2024年福建省泉州市安溪县铭选中学高考数学质检试卷(4月份)(含解析)
展开1.已知U=R,A={x|x2−4x+3≤0},B={x||x−3|>1},则A∪∁UB=( )
A. {x|1≤x≤4}B. {x|2≤x≤3}C. {x|1≤x<2}D. {x|2
A. 充分不必要条件B. 充要条件
C. 必要不充分条件D. 既不充分也不必要条件
3.某人将斐波那契数列的前6项“1,1,2,3,5,8”进行排列设置数字密码,其中两个“1”必须相邻,则可以设置的不同数字密码有( )
A. 120种B. 240种C. 360种D. 480种
4.星载激光束与潜艇通信传输中会发生信号能量衰减.已知一星载激光通信系统在近海水下某深度的能量估算公式为Er=3SEP×10−7,其中EP是激光器输出的单脉冲能量,Er是水下潜艇接收到的光脉冲能量,S为光脉冲在潜艇接收平面的光斑面积(单位:km2,光斑面积与卫星高度有关).若水下潜艇光学天线接收到信号能量衰减T满足Γ=10lgErEP(单位:dB).当卫星达到一定高度时,该激光器光脉冲在潜艇接收平面的光斑面积为75km2,则此时Γ大小约为(参考数据:lg2≈0.301)( )
A. −76.02B. −83.98C. −93.01D. −96.02
5.勒洛三角形是一种典型的定宽曲线,以等边三角形每个顶点为圆心,以边长为半径,在另两个顶点间作一段圆弧,三段圆弧围成的曲边三角形就是勒洛三角形.在如图所示的勒洛三角形中,已知AB=2,P为弧AC上的点且∠PBC=45°,则BP⋅CP的值为( )
A. 4− 2
B. 4+ 2
C. 4−2 2
D. 4+2 2
6.已知(2−1x)23=a0+a1x+a2x2+⋅⋅⋅+a22x22+a23x23,则a0222+a1221+⋅⋅⋅+a212+a22=( )
A. −1B. 0C. 1D. 2
7.已知α∈(0,π2),sin4α1+cs4α=sinαcsα−2,则tanα2=( )
A. 155B. 53C. 1515D. 55
8.已知函数φ(x)=lnxx.设s为正数,则在φ(s),φ(s2),φ(2s)中( )
A. φ(s2)不可能同时大于其它两个B. φ(2s)可能同时小于其它两个
C. 三者不可能同时相等D. 至少有一个小于 24
二、多选题:本题共3小题,共18分。在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求。
9.设z为复数(i为虚数单位),下列命题正确的有( )
A. 若z∈R,则z=z−B. 若z2∈R,则z∈R
C. 若z2+1=0,则z=iD. 若(1+i)z=1−i,则|z|=1
10.已知函数f(x)=2sinx+sin2x,则( )
A. f(x)是偶函数,也是周期函数B. f(x)的最大值为3 32
C. f(x)的图像关于直线x=π3对称D. f(x)在(0,π3)上单调递增
11.已知函数y=f(x)的导函数y=f′(x),且f′(x)=−(x−x1)(x−x2),x1
B. f(x1)
D. f(x1+x22)>0
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分。
12.某工厂月产品的总成本y(单位:万元)与月长量x(单位:万件)有如下一组数据,从散点图分析可知y与x线性相关.如果回归方程是y =x+3.5,那么表格中数据a的值为______.
13.已知数列{an}的前n项和为Sn,a1=m,2nan=2Sn+n(n−1),若对任意n∈N*,等式SnS2n=k恒成立,则m= ______.
14.某校数学兴趣小组在研究函数最值的过程中,获得如下研究思路:求函数f(x)=|g(x)−mx−n|的最大值时,可以在平面直角坐标系中把|g(x)−mx−n|看成y=g(x)的图象与直线y=mx+n在相同横坐标处的“高度差”,借助“高度差”探究其最值.借鉴该小组的研究思路,记f(x)=|sinx−mx−n|在[0,π]上的最大值为M,当M取最小值时,m= ______,n= ______.
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.(本小题13分)
已知△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,面积为S,满足S=13(a2−b2)sinC.
(1)证明:sinA=2sinB;
(2)求所有正整数k,m的值,使得c=mb和tanA=ktanC同时成立.
16.(本小题15分)
如图,在三棱台ABC−A1B1C1中,BA⊥BC,平面A1B1BA⊥平面ABC,二面角B1−BC−A的大小为45°,AB=2,BC=A1B1=AA1=1.
(1)求证:AA1⊥平面ABC;
(2)求异而直线BA1与CB1所成角的余弦值.
17.(本小题15分)
某地区的疾控机构为了考察药物A对某疾病的预防效果,在该地区随机抽取96人,调查得到的统计数据如下表所示.
(1)试判断:是否有99%以上的把握认为药物A对预防该疾病有效果?
(2)已知治愈一位服用药物A的该疾病患者需要2个疗程,治愈一位未服用药物A的该疾病患者需要3个疗程.从该地区随机抽取1人,调查其是否服用药物A、是否患该疾病,若未患病,则无需治疗,若患病,则对其进行治疗并治愈.求所需疗程数的数学期望.
附:χ2=n(ad−bc)2(a+b)(c+d)(a+c)(b+d)(其中n=a+b+c+d),P(χ2>6.635)=0.01.
18.(本小题17分)
已知曲线E:x26+y23=1,直线l:y=x+m与曲线E交于y轴右侧不同的两点A,B.
(1)求m的取值范围;
(2)已知点P的坐标为(2,1),试问:△APB的内心是否恒在一条定直线上?若是,请求出该直线方程;若不是,请说明理由.
19.(本小题17分)
已知函数f(x)=aex−1−lnx−1,a∈R.
(1)若a=1,求函数f(x)的单调区间;
(2)若f(x)有且只有2个不同的零点,求a的取值范围.
答案和解析
1.【答案】A
【解析】解:因为A={x|1≤x≤3},B={x|x>4或x<2},
所以∁UB={x|2≤x≤4},A∪(∁UB)={x|1≤x≤4}.
故选:A.
先化简集合A,B,再利用集合的补集和并集运算求解.
本题主要考查了集合的并集及补集运算,属于基础题.
2.【答案】B
【解析】解:若a⊥b,则a⋅b=0,
所以|2a−b|2=4a2−4a⋅b+b2=5,|a+2b|2=a2+4a⋅b+4b2=5,
所以|2a−b|=|a+2b|,满足充分性,
若|2a−b|=|a+2b|,两边平方得a⋅b=0,所以a⊥b,满足必要性.
故选:B.
将|2a−b|=|a+2b|两边平方转化为a⋅b=0,从而得到与a⊥b之间的关系.
本题主要考查数量积判断两个平面向量的垂直关系,属于基础题.
3.【答案】A
【解析】解:将两个1捆绑在一起,则可以设置的不同数字密码有A55=120种.
故选:A.
将两个1捆绑在一起,可以设置的不同数字密码有A55种,计算即可.
本题考查排列相关知识,属于基础题.
4.【答案】B
【解析】解:因为Er=3SEP×10−7,该激光器光脉冲在潜艇接收平面的光斑面积为75km2,
所以ErEP=3S×10−7=375×10−7=4×10−9,
则Γ=10lg4×10−9=10lg4−90=10×0.602−90=−83.98.
故选:B.
由Er=3SEP×10−7,可得ErEP=4×10−9,代入Γ=10lgErEP,由对数的性质求解即可.
本题主要考查函数的实际应用,属于基础题.
5.【答案】C
【解析】解:以B为坐标原点,BC为x轴,垂直于BC方向为y,建立平面直角坐标系,
因为∠PBC=45°,PB=2,所以P(2cs45°,2sin45°),即P( 2, 2),
且B(0,0),C(2,0),所以BP=( 2, 2),CP=( 2−2, 2),
所以BP⋅CP=2−2 2+2=4−2 2,
故选:C.
建立平面直角坐标系,利用平面向量的坐标运算求解.
本题考查平面向量的坐标运算,属于中档题.
6.【答案】D
【解析】解:由(2−1x)23=a0+a1x+a2x2+⋅⋅⋅+a22x22+a23x23,
则a23x23=T24=C2323⋅20⋅(−1x)23=−1x23,得a23=−1,
令x=12,得0=a0+2⋅a1+22⋅a2+⋅⋅⋅+222⋅a22+223⋅a23,
左右两边除以222,得0=a0222+a1221+⋅⋅⋅+a212+a22+2a23,
所以a0222+a1221+⋅⋅⋅+a212+a22=0−(−2)=2.
故选:D.
先根据二项展开式的通项公式求得a23=−1,再利用赋值法,令x=12,进而即可求解.
本题考查二项式定理,属于中档题.
7.【答案】A
【解析】解:∵α∈(0,π2),sin4α1+cs4α=sinαcsα−2,∴2sin2αcs2α2cs22α=sinαcsα−2,
得sin2αcs2α=sinαcsα−2,
得sin2αcsα−cs2αsinα=2sin2α,
可得sinα=4sinαcsα,∴csα=14,sinα= 154,tanα= 15,
又tanα=2tanα21−tan2α2= 15,
得 15tan2α2+2tanα2− 15=0,
解得tanα2= 155.
故选:A.
由已知利用二倍角公式和两角差的正弦公式,化简已知等式可得tanα= 15,结合α∈(0,π2),利用二倍角公式可求出tanα2.
本题主要考查了二倍角公式和两角差的正弦公式,属于中档题.
8.【答案】D
【解析】解:φ′(x)=1−lnxx2,定义域为(0,+∞),
当0
所以φ(x)在(0,e)上单调递增,在(e,+∞)上单调递减,
所以φ(x)≤φ(e)=1e,且φ(2)=φ(4)=ln22,
选项A,若s2=e,则s= e,2s=2 e,
所以φ(s)<φ(s2),φ(2s)<φ(s2),即A错误;
选项B和C,当0
当s>2时,4<2s
综上所述,φ(2s)不可能同时小于φ(s2),φ(s),即B错误;
选项D,设f(x)=ln(1+x)−x2+6x4x+6,则f′(x)=−x3(x+1)(2x+3)2<0在x∈(0,2)上恒成立,
所以f(x)在(0,2)上单调递减,所以f(x)
所以ln22< 24<1e,即∃x0∈(2,4),使得φ(x0)= 24,
反证:假设φ(s),φ(s2),φ(2s)均不小于 24,则s,s2,2s∈(2,4),显然不成立,
故假设不成立,即D正确.
故选:D.
易知φ(x)在(0,e)上单调递增,在(e,+∞)上单调递减,从而有φ(x)≤φ(e)=1e,且φ(2)=φ(4)=ln22,
选项A,特殊值法,取s2=e,可得φ(s)<φ(s2),φ(2s)<φ(s2);
选项B和C,分0
选项D,构造函数f(x)=ln(1+x)−x2+6x4x+6,讨论其在(0,2)上的单调性,推出ln22< 24<1e,于是∃x0∈(2,4),使得φ(x0)= 24,再结合反证法,得解.
本题考查导数的综合应用,理解函数的单调性与导数之间的联系,运用反证法的思想是解题的关键,考查分类讨论思想,逻辑推理能力和运算能力,属于难题.
9.【答案】AD
【解析】解;设z=a+bi(a,b∈R),
A选项,因z∈R,则b=0,则z=a+bi=a−bi=z−,故A正确;
B选项,注意到i2=−1∈R,但i∉R,故B错误;
C选项,注意到(−i)2=−1,则z有可能为−i,故C错误;
D选项,z=1−i1+i=(1−i)2(1+i)(1−i)=−2i2=−i,则|z|=1,故D正确.
故选:AD.
设z=a+bi(a,b∈R),A选项,b=0,后由共轭复数定义可得答案;
B选项,注意到i2=−1;
C选项,注意到(−i)2=−1;
D选项,利用复数除法可得z,后由复数模公式可判断选项正误.
本题主要考查复数的四则运算,属于基础题.
10.【答案】BD
【解析】解:因为f(x)=2sinx+sin2x,定义域为R,关于原点对称,
且f(−x)=2sin(−x)+sin(−2x)=−2sinx−sin2x=−(2sinx+sin2x)=−f(x),
则f(x)是奇函数,故A错误;
因为f′(x)=2csx+2cs2x=2csx+2(2cs2x−1)=2(2csx−1)(csx+1),
令f′(x)=0,则csx=12或csx=−1,
当x∈[−π3+2kπ,π3+2kπ],k∈Z时,f′(x)≥0,函数f(x)单调递增,
当x∈[π3+2kπ,5π3+2kπ],k∈Z时,f′(x)≤0,函数f(x)单调递减,
所以f(x)max=f(π3)=2sinπ3+sin2π3=32 3,故B正确;
因为f(0)=0,f(2π3)=2sin2π3+sin4π3= 32≠0,
所以不关于x=π3对称,故C错误;
因为f′(x)=2(2csx−1)(csx+1),当x∈(0,π3)时,2csx−1>0,csx+1>0,
则f′(x)>0,所以f(x)在(0,π3)上单调递增,故D正确.
故选:BD.
根据奇偶函数的定义即可判断A,求导得到f′(x),从而得到其极值,即可判断B,根据对称性的定义即可判断C,由f′(x)在(0,π3)的正负性即可判断D.
本题主要考查了三角函数奇偶性,单调性及对称性的判断,还考查了函数最值的求解,属于中档题.
11.【答案】AB
【解析】解:令f′(x)>0,解得x1
故x2是函数y=f(x)的一个极大值点,f(x1)
又∵x1
由已知结合导数与单调性及极值关系,导数的几何意义分别检验各选项即可判断.
本题主要考查了导数与单调性及极值关系,导数的定义及几何意义的应用,属于中档题.
12.【答案】6.4
【解析】解:由题意及表知,
x−=1+2+3+44=52,y−=14(3.8+5.6+a+8.2)=17.6+a4,
∵回归方程是y =x+3.5,
∴17.6+a4=2.5+3.5,
∴a=6.4.
故答案为:6.4.
分别求出工厂总成本和月长量的平均值,代入回归方程,即可求出表格中数据a的值.
本题考查线性回归方程的运用,解题的关键是利用线性回归方程恒过样本中心点,这是线性回归方程中最常考的知识点.属于基础题.
13.【答案】12
【解析】解:因为2nan=2Sn+n(n−1),
所以当n≥2时,有2(n−1)an−1=2Sn−1+(n−1)(n−2),
两式相减得2nan−2(n−1)an−1=2(Sn−Sn−1)+n(n−1)−(n−2)(n−1),
即有2nan−2(n−1)an−1=2an+2(n−1),
整理得:(n−1)an−(n−1)an−1=(n−1),
所以an−an−1=1,
所以数列{an}是以m为首项,1为公差的等差数列,
所以an=m+(n−1)×1=m+n−1,n∈N*,Sn=(m+m+n−1)n2=n2+(2m−1)n2,
则S2n=4n2+2(2m−1)n2=2n2+(2m−1)n,
所以SnS2n=n2+(2m−1)n2[2n2+(2m−1)n]=n2+(2m−1)n4n2+(4m−2)n,
又因为对任意n∈N*,等式SnS2n=k恒成立,
所以4(2m−1)=4m−2,解得m=12.
故答案为:12.
根据an,Sn的关系可得数列{an}是以m为首项,1为公差的等差数列,进而由等差数列的求和公式即可化简求解.
本题考查了等差数列通项公式的求法,重点考查了等差数列的前n项和公式,属中档题.
14.【答案】0 12
【解析】解:f(x)=|sinx−mx−n|看成y=sinx的图象与直线y=mx+n在相同横坐标处的“高度差”,
则y=mx+n表示恒过A(0,n)的一条直线,图象如下图,l1,l2,l3分别表示m>0,m=0和m<0,
由图象分析知,则只有当m=0,n=12时,M取最小值12.
故答案为:0;12.
f(x)=|sinx−mx−n|看成y=sinx的图象与直线y=mx+n在相同横坐标处的“高度差”,画出图象,分类讨论,即可得出答案.
本题考查函数的最值以及几何意义,属于中档题.
15.【答案】证明:(1)S=13(a2−b2)sinC=12absinC,
则2a2−3ab−2b2=0,即(a−2b)(a+2b)=0,
∵a,b>0,
∴a−2b=0,即a=2b,
∴由正弦定理可得,sinA=2sinB.
(2)解:∵tanA=ktanC,
∴sinAcsA=k×sinCcsC,即ab2+c2−a22bc=kca2+b2−c22ab,化简整理可得,a2+b2−c2=k(b2+c2−a2),
∵c=mb,a=2b,
∴4b2+b2−m2b2=k(b2+m2b2−4b2),即m2=2k+1+3,
∵k,m均为整数,
∴k=1,m=2.
【解析】(1)根据已知条件,结合三角形的面积公式,推得(a−2b)(a+2b)=0,再结合a,b>0,即可求解.
(2)由题意可得,sinAcsA=k×sinCcsC,再结合余弦定理,即可求解.
本题主要考查解三角形,考查正弦定理、余弦定理的应用,属于基础题.
16.【答案】解:(1)因为BC⊥BA,平面A1B1BA⊥平面ABC,平面A1B1BA∩平面ABC=AB,
BC⊂平面ABC,所以BC⊥平面A1B1BA,又因为AA1,BB1⊂平面A1B1BA,
所以BC⊥AA1,BC⊥BB1,所以∠B1BA是二面角B1−BC−A的平面角,
因为二面角B1−BC−A的大小为45°,所以∠B1BA=45°,
取AB中点O,连结OB1,在梯形A1B1BA中,B1A1//BA,OA=1=B1A1,
所以四边形A1B1OA是平行四边形,所以OB1=AA1=1,OB1//AA1,
从而在三角形OBB1中,∠B1BO=45°,OB1=OB=1,所以∠BB1O=∠B1BO=45°,
所以∠BOB1=90°,即OB1⊥BA,所以AA1⊥BA.
又因为AA1⊥BC,AB,BC⊂平面ABC,AB∩BC=B,所以AA1⊥平面ABC.
(2)以O为坐标原点,OB所在直线为x轴,平面ABC内过O平行于BC的直线为y轴,
OB1所在直线为z轴,建立如图所示的空间直角坐标系O−xyz,
则B(1,0,0),A1(−1,0,1),B1(0,0,1),C(1,1,0),
所以BA1=(−2,0,1),B1C=(1,1,−1),
所以异面直线BA1与CB1所成角的余弦值为|BA1⋅B1C|BA1||B1C||=|−2−1 5× 3|= 155.
【解析】(1)根据已知条件证明AA1⊥BA,又因为AA1⊥BC,即可证明;(2)计算可得BA1=(−2,0,1),B1C=(1,1,−1),代入向量夹角公式即可.
本题考查直线与平面垂直,考查异面直线所成的角,属于中档题.
17.【答案】解:(1)由题意可得χ2=96×(26×10−38×22)232×64×48×48=274=6.75>6.635,
所以有99%以上的把握认为药物A对预防该疾病有效果.
(2)设所需疗程数为X,X的可能取值为0,2,3,
由表格可知,P(X=0)=6496=23;P(X=2)=1096=548;P(X=3)=2296=1148,
所以随机变量X的分布列为
则E(X)=0×23+2×548+3×1148=4348,
所以所需疗程数的数学期望为4348.
【解析】(1)根据表格数据代入卡方的计算公式即可求解;
(2)根据题意求出X的可能取值,分别求出每一个值对应的概率,然后列出分布列,进而计算期望即可.
本题考查独立性检验思想,属于中档题.
18.【答案】解:(1)设直线l的方程为:y=x+m,A(x1,y1),B(x2,y2),
联立y=x+mx26+y23=1,可得3x2+4mx+2m2−6=0,
∴根据题意可得Δ=(4m)2−4×3×(2m2−6)>0x1+x2=−4m3>0x1x2=2m2−63>0,
解得−3
(2)△APB的内心恒在定直线x=2上,理由如下:
设直线AP的斜率为k1,直线BP的斜率为k2,
要证△APB的内心恒在一条定直线上,只需证k1+k2=0,
∵k1=y1−1x1−2,k2=y2−1x2−2,即证(y1−1)(x2−2)+(y2−1)(x1−2)=0,
又(y1−1)(x2−2)+(y2−1)(x1−2)=(x1+m−1)(x2−2)+(x2+m−1)(x1−2)
=2x1x2+(m−3)(x1+x2)−4m+4=4m2−123+(m−3)(−4m3)−4m+4=0,
∴∠APB的平分线总垂直x轴,∴△APB的内心在定直线x=2上.
【解析】(1)设直线l的方程为:y=x+m,联立曲线E的方程,再根据题意建立不等式,即可求解;
(2)设直线AP的斜率为k1,直线BP的斜率为k2,根据韦达定理,分析法,证明k1+k2=0,即可求解.
本题考查直线与椭圆的位置关系,设而不求法与韦达定理的应用,分析法的应用,化归转化思想,不等式思想,属中档题.
19.【答案】解:(1)f′(x)=ex−1−1x,f′(1)=0,
g(x)=f′(x)=ex−1−1x,g′(x)=ex−1+1x2>0恒成立,
∴f′(x)在(0,+∞)递增.
∴当x∈(0,1),f′(x)<0;
x∈(1,+∞),f′(x)>0
∴函数f(x)的单调减区间是(0,1),单调增区间是(1,+∞).
(2)f′(x)=aex−1−1x,
①当a=1时,由(1)知f(x)有且只有一个零点.
②当a≤0时,f′(x)=aex−1−1x<0,则f(x)在区间(0,+∞)上单调递减,
∴f(x)至多有一个零点.
③当a>1时,f′(1a)=a(e1a−1)<0,f′(1)=a−1>0,
又∵y=f′(x)的图象在区间(0,+∞)上连续不间断,
∴∃x0∈(1a,1),使得f′(x0)=0,即aex0−1−1x0=0.
令g(x)=aex−1−1x,g′(x)=aex−1+1x2>0,
∴f′(x)=g(x)在区间(0,+∞)上单调递增,
∴当x∈(0,x0)时,f′(x)
∴f(x)min=f(x0)=aex0−1−lnx0−1=1x0−lnx0−1>1−1=0,
∴f(x)无零点.
④令h(x)=lnx−(x−1),当x>1时,h′(x)=1x−1<0,
∴h(x)在区间[1,+∞)上单调递减,
∴∀x>1,有h(x)
当0a⋅ 1a− a=0,
又∵y=f′(x)的图象在区间(0,+∞)上连续不间断,
∴∃x0∈(1, 1a),使得f′(x0)=0,即aex0−1−1x0=0.
令g(x)=aex−1−1x,g′(x)=aex−1+1x2>0,
∴f′(x)=g(x)在区间(0,+∞)上单调递增,
∴当x∈(0,x0)时,f′(x)
∴f(x)min=f(x0)=aex0−1−lnx0−1=1x0−lnx0−1<1−1=0.
令x1=4a2>1.
f(4a2)=f(x1)=aex1−1−2ln x1−1>ax1−2( x1−1)−1=4a−2×2a+1>0,
又∵函数f(x)在区间(0,x0)上单调递减,在区间(x0,+∞)上单调递增,且y=f(x)的图象连续不间断,
1e<1
∴f(x)有且只有2个零点.
综上,若函数f(x)有且只有2个零点,则实数a的取值范围是(0,1).
【解析】(1)利用导数法求函数的单调性的步骤即可求解;
(2)利用分类讨论及函数的零点与单调性的关系,再利用导数法求函数的单调性及最值,结合函数零点的存在性定理即可求解.
本题主要考查利用导数研究函数的单调性与最值,考查运算求解能力,属于难题x/万件
1
2
3
4
y/万件
3.8
5.6
a
8.2
患病
未患病
合计
服用约物A
10
38
48
未服用约物A
22
26
48
合计
32
64
96
X
0
2
3
P
23
548
1148
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