内容正文:
合江县部分学校高2024级高二下学期五月学业练习
数学试题
(考试时间:150分钟;试卷满分:120分)
一、单选题(本题共8小题,每小题5分,共40分)
1. 已知函数在处的导数为2,则( )
A. 0 B. C. 1 D. 2
2. 曲线在点处的切线的方程为
A. B. C. D.
3. 已知数列满足,则等于( )
A. 6 B. 11 C. 22 D. 43
4. 在等差数列,中,,其前项和为,若,则( )
A. 12 B. 18 C. 30 D. 36
5. 已知抛物线的准线与圆相切,则p的值为【】
A. B. 1 C. 2 D. 4
6. 若函数的图象上存在与直线垂直的切线,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
7. 设(e为自然对数的底数),则( )
A. B. C. D.
8. 已知函数,,若,则的取值范围为( )
A. B.
C D.
二、多项选择题: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. 定义在区间上的函数的导函数图象如图所示,则下列结论正确的是( )
A. 函数在区间单调递增
B. 函数在区间单调递减
C. 函数在处取得极大值
D. 函数在处取得极小值
10. 已知等差数列前n项和为,公差为,是和的等比中项,则( )
A. B. 数列是递增数列
C. D. 有最大值为
11. 丹麦数学家琴生(Jensen)是19世纪对数学分析做出卓越贡献的巨人,特别是在函数的凸凹性与不等式方面留下了很多宝贵的成果,设函数在上的导函数为,在上的导函数为,若在上恒成立,则称函数在上为“凸函数”,以下四个函数在上是凸函数的是( )
A. B.
C. D.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 在等比数列中,,则______.
13. 设是椭圆上一点,分别是椭圆的左、右焦点,若,则的大小_____.
14. 已知曲线在点P处的切线与在点Q处的切线平行,若点P的纵坐标为1,则点Q的纵坐标为__________.
四、解答题:本题共5小题,其中第15题13分,第16、17题15分,第18、19题17分,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)证明:数列是等比数列;
(2)设数列满足,求的前项和.
16. 已知函数.
(1)求的单调区间及极小值点;
(2)若有极大值3,并且函数在上有最大值3,求实数取值范围;
17. 如图,在四面体中,面ABC,.
(1)求证:面面PBC;
(2)若,于D,求平面和平面夹角的余弦值.
18. 已知函数,.
(1)讨论函数单调性;
(2)若恒成立,求实数a值.
19. 已知椭圆的左,右焦点分别为,,,离心率.
(1)求椭圆C的方程;
(2)过点作两条相互垂直的直线分别与曲线C相交于P,Q和E,F,求四边形EPFQ面积的取值范围.
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合江县部分学校高2024级高二下学期五月学业练习
数学试题
(考试时间:150分钟;试卷满分:120分)
一、单选题(本题共8小题,每小题5分,共40分)
1. 已知函数在处的导数为2,则( )
A. 0 B. C. 1 D. 2
【答案】C
【解析】
【分析】直接由导数的概念求解即可.
【详解】.
故选:C.
2. 曲线在点处的切线的方程为
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】求出导数,求得切线的斜率,由斜截式方程即可求得答案
【详解】,
,
,
则在点处的切线的方程为
即
故选
【点睛】本题主要考查了利用导数研究曲线在某点的切线方程,属于基础题
3. 已知数列满足,则等于( )
A. 6 B. 11 C. 22 D. 43
【答案】C
【解析】
【分析】根据数列的递推公式,结合的奇偶性逐步计算出的值.
【详解】已知,为奇数,根据递推公式,
可得.
为偶数,根据递推公式可得.
为奇数,根据递推公式可得.
为偶数,根据递推公式可得.
为奇数,根据递推公式可得.
故选:C.
4. 在等差数列,中,,其前项和为,若,则( )
A. 12 B. 18 C. 30 D. 36
【答案】D
【解析】
【分析】设等差数列的公差为,由等差数列前项和为,利用已知即可计算出,即得,从而得.
【详解】设等差数列的公差为,则,
所以,,所以,
故选:D.
5. 已知抛物线的准线与圆相切,则p的值为【】
A. B. 1 C. 2 D. 4
【答案】C
【解析】
【详解】试题分析:∵抛物线的准线为,曲线为,圆心为,半径,∵抛物线的准线与曲线相切,∴,即.
考点:抛物线与圆的几何性质.
6. 若函数的图象上存在与直线垂直的切线,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】函数的图象上存在与直线垂直的切线,即有解,转化为有解即可求出.
【详解】因为函数的图象上存在与直线垂直的切线,
所以函数的图象上存在斜率为2的切线,
故有解,
所以有解,
因为的值域为
所以.
【点睛】本题主要考查了函数导数的几何意义,方程有根的问题,转化思想,属于中档题.
7. 设(e为自然对数的底数),则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】根据已知条件构造函数,利用导数法求函数的单调性及最值,结合对数函数的单调性及不等式的性质即可求解.
【详解】
令则,
令,即,解得
当时,,
所以在上单调递增.
所以
所以,即,
令则,
令即,解得,
当时,,
当时,,
所以在上单调递增,在上单调递减.
所以,即(当且仅当时等号成立).
因为
所以即
所以.
故选:A.
8. 已知函数,,若,则的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】首先求函数的解析式,再根据导数判断函数的单调性,根据函数的单调性,解抽象不等式.
【详解】,得,
所以,,,
所以函数在单调递增,
所以,即,即,
即,且,得且.
故选:C
二、多项选择题: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. 定义在区间上的函数的导函数图象如图所示,则下列结论正确的是( )
A. 函数在区间单调递增
B. 函数在区间单调递减
C. 函数在处取得极大值
D. 函数在处取得极小值
【答案】ABD
【解析】
【分析】
根据导函数图像判断出函数的单调性和极值,由此判断出正确选项.
【详解】根据导函数图像可知,在区间上,,单调递减,在区间上,,单调递增.所以在处取得极小值,没有极大值.
所以A,B,D选项正确,C选项错误.
故选:ABD
【点睛】本小题主要考查利用导函数图像判断函数单调区间、极值,属于基础题
10. 已知等差数列前n项和为,公差为,是和的等比中项,则( )
A. B. 数列是递增数列
C. D. 有最大值为
【答案】AC
【解析】
【分析】利用等差数列通项以及等比中项定义计算可得,可得A正确;由于不明确公差的符号,所以BD错误,由等差数列前n项和公式可得C正确.
【详解】设等差数列的公差为,
由是和的等比中项可得,
可得,即,即A正确;
对于B, 由A可知,因为不知道的正负,因此公差的符号不确定,
所以数列的单调性不确定,即B错误;
对于C,易知,所以C正确,
对于D,根据B选项可知数列的单调性不确定,因此不一定有最大值,可得D错误.
故选:AC
11. 丹麦数学家琴生(Jensen)是19世纪对数学分析做出卓越贡献的巨人,特别是在函数的凸凹性与不等式方面留下了很多宝贵的成果,设函数在上的导函数为,在上的导函数为,若在上恒成立,则称函数在上为“凸函数”,以下四个函数在上是凸函数的是( )
A. B.
C. D.
【答案】ABC
【解析】
【分析】根据凸函数的定义,求导,即可根据二阶导数的正负判断.
【详解】对于A,由,得,则,因为,所以,所以此函数是凸函数;
对于B,由,得,则,因为,所以,所以此函数是凸函数;
对于C,由,得,则,因为,所以,所以此函数是凸函数;
对于D,由,得,则,因为,所以,所以此函数不是凸函数,
故选:ABC
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 在等比数列中,,则______.
【答案】
【解析】
【分析】利用等比数列的性质根据已知条件列方程求解即可
【详解】因为等比数列中,,
所以,解得,
故答案为:
13. 设是椭圆上一点,分别是椭圆的左、右焦点,若,则的大小_____.
【答案】
【解析】
【分析】,,利用椭圆的定义、结合余弦定理、已知条件,可得,解得,从而可得结果.
【详解】椭圆,
可得,设,,
可得,
化简可得:,
,故答案为.
【点睛】本题主要考查椭圆的定义以及余弦定理的应用,属于中档题.对余弦定理一定要熟记两种形式:(1);(2),同时还要熟练掌握运用两种形式的条件.另外,在解与三角形、三角函数有关的问题时,还需要记住等特殊角的三角函数值,以便在解题中直接应用.
14. 已知曲线在点P处的切线与在点Q处的切线平行,若点P的纵坐标为1,则点Q的纵坐标为__________.
【答案】11
【解析】
【分析】方法一:对求导,设,根据条件得到,进而得,再得到函数关于对称,最后求出点的纵坐标即可;
方法二:对求导,根据在点处的切线与在点处的切线平行,可得存在两实根,再求出点的纵坐标即可.
【详解】方法一:,则,
设,依题意,
所以,
则,显然,则,
因为,所以的图象关于点中心对称,
所以点与点关于点对称,所以,则,
所以点的纵坐标为11.
方法二:,则,
因为,所以在上单调递增,
令,设其根为,则.
因为在点处的切线与在点处的切线平行,
所以存在两实根,其中一个为,设另一个为.
即两根为,由韦达定理得,则,
所以
,
所以点的纵坐标为11.
故答案为:11.
四、解答题:本题共5小题,其中第15题13分,第16、17题15分,第18、19题17分,共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
15. 已知数列的前项和为,且.
(1)证明:数列是等比数列;
(2)设数列满足,求的前项和.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【解析】
【分析】(1)由,的关系作差即可判断;
(2)由(1)求得,再由等差数列、等比数列的求和公式即可求解;
【小问1详解】
当时,,即,
当时,联立
①-②,可得,
即,
所以,
又,所以是以2为首项,2为公比的等比数列;
【小问2详解】
由(1)可得,则,,
所以
.
16. 已知函数.
(1)求的单调区间及极小值点;
(2)若有极大值3,并且函数在上有最大值3,求实数的取值范围;
【答案】(1)的单调递增区间为,,单调递减区间为;的极小值点为1.
(2).
【解析】
【分析】(1)求出定义域,求导,得到函数单调性,进而求出极小值点;
(2)根据极大值求出,并求出的解,结合函数单调性得到答案
【小问1详解】
函数的定义域为,且,
当或时,,当时,,
所以的单调递增区间为,,单调递减区间为;
在处取得极小值,故极小值点为1.
【小问2详解】
由(1)可知当时,有极大值,且极大值为3,
则,解得,故,
由(1)知,函数的单调递增区间为,,单调递减区间为;
令,即,,
解得或2,
函数在上有最大值3,故的取值范围为.
17. 如图,在四面体中,面ABC,.
(1)求证:面面PBC;
(2)若,于D,求平面和平面夹角的余弦值.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【解析】
【分析】(1)要证明面面垂直,转化为证明线面垂直,即证明平面;
(2)以点为原点建立空间直角坐标系,根据垂直关系的坐标表示求点的坐标,利用向量法求二面角的余弦值.
【小问1详解】
,,
面ABC,,面,
面PAC,面面PBC.
【小问2详解】
由题意知,,,则.
以C为坐标原点,为x轴,为轴,过点垂直于底面的线为轴建立空间直角坐标系,
如图所示,则,,,,设,则,
,,
设平面DAC的法向量为,则,
令,则,,
同理平面的法向量为,
设平面和平面夹角为,则,
平面和平面夹角的余弦值为.
18. 已知函数,.
(1)讨论函数的单调性;
(2)若恒成立,求实数a的值.
【答案】(1)当时,在上递减,在上递增;
当时,在上单调递增;
当时在上单调递增,在上单调递减,在上单调递增;
当时在上单调递增,在上单调递减,在上单调递增;
(2)
【解析】
【分析】(1)求导后判断导函数的正负进行讨论;
(2)根据零点存在性定理求出隐零点,将隐零点代入计算,构造关于的函数证明即可.
【小问1详解】
则,
当时,在上递减,在上递增;
当时,在上单调递增;
当时在上单调递增,在上单调递减,在上单调递增;
当时在上单调递增,在上单调递减,在上单调递增;
【小问2详解】
不等式,即为,
设,,则,
设,,
当时,,可得,则单调递增,
此时当而当时,,故不满足题意;
当时,由,单调递增,
当x无限趋近0时,无限趋近于负数a,当x无限趋近正无穷大时,无限趋近于正无穷大,故有唯一的零点,
即,则,,
当时,,可得,单调递减;
当时,,可得,单调递增,
所以
,
因为,可得,当且仅当时,等号成立,
所以,
所以,
因为恒成立,即恒成立,
令,,可得,
当时,,单调递增;
当时,,单调递减,所以,即
又由恒成立,则,所以.
19. 已知椭圆的左,右焦点分别为,,,离心率.
(1)求椭圆C的方程;
(2)过点作两条相互垂直的直线分别与曲线C相交于P,Q和E,F,求四边形EPFQ面积的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)利用待定系数法,即可求解;
(2)利用弦长公式表示面积,再利用换元,转化为函数问题求最值.
【小问1详解】
由,即,又,即,,
,故椭圆C的方程为.
【小问2详解】
设四边形EPFQ面积为S,当直线PQ与直线EF有一条斜率为0时,另一条斜率不存在,
不妨设直线PQ斜率不存在,此时直线EF与x轴重合,
,且PQ方程为,将与联立,
求得两交点为,,,故.
当直线PQ与直线EF有一条斜率为可设直线PQ的方程为,
,,联立方程,
得且恒成立,
,,
同理可得,
令,则,,
令,则,
在上单调递增,在上单调递减,,故.
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