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江苏省南京市2026届高三上学期学情调研数学试卷(含答案)
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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,请把答案填涂在答题卡相应位置上.
1.B 2.D 3.A 4.C 5.A 6.A 7.D 8.D
二、选择题:本大题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求,请把答案填涂在答题卡相应位置上.全部选对得6分,部分选对得部分分,不选或有错选的得0分.
9.BD 10.ACD 11.ACD
三、填空题:本大题共3小题,每小题5分,共15分.请把答案填写在答题卡相应位置上.
12.10 13.eq \r(10) 14.eq \f(3,2)
四、解答题:本大题共5小题,共77分.请在答题卡指定区域内作答,解答时应写出必要的文字说明,证明过程或演算步骤.
15.(本小题满分13分)
解:(1)法一:P(X≥1)=1-P(X=0)=1-( eq \f(5,8))23分
= eq \f(39,64);5分
法二:P(X≥1)=P(X=1)+P(X=2)= eq \f(5,8)× eq \f(3,8)×2+ eq \f(3,8)× eq \f(3,8)3分
= eq \f(39,64).5分
Y的可能取值为0,1,2,
法一:P(Y=0)= eq \f(A\(\s\up1(2),5),A\(\s\up1(2),8))= eq \f(5,14),7分
P(Y=1)= eq \f(A\(\s\up1(1),5)A\(\s\up1(1),3) A\(\s\up1(2),2),A\(\s\up1(2),8))= eq \f(15,28),9分
P(Y=2)= eq \f(A\(\s\up1(2),3),A\(\s\up1(2),8))= eq \f(3,28),11分
法二:P(Y=0)= eq \f(C\(\s\up1(2),5),C\(\s\up1(2),8))= eq \f(5,14),7分
P(Y=1)= eq \f(C\(\s\up1(1),5)C\(\s\up1(1),3),C\(\s\up1(2),8))= eq \f(15,28),9分
P(Y=2)= eq \f(C\(\s\up1(2),3),C\(\s\up1(2),8))= eq \f(3,28),11分
则分布列为:
所以E(Y)=0× eq \f(5,14)+1× eq \f(15,28)+2× eq \f(3,28)= eq \f(3,4).13分
16.(本小题满分15分)
解:(1)由△an=(n+1)2+(n+1)+1-(n2+n+1)2分
=2n+2,4分
△an+1-△an=[2(n+1)+2]-(2n+2)=2(定值),
所以{△an}是等差数列.6分
(2)由△an=eq \f(2n2+2n+1,n2+n)=2+eq \f(1,n(n+1)),8分
得aeq \s\d2(n+1)-aeq \s\d2(n)=2+eq \f(1,n(n+1))=2+eq \f(1,n)-eq \f(1,n+1),10分
方法一:当n≥2时,
aeq \s\d2(n)=(aeq \s\d2(2)-aeq \s\d2(1))+(aeq \s\d2(3)-aeq \s\d2(2))+…+(aeq \s\d2(n)-aeq \s\d2(n-1))+aeq \s\d2(1)12分
=(2+1-eq \f(1,2))+(2+eq \f(1,2)-eq \f(1,3))+…+(2+eq \f(1,n-1)-eq \f(1,n))+1
=2(n-1)+1-eq \f(1,n)+1=2n-eq \f(1,n),14分
又aeq \s\d2(1)=1符合上式,
所以an=2n-eq \f(1,n).15分
方法二:aeq \s\d2(n+1)+eq \f(1,n+1)=aeq \s\d2(n)+eq \f(1,n)+2
令beq \s\d2(n)=aeq \s\d2(n)+eq \f(1,n),则数列{bn}是以2为公差,首项为2的等差数列12分
所以beq \s\d2(n)=2+2(n-1)=2n,14分
所以an=2n-eq \f(1,n).15分
17.(本小题满分15分)
解:(1)法一:取A1C1中点P,连接PN,AP,
因为M,N分别为AB和B1C1的中点,
所以NP∥A1B1,且NP=eq \f(1,2)A1B12分
又因为棱柱ABC-A1B1C1,
所以AB∥A1B1,且AB=A1B1,
则AM∥A1B1,且AM=eq \f(1,2)A1B1,
所以AM∥NP,且AM=NP,
所以四边形AMNP为平行四边形,
所以MN∥AP,4分
因为AP平面ACC1A1,MN平面ACC1A1,
所以MN∥平面ACC1A1.6分
法二:取BC中点Q,连结MQ,NQ,
因为M为AB中点,所以MQ∥AC, 1分
因为AC平面ACC1A1,MQ平面ACC1A1,
所以MQ∥平面ACC1A1.2分
因为棱柱ABC-A1B1C1,N为B1C1中点,
所以CQ∥C1N且CQ=C1N,
所以四边形CQNC1为平行四边形,所以NQ∥CC1,
因为CC1平面ACC1A1,NQ平面ACC1A1,
所以NQ∥平面ACC1A1.4分
因为NQ,MQ平面MNQ,NQ∩MQ=Q,
所以平面MNQ∥平面ACC1A1,
又MN平面MNQ,
所以MN∥平面ACC1A1.6分
法三:
因为 eq \(MN,\s\up8(→))= eq \(CC1,\s\up8(→))- eq \f(1,2) eq \(CA,\s\up8(→)),2分
所以 eq \(MN,\s\up8(→)), eq \(CC1,\s\up8(→)), eq \(CA,\s\up8(→))共面.4分
又因为MN平面ACC1A1;
所以MN∥平面ACC1A1.6分
(2)因为AC=2eq \r(2),AB=2eq \r(3),∠ACB=90°,
所以BC=eq \r(AB2-AC2)=eq \r(12-8)=2.
因为直三棱柱ABC-A1B1C1,所以C1C⊥平面ABC,
以C为坐标原点,CA,CB,CC1分别为x,y,z轴建立如图空间直角坐标系,设CC1=t(t>0),
则A(2eq \r(2),0,0),B(0,2,0),C(0,0,0),M(eq \r(2),1,0),N(0,1,t),A1(2eq \r(2),0,t),8分
所以eq \(\s\up6(→),CA1)=(2eq \r(2),0,t),eq \(\s\up6(→),MN)=(-eq \r(2),0,t),eq \(\s\up6(→),CM)=(eq \r(2),1,0),
因为MN⊥CA1,所以eq \(\s\up6(→),MN)·eq \(\s\up6(→),CA1)=0,即-4+t2=0,所以t=2.10分
则eq \(\s\up6(→),MN)=(-eq \r(2),0,2),设平面CMN的一个法向量为m=(x,y,z),
则eq \b\lc\{(\a\al(m·eq \(\s\up6(→),MN)=0,,m·eq \(\s\up6(→),CM)=0.))即eq \b\lc\{(\a\al(-eq \r(2)x+2z=0,,eq \r(2)x+y=0.))取x=eq \r(2),则y=-2,z=1,
则m=(eq \r(2),-2,1).12分
又eq \(\s\up6(→),CA1)=(2eq \r(2),0,2),设A1C与平面CMN所成角为θ,
则sinθ=|cs<eq \(\s\up6(→),CA1),m>|=eq \f(|eq \(\s\up6(→),CA1)·m|,|eq \(\s\up6(→),CA1)||m|)=eq \f(4+2,2eq \r(3)×eq \r(7))=eq \f(\r(21),7),
所以A1C与平面CMN所成角的正弦值为eq \f(\r(21),7).15分
18.(本小题满分17分)
解:(1)由题意,C方程为 EQ \F(x2,a2)- EQ \F(y2,a2)=1,则c2=a2+a2=2a2,即c=eq \r(2)a.
因为|F1F2|=4,所以2c=4,则c=2,所以a=eq \r(2),
所以双曲线C的方程为 eq \f(x2,2)- eq \f(y2,2)=1.2分
(2)由双曲线定义知|AF1|-|AF2|=2 eq \r(,2),|BF1|-|BF2|=2 eq \r(,2).
所以ΔABF1的周长为
|AF1|+|BF1|+|AB|=(|AF2|+2 eq \r(,2))+(|BF2|+2 eq \r(,2))+|AB|=4 eq \r(,2)+2|AB|.
已知ΔABF1的周长为16 eq \r(,2),则4 eq \r(,2)+2|AB|=16 eq \r(,2),解得|AB|=6 eq \r(,2).4分
法一:设直线l的方程为x=my+2,A(x1,y1),B(x2,y2).
联立 eq \b\lc\{(\a\ac\c1\hs2\vs2(x=my+2,\f(x2,2)-\f(y2,2)=1)),消去x得(my+2)2-y2=2,即(m2-1)y2+4my+2=0.
当m2=1时,方程化为一次方程,不符合有两个交点的条件,所以m2≠1.
此时△=16m2-8(m2-1)=8(m2+1)>0,
y1+y2=- eq \f(4m,m2-1),y1y2= eq \f(2,m2-1).6分
由于A,B均在C的右支上,所以y1y2<0,即m2-1<0,所以m2<1.
因为|AB|= eq \r(,1+m2)· eq \r(,(y1+y2)2-4y1y2)
= eq \r(,1+m2)· eq \r(,(-\f(4m,m2-1))2-4×\f(2,m2-1))=2eq \r(2)· eq \f(1+m2,|m2-1|)8分
所以2eq \r(2)· eq \f(1+m2,1-m2)=6 eq \r(,2),解得m2=eq \f(1,2),即m=±eq \f(\r(2),2),
所以直线l的方程为eq \r(2)x-y-2eq \r(2)=0或eq \r(2)x+y-2eq \r(2)=0.10分
(若设直线l的方程为y=k(x-2),x1+x2= eq \f(4k2,k2-1),x1x2= eq \f(4k2+2,k2-1).
|AB|=2eq \r(2)· eq \f(1+k2,|k2-1|),参照给分)
法二:设直线l的方程为y=k(x-2),A(x1,y1),B(x2,y2).
联立 eq \b\lc\{(\a\ac\c1\hs2\vs2(y=k(x-2),\f(x2,2)-\f(y2,2)=1)),消去y 得(1-k2)x2+4k2x-4k2-2=0
则1-k2≠0,△=16k4+4(1-k2)(4k2+2)=8(1+k2)>0,
x1+x2= eq \f(4k2,k2-1).6分
由统一定义得,准线方程为x=1,
AF2=eq \r(2)|x1-1|=eq \r(2)(x1-1),BF2=eq \r(2)|x2-1|=eq \r(2)(x2-1),
AB=AF2+BF2=eq \r(2)(x1+x2)-2eq \r(2)= eq \f(4eq \r(2)k2,k2-1)-2eq \r(2)=6eq \r(2),8分
解得k=±eq \r(2),
所以直线l的方程为eq \r(2)x-y-2eq \r(2)=0或eq \r(2)x+y-2eq \r(2)=0.10分
(3)设M(t,0),
法一: (i)当直线l与x轴不重合时,设直线l的方程为x=my+2,
由(2)可得y1+y2=- eq \f(4m,m2-1),y1y2= eq \f(2,m2-1).
x1=my1+2,x2=my2+2.
则eq \(\s\up6(→),MA)=(x1-t,y1),eq \(\s\up6(→),MB)=(x2-t,y2).
eq \(\s\up6(→),MA)·eq \(\s\up6(→),MB)=(x1-t)(x2-t)+y1y2=(my1+2-t)(my2+2-t)+y1y2
=(m2+1)y1y2+m(2-t)(y1+y2)+(2-t)2
=(m2+1)· eq \f(2,m2-1)+m(2-t)·(- eq \f(4m,m2-1))+(2-t)2.13分
设eq \(\s\up6(→),MA)·eq \(\s\up6(→),MB)=λ,整理得(t2-2-λ)m2+2+λ-(t-2)2=0.
因为上式对任意m≠±1,m∈R都成立,所以eq \b\lc\{(\a\al(t2-2-λ=0,,2+λ-(t-2)2=0)).15分
解得t=1,λ=-1.
(ii)当直线l与x轴重合时,A,B的坐标分别为(eq \r(2),0),(-eq \r(2),0).
若t=1,则eq \(\s\up6(→),MA)·eq \(\s\up6(→),MB)=(eq \r(2)-1)(-eq \r(2)-1)=-1.
综上,存在x轴上的定点M(1,0),使eq \(\s\up6(→),MA)·eq \(\s\up6(→),MB)为定值-1.17分
法二:(i)当直线l的斜率存在时,
设直线l的方程为y=k(x-2),A(x1,y1),B(x2,y2).
联立 eq \b\lc\{(\a\ac\c1\hs2\vs2(y=k(x-2),\f(x2,2)-\f(y2,2)=1)),消去y 得(1-k2)x2+4k2x-4k2-2=0.
则1-k2≠0,△=16k4+4(1-k2)(4k2+2)=8(1+k2)>0,
x1+x2= eq \f(4k2,k2-1),x1x2= eq \f(4k2+2,k2-1).
y1=k(x1-2),y2=k(x2-2).
则eq \(\s\up6(→),MA)=(x1-t,y1),eq \(\s\up6(→),MB)=(x2-t,y2).
eq \(\s\up6(→),MA)·eq \(\s\up6(→),MB)=(x1-t)(x2-t)+y1y2=(x1-t)(x2-t)+k2(x1-2)(x2-2)
=(1+k2)x1x2-(t+2k2)(x1+x2)+t2+4k2
=(1+k2)· eq \f(4k2+2,k2-1)-(t+2k2)· eq \f(4k2,k2-1)+t2+4k2.13分
设eq \(\s\up6(→),MA)·eq \(\s\up6(→),MB)=λ,整理得[λ+2-(t-2)2]k2+t2-2-λ=0.
因为上式对任意k≠±1,k∈R都成立,所以eq \b\lc\{(\a\al(t2-2-λ=0,,2+λ-(t-2)2=0)).15分
解得t=1,λ=-1.
(ii)当直线l⊥x轴时,A,B的坐标分别为(2,eq \r(2)),(2,-eq \r(2)).
若t=1,则eq \(\s\up6(→),MA)·eq \(\s\up6(→),MB)=(2-1)×(2-1)+eq \r(2)×(-eq \r(2))=-1.
综上,存在x轴上的定点M(1,0),使eq \(\s\up6(→),MA)·eq \(\s\up6(→),MB)为定值-1.17分
19.(本小题满分17分)
解:(1)若a=1,则f(x)=lnx+eq \f(1,x)+x-1,f '(x)=eq \f(1,x)-eq \f(1,x2)+1,定义域为(0,+∞).
1分
因为y=-x+b是曲线y=f(x)的切线,设切点为(x0,f(x0)),
所以f '(x0)=-1,即eq \f(1,x0)-eq \f(1,x02)+1=-1,整理得2x02+x0-1=0,
解得x0=-1(舍),或x0=eq \f(1,2).3分
则f(eq \f(1,2))=-ln2+eq \f(3,2).
因为切点(eq \f(1,2),-ln2+eq \f(3,2))在切线y=-x+b上,所以b=2-ln2.4分
(2)f '(x)=eq \f(1,x)-eq \f(1,x2)+a=eq \f(ax2+x-1,x2),
法一:①当a<0时,定义域为(-∞,0),此时ax2+x-1<0,则f '(x)<0,
所以f(x)在(-∞,0)上单调递减;6分
②当a>0时,定义域为(0,+∞),此时方程ax2+x-1=0的两根x1=eq \f(-1-eq \r(1+4a),2a),
x2=eq \f(-1+eq \r(1+4a),2a),且x1<0<x2 .7分
所以当0<x<x2,f '(x)<0,f(x)在(0,eq \f(-1+eq \r(1+4a),2a))上单调递减
当x>x2,f '(x)>0,f(x)在(eq \f(-1+eq \r(1+4a),2a),+∞)上单调递增.
9分
综上:当a<0时,f(x)在(-∞,0)上单调递减;
当a>0时,f(x)在(0,eq \f(-1+eq \r(1+4a),2a))上单调递减,在(eq \f(-1+eq \r(1+4a),2a),+∞)上单调递增.
法二:令g(x)=ax2+x-1,则△=1+4a, 对称轴为x=-eq \f(1,2a).
①当a<0时,定义域为(-∞,0).
(i)当a≤-eq \s\d1(\f(1,4))时,△≤0,g(x)≤0,则f '(x)≤0,所以f(x)在(-∞,0)上单调递减;5分
(ii)当-eq \s\d1(\f(1,4))<a<0时,△>0, 对称轴为x=-eq \f(1,2a)>0,则g(x)在(-∞,0)单调递增,
则g(x)<g(0)=-1,所以g(x)<0,则f '(x)<0,所以f(x)在(-∞,0)上单调递减;
6分
②当a>0时,定义域为(0,+∞). △=1+4a>0,x=-eq \f(1,2a)<0,则g(x)在(0,+∞)单调递增,且g(0)=-1. 令g(x)=ax2+x-1=0,则x=eq \f(-1+eq \r(1+4a),2a). 7分
当0<x<eq \f(-1+eq \r(1+4a),2a),f '(x)<0,f(x)在(0,eq \f(-1+eq \r(1+4a),2a))上单调递减
当x>eq \f(-1+eq \r(1+4a),2a),f '(x)>0,f(x)在(eq \f(-1+eq \r(1+4a),2a),+∞)上单调递增.
9分
综上:当a<0时,f(x)在(-∞,0)上单调递减;
当a>0时,f(x)在(0,eq \f(-1+eq \r(1+4a),2a))上单调递减,在(eq \f(-1+eq \r(1+4a),2a),+∞)上单调递增.
(3)①当a<0时,
法一:当a<0时,由(2)知f(x)在(-∞,0)上单调递减,注意到f(eq \f(1,a))=1,
若f(x)<1有且仅有一个整数解,则该整数解必为-1.
则-2≤eq \f(1,a)<-1,所以-1<a≤-eq \f(1,2);11分
法二:当a<0时,由(2)知f(x)在(-∞,0)上单调递减.
若f(x)<1有且仅有一个整数解,则该整数解必为-1.
则eq \b\lc\{(\a\al(f(-1)<1,f(-2)≥1))即eq \b\lc\{(\a\al(ln(-a)-1-2a<1,ln(-2a)-\f(1,2)-3a≥1)),即 eq \b\lc\{(\a\ac\c1\hs2\vs2(ln(-2a)-3a-\s\d1(\f(3,2))≥0,ln(-a)-2a-2<0)) .
令-a=t>0,
令h(t)=ln(2t)+3t- eq \s\d1(\f(3,2))≥0,
因为h(t)在(0,+∞)单调递增,且h(eq \s\d1(\f(1,2)))=0. 则t≥eq \s\d1(\f(1,2)),即a≤-eq \s\d1(\f(1,2)).10分
令φ(t)=lnt+2t-2<0,因为φ(t)在(0,+∞)单调递增,且h(1)=0. 则t<1,即a>-1.
所以-1<a≤-eq \f(1,2)11分
②当a>0时,
法一:当a>0时,【讨论极值点eq \f(-1+eq \r(1+4a),2a)与显零点eq \f(1,a)的大小关系】
由(2)知f(x)在(0,eq \f(-1+eq \r(1+4a),2a))上单调递减,在(eq \f(-1+eq \r(1+4a),2a),+∞)上单调递增.
注意到f(eq \f(1,a))=1.
(i)当eq \f(1,a)=eq \f(-1+eq \r(1+4a),2a),即a=2时,f(x)min=f( eq \s\d1(\f(1,2)))=1,此时f(x)<1无解,舍去.
12分
(ii)当eq \f(1,a)<eq \f(-1+eq \r(1+4a),2a),即a>2时,此时eq \f(1,a)<eq \s\d1(\f(1,2)).
若f(x)<1有且仅有一个整数解,则该整数解只能为1.从而eq \b\lc\{(\a\al(f(1)<1,,f(2)≥1,))即eq \b\lc\{(\a\al(lna<1,,ln(2a)+a≥eq \f(1,2),))化简得eq \b\lc\{(\a\al(0<a<1,,ln(2a)+a≥eq \f(1,2).))这与a>2矛盾,舍去.14分
(iii)当eq \f(1,a)>eq \f(-1+eq \r(1+4a),2a),即0<a<2时,此时eq \f(1,a)>eq \s\d1(\f(1,2)).
若f(x)<1有且仅有一个整数解,则该整数解必为1.从而1<eq \f(1,a)≤2,所以eq \f(1,2)≤a<1.
16分
综上,-1<a≤-eq \f(1,2)或eq \f(1,2)≤a<1.17分
法二:当a>0时,【关注极值点eq \f(-1+eq \r(1+4a),2a)与1的大小关系】
由(2)知f(x)在(0,eq \f(-1+eq \r(1+4a),2a))上单调递减,在(eq \f(-1+eq \r(1+4a),2a),+∞)上单调递增.
f '(x)=eq \f(1,x)-eq \f(1,x2)+a=eq \f(ax2+x-1,x2),x>0.
令g(x)=ax2+x-1,g(0)=-1<0,g(1)=a>0, 则0<eq \f(-1+eq \r(1+4a),2a)<1.12分
【另解:因为eq \f(-1+eq \r(1+4a),2a)<eq \f(-1+eq \r(1+4a+4a2),2a)=eq \f(-1+(1+2a),2a)=1】
所以f(x)在[1,+∞)上单调递增.
若f(x)<1有且仅有一个整数解,则该整数解只能为1.
从而eq \b\lc\{(\a\al(f(1)<1,,f(2)≥1,))即eq \b\lc\{(\a\al(lna<1,,ln(2a)+a≥eq \f(1,2),))化简得eq \b\lc\{(\a\al(0<a<1,,ln(2a)+a≥eq \f(1,2).))14分
设g(a)=ln(2a)+a,因为g'(a)=eq \f(1,a)+1>0,所以g(a)在(0,+∞)上单调递增.
又因为g(eq \f(1,2))=eq \f(1,2),所以g(a)≥eq \f(1,2)的解集为a≥eq \f(1,2).
故a的取值范围是[eq \f(1,2),1).16分
综上,-1<a≤-eq \f(1,2)或eq \f(1,2)≤a<1.17分
法三:当a>0时,【关注极值点eq \f(-1+eq \r(1+4a),2a)与eq \f(1,a)和1的大小关系】
由(2)知f(x)在(0,eq \f(-1+eq \r(1+4a),2a))上单调递减,在(eq \f(-1+eq \r(1+4a),2a),+∞)上单调递增,
f(1)=lna+112分
(i)当0<a<1时,f(1)=lna+1<1
则1为f(x)<1的整数解. 注意到f(eq \f(1,a))=1,eq \f(-1+eq \r(1+4a),2a)<eq \f(1,a),
若f(x)<1有且仅有一个整数解,则1<eq \f(1,a)≤2,所以eq \f(1,2)≤a<1;14分
(ii)当a≥1时,eq \f(-1+eq \r(1+4a),2a)<1,
由(2)知定义域为(0,+∞)且f(x)在(1,+∞)上单调递增,
又因为f(1)=lna+1≥1,所以f(x)<1无整数解.16分
综上,-1<a≤-eq \f(1,2)或eq \f(1,2)≤a<1.17分
Y
0
1
2
P
eq \f(5,14)
eq \f(15,28)
eq \f(3,28)
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