内容正文:
新蔡县第一高级中学高三2024年11月份月考数学试题
一、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,只有一个选项是正确的.请把正确的选项填涂在答题卡相应的位置上.
1. 已知集合,则( )
A. B.
C. D.
2. 已知复数z满足,则的最大值为( )
A. B. C. D.
3. 已知非零向量满足,向量在向量方向上的投影向量是,则与夹角的余弦值为( )
A. B. C. D.
4. 定义在R上的偶函数,满足,在区间上单调递减,设,则a,b,c的大小顺序为( )
A. B. C. D.
5. 函数的图像恒过定点A,若点A在直线上,且,则的最小值为( )
A. 13 B. 16 C. D. 28
6. 已知的展开式第3项的系数是60,则展开式所有项系数和是( )
A. -1 B. 1 C. 64 D.
7. 我国古代数学经典著作《九章算术》中记载了一个“圆材埋壁”的问题:“今有圆材埋在壁中,不知大小,以锯锯之,深一寸,锯道长一尺,问径几何? ”现有一类似问题:不确定大小的圆柱形木材,部分埋在墙壁中,其截面如图所示.用锯去锯这木材,若锯口深,锯道,则图中弧与弦围成的弓形的面积为( )
A. B. 8
C. D.
8. 已知双曲线的左焦点为为坐标原点,若在的右支上存在关于轴对称的两点,使得为正三角形,且,则的离心率为( )
A. B. C. D.
二、选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对得6分,部分选对的得部分分,选对但不全的得部分分,有选错的得0分.
9. 设数列的前项和为,若,则称数列是数列的“均值数列”.已知数列是数列的“均值数列”,且,则下列结论正确的是( )
A.
B. 设数列的前项积为,则有最大值,无最小值
C. 数列中没有最大项
D. 若对任意,成立,则或
10. 在正方形中,,为中点,将沿直线翻折至位置,使得二面角为直二面角,若为线段的中点,则下列结论中正确的是( )
A. 若点在线段上,则的最小值为
B. 三棱锥的体积为
C. 异面直线、所成的角为
D. 三棱锥外接球的表面积为
11. 以下不等式成立的是( )
A. 当时, B. 当时,
C. 当时, D. 当时,
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 若的展开式中,项的系数为,则的最大值为____.
13. 已知定义域为的函数同时满足:
①对于任意的,总有;
②若,,,则有;③;
以下命题中正确的命题的序号为__________.(请写出所有正确的命题的序号)
(1);
(2)函数的最大值为;
(3)函数对一切实数,都有.
14. 曲率在数学上是表明曲线在某一点的弯曲程度的数值.对于半径为的圆,定义其曲率,同样的,对于一般曲线在某点处的曲率,我们可通过该点处的密切圆半径计算.其中对于曲线在点处的密切圆半径计算公式为,其中表示的导数,表示的导数.已知曲线,则曲线在点处的曲率为_____;C上任一点处曲率的最大值为_____.
四、解答题:本题共5小题,共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
15. 在中,a,b,c分别是内角A,B,C的对边,且.
(1)若,求;
(2)若,求的面积的最大值.
16. 如图,在四棱锥中,四边形为正方形,,二面角的大小为.
(1)证明:平面平面.
(2)求四棱锥的体积.
(3)若点在线段上,且平面平面,求直线与平面所成角的正弦值.
17. 如图,,分别为椭圆的左、右顶点,为第一象限上一点,且,过点的直线与有唯一的公共点.
(1)求的方程;
(2)过原点作直线的平行线与椭圆C交于M,N两点,证明:P,M,,N四点共圆,并求该圆的标准方程.
18. 已知函数(其中,).
(1)当,时,证明:是增函数;
(2)证明:曲线是中心对称图形;
(3)已知,设函数,若对任意的恒成立,求的最小值.
19. 已知为有穷整数数列,共有项.给定正整数,若对任意的,在中,存在,使得,表示中最大的一项,表示中最小的一项,则称为有界数列.
(1)判断是否为有界数列,判断是否为有界数列,说明理由;
(2)若共有4项,,且为单调递增数列,写出所有的,使得为有界数列;
(3)若为有界数列,证明:.
第1页/共1页
学科网(北京)股份有限公司
$
新蔡县第一高级中学高三2024年11月份月考数学试题
一、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,只有一个选项是正确的.请把正确的选项填涂在答题卡相应的位置上.
1. 已知集合,则( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】解不等式化简集合,求出函数的定义域化简集合,再利用交集的定义求出求解即得.
【详解】依题意,,
所以.
故选:A
2. 已知复数z满足,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】设,由可得,,故的最大值为点到圆上的点的最大距离,继而即可求解.
【详解】设,由,可得,
所以,
故的最大值为点到圆上的点的最大距离,
即.
故选:.
3. 已知非零向量满足,向量在向量方向上的投影向量是,则与夹角的余弦值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】由投影向量的计算方法,结合题干条件易得结果.
【详解】设非零向量夹角为,向量在向量方向上的投影向量是,
则,又,
解得.
故选:C.
4. 定义在R上的偶函数,满足,在区间上单调递减,设,则a,b,c的大小顺序为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】由题意得的周期为4,在区间上单调递增,据此即可求解.
【详解】因为定义在R上的偶函数,满足,
所以,所以的周期为4,
因为在区间上单调递减,所以在区间上单调递增,
.
故选:A.
5. 函数的图像恒过定点A,若点A在直线上,且,则的最小值为( )
A. 13 B. 16 C. D. 28
【答案】B
【解析】
【分析】由函数图像过定点得,则有,由,利用基本不等式可得最小值.
【详解】函数的图像恒过定点,
点A在直线上,有,又,
则,
当且仅当,即时等号成立,
所以的最小值为16.
故选:B.
6. 已知的展开式第3项的系数是60,则展开式所有项系数和是( )
A. -1 B. 1 C. 64 D.
【答案】B
【解析】
【分析】首先根据题意求出的值,然后在中令即可求解.
【详解】由题意,注意到是正整数,所以解得,
则展开式所有项系数和是.
故选:B.
7. 我国古代数学经典著作《九章算术》中记载了一个“圆材埋壁”的问题:“今有圆材埋在壁中,不知大小,以锯锯之,深一寸,锯道长一尺,问径几何? ”现有一类似问题:不确定大小的圆柱形木材,部分埋在墙壁中,其截面如图所示.用锯去锯这木材,若锯口深,锯道,则图中弧与弦围成的弓形的面积为( )
A. B. 8
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】根据弓形的面积等于扇形的面积减去三角形的面积,结合扇形的面积公式即可得解.
【详解】由题意,
在中,,
即,解得,
故,易知,
因此.
故选:C.
8. 已知双曲线的左焦点为为坐标原点,若在的右支上存在关于轴对称的两点,使得为正三角形,且,则的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】连接,利用中位线性质得到是的直角三角形,在焦点三角形中利用双曲线定义即可建立的关系,从而求得离心率.
【详解】设双曲线的焦距为,右焦点为,直线交于点,连接,
因为为正三角形,,所以为的中点,所以,
故,易知,所以,
由双曲线的定义知,即,得.
故选:D.
二、选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对得6分,部分选对的得部分分,选对但不全的得部分分,有选错的得0分.
9. 设数列的前项和为,若,则称数列是数列的“均值数列”.已知数列是数列的“均值数列”,且,则下列结论正确的是( )
A.
B. 设数列的前项积为,则有最大值,无最小值
C. 数列中没有最大项
D. 若对任意,成立,则或
【答案】AD
【解析】
【分析】先由数列递推式求得,再由求得,由与的关系式求出,代值即可判断A项;对于B,由通项分析项的符号特征即可判断;对于C,分析数列的项的单调性特点可判断其由最大项,排除C;对于D,利用C项结果将不等式恒成立转化成求解不等式即得.
【详解】当时,,得,因①,
当时,②,
由①②,,即,取时,满足题意,
故数列的通项公式为,又因,故.
当时,;当时,,
因时,符合题意 ,故,
则,故A正确;
对于B,由A已得,,则,
因时,时,,而,
故的最大值为或,有最小值,故B错误;
对于C,由,可得,
易得,且,故的最大项为,故C错误;
对于D,由,可得,由C项分析已得为的最大项,
故得,解得或,故D正确.
故选:AD.
【点睛】思路点睛:本题主要考查新定义数列的项与和的性质的应用,属于难题.
解题的思路在于,由递推和式采用赋值相减法求出通项,可得,再由与的关系式求出通项,再分析项的符号以及单调性特征,逐一判断选项可得.
10. 在正方形中,,为中点,将沿直线翻折至位置,使得二面角为直二面角,若为线段的中点,则下列结论中正确的是( )
A. 若点在线段上,则的最小值为
B. 三棱锥的体积为
C. 异面直线、所成的角为
D. 三棱锥外接球的表面积为
【答案】AC
【解析】
【分析】对于A,的最小值为可判断A;对于B,过作于,求得,可求三棱锥的体积判断B;对于C;取的中点,则,取的中点,连接,求得,由余弦定理可求异面直线、所成的角判断C;对于D,取的中点,过点在平面内作的垂线交于,求得外接球的半径,进而可求表面积判断D.
【详解】对于A,将沿直线翻折至,可得的最小值为,故A正确;
对于B,过作于,因为二面角为直二面角,
所以平面平面,又平面平面,所以平面,
由题意可得,
由勾股定理可得,
由,即,解得,
因为为线段的中点,所以到平面的距离为,
又,所以,故B错误;
对于C,取的中点,则,且,,
所以,因为,所以是异面直线、所成的角,
取的中点,连接,
可得,所以,
在中,可得,
由余弦定理可得,所以,
在中,由余弦定理可得,
所以,所以异面直线、所成的角为,故C正确;
对于D,取的中点,过点在平面内作的垂线交于,
易得是的垂直平分线,所以是的外心,
又平面平面,又平面平面,所以平面,
又因为直角三角形的外心,所以是三棱锥的外球的球心,
又,所以,
所以三棱锥外接球的表面积为,故D错误.
故选:AC.
11. 以下不等式成立的是( )
A. 当时, B. 当时,
C. 当时, D. 当时,
【答案】ABC
【解析】
【分析】A选项,令,,,,求导,求出函数单调性,得到,,得到A正确;B选项,在A选项基础上,得到时,,,B正确;C选项,令,,求导得到函数单调递增,且,从而得到C正确,D选项,令,,求导得到函数单调性和值域,结合的单调性和取值范围,得到两函数图象,数形结合得到D错误.
【详解】A选项,令,,
则恒成立,故在上单调递增,
则,
令,,
则,故在上单调递增,
故,
所以,即,A正确;
B选项,由A选项知,时,单调递增,单调递减,
则,
所以,即,B正确;
C选项,令,,
则,
,,,
又在上恒成立,
故在恒成立,
故在上单调递增,
又,故,即当时,,C正确;
D选项,令,,则,
当时,,当时,,
在上单调递增,在上单调递减,
其中,,
在上单调递增,在上单调递减,
且,,
画出两函数图象如下:
时,不满足,
存在,使得当时,,即,D错误.
故选:ABC
【点睛】很多时候,我们需要证明,但不代表就要证明,因为大多数情况,的零点解不出来,设隐零点是一种方法,也可尝试凹凸反转,如要证明,可把拆分为两个函数,放在不等式的两边,即要证明,只要证明,凹凸反转的关键是如何分离出两个函数,通常考虑指数函数与对数函数分离,构造两个单峰函数,进行求解.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 若的展开式中,项的系数为,则的最大值为____.
【答案】##0.125
【解析】
【分析】根据二项式展开式的特征,可得项的系数为为,即可根据求解.
【详解】,
又,
故,
可由分别提供得到,或者提供得到,或者提供得到,
故项的系数为为,
故,即,
要使最大,则需为正数,
因此,故,当且仅当时取等号,
故答案为:
13. 已知定义域为的函数同时满足:
①对于任意的,总有;
②若,,,则有;③;
以下命题中正确的命题的序号为__________.(请写出所有正确的命题的序号)
(1);
(2)函数的最大值为;
(3)函数对一切实数,都有.
【答案】(1)(2)(3)
【解析】
【分析】(1)令代入即可得出答案.
(2)利用函数的单调性定义证明函数在为增函数,即可求出的最大值为.
(3)分类讨论,和,结合数学归纳法即可证明.
【详解】对于(1),对于任意的,总有,所以,
又因为,,,则有,
令,所以,则,,所以,所以(1)正确;
对于(2),任取,可知,则,
则,即,
故,所以在 为增函数,,所以(2)正确;
对于(3),①当时,则,又,则,所以成立;
②当时,,则,
显然,当时,成立,
假设当时,有成立,其中,
那么当时,,
可知对于,总有,其中,
而对于任意,存在整数,使得,此时;
③当时,.
综上可知,满足条件的函数在对,总有成立. 所以(3)正确;
故答案为:(1)(2)(3).
14. 曲率在数学上是表明曲线在某一点的弯曲程度的数值.对于半径为的圆,定义其曲率,同样的,对于一般曲线在某点处的曲率,我们可通过该点处的密切圆半径计算.其中对于曲线在点处的密切圆半径计算公式为,其中表示的导数,表示的导数.已知曲线,则曲线在点处的曲率为_____;C上任一点处曲率的最大值为_____.
【答案】 ①. ## ②. ##
【解析】
【分析】首先求处的,再代入曲率公式,即可求解;代入公式,利用导数求函数的最小值,即可求解曲率的最大值.
【详解】,,,,
,所以曲线在点处的曲率为;
上任一点处的,,
,
得(舍)或,
当时,,单调递减,当时,,单调递增,
所以当时,取得最小值,此时曲率取得最大值,最大值为.
故答案为:;
四、解答题:本题共5小题,共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
15. 在中,a,b,c分别是内角A,B,C的对边,且.
(1)若,求;
(2)若,求的面积的最大值.
【答案】(1)
(2)3
【解析】
【分析】(1)由正弦定理化角为边,得出边的关系后,由余弦定理求解;
(2)由余弦定理及数量积的定义求得,再利用基本不等式求得的最大值,最后由面积公式得结论.
【小问1详解】
因为,所以由正弦定理得,
又,所以,,
从而.
【小问2详解】
由余弦定理可知,则,
又,故,
即,故,即,
从而,
当时取等号,即的面积的最大值为3.
16. 如图,在四棱锥中,四边形为正方形,,二面角的大小为.
(1)证明:平面平面.
(2)求四棱锥的体积.
(3)若点在线段上,且平面平面,求直线与平面所成角的正弦值.
【答案】(1)证明:设的中点分别为,连接.
在中,由,所以.
由,所以,
因为,所以二面角的平面角为,
则.
因为,平面,所以平面,
由平面,所以,则,
所以.
又,所以.
又因为,平面,
所以平面,因为平面,
所以平面平面.
(2)
(3)
【解析】
【分析】(1)先证明平面,再由面面垂直的判定定理得证;
(2)证明平面,再由棱锥体积公式得解;
(3)建立空间直角坐标系,,利用求出,再由向量法求线面角的正弦即可.
【小问1详解】
略
【小问2详解】
因为平面平面,平面平面,
,平面,
所以平面,即四棱锥的高为,
所以四棱锥的体积为.
【小问3详解】
以为坐标原点,所在直线分别为轴,建立如图所示的空间直角坐标系,
则,.
记,则.连接.
设,
则,
.
因为平面平面,平面平面,
平面,所以平面.
因为平面,所以,
则,解得,
则.又,
所以,.
设平面的法向量为,
则由得取,得.
设直线与平面所成的角为,
,
所以直线与平面所成角的正弦值为.
17. 如图,,分别为椭圆的左、右顶点,为第一象限上一点,且,过点的直线与有唯一的公共点.
(1)求的方程;
(2)过原点作直线的平行线与椭圆C交于M,N两点,证明:P,M,,N四点共圆,并求该圆的标准方程.
【答案】(1)
(2)证明:
依题意,直线MN的方程为,联立椭圆可得,
即,即,,,.
设圆的方程为,代入,P,M,可得:
,解得,
此时圆方程为,
将点代入上述方程,得,
所以点也在此圆上,故P,M,,N四点共圆,
其标准方程为.
【解析】
【分析】(1)法一:利用直线与椭圆的位置关系计算即可求解;法二:利用导数的几何意义计算即可求解.
(2)先求出点,P,M,的坐标,利用待定系数法求出过,P,M的圆方程,将点的坐标代入计算即可,P,M,四点共圆..
【小问1详解】
法一:,由,得,解得,
代入椭圆方程得,所以,设直线,
联立椭圆方程,得,
即.
由,
整理得,解得,
因此直线的方程为:.
法二:,则,,
令,则,
故直线的方程为:,
【小问2详解】
证明略,圆的标准方程为
18. 已知函数(其中,).
(1)当,时,证明:是增函数;
(2)证明:曲线是中心对称图形;
(3)已知,设函数,若对任意的恒成立,求的最小值.
【答案】(1)证明如下:
当,时,,
所以恒成立,
所以函数是增函数.
(2)证明如下:
因为
,
所以曲线关于点对称,即曲线是中心对称图形.
(3).
【解析】
【分析】(1)利用即可得证;
(2)利用即可证明;
(3)分和两种情况研究函数的最值情况,当时求出的最小值,从而将对任意的恒成立转化成恒成立,再构造函数求出的最小值即可求解.
【小问1详解】
略
【小问2详解】
略
【小问3详解】
由题函数,
所以为增函数,因为,
所以当时,恒成立,所以在R上单调递增,
且当时,,故,不符合;
当时,令,
所以当时,,故函数在上单调递减,
当时,,故函数在上单调递增,
所以,因为对任意的恒成立,
所以只需即恒成立,
所以,
所以,
所以当时,;当时,,
所以函数在上单调递减,在上单调递增,
所以.故,当且仅当时等号成立,
所以时的最小值为.
【点睛】思路点睛:不等式恒成立问题,一般采取参变分离,转化为不含参函数的最值问题,或者利用参数表示出函数最值,然后求解关于参数的不等式即可.
19. 已知为有穷整数数列,共有项.给定正整数,若对任意的,在中,存在,使得,表示中最大的一项,表示中最小的一项,则称为有界数列.
(1)判断是否为有界数列,判断是否为有界数列,说明理由;
(2)若共有4项,,且为单调递增数列,写出所有的,使得为有界数列;
(3)若为有界数列,证明:.
【答案】(1)为有界数列,不是有界数列;理由:
,,
,
所以为有界数列.
不存在,使得,
所以不是有界数列.
(2)的值为或
(3)
证明:因为为10-有界数列,所以,的值最少有10种情况,
所以,解得舍去.
当时,,要使得为有界数列,
则从中任取2项的差值的绝对值分别对应.
因为为整数数列,且有界数列研究的是连续项中最大值与最小值的差值,
所以不妨设,且为单调递增数列.
因为,所以.
要使得中有2项的差值为9,不妨取.
要使得中有2项的差值为8,可取,即.
(若取或4,会使得,若取,会使得,均不满足题意)
剩下无论取何值,都无法满足从中任取2项的差值的绝对值分别对应1,,
所以当时,不可能为有界数列,
当时,存在为10—有界数列,如.
易得,当时,存在,使得为有界数列.
综上,若为有界数列,则.
【解析】
【分析】(1)根据有界数列定义判断即可;
(2)由题意得的值只有6种情况,分别为,即从中任取2项的差值的绝对值分别对应.从而可得,再由,可得可能的值为,根据有界数列定义逐一分析即可求解;
(3)由题意得,的值最少有10种情况,由,解得舍去.当时,,所以.根据有界数列定义分析可得,当时,不可能为有界数列,当时,存在为10—有界数列,即可得证.
【小问1详解】
略
【小问2详解】
因为为6—有界数列,
所以的值最少有6种情况.
因为共有4项,从中任取2项,共种取法,
所以的值只有6种情况,分别为,
即从中任取2项的差值的绝对值分别对应.
若,则,与从中任取2项的差值的绝对值分别对应矛盾;
若,则,从中任取2项的差值的绝对值取不到6,
所以.
①当时,若,不符合题意;
若,不符合题意;
若,符合题意;
若,不符合题意.
②当时,若,不符合题意;
若,不符合题意;
若,符合题意.
③当或5时,经检验,都不符合题意.
经验证,数列和数列均为6—有界数列.
综上,的值为或.
【小问3详解】
略
【点睛】方法点睛:本题考查数列与计数原理,考查逻辑推理的核心素养.
解答与数列有关的新定义问题的策略:
(1)通过给定的与数列有关的新定义,或约定的一种新运算,或给出的由几个新模型来创设的新问题的情景,要求在阅读理解的基础上,依据题设所提供的信息,联系所学的知识和方法,实现信息的迁移,达到灵活解题的目的.
(2)遇到新定义问题,需耐心研究题中信息,分析新定义的特点,搞清新定义的本质,按新定义的要求“照章办事”,逐条分析、运算、验证,使问题得以顺利解决.
(3)类比“熟悉数列”的研究方式,用特殊化的方法研究新数列,向“熟悉数列”的性质靠拢.
第1页/共1页
学科网(北京)股份有限公司
$