名称 | 2023年新教材高考数学全程考评特训卷(10份打包)(Word版含解析) | | |
格式 | zip | ||
文件大小 | 2.1MB | ||
资源类型 | 教案 | ||
版本资源 | 人教A版(2019) | ||
科目 | 数学 | ||
更新时间 | 2022-08-02 17:34:46 |
B.a1010a1012-1>0
C.TnD.使Tn<1成立的最小自然数n等于2021
12.[2022·河北唐山模拟]如图,ABCD是边长为2的正方形,点E,F分别为边BC,CD的中点,将△ABE,△ECF,△FDA分别沿AE,EF,FA折起,使B,C,D三点重合于点P,则( )
A.AP⊥EF
B.点P在平面AEF内的射影为△AEF的垂心
C.二面角A EF P的余弦值为
D.若四面体P AEF的四个顶点在同一个球面上,则该球的表面积是24π
三、填空题:本大题共4小题,每小题5分,共20分.把答案填在题中的横线上.
13.[2022·广东顺德一中月考]已知向量a=(1,3),向量b=(3,4),若(a-λb)⊥b,则λ=________.
14.[2022·清华附中月考]若α∈,cos=-,则sinα=________.
15.[2022·山东潍坊模拟]圆台的上、下底面的圆周都在一个直径为6的球面上,上、下底面半径分别为1和3,则该圆台的体积为________.
16.[2022·福建厦门模拟]已知a,b为正实数,直线y=2x-a与曲线y=ln(2x+b)相切,则a与b满足的关系式为________.+的最小值为________.
四、解答题:共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
17.(10分)已知△ABC的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且满足(b-c)2=a2-bc.(1)求角A的大小;
(2)若a=2,sinC=2sinB,求△ABC的面积.
18.(12分)如图所示,三棱柱ABC A1B1C1中,AB⊥BC,AB=BC=1,BB1=2,B1C=.
(1)证明:BC⊥A1C;
(2)若A1C=2,求三棱柱ABC A1B1C1的体积.
19.(12分)已知数列{an}中,a1=1,前n项和为Sn,且满足nSn+1-(n+1)Sn-n2-n=0.
(1)证明:数列是等差数列,并求{an}的通项公式;
(2)设bn=2n·an,求{bn}的前n项和Tn.
20.(12分)[2022·辽宁沈阳模拟]如图,已知正方体ABCD A1B1C1D1的上底面内有一点E,点F为线段AA1的中点.
(1)经过点E在上底面画一条直线l与CE垂直,并说明画出这条线的理由;
(2)若=2,求CE与平面FB1D1所成角的正切值.
21.(12分)[2022·山东淄博模拟]在图1所示的平面图形ABCD中,△ABD是边长为4的等边三角形,BD是∠ADC的平分线,且BD⊥BC,M为AD的中点,以BM为折痕将△ABM折起得到四棱锥A BCDM(如图2).
(1)设平面ABC和ADM的交线为l,在四棱锥A BCDM的棱AC上求一点N,使直线BN∥l;
(2)若二面角A BM D的大小为60°,求平面ABD和ACD所成锐二面角的余弦值.
22.(12分)[2021·新高考Ⅱ卷]已知函数f(x)=(x-1)ex-ax2+b.
(1)讨论f(x)的单调性;
(2)从下面两个条件中选一个,证明:f(x)只有一个零点.
①2a;②0滚动过关检测六 集合、常用逻辑用语、不等式、函数与导数、三角函数与解三角形、数列、平面向量与复数、立体几何
1.答案:C
解析:U={x∈N*|1≤x≤6}={1,2,3,4,5,6},因为B={3,4,5},可得 UB={1,2,6},因为A={1,2,3,5},所以A∩( UB)={1,2}.
2.答案:A
解析:由题得i+z=zi+2z,∴z(1+i)=i,∴z=,所以z===+i,复数z对应的点为,在第一象限.
3.答案:B
解析:因为当直线m垂直平面α内的所有直线时,才能得到m⊥α,所以由直线m垂直平面α内的无数条直线不一定能推出m⊥α,但是由m⊥α一定能推出直线m垂直平面α内的无数条直线,所以直线m垂直平面α内的无数条直线是m⊥α的必要不充分条件.
4.答案:D
解析:设等差数列{an}的公差为d,则an=a1+(n-1)d,所以a4+a6=a1+3d+a1+5d=2a1+8d=10,所以a1+a9=2a1+8d=10,所以S9===45.
5.答案:A
解析:由解析式知:f(-x)==-=-f(x)且x≠0,则f(x)为奇函数,排除B、C;而当x→0时,cos(πx)→1,ex-e-x→0,所以f(x)→+∞,排除D.
6.答案:B
解析:由题意得f(x)=2sin,所以函数的最小正周期T==π,故A错误;
当x=时,f(x)=2sin=2,所以x=是f(x)的一条对称轴,故B正确;
当x∈时,则2x+∈,所以f(x)在上的最大值为2,故C错误;
当x∈时,则2x+∈,所以函数在不具有单调性,故D错误.
7.答案:C
解析:∵f(x)=3|x-m|-1(m为实数)为偶函数,∴m=0,∴f(x)=3|x|-1,∴f(x)=3|x|-1在(0,+∞)上是单调增函数,∵a=f(log0.53)=f(log3)=f(log23),b=f(log25),c=f(2m)=f(0),且log25>log23>0,∴f(log25)>f(log0.53)>f(0),∴c8.答案:B
解析:在四棱锥P ABCD中,因为侧面PCD⊥平面ABCD,面PCD∩平面ABCD=CD,BC⊥CD,所以BC⊥平面PCD,因为过点B只能作一条直线与已知平面垂直,所以选项A错误;
连接AC交BD于O,连接MO,在△PAC中,OM∥PA,MO 面MBD,PA 面MBD,所以PA∥面MBD,所以选项B正确;
取CD中点N,连接PN,在矩形ABCD中,易得AC=6,OC=3,ON=,在△PCD中,NM=PC=,在Rt△MNO中,MO==3,所以OM=OA=OB=OC=OD,所以O为四棱锥M ABCD外接球的球心,半径为3,所以其体积为36π,所以选项C不正确;
四棱锥M ABCD的体积是四棱锥P ABCD的体积的一半,因为PN⊥CD,侧面PCD⊥平面ABCD,面PCD∩平面ABCD=CD,所以PN⊥平面ABCD,PN=3,所以四棱锥M ABCD的体积VM ABCD=××2×2×3=12,所以选项D错误.
9.答案:ACD
解析:根据解析式,可得y=f(x)的初相位为,故A正确;
若f(x)的最小正周期为π,则π=,解得ω=1,故B不正确;
若ω=1,则f(x)=sin,当x=时,2×+=,sin=1,所以函数y=f(x)的图象关于直线x=对称,故C正确;
若函数y=f(x)的图象关于直线x=对称,则2ω×+=kπ+,(k∈Z),解得ω=6k+1,(k∈Z),又ω>0,所以ω的最小值为1,故D正确.
10.答案:ABD
解析:f(log23)===,A正确;y=1+2x恒正且在R上递增,故y=是R上的减函数,B正确;
y=1+2x的值域是(1,+∞),故f(x)=的值域是(0,1),C错误;
注意到f(x)+f(-x)=+=+=1,故不等式f(1+2x)+f(x)>1等价于f(1+2x)+f(x)>f(x)+f(-x),即f(1+2x)>f(-x),又f(x)是R上的减函数,故1+2x<-x,解得x<-,D正确.
11.答案:AD
解析:∵a1010a1011>1,若q<0,则a1010a1011=aq<0,矛盾;若q≥1,则a1011≥a1010≥a1>1,从而(a1010-1)(a1011-1)>0,矛盾.综上,0由A选项可知,00且a1011>0,且a1011=a1010q1>a1011>0,故a1010a1012=a<1,B错误;
因为当n≤1010时,an>1,n≥1011时,an<1,则Tn的最大值为T1010,C错误;
T2019=(a1010)2019>1,T2020=(a1010a1011)1010>1,T2021=(a1011)2021<1,D正确.
12.答案:ABC
解析:∵AP⊥PF,AP⊥PE,PE∩PF=P,∴AP⊥平面PEF,∵EF 平面PEF,∴AP⊥EF,故A正确;
设P在底面AEF上的射影为O,则PO⊥底面AEF,∴PO⊥EF,由A知,PA⊥EF,连接AO并延长,交EF于G,∵PO∩PA=P,∴EF⊥平面PAO,则AG⊥EF,同理可证EO⊥AF,∴点P在平面AEF内的射影为△AEF的垂心,故B正确;
由B知,AG⊥EF,∵AE=AF,∴G为EF的中点,连接PG,又PE=PF,∴PG⊥EF,则∠PGA为二面角A EF P的平面角.
在等腰直角三角形PEF中,由PE=PF=1,得PG=,则AG=,在Rt△APG中,有cos∠PGA==,故C正确;
由已知可得三棱锥P AEF的三条侧棱PA、PE、PF两两互相垂直,且PA=2,PE=PF=1.
把该三棱锥补形为长方体,则其对角线长为=,则其外接球的表面积S=4π×=6π,故D错误.
13.答案:
解析:由题得a-λb=(1-3λ,3-4λ),∵(a-λb)⊥b,∴(a-λb)·b=3(1-3λ)+4(3-4λ)=0,解得λ=.
14.答案:
解析:∵α∈,∴α+∈,
∵cos=-,∴sin=,
∴sinα=sin=sincos-cossin=×-×=.
15.答案:π
解析:圆台的下底面半径为3,故下底面在外接球的大圆上,
如图所示,设球的球心为O,圆台上底面的圆心为O′,则圆台的高OO′===2,
据此可得圆台的体积:V=π×2×(32+3×1+12)=π.
16.答案:a+b=1 5+2
解析:由y=ln(2x+b),得y′=,因此曲线y=ln(2x+b)在切点处的切线的斜率等于2,∴=2,即x=,此时y=0.则切点为,所以相应的切线方程为y=2=2x-1+b,则-a=-1+b,∴a+b=1.又a>0,b>0,∴+=(a+b)=5++≥5+2=5+2.当且仅当=时上式等号成立.
17.解析:(1)因为(b-c)2=a2-bc可得:b2+c2-a2=bc,由余弦定理可得,cosA==,
又A∈(0,π),所以A=.
(2)由sinC=2sinB可得c=2b,
由余弦定理知:a2=b2+c2-2bccosA,
4=b2+4b2-2b·2b×,
解得b=,c=.
S△ABC=bcsinA=×××=.
18.解析:(1)∵BC=1,BB1=2,B1C=.∴BC2+B1C2=BB,∴BC⊥B1C.∵AB⊥BC,AB∥A1B1,∴A1B1⊥BC.
又∵B1C∩A1B1=B1,B1C,A1B1 平面A1B1C,∴BC⊥平面A1B1C.∵A1C 平面A1B1C,∴BC⊥A1C.
(2)∵A1C=2,A1B1=AB=1,B1C=,∴B1C2+A1B=A1C2,∴B1C⊥A1B1,
∴B1C⊥AB,
由(1)可得BC⊥B1C,AB∩BC=B,AB,BC 平面ABC,∴B1C⊥平面ABC.
∴VABC A1B1C1=B1C·S△ABC=××1×1=.
19.解析:(1)证明:因为nSn+1-(n+1)Sn-n2-n=0,所以nSn+1-(n+1)Sn=n(n+1),所以-=,=a1=1,
所以数列是以1为首项,为公差的等差数列,=n-,所以Sn=n2-n,
当n≥2时,an=Sn-Sn-1=n2-n-=3n-2,
当n=1时,等式也成立,所以an=3n-2;
(2)bn=2n·an=(3n-2)·2n,Tn=1×2+4×22+7×23+…+(3n-2)·2n,2Tn=1×22+4×23+7×24+…+(3n-2)·2n+1,
两式相减得-Tn=1×2+3×22+3×23+…+3·2n-(3n-2)·2n+1=3(2+22+23+…+2n)-4-(3n-2)·2n+1=-(3n-5)·2n+1-10,所以Tn=(3n-5)·2n+1+10.
20.
解析:(1)连接C1E,在上底面过点E作直线l⊥C1E即可,则l⊥CE.
理由:∵CC1⊥平面A1B1C1D1,且l 平面A1B1C1D1,
∴CC1⊥l.
又∵l⊥C1E,C1E∩CC1=C1,∴l⊥平面CC1E,∵CE 平面CC1E,∴l⊥CE;
(2)以D为坐标原点,DA、DC、DD1所在直线分别为x轴,y轴,z轴,建立如图所示空间直角坐标系,
设正方体的棱长为2,则C(0,2,0),E,∴=.
又F(2,0,1),B1(2,2,2),D1(0,0,2),则=(0,2,1),=(-2,0,1).
设平面FB1D1的一个法向量为m=(x,y,z),
则,∴,∴m=(1,-1,2).
设CE与平面FB1D1所成角为θ,则sinθ=|cos〈,m〉|==,
∴CE与平面FB1D1所成角的正切值为4.
21.解析:(1)延长CB,DM,其交点为E,如图所示,
因为点A,E既在平面ABC内,又在平面AMD内,所以直线AE为平面ABC与AMD的交线l,
因为BD是∠ADC的平分线,且BD⊥BC,所以B为EC的中点,取AC中点N,连接BN,则BN为△AEC的中位线,
所以直线BN∥AE,即BN∥l,故N为棱AC的中点.
(2)因为BM⊥AM,BM⊥MD,所以∠AMD=60°,又因为AM=MD,所以△AMD为等边三角形,取MD的中点O为坐标原点,以OM所在直线为x轴,在平面BCDM内过点O且和MD垂直的直线为y轴,以OA所在直线为z轴,建立如图所示的空间直角坐标系,
所以D(-1,0,0),A(0,0,),C(-5,4,0),B(1,2,0)
所以=(1,0),=(-4,4,0),=(2,2,0),
设平面ACD的法向量为m=(x,y,z),则,
即,令z=-,则x=3,y=,
所以m=(3,,-),
设平面ABD的法向量为n=(a,b,c),则,
即,令c=-,则a=3,b=-,
所以n=(3,-,-),
设平面ABD和ACD所成锐二面角的大小为θ,
所以cosθ==,
所以平面ABD和ACD所成锐二面角的余弦值为.
22.解析:(1)由函数的解析式可得:f′(x)=x(ex-2a),
①当a≤0时,若x∈(-∞,0),则f′(x)<0,f(x)单调递减,
若x∈(0,+∞),则f′(x)>0,f(x)单调递增;
②当a>0时,令ex-2a=0,则x=ln(2a)
当00,f(x)单调递增,
若x∈(ln(2a),0),则f′(x)<0,f(x)单调递减,
若x∈(0,+∞),则f′(x)>0,f(x)单调递增;
当a=时,f′(x)≥0,f(x)在R上单调递增;
当a>时,若x∈(-∞,0),则f′(x)>0,f(x)单调递增;
若x∈(0,ln(2a)),则f′(x)<0,f(x)单调递减;
若x∈(ln(2a),+∞),则f′(x)>0,f(x)单调递增;
综上所述,当a≤0时,f(x)在(-∞,0)上单调递减,在(0,+∞)上单调递增;
当0当a=时,f(x)在R上单调递增;
当a>时,f(x)在(-∞,0),(ln(2a),+∞)上单调递增,在(0,ln(2a))上单调递减.
(2)若选择条件①:由于2a>1,f(0)=b-1>0,
而f(-b)=(-1-b)e-b-ab2-b<0,
而函数在区间(-∞,0)上单调递增,故函数在区间(-∞,0)上有一个零点.
f(ln(2a))=2a[ln(2a)-1]-a[ln(2a)]2+b
>2a[ln(2a)-1]-a[ln(2a)]2+2a
=2aln(2a)-a[ln(2a)]2
=aln(2a)[2-ln(2a)],
由于结合函数的单调性可知函数在区间(0,+∞)上没有零点.
综上可得,题中的结论成立.
若选择条件②:由于0当b≥0时,e2>4,4a<2,f(2)=e2-4a+b>0,
而函数在区间(0,+∞)上单调递增,故函数在区间(0,+∞)上有一个零点.
当b<0时,构造函数H(x)=ex-x-1,则H′(x)=ex-1,
当x∈(-∞,0)时,H′(x)<0,H(x)单调递减,
当x∈(0,+∞)时,H′(x)>0,H(x)单调递增,
注意到H(0)=0,故H(x)≥0恒成立,从而有:ex≥x+1,此时:
f(x)=(x-1)ex-ax2-b≥(x-1)(x+1)-ax2+b=(1-a)x2+(b-1),
当x>时,(1-a)x2+(b-1)>0,
取x0=+1,则f(x0)>0,
即:f(0)<0,f>0,
而函数在区间(0,+∞)上单调递增,故函数在区间(0,+∞)上有一个零点.
f(ln(2a))=2a[ln(2a)-1]-a[ln(2a)]2+b
≤2a[ln(2a)-1]-a[ln(2a)]2+2a
=2aln(2a)-a[ln(2a)]2
=aln(2a)[2-ln(2a)],
由于0结合函数的单调性可知函数在区间(-∞,0)上没有零点.
综上可得,题中的结论成立.
16滚动过关检测七 集合、常用逻辑用语、不等式、函数与导数、三角函数与解三角形、数列、平面向量与复数、立体几何、平面解析几何
一、单项选择题:本题共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.[2022·辽宁实验中学月考]已知全集U=R,集合A={x|x2-6x+5≤0},B={x|x-3<0},则( RB)∩A=( )
A.[1,3] B.[3,5]
C.[3,5) D.(1,3]
2.已知(1-i)2z=3+2i,则z=( )
A.-1-iB.-1+i
C.-+iD.--i
3.[2022·河北石家庄实验中学月考]等比数列{an}满足a1+a2=2,a2+a3=4,则a9+a10=( )
A.28B.29
C.210D.211
4.设D为△ABC所在平面内一点,=2,E为BC的中点,则=( )
A.+B.+
C.-D.-
5.已知函数f(x)是定义域为R的奇函数,当x>0,f(x)=10ax,(a为常数),若f=-25,则实数a=( )
A.2B.-2
C.D.-
6.[2022·江苏如皋模拟]已知椭圆+y2=1与双曲线-y2=1有相同的焦点F1、F2,设椭圆与双曲线的离心率分别为e1、e2,则( )
A.e1e2=1B.e-e=1
C.e+e=2eeD.e2=2e1
7.[2022·山东济南历城二中月考]已知过抛物线C:y2=4x的焦点F且倾斜角为30°的直线交C于A,B两点,Q为AB的中点,P为C上一点,则|PF|+|PQ|的最小值为( )
A.5B.6
C.7D.8
8.[2022·湖北汉阳一中模拟]在正四棱锥P ABCD中,已知PA=AB=2,O为底面ABCD的中心,以点O为球心作一个半径为的球,则该球的球面与侧面PCD的交线长度为( )
A.πB.π
C.πD.π
二、多项选择题:本题共4小题,每小题5分,共20分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求,全部选对的得5分,有选错的得0分,部分选对的得2分.
9.[2022·山东烟台模拟]下列命题正确的是( )
A.若a0,则<
B.若a>0,b>0,则≥
C.已知a>0,b>0,且a+b=1,则a2+b2≥
D.已知a>0,b>0,且ab=1,则++≥4
10.[2022·江苏南通模拟]已知方程-=1(k∈R),则下列说法中正确的有( )
A.方程-=1可表示圆
B.当k>9时,方程-=1表示焦点在x轴上的椭圆
C.当-16D.当方程-=1表示椭圆或双曲线时,焦距均为10
11.关于函数f(x)=|sinx|+|cosx|(x∈R),则下列说法中正确的是( )
A.f(x)的最大值为
B.f(x)的最小正周期为π
C.f(x)的图象关于直线x=对称
D.f(x)在上单调递增
12.如果函数y=f(x)在区间I上是增函数,且在区间I是减函数,那么称函数y=f(x)是区间I上的“缓增函数”,区间I叫做“缓增区间”.则下列函数是区间[1,]上的“缓增函数”的是( )
A.f(x)=ex
B.f(x)=lnx
C.f(x)=x2-2x+3
D.f(x)=-x2+2x+3
三、填空题:本大题共4小题,每小题5分,共20分.把答案填在题中的横线上.
13.设Sn是等差数列{an}的前n项和,若a1=2,S7=35,则a6=________.
14.[2022·湖南常德模拟]已知向量a=(1,k),b=(2-k,3),若a⊥(2a-b),且k≠0,则cos〈a,b〉=________.
15.已知函数f(x)=ex-ax在区间(0,+∞)上无零点,则实数a的取值范围是________.
16.[2022·北京昌平模拟]已知抛物线C:y2=4x与椭圆D:+=1(a>b>0)有一个公共焦点F,则点F的坐标是________;若抛物线的准线与椭圆交于A,B两点,O是坐标原点,且△AOB是直角三角形,则椭圆D的离心率e=________.
四、解答题:共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
17.(10分)在△ABC中,角A,B,C的对边分别是a,b,c,且2cos2A+4cos(B+C)+3=0.
(1)求角A的大小;
(2)若a=,b+c=3,求b和c的值.
18.(12分)[2022·辽宁实验中学月考]已知等比数列{an}的公比和等差数列{bn}的公差为q,等比数列{an}的首项为2,且a2,a3+2,a4成等差数列,等差数列{bn}的首项为1.
(1)求{an}和{bn}的通项公式;
(2)若数列的前n项和为Tn,求证:Tn<3.
19.(12分)已知抛物线y2=2px(p>0)上横坐标为4的点M到焦点F的距离为5.
(1)求p的值;
(2)如图,已知AB为抛物线上过焦点F的任意一条弦,弦AB的中点为D,DP垂直AB与抛物线准线交于点P,若|PD|=|AB|,求直线AB的方程.
20.(12分)[2022·河北唐山模拟]如图所示,在三棱柱ABC A1B1C1中,AB⊥AC,AB=AC,四边形BCC1B1为菱形,BC=2,∠BCC1=,D为B1C1的中点.
(1)证明:B1C1⊥平面A1DB;
(2)若AC1=2,求二面角C1 A1B1 C的余弦值.
21.(12分)[2022·山东潍坊模拟]已知函数f(x)=xsinx.
(1)判断函数f(x)在区间上的单调性,并说明理由;
(2)求证:函数f(x)在内有且只有一个极值点;
(3)求函数g(x)=在区间(1,π]上的最小值.
22.(12分)[2021·新高考Ⅱ卷]已知椭圆C的方程为+=1(a>b>0),右焦点为F(,0),且离心率为.
(1)求椭圆C的方程;
(2)设M,N是椭圆C上的两点,直线MN与曲线x2+y2=b2(x>0)相切.证明:M,N,F三点共线的充要条件是|MN|=.
滚动过关检测七 集合、常用逻辑用语、不等式、函数与导数、三角函数与解三角形、数列、平面向量与复数、立体几何、平面解析几何
1.答案:B
解析:∵A=={x|1≤x≤5},B={x|x-3<0}={x|x<3},
∵U=R,∴ RB={x|x≥3},
∴∩A={x|x≥3}∩{x|1≤x≤5}=[3,5].
2.答案:B
解析:(1-i)2z=-2iz=3+2i,
z====-1+i.
3.答案:B
解析:设等比数列的公比为q,则,解得q=2,
所以a9+a10=(a1+a2)q8=2×28=29.
4.答案:A
解析:
因为=2,E为BC的中点,
所以=+=+=+=+.
5.答案:A
解析:由题意可知,函数f(x)是定义域为R的奇函数,
所以f=f(-lg5)=-f(lg5)=-25,
所以f(lg5)=25
又当x>0时,f(x)=10ax,
所以f(lg5)=10alg5=10lg5a=5a=25,所以a=2.
6.答案:C
解析:设F1(-c,0)、F2(c,0),由已知可得a-1=c2=a+1,
所以,a+a=2c2,则+=2,即+=2,变形可得e+e=2ee.
7.答案:D
解析:由题意得F(1,0).又因为k=tan30°=,故直线AB的方程为x=y+1,
与抛物线方程y2=4x联立,消x,得y2-4y-4=0.
设A(x1,y1),B(x2,y2),则y1+y2=4,
所以x1+x2=(y1+y2)+2=14,所以Q(7,2).
过P作PH垂直于准线于点H,根据抛物线的定义,得|PF|+|PQ|=|PH|+|PQ|.
当Q、P、H共线时,|QH|最小等于7+1=8,所以|PF|+|PQ|的最小值为8.
8.答案:A
解析:
如图,取CD的中点为E,则有OE⊥CD,PE⊥CD,
PA=AB=2,可得OE=1,PE=,故OP=,
△PCD为正三角形,球心O在平面PCD上的投影M即为△PCD的中心,
OM==,球的半径OF=,
在Rt△OMF中,则截面圆半径MF==,
在正三角形PCD中,以点M为圆心,作半径为的圆,圆与三角形截得的三部分,
圆心角都为90°,故该球的球面与侧面PCD的交线长度为截面圆周长的,即为×2π×MF=π.
9.答案:BC
解析:对于A,因为a0,则-=>0,即>,故A错误;
对于B,因为a>0,b>0,则≥≥≥=,当且仅当a=b时等号成立,故B正确;
对于C,因为a+b=1,则a2+b2=a2+(1-a)2=22+≥,当a=b=时等号成立,故C正确;
对于D,当a=b=1时,满足a>0,b>0,且ab=1,但++=3<4,故D错误.
10.答案:BCD
解析:当方程-=1可表示圆时,16+k=k-9>0,无解,故A错误.
当k>9时,-=+=1,16+k>k-9,表示焦点在x轴上的椭圆,故B正确.
当-160,9-k>0,表示焦点在x轴上的双曲线,故C正确.
当方程-=1表示双曲线时,c2=16+k+9-k=25;当方程-=1表示椭圆时,c2=16+k-(k-9)=25,所以焦距均为10,故D正确.
11.答案:ACD
解析:因为f(+x)=+=|cosx|+|sinx|=f(x),
所以是f(x)的一个周期,故B错误;
当x∈时,f(x)=sinx+cosx=sin,所以当x=时,f(x)max=,故A正确;
因为f(-x)=+=|cosx|+|sinx|=f(x),
所以f(x)的图象关于直线x=对称,故C正确;
当x∈时,f(x)=sinx-cosx=sin,
因为x-∈,所以f(x)在上单调递增,故D正确.
12.答案:CD
解析:f(x)=ex在[1,]单调递增,
设g(x)==,g′(x)=,
x∈[1,],g′(x)=>0,g(x)为增函数,故A错误;
f(x)=lnx在[1,]单调递增,
设h(x)==,h′(x)=,
x∈[1,],h′(x)>0,h(x)为增函数,故B错误;
f(x)=x2-2x+3在[1,]单调递增,
设k(x)==x-2+,k′(x)=,
x∈[1,],k′(x)<0,k(x)为减函数,故C正确;
f(x)=-x2+2x+3在[1,]单调递增,
设q(x)==-x+2+,q′(x)=-1-,
x∈[1,],q′(x)<0,q(x)为减函数,故D正确.
13.答案:7
解析:设等差数列{an}的公差为d,
∵a1=2,S7=35,∴7a1+21d=35,∴d=1,∴a6=a1+5d=7.
14.答案:
解析:根据题意,向量a=(1,k),b=(2-k,3),则2a-b=(k,2k-3),
若a⊥(2a-b),则a·(2a-b)=k+k(2k-3)=0,
解可得:k=0或k=1,
又由k≠0,则k=1,所以a=(1,1),b=(1,3),
则有|a|=,|b|=,a·b=1+3=4,
故cos〈a,b〉===.
15.答案:(-∞,e)
解析:由f(x)=ex-ax,
得f′(x)=ex-a,f″(x)=ex>0
故f′(x)在(0,+∞)上单调递增,且f′(0)=1-a,
当a≤1时,f′(x)≥0恒成立,f(x)在(0,+∞)上单调递增,且f(0)=1>0,
函数无零点成立,
当a>1时,f′(0)=1-a<0,所以令f′(x)=0,x=lna,故函数f(x)在(0,lna)上单调递减,在(lna,+∞)上单调递增,
又f(0)=1>0且函数在(0,+∞)无零点,故f(lna)=a-alna>0,
解得a综上所述,a∈(-∞,e).
16.答案:(1,0)
解析:由抛物线的方程得,其焦点坐标为(1,0),所以抛物线C与椭圆D的公共焦点F(1,0).
且抛物线准线方程为x=-1,椭圆左焦点为(-1,0),
联立x=-c与椭圆+=1,可得|yA|=|yB|=,
因为△AOB是直角三角形,所以=c,即b2=ac,
又b2=a2-c2,所以a2-c2=ac,
左右同除a2可得e2+e-1=0,解得e=,
又e∈(0,1),所以椭圆D的离心率e=.
17.解析:(1)∵2cos2A+4cos(B+C)+3=0,
由二倍角公式得到2(2cos2A-1)-4cosA+3=0,
化简得到4cos2A-4cosA+1=0 cosA=,
∵A∈(0,π),∴A=.
(2)根据余弦定理得到cosA== b2+c2-3=bc,
配方得到:(b+c)2-3=3bc bc=2,b+c=3,
解得:b=2,c=1或b=1,c=2.
18.解析:(1)根据题意,2(a3+2)=a2+a4 2(2q2+2)=2q+2q3,
则(q-2)(q2+1)=0 q=2,所以an=2n,bn=1+2(n-1)=2n-1.
(2)由(1),==(2n-1)n,
所以Tn=1×1+3×2+5×3+…+(2n-1)n……①
则Tn=1×2+3×3+5×4+…+(2n-1)n+1……②,
①-②得,Tn=+2-(2n-1)n+1=-(2n+3)n+1,
所以Tn=3-(2n+3)n<3.
19.解析:(1)抛物线y2=2px(p>0)的焦点为,准线方程为x=-,由抛物线定义得:
5=4+,所以p=2.
(2)由(1)得抛物线方程为y2=4x,
设直线AB:x=my+1,与y2=4x联立,消去x,整理得:y2-4my-4=0,
设A(x1,y1),B(x2,y2),有,
则弦长|AB|=x1+x2+2=my1+my2+4=4m2+4,弦AB中点(2m2+1,2m)
故弦AB的垂直平分线方程为y-2m=-m(x-2m2-1)
令x=-1得y=2m3+4m,即P(-1,2m3+4m)
故点P到直线AB的距离d==.
所以=4m2+4,所以m=±,直线方程为x=±y+1,即x±y-1=0.
20.解析:(1)证明:由AB=AC,则有A1B1=A1C1.
∵D为B1C1的中点,∴A1D⊥B1C1.
由BC=2,则有B1D=1,BB1=2,
∵∠C1B1B=∠BCC1=,
∴BD===,
∴BD2+B1D2=BB,∴BD⊥B1C1,
∵A1D∩BD=D,∴B1C1⊥平面A1DB.
(2)取BC中点为E,连接AE,C1E,由AB⊥AC,得AE=BC=1,
由题意得C1E=BD=,
∴AE2+C1E2=4=AC,∴AE⊥C1E,
又可知AE⊥BC,AE∩C1E=E,则AE⊥平面BB1C1C,
如图,以E为坐标原点,,,分别为x,y,z轴的正方向,建立空间直角坐标系,
则C(0,-1,0),B1(,2,0),A1(,1,1),B(0,1,0),D(,1,0),
由A1D∥AE,得A1D⊥平面BB1C1C,∴BD⊥B1C1,
∵BD⊥B1C1,A1D∩B1C1=D,∴BD⊥平面A1B1C1,
∴平面A1B1C1的法向量=(,0,0),
设平面A1B1C的法向量n=(x,y,z),
则,不妨取x=-3,得n=(-3,,),
设二面角C1 A1B1 C的平面角为θ,由图示θ为锐角.
则cosθ===,
∴二面角C1 A1B1 C的余弦值为.
21.解析:(1)因为f(x)=xsinx,所以f′(x)=sinx+x·cosx,
因为00,所以函数f(x)在区间上为增函数.
(2)设h(x)=f′(x),则h′(x)=cosx+cosx-x·sinx=2cosx-x·sinx,
当又h()=1>0,h(π)=-π<0,所以存在唯一x0∈,使得h(x0)=0,即存在唯一x0∈,使得f′(x0)=0,
f(x)与f′(x)在区间内的变化情况如下:
x x0 (x0,π)
f′(x) + 0 -
f(x) 增函数 极大值 减函数
所以函数f(x)在内有且只有一个极值点.
(3)由(1)(2)知,f(x)在(1,x0)内单调递增,在(x0,π)内单调递减,
又因为f(1)=sin1>0,f(π)=0,所以当x∈(1,π]时,f(x)+1≥1,
又因为当x∈(1,π]时,022.解析:(1)由题意,椭圆半焦距c=且e==,所以a=,
又b2=a2-c2=1,所以椭圆方程为+y2=1;
(2)由(1)得,曲线为x2+y2=1(x>0),
当直线MN的斜率不存在时,直线MN:x=1,不合题意;
当直线MN的斜率存在时,设M(x1,y1),N(x2,y2),
必要性:若M,N,F三点共线,可设直线MN:y=k(x-)即kx-y-k=0,
由直线MN与曲线x2+y2=1(x>0)相切可得=1,解得k=±1,
联立可得4x2-6x+3=0,所以x1+x2=,x1·x2=,
所以|MN|=·=,
所以必要性成立;
充分性:设直线MN:y=kx+b,(kb<0)即kx-y+b=0,
由直线MN与曲线x2+y2=1(x>0)相切可得=1,所以b2=k2+1,
联立可得(1+3k2)x2+6kbx+3b2-3=0,
所以x1+x2=-,x1·x2=,
所以|MN|=·=·=·=,
化简得3(k2-1)2=0,所以k=±1,
所以或,所以直线MN:y=x-或y=-x+,
所以直线MN过点F(,0),M,N,F三点共线,充分性成立;
所以M,N,F三点共线的充要条件是|MN|=.
14滚动过关检测三 集合、常用逻辑用语、不等式、函数与导数、三角函数与解三角形
一、单项选择题:本题共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.[2022·河北保定模拟]已知P={1,2,3},Q={y|y=2cos θ,θ∈R},则P∩Q=( )
A.{1} B.{1,2}
C.{2,3} D.{1,2,3}
2.[2022·广东清远一中月考]“cos α=”是“cos 2α=”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
3.已知a=log35,b=log23,c=2-0.3,则a,b,c的大小关系为( )
A.cC.c4.已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)A>0,ω>0,|φ|<的部分图象如图所示,则( )
A.f(x)=2sin
B.f(x)=2sin
C.f(x)=2sin
D.f(x)=2sin
5.[2022·山东淄博模拟]函数f(x)=(ex+e-x)tan x的部分图象大致为( )
6.[2022·河北衡水中学模拟]已知cos θ-sin θ=,则θ的终边在( )
A.第一象限 B.第二象限
C.第三象限 D.第四象限
7.[2022·湖南株洲模拟]在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若2acos C-3bcos C=3ccos B,则角C的大小为( )
A. B.
C. D.
8.[2022·皖南八校联考]已知函数f(x)=(3a)x-x3a(a>1),当x≥2e时,f(x)≥0恒成立,则实数a的取值范围为
A. B.
C.(1,e) D.
二、多项选择题:本题共4小题,每小题5分,共20分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求,全部选对的得5分,有选错的得0分,部分选对的得2分.
9.下列说法正确的有( )
A.终边在y轴上的角的集合为θ+2kπ,k∈Z
B.已知3a=4b=12,则+=1
C.已知x,y∈R+,且+=1,则x+y的最小值为8
D.已知幂函数f(x)=kxa的图象过点(2,4),则k+a=3
10.[2022·辽宁丹东模拟]已知a,b∈R,且3a<3b<1,则( )
A.a2ln|b|
C.+>2 D.a+b+2>0
11.[2022·河北石家庄一中月考]对于△ABC,有如下判断,其中正确的判断是( )
A.若cos A=cos B,则△ABC为等腰三角形
B.若△ABC为锐角三角形,有A+B>,则sin A>cos B
C.若a=8,c=10,B=60°,则符合条件的△ABC有两个
D.若sin2A+sin2B<sin2C,则△ABC是钝角三角形
12.[2022·辽宁沈阳模拟]函数f(x)为定义在R上的偶函数,且在[0,+∞)上单调递增,函数g(x)=x[f(x)-f(2)],则( )
A.函数h(x)=f(x)cos x为奇函数
B.f(x)的解析式可能是f(x)=ex+e-x-x2
C.函数g(x)有且只有3个零点
D.不等式g(x)≤0的解集为[-2,2]
三、填空题:本大题共4小题,每小题5分,共20分.把答案填在题中的横线上.
13.设函数f(x)=,则f=________.
14.[2022·湖北石首一中月考]在△ABC中,已知sin A?sin B?sin C=3?5?7,则此三角形最大内角度数为________.
15.已知cos=,则cos-sin2=________.
16.[2022·浙江杭州模拟]函数f(x)=2x-x2的零点个数为________,若函数f(x)=ax-x2(a>1)恰有两个零点,则a=________.
四、解答题:共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
17.(10分)[2022·北京海淀模拟]设△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且asin B=bcos A.
(1)求角A的大小;
(2)再从以下三组条件中选择一组条件作为已知条件,使三角形存在且唯一确定,并求△ABC的面积.
第①组条件:a=,c=5;
第②组条件:cos C=,c=4;
第③组条件:AB边上的高h=,a=3.
18.(12分)[2022·山东日照模拟]已知函数f(x)=cos(πx+φ)的部分图象如图所示.
(1)求φ及图中x0的值;
(2)设g(x)=f(x)+f,求函数g(x)在区间上的最大值和最小值.
19.(12分)[2021·新高考Ⅰ卷]记△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c.已知b2=ac,点D在边AC上,BDsin∠ABC=asin C.
(1)证明:BD = b;
(2)若AD=2DC,求cos∠ABC.
20.(12分)已知:f(x)=sin(π+x)sin+cos2-.
(1)求函数f(x)的单调递增区间;
(2)在△ABC中,A,B,C的对边分别为a,b,c,若f(A)=1,a=2,求△ABC面积的最大值.
21.(12分)[2022·湖北九师联盟]已知函数f(x)=ln x,g(x)=x2-x+1.
(1)求函数h(x)=f(x)-g(x)的极值;
(2)证明:有且只有两条直线与函数f(x),g(x)的图象都相切.
22.(12分)[2022·广东茂名五校联考]已知函数f(x)=ln x+x2-ax.
(1)当a=3时,求曲线y=f(x)在点P(1,f(1))处的切线方程;
(2)若x1,x2(x1ln+.
滚动过关检测三 集合、常用逻辑用语、不等式、函数与导数、三角函数与解三角形
1.答案:B
解析:因为P={1,2,3},Q={y|y=2cosθ,θ∈R}={y|-2≤y≤2},所以P∩Q={1,2}.
2.答案:A
解析:由cos2α=可得2cos2α-1=,解得:cosα=±,
所以“cosα=”是“cos2α=”的充分不必要条件.
3.答案:C
解析:因为1log22=1.5,所以a4.答案:B
解析:∵f(x)max=2,f(x)min=-2,A>0,∴A=2;
∵f(x)最小正周期T=×=π,∴ω==2,即f(x)=2sin(2x+φ),
∵f=2sin=0,∴+φ=kπ(k∈Z),∴φ=kπ-(k∈Z),
又|φ|<,∴φ=,∴f(x)=2sin.
5.答案:D
解析:因为f(x)=(ex+e-x)tanx,x≠kπ+,k∈Z,定义域关于原点对称,
且f(-x)=(ex+e-x)tan(-x)=-f(x),
所以函数为奇函数,故排除C选项,
当x=0时,f(0)=0,故排除B选项;
当x=1时,f(1)>0,故排除A.
6.答案:D
解析:由cosθ-sinθ=,平方得:sin2θ+cos2θ-2sinθcosθ=,则1-sin2θ=,即sin2θ=-<0,则2kπ+π<2θ<2kπ+π或2kπ+π<2θ<2kπ+2π,k∈Z,即有kπ+<θ当k为偶数时,θ位于第二象限,sinθ>0,cosθ<0,cosθ-sinθ<0,不成立,
当k为奇数时,θ位于第四象限,sinθ<0,cosθ>0,成立.
∴角θ的终边在第四象限.
7.答案:A
解析:因为2acosC-3bcosC=3ccosB,所以2sinAcosC-3sinBcosC=3sinCcosB,所以2sinAcosC=3sin(C+B)=3sinA,因为A,C∈(0,π),所以sinA≠0,cosC=,又C∈(0,π),所以C=.
8.答案:D
解析:f(x)≥0即(3a)x≥x3a,则xln(3a)≥3alnx,则≥,令g(x)=(x≥1),g′(x)=(x≥1),当x∈(1,e),g′(x)>0,g(x)单调递增;当x∈(e,+∞),g′(x)<0,g(x)单调递减,∵a>1,∴3a>3>e,又g(3a)≥g(x),∴3a≤x(x≥2e)恒成立,∴a∈.
9.答案:BD
解析:终边在y轴上的角的集合为,故选项A不正确;因为3a=4b=12,所以a=log312,b=log412,则+=log123+log124=log1212=1,故选项B正确;因为x+y=(x+y)=5++≥5+2=9,当且仅当y=2x=6时等号成立,所以x+y的最小值为9,故选项C不正确;因为幂函数f(x)=kxa的图象过点(2,4),所以k=1,2a=4,即a=2,所以k+a=3,故选项D正确.
10.答案:BC
解析:已知a,b∈R,且3a<3b<1,所以ab2,故错误;对于B选项,|a|>|b|,y=lnx为增函数,所以ln|a|>ln|b|,故正确;对于C选项,,均为正数,且不相等,所以+>2,故正确;对于D选项,a+b=-(-a-b)<-2,所以a+b+2<0,故错误.
11.答案:ABD
解析:若cosA=cosB,则=,整理得:a=b,故△ABC为等腰三角形,故A正确;若△ABC为锐角三角形,有A+B>,整理得A>-B,故sinA>sin,则sinA>cosB,故B正确;由于a=8,c=10,B=60°,利用余弦定理求出b==2,故△ABC唯一,故C错误;sin2A+sin2B<sin2C,利用正弦定理:a2+b2<c2,故cosC=<0,故C∈,故△ABC是钝角三角形,故D正确.
12.答案:BC
解析:对A,因为y=cosx是偶函数,且f(x)为定义在R上的偶函数,所以h(x)=f(x)cosx为偶函数,故A错误;对B,f(x)=ex+e-x-x2,f(-x)=e-x+ex-x2=f(x),则此函数满足f(x)是偶函数,f′(x)=ex-e-x-2x,f″(x)=ex+e-x-2≥2-2=0,所以f′(x)为R上的增函数,在[0,+∞)上,f′(x)≥f′(0)=0,所以此函数也满足在[0,+∞)上单调递增,故B正确;对C,设函数h(x)=f(x)-f(2),h(2)=f(2)-f(2)=0=h(-2),所以h(x)在R上有且只有两个零点,当x=0时,g(0)=0,所以g(x)=x[f(x)-f(2)]在R上有且只有三个零点,故C正确;对D,因为x[f(x)-f(2)]≤0,所以当x<0时,f(x)-f(2)≥0,则x≤-2;当x≥0时,f(x)-f(2)≤0,即f(x)≤f(2),可得0≤x≤2,故x[f(x)-f(2)]≤0的解集为(-∞,-2]∪[0,2],故D错误.
13.答案:
解析:因为f(x)=,所以f=log2=-1,则f=f=.
14.答案:120°
解析:在△ABC中,利用正弦定理可得:a?b?c=3?5?7,∴△ABC的最大内角为∠C,
不妨设a=3k,b=5k,c=7k,则cosC===-,
∵0°<∠C<180°,∴∠C=120°.
15.答案:-
解析:∵cos=,∴sin2=1-cos2=1-cos2=,∴cos=cos=-cos=-.∴cos-sin2=--=-.
16.答案:3 e
解析:函数f(x)=2x-x2的零点个数,即y=2x与y=x2两个函数图象的交点个数,
根据指数函数与二次函数的图象,当x≤0时,y=2x单调递增,值域为(0,1],而y=x2单调递减,值域为[0,+∞),两个函数图象有一个交点;
当x>0时,f(2)=22-22=0,f(4)=24-42=0,函数f(x)有两个零点;
综上,函数f(x)=2x-x2的零点个数为3个.
函数f(x)=ax-x2(a>1)恰有两个零点,等价于y=ax(a>1)与y=x2两个函数图象恰有两个交点.
因为指数函数y=ax(a>1)图象与抛物线y=x2在(-∞,0]上有且只有一个交点,
即函数f(x)=ax-x2(a>1)在(-∞,0]上有且只有一个零点,
所以问题转化为:当x>0时,f(x)=0,即ax=x2有且只有一个实根,
方程两边取对数,可得xlna=2lnx,从而问题等价于该方程有且只有一个实根,
即直线y=xlna与曲线y=2lnx有且只有一个公共点,
所以直线y=xlna为曲线y=2lnx的切线,
设切点为(m,2lnm),由y′=,则切线的斜率为=lna,
又切点(m,2lnm)在切线y=xlna上,则2lnm=mlna,
联立求解得a=.
17.解析:(1)由asinB=bcosA sinAsinB=sinBcosA,因为sinB≠0,化简得tanA=,A=.
(2)若选①,则a=,c=5,A=,由余弦定理可得2bccosA=b2+c2-a2,代入数据化简得b=2或3,根据大边对大角原则判断,b=2或3都成立,故选①不成立;
若选②,则cosC=,c=4,A=,求得sinC=,由正弦定理可得=,解得a=3,由sinB=sin[π-(A+C)]=sin(A+C)=,
因为A=,cosC=,C唯一,则B唯一,三角形存在且唯一确定,S△ABC=acsinB=×3×4×=3+4;
若选③,由AB边上的高h=可得sinA=,解得b=2,又a=3,由余弦定理可得2bccosA=b2+c2-a2,代值化简得c=1+或1-(舍去),三角形存在且唯一确定,S△ABC=bcsinA=×2×(1+)×=.
18.解析:(1)由图可知,函数f(x)图象过点,故cosφ=,
由于0<φ<,所以φ=,
所以f(x)=cos,
令πx+=kπ(k∈Z),则x=k-(k∈Z),令k=1,得x=,
由图可知,与关于直线x=对称,所以=,解得x0=.
(2)g(x)=f(x)+f=cos+cos
=cos+cos=cos-sinπx
=cosπxcos-sinπxsin-sinπx
=-sinπx+cosπx
=sin,
由-≤x≤得-≤πx≤,≤πx+≤,
所以g(x)的最大值为sin=,最小值为sin=-.
19.解析:(1)由题设,BD=,由正弦定理知:=,即=,
∴BD=,又b2=ac,
∴BD=b,得证.
(2)由题意知:BD=b,AD=,DC=,
∴cos∠ADB==,同理cos∠CDB==,
∵∠ADB=π-∠CDB,
∴=,整理得2a2+c2=,又b2=ac,
∴2a2+=,整理得6a4-11a2b2+3b4=0,解得=或=,
由余弦定理知:cos∠ABC==-,
当=时,cos∠ABC=>1不合题意;当=时,cos∠ABC=;
综上,cos∠ABC=.
20.解析:(1)因为f(x)=sin(π+x)sin+cos2-,
所以f(x)=(-sinx)(-cosx)+sin2x-
=sin2x+-=sin2x-cos2x=sin,
令-+2kπ≤2x-≤+2kπ,解得-+kπ≤x≤+kπ,
所以f(x)的单调递增区间为(k∈Z);
(2)因为f(A)=1,所以f(A)=sin=1,
又因为A∈(0,π),所以A=,
在三角形ABC中,利用余弦定理得:cosA==,整理得:b2+c2-4=bc,
又因为b2+c2≥2bc,所以b2+c2-4≥2bc-4,即bc≥2bc-4,
所以bc≤4,当且仅当b=c时等号成立,S△ABC=bcsinA=bc,
所以S△ABC≤,
当且仅当a=b=c=2时,S△ABC取得最大值.
21.解析:(1)h(x)=f(x)-g(x)=lnx-x2+x-1的定义域为(0,+∞),
且h′(x)=-2x+1==-.
当00;当x>1时,h′(x)<0,
所以h(x)在(0,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减,所以x=1是h(x)的极大值点,
故h(x)的极大值为h(1)=-1,没有极小值.
(2)证明:设直线l分别切f(x),g(x)的图象于点(x1,lnx1),(x2,x-x2+1),
由f′(x)=,得l的方程为y-lnx1=(x-x1),即l:y=·x+lnx1-1;
由g′(x)=2x-1,得l的方程为y-(x-x2+1)=(2x2-1)(x-x2),
即l:y=(2x2-1)x-x+1.
比较l的方程,得,
消去x2,得lnx1+-2=0.
令F(x)=lnx+-2(x>0),则F′(x)=-=.
当01时,F′(x)>0,
所以F(x)在(0,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增,
所以F(x)min=F(1)=-1<0.
因为F(e2)>ln(e2)-2=0,所以F(x)在(1,+∞)上有一个零点;
由F(x)=lnx++-,得F(e-2)=-2++-=+>0,
所以F(x)在(0,1)上有一个零点.
所以F(x)在(0,+∞)上有两个零点,
故有且只有两条直线与函数f(x),g(x)的图象都相切.
22.解析:(1)a=3时,f(x)=lnx+x2-3x,f(1)=-2,
所以切点坐标为P(1,-2).
f′(x)=+2x-3,f′(1)=0,于是所求切线的斜率k=0.
又因为所求切线过点P(1,-2),
所以曲线y=f(x)在点P(1,f(1))处的切线方程为y=-2.
(2)f′(x)=,
∵x1,x2是函数f(x)的两个极值点,
∴x1,x2是函数f′(x)两个大于0的零点,
∴x1,x2是方程2x2-ax+1=0的两个不同正解,
则,且 a>2.
由①,②可得x1-x2=x1-,x1+x2-a=x1+x2-2(x1+x2)=-(x1+x2)=-,
所以f(x1)-f(x2)=lnx1+x-ax1-lnx2-x+ax2=ln+(x1-x2)(x1+x2-a)=ln(2x)-=ln(2x)-=ln(2x)+.
又∵x1令2x=t,则f(x1)-f(x2)=lnt+.
构造函数h(t)=lnt+,h′(t)=-=≤0,
∴h(t)是上的减函数.∴h(t)>h,且t→时,h(t)→h,h=ln+,
∴f(x1)-f(x2)>ln+.
13滚动过关检测四 集合、常用逻辑用语、不等式、函数与导数、三角函数与解三角形、数列
一、单项选择题:本题共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.已知集合A={y|y=x2-1},B=,则( RA)∩B=( )
A.{x|x<-1}B.{x|-1C.{x|x≥0}D.{x|x≥-1}
2.[2022·北京101中学月考]设f(x)是奇函数,且在(-∞,0)上是减函数,f(1)=0,则<0的解集是( )
A.{x|-1B.{x|x<-1或0 C.{x|-1 1}
D.{x|x<-1或x>1}
3.[2022·辽宁丹东模拟]已知当且仅当n=6时,等差数列{an}的前n项和Sn取得最大值,若a1=30,则公差为d的取值范围为( )
A.(-6,-5)
B.[-6,-5]
C.(-∞,-6)∪(-5,+∞)
D.(-∞,-6]∪[-5,+∞)
4.曲线y=lnx+1在(1,1)处的切线也为y=ex+a的切线,则a=( )
A.0B.1
C.-1D.2
5.[2022·湖北黄冈中学月考]已知等比数列{an}中,各项都是正数,且a1,a3,2a2成等差数列,数列{an}的前n项和为Sn,则(S10-S8)?(S8-S6)=( )
A.1+B.1-
C.3+2D.3-2
6.点P(4,1)在函数y=ax+b(a>0,b>0)的图象上,则+( )
A.有最小值9B.有最大值9
C.有最小值6D.有最大值6
7.已知Sn是数列{an}的前n项和,则“Sn+1+2Sn-1=3Sn对n≥2恒成立”是“{an}是公比为2的等比数列”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
8.[2022·山东德州模拟]英国著名物理学家牛顿用“作切线”的方法求函数零点时,给出的“牛顿数列”在航空航天中应用广泛,若数列{xn}满足xn+1=xn-,则称数列{xn}为牛顿数列.如果函数f(x)=x2-x-2,数列{xn}为牛顿数列,设an=ln且a1=1,xn>2,数列{an}的前n项和为Sn,则S2021=( )
A.22021-1B.22021-2
C.2021-D.2021-2
二、多项选择题:本题共4小题,每小题5分,共20分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求,全部选对的得5分,有选错的得0分,部分选对的得2分.
9.[2022·西南大学附中月考]下列选项一定正确的是( )
A.若>,则a2024>b2024
B.若ab<0,>,则a>b
C.若a>b,a+c>b+d,则c>d
D.若a>b>0,则>
10.[2022·广东实验中学月考]已知无穷等差数列{an}的公差d∈N*,且5,17,23是{an}中的三项,则下列结论正确的是( )
A.d的最大值是6
B.2a2≤a8
C.an一定是奇数
D.137一定是数列{an}中的项
11.将函数f(x)=2sin的图象向左平移个单位后,得到函数g(x)的图象,则下列结论中正确的是( )
A.g(x)=2sin2x
B.g(x)的图象关于点中心对称
C.g(x)的图象关于x=-对称
D.g(x)在区间上单调递增
12.[2022·广东惠来一中月考]设数列{an}的前n项和Sn=a·2n+1+bn+c(a,b,c为常数),则下列命题中正确的是( )
A.若a≠0,则{an}不是等差数列
B.若a=0,b≠0,c=0,则{an}是等差数列
C.若a=0,b≠0,c=0,则{an}是等比数列
D.若a=1,b=0,c=-1,则{an}是等比数列
三、填空题:本大题共4小题,每小题5分,共20分.把答案填在题中的横线上.
13.[2022·江苏徐州模拟]若tanα=,则cos=________.
14.已知f(x)=sin(ωx+φ)+cos(ωx+φ)是奇函数,则φ=________.
15.[2022·河北保定模拟]已知等比数列{an}中,首项a1=2,公比是q>1,a2,a3是函数f(x)=x3-6x2+32x的两个极值点,则数列{an}的前9项和是________.
16.[2022·山东实验中学模拟]任取一个正整数m,若m是奇数,就将该数乘3再加上1;若m是偶数,就将该数除以2.反复进行上述两种运算,经过有限次步骤后,必进入循环圈1→4→2→1,这就是数学史上著名的“冰雹猜想”(又称“角谷猜想”等),若m=5,则经过________次步骤后变成1;若第5次步骤后变成1,则m的可能值之和为________.
四、解答题:共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
17.(10分)[2022·北京东直门中学月考]已知函数f(x)=cos-2sinxcosx.
(1)求f(x)的最小正周期;
(2)若f(x)在区间[m,0]上的最小值为-1,求m的最大值.
18.(12分)[2022·山东莱芜一中月考]已知A,B,C为△ABC的三个内角,且其对边分别为a,b,c,若acosC+(c+2b)cosA=0.
(1)求A;
(2)若a=2,b+c=4,求△ABC的面积.
19.(12分)[2021·新高考Ⅰ卷]已知数列满足a1=1,an+1=
(1)记bn=a2n,写出b1,b2,并求数列的通项公式;
(2)求的前20项和.
20.(12分)[2022·湖南益阳模拟]在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且(2b-c)cosA-acosC=0.
(1)求角A的大小;
(2)若△ABC的面积为3,求△ABC外接圆面积的最小值.
21.(12分)[2022·广东茂名模拟]已知等比数列{an}的前n项和Sn=a+3cn(a,c∈R,c≠0,c≠1).
(1)求a的值;
(2)若c=且bn=an,问n取何值时,bn取得最小值,并求此最小值.
22.(12分)[2022·河北石家庄模拟]设函数f(x)=lnx+,m∈R.
(1)讨论函数g(x)=f′(x)-零点的个数;
(2)若对任意的b>a>0,<1恒成立,求m的取值范围.
滚动过关检测四 集合、常用逻辑用语、不等式、函数与导数、三角函数与解三角形、数列
1.答案:A
解析:因为A={y|y=x2-1}=[-1,+∞),所以 RA=(-∞,-1),又因为B==(-∞,0),
所以( RA)∩B={x|x<-1}.
2.答案:D
解析:当x<0时,<0得出f(x)>0=f(-1),因为f(x)在(-∞,0)上是减函数,所以x<-1;当x>0时,<0得出f(x)<0=f(1),因为f(x)在(0,+∞)上是减函数,所以x>1即<0的解集是{x|x<-1或x>1}.
3.答案:A
解析:由已知可得a6>0,a7<0,,又a1=30,所以,解得-64.答案:C
解析:由y=lnx+1求导得:y′=,则曲线y=lnx+1在(1,1)处的切线斜率为1,切线方程为:y=x,
设直线y=x与曲线y=ex+a相切的切点为(t,et+a),由y=ex+a求导得y′=ex,
于是得,解得,
所以a=-1.
5.答案:C
解析:因为a1,a3,2a2成等差数列,
所以有2×=a1+2a2,即a1q2=a1+2a1q,消去a1,得q2-2q-1=0,
解得q=1+或q=1-(舍)所以(S10-S8)?(S8-S6)=(a10+a9)?(a8+a7)=q2(a8+a7)?(a8+a7)=q2,
所以q2=(1+)2=3+2.
6.答案:A
解析:由点P(4,1)在函数y=ax+b(a>0,b>0)的图象上,可得2a+b=1,所以+=(2a+b)=5++≥5+2=9,当且仅当a=b,即a=,b=时取等号,此时+取得最小值9.
7.答案:B
解析:若Sn+1+2Sn-1=3Sn(n≥2),则Sn+1-Sn=2(Sn-Sn-1),即an+1=2an(n≥2),
根据等比数列的定义,{an}是公比为2的等比数列不成立;
若{an}是公比为2的等比数列,则an+1=2an(n≥2),即Sn+1-Sn=2(Sn-Sn-1),
所以Sn+1+2Sn-1=3Sn(n≥2)成立;
所以“Sn+1+2Sn-1=3Sn对n≥2恒成立”是“{an}是公比为2的等比数列”的必要不充分条件.
8.答案:A
解析:由题可知:f′(x)=2x-1,xn+1=xn-=,
所以==2,
则两边取对数可得ln=2ln,即an+1=2an,
所以数列是以1为首项2为公比的等比数列,
所以S2021==22021-1.
9.答案:BD
解析:对于A,取a=0,b=-1可知a2024>b2024不成立,故A错误;对于B,由ab<0,>得,a>0>b,故B正确;对于C,取a=3,b=0,c=1,d=2可知c>d不成立,故C错误;对于D,∵a>b>0,∴-=>0,∴>成立,故D正确.
10.答案:ABD
解析:因为无穷等差数列{an}的公差d∈N*,且5,17,23是{an}中的三项,
所以设,
解得d=,
所以d的最大值为6,故A正确;因为a1≤5,d∈N*,所以2a2-a8=a1-5d≤0,故B正确;因为d=,所以m-n=2时,d=3,数列可能为5,8,11,14,17,20,23,…,故C错误;因为137=23+19×6,所以137一定是等差数列{an}中的项,故D正确.
11.答案:BCD
解析:g(x)=2sin=2sin,故A错误;
令x=-可得g=2sin0=0,故B正确;
令x=-可得g=2sin=-2,故C正确;
x∈,所以2x+∈,
易知y=sinx在上单调递增,所以g(x)在上单调递增,故D正确.
12.答案:ABC
解析:对于A,数列{an}的前n项和Sn=a·2n+1+bn+c(a,b,c为常数),而{an}是等差数列,则数列{an}的前n项和Sn=An2+Bn+C,不可能是Sn=a·2n+1+bn+c,所以若a≠0,则{an}不是等差数列,故A正确;对于B,若a=0,b≠0,c=0,则Sn=bn,所以n=1时,a1=S1=b;n≥2时an=Sn-Sn-1=bn-b(n-1)=b,对n=1也成立,所以an=b,所以{an}是等差数列,故B正确;对于C,若a=0,b≠0,c=0,则Sn=bn,所以n=1时,a1=S1=b≠0;n≥2时an=Sn-Sn-1=bn-b(n-1)=b≠0,对n=1也成立,所以an=b≠0,所以{an}是等比数列,故C正确;对于D,若a=1,b=0,c=-1,则Sn=2n+1-1,所以n=1时,a1=S1=3;n≥2时an=Sn-Sn-1=2n+1-2n=2n,a2=4,a3=8,所以≠,所以{an}不可能是等比数列,故D不正确.
13.答案:-
解析:∵tanα=,∴cos=-sin2α=-2sinαcosα===-.
14.答案:-
解析:f(x)=sin(ωx+φ)+cos(ωx+φ)=2sin为奇函数,
∴φ+=kπ,即φ=kπ-,又|φ|<,
∴k=0,有φ=-.
15.答案:1022
解析:由f(x)=x3-6x2+32x得f′(x)=x2-12x+32,
又因为a2,a3是函数f(x)=x3-6x2+32x的两个极值点,
所以a2,a3是函数f′(x)=x2-12x+32的两个零点,
故,因为q>1所以a2=4,a3=8,
故q=2,则前9项和S9==210-2=1022.
16.答案:5 41
解析:(1)当m=5时,a1=5,a2=5×3+1=16,a3=8,a4=4,a5=2,a6=1,
所以需5次步骤后变成1;
(2)若第5次步骤后变成1,则a6=1,a5=2,a4=4,a3=8或1,
当a3=8时,a2=16,a1=32或a1=5;
当a3=1时,a2=2,a1=4,
所以m的可能值是{4,5,32},m的可能值的和是4+5+32=41.
17.解析:(1)因为f(x)=-sin2x=sin2x+cos2x=sin,
所以,函数f(x)的最小正周期为T==π.
(2)当x∈[m,0]时,2m+≤2x+≤,
因为函数y=sinu在直线u=左侧的第一个最小值点为u=-,
故-∈,即2m+≤-,解得m≤-.
因此,实数m的最大值为-.
18.解析:(1)∵acosC+(c+2b)cosA=0,
∴由正弦定理可得:sinAcosC+(sinC+2sinB)cosA=0,
整理得sinAcosC+sinCcosA+2sinBcosA=0,
即:sin(A+C)+2sinBcosA=0,
所以sinB+2sinBcosA=0,
∵sinB≠0,∴cosA=-,
∵A∈(0,π),∴A=.
(2)由a=2,b+c=4,由余弦定理得a2=b2+c2-2bccosA,
∴12=(b+c)2-2bc-2bccos,即有12=16-bc,
∴bc=4,
∴△ABC的面积为S=bcsinA=×4×sin=.
19.解析:(1)由题设可得b1=a2=a1+1=2,b2=a4=a3+1=a2+2+1=5
又a2k+2=a2k+1+1,a2k+1=a2k+2,
故a2k+2=a2k+3即bn+1=bn+3即bn+1-bn=3
所以为等差数列,故bn=2+×3=3n-1.
(2)设的前20项和为S20,则S20=a1+a2+a3+…+a20,
因为a1=a2-1,a3=a4-1,…,a19=a20-1,
所以S20=2-10
=2-10
=2×-10=300.
20.解析:(1)因为(2b-c)cosA-acosC=0,
所以2sinBcosA-sinCcosA-cosCsinA=0,
所以2sinBcosA-sin(A+C)=0,即2sinBcosA-sinB=0.
因为0因为0(2)由(1)可知A=,则sinA=.
因为△ABC的面积为3,所以bcsinA=bc=3,所以bc=12.
由余弦定理可得a2=b2+c2-2bccosA=b2+c2-bc≥bc=12,则a≥2.
设△ABC外接圆的半径为r,则2r=≥=4,即r≥2,
故△ABC外接圆的面积S=πr2≥4π,当且仅当b=c=2时,等号成立.
即当b=c=2时,△ABC外接圆面积的最小值为4π.
21.解析:(1)当n≥2时,an=Sn-Sn-1=a+3cn-a-3cn-1=3(c-1)cn-1,
∴an+1=3(c-1)cn.(*)
则an+1=can.
当n=1时,a1=S1=a+3c,
因为{an}为等比数列,所以a2=a1·c=(a+3c)c.
由(*)式可知,a2=3(c-1)c,
∴3c(c-1)=c(a+3c),解得a=-3;
(2)c=时,an=n-1.∵bn=an,∴bn=n-1,bn+1=n.
bn+1≥bn,即n≥n-1 n≥4,bn+1于是b1>b2>b3>b4=b5 所以n=4或5时,bn取得最小值,最小值为b4=b5=.
22.解析:(1)函数g(x)=f′(x)-=--(x>0),
令g(x)=0,得m=-x3+x(x>0),
设φ(x)=-x3+x(x>0),则φ′(x)=-x2+1=-(x-1)(x+1),
所以当x∈(0,1)时,φ′(x)>0,φ(x)在(0,1)上单调递增;
当x∈(1,+∞)时,φ′(x)<0,φ(x)在(1,+∞)上单调递减;
所以φ(x)的最大值为φ(1)=-+1=,
又φ(0)=0,可知:
①当m>时,函数g(x)没有零点,
②当m=时,函数g(x)有且仅有1个零点,
③当0④当m≤0时,函数g(x)有且只有1个零点.
综上所述,当m>时,函数g(x)没有零点;
当m=或m≤0时,函数g(x)有且仅有1个零点;
当0(2)对任意b>a>0,<1恒成立,
等价于f(b)-b设h(x)=f(x)-x=lnx+-x(x>0),则h(b) 可得h(x)在(0,+∞)上单调递减,
所以h′(x)=--1≤0在(0,+∞)上恒成立,
分离m可得m≥-x2+x=-2+(x>0)恒成立,
所以m≥,所以m的取值范围是.
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