天津市43中学2020届高三数学下学期统练(五)试题(Word版带解析)
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天津市43中学2020届高三数学下学期统练(五)试题(Word版带解析)

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资料简介
43 中学 2019-2020 第二学期高三数学统练(五) 一、选择题 1.已知集合 A={y|y=2x+1,x∈R},B={x| ≥0},则 A∩(∁RB)=(  ) A.[2,+∞) B.[1,2] C.(1,2] D.(﹣∞,1] 【分析】可以求出集合 A,B,然后进行交集和补集的运算即可. 解:∵A={y|y>1},B={x|x≤﹣1 或 x>2}, ∴∁RB={x|﹣1<x≤2},A∩(∁RB)=(1,2]. 故选:C. 2.函数 的大致图象为(  ) A. B. C. D. 【分析】判断函数的奇偶性和对称性,利用函数值的对应性以及,函数极限思想进行判 断即可. 解:因为 f(﹣x)= =f(x),所以 f(x)为偶函数,排除 A; 因为 f(0)=﹣ <0,所以排除 B; 因为 x→+∞,f(x)→0,所以排除 D. 故选:C.3.已知等差数列{an}的公差为 d,前 n 项和为 Sn,则“S1+S5<2S3”是“d<0”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 【分析】化简条件:由 S1+S5<2S3,得 a1+5a1+10d<2(3a1+3d),即 d<0,即可判断 出结论. 解:化简条件:由 S1+S5<2S3,得 a1+5a1+10d<2(3a1+3d),即 d<0, 所以“S1+S5<2S3”是“d<0”的充要条件. 故选:C. 4.设 F1,F2 分别是双曲线 ﹣ =1(a>0,b>0)的左、右焦点,O 为坐标原点,过 左焦点 F1 作直线 F1P 与圆 x2+y2=a2 相切于点 E,与双曲线右支交于点 P,且满足 = ( + ),| |= ,则双曲线的方程为(  ) A. ﹣ =1 B. ﹣ =1 C. ﹣ =1 D. ﹣ =1 【分析】根据圆的半径得出 a,根据中位线定理和勾股定理计算 c,从而得出 b,即可得 出双曲线的方程. 解:∵E 为圆 x2+y2=a2 上的点, ∴OE=a= , ∵ = ( + ), ∴E 是 PF1 的中点,又 O 是 F1F2 的中点, ∴PF2=2OE=2a=2 ,且 PF2∥OE, 又 PF1﹣PF2=2a=2 , ∴PF1=4a=4 , ∵PF1 是圆的切线,∴OE⊥PF1, ∴PF2⊥PF1, 又 F1F2=2c,∴4c2=PF12+PF22=60, ∴c2=15,∴b2=c2﹣a2=12. ∴双曲线方程为: ﹣ =1. 故选:D. 5.定义在 R 上的奇函数 f(x)满足 f(x+2)=﹣f(x),当 x∈[0,1]时,f(x)=2x﹣1, 设 a=ln ,b= ,c=( )﹣0.1,则(  ) A.f(a)<f(b)<f(c) B.f(b)<f(c)<f(a) C.f(b)<f(a)<f(c) D.f(c)<f(b)<f(a) 【分析】根据 f(x)的对称性和单调性进行判断. 解:当 x∈[0,1]时,f(x)=2x﹣1,则 f(x)在[0,1]上是增函数, 且当 x∈[0,1]时,0≤f(x)≤1, ∵f(x+2)=﹣f(x)=f(﹣x), ∴f(x)的图象关于直线 x=1 对称. ∴f(a)=f(﹣lnπ)=﹣f(lnπ)=﹣f(2﹣lnπ)<0, f(b)=f( )=f(﹣ )=﹣f( )<0, f(c)=f(30.1)=f(2﹣30.1)>0, ∵0< <2﹣lnπ<1, ∴0<f( )<f(2﹣lnπ)<1 ∴﹣f(2﹣lnπ)<﹣f( )<0,即 f(a)<f(b)<0, ∴f(a)<f(b)<f(c). 故选:A.6.已知 f(x)=sin(ωx+φ)+cos(ωx+φ),ω>0, ,f(x)是奇函数,直线 与函数 f(x)的图象的两个相邻交点的横坐标之差的绝对值为 ,则(  ) A.f(x)在 上单调递减 B.f(x)在 上单调递减 C.f(x)在 上单调递增 D.f(x)在 上单调递增 【分析】利用辅助角公式进行化简,结合函数是奇函数以及条件求出 ω 和 φ 的值,结 合三角函数的单调性进行求解即可. 解:∵f(x)=sin(ωx+φ)+cos(ωx+φ)= sin(ωx+φ+ ), ∵f(x)是奇函数, , ∴φ+ =0,得 φ=﹣ , 则 f(x)= sinωx, 由 sinωx= 得 sinωx=1, ∵直线 与函数 f(x)的图象的两个相邻交点的横坐标之差的绝对值为 , ∴T= ,0 即 = ,得 ω=4, 即 f(x)= sin4x, 由 2kπ﹣ ≤4x≤2kπ+ ,k∈Z 得 kπ﹣ ≤x≤ kπ+ ,当 k=0 时,函数的 递 增区间为[﹣ , ],k=1 时,递增区间为[ , ] 由 2kπ+ ≤4x≤2kπ+ ,k∈Z 得 kπ+ ≤x≤ kπ+ ,当 k=0 时,函数的递 减区间为[ , ],当 k=1 时,函数的递减区间为[ , ], 故选:A. 7.袋中装有 5 个同样大小的球,编号为 1,2,3,4,5.现从该袋内随机取出 3 个球,记 被取出的球的最大号码数为 ξ,则 Eξ 等于(  ) A.4 B.4.5 C.4.75 D.5 【分析】由题意 ξ 的可能取值为 3,4,5,分别求出相应的概率,由此能求出 Eξ.解:∵袋中装有 5 个同样大小的球,编号为 1,2,3,4,5.现从该袋内随机取出 3 个 球,记被取出的球的最大号码数为 ξ, ∴ξ 的可能取值为 3,4,5, P(ξ=3)= = , P(ξ=4)= = , P(ξ=5)= = , ∴Eξ= =4.5. 故选:B. 8.已知 M 是边长为 1 的正△ABC 的边 AC 上的动点,N 为 AB 的中点,则 • 的取值范 围是(  ) A.[﹣ ,﹣ ] B.[﹣ ,﹣ ] C.[﹣ ,﹣ ] D.[﹣ ,﹣ ] 【分析】可取 AC 的中点为 O,然后以点 O 为原点,直线 AC 为 x 轴,建立平面直角坐 标系,从而根据条件可得出 ,并设 M(x,0), , 从而可得出 ,根据 x 的范围,配方即可求出 的最大值和最 小值,从而得出取值范围. 解:取 AC 的中点 O,以 O 为原点,直线 AC 为 x 轴,建立如图所示的平面直角坐标系, 则: ,设 , ∴ , ∴ = ,且 , ∴ 时, 取最小值 ; 时, 取最大值 , ∴ 的取值范围是 . 故选:A.9.已知函数 f(x)=x3﹣3x2+2,函数 g(x)= ,则关于 x 的方程 g[f (x)]﹣a=0(a>0)的实根个数取得最大值时,实数 a 的取值范围是(  ) A.(1, ] B.(1, ) C.[1, ] D.[0, ] 【分析】利用换元法设 t=f(x),则 g(t)=a 分别作出两个函数的图象,根据 a 的取 值确定 t 的取值范围,利用数形结合进行求解判断即可. 解:作出函数 f(x)和 g(x)的图象如图: 由 g[f(x)]﹣a=0(a>0)得 g[f(x)]=a,(a>0) 设 t=f(x),则 g(t)=a,(a>0) 由 y=g(t)的图象知, ①当 0<a<1 时,方程 g(t)=a 有两个根﹣4<t1<﹣3,或﹣3<t2<﹣2, 由 t=f(x)的图象知,当﹣4<t1<﹣3 时,t=f(x)有 1 个根, 当﹣3<t2<﹣2 时,t=f(x)有 1 个根, 此时方程 g[f(x)]﹣a=0(a>0)有 2 个根, ②当 a=1 时,方程 g(t)=a 有两个根 t1=﹣3,或 t2= , 由 t=f(x)的图象知,当 t1=﹣3 时,t=f(x)有 0 个根, 当 t2= 时,t=f(x)有 3 个根, 此时方程 g[f(x)]﹣a=0(a>0)有 3 个根, ③当 1<a< 时,方程 g(t)=a 有两个根 0<t1< ,或 <t2<1,由 t=f(x)的图象知,当 0<t1< 时,t=f(x)有 3 个根, 当 <t2<1 时,t=f(x)有 3 个根, 此时方程 g[f(x)]﹣a=0(a>0)有 3+3=6 个根, ④当 a= 时,方程 g(t)=a 有两个根 t1=0,或 t2=1, 由 t=f(x)的图象知,当 t1=0 时,t=f(x)有 3 个根, 当 t2=1 时,t=f(x)有 3 个根, 此时方程 g[f(x)]﹣a=0(a>0)有 3+3=6 个根 ⑤当 a> 时,方程 g(t)=a 有 1 个根 t1>1, 由 t=f(x)的图象知,当 t1>1 时,t=f(x)有 3 或 2 个或 1 个根, 此时方程 g[f(x)]﹣a=0(a>0)有 3 或 2 个或 1 个根, 综上方程 g[f(x)]﹣a=0(a>0)的实根最多有 6 个根, 当方程的实根为 6 个时,对应的 1<a≤ , 即实数 a 的取值范围是(1, ] 故选:A.二、填空题 10.i 是虚数单位,则 = 5 . 【分析】根据复数的基本运算法则进行化简即可 解:∵ = , =4﹣3i, 而|4﹣3i|=5. 故答案为:5 11.已知( ﹣ )9 的展开式中,x3 的系数为 ,则常数 a 的值为 4 . 【分析】先求出二项式展开式的通项公式,再令 x 的幂指数等于 0=3,求得 r 的值,即 可求得展开式中 x3 的系数,再由 x3 的系数为 ,求得 a 的值. 解:( ﹣ )9 的展开式中,通项公式为 Tr+1= • •(﹣1)r•a9﹣r• , 令 ﹣9=3,求得 r=8,故 x3 的系数为 • a= ,∴a=4, 故答案为:4. 12.已知抛物线 C:y2=2px(p>0)的焦点为 F,准线 l:x=﹣ ,点 M 在抛物线 C 上点 A 在准线 l 上,若 MA⊥l,直线 AF 的倾斜角为 ,则|MF|= 10 . 【分析】画出图形,抛物线的性质和正三角形的性质计算出 A,M 的坐标,计算|MF|即 可. 解:抛物线 C:y2=2px(p>0)的焦点为 F,准线 l:x=﹣ ,抛物线 C:y2=10x, 点 M 在抛物线 C 上,点 A 在准线 l 上,若 MA⊥l,且直线 AF 的倾斜角为 ,直线 AF 的斜率 kAF= ,准线与 x 轴的交点为 N,则 AN=5tan =5 ,A(﹣ ,﹣5 ), |MF|= =10. 故答案为:10. 13.一个球与一个正三棱柱的三个侧面和两个底面都相切,已知这个球的体积是 ,那 么这个球的半径是 2 ,三棱柱的体积是 48  . 【分析】由球的体积公式算出半径 R=2,结合题意得出正三棱柱的高 h=2R=4.由球 与正三棱柱的三个侧面相切,得球的半径和底面正三角形边长的关系,算出出边长 a=4 ,进而可得该三棱柱的体积. 解:设球半径为 R,则 由球的体积公式,得 πR3= ,解之得 R=2. ∵球与正三棱柱的三个侧面和两个底面都相切, ∴正三棱柱的高 h=2R=4. 设正三棱柱的底面边长为 a,可得其内切圆的半径为 r= × a=2,解之得 a=4 . 从而得出该正三棱柱的体积为 V=S 底•h= ×a×asin60°×h= •(4 )2×4=48 故答案为:2,48 14.已知正实数 x,y 满足 4x2+y2=1+2xy,则当 x=   时, 的最小值是  6 .【分析】利用基本不等式可知 ,当且仅当“ ”时取等号,而 运用基本不等式后,结合二次函数的性质可知恰在 时取得最小值,由此得解. 解:依题意,1+2xy=4x2+y2≥4xy,即 ,当且仅当“ ”时取等号, ∴ = ,当 且仅当“ ”时取等号, 故答案为: ,6. 15.定义在 R 上的偶函数 f(x)满足 f(e+x)=f(e﹣x),且 f(0)=0,当 x∈(0,e]时, f(x)=lnx.已知方程 在区间[﹣e,3e]上所有的实数根之和为 3ea.将函数 的图象向右平移 a 个单位长度,得到函数 h(x)的 图象,则 a= 2 ,h(8)= 4 . 【分析】根据条件求出函数是周期为 2e 的周期函数,作出函数的图象,求出两个图象的 交点个数,利用对称性求出 a 的值,利用三角函数平移关系求出 h(x)的解析式,进行 求解即可. 解:∵定义在 R 上的偶函数 f(x)满足 f(e+x)=f(e﹣x), ∴f(e+x)=f(e﹣x)关于 x=e 对称, 且 f(e+x)=f(e﹣x)=f(x﹣e), 即 f(2e+x)=f(x),即函数 f(x)是周期为 2e 的周期函数, 作出函数 f(x)在[﹣e,3e]的图象如图: 同时作出 y= sin( x)的图象, 由图象知,两个函数共有 6 个交点,他们彼此关于 x=e 对称, 则设对称的两个零点为 x1,x2,则 =e, 则 x1+x2=2e,则所有实根之和为 6e=3ea,则 a=2, 将函数 的图象向右平移 a=2 个单位长度, 得到 h(x)=3sin2[ (x﹣2)]+1=3sin2[ x﹣ )]+1=3cos2 x+1, 则 h(8)=3cos2( ×8)+1=3cos2(2π)+1=3+1=4,故答案为:2,4 三、解答题 16.已知函数 f(x)=(4cos2x﹣2)sin2x+cos4x,x∈R. (1)求函数 f(x)的单调区间,并求当 x∈[0, ]时,函数 f(x)的最大值和最小值: (2)设 A,B,C 为△ABC 的三个内角,若 cosB= ,f( )=﹣1,且角 A 为钝 角,求 cosC 的值. 【分析】(1)利用二倍角公式,两角和的正弦公式化简函数,通过三角函数的单调性来 求解最值; (2)根据 ,代入 cosC,通过两角差的余弦公式求值. 解 : f ( x ) = ( 4cos2x ﹣ 2 ) sin2x+cos4x = 2cos2x • sinx+cos4x = sin4x+cos4x = . (1).∵ ,∴ . ; . 答: . (2) ,∴ . , 由题意可得,角 A 是钝角,∴ .cosC = cos ( π ﹣ A ﹣ B ) = = . 答: . 17.如图,正方形 ADEF 与梯形 ABCD 所在的平面互相垂直,AD⊥CD,AB∥CD,AB=AD = CD=1,点 M 在线段 EC 上. (Ⅰ)若点 M 为 EC 的中点,求证:BM∥平面 ADEF; (Ⅱ)求证:平面 BDE⊥平面 BEC; (Ⅲ)当平面 BDM 与平面 ABF 所成二面角的余弦值为 时,求 AM 的长. 【分析】(Ⅰ)如图建系 D﹣xyz,求出平面 ADEF 的法向量,通过 , ,然后说明 BM∥平面 ADEF. (Ⅱ)求出平面 BDE 的法向量,平面 BEC 的法向量,通过 .说明平面 BDE⊥平面 BEC. (Ⅲ) 设 ,得 M(0,2λ,1﹣λ),求出平面 BDM 的法向量, 平面 ABF 的法向量利用向量的数量积求出 M 坐标,然后求解 AM 的长. 【解答】(本题 13 分) (Ⅰ)证明:∵正方形 ADEF 与梯形 ABCD 所在的平面互相垂直,AD 为交线, ∴ED⊥平面 ABCD,由已知得 DA,DE,DC 两两垂直,如图建系 D﹣xyz, 可得 D(0,0,0),A(1,0,0),B(1,1,0),C(0,2,0),E(0,0,1),F (1,0,1).…(1 分) 由 M 为 EC 的中点,知 取得 .……… 易知平面 ADEF 的法向量为 ………∵ ∴ ………4 分) ∵BM⊄平面 ADEF∴BM∥平面 ADEF………( Ⅱ ) 证 明 : 由 ( Ⅰ ) 知 , , 设平面 BDE 的法向量为 , 平面 BEC 的法向量为 由 得 … 由 得 … ∵ .∴平面 BDE⊥平面 BEC.…………(8 分) (Ⅲ) 解:设 ,设 M(x,y,z),计算得 M(0,2λ,1﹣ λ),………(9 分) 则 , 设平面 BDM 的法向量为 , 由 得 ………(10 分) 易知平面 ABF 的法向量为 ,………(11 分) 由已知得 解得 ,此时 ……(12 分) ∴ ,则 , 即 AM 的长为 .…(13 分)18.已知 Sn 是数列{an}的前 n 项和,a1=2,且 4Sn=an•an+1,数列{bn}中,b1= ,且 bn+1= ,n∈N*. (1)求数列{an}的通项公式; (2)设 cn= (n∈N*),求{cn}的前 n 项和 Tn. 【分析】(1)由 a1=2,且 4Sn=an•an+1,可得 4a1=a1•a2,解得 a2.当 n≥2 时,4an= 4(Sn﹣Sn﹣1),an≠0,可得 an+1﹣an﹣1=4,可得数列{an}的奇数项与偶数项都成等差数 列,公差为 4,即可得出. (2)b1= ,且 bn+1= ,n∈N*.两边取倒数可得: = ﹣ ,化为 ﹣ = ,利用“裂项求和”可得 bn+1,可得 bn.cn= ,再利 用“错位相减法”、等比数列的前 n 项和公式即可得出. 解:(1)∵a1=2,且 4Sn=an•an+1, ∴4a1=a1•a2,解得 a2=4. 当 n≥2 时,4an=4(Sn﹣Sn﹣1)=an•an+1﹣an﹣1an,an≠0, 可得 an+1﹣an﹣1=4, ∴数列{an}的奇数项与偶数项都成等差数列,公差为 4, ∴an=a2k﹣1=2+4(k﹣1)=4k﹣2=2n, a2k=4+4(k﹣1)=4k=2n, ∴an=2n. (2)b1= ,且 bn+1= ,n∈N*.两边取倒数可得: = ﹣ , 化为 ﹣ = , ∴ ﹣ = + + … + + = + +…+ +4 = +3, ∴bn+1= ,可得 bn= .当 n=1 时也成立. ∴cn= = = , ∴{cn}的前 n 项和 Tn= +…+ , = +…+ + , ∴ = +…+ ﹣ = ﹣ =1﹣ ﹣ =1﹣ , ∴Tn=2﹣ . 19.已知函数 f(x)=(x2﹣a+1)ex. (1)当 a=2 时,求曲线 y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程; (2)讨论函数 f(x)的单调的单调性; (3)已知 x1,x2 是 f(x)的两个不同的极值点,x1<x2,且|x1+x2|≥|x1x2|﹣1,若 g (x1)=f(x1)+(x12﹣2)e ,证明:g(x1)≤ . 【分析】(1)确定切点,求导函数,确定切线斜率,即可得到切线方程; (2)先求导,再分类讨论,根据导数和函数单调性的关系即可求出; (2)先确定 0<a≤4,再求得 g(x1)=(x12﹣2x1﹣2)e ,利用导数确定 g(x1)的 单调性求得最大值 ,即可证得结论. 解:(1)当 a=2 时,f(x)=(x2﹣1)ex.∴f′(x)=ex(x2+2x﹣1), ∴f′(1)=2e, ∵f(1)=0, ∴曲线 y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程为 y=2ex﹣2e; (2)∵f(x)=(x2﹣a+1)ex, ∴f′(x)=ex(x2+2x+1﹣a)=ex[(x+1)2﹣a], 当 a≤0 时,f′(x)≥0 恒成立, ∴f(x)在(﹣∞,+∞)上单调递增, 当 a>0 时,令 f′(x)=0,解得 x1=﹣1﹣ ,x2=﹣1+ , 则当 x∈(﹣∞,﹣1﹣ ),(﹣1+ ,+∞)时,f′(x)>0,当 x∈(﹣1﹣ ,﹣ 1+ )时,f′(x)<0, ∴f(x)在(﹣∞,﹣1﹣ ),(﹣1+ ,+∞)上单调递增,在(﹣1﹣ ,﹣ 1+ )上单调递减; 证明(3)由(2)可知当 a>0 时,f(x)的有两个不同极值点, ∵x1,x2 为 f(x)的两个不同极值点 ∴x1+x2=﹣2,x1x2=﹣a+1 ∵|x1+x2|≥|x1x2|﹣1,∴2≥|﹣a+1|﹣1,∴0<a≤4. 由(2)可得又由 f′(x)=(x2+2x﹣a+1)ex=0,x1<x2,解得 x1=﹣1﹣ , ∵0<a≤4,所以 x1=﹣1﹣ ∈[﹣3,﹣1) g(x1)=f(x1)+(x12﹣2) =(2x12﹣a﹣1)e , 又∵x1=﹣1﹣ ,∴a=x12+2x1+1,∴g(x1)=(x12﹣2x1﹣2) , ∴g′(x1)=(x12﹣4) , 令 g′(x1)=0 得 x1=﹣2 或 2, 在区间[﹣3,﹣1)上,g(x1),g′(x1)变化状态如下表: x1 ﹣3 (﹣3,﹣2) ﹣2 (﹣2,﹣1) g(x1) + 0 ﹣ g′(x1) 增 极大值 减 所以当 x1=﹣2 时,g(x1)取得最大值 ,所以 g(x1)≤ .20.(16 分)已知椭圆 的左、右焦点分别为 F1、F2,短轴两个端点 为 A、B,且四边形 F1AF2B 是边长为 2 的正方形. (1)求椭圆的方程; (2)若 C、D 分别是椭圆长的左、右端点,动点 M 满足 MD⊥CD,连接 CM,交椭圆 于点 P.证明: 为定值. (3)在(2)的条件下,试问 x 轴上是否存异于点 C 的定点 Q,使得以 MP 为直径的圆 恒过直线 DP、MQ 的交点,若存在,求出点 Q 的坐标;若不存在,请说明理由. 【分析】(1)由题意知 a=2,b=c,b2=2,由此可知椭圆方程为 . (2)设 M(2,y0),P(x1,y1), ,直线 CM: , 代 入 椭 圆 方 程 x2+2y2 = 4 , 得 ,然后利用根与系数的关系能够推导出 为定 值. ( 3 ) 设 存 在 Q ( m , 0 ) 满 足 条 件 , 则 MQ ⊥ DP . , 再 由 ,由此可知存在 Q(0,0)满足条件. 解:(1)a=2,b=c,a2=b2+c2,∴b2=2;∴椭圆方程为 (2)C(﹣2,0),D(2,0),设 M(2,y0),P(x1,y1), 直线 CM: ,代入椭圆方程 x2+2y2=4, 得 ∵ x1 = ﹣ , ∴ , ∴ , ∴ ∴ (定值) (3)设存在 Q(m,0)满足条件,则 MQ⊥DP 则由 ,从而得 m=0 ∴存在 Q(0,0)满足条件

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