北京市昌平区新学道临川学校2021-2022学年高二上学期期中考试数学(文科)试卷(含解析)

文档属性

名称 北京市昌平区新学道临川学校2021-2022学年高二上学期期中考试数学(文科)试卷(含解析)
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资源类型 教案
版本资源 通用版
科目 数学
更新时间 2023-07-28 22:43:22

文档简介

2021-2022学年高二(上)期中数学试卷(文科)
参考答案与试题解析
一、选择题(每小题5分,共计60分)
1.(5分)圆心是(4,5),且过点(1,2)的圆的标准方程是(  )
A.(x+4)2+(y+5)2=25 B.(x+4)2+(y+5)2=5
C. D.(x﹣4)2+(y﹣5)2=18
【答案】D
【分析】结合两点之间的距离公式,求出半径,再结合圆心,即可求解.
【解答】解:由题意可得,圆的半径为,
∵圆心是(4,5),
∴所求圆的标准方程为(x﹣4)2+(y﹣5)2=18.
故选:D.
2.(5分)已知a,b∈R,则“2a=3b”是“”的(  )
A.充要条件 B.充分不必要条件
C.既不充分也不必要条件 D.必要不充分条件
【答案】D
【分析】举反例a=b=0时,充分性不成立,利用等式性质必要性成立,从而可解.
【解答】解:因为2a=3b,若当a=b=0时,则不成立,故充分性不成立,
又因为,则2a=3b,故必要性成立,
则“2a=3b”是“”的必要不充分条件,
故选:D.
3.(5分)直线x+3y﹣b=0与圆(x﹣2)2+(y+4)2=10相切,则实数b的值是(  )
A.﹣8或﹣12 B.8或12 C.0或﹣20 D.0或﹣12
【答案】C
【分析】由圆的方程找出圆心坐标与半径r,根据圆心到直线x+3y﹣b=0的距离等于半径,列式求解即可.
【解答】解:由圆(x﹣2)2+(y+4)2=10,得圆心坐标为(2,﹣4),半径r=,
圆心到直线x+3y﹣b=0的距离d==,
解得:b=0或﹣20.
故选:C.
4.(5分)已知焦点在x轴上的椭圆(m>0)的焦距是4,则m=(  )
A.7 B.12 C.9 D.
【答案】B
【分析】根据已知条件,结合椭圆的性质,即可直接求解.
【解答】解:∵焦点在x轴上的椭圆(m>0)的焦距是4,
∴2c=4,解得c=2,a2=16,
∴m=a2﹣c2=16﹣4=12.
故选:B.
5.(5分)已知命题p: x∈R,x﹣3>log2(x+3),命题q: x∈R,|2x+1|>0,则(  )
A.p∧( q)是真命题 B.p∨q是假命题
C.p∨( q)是假命题 D.p∧q是真命题
【答案】A
【分析】举例证明命题p是真命题,q是假命题,再判断p∨q,p∧q,p∧( q),p∨( q)的真假即可.
【解答】解:当x=13时,x﹣3>log2(x+3),所以命题p是真命题, p是假命题,
当x=﹣时,2x+1=0,所以命题q是假命题, q是真命题,
所以p∨q是真命题,p∧q是假命题,p∧( q)是真命题,p∨( q)是真命题.
故选:A.
6.(5分)经过椭圆的右焦点作倾斜角为的直线L,交椭圆于M,N两点,设O为坐标原点,则向量点乘向量等于(  )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】求出直线l的方程,联立直线与椭圆方程,利用韦达定理,结合向量的数量积求解即可.
【解答】解:∵椭圆的右焦点为F(1,0),
故直线L:y=x﹣1,
联立,消去y可得,7x2﹣8x﹣8=0,设M(x1,y1),N(x2,y2),
可得,x1x2=﹣,x1+x2=,y1y2=x1x2﹣x1﹣x2+1=﹣.
所以 =x1x2+y1y2=﹣﹣=﹣.
故选:C.
7.(5分)双曲线﹣=1的焦距为(  )
A.10 B. C. D.5
【答案】A
【分析】在双曲线的标准方程下,由其性质c2=a2+b2,易于求得c,而双曲线的焦距是2c,则问题解决.
【解答】解:由题意得c2=a2+b2=16+9=25,
所以c=5,则双曲线的焦距为2c=10.
故选:A.
8.(5分)若抛物线y2=2px(p>0)线上的点M(1,t)到其焦点的距离为4,则p=(  )
A.﹣10 B.4 C.12 D.6
【答案】D
【分析】求得抛物线的焦点和准线方程,运用抛物线的定义,可得p.
【解答】解:抛物线y2=2px的焦点为(,0),准线为x=﹣,
由抛物线的定义可得,1+=4,解得p=6;
故选:D.
9.(5分)下列双曲线中,渐近线方程不是的是(  )
A. B.y2﹣4x2=1 C.x2﹣4y2=1 D.
【答案】B
【分析】求出双曲线的渐近线方程,判断选项即可.
【解答】解:,渐近线方程是.
y2﹣4x2=1的渐近线方程是y=±2x.
x2﹣4y2=1的渐近线方程是.
的渐近线方程是.
故选:B.
10.(5分)过点p(﹣3,0)的直线与抛物线C:y2=8x相交于A,B两点,且,则点A到抛物线C的焦点的距离为(  )
A. B.3.5 C.3 D.
【答案】D
【分析】设直线AB的方程为my=x+3,联立抛物线的方程,设A(x1,y1),B(x2,y2),结合韦达定理可得y1y2=24,由|PA|=|PB|,得|PB|=4|PA|,则y2=4y1,代入y1y2=24,即可得出答案.
【解答】解:设直线AB的方程为my=x+3,
联立,则y2﹣8my+24=0,
所以Δ=(﹣8m)2﹣4×24>0,
解得m<﹣或m>,
设A(x1,y1),B(x2,y2),
所以y1y2=24,
因为,
所以|PB|=4|PA|,
所以y2=4y1,
所以y1y2=4y12=24,
所以y12=6,
代入抛物线的方程,可得8x1=y12=6,
所以x1=,
由抛物线的方程可得抛物线准线的方程为x=﹣2,
所以点A到抛物线焦点的距离等于点A到准线的距离,
即x1﹣(﹣2)=x1+2=,
故选:D.
11.(5分)已知f(x)=x3+ax+100,若f′(2)=6,则实数a=(  )
A.6 B.﹣6 C.7 D.﹣7
【答案】B
【分析】由题意可得f′(x)=3x2+a,进一步利用f′(2)=12+a=6求出a值即可.
【解答】解:由题意,f′(x)=3x2+a,
∴f′(2)=12+a=6,
∴a=﹣6.
故选:B.
12.(5分)函数的单调递减区间是(  )
A.(0,1) B.(0,1)∪(﹣∞,﹣1)
C.(﹣∞,1) D.(1,+∞)
【答案】A
【分析】求出原函数的导函数,再由导函数小于0,求解分式不等式得答案.
【解答】解:由,得f′(x)=x﹣=(x>0),
由f′(x)<0,得<0,
∵x>0,∴x2﹣1<0,解得0<x<1.
∴函数的单调递减区间是(0,1),
故选:A.
二、填空题(每小题5分,共计20分)
13.(5分)若椭圆的离心率为,则m= 或 .
【答案】或.
【分析】根据已知条件,分椭圆的焦点在x轴,y轴两种情况讨论,即可求解.
【解答】解:当椭圆的焦点在x轴上,即0<m<2,
∵a2=2,b2=m,
∴c2=2﹣m,
∵=,
∴,解得m=,
当椭圆的焦点在y轴上,即m>2,
∵a2=m,b2=2,
∴c2=a2﹣b2=m﹣2,
∵=,
∴,解得
综上所述,m=或.
故答案为:或.
14.(5分)已知双曲线C:,则C的右焦点坐标为  (,0) ,C的焦点到其渐近线的距离是  2 .
【答案】(,0);2.
【分析】利用双曲线方程求解右焦点坐标,求解C的焦点到其渐近线的距离即可.
【解答】解:双曲线C:,可得a=,b=2,∴c=,则C的右焦点坐标为(,0),
渐近线方程:2x±y=0,
所以C的焦点到其渐近线的距离是:=2.
故答案为:(,0);2.
15.(5分)已知函数y=xlnx,则其在点x=e处的切线方程 y=2x﹣e .
【答案】见试题解答内容
【分析】先求导函数,然后将x=e代入导函数,从而求出在点x=e处的斜率,再结合曲线上一点求出切线方程.
【解答】解:∵y=xlnx,
∴y′=lnx+1,
∴x=e时,y′=lne+1=2,
又当x=e时y=e,即切点为(e,e),
∴切线方程为y﹣e=2(x﹣e)即y=2x﹣e.
故答案为:y=2x﹣e.
16.(5分)如图是函数y=f(x)的导函数y=f'(x)的图象,给出下列命题:
①﹣2是函数y=f(x)的极值点;
②1是函数y=f(x)的极值点;
③y=f(x)在x=0处切线的斜率小于零;
④y=f(x)在区间(﹣2,2)上单调递增.
则正确命题的序号是  ①④ (写出所有正确命题的序号)
【答案】①④.
【分析】根据函数y=f'(x)的图象,直接判断f(x)的极值和单调性,然后逐一分析四个命题得答案.
【解答】解:由导函数的图象可知,导函数y=f'(x)的零点有两个,﹣2和1,
在x=﹣2的两侧的单调性不一致,在x=1的两侧的单调性相同,
则﹣2是函数y=f(x)的极值点,1不是函数y=f(x)的极值点,故①正确,②错误;
由图可知f′(0)>0,则y=f(x)在x=0处切线的斜率大于零,故③错误;
又f′(x)在(﹣2,2)上大于等于0且仅当x=1时f'(x)=0,
则函数y=f(x)在区间(﹣2,2)上单调递增,故④正确.
∴正确命题的序号是①④.
故答案为:①④.
三、解答题
17.按要求解答
①写出下列基本初等函数的导数公式以及导数运算法则:
(1)f(x)=C(C为常数),则f′(x)= 0 ;
(2)f(x)=xa(a∈Q),则f′(x)= a xa﹣1 ;
(3)f(x)=sinx,则f′(x)= cosx ;
(4)f(x)=cosx,则f′(x)= ﹣sinx ;
(5)f(x)=ax,则f′(x)= ax lna ;
(6)f(x)=ex,则f′(x)= ex ;
(7)f(x)=logax,则f′(x)=  ;
(8)f(x)=lnx,则f′(x)=  ;
补充:(9)a﹣p=  ;
(10)=  .
(11)[f(x)±g(x)]′= f′(x)±g′(x) ;
(12)[f(x) g(x)]′= f′(x)g(x)+f(x)g′(x) ;
(13)  .
②求下列函数的单调区间:
(1)y=x3﹣9x2+24x
(2)y=3x﹣x3
【答案】①(1)0;(2)a xa﹣1;(3)cosx;(4)﹣sinx;(5)ax lna;(6)ex;(7);(8);
(9);;(11)f′(x)±g′(x);f′(x)g(x)+f(x)g′(x);(13).
②(1)原函数的增区间为(﹣∞,2),(4,+∞),减区间为(2,4);
(2)原函数的减区间为(﹣∞,﹣1),(1,+∞),增区间为(﹣1,1).
【分析】①直接写出基本初等函数的导函数与导数的运算法则即可;
②分别求出两个函数的导函数,再由导函数大于0求解函数的增区间,由导函数小于0求解函数的减区间.
【解答】解:①(1)f(x)=C(C为常数),则f′(x)=0;
(2)f(x)=xa(a∈Q),则f′(x)=a xa﹣1;
(3)f(x)=sinx,则f′(x)=cosx;
(4)f(x)=cosx,则f′(x)=﹣sinx;
(5)f(x)=ax,则f′(x)=ax lna;
(6)f(x)=ex,则f′(x)=ex;
(7)f(x)=logax,则f′(x)=;
(8)f(x)=lnx,则f′(x)=;
(9)a﹣p=;
(10)=;
(11)[f(x)±g(x)]′=f′(x)±g′(x);
(12)[f(x) g(x)]′=f′(x)g(x)+f(x)g′(x);
(13)=.
②(1)∵y=x3﹣9x2+24x,∴y′=3x2﹣18x+24=3(x﹣2)(x﹣4),
∴当x∈(﹣∞,2)∪(4,+∞)时,y′>0,当x∈(2,4)时,y′<0,
可得原函数的增区间为(﹣∞,2),(4,+∞),减区间为(2,4);
(2)∵y=3x﹣x3,∴y′=3﹣3x2=3(1﹣x2),
∴当x∈(﹣∞,1)∪(1,+∞)时,y′<0,当x∈(﹣1,1)时,y′>0,
可得原函数的减区间为(﹣∞,﹣1),(1,+∞),增区间为(﹣1,1).
18.已知△ABC的两个顶点坐标分别是B(0,3)和C(0,﹣3),另两边AB、AC的斜率的乘积是,P点为顶点A轨迹上的一动点,Q点坐标为(1,1),点M为线段PQ中点.
(1)求顶点A的轨迹方程.
(2)求动点M的轨迹方程.
【答案】(1)+=1,(x≠0);
(2)+=1 (x≠).
【分析】(1)设A的坐标,求出直线AB,AC的斜率之积,化简可得A点轨迹方程;
(2)设M的坐标,P的坐标,由题意可得P的横纵坐标的关系,由M为PQ的中点,可得P的横纵坐标与M的坐标的关系,进而可得M的轨迹方程.
【解答】解:(1)△ABC中,A,B,C不共线,由题意设A(x,y),x≠0,
则kAB kAC= =﹣,
整理可得:+=1,x≠0,
即顶点A的轨迹方程为:+=1,(x≠0);
(2)设M的坐标为(x,y),P(x0,y0),由题意可得+=1,
Q(1,1),M为PQ的中点,所以,即x0=2x﹣1,y0=2y﹣1,
所以+=1.
所以M的轨迹为:+=1 (2x﹣1相当于点A的轨迹方程椭圆中的x,所以x=).
19.已知双曲线的方程是16x2﹣9y2=144.
(1)求这双曲线的焦点坐标、离心率和渐近线方程;
(2)设F1和F2是双曲线的左、右焦点,点P在双曲线上,且|PF1| |PF2|=32,求∠F1PF2的大小.
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)向将双曲线转化为标准形式,得到a,b,c的值,即可得到焦点坐标、离心率和渐近线方程;
(2)先根据双曲线的定义得到||PF1|﹣|PF2||=6,再由余弦定理得到cos∠F1PF2的值,进而可得到∠F1PF2的大小.
【解答】解:(1)由16x2﹣9y2=144得﹣=1,
∴a=3,b=4,c=5.焦点坐标F1(﹣5,0),F2(5,0),离心率e=,渐近线方程为y=±x.
(2)||PF1|﹣|PF2||=6,
cos∠F1PF2=
===0.
∴∠F1PF2=90°.
20.已知函数f(x)=x3+bx2+ax+d的图象过点P(0,2),且在点M(﹣1,f(﹣1))处的切线方程为6x﹣y+7=0.
(Ⅰ)求函数y=f(x)的解析式;
(Ⅱ)求函数y=f(x)的单调区间.
【答案】见试题解答内容
【分析】(Ⅰ)求解析式,只需把a,b,d三个字母求出即可.已知点P(0,2)满足f(x),得到d,又点M(﹣1,f(﹣1))处的切线方程为6x﹣y+7=0,可以得到f(﹣1)的值,并且得到f(x)在x=﹣1处的导数为6.
(Ⅱ)利用导数研究函数的单调性即可求出函数的单调区间.
【解答】解:(Ⅰ)∵f(x)的图象经过P(0,2),∴d=2,
∴f(x)=x3+bx2+ax+2,f'(x)=3x2+2bx+a.
∵点M(﹣1,f(﹣1))处的切线方程为6x﹣y+7=0
∴f'(x)|x=﹣1=3x2+2bx+a|x=﹣1=3﹣2b+a=6①,
还可以得到,f(﹣1)=y=1,即点M(﹣1,1)满足f(x)方程,得到﹣1+b﹣a+2=1②
由①、②联立得b=a=﹣3
故所求的解析式是f(x)=x3﹣3x2﹣3x+2.
(Ⅱ)f'(x)=3x2﹣6x﹣3.,令3x2﹣6x﹣3=0,即x2﹣2x﹣1=0.
解得.当;
当.
故f(x)的单调增区间为(﹣∞,1﹣),(1+,+∞);单调减区间为(1﹣,1+)
21.已知函数f(x)=﹣x3+3x2+9x﹣2.
(1)求f(x)的单调递减区间;
(2)求f(x)在区间[﹣2,2]上的最大值与最小值.
【答案】(1)单调递减区间为(﹣∞,﹣1),(3,+∞);
(2)最大值为20,最小值为﹣7.
【分析】(1)对函数f(x)求导,令导函数小于0,解出x的取值范围即可得到单调减区间;
(2)易知函数f(x)在区间[﹣2,2]上的单调性情况,由此可得到最值情况.
【解答】解:(1)f′(x)=﹣3x2+6x+9=﹣3(x2﹣2x﹣3)=﹣3(x﹣3)(x+1),
令f′(x)<0,解得x<﹣1或x>3,
∴f(x)的单调递减区间为(﹣∞,﹣1),(3,+∞);
(2)由(1)易知,函数f(x)在[﹣2,﹣1]上单调递减,在(﹣1,2]上单调递增,
又f(﹣2)=0,f(﹣1)=﹣7,f(2)=20,
∴f(x)在区间[﹣2,2]上的最大值为20,最小值为﹣7.
22.已知a为实数,f(x)=(x2﹣4)(x﹣a).
(1)求导数f′(x);
(2)若f′(﹣1)=0,求f(x)在[﹣2,2]上的最大值和最小值;
(3)若f(x)在(﹣∞,﹣2)和(2,+∞)上都是递增的,求a的取值范围.
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)按导数的求导法则求解
(2)由f′(﹣1)=0代入可得f(x),先求导数,研究函数的极值点,通过比较极值点与端点的大小从而确定出最值
(3)(法一)由题意可得f′(2)≥0,f′(﹣2)≥0联立可得a的范围,
(法二)求出f′(x),再求单调区增间(﹣∞,x1)和[x2,+∞),依题意有(﹣∞,﹣2) (﹣∞,x1),[2,+∞) [x2,+∞)
【解答】解:(1)由原式得f(x)=x3﹣ax2﹣4x+4a,∴f'(x)=3x2﹣2ax﹣4.
(2)由f'(﹣1)=0得,此时有.
由f'(x)=0得或x=﹣1,又,
所以f(x)在[﹣2,2]上的最大值为,最小值为.
(3)解法一:f'(x)=3x2﹣2ax﹣4的图象为开口向上且过点(0,﹣4)的抛物线,由条件得f'(﹣2)≥0,f'(2)≥0,
∴﹣2≤a≤2.
所以a的取值范围为[﹣2,2].
解法二:令f'(x)=0即3x2﹣2ax﹣4=0,由求根公式得:
所以f'(x)=3x2﹣2ax﹣4.在(﹣∞,x1]和[x2,+∞)上非负.
由题意可知,当x≤﹣2或x≥2时,f'(x)≥0,
从而x1≥﹣2,x2≤2,
即,
解不等式组得﹣2≤a≤2.
∴a的取值范围是[﹣2,2].2021-2022学年高二(上)期中数学试卷(文科)
一、选择题(每小题5分,共计60分)
1.(5分)圆心是(4,5),且过点(1,2)的圆的标准方程是(  )
A.(x+4)2+(y+5)2=25 B.(x+4)2+(y+5)2=5
C. D.(x﹣4)2+(y﹣5)2=18
2.(5分)已知a,b∈R,则“2a=3b”是“”的(  )
A.充要条件 B.充分不必要条件
C.既不充分也不必要条件 D.必要不充分条件
3.(5分)直线x+3y﹣b=0与圆(x﹣2)2+(y+4)2=10相切,则实数b的值是(  )
A.﹣8或﹣12 B.8或12 C.0或﹣20 D.0或﹣12
4.(5分)已知焦点在x轴上的椭圆(m>0)的焦距是4,则m=(  )
A.7 B.12 C.9 D.
5.(5分)已知命题p: x∈R,x﹣3>log2(x+3),命题q: x∈R,|2x+1|>0,则(  )
A.p∧( q)是真命题 B.p∨q是假命题
C.p∨( q)是假命题 D.p∧q是真命题
6.(5分)经过椭圆的右焦点作倾斜角为的直线L,交椭圆于M,N两点,设O为坐标原点,则向量点乘向量等于(  )
A. B. C. D.
7.(5分)双曲线﹣=1的焦距为(  )
A.10 B. C. D.5
8.(5分)若抛物线y2=2px(p>0)线上的点M(1,t)到其焦点的距离为4,则p=(  )
A.﹣10 B.4 C.12 D.6
9.(5分)下列双曲线中,渐近线方程不是的是(  )
A. B.y2﹣4x2=1 C.x2﹣4y2=1 D.
10.(5分)过点p(﹣3,0)的直线与抛物线C:y2=8x相交于A,B两点,且,则点A到抛物线C的焦点的距离为(  )
A. B.3.5 C.3 D.
11.(5分)已知f(x)=x3+ax+100,若f′(2)=6,则实数a=(  )
A.6 B.﹣6 C.7 D.﹣7
12.(5分)函数的单调递减区间是(  )
A.(0,1) B.(0,1)∪(﹣∞,﹣1)
C.(﹣∞,1) D.(1,+∞)
二、填空题(每小题5分,共计20分)
13.(5分)若椭圆的离心率为,则m=   .
14.(5分)已知双曲线C:,则C的右焦点坐标为    ,C的焦点到其渐近线的距离是    .
15.(5分)已知函数y=xlnx,则其在点x=e处的切线方程   .
16.(5分)如图是函数y=f(x)的导函数y=f'(x)的图象,给出下列命题:
①﹣2是函数y=f(x)的极值点;
②1是函数y=f(x)的极值点;
③y=f(x)在x=0处切线的斜率小于零;
④y=f(x)在区间(﹣2,2)上单调递增.
则正确命题的序号是    (写出所有正确命题的序号)
三、解答题
17.按要求解答
①写出下列基本初等函数的导数公式以及导数运算法则:
(1)f(x)=C(C为常数),则f′(x)=   ;
(2)f(x)=xa(a∈Q),则f′(x)=   ;
(3)f(x)=sinx,则f′(x)=   ;
(4)f(x)=cosx,则f′(x)=   ;
(5)f(x)=ax,则f′(x)=   ;
(6)f(x)=ex,则f′(x)=   ;
(7)f(x)=logax,则f′(x)=   ;
(8)f(x)=lnx,则f′(x)=   ;
补充:(9)a﹣p=   ;
(10)=   .
(11)[f(x)±g(x)]′=   ;
(12)[f(x) g(x)]′=   ;
(13)   .
②求下列函数的单调区间:
(1)y=x3﹣9x2+24x
(2)y=3x﹣x3
18.已知△ABC的两个顶点坐标分别是B(0,3)和C(0,﹣3),另两边AB、AC的斜率的乘积是,P点为顶点A轨迹上的一动点,Q点坐标为(1,1),点M为线段PQ中点.
(1)求顶点A的轨迹方程.
(2)求动点M的轨迹方程.
19.已知双曲线的方程是16x2﹣9y2=144.
(1)求这双曲线的焦点坐标、离心率和渐近线方程;
(2)设F1和F2是双曲线的左、右焦点,点P在双曲线上,且|PF1| |PF2|=32,求∠F1PF2的大小.
20.已知函数f(x)=x3+bx2+ax+d的图象过点P(0,2),且在点M(﹣1,f(﹣1))处的切线方程为6x﹣y+7=0.
(Ⅰ)求函数y=f(x)的解析式;
(Ⅱ)求函数y=f(x)的单调区间.
21.已知函数f(x)=﹣x3+3x2+9x﹣2.
(1)求f(x)的单调递减区间;
(2)求f(x)在区间[﹣2,2]上的最大值与最小值.
22.已知a为实数,f(x)=(x2﹣4)(x﹣a).
(1)求导数f′(x);
(2)若f′(﹣1)=0,求f(x)在[﹣2,2]上的最大值和最小值;
(3)若f(x)在(﹣∞,﹣2)和(2,+∞)上都是递增的,求a的取值范围.
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