内容正文:
邵阳市“八校联盟”2025年10月创新实验班联考试题卷
(数学)
本试卷共4页,19个小题.满分150分.考试用时120分钟.
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上.将条形码横贴在答题卡上“贴条形码区”.
2.作答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔在答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案.答案不能答在试卷上.
3.非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答,答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上;如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新答案;不准使用铅笔和涂改液.不按以上要求作答无效.
4.保持答题卡的整洁.考试结束后,只交答题卡,试题卷自行保存.
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. 若复数满足,则的虚部为( )
A. B. C. 1 D. 2
2. 的展开式中, 的系数为( )
A. -110 B. -30 C. 50 D. 130
3. 已知圆上一点,现将点A绕圆心顺时针旋转到点B,且,则点C的横坐标为( )
A. B. C. D.
4. 已知a>0,b>0,,则的最小值为( )
A. 4 B. 2
C. 8 D. 16
5. 若圆上到直线的距离为1的点有且仅有2个,则r的取值范围是( )
A. B. C. D.
6. 已知正数满足,则的最小值为( )
A. B. C. D.
7. 能被3个半径为1的圆形纸片完全覆盖的最大的圆的半径是( )
A. B. C. D.
8. 在锐角中,角的对边分别为,为的面积,且,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
二、多选题(本大题共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. 已知椭圆内一点,上、下焦点分别为,,直线与椭圆交于,两点,且为线段的中点,则下列结论正确的是( )
A. 椭圆的焦点坐标为, B. 椭圆的长轴长为
C. 直线的方程为 D. 的周长为
10. 已知函数的定义域为,且,若,则( )
A. B.
C. 函数是偶函数 D. 函数是减函数
11. 如图,若正方体的棱长为1,点M是正方体的侧面上的一个动点(含边界),P是棱的中点,则下列结论正确的是( )
A. 沿正方体的表面从点A到点P的最短路程为
B. 若保持,则点M在侧面内运动路径的长度为
C. 三棱锥的体积最大值为
D. 若M在平面内运动,且,点M的轨迹为抛物线
三、填空题(本大题共3小题,每小题5分,共15分)
12. 把一个圆柱形水杯倾斜到与水平面成角,水面形状是一个椭圆,则这个椭圆的离心率为___________.
13. 某学校派5人参加连续8天的志愿服务活动,其中甲连续参加2天,其中第三天和第五天各需2个人同时参加,其余的天数只能有一个人参加,每个人都至少参加一次活动,至多参加两次活动,则不同的安排方法有__________种.(结果用数字表示)
14. 已知函数若函数()(为自然对数的底数)恰有4个零点,则的取值范围是________.
四、解答题(本大题共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. 已知数列的前n项和为,满足..
(1)若,求的通项公式;
(2)若为等比数列,设,数列的前n项和为,求.
16. 已知向量.令函数.
(1)求函数的最小正周期和单调递增区间;
(2)中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,的角平分线交于D.其中,函数恰好为函数的最大值,且此时,求的最小值.
17. 在中,,,,是的中点,是的中点,是的中点.如图,将和分别沿、向平面的同侧翻折至和的位置,且使得.
(1)证明:;
(2)求平面与平面的夹角的余弦值的最大值.
18. 已知函数.
(1)是否存在实数,使得和在上的单调区间相同?若存在,求出的取值范围;若不存在,请说明理由.
(2)已知是的零点,是的零点.
①证明:,
②证明:.
19. 已知椭圆的离心率为,分别为椭圆C的左,右顶点和坐标原点,点为椭圆上异于的一动点,面积的最大值为.
(1)求椭圆C的方程;
(2)过右焦点F的直线交椭圆C于两点,直线交轴于,过分别作的垂线,交于两点,为上除点的任一点.
(ⅰ)证明:;
(ⅱ)设直线、、的斜率分别为、、,求的值.
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邵阳市“八校联盟”2025年10月创新实验班联考试题卷
(数学)
本试卷共4页,19个小题.满分150分.考试用时120分钟.
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上.将条形码横贴在答题卡上“贴条形码区”.
2.作答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔在答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案.答案不能答在试卷上.
3.非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答,答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上;如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新答案;不准使用铅笔和涂改液.不按以上要求作答无效.
4.保持答题卡的整洁.考试结束后,只交答题卡,试题卷自行保存.
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. 若复数满足,则的虚部为( )
A. B. C. 1 D. 2
【答案】A
【解析】
【分析】设,化简等式左侧,结合复数相等的概念即可.
【详解】设,则,
则,因此.
故选:A.
2. 的展开式中, 的系数为( )
A. -110 B. -30 C. 50 D. 130
【答案】A
【解析】
【分析】由题意,再分别计算中和的系数即可.
【详解】因为,
由二项式定理得:
中和的系数分别为和,
故所求的系数为.
故选:A
3. 已知圆上一点,现将点A绕圆心顺时针旋转到点B,且,则点C的横坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】设OA、OB与x轴所形成夹角为、,根据任意角的三角函数的定义求出,由题意得,利用两角差的余弦公式展开并代入相应值计算,所得值代入即可.
【详解】设OA与x轴所形成夹角为,OB与x轴所形成夹角为,
因为,所以,
由题意知,
所以,
因为,所以.
故选:D
4. 已知a>0,b>0,,则的最小值为( )
A. 4 B. 2
C. 8 D. 16
【答案】B
【解析】
【分析】根据a>0,b>0,,得到ab=1,然后利用基本不等式由求解.
【详解】因为a>0,b>0,=,
所以ab=1,
所以.
当且仅当,即时等号成立.
故选:B
【点睛】本题主要考查基本不等式求最值,还考查了变形求解问题的能力,属于中档题.
5. 若圆上到直线的距离为1的点有且仅有2个,则r的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】先确定圆心到直线的距离,再由题意得到,进而求解即可.
【详解】由圆,圆心为,半径为,
则圆心到直线的距离为,
因为圆上的点到直线的距离为1的点有且仅有2个,
所以,则,解得,
即r的取值范围是.
故选:B.
6. 已知正数满足,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】利用构造函数法,结合导数求得的最小值.
【详解】依题意,正数满足,
所以,即,
所以,
令,
所以在上单调递增,
所以,即,
所以,
令,
所以在区间上单调递减;
在区间上单调递增,
所以的最小值是,
所以的最小值为.
故选:B
【点睛】利用导数研究函数的最值,首先要确定函数的定义域,然后对函数进行求导,求得函数的单调区间,进而求得函数的极值、最值.题目已知条件是一个等量关系,这个等量关系的作用一般是进行等量转化,如本题中,通过等量关系可将转化为.
7. 能被3个半径为1的圆形纸片完全覆盖的最大的圆的半径是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】根据给定条件,借助圆的对称性可得已知3个圆的圆心构成正三角形,由此建立函数关系,再利用导数求出最大值即得.
【详解】要求出被完全覆盖的最大的圆的半径,由圆的对称性知只需考虑三个圆的圆心构成等边三角形的情况,
设三个半径为1的圆的圆心分别为,设被覆盖的圆的圆心为,如图,
设圆与交于交于交圆于,显然为正的中心,
设,则,
,又,
因此圆的最大半径为,令,求导得,
由,得,当时,,当时,,
因此在上单调递增,在上单调递减,,
所以被完全覆盖的最大的圆的半径为,
此时,即圆、圆、圆中的任一圆均经过另外两圆的圆心.
故选:C
【点睛】关键点睛:涉及几何图形最值问题,借助几何图形建立函数关系,再求出函数最值是关键.
8. 在锐角中,角的对边分别为,为的面积,且,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】由三角形面积公式及余弦定理得到,结合同角三角函数关系得到,,由正弦定理得到,且根据三角形为锐角三角形,得到,求出,利用对勾函数得到的最值,求出的取值范围.
【详解】由三角形面积公式可得:,故,
,故,
因为,所以,
解得:或0,
因为为锐角三角形,所以舍去,
故,,
由正弦定理得:
,
其中,
因为为锐角三角形
所以,故,所以,,
,,
令,则为对勾函数,在上单调递减,在上单调递增,
则,
又,
因为,所以,
则.
故选:C
【点睛】解三角形中求解取值范围问题,通常有两种思路,一是利用正弦定理将角转化为边,利用基本不等式进行求解,二是利用正弦定理将边转化为角,结合三角函数的图象,求出答案.
二、多选题(本大题共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. 已知椭圆内一点,上、下焦点分别为,,直线与椭圆交于,两点,且为线段的中点,则下列结论正确的是( )
A. 椭圆的焦点坐标为, B. 椭圆的长轴长为
C. 直线的方程为 D. 的周长为
【答案】BCD
【解析】
【分析】根据椭圆方程可直接判断A、B的正误;设,,代入椭圆方程,作差,即可求出,进而求得直线的方程,即可判断C选项;又直线经过,结合椭圆的定义即可求得的周长,进而判断D选项.
【详解】由椭圆方程知:焦点在轴上,且,,,
即,,,
所以椭圆的焦点坐标为,,故A错误;
椭圆的长轴长为,故B正确;
由题意,可设,,则,
两式作差得,
即,
所以直线的方程为,即,故C正确;
由C知,直线过椭圆的上焦点,
根据椭圆的定义,所以的周长为,故D正确.
故选:BCD.
10. 已知函数的定义域为,且,若,则( )
A. B.
C. 函数是偶函数 D. 函数是减函数
【答案】ABD
【解析】
【分析】对抽象函数采用赋值法,令、,结合题意可得,对A:令、,代入计算即可得;对B、C、D:令,可得,即可得函数及函数函数的性质,代入,即可得.
【详解】令、,则有,
又,故,即,
令、,则有,
即,由,可得,
又,故,故A正确;
令,则有,
即,故函数是奇函数,
有,即,
即函数是减函数,
令,有,
故B正确、C错误、D正确.
故选:ABD.
【点睛】关键点睛:本题关键在于利用赋值法解决抽象函数问题,借助赋值法,得到,再重新赋值,得到,再得到.
11. 如图,若正方体的棱长为1,点M是正方体的侧面上的一个动点(含边界),P是棱的中点,则下列结论正确的是( )
A. 沿正方体的表面从点A到点P的最短路程为
B. 若保持,则点M在侧面内运动路径的长度为
C. 三棱锥的体积最大值为
D. 若M在平面内运动,且,点M的轨迹为抛物线
【答案】AB
【解析】
【分析】A选项,把两个平面展开到同一平面内,利用两点之间,线段最短进行求解,注意展开方式可能有多种;B选项,找到点M在侧面内的运动轨迹是圆弧,再求解弧长;C选项,利用等体积法和建立空间直角坐标系,求出的最大值,即为最大值;D选项,在空间直角坐标系中利用余弦定理得到点M的轨迹方程为线段.
【详解】将平面与平面展开到同一平面内,连接AP,此时,也可将平面ABCD与平面展开到同一平面内,此时,,故A正确;
过点P作PE⊥交于点E,连接EM,则E为的中点,PE=1,且PE⊥平面,EM平面,所以PE⊥EM,因为由可知,,故M在侧面上得轨迹为以E为圆心,1为半径的半圆,故点M在侧面内运动路径的长为,B正确;
连接,,,,,,则,所以,以D为坐标原点,分别以DA,DC,所在直线为x轴,y轴,z轴建立空间直角坐标系,则,,,设,(,),设平面的法向量为,则,令,得:,所以,设到平面的距离为,则,故当,时,取得最大值,为,此时三棱锥体积最大,,C错误;
,所以,连接,,因为,(,),所以,,,化简得:,所以,可知M点的轨迹不是抛物线,D错误.
故选:AB
【点睛】对于立体几何中的满足一定条件下的点的轨迹问题,往往需要建立空间直角坐标系来进行求解,当然建立空间直角坐标系还可以求解角度和距离,将几何问题代数化可以大大减少思考难度,提高做题效率.
三、填空题(本大题共3小题,每小题5分,共15分)
12. 把一个圆柱形水杯倾斜到与水平面成角,水面形状是一个椭圆,则这个椭圆的离心率为___________.
【答案】##
【解析】
【分析】作出示意图,结合椭圆离心率的定义计算.
【详解】如图可知,结合题意,,
设圆柱底面半径是,
则椭圆的长轴,短轴,
故,则,
离心率.
故答案为:
13. 某学校派5人参加连续8天的志愿服务活动,其中甲连续参加2天,其中第三天和第五天各需2个人同时参加,其余的天数只能有一个人参加,每个人都至少参加一次活动,至多参加两次活动,则不同的安排方法有__________种.(结果用数字表示)
【答案】5724
【解析】
【分析】先考虑甲连续参加2天,由于第三天和第五天特殊,故根据甲是否在第三天或第五天分成两种情况,再对第三天第五天两个特殊位置考虑分类,根据分类和分步计数原理求解即可.
【详解】不妨设天数为12345678,另外四人为,
当甲在12,67,78这三个时间段连续参加2天时:
(1)第三天与第五天由剩下四人参加:则先把分到第三天与第五天,剩下四天由排列完成,共有种方法;
(2)第三天与第五天由剩下四人中的三人参加:则先把中选三人(如)分到第三天与第5天(如),剩下四天由剩下的人(如)完成,共有种方法;
(3)第三天与第五天由剩下四人中的两人参加:则先把中选两人(如)分到第三天与第5天(如),种方法,
当甲在23,34,45,56这四个时间段连续参加2天时:
(1)第三天与第五天由剩下四人中三人(如)参加:先从四人中选一人与甲同一天,再从剩下三人中选两人在另一天,然后剩下五天由剩下人完成(如),有种方法,
(2)第三天与第五天由剩下四人中二人(如)参加:先从四人中选一人与甲同一天(如),两从剩下一人中选1人(如)与刚才的1人()排在另一天,剩下五天由剩下人完成(如),有种方法;
根据分类计数原理,共有种方法.
故答案为:5724.
14. 已知函数若函数()(为自然对数的底数)恰有4个零点,则的取值范围是________.
【答案】
【解析】
【分析】先作出的图象,根据k的范围分类讨论的图象,使得函数与函数的图象恰好有4个交点,求出对应k的范围即可.
【详解】时,,单调递增,的图象:
令,
函数恰有4个零点等价于函数与函数的图象恰好有4个交点.
①当k=0时,,
如图,
显然,函数与函数的图象不可能有4个交点,不符题意;
②当k<0时,如图,
要使函数与函数的图象恰好有4个交点,则,则;
③当k>0时,如图,
要使函数与函数的图象恰好有4个交点,
则与在时有两个交点,
即有两个正实数根,
即有两个正实数根,
令,
则与在时图象有两个交点,
,
令,,
则,∴在时单调递增,
∵,,,
∴当时,单调递减;
当时,单调递增.
∴,
∴如图:
∴.
综上所述,.
故答案为:.
【点睛】本题综合考查利用导数和数学结合思想研究方程的根、函数的图象的交点问题,需要熟练掌握利用导数研究函数的单调性的方法,并能作出函数图象,结合图象进行求解.
四、解答题(本大题共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. 已知数列的前n项和为,满足..
(1)若,求的通项公式;
(2)若为等比数列,设,数列的前n项和为,求.
【答案】(1);(2).
【解析】
【分析】(1)利用与的关系可推出,由可知从第2项开始为首项是3,公比为2的等比数列;(2)求出数列的通项公式,利用错位相减法求.
【详解】(1)∵①,∴②
①-②得,即,
当时:,此时,
∴从第2项开始为首项是3,公比为2的等比数列,,,
∴.
(2)∵为等比数列,∴,且,则,
∴,,
则,
两式相减可得
.
【点睛】本题考查由与的关系式求数列的通项公式、等比数列的通项公式、错位相减法求和,属于中档题.
16. 已知向量.令函数.
(1)求函数的最小正周期和单调递增区间;
(2)中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,的角平分线交于D.其中,函数恰好为函数的最大值,且此时,求的最小值.
【答案】(1)的最小正周期为,单调递增区间为;(2)
【解析】
【分析】(1)利用二倍角公式和辅助角公式化简可得,即可求出最小正周期,令可解出单调递增区间;
(2)可得,解得,再根据正弦定理解得,进而表示出,利用基本不等式可求解.
【详解】(1),
,
则的最小正周期为,
令,解得,
故的单调递增区间为;
(2)由恰好为函数的最大值可得,
即,,则可解得,则,
在中,由,可得,
在中,由,可得,
,
在中,,
则可得,,
则,
,
,
当且仅当等号成立,故的最小值为.
【点睛】关键点睛:本题考查平面向量、三角函数的性质、解三角形的综合应用,解题的关键是利用三角恒等变换化简,利用正弦定理表示得出.
17. 在中,,,,是的中点,是的中点,是的中点.如图,将和分别沿、向平面的同侧翻折至和的位置,且使得.
(1)证明:;
(2)求平面与平面的夹角的余弦值的最大值.
【答案】(1)是的中点,
∴翻折前,翻折后.
是的中点,
∴翻折前,翻折后.
∴翻折后,又,且方向相同,
,又是的中点,是的中点,
∴翻折前、后,,且方向相同,
,
∴翻折后,在中,;
(2).
【解析】
【分析】(1)利用向量的线性运算来证明即可;
(2)利用建立空间直角坐标系,再引入变量,从而可写出相关点坐标,用空间向量法来求两平面夹角余弦值,最后求最大值即可.
【小问1详解】
略
【小问2详解】
由可知:四点共面,
则在平面中,过点作,交于点,
平面,,
∴以为原点,、、的方向分别为轴的正方向建立如下图所示的空间直角坐标系,
则、、,
设,则,
,,,
设平面的一个法向量,则,
令,则,,,
设平面的一个法向量,则,
令,则,,,
设平面与平面的夹角为,则
,
,,则,
当且仅当,即时,即时,等号成立.
∴平面与平面的夹角的余弦值的最大值为.
18. 已知函数.
(1)是否存在实数,使得和在上的单调区间相同?若存在,求出的取值范围;若不存在,请说明理由.
(2)已知是的零点,是的零点.
①证明:,
②证明:.
【答案】(1)存在,且
(2)
①由题意,有两个零点,,
若,则,所以在上单调递增,不符合题意,
若,则当时,单调递减,
当时,单调递增,
且当时,,当时,,
所以,解得,得证;
②令,得,即,
令,则,
当时,单调递减,
当时,单调递增,
当时,单调递减,
当时,单调递增,
在同一坐标平面内作出函数与函数的图象,
它们有公共点,如图,
故,且有,
由,得,即,又,所以,
由,得,即,又,所以,
由,得,即,
故.
【解析】
【分析】(1)结合导数与函数单调性的关系,分与进行讨论即可得;
(2)①利用导数得到的单调性后,借助零点的存在性定理可得,解出即可得;②构造函数,结合导数得到函数的单调性,画出相应图象,可得从而得到,,从而可得,结合的范围即可得解.
【小问1详解】
由题意得,
当时,,所以和在上都单调递增,符合题意;
当时,若和在上的单调区间相同,
则和有相同的极值点,即,
令,则,
当时,,当时,,
所以在上单调递增,在上单调递减,则,
所以无解,
综上,当时,和在上的单调区间相同;
【小问2详解】
①略
②略
【点睛】关键点点睛:本题最后一问关键点在于构造函数,结合导数得到函数的单调性,从而得到.
19. 已知椭圆的离心率为,分别为椭圆C的左,右顶点和坐标原点,点为椭圆上异于的一动点,面积的最大值为.
(1)求椭圆C的方程;
(2)过右焦点F的直线交椭圆C于两点,直线交轴于,过分别作的垂线,交于两点,为上除点的任一点.
(ⅰ)证明:;
(ⅱ)设直线、、的斜率分别为、、,求的值.
【答案】(1);
(2)(ⅰ)由题可知点、,
若直线与x轴重合,则M、P、N重合,则不存在,不合乎题意;
设直线的方程为,设点、,
联立可得,
,
由韦达定理可得,,
所以
,
所以.
(ⅱ)2
【解析】
【分析】(1)由已知条件可得出关于的方程组,解出这三个量的值,即可得出椭圆的方程;
(2)(ⅰ)分析可知,直线不与轴重合,设直线的方程,设点,将该直线方程与椭圆的方程联立,列出韦达定理,利用三角形的面积公式即可证明;(ⅱ)设点,其中,利用斜率公式结合韦达定理可求得的值.
【小问1详解】
由题意知,解得,,
所以的方程为.
【小问2详解】
(ⅰ)略
(ⅱ)设点,其中,则
.
【点睛】方法点睛:利用韦达定理法解决直线与圆锥曲线相交问题的基本步骤如下:
(1)设直线方程,设交点坐标为;
(2)联立直线与圆锥曲线的方程,得到关于(或)的一元二次方程,注意的判断;
(3)列出韦达定理;
(4)将所求问题或题中的关系转化为、(或、)的形式;
(5)代入韦达定理求解.
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