江苏省南京市第一中学2024-2025学年高二上学期1月期末考试数学试题

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2025-01-14
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南京一中2024-2025学年第一学期期末考试 高二数学 2025.1 命题人:雷蕾 校对人:蒋文化 审核人:蒋文化 注意事项: 1.本试卷考试时间为120分钟,试卷满分150分,考试形式闭卷. 2.本试卷中所有试题必须作答在答题卡上规定的位置,否则不给分. 3.答题前,务必将自己的姓名、准考证号用0.5毫米黑色墨水签字笔填写在试卷及答题卡上. 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,只有一项是符合题目要求的. 1.抛物线y=x2的焦点坐标是 A.(,0) B.(1,0) C.(0,) D.(0,1) 2.已知直线l1:3x+ay+1=0,l2:(a+2)x+y+a=0.当l1//l2时,实数a的值为 A.1 B.- C.-3或1 D.-3 3.已知f(x)是定义在R上的可导函数,若=,则f '(2)= A.-1 B.1 C.- D. 4.我国古代数学名著《算法统宗》中有如下问题:“远望巍巍塔七层,红光点点倍加增,共灯三 百八十一,请问尖头几盏灯?”意思是:一座7层塔共挂了381盏灯,且相邻两层中的下一层 灯数是上一层灯数的2倍,则塔的顶层共有灯 A.3盏 B.5盏 C.7盏 D.9盏 5.已知两个等差数列2,6,10,…及2,8,14,…,100,将这两个等差数列的公共项按从小到大的顺序组成一个新数列{an},则数列{an}的各项之和为 A.438 B.450 C.254 D.278 6.椭圆+=1上任意一点P到点Q(0,1)的距离的最小值为 A. B. C.2 D.1 7.若曲线y=x3与直线y=3ax+2有3个不同的交点,则实数a的取值范围是 A.(-∞,1) B.(-1,1) C.(1,+∞) D.(2,+∞) 8.在平面直角坐标系xOy中,已知圆C的圆心在直线x-y+2=0上,半径为1,点A(3,0).若圆C上存在点M,满足|MA|=2|MO|,则点C的横坐标的取值范围是 A.(-∞,0] B.[-1-2,0] C.[0,1+2] D.[1+2,+∞) 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.全部选对的得6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分. 9.如图是函数y=f(x)的导函数y=f '(x)的图象,则 A.函数y=f(x)的图象在x=0处切线的斜率小于零 B.函数y=f(x)在区间(-2,2)上单调递增 C.在x=-2时,函数y=f(x)取得极值 D.在x=1时,函数y=f(x)取得极值 10.已知实数x,y满足y=,则 A.2x+1的最小值为-5 B.x2+y2的最大值为9 C.的最大值为 D.的最小值为- 11.已知数列{an}满足an+1=a-an+2,a1=1,则 A.an+1<3an B.{an}是递增数列 C.a1+a2+…+an≥2n-1 D.++…+<2 三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分. 12.设数列{an}的前n项和为Sn,且n∈N*,an>an+1,Sn≤S6.请写出一个满足条件的数列{an} 的通项公式an=. 13.若双曲线-=1(a>0,b>0)的实轴长、虚轴长、焦距成等比数列,则其离心率为. 14.已知直线y=kx+b(k,b∈R)与曲线f(x)=e2x-x相切,则k+b的最大值为. 四、解答题:本题共5小题,共77分.请在答题卡指定区域内作答.解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤. 15.(本小题满分13分) 已知等比数列{an}的前n项和为Sn,且S3=14,S6=126. (1)求{an}的通项公式; (2)若a+Sn>958,求n的最小值. 16.(本小题满分15分) 已知圆C过点A(1,-1),且与圆O:x2+y2=100相切于点B(8,6). (1)求圆C的方程; (2)设直线l过点P(,0),且与圆C交于M,N两点,若∠MCN=,求l的方程. 17.(本小题满分15分) 已知数列{an+1-an}是首项为4,公差为2的等差数列,且a1=2. (1)求数列{an}的通项公式; (2)设bn=,λ∈R,若{bn}是等差数列,求λ的值. 18.(本小题满分17分) 已知函数f(x)=x2+aln x,a∈R. (1)若曲线f(x)在x=1处的切线与直线2x+3y+1=0垂直,求a的值; (2)讨论f(x)的单调性; (3)当x∈[,e]时,f(x)≥(a+2)x,求a的取值范围. 19.(本小题满分17分) 已知双曲线C:-=1(a>0,b>0)的一条渐近线方程为y=x,且过点(2,3).设A,B 分别是C的左、右顶点,M,N是C的右支上异于点B的两点. (1)求C的方程; (2)若直线MN过点P(3,0),且MN的斜率为2,求|MP-PN|的值; (3)设直线AM,BN的斜率分别为k1,k2,若3k1+k2=0,求证:直线MN恒过定点. 高二数学试卷 第4页(共4页) 学科网(北京)股份有限公司 $$高二数学试卷 第 1 页(共 4 页) 南京一中 2024-2025 学年第一学期期末考试 高二数学 2025.1 命题人:雷蕾 校对人:蒋文化 审核人:蒋文化 注意事项: 1.本试卷考试时间为 120 分钟,试卷满分 150 分,考试形式闭卷. 2.本试卷中所有试题必须作答在答题卡上规定的位置,否则不给分. 3.答题前,务必将自己的姓名、准考证号用 0.5 毫米黑色墨水签字笔填写在试卷及答题卡上. 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,只有一项是符 合题目要求的. 1.抛物线 y=x2的焦点坐标是 A.( 1 4 ,0) B.(1,0) C.(0, 1 4 ) D.(0,1) 2.已知直线 l1:3x+ay+1=0,l2:(a+2)x+y+a=0.当 l1//l2时,实数 a 的值为 A.1 B.- 3 2 C.-3 或 1 D.-3 3.已知 f(x)是定义在 R 上的可导函数,若 lim △x→0 f(2+Δx)-f(2) 2Δx = 1 2 ,则 f '(2)= A.-1 B.1 C.- 1 4 D. 1 4 4.我国古代数学名著《算法统宗》中有如下问题:“远望巍巍塔七层,红光点点倍加增,共灯三 百八十一,请问尖头几盏灯?”意思是:一座 7 层塔共挂了 381 盏灯,且相邻两层中的下一层 灯数是上一层灯数的 2 倍,则塔的顶层共有灯 A.3 盏 B.5 盏 C.7 盏 D.9 盏 5.已知两个等差数列 2,6,10,…及 2,8,14,…,100,将这两个等差数列的公共项按从小到 大的顺序组成一个新数列{an},则数列{an}的各项之和为 A.438 B.450 C.254 D.278 6.椭圆 x 2 4 + y 2 9 =1 上任意一点 P 到点 Q(0,1)的距离的最小值为 A. 4 5 5 B. 5 C.2 D.1 7.若曲线 y=x3与直线 y=3ax+2 有 3 个不同的交点,则实数 a 的取值范围是 A.(-∞,1) B.(-1,1) C.(1,+∞) D.(2,+∞) 高二数学试卷 第 2 页(共 4 页) 8.在平面直角坐标系 xOy 中,已知圆 C 的圆心在直线 x-y+2 2=0上,半径为 1,点 A(3,0).若 圆 C 上存在点 M,满足|MA|=2|MO|,则点 C 的横坐标的取值范围是 A.(-∞,0] B.[-1-2 2,0] C.[0,1+2 2] D.[1+2 2,+∞) 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.全部选对的得 6 分,部分选对的得部分分,有选错的得 0 分. 9.如图是函数 y=f(x)的导函数 y=f '(x)的图象,则 A.函数 y=f(x)的图象在 x=0 处切线的斜率小于零 B.函数 y=f(x)在区间(-2,2)上单调递增 C.在 x=-2 时,函数 y=f(x)取得极值 D.在 x=1 时,函数 y=f(x)取得极值 10.已知实数 x,y 满足 y= -x2-4x-3,则 A.2x+1 的最小值为-5 B.x2+y2的最大值为 9 C. y x 的最大值为 3 3 D. y x 的最小值为- 3 3 11.已知数列{an}满足 an+1=a 2 n-an+2,a1=1,则 A.an+1<3an B.{an}是递增数列 C.a1+a2+…+an≥2 n-1 D. 1 a1 + 1 a2 +…+ 1 an <2 三、填空题:本题共 3 小题,每小题 5 分,共 15 分. 12.设数列{an}的前 n 项和为 Sn,且n∈N *,an>an+1,Sn≤S6.请写出一个满足条件的数列{an} 的通项公式 an= ▲________. 13.若双曲线 x 2 a 2- y 2 b 2=1(a>0,b>0)的实轴长、虚轴长、焦距成等比数列,则其离心率为 ▲________. 14.已知直线 y=kx+b(k,b∈R)与曲线 f(x)=e 2x -x 相切,则 k+b 的最大值为 ▲________. 高二数学试卷 第 3 页(共 4 页) 四、解答题:本题共 5 小题,共 77 分.请在答题卡指定区域内作答.解答时应写出文字说明、证 明过程或演算步骤. 15.(本小题满分 13 分) 已知等比数列{an}的前 n 项和为 Sn,且 S3=14,S6=126. (1)求{an}的通项公式; (2)若 a 2 n+Sn>958,求 n 的最小值. 16.(本小题满分 15 分) 已知圆 C 过点 A(1,-1),且与圆 O:x2+y2=100 相切于点 B(8,6). (1)求圆 C 的方程; (2)设直线 l 过点 P( 3 2 ,0),且与圆 C 交于 M,N 两点,若∠MCN= 2π 3 ,求 l 的方程. 17.(本小题满分 15 分) 已知数列{an+1-an}是首项为 4,公差为 2 的等差数列,且 a1=2. (1)求数列{an}的通项公式; (2)设 bn= 2an-n-1 n+λ ,λ∈R,若{bn}是等差数列,求 λ的值. 高二数学试卷 第 4 页(共 4 页) 18.(本小题满分 17 分) 已知函数 f(x)=x2+aln x,a∈R. (1)若曲线 f(x)在 x=1 处的切线与直线 2x+3y+1=0 垂直,求 a 的值; (2)讨论 f(x)的单调性; (3)当 x∈[ 1 e ,e]时,f(x)≥(a+2)x,求 a 的取值范围. 19.(本小题满分 17 分) 已知双曲线 C: x 2 a 2- y 2 b 2=1(a>0,b>0)的一条渐近线方程为 y= 3x,且过点(2,3).设 A,B 分别是 C 的左、右顶点,M,N 是 C 的右支上异于点 B 的两点. (1)求 C 的方程; (2)若直线 MN 过点 P(3,0),且 MN 的斜率为 2,求|MP-PN|的值; (3)设直线 AM,BN 的斜率分别为 k1,k2,若 3k1+k2=0,求证:直线 MN 恒过定点. 南京一中2024-2025学年第一学期期末考试 高二数学 2025.1 命题人:雷蕾 校对人:蒋文化 审核人:蒋文化 注意事项: 1.本试卷考试时间为120分钟,试卷满分150分,考试形式闭卷. 2.本试卷中所有试题必须作答在答题卡上规定的位置,否则不给分, 3.答题前,务必将自己的姓名、准考证号用0.5毫米黑色墨水签字笔填写在试卷及答题卡上. 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,只有一项是符 合题目要求的 1.抛物线y=x2的焦点坐标是 A.京0 B.(1,0) c.@ D.(0,1) 【答案】C 【解析】=之,即2=y,焦点在y轴正半轴上,由2p=1,得号寻所以焦点为0,寻,故选C. 2.已知直线l1:3x十y+1=0,2:(a+2)x+y+a=0.当/2时,实数a的值为 A.1 B. C.-3或1 D.-3 【答案】D 【解折】若a0则与6不平行,故a0由化,得时-号解得。=-3.放选D. 3.已知x)是定义在R上的可导函数,若im 2+A②- 2△r ,则f2)= △+0 A.-1 B.1 1 C.-4 D.4 【答案】B 【解析】f2)=1im 2+A巴-2im2+2_=2Xl,故选B. Ar 2Ar 4.我国古代数学名著《算法统宗》中有如下问题:“远望巍巍塔七层,红光点点倍加增,共灯三 百八十一,请问尖头几盏灯?”意思是:一座7层塔共挂了381盏灯,且相邻两层中的下一层 灯数是上一层灯数的2倍,则塔的顶层共有灯 A,3盏 B.5盏 C.7盏 D.9盏 【答案】A 【解析】设塔顶共有灯a1盏,根据题意,各层灯数构成以,为首项,2为公比的等比数列, 高二数学答案第1页(共11页) 所以S=0二2=1270,=381,解得a=3,故选A 1-2 5.已知两个等差数列2,6,10,…及2,8,14,…,100,将这两个等差数列的公共项按从小到 大的顺序组成一个新数列{an},则数列{an}的各项之和为 A.438 B.450 C.254 D.278 【答案】B 【解析】由这两个等差数列的公共项按从小到大的顺序组成一个新数列: 2,14,26,…,98,是公差为12,项数为9的等差数列, 2+98 故新数列{a}的各项之和为2×9=450.故选B. 6.椭圆+号1上任意一点P到点Q0,1)的距离的最小值为 A.5 B.5 C.2 D.I 【答案】A 【解析】设Pm,小,则学+号-1,可得m=41-分、其中ne[-3.引 所以=Vm+u-可=V4-号+a-=V得2-2n+5, 当n=时,PO取得最小值,POm9,故选A 7,若曲线y=x3与直线y=3ax+2有3个不同的交点,则实数a的取值范围是 A.(-∞,1) B.(-1,I) C.(1,+∞) D.(2,+∞) 【答案】C 【解析】令x)=x-3ar-2,则x)有3个零点. 令fx)=3x2-3a=0,得x2=a,显然a>0,则x=±Va, 当x∈(-∞,-Va)UNa,+o∞)时,fx)>0,当x∈(-Va,Va,fx)<0, 所以x)在(一∞,一√a)上递增,在(一√a,Va上递减,在Wa,十∞)上递增. 要使x)有3个零点,则x)极大值大于0,极小值小于0, 即回=06-2之0解得u>1.故选C. Rva)=-20Va-2<0, 8.在平面直角坐标系xOy中,己知圆C的圆心在直线x一y十2V2=0上,半径为1,点A(3,0).若 圆C上存在点M,满足MA=2MO,则点C的横坐标的取值范围是 A.(-∞,0] B.[-1-22,0] C.[0,1+2V2 D.[1+2V2,+∞) 高二数学答案第2页(共11页) 【答案】B 【解析】设M,吵,则MA=V-3)+,MO=√R+ 由MA=2M0,可得(x-3)子+y2=42+y),整理得(x+1)2+y2=4, 即点M在以N(一1,O)为圆心,2为半径的圆N上。 又M在圆C上,所以圆C与圆N有公共点,则1≤CW≤3, 设Ca,a+2V2),则1≤Va+1+(a+2VW2≤3,解得-1-2V2≤a≤0.故选B. 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,全部选对的得6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分。 9.如图是函数y=x)的导函数y=∫x)的图象,则 A.函数y=x)的图象在x=0处切线的斜率小于零 B.函数y=x)在区间(一2,2)上单调递增 C.在x=一2时,函数y=x)取得极值 D.在x=1时,函数y=x)取得极值 【答案】BC 【解析】对于A,y=x)的图象在x=0处的切线斜率为f《O)>0,故A错误: 对于B,当x∈(一2,2)时,∫x)≥0,且只有f《(1)=0,此时x)单调递增,故B正确: 对于C,x=一2是导函数f()的一个变号零点,故当x=一2时,x)取得极值,故C正确: 对于D,x=1不是导函数f(x)的一个变号零点,故当x=1时,x)不能取得极值,故D错误. 故选BC 10.已知实数x,y满足y=V一x一4r-3,则 A.2x+1的最小值为-5 B.x2+y的最大值为9 c.的最大值为得 D.的最小值为-退 3 【答案】ABD 高二数学答案第3页(共11页) 【解析】设P,y,由y=V-x2-4x-3得,点P在半圆C:+2)2+y2=10y≥0)上. 对于A,因为x∈[一3,一1],所以当x=一3时,2x+1的最小值为-5,故A正确: 对于B,设x2+y2=0P2,因为0Pm=0C+r=3,所以x2+y2的最大值为9,故B正确: 对于C,D,设=kop,当OP过圆心C-2,0)时,(oPx=0, 当OP与半圆相切时,(o=- 3, 故C错误,D正确. 故选ABD. 11.已知数列{an}满足an+1=a元-an十2,a1=1,则 A.a+<3an B.{an}是递增数列 C.a1+a2+…+am≥2"-1 D.2 an 【答案】BCD 【解析】对于A,由已知,得a2=2,a3=4,a4=14>3a3,故A错误: 对于B,因为an+1一an=d后-2an十2=(an-1)2十1>0,所以an+1>an,即{an}是递增数列,故B 正确: 对于C,由B知an≥1,因为an1-2an=a后-3an十2=(a。-1(aw-2)≥0,所以an+1≥2a,所 以a十十+a,≥0十2a+2a十…+2a1X二9-2-1,故C正确 1-2 对于D.(方法-)由C知a≥2所以长动 a'az =2-2六<2 (方法二)由C知an≥l,因为ant1-l=ai-an十1>ai-an=a(an-1), 所以当n≥2时, 1<=所以< an+1-1 an(an-1)an-1 an dn dn-1 an+1-1' 当n≥2时,4十a2 11 =L+1-1 a1Ta2-1a+1-1-1十1a+1-73 又对1<2,所以+女+2,故D正确 an 故选BCD. 高二数学答案第4页(共11页) 三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分. 12.设数列{an}的前n项和为Sn,且n∈N",an>an+H,Sn≤S6.请写出一个满足条件的数列{an} 的通项公式an=▲一 【答案】6-n(答案不唯一) 【解析】由Vn∈N”,an>an+1知,数列{an}递减,又Sn≤S6,即S6最大,所以an=6一n符合 13.若双曲线蛤-云=1>0,b>0的实轴长、虚轴长、焦距成等比数列,则其离心*为▲一 【答案】9 【解析】设双曲线的焦距为2c,由题意得2a2c=(2h)2,即b2=ac,所以c2-a2=ac, 两边同除以山得心。一1=0,解得e1生5又e>1,所以e=士5 2 2 14.已知直线y=k十bk,b∈R)与曲线)=e红一x相切,则k十b的最大值为▲ 【答案】e2-1 【解析】设切点为(化,e24-),因为fx)=2e2-1, 所解特62水 fk=2e2-1, 所以k+b=(3-2)e-1. 令g0=(3-20e-1,则g《0=-2e2+(3-21)2e2=4e(1-0, 令g《0=0,得1=1. 当1∈(一∞,1)时,g'(0>0,g)单调递增:当1∈(1,十∞)时,g0<0,g0单调递减, 所以g)mx=g(1)=e2-1,即k+b的最大值为e2-1. 四、解答题:本题共5小题,共77分.请在答题卡指定区域内作答.解答时应写出文字说明、证 明过程或演算步骤。 15.(本小题满分13分) 已知等比数列{am}的前n项和为Sn,且S3=14,S。=126. (1)求{am}的通项公式: (2)若a元+Sm>958,求n的最小值, 解:(1)设等比数列{an}的公比为g, 若g=1,则S3=3a1,S6=6a1,即S6=2S3,与已知矛盾,故q≠1.…1分 a-9d=14. 1-g 由S3=14,S6=126,得 a0一92=126 1-9 高二数学答案第5页(共11页) 两式相除,得1+g3=9,解得q=2, …3分 代入-14新得a2. …5分 所以an=ag-l=2.… …6分 (2)(方法-)由(1知,S2二29-=21-2.…8分 1-2 由a+Sn>958得22+2+1-2>958,即(22+2×2"-960>0, 即(2-30)(2”+32)>0,因为2”>0,所以2>30.…11分 又n∈N”,所以n≥5,即n的最小值为5.…13分 (方法二)由0①)知,S21二2=21-2.…8分 1-2 由a+Sm>958,得22+2+1-2>958,即(2"2+2×2"-960>0, 令bm=(2"2+2×2”-960, 因为2}是递增数列,且2”>0,所以数列}是递增数列, 又b4=162+2×16-960=-672<0,b5=322+2×32-960=128>0,…11分 所以n的最小值为5.…们3分 16.(本小题满分15分) 己知圆C过点A(1,一1),且与圆O:x2+y2=100相切于点B(8,6). (1)求圆C的方程: (2)设直线I过点PG,0,且与圆C交于M.N两点,若∠MCN=至,求I的方程. 解:(1)(方法一)因为圆C与圆O相切于点B,所以C,O,B三点共线, 因为ka子所以OB的方程为y=子, 3 6+1 因为ka一8-1,所以AB的中垂线斜奉为一1, 又AB的中点为号, 所以4B的中垂线方程为y一多一《-号.即y=一X十7.3分 9 3 由 y=, 解得4, y=3 即圆心C(4,3), …5分 y=-x+7, 所以半径r=CA=V(4-1)+(3+1厅=5, 所以圆C的方程为一4)2+0y-3)2=25.… …7分 (方法二)设圆心Ca,b,由题意得CA=CB,kac=k。子 所以a-+6+1=u-8+6-6,略是 …3分 高二数学答案第6页(共11页) 解得a=4,b=3,即圆心C(4,3), …5分 所以半径=CA=V(4-1+(3+1=5, 所以圆C的方程为(x一4)十0y一3)}=25.…7分 (2)过圆心C作直线1的垂线,垂足为H, 因为∠MCN=经所以∠MCH-号 又半径为5,所以圆心C4,3)到直线1的距离d=CH …9分 ①当1的斜率不存在时,1的方程为-多此时d=4一多多符合题意.。………1分 35 ②当1的斜率存在时,设1的方程为y=一》,即2一2y一3认=0, 所以品-多相得-品 所以1的方程为y= 60-》,即22-120y-33=0.-14 综上,1的方程为x=亏或22x一120y-33=0.…15分 17.(本小题满分15分) 已知数列{aa+1一an}是首项为4,公差为2的等差数列,且a1=2. (1)求数列{an}的通项公式: (2)设b,=20,1-1 n十λ ,∈R,若b是等差数列,求2的值. 解:(1)因为{an+1一am}是首项为4,公差为2的等差数列, 所以an+1-an=4十2(n-1)=2n十2. …2分 由a2-a1=4,a3-a=6,…,an-am-1=2n(n≥2) 相加,得an一a1=4十6十…十21, …4分 又a1=2,所以当n≥2时,4,=2+4+6+…+2n=2,20-=+: 2 又a1=2符合上式, 所以an=十n.…7分 ((2)(方法一由(1)知,6,-20二”-1_2m+n-」 n+i 因为{bn}是等差数列,所以可设bn=m十b,… …9分 则2T+n=知十b.即2n十n-1=+k+加十沾对任意n∈N恒成立, n十入 高二数学答案第7页(共11页) k=2, 所以k+b=1, …12分 b=一1, k=2, k=2, 解得 2=1, 即2的值为1或一2 …15分 b=-1 b=2, (方法=)由(1)知,b,=20二m=1_22+m-1 n十入 n+i 因为{bn}是等差数列,所以b1十b3=2b2,… …9分 即+0-2异化简得22-1=0,解得=1该号 9 …2分 当=1时,b,=a+2-2n-,此时b1-b,=2,符合题意: n+1 当=时,6,-a+20-少-=20n+1.此时61一b=2,符合圈意. n-2 所以2的值为1或一》 …15分 18.(本小题满分17分) 已知函数fx)=x2+alnx,a∈R, (1)若曲线x)在x=1处的切线与直线2x十3y+1=0垂直,求a的值: (2)讨论fx)的单调性: (3)当x∈6c时,)≥(a+2x,求a的取值范围. 解:(1)因为)=2+an,所以f)=2x+号 所以f(1)=2+a, 又)在x=1处的切线与直线2x+3+1=0垂直,所以f)(一子=-1, 即2+a=多所以a=一2 …4分 (2)ft)=2x+g2+ ,x>0. ①当a≥0时,∫(x)>0,所以x)在(0,十o)上单调递增.…6分 ②当a<0时,令f)=0,得=号又>0,所以x=√厂是 当x∈0,√一》时,)<0,)单调递减:当x∈一号+)时,)>0,单调递增 综上,当a≥0时,x)在(0,+∞)上单调递增: 高二数学答案第8页(共11页) 当a<0时在0,V厂号上单调递减,在√号 十∞)上单调递增.…9分 (3)由x)≥(a+2x, 得ax-lnx)≤x2-2x在上恒成立. 令s树=-a,>0,则g国=1-号,令g树=0,得x=1, 当x∈(0,1)时,gx)<0,gx)单调递减:当x∈(1,十∞)时,g《x)>0,gx)单调递增, 所以g(x)≥g(I)=1>0,即x-lnx>0,…11分 则 e上恒成立 令hx) x2-2x x-Inr xel e. 2x-20c-1n)-2-2x0-3 则h'(x) 2x-1-nr)-x-2c-D_c-1x+2-2nd (x-Inx) (x-Inx) (x-Inx) 因为x∈尽c小,所以nx≤1,则x+2-2hx>0, 令h(x)=0,得x=1,… …14分 当x∈日1)时,h)<0,M)单调递减:当x∈(1,©]时,h)>0,h)单调递增, 所以h(x)min=h(I)=一1, 所以a≤一1,即a的取值范围是(一o∞,一1】…17分 19.(本小题满分17分) x22 已知双曲线C:荨一方=1a>0,b>0)的一条渐近线方程为y=VBx,且过点2,3引.设4,B 分别是C的左、右顶点,M,N是C的右支上异于点B的两点 (1)求C的方程: (2)若直线MN过点P3,O),且MN的斜率为2,求MP-PW的值: (3)设直线AM,BN的斜率分别为k1,k2,若3k十3=O,求证:直线MN恒过定点. b=3 解:(1)由题意得, a=1, 49 a26=1, 解得b=5, 所以C的方程为2-青=1.…4分 (2)由题意得,MN的方程为y=2x一3),设Mx,y),Nx2,, 由'32》3得7-24x+39=0,所以+=24.…6分 因为M,N在P点的两侧,所以x1一3与x一3异号, 高二数学答案第9页(共11页) 所以MP-PW=V1+2x-3-V1+2x-3|=V51-3)十(2-3) =V51+2-6=18V5.… …8分 (3)(方法一)由题意得,MN的斜率不为0, 设MN的方程为x=my十1,Mm1,Nx2,. [x=my十1, r-号-1得6m-W2+6m+3r-3=0, 由 一6mt 32-3 所以3m2-1≠0,且n+h=3m5=3m- …10分 因为手1.4-10,,0所以kwkw中户 足=3 又3站十k=0,即k4w=—gv所以aM*kav=-一9,…12分 则。产-9,即w=-9nt一X+一, 整理得(9m2+1y02十9m(t-10十2)十91-1)=0, 所以o+盖号+a-3曾+9-=0, 化简得子-31十2=0,解得1=1或2.… …15分 当t=1时,MN的方程为x=my十L,此时MN过点B(1,O),不合题意, 当1=2时,MN的方程为x=my十2,此时MN过点(2,0),符合题意, 所以MN恒过定点(2,0).…17分 (方法二)①若MN的斜率不存在,设MN的方程为x=(>I),M(,y,NL,). 因为=-3,4(-1,0B1,0.所以,片=-3 由对称性可知,=一y,则t十1=3t一1),解得=2, 所以MN的方程为=2,此时MN过点(2,0).…9分 ②若MN的斜率存在,设MN的方程为y=:+m,M(r,y),Nx2,). y=k女十m, 得(3-x2-2km-m2-3=0, 所以3-0,且+0瓷=会 -m2-3 …10分 图为手-h,,0所以wa中点卉 2 3 高二数学答案第10页(共11页) 南京一中2024-2025学年第一学期期末考试 高二数学 2025.1 命题人:雷蕾 校对人:蒋文化 审核人:蒋文化 注意事项: 1.本试卷考试时间为120分钟,试卷满分150分,考试形式闭卷. 2.本试卷中所有试题必须作答在答题卡上规定的位置,否则不给分. 3.答题前,务必将自己的姓名、准考证号用0.5毫米黑色墨水签字笔填写在试卷及答题卡上. 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,只有一项是符合题目要求的. 1.抛物线y=x2的焦点坐标是 A.(,0) B.(1,0) C.(0,) D.(0,1) 【答案】C 【解析】y=x2,即x2=y,焦点在y轴正半轴上,由2p=1,得=,所以焦点为(0,),故选C. 2.已知直线l1:3x+ay+1=0,l2:(a+2)x+y+a=0.当l1//l2时,实数a的值为 A.1 B.- C.-3或1 D.-3 【答案】D 【解析】若a=0,则l1与l2不平行,故a≠0,由l1//l2,得=≠,解得a=-3.故选D. 3.已知f(x)是定义在R上的可导函数,若=,则f '(2)= A.-1 B.1 C.- D. 【答案】B 【解析】f '(2)==2=2×=1,故选B. 4.我国古代数学名著《算法统宗》中有如下问题:“远望巍巍塔七层,红光点点倍加增,共灯三 百八十一,请问尖头几盏灯?”意思是:一座7层塔共挂了381盏灯,且相邻两层中的下一层 灯数是上一层灯数的2倍,则塔的顶层共有灯 A.3盏 B.5盏 C.7盏 D.9盏 【答案】A 【解析】设塔顶共有灯a1盏,根据题意,各层灯数构成以a1为首项,2为公比的等比数列, 所以S7==127a1=381,解得a1=3,故选A. 5.已知两个等差数列2,6,10,…及2,8,14,…,100,将这两个等差数列的公共项按从小到大的顺序组成一个新数列{an},则数列{an}的各项之和为 A.438 B.450 C.254 D.278 【答案】B 【解析】由这两个等差数列的公共项按从小到大的顺序组成一个新数列: 2,14,26,…,98,是公差为12,项数为9的等差数列, 故新数列{an}的各项之和为×9=450.故选B. 6.椭圆+=1上任意一点P到点Q(0,1)的距离的最小值为 A. B. C.2 D.1 【答案】A 【解析】设P(m,n),则+=1,可得m2=4(1-),其中n∈[-3,3], 所以|PQ|===, 当n=时,|PQ|取得最小值,|PQ|min=,故选A. 7.若曲线y=x3与直线y=3ax+2有3个不同的交点,则实数a的取值范围是 A.(-∞,1) B.(-1,1) C.(1,+∞) D.(2,+∞) 【答案】C 【解析】令f(x)=x3-3ax-2,则f(x)有3个零点. 令f '(x)=3x2-3a=0,得x2=a,显然a>0,则x=±, 当x∈(-∞,-)∪(,+∞)时,f '(x)>0,当x∈(-,),f '(x)<0, 所以f(x)在(-∞,-)上递增,在(-,)上递减,在(,+∞)上递增. 要使f(x)有3个零点,则f(x)极大值大于0,极小值小于0, 即解得a>1.故选C. 8.在平面直角坐标系xOy中,已知圆C的圆心在直线x-y+2=0上,半径为1,点A(3,0).若圆C上存在点M,满足|MA|=2|MO|,则点C的横坐标的取值范围是 A.(-∞,0] B.[-1-2,0] C.[0,1+2] D.[1+2,+∞) 【答案】B 【解析】设M(x,y),则|MA|=,|MO|=, 由|MA|=2|MO|,可得(x-3)2+y2=4(x2+y2),整理得(x+1)2+y2=4, 即点M在以N(-1,0)为圆心,2为半径的圆N上. 又M在圆C上,所以圆C与圆N有公共点,则1≤|CN|≤3, 设C(a,a+2),则1≤≤3,解得-1-2≤a≤0.故选B. 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.全部选对的得6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分. 9.如图是函数y=f(x)的导函数y=f '(x)的图象,则 A.函数y=f(x)的图象在x=0处切线的斜率小于零 B.函数y=f(x)在区间(-2,2)上单调递增 C.在x=-2时,函数y=f(x)取得极值 D.在x=1时,函数y=f(x)取得极值 【答案】BC 【解析】对于A,y=f(x)的图象在x=0处的切线斜率为f '(0)>0,故A错误; 对于B,当x∈(-2,2)时,f '(x)≥0,且只有f '(1)=0,此时f(x)单调递增,故B正确; 对于C,x=-2是导函数f '(x)的一个变号零点,故当x=-2时,f(x)取得极值,故C正确; 对于D,x=1不是导函数f '(x)的一个变号零点,故当x=1时,f(x)不能取得极值,故D错误. 故选BC. 10.已知实数x,y满足y=,则 A.2x+1的最小值为-5 B.x2+y2的最大值为9 C.的最大值为 D.的最小值为- 【答案】ABD 【解析】设P(x,y),由y=得,点P在半圆C:(x+2)2+y2=1(y≥0)上. 对于A,因为x∈[-3,-1],所以当x=-3时,2x+1的最小值为-5,故A正确; 对于B,设x2+y2=OP2,因为OPmax=OC+r=3,所以x2+y2的最大值为9,故B正确; 对于C,D,设=kOP,当OP过圆心C(-2,0)时,(kOP)max=0, 当OP与半圆相切时,(kOP)min=-,故C错误,D正确. 故选ABD. 11.已知数列{an}满足an+1=a-an+2,a1=1,则 A.an+1<3an B.{an}是递增数列 C.a1+a2+…+an≥2n-1 D.++…+<2 【答案】BCD 【解析】对于A,由已知,得a2=2,a3=4,a4=14>3a3,故A错误; 对于B,因为an+1-an=a-2an+2=(an-1)2+1>0,所以an+1>an,即{an}是递增数列,故B正确; 对于C,由B知an≥1,因为an+1-2an=a-3an+2=(an-1)(an-2)≥0,所以an+1≥2an,所以a1+a2+…+an≥a1+2a1+22a1+…+2n-1a1==2n-1,故C正确; 对于D,(方法一)由C知an≥2n-1,所以≤, 所以++…+≤1+++…+==2-<2. (方法二)由C知an≥1,因为an+1-1=a-an+1>a-an=an(an-1), 所以当n≥2时,<=-,所以<-. 当n≥2时,++…+<+(-)+(-)+…+(-) =+-=1+1-<2, 又=1<2,所以++…+<2,故D正确. 故选BCD. 三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分. 12.设数列{an}的前n项和为Sn,且n∈N*,an>an+1,Sn≤S6.请写出一个满足条件的数列{an} 的通项公式an=. 【答案】6-n(答案不唯一) 【解析】由n∈N*,an>an+1知,数列{an}递减,又Sn≤S6,即S6最大,所以an=6-n符合. 13.若双曲线-=1(a>0,b>0)的实轴长、虚轴长、焦距成等比数列,则其离心率为. 【答案】 【解析】设双曲线的焦距为2c,由题意得2a·2c=(2b)2,即b2=ac,所以c2-a2=ac, 两边同除以a2,得e2-e-1=0,解得e=,又e>1,所以e=. 14.已知直线y=kx+b(k,b∈R)与曲线f(x)=e2x-x相切,则k+b的最大值为. 【答案】e2-1 【解析】设切点为(t,e2t-t),因为f '(x)=2e2x-1, 所以解得 所以k+b=(3-2t)e2t-1. 令g(t)=(3-2t)e2t-1,则g'(t)=-2e2t+(3-2t)·2e2t=4e2t(1-t), 令g'(t)=0,得t=1. 当t∈(-∞,1)时,g'(t)>0,g(t)单调递增;当t∈(1,+∞)时,g'(t)<0,g(t)单调递减, 所以g(t)max=g(1)=e2-1,即k+b的最大值为e2-1. 四、解答题:本题共5小题,共77分.请在答题卡指定区域内作答.解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤. 15.(本小题满分13分) 已知等比数列{an}的前n项和为Sn,且S3=14,S6=126. (1)求{an}的通项公式; (2)若a+Sn>958,求n的最小值. 解:(1)设等比数列{an}的公比为q, 若q=1,则S3=3a1,S6=6a1,即S6=2S3,与已知矛盾,故q≠1.………………………1分 由S3=14,S6=126,得 两式相除,得1+q3=9,解得q=2, …………………………………………………………3分 代入得=14,解得a1=2,……………………………………………………………5分 所以an=a1qn-1=2n. ……………………………………………………………………………6分 (2)(方法一)由(1)知,Sn==2n+1-2.………………………………………8分 由a+Sn>958,得22n+2n+1-2>958,即(2n)2+2×2n-960>0, 即(2n-30)(2n+32)>0,因为2n>0,所以2n>30.…………………………………………11分 又n∈N*,所以n≥5,即n的最小值为5. …………………………………………………13分 (方法二)由(1)知,Sn==2n+1-2.………………………………………………8分 由a+Sn>958,得22n+2n+1-2>958,即(2n)2+2×2n-960>0, 令bn=(2n)2+2×2n-960, 因为{2n}是递增数列,且2n>0,所以数列{bn}是递增数列, 又b4=162+2×16-960=-672<0,b5=322+2×32-960=128>0, …………………11分 所以n的最小值为5. …………………………………………………………………………13分 16.(本小题满分15分) 已知圆C过点A(1,-1),且与圆O:x2+y2=100相切于点B(8,6). (1)求圆C的方程; (2)设直线l过点P(,0),且与圆C交于M,N两点,若∠MCN=,求l的方程. 解:(1)(方法一)因为圆C与圆O相切于点B,所以C,O,B三点共线, 因为kOB=,所以OB的方程为y=x. 因为kAB==1,所以AB的中垂线斜率为-1, 又AB的中点为(,),所以AB的中垂线方程为y-=-(x-),即y=-x+7.………3分 由解得即圆心C(4,3),…………………………………………………5分 所以半径r=CA==5, 所以圆C的方程为(x-4)2+(y-3)2=25.………………………………………………………7分 (方法二)设圆心C(a,b),由题意得CA=CB,kOC=kOB=, 所以(a-1)2+(b+1)2=(a-8)2+(b-6)2,且=,……………………………………………3分 解得a=4,b=3,即圆心C(4,3),……………………………………………………………5分 所以半径r=CA==5, 所以圆C的方程为(x-4)2+(y-3)2=25.………………………………………………………7分 (2)过圆心C作直线l的垂线,垂足为H, 因为∠MCN=,所以∠MCH=, 又半径为5,所以圆心C(4,3)到直线l的距离d=CH=.…………………………………9分 ①当l的斜率不存在时,l的方程为x=,此时d=4-=,符合题意.…………………11分 ②当l的斜率存在时,设l的方程为y=k(x-),即2kx-2y-3k=0, 所以d==,解得k=, 所以l的方程为y=(x-),即22x-120y-33=0.………………………………………14分 综上,l的方程为x=或22x-120y-33=0. ………………………………………………15分 17.(本小题满分15分) 已知数列{an+1-an}是首项为4,公差为2的等差数列,且a1=2. (1)求数列{an}的通项公式; (2)设bn=,λ∈R,若{bn}是等差数列,求λ的值. 解:(1)因为{an+1-an}是首项为4,公差为2的等差数列, 所以an+1-an=4+2(n-1)=2n+2.……………………………………………………………2分 由a2-a1=4,a3-a2=6,…,an-an-1=2n(n≥2), 相加,得an-a1=4+6+…+2n,………………………………………………………………4分 又a1=2,所以当n≥2时,an=2+4+6+…+2n==n2+n, 又a1=2符合上式, 所以an=n2+n. …………………………………………………………………………………7分 (2)(方法一)由(1)知,bn==. 因为{bn}是等差数列,所以可设bn=kn+b,…………………………………………………9分 则=kn+b,即2n2+n-1=kn2+(λk+b)n+λb对任意n∈N*恒成立, 所以 ………………………………………………………………………………12分 解得或即λ的值为1或-.……………………………………………15分 (方法二)由(1)知,bn==. 因为{bn}是等差数列,所以b1+b3=2b2,………………………………………………………9分 即+=2·,化简得2λ2-λ-1=0,解得λ=1或-.…………………………12分 当λ=1时,bn==2n-1,此时bn+1-bn=2,符合题意; 当λ=-时,bn==2(n+1),此时bn+1-bn=2,符合题意. 所以λ的值为1或-.…………………………………………………………………………15分 18.(本小题满分17分) 已知函数f(x)=x2+aln x,a∈R. (1)若曲线f(x)在x=1处的切线与直线2x+3y+1=0垂直,求a的值; (2)讨论f(x)的单调性; (3)当x∈[,e]时,f(x)≥(a+2)x,求a的取值范围. 解:(1)因为f(x)=x2+aln x,所以f '(x)=2x+, ………………………………………………1分 所以f '(1)=2+a, 又f(x)在x=1处的切线与直线2x+3y+1=0垂直,所以f '(1)·(-)=-1, 即2+a=,所以a=-.………………………………………………………………………4分 (2)f '(x)=2x+=,x>0. ①当a≥0时,f '(x)>0,所以f(x)在(0,+∞)上单调递增.…………………………………6分 ②当a<0时,令f '(x)=0,得x2=-,又x>0,所以x=. 当x∈(0,)时,f'(x)<0,f(x)单调递减;当x∈(,+∞)时,f'(x)>0,f(x)单调递增. 综上,当a≥0时,f(x)在(0,+∞)上单调递增; 当a<0时,f(x)在(0,)上单调递减,在(,+∞)上单调递增.………………9分 (3)由f(x)≥(a+2)x,得a(x-ln x)≤x2-2x在[,e]上恒成立. 令g(x)=x-ln x,x>0,则g'(x)=1-=,令g'(x)=0,得x=1, 当x∈(0,1)时,g'(x)<0,g(x)单调递减;当x∈(1,+∞)时,g'(x)>0,g(x)单调递增, 所以g(x)≥g(1)=1>0,即x-ln x>0,………………………………………………………11分 则a≤在[,e]上恒成立. 令h(x)=,x∈[,e], 则h′(x)===. 因为x∈[,e],所以ln x≤1,则x+2-2ln x>0, 令h′(x)=0,得x=1,……………………………………………………………………………14分 当x∈[,1)时,h′(x)<0,h(x)单调递减;当x∈(1,e]时,h′(x)>0,h(x)单调递增, 所以h(x)min=h(1)=-1, 所以a≤-1,即a的取值范围是(-∞,-1].………………………………………………17分 19.(本小题满分17分) 已知双曲线C:-=1(a>0,b>0)的一条渐近线方程为y=x,且过点(2,3).设A,B 分别是C的左、右顶点,M,N是C的右支上异于点B的两点. (1)求C的方程; (2)若直线MN过点P(3,0),且MN的斜率为2,求|MP-PN|的值; (3)设直线AM,BN的斜率分别为k1,k2,若3k1+k2=0,求证:直线MN恒过定点. 解:(1)由题意得,解得 所以C的方程为x2-=1.……………………………………………………………………4分 (2)由题意得,MN的方程为y=2(x-3),设M(x1,y1),N(x2,y2), 由得x2-24x+39=0,所以x1+x2=24.………………………………………6分 因为M,N在P点的两侧,所以x1-3与x2-3异号, 所以|MP-PN|=||x1-3|-|x2-3||=|(x1-3)+(x2-3)| =|x1+x2-6|=18.………………………………………………………8分 (3)(方法一)由题意得,MN的斜率不为0, 设MN的方程为x=my+t,M(x1,y1),N(x2,y2). 由得(3m2-1)y2+6mty+3t2-3=0, 所以3m2-1≠0,且y1+y2=,y1y2=.………………………………………10分 因为x-=1,A(-1,0),B(1,0),所以kAM·kBM=·===3. 又3k1+k2=0,即kAM=-kBN,所以kBM·kBN=-9,………………………………………12分 则·=-9,即y1y2=-9(my1+t-1)(my2+t-1), 整理得(9m2+1)y1y2+9m(t-1)(y1+y2)+9(t-1)2=0, 所以(9m2+1)·+9m(t-1)·+9(t-1)2=0, 化简得t2-3t+2=0,解得t=1或2.…………………………………………………………15分 当t=1时,MN的方程为x=my+1,此时MN过点B(1,0),不合题意, 当t=2时,MN的方程为x=my+2,此时MN过点(2,0),符合题意, 所以MN恒过定点(2,0).………………………………………………………………………17分 (方法二)①若MN的斜率不存在,设MN的方程为x=t(t>1),M(t,y1),N(t,y2). 因为k2=-3k1,A(-1,0),B(1,0),所以=-3·, 由对称性可知,y2=-y1,则t+1=3(t-1),解得t=2, 所以MN的方程为x=2,此时MN过点(2,0).……………………………………………9分 ②若MN的斜率存在,设MN的方程为y=kx+m,M(x1,y1),N(x2,y2). 由得(3-k2)x2-2kmx-m2-3=0, 所以3-k2≠0,且x1+x2=,x1x2=.…………………………………………10分 因为x-=1,A(-1,0),B(1,0),所以kAM·kBM=·===3. 又3k1+k2=0,即kAM=-kBN,所以kBM·kBN=-9,………………………………………12分 则·=-9,即(kx1+m)(kx2+m)=-9(x1-1)(x2-1), 整理得(k2+9)x1x2+(km-9)(x1+x2)+m2+9=0, 所以(k2+9)·+(km-9)·+m2+9=0, 化简得m2+3km+2k2=0,解得m=-k或m=-2k.………………………………………15分 当m=-k时,MN的方程为y=k(x-1),此时MN过点B(1,0),不合题意, 当m=-2k时,MN的方程为y=k(x-2),此时MN过点(2,0),符合题意. 综上,MN恒过定点(2,0).……………………………………………………………………17分 (方法三)因为A(-1,0),B(1,0),AM,BN的斜率分别为k1,k2, 所以AM,BN的方程分别为y=k1(x+1),y=k2(x-1). 由得(3-k)x2-2kx-k-3=0, 所以xAxM=,又xA=-1,所以xM=, 所以yM=k1(+1)=,即M(,). ………………………………………10分 由得(3-k)x2+2kx-k-3=0, 所以xBxM=,又xB=1,所以xN=, 又3k1+k2=0,即k2=-3k1,所以xN=, 所以yN=-3k1(-1)=,即N(,). ………………………………12分 ①若MN的斜率不存在,则xM=xN,即=,解得k=1, 则xM=xN=2,所以MN的方程为x=2,此时MN过点(2,0).……………………………13分 ②若MN的斜率存在,则kMN===,……………………14分 所以MN的方程为y-=(x-),即y=x-·+, 化简得y=x-,即y=(x-2), 此时MN过点(2,0). 综上,MN恒过定点(2,0).……………………………………………………………………17分 高二数学答案 第10页(共11页) 学科网(北京)股份有限公司 $$

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江苏省南京市第一中学2024-2025学年高二上学期1月期末考试数学试题
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