内容正文:
河南省驻马店高级中学
2024-2025学年高三上期期中测试
数学试题
命题人: 审题人:
一、单选题
1. 已知复数,则( )
A. B. 1 C. D. 2
【答案】C
【解析】
【分析】利用复数的运算和模的计算公式求解即可.
【详解】,
故.
故选:C
2. 已知,为单位向量,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】两边同时平方,利用向量数量积的运算解方程求的值.
【详解】,为单位向量,则有,
,则,得,
解得,又,舍去,故.
故选:C.
3. 已知等比数列的公比为,若,且成等差数列,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】根据等差数列定义和等比数列通项公式可构造方程求得结果.
【详解】成等差数列,,又,
,整理可得:,
,解得:(舍)或.
故选:C.
4. “”是“”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
【答案】B
【解析】
【分析】先利用二倍角公式对题中已知条件进行变形,对进行平方化简变形,然后再判断两个条件的逻辑关系即可得解.
【详解】必要性:由,可得,
则,即.
所以“”是“的必要条件;
充分性;由,可得,
即,
则,得或.
所以“”不是“的充分条件;
故选:B
5. 已知定义在上的奇函数满足,且在上单调递减,若方程在上有实数根,则方程在上的所有实根之和为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】首先判断函数的性质,再画出函数的图象,利用对称性和周期性求所有实数根的和.
【详解】由可知,函数关于对称,
由函数是奇函数,可知,,即,
则,所以函数的周期为,
如图,根据函数的性质,画出函数的示意图,
由对称性可知,方程在上有一个实数根,根据函数关于对称,
可知在上也有一个实数根,再根据函数的周期性,如图,得到与在区间的6个交点,
利用对称性可知,,,,
所以方程在上的所有实根之和为.
故选:A
6. 记的内角的对边分别为,若,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】利用正弦定理得,再利用余弦定理有,由正弦定理得到的值,最后代入计算即可.
【详解】因为,则由正弦定理得.
由余弦定理可得:,
即:,根据正弦定理得,
所以,
因为为三角形内角,则,则.
故选:C.
7. 已知函数,若函数图象上存在点且图象上存在点,使得点和点关于坐标原点对称,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】由对称性可得,从而分离参数得,令,利用导数求得函数最小值为,从而得解.
【详解】设,则点在的图象上,
,即.
令,则,
令,则,此时递增,
令,则,此时递减,
最小值为.
故选:A.
二、多选题
8. 已知函数的图象如图所示,点,在曲线上,若,则( )
A. B.
C. 的图象关于点对称 D. 在上单调递减
【答案】AC
【解析】
【分析】根据两点间距离公式,结合正弦型函数的周期性、单调性、对称性逐一判断即可.
【详解】由图可知,
由,解得(负值舍去),
所以,解得,A正确;
则,将点代入得,,即,
由于在的增区间上,且,所以,B错误;
因为,令,,解得,,取,则关于点对称,C正确;
令,,解得,,取,则在上单调递减,D错误.
故选:AC
9. 电子通讯和互联网中,信号的传输、处理和傅里叶变换有关.傅里叶变换能将满足一定条件的某个函数表示成三角函数(正弦和或余弦函数)的线性组合.例如函数的图象就可以近似地模拟某种信号的波形,则( )
A. 为周期函数,且最小正周期为
B. 为奇函数
C. 的图象关于直线对称
D. 的导函数的最大值为7
【答案】BCD
【解析】
【分析】利用函数的性质逐项分析判断即可.
【详解】.
对于A,,不是的周期,故A错误;
对于B,的定义域为,
为奇函数,故B正确;
对于C,,且为奇函数,
的图象关于直线对称,故C正确;
对于D,,当时,,取最大值7,故D正确.
故选:BCD.
10. 如图所示,在边长为3的等边三角形ABC中,,且点P在以AD中点O为圆心,OA为半径的半圆上,,则下列说法正确的是( )
A. B.
C. D. 的最大值为
【答案】BCD
【解析】
【分析】对于B,将分别用表示,再结合数量积的运算律即可判断;对于ACD,以点为原点建立平面直角坐标系,设,根据平面向量的坐标表示及坐标运算结合三角函数的性质即可判断.
【详解】对于B,因为,且点在以的中点为圆心,为半径的半圆上,
所以在边长为3的等边三角形ABC中,,
则,故B正确;
对于C,如图,以点为原点建立平面直角坐标系,
则,
因为点在以的中点为圆心,为半径的半圆上,
所以点的轨迹方程为,且在轴的下半部分,
设,
则,
所以,
因为,所以,所以,
所以,即,故C正确;
对于A,因为,
所以,
即,
所以,,
所以,,
则,
因为,所以,所以,
所以,即,故A错误;
对于D,由,
因为,所以当时,取得最大值,故D正确.
故选:BCD.
【点睛】关键点点睛:本题的关键是建立合适平面直角坐标系,再设,从而写出相关向量,计算其数量积,并结合三角函数的性质得到其范围.
三、填空题
11. 已知向量不共线,,若,则___________.
【答案】
【解析】
【分析】借助平面向量共线定理与平面向量基本定理计算即可得.
【详解】由,不共线,故存在实数,使,
即有,即有,
解得.
故答案为:.
12. 已知数列满足,其前100项中某项正负号写错,得前100项和为,则写错的是数列中第______项.
【答案】38
【解析】
【分析】计算正确的前100项和,与算错前100项和比较,可得写错的项,
后由通项公式可得答案.
【详解】,设写错项为x,则其前100项和为
.
即,某项正负号写错后得前100项和为,则
又.
故写错的数为75,令,解得.故写错的是数列中第38项.
故答案为:38
13. 在中,点分别是线段的中点,点在直线上,若的面积为2,则的最小值是_____________.
【答案】
【解析】
【分析】如图,取BC中点为M,做,
将化为,后找到间关系,可得答案.
【详解】如图,取BC中点为M,做,
则,又,
,则,
得.
注意到,
则.又由图可得,
则,
当且仅当,且,即时取等号.
故答案为:
四、解答题
14. 已知中,角所对的边分别为,,,,且.
(1)求角的大小;
(2)若,点在边上,且平分,求的长度.
【答案】(1);
(2).
【解析】
【分析】(1)利用正弦定理将角化边,找到边的关系,借助余弦定理计算即可;
(2)结合(1)问,求出,利用,计算出的长度即可.
【小问1详解】
因为,由正弦定理可得:,
因为,所以,即,
由余弦定理可得,
在中,,
所以.
【小问2详解】
由(1)问可知,,
所以,解得,
设,由平分,所以,
即,
解得:,
故的长度为.
15. 在中,角的对边分别为,且.
(1)求;
(2)若是边上的高,且,求.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)由,利用正弦定理边化角,再切化弦由倍角公式化简,得,可求的值.
(2)以为基底,由,代入数据运算得的关系;或利用余弦定理和勾股定理,求出,由平面向量基本定理求的值.
【小问1详解】
中,,由正弦定理和同角三角函数的商数关系,
得,由倍角公式得.
又因为为的内角,所以,,
所以.
所以,,
则有,得.
【小问2详解】
方法一 :,,,
所以,
由题意知,所以,
即.
所以,所以.
方法二 :中,由余弦定理得,
所以.
又因为,
所以.
所以,.
所以.
由平面向量基本定理知,,
所以.
16. 对于数列,,的前n项和,在学习完“错位相减法”后,善于观察的小周同学发现对于此类“等差×等比数列”,也可以使用“裂项相消法”求解,以下是她的思考过程:
①为什么可以裂项相消?是因为此数列的第n,n+1项有一定关系,即第n项的后一部分与第n+1项的前一部分和为零
②不妨将,也转化成第n,n+1项有一定关系的数列,因为系数不确定,所以运用待定系数法可得,通过化简左侧并与右侧系数对应相等即可确定系数
③将数列,表示成形式,然后运用“裂项相消法”即可!
聪明的小周将这一方法告诉了老师,老师赞扬了她的创新意识,但也同时强调一定要将基础的“错位相减法”掌握.
(1)(巩固基础)请你帮助小周同学,用“错位相减法”求的前n项和;
(2)(创新意识)请你参考小周同学的思考过程,运用“裂项相消法”求的前n项和.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)直接根据错位相减法的解题步骤求解求的前n项和即可;
(2)根据裂项法,设,结合已知比较系数求得,再代入,即可求得.
【小问1详解】
因为
所以①
则②
所以①-②得:
所以;
【小问2详解】
因为,设
,
比较系数得:,得,所以,
所以
17. 已知函数.
(1)若在处取得极小值,求实数的取值范围;
(2)讨论的零点个数.
【答案】(1)
(2)
当时,函数在上没有零点,
当时,函数在上只有一个零点.
【解析】
【分析】(1)对函数求导,根据参数进行分类,讨论函数的单调性,得到函数的极值情况,由题意取舍即得实数的取值范围;
(2)在(1)按照参数分类的基础上,利用函数单调性和极值的正负,进一步分析探究函数的零点情况即得.
【小问1详解】
函数的定义域为,,
①当时,,当时,,在上递减,
当时,,在上递增,此时在时取得极小值,符合题意;
②当时,由可得或,
若,则由可得或;由可得,
即在和上递增;在递减,此时函数在取得极小值,符合题意;
若,,当时,恒成立,即在上恒为增函数,不符合题意;
若,由可得或;由可得,
即在和上递增,在上递减,此时函数在时取得极大值,故不符合题意.
综上可得,实数的取值范围为;
【小问2详解】
由(1)知,① 当时,在上递减,在上递增,
则在时取得极小值,也是最小值,为,此时函数无零点;
②当时,在和上递增;在递减,
故当时,取得极小值,当时,取得极大值,
当时,,故此时函数在上有一个零点;
③当时,在上恒为增函数,又,故此时函数在上有一个零点;
④当时,在和上递增,在上递减,
故当时有极大值为,当时,有极小值为,
且当时,,故此时函数在上只有一个零点.
综上所述,当时,函数在上没有零点,当时,函数在上只有一个零点.
18. 我们知道,在平面内取定单位正交基底建立坐标系后,任意一个平面向量,都可以用二元有序实数对表示.平面向量又称为二维向量,一般地,n元有序实数组称为n维向量,它是二维向量的推广.类似二维向量,对于n维向量,可定义两个向量的数量积,向量的长度(模)等:设,,则;.已知向量满足,向量满足
(1)求的值;
(2)若,其中.
(i)求证:;
(ii)当且时,证明:.
【答案】(1);
(2)(i),依题意,,
设,,求导得,
函数在上单调递增,即当时,,
即,
因此,,所以.
(ii)由(i)知,
且,
因此
,即,
所以当且时,.
【解析】
【分析】(1)利用定义求出,再利用错位相减法求和即得.
(2)(i)构造函数,利用导数探其单调性推理得证;(ii)利用(i)的结论,结合裂项相消法求和即可推理得证.
【小问1详解】
依题意,,,
则,
于是,
两式相减得,
所以.
【小问2详解】
(i)略
(ii)略
【点睛】关键点点睛:构造函数,利用导数判断其单调性,赋值计算得到是解决第2问的关键.
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数学试题
命题人: 审题人:
一、单选题
1. 已知复数,则( )
A. B. 1 C. D. 2
2. 已知,为单位向量,若,则( )
A. B. C. D.
3. 已知等比数列的公比为,若,且成等差数列,则( )
A. B. C. D.
4. “”是“”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
5. 已知定义在上的奇函数满足,且在上单调递减,若方程在上有实数根,则方程在上的所有实根之和为( )
A. B. C. D.
6. 记的内角的对边分别为,若,,则( )
A. B. C. D.
7. 已知函数,若函数图象上存在点且图象上存在点,使得点和点关于坐标原点对称,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
二、多选题
8. 已知函数的图象如图所示,点,在曲线上,若,则( )
A. B.
C. 的图象关于点对称 D. 在上单调递减
9. 电子通讯和互联网中,信号的传输、处理和傅里叶变换有关.傅里叶变换能将满足一定条件的某个函数表示成三角函数(正弦和或余弦函数)的线性组合.例如函数的图象就可以近似地模拟某种信号的波形,则( )
A. 为周期函数,且最小正周期为
B. 为奇函数
C. 的图象关于直线对称
D. 的导函数的最大值为7
10. 如图所示,在边长为3的等边三角形ABC中,,且点P在以AD中点O为圆心,OA为半径的半圆上,,则下列说法正确的是( )
A. B.
C. D. 的最大值为
三、填空题
11. 已知向量不共线,,若,则___________.
12. 已知数列满足,其前100项中某项正负号写错,得前100项和为,则写错的是数列中第______项.
13. 在中,点分别是线段的中点,点在直线上,若的面积为2,则的最小值是_____________.
四、解答题
14. 已知中,角所对的边分别为,,,,且.
(1)求角的大小;
(2)若,点在边上,且平分,求的长度.
15. 在中,角的对边分别为,且.
(1)求;
(2)若是边上的高,且,求.
16. 对于数列,,的前n项和,在学习完“错位相减法”后,善于观察的小周同学发现对于此类“等差×等比数列”,也可以使用“裂项相消法”求解,以下是她的思考过程:
①为什么可以裂项相消?是因为此数列的第n,n+1项有一定关系,即第n项的后一部分与第n+1项的前一部分和为零
②不妨将,也转化成第n,n+1项有一定关系的数列,因为系数不确定,所以运用待定系数法可得,通过化简左侧并与右侧系数对应相等即可确定系数
③将数列,表示成形式,然后运用“裂项相消法”即可!
聪明的小周将这一方法告诉了老师,老师赞扬了她的创新意识,但也同时强调一定要将基础的“错位相减法”掌握.
(1)(巩固基础)请你帮助小周同学,用“错位相减法”求的前n项和;
(2)(创新意识)请你参考小周同学的思考过程,运用“裂项相消法”求的前n项和.
17. 已知函数.
(1)若在处取得极小值,求实数的取值范围;
(2)讨论的零点个数.
18. 我们知道,在平面内取定单位正交基底建立坐标系后,任意一个平面向量,都可以用二元有序实数对表示.平面向量又称为二维向量,一般地,n元有序实数组称为n维向量,它是二维向量的推广.类似二维向量,对于n维向量,可定义两个向量的数量积,向量的长度(模)等:设,,则;.已知向量满足,向量满足
(1)求的值;
(2)若,其中.
(i)求证:;
(ii)当且时,证明:.
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