内容正文:
高2024级2026年春期第一次定时练习
数学
本试卷分为试题卷和答题卡两部分,其中试题卷由第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)组成,共4页;答题卡共2页.满分150分,考试时间120分钟.
第Ⅰ卷(选择题,共58分)
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. 已知函数在处可导,且,则( )
A. B. 6 C. 3 D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据导数的定义:
.
2. 下列求导运算正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】利用基本初等函数的导数公式及复合函数的求导法则即可求解.
【详解】对于A选项,由对数函数的求导公式,得,故A正确;
对于B选项,由复合函数的求导法则,得,故B错误;
对于C选项,由指数函数的求导公式,得,故C错误;
对于D选项,由正弦函数的求导公式,得,故D错误.
故选:A.
3. 下列函数中既为奇函数,又在上单调递增的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】由定义法判断函数的奇偶性,排除AB选项,求导求函数的单调性,进而排除D选项,C选项符合要求.
【详解】定义域为R,又,
所以,且,故非奇非偶,A错误;
定义域为R,,
所以为偶函数,B错误;
定义域为R,,
则为奇函数,
又恒成立,所以在上单调递增;C正确;
定义域为R,,则为奇函数,
又,当时,,当时,,
故在单调递减,在单调递增,D错误
故选:C
4. 已知,,若,则实数的值是( )
A. B. C. D. 2
【答案】D
【解析】
【详解】由,
得:,
解得:.
5. 某德阳研学团计划参观三星堆博物馆、德阳文庙、绵竹年画村、白马关景区4个景点,要求三星堆博物馆必须排在第一个或最后一个参观,且德阳文庙与白马关景区必须相邻,则不同的参观顺序共有( )种
A. 4 B. 8 C. 12 D. 24
【答案】B
【解析】
【分析】按 “特殊元素优先处理” 的思路,分三步完成,再根据分步乘法计数原理得到总排列数.
【详解】首先安排三星堆博物馆的位置,要求三星堆必须排在第一个或最后一个,共2种排法;
由于德阳文庙与白马关必须相邻,用捆绑法将二者看作1个整体,二者内部可交换顺序,共种排法;
捆绑后的整体和绵竹年画村共2个元素,排列在剩余的空位中,共种排法.
根据分步乘法计数原理,总排列数为种.
6. 函数f(x)的图象大致是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】求出f(x)的导函数,利用导数研究函数的单调性,然后结合图象得到答案.
【详解】解:由f(x),得f′(x),
令g(x)=1,则g′(x)0,
所以g(x)在(0,+∞)上单调递减,
又g(e)0,g(e2)0,
所以存在x0∈(e,e2),使得g(x0)=0,
所以当x∈(0,x0)时,g(x)>0,f′(x)>0;
当x∈(x0,+∞)时,g(x)<0,f′(x)<0,
所以f(x)在(0,x0)上单调递增,在(x0,+∞)上单调递减.
故选:C.
【点睛】本题考查了利用导数研究函数的单调性和零点存在定理,属中档题.
7. 已知,,,则,,的大小关系为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】通过构造函数并利用导数判断其单调性,比较与,再根据余弦函数的性质以及特殊值比较与的大小,进而得出,,的大小.
【详解】令,求导得,
当时,,所以在上单调递减,
所以有,即,
又因为在上单调递减,所以,即,
因此,故D正确.
8. 已知函数若直线与有三个不同的交点,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】先求出直线与相切时的斜率,作出函数与的图象,由数形结合求解即可.
【详解】设与相切于点,
则,解得,此时.
由得,
由,可得,此时切点为,
作出函数与的图象如图,
由图象可知,当或时,直线与有三个不同的交点,
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. 已知函数,则( )
A. 关于点对称 B. 在区间上单调递减
C. 有3个零点 D. 在处的切线与只有一个交点
【答案】BC
【解析】
【分析】计算判断A,利用导数的性质判断BC,求出在处的切线方程,然后求出切线与函数图象交点判断D.
【详解】对A,,
所以的图象不关于点对称,A错;
对B,,
或时,,所以函数在区间,上单调递增,
时,,所以函数在区间上单调递减,B正确;
对C,由选项B知是的极大值,是的极小值,
又,,
所以在上有一个零点,在上有一个零点,在上有一个零点,共有3个零点,C正确;
对D,是的极大值点,因此在处的切线是,
由,解得或,
因此直线与的图象有两个交点和,D错.
10. 已知抛物线,焦点为,准线为,为坐标原点,点、在上,直线过点,则下列说法正确的是( )
A. 焦点到准线的距离为 B. 若,则点的纵坐标为
C. D.
【答案】ACD
【解析】
【分析】求出的值,可判断A选项;利用抛物线的焦半径公式求出点的坐标,可判断B选项;设直线的方程为,将该直线方程与抛物线的方程联立,利用韦达定理以及抛物线的焦半径公式可判断C选项;利用平面向量数量积的坐标运算以及韦达定理可判断D选项.
【详解】对于抛物线,,则,故其焦点为,准线为,
设点、,
对于A选项,焦点到准线的距离为,A对;
对于B选项,,可得,则,解得,B错;
对于C选项,若直线与轴重合,则该直线与抛物线有且只有一个交点,不符合题意,
设直线的方程为,联立可得,
,由韦达定理可得,,
所以
,C对;
对于D选项,,D对.
11. 已知函数且为常数,是函数大于0的零点,其构成数列,下列说法正确的有( )
A. 函数有且只有一个零点
B. 若函数在区间内均存在零点,则
C. 若,则数列为递增数列
D. 存在实数,使得数列为常数列
【答案】ACD
【解析】
【分析】利用导数判断函数的单调性即可说明A,由单调性可得,即可求出的范围判断B,当时可得,推导出,再利用函数的单调性判断C,设(常数),则对任意,恒成立,解出即可判断D.
【详解】选项A:因为,所以恒成立,
所以在上单调递增,
又时,时,
所以函数有且只有一个零点,A说法正确;
选项B:当时,恒成立,所以在上单调递增,
又,
所以若函数在区间内均存在零点,只需满足即可,
所以对任意成立即可,
易知函数在上单调递减,所以,
所以,B说法错误;
选项C:当时,因为在上单调递增,,,
所以,
当时,
由于是函数在的零点,所以,
所以,则,数列为递增数列,C说法正确;
选项D:若存在实数,使得数列为常数列,设(常数),
则对任意,恒成立,解得或,
当时,代入得解得,
当时,代入得,因故舍去,
所以当时,数列为常数列,,D说法正确;
故选:ACD
第Ⅱ卷(非选择题,共92分)
三、填空题:本题3个小题,每小题5分,共15分.
12. 若是函数极值点,则______.
【答案】2
【解析】
【分析】对已知函数变形后求导,根据是极值点,得到,解关于的方程即可.
【详解】已知,
求导得:.
因为是极值点,
所以,解得.
当时,,
,
当时,,当时,,
所以是极值点,符合题意.
所以.
故答案为:2.
13. 如图为我国数学家赵爽(约3世纪初)在为《周髀算经》作注时验证勾股定理的示意图,现用4种不同颜色给图中的5个区域涂色,要求相邻的区域不能涂同一种颜色,则不同的涂色方法共有_____种.
【答案】72
【解析】
【分析】根据题意,分4步依次分析区域A、B、C、D、E的涂色方法数目,由分步计数原理计算答案.
【详解】分4步进行分析:
①,对于区域,有4种颜色可选;
②,对于区域,与区域相邻,有3种颜色可选;
③,对于区域,与、区域相邻,有2种颜色可选;
④,对于区域、,若与颜色相同,区域有2种颜色可选,
若与颜色不相同,区域有1种颜色可选,区域有1种颜色可选,
则区域、有种选择,
则不同的涂色方案有种.
14. 已知函数,若方程,共有3个不同的实根,且,则的值为__________.
【答案】2
【解析】
【分析】首先分别分析函数的单调性,由条件可得直线与函数和函数的图象共有三个交点,且三个点的横坐标从左至右依次为,结合图象及函数性质证明,,,由此可得结论.
【详解】对于,对其求导得.
令,即,解得.
当时,,单调递减;当时,,单调递增.
所以在处取得极小值,也是最小值,.
对于,对其求导得.
令,即,解得.
当时,,单调递减;当时,,单调递增.
所以在处取得极小值,也是最小值,.
因为方程,共有3个不同的实根,且,
所以直线与函数和函数的图象共有三个交点,
且三个点的横坐标从左至右依次为,
作函数,函数,函数的图象如下,
则,
因为,,,
所以,,,
又在上单调递减,
所以,
因为,,,
所以,,,
又在上单调递增,
所以,
又,所以,
所以,
所以,
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. 已知函数.
(1)求曲线在点处的切线方程;
(2)求在区间上的最大值和最小值.
【答案】(1)
(2)最大值为,最小值为
【解析】
【分析】(1)求出、的值,利用点斜式可得出所求切线的方程;
(2)利用导数分析函数的单调性,利用函数的最值与导数的关系可求得结果.
【小问1详解】
因为,所以,则,,
故曲线在点处的切线方程为,即.
【小问2详解】
由(1)知,
令,得或,令,得,
所以在上单调递减,在上单调递增,
当时,的极小值为,
又,,所以在区间上的最大值为,最小值为.
16. 已知等差数列,若,且,,成等比数列.
(Ⅰ)求数列的通项公式;
(Ⅱ)若,设,求数列的前项和.
【答案】(Ⅰ)或(Ⅱ)
【解析】
【分析】
(Ⅰ)由,且,,成等比数列这两个条件列出和的方程组可求解出,从而可得数列的通项;
(Ⅱ)把(Ⅰ)解得的代入中,化简得
,然后利用裂项相消法求和.
【详解】解:(Ⅰ)∵,∴①
∵,,成等比数列,∴,∴化简得,
若,
若,②,由①②可得,,
所以数列的通项公式是或
(Ⅱ)由(Ⅰ)得
∴
【点睛】此题考查了等差数列的基本量运算,裂项相消求和法,属于基础题.
17. 如图,平面,,,分别为的中点,,.
(1)证明:平面.
(2)证明:.
(3)求平面与平面的夹角.
【答案】(1)证明见解析
(2)证明见解析 (3).
【解析】
【分析】(1)方法一:根据线面平行判定定理得出平面及平面,进而应用面面平行判定定理得出平面平面,最后得出线面平行;方法二:过作,交于,过作,交于,得出四边形是平行四边形,最后应用线面平行判定定理证明;
(2)应用线面垂直判定定理得出平面,再应用平行证明线线垂直;
(3)方法一:应用空间向量法求出平面与平面的法向量,再应用二面角余弦公式计算求解;方法二:应用二面角定义得出为平面与平面的夹角,再结合边长计算求解.
【小问1详解】
(方法一)连接.
因为分别为的中点,且,所以,.
平面,平面,所以平面.
平面,平面,所以平面.
又,平面,平面,所以平面平面.
因为平面,所以平面.
(方法二)过作,交于,过作,交于,过作,交于,连接.
,,.
因为,,所以四边形是平行四边形,所以,
所以,,所以四边形是平行四边形,所以,
因为平面,平面,所以平面.
【小问2详解】
因为平面,平面,所以.
又因为,平面,所以平面.
因为平面,所以.
因为,所以.
【小问3详解】
(方法一)以为坐标原点,分别以所在直线为轴,建立空间直角坐标系,如图所示,
则,,,,,
所以,,.
设平面的法向量为,
则
令,则,则.
因为平面,所以是平面的一个法向量,
设平面与平面的夹角为,且,
则,
即平面与平面的夹角为.
(方法二)连接,,,
,所以,所以.
因为,,,
所以,
所以,则,所以,
则(或的补角)即为平面与平面的夹角,
又,所以平面与平面的夹角为.
18. 已知椭圆:()的离心率为,右焦点,且,直线交椭圆于,两点,交轴于点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)若直线过右焦点.
(ⅰ)设,,求的值;
(ⅱ)过点作直线的垂线,垂足为点,连接交轴于点.求证:点为定点.
【答案】(1)
(2)(ⅰ);(ⅱ)证明见解析
【解析】
【分析】(1)利用椭圆的性质和已知条件求出,进而求解;
(2)联立直线和椭圆方程,利用韦达定理,结合已知向量关系表示,进而求出的值;求出点坐标,利用韦达定理构造等式化简证明结论.
【小问1详解】
依题意可得,,,
解得,,,
椭圆的标准方程为.
【小问2详解】
由(1)可得椭圆的右焦点,
设直线的方程为,交轴于,
设,,
联立,得,
,
(ⅰ),,
,,,,
,
,,
;
(ⅱ)由题可得,,
直线的方程为:,
令,则,
,代入,利用,
,
点的坐标为,是定点.
19. 已知函数(,为自然对数的底数),是的导函数.
(1)当时,证明:;
(2)若数列满足:,,证明:.
(3)是否存在正整数,使得对一切恒成立?若存在,求出的最大值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)证明见解析
(2)证明见解析 (3)存在,2.
【解析】
【分析】(1)求出,转化不等式,构造函数并求导,利用函数单调性证明结论;
(2)利用(1)结论得出,进而得出数列递推关系,利用递推关系证明结论;
(3)利用已知条件转化不等式,构造函数并求导,讨论函数单调性证进而求解.
【小问1详解】
当时,,
欲证,只需证.
令,则,在上单调递减,
,即.
【小问2详解】
由(1)可知,时,,
对于数列,有,
对任意,恒成立,即,
又,,
对任意的成立.
【小问3详解】
由可知在上恒成立,
令,则,
正整数只能取1或2,
当时,,即,
令,求导得,
令,,,
,单调递增,,
当时,,单调递减;
当时,,单调递增,
,
综上,正整数的最大值为2.
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数学
本试卷分为试题卷和答题卡两部分,其中试题卷由第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)组成,共4页;答题卡共2页.满分150分,考试时间120分钟.
第Ⅰ卷(选择题,共58分)
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. 已知函数在处可导,且,则( )
A. B. 6 C. 3 D.
2. 下列求导运算正确的是( )
A. B.
C. D.
3. 下列函数中既为奇函数,又在上单调递增的是( )
A. B. C. D.
4. 已知,,若,则实数的值是( )
A. B. C. D. 2
5. 某德阳研学团计划参观三星堆博物馆、德阳文庙、绵竹年画村、白马关景区4个景点,要求三星堆博物馆必须排在第一个或最后一个参观,且德阳文庙与白马关景区必须相邻,则不同的参观顺序共有( )种
A. 4 B. 8 C. 12 D. 24
6. 函数f(x)的图象大致是( )
A. B. C. D.
7. 已知,,,则,,的大小关系为( )
A. B. C. D.
8. 已知函数若直线与有三个不同的交点,则实数的取值范围是( )
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. 已知函数,则( )
A. 关于点对称 B. 在区间上单调递减
C. 有3个零点 D. 在处的切线与只有一个交点
10. 已知抛物线,焦点为,准线为,为坐标原点,点、在上,直线过点,则下列说法正确的是( )
A. 焦点到准线的距离为 B. 若,则点的纵坐标为
C. D.
11. 已知函数且为常数,是函数大于0的零点,其构成数列,下列说法正确的有( )
A. 函数有且只有一个零点
B. 若函数在区间内均存在零点,则
C. 若,则数列为递增数列
D. 存在实数,使得数列为常数列
第Ⅱ卷(非选择题,共92分)
三、填空题:本题3个小题,每小题5分,共15分.
12. 若是函数极值点,则______.
13. 如图为我国数学家赵爽(约3世纪初)在为《周髀算经》作注时验证勾股定理的示意图,现用4种不同颜色给图中的5个区域涂色,要求相邻的区域不能涂同一种颜色,则不同的涂色方法共有_____种.
14. 已知函数,若方程,共有3个不同的实根,且,则的值为__________.
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. 已知函数.
(1)求曲线在点处的切线方程;
(2)求在区间上的最大值和最小值.
16. 已知等差数列,若,且,,成等比数列.
(Ⅰ)求数列的通项公式;
(Ⅱ)若,设,求数列的前项和.
17. 如图,平面,,,分别为的中点,,.
(1)证明:平面.
(2)证明:.
(3)求平面与平面的夹角.
18. 已知椭圆:()的离心率为,右焦点,且,直线交椭圆于,两点,交轴于点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)若直线过右焦点.
(ⅰ)设,,求的值;
(ⅱ)过点作直线的垂线,垂足为点,连接交轴于点.求证:点为定点.
19. 已知函数(,为自然对数的底数),是的导函数.
(1)当时,证明:;
(2)若数列满足:,,证明:.
(3)是否存在正整数,使得对一切恒成立?若存在,求出的最大值;若不存在,请说明理由.
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