山东省济南市章丘区2020届高三上学期期中考试数学试题
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山东省济南市章丘区2019-2020学年高三上学期数学期中考试试卷
一、单选题
1.已知集合 ,则 ( )
A. B. C. D.
2.设 ,则 在复平面内对应的点位于( )
A. 第一象限 B. 第二象限 C. 第三象限 D. 第四象限
3.命题“ ”的否定为( )
A. B.
C. D.
4.设 为非零实数,复数 ,则 的最小值为( )
A. B. C. D.
5.函数f(x)=x2+ 的图象大致为( )
A. B. C. D.
6.若 ,则( )
A. B. C. D.
7.在平行四边形 中, 与 交于点 ,则 在 方向上的投影为( )
A. B. C. D.
8.已知函数 ,则“ ”是“ 在 上单调递增”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
9. ,则 的取值范围为( )
A. B. C. D.
10.已知定义在 上的函数 满足 ,且 在 上单调递增,则( )
A. B.
C. D.
二、多选题
11.将曲线 上每个点的横坐标伸长为原来的 倍(纵坐标不变),得到 的图象,则下列说法正确的是( )
A. 的图象关于直线 对称
B. 在 上的值域为
C. 的图象关于点 对称
D. 的图象可由 的图象向右平移 个单位长度得到
12.已知函数 ,若 ,且 ,则下列结论正确的是( )
A. B. C. D.
13.定义在 上的函数 的导函数为 ,且 对 恒成立.下列结论正确的是( )
A. B. 若 ,则
C. D. 若 ,则
三、填空题
14.若向量 与 互相垂直,且 ,则 ________.
15.若函数 的图象在点 处的切线与直线 垂直,则 ________.
16.已知 是定义在 上的奇函数,当 时, ,则 的解析式为________.不等式 的解集为________.
17. 分别为 内角 的对边.已知
(1) ________.
(2)若 ,则 ________.
四、解答题。
18. 分别为 内角 的对边.已知 .
(1)若 的面积为 ,求 ;
(2)若 ,求 的周长.
19.已知 .
(1)若 ,求 ;
(2)若向量 中存在互相垂直的两个向量,求 的值.
20.尽管目前人类还无法准确预报地震,但科学家通过研究,已经对地震有所了解,例如,地震释放出的能量 (单位:焦耳)与地震里氏震级 之间的关系为 .
(1)已知地震等级划分为里氏 级,根据等级范围又分为三种类型,其中小于 级的为“小地震”,介于 级到 级之间的为“有感地震”,大于 级的为“破坏性地震”若某次地震释放能量约 焦耳,试确定该次地震的类型;
(2)2008年汶川地震为里氏 级,2011年日本地震为里氏 级,问:2011年日本地震所释放的能量是2008年汶川地震所释放的能量的多少倍? (取 )
21.已知函数
(1)化简 ,并求 的最小正周期;
(2)若 ,求 ;
(3)求 的单调递增区间.
22.已知二次函数 .
(1)若 是 的两个不同零点,是否存在实数 ,使 成立?若存在,求 的值;若不存在,请说明理由.
(2)设 ,函数 ,存在 个零点.
(i)求 的取值范围;
(ii)设 分别是这 个零点中的最小值与最大值,求 的最大值.
23.已知函数 .
(1)讨论 的单调性;
(2)用 表示 中的最大值,若函数 只有一个零点,求 的取值范围.
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】 C
【考点】交集及其运算
【解析】【解答】解:因为
所以 ,
故答案为:C.
【分析】先由二次不等式的解法求 再利用集合交集的运算可得 ,得解.
2.【答案】 D
【考点】复数的代数表示法及其几何意义,复数代数形式的混合运算
【解析】【解答】解:由题意知 ,
即 ,
故 在复平面内对应的点位于第四象限,
故答案为:D.
【分析】先由已知条件求得 ,再确定 在复平面内对应的点位于的象限即可.
3.【答案】 C
【考点】命题的否定
【解析】【解答】解:由特称命题的否定为全称命题,小于零的否定为大于或等于零,
即命题“ ”的否定为“ ”,
故答案为:C.
【分析】由特称命题的否定为全称命题,小于零的否定为大于或等于零,得解.
4.【答案】 B
【考点】基本不等式在最值问题中的应用,复数代数形式的混合运算,复数求模
【解析】【解答】解:因为 ,所以 ,
当且仅当 ,即 时,等号成立,
故 的最小值为3.
故答案为:B.
【分析】由复数的乘法运算得 ,再结合复数模的运算得 ,即可求得复数模的最小值.
5.【答案】 B
【考点】分段函数的解析式求法及其图象的作法
【解析】【解答】∵f( x)=( x)2+ =x2+ =f(x),
∴f(x)是偶函数,其图象关于y轴对称,排除C,D;
又 时, ,排除A,
故答案为:B.
【分析】利用奇偶性排除C、D;利用 时, ,排除A,从而可得结论.
6.【答案】 D
【考点】两角和与差的正切公式,二倍角的正切公式
【解析】【解答】解: ,
,
即ABC不符合题意,D符合题意,
故答案为:D.
【分析】先由 ,再由两角差的正切公式求出 ,再利用正切的二倍角公式求出 即可得解.
7.【答案】 B
【考点】向量的投影
【解析】【解答】解:因为 ,
所以 .又 , ,
所以 ,
故 在 方向上的投影为 .
故答案为:B.
【分析】由平面向量的线性运算得 ,又 , ,则可得 在 方向上的投影为 ,得解.
8.【答案】 A
【考点】必要条件、充分条件与充要条件的判断
【解析】【解答】解:若 在 上单调递增,则 ,即 在 上恒成立.
又 在 上单调递增,则 ,所以 .
故“ ”是“ 在 上单调递增”的充分不必要条件.
故答案为:A.
【分析】由 在 上单调递增,等价于 在 上恒成立,再求得 ,再判断“ ”与“ ”的充分必要性即可.
9.【答案】 B
【考点】基本不等式在最值问题中的应用
【解析】【解答】因为 ,
所以 ,
当且仅当 即 时等号成立.
又 ,
则 等价于 ,解得: ,
则 的取值范围为 ,
故答案为:B.
【分析】先由重要不等式求得 的最小值为4,再利用配方法求二次函数的最值可得 的最大值为 ,再求解即可.
10.【答案】 A
【考点】函数单调性的性质,图形的对称性
【解析】【解答】解:依题意可得, 的图象关于直线 对称.
因为 ,
则 ,
又 在 上单调递增,
所以 .
故答案为:A.
【分析】由已知可得 的图象关于直线 对称.因为 ,又 在 上单调递增,即可得解.
二、多选题
11.【答案】 B,D
【考点】正弦函数的奇偶性与对称性,正弦函数的定义域和值域,函数y=Asin(ωx+φ)的图象变换
【解析】【解答】解:因为 ,
所以 ,
对于A,令 ,解得 ( ),即函数的对称轴方程为 ( ),即A不符合题意;
对于B,因为 ,所以 ,即 ,即 在 上的值域为 ,即B符合题意;
对于C,令 ,解得 ,即 的图象关于点 对称,则 的图象关于点 对称,C不符合题意.
对于D,由 的图象向右平移 个单位长度,得到 的图象,D符合题意.
故答案为:BD.
【分析】由三角恒等变换可得 ,再结合三角函数值域的求法、三角函数图像的对称轴、对称中心的求法逐一判断即可得解.
12.【答案】 B,C,D
【考点】分段函数的解析式求法及其图象的作法
【解析】【解答】画出函数 的大致图象如下图,
得出 ,则 ,A不符合题意,B符合题意;
由图可知 ,C符合题意;
因为 ,所以 ,D符合题意.
则结论正确的是BCD,
故答案为:BCD.
【分析】先作出 的图像,再观察图像可得 ,再结合 ,求解即可.
13.【答案】 C,D
【考点】利用导数研究函数的单调性
【解析】【解答】解:设函数 ,
则
因为 ,所以 ,
故 在 上单调递减,从而 ,整理得 ,
,A不符合题意,C符合题意.
当 时,若 ,因为 在 上单调递减,所以
即 ,即 .D符合题意,从而B不正确.
故答案为:CD.
【分析】先构造函数 ,再利用导数可得 在 上单调递减,再利用函数的单调性判断四个命题即可得解.
三、填空题
14.【答案】
【考点】平面向量数量积的坐标表示、模、夹角,数量积判断两个平面向量的垂直关系
【解析】【解答】解:因为向量 与 互相垂直,可得 ,又 ,
则 ,
故答案为: .
【分析】由向量模的运算 ,再将已知条件代入运算即可.
15.【答案】
【考点】利用导数研究曲线上某点切线方程,两条直线垂直与倾斜角、斜率的关系
【解析】【解答】解:因为 ,
所以
由已知有
即 ,
故答案为: .
【分析】先求原函数的导函数 再利用导数的几何意义可得 得解.
16.【答案】;
【考点】函数单调性的性质,奇函数
【解析】【解答】解:设 ,则 ,由函数为奇函数,可得 ,
则 ,
又 ,
则 ,
当 时, ,所以 ;
当 时,设 ,则函数 为增函数,又 ,即 的解集为 ,即 的解集为 .
综上 的解集为 .
故答案为: .
【分析】先由函数为奇函数,结合 时, ,求函数解析式即可;再分 时, 时求解不等式即可得解.
17.【答案】 (1)3
(2)
【考点】两角和与差的正弦公式,同角三角函数基本关系的运用,正弦定理,余弦定理
【解析】【解答】(1)解:由 ,得 ,
而 ,所以 ,
即 ,故 .(2)因为 ,所以 ,则 ,所以 ,
从而 ,
由正弦定理得 ,则 ,
【分析】(1)由余弦定理可得 ,再由两角和、差的余弦公式展开运算求解即可;(2)由(1)可得 ,再由正弦定理可得 ,得解.
四、解答题。
18.【答案】 (1)解:由 ,得 .
因为 的面积为 ,
所以 .
(2)解:因为 ,可得
由余弦定理得 ,
所以 ,
故 的周长为 .
【考点】正弦定理,余弦定理,三角形中的几何计算
【解析】【分析】(1)由已知 ,结合正弦定理可得 ,再结合三角形的面积公式 ,将已知条件代入运算即可;(2)由 ,结合余弦定理得 ,得解.
19.【答案】 (1)解: ,
由 ,得
,又
(2)解: ,
若 ,则 ,
即 ,方程无解.
若 ,则 ,解得 .
若 ,则 ,解得 .
综上, 或 .
【考点】平面向量共线(平行)的坐标表示,平面向量数量积的坐标表示、模、夹角,数量积判断两个平面向量的垂直关系
【解析】【分析】(1)由 ,利用平面向量的坐标运算可得 ,再由向量的夹角公式可得 ,得解;(2)分别讨论若 , , ,再求解即可.
20.【答案】 (1)解:当某次地震释放能量约 焦耳时, ,
代入 ,得 .
因为 ,所以该次地震为“破坏性地震”.
(2)解:设汶川地震、日本地震所释放的能量分别为 .
由题意知, ,
即 ,
所以
取 ,得
故2011年日本地震所释放的能量是2008年汶川地震的 倍.
【考点】函数模型的选择与应用
【解析】【分析】(1)先阅读题意,再计算 ,即可得解;(2)结合地震释放出的能量 (单位:焦耳)与地震里氏震级 之间的关系为 ,再求出 ,再求解即可.
21.【答案】 (1)解:因为 ,
所以最小正周期 .
(2)解:因为 ,所以 ,
所以 ;
(3)解:设 ,因为函数 在 上为减函数,
所以要求 的单调递增区间,即求 ( ,且 )的单调递减区间,
所以 的单调递增区间为 和 .
【考点】函数的单调性及单调区间,二倍角的余弦公式,三角函数的周期性及其求法
【解析】【分析】(1)由二倍角的正、余弦公式可得 ,得解;(2)由(1)得 ,所以 ,得解;(3) 设 ,因为函数 在 上为减函数,所以要求 的单调递增区间,即求 ( ,且 )的单调递减区间,再求解即可.
22.【答案】 (1)解:依题意可知, .假设存在实数 ,使 成立.
因为 有两个不同零点,.
所以 ,解得 .
由韦达定理得
所以
解得 ,而 ,故不存在.
(2)解:因为 ,设 ,则 ,
当 时, ;当 时, .
(i)作出函数 的图象,如图所示,所以 .
(ii)设直线 与此图象的最左边和最右边的交点分别为 .
由 ,得
由 ,得
所以
因为 ,
所以当 时, 取得最大值 .
故 的最大值为 .
【考点】二次函数在闭区间上的最值,函数的零点与方程根的关系,函数零点的判定定理
【解析】【分析】(1) .假设存在实数 满足题意,由韦达定理可得: ,解得 ,又 ,即 ,综合可得假设不成立;(2) (i)作出函数 的图象,观察图像即可求出 的取值范围;(ii)设直线 与此图象的最左边和最右边的交点分别为 .即 ,因为 ,代入运算可得解.
23.【答案】 (1)解:函数 的定义域为 ,且 .
当 时, 对 恒成立,所以 在 上单调递增.
当 时,令 ,得 ,
当 时, ;当 时, .
所以 在 上单调递减,在 上单调递增,.
(2)解:①当 时, ,从而 ,所以 在 上无零点,
②当 时, ,
若 ,所以 是 的零点;
若 ,所以 不是 的零点.
③当 时, ,所以 在 上的零点个数只需要考虑 在 上的零点个数.
在 上的零点个数 在 上实根的个数 在 上实根的个数.
令函数 ,则 ,所以 在 上单调递减,在 上单调递增;又 , , ,
当 或 时, 在 上无零点;当 或 时, 在 上有唯一零点, 时, 在 上有两个零点,
综上可得:当 时, 在 上有无零点, 当 时, 在 上有1个零点, 当 时, 在 上有2个零点, 当 时, 在 上有1个零点,
则 在 上有唯一零点, 的取值范围为 .
【考点】利用导数研究函数的单调性,函数零点的判定定理
【解析】【分析】(1)先求函数的导函数 ,再讨论 时, 时,函数 的单调性即可;(2)分别讨论函数 在当 ,当 时,当 时,函数 零点个数,然后结合函数在 的零点个数即可得解.
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