
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2020-2021学年广西壮族自治区贺州市高三(上)10月月考数学试卷北师大版
展开1. 已知全集U={x∈N|x≤11},集合A=0,4,6,8,9,10,B=x|3
2. 复数2+i1−i的虚部是( )
A.12B.12iC.32iD.32
3. 一组数据的平均数为m,方差为n,将这组数据的每个数都乘以a(a>0)得到一组新数据,则下列说法正确的是( )
A.这组新数据的平均数为mB.这组新数据的平均数为a+m
C.这组新数据的方差为anD.这组新数据的标准差为an
4. 射线测厚技术原理公式为I=I0e−ρμt,其中I0,I分别为射线穿过被测物前后的强度,e是自然对数的底数,t为被测物厚度,ρ为被测物的密度,μ是被测物对射线的吸收系数.工业上通常用镅241(241Am)低能γ 射线测量钢板的厚度.若这种射线对钢板的半价层厚度为0.8(单位:cm),钢的密度为7.6(单位:g/cm3),则这种射线的吸收系数为( )
(注:半价层厚度是指将已知射线强度减弱为一半的某种物质厚度,ln2≈0.6931,结果精确到0.001)
5. 当sinθ+π6=( )时,sinθ+sinθ+π3=1.
A.12B.33C.23D.22
6. 在平面内,|AB|=2a(a为常数,且a>1),动点C满足:AC→⋅BC→=−1,则点C的轨迹为( )
A.圆B.椭圆C.抛物线D.直线
7. 设直线x=4与抛物线C:y2=2pxp>0交于D,E两点,若OD⊥OE(O为坐标原点),则C的焦点坐标为( )
A.14,0B.12,0C.1,0D.2,0
8. 点A0,−1到直线l:y=kx+1+1的距离的最大值为( )
A.1B.2C.3D.5
9. 一个几何体的直观图与正视图、俯视图如图所示,则它的体积为( )
A.8B.83C.163D.16
10. 设a=lg23,b=lg35,c=32,则( )
A.a
11. 在△ABC中,a,b,c分别是角A,B,C的对边,a=4,b=5,c=6,则sin2AsinC=( )
A.12B.23C.34D.1
12. 已知函数fx=2x−a2x+1是R上的奇函数,当x∈0,π时,不等式fxsinx−1+fcsx−b≤0恒成立,则整数b的最小值为( )
A.1B.2C.3D.4
二、填空题
若x,y满足约束条件x+y≥0,2x−y≥0,x≤1,则z=4x+3y的最大值为________.
设双曲线C:x2a2−y2b2=1(a>0, b>0)的离心率为3,则C的渐近线方程为________.
已知曲线fx=exx+a(e为自然对数的底数)在x=1处的切线斜率等于e4,则实数a=________.
已知球在底面半径为1,高为22的圆锥内,则该圆锥内半径最大的球的体积为________.
三、解答题
设正项等比数列{an}满足a1+a2=3,a3−a2=2.
(1)求{an}的通项公式;
(2)记bn=4−lg2an,Sn为数列{bn}的前n项和,求使得Sn≥bn的n的取值范围.
某地区为了解学生课余时间的读书情况,随机抽取了n 名学生进行调查,将调查得到的学生日均课余读书时间分成[0,10),[10,20),[20,30),[30,40),[40,50),[50,60]六组,绘制成如图所示的频率分布直方图,将日均课余读书时间不低于40分钟的学生称为“读书之星”,日均课余读书时间低于40分钟的学生称为“非读书之星”.已知抽取的样本中日均课余读书时间低于10分钟的有10人.
(1)求p和n的值;
(2)根据已知条件和下面表中两个数据完成下面的2×2列联表,并判断是否有95%以上的把握认为“读书之星”与性别有关?
附:K2=nad−bc2a+bc+da+cb+d,其中n=a+ b+c+d.
如图,在直三棱柱ABC−A1B1C1中,点E,F在侧棱BB1,CC1上,且B1E=2EB,C1F=2FC,点D,G在棱AB,AC上,且BD=2DA,CG=2GA.
(1)证明:点G在平面EFD内;
(2)若∠BAC=90∘,AB=AC=1,AA1=2,求直线DF与平面ABC所成角的正切值.
已知函数fx=2x3−ax2+a.
(1)当a>0时求fx的单调区间;
(2)若fx在0,+∞上有两个零点,求实数a的取值范围.
已知椭圆C:x2a2+y2b2=1a>b>0的左、右焦点分别为F1,F2,椭圆的离心率为32,若M是椭圆上的一个点,且|MF1|+|MF2|=42.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)已知点P2,y0是椭圆C上位于第一象限内一点,直线l平行于OP(O为原点)交椭圆C于A,B两点,点D是线段AB上(异于端点)的一点,延长PD至点Q,使得3PD→=DQ→,求四边形PAQB面积的最大值.
在直角坐标系xOy中,曲线C1的参数方程为:x=−1+2csα,y=−3+2sinα(α为参数),曲线C1与坐标轴交于(异于坐标原点O)两点M,N.
(1)求线段MN的长度;
(2)以坐标原点O为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系,已知点M,N关于直线l对称,求直线l的极坐标方程.
已知函数f(x)=|2x−1|+|2x+a|,g(x)=x+3.
(1)当a=−2时,求不等式f(x)
(2)设a>−1,且当x∈[−a2,12)时,f(x)≤g(x),求a的取值范围.
参考答案与试题解析
2020-2021学年广西壮族自治区贺州市高三(上)10月月考数学试卷
一、选择题
1.
【答案】
B
【考点】
交、并、补集的混合运算
【解析】
【解答】
解:∵ 集合∁UA={1,2,3,5,7,11},
B={x|3
∴ ∁UA∩B中元素的个数为3.
故选B.
2.
【答案】
D
【考点】
复数代数形式的乘除运算
复数的基本概念
【解析】
利用复数的运算法则和虚部的定义即可得出.
【解答】
解:复数2+i1−i=(2+i)(1+i)(1−i)(1+i)=1+3i2=12+32i,
其虚部为32.
故选D.
3.
【答案】
D
【考点】
众数、中位数、平均数
极差、方差与标准差
【解析】
根据一组数据的平均数与方差、标准差的定义与性质,即可得出这组新数据的平均数、方差和标准差.
【解答】
解:一组数据的平均数为m,方差为n,
将这组数据的每个数都乘以a(a>0),得到一组新数据,
则这组新数据的平均数为am,
方差为a2n,标准差为an.
故A,B,C选项错误,D选项正确.
故选D.
4.
【答案】
C
【考点】
根据实际问题选择函数类型
【解析】
由题意可得12=1×e−7.6×0.8μ,两边取自然对数,则答案可求.
【解答】
解:由题意,得12=1×e−7.6×0.8μ ,
∴ −ln2=−7.6×0.8μ,
即6.08μ≈0.6931,
则μ≈0.114.
∴ 这种射线的吸收系数为0.114.
故选C.
5.
【答案】
B
【考点】
两角和与差的正弦公式
【解析】
【解答】
解:∵ sinθ+sinθ+π3=1⇔sinθ+12sinθ+32csθ
=1⇔32sinθ+32csθ=1⇔312csθ+32sinθ
=1⇔3sinθ+π6=1,
∴ sinθ+π6=33.
故选B.
6.
【答案】
A
【考点】
轨迹方程
圆的标准方程
平面向量数量积
【解析】
【解答】
解:不妨设A(−a,0),B(a,0),设C(x,y),
因为AC→⋅BC→=−1,
所以(x+a,y)⋅(x−a,y)=−1,
解得x2+y2=a2−1>0,
所以点C的轨迹为圆.
故选A.
7.
【答案】
C
【考点】
两条直线垂直与倾斜角、斜率的关系
抛物线的标准方程
【解析】
【解答】
解:由抛物线的对称性及OD⊥OE可知:点D的坐标为(4,4)或(4,−4),
代入抛物线y2=2px,解得p=2,
所以抛物线的方程为:y2=4x,它的焦点坐标为(1,0).
故选C.
8.
【答案】
D
【考点】
两点间的距离公式
【解析】
【解答】
解:直线y=k(x+1)+1过定点B(−1,1),
当AB⊥l时,点A到直线距离最大,
为AB两点间距离,
|AB|=(0+1)2+(−1−1)2=5.
故选D.
9.
【答案】
B
【考点】
由三视图求体积
【解析】
【解答】
解:由直观图知该几何体为四棱锥,
所以V=13×12×(1+3)×2×2=83.
故选B.
10.
【答案】
D
【考点】
对数值大小的比较
换底公式的应用
【解析】
【解答】
解:∵ c=32=lg2232=lg222
∴ b
11.
【答案】
D
【考点】
余弦定理
正弦定理
二倍角的正弦公式
【解析】
利用余弦定理求出csC,csA,即可得出结论.
【解答】
解:∵ △ABC中,a=4,b=5,c=6,
∴ csC=16+25−362×4×5=18,
csA=25+36−162×5×6=34,
∴ sinC=378,sinA=74,
∴ sin2AsinC=2sinAcsAsinC=2×74×34378=1.
故选D.
12.
【答案】
A
【考点】
奇偶性与单调性的综合
利用导数研究函数的最值
函数恒成立问题
【解析】
【解答】
解:由题意可求:a=1,
所以函数f(x)=2x−12x+1=1+−22x+1且为R上的增函数,
不等式f(xsinx−1)+f(csx−b)≤0恒成立,
等价于f(xsinx−1)≤−f(csx−b),
得f(xsinx−1)≤f(b−csx),
即xsinx+csx≤b+1,
令 g(x)=xsinx+csx,g′(x)=xcsx,
当x∈0,π2时,g′(x)>0,g(x)单调递增;
当x∈π2,π时,g′(x)<0,g(x)单调递减,
故当x=π2时,g(x)取极大值也是最大值,
最大值为gπ2=π2,
所以b+1≥π2,得b≥π2−1,又b∈Z,则bmin=1.
故选A.
二、填空题
【答案】
10
【考点】
简单线性规划
求线性目标函数的最值
【解析】
【解答】
解:先根据约束条件画出可行域,由x=1,2x−y=0,
解得A(1,2).
如图,
当直线z=4x+3y过点A(1,2)时,
目标函数在y轴上的截距取得最大值时,
此时z取得最大值,即当x=1,y=2时,
zmax=4×1+3×2=10.
故答案为:10.
【答案】
y=±2x
【考点】
双曲线的渐近线
双曲线的离心率
【解析】
根据题意,得双曲线的渐近线方程为y=±bax.再由双曲线离心率为3,得到c=3a,由定义知b=c2−a2=2a,代入即得此双曲线的渐近线方程.
【解答】
解:∵ 双曲线C方程为:x2a2−y2b2=1(a>0, b>0),
∴ 双曲线的渐近线方程为y=±bax,
又∵ 双曲线离心率为3,
∴ c=3a,可得b=c2−a2=2a,
因此,双曲线的渐近线方程为y=±2x.
故答案为:y=±2x.
【答案】
1
【考点】
利用导数研究曲线上某点切线方程
【解析】
【解答】
解:∵ f(x)=exx+a,
∴ f′(x)=(x+a−1)⋅ex(x+a)2,
依题意:f′(1)=ae(a+1)2=e4,
∴ a(a+1)2=14,则a=1.
故答案为:1.
【答案】
23π
【考点】
球的表面积和体积
多面体的内切球问题
【解析】
【解答】
解:易知半径最大球为圆锥的内切球,球与圆锥内切时的轴截面如下图所示,
点M为BC边上的中点,由题设BC=2,AM=22,
求得AB=AC=3,设内切圆的圆心为O,
故S△ABC=12×2×22=22,
设内切圆半径为r,则:
S△ABC=S△AOB+S△BOC+S△AOC
=12×AB×r+12×BC×r+12×AC×r
=12×(3+3+2)×r=22,
解得:r=22,其体积:V=43πr3=23π.
故答案为:23π.
三、解答题
【答案】
解:(1)设公比为q,依题意q≠1且q>0,
由已知a1(1+q)=3,a1(q2−q)=2,
可得a1=1,q=2,
所以an=2n−1.
(2)由(1)有bn=4−lg2an=5−n,
所以{bn}是一个以4为首项,−1为公差的等差数列,
所以Sn=n(9−n)2,
于是Sn≥bn,等价于n2−11n+10≤0,解得1≤n≤10,
所以n的取值范围是{n|1≤n≤10,n∈N}.
【考点】
等比数列的通项公式
等差数列的前n项和
【解析】
【解答】
解:(1)设公比为q,依题意q≠1且q>0,
由已知a1(1+q)=3,a1(q2−q)=2,
可得a1=1,q=2,
所以an=2n−1.
(2)由(1)有bn=4−lg2an=5−n,
所以{bn}是一个以4为首项,−1为公差的等差数列,
所以Sn=n(9−n)2,
于是Sn≥bn,等价于n2−11n+10≤0,解得1≤n≤10,
所以n的取值范围是{n|1≤n≤10,n∈N}.
【答案】
解:(1)由频率分布直方图可知,p=0.01,
所以n=100.1=100.
(2)因为n=100,所以“读书之星”有100×0.25=25(人),
从而2×2列联表如下图所示:
将2×2列联表中的数据代入公式计算得
K2=100×30×10−15×45245×55×75×25=10033≈3.030,
因为3.030<3.841,所以没有95%以上的把握认为“读书之星”与性别有关.
【考点】
频率分布直方图
独立性检验
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解:(1)由频率分布直方图可知,p=0.01,
所以n=100.1=100.
(2)因为n=100,所以“读书之星”有100×0.25=25(人),
从而2×2列联表如下图所示:
将2×2列联表中的数据代入公式计算得
K2=100×30×10−15×45245×55×75×25=10033≈3.030,
因为3.030<3.841,所以没有95%以上的把握认为“读书之星”与性别有关.
【答案】
(1)证明:连接DG,FG,
因为点E,F在侧棱BB1,CC1上,
且B1E=2EB,C1F=2FC,
又BB1//CC1,且BB1=CC1,
所以EB//FC,且EB=FC,
所以四边形BCFE为平行四边形,所以EF//BC.
又因为点D,G在侧棱AB,AC上,
且BD=2DA,CG=2GA,
所以GD//BC,且GD=13BC,
所以EF//GD,且GD=13EF,故四边形DEFG为梯形.
即D,E,F,G四点共面,所以点G在平面EFD内.
(2)解:由题设三棱柱ABC−A1B1C1 为直三棱柱知:
AB,AC,A1A两两垂直,所以C1C⊥平面 ABC,
F为C1C上一点,所以点F在平面ABC上的射影为点C,
连接CD,则∠FDC即为直线DF与平面ABC所成角,
tan∠FDC=CFCD .因为点D在棱AB上且BD=2DA,
所以DA=13AB=13,因为点C在棱CC1上且C1F=2FC,
所以 FC=13CC1=13AA1=23,因为∠BAC=90∘,
所以DC=DA2+AC2=103 ,
tan∠FDC=CFCD=23103=105,
所以直线DF与平面ABC所成角的正切值是105.
【考点】
平面的基本性质及推论
直线与平面所成的角
【解析】
【解答】
(1)证明:连接DG,FG,
因为点E,F在侧棱BB1,CC1上,
且B1E=2EB,C1F=2FC,
又BB1//CC1,且BB1=CC1,
所以EB//FC,且EB=FC,
所以四边形BCFE为平行四边形,所以EF//BC.
又因为点D,G在侧棱AB,AC上,
且BD=2DA,CG=2GA,
所以GD//BC,且GD=13BC,
所以EF//GD,且GD=13EF,故四边形DEFG为梯形.
即D,E,F,G四点共面,所以点G在平面EFD内.
(2)解:由题设三棱柱ABC−A1B1C1 为直三棱柱知:
AB,AC,A1A两两垂直,所以C1C⊥平面 ABC,
F为C1C上一点,所以点F在平面ABC上的射影为点C,
连接CD,则∠FDC即为直线DF与平面ABC所成角,
tan∠FDC=CFCD .因为点D在棱AB上且BD=2DA,
所以DA=13AB=13,因为点C在棱CC1上且C1F=2FC,
所以 FC=13CC1=13AA1=23,因为∠BAC=90∘,
所以DC=DA2+AC2=103 ,
tan∠FDC=CFCD=23103=105,
所以直线DF与平面ABC所成角的正切值是105.
【答案】
解:(1)f′x=6x2−2ax=2x3x−a,
令f′x=0,得x=0或x=a3,
若a>0,则当x∈−∞,0∪a3,+∞时,f′x>0;
当x∈0,a3时,f′x<0.
故fx在−∞,0,a3,+∞单调递增,在0,a3单调递减.
所以函数的递增区间是−∞,0 ,a3,+∞,
递减区间是0,a3.
(2)①若a=0,fx在−∞,+∞单调递增;
若a<0,则当x∈−∞,a3∪0,+∞时,f′x>0;
当x∈a3,0时,f′x<0.
故fx在−∞,a3,0,+∞单调递增,在a3,0单调递减.
综上,当a≤0时,fx在0,+∞上单调递增,
所以fx至多一个零点.
②当a>0时,由(1)知,
fx在−∞,0,a3,+∞上单调递增,在0,a3上单调递减,
又f0=a>0,fa=a3+a>0,
所以要使fx在0,+∞上有两个零点,
则 a>0,fa3<0, 解得a>33.
所以a的取值范围为a>33.
【考点】
利用导数研究函数的单调性
利用导数研究与函数零点有关的问题
【解析】
无
无
【解答】
解:(1)f′x=6x2−2ax=2x3x−a,
令f′x=0,得x=0或x=a3,
若a>0,则当x∈−∞,0∪a3,+∞时,f′x>0;
当x∈0,a3时,f′x<0.
故fx在−∞,0,a3,+∞单调递增,在0,a3单调递减.
所以函数的递增区间是−∞,0 ,a3,+∞,
递减区间是0,a3.
(2)①若a=0,fx在−∞,+∞单调递增;
若a<0,则当x∈−∞,a3∪0,+∞时,f′x>0;
当x∈a3,0时,f′x<0.
故fx在−∞,a3,0,+∞单调递增,在a3,0单调递减.
综上,当a≤0时,fx在0,+∞上单调递增,
所以fx至多一个零点.
②当a>0时,由(1)知,
fx在−∞,0,a3,+∞上单调递增,在0,a3上单调递减,
又f0=a>0,fa=a3+a>0,
所以要使fx在0,+∞上有两个零点,
则 a>0,fa3<0, 解得a>33.
所以a的取值范围为a>33.
【答案】
解:(1)由椭圆的定义及|MF1|+|MF2|=42,得2a=42,即a=22.
设椭圆的半焦距为c,
因为ca=32,所以c=32a=6.
又b2=a2−c2=2,
所以椭圆C的标准方程为x28+y22=1.
(2)由(1)得P2,1,所以kOP=12.
设Ax1,y1,Bx2,y2,直线l的方程y=12x+t(t≠0),
联立y=12x+t,x28+y22=1,消去y整理可得2x2+4tx+4t2−8=0,
由Δ=16t2−4×2×4t2−8>0,又t≠0,则0
所以弦长|AB|=1+14x1+x22−4x1x2=54−t2.
设P到直线AB的距离为d,则d=|t|1+14=2|t|5.
设Q到直线AB的距离为d′,由3PD→=DQ→得3|PD|=|DQ|,所以d′=3d,
所以S△QAB=12d′|AB|=12×3d|AB|=3S△PAB,
所以S四边形PAQB=S△PAB+S△QAB
=4S△PAB=2d|AB|
=2×2|t|5×54−t2
=4−(t2−2)2+4≤8,
当且仅当t2=2时取等号,
所以四边形PAQB面积的最大值为8.
【考点】
椭圆的离心率
椭圆的定义
椭圆的标准方程
直线与椭圆结合的最值问题
【解析】
【解答】
解:(1)由椭圆的定义及|MF1|+|MF2|=42,得2a=42,即a=22.
设椭圆的半焦距为c,
因为ca=32,所以c=32a=6.
又b2=a2−c2=2,
所以椭圆C的标准方程为x28+y22=1.
(2)由(1)得P2,1,所以kOP=12.
设Ax1,y1,Bx2,y2,直线l的方程y=12x+t(t≠0),
联立y=12x+t,x28+y22=1,消去y整理可得2x2+4tx+4t2−8=0,
由Δ=16t2−4×2×4t2−8>0,又t≠0,则0
所以弦长|AB|=1+14x1+x22−4x1x2=54−t2.
设P到直线AB的距离为d,则d=|t|1+14=2|t|5.
设Q到直线AB的距离为d′,由3PD→=DQ→得3|PD|=|DQ|,所以d′=3d,
所以S△QAB=12d′|AB|=12×3d|AB|=3S△PAB,
所以S四边形PAQB=S△PAB+S△QAB
=4S△PAB=2d|AB|
=2×2|t|5×54−t2
=4−(t2−2)2+4≤8,
当且仅当t2=2时取等号,
所以四边形PAQB面积的最大值为8.
【答案】
解:(1)由曲线C1的参数方程为:
x=−1+2csα,y=−3+2sinα(α为参数),得x+1=2csα,y+3=2sinα,
消去α得曲线C1为圆x+12+y+32=4,
圆心为O1−1,−3,半径为2,
由∠MON=π2,可知MN为圆C1的直径,
所以|MN|=4.
(2)由点M,N关于直线l对称且MN为圆C1的直径可知,
直线l过点O1−1,−3,
又kMN=−3,得kl=33,
所以直线l的直角坐标方程为y+3=33x+1,
即x−3y−2=0,
将x=ρcsθ,y=ρsinθ,
代入得直线l的极坐标方程为ρcsθ−3ρsinθ−2=0.
【考点】
圆的参数方程
圆的标准方程
直线的极坐标方程
两条直线垂直与倾斜角、斜率的关系
直线的点斜式方程
【解析】
无
无
【解答】
解:(1)由曲线C1的参数方程为:
x=−1+2csα,y=−3+2sinα(α为参数),得x+1=2csα,y+3=2sinα,
消去α得曲线C1为圆x+12+y+32=4,
圆心为O1−1,−3,半径为2,
由∠MON=π2,可知MN为圆C1的直径,
所以|MN|=4.
(2)由点M,N关于直线l对称且MN为圆C1的直径可知,
直线l过点O1−1,−3,
又kMN=−3,得kl=33,
所以直线l的直角坐标方程为y+3=33x+1,
即x−3y−2=0,
将x=ρcsθ,y=ρsinθ,
代入得直线l的极坐标方程为ρcsθ−3ρsinθ−2=0.
【答案】
解:(1)当a=−2时,
求不等式f(x)
则 y=−5x,x<12,−x−2,12≤x≤1,3x−6,x>1,它的图象如图所示:
结合图象可得,y<0的解集为(0, 2),
故原不等式的解集为(0, 2).
(2)设a>−1,且当x∈[−a2,12)时,
f(x)=1+a,不等式化为 1+a≤x+3,
故x≥a−2对x∈[−a2,12)都成立.
故−a2≥a−2,解得 a≤43.
故a的取值范围为(−1, 43].
【考点】
绝对值不等式的解法与证明
【解析】
(1)当a=−2时,求不等式f(x)
【解答】
解:(1)当a=−2时,
求不等式f(x)
则 y=−5x,x<12,−x−2,12≤x≤1,3x−6,x>1,它的图象如图所示:
结合图象可得,y<0的解集为(0, 2),
故原不等式的解集为(0, 2).
(2)设a>−1,且当x∈[−a2,12)时,
f(x)=1+a,不等式化为 1+a≤x+3,
故x≥a−2对x∈[−a2,12)都成立.
故−a2≥a−2,解得 a≤43.
故a的取值范围为(−1, 43].
非读书之星
读书之星
总计
男
女
10
55
总计
P(K2≥k0)
0.10
0.05
0.025
0.010
0.005
0.001
k0
2.706
3.841
5.024
6.635
7.879
10.828
非读书之星
读书之星
总计
男
30
15
45
女
45
10
55
总计
75
25
100
非读书之星
读书之星
总计
男
30
15
45
女
45
10
55
总计
75
25
100
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