四川省达州外国语学校2023-2024学年高二下学期3月月考数学试题(原卷版+解析版)
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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. 复数的虚部是( )
A. B. C. 1D.
【答案】D
【解析】
【分析】化简复数,即可得到答案.
【详解】,故复数的虚部是.
故选:D.
2. 已知,且,则所在的区间为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】利用函数单调递增结合零点存在定理判断.
【详解】因为在单调递增,
故在单调递增,
且,
故有唯一零点。
故选:C.
3. 已知分别是椭圆的左、右焦点,为上的一点,若,则( )
A. 1B. 2C. 4D. 8
【答案】B
【解析】
【分析】由椭圆的定义可知,再由,解方程即可得出答案.
【详解】因为,则,
由椭圆的定义可知:,
又因为,解得:.
故选:B.
4. 函数的图象在点处的切线方程是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】利用导数的几何意义求切线方程.
【详解】因为,所以,所以切点为,又,
由导数的几何意义知函数的图象在点处的切线斜率,
故得函数的图象在点处的切线方程是,即为.
故选:B
5. 等比数列中,则( )
A. B. 5C. 10D. 20
【答案】C
【解析】
【分析】根据等比数列的通项的性质求得公比,即可得结论.
【详解】设等比数列的公比为,
则,所以,
故.
故选:C.
6. 1949年10月1日,开国大典结束后,新成立的中央人民政府在北京饭店举行了有600余位宾客参加的新中国第一次国庆招待会,史称“开国第一宴”.该宴的主要菜品有:鲍鱼浓汁四宝、东坡肉方、蟹粉狮子头、鸡汁煮干丝、清炒翡翠虾仁和全家福.若这六道菜要求依次而上,其中“东坡肉方”和“鸡汁煮干丝”不能接连相邻上菜,则不同的上菜顺序种数为( )
A. 240B. 480C. 384D. 1440
【答案】B
【解析】
【分析】利用插空法求解.
【详解】鲍鱼浓汁四宝、蟹粉狮子头、清炒翡翠虾仁和全家福依次而上有种排列方式,
此时形成个空位,选出个空位将东坡肉方和鸡汁煮干丝分别插入进去,共有种排列方式,
由乘法原理可知不同的上菜顺序种数为,
故选:.
7. 意大利数学家列昂那多斐波那契以兔子繁殖为例,引入“兔子数列”:1,1,2,3,5,8,13,21,34,55,,即,,此数列在现代物理“准晶体结构”、化学等领域都有着广泛的应用.若此数列被2除后的余数构成一个新数列,则数列的前2024项的和为( )
A 1348B. 675C. 1349D. 1350
【答案】D
【解析】
【分析】由已知条件写出数列的前若干项,观察发现此数列周期为3,再利用数学归纳法证明猜想,从而可求得答案.
【详解】依题意,若,等价于为偶数,若,等价于为奇数,
显然,
猜想:,
当时,成立;
假设当时,成立,
则为奇数,为偶数;
当时,则为奇数,
为奇数,为偶数,
故符合猜想,
因此,,
所以数列的前2024项的和为.
故选:D
【点睛】方法点睛:本题主要考查数列的周期性以及应用,考查了递推关系求数列各项的和,利用递推关系求数列中的项或求数列的和:
(1)项的序号较小时,逐步递推求出即可;
(2)项的序数较大时,考虑证明数列是等差、等比数列,或者是周期数列.
8. 已知椭圆:的左右焦点分别为,,过的直线交椭圆于A,B两点,若,点满足,且,则椭圆C的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】由、结合正弦定理可得,又,故,再结合余弦定理计算即可得离心率.
【详解】由椭圆定义可知,由,故,,
点满足,即,则,
又,,
即,又,
故,则,即,
即平分,又,故,
则,则,
,
,
由,
故,
即,即,又,故.
故选:B.
【点睛】关键点睛:本题关键在于由、,得到平分,结合,从而得到.
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. 已知直线与,则( )
A. 若,则两直线垂直B. 若两直线平行,则
C. 直线恒过定点D. 直线在两坐标轴上的截距相等
【答案】AC
【解析】
【分析】由,判断A;由平行关系求出,判定B;由直线的点斜式方程判断C;求出截距判断D.
【详解】当时,,
,则,所以两直线垂直,A正确;
若两直线平行,则,解得,
经检验,当时,两直线平行,B错误;
由,即,
所以直线恒过定点,C正确;
由,与两坐标轴的截距分别为,不相等,D错误.
故选:AC
10. 已知等差数列的前项和为,则( )
A. B.
C. 数列为单调递减数列D. 取得最大值时,
【答案】BCD
【解析】
【分析】由已知条件求出等差数列的首项和公差,通过计算验证各选项的结论即可.
【详解】设等差数列的公差为,由,
得,解得,故A选项错误;
,B选项正确;
由,,等差数列为单调递减数列,C选项正确;
,由二次函数的性质可知,取得最大值时,,D选项正确.
故选:BCD
11. 设函数,则( )
A.
B. 函数有最大值
C. 若,则
D. 若,且,则
【答案】ACD
【解析】
【分析】根据的解析式直接求解可对A判断;利用导数求最值方法可对B判断;结合给出的已知条件并利用A、B中的结论可对C、D判断求解.
【详解】对A,由题意知,所以,故A正确;
对B,由题意知的定义域为,,
当,,当,,所以在上单调递减,在上单调递增,
所以当时,取到极小值也是最小值,故B错误;
对C,当时,可得,由A知,
所以,
由B知恒成立,所以,故C正确;
对D,当时,得,又因为,所以,
由B知在上单调递增,所以,又由A知,
所以,故D正确.
故选:ACD.
【点睛】方法点睛:灵活运用已知条件,,并结合的对称性和单调性进行求解.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知抛物线的焦点为,在上有一点满足,则点到轴的距离为______.
【答案】9
【解析】
【分析】求出抛物线准线方程,再利用抛物线定义求出点的横坐标即得.
【详解】抛物线的准线方程为:,设点,
由抛物线的定义知:,解得,
所以点到轴的距离为9.
故答案为:9
13. 现有四种不同的颜色要对如图形中的五个部分进行着色,其中任意有公共边的两块着不同颜色,则一共有_________种着色方法.
【答案】144
【解析】
【分析】先对③着色,再求①和②,④和⑤着色,根据分步计数原理,即可求得结果.
【详解】先对③着色,共有种选择;
再对①和②进行着色,因为①和②颜色不能相同,且与③不同,则共有种选择;
最后对④和⑤进行着色,因为④和⑤颜色不能相同,且与③不同,则共有种选择;
根据分步计数原理,则共有:种着色方法.
故答案为:.
14. 设实数,对任意的,不等式恒成立,则实数的取值范围是___________.
【答案】
【解析】
【分析】将化简为,再构造函数,求导分析单调性可得在区间上恒成立,再参变分离构造函数求最值解决恒成立问题即可.
【详解】因为恒成立即,
可得,令,则恒成立.
又,故当时,,故在区间上为增函数.
又恒成立,则在区间上恒成立,即,.
构造,则,令有,
故当时,,为增函数;当时,,为减函数.
故,故,即.
故答案为:.
【点睛】方法点睛:恒(能)成立问题的解法:若在区间上有最值,则
(1)恒成立: ;;
(2)能成立:;.
若能分离常数,即将问题转化为:(或),则
(1)恒成立: ;;
(2)能成立:;.
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. 已知函数在处取得极小值5.
(1)求实数a,b的值;
(2)当时,求函数的最小值.
【答案】(1),
(2)
【解析】
【分析】(1)由题意得到,,求出,,检验后得到答案;
(2)求导,得到函数单调性,进而得到极值和最值情况,得到答案.
【小问1详解】
,
因为在处取极小值5,所以,得,
此时
所以在上单调递减,在上单调递增
所以在时取极小值,符合题意
所以,.
又,所以.
【小问2详解】
,所以
列表如下:
由于,故时,.
16. 已知数列的前项和为.
(1)求的通项公式;
(2)若,求数列的前项和.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)利用数列的通项和前n项和的关系求解;
(2)利用裂项相消法即可求解.
【小问1详解】
解:且,有,
当时,有,
两式相减得,
当时,由,适合,
所以.
【小问2详解】
由(1)知,,
所以
.
17. 如图,四棱锥的底面是平行四边形,是边长为2的正三角形,平面平面为棱的中点.
(1)证明:平面.
(2)求直线与平面所成角的正弦值.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【解析】
【分析】(1)根据余弦定理,结合勾股定理的逆定理、面面垂直的性质定理进行证明即可;
(2)建立空间直角坐标系,利用空间夹角公式进行求解即可.
【小问1详解】
,
,即.
平面平面,平面平面,平面,
平面.
【小问2详解】
如图,分别取的中点,连接.
平面.
以为坐标原点,的方向分别为轴的正方向,建立如图所示的空间直角坐标系,
则,,
.
设是平面的法向量,则,
令,得,则.
故直线与平面所成角的正弦值为
.
18. 已知椭圆的左、右焦点是,且以为直径的圆的面积为,点P是椭圆C上任一点,且的面积的最大值为.
(1)求椭圆C的方程;
(2)若直线l与椭圆C交于A,B两点,且原点O到直线l的距离为1,求面积的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)根据题意先求出,再根据面积的最大值求出,进而求出椭圆的方程即可;
(2)先考虑直线l斜率不存在的情况,求出此时面积,再考虑直线l斜率存在的情况,设直线方程,利用原点O到直线l的距离,得到直线中参数的关系,再联立方程组,设点坐标,利用韦达定理,得出面积的式子进行化简求范围即可.
【小问1详解】
解:由题知以为直径的圆的半径为c,
所以,故,
由的面积最大值为,
所以,故,
所以,
所以椭圆C的方程为;
【小问2详解】
当直线l的斜率不存在时,由题意知直线l的方程为,
所以,
所以;
当直线l的斜率存在时,
令直线l的方程为,
由原点O到直线l的距离为1,
所以,
即,
联立方程,
消去y得:,
则有,
即,
令,
所以,
由
令,
则
,
令,
所以,
所以,
综上所述,.
【点睛】思路点睛:本题考查直线与圆锥曲线的综合应用,关于直线与圆锥曲线问题思路有:
(1)根据题意考虑直线与圆锥曲线的两个交点,即设有两个交点的直线方程;
(2)分情况讨论直线斜率是否存在;
(3)设直线方程,联立方程组;
(4)判别式大于零,韦达定理;
(5)根据题意建立关于的等式,化简即可.
19. 英国数学家泰勒发现了如下公式:其中为自然对数的底数,.以上公式称为泰勒公式.设,根据以上信息,并结合高中所学的数学知识,解决如下问题.
(1)证明:;
(2)设,证明:;
(3)设,若是的极小值点,求实数的取值范围.
【答案】(1)证明见解析
(2)证明见解析 (3)
【解析】
【分析】(1)首先设,利用导数判断函数的单调性,转化为求函数的最值问题;
(2)首先由泰勒公式,由和,再求得和的解析式,即可证明;
(3)分和两种情况讨论,求出在附近的单调区间,即可求解.
【小问1详解】
设,则.
当时,:当时,,
所以在上单调递减,在上单调递增.
因此,,即.
【小问2详解】
由泰勒公式知,①
于是,②
由①②得
所以
即.
【小问3详解】
,则
,设,
由基本不等式知,,当且仅当时等号成立
所以当时,,所以在上单调递增.
又因为是奇函数,且,
所以当时,;当时,.
所以在上单调递减,在上单调递增.
因此,是的极小值点.
下面证明:当时,不是的极小值点.
当时,,
又因为是上的偶函数,且在上单调递增,
所以当时,.
因此,在上单调递减.
又因为是奇函数,且,
所以当时,;当时,.
所以在上单调递增,在上单调递减.
因此,是的极大值点,不是的极小值点.
综上,实数的取值范围是.
【点睛】关键点点睛:第三问是本题的难点,关键是分和两种情况,利用导数判断附近的单调性.
0
1
2
3
0
0
1
↗
极大值6
↘
极小值5
↗
10
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