内容正文:
“元三维大联考”2023级高三第一次诊断考试
数学
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的班级、姓名、考号填写在答题卡上.
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑.如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号.写在本试卷上无效.
3.回答非选择题时,将答案写在答题卡上.写在本试卷上无效.
4.考试结束后,将答题卡交回.
一、选择题:本大题共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. 已知集合,则( )
A. B. C. D.
2. 若,则下列选项正确的是( )
A. B.
C. D.
3. 已知,则的最大值为( )
A. 1 B. 2 C. 4 D.
4. 曲线在点处的切线方程为( )
A. B.
C. D.
5. “”是“函数在上单调递增”的( )
A. 充分不必要条件 B. 必要不充分条件
C. 充分必要条件 D. 既不充分也不必要条件
6. 已知,则( )
A. B. C. D.
7. 已知,则( )
A. B.
C. D.
8. 在某个时期,某湖泊中的蓝藻每天以的增长率呈指数增长.若增长为原来的2.5倍经过了10天,则增长为原来的5倍需要经过的天数约为( )(参考数据:)
A. 12 B. 15 C. 18 D. 20
二、多选题: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. 已知定义在上的偶函数可导,的导数为是奇函数,则( )
A. B. 的一个周期为8
C. D. 的图象关于 对称
10. 已知公比不等于1的等比数列的前 项和为,且成等差数列,下列说法正确的是( )
A.
B. 若,则
C. 成等差数列
D. 若,则数列的最大项为
11. 已知函数的图象与直线 ,从左往右的连续4个交点依次为,且.则下列说法正确的是( )
A. 若,则的可能取值为
B. 若,则
C. 若,则
D.
三、填空题:本大题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 与4的等差中项为__________.
13. 在 中,,则__________.
14. 已知函数则使不等式成立的 的取值范围是__________.
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. 函数的最小正周期为,且.
(1)求的解析式;
(2)将函数的图象向右平移个单位后得到函数的图象,求函数在区间上的值域.
16. 设函数.
(1)若,写出函数的单调区间;
(2)当时,,求实数的取值范围.
17. 已知数列满足:当 时,,且数列为等比数列(为常数),.
(1)求常数的值及数列的通项公式;
(2)设,求数列的前 项和.
18. 已知函数的图象关于点对称.
(1)求 的值;
(2)记函数在区间上的最大值为,求及的最小值;
(3)若存在实数 ,使得是函数的三个互异零点,求实数 的取值范围.
19. 已知函数.
(1)请判断是否可以为偶函数,并说明理由;
(2)若在区间上有唯一的极值点和零点分别为.
(i)求实数 的取值范围;
(ii)证明:.
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“元三维大联考”2023级高三第一次诊断考试
数学
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的班级、姓名、考号填写在答题卡上.
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑.如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号.写在本试卷上无效.
3.回答非选择题时,将答案写在答题卡上.写在本试卷上无效.
4.考试结束后,将答题卡交回.
一、选择题:本大题共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. 已知集合,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】先求出集合 ,再利用交集定义求出.
【详解】,,
,.
故选:C.
2. 若,则下列选项正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】根据题意及不等式的性质依次判断各项的正误.
【详解】当且,则,,A、B错,
由题设,则,且,C错,D对.
故选:D
3. 已知,则的最大值为( )
A. 1 B. 2 C. 4 D.
【答案】B
【解析】
【分析】利用基本不等式直接求出.
【详解】,,
,当且仅当,即时等号成立,
的最大值为2.
故选:B.
【点睛】本题考查利用基本不等式求最值,属于基础题.
4. 曲线在点处的切线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】对函数求导,应用导数的几何意义求切线方程.
【详解】由题设,则,而,
所以曲线在点处的切线方程为,即.
故选:D
5. “”是“函数在上单调递增”的( )
A. 充分不必要条件 B. 必要不充分条件
C. 充分必要条件 D. 既不充分也不必要条件
【答案】A
【解析】
【分析】对函数求导,根据 的范围确定导数大于0时 的范围,进而根据充分条件、必要条件的定义确定答案.
【详解】对函数求导得
当时,,此时函数在上单调递增,
所以“”是函数在上单调递增的充分条件;
令,则,即,
因为,所以,所以,经验证当时,此时,在上单调递增,符合题意,
则无法推出,
也就是说,函数在上单调递增推不出“”,
综上,“”是函数在上单调递增的充分不必要条件.
故选:A.
6. 已知,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】由,应用诱导公式及已知即可求解.
【详解】由,
所以.
故选:B
7. 已知,则( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】对于对数函数和指数函数的值比较大小,通常可以利用函数的单调性以及中间值来进行判断.
【详解】因为,
又因为对数函数在上单调递增,且,
所以,即.
,,由于,,且函数在上单调递增,
所以,即.
综合以上两个比较结果,可得.
故选:A
8. 在某个时期,某湖泊中的蓝藻每天以的增长率呈指数增长.若增长为原来的2.5倍经过了10天,则增长为原来的5倍需要经过的天数约为( )(参考数据:)
A. 12 B. 15 C. 18 D. 20
【答案】C
【解析】
【分析】根据已知可得,进而可得,利用指对数关系、对数的运算性质、换底公式求n即可.
【详解】若原来蓝藻数量为 ,则,可得,
令经过 天后蓝藻增长为原来的5倍,则,即,
可得天.
故选:C
二、多选题: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. 已知定义在 上的偶函数可导,的导数为是奇函数,则( )
A. B. 的一个周期为8
C. D. 的图象关于 对称
【答案】BCD
【解析】
【分析】根据函数的奇偶性、周期性以及导数的运算法则逐项判断即可.
【详解】因为是奇函数,所以,
令,可得,解得,A错误;
因为是偶函数,则,且,
用代替 可得,即.
又,则,所以,从而有,
所以的一个周期为8,B正确;
因为是偶函数,则,两边求导得,
所以是奇函数,所以,C正确;
由,两边同时对 求导得,
即,所以函数的图象关于直线 对称,D正确.
故选:BCD
10. 已知公比不等于1的等比数列的前 项和为,且成等差数列,下列说法正确的是( )
A.
B. 若,则
C. 成等差数列
D. 若,则数列的最大项为
【答案】ACD
【解析】
【分析】本题可根据等比数列的通项公式及前 项和公式,结合等差数列的性质来逐一分析选项.
【详解】选项A:设等比数列的公比为(),
由成等差数列,则,即,
因为,所以.
令,方程变为,解得或(,所以,舍去),即,故选项A正确;
选项B:若,则,故选项B错误;
选项C:等比数列前 项和公式为且,
,,
因为,,
所以,故成等差数列,选项C正确;
选项D:若,由得.
等比数列的项为:
,,,
……
可见偶数项为正,奇数项为负,且,所以正项的绝对值逐渐减小,
即,因此数列的最大项为,故选项D正确.
故选:ACD
11. 已知函数的图象与直线 ,从左往右的连续4个交点依次为,且.则下列说法正确的是( )
A. 若,则的可能取值为
B. 若,则
C. 若,则
D.
【答案】AC
【解析】
【分析】利用正弦型函数的性质及和角正弦公式判断A、B;根据题设及正弦型函数的图象分析等量关系,结合三角恒等变换及诱导公式得到参数关系式,进而判断C、D.
【详解】对于A,由恒成立,且,可得,
即,故的可能取值为,故A正确;
对于B,由,则,
即,可得,
所以,而当时,,故B错误;
对于C,由题设,且的最小正周期,如下图所示,
所以,且,
所以,
即,则,
所以,则,
综上,,则,
因,而,故,故C正确;
对于D,由,且的最小正周期,
所以,则,
所以,
所以,
即,则,
不妨令,,而,
而为锐角,所以且为钝角,
则,故D错误.
故选:AC
三、填空题:本大题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 与4的等差中项为__________.
【答案】1
【解析】
【分析】应用等差中项的性质求解.
【详解】若 与4的等差中项为,则.
故答案为:1
13. 在 中,,则__________.
【答案】
【解析】
【分析】由同角三角函数关系得到,由诱导公式和正切的和角公式得到答案.
【详解】,故,,
又,
故.
故答案为:
14. 已知函数则使不等式成立的 的取值范围是__________.
【答案】
【解析】
【分析】由分段函数的解析式分、 、 三种情况讨论可得.
【详解】因为,所以,所以,
当时,,不符合题意;
当 时,;
当 时,,即,
综上 的取值范围是.
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. 函数的最小正周期为,且.
(1)求的解析式;
(2)将函数的图象向右平移个单位后得到函数的图象,求函数在区间上的值域.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)根据周期公式得,进而由得,再根据即可求得答案;
(2)根据函数图象平移得,再根据三角函数的性质求值域即可.
【小问1详解】
解:因为函数的最小正周期为,
所以,解得,
因为,
所以,即,
因为,所以,
所以,
【小问2详解】
解:因为函数的图象向右平移个单位后得到函数的图象
所以,
因为,所以,
所以,当,即时,有最大值 ;
当,即时,有最小值;
所以,函数在区间上的值域为
16. 设函数.
(1)若,写出函数的单调区间;
(2)当时,,求实数的取值范围.
【答案】(1)的单调递减区间为,单调递增区间为、.
(2).
【解析】
【分析】(1)将函数式改写为,结合二次函数的性质确定单调区间;
(2)由题设,问题化为上,利用对勾函数及复合函数的性质判断相关函数的区间单调性,进而求最值,即可得.
【小问1详解】
由题设,即,
所以在上单调递增,在上单调递减,在上单调递增,
所以的单调递减区间为,单调递增区间为、.
【小问2详解】
由题设,在上恒成立,则恒成立,
所以,只需,
由在上单调递增,在上单调递减,故,
由在上单调递减,故,
所以.
17. 已知数列满足:当 时,,且数列为等比数列(为常数),.
(1)求常数的值及数列的通项公式;
(2)设,求数列的前 项和.
【答案】(1),
(2)
【解析】
【分析】(1)设数列公比为,进而待定系数得再根据等比数列的通项公式求解即可得的通项公式;
(2)结合(1)得,再根据分组求和与错位相减法求解即可.
【小问1详解】
解:因为数列为等比数列(为常数),设公比为,
所以,当 时,,即,
因为, 时,,
所以,解得
所以, ,
又,,
所以是等比数列,公比为,首项为,
所以,即
【小问2详解】
解:由(1)知,
令的前 项和为,
则
,
两式相减得:,
所以
所以数列的前 项和.
18. 已知函数的图象关于点对称.
(1)求 的值;
(2)记函数在区间上的最大值为,求及的最小值;
(3)若存在实数 ,使得是函数的三个互异零点,求实数 的取值范围.
【答案】(1)
(2);最小值为 .
(3)
【解析】
【分析】(1)根据题意,得到,求得 的值,得到答案;
(2)求得,得到在上为单调递增函数,分类讨论,即可求解;
(3)根据题意,得到是函数的一个零点,求得,化简得,令,转化为有两个不同的实数根,且,结合二次函数的性质,即可求解.
【小问1详解】
由函数的图象关于点对称,
可得,即,
整理得,解得,此时函数,
经验证:函数满足,所以.
【小问2详解】
由(1)知,函数,可得,
根据二次函数的性质,可得在上为单调递增函数,
当时,即,此时在上恒成立,
所以函数在为单调递增函数,所以;
当,即,此时在上恒成立,
所以函数在为单调递减函数,所以;
当且时,时,在存在,
当时,,在上单调递减;
当时,,在上单调递增,
又由且,
当时,,此时,
当时,,此时,
综上可得,当时,;当时,,
所以,所以.
【小问3详解】
由函数,
可得,
因为是函数的一个零点,可得,可得,
所以,
可得
令,
因为是函数的三个互异零点,
则有两个不同的实数根,且,
则,整理得,
又由,即,即,
因为存在实数 ,使得是函数的三个互异零点,
所以,即
又由当时,总存在实数a使得成立,
所以实数 的取值范围为.
19. 已知函数.
(1)请判断是否可以为偶函数,并说明理由;
(2)若在区间上有唯一的极值点和零点分别为.
(i)求实数 的取值范围;
(ii)证明:.
【答案】(1)不为偶函数,
理由如下:若为偶函数,则只需要,
即恒成立,
即恒成立,
而该等式显然对任意实数不恒成立,故不为偶函数;
(2)(i);
(ii)证明:要证:,由,
即证:,
即,令,
由(i)知,即证当时,恒成立,
令,
即证:在恒成立,注意到,
,
,且,
又由,知,
,且,
令,,
则,且,
令,,
则,当且仅当时等号成立,
则恒成立,
在单调递减,故,
在单调递减,故;
在单调递减,故,
故原不等式成立.
【解析】
【分析】(1)根据偶函数的定义得到方程,再根据方程特点判断即可;
(2)(i)求导得,再多次求导后对 进行分类讨论,最后利用隐零点法和零点存在性定理即可判断;
(ii)等价转化为证明当时,恒成立,再次设新函数,多次求导,逐层传递即可证明.
【小问1详解】
略
【小问2详解】
(i), ,
令, ,则, ,
令, ,则, ,
又 ,则,
则在上单调递增,即在上单调递增,
①当时,,对恒成立,
在上单调递增,,
在上单调递增,,
在上无极值点,也没有零点,不满足题意;
②当时,,又在上单调递增,
且当,,因此,使,
当时,单调递减,
当时,单调递增,
,又时,,
由零点存在性定理知:,使,
当时,单调递减,
当时,单调递增,
在有唯一的极值点,
又且当时,,
由零点存在性定理知:,使,
在有唯一的零点,
综上所述:,满足题意;
(ii)略
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