2023-2024学年浙江省杭州市高一(下)期末数学试卷
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这是一份2023-2024学年浙江省杭州市高一(下)期末数学试卷,共16页。试卷主要包含了选择题,填空题,解答题等内容,欢迎下载使用。
1.(5分)已知复数(i是虚数单位,i2=﹣1),则( )
A.1B.±1C.D.
2.(5分)已知向量(k﹣1,1),(k+3,k).若,则实数k的值为( )
A.3B.﹣1C.3或﹣1D.
3.(5分)已知α,β表示两个不同的平面,a,b,c表示三条不同的直线,( )
A.若b∥a,a⊂α,则b∥α
B.若a⊂α,b⊂α,c⊥a,c⊥b,则c⊥α
C.若a⊂α,b⊂α,a∥β,b∥β,则α∥β
D.若a⊥α,a∥b,b⊂β,则α⊥β
4.(5分)已知a>0,b∈R,则a>b是a>|b|的( )
A.充要条件
B.充分不必要条件
C.必要不充分条件
D.既不充分也不必要条件
5.(5分)在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c.若b=2,A=45°,C=75°,则a的值为( )
A.B.C.D.
6.(5分)为了得到函数y=sin2x的图象,可以将函数y=cs2x的图象( )
A.向右平移个单位长度
B.向右平移个单位长度
C.向左平移个单位长度
D.向左平移个单位长度
7.(5分)在某种药物实验中,规定100ml血液中药物含量低于20mg为“药物失效”.现测得实验动物血液中药物含量为0.8mg/ml,若血液中药物含量会以每小时20%的速度减少,那么至少经过( )个小时才会“药物失效”.(参考数据:lg2≈0.3010)
A.4B.5C.6D.7
8.(5分)已知sinθ,csθ是方程x2﹣2sinα•x+sin2β=0的两个实根,则( )
A.4B.3C.2D.1
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。全部选对得6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分。
(多选)9.(6分)已知a>b,则( )
A.0.1a>0.1b
B.10a>10b
C.a4+b4<ab3+a3b
D.
(多选)10.(6分)如图的“弦图”由四个全等的直角三角形和一个小正方形拼成一个大正方形.设直角三角形的两个锐角分别为α,β(α<β),若小正方形的面积为1,大正方形的面积为5,则( )
A.每一个直角三角形的面积为1
B.sinα=2sinβ
C.csα=2csβ
D.cs(α﹣β)
(多选)11.(6分)在平面直角坐标系xOy中,角θ以坐标原点O为顶点,以x轴的非负半轴为始边,其终边经过点P(a,b),|OP|=m(m≠0),定义函数,则( )
A.是函数y=f(θ)的一条对称轴
B.函数y=f(θ)f(﹣θ)是周期为π的函数
C.f(θ)+f2(θ)≤2
D.若a=2b,则
三、填空题:本大题共3小题,每小题5分,共15分。
12.(5分)已知集合A={1,2},B={﹣a,a2+3},若A∪B={1,2,4},则实数a的值为 .
13.(5分)已知x+lny=1,则ex+y的最小值为 .
14.(5分)一个呈直三棱柱的密闭容器,底面是边长为的正三角形,高为6,有一个半径为1的小球在这个容器内可以向各个方向自由滚动,则小球能接触到的容器内壁的最大面积为 .
四、解答题:本大题共5小题,共77分。解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。
15.(13分)设函数.
(1)判断函数f(x)在区间[﹣1,1]上的单调性,并用定义证明结论;
(2)若,求函数的值域.
16.(15分)如图,点P,Q分别是矩形ABCD的边DC,BC上的点,.
(1)若,求的取值范围;
(2)若P是DC的中点,M1,M2,…,M2024依次为边AB的2025等分点.求的值.
17.(15分)已知实数a<0,设函数f(x)=cs2x+asin2x﹣a2,且.
(1)求实数a,并写出f(x)的单调递减区间;
(2)若x0为函数f(x)的一个零点,求cs2x0.
18.(17分)在三棱锥A﹣BCD中,AB=9,其余各棱的长均为6,点E在棱AC上,AE=2EC,过点E的平面与直线CD垂直,且与BC,CD分别交于点F,G.
(1)求线段FG的长度;
(2)求二面角A﹣CD﹣B的余弦值;
(3)求点C到平面DEF的距离.
19.(17分)已知函数f(x),g(x),h(x)的定义域均为R.
定义:①若存在n个互不相同的实数x1,x2,…,xn,使得f(g(xi))=h(f(xi))(i=1,2,3,…,n),则称g(x)与h(x)关于f(x)“n维交换”;
②若对任意x∈R,恒有f(g(x))=h(f(x)),则称g(x)与h(x)关于f(x)“任意交换”.
(1)判断函数g(x)=x+1与h(x)=x﹣1是否关于f(x)=x2“n维交换”,并说明理由;
(2)设f(x)=a(x2+2)(a≠0),g(x)=x2+bx﹣1,若存在函数h(x),使得g(x)与h(x)关于f(x)“任意交换”,求b的值;
(3)设g(x)=k|x2﹣2x|,h(x)若g(x)与h(x)关于f(x)=x“3维交换”,求实数k的值.
2023-2024学年浙江省杭州市高一(下)期末数学试卷
参考答案与试题解析
一.选择题(共8小题)
二.多选题(共3小题)
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.(5分)已知复数(i是虚数单位,i2=﹣1),则( )
A.1B.±1C.D.
【分析】先进行复数的除法运算,整理成最简形式,再求模长.
【解答】解:,i,∴||=1.
故选:A.
【点评】本题考查复数的模,复数的计算,属于基础题.
2.(5分)已知向量(k﹣1,1),(k+3,k).若,则实数k的值为( )
A.3B.﹣1C.3或﹣1D.
【分析】根据平行向量的坐标关系求解.
【解答】解:∵向量(k﹣1,1),(k+3,k),且,
∴(k﹣1)k﹣(k+3)=0,
解得k=﹣1或3.
故选:C.
【点评】本题主要考查了平行向量的坐标关系,属于基础题.
3.(5分)已知α,β表示两个不同的平面,a,b,c表示三条不同的直线,( )
A.若b∥a,a⊂α,则b∥α
B.若a⊂α,b⊂α,c⊥a,c⊥b,则c⊥α
C.若a⊂α,b⊂α,a∥β,b∥β,则α∥β
D.若a⊥α,a∥b,b⊂β,则α⊥β
【分析】根据线面的位置关系,面面的位置关系,根据判定定理即可逐项判断.
【解答】解:选项A:若b∥a,a⊂α,则b∥α或b⊂α,故A错误;
选项B:只有当a,b相交时,c⊥α,故B错误;
选项C:只有当a,b相交时,α∥β,证明面面平行时,
需证明一个平面内两条相交直线分别与另一个平面平行,故C错误;
选项D:若a⊥α,b∥a,则b⊥α,又b⊂β,所以α⊥β,故D正确.
故选:D.
【点评】本题考查线面位置关系的判断,属于中档题.
4.(5分)已知a>0,b∈R,则a>b是a>|b|的( )
A.充要条件
B.充分不必要条件
C.必要不充分条件
D.既不充分也不必要条件
【分析】根据已知条件,结合不等式的性质,即可求解.
【解答】解:令a=2,b=﹣3,满足a>b,但a<|b|,故a>b不能推出a>|b|,
当a>0,a>|b|时,
①当b>0时,a>b,②当b<0时,a>0>b,
故a>|b|能推出a>b,
故a>b是a>|b|的必要不充分条件.
故选:C.
【点评】本题主要考查不等式的性质,属于基础题.
5.(5分)在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c.若b=2,A=45°,C=75°,则a的值为( )
A.B.C.D.
【分析】由已知利用三角形内角和定理可求B的值,进而利用正弦定理即可求解a的值.
【解答】解:因为b=2,A=45°,C=75°,
所以B=180°﹣A﹣C=60°,
由正弦定理,可得a.
故选:B.
【点评】本题考查了三角形内角和定理,正弦定理在解三角形中的应用,考查了转化思想,属于基础题.
6.(5分)为了得到函数y=sin2x的图象,可以将函数y=cs2x的图象( )
A.向右平移个单位长度
B.向右平移个单位长度
C.向左平移个单位长度
D.向左平移个单位长度
【分析】利用诱导公式,函数y=Asin(ωx+φ)的图象变换规律,得出结论.
【解答】解:只需将函数y=cs2x=sin(2x)的图象上的所有点沿x轴向右平移个单位长度,
可得函数y=sin2x的图象,
故选:A.
【点评】本题主要考查诱导公式的应用,函数y=Asin(ωx+φ)的图象变换规律,统一这两个三角函数的名称,是解题的关键,属于基础题.
7.(5分)在某种药物实验中,规定100ml血液中药物含量低于20mg为“药物失效”.现测得实验动物血液中药物含量为0.8mg/ml,若血液中药物含量会以每小时20%的速度减少,那么至少经过( )个小时才会“药物失效”.(参考数据:lg2≈0.3010)
A.4B.5C.6D.7
【分析】由题意得到不等式,两边取对数求出答案.
【解答】解:设经过t小时药物失效”,
由0.8(1﹣20%)t<0.2,即,两边取对数可得,
6.206,
故至少经过7个小时才能驾驶.
故选:D.
【点评】本题考查对数的应用,属于基础题.
8.(5分)已知sinθ,csθ是方程x2﹣2sinα•x+sin2β=0的两个实根,则( )
A.4B.3C.2D.1
【分析】利用同角函数关系即可得.
【解答】解:∵sinθ,csθ是方程x2﹣2sinα•x+sin2β=0的两个实根,
则sinθ+csθ=2sinα,sinθcsθ=sin2β,
∵sin2θ+cs2θ=1,∴(sinθ+csθ)2=1+2sinθcsθ,
∴4sin2α=1+2sin2β,∴2(1﹣cs2α)=1+(1﹣cs2β),
整理即得2cs2α=cs2β,则2.
故选:C.
【点评】本题考查同角函数关系,属于基础题.
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。全部选对得6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分。
(多选)9.(6分)已知a>b,则( )
A.0.1a>0.1b
B.10a>10b
C.a4+b4<ab3+a3b
D.
【分析】根据题意,利用指数函数的性质分析A、B,利用作差法分析C,利用对数函数的性质分析D,综合可得答案.
【解答】解:根据题意,依次分析选项:
对于A,y=0.1x,是减函数,若a>b,则有0.1a<0.1b,A错误;
对于B,y=10x,是增函数,若a>b,则有10a>10b,B正确;
对于C,a4+b4﹣ab3﹣a3b=a3(a﹣b)﹣b3(a﹣b)=(a﹣b)(a3﹣b3),
由于a>b,则a﹣b>0,a3﹣b3>0,则a4+b4﹣ab3﹣a3b>0,即a4+b4>ab3+a3b,C错误;
对于D,ln(a)=ln(),ln(b)=ln),
由于a>b,则,则有ln()<ln(),
即ln(a)<ln(b),D正确.
故选:BD.
【点评】本题考查不等式的性质和应用,注意作差法的应用,属于中档题.
(多选)10.(6分)如图的“弦图”由四个全等的直角三角形和一个小正方形拼成一个大正方形.设直角三角形的两个锐角分别为α,β(α<β),若小正方形的面积为1,大正方形的面积为5,则( )
A.每一个直角三角形的面积为1
B.sinα=2sinβ
C.csα=2csβ
D.cs(α﹣β)
【分析】根据正方形的性质算出图中直角三角形的两条直角边长,计算出它的面积,判断出A项的正误;根据锐角三角函数的定义,求出α、β的正弦和余弦,由此判断出B、C两项的正误;根据两角差的余弦公式,列式算出cs(α﹣β),进而判断出D项的正误.
【解答】解:根据题意,可得小正方形的边长为1,大正方形的边长为,
对于A,图中的直角三角形的斜边长为,一条直角边长为1,
所以它的另一条直角边长为2,可得直角三角形的面积S2×1=1,故A项正确;
对于B,由锐角三角函数的定义,可得sinα,sinβ,所以sinαsinβ,可知B项不正确;
对于C,根据锐角三角函数的定义,得csα=2csβ,故C项正确;
对于D,由前面的分析,可得cs(α﹣β)=csαcsβ+sinαsinβ,故D项正确.
故选:ACD.
【点评】本题主要考查正方形的性质、锐角三角函数的定义、两角和与差的三角函数公式等知识,属于基础题.
(多选)11.(6分)在平面直角坐标系xOy中,角θ以坐标原点O为顶点,以x轴的非负半轴为始边,其终边经过点P(a,b),|OP|=m(m≠0),定义函数,则( )
A.是函数y=f(θ)的一条对称轴
B.函数y=f(θ)f(﹣θ)是周期为π的函数
C.f(θ)+f2(θ)≤2
D.若a=2b,则
【分析】由已知结合三角函数定义先求出f(θ),然后结合正弦函数的性质,同角基本关系,二倍角公式,辅助角公式,正弦函数的性质检验各选项即可判断.
【解答】解:由题意可得sinθ+csθ,
A,f(θ)=sinθ+csθsin(),
因为f()=1,不是函数的最值,显然x不是函数的最值,A错误;
B,y=f(θ)f(﹣θ)=(sinθ+csθ)(﹣sinθ+csθ)=cs2θ,周期为π,B正确;
C,f(θ)+f2(θ)+f2(θ)=sinθ+csθ+(sinθ+csθ)2=1+sinθ+csθ+2sinθcsθ,
令t=sinθ+csθ,则t2=1+2sinθcsθ,
所以2sinθcsθ=t2﹣1,
f(θ)+f2(θ)=1+sinθ+csθ+2sinθcsθ=t2+t,
又t=sinθ+csθ∈[],
根据二次函数的性质可知,当t时,上式取得最大值2,C正确;
D,若a=2b,即csθ=2sinθ,
因为1+f(2θ)=1+cs2θ+sin2θ=2cs2θ+2sinθcsθ,
1﹣f(﹣2θ)=1﹣(cs2θ﹣sin2θ)=2sin2θ+2sinθcsθ,
所以2,D正确.
故选:BCD.
【点评】本题以新定义为载体,主要考查了三角函数的定义,正弦函数周期,最值的求解,还考查了二倍角公式,辅助角公式及正弦函数,二次函数性质的综合应用,属于中档题.
三、填空题:本大题共3小题,每小题5分,共15分。
12.(5分)已知集合A={1,2},B={﹣a,a2+3},若A∪B={1,2,4},则实数a的值为 ﹣1 .
【分析】根据已知条件,结合并集的定义,并分类讨论,即可求解.
【解答】解:﹣a=4,
则a=﹣4,集合B={﹣4,19},
不满足A∪B={1,2,4},舍去,
当a2+3=4,
则a=1或a=﹣1,
当a=1时,集合B={﹣1,4},不满足A∪B={1,2,4},舍去,
当a=﹣1时,集合B={1,4},满足A∪B={1,2,4},符合题意,
综上所述,a=﹣1.
故答案为:﹣1.
【点评】本题主要考查并集及其运算,属于基础题.
13.(5分)已知x+lny=1,则ex+y的最小值为 .
【分析】由对数的运算可得y=e1﹣x,再由基本不等式计算可得.
【解答】解:因为x+lny=1,所以lny=1﹣x,所以y=e1﹣x,
所以ex+y=ex+e1﹣x,
当且仅当ex=e1﹣x,即时,等号成立,
所以ex+y的最小值为.
故答案为:.
【点评】本题考查指数、对数的运算,基本不等式的应用,属于基础题.
14.(5分)一个呈直三棱柱的密闭容器,底面是边长为的正三角形,高为6,有一个半径为1的小球在这个容器内可以向各个方向自由滚动,则小球能接触到的容器内壁的最大面积为 72 .
【分析】由题意可得小球能接触到的容器内壁的形状,再由三角形与矩形的面积公式求解.
【解答】解:因为直三棱柱的密闭容器的底面边长为,且为正三角形,容器的高为6,
小球的半径为1,则小球在这个容器内向各个方向自由滚动时,
小球能接触到的容器内壁分为两部分,即上下底面部分与侧面部分.
上下底面部分是正三角形,边长为,面积为;
侧面部分是底边长为4,高为4的矩形,面积为.
则小球能接触到的容器内壁的最大面积为.
故答案为:.
【点评】本题考查棱柱与球位置关系的应用,考查空间想象能力与思维能力,考查运算求解能力,是中档题.
四、解答题:本大题共5小题,共77分。解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。
15.(13分)设函数.
(1)判断函数f(x)在区间[﹣1,1]上的单调性,并用定义证明结论;
(2)若,求函数的值域.
【分析】(1)先判断然后利用单调性的定义即可得证;
(2)由题可得,然后利用复合函数的单调性并结合(1)的结论即可求解.
【解答】解:(1)函数f(x)在[﹣1,1]上单调递增,
证明:任取x1<x2∈[﹣1,1],
则
,
因为﹣1≤x1<x2≤1,
所以x1﹣x2<0,1﹣x1x2>0,
所以f(x1)﹣f(x2)<0,
所以f(x1)<f(x2),
所以函数f(x)在区间[﹣1,1]上为递增函数;
(2)因为,
则,,
所以,
由(1)的证明过程知,易证f(x)在[1,+∞)上单调递减,
所以由复合函数的单调性可得,函数f(x2)在[0,1]上单调递增,在[1,+∞)上单调递减,
所以当时,g(x)在,1]递增,[1,3]递减,
所以g(x)max=g(1)=1+2f(1)=2,
又g()=1+2f(),g(3)=1+2f(9),
显然,故g(x)min,
所以.
【点评】本题考查了函数单调性的判定和证明及单调性的应用,属于中档题.
16.(15分)如图,点P,Q分别是矩形ABCD的边DC,BC上的点,.
(1)若,求的取值范围;
(2)若P是DC的中点,M1,M2,…,M2024依次为边AB的2025等分点.求的值.
【分析】(1)由向量的线性运算和数量积运算即可求解;
(2)由向量加法的平行四边形法则即可求解.
【解答】解:(1)由题意,在矩形ABCD中,,
,
则
=3λ+4λ=7λ∈[0,7],
即的取值范围是[0,7];
(2)取AB的中点E,连接PE,
由向量加法的平行四边形法则可知,
.
【点评】本题考查平面向量的线性运算及数量积运算,属基础题.
17.(15分)已知实数a<0,设函数f(x)=cs2x+asin2x﹣a2,且.
(1)求实数a,并写出f(x)的单调递减区间;
(2)若x0为函数f(x)的一个零点,求cs2x0.
【分析】(1)可得,然后将a代入原函数化简可得,再利用三角函数的单调性即可求解;
(2)由x0为函数f(x)的一个零点可得,令,则,,然后代入中即可求解.
【解答】解:(1)由题,
即,解得,
所以,
令(k∈Z),
解得:(k∈Z),
因此f(x)的减区间是,k∈Z;
(2)因为x0为函数f(x)的一个零点,
则由(1)可得,令,则,
可知,又,
所以,
则
.
【点评】本题考查了三角函数的性质及三角函数公式的应用,属于中档题.
18.(17分)在三棱锥A﹣BCD中,AB=9,其余各棱的长均为6,点E在棱AC上,AE=2EC,过点E的平面与直线CD垂直,且与BC,CD分别交于点F,G.
(1)求线段FG的长度;
(2)求二面角A﹣CD﹣B的余弦值;
(3)求点C到平面DEF的距离.
【分析】(1)由题设条件,用几何法即可求得FG的长;
(2)取CD中点M,可得∠AMB为二面角A﹣CD﹣B的平面角,由余弦定理即可求得;
(3)由等体积法即可求得点C到平面DEF的距离.
【解答】解:(1)因为过点E的平面与直线CD垂直,且与BC,CD分别交于点F,G,
故CD⊥EF,CD⊥EG,CD⊥FG,
在平面ACD内,过E作CD的垂线,垂足为G,
由AE=2EC,可知EC=2,结合△ACD为等边三角形,可知CG=1,
过G作CD的垂线,交BC于F,
结合∠DCB=60°,可知CF=2,;
(2)取CD中点M,则CD⊥AM,CD⊥BM,
故∠AMB为二面角A﹣CD﹣B的平面角,
易知,
由余弦定理得;
(3)设C到平面DEF的距离为h,则由VC﹣DEF=VE﹣CDF,
可得,
由余弦定理得,
即,同理可得,
因为,,可知,
故,
另一方面,,
解得.
【点评】本题考查几何法求解二面角,考查等体积法求解点到平面的距离,属中档题.
19.(17分)已知函数f(x),g(x),h(x)的定义域均为R.
定义:①若存在n个互不相同的实数x1,x2,…,xn,使得f(g(xi))=h(f(xi))(i=1,2,3,…,n),则称g(x)与h(x)关于f(x)“n维交换”;
②若对任意x∈R,恒有f(g(x))=h(f(x)),则称g(x)与h(x)关于f(x)“任意交换”.
(1)判断函数g(x)=x+1与h(x)=x﹣1是否关于f(x)=x2“n维交换”,并说明理由;
(2)设f(x)=a(x2+2)(a≠0),g(x)=x2+bx﹣1,若存在函数h(x),使得g(x)与h(x)关于f(x)“任意交换”,求b的值;
(3)设g(x)=k|x2﹣2x|,h(x)若g(x)与h(x)关于f(x)=x“3维交换”,求实数k的值.
【分析】(1)根据1维交换的定义判断即可.
(2)根据复合函数的相关知识求解即可.
(3)构造F(x)=f(g(x))﹣h(f(x)),根据x的大小分类讨论.
【解答】解:(1)g(x)与h(x)关于f(x)是“1维交换”,
理由如下:因为f(g(x))=(x+1)2,h(f(x))=x2﹣1,
令f(g(x))=h(f(x)),
所以(x+1)2=x2﹣1,
解得x=﹣1,所以f(g(x))=h(f(x))有唯一解x=﹣1,
所以g(x)与h(x)关于f(x)“1维交换”.
(2)由题意可知,对任意的x∈R,f(g(x))=h(f(x))成立,
即对任意的x∈R,a[(x2+bx﹣1)2+2]=h(a(x2+2))因为h(x)为函数,
且h(a(﹣x)2+2)=h(a(x2+2)),
故b=0,
故a[(x2﹣1)2+2]=h(a(x2+2)),
即,
所以,
综上所述,b=0.
(3)由题意知,令F(x)=f(g(x))﹣h(f(x)),
即F(x)在R上有三个零点.x=0显然是F(x)的零点.
显然k≤0时不符合题意.所以k>0,
①当x>2时,k(x2﹣2x)=x2+1,即(k﹣1)x2﹣2kx﹣1=0令m(x)=(k﹣1)x2﹣2kx﹣1,y=m(x)恒过点(0,﹣1)和(2,﹣5),
则当k>1时,m(x)=(k﹣1)x2﹣2kx﹣1在x>2有且只有一个零点,
当0<k≤1,y=m(x)在x>2没有零点,
②当0<x≤2时,k(﹣x2+2x)=x2+1,即(k+1)x2﹣2kx+1=0,
令n(x)=(k+1)x2﹣2kx+1,y=n(x)恒过点(0,1)和(2,5),
时在0<x≤2只有一个零点,在0<x≤2有两个零点,时在0<x≤2没有零点,
③当x<0时,k(x2﹣2x)=x2﹣1,(k﹣1)x2﹣2kx+1=0恒过点(0,1)和(2,﹣3)当k≥1时无零点,当0<k<1,有一个零点,
综上所述:时,F(x)有3个零点,即g(x)与h(x)关于f(x)=x“3维交换”.
【点评】本题以函数新定义为数学背景考查函数与方程的综合应用,属于难题.
声明:试题解析著作权属菁优网所有,未经书面同意,不得复制发布日期:2025/5/27 15:57:28;用户:高中数学朱老师;邮箱:rFmNt90mRiXzEYJeDrg1uSD0fc@;学号:37103942题号
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答案
A
C
D
C
B
A
D
C
题号
9
10
11
答案
BD
ACD
BCD
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