内容正文:
淮北市第十二中学2023级高三第一次月考
数学试卷
第Ⅰ卷
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,只有一个选项是符合题目要求的.
1. 已知集合,则( )
A. B. C. D.
2. 已知命题,则( )
A. 是假命题,
B. 是假命题,
C. 是真命题,
D. 是真命题,
3. ,,,则的最小值是( )
A. 12 B. 13 C. 16 D. 18
4. 已知,,,则( )
A. B. C. D.
5. 函数的部分图象大致为( )
A. B.
C. D.
6. 若函数是R上的增函数,则实数a的取值范围为( )
A. B. C. D.
7. 已知定义在上的奇函数,当时,单调递增,若不等式对任意实数恒成立,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
8. 已知函数,若方程有4个不相等的实数根,则实数取值范围为( )
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.全部选对的得6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分.
9. 下列说法正确的是( )
A. 若,则 B. 若,则
C. 若,则 D. 若,则
10. 已知函数是奇函数,下列选项正确的是( )
A.
B. ,且,恒有
C. 函数在上的值域为
D. 对,恒有成立的充分不必要条件是
11. (多选)已知定义域为R的函数在上单调递增,,且图象关于点对称,则下列结论正确的是( )
A.
B. 的最小正周期
C. 在上单调递减
D.
第Ⅱ卷
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 函数的定义域为_____________
13. 若“”为真命题,则实数的取值范围是______.
14. 若函数在上的最大值为4,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
四、解答题:本题共5题,共77分.解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤.
15. 已知集合,且.
(1)若“”是“”的必要条件,求实数的取值范围;
(2)若,求实数的取值范围.
16. 在中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,已知,且满足.
(1)求角B的大小;
(2)求的面积的最大值.
17. 如图,在三棱柱中,是边长为3的正三角形,.
(1)求棱的长;
(2)求证:平面平面;
(3)求直线与平面所成角的正弦值.
18. 已知函数是定义在上的奇函数,且.
(1)求函数的解析式;
(2)判断并证明在上的单调性;
(3)解不等式.
19. 已知函数 有两个极值点 且 .
(1)求实数 的取值范围;
(2)证明: .
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淮北市第十二中学2023级高三第一次月考
数学试卷
第Ⅰ卷
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,只有一个选项是符合题目要求的.
1. 已知集合,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】方法一:求出集合后可求.
【详解】[方法一]:直接法
因为,故,故选:B.
[方法二]:【最优解】代入排除法
代入集合,可得,不满足,排除A、D;
代入集合,可得,不满足,排除C.
故选:B.
【整体点评】方法一:直接解不等式,利用交集运算求出,是通性通法;
方法二:根据选择题特征,利用特殊值代入验证,是该题的最优解.
2. 已知命题,则( )
A. 是假命题,
B. 是假命题,
C. 是真命题,
D. 是真命题,
【答案】D
【解析】
【分析】利用导数判断命题的真假,再根据全称量词命题的否定是存在量词命题写出,可判断各选项的准确性.
【详解】设,则.
由;由.
所以函数在上单调递减,在上单调递增.
所以的最小值为.
所以对恒成立.
所以成立,即命题为真命题.
因为全称量词命题的否定是存在量词命题,所以.
故选:D
3. ,,,则的最小值是( )
A. 12 B. 13 C. 16 D. 18
【答案】C
【解析】
【分析】根据基本不等式中“1”的应用直接计算即可求得结果.
【详解】因为,则;
当且仅当时,即时,等号成立,
因此的最小值是16.
故选:C
4. 已知,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】利用指数函数与对数函数的单调性,再结合特殊值即可得到判断.
【详解】由指数函数单调递增可知:,
由指数函数单调递减可知:,且,
由对数函数单调递减可知:,
综上可得,,
故选:C.
5. 函数的部分图象大致为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】分别利用函数的定义域、奇偶性与特殊值的正负排除不符合要求的选项即可得.
【详解】由定义域为,故可排除C;
又,
故为奇函数,故可排除D;
由,故可排除B;
故选:A.
6. 若函数是R上的增函数,则实数a的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】根据分段函数的单调性即可求解.
【详解】函数是R上的增函数,
,解得.
故选:D.
7. 已知定义在上的奇函数,当时,单调递增,若不等式对任意实数恒成立,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】根据奇函数确定函数的单调性,脱去“”,利用不等式恒成立列出不等式组得解.
【详解】根据题意,是定义在上的奇函数且在上单调递增,
则在上也是增函数,
因为不等式对任意实数恒成立
所以对任意实数恒成立,
即对任意实数恒成立,
当时,不恒成立,
当时,可得,解可得.
即的取值范围是,
故选:A
8. 已知函数,若方程有4个不相等的实数根,则实数取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】画出的图象,结合函数的图象可得方程的解、满足,根据根分布可求实数取值范围.
【详解】的图象如图所示:
∵方程有4个不相等的实数根,
设,结合图象可知有两个不等实根,
设此关于方程的解为、,其中均不为零且.
由题设可得关于的方程和共有4个不同的解,,
故不能都大于2,不能都小于等于1,
故(舍)或或(舍).
令,其开口向上,
需满足,即,解得.
故选:D.
【点睛】复合函数零点个数问题处理思路:①利用换元思想,设出内层函数;②分别作出内层函数与外层函数的图象,分别探讨内外函数的零点个数或范围;③内外层函数相结合确定函数交点个数,即可得到复合函数在不同范围下的零点个数.
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. 下列说法正确的是( )
A. 若,则 B. 若,则
C. 若,则 D. 若,则
【答案】BCD
【解析】
【分析】根据反例可判断A的正误,根据不等式的性质可判断BC的正误,利用作差法结合不等式的性质可判断D的正误.
【详解】对于A:取,则,故A错误.
选项B:因为,而,故,故B正确.
选项C:由,可得,
则不等式两边均乘以可得,故C正确.
选项D:
又,则,
则,则,故D正确.
故选:BCD.
10. 已知函数是奇函数,下列选项正确的是( )
A.
B. ,且,恒有
C. 函数在上的值域为
D. 对,恒有成立的充分不必要条件是
【答案】ABD
【解析】
【分析】根据函数的奇偶性的概念即可得的值,从而可判断A;根据指数函数与反比例函数的性质可判断函数在上的单调性,从而可判断B;由函数的单调性求函数值即可得函数在上的值域,从而可判断C;由函数单调性解不等式,结合含参一元不等式恒成立即可求的取值范围,从而可判断D.
【详解】函数的定义域为,又是奇函数,所以,故,故A正确;
,由于函数在上递增,函数在上递增,
所以函数上递增,则,且,恒有,故B正确;
因为在上单调递增,,又,所以函数在上的值域为,故C错误;
若对,恒有成立,则,即整理得的解集为,
当时,不等式的解集为,不符合题意
当时,要使得解集为,则有,解得,
综上,对,恒有可得,其成立的充分不必要条件是,故D正确.
故选:ABD.
11. (多选)已知定义域为R的函数在上单调递增,,且图象关于点对称,则下列结论正确的是( )
A.
B. 的最小正周期
C. 在上单调递减
D.
【答案】AC
【解析】
【分析】对于A,由知,图象的对称轴为直线,进而可以判断A选项;对于B,由条件及关于点对称,经过变形可以推导出的周期,再由单调性可知最小正周期;对于C,由条件在上单调递增,关于点对称及的周期可以推导出在上的单调性;对于D,根据周期化简得,再根据对称性,单调性即可判断.
【详解】对于A,由知,图象的对称轴为直线,则,A正确;
对于B,由知,,
由图象关于点对称,即,故,
所以,即,所以,
因为图象的对称轴为直线,
所以图象关于点对称,所以为奇函数,因为的定义域为R,所以,
因为在上单调递增,所以在上单调递增,在上单调递减,
所以的最小正周期为4,B错误;
对于C,由选项B知,在上单调递减,C正确;
对于D,根据的周期为4,可得,而,
由选项B知,函数在上单调递增,而不在单调区间内,
若,则不成立,D错误.
故选:AC
第Ⅱ卷
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 函数的定义域为_____________
【答案】
【解析】
【分析】根据函数解析式,列出使函数解析式有意义的不等式组,求出解集即可.
【详解】由,解得,且,
所以函数的定义域为.
故答案为:.
13. 若“”为真命题,则实数的取值范围是______.
【答案】
【解析】
【分析】根据特称命题证明方法,构造函数,根据定义域,对函数解析式进行参变分离,求出参数范围.
【详解】设,
,即,在上有解,
则,由变形得,
当时,,根据有解,得.
故答案为:.
14. 若函数在上的最大值为4,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】先分别探究函数与的单调性,再求的最大值.
【详解】因为在上单调递增,在上单调递增.
而,,
所以的取值范围为.
【点睛】本题主要考查分段函数的最值以及指数函数,对数函数的单调性,属于中档题.
四、解答题:本题共5题,共77分.解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤.
15. 已知集合,且.
(1)若“”是“”的必要条件,求实数的取值范围;
(2)若,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)由不等式的解法,求得,根据题意,得到,列出不等式组,即可求解;
(2)由,得到或,结合,即可求得实数的取值范围.
【小问1详解】
解:由不等式,解得,即,
因为是的必要条件,所以,
又因为且,所以,解得,
所以实数的取值范围为.
【小问2详解】
解:由(1)知:集合,且,
因为,则或,解得或,
又因为,所以实数的取值范围为.
16. 在中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,已知,且满足.
(1)求角B的大小;
(2)求的面积的最大值.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)用正弦定理角化边,再用余弦定理即可求解;
(2)利用基本不等式求出ac的最大值,再用面积公式即可.
【小问1详解】
由正弦定理得,由余弦定理得 ,
,∴ ;
【小问2详解】
因为 ,,
当且仅当时,等号成立,
所以,所以 ,
所以的面积的最大值;
综上, ,的面积的最大值.
17. 如图,在三棱柱中,是边长为3的正三角形,.
(1)求棱的长;
(2)求证:平面平面;
(3)求直线与平面所成角的正弦值.
【答案】(1)5 (2)证明:由(1)可知中,满足,
所以,且,,平面,
所以平面,且平面,
所以平面平面;
(3)
【解析】
【分析】(1)根据几何关系,结合勾股定理和余弦定理,即可求解;
(2)根据(1)的结果,转化为证明平面,即可证明面面垂直;
(3)根据垂直关系,以点为原点建立空间直角坐标系,求平面的法向量,代入线面角的向量公式,即可求解.
【小问1详解】
因为,,所以,
中,由余弦定理,
即;
【小问2详解】
略
【小问3详解】
如图,以点为原点,为轴的正方向,作轴,建立空间直角坐标系,
,,,,
,,
,
设平面的一个法向量为,
所以,令,则,
所以平面的一个法向量为,
设与平面所成的角为,
所以.
18. 已知函数是定义在上的奇函数,且.
(1)求函数的解析式;
(2)判断并证明在上的单调性;
(3)解不等式.
【答案】(1),
(2)定义域内单调递减,证明:对,且,.
其中,,.
因此,,即对且,有.
所以函数在定义域内单调递减.
(3)
【解析】
【分析】(1)根据奇函数的性质及列方程求,,进而求出解析式;(2)利用单调性定义判断函数的单调性;(3)在定义域的区间内,利用奇函数的性质将不等式进行变形,再利用函数的单调性求解.
【小问1详解】
因函数 是定义在上的奇函数,所以,故,即.
又因为,所以,即.
故函数的解析式为,
【小问2详解】
略
【小问3详解】
因,有意义,所以,,解得.
所以 ,即也在的定义域内.
而是定义域上的奇函数,所以.
故不等式即为.
又因在定义域内单调递减,所以,解得.
综上,.
所以不等式的解集为.
19. 已知函数 有两个极值点 且 .
(1)求实数 的取值范围;
(2)证明: .
【答案】(1)
(2)证明见解析.
【解析】
【分析】(1)由已知可得有两个根,转化为函数与函数有两个交点,结合图象求解;
(2)由,得,令,用表示,代入,构造函数证明.
【小问1详解】
由已知可得,
因为有两个极值点,所以有两个根,
所以函数与函数有两个交点,
对函数,,
当时;当时,.
所以函数在上单调递增,在上单调递减,
当时,取得最大值,且时,;时,,
所以函数的图象如图所示,
所以若函数与函数有两个交点,则,
所以实数的取值范围是.
【小问2详解】
由(1)可知,所以① ,② ,
①-②得,
令,则,所以,
所以,
令,则,
令,则,
所以在上单调递减,所以,
所以在上单调递增,所以,
即,得
又,所以,
即,得证.
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