内容正文:
南航苏州附中2024-2025学年第一学期高三年级期中适应性练习
数学
一、单选题(每题5分,共40分)
1. 已知集合,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】先确定两个集合中元素,再根据交集的定义求解,
【详解】因为,所以.
故选:A.
2. “”是“”的( )
A. 必要不充分条件 B. 充分不必要条件 C. 充要条件 D. 既不充分也不必要条件
【答案】A
【解析】
【分析】判断“”和“”之间的逻辑推理关系,即可判断出答案.
【详解】当时,满足,但推不出,即“”不是“”的充分条件;
当时,或,总有成立,即“”是“”的必要条件,
故“”是“”的必要不充分条件,
故选:A
3. 设,为复数,且,则下列结论不正确的是( )
A. B.
C. 若,则 D.
【答案】C
【解析】
【分析】根据题意,由复数的运算,代入计算,逐一判断,即可得到结果.
【详解】设,,
对于A,因为,
所以,
且,所以,故A正确;
对于B,因为,,,
则,,
所以,故B正确;
对于C,若,例如,,满足,
但,,即,故C错误;
对于D,因为,
所以,,
所以,故D正确.
故选:C.
4. 已知正三棱台的体积为,,,则与平面所成角的正切值为( )
A. B. 1 C. 2 D. 3
【答案】B
【解析】
【分析】将正三棱台补成正三棱锥,与平面ABC所成角即为与平面ABC所成角,根据比例关系可得,进而可求正三棱锥的高,即可得结果.
【详解】将正三棱台补成正三棱锥,
则与平面ABC所成角即为与平面ABC所成角,
因为,则,
可知,则,
设正三棱锥的高为,则,解得,
取底面ABC的中心为,则底面ABC,且,
所以与平面ABC所成角的正切值.
故选:B.
5. 将函数的图象上所有点的横坐标变为原来的,纵坐标变为原来的2倍,得到函数的图象,若在上只有一个极大值点,则ω的最大值为( )
A. 2 B. 3 C. 4 D. 5
【答案】B
【解析】
【分析】根据伸缩变换规则可得,再由余弦函数图象性质以及极值点个数解不等式可得结果.
【详解】由题可知,
当时,,
若在上只有一个极大值点,
则由的图像可得,
解得,
因为,所以的最大值为3.
故选:B.
6. 已知是定义在上的偶函数,对任意的,都有,且当时,,若在区间内函数有三个不同的零点,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】利用函数的奇偶性、周期性和对称性,作出函数的图象,将问题转化为两个函数图象的交点,利用数形结合以及交点个数列出不等式组,即可得出的取值范围.
【详解】由,所以函数的周期为,
又函数为偶函数,所以,
即函数的图象关于直线对称;
所以,
因为在区间内函数有三个不同的零点,
令,令(),
则和函数在上的图象有三个交点,
作出函数和函数的大致图象,如图所示:
结合图象可得,即,
所以,即.
故选:C.
7. 已知数列满足:,().正项数列满足:对于每个,,且,,成等比数列,则的前n项和为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】运用数列的累乘法求得,再由等比数列的中项性质可得,再由数列的裂项相消求和,计算可得所求和.
【详解】(),
可得,
由,可得
,
可得,
由,,成等比数列,
可得,
可得,
则,
所以
.
故选:C.
【点睛】本题主要考查了数列的递推关系,等比数列,累乘法,数列求和,属于中档题.
8. 已知为函数的零点,则( )
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
【答案】B
【解析】
【分析】由题意确定为方程的根,构造函数,由其单调性即可求解.
【详解】由得,即,即,
因为,所以,所以为方程的根,
令,则,所以在上单调递增,
又,所以,
即,即,
故选:B.
二、多选题(每题6分,共18分)
9. 下列四个命题为真命题的是( ).
A. 在中,角所对的边分别为,若,,,要使满足条件的三角形有且只有两个,则
B. 若向量,,则在上的投影向量为
C. 已知向量,,则的最大值为
D. 在中,若(),则动点的轨迹一定通过的重心
【答案】BCD
【解析】
【分析】对于A,根据正弦定理可求得,可得,可求得取值即可判断;对于B,直接根据投影公式计算出投影向量的值即可;对于C,由向量坐标的模长公式代入计算,即可判断;对于D,令边中点为,则,再根据正弦定理变形即可判断.
【详解】对于A,根据正弦定理可求得,所以,
所以,且,可求得,故A错误;
对于B,直接根据在上的投影向量,故B正确;
对于C,,
则,令,
则,
当时,取最大值,最大值为,故C正确;
对于D,令边中点为,则,再根据正弦定理,
所以,
代入到,
因此点的轨迹在直线上,所以点的轨迹经过重心,故D正确.
故选:BCD.
10. 数列前项和为,且满足则( )
A.
B.
C. 数列的前项和为
D.
【答案】ABC
【解析】
【分析】根据递推公式列出前几项,即可判断A;分为奇数、偶数求出,即可判断B,利用分组求和法计算C、D.
【详解】对于A,因为,
所以,,,故A正确;
对于B,由,有,,
两式相加,得,又,所以,为偶数;
由,得,也即,为奇数,
所以故B正确;
对于C,数列的前项和记为,
则
,故C正确;
对于D,由B可知:
,
则,故D错误,
故选:ABC.
11. 如图,正方体棱长为2,、分别是棱,棱的中点,点是其侧面上的动点(含边界),下列结论正确的是( )
A. 沿正方体的表面从点到点的最短距离为
B. 过点,,的平面截该正方体所得的截面面积为
C. 当时,点的轨迹长度为
D. 保持与垂直时,点的运动轨迹长度为
【答案】CD
【解析】
【分析】根据正方体的侧面展开图,可判断A;连接,得到过点的平面截该正方体所得的截面为等腰梯形,可判断B;取的中点,连接,证得平面,得到,得到点的轨迹为以为圆心,半径为2的圆在正方形内的部分,可判断定C;以为原点,建立空间直角坐标系,设,根据,求得点的轨迹方程,可判断D.
【详解】对于A,如图所示,将正方形沿着展在平面,
在直角中,可得,
将沿着展开到与平面重合,
在直角中,可得,故A错误;
对于B,如图所示,连接,
因为为的中点,可得,
因为,所以,
所以过点的平面截该正方体所得的截面为等腰梯形,
其中,且,可得高为,
可得等腰梯形的面积为,故B错误;
对于C,取的中点,连接,
因为为的中点,所以,
因为平面,可得平面,
又因为平面,所以,
在直角中,由,可得,
所以点的轨迹为以为圆心,半径为2的圆在正方形内的部分,
如图所示,在直角中,由,可得,
所以,可得,
即当时,点M的轨迹长度为,故C正确;
对于D,以为原点,以所在的直线分别为轴,建立空间直角坐标系,
如图所示,可得,设,其中,
则,
因为与垂直,可得,即,
令,可得;当,可得,
即直线与正方形的边的交点为,
可得,故D正确.
故选:CD.
【点睛】方法点睛:立体几何中最值问题,一般可从三个方面处理解决:
一是函数法,即根据题中信息直接建立函数关系式,或通过空间向量的坐标运算建立函数关系式,转化为函数的最值问题求解,最后根据函数的形式,选择利用函数的性质、基本不等式或导数求最值;
二是根据几何体的结构特征,变动态为静态,直观判断求解;
三是将几何体平面化,如利用展开图,在平面几何图中直观求解.
三、填空题(每题5分,共15分)
12. 用与球心距离为2的平面去截球,所得的截面面积为,则球的体积为_________.
【答案】
【解析】
【分析】利用球的截面圆的性质计算即得.
【详解】用平面去截球所得截面的面积为,所以截面圆的半径为1.
已知球心到该截面的距离为2,所以球的半径,
所以球的体积为.
故答案为:.
13. 在中,角,,所对的边分别为,,且.当取最小值时,则______.
【答案】
【解析】
【分析】由已知结合余弦定理得,代入结合基本不等式得取得最小值的取等条件为,从而,进而求出.
【详解】由及余弦定理得:,整理得,
则,当且仅当,即时取等号,
此时,,则,
故答案为:
14. 如图,对于曲线所在平面内的点,若存在以为顶点的角,使得对于曲线上的任意两个不同的点,恒有成立,则称角为曲线的相对于点的“界角”,并称其中最小的“界角”为曲线的相对于点的“确界角”.已知曲线:(其中是自然对数的底数),为坐标原点,曲线的相对于点的“确界角”为,则____.
【答案】
【解析】
【分析】利用导数的几何意义,求出时,过原点且与相切的切线斜率,以及
过原点且与相切的切线斜率,进而可得两切线互相垂直,即可求解.
【详解】当时,过原点作的切线,
设切点,
则切线方程为,
又切线过点,所以,所以,
设,则,
故为增函数,且,
所以,
当时,过原点作的切线,
设切点,
则切线为,又切线过点,
所以,又,
因为,所以两切线垂直,所以,即,
故答案为:.
四、解答题(共77分)
15. 已知=(bsinx,acosx),=(cosx,﹣cosx),,其中a,b,xR.且满足,.
(1)求a和b的值;
(2)若关于x的方程在区间[0,]上总有实数解,求实数k的取值范围.
【答案】(1),;(2).
【解析】
【分析】
(1)化简函数,由,解得,再由,进而求得的值;
(2)由(1)化简得,根据,得到,结合方程在区间上总有实数解,转化为在区间上成立,列出不等式,即可求解.
【详解】(1)由题意,函数
,
由得,,
因为,又,所以,所以.
(2)由(1)得,
因为,所以,
所以,所以,即,
又因为方程在区间上总有实数解,
所以在区间上成立,
所以,,
所以,所以实数的取值范围为.
【点睛】利用函数的图象求解方程的根的个数或研究不等式问题的策略:
1、利用函数的图象研究方程的根的个数:当方程与基本性质有关时,可以通过函数图象来研究方程的根,方程的根就是函数与轴的交点的横坐标,方程的根据就是函数和图象的交点的横坐标;
2、利用函数研究不等式:当不等式问题不能用代数法求解但其与函数有关时,常将不等式问题转化为两函数图象的上、下关系问题,从而利用数形结合求解.
16. 如图,四棱锥的底面是边长为2的菱形,且,侧面是正三角形,是上一动点,N是的中点.
(1)若∥平面,求证:M是的中点;
(2)若平面平面,求线段的长;
(3)是否存在点M、使得?若存在,求出的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)证明:若∥平面,且平面,平面平面,
可得,
在中,点N是中点,所以点M是中点.
(2)
(3)存在,1
【解析】
【分析】(1)根据线面平行的性质可得,再结合平行线的性质分析证明;
(2)根据面面垂直的性质可得平面,进而可得,即可得结果;
(3)做辅助线,可证平面,平面,可得,即可得结果.
【小问1详解】
略;
【小问2详解】
如图,取中点F,连接,.
因为是正三角形,则,
且平面平面,平面平面,平面,
可得平面,
由平面,可得,
在因为侧面是正三角形,则.
因为底面是菱形,且,
可知是等边三角形,则且.
所以.
【小问3详解】
取中点E,连接,.
因为四棱锥的底面是菱形,侧面是正三角形,
则,.
由(2)可得,,
且平面,,所以平面,
由平面,可得.
又因为,、在平面内,所以平面.
过E作交于点M.
因为,所以点平面.
所以平面,
因为平面,所以,
因为E为的中点,,
所以,即.
17. 在中,角的对边分别为.且满足.
(1)求角的大小;
(2)若的面积,内切圆的半径为,求;
(3)若的平分线交于,且,求的面积的最小值.
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【分析】(1)利用和角公式化简,借助于同角三角函数式和特殊角的函数值即得答案;
(2)由等面积法得出,,利用余弦定理得出,三式联立即可求得边;
(3)结合题设,分别在,和中,由正弦定理推出边的关系式,再利用基本不等式求得的最小值,继而可得三角形面积最小值.
【小问1详解】
在中,由,
可得,所以,即,
因,则.
【小问2详解】
由(1)知,则,即:,
所以①,②,
在中,由余弦定理得,
即③,
由①②③得:,解得;
【小问3详解】
如图,因平分,由(1)知,
故,
在中,设,则,
在中,,由正弦定理,得,则,
在中,由正弦定理,得,则,
故有(*).
在中,由正弦定理,得,则,
得,代入(*)式,可得,即.
由基本不等式,得,解得,当且仅当时取“”.
于是.即的面积的最小值为.
18. 已知数列中,,前项和为,且.
(1)求,的值;
(2)证明:数列是等差数列,并写出其通项公式;
(3)设(),试问是否存在正整数,(其中,使得,,成等比数列?若存在,求出所有满足条件的数对;若不存在,请说明理由.
【答案】(1),;
(2)由,即 ① ,
又 ②,
②式减①式,得 ③,
于是 ④,
③、④两式相加,得,
所以,即,
所以,数列是等差数列.
又,,所以公差,
所以的通项公式为;
(3)存在,.
【解析】
【分析】(1)在中,分别令即可求得答案;
(2)由,即,得,两式作差整理变形,根据等差数列等差中项的性质即可证明;
(3)假设存在正整数数组,使,,成等比数列,则可得到关系,观察可知满足条件,根据数列单调性可证明唯一符合条件.
【详解】(1)令,则,
令,则,;
(2)略
(3)由(2)和,知,假设存在正整数数组(),使得,,成等比数列,则,
于是,所以 (*),
当时,,,.
所以是方程(*)的一组解.
当且时,因为,即单调递减,
所以,此时方程(*)无正整数解.
综上,满足题设的数对有且只有一个,为.
【点睛】本题考查等差、等比数列的综合问题,考查等差数列的通项公式,考查递推公式求数列通项,存在性问题往往先假设存在,然后以此出发进行推理论证得到结论.
19. 凸函数是数学中一个值得研究的分支,它包括数学中大多数重要的函数,如,等.记为的导数.现有如下定理:在区间I上为凸函数的充要条件为.
(1)证明:函数为上的凸函数;
(2)已知函数.
①若为上的凸函数,求的最小值;
②在①的条件下,当取最小值时,证明:,在上恒成立.
【答案】(1)证明:因为,则,,
因为,又,所以,
故在区间上恒成立,即函数为上的凸函数.
(2)①;
②证明:由(1)知,
令,则,
令,则在区间恒成立,当且仅当时取等号,
所以在区间上单调递增,得到,当且仅当时取等号,
即在区间恒成立,当且仅当时取等号,
即在区间上单调递增,所以,
令,令,得到,
则在区间上恒成立,即在区间上单调递减,
所以,
即当,,当且仅当时取等号,
所以,在上恒成立.
【解析】
【分析】(1)对二次求导,得到,根据条件得到在区间上恒成立,即可证明结果;
(2)①根据题设得到在区间上恒成立,再求出的最大值,即可求解;②令,,利用导数与函数的单调性,求出的最小值和的最大值,即可证明结果.
【小问1详解】
略
【小问2详解】
①因为,所以,,
由题知在区间上恒成立,即在区间上恒成立,
令,则在区间上恒成立,
令,对称轴为,所以当时,取到最大值,最大值为,
所以,得到,所以的最小值为.
②略
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南航苏州附中2024-2025学年第一学期高三年级期中适应性练习
数学
一、单选题(每题5分,共40分)
1. 已知集合,则( )
A. B. C. D.
2. “”是“”的( )
A. 必要不充分条件 B. 充分不必要条件 C. 充要条件 D. 既不充分也不必要条件
3. 设,为复数,且,则下列结论不正确的是( )
A. B.
C. 若,则 D.
4. 已知正三棱台的体积为,,,则与平面所成角的正切值为( )
A. B. 1 C. 2 D. 3
5. 将函数的图象上所有点的横坐标变为原来的,纵坐标变为原来的2倍,得到函数的图象,若在上只有一个极大值点,则ω的最大值为( )
A. 2 B. 3 C. 4 D. 5
6. 已知是定义在上的偶函数,对任意的,都有,且当时,,若在区间内函数有三个不同的零点,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
7. 已知数列满足:,().正项数列满足:对于每个,,且,,成等比数列,则的前n项和为( )
A. B. C. D.
8. 已知为函数的零点,则( )
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
二、多选题(每题6分,共18分)
9. 下列四个命题为真命题的是( ).
A. 在中,角所对的边分别为,若,,,要使满足条件的三角形有且只有两个,则
B. 若向量,,则在上的投影向量为
C. 已知向量,,则的最大值为
D. 在中,若(),则动点的轨迹一定通过的重心
10. 数列前项和为,且满足则( )
A.
B.
C. 数列的前项和为
D.
11. 如图,正方体棱长为2,、分别是棱,棱的中点,点是其侧面上的动点(含边界),下列结论正确的是( )
A. 沿正方体的表面从点到点的最短距离为
B. 过点,,的平面截该正方体所得的截面面积为
C. 当时,点的轨迹长度为
D. 保持与垂直时,点的运动轨迹长度为
三、填空题(每题5分,共15分)
12. 用与球心距离为2的平面去截球,所得的截面面积为,则球的体积为_________.
13. 在中,角,,所对的边分别为,,且.当取最小值时,则______.
14. 如图,对于曲线所在平面内的点,若存在以为顶点的角,使得对于曲线上的任意两个不同的点,恒有成立,则称角为曲线的相对于点的“界角”,并称其中最小的“界角”为曲线的相对于点的“确界角”.已知曲线:(其中是自然对数的底数),为坐标原点,曲线的相对于点的“确界角”为,则____.
四、解答题(共77分)
15. 已知=(bsinx,acosx),=(cosx,﹣cosx),,其中a,b,xR.且满足,.
(1)求a和b的值;
(2)若关于x的方程在区间[0,]上总有实数解,求实数k的取值范围.
16. 如图,四棱锥的底面是边长为2的菱形,且,侧面是正三角形,是上一动点,N是的中点.
(1)若∥平面,求证:M是的中点;
(2)若平面平面,求线段的长;
(3)是否存在点M、使得?若存在,求出的值;若不存在,请说明理由.
17. 在中,角的对边分别为.且满足.
(1)求角的大小;
(2)若的面积,内切圆的半径为,求;
(3)若的平分线交于,且,求的面积的最小值.
18. 已知数列中,,前项和为,且.
(1)求,的值;
(2)证明:数列是等差数列,并写出其通项公式;
(3)设(),试问是否存在正整数,(其中,使得,,成等比数列?若存在,求出所有满足条件的数对;若不存在,请说明理由.
19. 凸函数是数学中一个值得研究的分支,它包括数学中大多数重要的函数,如,等.记为的导数.现有如下定理:在区间I上为凸函数的充要条件为.
(1)证明:函数为上的凸函数;
(2)已知函数.
①若为上的凸函数,求的最小值;
②在①的条件下,当取最小值时,证明:,在上恒成立.
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