内容正文:
黄梅一中高二数学测试卷
考试时间:4月14日晚19:00—21:30
一、单选题:本题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.
1.下列求导运算正确的是( )
A. B.
C. D.
2.数列满足(),且,,则( )
A. B. 9 C. D. 7
3. 在等比数列中,是方程的两个实数根,则( )
A. B. C. D. 3
4.已知函数在区间存在单调递减区间,则的取值范围是
A. B. C. D.
5.已知点在抛物线上,过焦点且斜率为的直线与相交于,两点,过,两点作准线的垂线,垂足点分别为,两点,则( )
A. B. C. D.
6.系统的登录密码由个字符组成,其中前位是大写字母、、、的某种排列,后位是不相同的数字,则可能的密码总数是多少( )
A. B. C. D.
7.用4种不同的颜色给图中6个区域染色,要求边界有重合部分的区域染上不同的颜色,则不同的染色方法有( )
A. 384种 B. 168种 C. 108种 D. 192种
8. 已知是函数的导函数,且对任意实数x都有,,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
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. 从0,1,2,3,4,5中任选4个不同的数字组成一个四位数,则下列说法正确的是( )
A. 这样的四位数有300个
B. 若这个四位数是偶数,则这样的四位数有156个
C. 若0,1被选中,且0,1不相邻,则这样四位数有72个
D. 若这个四位数的个位、十位和百位上的数字之和为偶数,则这样的四位数有144个
10. 设正项等比数列的公比为,前项和为,前项的积为,并且满足,,,则下列结论正确的是( )
A. B. C. 的最大值为 D. 没有最大值
11. 已知函数,则( )
A. 在区间上单调递增
B. 极大值点仅有一个
C. 无最大值,有最小值
D. 当时,关于的方程共有3个实根
3、 填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12.若,则正整数值为______.
13.已知,求在处的切线方程:______.
14.对任意,,不等式恒成立,则实数a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. 已知数列前项和为,且
(1)求的通项公式;
(2)若,求数列的前项和.
16.2025武汉马拉松于3月23日鸣枪开跑,4万名跑者踏上一条串联历史与诗意、自然与繁华的赛道,感受这座“每天不一样”的城市的蓬勃心跳.本次赛事设置全程马拉松、半程马拉松和13公里跑3个项目,社会各界踊跃参加志愿服务,现有甲、乙等5名大学生志愿者拟安排在三个项目进行志愿者活动,求
(1)若将这5人分配到三个比赛项目,每个比赛项目至少安排1人,有多少种不同的分配方案?
(2)若全程马拉松项目安排3人,其余两项各安排1人,且甲乙不能安排在同一项目,则有多少种不同的分配方案?
17. 已知函数在处有极值.
(1)求的值.
(2)判断是否存在过点的曲线的切线.若存在,求出切线方程;若不存在,请说明理由.
18. 已知,两点在椭圆上,直线交椭圆于两点(均不与点重合),过作直线的垂线,垂足为.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)设直线,的斜率分别为,当时,
①求证:直线恒过定点,并求出定点坐标;
②求最小值.
19.已知函数,,是自然对数的底数.
(1)当时,求函数极值;
(2)若关于x的方程有两个不等实根,求a的取值范围;
(3)当时,若,(其中)满足,求证:.
1. 单选题
1.【答案】C
【解析】
【分析】由复合函数的求导逐项判断即可.
【详解】对于A,,故A错误;
对于B,,故B错误;
对于C,,故C正确;
对于D,,故D错误.
故选:C.
2.【答案】B
【解析】
【分析】根据等差数列项的性质结合通项公式计算求解.
【详解】因为 ,所以等差数列,设公差为,
所以,即得,
所以,所以,
则.
故选:B.
3.【答案】A
【解析】
【分析】利用韦达定理得到,,进而判断出,再利用等比中项性质求出,最后得到目标式的值即可.
【详解】由题意得在等比数列中,是方程的两个实数根,
则由韦达定理得,,故,得到,
由等比中项性质得,解得,得到,故A正确.
故选:A
4.【答案】B
【解析】
【分析】
先求导可得,则可转化问题为在上有解,进而求解即可
【详解】由题,,
因为,则若函数在区间存在单调递减区间,
即在上有解,
即存在,使得成立,
设,则,
当时,,
所以,即,
故选:B
5.【答案】C
【解析】
【分析】利用点坐标求得抛物线方程,联立直线的方程和抛物线的方程,求得,两点的坐标,由此计算出三角形的面积.
【详解】将点坐标代入抛物线方程得,,故抛物线方程为,
故焦点坐标为,准线方程为.过焦点且斜率为的直线方程为,
代入抛物线方程并化简得,解得或.
故.
故选:C.
6.【答案】C
【解析】
【分析】利用倍缩法可得出前个位置的排法种数,利用排列计数原理可得出后两位的排法种数,再利用分步乘法计数原理可得结果.
【详解】由题意可知,前个位置中有两个位置安排字母,有种,
然后从中选择两个不同的数字排最后两个位置,有种,
由分步乘法计数原理可知,可能的密码种数为.
故选:C.
7.【答案】D
【解析】
【分析】先涂区域,再分类讨论涂4的种数,根据对称性知3,6的涂法,利用分步乘法计数原理得解.
【详解】先给2,5染色,有种方法,
若1和5同色,则4有2种涂法;若1和5不同色,则4有种涂法.
因为1,4分别与3,6对称,所以不同的染色方法有种.
故选:D
8.【答案】B
【解析】
【分析】由条件可得,结合导数运算及求出函数的解析式,解不等式可得结论.
【详解】因为,
所以,即,
所以可设,
即,又,
所以,故,
所以不等式可化为,
故,
所以,
所以不等式的解集为.
故选:B.
二.多选题
9.【答案】ABD
【解析】
【分析】根据排列组合,即可结合选项逐一求解.
【详解】对于A,符合条件的四位数有个,A正确,
对于B,符合条件的奇数有,故偶数有个,B正确,
对于C,先从剩下4个数字选择两个数字,共有,若1在千位,则剩余数字的排列有种,
若1不在千位,则有,故总的四位数有,C错误,
对于D,若千位为1,3,5时,且个位、十位和百位上的数字均为偶数,此时有种,
若千位为1,3,5时,且个位、十位和百位上的数字有一个位置为偶数,另外两个位置的数字为奇数,此时有种,
若千位为2或4时,个位、十位和百位上的数字有一个位置为偶数,另外两个位置的数字为奇数,
此时有种,故符合条件的四位数共有,D正确,
故选:ABD
10.【答案】ABD
【解析】
【分析】根据给定的条件分析公比的符号和大小,再逐项分析即可.
【详解】因为,所以或,即或
若,又,,又,,所以,符合题意,
若,又,则,又,则,与矛盾,不符合题意,
所以没有最大值,所以A、D正确,
因为前项均小于1,从项起均大于1,所以无最大值,故C错误;
又由,所以B正确.
故选:ABD.
11.【答案】BC
【解析】
【分析】利用函数的单调性与导数的关系可判断A选项;利用函数的极值点与导数的关系可判断B选项;利用函数的最值与导数的关系可判断C选项;数形结合可判断D选项.
【详解】对于A选项,当时,,则,
当时,,此时函数单调递增,
当时,,此时函数单调递减,故A错误;
对于B选项,由A选项知,函数在上有一个极大值点,
当时,,则,此时函数单调递增,
当时,,此时函数有极小值点,无极大值点,
综上所述,函数仅有1个极大值点,故B正确;
对于C选项,当时,,
当时,,
所以,函数的最小值为,函数无最大值,故C正确;
对于D选项,如下图所示:
由图可知,当时,关于的方程共有4个实根,故D错误.
故选:BC.
三.填空题
12.【答案】5
【解析】
分析】利用组合数性质化简方程,根据组合数性质解方程即可.
【详解】由组合数性质:,可得,则,
所以或,解得或(舍).
故答案为:5
13.【答案】
【解析】
【分析】对函数求导得,令,可求得,结合导数的几何意义即可求解.
【详解】由,得,
令,则,解得,
所以,
所以在处的切线方程的斜率为,
又,
所以切线方程为:,即或.
故答案为:
14.【答案】
【解析】
【分析】根据题意,得到,令,则,其中 求得恒成立,得到在递增,转化为,转化为,令,得到在为单调递增函数,得到,得到,即可求解.
【详解】由不等式,可得,
即,
令,则,其中
又由恒成立,则在单调递增,
所以,即,即,所以,
令,可得,
所以在为单调递增函数,所以,即,所以,
又因为,所以,所以实数的取值范围是.
故答案为:.
4. 解答题
15.【答案】(1);
(2).
【解析】
【分析】(1)根据给定条件,利用与的关系,结合等比数列求出通项公式.
(2)由(1)求出,再利用裂项相消法求和.
【小问1详解】
在数列中,,当时,,
两式相减得,而,即,
因此数列是首项为2,公比为2的等比数列,,
所以数列的通项公式为.
小问2详解】
由(1)得,
所以数列的前项和.
16.【答案】(1)150 (2)14
【解析】
【分析】(1)按照1,1,3或1,2,2两种方式,先分组再分配即可;
(2)先考虑5人中选3人安排到全程马拉松项目的所有情况,再计算甲乙两人在同一个项目的情况,利用间接法即可.
【小问1详解】
将5个人分成3组,且每组至少1人,有两种分法,
若为1,1,3,则有种分组方式,
再将分好的组进行分配,则不同的分配方案有共有种;
若为1,2,2,则有种分组方式,
再将分好的组进行分配,则不同的分配方案有共有种,
所以由分类加法计数原理可知,共有种不同的分配方案.
【小问2详解】
先从5人中选3人安排到全程马拉松项目,有种方法,
然后剩下2人安排到其余两个项目,每个项目安排1人,有种,
则共有种分配方案,
若甲乙两人在同一个项目,则甲乙只能安排到全程马拉松项目,则剩下的3人每个项目安排1人即可,有种分配方案,
最后共有种分配方案.
17.【答案】(1)
(2)不存在,理由见解析
【解析】
【分析】(1)利用极值和极值点的定义列式求解;(2)假设存在,设出切点坐标并借助导数的几何意义表示出切线方程,再利用切线过点可得与切点横坐标有关方程,判断该方程是否有解,即可得结论.
【小问1详解】
因为,
由题可知,即,,
解得,此时,经检验满足题意.
所以.
【小问2详解】
不存在.
理由如下:假设曲线存在过点的切线,且切点坐标为.
因为,所以该切线的斜率为,
即该切线的方程为.
若切线经过点,则,整理得,
该方程的根的判别式,该方程无解,
故不存在过点的曲线的切线.
18.【答案】(1)
(2)①证明见解析,;②1
【解析】
【分析】(1)将,两点代入椭圆方程解出值即可;
(2)①解法一:设直线,,,将直线方程与椭圆方程联立,利用韦达定理结合,解出的关系即可求解;解法二:设,,利用在椭圆上可得, ,作差结合化简即可求解;②由可得点在以为直径的圆上,利用圆的性质求解即可;
【小问1详解】
由题意可得,
所以椭圆的标准方程为:.
【小问2详解】
解法一:①由条件,可知直线的斜率存在,
设直线,,,
联立方程组:,
其中(▲),
所以,,
由条件,即,
由于直线不过点,故,
化简可得,
所以
,
代入(▲)式,,此时直线恒过定点.
②因为,所以点在以为直径的圆上,圆心为,半径为,
所以,此时的坐标为,的斜率,满足条件.
故的最小值为.
解法二:①设,,由条件,即(★),
由点在椭圆上,则有,
即①,同理可得② ,
①②可得:
代入(★)式可得:,
即,
变形可得.所以直线恒过定点.
②解法同一.
19.【答案】(1)极大值,无极小值
(2)
(3)证明见解析
【解析】
【分析】(1)求出函数的导数,得出函数单调性进而得出极值;
(2)把的根转化为直线与的图象有两个交点求解;
(3)由已知可得,构造函数,利用导数探讨单调性即可推理得证.
小问1详解】
时,的定义域为,
,在单调递增,在单调递减,
极大值,无极小值.
【小问2详解】
有两个不等实根,
∴有两个不等实根,即(),
设,∴,
在单调递增,单调递减,,
当时,,,
∴.
【小问3详解】
当时,
,
在单调递增,在单调递减,
又且,
∴要证,即证,
即证,即证,
设(),
,
∴在单调递增,又,
∴,又,
∴,∴.
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