2022届“四省八校”高三下学期开学考试数学(文)试题含解析
展开2022 届“四省八校”高三下学期开学考试数学(文)试题
一、单选题
1.若集合,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据分式不等式解法解出集合A,根据对数的运算法则计算出集合B,再根据集合交集运算得结果.
【详解】,
,
∴.
故选:C.
2.已知,复数(为虚部单位)为纯虚数,则z的共轭复数的虚部为( )
A.1 B. C. D.
【答案】B
【分析】根据复数的出发运算结合纯虚数的定义求出,从而可求出复数,即可得出答案.
【详解】解:,
因为复数(为虚部单位)为纯虚数,
所以,解得,
所以,所以,
所以z的共轭复数的虚部为.
故选:B.
3.已知,,则“”是“存在使得”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】D
【分析】根据充分条件,必要条件的定义,以及诱导公式即可判断.
【详解】(1)当存在使得时,
则;
即不能推出.
(2)当时,
或,,
所以对第二种情况,不存在时,使得成立,
故“”是“存在使得”的既不充分不必要条件.
故选:D
4.设函数,则函数的图象可能为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】判断f(x)的奇偶性和单调性即可判断图像.
【详解】,
,
,
∴f(x)是定义在(-1,1)上的奇函数,图像关于原点对称,据此排除BD;
又,∴选C.
故选:C.
5.函数的最大值为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】D
【分析】利用三角恒等变换公式化简f(x)解析式,再根据正弦函数性质即可求解.
【详解】
∴f(x)最大值为5,
故选:D.
6.已知,则下列关系中成立的是
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】利用对数式特殊值,解对数方程,再比较x,y,z的大小关系.
【详解】由题意知,,,
解得.
同理可解得,
比较x和y:取,
比较x和z:取,
比较y和z:取,
综上所述:,故选C.
【点睛】对数式特殊值有,结合对数式指数式互化,解决一些特殊的对数方程.再构造同指数幂比较大小.
7.函数对于都有,恒成立,在区间上无最值.将横坐标变为原来的6倍,图像左移个单位,上移3个单位得到,则下列选项正确的是( )
A.在上单调递增
B.当时取得最小值为
C.的对称中心为()
D.右移m个单位得到,当时,为偶函数
【答案】D
【分析】根据三角函数的对称性求出对称中心与对称轴可得函数周期求,再利用特殊值求出求出函数解析式,根据图象变换得出的解析式,利用单调性,对称性判断ABC,再根据平移后得为偶函数求,判断D即可.
【详解】因为,恒成立可知为函数的一个对称中心,为函数的一条对称轴,
所以,,解得.
∴,
,,
∴,满足题意
则,
令,解得,,
当时,的增区间为,故在上不是增函数,故A错误;
当时,不为最小值,故B错误;
令,解得,,所以的对称中心为,故C错误;
右移m个单位后可得,当为偶函数时,,,,故时,,故D正确.
故选:D
8.已知正方体的棱长为2,M为的中点,N为正方形ABCD内一动点,则下列命题正确的个数是( )
①若,则点N的轨迹长度为π.
②若N到平面与直线的距离相等,则N的轨迹为抛物线的一部分.
③若N在线段AC上运动,则.
④若N在线段AC上运动,则.
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【分析】①连接DN、MN,求出DN,根据圆的定义可求N的轨迹,根据圆的周长可求轨迹长度;
②根据几何关系可知N到平面的距离即为N到直线BC的距离,N到直线的距离即为NA,根据抛物线的定义即可判断N的轨迹;
③连接,证明平面即可;
④连接连接AC和BD交于O,连接MO,则∥MO,由此即可判断.
【详解】①连接DN、MN,
∵DM⊥平面ABCD,∴,∴,
∴点N的轨迹是以D为圆心,2为半径的圆的,
∴点N轨迹长度为圆的周长的,为,故①正确;
②如图,过N作NE⊥BC与E,连接AN:
∵平面ABCD⊥平面且两平面交于BC,∴NE⊥平面,∴NE即为N到平面的距离;
∵⊥平面ABCD,∴⊥AN,∴AN就是N到直线的距离;
若N到平面与直线的距离相等,即NE=NA,根据抛物线的定义可知N的轨迹是以A为焦点,BC为准线的抛物线的一部分,故②正确;
③连接:
是正方形,,
∵平面平面,
同理可证平面③正确;
④连接AC和BD交于O,连接MO,
∵ABCD时正方形,∴OB=OD,又M是的中点,∴在三角形中,∥MO,
∴若N在线段AC上运动,只有当N为AC中点O才满足,故④错误.
∴正确的命题是:①②③,正确的个数为:3.
故选:C.
9.若曲线存在垂直于y轴的切线,则a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】问题等价于f(x)的导数在x>0时有零点,再参变分离转化为函数交点问题.
【详解】依题意,f(x)存在垂直与y轴的切线,即存在切线斜率的切线,
又,,
∴有正根,即有正根,
即函数y=-2a与函数的图像有交点,
令,则g(t)=,∴g(t)≥g()=,
∴-2a≥,即a≤.
故选:C.
10.设函数是偶函数()的导函数,,当时,,则使得成立的x的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据不等式的形式构造函数,利用导数的性质,结合函数的奇偶性和单调性进行求解即可.
【详解】令,则,
∵,∴,∴在上为减函数,
又∵,
∴函数为定义域上的奇函数,在上为减函数.
又∵,∴,
∴不等式,
∴,或,,
∴,或,
∵成立的x的取值范围是,
故选:D
11.已知抛物线过焦点的直线与抛物线交于、两点,则最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】推导出,然后在代数式上乘以,展开后利用基本不等式可求得的最小值.
【详解】抛物线的焦点的坐标为,若直线与轴重合,则该直线与抛物线只有一个交点,不合乎题意,
设点、,设直线的方程为,
联立,可得,,
由韦达定理可得,,
所以,
,
所以
,
当且仅当时,等号成立,
因此,的最小值为.
故选:D.
12.在x轴上方作圆与x轴相切,切点为,分别从点、,作该圆的切线AM和BM,两切线相交于点M,则点M的横坐标的取值范围( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据题意作出图像,根据几何关系研究动点M的轨迹即可.
【详解】当M在第一象限时,如图,设直线AM,BM与圆分别相切于点E,F,
由题可知,,,
又∵,
∴
∴根据双曲线的可知,M在以A、B为焦点的双曲线的右支上(不能取顶点),
∴此时M恒坐标;
当M在第三象限时,如图,
同理可得,
∴根据双曲线的定义可知,此时M是以A、B为焦点的双曲线的左支上的点(不能为顶点),∴此时M恒坐标;
综上,M点的横坐标的取值范围.
故选:A.
二、填空题
13.已知实数x,y满足则的最小值为___________.
【答案】2
【分析】先求出可行域,然后根据直线截距求出最小值.
【详解】解:由题意得:
,对应的平面区域如图所示:
设,则,平移此直线,由图象可知直线,经过时,直线的截距最小,得到最小,所以.
故答案为:
14.若一几何体三视图如图所示,则几何体的表面积为___________.
【答案】
【分析】根据三视图可知该几何体为圆锥,根据圆锥表面积计算方法计算即可.
【详解】根据三视图可知该几何体为圆锥,如图所示:
h=2,r=1,l=,
圆锥表面积为.
故答案为:.
15.在中,已知,则的取值范围为___________.
【答案】
【分析】利用二倍角公式分析得出,利用正弦定理结合三角恒等变换化简得出,令,则,,利用函数的单调性可求得的取值范围.
【详解】因为,所以,
因为、,故,所以或.
因为,故,故.
则由正弦定理得
,
因为,所以,所以,
设,则,则,
设,,则在上单调递增,则,即.
所以的取值范围为.
故答案为:.
16.瑞士著名数学家欧拉在年证明了定理“三角形的外心、重心、垂心依次位于同一条直线上,且重心到外心的距离是重心到垂心距离的一半”,后人称这条直线为“欧拉线”,直线与轴与双曲线的两条渐近线的三个不同交点构成集合,且恰为某三角形的外心、重心、垂心所成集合,若的斜率为,则该双曲线的离心率可是以是①,②,③,④,⑤.以上结论正确的是_______.
【答案】①③⑤
【分析】设直线的方程为,求出与轴的交点、直线与双曲线的两渐近线的交点、的坐标,对该三角形的外心、重心、垂心的坐标进行分类讨论,结合已知条件求出双曲线的离心率,即可得解.
【详解】设直线的方程为,
令,可得,设直线与轴的交点,
双曲线的渐近线方程为,与直线联立,可得,.
由三角形的外心、重心、垂心依次位于同一条直线上,且重心到外心的距离是重心到垂心距离的一半,
当、、依次为三角形的外心、重心、垂心,且它们依次位于同一条直线上,
可得,即为,化为,;
当、、依次为三角形的外心、重心、垂心,且它们依次位于同一条直线上,
可得,即为化为不成立;
当、、依次为三角形的外心、重心、垂心,且它们依次位于同一条直线上,
可得,即为,化为,;
当、、依次为三角形的外心、重心、垂心,且它们依次位于同一条直线上,
可得,即为,化为不成立;
当、、依次为三角形的外心、重心、垂心,且它们依次位于同一条直线上,
可得,即为,化为,;
当、、依次为三角形的外心、重心、垂心,且它们依次位于同一条直线上,
可得,即为化为不成立.
故选:①③⑤.
三、解答题
17.已知数列中,,,.
(1)设,求证是等差数列;
(2)求的通项.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【分析】(1)式子变形后,可知是首项,公差为1的等差数列.
(2)利用累加法和错位相减法即可得出结论.
【详解】(1)解:由已知可得:
即
即,
所以是首项,公差为1的等差数列.
(2)由(1)知
则
得到
①,
②
,得.
18.云南某小区抽取年龄在2-22岁100人做核酸检测由于工作人员不小心画出直方图后把原始数据丢失
(1)估算抽取人群的平均年龄.
(2)一般地,一组数据的第p百分位数是这样一个值,它使得这组数据中至少有p%的数据小于或等于这个值,且至少有的数据大于或等于这个值.试估计此样本数据的第50百分位数.
(3)用分层抽样的方式从第一组(年龄在2-6岁)和第五组(年龄在18-22岁)中一共抽取5人再从5人中任选2人求两人的年龄差不超过4岁的概率.
【答案】(1)(岁)
(2)
(3)
【分析】(1)根据频率分布直方图计算平均数的方法进行计算;
(2)先确定第50百分位数来自于哪一组,然后利用的第50百分位数计算公式进行计算;
(3)根据可能事件概率的计算公式进行求解.
【详解】(1)解:由题意得
平均年龄(岁)
(2)第50百分位数位于区间,由,所以第50个百分位为.
(3)根据分层抽样原理第一组抽2人,第五组抽3人再从5人中任取2人共有10种基本结果(两个人来自岁组有种;两人来自岁组由种;一人来自岁组,一人来自岁有种).要使年龄差小于4岁等价于两人来自同组()有4种结果所以概率.
19.如图,在四棱锥中,底面为矩形,底面,,为线段上的一点,且,为线段上的动点.
(1)当为何值时,平面平面,并说明理由;
(2)若,,平面平面,,求出点到平面的距离.
【答案】(1),理由见解析
(2)
【分析】(1)取,即点为的中点,证明出平面,结合面面垂直判定定理可得出结论;
(2)由题意可知为的中点,利用已知条件求得以及三棱锥的体积,计算出的面积,利用等体积法可求得点到平面的距离.
【详解】(1)解:当时,平面平面,理由如下:
因为底面,平面,所以,
因为为矩形,所以,
又,所以平面.
因为平面,所以.
因为,所以为线段的中点,又因为,所以,
又,所以平面,
因为平面,所以平面平面.
(2)解:因为平面平面,由(1)可知为的中点.
因为底面,所以点到底面的距离为,
所以,
因为,所以,所以,,
平面,平面,则,同理可知,
,为的中点,则,,
所以,,
设点到平面的距离为,由得,解得.
20.已知函数.
(1)求函数的单调区间;
(2)当时,函数恒成立,求实数取值范围.
【答案】(1)答案见解析
(2)
【分析】(1)求出函数的定义域,求得,分、两种情况讨论,分析导数的符号变化,由此可得出函数的增区间和减区间;
(2)由题意可知对任意的恒成立,令,分、、三种情况讨论,利用导数分析函数在上的单调性,验证能否恒成立,综合可得出实数的取值范围.
【详解】(1)解:函数的定义域为,
①当时,则,所以在上单调递增;
②当时,则由知,由知,
所以在上单调递增,在上单调递减;
综上,当时,的单调递增区间为,
当时,的单调递增区间为,单调递减区间为.
(2)解:由题意知恒成立,
而,
由,得,
令,则.
①若,,则在上单调递增,故,
所以在上单调递增,所以,
从而,不符合题意;
②若,则,当时,,在上单调递增,
从而,所以在在单调递增,所以,不符合题意;
③若,则,在上恒成立,
所以在上单调递减,,
从而在上单调递减,所以,所以恒成立.
综上所述,的取值范围是.
【点睛】关键点点睛:本题考查利用函数不等式恒成立求参数,本题涉及端点效应,一般的解题思路就是对参数的取值进行分类讨论,利用导数分析函数在定义域上的单调性,验证对应的不等式能否恒成,由此求解.
21.如图,已知椭圆,曲线与轴的交点为,过坐标原点的直线与相交于、,直线、分别与交于点、.
(1)证明:以为直径的圆经过点;
(2)记、的面积分别为、,若,求的取值范围.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【分析】(1)分析可知直线的斜率存在,设直线的方程为,设点、,将直线的方程与曲线的方程联立,列出韦达定理,利用斜率公式结合韦达定理计算得出,可得出,即可证得结论成立;
(2)设的斜率为,则的方程为,将直线的方程分别与曲线、的方程联立,可求得点、的坐标,同理可得出点、的坐标,可求得、,进而可得出的表达式,利用基本不等式可求得的取值范围.
【详解】(1)证明:若直线的斜率不存在,则该直线与轴重合,此时直线与曲线只有一个交点,不合乎题意.
所以,直线的斜率存在,设直线的方程为.
由得,
设、,则、是上述方程的两个实根,
于是,.
又因为点,
所以,
所以,即,所以为直径的圆经过点.
(2)解:由已知,设的斜率为,则的方程为,
由解得或,则点的坐标为,
又直线的斜率为,同理可得点的坐标为.
所以,
由得,解得或,
则点的坐标为,
又直线的斜率为,同理可得点的坐标,
于是,
因此,
当时,即当时,等号成立,
所以,所以的取值范围为.
【点睛】方法点睛:圆锥曲线中取值范围问题的五种求解策略:
(1)利用圆锥曲线的几何性质或判别式构造不等关系,从而确定参数的取值范围;
(2)利用已知参数的范围,求新的参数的范围,解这类问题的核心是建立两个参数之间的等量关系;
(3)利用隐含的不等关系建立不等式,从而求出参数的取值范围;
(4)利用已知的不等关系建立不等式,从而求出参数的取值范围;
(5)利用求函数值域的方法将待求量表示为其他变量的函数,求其值域,从而确定参数的取值范围.
22.在平面直角坐标系中,曲线经过伸缩变换得到曲线,曲线的方程为(为参数),以坐标原点为极点建立极坐标系,曲线是由过极点且关于极轴对称的两条射线组成的图形,其中.
(1)请写出曲线的普通方程和曲线的极坐标方程.
(2)已知点在曲线上,,延长、分别与曲线交于点、,求的面积.
【答案】(1),和
(2)
【分析】(1)求出曲线的普通方程,然后由变换可得出曲线的普通方程,求出,可得出曲线的极坐标方程;
(2)求出点、、的坐标,可求得,直线的方程,求出点到直线的距离,利用三角形的面积公式可求得的面积.
【详解】(1)解:将曲线的参数方程化为普通方程可得,
将曲线经过变换可得到曲线,则,
因此,曲线的普通方程为.
曲线是由过极点且关于极轴对称的两条射线组成的图形,其中.
则,故曲线的极坐标方程为和.
(2)解:直线的方程为,联立,可得或,即点,
同理可得点,则,且直线的方程为,
设点,则,可得,即点,
所以,点到直线的距离为,
因此,.
23.已知函数
(1)求不等式的解集;
(2)若的最大值为,且,求的最小值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由已知可得,在不等式的两边同时平方可得出,解此不等式即可得解;
(2)分析函数的单调性,可得出,可得出,利用三元基本不等式可求得的最小值.
【详解】(1)解:由可得,
两边平方得,整理得,解得,
所以,不等式的解集为.
(2)解:当时,,此时函数单调递增;
当时,,此时函数单调递增;
当时,,此时函数单调递减.
所以,,故,所以,,
因为且,则,
由三元基本不等式可得,
当且仅当,即时取到等号,故的最小值为.
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