内容正文:
2026届广州大学附属中学高中毕业班综合测试(四)
数学
本试卷共4页,19小题,满分150分,考试时间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.
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡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.回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效.
3.考生必须保持答题卡的整洁,考试结束后,请将答题卡交回.
一、选择题: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. 已知集合,集合,则( )
A. B. C. D.
2. 若复数满足,则( )
A. B. C. D.
3. 设单位向量的夹角为,,则在上的投影数量为( )
A. B. C. D.
4. 在中,若,,其面积为,则( )
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
5. 正项数列的前项积为,且,则( )
A. B. C. D.
6. 已知函数,则的最大值为( )
A. B. C. D.
7. 已知点,,若直线:与线段的延长线相交,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
8. 已知的内角,,的对边分别为,,,若,则的最小值为( ).
A. 1 B. C. D. 5
二、多选题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的四个选项中,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. 已知函数的定义域为,,,则( )
A. B.
C. 为偶函数 D. 为奇函数
10. 若曲线由半圆和半椭圆组成,若直线与交于两点(在的左侧),,则( )
A.
B. 的最大值为
C. 存在,使得四边形是平行四边形
D. 面积的最大值为
11. 已知四棱锥的体积为24,底面是平行四边形,是上靠近点的一个三等分点,经过直线的平面与侧棱分别交于点(均不与重合),设,则下列说法正确的是( )
A. 当平面时,
B. 当时,
C. 四面体的体积的最小值为
D. 四棱锥的体积的最小值为4
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分
12. 已知,则的值为________.
13. 已知点在双曲线:(,)上,到两渐近线的距离为,,若恒成立,则的离心率的取值范围为______.
14. 若,,则实数的取值范围是______.
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. 已知分别为三个内角的对边,且.
(1)求角;
(2)若为锐角三角形,,求边上的中线的取值范围.
16. 某社区消费者协会为了解本社区居民网购消费情况,随机抽取了100位居民作为样本,就最近一年来网购消费金额(单位:千元),网购次数和支付方式等进行了问卷调查.经统计这100位居民的网购消费金额均在区间内,按分成6组,其频率分布直方图如图所示.
(1)估计该社区居民最近一年来网购消费金额的中位数;
(2)将网购消费金额在20千元以上者称为“网购迷”,补全下面的列联表,并判断有多大把握认为“网购迷与性别有关系”
男
女
总计
网购迷
20
非网购迷
45
总计
100
附:.
临界值表:
0.01
0.05
0.025
0.010
0.005
0.001
2.706
3.841
5.024
6.635
7.879
10.828
17. 如图,在四棱锥中,底面ABCD是正方形,平面平面ABCD,是边长为的等边三角形,E为侧棱PB的中点,F为线段BC上一点.
(1)证明:平面平面PBC;
(2)若F为BC中点.
(ⅰ)求异面直线AF与PC的距离;
(ⅱ)求四棱锥的外接球被所在的平面截得的圆的面积.
18. 已知函数().
(1)设是曲线的任意一条切线,若,求的值;
(2)证明:存在,对任意,且,都有;
(3)证明:.
19. 已知抛物线的焦点为F,过点F作一条直线与C交于A,B两点,其中A在第一象限,点,且的最小值为.
(1)求C的方程;
(2)若,求的所有可能取值;
(3)若M,N两点在C上(M,N与A,B均不重合),且MF,NF分别是,的平分线,的外心为G,证明:为定值.
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2026届广州大学附属中学高中毕业班综合测试(四)
数学
本试卷共4页,19小题,满分150分,考试时间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.
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡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.回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效.
3.考生必须保持答题卡的整洁,考试结束后,请将答题卡交回.
一、选择题: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. 已知集合,集合,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】由,,则.
2. 若复数满足,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】设,代入化简,利用复数相等求解得到,再利用复数的除法计算即可.
【详解】设,则,
代入得到,
,
即,
所以,即 ,
所以,
则.
3. 设单位向量的夹角为,,则在上的投影数量为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】求出,求出,求出,则在上的投影数量为,代入数值求解即可.
【详解】单位向量的夹角为,,
,
,
,
,
则在上的投影数量为,故选项D正确.
4. 在中,若,,其面积为,则( )
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
【答案】D
【解析】
【分析】根据正弦定理、余弦定理及三角形面积公式求解即可.
【详解】由题意知,,所以.
由余弦定理知,,所以.
由正弦定理得,,则,,.
所以.
5. 正项数列的前项积为,且,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】根据题意得到为等差数列,求出通项公式,结合得到的通项公式,代入求解即可.
【详解】当时,,则,
整理得,又,所以,
当时,,则,即,
整理得或(舍去),所以.
所以是首项为3,公差为2的等差数列,
因此.
当时,.
当时,满足上式,所以.
故.
6. 已知函数,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】利用导数研究单调性,进而求极大值,比较函数值大小即可求解.
【详解】由题意得,,令,得,解得或,
由,有,解得或,
由,有,解得,
所以在单调递减,在单调递增,
所以的极大值为,
,,因为,
所以的最大值为.
7. 已知点,,若直线:与线段的延长线相交,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】先求出的斜率,利用数形结合思想,分情况讨论出直线的特殊情况,求解判断即可.
【详解】直线的斜率为.
直线:可变形为,则直线恒过点,,
直线的斜率为.
当直线与平行时,.
结合图象可知,若直线与线段的延长线相交,则,即.
8. 已知的内角,,的对边分别为,,,若,则的最小值为( ).
A. 1 B. C. D. 5
【答案】D
【解析】
【分析】先根据 与三角形内角和,利用正弦定理将 、 转化为关于 的表达式,再令 把原式化为对勾函数,最后用基本不等式求出最小值并验证等号成立条件.
【详解】在中,,由得,所以.
由正弦定理,,则,即.
由,,则,
.
故.
原式,
代入得:.
令,由得,故.
原式化为,.
由均值不等式得,当且仅当即时取等号
符合条件,故,即原式最小值为.
二、多选题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的四个选项中,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. 已知函数的定义域为,,,则( )
A. B.
C. 为偶函数 D. 为奇函数
【答案】BC
【解析】
【分析】根据给定条件,利用赋值法,结合奇偶函数的定义性质逐项判断即得.
【详解】对于A,令,则,解得或,A错误;
对于B,令,得,则,
令,得,则,因此,B正确;
对于C,依题意,,
则,对,取,
得,又,则,即,为偶函数,C正确;
对于D,由或,得,因此不为奇函数,D错误.
10. 若曲线由半圆和半椭圆组成,若直线与交于两点(在的左侧),,则( )
A.
B. 的最大值为
C. 存在,使得四边形是平行四边形
D. 面积的最大值为
【答案】ACD
【解析】
【分析】利用椭圆和圆的对称性,结合椭圆的定义、圆的性质、基本不等式、三角形面积公式逐一判断即可.
【详解】因为曲线由半圆和半椭圆组成,
所以曲线关于横轴对称,不妨研究当时的情况.
A:由椭圆的标准方程可知,
所以是椭圆的焦点,
于是有,所以本选项结论正确;
B:显然,所以是直角三角形,且,
所以,当且仅当时,取等号,即,此时,显然重合,不符合题意,
即,所以本选项说法不正确;
C:当时,
由.
当时,
由.
假设四边形是平行四边形,因为,
所以,
即,舍去,所以存在,使得四边形是平行四边形,所以本选项说法正确;
D:的面积为,当且仅当时取等号,即,
所以当时,面积的最大值为,所以本选项说法正确.
11. 已知四棱锥的体积为24,底面是平行四边形,是上靠近点的一个三等分点,经过直线的平面与侧棱分别交于点(均不与重合),设,则下列说法正确的是( )
A. 当平面时,
B. 当时,
C. 四面体的体积的最小值为
D. 四棱锥的体积的最小值为4
【答案】ACD
【解析】
【分析】设,,根据题意结合三点共线的结论可得,.对于A:根据线面平行的性质定理可得,即可得,进而分析判断;对于B:根据即可分析判断;对于C:分析可知,,结合体积关系分析判断;对于D:分析可知,可得,结合基本不等式运算求解.
【详解】设,,
在平面内,因为为的中点,则,
可设,
又因为三点共线,则,
则,解得,则,
因为,平面,则平面,
且,平面,则平面,
因为平面平面,则,可知,
因为三点共线,则,
且点为的中点,则,可得,
可得,消去可得.
A:若平面,
因为平面,平面平面,可得,
则,即,,
则,解得,所以,故A正确;
B:若,则,可知,
则,所以,故B错误;
C:因为,则,解得,
又因为,
则四面体的体积,
当且仅当时,等号成立,所以四面体的体积的最小值为,故C正确;
D:因为,
则四面体的体积,
可得四棱锥的体积,
又因为,
当且仅当,即时,等号成立,
所以四棱锥的体积的最小值为4,故D正确.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分
12. 已知,则的值为________.
【答案】120
【解析】
【分析】根据给定条件,利用二项式定理及组合数的性质求解.
【详解】由,
得
.
13. 已知点在双曲线:(,)上,到两渐近线的距离为,,若恒成立,则的离心率的取值范围为______.
【答案】
【解析】
【分析】设双曲线上的点,可得,利用点到直线的距离公式可求得,由恒成立可得,从而可求得离心率的取值范围.
【详解】双曲线:(,)的两条渐近线的方程为和,
点到两条渐近线的距离之积为,
而恒成立,又因为的最小值为,
故只需,又点满足双曲线的方程,
,,即,
则的离心率,.
14. 若,,则实数的取值范围是______.
【答案】
【解析】
【分析】由题知,对于恒成立,等价转化为对于恒成立,构造函数,根据单调性得,分离参数得对于恒成立,再构造函数,对求导,借助单调性求最小值,继而得解.
【详解】由题知,恒成立,
即,即对于恒成立,
令,则,
而在上恒成立,
所以在上单调递增,
所以,即得,即,所以对于恒成立,
令,则,
所以当时,;
当时,;
所以在单调递减,在单调递增,
所以,所以,又.
所以实数的取值范围是.
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. 已知分别为三个内角的对边,且.
(1)求角;
(2)若为锐角三角形,,求边上的中线的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)先用正弦定理把边的关系转化为角的关系,再利用三角形内角和与辅助角公式,结合角的范围即可求得结果;
(2)先通过余弦定理得到与的关系,再用向量表示出,结合正弦定理转化为角的三角函数,最后根据锐角三角形角的范围即可求出取值范围.
【小问1详解】
根据题意可知,,
由正弦定理得:,
即,
所以,
即.
又,则,
故,即,所以 .
又,所以 ,
即,故.
【小问2详解】
根据余弦定理得:,
即.
又因为,两边平方得.
根据正弦定理可知,,故,,
所以
.
又由于是锐角三角形,因此可得,解得.
因此,所以,即,
所以,则.
16. 某社区消费者协会为了解本社区居民网购消费情况,随机抽取了100位居民作为样本,就最近一年来网购消费金额(单位:千元),网购次数和支付方式等进行了问卷调查.经统计这100位居民的网购消费金额均在区间内,按分成6组,其频率分布直方图如图所示.
(1)估计该社区居民最近一年来网购消费金额的中位数;
(2)将网购消费金额在20千元以上者称为“网购迷”,补全下面的列联表,并判断有多大把握认为“网购迷与性别有关系”
男
女
总计
网购迷
20
非网购迷
45
总计
100
附:.
临界值表:
0.01
0.05
0.025
0.010
0.005
0.001
2.706
3.841
5.024
6.635
7.879
10.828
【答案】(1)17.5千元;(2)见解析,有97.5%的把握认为“网购迷与性别有关系”.
【解析】
【分析】(1) 计算面积确定中位数位于区间内, 设直方图的面积平分线为,则,即可求出,进而可求中位数.
(2) 根据已知补全列联表,再利用独立性检验判断有多大把握认为“网购迷与性别有关系”.
【详解】(1)在直方图中,从左至右前3个小矩形的面积之和为,
后2个小矩形的面积之和为,所以中位数位于区间内.
设直方图的面积平分线为,则,得,
所以该社区居民网购消费金额的中位数估计为17.5千元.
(2)由直方图知,网购消费金额在20千元以上的频数为,
所以“网购迷”共有35人,由列联表知,其中女性有20人,则男性有15人.
所以补全的列联表如下:
男
女
总计
网购迷
15
20
35
非网购迷
45
20
65
总计
60
40
100
因为,查表得,
所以有97.5%的把握认为“网购迷与性别有关系”.
【点睛】本题主要考查频率分布直方图求中位数,考查独立性检验的应用,意在考查学生对这些知识的理解掌握水平和分析推理能力.
17. 如图,在四棱锥中,底面ABCD是正方形,平面平面ABCD,是边长为的等边三角形,E为侧棱PB的中点,F为线段BC上一点.
(1)证明:平面平面PBC;
(2)若F为BC中点.
(ⅰ)求异面直线AF与PC的距离;
(ⅱ)求四棱锥的外接球被所在的平面截得的圆的面积.
【答案】(1)证明见解析
(2)(ⅰ);(ⅰⅰ)
【解析】
【分析】(1)先由面面垂直性质得平面,进而得到,再结合等腰三角形性质得,最后由线面垂直判定得平面,从而根据面面垂直判定完成证明.
(2)(ⅰ)由线面平行性质推出,确定为中点,建立空间直角坐标系,求出相关点坐标,进而得到向量、,求与两向量都垂直的向量,利用公式算出异面直线、距离
(ⅱ)根据外接球球心性质求出球心坐标与半径,再利用法向量求球心到平面距离,最后由勾股定理求截面圆半径并计算面积.
【小问1详解】
平面平面,平面平面,,
且平面,则平面,
因为平面,则,又,,则,
因,平面,则平面,
又平面,故平面平面.
【小问2详解】
(ⅰ)由平面,平面平面,平面,则,
故为的中点,取的中点O,连接,,
则平面,因平面,则,
,平面,所以平面,
故可以O为坐标原点,OB,OP所在直线为x,z轴,过O作的平行线为y轴,建立如图所示的空间直角坐标系.
由题意,,,,,,,
,,
设与,向量都垂直,则
令得,
,
则异面直线AF,PC的距离.
(ⅱ)由底面为正方形,设外接球球心为,
由得,得,
则球半径,
由(2)知平面的法向量为,
则球O到平面距离为,
则球O截平面所得圆的半径,
则截面圆面积为.
18. 已知函数().
(1)设是曲线的任意一条切线,若,求的值;
(2)证明:存在,对任意,且,都有;
(3)证明:.
【答案】(1)
(2)证明见解析 (3)证明见解析
【解析】
【分析】(1)设切点再根据点斜式结合不等式计算得出参数;
(2)构造函数,结合函数单调性计算证明;
(3)由(2)知 ,结合应用错位相减法计算证明即可.
【小问1详解】
设直线与曲线切点横坐标为,因为,
所以切线方程为:,
所以,
即对任意都成立,
因为,所以在上递增且存在唯一正的零点,
又在上递减,所以也是它的零点.
所以;解得.
【小问2详解】
因为的定义域为,,,
当时,,递减;
当时,,递增.
取,设,代入得,,
所以,
设,,
因为,所以在上单调递增,
所以,即,
所以,
所以时,存在,对任意,且,都有;.
【小问3详解】
取,,,,
则,,
由(2)知,,即,
因为,,
所以,
设,
所以,
两式相减得,,
所以,
所以.
19. 已知抛物线的焦点为F,过点F作一条直线与C交于A,B两点,其中A在第一象限,点,且的最小值为.
(1)求C的方程;
(2)若,求的所有可能取值;
(3)若M,N两点在C上(M,N与A,B均不重合),且MF,NF分别是,的平分线,的外心为G,证明:为定值.
【答案】(1)
(2)1,
(3)证明见解析
【解析】
【分析】(1)结合两点之间的距离公式及二次函数的知识即可求解;
(2)设AB的中点为P,直线,联立抛物线方程,结合韦达定理求出P点的坐标,再将转化为,根据AB直线斜率是否存在分类讨论即可求出不同情况下的m值,最后据此求出即可;
(3)根据角平分定理可得,所以转化为研究点满足的轨迹方程,该轨迹过点F,且与抛物线存在两个交点,根据t是否为1分类讨论,其中易分析,主要在于分析时,所满足的轨迹方程,结合(2)中的结论,可以推导出关于t的表达式,代入中化简可得到的等式,分析该轨迹方程,并据此求出的外心为G的坐标,最后同A、B、F三点的坐标一并代入即可证明.
【小问1详解】
设,
则,
所以的最小值为,当且仅当成立,
依题意则有,解得,
故C的方程为.
【小问2详解】
由于,故,,
易知直线AB斜率不为零,故设直线,,,
将与联立,得,
则,,,
设P为AB的中点,则,即,由题可知,
当AB的斜率不存在时,,显然满足题意,此时,
当AB,PD的斜率均存在时,,,
则由,解得,
当时,由,解得,
此时,
当时,由,解得,
此时,
综上,的可能取值为1,.
【小问3详解】
由角平分线的性质可知,设该比值为,
下面分析满足的点的轨迹,知该轨迹与抛物线有两个交点,且过焦点F,
当时,由可知,点T的轨迹为x轴,与抛物线C仅有一个交点,
不符合题意,所以;
,,由,
得,
整理得,
则(*),
由(2)知,,故,,
又,所以,,
代入(*)式中,化简,得,
故点T的轨迹是以为圆心的圆,M,N,F三点在该圆上,所以,
由前面的分析可得,,,,
所以
,
故,为定值,得证.
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