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四川省南充高级中学2020届高三上学期第四次月考数学文试题
Word版含解析
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南充
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2020
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第四
月考
数学
试题
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2019-2020学年四川省南充高中高三(上)第四次月考数学试卷(文科)
一、单选题(每小题5分,总分60分)
1.已知集合,则A∩B=( )
A.[1,2] B.[0,2] C.(﹣∞,1] D.[2,+∞)
2.《西游记》《三国演义》《水浒传》《红楼梦》我国古典小说四大名著若在这四大名著中,任取2种进行阅读,则取到《红楼梦》的概率为( )
A. B. C. D.
3.使复数z为实数的充分而不必要条件为( )
A.z2为实数 B.z+为实数 C.z= D.|z|=z
4.已知样本数据x1,x2,……,xn的平均数是5,则新的样本数据2x1+5,2x2+5,……,2xn+5的平均数为( )
A.5 B.7 C.10 D.15
5.已知点P是圆C:(x﹣3﹣cosθ)2+(y﹣sinθ)2=1上任意一点,则点P到直线x+y=1距离的最大值为( )
A. B.2 C.+1 D.+2
6.函数f(x)在(﹣∞,+∞)单调递减,且为奇函数.若f(1)=﹣1,则满足﹣1≤f(x﹣2)≤1的x的取值范围是( )
A.[﹣2,2] B.[﹣1,1] C.[0,4] D.[1,3]
7.函数f(x)=sin(ωx+φ),(ω>0,0<φ<)在一个周期内的图象如图所示,M、N分别是图象的最高点和最低点,其中M点横坐标为,O为坐标原点,且,则ω,φ的值分别是( )
A., B.π, C.2, D.
8.某程序框图如图所示,其中g(n)=,若输出的S=,则判断框内可以填入的条件为( )
A.n<2020? B.n≤2020? C.n>2020? D.n≥2020?
9.已知平面向量、为三个单位向量,且.满足(x,y∈R),则x+y的最大值为( )
A.1 B. C. D.2
10.若曲线f(x)=(ax﹣1)ex﹣2在点(2,f(2))处的切线过点(3,3),则函数f(x)的单调递增区间为( )
A.(0,+∞) B.(﹣∞,0) C.(2,+∞) D.(﹣∞,2)
11.如图,四棱锥P﹣ABCD的底面是边长为2的正方形,PA⊥平面ABCD,且PA=4,M是PB上的一个动点,过点M作平面α∥平面PAD,截棱锥所得图形面积为y,若平面α与平面PAD之间的距离为x,则函数y=f(x)的图象是( )
A. B.
C. D.
12.已知函数f(x)=,若关于x的方程[f(x)]2+mf(x)+m﹣1=0恰有3个不同的实数解,则实数m的取值范围是( )
A.(﹣∞,2)∪(2,+∞) B.(1﹣,+∞)
C.(1﹣,1) D.(1,e)
二、填空题(每小题5分,共20分)
13.若2弧度的圆心角所对的弧长为4cm,则这个圆心角所夹的扇形的面积是 .
14.已知向量,若向量与向量夹角为钝角,则λ的取值集合为 .
15.若函数,则y=f(x)图象上关于原点O对称的点共有 对.
16.设a,b,c分别为△ABC的内角A,B,C的对边,已知c2=3(a2﹣b2),且tanC=3,则角B为 .
三、解答题(共70分.第17~21题为必考题,每个试题考生都必须作答.第22、23题为选考题,考生根据要求作答)(一)必考题(共60分)
17.在数列{an}中,已知.
(1)求数列{an},{bn}的通项公式;
(2)设数列{cn}满足cn=an+bn,求{cn}的前n项和Sn.
18.已知函数f(x)=cosx(asinx﹣cosx)+cos2(),且f(﹣)=f(0).
(1)求函数y=f(x)的最小正周期;
(2)求f(x)在[]上的最大值和最小值.
19.如图,在四棱锥P﹣ABCD中,PA⊥底面ABCD,∠DAB为直角,AB∥CD,AD=CD=2AB=2PA=2,E、F分别为PC、CD的中点.
(1)试证:CD⊥平面BEF;
(2)求BC与平面BEF所成角的大小;
(3)求三棱锥P﹣DBE的体积.
20.已知动点M到定点F(1,0)的距离比M到定直线x=﹣2的距离小1.
(Ⅰ)求点M的轨迹C的方程;
(Ⅱ)过点F任意作互相垂直的两条直线l1,l2,分别交曲线C于点A,B和M,N.设线段AB,MN的中点分别为P,Q,求证:直线PQ恒过一个定点;
(Ⅲ)在(Ⅱ)的条件下,求△FPQ面积的最小值.
21.已知函数.
(Ⅰ)求f(x)的单调区间;
(Ⅱ)设g(x)=ex﹣x﹣e2+2,若对任意x1∈(0,2],均存在x2∈(0,2]使得f(x1)<g(x2),求a的取值范围.
(二)选考题:共10分.请考生在22、23题中任选一题作答.如果多做,则按所做的第一题计分.[选修4-4:坐标系与参数方程]
22.在极坐标系中,曲线C1的极坐标方程为ρ=4cosθ,曲线C2的极坐标方程为ρ=4sinθ,以极点O为坐标原点,极轴为x的正半轴建立平面直角坐标系xOy
(Ⅰ)求C1和C2的参数方程
(Ⅱ)已知射线l1:θ=α(0),将l1逆时针旋转得到l2;θ=,且l1与C1交于O,P两点,l2与C2交于O,Q两点,求|OP|•|OQ|取得最大值时点P的极坐标.
[选修4-5:不等式选讲]
23.已知函数f(x)=|2x+1|+|x﹣4|.
(1)解不等式f(x)≤6;
(2)若不等式f(x)+|x﹣4|<a2﹣8a有解,求实数a的取值范围.
2019-2020学年四川省南充高中高三(上)第四次月考数学试卷(文科)
参考答案与试题解析
一、单选题(每小题5分,总分60分)
1.已知集合,则A∩B=( )
A.[1,2] B.[0,2] C.(﹣∞,1] D.[2,+∞)
【解答】解:∵A={y|y≥1},B={x|x≤2},
∴A∩B=[1,2].
故选:A.
2.《西游记》《三国演义》《水浒传》《红楼梦》我国古典小说四大名著若在这四大名著中,任取2种进行阅读,则取到《红楼梦》的概率为( )
A. B. C. D.
【解答】解:依题意,任取2种名著进行阅读,包含的基本事件个数为=6个,
而取到红楼梦包含=3个基本事件,
所以取到《红楼梦》的概率为P==,
故选:B.
3.使复数z为实数的充分而不必要条件为( )
A.z2为实数 B.z+为实数 C.z= D.|z|=z
【解答】解:设复数z=a+bi(i是虚数单位),则
复数z为实数的充分必要条件为b=0
由此可看出:对于A,z2为实数,可能z=i是纯虚数,没有充分性,故不符合题意;
对于B,同样若z是纯虚数,则z+=0为实数,没有充分性,故不符合题意;
对于C,若z=a+bi,=a﹣bi,z=等价于b=0,故是充分必要条件,故不符合题意;
对于D,若|z|=z≥0,说明z是实数,反之若z是负实数,则|z|=z不成立,符合题意.
故选:D.
4.已知样本数据x1,x2,……,xn的平均数是5,则新的样本数据2x1+5,2x2+5,……,2xn+5的平均数为( )
A.5 B.7 C.10 D.15
【解答】解:x1+x2+…+xn=5n,
2x1+5+2x2+5+…+2xn+5=2•(5n)+5n=15n,
所以新的样本数据2x1+5,2x2+5,2xn+5的平均数为15,
故选:D.
5.已知点P是圆C:(x﹣3﹣cosθ)2+(y﹣sinθ)2=1上任意一点,则点P到直线x+y=1距离的最大值为( )
A. B.2 C.+1 D.+2
【解答】解:圆C:(x﹣3﹣cosθ)2+(y﹣sinθ)2=1的圆心(3+cosθ,sinθ),半径为1,
点P是圆C:(x﹣3﹣cosθ)2+(y﹣sinθ)2=1上任意一点,
则圆心到直线x+y=1距离为:=≤,当且仅当sin()=1时点P到直线x+y=1距离的最大值为:+2.
故选:D.
6.函数f(x)在(﹣∞,+∞)单调递减,且为奇函数.若f(1)=﹣1,则满足﹣1≤f(x﹣2)≤1的x的取值范围是( )
A.[﹣2,2] B.[﹣1,1] C.[0,4] D.[1,3]
【解答】解:∵函数f(x)为奇函数.
若f(1)=﹣1,则f(﹣1)=1,
又∵函数f(x)在(﹣∞,+∞)单调递减,﹣1≤f(x﹣2)≤1,
∴f(1)≤f(x﹣2)≤f(﹣1),
∴﹣1≤x﹣2≤1,
解得:x∈[1,3],
故选:D.
7.函数f(x)=sin(ωx+φ),(ω>0,0<φ<)在一个周期内的图象如图所示,M、N分别是图象的最高点和最低点,其中M点横坐标为,O为坐标原点,且,则ω,φ的值分别是( )
A., B.π, C.2, D.
【解答】解:根据题意知,,设N(x,﹣1),且,
∴,解得x=2,
∴根据图象得,,解得.
故选:A.
8.某程序框图如图所示,其中g(n)=,若输出的S=,则判断框内可以填入的条件为( )
A.n<2020? B.n≤2020? C.n>2020? D.n≥2020?
【解答】解:由题得,则S=g(1)+g(2)+g(3)+…g(n)==,
因为S=,故n=2019,由于判断框为否时输出,故n<2020,
故选:A.
9.已知平面向量、为三个单位向量,且.满足(x,y∈R),则x+y的最大值为( )
A.1 B. C. D.2
【解答】解:∵、为三个单位向量,且,
将(x,y∈R)两边平方,
得=2+2+2xy,
所以 x2+y2=1,
∵(x+y)2=x2+y2+2xy≤2(x2+y2)=2,
∴x+y≤,
所以x+y 最大值为.
故选:B.
10.若曲线f(x)=(ax﹣1)ex﹣2在点(2,f(2))处的切线过点(3,3),则函数f(x)的单调递增区间为( )
A.(0,+∞) B.(﹣∞,0) C.(2,+∞) D.(﹣∞,2)
【解答】解:f(2)=(2a﹣1)e2﹣2=2a﹣1;
f′(x)=aex﹣2+(ax﹣1)ex﹣2=ex﹣2(ax+a﹣1);
则点(2,2a﹣1)处的切线斜率为f′(2)=3a﹣1;
∵切线过点(3,3);
∴,解得a=1;
∴f′(x)=xex﹣2;
令f′(x)=0,解得x=0;
∴当x∈(﹣∞,0)时,f′(x)<0,f(x)单调递减;
当x∈(0,+∞)时,f′(x)>0,f(x)单调递增;
∴f(x)的单调增区间为(0,+∞);
故选:A.
11.如图,四棱锥P﹣ABCD的底面是边长为2的正方形,PA⊥平面ABCD,且PA=4,M是PB上的一个动点,过点M作平面α∥平面PAD,截棱锥所得图形面积为y,若平面α与平面PAD之间的距离为x,则函数y=f(x)的图象是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:过M作MN⊥平面ABCD,交AB于N,过N作NQ∥AD,交CD于Q,
过Q作QH∥PD,交PC于H,连结MH,
则平面MNQH是所求的平面α,
∵过点M作平面α∥平面PAD,
截棱锥所得图形面积为y,平面α与平面PAD之间的距离为x,
∴,解得MN=4﹣2x,
==,即,∴MH=x,NQ=2,
∴函数y=f(x)==﹣x2+4,(0<x<2).
∴函数y=f(x)的图象如下图.
故选:D.
12.已知函数f(x)=,若关于x的方程[f(x)]2+mf(x)+m﹣1=0恰有3个不同的实数解,则实数m的取值范围是( )
A.(﹣∞,2)∪(2,+∞) B.(1﹣,+∞)
C.(1﹣,1) D.(1,e)
【解答】解:由题意f′(x)=.
令f′(x)=<0,解得x>1;
令f′(x)=>0,解得x<1;
令f′(x)==0,解得x=1.
∴f(x)在(﹣∞,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减,
在x=1处取极大值.
f(x)大致图象如下:
假设m=2,令t=f(x).
则t2+2t+1=0.解得t=﹣1,即f(x)=﹣1.
根据f(x)图象,很明显此时只有一个解,
故m=2不符合题意,由此排除B、D选项;
假设m=3,
则t2+3t+2=0,解得t1=﹣2,t2=﹣1.
即f(x)=﹣2,或f(x)=﹣1.
根据f(x)图象,很明显此时方程只有两个解,
故m=3不符合题意,由此排除A选项.
故选:C.
二、填空题(每小题5分,共20分)
13.若2弧度的圆心角所对的弧长为4cm,则这个圆心角所夹的扇形的面积是 4cm2 .
【解答】解:弧度是2的圆心角所对的弧长为4,所以圆的半径为:2,
所以扇形的面积为:=4cm2;
故答案为4cm2.
14.已知向量,若向量与向量夹角为钝角,则λ的取值集合为 (﹣,)∪(,+∞) .
【解答】解:∵向量,若向量与向量夹角为钝角,
∴=﹣2λ﹣3<0,且与 不共线,
即λ>﹣ 且≠,即λ>﹣ 且λ≠,
故答案为:(﹣,)∪(,+∞).
15.若函数,则y=f(x)图象上关于原点O对称的点共有 4 对.
【解答】解:y=f(x)图象上关于原点O对称的点的个数
只需观察
f(x)=|lg(x﹣1)|(x>1)的图象与f(x)=sinx关于原点对称的函数的图象
交点个数即可,
上图可知:
两个图象交点个数为4个,
故答案为:4.
16.设a,b,c分别为△ABC的内角A,B,C的对边,已知c2=3(a2﹣b2),且tanC=3,则角B为 .
【解答】解:△ABC中,c2=3(a2﹣b2),得a2﹣b2=,且b<a,
所以B为锐角;
因为cosB====,
即3sinAcosB=2sinC=2sin(A+B),
整理得sinAcosB=2cosAsinB,
则有tanA=2tanB;
又tanC=3,
所以tan[π﹣(A+B)]=﹣tan(A+B)===3,
化简得2tan2B﹣tanB﹣1=0,解得tanB=1或tanB=﹣(不合题意,舍去);
又B为锐角,所以角B=.
故答案为:.
三、解答题(共70分.第17~21题为必考题,每个试题考生都必须作答.第22、23题为选考题,考生根据要求作答)(一)必考题(共60分)
17.在数列{an}中,已知.
(1)求数列{an},{bn}的通项公式;
(2)设数列{cn}满足cn=an+bn,求{cn}的前n项和Sn.
【解答】解:(1),
所以数列{an}是首项为,公比为的等比数列,
则.
因为﹣2,
所以bn=3n﹣2.
(2)由(1)知,,bn=3n﹣2,
所以.
所以,
=,
=.
18.已知函数f(x)=cosx(asinx﹣cosx)+cos2(),且f(﹣)=f(0).
(1)求函数y=f(x)的最小正周期;
(2)求f(x)在[]上的最大值和最小值.
【解答】解:(1)f(x)=cosx(asinx﹣cosx)+cos2()
=asinxcosx﹣.
∵f(﹣)=f(0),∴a=2.
则f(x)=.
则T=π;
(2)∵x∈[],∴2x﹣∈[],
则sin(2x﹣)∈[﹣],f(x)∈[﹣1,2].
则当x=时,f(x)min=﹣1,当x=时,f(x)max=2.
19.如图,在四棱锥P﹣ABCD中,PA⊥底面ABCD,∠DAB为直角,AB∥CD,AD=CD=2AB=2PA=2,E、F分别为PC、CD的中点.
(1)试证:CD⊥平面BEF;
(2)求BC与平面BEF所成角的大小;
(3)求三棱锥P﹣DBE的体积.
【解答】(1)证明:∵AB∥CD,CD=2AB,F为CD的中点,
∴四边形ABFD为平行四边形,又∠DAB为直角,
∴DC⊥BF,
又PA⊥底面ABCD,∴平面PAD⊥平面ABCD,
∵DC⊥AD,故DC⊥平面PAD,∴DC⊥PD,
在△PCD内,E、F分别是PC、CD的中点,EF∥PD,∴DC⊥EF.
由此得DC⊥平面BEF;
(2)解:由(1)知,DC⊥平面BEF,则∠CBF为BC与平面BEF所成角,
在Rt△BFC中,BF=AD=2,CF=,
∴tan,则BC与平面BEF所成角的大小为;
(3)解:由(1)知,CD⊥平面PAD,则平面PDC⊥平面PAD,
在Rt△PAD中,设A到PD的距离为h,则PA•AD=PD•h,
得h=,∴A到平面PDC的距离为,
即B到平面PDC的距离为,
,
∴VP﹣DBE=VB﹣PDE==.
20.已知动点M到定点F(1,0)的距离比M到定直线x=﹣2的距离小1.
(Ⅰ)求点M的轨迹C的方程;
(Ⅱ)过点F任意作互相垂直的两条直线l1,l2,分别交曲线C于点A,B和M,N.设线段AB,MN的中点分别为P,Q,求证:直线PQ恒过一个定点;
(Ⅲ)在(Ⅱ)的条件下,求△FPQ面积的最小值.
【解答】解:(Ⅰ)由题意可知:动点M到定点F(1,0)的距离等于M到定直线x=﹣1的距离,
根据抛物线的定义可知,点M的轨迹C是抛物线. …
∵p=2,∴点M的轨迹C的方程:y2=4x.…
证明:(Ⅱ)设A,B两点坐标分别为(x1,y1),(x2,y2),
则点P的坐标为(,).
由题意可设直线l1的方程为y=k(x﹣1),(k≠0),
由,得k2x2﹣(2k2+4)x+k2=0.
△=(2k2+4)2﹣4k4=16k2+16>0.…
∵直线l1与曲线C于A,B两点,
∴,.
∴点P的坐标为(1+,).…
由题知,直线l2的斜率为﹣,同理可得点Q的坐标为(1+2k2,﹣2k).…
当k≠±1时,有1+≠1+2k2,
此时直线PQ的斜率kPQ==.…
∴直线PQ的方程为y+2k=(x﹣1﹣2k2),
整理得yk2+(x﹣3)k﹣y=0.
于是,直线PQ恒过定点E(3,0),
当k=±1时,直线PQ的方程为x=3,也过点E(3,0).
综上所述,直线PQ恒过定点E(3,0). …
解:(Ⅲ)由题意得|EF|=2,
∴△FPQ的面积S+≥4.
当且仅当k=±1时,“=”成立,
∴△FPQ面积的最小值为4.…
21.已知函数.
(Ⅰ)求f(x)的单调区间;
(Ⅱ)设g(x)=ex﹣x﹣e2+2,若对任意x1∈(0,2],均存在x2∈(0,2]使得f(x1)<g(x2),求a的取值范围.
【解答】解:(Ⅰ).
①当a≤0时,x>0,ax﹣1<0,
在区间(0,2)上,f'(x)>0;在区间(2,+∞)上f'(x)<0,
故f(x)的单调递增区间是(0,2),单调递减区间是(2,+∞).
②当时,,
在区间(0,2)和上,f'(x)>0;在区间上f'(x)<0,
故f(x)的单调递增区间是(0,2)和,单调递减区间是.
③当时,,故f(x)的单调递增区间是(0,+∞).
④当时,,在区间和(2,+∞)上,f'(x)>0;区间上f'(x)<0,
故f(x)的单调递增区间是和(2,+∞),单调递减区间是.
(Ⅱ)设g'(x)=ex﹣1,x∈(0,2],g'(x)>0,g(x)为增函数,
由已知,g(x2)max=g(2)=0.f(x)max<0由(I)可知,
①当时,f(x)在(0,2]上单调递增,
故f(x)max=f(2)=2a﹣2(2a+1)+2ln2=﹣2a﹣2+2ln2,
所以,﹣2a﹣2+2ln2<0,解得a>ln2﹣1,故.
②当时,f(x)在上单调递增,在上单调递减,
故.
由可知,a>,所以a>,
综上a>ln2﹣1.
(二)选考题:共10分.请考生在22、23题中任选一题作答.如果多做,则按所做的第一题计分.[选修4-4:坐标系与参数方程]
22.在极坐标系中,曲线C1的极坐标方程为ρ=4cosθ,曲线C2的极坐标方程为ρ=4sinθ,以极点O为坐标原点,极轴为x的正半轴建立平面直角坐标系xOy
(Ⅰ)求C1和C2的参数方程
(Ⅱ)已知射线l1:θ=α(0),将l1逆时针旋转得到l2;θ=,且l1与C1交于O,P两点,l2与C2交于O,Q两点,求|OP|•|OQ|取得最大值时点P的极坐标.
【解答】解:(Ⅰ)在直角坐标系中,曲线C1的直角坐标方程为(x﹣2)2+y2=4
所以C1参数方程为为参数).…
曲线C2的直角坐标方程为x2+(y﹣2)2=4.
所以C2参数方程为为参数) …
(Ⅱ)设点P极坐标为(ρ1,α),即ρ1=4cosα,
点Q极坐标为,即.…
则
==…
∵,
当时|OP|•|OQ|取最大值,
此时P点的极坐标为.…
[选修4-5:不等式选讲]
23.已知函数f(x)=|2x+1|+|x﹣4|.
(1)解不等式f(x)≤6;
(2)若不等式f(x)+|x﹣4|<a2﹣8a有解,求实数a的取值范围.
【解答】解:(1)由已知得当时,不等式f(x)≤6化为﹣3x+3≤6,
解得x≥﹣1,所以取;
当时,不等式f(x)≤6化为x+5≤6,
解得x≤1,所以取;
当x>4时,不等式f(x)≤6化为3x﹣3≤6,
解得x≤3,不合题意,舍去;
综上知,不等式f(x)≤6的解集为[﹣1,1].
(2)由题意知,f(x)+|x﹣4|=|2x+1|+|2x﹣8|≥|(2x+1)﹣(2x﹣8)|=9,
当且仅当﹣≤x≤4时取等号;
由不等式f(x)+|x﹣4|<a2﹣8a有解,则a2﹣8a>9,
即(a﹣9)(a+1)>0,解得a<﹣1或a>9;
所以a的取值范围是(﹣∞,﹣1)∪(9,+∞).
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