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江西省临川二中、临川二中实验学校2020届高三上学期期中考试数学文试题
Word版含解析
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江西省临川二中、临川二中实验学校2020届高三上学期期中考试数学(文)试题
一、选择题(本大题共12小题)
1. 设集合A={x|x2+2x-3=0},B={-3,-1,1,3},则A∩B=( )
A. B. C. D.
2. =( )
A. B. C. i D. 2i
3. “0<x<1”是“log2(x+1)<1”的( )
A. 充分非必要条件 B. 必要非充分条件
C. 充分必要条件 D. 既非充分也非必要条件
4. 已知tanα=,且α∈(π,),则cos(α-)=( )
A. B. C. D.
5. 已知非零向量,满足|+|=||,且(-)•=0,则,的夹角为( )
A. B. C. D.
6. 将函数图象上所有的点向右平移个单位长度,得到函数y=g(x)的图象,则=( )
A. B. C. D.
7. 已知数列{an}是等比数列,数列{bn}是等差数列,若,b1+b6+b11=7π,则的值是( )
A. 1 B. C. D.
8. 在《九章算术》方田章圆田术(刘徽注)中指出,“割之弥细,所失弥少,制之又割,以至于不可割,则与圆周合体而无所失矣.”注述中所用的割圆术是一种无限与有限的转化过程,比如在中“…”即代表无限次重复,但原式却是个定值x,这可以通过方程确定出来x=2,类比上述结论可得log2[2+log2(2+log2(2+…))]的正值为( )
A. 1 B. C. 2 D. 4
9. 某兴趣小组有2名男生和3名女生,现从中任选2名学生去参加活动,则恰好选中2名女生的概率为( )
A. B. C. D.
10. 函数的大致图象是( )
A. B.
C. D.
11. △ABC中,A(-5,0),B(5,0),点C在双曲线上,则=( )
A. B. C. D.
12. 已知函数f(x)=ex-ax有两个零点x1,x2,则下列判断:①a<e;②x1+x2<2;③x1•x2>1;④有极小值点x0,且x1+x2<2x0.则正确判断的个数是()
A. 4个 B. 3个 C. 2个 D. 1个
二、填空题(本大题共4小题,共20.0分)
13. 已知向量=(x,x-2),=(3,4),若,则向量的模为______.
14. 已知α,β均为锐角且tanα=7,,则α+β=______.
15. 设D为△ABC所在平面内一点,=-+,若=λ(λ∈R),则λ=______.
16. 已知函数,g(x)=mx+1,若f(x)与g(x)的图象上存在关于直线y=1对称的点,则实数m的取值范围是______.
三、解答题(本大题共7小题,共82.0分)
17. 已知等差数列{an}的前n项和为Sn,若S2=4,S5=25.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)记bn=,求数列{bn}的前n项和Tn.
18. 在△ABC中,内角A、B、C的对边分别为a、b、c,且.
(1)求∠B的值;
(2)若a=4,,求△ABC的面积.
19. 如图,在四棱锥S-ABCD中,底面ABCD是菱形,SB=SD.
(1)证明:BD⊥SA;
(2)若面SBD⊥面ABCD,SB⊥SD,∠BAD=60°,AB=1,求B到平面SAD的距离.
20. 已知函数f(x)=ax-sinx-1,x∈[0,π].
(1)若,求f(x)的最大值;
(2)当时,求证:f(x)+cosx≤0.
21. 已知抛物线C1的方程为x2=2y,其焦点为F,AB为过焦点F的抛物线C1的弦,过A,B分别作抛物线的切线l1,l2,设l1,l2相交于点P.
(1)求的值;
(2)如果圆C2的方程为x2+y2=8,且点P在圆C2内部,设直线AB与C2相交于C,D两点,求|AB|•|CD|的最小值.
22. 在极坐标系中,已知两点O(0,0),B(2,).
(1)求以OB为直径的圆C的极坐标方程,然后化成直角方程;
(2)以极点O为坐标原点,极轴为x轴的正半轴建立平面直角坐标系,直线l的参数方程为(t为参数).若直线l与圆C相交于M,N两点,圆C的圆心为C,求△MNC的面积.
23. 已知函数f(x)=|x+1|-m|x-2|(m∈R).
(1)当m=3时,求不等式f(x)>1的解集;
(2)当x∈[-1,2]时,不等式f(x)<2x+1恒成立,求m的取值范围.
答案和解析
1.【答案】A
【解析】解:∵A={-3,1},B={-3,-1,1,3},
∴A∩B={-3,1}.
故选:A.
可以求出集合A,然后进行交集的运算即可.
本题考查描述法、列举法的定义,以及交集的运算,属于基础题.
2.【答案】C
【解析】解:===i,
故选:C.
将分子和分母同时乘以分母的共轭复数,再利用复数的乘法法则进行化简.
本题考查两个复数相除的方法,两个复数相除,分子和分母同时乘以分母的共轭复数.
3.【答案】A
【解析】解:由log2(x+1)<1得0<x+1<2,解得-1<x<1,
则“0<x<1”是“log2(x+1)<1”的充分不必要条件,
故选:A.
根据不等式之间的关系,结合充分条件和必要条件的定义进行判断即可.
本题主要考查充分条件和必要条件的判断,根据不等式的关系是解决本题的关键.
4.【答案】A
【解析】解:因为tana==,
所以cosa=2sina,
所以cos2a=4sin2a,
因为sin2a+cos2a=1,
所以sin2a=,
因为α∈(π,),
所以sina<0
sina=-.
故选:A.
利用同角三角函数关系解答.
本题主要考察了同角三角函数关系式的应用,属于基本知识的考查.
5.【答案】C
【解析】解:由|+|=||,得,
由(-)•=0,得,
两式联立得,
所以===,
又∈[0°,180°],
所以=60°,
故选:C.
把|+|=||平方展开,又(-)•=0,联立解出,再利用向量的夹角公式,求出角.
考查了向量数量积的运算,向量的夹角公式,联立解方程组,中档题.
6.【答案】D
【解析】解:将函数f(x)=cos(3x+)图象上所有的点向右平移个单位长度后,
得到函数g(x)=cos[3(x-)+]=cos(3x-)的图象,
则=cos(3×-)=cos=-.
故选:D.
利用y=Asin(ωx+φ)的图象变换规律求得g(x)的解析式,再利用特殊角的三角函数值求解即可.
本题主要考查y=Asin(ωx+φ)的图象变换规律,三角函数求值,属于基础题.
7.【答案】D
【解析】【分析】
本题考查等差数列和等比数列的中项性质和特殊角的正切函数值,考查运算能力,属于基础题.
由等差数列和等比数列的中项性质,以及特殊角的正切函数值,可得所求值.
【解答】
解:数列{an}是等比数列,数列{bn}是等差数列,
若,b1+b6+b11=7π,
可得(a6)3=3,3b6=7π,
即有a6=,b6=π,
则=tan
=tan=tan=,
故选D.
8.【答案】C
【解析】解:由题意可得x=log2(2+x),x>0,∴2x=x+2,解得x=2.
故选:C.
通过类比推理的方法,得到求值的方法:列方程,求解即可.
类比推理方法的前提是两种对象部分有共同属性,由特殊点向特殊点推理.通过类比推理考核研究问题的深度、思维发散情况和观察的仔细程度.属于中档题.
9.【答案】C
【解析】解:依题意,设A表示“从中任选2名学生去参加活动,恰好选中2名女生”,
则事件A包含的基本事件个数为=3种,
而基本事件的总数为=10,
所以P(A)=,
故选:C.
根据计数原理以及排列组合求出“恰好选中2名女生”包含的基本事件个数和基本事件的总数,即可得到所求.
本题考查了古典概型的概率,考查了计数原理和排列组合.考查分析解决问题的能力,属于基础题.
10.【答案】B
【解析】【分析】
本题考查函数的图象,考查同学们对函数基础知识的把握程度以及数形结合的思维能力,属于中档题.
先研究函数的奇偶性知它是非奇非偶函数,从而排除A、C两个选项,再看此函数与直线y=x的交点情况,即可作出正确的判断.
【解答】
解:由于f(x)=x+cosx,
∴f(-x)=-x+cosx,
∴f(-x)≠f(x),且f(-x)≠-f(x),故此函数是非奇非偶函数,排除A、C;
又当x=时,x+cosx=x,
即f(x)的图象与直线y=x的交点中有一个点的横坐标为,排除D.
故选:B.
11.【答案】D
【解析】解:△ABC中,A(-5,0),B(5,0),点C在双曲线上,
∴A与B为双曲线的两焦点,
根据双曲线的定义得:|AC-BC|=2a=8,|AB|=2c=10,
则==±=±.
故选:D.
根据题意,求出△ABC的三边关系,再利用正弦定理化简,求出它的值即可.
本题考查了正弦定理的应用问题,也考查了双曲线的定义与简单性质的应用问题,是基础题目.
12.【答案】B
【解析】【分析】
本题考查了利用导数求函数的极值,研究函数的零点问题,利用导数研究函数的单调性,是难题.
利用函数的导数,判断函数的单调性,对四个选项分别进行判断,即可得出结论
【解答】
解:对于①,∵f(x)=ex-ax,
∴f'(x)=ex-a,令f'(x)=ex-a>0,
当a≤0时,f'(x)=ex-a>0在x∈R上恒成立,
∴f(x)在R上单调递增.
当a>0时,∵f'(x)=ex-a>0,∴ex-a>0,解得x>lna,
∴f(x)在(-∞,lna)单调递减,在(lna,+∞)单调递增.
∵函数f(x)=ex-ax有两个零点x1、x2,
∴a>0,f(lna)<0,
∴elna-alna<0,
∴a>e,所以①正确;
对于②,x1+x2=ln(a2x1x2)=2lna+ln(x1x2)>2+ln(x1x2),
取a=,f(2)=e2-2a=0,∴x2=2,f(0)=1>0,∴0<x1<1,∴x1+x2>2,所以②正确;
对于③,f(0)=1>0,∴0<x1<1,x1x2>1不一定,∴所以③不正确;
对于④,f(x)在(-∞,lna)单调递减,在(lna,+∞)单调递增,∴有极小值点x0=lna,且x1+x2<2x0=2lna,所以④正确.
综上,正确的命题序号是①②④.
故选B.
13.【答案】10
【解析】解:∵∥,∴4x-3(x-2)=0,解得x=-6,
∴=(-6,-8),∴||==10
故答案为:10
根据向量平行的坐标表示得到x=-6,然后根据向量模的定义求出向量的模,
本题考查了向量的概念与向量的模,属基础题.
14.【答案】
【解析】解:∵tanα=7,,
∴tan(α+β)===-1.
又0<α<,0<β<,
∴0<α+β<π,则α+β=.
故答案为:.
由已知结合两角和的正切求得tan(α+β),再由角的范围求解α+β的值.
本题考查两角和的正切,考查由已知三角函数值求角,是基础题.
15.【答案】-3
【解析】解:D为△ABC所在平面内一点,=-+,
则:,
整理得:,
则:,
解得:,
若=λ,
则:λ=-3;
故答案为:-3.
直接利用向量的线性运算求出结果.
本题考查的知识要点:向量的线性运算及相关的恒等变换问题.
16.【答案】[-,3e]
【解析】解:g(x)=mx+1关于直线y=1对称的直线为y=h(x)=1-mx,
∴直线y=1-mx与y=2lnx在[,e2]上有交点.
作出y=1-mx与y=2lnx的函数图象,
如图所示:
若直线y=1-mx经过点(,-2),
则m=3e,
若直线y=1-mx与y=2lnx相切,
设切点为(x,y).
则,解得.
∴-≤m≤3e.
故答案为:[-,3e].
求出g(x)关于直线y=1的对称函数h(x),令f(x)与h(x)的图象有交点得出m的范围.
本题考查了函数的对称问题解法,注意运用转化思想,以及零点与函数图象的关系,导数的几何意义,属于中档题.
17.【答案】解:(1)设首项为a1,公差为d的等差数列{an}的前n项和为Sn,若S2=4,S5=25.
则:,解得,
所以an=1+2(n-1)=2n-1.
(2)由于an=2n-1,
所以bn===.
则==.
【解析】(1)直接利用等差数列的定义求出数列的通项公式.
(2)利用数列的通项公式的求法及应用,进一步利用裂项相消法求出数列的和.
本题考查的知识要点:数列的通项公式的求法及应用,裂项相消法在数列求和中的应用,主要考查学生的运算能力和转换能力及思维能力,属于基础题型.
18.【答案】解:(1)法一:由正弦定理得,
∵,
∴sinBcosC+cosBsinC-sinC=sinBcosC,
∴;
∵sinC≠0,∴,
∵B∈(0,π),∴.
(1)法二:由余弦定理得
化简得,
∴.
∵B∈(0,π),∴.
(2)由,得sinC==,
在△ABC中,
∵
,
由正弦定理,
得,
.
【解析】本题主要考查解三角形的应用,结合正弦定理余弦定理以及三角形的面积公式是解决本题的关键.考查学生的计算能力.
(1)结合正弦定理或余弦定理进行化简,进行求解即可.
(2)求出sinC的值,结合正弦定理以及三角形的面积公式进行计算即可.
19.【答案】(本小题满分12分)
证明:(1)连接AC交BD于O,连接SO.…………(1分)
在菱形ABCD中,BD⊥AC,O是BD的中点,
又因为SB=SD,所以BD⊥SO,又AC∩SO=O,
所以BD⊥面SAC…………(4分)
又SA⊂面SAC,所以BD⊥SA.…………(5分)
解:(2)因为面SBD⊥面ABCD,面SBD∩面ABCD=BD,SO⊥BD,SO⊂面SBD,
所以SO⊥面ABCD,即SO是三棱锥S-ABD的高.…………(7分)
依题意可得,△ABD是等边三角形,所以BD=AD=1,,
在等腰Rt△SBD,,
…………(9分)
经计算得,SA=1,
等腰三角形ASD的面积为…………(10分)
设B到平面SAD的距离为h,
则由VB-SAD=VS-ABD,得,解得,
所以B到平面SAD的距离为.…………(12分)
【解析】(1)连接AC交BD于O,连接SO,推导出BD⊥SO,BD⊥面SAC,由此能证明BD⊥SA.
(2)推导出SO是三棱锥S-ABD的高,设B到平面SAD的距离为h,由VB-SAD=VS-ABD,由此能求出B到平面SAD的距离.
本题考查线面垂直的证明,考查点到平面的距离的求法,考查空间中线线、线面、面面间的位置关系等基础知识,考查运算求解能力,考查数形结合思想,是中档题.
20.【答案】(1)解:当时,,
由f′(x)=0,得,∴时,f′(x)<0;时,f′(x)>0,
因此f(x)的单调递减区间为,单调递增区间为,
∴f(x)的最大值为=;
(2)证明:先证,
令,
则=,
由,x∈[0,π]与的图象易知,存在x0∈[0,π],使得g'(x0)=0,
故x∈(0,x0)时,g'(x)<0;x∈(x0,π)时,g'(x)>0,
∴g(x)的单调递减区间为(0,x0),单调递增区间为(x0,π),
∴g(x)的最大值为max{g(0),g(π)},
而g(0)=0,g(π)=0.
又由,x≥0,∴,
当且仅当,取“=”成立,
即f(x)+cosx≤0.
【解析】本题考查利用导数求函数的最值,考查函数恒等式的证明,考查数学转化思想方法,属难题.
(1)当时,,求出导函数的零点,由导函数的零点对定义域分段,根据导函数在不同区间段内的符号确定函数单调性,求得函数极值点,进一步求得函数最值;
(2)利用导数证明,再由且x≥0时,,可得当时,f(x)+cosx≤0.
21.【答案】解:(1)设A(x1,y1),B(x2,y2),
因为,
所以设AB的方程为,
代入抛物线方程得x2-2kx-1=0,所以x1,x2为方程的解,从而x1+x2=2k,x1x2=-1,
又因为,,
因此kPA•kPB=x1x2=-1,即PA⊥PB,
所以.
(2)由(1)知x1x2=-1,联立C1在点A,B处的切线方程分别为,,
得到交点.
由点P在圆x2+y2=8内得,
又因为,
,其中d为O到直线AB的距离.
所以.
又AB的方程为,
所以d=,
令,由得m<33.又由,所以m∈[2,33),
从而.
所以,当m=2时,.
【解析】(1)设A(x1,y1),B(x2,y2),设AB的方程为,代入抛物线方程得x2-2kx-1=0,所以x1,x2为方程的解,从而x1x2=-1,利用函数的导数求解切线的斜率,然后求解.
(2)由(1)知x1x2=-1,联立C1在点A,B处的切线方程分别为,,
得到交点.判断点P在圆内,求出弦长AB,求出O到直线AB的距离的表达式d=,
利用构造法结合基本不等式求解最小值即可.
本题考查直线与抛物线的位置关系的综合应用,直线与圆的位置关系的应用,考查转化思想以及计算能力,是难题.
22.【答案】解:(1)设P(ρ,θ)为圆上任意一点,则|OP|=ρ,∠POB=θ-,
在Rt△POB中,cos(θ-)=,即,
∴ρ2=2ρ cosθ+2ρ sinθ⋅,化为x2+y2=2x+2y,
∴圆C的直角坐标方程为 (x-1)2+(y-1)2=2.
(2)由直线l的参数方程消去参数t化为普通方程y=2x+1,
圆心C(1,1)到直线l的距离为d==,
弦长|MN|=2=,
∴S==.
【解析】(1)设出点P的坐标,利用Rt△OPB中的边角关系即可求出;
(2)求出圆心到直线的距离和弦长即可得出面积.
熟练掌握求圆的极坐标方程及与直角坐标方程的互化、直线与圆的相交弦长问题及点到直线的距离是解题的关键.
23.【答案】解:(1)当m=3时,f(x)=|x+1|-3|x-2|,
由f(x)>1,
得或或,
解得:<x≤2或2<x<3,
故不等式的解集是(,3);
(2)当x∈[-1,2]时,f(x)=x+1-m(2-x),
f(x)<2x+1恒成立,
即x+1-m(2-x)<2x+1恒成立,
整理得:(2-x)m>-x,
当x=2时,0>-2成立,
当x∈[-1,2]时,m>=1-,
令g(x)=1-,
∵-1≤x<2,
∴0<2-x≤3,
∴≥,
∴1-≤,
故g(x)max=,
故m>.
【解析】(1)代入m的值,得到关于x的不等式组,解出即可;
(2)问题转化为x+1-m(2-x)<2x+1恒成立,当x∈[-1,2]时,m>=1-,令g(x)=1-,求出g(x)的最大值,求出m的范围即可.
本题考查了解绝对值不等式问题,考查分类讨论思想以及转化思想,是一道常规题.
欢迎广大教师踊跃来稿,稿酬丰厚。