内容正文:
高三数学周练6
考查内容:集合与逻辑、复数、平面向量、函数与导数(重点:函数性质、导数应用、不等式恒成立)、三角函数(重点:恒等变换、解三角形)、立体几何(重点:几何体相切、线面关系)、平面解析几何(重点:圆锥曲线与圆的综合)、不等式
一、单选题:本题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的选项中,只有一项是符合题目要求的.
1. 已知集合,,则( )
A. B. C. D.
2. 已知,则( )
A. B. C. D.
3. 设,则“”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
4. 已知向量与的夹角为,,则等于( )
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
5. 20世纪30年代,里克特制订了一种表明地震能量大小的尺度,就是使用测震仪衡量地震能量的等级,地震能量越大,测震仪记录的地震曲线的振幅就越大,这就是我们常说的里氏震级M,其计算公式为其中A是被测地震的最大振幅,是“标准地震”的振幅(使用标准地震振幅是为了修正测震仪距实际震中的距离造成的偏差).假设在一次地震中,一个距离震中100千米的测震仪记录的地震最大振幅是50,此时标准地震的振幅是0.002,则这次地震的震级为( )(精确到0.1,参考数据:)
A. 4.4 B. 4.7 C. 5 D. 5.4
6. 已知(其中),将图象向左平移个单位后得到的图象,若的图象关于原点对称,则( )
A. B. C. D.
7. 已知双曲线的渐近线与抛物线的交点都在圆C上,则圆C与x轴正半轴的交点坐标为( )
A. B. C. D.
8. 水平桌面上放置了4个半径为2的小球,4个小球的球心构成正方形,且相邻的两个小球相切.若用一个半球形的容器罩住四个小球,则半球形容器内壁的半径的最小值为( )
A. 4 B. C. D. 6
二、多选题:本题共3小题,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2分,有选错的得0分.
9. 设,,下列不等式恒成立的是( )
A. B.
C. D.
10. 已知定义在上的函数满足,且为偶函数,则下列结论正确的是( )
A. 函数的周期为2
B. 函数的图象关于对称
C. 函数的图象关于对称
D. 函数为奇函数
11. 已知抛物线的焦点为,准线为与轴的交点为,过的直线与分别交于两点,则以下选项正确的是( )
A. 坐标为
B. 当时,
C. 若,则
D. 过点作与垂直的直线与交于两点,则四边形面积的最小值为32
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知,则__________.
13. 已知,函数,若恒成立,则的取值范围是______.
14. 已知的内角A,B,C满足,其面积,则的外接圆半径为__________.
四、解答题:本题共5小题,共60分.解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤.
15. 记的内角的对边分别为,已知.
(1)求;
(2)若,求的周长的最大值;
(3)若的面积为为的中点,且,求的长.
16. 已知函数图像的一条切线方程是.
(1)求a的值;
(2)当,时,求证:.
17. 如图,梯形中,为上一点,,且,将沿着翻折至所在位置,使得平面平面,连接,得到四棱锥为的中点.
(1)若为的中点,证明:平面;
(2)在线段上是否存在点,使得,若存在,求直线与平面所成角的正弦值,若不存在,请说明理由.
18. 已知椭圆为的右焦点,短半轴长为为上动点,的最小值为.
(1)求的方程;
(2)已知点,点为外一点,直线交于两点,
(i)为原点,若,求直线的方程;
(ii)记直线的斜率分别为,若,求的面积.
19. 已知函数,.
(1)求函数在处的切线方程;
(2)若,
(i)当时,求函数的最小值;
(ii)若有两个实根,,且,证明:.
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高三数学周练6
考查内容:集合与逻辑、复数、平面向量、函数与导数(重点:函数性质、导数应用、不等式恒成立)、三角函数(重点:恒等变换、解三角形)、立体几何(重点:几何体相切、线面关系)、平面解析几何(重点:圆锥曲线与圆的综合)、不等式
一、单选题:本题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的选项中,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】根据一元二次不等式化简集合A,再由集合的交集运算即可.
【详解】由题意知,,
则.
故选:C.
2. 已知,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】根据复数的除法运算化简,求得,再根据复数乘法运算计算即可求解.
【详解】,则,
故,所以.
故选:B
3. 设,则“”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】A
【解析】
【分析】根据不等式性质可推断,再通过举反例即可得出结论.
【详解】因为,由,根据传递性可知,
因此“”能推出“”,因此充分性成立;
不妨取,满足,但不成立,因此必要性不成立;
所以“”是“”的充分不必要条件.
故选:A
4. 已知向量与的夹角为,,则等于( )
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
【答案】A
【解析】
【分析】根据向量的模长公式及向量数量积的运算即可求解.
【详解】,
即,即,
解得或(舍).
故选:.
5. 20世纪30年代,里克特制订了一种表明地震能量大小的尺度,就是使用测震仪衡量地震能量的等级,地震能量越大,测震仪记录的地震曲线的振幅就越大,这就是我们常说的里氏震级M,其计算公式为其中A是被测地震的最大振幅,是“标准地震”的振幅(使用标准地震振幅是为了修正测震仪距实际震中的距离造成的偏差).假设在一次地震中,一个距离震中100千米的测震仪记录的地震最大振幅是50,此时标准地震的振幅是0.002,则这次地震的震级为( )(精确到0.1,参考数据:)
A. 4.4 B. 4.7 C. 5 D. 5.4
【答案】A
【解析】
【分析】直接利用题目中给出的公式和对数的运算性质求解即可得出结果.
【详解】根据题意可知这次地震的震级为:
;
因此可知这次地震的震级为级.
故选:A
6. 已知(其中),将图象向左平移个单位后得到的图象,若的图象关于原点对称,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】先得到的解析式,从而根据原点对称得到方程,求出答案.
【详解】,
的图象关于原点对称,则,,
解得,,
又,故当时,,满足要求,其他均不满足.
故选:B
7. 已知双曲线的渐近线与抛物线的交点都在圆C上,则圆C与x轴正半轴的交点坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】通过渐近性方程求得交点坐标,进而求得圆的方程即可求解;
【详解】由双曲线方程可得渐近线方程为:,
分别与抛物线方程联立:解得:或,
解得:或,
即交点分别为
设圆的方程为:,
代入三点坐标可得:,
解得:,
即圆的方程为:,
令,可得或,
所以圆C与x轴正半轴的交点坐标为,
故选:D
8. 水平桌面上放置了4个半径为2的小球,4个小球的球心构成正方形,且相邻的两个小球相切.若用一个半球形的容器罩住四个小球,则半球形容器内壁的半径的最小值为( )
A. 4 B. C. D. 6
【答案】C
【解析】
【分析】根据题设要使半球形容器内壁的半径的最小,保证小球与球各面(含球面部分)都相切,进而求半径最小值.
【详解】要使半球形容器内壁的半径的最小,只需保证小球与球各面(含球面部分)都相切,
此时,如上图示,为半球的球心,为其中一个小球球心,则是棱长为2的正方体的体对角线,且该小球与半球球面上的切点与共线,
所以半球形容器内壁的半径的最小值为小球半径与长度之和,即,
故选:C
二、多选题:本题共3小题,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2分,有选错的得0分.
9. 设,,下列不等式恒成立的是( )
A. B.
C. D.
【答案】ABC
【解析】
【分析】做差法可判断AD;利用基本不等式可判断BC.
【详解】对于A,因为,所以,故A正确;
对于B,,,所以,
当且仅当即时等号成立,故B正确;
对于C,,,所以,
当且仅当即时等号成立,故C正确;
对于D,,,
,
所以,故D错误.
故选:ABC.
10. 已知定义在上的函数满足,且为偶函数,则下列结论正确的是( )
A. 函数的周期为2
B. 函数的图象关于对称
C. 函数的图象关于对称
D. 函数为奇函数
【答案】BC
【解析】
【分析】根据题意,综合利用周期性、对称性、奇偶性,逐一对选项进行分析判断.
【详解】选项A,,即函数的周期为4,所以选项A错误;
选项B,因为是偶函数,则有,即函数的图象关于对称,所以选项B正确;
选项C,因为,则,所以函数的图象关于对称,所以选项C正确;
选项D,因为,则,所以函数为偶函数,所以选项D错误.
故选:BC.
11. 已知抛物线的焦点为,准线为与轴的交点为,过的直线与分别交于两点,则以下选项正确的是( )
A. 坐标为
B. 当时,
C. 若,则
D. 过点作与垂直的直线与交于两点,则四边形面积的最小值为32
【答案】ABD
【解析】
【分析】由抛物线方程得出焦点坐标即可判断A;设,设直线,与抛物线方程联立得出和,进而得出和,根据得出,列方程求解即可判断B;由得出,代入即可判断C;设,设直线,表示出四边形面积,根据基本不等式即可判断D.
【详解】对于A,抛物线:,焦点坐标,故A正确;
对于B,设,
由题意知,直线斜率不为零,设直线,
,
可推出:,
,
所以,解得,
所以,故B正确;
对于C,,
因为,
所以,,故C错误;
对于D,设,设直线,同理推出,
,
当且仅当时等号成立,故D正确;
故选:ABD.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知,则__________.
【答案】
【解析】
【分析】根据诱导公式和倍角公式化简计算.
【详解】因为,
所以
.
故答案为:
13. 已知,函数,若恒成立,则的取值范围是______.
【答案】
【解析】
【分析】条件可转化为在上恒成立,且在上恒成立,设,,分,两种情况利用导数研究函数的单调性,由此可得,设,,当时,利用导数研究函数的单调性,由此证明满足条件,当时,由说明其不满足条件,由此可得结论.
【详解】因为,所以不等式可化为,
当时,,所以,
由已知在上恒成立,
所以,其中,
设,,
则,
若,则,函数在上单调递增,
所以,满足条件,
若,令,可得,
当时,,函数在上单调递减,
当时,,函数在上单调递增,
所以当时,,与条件矛盾,
所以,
当时,,所以,
由已知在上恒成立,
所以,其中,
设,,
则,
若,则,函数在上单调递减,
又当,且时,,
所以当时,在上恒成立,
当时, ,,
与条件在上恒成立矛盾,
所以,
所以,
所以的取值范围是,
故答案为:
14. 已知的内角A,B,C满足,其面积,则的外接圆半径为__________.
【答案】2
【解析】
【分析】先用和、差角的正弦公式及二倍角公式化简得到,再利用三角形的面积公式结合正弦定理即可求得结果.
【详解】因为,
,
所以,
因为,
所以,
又因为,,
所以,
所以,
即,
所以,即,
设的外接圆半径为,
因为,,,
所以,
所以,所以,解得
故的外接圆半径为.
故答案为:.
四、解答题:本题共5小题,共60分.解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤.
15. 记的内角的对边分别为,已知.
(1)求;
(2)若,求的周长的最大值;
(3)若的面积为为的中点,且,求的长.
【答案】(1)
(2)
(3)1
【解析】
【分析】(1)由已知结合余弦定理即可求解;
(2)由将代入,结合基本不等式即可求解周长最大值;
(3)由三角形面积公式得出,由余弦定理及得出,联立求解出,根据等腰三角形的性质及勾股定理即可求解.
【小问1详解】
,
又据余弦定理,∴,
.
【小问2详解】
由及已知得,
又,
,
,当且仅当时,等号成立,
故的周长最大值为.
【小问3详解】
,则,
,
则,解得,
∴,
又为的中点,
,又
由勾股定理得.
16. 已知函数图像的一条切线方程是.
(1)求a的值;
(2)当,时,求证:.
【答案】(1)
(2)
由(1)知,,
所以不等式,等价于,
令,则,
令,则,由此可知:
当时,,在上单调递减,
当时,,在上单调递增,
所以,因此,,
即,所以.
【解析】
【分析】(1)设切点坐标为,对函数求导,结合切线方程得到方程组,解方程组即可求解;
(2)根据已知条件将问题转化为:,构造函数,对函数求导,利用导数求出函数的单调性,由此确定的最小值,由此即可求证不等式.
【小问1详解】
因为切线方程为,设切点为,
由,有,
所以,解得,,
所以a的值为.
【小问2详解】
略
17. 如图,梯形中,为上一点,,且,将沿着翻折至所在位置,使得平面平面,连接,得到四棱锥为的中点.
(1)若为的中点,证明:平面;
(2)在线段上是否存在点,使得,若存在,求直线与平面所成角的正弦值,若不存在,请说明理由.
【答案】(1)证明:取的中点,连接.
三点分别为的中点
在平面中,,
又平面平面平面
同理,,平面平面,所以平面,
又平面平面,
平面平面,
平面平面.
(2)存在,.
【解析】
【分析】(1)利用中位线的性质证得线线平行,从而证得线面平行,再证得面面平行,利用面面平行的性质定理证得线面平行;
(2)建立空间直角坐标系,利用向量线性运算的坐标表示求出点坐标,再利用向量法求线面角即可.
【小问1详解】
略
【小问2详解】
因为平面平面,平面平面,平面,
所以,平面.
过作的平行线,过作交于点.
以点为坐标原点,以所在直线分别为轴,建立空间直角坐标系.
梯形中,,,
所以,则.
所以.
假设在上存在点使得,设,
设,则,解得.
因为,
所以,解得.
,
因为平面平面,故取平面的一个法向量为,
设直线与平面所成角为,则
.
所以,线段上存在点使得,直线与平面所成角的正弦值为.
18. 已知椭圆为的右焦点,短半轴长为为上动点,的最小值为.
(1)求的方程;
(2)已知点,点为外一点,直线交于两点,
(i)为原点,若,求直线的方程;
(ii)记直线的斜率分别为,若,求的面积.
【答案】(1)
(2)(i)或;(ii)
【解析】
【分析】(1)由的最小值为,短半轴长为及列出方程组求解即可;
(2)(i)设直线的方程为:,点,与椭圆方程联立,得出,再根据得出,列出方程求解即可;(ii)分类讨论,当直线斜率为0时,设,分别求得,由求得,即可求得的面积;当直线斜率不为0时,设,同理得出,则点在定直线上,即可求得的面积.
【小问1详解】
,
,
可得椭圆方程:.
【小问2详解】
(i)设直线的方程为:,点,
则,
则,
由题,可得:,
则,
,
则直线的方程为:或.
(ii)①当直线斜率为0时,不妨设,
则,,
所以,
;
②当直线斜率不为0时,设,
由(i)得,
,
则,
,
,
所以点在定直线上,平行直线,点到直线的距离,
,
综上可知,的面积为.
19. 已知函数,.
(1)求函数在处的切线方程;
(2)若,
(i)当时,求函数的最小值;
(ii)若有两个实根,,且,证明:.
【答案】(1)
(2)(i)1;
(ii)由题意,,定义域为,
由题意有两个不相等的实数根,
令,则,
所以在上递增,所以,
令,
所以有两个不相等的正的零点,且,
即,两式分别相加减得,
.
所以②
要证,只需证,
即证,即需证,
由②知,,
故只需证,
不妨设,令,
则只需证,即,
故只需证,
令
则,
所以在上单调递增,
所以,
即当时,成立.
所以,即,故.
【解析】
【分析】(1)计算,由导数的几何意义即可求;
(2)(i)求出,利用导数判断单调性,即可求出最值;(ii)将方程有两个实根转化为有两个不相等的零点,由此列方程,将证明转化为证明,由导数证明不等式成立.
【小问1详解】
因为,所以,
所以,又,
所以函数在处的切线方程为:,即.
【小问2详解】
(i)当时,,定义域为,
,
令,
则,
所以在上单调递增,
又因为,
所以使得,即,①
故当时,,即,此时在上单调递减;
当时,,即,此时在上单调递增,
所以当时,函数有最小值,
由①可得,即,
所以函数的最小值为.
(ii)略
【点睛】方法点睛:利用导数证明不等式,主要的方法是通过已知条件,化归与转化所要证明的不等式,然后通过构造函数法,结合导数来所构造函数的取值范围,进而证明不等式成立.
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