+=+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭，可得111π4πππ4πcos 3cos 3cos 349443x x x ⎡⎤⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫+=++=++ ⎪ ⎪ ⎪⎢⎥⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦⎣⎦，令1πππ3,442t x ⎛⎫=+∈ ⎪⎝⎭，则4πcos cos 3t t ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭，可得4π2π3t t ⎛⎫++= ⎪⎝⎭，即π3t =，故()()112342m f x x t ==+==．22.已知函数()2π4cos2f x x x a x =--．（1）若1a =-，求函数()f x 在[]0,2上的值域；（2）若关于x 的方程()4f x a =-恰有三个不等实根123,,x x x ，且123x x x <<，求()()131278f x f x x --的最大值，并求出此时实数a 的值．【答案】（1）[]5,1-（2）12，2a =【解析】【分析】（1）根据2(2)4y x =--和πcos2y x =的单调性可得()f x 在[]0,2上单调递减，进而可求解；（2）构造()()4F x f x a =-+，根据()()4F x F x -=，可得()F x 关于直线2x =对称，进而可得13224x x x +==，即可代入化简得()()131278f x f x x --的表达式，即可结合二倍角公式以及二次函数的性质求解.【小问1详解】若()2π1,(2)cos42a f x x x =-=-+-，因为函数2(2)4y x =--和πcos 2y x =均在[]0,2上单调递减，所以函数()f x 在[]0,2上单调递减，故()()min max ()25,()01f x f f x f ==-==，所以函数()f x 在[]0,2上的值域为[]5,1-．【小问2详解】()2π4(2)cos 12f x a x a x ⎛⎫=-⇔-=+ ⎪⎝⎭，显然：当2x ≠时，2π(2)0,0cos122x x ->≤+≤，由于方程()4f x a =-有三个不等实根123,,x x x ，所以必有0a >，令()()4F x f x a =-+，则()2π4cos42F x x x a x a =---+，显然有()20F =，由()()()22ππ4(4)44cos 4444cos 22F x x x a x a x x a x a -=------+=-+--，得到()()4F x F x -=，所以函数()F x 关于直线2x =对称，由()()()1230F x F x F x ===，可得：13224x x x +==，于是()()231111π44cos2f x f x x x a x =-=--，()21111248cosπf x x x a x =--，()()221311111111π27848cosπ74cos 82f x f x x x x a x x x a x ⎛⎫--=------ ⎪⎝⎭()22111ππ32122cos 17cos 22x a x x ⎛⎫=--+--- ⎪⎝⎭①，由()10F x =可得：()211π2cos12x a x ⎛⎫-=+ ⎪⎝⎭②，将②代入①式可得：()()2131111πππ2783cos 1122cos 17cos 222f x f x x a x a x ⎛⎫⎛⎫--=-++--- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭211ππ2cos 4cos 21222a x x ⎛⎫=-+-+ ⎪⎝⎭21π2cos 112122a x ⎛⎫=--+≤ ⎪⎝⎭，当且仅当1πcos12x =，即()14x k k =∈N 时等号成立，由于()4f x a =-恰有三个不等实根，22x =且123x x x <<，所以10x =，此时34x =，由()211π2cos 12x a x ⎛⎫-=+ ⎪⎝⎭可得()4co 0s 1a =+，故2a =.【点睛】方法点睛：处理多变量函数最值问题的方法有：（1）消元法：把多变量问题转化单变量问题，消元时可以用等量消元，也可以用不等量消元.（2）基本不等式：即给出的条件是和为定值或积为定值等，此时可以利用基本不等式来处理，用这个方法时要关注代数式和积关系的转化.（3）线性规划：如果题设给出的是二元一次不等式组，而目标函数也是二次一次的，那么我们可以用线性规划来处理.。
浙江省温州市2020-2021学年高一上学期期末教学质量统一检测数学试题(B卷) (解析版)
2020-2021学年浙江省温州市高一（上）期末数学试卷（B卷）一、选择题（共8小题）.1．已知集合A＝{1，2，3}，B＝{2，4}，则A∪B＝（）A．{2}B．{2，3}C．{1，2，3}D．{1，2，3，4}2．下列函数既不是奇函数也不是偶函数的是（）A．y＝x3B．y＝x2C．y＝x D．3．已知函数，则f（x2）的定义域为（）A．（﹣∞，﹣1）∪（1，+∞）B．（﹣∞，0）∪（1，+∞）C．（﹣1，1）D．（0，1）4．在平面直角坐标系中,角α的顶点与原点重合,终边与单位圆的交点为,则sin(π-α)＝( ) A．B．C．D．5．已知a＝e0.3，b＝ln0.3，c＝0.3e，则（）A．a＞b＞c B．a＞c＞b C．c＞b＞a D．b＞c＞a6．已知a，b，c是实数，且a≠0，则“∀x∈R，ax2+bx+c＜0”是“b2﹣4ac＜0”的（）A．充分不必要条件B．必要不充分条件C．充分必要条件D．既不充分也不必要条件7．已知a＞0，b＞0，a+b＝1，则下列等式可能成立的是（）A．a2+b2＝1B．ab＝1C．a2+b2＝D．a2﹣b2＝8．某工厂有如图1所示的三种钢板，其中长方形钢板共有100张，正方形钢板共有60张，正三角形钢板共有80张．用这些钢板制作如图2所示的甲、乙两种模型的产品，要求正方形钢板全部用完，则制成的甲模型的个数最少有（）A．10个B．15个C．20个D．25个二、多项选择题（共4小题）.9．已知函数y＝x2﹣2x+2的值域是[1，2]，则其定义域可能是（）A．[0，1]B．[1，2]C．[]D．[﹣1，1]10．已知，且tanθ＝m，则下列正确的有（）A．B．tan（π﹣θ）＝m C．D．11．已知函数f（x）＝2sin（ωx+φ）（ω＞0）的图象过两点，则ω的可能取值为（）A．1B．2C．3D．412．在同一直角坐标系中，函数f（x）＝log a（x﹣b），g（x）＝b x﹣a的图象可能是（）A B C D三、填空题：本题共4小题，每小题5分，共20分。
浙江省宁波市2020届高三上学期期末考试数学试题Word版含解析
浙江省宁波市2020届高三上学期期末考试数学试题第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. 已知集合，，则（）A. B. C. D.2. 已知，则条件“”是条件“”的（）条件.A. 充分不必要条件B. 必要不充分条件C. 充分必要条件D. 既不充分又不必要条件3. 若函数为偶函数，则实数的值为（）A. 1B.C. 1或D. 04. 已知焦点在轴上的椭圆的离心率为，则实数等于（）A. 3B.C. 5D.5. 圆柱被一个平面截去一部分后与半球（半径为）组成一个几何体，该几何体三视图中的正视图和俯视图如图所示.若该几何体的表面积为，则（）A. 1B. 2C. 4D. 86. 已知，为的导函数，则的图像是（）A. B. C. D.7. 一个箱子中装有形状完全相同的5个白球和个黑球.现从中有放回的摸取4次，每次都是随机摸取一球，设摸得白球个数为，若，则（）A. 1B. 2C. 3D. 48. 《莱因德纸草书》（Rhind Papyrus）是世界上最古老的数学著作之一，书中有一道这样的题目：把100个面包分给5个人，使每人所得成等差数列，且使较大的三份之和的是较小的两份之和，问最小1份为（）A. B. C. D.9. 若函数在上的最大值为，最小值为，则（）A. B. 2 C. D.10. 已知向量，，满足，，，为内一点（包括边界），，若，则以下结论一定成立的是（）A. B. C. D.第Ⅱ卷（非选择部分，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. 已知，则__________．12. 设为虚数单位，则复数的虚部为__________，模为__________．13. 对给定的正整数，定义，其中，，则__________；当时，__________．14. 在锐角中，已知，则角的取值范围是__________，又若分别为角的对边，则的取值范围是__________．15. 已知双曲线的渐近线方程是，右焦点，则双曲线的方程为_________，又若点，是双曲线的左支上一点，则周长的最小值为__________．16. 现有红、黄、蓝、绿四个骰子，每个骰子的六个面上的数字分别为1,2,3,4,5,6.若同时掷这四个骰子，则四个骰子朝上的数字之积等于24的情形共有__________种（请用数字作答）．17. 如图，在平面四边形中，，，，点为中点，分别在线段上，则的最小值为__________．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. 已知函数.（Ⅰ）求的最小正周期；（Ⅱ）求在区间上的最大值与最小值.19. 如图，在四棱锥中，侧面底面，底面为矩形，为中点，，，.（Ⅰ）求证：平面；（Ⅱ）求直线与平面所成角的正弦值.20. 已知函数.（Ⅰ）若方程只有一解，求实数的取值范围；（Ⅱ）设函数，若对任意正实数，恒成立，求实数的取值范围.21. 已知抛物线的方程为，为其焦点，过不在抛物线上的一点作此抛物线的切线，为切点.且.（Ⅰ）求证：直线过定点；（Ⅱ）直线与曲线的一个交点为，求的最小值.22. 已知数列满足，.（Ⅰ）若，求证：对任意正整数均有；（Ⅱ）若，求证：对任意恒成立.浙江省宁波市2020届高三上学期期末考试数学试题参考答案第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. 已知集合，，则（）A. B. C. D.【答案】A【解析】，，，故选A.2. 已知，则条件“”是条件“”的（）条件.A. 充分不必要条件B. 必要不充分条件C. 充分必要条件D. 既不充分又不必要条件【答案】B【解析】当时，不成立，所以充分性不成立，当时，成立，也成立，所以必要性成立，所以“”是条件“”的必要不充分条件，故选B.【方法点睛】本题通过不等式的基本性质主要考查充分条件与必要条件，属于中档题. 判断充要条件应注意：首先弄清条件和结论分别是什么，然后直接依据定义、定理、性质尝试，对于带有否定性的命题或比较难判断的命题，除借助集合思想化抽象为直观外，还可利用原命题和逆否命题、逆命题和否命题的等价性，转化为判断它的等价命题；对于范围问题也可以转化为包含关系来处理.3. 若函数为偶函数，则实数的值为（）A. 1B.C. 1或D. 0【答案】C【解析】时，不是偶函数，时，二次函数的对称轴为，若为偶函数，则，得或，故选C.4. 已知焦点在轴上的椭圆的离心率为，则实数等于（）A. 3B.C. 5D.【答案】D【解析】是焦点在轴上的椭圆，，离心率，得，故选D.5. 圆柱被一个平面截去一部分后与半球（半径为）组成一个几何体，该几何体三视图中的正视图和俯视图如图所示.若该几何体的表面积为，则（）A. 1B. 2C. 4D. 8【答案】B【解析】由几何体三视图中的正视图和俯视图可知，截圆柱的平面过圆柱的轴线，该几何体是一个半球拼接半个圆柱，∴其表面积为：，又∵该几何体的表面积为16+20π，∴，解得r=2，本题选择B选项.点睛：三视图的长度特征：“长对正、宽相等，高平齐”，即正视图和侧视图一样高、正视图和俯视图一样长，侧视图和俯视图一样宽．若相邻两物体的表面相交，表面的交线是它们的分界线，在三视图中，要注意实、虚线的画法．视频6. 已知，为的导函数，则的图像是（）A. B. C. D.【答案】A【解析】，为奇函数，图象关于原点对称，排除，又，可排除，故选A.【方法点晴】本题通过对多个图象的选择主要考查考查函数的图象与性质，属于中档题. 这类题型也是近年高考常见的命题方向，该题型的特点是综合性较强较强、考查知识点较多，但是并不是无路可循.解答这类题型可以从多方面入手，根据函数的定义域、值域、单调性、奇偶性、特殊点以及时函数图象的变化趋势，利用排除法，将不合题意的选项一一排除.7. 一个箱子中装有形状完全相同的5个白球和个黑球.现从中有放回的摸取4次，每次都是随机摸取一球，设摸得白球个数为，若，则（）A. 1B. 2C. 3D. 4【答案】B【解析】由题意，，，，故选B.8. 《莱因德纸草书》（Rhind Papyrus）是世界上最古老的数学著作之一，书中有一道这样的题目：把100个面包分给5个人，使每人所得成等差数列，且使较大的三份之和的是较小的两份之和，问最小1份为（）A. B. C. D.【答案】A【解析】试题分析：设五个人所分得的面包为（其中）；则由，得所以，最小的1分为．故选A．考点：等差数列的性质9. 若函数在上的最大值为，最小值为，则（）A. B. 2 C. D.【答案】C【解析】，又，且时，等号成立，故只需求的最大值，由于，故，故选C.10. 已知向量，，满足，，，为内一点（包括边界），，若，则以下结论一定成立的是（）A. B. C. D.【答案】B【解析】以为原点，以所在直线轴建立坐标系，设，则有，，得，又点在内，满足的关系式为，取不满足，，排除选项，取，不满足，排除选项，又，正确，故选B.【方法点睛】本题主要考查平面向量数量积以及平面向量基本定理、排除法解选择题，属于难题. 用特例代替题设所给的一般性条件，得出特殊结论，然后对各个选项进行检验，从而做出正确的判断，这种方法叫做特殊法. 若结果为定值，则可采用此法. 特殊法是“小题小做”的重要策略，排除法解答选择题是高中数学一种常见的解题思路和方法，这种方法即可以提高做题速度和效率，又能提高准确性，这种方法主要适合下列题型:(1)求值问题（可将选项逐个验证）；（2）求范围问题（可在选项中取特殊值，逐一排除）；（3）图象问题（可以用函数性质及特殊点排除）；（4）解方程、求解析式、求通项、求前项和公式问题等等.第Ⅱ卷（非选择部分，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. 已知，则__________．【答案】2【解析】，，，故答案为.12. 设为虚数单位，则复数的虚部为__________，模为__________．【答案】 (1). -2 (2).【解析】，的虚部为，故答案为（1）；（2）. 13. 对给定的正整数，定义，其中，，则__________；当时，__________．【答案】 (1). 64 (2).【解析】，时，，故答案为（1）；（2）.14. 在锐角中，已知，则角的取值范围是__________，又若分别为角的对边，则的取值范围是__________．【答案】 (1). (2).【解析】锐角中，，，由，可得，，故答案为（1）；（2）.15. 已知双曲线的渐近线方程是，右焦点，则双曲线的方程为_________，又若点，是双曲线的左支上一点，则周长的最小值为__________．【答案】 (1). (2).【解析】双曲线的渐近线方程是，右焦点，双曲线方程为，设右焦点，由双曲线定义可得，的周长为，故答案为（1）；（2）.16. 现有红、黄、蓝、绿四个骰子，每个骰子的六个面上的数字分别为1,2,3,4,5,6.若同时掷这四个骰子，则四个骰子朝上的数字之积等于24的情形共有__________种（请用数字作答）．【答案】52【解析】因为，对于上述四种情形掷这四个骰子，分别有种情形，综上共有种情形，故答案为.17. 如图，在平面四边形中，，，，点为中点，分别在线段上，则的最小值为__________．【答案】1..................故答案为.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. 已知函数.（Ⅰ）求的最小正周期；（Ⅱ）求在区间上的最大值与最小值.【答案】(Ⅰ)；(Ⅱ)最大值，最小值为.【解析】试题分析：（Ⅰ）根据二倍角的正弦公式、二倍角的余弦公式及辅助角公式化简，根据周期公式可得结果；（Ⅱ由，可得，结合正弦函数的图象可得时，取得最大值，时，的最小值为.试题解析：（Ⅰ），所以的最小正周期为.（Ⅱ）因为，所以.当，即时，取得最大值；当，即时，.即的最小值为.19. 如图，在四棱锥中，侧面底面，底面为矩形，为中点，，，.（Ⅰ）求证：平面；（Ⅱ）求直线与平面所成角的正弦值.【答案】(Ⅰ)证明见解析；(Ⅱ).【解析】试题分析：（Ⅰ）设与的交点为，连结，则为的中点，由为中点，利用三角形中位线定理可得，从而根据线面平行的判定定理可得平面；（Ⅱ）由勾股定理可得，根据线面垂直的性质定理得平面，故，再根据线面垂直的判定定理可得平面，故就是直线与平面所成的角，在直角中可得.试题解析：（Ⅰ）设与的交点为，连结.因为为矩形，所以为的中点.在中，由已知为中点，所以.又平面，平面，所以平面.（Ⅱ）在中，，，所以，即.因为平面平面，平面平面，，所以平面，故.又因为，平面，所以平面，故就是直线与平面所成的角.在直角中，，所以.即直线与平面所成角的正弦值为.【方法点晴】本题主要考查线面平行的判定定理、直线和平面成的角的定义及求法，属于难题. 证明线面平行的常用方法：①利用线面平行的判定定理，使用这个定理的关键是设法在平面内找到一条与已知直线平行的直线，可利用几何体的特征，合理利用中位线定理、线面平行的性质或者构造平行四边形、寻找比例式证明两直线平行.②利用面面平行的性质，即两平面平行，在其中一平面内的直线平行于另一平面. 本题（1）是就是利用方法①证明的.20. 已知函数.（Ⅰ）若方程只有一解，求实数的取值范围；（Ⅱ）设函数，若对任意正实数，恒成立，求实数的取值范围.【答案】(Ⅰ)；(Ⅱ).【解析】试题分析：（Ⅰ）利用导数研究函数的单调性，可得函数在上单调递减，函数在区间上单调递增，根据单调性可得时，，时，,且，结合函数图象可得结果；（Ⅱ）由（Ⅰ）知，对任意正实数，恒成立，等价于，先排除，当时，利用导数可得，所以.试题解析：（Ⅰ）由已知.当时，，函数在上单调递减；当时，，函数在区间上单调递增.故.又当时，.且（对足够小的）.又当时，.即所求的取值范围是.（Ⅱ）由（Ⅰ）知.所以对任意正实数，恒成立，等价于.∵.（1）当时，，与式矛盾，故不合题意.（2）当时，当时，，当时，，所以在上单调递增，在区间上单调递减.，所以.综合（1）（2）知实数的取值范围为.21. 已知抛物线的方程为，为其焦点，过不在抛物线上的一点作此抛物线的切线，为切点.且.（Ⅰ）求证：直线过定点；（Ⅱ）直线与曲线的一个交点为，求的最小值.【答案】(Ⅰ)证明见解析；(Ⅱ).【解析】试题分析：（Ⅰ）设直线的方程为，设，，由消去得，根据韦达定理，结合导数的结合意义可得这两条切线的斜率分别为，.由这两切线垂直得，从而可得结论；（Ⅱ）设，则，，，，，利用导数求出的最小值即可.试题解析：（Ⅰ）设直线的方程为，设，以为切点的切线方程分别为，.由消去得.则，.这两条切线的斜率分别为，.由这两切线垂直得，得.所以直线恒过定点.（Ⅱ）设，则，，当时，则，可得，当时，则，，，同样可得.所以.由.所以.令，..所以在上为减函数，在上为增函数.所以.（或当时取等号.）【方法点睛】本题主要考查直线和抛物线的位置关系、最值问题及直线过定点问题. 属于难题. 探索曲线过定点的常见方法有两种：①可设出曲线方程，然后利用条件建立等量关系进行消元（往往可以化为的形式，根据求解），借助于曲线系的思想找出定点(直线过定点，也可以根据直线的各种形式的标准方程找出定点). ②从特殊情况入手，先探求定点，再证明与变量无关.22. 已知数列满足，.（Ⅰ）若，求证：对任意正整数均有；（Ⅱ）若，求证：对任意恒成立.【答案】(Ⅰ)证明见解析；(Ⅱ)证明见解析.【解析】试题分析：（Ⅰ）当时，根据和在均为增函数，可得，当时，由在上为减函数，得.当时，可得恒成立，从而可得结论；（Ⅱ）由第（Ⅰ）题知，令，则，可证明为递减数列，.从而.又由可得.所以.试题解析：（Ⅰ）当时，根据和在均为增函数.从而当时，必有或.当时，由在上为减函数，得.当时，，从而恒成立.综上所述，对所有满足的正整数均成立.（Ⅱ）一方面，由第（Ⅰ）题知.又.所以.另一方面，，且，令，则，即，且，.∴.由，且知为递减数列，且.所以.从而.又由.所以.所以.。
浙江省宁波市镇海中学2023-2024学年高一下学期期末考试数学试题卷(解析版)
镇海中学2023学年第二学期期末考试高一数学试题卷一、选择题：本题共8小题，每小题5分，共40分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．1. 点P 是椭圆2212x y +=上一动点，则点P 到两焦点的距离之和为（ ） A. 2B.C. D. 4【答案】C 【解析】【分析】由椭圆定义求解即可.【详解】由2212x y +=可得：a =，由椭圆的定义可知：点P到两焦点的距离之和为2a =. 故选：C .2. 若{,,}a b c是空间中的一组基底，则下列可与向量,2a c a c +−构成基底的向量是（ ） A. aB. 2a b +C. 2a c +D. c【答案】B 【解析】【分析】借助空间中基底定义，计算该向量能否用,2a c a c +−表示即可得.【详解】由{,,}a b c是空间中的一组基底，故,,a b c 两两不共线，对A ：有()()1223a a c a c =++−，故A 错误； 对B ：设()()22a b m a c n a c +=++− ，则有()()22a b m n a m n c +=++−， 该方程无解，故2a b +可与,2a c a c +−构成基底，故B 正确；对C ：有()()12423a c a c a c +=+−−，故C 错误； 对D ：有()()123c a c a c =+−−，故D 错误. 故选：B.的3. l 为直线，α为平面，则下列条件能作为l α∥的充要条件的是（ ） A. l 平行平面α内的无数条直线 B. l 平行于平面α的法向量 C. l 垂直于平面α的法向量 D. l 与平面α没有公共点【答案】D 【解析】【分析】根据直线与平面平行的定义，由于定义是充要条件得到选项． 【详解】对A ：没有强调l α⊄，故A 错误；对B ：l 平行于平面α的法向量，可得l α⊥，故B 错误； 对C ：同A 一样，没有强调l α⊄，故C 错误；对D :根据直线与平面平行的定义：直线与平面没有公共点时，直线与平面平行. 所以“直线l 与平面α没有公共点”是“l α∥”的充要条件.故D 正确. 故选：D 4. 己知 (2,2,1)(1,1,0)ab =，，则a 在b上的投影向量的坐标为（ ）A. (1,1,0)B. (1,2,0)C. (2,2,0)D. (1,1,1)【答案】C 【解析】.【详解】向量a 在b上的投影向量为：()()21,1,02,2,0a b b b b⋅×==，故选：C5. 点()()1122,,,P x y Q x y 为直线20kx y −+=上不同的两点，则直线111:1l x x y y −=与直线222:1l x x y y −=的位置关系是（ ）A. 相交B. 平行C. 重合D. 不确定【答案】A 【解析】【分析】利用这两直线的斜率来结合已知条件，即可以作出判断.【详解】由点()()1122,,,P x y Q x y 为直线20kx y −+=上不同的两点， 则直线111:1l x x y y −=与直线222:1l x x y y −=的斜率存在时一定为1212x x y y ，，可以把这两个斜率看成直线上两点到原点的斜率的倒数， 由已知可得OP OQ k k ≠，则1212x x y y ≠，即两直线不可能平行与重合，则只能相交; 若直线111:1l x x y y −=与直线222:1l x x y y −=的斜率有一个不存在，则另一个斜率必存在，也能判定两直线相交； 故选：A.6. 如图，平行六面体各棱长为1，且1160A AB A AD BAD ∠=∠=∠=°，动点P 在该几何体内部，且满足1(1)(,R)AP xAB y AD x y AA x y =++−−∈ ，则||AP的最小值为（ ）A.B.C.D.12【答案】B 【解析】【分析】由平面向量共面定理可知：点P 在平面1BDA 内，则||AP的最小值即为点P 到平面1BDA 的距离，求出三棱锥1A A BD −为正四面体，过点A 作AH ⊥平面1BDA ，求解AH 即可得出答案.【详解】因为1(1)(,R)AP xAB y AD x y AA x y =++−−∈， 则()()111AP AA x AB AA y AD AA −=−+− ，即111A P xA B y A D =+ ，由平面向量共面定理可知：点P 在平面1BDA 内，则||AP的最小值即为点P 到平面1BDA 的距离，连接11,,,BD DA A B 因为平行六面体各棱长为1，且1160A AB A AD BAD ∠=∠=∠=°，所以111BD DA A B===， 所以三棱锥1A A BD −为正四面体，过点A 作AH ⊥平面1BDA ，因为1A H ⊂平面1BDA ，所以AH ⊥1A H ，如图，所以12233A H ==所以AH =，所以||AP的最小值为AH =故选：B .7. 实数,x y 满足2222x y x y +=−，则|3|x y −+的最小值为（ ）A. 3B. 7C.D. 3+【答案】A 【解析】【分析】化简2222x y x y +=−可得()()22112x y −++=，|3|x y −+表示为圆上点到直线30x y −+=倍，运用几何法求解即可.【详解】化简2222x y x y +=−可得()()22112x y −++=，即(),x y 在圆上，则|3|x y −+表示为圆上点到直线30x y −+=倍，圆心()1,1−到直线距离为d =则|3|x y −+3=. 故选：A8. 在棱长为2的正四面体O ABC −中，棱,OA BC 上分别存在点,M N （包含端点），直线MN 与平面ABC ，平面OBC 所成角为θ和ϕ，则sin sin θϕ+的取值范围是（ ）A. 23B. 23C.D. 【答案】C 【解析】【分析】建立空间直角坐标系，然后利用空间向量得到sin sin θϕ+，最后根据,a b 范围求sin sin θϕ+的取值范围即可.【详解】如图，取ABC 的中心1O ，连接1OO ，取BC 中点F ，连接1O F ，过点1O 作1O E BC ∥交AB 于点E ，以1O 为原点，分别以111,,O E OF O O 为,,x y z 轴建立空间直角坐标系，因为O ABC −为正四面体，所以1O A =1O F =，1O O =()10,0,0O，B，C −，O，1O O = ，OB =，OC − ，设0,M a，N b，a ∈ ，[]1,1b ∈−，则(),MNb a =−， 由题意得1O O可以作为平面ABC 的一个法向量，则11sin MN O O MN O Oθ⋅== ，设平面OBC 的法向量为(),,m x y z =，00m OB x y z m OC x y z ⋅==⋅=−=，则0x =，令y =，则z =所以m = ，sin m MN m MNϕ⋅==sin sin θϕ+=因为a ∈，[]1,1b∈−，所以[]2332,3a −+∈，[]20,1b ∈，2，sin sin θϕ+=故选：C.【点睛】关键点点睛：本题关键在于利用相似设出点M 的坐标，然后利用空间向量的方法求出线面角，最后求范围即可.二、选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分．在每小题给出的选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得6分，有选错的得0分，部分选对的得部分．9. 已知椭圆222:14x y C a +=的焦点分别为12,F F ，焦距为P 为椭圆C 上一点，则下列选项中正确的是（ ）A.椭圆CB. 12F PF △的周长为3C. 12F PF ∠不可能是直角D. 当1260F PF ∠=°时，12FPF △【答案】AD.【解析】【分析】先确定椭圆的方程，再根据方程分析椭圆的性质.【详解】由题意，焦距为2c =⇒c =，又2<，所以椭圆焦点必在x 轴上， 由245a −=3a ⇒=.所以椭圆的离心率ce a ==，故A 正确； 根据椭圆的定义，12F PF △的周长为226a c +=+，故B 错误； 如图：取()0,2M 为椭圆的上顶点，则()()123,23,250MF MF ⋅=−⋅−−=−<,所以12F MF ∠为钝角，所以椭圆上存在点P ，使得12F PF ∠为直角，故C 错误； 如图：当1260F PF ∠=°时，设11PF t =，22PF t =， 则1222121262cos 6020t t t t t t += +−°= ⇒12221212620t t t t t t += +−= ⇒12163t t =，所以12121116sin 60223F PF S t t =°=× ，故D 正确. 故选：AD10. 已知圆221:(1)(2)9C x y a −+−=，圆2222:82120,C x y x ay a a +−+++=∈R ．则下列选项正确的是（ ）A. 直线12C C 恒过定点(3,0)B. 当圆1C 和圆2C 外切时，若,P Q 分别是圆12,C C 上的动点，则max ||10PQ =C. 若圆1C 和圆2C 共有2条公切线，则43a <D. 当13a =时，圆1C 与圆2C 【答案】ABD 【解析】【分析】根据圆的方程确定圆心，可求出直线12C C 的方程，即可判断A ；根据圆1C 和圆2C 外切求出a 的值，数形结合，可判断B ；根据两圆公切线条数判断两圆相交，列不等式求解判断C ；求出两圆的公共弦方程，即可求得两圆的公共弦长，判断D.【详解】对于A ，由圆221:(1)(2)9C x y a −+−=，圆2222:82120,C x y x ay a a +−+++=∈R ， 可知()()121,2,4,C a C a −，故直线12C C 的方程为(4)y a a x +=−−， 即()3y a x =−−，即得直线12C C 恒过定点(3,0)，A 正确； 对于B ，2222:82120,C x y x ay a a +−+++=∈R 即()()222:44,C x y a a −++=∈R ，当圆1C 和圆2C 32=+，解得43a =±，当43a =时，如图示，当12,,,P C C Q 共线时,max 12||32510PQ C C =++=+=；同理求得当43a =−时，max ||10PQ =，B 正确； 对于C ，若圆1C 和圆2C 共有2条公切线，则两圆相交，则123232C C −<<+，即15<<，解得4433a −<<，C 错误对于D ，当13a =时，两圆相交， 2212:(1)()93C x y −+−=，()2221:443C x y −++=， 将两方程相减可得公共弦方程596203x y −−=， 则121,3C到596203x y −−=则圆1C 与圆2C相交弦的弦长为，D 正确， 故选：ABD11. 埃舍尔是荷兰著名的版画家，《哈利波特》《盗梦空间》《迷宫》等影片的灵感都来源于埃舍尔的作品．通过著名的《瀑布》（图1）作品，可以感受到形状渐变、几何体组合和光学幻觉方面的魅力．画面中的两座高塔上方各有一个几何体，右塔上的几何体首次出现，后称“埃舍尔多面体”（图2），其可以用两两垂直且中心重合的三个正方形构造．如图4，,,,(1,2,3)n n n n A B C D n =分别为埃舍尔多面体的顶点，,(1,2,3)n n P Q n =分别为正方形边上的中点，埃舍尔多面体的可视部分是由12个四棱锥构成．为了便于理解，图511122A PE P E −与22131,,(1,2)n n A P E P F E F n −=分别为线段的中点．左塔上方是著名的“三立方体合体”（图3），取棱长为2的正方体ABCD A B C D −′′′′的中心O ，以O 为原点，,,x y z 轴均平行于正方体棱，建立如图6所示的空间直角坐标系，将正方体分别绕,,x y z 轴旋转45°，将旋转后的三个正方体,1,2,3n n n n nn n n A B C D A B C D n ′′′′−=（图7，8，9）结合在一起便可得到“三立方体合体”（图10），下列有关“埃舍尔多面体”和“三立方体合体”的说法中，正确的是（ ）A. 在图5中，1322A P E P ⊥B. 在图5中，直线12Q A 与平面122A E PC. 在图10中，设点nA ′的坐标为(),,,1,2,3n n n x y z n =，则()122239n n n n x y z =∑++=D. 在图10中，若E 为线段22B C 上的动点（包含端点），则异面直线2D E 与23A A 所成角余弦值的最大值【答案】BCD 【解析】【分析】利用建立空间直角坐标系，结合空间向量法可以解决各个问题.【详解】对A ，在图5中，如图建系，设1231OP OP OP ===， 则()10,1,1A ，()31,0,0P ，()20,1,0P ，2111,,222E−， 所以()13221111,1,1,,,222A P E P−−−，则()132********1,1,1,,02222222A P E P ⋅=−−⋅−=−+=≠， 13A P 与22E P 不垂直，故A 错误；对B ，由图知：()10,0,1Q −，()21,1,0A ，()10,1,1A ，1111,,222E，()20,1,0P 则()121,1,1Q A =，()120,0,1A P =− ，22111,,222E P=−−，设平面122A E P 的法向量为(),,n x y z = ，则122200n A P n E P ⋅=⋅= ，得01110222z x y z −= −+−= ，令1y =得，01z x ==，， 即()01,1n =，，又由121212cos ,Q A n Q A n Q A n⋅==， 所以直线12Q A 与平面122A E P，故B 正确； 对C ，在平面直角坐标系中，正方形绕中心旋转45°，1A 坐标由()11，变为()，所以结合图形可知：点1A ′的坐标为(1,0,,点2A ′的坐标为(0,1,,−点3A ′的坐标为)1,−则()()()()322211212129nn n n xy z =++=+++++=∑，故C 正确；对D，由图知：)21,0A −，)2B，(2C,(20,D −,)3A ,则()2301,1A A =，， 由E 为线段22B C 上的动点（包含端点），则可设222C E C B λ=，[]0,1λ∈， 所以())222222220,2,0,2,D E D C C E D C C B λλ+++，则22cos,D E At λ−=，t ∈−，则22cos ,D E A =，由11,t ∈+，得2211,18t −≥−=即223cos ,D E A A =≤所以异面直线2D E 与23A A，故D 正确； 故选：BCD.【点睛】关键点点睛：就是针对旋转后的点的空间坐标表示，这里先通过借助平面旋转时的坐标变化关系，再来写空间旋转后的点的坐标表示，只有表示出各点坐标，再就是借助空间向量的运算就能求解各选项问题.三、填空题：本题共3小题，每小题5分，共15分．12. 在空间直角坐标系中，点(2,0,0)A 为平面α外一点，点(0,1,1)B 为平面α内一点．若平面α的一个法向量为(1,1,2)−，则点A 到平面α的距离是_______．【解析】【分析】根据条件，利用点到面的距离的向量法，即可求出结果. 【详解】由题知(2,1,1)AB − ，又平面α的一个法向量为(1,1,2)n =−， 所以点A 到平面α的距离为d13. 已知点P 是直线80−+=x y 上的一个动点，过点P 作圆()()22:114C x y −+−=的两条切线，与圆切于点,M N ，则cos MPN ∠的最小值是_______． 【答案】34##0.75 【解析】【分析】结合切线性质与二倍角公式可将求cos MPN ∠的最小值转化为求sin MPC ∠的最大值，结合三角函数定义与点到直线距离公式计算即可得.【详解】由题意可得PM CM ⊥、PN CN ⊥，MPC NPC ∠=∠， 设MPC α∠=，则2MPN α∠=，则2cos cos 212sin MPN αα∠==−，由()()22:114C x y −+−=可得圆心为()1,1C ，半径为2r =，则2sinMCPCPC α==，又min PC =， 则()max min 2sin PC α== 的则()22min 3cos 12sin 124MPN α∠=−=−×=. 故答案为：34.14. 已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>的左，右焦点分别是12(,0),(,0)F c F c −，下顶点为点()0,M b −，直线2MF 交椭圆C 于点N ，设1△MNF 的内切圆与1NF 相切于点E ，若122NE F F ==，则椭圆C 的离心率为_______，1△MNF 的内切圆半径长为_______．【答案】 ①. 12##0.5 ②.【解析】【分析】借助切线长定理与椭圆性质可得12F E FF =，从而可结合椭圆定义得到a 的值，即可得其离心率；借助余弦定理的推论可得三角形各边长，结合面积公式运用等面积法即可求取内切圆半径. 【详解】设1△MNF 的内切圆与NM 、1MF 相切于点F ，G ， 由切线长定理可得11F E FG =，MF MG =，NE NF =， 又12MF MF a ==，则12FG FF =，故12F E FF =， 由椭圆定义可知122NF NF a +=， 即122222NE EF NF NE FF NF NE a ++=++==,故2a NE ==，又1222F F c ==，则12c e a ==； 则2π6OMF ∠=，故12π3F MF ∠=，设1EF m =，则2422NF m m =−−=−， 即12NF m =+，4NM m =−，则有()()()22222111442πcos32224m m MF MN NF MF MN m +−−++−=×⋅××−， 计算可得45m =，则()11π24sin 23MNF S m =××−=又184MNF C a == ，则11412MNF MNF S r C r =⋅= ，即有4r=r =.故答案为：12【点睛】关键点点睛：本题关键点一个是借助切线长定理与椭圆性质得到12F E FF =，从而可结合椭圆定义得到a 的值，第二个是借助等面积法求取内切圆半径.四、解答题：本题共5小题，共77分．解答应写出文字说明、正明过程或演算步骤．15. 已知直线l 经过点(4,4)A ，且点(5,0)B 到直线l 的距离为1． （1）求直线l 的方程；（2）O 为坐标原点，点C 坐标为(6,3)−，若点P 为直线OA 上的动点，求||||PB PC +的最小值，并求出此时点P 的坐标．【答案】（1）4x =或158920x y +−=（2）10，1515,77P【解析】【分析】（1）考虑直线l 的斜率存在和不存在情况，存在时，设直线方程，根据点到直线的距离求出斜率，即得答案.（2）确定(6,3)−关于直线OA 的对称点，数形结合，利用几何意义即可求得答案.的【小问1详解】由题意知直线l 经过点(4,4)A ，当直线斜率不存在时，方程为4x =， 此时点(5,0)B 到直线l 的距离为1，符合题意；当直线l 斜率存在时，设方程为4(4)y k x −=−，即440kx y k −−+=， 则由点(5,0)B 到直线l 的距离为11，解得158k =−，即得15604088x y −−++=，即158920x y +−=， 故直线l 的方程为4x =或158920x y +−=； 【小问2详解】由点(4,4)A ，可得直线OA 的方程为y x =， 故点(5,0)B 关于y x =的对称点为1(0,5)B ， 连接1PB ，则1PB PB =，则11||||||||||10PB PC PB PC B C +=+≥=，当且仅当1,,B P C 共线时，等号成立， 即||||PB PC +的最小值为10，此时1B C 的方程为53455063y x x +=+=−+−，联立y x =， 解得157xy ==，即151577P ,. 16. 如图，正三棱柱111ABC A B C 所有的棱长均为2，点D 在棱11A B 上，且满足11123A D AB =，点E 是棱1BB 的中点．（1）证明：//EC 平面1AC D ；（2）求直线AE 与平面1AC D 所成角的正弦值． 【答案】（1）证明见解析 （2【解析】【分析】（1）（2）建立空间直角坐标系，利用空间向量证明线面平行，也可利用空间向量求线面角的大小. 【小问1详解】 如图：取AB 的中点O ，因为三棱柱是正三棱柱且棱长为2，故以O 为原点，建立空间直角坐标系，则()1,0,0A −，()C，()12C ，1,0,23D，()1,0,1E ， 所以4,0,23AD =，113DC =−，()1EC =−− . 设平面1AC D 法向量为(),,n x y z =，的由1n AD n DC ⊥⊥ ⇒()()4,,,0,2031,,03x y z x y z ⋅=⋅−=⇒4600x z x += −+= ，取()6n−.因为()()16EC n ⋅=−−⋅−9360=−++=，又直线EC ⊄平面1AC D ，所以//EC 平面1AC D . 【小问2详解】因为()2,0,1AE =，设直线AE 与平面1AC D 所成的角为θ，则sin θcos,n AE n AE n AE ⋅===⋅=. 17. 已知圆C 的圆心在x轴上，且过(−． （1）求圆C 的方程；（2）过点(1,0)P −的直线与圆C 交于,E F 两点（点E 位于x 轴上方），在x 轴上是否存在点A ，使得当直线变化时，均有PAE PAF ∠=∠A 的坐标；若不存在，请说明理由． 【答案】（1）224x y += （2）存在，且()4,0A − 【解析】【分析】（1）设出圆的方程，借助代入所过点的坐标计算即可得；（2）圆问题可转化为在x 轴上是否存在点A ，使0AE AF k k +=，设出直线方程，联立曲线，借助韦达定理与斜率公式计算即可得. 【小问1详解】设圆C 为()222x a y r −+=，则有()()2222212a r a r −−+=−=，解得204a r == ，故圆C 的方程为224x y +=；【小问2详解】由题意可得，直线EF 斜率不为0，故可设:1EF l x my =−，()11,E x y ，()22,F x y ， 联立2214x my x y =−+=，有()221230m y my +−−=， 2224121216120m m m ∆=++=+>， 12221my y m +=+，12231y y m −=+， 设(),0A t ，1t ≠−，由PAE PAF ∠=∠，则有0AE AF k k +=， 即()()()()12211212120y x t y x t y y x t x t x t x t −+−+==−−−−， 即()1221120y x y x t y y +−+=， ()()()()12211212211211y x y x t y y y my y my t y y +−+=−+−−+ ()()()()1212222216216210111m t m m t m my y t y y m m m +−−+−−++=−==+++， 即()()621240m m t m t ++=+=， 则当4t =−时，0AE AF k k +=恒成立， 故存在定点()4,0A −，使得当直线变化时，均有PAE PAF ∠=∠.18. 如图，三棱柱111ABC A B C 中，ABC 为等边三角形，1π4B BC ∠=，平面11ABB A ⊥平面11CBB C ．（1）求证：1AC BB ⊥；（2）若12BB =，点E 是线段AB 的中点， （i ）求平面1ECC 与平面1ACC 夹角的余弦值；（ii ）在平面11ABB A 中是否存在点P ，使得1||4PB PB +=且1||PC PC =P 的位置；若不存在，请说明理由． 【答案】（1）答案见解析 （2）（i；（ii ）存在，(2,0,0)P − 【解析】【分析】（1）用线面垂直的判定定理证明BB 1⊥平面AOC ，后转移到线线垂直即可．（2）（i ）空间向量解题，先求出平面1ECC 与平面1ACC 的法向量，后按照夹角公式求解即可．（ii ）设假设存在(,0,)P x z ,若1PC PC =22560x z x +++=（∗）.1142PB PB BB +=>=,则根据椭圆定义知道P 的轨迹为椭圆，求出轨迹方程为：22143x z +=，整理得22334z x =−,联立（∗），解出即可 【小问1详解】 如图，过A 作1BB 的垂线AO ，交1BB 于O ，连接OC ，则,AO OB AO OC ⊥⊥．ABC 为等边三角形，则AB AC =，又AO AO =，则Rt Rt AOB AOC ≅ ，则BO CO =，则π4OCB ∠=，则π2COB ∠=，即11,,B B CO B B AO CO AO O ⊥⊥=， ,CO AO ⊂平面AOC ，则1BB ⊥平面AOC ，AC ⊂平面AOC ，则1AC BB ⊥．【小问2详解】（i ）由(1)可知OB ,OA ,OC 两两垂直，则可以O 为原点，建立如图所示空间坐标系O -xyz.12BB =,点E 是线段AB的中点，则AB BC CA ===1OAOB OC ===． 1111(0,0,1),(1,0,0),(0,1,0),(1,0,0),(2,1,0),(,0,)22A B C B C E −−，111(2,0,0),(0,1,1),(,1,)22CC CA CE =−=−=− . 设平面1ECC 法向量(,,)m x y z =，则100m CE m CC ⋅=⋅=即1102220x y z x −+= −= 解得012x y z = = = ，故(0,1,2)m = ； 同理平面1ACC 法向量(0,1,1)n =.则cos ,m n m n m n⋅==⋅， 设平面1ECC 与平面1ACC 夹角θ,则cos θ=． （ii ）平面11ABB A 中,假设存在(,0,)P x z ,若1PC PC ==，整理得，22560x z x +++=（∗）.1142PB PB BB +=>=, 则根据椭圆定义知道P 在以1BB 为焦距的椭圆上，且1142,22PB PB a c BB +====，解得2,1,a c b===则P 的轨迹方程为：22143x z +=，整理得22334z x =−,与（∗）联立方程组. 2222560334x z x z x+++==−，解得120x z =−= ，22180)x z =−<（ ，舍去．故在平面11ABB A 中存在点P ，使得14PB PB +=且1PCPC =P 坐标为(2,0,0)−．19. 在空间直角坐标系O xyz −中，己知向量(,,)u a b c = ，点()0000,,P x y z ．若直线l 以u为方向向量且经过点0P ，则直线l 的标准式方程可表示为000(0)x x y y z z abc a b c−−−==≠；若平面α以u 为法向量且经过点0P ，则平面α的点法式方程可表示为()()()0000a x x b y y c z z −+−+−=，一般式方程可表示为0ax by cz d +++=． （1）若平面1:210x y α+−=，平面1:210y z β−+=，直线l 为平面1α和平面1β的交线，求直线l 的单位方向向量（写出一个即可）；（2）若三棱柱的三个侧面所在平面分别记为22αβγ、、，其中平面2α经过点(4,0,0),(3,1,1)−，(1,5,2)−，平面2:4y z β+=，平面:(1)(2)30mx m y m z γ+++++=，求实数m 的值； （3）若集合{}(,,)|4,4,4M x y z x y y z z x =+≤+≤+≤，记集合M 中所有点构成的几何体为S ，求几何体S 的体积和相邻两个面（有公共棱）所成二面角的大小． 【答案】（1）212,,333−−（2）1m =−（3）体积为128，相邻两个面（有公共棱）所成二面角为2π3【解析】【分析】（1）记平面1α，1β的法向量为11(1,2,0),(0,2,1)αβ==− ，设直线l 的方向向量(,,)l x y z =，由直线l 为平面1α和平面1β的交线，则1l α⊥ ，1l β⊥，列出方程即可求解；（2）设2:α10ax by cz +++=，由平面2α经过点(4,0,0),(3,1,1)−，(1,5,2)−，列出方程中求得2:4x y α+=，记平面22αβγ、、的法向量为22(1,1,0),(0,1,1),(,1,2)m m m αβγ===++ ，求出2α与2β交线方向向量为()1,1,1p =− ，根据p γ⊥，即可求得m 的值；（3）由题可知，S 由一个边长是4的正方体和6个高为2的正四棱锥构成，即可计算出体积，设几何体S 相邻两个面（有公共棱）所成二面角为()0,πθ∈，由题得出平面EBC 和平面ECD 的法向量，根据两平面夹角的向量公式计算即可． 【小问1详解】记平面1α，1β的法向量为11(1,2,0),(0,2,1)αβ==− ，设直线l 的方向向量(,,)l x y z =，因为直线l 为平面1α和平面1β的交线，所以1l α⊥ ，1l β⊥ ，即112020l x y l y z αβ ⋅=+= ⋅=−=，取2x =，则(2,1,2)l =−− ， 所以直线l 的单位方向向量为212,,333−−． 【小问2详解】设2:α10ax by cz +++=， 由平面2α经过点(4,0,0),(3,1,1)−，(1,5,2)−，所以4103105210a a b c a b c += +−+=−+++= ，解得14140a b c=−=− = ，即2:4x y α+=， 所以记平面22αβγ、、的法向量为22(1,1,0),(0,1,1),(,1,2)m m m αβγ===++，与（1）同理，2α与2β确定的交线方向向量为()1,1,1p=−， 所以p γ⊥，即()1210p m m m m γ⋅=−+++=+= ，解得1m =−．【小问3详解】由集合{}(,,)|4,4,4M x y z x y y z z x =+≤+≤+≤知，S 由一个边长是4的正方体和6个高为2的正四棱锥构成，如图所示，13224433V =×××=正四棱锥，3244461283S V =××+×=， 设几何体S 相邻两个面（有公共棱）所成二面角为()0,πθ∈，平面:40EBC x z +−=，设平面EBC 法向量1(1,0,1)n =，平面:40ECD y z +−=，设平面ECD 法向量2(0,1,1)n =，所以121cos cos ,2n n θ==， 所以几何体S 相邻两个面（有公共棱）所成二面角为2π3．【点睛】关键点点睛：本题第三问的关键是作出空间图形，求出相关法向量，利用二面角的空间向量求法即可.。
杭州学军中学2019-2020学年第一学期期末考试高一数学试题(含答案)
杭州学军中学2019学年第一学期期末考试高一数学试卷命题人：何玲娜 审题人：王加义一、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．设全集U =R ，集合2{|1},{|1}M x x P x x =>=>则下列关系中正确的是（ ▲ ）A.P M =B.M P M =UC.M P M =ID.()U C M P =∅I 2．若0.52a =，lg 2b =，ln(sin 35)c ︒=，则（ ▲ ）A ．a c b >>B ．b a c >>C ．c a b >>D ． a b c >>3．下列四个函数：①3y x =-；②12x y -=；③2ln y x =；④⎪⎩⎪⎨⎧>≤=0103x x x x y 其中定义域与值域相同的函数有（ ▲ ）A.1个B.2个C.3个D.4个4．对任意向量→→b a ，,下列关系式中不恒成立的是（ ▲ ）A ．→→→→≤⋅b a b a B ． 22→→→→+=⎪⎭⎫ ⎝⎛+b a b a C ．→→→→-≤-ba b aD ． 22→→→→→→-=⎪⎭⎫⎝⎛-⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛+b a b a b a 5．设)(x f 是定义域为R ,最小正周期为π3的函数,且在区间]2,(ππ-上的表达式为⎩⎨⎧≤≤-≤≤=0cos 20sin )(x x x x x f ππ,则=+-)6601()3308(ππf f （ ▲ ） A ．3 B ．3- C ．1 D ．1- 6. 函数,则使得成立的的取值范围是（ ▲ ） A ． B ． C ． D ． 7. 已知单位向量b a ,的夹角为ο60，若向量c 满足3|2|≤+-c b a ，则||c 的最大值为（ ▲ ） A.3 B.33+ C.31+ D.331+21()ln(1||)1f x x x =+-+()(21)f x f x >-x 1,13⎛⎫ ⎪⎝⎭()1,1,3⎛⎫-∞+∞ ⎪⎝⎭U 11,33⎛⎫- ⎪⎝⎭11,,33⎛⎫⎛⎫-∞-+∞ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭U8．已知实数a <b <c ,设方程0111=-+-+-cx b x a x 的两个实根分别为)(,2121x x x x <，则下列关系中恒成立的是（ ▲ ）A ．c x b x a <<<<21B ．c x b a x <<<<21C ．c b x x a <<<<21D ．21x c b x a <<<<9．记{}{},0)1)((|B ,,)sin()(|<---=+==a x a x x x x f A 为正整数为偶函数ωωθθ 对任意实数a 满足B I A 中的元素不超过两个,且存在实数a 使B I A 中含有两个元素,则ω的最大值为（ ▲ ）A ．4B ．5C ．6D ．710．若不等式()sin 06x a b x ππ⎛⎫--+≤ ⎪⎝⎭对[]1,1x ∈-上恒成立，则b a +2=（ ▲ ）A ．67B ．56C ．35D ．2 二、填空题：本大题共6小题，多空题每题6分，单空题每题4分，共30分。
2020-2020学年浙江省杭州市高一上期末数学试卷(含答案解析)
2020-2020学年浙江省杭州市高一（上）期末数学试卷一、选择题（本大题有14小题，每小题3分，共42分．每小题的四个选项中，只有一项是符合要求的，请将答案填写在答案卷相应的答题栏内）1．（3分）sin120°的值为（）A．B．C．D．﹣2．（3分）已知sinα=，α为第二象限角，则cosα的值为（）A．B．﹣ C．D．﹣3．（3分）已知集合A={x∈R|x2﹣4x＜0}，B={x∈R|2x＜8}，则A∩B=（）A．（0，3） B．（3，4） C．（0，4） D．（﹣∞，3）4．（3分）函数f（x）=log3x+x﹣3的零点所在的区间是（）A．（0，1） B．（1，2） C．（2，3） D．（3，+∞）5．（3分）函数y=的定义域是（）A．[1，+∞）B．（1，+∞）C．（0，1]D．（，1]6．（3分）一名心率过速患者服用某种药物后心率立刻明显减慢，之后随着药力的减退，心率再次慢慢升高，则自服药那一刻起，心率关于时间的一个可能的图象是（）A．B．C．D．7．（3分）已知函数f（x）=，则f（5）的值为（）A．B．1 C．2 D．38．（3分）已知函数y=f（2x）+2x是偶函数，且f（2）=1，则f（﹣2）=（）A．5 B．4 C．3 D．29．（3分）函数f（x）=|sinx+cosx|+|sinx﹣cosx|是（）A．最小正周期为π的奇函数B．最小正周期为π的偶函数C．最小正周期为的奇函数D．最小正周期为的偶函数10．（3分）记a=sin1，b=sin2，c=sin3，则（）A．c＜b＜a B．c＜a＜b C．a＜c＜b D．a＜b＜c11．（3分）要得到函数y=cos（2x﹣）的图象，只需将函数y=sin2x的图象（）A．向左平移个单位B．向左平移个单位C．向右平移个单位D．向右平移个单位12．（3分）已知函数在（﹣∞，+∞）上是增函数，则实数a的取值范围是（）A．1＜a＜3 B．1＜a≤3 C．＜a＜5 D．＜a≤513．（3分）定义min{a，b}=，若函数f（x）=min{x2﹣3x+3，﹣|x﹣3|+3}，且f（x）在区间[m，n]上的值域为[，]，则区间[m，n]长度的最大值为（）A．1 B．C．D．14．（3分）设函数f（x）=|﹣ax|，若对任意的正实数a，总存在x0∈[1，4]，使得f（x0）≥m，则实数m的取值范围为（）A．（﹣∞，0]B．（﹣∞，1]C．（﹣∞，2]D．（﹣∞，3]二、填空题（本大题有6小题，15～17题每空3分，18～20题每空4分，共30分，把答案填在答题卷的相应位置）15．（3分）设集合U={1，2，3，4，5，6}，M={2，3，4}，N={4，5}，则M∪N=，∁U M=．16．（3分）（）+（）=；log412﹣log43=．17．（3分）函数f（x）=tan（2x﹣）的最小正周期是；不等式f（x）＞1的解集是．18．（4分）已知偶函数f（x）和奇函数g（x）的定义域都是（﹣4，4），且在（﹣4，0]上的图象如图所示，则关于x的不等式f（x）•g（x）＜0的解集是．19．（4分）已知不等式（ax+2）•ln（x+a）≤0对x∈（﹣a，+∞）恒成立，则a 的值为．20．（4分）已知函数f（x）=x+，g（x）=f2（x）﹣af（x）+2a有四个不同的零点x1，x2，x3，x4，则[2﹣f（x1）]•[2﹣f（x2）]•[2﹣f（x3）]•[2﹣f（x4）]的值为．三、解答题：（本大题有4小题，共48分．解答应写出文字说明，证明过程或演算步骤）21．（10分）已知幂函数f（x）=xα（α∈R），且．（1）求函数f（x）的解析式；（2）证明函数f（x）在定义域上是增函数．22．（12分）已知函数f（x）=2sin（ωx+φ）（﹣π＜φ＜0，ω＞0）的图象关于直线对称，且两相邻对称中心之间的距离为．（1）求函数y=f（x）的单调递增区间；（2）若关于x的方程f（x）+log2k=0在区间上总有实数解，求实数k 的取值范围．23．（12分）一辆汽车在某段路程中的行驶速率与时间的关系如图所示．（1）求图中阴影部分的面积，并说明所求面积的实际含义；（2）假设这辆汽车在行驶该段路程前里程表的读数是8018km，试求汽车在行驶这段路程时里程表读数s（km）与时间t （h）的函数解析式，并作出相应的图象．24．（13分）已知函数f（x）=（x﹣1）|x﹣a|﹣x﹣2a（x∈R）．（1）若a=﹣1，求方程f（x）=1的解集；（2）若，试判断函数y=f（x）在R上的零点个数，并求此时y=f（x）所有零点之和的取值范围．2020-2020学年浙江省杭州市高一（上）期末数学试卷参考答案与试题解析一、选择题（本大题有14小题，每小题3分，共42分．每小题的四个选项中，只有一项是符合要求的，请将答案填写在答案卷相应的答题栏内）1．（3分）sin120°的值为（）A．B．C．D．﹣【解答】解：因为sin120°=sin（90°+30°）=cos30°=．故选C．2．（3分）已知sinα=，α为第二象限角，则cosα的值为（）A．B．﹣ C．D．﹣【解答】解：∵sinα=，且α为第二象限的角，∴cosα=﹣=﹣．故选：D．3．（3分）已知集合A={x∈R|x2﹣4x＜0}，B={x∈R|2x＜8}，则A∩B=（）A．（0，3） B．（3，4） C．（0，4） D．（﹣∞，3）【解答】解：∵集合A={x∈R|x2﹣4x＜0}={x|0＜x＜4}，B={x∈R|2x＜8}={x|x＜3}，∴A∩B={x|0＜x＜3}=（0，3）．故选：A．4．（3分）函数f（x）=log3x+x﹣3的零点所在的区间是（）A．（0，1） B．（1，2） C．（2，3） D．（3，+∞）【解答】解：∵函数f（x）=log3x+x﹣3，定义域为：x＞0；函数是连续函数，∴f（2）=log32+2﹣3＜0，f（3）=log33+3﹣3=1＞0，∴f（2）•f（3）＜0，根据函数的零点的判定定理，故选：C．5．（3分）函数y=的定义域是（）A．[1，+∞）B．（1，+∞）C．（0，1]D．（，1]【解答】解：要使函数有意义，则log0.5（3x﹣2）≥0，即0＜3x﹣2≤1，得＜x≤1，即函数的定义域为（，1]，故选：D6．（3分）一名心率过速患者服用某种药物后心率立刻明显减慢，之后随着药力的减退，心率再次慢慢升高，则自服药那一刻起，心率关于时间的一个可能的图象是（）A．B．C．D．【解答】解：患者服用某种药物后心率立刻明显减慢，则函数的图象应呈下降趋势，之后随着药力的减退，心率再次慢慢升高，则函数的图象应一直呈上升趋势，但上升部分的图象比下降的图象要缓，排除AB，根据正常人的心率约为65，可排除D，只有C符合，故选：C7．（3分）已知函数f（x）=，则f（5）的值为（）A．B．1 C．2 D．3【解答】解：∵函数f（x）=，∴f（5）=f（3）=f（1）=2．故选：C．8．（3分）已知函数y=f（2x）+2x是偶函数，且f（2）=1，则f（﹣2）=（）A．5 B．4 C．3 D．2【解答】解：∵函数y=f（2x）+2x是偶函数，∴设g（x）=f（2x）+2x，则g（﹣x）=f（﹣2x）﹣2x=g（x）=f（2x）+2x，即f（﹣2x）=f（2x）+4x，当x=1时，f（﹣2）=f（2）+4=1+4=5，故选：A9．（3分）函数f（x）=|sinx+cosx|+|sinx﹣cosx|是（）A．最小正周期为π的奇函数B．最小正周期为π的偶函数C．最小正周期为的奇函数D．最小正周期为的偶函数【解答】解：f（﹣x）=|sin（﹣x）+cos（﹣x）|+|sin（﹣x）﹣cos（﹣x）|=|﹣sinx+cosx|+|﹣sinx﹣cosx|=|six+cosx|+|sinx﹣cosx|=f（x），则函数f（x）是偶函数，∵f（x+）=|sin（x+）+cos（x+）|+|sin（x+）﹣cos（x+）|=|cosx﹣sinx|+|cosx+sinx|=|sinx+cosx|+|sinx﹣cosx|=f（x），∴函数f（x）的周期是，故选：D10．（3分）记a=sin1，b=sin2，c=sin3，则（）A．c＜b＜a B．c＜a＜b C．a＜c＜b D．a＜b＜c【解答】解：如图所示，∵＞π﹣2＞1＞0，∴sin2=sin（π﹣2）＞sin1，∵，∴sin1=sin（π﹣1）＞sin3．综上可得：sin2＞sin1＞sin3．故选B．11．（3分）要得到函数y=cos（2x﹣）的图象，只需将函数y=sin2x的图象（）A．向左平移个单位B．向左平移个单位C．向右平移个单位D．向右平移个单位【解答】解：∵y=cos（2x﹣）=cos（﹣2x）=sin（2x+）=sin[2（x+）]，∴将函数y=sin2x的图象向左平移个单位即可得到函数y=cos（2x﹣）的图象．故选：B．12．（3分）已知函数在（﹣∞，+∞）上是增函数，则实数a的取值范围是（）A．1＜a＜3 B．1＜a≤3 C．＜a＜5 D．＜a≤5【解答】解：函数在（﹣∞，+∞）上是增函数，可得：，解得：1＜a≤3．故选：B．13．（3分）定义min{a，b}=，若函数f（x）=min{x2﹣3x+3，﹣|x﹣3|+3}，且f（x）在区间[m，n]上的值域为[，]，则区间[m，n]长度的最大值为（）A．1 B．C．D．【解答】解：根据定义作出函数f（x）的图象如图：（蓝色曲线），其中A（1，1），B（3，3），即f（x）=，当f（x）=时，当x≥3或x≤1时，由3﹣|x﹣3|=，得|x﹣3|=，即x C=或x G=，当f（x）=时，当1＜x＜3时，由x2﹣3x+3=，得x E=，由图象知若f（x）在区间[m，n]上的值域为[，]，则区间[m，n]长度的最大值为x E﹣x C=﹣=，故选：B．14．（3分）设函数f（x）=|﹣ax|，若对任意的正实数a，总存在x0∈[1，4]，使得f（x0）≥m，则实数m的取值范围为（）A．（﹣∞，0]B．（﹣∞，1]C．（﹣∞，2]D．（﹣∞，3]【解答】解：对任意的正实数a，总存在x0∈[1，4]，使得f（x0）≥m⇔m≤f （x）max，x∈[1，4]．令u（x）=﹣ax，∵a＞0，∴函数u（x）在x∈[1，4]单调递减，∴u（x）max=u（1）=4﹣a，u（x）min=1﹣4a．①a≥4时，0≥4﹣a＞1﹣4a，则f（x）max=4a﹣1≥15．②4＞a＞1时，4﹣a＞0＞1﹣4a，则f（x）max={4﹣a，4a﹣1}max＞3．③a≤1时，4﹣a＞1﹣4a≥0，则f（x）max=4﹣a≥3．综上①②③可得：m≤3．∴实数m的取值范围为（﹣∞，3]．故选：D．二、填空题（本大题有6小题，15～17题每空3分，18～20题每空4分，共30分，把答案填在答题卷的相应位置）15．（3分）设集合U={1，2，3，4，5，6}，M={2，3，4}，N={4，5}，则M∪N={2，3，4，5} ，∁U M={1，5，6} ．【解答】解：集合U={1，2，3，4，5，6}，M={2，3，4}，N={4，5}，则M∪N={2，3，4，5}；∁U M={1，5，6}，故答案为：{2，3，4，5}，{1，5，6}16．（3分）（）+（）=3；log412﹣log43=1．【解答】解：（）+（）==；log412﹣log43=．故答案为：3，1．17．（3分）函数f（x）=tan（2x﹣）的最小正周期是；不等式f（x）＞1的解集是．【解答】解：由正切函数的周期公式得函数的周期T=；由f（x）＞1得tan（2x﹣）＞1，得+kπ＜2x﹣＜+kπ，得+＜x＜+，k∈Z，即不等式的解集为；故答案为：，；18．（4分）已知偶函数f（x）和奇函数g（x）的定义域都是（﹣4，4），且在（﹣4，0]上的图象如图所示，则关于x的不等式f（x）•g（x）＜0的解集是（﹣4，﹣2）∪（0，2）．【解答】解：设h（x）=f（x）g（x），则h（﹣x）=f（﹣x）g（﹣x）=﹣f（x）g （x）=﹣h（x），∴h（x）是奇函数，由图象可知：当﹣4＜x＜﹣2时，f（x）＞0，g（x）＜0，即h（x）＞0，当0＜x＜2时，f（x）＜0，g（x）＞0，即h（x）＜0，∴h（x）＜0的解为（﹣4，﹣2）∪（0，2）．故答案为（﹣4，﹣2）∪（0，2）19．（4分）已知不等式（ax+2）•ln（x+a）≤0对x∈（﹣a，+∞）恒成立，则a 的值为﹣1．【解答】解：∵x∈（﹣a，+∞），∴当﹣a＜x＜1﹣a时，y=ln（x+a）＜0，当x＞1﹣a时，y=ln（x+a）＞0，又（ax+2）•ln（x+a）≤0对x∈（﹣a，+∞）恒成立，①若a＞0，y=ax+2与y=ln（x+a）均为定义域上的增函数，在x∈（﹣a，+∞）上，可均大于0，不满足题意；②若a=0，则2lnx）≤0对x∈（0，+∞）不恒成立，不满足题意；∴a＜0．作图如下：由图可知，当且仅当方程为y=ln（x+a）的曲线与方程为y=ax+2的直线相交于点A，即满足时，（ax+2）•ln（x+a）≤0对x∈（﹣a，+∞）恒成立，解方程得，解得a=﹣1．故答案为：﹣1．20．（4分）已知函数f（x）=x+，g（x）=f2（x）﹣af（x）+2a有四个不同的零点x1，x2，x3，x4，则[2﹣f（x1）]•[2﹣f（x2）]•[2﹣f（x3）]•[2﹣f（x4）]的值为16．【解答】解：∵令t=f（x），则y=g（x）=f2（x）﹣af（x）+2a=t2﹣at+2a，∵g（x）=f2（x）﹣af（x）+2a有四个不同的零点x1，x2，x3，x4，故t2﹣at+2a=0有两个根t1，t2，且t1+t2=a，t1t2=2a，且f（x1），f（x2），f（x3），f（x4）恰两两相等，为t2﹣at+2a=0的两根，不妨令f（x1）=f（x2）=t1，f（x3）=f（x4）=t2，则[2﹣f（x1）]•[2﹣f（x2）]•[2﹣f（x3）]•[2﹣f（x4）]=（2﹣t1）•（2﹣t1）•（2﹣t2）•（2﹣t2）=[（2﹣t1）•（2﹣t2）]2=[4﹣2（t1+t2）+t1t2]2=16．故答案为：16三、解答题：（本大题有4小题，共48分．解答应写出文字说明，证明过程或演算步骤）21．（10分）已知幂函数f（x）=xα（α∈R），且．（1）求函数f（x）的解析式；（2）证明函数f（x）在定义域上是增函数．【解答】（1）解：由得，，所以；（2）证明：定义域是[0，+∞），设任意的x2＞x1≥0，则，∵，∴f（x2）＞f（x1），函数f（x）在定义域上是增函数．22．（12分）已知函数f（x）=2sin（ωx+φ）（﹣π＜φ＜0，ω＞0）的图象关于直线对称，且两相邻对称中心之间的距离为．（1）求函数y=f（x）的单调递增区间；（2）若关于x的方程f（x）+log2k=0在区间上总有实数解，求实数k 的取值范围．【解答】解：（1）周期T=π，所以ω=2，当时，，（2分）得，又﹣π＜φ＜0，所以取k=﹣1，得（2分）所以，（1分）由，得，k∈Z所以函数y=f（x）的单调递增区间是得（k∈Z），（2分）（2）当时，，所以，（2分）所以log2k=﹣f（x）∈[﹣1，2]，得．（3分）23．（12分）一辆汽车在某段路程中的行驶速率与时间的关系如图所示．（1）求图中阴影部分的面积，并说明所求面积的实际含义；（2）假设这辆汽车在行驶该段路程前里程表的读数是8018km，试求汽车在行驶这段路程时里程表读数s（km）与时间t （h）的函数解析式，并作出相应的图象．【解答】解：（1）阴影部分的面积为：50+70+90+60=270，表示汽车在4小时内行驶的路程为270 km．（4分）（2）∵这辆汽车在行驶该段路程前里程表的读数是8018km，汽车在行驶这段路程时里程表读数s（km）与时间t （h）的函数解析式为：（4分）图象如下图：（4分）24．（13分）已知函数f（x）=（x﹣1）|x﹣a|﹣x﹣2a（x∈R）．（1）若a=﹣1，求方程f（x）=1的解集；（2）若，试判断函数y=f（x）在R上的零点个数，并求此时y=f（x）所有零点之和的取值范围．【解答】解：（1）方法一：当a=﹣1时，（2 分）由f（x）=1得或（2 分）解得x=0，1，﹣2，即解集为{0，1，﹣2}．（2分）方法二：当a=﹣1时，由f（x）=1得：（x﹣1）|x+1|﹣（x﹣1）=0（x﹣1）（|x+1|﹣1）=0（3分）∴得x=1或|x+1|=1∴x=1或x=0或x=﹣2即解集为{0，1，﹣2}．（3分）（2）当x≥a时，令x2﹣（a+2）x﹣a=0，∵，∴△=a2+8a+4=（a+4）2﹣12＞0得，（2分）且先判断2﹣a，与大小：∵，即a＜x1＜x2，故当x≥a时，f（x）存在两个零点．（2分）当x＜a时，令﹣x2+ax﹣3a=0，即x2﹣ax+3a=0得∵，∴△=a2﹣12a=（a﹣6）2﹣36＞0得，同上可判断x3＜a＜x4，故x＜a时，f（x）存在一个零点．（2分）综上可知当时，f（x）存在三个不同零点．且设，易知g（a）在上单调递增，故g（a）∈（0，2）∴x1+x2+x3∈（0，2）．（2分）。
浙江省宁波市2024-2025学年高一上学期期中考试数学检测试题(含解析)
浙江省宁波市2024-2025学年高一上学期期中考试数学检测试题一、选择题：本题共8小题，每小题5分，共40分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．
1.已知集合24,2,AxxBxx
则RABð（）
A.2,4B.2,4C.2,2D.2,2
2.命题：2,+2+20xRxx的否定是()A.2000,+2+20xRxxB.2,+2+20xRxx
C.2,+2+20xRxxD.2000,+2+20xRxx
3.函数ln8fxxx的零点所在的区间为（）A.4,5B.5,6C.6,7D.7,8
4.若0a，0b，则“4ab”是“4ab”的（）A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充分必要条件D.既不充分也不必要条件5.函数2
ln||
2x
y
x
的图像大致为（）
A.B.
C.D.6.已知函数22,1
()
22,1
xax
fx
xaxx
（2a且1a）在定义域内单调，则a的取值范
围是（）A.1,1B.11,3C.2,11,1D.
12,11,
3
7.若关于x的函数2lglog2afxxax的定义域为R，则实数a的取值范围为
（）A.0,11,2UB.0,11,22C.1,2D.1,22
8.已知实数,0,3ab，且满足2227936
3a
babb
，则22ab
的最小值为（）
A.6B.2125C.214D.5二、选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分．每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对得5分，部分选对得2分，有选错的得0分．9.下列结论正确的是（）
A.*,anRN
，都有nn
aa
B.已知a为常数且1a，则00x，当0
xx时，恒有logxaaaxx
浙江省宁波市奉化区2023-2024学年高一下学期期末考试数学试题含答案
奉化区2023学年第二学期期末试卷高一数学（答案在最后）说明：本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，共150分.考试时间120分钟，本次考试不得使用计算器，请考生将所有题目都做在答题卡上.第Ⅰ卷(选择题共60分)一、选择题：本题共8小题，每小题5分，共40分.在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的.1.已知复数i z a =-的实部与虚部相等，则i z -=（）A.B.C. D.【答案】B 【解析】【分析】由实部与虚部概念可得1a =-，代入计算可求出结果.【详解】易知i z a =-的实部为a ，虚部为1-，由题意可知1a =-，则i 1i i 12i z -=---=--==故选：B2.两名男生，一名女生排成一排合影，则女生站在中间的概率是（）A.13B.16C.12D.23【答案】A 【解析】【分析】由古典概型的计算公式即可求解.【详解】两名男生，一名女生记为,,a b c两名男生，一名女生排成一排可能为：,,,,,abc acb bac bca cab cba ，故总可能数6N =，女生站在中间的可能为：,acb bca ，故可能数2n =，则女生站在中间的概率2163n p N ===.故选：A.3.已知平行四边形ABCD ，()1,2B -，()2,4C ，则AC BD +=（）A.()2,2- B.()3,3 C.()4,6 D.()6,4【答案】D 【解析】【分析】由,B C 两点的坐标求得()3,2BC = ，由平行四边形的性质有2AC BD BC +=，求值即可.【详解】由()1,2B -，()2,4C ，有()3,2BC =，平行四边形ABCD 中，有AB DC =，即0AB CD +=，().26,4AC BD AB BC BC CD BC +=+++==故选：D.4.已知平面,αβ，直线l ⊂α，直线m 不在平面α上，下列说法正确的是（）A.若m β⊥，//l m ，则αβ⊥B.若//m β，//l m ，则//αβC.若//αβ，//m β，则//l mD.若αβ⊥，l m ⊥，则//m β【答案】A 【解析】【分析】运用面面垂直判定定理可判断A ，借助长方体举反例可判断BCD.【详解】对于A ，若m β⊥，//l m ，则l β⊥，且l ⊂α，则αβ⊥.故A 正确.对于B,如图所示，l ⊂α，m α⊄，//m β，//l m ，此时αβ⊥，故B 错误.对于C,如图所示，l ⊂α，m α⊄，//αβ，//m β，此时,l m 异面，故C 错误.对于D,如图所示，l ⊂α，m α⊄，αβ⊥，l m ⊥，此时m β⊂，故D 错误.故选：A ．5.某射击初学者在连续6次射击练习中所得到的环数：4,3,7,5,1,x ，该组数据的平均数与中位数相等，则x =（）A.1B.4C.7D.以上答案均有可能【答案】D 【解析】【分析】表示出数据的平均数，由中位数的定义分类讨论求解.【详解】这组数据的平均数为134572066x x++++++=，若中位数为342+，则有03342026Z x xx ≤≤⎧⎪++⎪=⎨⎪∈⎪⎩，解得1x =；若中位数为442+，则有4442026x x =⎧⎪++⎨=⎪⎩，解得4x =；若中位数为452+，则有510452026Zx xx ≤≤⎧⎪++⎪=⎨⎪∈⎪⎩，解得7x =.故选：D.6.在ABC ∆中，sin :sin :sin 5:7:8A B C =，则该三角形外接圆半径R 与内切圆半径r 的比值是（）A.43B.53C.73D.83【答案】C 【解析】【分析】由正弦定理可得sin :sin :sin ::5:7:8A B C a b c ==，根据三角形正弦定理求出外接圆半径和三角形面积公式求出内切圆半径即可求解.【详解】在ABC 中，sin :sin :sin 5:7:8A B C =，由正弦定理可得sin :sin :sin ::5:7:8A B C a b c ==，设5,7,8a b c ===，由余弦定理得22222278511cos 227814b c a A bc +-+-===⨯⨯，所以sin 14A =，则22sin 5314a R R R A =⇒=⇒=，所以()11sin 22S bc A r a b c ==++，则()11785782142r r ⨯⨯⨯=⨯++⇒=所以73Rr ==，故选：C7.已知正四棱台1111ABCD A B C D -中，1114,2,AB A B AA ===，球O 与上底面1111D C B A 以及各侧棱1111,,,AA BB CC DD 均相切，则该球的表面积为（）A.28π B.24πC.20πD.16π【答案】B 【解析】【分析】作出过正四棱台的截面，再求出正四棱台的高，从而根据勾股定理求出球的半径，最后代入球的表面积公式，即可求解．【详解】设过棱台上下底面的中心以及一条侧棱作该棱台的轴截面如下图：正四棱台1111ABCD A B C D -中，4AB =，112A B =，1AA =，∴正四棱台的高为12O O ，设球O 的半径为R ，球与侧棱1AA 切于M ，则在图中11Rt A O O V 中，2222111R A O R A M +=+，则111A O A M ==，所以1AM A M ==，在图中2Rt AO O 中，222222O A OO R AM +=+，(2222)R R∴+=+，解得R =，∴球O 的表面积为24π24πR =．故选：B8.已知R a ∈，在复数范围内12,x x 是关于x 的方程220x x a -+=的两个根，则关于a 的函数()1212122920x x x x f a x x ++=-+的零点的个数是（）A.1个B.2个C.3个D.4个【答案】C 【解析】【分析】根据根与系数的关系得12122,x x x x a +=⎧⎨=⎩，进而根据方程的的虚根和实数根分类讨论，即可求解.【详解】若12,x x 是方程220x x a -+=的两个虚数根，所以12122Δ440x x x x a a +=⎧⎪=⎨⎪=-<⎩，且1211x x =+=-，则12x x ==，()1212122929010*******x x x x f a a x x ++=-=-=⇒-+=+2920±=，（满足1a >），若12,x x 是方程220x x a -+=的两个实数根，所以12122,Δ440x x x x a a +=⎧⎪=⎨⎪=-≥⎩，且1211x x ==1211x x =+=-，当01a ≤≤时，1211x x =+=-()12121229229902022010x x x x a f a a x x +++=-=-=⇒=+，当a<0时，1211x x =+=，()121212292902020x x x x f a x x ++=-=-=+，2910=2910=，t =，由于20a -≤<，所以1t <≤故函数()3g t t t =-在1t <≤单调递减，且()291210g =<，故29310t t=-在1t <≤综上可得，零点个数为3，故选：C二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分.在每小题给出的选项中，有多项符合题目要求，全部选对的得5分，有选错的得0分，部分选对的得2分.9.下列四个命题为真命题的是（）A.已知平面向量,,a b c ，若//a b ，//b c，则//a cB.若()1,2a =-r ，()3,6b = ，则,a b可作为平面向量的一组基底C.()1,a λ= ，()4,b λ=- ，若a b ⊥，则2λ=D.()5,0a = ，()4,3b =- ，则b 在a方向上的投影向量为()4,0-【答案】BD 【解析】【分析】对于A ：举反例说明即可；对于B ：根据向量共线的坐标表示分析可知,a b不共线，结合基底向量的定义分析判断；对于C ：根据向量垂直的坐标表示运算求解；对于D ：根据向量的坐标运算结合投影向量的定义运算求解.【详解】对于选项A ：例如()()1,0,0,0,1a b c ===，可知//a b ，//b c ，但,a c不共线，故A 错误；对于选项B ：因为1623⨯≠-⨯，可知,a b不共线，所以,a b可作为平面向量的一组基底，故B 正确；对于选项C ：若a b ⊥，则240a b λ⋅=-+=r r，解得2λ=±，故C 错误；对于选项D ：若()5,0a = ，()4,3b =- ，则20,5a b a b ⋅=-==，所以b 在a 方向上的投影向量为()244,05a b a a a ⎛⎫⋅ ⎪=-=- ⎪⎝⎭，故D 正确；故选：BD.10.给出下列说法，其中正确的是（）A.数据0,1,2,2,4,5的极差与众数之和为7B.从装有3个红球，4个白球的袋中任意摸出3个球，事件A =“至少有2个红球”，事件B =“都是白球”，则事件A 与事件B 是对立事件C.甲乙两人投篮训练，甲每次投中的概率为23，乙每次投中的概率为12，甲乙两人投篮互不影响，则甲乙各投篮一次同时投中的概率为13D.一组不完全相同数据12,,...,n x x x 的方差为2，则数据1221,21,...,21n x x x +++的方差为4【答案】AC 【解析】【分析】利用极差与众数定义可判断A ；由对立事件概念可判断B ；根据独立事件概率乘法公式计算可判断C ；由方差的概念代入计算可判断D.【详解】对于A ，数据0,1,2,2,4,5的极差为505-=，众数为2，它们的和为7，故A 正确；对于B ，事件A 包括“2个红球1个白球”和“3个红球”两个基本事件，与事件B =“都是白球”不能同时发生，可知事件A 与事件B 是互斥事件；但还有可能出现“1个红球2个白球”的情况，所以事件A 与事件B 是互斥但不对立事件，故B 错误；对于C ，由相互独立事件的乘法公式可得甲乙各投篮一次同时投中的概率为211323⨯=，故C 正确；对于D ，设数据12,,...,n x x x 的平均数为12...nx x x x n+++=，则其方差为()()()222121...2n x x x x x x n ⎡⎤-+-++-=⎣⎦，所以数据1221,21,...,21n x x x +++的平均数为122121...21221n x x x nx ny x n n+++++++===+；所以方差为()()()22212121212121...2121n x x x x x x n ⎡⎤+--++--+++--⎣⎦()()()()()()22222212121444...4...8n n x x x x x x x x x x x x n n ⎡⎤⎡⎤=-+-++-=-+-++-=⎣⎦⎣⎦，故D 错误.故选：AC11.在ABC 中，π6A =，2AB =，下列结论正确的是（）A.若AC =，则1BC = B.若BC =π4C =C.若ABC 有两解，则(1,2)BC ∈ D.若ABC 是锐角三角形，则3AC ∈⎪⎭【答案】ACD 【解析】【分析】对于A ，利用余弦定理求解判断，对于B ，利用正弦定理求解判断，对于C ，根据正弦定理结合图形分析判断，对于D ，由正弦定理得5π2sin 2sin 6sin sin C B AC C C⎛⎫- ⎪⎝⎭==，化简后，再求出角C 的范围，从而可求出AC 的范围.【详解】对于A ，在ABC 中，π6A =，2AB =，AC =1BC ===，所以A 正确，对于B ，在ABC 中，π6A =，2AB =，BC =，则由正弦定理得sin sin BC AB A C =，2πsin sin 6C =，得2sin 2C =，因为AB BC >，π5π66C <<，所以π4C =或3π4C =，所以B 错误，对于C ，如图，过B 作BD AC ⊥于D ，则1sin 212BD AB A ==⨯=，因为ABC 有两解，所以BD BC AB <<，即12BC <<，所以C正确，对于D ，由正弦定理得sin sin AB ACC B =，2sin sin AC C B=，所以5π2sin 2sin cos 16sin sin sin tan C B C C AC C C C C⎛⎫- ⎪+⎝⎭====+因为ABC 为锐角三角形，所以π025ππ062C C ⎧<<⎪⎪⎨⎪<-<⎪⎩，得ππ32C <<，所以πtan tan3C >=，所以10tan 3C <<，1tan 3C <+<3AC <<，所以D 正确.故选：ACD12.如图，棱长为2的正方体1111ABCD A B C D -中，点M 是线段11B D 上靠近1D 的四等分点，点N 是线段1B C 的中点，点,P Q 分别是在线段111,A C BD 上的动点，下列结论正确的是（）A.异面直线11A C 与1AB 所成角为45B.1BD ⊥平面1AB CC.三棱锥1P ACB -的体积是定值D.QM QN +【答案】BCD 【解析】【分析】由定义法求异面直线所成的角判断选项A ；利用线线垂直证明线面垂直判断选项B ；由底面积和棱锥的高计算体积判断选项C ；利用翻折到同一平面求距离和的最小值判断选项D.【详解】正方体1111ABCD A B C D -中，11AA CC =，11//AA CC ，则四边形11ACC A 为平行四边形，有11//A C AC ，异面直线11A C 与1AB 所成角等于直线AC 与1AB 所成角，正方体1111ABCD A B C D -中，1ACB 为等边三角形，所以异面直线11A C 与1AB 所成角为60 ，A 选项错误；正方体1111ABCD A B C D -中，1BB ⊥平面ABCD ，AC ⊂平面ABCD ，1BB AC ⊥，正方形ABCD 中，有BD AC ⊥，1,BB BD ⊂平面11BDD B ，1BB BD B ⋂=，则有AC ⊥平面11BDD B ，1BD ⊂平面11BDD B ，则1AC BD ⊥，同理11⊥AB BD ，1,AC AB ⊂平面1AB C ，1AC AB A ⋂=，所以1BD ⊥平面1AB C ，B 选项正确；11//A C AC ，11A C ⊄平面1ACB ，AC ⊂平面1ACB ，则11//A C 平面1ACB ，点P 是线段11A C 上的动点，则点P 到平面1ACB 的距离为定值，1ACB 是边长为的等边三角形，面积为定值，所以三棱锥1P ACB -的体积是定值，C 选项正确；正方形11BCC B 中，点N 是线段1B C 的中点，也是线段1BC 的中点，以1BD 为轴，把11BD C △和11BD B 旋转到同一平面内，则QM QN +的最小值为MN ，由1112D C BB ==，111BC D B ==，1BD =，1111BD C BD B ≅ ，222221111111BD D C BC BB D B =+=+，平面四边形111BB D C 为矩形，N 是线段1BC 的中点，点M 是线段11B D 上靠近1D 的四等分点，设T 为11B D 的中点，则Rt MTN 中，12NT BB ==，111242MT D B ==，所以2MN ===，D 选项正确.故选：BCD.【点睛】方法点睛：立体图形上的距离最短问题，通过把立体图形转化为平面图形，然后再运用“两点之间，线段最短”来解决，可以利用轴对称或平移或旋转等几何图形的变换，把两条或多条线段和最短的问题转化为平面上两点之间的距离最短的问题来解决.第Ⅱ卷(非选择题共90分)三、填空题：本题共4小题，每小题5分，共20分.13.已知i 12i z ⋅=-，则z 的共轭复数z 在复平面内对应的点的坐标为____.【答案】()2,1-【解析】【分析】由复数的除法求得z ，由共轭复数的定义可得出复数z ，再由几何意义求z 在复平面内对应的点的坐标.【详解】由i 12i z ⋅=-，得2212i i 2i 2i i iz --===--，则2i z =-+，z 在复平面内对应的点的坐标为()2,1-.故答案为：()2,1-.14.已知圆锥的侧面展开图是一个半径为2的半圆，则该圆锥的体积为____.【答案】3π3【解析】【分析】根据展开图与圆锥的对应关系列方程解出圆锥的底面半径和母线长，求出圆锥的高，得出体积.【详解】设圆锥的母线长l 为2，它的侧面展开图为半圆，半圆的弧长为：2π，即圆锥的底面周长为：2π，设圆锥的底面半径是r ，高为h ，则得到2π2πr =，解得：1r =，这个圆锥的底面半径是1，所以圆锥的高h ===所以圆锥的体积为：21π33r h =.故答案为：3.15.如图，相距1l ，2l 之间是一条小路（1l ，2l 可看作两条平行直线），为测量点A 到2l 的距离h （1l ，2l 在点A 的同侧），某研究小组在2l 一侧东边选择点B ，作为测量起始位置，AB 与1l 交于点M ，从点B 出发向西走N ，测得2MN l ⊥，继续向西走6米到达点C ，AC 与1l 交于点P ，继续向西走2米到达点Q ，测得2⊥PQ l ，则h =___.【答案】【解析】【分析】根据两角差的公式，可解出()sin sin BAQ PCQ MBN ∠=∠-∠，再根据正弦定理可得出AC ，再利用直角三角形的性质求解距离h 即可.【详解】由题意知相距米的1l ，2l 之间是一条小路，所以PQ MN ==BN =，2CQ =，)661BC =-+=，所以,34PCQ MBN ππ∠=∠=，则())1sin sin sin cos cos sin 4BAC PCQ MBN PCQ MBN PCQ MBN ∠=∠-∠=∠⋅∠-∠⋅∠=，在BAC 中根据正弦定理知sin sin BC AC BACMBN=∠∠，解得12AC =，由sin hPCQ AC∠=，得到h =.故答案为：16.平面内的点、直线可以通过平面向量及其运算来表示，数学中我们经常会用到类比的方法，把平面向量推广到空间向量，利用空间向量表示空间点、直线、平面等基本元素，经过研究发现，平面向量中的加减法、数乘与数量积运算法则同样也适用于空间向量.在四棱锥P ABCD -中，已知ABCD 是平行四边形，120,2,3ABC AB BC ∠=== ，且PA ⊥面ABCD ，则向量PC 在向量BD方向上的投影向量是____(结果用BD表示).【答案】57BD【解析】【分析】运用投影向量的概念，结合数量积，基底只是求解即可.【详解】向量PC 在向量BD 方向上的投影向量为2||||||PC BD BD PC BD BD BD BD BD ⋅⋅⋅=⋅.运用运用余弦定理求得222||2cos604967BD AB AD AB AD =+-⋅︒=+-= .PC PA AC PA BC BA =+=+- ，BD BA AD BA BC =+=+ ，()()PC BD PA BC BA BA BC ⋅=+-⋅+，展开化简得到，2222PC BD PA BA PA BC BC BA BC BA BA BC PA BA PA BC BC BA ⋅=⋅+⋅+⋅+--⋅=⋅+⋅+- ，由于且PA ⊥面ABCD ，则0,0PA BA PA BC ⋅=⋅=,则225PC BD BC BA ⋅=-= .代入2||PC BD BD BD ⋅⋅，得到57BD .则向量PC 在向量BD 方向上的投影向量为57BD .故答案为：57BD.四、解答题：本题共6小题，共70分，其中第17题10分，第18—22题每题12分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.17.已知平面向量,a b ，满足3,2a b == ，且a 与b 的夹角为3π.（1）求a b ⋅的值；（2）求a 与b a -夹角的余弦值.【答案】（1）3；（2）277-【解析】【分析】（1）根据数量积的定义代入计算即可得出结果；（2）由向量夹角的计算公式代入（1）中结论即可.【小问1详解】由3,2a b == 可得π1cos 32332a b a b ⋅==⨯⨯= ；即可得1a b ⋅= .【小问2详解】易知b a -== 所以()227cos ,7a b a a b a a b a a b aa b a ⋅-⋅--=====---.即可得a 与b a -夹角的余弦值为7-.18.全国中学生奥林匹克数学竞赛是由中国数学会主办的获得教育部批准的全国性赛事，相应的赛区初赛也是该项活动的一个环节.按照中国数学会有关全国中学生奥林匹克数学竞赛组委会的精神，以及浙江省科协的要求，2024年5月19日全国中学生奥林匹克数学竞赛浙江赛区初赛如期举行.已知某中学有40人参加此次数学竞赛（满分为150分），其取得的成绩绘制成如图所示的频率分布直方图.（1）求m 的值及学生成绩的第75百分位数；（2）若按照各组频率的比例采用分层随机抽样的方法从竞赛成绩在[)100,120内的学生中抽取3人参加座谈会，求成绩为107分的学生甲恰好被抽到的概率.【答案】（1）0.035m =，第75百分位数96；（2）1.2【解析】【分析】（1）利用所有小矩形面积之和为1即可求得0.035m =，根据百分位数定义计算即可得出结果；（2）由分层抽样比计算出各组抽取的人数，再由古典概型计算可得结果.【小问1详解】由题意可知()0.010.0150.0250.010.005101m +++++⨯=，解得0.035m =；易知60分到90分的人数频率之和为0.6，60分到100分的人数频率之和为0.85.所以第75百分位数位于90分到100分之间，且90分到100分之间的频率为0.25；估计第75百分位数为0.750.69010960.25-+⨯=，【小问2详解】在[)[)100,110,110,120的学生频率分别为0.1和0.05，则其人数分别为4和2，设在[)100,110中的4人为a b c d ,,,，在[)110,120中的2人为,e f ，令a 为甲，且其成绩为107.由分层随机抽样可得在[)[)100,110,110,120分别抽取2人与1人，则总共有以下12种可能：()()()()()(),,,,,,,,,,,,,,,,,e a b e a c e a d e b c e b d e c d ,()()()()()(),,,,,,,,,,,,,,,,,f a b f a c f a d f b c f b d f c d ;其中学生甲恰好被抽到的情况共有6种，所以抽到107分的学生甲的概率12P =.19.如图，已知在正三棱柱111ABC A B C -中，D 为棱AC 的中点，1AB AA =.（1）证明：1AB //面1C BD ；（2）求直线BC 与平面1C BD 所成角的正弦值.【答案】（1）证明见解析；（2）5.【解析】【分析】（1）法一：作出辅助线，构造平行四边形，得到线线平行，进而得到面面平行，证明出线面平行；法二：作出辅助线，由中位线得到线线平行，进而证明出线面平行；（2）法一：证明出线面垂直，得到1BD C D ⊥，设11AB AA ==，求出其他各边长，得到1158BDC S =，利用等体积法得到点C 到平面1C BD 的距离，进而得到直线BC 与平面1C BD 所成角的正弦值；法二：作出辅助线，证明出线面垂直，得到CBF ∠即直线BC 与平面1C BD 所成线面角的平面角，设11AB AA ==，求出各边长，得到线面角的正弦值.【小问1详解】法一：取11A C 中点M ，连接1AM B M DM，，因为1B M BD =，1DM BB =，所以四边形1B BDM 为平行四边形，所以1B M BD //.又因为1B M⊄平面1C BD ，BD ⊂平面1C BD ，所以1//B M 平面1.C BD 因为1C M 平行且等于AD ，所以四边形1ADC M 为平行四边形，所以1AM C D //.又因为AM ⊄平面1C BD ，1C D ⊂平面1C BD ，所以//AM 平面1.C BD 又因为AM ⊂平面1AB M ，1B M ⊂平面1AB M 且1AM B M M ⋂=.所以平面1//AB M 平面1C BD .因为1AB ⊂平面1AB M ，所以1AB //平面1.C BD 法二：连接1B C ，记1B C 与1BC 的交点为N ，连接DN .在1AB C V 中，1AD DC B N CN ==，，所以DN 为1AB C V 的中位线，所以1DN AB //，又因为DN ⊂平面1C BD ，1AB ⊄平面1C BD ，所以1AB //平面1C BD .【小问2详解】法一：ABC 为等边三角形，D 为AC 中点，故BD ⊥AC ，因为1CC ⊥平面ABC ，BD ⊂平面ABC ，所以1CC ⊥BD ，因为AC ，1CC ⊂平面1C DC ，1AC CC C = ，所以BD ⊥平面1C DC ，又因为1C D ⊂平面1C DC ，所以1BD C D ⊥.设11AB AA ==，则sin 602BD AB =︒=，1cos 602CD AB =︒=，由勾股定理得12C D ===，故111122228BDC BD C D S ⨯⨯⋅===；设点C 到平面1C BD 的距离为d ，其中1111111111332322224C BCD BCD V S CC CD BD CC -=⋅=⨯⋅⋅=⨯⨯⨯⨯=，又1111332458C C BD C BCD C C BDBDC V V V d S ---==⇒== .所以5sin 15d BC θ===.法二：设11AB AA ==，取1AA 的中点E ，连接CE ，交1C D 于点F ，连接BF .因为AB BC AD DC ==，，所以BD AC ⊥又因为平面ABC⊥平面11ACC A ，平面ABC ⋂平面11ACC A AC =，BD ⊂平面ABC ，所以BD ⊥平面11ACC A ，因为CE ⊂平面11ACC A ，所以BD CE ⊥，因为11,,90CD AE AC CC EAC DCC ==∠=∠=︒，所以EAC ≌1DCC △，所以1ACE CC D ∠=∠，故11190ACE FCC CC D FCC ∠+∠=∠+∠=︒，故1C D CE ⊥，又因为1C D BD D =I ，1,C D BD ⊂平面1BDC ，所以CE ⊥平面1BDC .所以CBF ∠即直线BC 与平面1C BD 所成线面角的平面角，有勾股定理得221115142C D CD C C =+=+=，故111152552CD CC CF C D ⨯⋅===，所以555sin 15CF CBF BC ∠===.20.在直角梯形ABCD 中，//AB CD ，90DAB ∠= ，224AB AD DC ===，点F 是BC 边上的中点.（1）若点E 满足2DE EC =，且EF AB AD λμ=+ ，求λμ+的值；（2）若点P 是线段AF 上的动点（含端点），求AP DP ⋅的取值范围.【答案】（1）112-；（2）1,810⎡⎤-⎢⎥⎣⎦【解析】【分析】（1）利用向量的加减运算法则，以,AB AD为基底表示出EF得出,λμ的取值可得结论；（2）法1：建立平面直角坐标系利用数量积的坐标表示即可得出AP DP ⋅的取值范围；法2：利用极化恒等式得出21AP DP PM =⋅- ，即可得出结果.【小问1详解】如下图所示：由2DE EC =可得13EC DC = ，所以111115132622122EF EC CF DC CB AB AB AD AB AD ⎛⎫=+=+=+-=- ⎪⎝⎭，又EF AB AD λμ=+，可得51,122λμ==-所以112λμ+=-；【小问2详解】法1：以点A 为坐标原点，分别以AB 为x 轴，AD 为y轴建立平面直角坐标系，则()()()()0,0,0,2,4,0,2,2A D B C ，则()3,1F ，由点P 是线段AF 上的动点（含端点），可令[],0,1AP t AF t =∈，所以()3,AP t AF t t == ，则()3,2DP AP AD t t =-=-，所以[]2102,0,1AP DP t t t ⋅=-∈ ，由二次函数性质可得当110t =时取得最小值110-；当1t =时取得最大值8；可得1,810AP DP ⎡⎤⋅∈-⎢⎥⎣⎦法2：取AD 中点M ，作MG AF ⊥垂足为G，如下图所示：则()()()2AP DP PA PD PM MA PM MD PM PM MA MD MA MD⋅=⋅=+⋅+=+⋅++⋅ 2221PM MA PM =--= 显然当点P 位于点F 时，PM 取到最大值3，当点P 位于点G 时，PM，可得1,810AP DP ⎡⎤⋅∈-⎢⎥⎣⎦21.在ABC 中，内角,,A B C 的对边分别是,,a b c ，1c =且()2cos a C B -=.（1）请在以下两个条件中任选一个（若两个条件都选，则按①的解答过程给分）①sin sin 2sin b B c C a A-=②cossin 2A Ca b A +=，求ABC 的面积S ；（2）求3a b -的最大值.【答案】（1）4；（2）3【解析】【分析】（1）由三角恒变换可得π6C =，若选择①利用余弦定理可得2π3B =，代入面积公式即可得结果；若选择②，由诱导公式以及二倍角公式可得结果；（2）利用正弦定理以及辅助角公式即可求得结果.【小问1详解】由1c =可得，原式可化为()2cos cos a C B -=利用正弦定理可得2sin cos cos cos A C B C C B =，即()2sin cos A C C B A =+=，又sin 0A ≠，所以cos 2A =，又()0,πA ∈，可得π6C =.选择①由sin sin 2sin b B c C a A -=利用正弦定理可得2222b c a -=，222cos 22b ac C ab +-==，解得,b a c ==；易知2221cos 22c a b B ac +-==-，所以2π3B =.选择②原式可化为πsin cos sin sin 22B A B A ⎛⎫-=⎪⎝⎭，可得sin sin 2B B =；因为0B ≠，所以π2B B +=.所以2π3B =.因此ABC的面积为111sin12024ABC S =⨯⨯⨯= .【小问2详解】由正弦定理可知121sin 2c C ==，因此2sin ,2sin a A b B ==；可得5π2sin 2sin sin 3336a b A B A A ⎛⎫-=-=-- ⎪⎝⎭πsin cos 336A A A ⎛⎫=-=- ⎪⎝⎭；又5π06A <<可知，当2π3A =时，πsin 6A ⎛⎫- ⎪⎝⎭取到最大值1，即3a b -有最大值322.如图，在ABC 中，π,2,42ACB AC BC ∠===，点P 满足AP PB λ= ，沿CP 将ACP △折起形成三棱锥1A PBC -.（1）若1λ=，1A 在面PBC 上的射影恰好在BC 上，求二面角1A CP B --平面角的余弦值；（2）若二面角1A CP B --为直二面角，当1A B 取到最小值时，求λ的值及点P 到平面1A BC 的距离.【答案】（1）14；（2）69【解析】【分析】（1）根据二面角定义，作出二面角的平面角并由边长求出其余弦值；（2）由直二面角性质，结合余弦定理和线面垂直的性质可得1A B 的长度表达式，结合三角函数值域可得当1A B 取到最小值时12λ=，再利用等体积法可得点P 到平面1A BC 的距离.【小问1详解】过点A 作CP 的垂线交CP 于点D ，交BC 于点H ，如下图所示：翻折后仍有1,A D CP HD CP ⊥⊥，又因为1A D HD D ⋂=，且1A D ⊂平面1A DH ，HD ⊂平面1A DH ，所以⊥CP 平面1A DH ，所以1A DH ∠为二面角1A CP B --所成的平面角.由1A 在面PBC 上的射影恰好在BC 上得1A H ⊥平面BPC ，所以11cos DH DH A DH A D AD∠==，由1λ=可知PA PC =，因为sin sinACD CAB ∠=∠=所以sinAD AC ACD =⋅∠=又易知cos cosCAH ABC ∠=∠=所以cos AC CAH AH =∠，可得AH =，所以5DH AH AD =-=；所以11cos 4DH A DH AD ∠==，即二面角1A CP B --平面角的余弦值为1.4【小问2详解】过点1A 作CP 的垂线交CP 于点G ，如下图所示：设1,2sin ,2cos ACP A G CG ααα∠===，由二面角1A CP B --为直二面角可知平面1ACP ⊥平面BPC ，平面1A CP ⋂平面BPC PC =，1A G CP ⊥，又1A G ⊄平面BPC ，CP ⊂平面BPC ，所以1A G ⊥平面BPC ，又BG ⊂平面BPC ，所以1A G BG ⊥，则有()2222cos 4πcos cos sin 2242cos BG BCG αααα+-⎛⎫∠=-== ⎪⨯⨯⎝⎭，可得224cos 16sin cos 16BG ααα=-+，又22211A B A G BG =+，所以22214sin4cos 16sin cos 16208sin 2A B ααααα=+-+=-，π0,2α⎛⎫∈ ⎪⎝⎭；当π4α=时，1A B 取到最小值π3πsin sin πsin 4410APC A A ⎛⎫⎛⎫∠=--=-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭.所以sin sin AC AP APC ACP =∠∠，可得,33AP BP ==，所以1.2λ=（注：π4ACP BCP ∠=∠=，12AC BC =，由角平分线定理得12AP BP =也可）则有118sin ,23BCPA BC S BP BC CBP S =⋅⋅∠== ,11181333A BCP P A BC V V d --==⨯=⨯，解得469d =.即点P 到平面1A BC 的距离为9.【点睛】关键点点睛：本题在求解二面角问题大小时，关键是根据题意作出二面角的平面角，并结合余弦定理和三角形相似等求出结论.。
浙江省温州市2023-2024学年高一上学期期末教学质量统一检测数学试题(B卷)含答案
2023-2024学年浙江省温州市高一第一学期期末教学质量统一检测数学试题(B 卷)（答案在最后）一、单选题：本题共8小题，每小题5分，共40分.在每小题给出的选项中，只有一项是符合题目要求的.1.已知集合{|33}A x x =-≤≤，{|04}B x x =<<，则A B = （）A.{|34}x x -≤<B.{|04}x x <<C.{|03}x x <<D.{|03}x x <≤【答案】D 【解析】【分析】利用交集定义即可求出A B ⋂．【详解】因为集合{|33}A x x =-≤≤，{|04}B x x =<<，则{|03}A B x x =<≤ .故选：D2.已知角α的终边经过点()3,4P -，则cos α=（）A.4-B.45-C.35D.3【答案】C 【解析】【分析】直接利用任意角的三角函数的定义即可求得cos α的值．【详解】 角α的终边经过点()3,4-，3x ∴=，4y =-，5r ==．所以3cos 5x r α==．故选：C .3.命题“1x ∃>，2230x x +-≤”的否定是（）A.1x ∃>，2230x x +->B.1x ∀>，2230x x +->C.1x ∃≤，2230x x +->D.1x ∀≤，2230x x +->【答案】B【解析】【分析】根据存在量词命题的否定是全称量词命题，即可得到结论．【详解】根据存在量词命题的否定是全称量词命题得：命题“1x ∃>，2230x x +-≤”的否定是：1x ∀>，2230x x +->．故选：B ．4.“3a ≥-”是“2a ≥-”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】B 【解析】【分析】根据两个范围的包含关系即可得到两个命题间的充分性和必要性的判断.【详解】因{}{}|3|2a a a a ≥-≥- ，故“3a ≥-”是“2a ≥-”的必要不充分条件．故选B ．5.“学如逆水行舟，不进则退;心似平原跑马，易放难收”，《增广贤文》是勉励人们专心学习的.如果每天的“进步”率都是1%，那么一年后是365365(11%) 1.01;+=如果每天的“落后”率都是1%，那么一年后是365365(11%)0.99.-=一年后“进步”的是“落后”的3653653651.01 1.0114810.990.99⎛⎫=≈ ⎪⎝⎭倍.现假设每天的“进步”率和“落后”率都是20%，要使“进步”的是“落后”的100倍，则大约需要经过(参考数据：lg 20.3010≈，lg30.4771)≈（）A.15天B.11天C.7天D.3天【答案】B 【解析】【分析】依题意得31002x⎛⎫≥ ⎪⎝⎭，利用对数的运算性质即可求解.【详解】经过x 天后，“进步”的是“落后”的比()()120% 1.21000.8120%xxx +⎛⎫=≥ ⎪⎝⎭-，所以31002x⎛⎫≥ ⎪⎝⎭，两边取以10为底的对数得()()lg3lg 20.47710.30100.1762x x x -≈-=≥，解得211.360.176x ≥≈.要使“进步”的是“落后”的100倍，则大约需要经过11天.故选：B6.已知3log 0.3a =，4log 5b =，12c -=，则它们的大小关系是（）A.a c b <<B.a b c<< C.c<a<bD.b<c<a【答案】A 【解析】【分析】利用对数函数的单调性及指数运算，即可得出结果.【详解】33log 0.3log 10a =<=，44log 5log 41b =>=，c =1122-=，所以a c b <<.故选：A7.已知函数()f x 的部分图象如图所示，则()f x 的解析式最有可能是（）A.()221f x x x =+B.()sin f x x x =C.()sin cos f x x x x =-D.()1ln f x x x x ⎛⎫=-⎪⎝⎭【答案】C 【解析】【分析】根据定义域可排除AD ，根据函数奇偶性排除B ，即可得出答案．【详解】由题图可得0在定义域内，AD 选项的解析式的定义域为{}0x x ≠，故AD 错误；B 选项，()sin f x x x =的定义域为R ，且()()()()sin sin f x x x x x f x -=--==，故()sin f x x x =为偶函数，故B 错误；C 选项，()sin cos f x x x x =-定义域为R ，()()()()()sin sin c c s o o s f x x x x x x x f x -=----=-+=-，故()sin cos f x x x x =-为奇函数，满足要求.故选：C ．8.已知函数()2f x x ax a =-+有两个大于1的零点1x ，2x ，则2212x x +可以取到的值是（）A.1B.5C.8D.10【答案】D 【解析】【分析】根据函数()2f x x ax a =-+零点的分布求出a 的取值范围，利用根与系数的关系将2212x x +化为关于a 的二次函数，结合其单调性，即可求得答案..【详解】由已知函数()2f x x ax a =-+有两个大于1的零点1x ，2x ，即20x ax a -+=有两个大于1的不等实数根1x ，2x ，得()()2Δ4012110a a a f a a ⎧=-->⎪⎪>⎨⎪=-+>⎪⎩，解得4a >；又1212,x x a x x a +==，故22212122212()22(1)1x x x x x a x a a =+--=-+=-，由于2(1)1y x =--在(4,)+∞上单调递增，故22(1)1(41)18x -->--=，即22212(1)18x x a +=-->，故结合选项可知2212x x +可以取到的值是10，故选：D二、多选题：本题共4小题，共20分.在每小题给出的选项中，有多项符合题目要求.9.下列说法正确的是（）A.120︒化为弧度是2π3B.若()90,180α∈︒︒，则2α是第一象限角C.当α是第三象限角时，tan 0α< D.已知πα=，则其终边落在y 轴上【答案】AB 【解析】【分析】A 选项，根据π180=︒得到120︒的弧度制；B 选项，求出()45,902α∈︒︒，B 正确；C 选项，当α是第三象限角时，tan 0α>；D 选项，πα=，其终边落在x 轴上.【详解】A 选项，因为π180=︒，所以120︒化为弧度是2π3，A 正确；B 选项，()90,180α∈︒︒，故()45,902α∈︒︒，则2α是第一象限角，B 正确；C 选项，当α是第三象限角时，tan 0α>，C 错误；D 选项，已知πα=，则其终边落在x 轴上，D 错误.故选：AB10.设()()22log 12xh x x =++-，某同学用二分法求方程()0h x =的近似解(精确度为0.5)，列出了对应值表如下：x0.5-0.1250.43750.752()h x 1.73-0.84-0.42-0.032.69依据此表格中的数据，方程的近似解0x 不可能为（）A.00.125x =-B.00.375x = C.00.525x = D.0 1.5x =【答案】ABD 【解析】【分析】先由题中参考数据可得根在区间()0.4375,0.75内，由此可得答案．【详解】由题中参考数据可得根在区间()0.43750.75，内，故通过观察四个选项，符合要求的方程近似解0x 可能为0.525，0x 不可能为ABD 选项．故选：ABD ．11.已知函数()5πsin 26f x x ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭，则下列结论正确的是（）A.()f x 的最小正周期为πB.()f x 的图象关于直线7π12x =对称C.5π12f x ⎛⎫-⎪⎝⎭是奇函数D.()f x 的单调递减区间为()ππππZ 63k k k ⎡⎤-+∈⎢⎥⎣⎦，【答案】ACD【解析】【分析】根据正弦型函数最小正周期的计算公式即可判断选项A ；利用代入验证法即可判断选项B ；根据奇函数的定义及三角函数的诱导公式即可判断选项C ；利用整体代入法及正弦函数的单调性即可判断选项D.【详解】对于选项A ：因为()f x 的最小正周期为2π=π2T =，故选项A 正确；对于选项B ：因为7π7π5πsin 2012126f ⎛⎫⎛⎫=⨯+=⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭，所以()f x 的图象不关于直线7π12x =对称，故选项B 错误；对于选项C ：因为5π5π5πsin 2sin 212126f x x x ⎡⎤⎛⎫⎛⎫-=-+= ⎪ ⎪⎢⎝⎭⎝⎭⎣⎦，定义域为R ，且()sin 2sin 2x x -=-，所以5π12f x ⎛⎫-⎪⎝⎭是奇函数，故选项C 正确；对于选项D ：令π5π3π2π22π,Z 262k x k k +≤+≤+∈,解得：ππππ,Z 63k x k k -+≤≤+∈，所以()f x 的单调递减区间为()ππππZ 63k k k ⎡⎤-+∈⎢⎥⎣⎦，，故选项D 正确.故选：ACD.12.已知函数()222,0log ,0x x x f x x x ⎧--≤⎪=⎨>⎪⎩，且()()234230f x af x a -++=有5个零点，则a 的可能取值有（）A.1B.32-C.3-D.5-【答案】CD 【解析】【分析】由题意首先利用数形结合研究方程()f x t =的根的情况，然后将原问题等价转换为一元二次方程的根的分布问题即可得解.【详解】在同一平面直角坐标系中画出函数()y f x =的图象与直线y t =的图象如图所示：当0t <时，两函数图象有1个交点，即方程()f x t =有一个根，当1t >时，两函数图象有2个交点，即方程()f x t =有两个根，当{}0,1t ∈时，两函数图象有3个交点，即方程()f x t =有三个根，当01t <<时，两函数图象有4个交点，即方程()f x t =有四个根，若()()234230fx af x a -++=有5个零点，则关于t 的方程234230t at a -++=的两个为12,t t ，不妨设12t t <，且满足1201t t <<<或1201t t =<<或121t t =<，设()23423f t t at a =-++，若1201t t <<<，则()()02301260f a f a ⎧=+<⎪⎨=-+>⎪⎩，解得32a <-；若1201t t =<<，则230a +=，解得32a =-，此时方程234230t at a -++=，即2360t t +=，但221t =-≤，故32a =-不符合题意；若121t t =<，则260a -+=，解得3a =，此时方程234230t at a -++=，即231290t t -+=，2430t t -+=，解得1213t t =<=满足题意；综上所述，满足题意的a 的取值范围为{}3,32∞⎛⎫-⋃ ⎪⎝⎭，对比选项可知a 的可能取值有：3,5--.故选：CD.【点睛】关键点睛：关键是利用数形结合研究方程的根，并结合一元二次方程的根的分布特点，由此即可顺利得解.三、填空题：本题共4小题，每小题5分，共20分.13.已知半径为1的扇形，其圆心角为60 ，则扇形的面积为__________【答案】π6##30【解析】【分析】直接利用扇形的面积公式求解即可．【详解】因为半径1r =的扇形的圆心角为60 ，即圆心角π3α=，所以面积21π26S r α==．故答案为：π6．14.已知函数()f x =，则()(16)f f =__________．【答案】2【解析】【分析】求出()16f ，即可得出()(16)f f 的值.【详解】由题意，在()f x =()164f ==，()()()1642f f f ===，故答案为：2.15.已知1sin 3α=，π,π2α⎛⎫∈ ⎪⎝⎭，则πcos 6α⎛⎫+= ⎪⎝⎭__________【答案】1266--【解析】【分析】先求得cos 3α=-，再利用两角和的余弦公式求解即可．【详解】因为1sin 3α=，π,π2α⎛⎫∈ ⎪⎝⎭，所以cos 3α=-，则π3131126c 622133os cos sin 62222ααα--⎛⎫+=-⨯⨯ ⎛⎫=--= ⎪⎭ ⎪⎭⎪⎝⎝．故答案为：1266--．16.已知函数()π2sin (0)6f x x ωω⎛⎫=+> ⎪⎝⎭，对x ∀∈R 都有()π3f x f ⎛⎫⎪⎝⎭≤，且在3ππ,163⎛⎫ ⎪⎝⎭上单调，则ω的取值集合为__________【答案】{}1,4【解析】【分析】根据()π3f x f ⎛⎫≤ ⎪⎝⎭，得到13,(Z,0)k k ωω=+∈>，结合在3ππ,163⎛⎫ ⎪⎝⎭上单调可得1ω=或4ω=，检验可得答案.【详解】因为对x ∀∈R 都有()π3f x f ⎛⎫≤⎪⎝⎭，所以πππ2sin 2336f ω⎛⎫⎛⎫=+=⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭，可得ππsin 136ω⎛⎫+= ⎪⎝⎭，()ππππ,362k k ω+=+∈Z ，()13,,0k k ωω=+∈>Z ，又()f x 在3ππ,163⎛⎫⎪⎝⎭上单调，π3π7π231648T ≥-=，2π7π24ω≥，即4807ω<≤，由()13,,0k k ωω=+∈>Z 可得1ω=，或4ω=，当1ω=时，()π2sin 6f x x ⎛⎫=+⎪⎝⎭，(2π)3f =，x ∀∈R 都有()π3f x f ⎛⎫≤ ⎪⎝⎭，且当3ππ,163x ⎛⎫∈⎪⎝⎭时，π17ππ,6482x ⎛⎫+∈ ⎪⎝⎭，即函数()f x 在3ππ,163⎛⎫⎪⎝⎭上单调递增，因此1ω=符合题意；当4ω=时，()π2sin 46f x x ⎛⎫=+⎪⎝⎭，π()23f =-，x ∀∈R 都有()π3f x f ⎛⎫≤ ⎪⎝⎭，且当3ππ,163x ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭时，π11π3ππ3π4(,)()612222x +∈⊆，即函数()f x 在3ππ,163⎛⎫⎪⎝⎭上单调递减，因此4ω=符合题意，所以ω的取值集合为{}1,4.故答案为：{}1,4.【点睛】思路点睛：涉及求正(余)型函数在指定区间上的单调性问题，先根据给定的自变量取值区间求出相位的范围，再利用正(余)函数性质求解即得.四、解答题：本题共6小题，共70分.解答应写出文字说明，证明过程或演算步骤.17.已知函数()2ln23x f x x -=-．（1）求()f x 的定义域;（2）求不等式()0f x <的解集．【答案】（1）{|2x x >或3}2x <；（2）{|2x x >或1}x <.【解析】【分析】（1）由题意可得不等式2023x x ->-，求解即可；（2）不等式()0f x <等价于2lnln123x x -<-，即20123x x -<<-，求解即可．【小问1详解】由2023x x ->-，即(2)(23)0x x -->，得2x >或32x <，()f x \的定义域为{|2x x >或3}2x <.【小问2详解】由已知可得2ln023x x -<-，即2ln ln123x x -<-，所以20123x x -<<-，即(2)(23)0(1)(23)0x x x x -->⎧⎨-->⎩，解得2x >或1x <，所以，解集为{|2x x >或1}x <.18.已知函数()22cos cos sin .f x x x x x =+-（1）求π6f ⎛⎫⎪⎝⎭的值;（2）若π0,2x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦，求()f x 的值域．【答案】18.219.[]1,2-【解析】【分析】1）首先对函数关系式进行恒等变换，把函数关系式变形成正弦型函数，进一步利用函数的关系式求出函数的值．（2）根据（1）中函数的关系式，进一步利用函数的定义域求出函数的值域．【小问1详解】因为()2cos 2f x x x =+π2sin 26x ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭所以πππ2sin 22666f ⎛⎫⎛⎫=⨯+=⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭【小问2详解】因为π02x ≤≤⇒ππ7π2666x ≤+≤所以1πsin 2126x ⎛⎫-≤+≤ ⎪⎝⎭⇒π12sin 226x ⎛⎫-≤+≤ ⎪⎝⎭故()f x 的值域为[]12-，19.已知13242m =⨯，1lg22n =+．（1）求m 和n 的值;（2）已知tan 2α=，求sin()cos()tan()m n παπαπα++-的值．【答案】（1）16m =,12n =（2）25【解析】【分析】（1）利用指数运算和对数运算直接求解；（2）利用诱导公式化简为sin cos αα，再用正余弦齐次化简为2tan 1tan αα+，即可得解.【小问1详解】由题可得：132422816m =⨯=⨯=，()111111lg2lg2lg5lg2lg5lg10=222222n =+=+=+=，故16m =,12n =【小问2详解】由（1）可知1sin(16)cos()sin()cos()2tan()tan()m n παπαπαπαπαπα++++=--，利用诱导公式化简：()1sin(16)cos()sin sin 2sin cos tan()tan παπαααααπαα++-==--，由于222sin cos tan sin cos sin cos 1tan αααααααα==++，代入tan 2α=可得2tan 21tan 5αα=+，故sin()cos()2tan()5m n παπαπα++=-20.已知集合{}2280A x x x =--≤，(){}2(1)0B x x mx m =--+≤．（1）当1m =时，求集合B R ð；（2）当B A ⊆时，求实数m 的取值范围．【答案】（1）{|0B x x =<R ð或}1x >（2）[]1,2-【解析】【分析】（1）直接解一元二次不等式结合补集的概念即可得解.（2）由题意B A ⊆得2124m m -≥-⎧⎨≤⎩，由此即可得解.【小问1详解】由题意当1m =时，(){}{}10|01B x x x x x =-≤=≤≤，所以{|0B x x =<R ð或}1x >.【小问2详解】由题意{}()(){}{}2280|240|24A x x x x x x x x =--≤=+-≤=-≤≤，而方程()()210x mx m --+=的两根分别为212,1xm x m ==-，因为()22131024m m m ⎛⎫--=-+> ⎪⎝⎭，所以{}21B x m x m =-≤≤∣，若B A ⊆时，则2124m m -≥-⎧⎨≤⎩，解不等式组得12m -≤≤，所以实数m 的取值范围为[]1,2-.21.近年来，“无废城市”、“双碳”发展战略与循环经济的理念深入人心，垃圾分类政策的密集出台对厨余垃圾处理市场需求释放起到积极作用.某企业响应政策号召，引进了一个把厨余垃圾加工处理为某化工产品的项目.已知该企业日加工处理厨余垃圾成本(y 单位：元)与日加工处理厨余垃圾量(x 单位：吨)之间的函数关系可表示为：21486720,07239600,721602x x y x x +<≤⎧⎪=⎨+<≤⎪⎩.（1）政府为使该企业能可持续发展，决定给于每吨厨余垃圾以260元的补助，当日处理厨余垃圾的量在什么范围时企业不亏损（2）当日加工处理厨余垃圾量为多少吨时，该企业日加工处理每吨厨余垃圾的平均成本最低【答案】（1）60120x ≤≤（2）80吨【解析】【分析】（1）利用题中所给解析式，分两段讨论；（2）当072x <≤时，由函数单调性求得最值，当72160x <≤时，由基本不等式求得最值，得解．【小问1详解】法一：当072x <≤时，6720148260y x x=+≤，60,6072x x ∴≥∴≤≤，当72160x <≤时，396002602x x+≥，23520192000x x ∴-+≤，解得160120721203x x ≤≤∴<≤，综上：当60120x ≤≤时，该企业不亏损；法二：由已知得()()2260148672007232609600721602x x x g x x x x ⎧-+<≤⎪=⎨⎛⎫-+<≤ ⎪⎪⎝⎭⎩，，，由()0g x ≥得，6072x ≤≤或72120x <≤，综上：当60120x ≤≤时，该企业不亏损；【小问2详解】当072x <≤时，672067203148148241724y x x =+≥+=，当72160x <≤时，396002402y x x x =+≥=(“=”当且仅当“80x =”成立)综上：当日加工处理厨余垃圾量为80吨时，该企业日加工处理每吨厨余垃圾的平均成本最低．22.已知函数()()1421R xx f x m m m +=-⋅-+∈.（1）当1m =时，求()f x 的单调区间;（2）若函数()y h x =的定义域内存在0x ，使得()()002h a x h a x b ++-=成立，则称()h x 为局部对称函数，其中(),a b 为函数()h x 的局部对称点，若()1,2是函数()f x 的局部对称点，求实数m 的取值范围．【答案】（1）单调减区间是()0-∞，，单调增区间是()0+∞，（2）35m ≥【解析】【分析】（1）将原函数可看作由2x t =，()22g t t t =-复合而成，根据复合函数的单调性的判断，即可求得答案；（2）根据函数局部对称点的定义，可得存在0x 使得()()00114f x f x ++-=成立，即可得000044444222042x x x x m m m ⨯-⋅+---=，分离参数得000021225212212x x x x m ⎛⎫+- ⎪⎝⎭=⎛⎫++ ⎪⎝⎭，然后结合换元以及函数的单调性，即可求得答案.【小问1详解】当1m =时，()142x x f x +=-，即()2(2)22x xf x =-⋅，令2x t =，则()2(2)22x xf x =-⋅，即为()22g t t t=-2x t = 在R 上递增，22y t t =-在(),1-∞上单调递减，在()1,+∞上单调递增，()f x \的单调减区间是(),0∞-，单调增区间是()0,∞+.【小问2详解】由已知可得，()1,2是函数()f x 的局部对称点，即存在0x 使得()()00114f x f x ++-=成立，即存在0x ，使得000012124214214x x x x m m m m ++---⋅-++-⋅-+=成立，化简得000044444222042xxx x mm m ⨯-⋅+---=，00002224122142x x x x m ⎛⎫∴⨯+-=⨯++ ⎪⎝⎭，00002241422212x x x x m ⨯+-∴=⨯++，000021225212212x x x x m ⎛⎫+- ⎪⎝⎭∴=⎛⎫++ ⎪⎝⎭，令0012,22xx t t =+∴≥，当且仅当00x =时取等号，22521t m t -∴=+，令212(592215,122k k k t m k k--=+≥∴==-，由于9122k y k =--在[5,)+∞上单调递增，故959311222105k k --≥--=，即35m ≥.【点睛】难点点睛：本题第二问给出了局部对称点的定义，要求根据函数的局部对称点求解参数的范围，解答时要根据局部对称点推出，存在0x 使得()()00114f x f x ++-=成立，难点就在于对于该式的化简，结合指数运算，分离参数，得出000021225212212x x x x m ⎛⎫+- ⎪⎝⎭=⎛⎫++ ⎪⎝⎭，再结合换元以及函数的单调性求解.。
浙江省温州市2022-2023学年高一上学期期末数学试题(A卷)(含解析)
2022学年第一学期温州市高一期末教学质量统一检测数学试题（A 卷）选择题部分一、选择题：本大题共8小题，每小题5分，共40分.在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的.1.已知集合{1,3,5}A =，{0,1,2,3,4,5}B =，则B A =ð（）A.{2,4}B.{1,3,5}C.{0,2,4}D.{0,1,2,3,4,5}【答案】C 【解析】【分析】根据补集的概念进行计算.【详解】 {1,3,5}A =，{0,1,2,3,4,5}B =，{}0,2,4B A ∴=ð．故选：C ．2.已知幂函数()f x x α=，则“0α>”是“此幂函数图象过点()1,1”的（）A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充分必要条件D.既不充分也不必要条件【答案】A 【解析】【分析】根据幂函数图象性质解决即可.【详解】由题知，幂函数()f x x α=，根据幂函数图象性质特点知，幂函数图象恒过点()1,1，所以当0α>时，幂函数图象过点()1,1，说明有充分性；幂函数图象过点()1,1时，0α>，也可以0α<，说明无必要性；故选：A3.已知3log 41a =，26b =则（）A.1a b =+B.1b a=+ C.12a b=+ D.12b a=+【答案】D 【解析】【分析】根据换底公式和对数运算法则即可得出,a b 之间的关系式.【详解】由3log 41a =可得，43211log 3log 3log 42a ===，即22log 3a =，由26b =得，2log 6b =，根据对数运算法则可知2222g 6(2log log log lo 3)2312a b =⨯+=+==，即12b a =+.故选：D4.设扇形的周长为4cm ，面积为21cm ，则扇形的圆心角的弧度数是A.1 B.2C.3D.4【答案】B 【解析】【分析】设扇形的半径为r ，弧长为l ，则根据周长及面积联立方程可求出,r l ，再根据=lrα即可求出.【详解】设扇形的半径为r ，弧长为l ,则24112r l rl +=⎧⎪⎨=⎪⎩，解得1,2r l ==，所以==2lrα,故选B.【点睛】本题主要考查了扇形的面积公式，弧度角的定义，属于中档题.5.函数()e lne xf x x-=+的图象大致为（）A.B.C.D.【答案】A【解析】【分析】根据函数的定义域，奇偶性，()10f <，()2e 0f <即可解决.【详解】由题知，()e lne xf x x-=+，所以e 0e xx->+，解得定义域为{}e x x ≠±，关于原点对称，因为()()1e e e ln ln ln e e e x x xf x f x x x x -⎛⎫+---===-=- ⎪-++⎝⎭，所以()e lne xf x x-=+为奇函数，故D 错误；又()e 11lnln10e 1f -=<=+，故C 错误；又()e 2e 12ln ln 0e 2e 3f e -==<+，故B 错误；故选：A6.已知函数21()max ,f x x x ⎧⎫=⎨⎬⎩⎭，其中{},max ,,a a ba b b a b≥⎧=⎨<⎩，若[2,4]x ∃∈，使得关于x 的不等式()()f x f a ≤成立，则正实数a 的取值范围为（）A .2a ≥或102a <≤ B.2a ≥或104a <≤C.4a ≥或102a <≤D.4a ≥或104a <≤【答案】B 【解析】【分析】根据题意得出分段函数22,11(),01,0x x f x x x x x ⎧≥⎪⎪=<<⎨⎪≤⎪⎩，若[2,4]x ∃∈，使得关于x 的不等式()()f x f a ≤成立，则()()f a f x ≥在[2,4]x ∈上的最小值，即()4f a ≥，即可分类求解得出答案.【详解】由题意可知22,11(),01,0x x f x x x x x ⎧≥⎪⎪=<<⎨⎪≤⎪⎩，若[2,4]x ∃∈，使得关于x 的不等式()()f x f a ≤成立，则()()f a f x ≥在[2,4]x ∈上的最小值，()()24f a f ∴≥=，a 为正实数，则当01a <<时，()14f a a =≥，解得104a <≤；当1a ≥时，()24f a a =≥，解得2a ≥，综上，正实数a 的取值范围为2a ≥或104a <≤，故选：B.7.已知()bg x x x=+，若对任意的1x ，()21,2x ∈，都有()()12211g x g x x x ->-（12x x ≠），则实数b 的取值范围为（）A.2b ≥B.2b ≤ C.8b ≥ D.8b ≤【答案】C 【解析】【分析】化简不等式可得122b x x >对任意的1x ，()21,2x ∈都成立，分析122x x 的范围即可得解.【详解】由()bg x x x=+可知，()()21121211212111()11b x x x x g x g x x x b x x x x x x --+-==->--，即122b x x >对任意的1x ，()21,2x ∈都成立，而1222228x x <⨯⨯=，所以8b ≥，故选：C 8.已知1718a =，1cos 3b =，13sin 3c =，则（）A.a b c<< B.c a b<< C.b a c<< D.c b a<<【答案】A 【解析】【分析】通过三角函数恒等变换化简,a b b c --，考虑证明当π02x <<时，sin tan <<x x x ，并利用三角函数线完成证明，由此确定,,a b c 的大小.【详解】因为1718a =，1cos 3b =，13sin 3c =，所以22171171111111cos 12sin 2sin 2sin sin 1831866366666a b ⎛⎫⎛⎫⎛⎫-=-=-+=-=+- ⎪ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭，11111cos 3sin 3cos tan 33333b c ⎛⎫-=-=- ⎪⎝⎭，在平面直角坐标系中以原点为顶点，x 轴的正半轴为始边作角α，π0,2α⎛⎫∈ ⎪⎝⎭，设角α和单位圆的交点为P ,过点P 作PM 垂直与x 轴，垂足为M ，过点()1,0A 作单位圆的切线与α的终边交于点T ,则sin MP α=，tan AT α=，设劣弧AP 的弧长为l ，则1l αα=⨯=，因为MP l AT <<，所以sin tan ααα<<，因为11π,0,632⎛⎫∈ ⎪⎝⎭，所以11sin 66<，11tan 33<，又1cos03>，1sin 06>，所以1113cos tan 0333⎛⎫-<⎪⎝⎭，11112sin sin 06666⎛⎫⎛⎫+-< ⎪⎪⎝⎭⎝⎭，所以,a b b c <<，故a b c <<，故选：A.二、选择题：本大题共4小题，每小题5分，共20分.在每小题给出的选项中，有多项符合题目要求.全部选对的得5分，有选错的得0分，部分选对的得2分.9.已知a b >，则下列不等式恒成立的是（）A.11a b< B.22a b > C.33a b > D.a a b b>【答案】CD 【解析】【分析】举反例可判断A,B ；利用作差法判断C ；讨论,a b 的符号，结合不等式性质判断D.【详解】对于A ，若取1,1a b ==-，满足a b >，但11a b>，故A 错误；对于B,取1,1a b ==-，满足a b >，但22a b =，B 错误；对于C ，3322223()()()[()]24b a b a b a ab b a b a b -=-++=-++，当a b >时，0a b ->，故33330,a b a b ->∴>，C 正确；对于D ，若0a b >≥，则22a b >，即a a b b >；若0a b ³>，则0||||,||||||a b a a a b b b ≤<∴≥>，即a a b b >，若0a b >>，则0a a b b >>，综合可得a b >时，a a b b >，D 正确，故选：CD10.已知函数()()sin 3(0π)f x x ϕϕ=+<<对任意实数t 都有ππ33f t f t ⎛⎫⎛⎫+=-+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭，记()()cos 3g x x ϕ=+，则（）A.()π6g x g ⎛⎫≤- ⎪⎝⎭ B.()g x 图象可由()f x 图象向左平移π6个单位长度得到C.π03g ⎛⎫=⎪⎝⎭D.()g x 在π,π3⎡⎤⎢⎥⎣⎦上单调递减【答案】ABC 【解析】【分析】根据函数的性质判断函数一条对称轴，据此求出(),()f x g x 解析式，再由正余弦函数的性质判断ACD ，由图象平移判断D 求解即可.【详解】由ππ33f t f t ⎛⎫⎛⎫+=-+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭可知，π3x =为函数()()sin 3(0π)f x x ϕϕ=+<<的一条对称轴，所以ππ3π32k ϕ⨯+=+()k ∈Z ，即ππ2k ϕ=-()k ∈Z ，又0πϕ<<，故1k =时π2ϕ=，所以π()cos(3sin 32g x x x =+=-，对A ，πππsin[3()]sin(1662g ⎛⎫-=-⨯-=--= ⎪⎝⎭ ，()π6g x g ⎛⎫∴≤- ⎪⎝⎭成立，故A 正确；对B ，()πsin 3cos32f x x x ⎛⎫=+= ⎪⎝⎭，()f x 图象向左平移π6个单位长度得到ππcos3()cos(3)sin 362y x x x =+=+=-图象，即()g x 图象，故B正确；对C ，ππsin 3sin π033g ⎛⎫⎛⎫=-⨯=-=⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭，故C 正确；对D ，当π,π3x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦时，[]3π,3πx ∈，所以()sin 3g x x =-在π,π3⎡⎤⎢⎥⎣⎦上不单调，故D 错误.故选：ABC11.已知正实数x ，y 满足2x y xy +=，则（）A.8xy ≥ B.6x y +≥ C.1841x y+≥- D.22248x y y +≥【答案】AD 【解析】【分析】对于A ，运用基本不等式得2x y +≥，得xy ≥，求解即可判断；对于B ，由题得211y x +=，根据乘“1”法，结合基本不等式即可判断；对于C ，由题得2y x y =-，得118128x y y y+=+--，结合基本不等式即可判断；对于D ，由选项A 得8xy ≥，又222x y y +()()()()222112221124426x y x y xy x y xy =+++-≥⋅+⋅+-=++=即可判断.【详解】由题知，正实数,x y 满足2x y xy +=，所以211y x+=，对于A，因为2x y +≥，所以xy ≥所以228x y xy ≥，即8xy ≥，故A 正确；对于B ，()212333x x y x y y y x y x ++=+⎛⎫=++≥+=+⎪⎝⎭⋅，当且仅当2x y y x =且211y x+=，即1,2x y ==B 错误；对于C ，因为2x y xy +=，所以2y x y =-，所以122111122221y yy y yx ===-----=-所以18131812y y x y +--+=≥=，当且仅当82y y =，且2yx y =-，即2,4x y ==时取等号，故C 错误；对于D ，由选项A 得8xy ≥，所以()22222222222242442x y x y x y y =⋅+=++=++=++++()()()()22211222112442648x y x y xy x y xy =+++-≥⋅+⋅+-=++=≥，当且仅当211x y +=+，且211y x+=，即2,4x y ==时取等号，故D 正确；故选：AD12.已知()f x 为非常值函数，若对任意实数x ，y 均有()()()()()1f x f y f x y f x f y ++=+⋅，且当0x >时，()0f x >，则下列说法正确的有（）A.()f x 为奇函数B.()f x 是()0,∞+上的增函数C.()1f x < D.()f x 是周期函数【答案】ABC 【解析】【分析】令0x y ==，代入()()()()()1f x f y f x y f x f y ++=+⋅，即可得到()0f 再由()00f =，分别应用函数的奇偶性，单调性，值域和周期性判断A,B,C,D 选项即可【详解】对于A:由题意()()()()()1f x f y f x y f x f y ++=+⋅，令0x y ==，()()()202100f f f =+,解得：()00f =或()01f =±当()01f =时，令0y =，则()()()()()()()1==11100f x f f x f x f x f f x ++=+⋅+恒成立，又已知()f x 为非常值函数故舍去，当()01f =-时，令0y =，则()()()()()()()1==11100f x f f x f x f x f f x +-=-+⋅-恒成立，又已知()f x 为非常值函数故舍去，∴()00f =，令y x =-，则()()()()()=010f x f f f x f x x -+⋅-+=，所以()()=0f x f x +-，即()()=f x f x --，所以()f x 为奇函数，故A 正确；对于C ：令2x x y ==，()2222112222x x f f f f x x x x f f x f ⎛⎫⎛⎫⎛⎫+ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭==⎛⎫⎛⎫⎛⎫+⋅+⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭，因为212,22x x f f ⎛⎫⎛⎫+≥ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭若12x f ⎛⎫= ⎪⎝⎭,则()222112x f f x x f ⎛⎫⎪⎝⎭==⎛⎫+ ⎪⎝⎭,又()f x 为非常值函数故舍去，所以12x f ⎛⎫≠ ⎪⎝⎭，所以212,22x x f f ⎛⎫⎛⎫+> ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭所以()222112x f f x x f ⎛⎫ ⎪⎝⎭=<⎛⎫+ ⎪⎝⎭,故C 正确:对于B:设任意的12,R x x ∈且120x x <<令21,x x y x ==-所以()()()()()2121211f x f x f x x x x f f +-+⋅--=，又因为()f x 为奇函数，所以()()()()()1122121f x f x f x x f x x f --=-⋅，()()121,1,f x f x <<()()()()11221,10x f x f f x f x ⋅<-⋅>又因为当0x >时，()0f x >，所以()()210,0f x f x >>，210x x ->，()()()()()21212101f x f x f x x f x f x --=>-⋅,即()()21f x f x >，所以()f x 是()0,∞+上的增函数,故B 正确;对于D:因为()f x 是()0,∞+上的增函数,又因为()f x 为奇函数且()00f =,所以()f x 是(),-∞+∞上的增函数,故()f x 不是周期函数,故D 错误.故选:ABC.非选择题部分三、填空题：本大题共4小题，每小题5分，共20分.13.已知角α的顶点在原点，以x 轴非负半轴为始边，若角α的终边经过点()P ，则()cos πα+=_________.【答案】2【解析】【分析】根据三角函数定义即可计算出角α的余弦值，再利用诱导公式可得结果.【详解】由三角函数定义可知，3cos 2α===-，所以()cos πcos 2αα+=-=.故答案为：3214.黑嘴鸥被世界自然保护联盟列为易危物种，全球数量只有2万只左右.据温州网2022年11月26日的报道，今年越冬候鸟黑嘴鸥已到达温州湾，人们可以在密集的芦苇丛中进行观赏.研究发现黑嘴鸥的飞行速度（单位：m/s ）可以表示为函数310log 20v x =-，其中x 表示黑嘴鸥每秒耗氧量的单位数.已知黑嘴鸥在飞往温州湾的过程中，最低飞行速度为10m/s ，最高飞行速度为30m/s ，则黑嘴鸥每秒耗氧量的单位数的取值范围是_________.【答案】[]27,243【解析】【分析】根据函数值去求自变量的值即可解决.【详解】由题知，黑嘴鸥的飞行速度（单位：m/s ）可以表示为函数310log 20v x =-，其中x 表示黑嘴鸥每秒耗氧量的单位数，当310log 2010v x =-=时，得3log 3x =，得3327x ==，当310log 2030v x =-=时，得3log 5x =，得53243x ==，所以黑嘴鸥每秒耗氧量的单位数的取值范围是[]27,243，故答案为：[]27,24315.若()cos 202cos sin10x x ︒︒-=，则tan x =_________.【答案】【解析】【分析】利用两角差的余弦公式将等式整理成cos cos 20sin 202cos sin10sin x x x ︒︒︒=+，再根据同角三角函数的基本关系可写出2t i a 2sin10cos 20s n 0n x ︒︒︒=-，根据三角恒等变换化简即可求得结果.【详解】由()cos 20cos cos 20sin 2sin 0x x x ︒︒︒+-=可得，cos cos 20sin 202cos sin10sin x x x ︒︒︒=+，将等式两边同时除以cos x 可得，cos 20sin 202sin a 0t 1n x ︒︒︒=+，所以2t i a 2sin10cos 20s n 0n x ︒︒︒=-；()2sin 300cos 202n 2cos 2sin10cos 202si 3003o 00cos 20s n 2cos si i 20sin 203n 22c s sin 200︒︒︒︒︒︒︒︒︒︒︒︒︒︒----=--===所以tan x =故答案为：16.已知函数11,2()(2),2x x f x f x x ⎧--≤=⎨-->⎩，若关于x 的方程22[()]()10f x mf x --=在(0,2)n （N n +∈）内恰有7个实数根，则n m -=_________.【答案】4【解析】【分析】先画出函数图像，再结合韦达定理，根据图像分析出,m n 的值即可算出答案.【详解】因为当2x >时，()()2f x f x =--，所以()()()42f x f x f x +=-+=，所以当2x >时，()f x 是周期为4的周期函数，当2x ≤时，(),12,1x x f x x x <⎧=⎨-≥⎩所以()f x 的图像如图所示，若关于x 的方程22[()]()10f x mf x --=在(0,2)n （N n +∈）内恰有7个实数根，令()f x t =，则2210t mt --=在(0,2)n （N n +∈）有2个根12,t t 满足1212212m t t t t ⎧+=⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩，结合图像可得，5,1n m ==符合题意，所以，514n m -=-=.故答案为：4四、解答题：本大题共6小题，共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.17.已知集合3{|1}1A x x =>+，集合2{|0}B x x a =-<.（1）若1a =，求A B ⋂；（2）若A B A ⋃=，求实数a 的取值范围.【答案】（1）{11}A B xx ⋂=-<<∣（2）1a ≤【解析】【分析】（1）由分式不等式及一元二次不等式的解法化简集合，再由交集运算求解；（2）由并集运算结果可知B A ⊆，据此分类讨论求解.【小问1详解】由311x >+，即201x x ->+，解得12x -<<，即(1,2)A =-；当1a =时，由210x -<得11x -<<，故(1,1)B =-，所以{11}A B xx ⋂=-<<∣.【小问2详解】因为A B A ⋃=，所以B A ⊆，若B =∅，得0a ≤；若B ≠∅，有01a >⎧⎪⎨-≤⎪⎩，得01a <≤，综上，故1a ≤.18.已知πtan 147πtan 14αα⎛⎫+- ⎪⎝⎭=⎛⎫++ ⎪⎝⎭.（1）求cos 2α的值；（2）求22sin sin 21tan ααα-+的值.【答案】（1）2425-；（2）21100.【解析】【分析】（1）由两角和正切公式求出tan 7α=，可对角分类讨论由同角三角函数关系求出sin ,cos αα，再由余弦二倍角公式得解，或先由余弦二倍角公式化简为关于正切的形式求解；（2）根据（1）中解法一求出2sin α，sin 2α直接计算即可，或由二倍角的正弦公式、同角三角函数的基本关系直接化切求解.【小问1详解】解法一：由已知得4tan 43πα⎛⎫+=- ⎪⎝⎭，则tan 7α=，若α为第一象限角，则cos 10sin 10αα⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩，若α为第三象限角，则cos 10sin 10αα⎧=-⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩，故2224cos 2cos sin 25ααα=-=-.解法二：由已知得π4tan 43α⎛⎫+=- ⎪⎝⎭，则tan 7α=，则22221tan 24cos 2cos sin 1tan 25ααααα-=-==-+.【小问2详解】解法一：由（1）知tan 7α=，则249sin 50α=，7sin 225α=，故22sin sin 2211tan 100ααα-=+.解法二：由已知得tan 7α=，则()()()()2222222sin sin 22sin 2sin cos 2tan 2tan 211tan 1001tan sin cos 1tan tan 1ααααααααααααα---===+++++.19.已知函数()2π2cos cos 23f x x x ωω⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭（0ω>）.（1）若函数()f x 的周期是π，求ω的值；（2）若函数()f x 在π0,2x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦上的值域为3,22⎡⎤⎢⎥⎣⎦，求ω的取值范围.【答案】（1）1ω=（2）1233ω≤≤【解析】【分析】（1）由三角恒等变换化简函数解析式，再由周期公式求解；（2）求出π23x ω-的范围，由函数值域及余弦函数的性质可知ππ0π33ω≤-≤，即可得解.【小问1详解】()2π2π2cos cos 21cos 2cos 233f x x x x x ωωωω⎛⎫⎛⎫=-+=+-+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭13π1cos 2sin 21cos 2223x x x ωωω⎛⎫=++=+- ⎪⎝⎭，则由2ππ2ω=得1ω=.【小问2详解】由（1）知()π1cos 23f x x ω⎛⎫=+- ⎪⎝⎭，由函数()f x 在π0,2x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦上的值域为3,22⎡⎤⎢⎥⎣⎦可得πcos 23y x ω⎛⎫=- ⎪⎝⎭在π0,2x ⎡⎤∈⎢⎣⎦上的值域为1,12⎡⎤⎢⎥⎣⎦，当π0,2x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦时，πππ2π333x ωω-≤-≤-，则()302f =，故ππ0π33ω≤-≤，可得1233ω≤≤.20.车流密度是指在单位长度（通常为1km ）路段上，一个车道或一个方向上某一瞬时的车辆数，用以表示在一条道路上车辆的密集程度在理想的道路和交通条件下，某城市普通道路的车流速度v （千米/小时）是车流密度x （辆/千米）的函数.研究表明：该城市普通道路车流密度达到160辆/千米时，会造成堵车，此时车流速度为0千米/小时；当车流密度不超过60辆/千米时，车流的速度为60千米/小时；当60160x ≤≤时，车流速度v 是车流密度x 的一次函数.（1）当0160x <≤时，求车流速度函数()v x 的表达式；（2）求该城市普通道路的最大通行能力（通行能力=车流速度×车流密度），并结合生活实际给出该道路合理限速建议.【答案】（1）()60,060,396,60160.5x v x x x <<⎧⎪=⎨-+≤≤⎪⎩（2）3840辆/小时，合理限速50千米/小时【解析】【分析】(1)由条件结合待定系数法分段求出函数()v x 的解析式；(2)由(1)求通行能力的函数解析式，再求其最大值，根据所得数据提出限速建议.【小问1详解】当60160x ≤≤时，设()v x kx b =+，由已知当车流密度为60辆/千米时，车流的速度为60千米/小时；车流密度达到160辆/千米时，车流速度为0千米/小时；所以1600,6060,k b k b +=⎧⎨+=⎩，解得3,596.k b ⎧=-⎪⎨⎪=⎩，又当车流密度小于60辆/千米时，车流的速度为60千米/小时；所以当060x <<时，()60v x =，所以()60,060,396,60160.5x v x x x <<⎧⎪=⎨-+≤≤⎪⎩.【小问2详解】设速度为x (千米/小时)时的通行能力为y （辆/小时），则当060x <<时，通行能力603600y x =<辆/小时；当60160x ≤≤时，通行能力()2339680384055y x x x ⎛⎫=-+⋅=--+ ⎪⎝⎭，当80x =时，道路通行能力最大值为3840辆/小时；此时车速()48v x =千米/小时，因此，应给该道路合理限速50千米/小时.21.已知函数()42x x a f x +=为偶函数.（1）求出a 的值，并写出单调区间；（2）若存在[]0,1x ∈使得不等式()()21bf x f x +≥成立，求实数b 的取值范围.【答案】（1）1a =；()f x 在(),0∞-上单调递减，在()0,∞+上单调递增（2）617b ≥【解析】【分析】（1）根据偶函数的定义列出方程，根据方程恒成立求a ，由对勾函数性质写出单调区间；（2）化简不等式换元后转化为()221b t t -+≥，52,2t ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦，分别考虑二次不等式有解转化为()max 0g t ≥或分离参数后转化为212t b t -≥-，利用()min b g t ≥，也可转化为2121t b t -≤-，求函数()221t g t t -=-的最大值即可.【小问1详解】因为()42x x a f x +=，所以414()22x xx x a a f x --++⋅-==，由偶函数知()()f x f x -=，解得1a =；即411()222x x x x f x +==+，由对勾函数知，当()20,1x ∈时，即(),0x ∈-∞时函数单调递减，当()21,x∈+∞时，即()0,x ∈+∞时函数递增，所以函数()f x 在(),0∞-上单调递减，在()0,∞+上单调递增；【小问2详解】由题意可得221121222x x x x b ⎛⎫⎛⎫++≥+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭，即211221222x x x x b ⎡⎤⎛⎫⎛⎫+-+≥+⎢⎥ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎢⎥⎣⎦，令1522,22x x t ⎡⎤=+∈⎢⎥⎣⎦，()221b t t -+≥；解一：()212g t bt t b =-+-，则()0g t ≥在52,2t ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦上有解，即()max 0g t ≥.若1924b ≤，即29b ≥，此时()max 51730242g t g b ⎛⎫==-≥ ⎪⎝⎭，解得617b ≥，∴617b ≥；若1924b >，即209b <<，此时()()max 2210g t g b ==-≥，解得12b ≥，此时无解；综上，617b ≥；解二：由()221b t t -+≥得212t b t -≥-，令()212t g t t -=-，则()min b g t ≥.()()()()()22111612171211121t t g t t t t t t --===≥--+----+-，所以617b ≥.解三：由()221b t t -+≥得2121t b t -≤-，令()221t g t t -=-，则()max 1g t b ≤，()()()()()2212112117121116t t t g t t t t t -+---===--+≤---，所以617b ≥.22.已知函数()22f x ax b ax bx =-++（0a >）.（1）若1a b ==，求函数()f x 的最小值；（2）若函数()f x 存在两个不同的零点1x 与2x ，求2112x x x x +的取值范围.【答案】（1）()min 0f x =（2）21122x x x x +>【解析】【分析】（1）由题意可知()221f x x x x =-++，对自变量x 进行分类讨论，将函数()f x 写成分段函数形式利用函数单调性即可求得函数()f x 的最小值；（2）对参数b 的取值进行分类讨论，利用韦达定理写出2112x x x x +关于,a b 的表达式，再利用换元法构造函数根据函数单调性即可求得其取值范围.【小问1详解】解法一：若1a b ==时，求函数()221f x x x x =-++，当1x ≥时，()221f x x x =+-，()()min 10f x f =-=.当1x <时，()1f x x =+，()0f x >.故()min 0f x =.解法二：若1a b ==时，求函数(){}2221max 21,1f x x x x x x x =-++=+-+；画出221y x x =+-和1y x =+的图像如下图所示：易得()min 0f x =.【小问2详解】解法一：若0b ≤，()22f x ax bx b =+-，因为()f x 存在两个不同的零点1x 与2x ，所以280b ab ∆=+>，得8b a <-，此时12122b x x x x a +==-，()222121221121212122222x x x x x x x x b x x x x x x a +-++===-->；若0b >，22,(),ax bx b x f x bx b x ⎧+-≥⎪⎪=⎨⎪+<⎪⎩，当1->时，即1b a >时，得14b x a-=，21x =-，有21124x x b x x a+=+，令1b t a =>，则(11444b b t a a ⎛+ =+=+ ⎝，令()(14g t t =+，则()g t 在()1,+∞上单调递增，()1g t >，则()()211212x x g t x x g t +=+>；当1-<01b a <<时，有4b a ->，()f x在,⎛-∞ ⎝上单调递减，⎛⎫+∞ ⎪ ⎪⎝⎭上单调递增，所以()min0f x f ⎛=> ⎝，()f x 无零点；当1b a=时，()f x 只有一个零点1x =；故21122x x x x +>.解法二：令b t a=，等价于()22g x x t x tx =-++存在两个不同的零点1x 与2x ，当0t ≤时，()22g x x tx t =+-，因为()g x 存在两个不同的零点1x 与2x ，所以280t t ∆=+>，得8t <-，此时()22221212211212121222422222t t x x x x x x x x t t x x x x x x -⎛⎫- ⎪+-⋅+-⎝⎭+====->-⋅⋅；当0t >时，22,(),x tx t x g x tx t x ⎧+-≥⎪=⎨+<⎪⎩当1<-，即1t >时，得184t t t x -=<21x =-，有1214x t x =>，所以21122x x x x +>；当1>-，即01t <<时，有4t ->，()g x在(,-∞上单调递减，()+∞上单调递增，(0g >，()g x 无零点；当1t =时，()g x 只有一个零点1x =；故21122x x x x +>.【点睛】方法点睛：求解二次函数零点问题时，一般将零点问题转化成二次方程根的问题，利用韦达定理写出两根之间的关系式进而求得某表达式的取值范围.。