内容正文:
庆元中学月考数学试题
一、单选题
1. 已知集合,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】求出集合,利用交集的定义可求得集合.
【详解】因为,,故.
故选:C.
2. 已知复数,则复数的虚部为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】先化简复数,再根据虚部定义得结果.
【详解】因为,所以复数的虚部为,选A.
【点睛】本题考查复数除法运算以及虚部定义,考查基本求解能力,属基础题.
3. 如图所示,一个水平放置的的斜二测直观图是,若,则的面积是( )
A. B. C. 2 D. 4
【答案】B
【解析】
【分析】根据斜二测直观图求出,的长,求出面积.
【详解】由斜二测直观图求出,,且,
则.
故选:B.
4. 函数的大致图象是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】由函数的奇偶性即可排除AC,再结合函数值的变化趋势判断BC的真假.
【详解】由题意,函数的定义域为,且,所以为奇函数,图象关于原点中心对称,故AC错误;
根据指数函数与二次函数的增长速度可知,当时,且,故D错误.
故选:B
5. 已知,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】根据题意,利用两角差的正切公式,准确计算,即可求解.
【详解】因为,,
可得.
故选:B.
6. 如图,在海面上有两个观测点B,D相距,点D在B的正南方向,某天观察到某航船在点B西南方向的C处,距离点D也为,5分钟后该船行驶至A处,此时测得,,则该船行驶的距离( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】由正弦定理求解即可.
【详解】由题意得为直角,故,
又,所以四点共圆,所以,
在中由正弦定理得,
所以,
故选:A.
7. 圆台的上下底面半径分别为、,、为圆台的两条母线,且,则四边形的面积的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】延长、交于点,求出将圆台补成的圆锥的母线长,结合余弦定理可知,圆锥轴截面的顶角为钝角,可知当时,取最大值,再由可求得结果.
【详解】延长、交于点,将圆台补成的圆锥的母线长为,
则,解得,
则,故,
设轴截面的顶角为,由余弦定理可得,
故为钝角,则,
故当时,取最大值,且其最大值为,
因此,梯形面积的最大值为,
故选:C.
8. 已知函数有且仅有两个零点,则a的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】令,得到,根据题意,转化为与的图象仅有两个交点,画出同一坐标系内作出两个函数的图象,结合斜率公式和直线与抛物线的位置关系,即可求解.
【详解】由函数,
令,可得,即,
因为函数有且仅有两个零点,
即函数与的图象仅有两个交点,
因为,
作出函数和的图象,如图所示,
当时,联立方程组,可得,
由,解得,
当时,可得,
要使得函数有且仅有两个零点,则满足或,
所以实数的取值范围为.
故选:A.
二、多选题
9. 设正实数m,n满足,则( )
A. 的最小值为 B. 的最小值为
C. 的最大值为1 D. 的最小值为
【答案】AD
【解析】
【分析】运用基本不等式逐一运算判断即可.
【详解】对于A,因为正实数m,n满足m+n=1,
所以,
当且仅当且,即时取等号,A正确;
对于B,,
当且仅当时取等号,所以≤, 即最大值为,B错误;
对于C,,
当且仅当时取等号,此时取最大值,C不正确;
对于D,由,
因此,当且仅当时取等号,
,当且仅当时取等号,
即的最小值为,D正确.
故选:AD
10. 已知函数,则下列正确的是( )
A. 的最大值是
B. 若是偶函数,则
C. 在上单调递增
D. 若在区间上恰有2个零点,则
【答案】AD
【解析】
【分析】利用二倍角公式和辅助角公式化简原函数,结合正弦函数的性质判断A,利用偶函数的性质结合题意得到判断B,利用换元法结合正弦函数的性质判断单调性求解C,先求出,再结合正弦函数的性质建立不等式,求解参数范围判断D即可.
【详解】对于A,因为,
所以由二倍角公式得,
结合辅助角公式可得,
由正弦函数性质得,
得到,即的最大值是,故A正确,
对于B,由题意得,
若是偶函数,则,解得,故B错误;
对于C,因为,所以,则,
令,由正弦函数性质得在上单调递增,
在上单调递减,故不可能在上单调递增,故C错误,
对于D,由题意得,
因为,所以,
由正弦函数性质得,解得,故D正确.
故选:AD.
11. 如图,棱长为2的正方体中,为棱的中点,为正方形内一个动点(包括边界),且平面,则下列说法正确的有( )
A. 动点轨迹的长度为
B. 三棱锥体积的最小值为
C. 与不可能垂直
D. 当三棱锥的体积最大时,其外接球的表面积为
【答案】ABD
【解析】
【分析】对A由平面,联想到存在一个过的平面与平面平行,利用正方体特征找到平面平面,进而得到的轨迹为线段,对B,根据棱锥体积公式分析即可,对C举反例即可;对D,利用勾股定理求出外接球半径即可.
【详解】对A,如图,令中点为,中点为,连接,
又正方体中,为棱的中点,可得,,
平面,平面,又,
且平面,平面平面,
又平面,且平面,平面,
又为正方形内一个动点(包括边界),平面平面,而平面平面,
,即的轨迹为线段.
由棱长为2的正方体得线段的长度为,故选项A正确;
对B,由正方体侧棱底面,所以三棱锥体积为,
所以面积最小时,体积最小,如图,,易得在处时最小,
此时,所以体积最小值为,故选项B正确;
对C,当为线段中点时,由可得,又中点为,中点为,
,而,,故选项C不正确;
对D,如图,当在处时,三棱锥的体积最大时,
由已知得此时,所以在底面的射影为底面外心,
,,,所以底面为直角三角形,
所以在底面的射影为中点,设为,如图,设外接球半径为,
由,,可得外接球半径,
外接球的表面积为,故选项D正确.
故选:ABD.
三、填空题
12. 若函数 (,且)在R上单调递减,则a的取值范围__________.
【答案】
【解析】
【分析】分段函数单调递减,则要函数在每一段上单调递减,且分段处,左边函数的函数值大于等于右边函数的函数值,得到不等式组,求出答案.
【详解】由题意得:,且当时,,
故,且,
解得:,故的取值范围是.
故答案为:
13. 在中,若,且,则的周长为_______.
【答案】
【解析】
【分析】利用三角形的面积公式,求得,再由余弦定理,列出方程求求得,进而求得的值,即可求解.
【详解】由中,,且,
可得,解得,
又由余弦定理得,即,
可得,则,所以,
所以的周长为.
故答案为:.
14. 已知三棱锥的底面是等腰直角三角形,,且.,,则当三棱锥体积最大时,其外接球的表面积为____.
【答案】
【解析】
【分析】先确定点的轨迹,再分析三棱锥体积最大时点的位置,结合勾股定理确定球心和半径,最后利用球的表面积公式求解即可.
【详解】因为,所以P在的中垂面上,
而,则的轨迹为中垂面与以A为球心,为半径的球的交线,
即的轨迹为如图以D为圆心,2为半径的圆,且是的中点,如图所示,
因为,,所以由勾股定理得,
由三角形面积公式得,
若三棱锥体积最大,则到面的距离最大即可,此时在最上面,
易得,,,
且由勾股定理得,此时,
则,即,
得到外接球球心为的中点,即球的半径为,
由球的表面积公式得球的表面积为.
故答案为:
四、解答题
15. 已知平面向量,.
(1)当实数m为何值时,与垂直;
(2)若与所成的角为锐角,求实数k的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)根据坐标运算可得模长以及数量积,即可根据数量积的运算律求解.
(2)根据数量积大于0且不共线,即可求解.
【小问1详解】
因为,,所以,,.
因为与垂直,
所以,
即,解得,
故实数m的值为.
【小问2详解】
,
,
因为与所成的角为锐角,
所以,且与不共线,
即,解得
当与共线时,,解得,
故,
综上可知,实数k的取值范围为
16. 已知函数是偶函数.
(1)求的值;
(2)若对任意,恒成立,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)由是偶函数,求解的值;
(2),,转化为任意的,,进而求解λ的取值范围.
【小问1详解】
因为恒成立,
所以.
【小问2详解】
由题意可得,,
令,
则,
即对任意的,,
所以在恒成立,
则,
故λ的取值范围为.
17. 如图,在三棱柱 中,平面ABC,, D是BC的中点.
(1)求证:平面;
(2)求证: 平面平面;
(3)求直线AC与平面所成角的正弦值.
【答案】(1)证明见解析;
(2)证明见解析; (3).
【解析】
【分析】(1)连接交于O,连接OD,则由三角形中位线定理可得,再利用线面平行的判定定理可得结论.
(2)由等边三角形的性质可得,再由棱柱的性质结合已知可得平面,从而得,由线面垂直的判定定理可得平面,再利用面面垂直的判定定理可得结论.
(3)过C作CE于E,连AE,则可得CE⊥平面,从而中得∠CAE是AC与平面所成的角,然后在直角中求解即可.
【小问1详解】
在三棱柱 中,连接交于O,连接OD,
则O是的中点,又是的中点,,
而平面,OD平面,
所以平面.
【小问2详解】
由,是的中点,得,
由平面,得平面,又AD平面,则,
又、BC是平面内的两条相交直线,因此平面,而AD平面,
所以平面平面
【小问3详解】
在平面内过C作CE于E,连AE,
由(2)知,平面平面,平面平面,
则平面,是AC与平面所成的角,
在直角中,令,则,,
在直角中,,
所以直线与平面所成角的正弦值为.
18. 在中,角,,所对的边分别为,,,满足.
(1)求角.
(2)为边上一点,且.
①若,求当取最小值时的值;
②若为角平分线,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)①;②
【解析】
【分析】(1)由正弦定理化简求值即可.
(2)①由平面向量基本定理、向量的运算表示与,关系,根据余弦定理及基本不等式运算即可.
②由正弦定理表示,利用基本不等式求值即可.
【小问1详解】
,
由正弦定理得:,
展开得:,
,而,,
故,
,,
,故.
【小问2详解】
①
,
,
,
,
,
根据余弦定理:,
,
令,
则
,
则当且仅当时等号成立,
解得:时,
时,取最小值.
②
为的角平分线
在中,由正弦定理得,
即,
,,
,
.
又,,,
,当且仅当时等号成立,
故
19. 已知每个正整数n都可以唯一写成一些不同的“2的幂”的和.例如:;,定义:若n的这种表示中用了偶数个“2的幂”,则,否则.记.
(1)求,的值;
(2)若,求n的取值;
(3)是否存在正整数m,使得对于任意正整数n,均有,并证明你的结论.
【答案】(1),.
(2)n的取值为2048,2049,2050.
(3)不存在,证明见解析
【解析】
【分析】(1)由新定义即可求解;
(2)由题意得到,进而可求解;
(3)令,通过k为奇数,取,和k为偶数,取,两种情况讨论即可.
【小问1详解】
因为,,所以,.
【小问2详解】
因为在中,奇数个“2的幂”和偶数个“2的幂”个数一样多(末尾有为奇数,末尾无为偶数),则与各占一半,
则,,
则,又因为,,,
所以n的取值为2048,2049,2050.
【小问3详解】
不存在,证明如下:
令,不妨设且均为自然数.
①若k为奇数,取,则.
②若k为偶数,取,则,.
综上所述,不存在这样的正整数m.
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庆元中学月考数学试题
一、单选题
1. 已知集合,,则( )
A. B. C. D.
2. 已知复数,则复数的虚部为( )
A. B. C. D.
3. 如图所示,一个水平放置的的斜二测直观图是,若,则的面积是( )
A. B. C. 2 D. 4
4. 函数的大致图象是( )
A. B.
C. D.
5. 已知,,则( )
A. B. C. D.
6. 如图,在海面上有两个观测点B,D相距,点D在B的正南方向,某天观察到某航船在点B西南方向的C处,距离点D也为,5分钟后该船行驶至A处,此时测得,,则该船行驶的距离( )
A. B. C. D.
7. 圆台的上下底面半径分别为、,、为圆台的两条母线,且,则四边形的面积的最大值为( )
A. B. C. D.
8. 已知函数有且仅有两个零点,则a的取值范围为( )
A. B.
C. D.
二、多选题
9. 设正实数m,n满足,则( )
A. 的最小值为 B. 的最小值为
C. 的最大值为1 D. 的最小值为
10. 已知函数,则下列正确的是( )
A. 的最大值是
B. 若是偶函数,则
C. 在上单调递增
D. 若在区间上恰有2个零点,则
11. 如图,棱长为2的正方体中,为棱的中点,为正方形内一个动点(包括边界),且平面,则下列说法正确的有( )
A. 动点轨迹的长度为
B. 三棱锥体积的最小值为
C. 与不可能垂直
D. 当三棱锥的体积最大时,其外接球的表面积为
三、填空题
12. 若函数 (,且)在R上单调递减,则a的取值范围__________.
13. 在中,若,且,则的周长为_______.
14. 已知三棱锥的底面是等腰直角三角形,,且.,,则当三棱锥体积最大时,其外接球的表面积为____.
四、解答题
15. 已知平面向量,.
(1)当实数m为何值时,与垂直;
(2)若与所成的角为锐角,求实数k的取值范围.
16. 已知函数是偶函数.
(1)求的值;
(2)若对任意,恒成立,求的取值范围.
17. 如图,在三棱柱 中,平面ABC,, D是BC的中点.
(1)求证:平面;
(2)求证: 平面平面;
(3)求直线AC与平面所成角的正弦值.
18. 在中,角,,所对的边分别为,,,满足.
(1)求角.
(2)为边上一点,且.
①若,求当取最小值时的值;
②若为角平分线,求的取值范围.
19. 已知每个正整数n都可以唯一写成一些不同的“2的幂”的和.例如:;,定义:若n的这种表示中用了偶数个“2的幂”,则,否则.记.
(1)求,的值;
(2)若,求n的取值;
(3)是否存在正整数m,使得对于任意正整数n,均有,并证明你的结论.
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