内容正文:
聊城二中2023级高三上学期第三次月考数学试题
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. 若复数满足,则的实部为( )
A. 1 B. C. 2 D.
【答案】C
【解析】
【分析】根据复数的除法运算化简,再根据复数的概念求解.
【详解】因为,
所以,
所以的实部为2.
故选:C
2. ,,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】求出对数型复合函数的定义域,化简集合B,再利用补集、交集的定义求解.
【详解】由有意义,得,解得或,
则或,,而,
所以.
故选:A
3. 在四边形中,若,则“”是“四边形是正方形”的( )
A. 充分不必要条件 B. 必要不充分条件
C. 充要条件 D. 既不充分也不必要条件
【答案】B
【解析】
【分析】根据,判断出四边形的形状,结合充分条件、必要条件的定义判断即可.
【详解】在四边形中,若,则四边形为平行四边形,
若,则平行四边形为菱形,但不一定为正方形,
四边形是正方形时,必有,即有,
故“”是“四边形是正方形”的必要不充分条件.
故选:B.
4. 设数列的前n项和为,若,则=( )
A. -63 B. -31 C. 31 D. 63
【答案】D
【解析】
【分析】本题首先根据可判断出数列是公比为的等比数列,然后根据计算得出,最后根据等比数列前项和公式即可得出结果.
【详解】因为,所以,
所以,,其中,
而,结合可得,此时,
故数列是公比为的等比数列,
所以.
故选:D
5. 已知两个等差数列2,6,10,…,98和2,8,14,…,98,将这两个等差数列的公共项按从小到大的顺序组成一个新数列,则这个新数列的各项之和为( )
A. 850 B. 1250 C. 400 D. 450
【答案】D
【解析】
【分析】先求出新数列的公差,再结合等差数列的前项和公式求解即可.
【详解】在等差数列2,6,10,…,98中,公差;
在等差数列2,8,14,…,98中,公差,而和的最小公倍数为,
得到新数列的公差,首项,所以,
令,解得,故新数列共有项,
所以新数列的各项之和为.
故选:D
6. 已知圆的圆心为,直线与圆交于,两点,记,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】先将圆方程化为标准式,利用余弦定理求、,再通过二倍角公式和两角和的正弦公式求解目标式.
【详解】将圆的方程化为标准式,则圆心,半径.
在中,,
由余弦定理得,
代入,,
得:,
化简得,则,进而,
,
.
故选:C
7. 已知函数,且,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】先分析函数的奇偶性,并通过导数分析函数的单调性,再将转化为,进而得到求解即可.
【详解】函数的定义域为,
因为,
所以为偶函数,
,令,
则,当且仅当,即时等号成立,
所以,故在上单调递增,
又,
所以时,,即,所以在上单调递增;
所以不等式,
所以,或.
解得.
即实数的取值范围是.
故选:B.
8. 已知正实数满足和.则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】根据指数与对数的运算法则对已知条件进行变形,利用变形后等式的特点构造函数,再根据函数的单调性确定的关联,最后结合题给条件求解.
【详解】,
,即,
,
,即,
令,则在上单调递增,
方程有唯一解,
,
.
故选:A.
二、选择题: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. 已知直线,圆O:,则( )
A. ,直线l均与圆O有两个公共点
B. ,使直线l是圆O的一条对称轴
C. 直线l被圆O截得的弦长可能为2
D. 圆O上至少存在三个点到直线l的距离为1
【答案】AD
【解析】
【分析】对于A,通过分析直线l恒过的定点A与圆的位置关系即可判断;对于B,分析直线l是否过圆心O即可判断;对于C,根据圆的弦长公式,列出等式求解是否存在实数解即可判断;对于D,分析圆O到直线l的距离即可判断.
【详解】对于A分析,直线恒过定点,定点到圆心O的距离为,
即定点在圆内,所以无论a取何值,直线都与圆O相交,即有两个公共点,故A正确;
对于B,若直线是圆O的对称轴,则直线必须过圆心,也即直线方程满足,即直线不过圆心,因此,不存在这样的a,使直线l是圆O的一条对称轴,故B错误;
对于C,设圆心O到直线的距离为d,,
直线被圆截得的弦长公式为,若弦长,
则,解得,所以,推得,
显然无实数解,因此直线被圆O截得的弦长不可能为2,故C错误;
对于D,圆O的半径,若圆上至少存在三个点到直线的距离为1,则圆心到直线的距离对于d需满足:
,也即,当时,圆上恰好存在三个点到直线的距离为1,如图所示
又,满足,故圆上到直线距离为1的点至少有三个,故D正确.
故选:AD.
10. 已知函数的最小正周期为,点是曲线的一个对称中心,则( )
A. B.
C. 的最小值为 D. 当时,
【答案】ABD
【解析】
【分析】对于A选项,通过正切型函数的周期公式直接求解即可;
对于B选项,计算出函数的周期,然后直接代入求解即可;
对于C选项,通过整体代入法求解函数的对称中心即可;
对于D选项,利用正切的和差角及二倍角公式进行求解即可.
【详解】对于A选项,由,得:,故A选项正确;
对于B选项,已知函数周期,则,故B选项正确;
对于C选项,由(),得:(),即:(),
当时,取得最小值,的最小值为,故C选项错误;
对于D选项,已知,则,
.故D选项正确.
故选:ABD
11. 已知圆锥的轴截面为等腰直角三角形,顶点为,底面圆心为,为底面圆的直径,,是底面圆周上异于,的一个动点,下列结论正确的是( )
A. 圆锥的侧面积为
B. 当时,三棱锥的体积最大
C. 直线与直线夹角的取值范围是
D. 若二面角的大小为,则的面积为
【答案】ABD
【解析】
【分析】A选项,利用圆锥的侧面积公式可判断A;B选项,的面积最大时,三棱锥的体积最大;C选项,设点关于圆心的对称点为,得到 为所求角,在 中用表示出,结合的取值范围可判断;D选项,取的中点,得,利用勾股定理计算出与的长度,可得的面积.
【详解】对于A,由已知可得,,
所以,
则圆锥的侧面积,A正确.
对于B,当时,,此时的面积最大,即三棱锥的体积最大,故B正确.
对于C,设点关于圆心的对称点为,则直线与直线的夹角等于直线与直线的夹角,即,
在等腰三角形中,
所以,则,C错误.
对于D,可知和都是等腰三角形,取的中点,连接,,可知,,
则是二面角的平面角,,可以求得,
所以,,,
故的面积为,D正确.
故选:ABD.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 设函数,若对任意的实数x都成立,则的最小值为______.
【答案】
【解析】
【分析】由题意可得,计算即可得.
【详解】由题意可得,则有,
解得,则的最小值为.
故答案为:.
13. 已知圆:与圆:外切,此时直线:被圆所截的弦长为_______.
【答案】
【解析】
【分析】根据两圆外切可得,即可根据点到直线的距离公式以及圆的弦长公式求解.
【详解】:的圆心和半径分别为,,
:圆心和半径分别为,,
由于两圆外切,故,解得,
故直线的距离为,
故弦长为,
故答案为:
14. 写出过坐标原点且与曲线相切的一条直线方程______.
【答案】y=2ex(或y=-2ex)
【解析】
【分析】由导数的几何意义求出时的切线方程,利用对称性可得时的切线方程.
【详解】当时,,,
设切点坐标为,则,解得,
所以此时切点坐标为,切线方程为,
即.
因为为偶函数,所以它的图象关于轴对称,
则它的过原点的切线也关于轴对称,
所以它的另一条切线方程为.
故答案为:(或).
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. 已知圆心为,且圆经过点.
(1)求圆的方程;
(2)过点作圆的切线,求切线的方程.
【答案】(1);
(2)或.
【解析】
【分析】(1)求出半径后可得圆标准方程;
(2)确定切线斜率存在,设切线方程为,由圆心到切线距离等于半径求得得切线方程.
【小问1详解】
由题意半径为,
所以圆方程;
【小问2详解】
易知直线与圆不相切,
设切线方程为,即,
由,解得或,
所以切线方程为或.即或.
16. 在锐角△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,,且.
(1)求A;
(2)求△ABC面积的最大值.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)由余弦定理得,化简后再利用正弦定理可解出A;
(2)由正弦定理得,代入三角形的面积公式后,通过B的范围可求出求△ABC面积的最大值.
【小问1详解】
由余弦定理得,
所以,因为△ABC为锐角三角形,所以,
所以,设△ABC的外接圆半径为r,
由正弦定理得,所以,,
所以,
因为,
所以.
【小问2详解】
由(1)知,则,
由正弦定理得,所以,
所以△ABC的面积为
,
由,得,
从而得,故当,即时,
△ABC的面积取得最大值.
17. 数列的前n项和为,且.
(1)求数列的通项公式;
(2)若数列满足:,求数列的通项公式;
(3)令,求数列的前n项和.
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【分析】(1)根据时,,验证,从而得到的通项;(2)由,得到,通过作差得到的通项公式;(3)根据错位相减法得结果.
【小问1详解】
因为,所以当时,,
当时,
又也满足上式,所以.
又.
【小问2详解】
∵①
∴②
②-①得:,,故.
【小问3详解】
,
∴,
令,①
则②
①-②得: ,
∴
∴.
∴数列的前项和.
18. 由四棱柱截去三棱锥后得到如图所示的几何体,四边形是菱形,为与的交点,平面.
(1)求证:平面;
(2)若,求与平面所成角的正弦值.
【答案】(1)
如图所示,取中点,连接,,
则由题意且,故四边形是平行四边形,
所以且,故且,
所以四边形是平行四边形,则.
又平面平面,所以平面.
(2)
【解析】
【分析】(1)取中点,连接,,根据线面平行的判定证明即可;
(2)建立空间直角坐标系,利用空间向量求解.
【小问1详解】
略
【小问2详解】
由题意可知两两垂直,故可建立如图所示的空间直角坐标系,
则由题意.
又,
,
,
即,,
所以,,.
设平面的一个法向量为,则,
所以,则,取,则.
设与平面所成角,
则,
所以与平面所成角的正弦值为.
19. 已知函数,,是自然对数的底数.
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)讨论函数的零点的个数;
(3)若函数恰有两个极值点,,证明:且.
【答案】(1);
(2)
当时,没有零点;
当时,有1个零点;
当时,有3个零点;
当时,有2个零点;
当时,有1个零点.
(3)证明:,
要使由两个极值点,则至少有两个零点.
当时,只有1个零点,不符合题意;
当时,,
令,则,
当时,,单调递增,
当时,,单调递减,
则极大值
且由指数函数与幂函数增长速度可得,当趋于时,趋于,
当趋于时,趋于,
则作出图像如下:
由图像可得,当且仅当时,与有两个交点,设其横坐标从左到右分别为,则有两个零点,
且当时,,单调递增,
时,,单调递减,
时,,单调递增,
则极大值点为,极小值点为,符合题意.
由题意,令,
则,则,,
,
设,则,
则单调递增,则,即,所以,
所以,
即成立.
【解析】
【分析】(1)代入,求导,求出,由导数的几何意义得到切线方程;
(2)先讨论与,再讨论时,设,转化为与图像交点个数,对求导研究其单调性、图像,数形结合讨论零点个数;
(3)函数的极值点个数,转化为与交点个数,方法同(2),注意验证;利用差值代换,由表示出再构造函数证明即可.
【小问1详解】
当时,,,
,
故曲线在点处的切线方程为.
【小问2详解】
令,即,
设,则,
当时,,单调递减,
当时,,单调递增,
当当时,,单调递减,
则极大值,极小值,
且由指数函数与幂函数增长速度可得,当趋于时,趋于,
当趋于时,趋于,
则作出图像如下:
则当时,没有零点;
当时,有1个零点;
当时,有3个零点;
当时,有2个零点;
当时,有1个零点.
【小问3详解】
略
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聊城二中2023级高三上学期第三次月考数学试题
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. 若复数满足,则的实部为( )
A. 1 B. C. 2 D.
2. ,,则( )
A. B. C. D.
3. 在四边形中,若,则“”是“四边形是正方形”的( )
A. 充分不必要条件 B. 必要不充分条件
C. 充要条件 D. 既不充分也不必要条件
4. 设数列的前n项和为,若,则=( )
A. -63 B. -31 C. 31 D. 63
5. 已知两个等差数列2,6,10,…,98和2,8,14,…,98,将这两个等差数列的公共项按从小到大的顺序组成一个新数列,则这个新数列的各项之和为( )
A. 850 B. 1250 C. 400 D. 450
6. 已知圆的圆心为,直线与圆交于,两点,记,若,则( )
A. B. C. D.
7. 已知函数,且,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
8. 已知正实数满足和.则的值为( )
A. B. C. D.
二、选择题: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. 已知直线,圆O:,则( )
A. ,直线l均与圆O有两个公共点
B. ,使直线l是圆O的一条对称轴
C. 直线l被圆O截得的弦长可能为2
D. 圆O上至少存在三个点到直线l的距离为1
10. 已知函数的最小正周期为,点是曲线的一个对称中心,则( )
A. B.
C. 的最小值为 D. 当时,
11. 已知圆锥的轴截面为等腰直角三角形,顶点为,底面圆心为,为底面圆的直径,,是底面圆周上异于,的一个动点,下列结论正确的是( )
A. 圆锥的侧面积为
B. 当时,三棱锥的体积最大
C. 直线与直线夹角的取值范围是
D. 若二面角的大小为,则的面积为
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 设函数,若对任意的实数x都成立,则的最小值为______.
13. 已知圆:与圆:外切,此时直线:被圆所截的弦长为_______.
14. 写出过坐标原点且与曲线相切的一条直线方程______.
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. 已知圆心为,且圆经过点.
(1)求圆的方程;
(2)过点作圆的切线,求切线的方程.
16. 在锐角△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,,且.
(1)求A;
(2)求△ABC面积的最大值.
17. 数列的前n项和为,且.
(1)求数列的通项公式;
(2)若数列满足:,求数列的通项公式;
(3)令,求数列的前n项和.
18. 由四棱柱截去三棱锥后得到如图所示的几何体,四边形是菱形,为与的交点,平面.
(1)求证:平面;
(2)若,求与平面所成角的正弦值.
19. 已知函数,,是自然对数的底数.
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)讨论函数的零点的个数;
(3)若函数恰有两个极值点,,证明:且.
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