湖南省2024届高三新改革适应性训练一数学试题(九省联考题型)(Word版附解析)
展开(九省联考题型)
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.(本题5分)小李同学参加了高三以来进行的6次数学测试,6次成绩依次为: 90分、100分、120分、115分、130分、125分.则这组成绩数据的上四分位数为( )
A.120B.122.5C.125D.130
2.(本题5分)开普勒第一定律指出,所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处在椭圆的一个焦点上.若某行星距太阳表面的最大距离为ρ,最小距离μ,太阳半径为r,则该行星运行轨迹椭圆的离心率为( )
A.ρ−μρ+μ+2rB.ρ+2r−μρ+μ
C.ρ+μρ−μ+2rD.ρ+μ+2rρ−μ
3.(本题5分)若数列{nan}的前n项和Tn=2n(n+1)(2n+1),则数列{an}的前n项和Sn=( )
A.n2+11nB.12n2+232nC.6n2+6nD.−6n2+12n
4.(本题5分)设α,β,γ表示平面,l表示直线,则下列说法中,错误的是( ).
A.如果α⊥β,那么α内一定存在直线平行于β
B.如果α⊥γ,β⊥γ,α∩β=l,那么l⊥γ
C.如果α不垂直于β,那么α内一定不存在直线垂直于β
D.如果α⊥β,α⊥γ,则β//γ
5.(本题5分)口袋里有红黄蓝绿的小球各四个,这些球除了颜色之外完全相同,现在从口袋里任意取出四个小球,则不同的方法有( )种.
A.48B.77C.35D.39
6.(本题5分)如图,圆M为△ABC的外接圆,AB=4,AC=6,N为边BC的中点,则AN⋅AM=( )
A.10B.13C.18D.26
7.(本题5分)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,2asinA−bsinB=3csinC,若S表示△ABC的面积,则Sb2的最大值为( )
A.74B.106C.233D.52
8.(本题5分)已知双曲线x2a2−y2b2=1(a>0,b>0)的右焦点为F,过点F且斜率为kk≠0的直线l交双曲线于A、B两点,线段AB的中垂线交x轴于点D. 若AB≥3DF,则双曲线的离心率取值范围是( )
A.1,233B.1,3C.3,+∞D.233,+∞
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.(本题6分)若z−1=z+1,则( )
A.z∈RB. z−1=z+1 C.z+z=0D.z⋅z=z2
10.(本题6分)已知函数fx=tanπ2x+π4+1,则( )
A.fx的一个周期为2B.fx的定义域是xx≠12+k,k∈Z
C.fx的图象关于点12,1对称D.fx在区间1,2上单调递增
11.(本题6分)定义在R上的函数fx同时满足①fx+1−fx=2x+2,x∈R;②当x∈0,1时,fx≤1,则( )
A.f0=−1
B.fx为偶函数
C.存在n∈N*,使得fn>2023n
D.对任意x∈R,fx
12.(本题5分)已知集合A={y|y=2x+1x,x<0},B={x|x
14.(本题5分)已知函数fx=alnx−2x(a>0),若不等式xa≥2e2xfx+e2x对x>0恒成立,则实数a的取值范围为 .
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.(本题13分)已知函数f(x)=2x3−ax2.
(1)讨论f(x)的单调性;
(2)已知a=1时,直线l:y=kx为曲线f(x)=2x3−ax2的切线,求实数k的值.
16.(本题15分)某个足球俱乐部为了提高队员的进球水平,开展罚点球积分游戏,开始记0分,罚点球一次,罚进记2分,罚不进记1分.已知该俱乐部某队员罚点球一次罚进的概率为23,罚不进的概率为13,每次罚球相互独立.
(1)若该队员罚点球4次,记积分为X,求X的分布列与数学期望;
(2)记点球积n分的概率为pn.
(ⅰ)求p1,p2,p3的值;
(ⅱ)求pn.
17.(本题15分)如图,在四棱锥E−ABCD中,平面ABCD⊥平面EAB,,四边形ABCD为正方形,△EAB为等边三角形,点F在AD上,DF=2AF,点G为线段CF的中点,点O为三角形△ECD的重心.
(1)求证:OG//平面ABE;
(2)求直线CF与平面BCE所成角的正弦值.
18.(本题17分)已知圆的方程x2+y2=16,A(−2,0),B(2,0),抛物线过A,B两点,且以圆的切线为准线.
(1)求抛物线焦点的轨迹C的方程;
(2)已知P(4,0), 设x轴上一定点T(t,0)(−4
(1)判断下列数列是否满足性质P,并说明理由.
①an=n,n=1,2,3,…;
②bn=n+2,n=1,2,3,….
(2)若数列an满足性质P,且a1=1,求证:集合n∈N∗an=3为无限集;
(3)若周期数列an满足性质P,求数列an的通项公式.
参考答案:
1.C
【详解】将6次成绩分数从小到大排列依次为:90,100,115,120,125,130,
由于6×75%=4.5,故这组成绩数据的上四分位数为第5个数125,
故选:C
2.A
【详解】设椭圆的焦距为2c,长轴长为2a,
则由已知可得ρ=a+c−r,μ=a−c−r,
两式相加可得ρ+μ=2a−2r,两式相减可得ρ−μ=2c,
则a=ρ+μ+2r2,c=ρ−μ2,
所以离心率e=ca=ρ−μρ+μ+2r.
故选:A.
3.C
【详解】因为数列{nan}的前n项和Tn=2n(n+1)(2n+1),
所以当n≥2时,Tn−1=2n(n−1)(2n−1),两式相减,得
nan=2n(n+1)(2n+1)−2n(n−1)(2n−1)=12n2,
当n=1时,a1=2×2×3=12也符合该式,所以an=12n,
an+1−an=12n+1−12n=12,
所以数列{an}是首项为12,公差为12的等差数列,
所以Sn=12n+n(n−1)2×12=6n2+6n.
故选:C.
4.D
【详解】对于选项A:根据线面关系可知:对于α与β的位置关系是平行或相交,在α内均存在直线平行于β,故A正确;
对于选项B:构造正方体(如图),取α为平面CDD1C1,β为平面ADD1A1,γ为平面ABCD,
直线l即为直线DD1,故B正确;
对于选项C:可用反证法假设a⊂α,a⊥β⇒α⊥β,与已知矛盾,故C正确;
对于选项D:如果α⊥β,α⊥γ,β与γ的位置关系为:平行或相交.
故选:D.
5.C
【详解】根据条件,取出的四个球可以分为一种,两种,三种,四种颜色,
当取出的球只有一种颜色时:有4种;
当取出的球只有二种颜色时:有C421+2=18种;
当取出的球只有三种颜色时:有C43C31=12种;
当取出的球只有四种颜色时:有1种;
共有:4+18+12+1=35种.故C项正确.
故选:C.
6.B
【详解】∵N是BC边的中点,可得AN=12(AB+AC),
∵M是△ABC的外接圆的圆心,
∴ AM⋅AB=|AM||AB|cs∠BAM=12|AB|2=12×42=8,
同理可得AM⋅AC=12|AC|2=18,
∴ AN⋅AM=12(AB+AC)⋅AM=12AM⋅AB+12AM⋅AC=12×8+12×18=13.
故选:B.
7.D
【详解】因为2asinA−bsinB=3csinC,
由正弦定理得2a2−b2=3c2,所以a2=12b2+32c2,
由余弦定理得csA=b2+c2−a22bc=b2−c24bc,
所以(Sb2)2=(12bcsinA)2b4=c2sin2A4b2=c2(1−cs2A)4b2=164(−c4b4+18c2b2−1),
令c2b2=t,则(Sb2)2=164(−t2+18t−1)≤54,当且仅当t=9,即c=3b时取等号,
所以Sb2≤52,
故选:D.
8.A
【详解】设双曲线的右焦点为Fc,0,Ax1,y1,Bx2,y2,则直线l:y=kx−c,
联立方程x2a2−y2b2=1y=kx−c,消去y得:b2−a2k2x2+2a2k2cx−a2k2c2+b2=0,
则可得b2−a2k2≠0,Δ>0,x1+x2=−2a2k2cb2−a2k2,x1x2=−a2k2c2+b2b2−a2k2,
则AB=1+k2−2a2k2cb2−a2k22−4−a2k2c2+b2b2−a2k2=2ab21+k2b2−a2k2,
设线段AB的中点Mx0,y0,则x0=x1+x22=−a2k2cb2−a2k2,y0=kx0−c=k−a2k2cb2−a2k2−c=−b2kcb2−a2k2,
即M−a2k2cb2−a2k2,−b2kcb2−a2k2,
且k≠0,线段AB的中垂线的斜率为−1k,
则线段AB的中垂线所在直线方程为y+b2kcb2−a2k2=−1kx+a2k2cb2−a2k2,
令y=0,则b2kcb2−a2k2=−1kx+a2k2cb2−a2k2,解得x=−k2c3b2−a2k2,
即D−k2c3b2−a2k2,0,则DF=−k2c3b2−a2k2−c=b2c1+k2b2−a2k2,
由题意可得:AB≥3DF,即2ab21+k2b2−a2k2≥3b2c1+k2b2−a2k2,
整理得2a≥3c,则e=ca≤23=233,
注意到双曲线的离心率e>1,
∴双曲线的离心率取值范围是1,233.
故选:A.
9.BC
【详解】利用复数的几何意义知在复平面内,z对应的点在1,0,−1,0对应线段的中垂线即y轴上,
所以z不一定是实数,所以A错误;
因为z与z关于实轴对称,且在y轴上,所以B,C正确;
取z=i,则z⋅z=1,z2=−1,所以D错误.
故选:BC.
10.ACD
【详解】对于A,由fx=tanπ2x+π4+1可知其最小正周期T=ππ2=2,故A正确;
对于B,由fx=tanπ2x+π4+1可知π2x+π4≠π2+kπ⇒x≠12+2k,k∈Z,
故B错误;
对于C,由fx=tanπ2x+π4+1可知x=12⇒π2x+π4=π2,
此时fx的图象关于点12,1对称,故C正确;
对于D,由fx=tanπ2x+π4+1可知x∈1,2⇒π2x+π4∈3π4,5π4,
又y=tanx在π2,3π2上递增,显然3π4,5π4⊂ π2,3π2,故D正确.
故选:ACD
11.ACD
【详解】对于A,∵fx+1−fx=2x+2,令x=0,则f1−f0=2,即f1=f0+2,又x∈0,1,fx≤1,即−1≤fx≤1,
可知−1≤f0≤1−1≤f1≤1,即−1≤f0≤1−1≤f0+2≤1,得−1≤f0≤−1即f0=−1,故A正确;
对于B,由选项A可得f1=f0+2=1,又令x=−1得f0−f−1=0,解得f−1=−1,∴f−1≠f1,
所以函数fx不是偶函数,故B错误;
对于C,因为fx+1−fx=2x+2,当n≥2,n∈N∗时,
fn=fn−fn−1+fn−1−fn−2+⋯+f2−f1+f1
=2n+2n−2+⋯+2×2+1=2n+n−1+⋯+2+1
=2×n−1n+22+1=n2+n−1,又f1=1满足上式,
∴fn=n2+n−1,n∈N∗,令n=2023,则f2023=20232+2022>2023×2023,
所以存在n∈N∗,使得fn>2023n,故C正确;
对于D,令gx=fx−x2−x,
则gx+1−gx=fx+1−x+12−x+1−fx+x2+x
=fx+1−fx−2x−2=0,即gx+1=gx,即gx是以1为周期的周期函数,因为当x∈0,1,fx≤1,
则gx=fx−x2−x≤fx+x2+x≤3,
当且仅当x=1且f1与2异号时等号成立,但f1=1,故f1与2同号,
故等号不成立,故gx<3
结合周期性可知对任意x∈R,均有gx<3,
所以fx=gx+x2+x≤gx+x2+x
12.(−22,+∞)
【详解】由集合A中,当x<0时,y=2x+1x=−[(−2x)+1(−x)]≤−22,当且仅当−2x=1−x,即x=−22时等号成立,
故A={y|y=2x+1x,x<0}={y|y≤−22}.因为A∩B=A,所以A⊆B,所以m>−22,故实数m的取值范围为(−22,+∞).
故答案为:(−22,+∞).
13.4+3
【详解】如图,将正四面体放置到正方体中,易知正四面体外接球即正方体的外接球,
设正四面体ABCD的棱长为2a,所以正方体的边长为a,
易知正方体的外接球直径为体对角线DH的长,又DH=3a,所以正四面体的半径R=DH2=3a2,
依题有4πR2=3πa2=6π,得到a=2,即正四面体ABCD的棱长为2,
因为BD//面CEF,面ABD∩面CEF=EF,BD⊂面ABD,所以EF//BD,
设AF=λAD(0<λ<1)
因为AB=AD=BD=2,则AF=AE=2λ,BE=DF=2−2λ,
在△EAF中,因为∠EAF=π3,所以EF=2λ,
在△FDC中,∠FDC=π3,DC=2,则FC=(2−2λ)2+4−2×(2−2λ)×2×csπ3=2λ2−λ+1,
所以空间四边形BCFE的四条边长之和L=2λ+2−2λ+2+2λ2−λ+1=4+2λ2−λ+1=4+2(λ−12)2+34,
又0<λ<1,当λ=12时,Lmin=4+3,
故答案为:4+3.
14.0,2e
【详解】不等式xa≥2e2xfx+e2x对x>0恒成立,
等价于xae2x≥2fx+1,即ealnx−2x≥2fx+1,
所以efx−2fx−1≥0,
设gt=et−2t−1,其中t=fx,
则g′t=et−2,令g′t=0得t=ln2,
所以当t
所以gxmin=gln2=1−2ln2<0,又g0=0,g2=e2−5>0,
所以存在t0∈ln2,2使得gt0=0,
所以若gt≥0,则t≤0或t≥t0,即fx≤0或fx≥t0,
f′x=ax−2=a−2xx,x>0,
所以在0,a2上,f′x>0,fx单调递增,
在a2,+∞上,f′x<0,fx单调递减,
所以fxmax=fa2=alna2−a,所以只有alna2−a≤0才能满足要求,
即alna2−1≤0,又a>0,解得0所以实数a的取值范围为0,2e.
故答案为:0,2e
15.(1)答案见解析
(2)k=0或k=−18
【详解】(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f(x)在−∞,0 , a3 ,+∞上单调递增,在(0,a3)上单调递减;
若a=0时,f(x)=2x3,f(x)在(−∞,+∞)上单调递增;
若a<0,则当x∈−∞,a3∪ 0,+∞时,f′(x)>0;当x∈a3 , 0时,f′(x)<0.
故f(x)在−∞,a3 , 0,+∞上单调递增,在a3,0上单调递减.
综上所述:当a>0时,f(x)在−∞,0,a3 ,+∞上单调递增,在(0,a3)上单调递减;
当a=0时,f(x)在(−∞,+∞)上单调递增;
a<0时,f(x)在−∞,a3 , 0,+∞单调递增,在a3,0单调递减.
(2)当a=1时, f(x)=2x3−x2,f'x=6x2−2x
设切点P(x0,y0),则切线方程为y−y0=y−(2x03−x02)=(6x02−2x0)(x−x0)
因为切线过原点, 故−2x03+x02=−6x03+2x02, 即4x03=x02,
解得x0=0或x0=14
所以k=0或k=−18.
16.(1)分布列见解析,数学期望为203;
(2)(i)p1=13,p2=79,p3=1327;(ii)pn=35+25−23n.
【详解】(1)由题意得,X的所有可能取值为4,5,6,7,8,
∴PX=4=134=181,PX=5=C4123×133=881,PX=6=C42232132=827,
PX=7=C43233×13=3281,PX=8=234=1681,
∴X的分布列为
∴EX=4×181+5×881+6×827+7×3281+8×1681=203.
(2)(ⅰ)由题意得,p1=13,p2=23+132=79,p3=2×23×13+133=1327.
(ⅱ)由题意得,要得n分,必须满足以下情形:先得n−1分,再点1个球不进,此时概率为13pn−1,
或先得n−2分,再点1个球进球,此时概率为23pn−2,
∵这两种情况互斥,∴pn=13pn−1+23pn−2,∴pn−pn−1=−23pn−1−pn−2,
∴pn+1−pn是首项为p2−p1=79−13=49,公比为−23的等比数列,
∴pn+1−pn=49−23n−1,
∴pn=pn−pn−1+pn−1−pn−2+⋯+p2−p1+p1
=49−23n−2+49−23n−3+⋯+49+13=35+25−23n,
∴pn=35+25−23n.
17.(1)证明见解析
(2)33926
【详解】(1)证明:分别取线段AB,CD的中点H,P,连接PG,HG,PE,HE,
由已知可得P,G,H三点共线,P,O,E三点共线.
因为DF=2AF,FG=CG,所以PG=DF2=DA3=PH3,
又因为O为△ECD的重心,所以PO=PE3,
连接OG,则OG//EH,
因为OG⊄平面ABE,EH⊂平面ABE,所以OG//平面ABE.
(2)解:在等边△EAB中,因为H为AB的中点,所以EH⊥AB,
因为平面ABCD⊥平面EAB,平面ABCD∩平面EAB=AB,EH⊂平面EAB,
所以EH⊥平面ABCD,
由(1)可得PH⊥AB,所以HE,HA,HP两两垂直,
以H为坐标原点,分别以HE,HA,HP所在直线为x,y,z轴建立空间直角坐标系H-xyz,
如图所示,
因为PG=PH3,PO=PE3,所以OG=HE3,
设OG=1,则HE=3,AB=23,
所以B0,−3,0,E3,0,0,C0,−3,23,F0,3,233,
所以CF=0,23,−433,BC=0,0,23,BE=3,3,0,
设平面BCE的法向量为n=a,b,c,则n⋅BC=23c=0n⋅BE=3a+3b=0 ,
取a=1,可得b=−3,c=0,所以n→=1,−3,0,
设直线CF与平面BCE所成的角为α,
则sinα=n⋅CFn⋅CF=23×−312+−32×232+−4332=33926,
所以直线CF与平面BCE所成的角的正弦值为33926.
18.(1)x216+y212=1;
(2)证明见解析.
【详解】(1)如图,l是圆O的切线,分别过A,B,O作直线l的垂直,垂足分别为E,H,G,又O是AB中点,则OG是直角梯形AEHB的中位线,AE+BH=2OG=8,
设F是以l为准线的抛物线的焦点,则AF=AE,BF=BH,
所以AF+BF=2OG=8>4=AB,
所以F点轨迹是以A,B为焦点的椭圆,椭圆长轴长为8,
2a=8,2c=4,则a=4,c=2,因此b=42−22=23,
所以抛物线的焦点轨迹方程为x216+y212=1;
(2)由题意设直线MN的方程为x=my+t,设M(x1,y1),N(x2,y2),
由x216+y212=1x=my+t得(3m2+4)y2+6mty+3t2−48=0,
y1+y2=−6mt3m2+4,y1y2=3t2−483m2+4,
kPMkPN=y1x1−4⋅y2x2−4=y1y2(my1+t−4)(my2+t−4)=y1y2m2y1y2+m(t−4)(y1+y2)+(t−4)2,
代入y1+y2=−6mt3m2+4,y1y2=3t2−483m2+4,得
kPMkPN=3t2−483m2+4m2⋅3t2−483m2+4−6m2t(t−4)3m2+4+(t−4)2=3t2−48m2(3t2−48)−6m2t(t−4)+(3m2+4)(t−4)2 =3t+124t−16为常数.
19.(1)数列an不满足性质P;数列bn满足性质P,理由见解析
(2)证明见解析
(3)an=0或an=3.
【详解】(1)对①,取i=1,对∀j∈N∗,j>1,则ai=a1=1,aj=j,
可得aiaj−ai−aj=j−1−j=−1,
显然不存在k>j,k∈N∗,使得ak=−1,
所以数列an不满足性质P;
对②,对于∀i,j∈N∗,i
=i⋅j+i+j−2+2,因为i,j∈N∗,i≥1,j≥2,
则i⋅j+i+j−2∈N∗,且i⋅j+i+j−2=ij+1+j−2≥3,
所以存在k=i⋅j+i+j−2∈N∗,k>j,
使得bk=i⋅j+i+j−2+2=bibj−bi−bj,
故数列bn满足性质P;
(2)若数列an满足性质P,且a1=1,则有:
取i=1,j=j1>1,j1∈N∗,均存在k1>j1,k1∈N∗,使得ak1=a1aj1−a1−aj1=−1,
取i=1,j=j2>k1,j2∈N∗,均存在k2>j2>k1,k2∈N∗,使得ak2=a1aj2−a1−aj2=−1,
取i=k1,j=k2>k1,均存在m1>k2>1,m1∈N∗,使得am1=ak1ak2−ak1−ak2=3,
故数列an中存在n∈N∗,使得an=3,即n∈N∗∣an=3≠∅,
反证:假设n∈N∗∣an=3为有限集,其元素由小到大依次为n1,n2,⋯,nlnl>1,
取i=1,j=nl+1>nl,均存在kL>nl+1,kL∈N∗,使得akL=a1anl+1−a1−anl+1=−1,
取i=1,j=kL+1,均存在kL+1>kL+1,kL+1∈N∗,使得akL+1=a1akL+1−a1−akL+1=−1,
取i=kL,j=kL+1,均存在nl+1>kL+1>nl,nl+1∈N∗,使得anl+1=akLakL+1−akL−akL+1=3,
即nl+1∈n∈N∗∣an=3这与假设相矛盾,故集合n∈N∗∣an=3为无限集.
(3)设周期数列an的周期为T≥1,T∈N∗,则对∀n∈N∗,均有an=an+T,
设周期数列an的最大项为aM,M∈N∗,1≤M≤T,最小项为aN,N∈N∗,1≤N≤T,
即对∀n∈N∗,均有aN≤an≤aM,
若数列an满足性质P:
反证:假设aM≥4时,取i=M,j=M+T,则∃k>M+T,k∈N∗,使得ak=aMaM+T−aM−aM+T=aM2−2aM,
则ak−aM=aM2−3aM=aMaM−3>0,即ak>aM,
这对∀n∈N∗,均有aN≤an≤aM矛盾,假设不成立;则对∀n∈N∗,均有an≤3;
反证:假设aN≤−2时,取i=N,j=N+T,则∃k>N+T,k∈N∗,使得ak=aNaN+T−aN−aN+T=aN2−2aN≥4,
这与对∀n∈N∗,均有an≤3矛盾,假设不成立,即对∀n∈N∗,均有an≥−1;
综上所述:对∀n∈N∗,均有−1≤an≤3,
反证:假设1为数列an中的项,由(2)可得:−1,3为数列an中的项,
∵−1×3−−1−3=−5,即−5为数列an中的项,
这与对∀n∈N∗,均有−1≤an≤3相矛盾,即对∀n∈N∗,均有an≠1,同理可证:an≠−1,
∵an∈Z,则an∈0,2,3,
当T=1时,即数列an为常数列时,设an=a,故对∀i,j∈N∗,i
使得ak=aiaj−ai−aj=a2−2a=a,解得a=0或a=3,即an=0或an=3符合题意;
当T≥2时,即数列an至少有两个不同项,则有:
①当0,2为数列an中的项,则0×2−0−2=−2,即−2为数列an中的项,但−2∉0,2,3,不成立;
②当0,3为数列an中的项,则0×3−0−3=−3,即−3为数列an中的项,但−3∉0,2,3,不成立;
③当2,3为数列an中的项,则2×3−2−3=1,即1为数列an中的项,但1∉0,2,3,不成立;
综上所述:an=0或an=3.X
4
5
6
7
8
P
181
881
827
3281
1681
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