2024-2025学年福建省名校联盟部分中学高三(上)期中数学试卷(含答案)
展开这是一份2024-2025学年福建省名校联盟部分中学高三(上)期中数学试卷(含答案),共8页。试卷主要包含了单选题,多选题,填空题,解答题等内容,欢迎下载使用。
1.已知集合A={−2,−1,0,1,2},B={x|12<2x<8},则A∩B=( )
A. {−1,0,1}B. {0,1,2}C. {1,2,3}D. {−1,0,1,2}
2.设m,n∈R,则“m3>n3”是“3m>3n”的( )
A. 充分不必要条件B. 必要不充分条件
C. 充分必要条件D. 既不充分也不必要条件
3.若复数z满足i(z−i)=2+i,则|z|=( )
A. 2B. 2C. 5D. 10
4.若直线y=ax与曲线y=e2x相切,则a=( )
A. 2B. eC. 2eD. e2
5.已知α,β均为锐角,若sin(α+β)=13,sin(α−β)=14,则( )
A. tanαtanβ=17B. tanαtanβ=7C. tanαtanβ=17D. tanαtanβ=7
6.已知x,y均为正实数,若x+y=1,则2x−y+2xy的最小值为( )
A. 4B. 9C. 12D. 14
7.已知平面向量a,b,c,若|a|=|b|=|a−b|=|c−2a|=1,则b⋅c的最大值为( )
A. 32B. 1C. 3D. 2
8.已知函数f(x)=(x2−aex)ln(x+1)的图象经过四个象限,则a的取值范围为( )
A. (0,e)B. (0,e−1)C. (4e−2,e)D. (0,4e−2)
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.记等差数列{an}的前n项和为Sn,若a10=9,S20=200,则( )
A. a1=1B. {an}是递增数列
C. 当n=4时,Sn取得最小值D. 若Sn>0,则n的最小值为11
10.已知函数f(x)=sin2x+acs2x满足f(x)≤f(π8),则( )
A. a=1
B. 点(−9π8,0)是曲线y=f(x)的对称中心
C. f(x)在区间(π8,3π4)上单调递减
D. 若函数f(λx)(λ>0)在区间(0,π)上恰有两个极值点,则λ∈(58,98]
11.已知函数f(x)的定义域为R,满足f(x+y)=f(x)f(1−y)+f(y)f(1−x),f(1)=1,则( )
A. f(0)=0B. f(x)=f(2−x)C. f(x)是偶函数D. k=12025f(k)=1
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分。
12.已知数列{an}为等比数列,若a1=1,a2=−12,则数列{|an|}的前6项和为______.
13.已知函数f(x)=(x−a)3lnx+bx的图象关于直线x=1对称,则a+b= ______.
14.在平面四边形ABCD中,若AB=AD=1,BC=2BD,BD⊥BC,则AC的最大值为______.
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.(本小题13分)
已知椭圆C:x2a2+y2b2=1(a>b>0)的右焦点为F(1,0),离心率为 22.
(1)求C的方程;
(2)已知点M(0,13),直线l过F且与C交于A,B两点,若|MA|=|MB|,求l的方程.
16.(本小题15分)
记△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知b−2csAa=2csCc.
(1)求c;
(2)若BA⋅BC=2CA⋅CB,求△ABC面积的最大值.
17.(本小题15分)
如图,三棱柱ABC−A1B1C1中,点A1在底面ABC的射影为O,AB⊥AC,A1A=A1B=4,AC=3,A1O=2 3,E是A1B的中点.
(1)证明:OE//平面AA1C1C;
(2)若直线AB与平面EAC所成角的正弦值为 105,求三棱柱ABC−A1B1C1的体积.
18.(本小题17分)
已知函数f(x)=aex−a−lnx−1,a≥0.
(1)当a=0时,求函数F(x)=f(x)+x的最小值;
(2)若f(x)≥0,求a;
(3)证明:f(x)+|x−a|≥0.
19.(本小题17分)
若有穷数列An:a1,a2,⋯,an(n∈N∗,n≥2)满足:①a1=1;②|ak+1−ak|=qk,则称An为Eq数列.
(1)已知A4是E1数列,写出a4的所有可能值;
(2)已知An是E2数列,对任意给定的n,将an的所有可能取值从小到大排列构成一个新的数列{cm}.
(i)证明:当n≥3时,{cm}是等差数列;
(ii)求{cm}中所有项的和.
参考答案
1.B
2.C
3.A
4.C
5.D
6.B
7.D
8.D
9.BD
10.ABD
11.ABD
12.6332
13.−1
14.2+ 5
15.解:(1)因为椭圆C的右焦点为F(1,0),
所以c=1,
因为椭圆的离心率为 22,
所以e=ca= 22,
解得a= 2,
则b2=a2−c2=2−1=1,
故椭圆C的方程为x22+y2=1;
(2)当直线l斜率不存在时,显然不满足条件;
当直线l斜率存在时,
设直线l的方程为y=k(x−1),A(x1,y1),B(x2,y2),
联立y=k(x−1)x22+y2=1,消去y并整理得(1+2k2)x2−4k2x+2k2−2=0,
此时Δ=8(k2+1)>0,
由韦达定理得x1+x2=4k21+2k2,x1x2=2k2−21+2k2,
所以y1+y2=k(x1+x2)−2k=k⋅4k21+2k2−2k=−2k1+2k2,
所以AB的中点坐标为G(2k21+2k2,−k1+2k2),
当k=0时,满足条件,
此时AB的中垂线为x=0;
当k≠0时,若|MA|=|MB|,
此时直线MG与直线l垂直,
因为kMG=−k1+2k2−132k21+2k2−0=−3k−1−2k26k2=−1k,
整理得2k2−3k+1=0,
解得k=1或k=12.
综上所述,直线l的方程为y=0或x−y−1=0或x−2y−1=0.
16.解:(1)b−2csAa=2csCc,
则bc−2ccsA=2acsC,
由正弦定理可得,csinB−2sinCcsA=2sinAcsC,
故csinB=2sinCcsA+2sinAcsC=2sin(A+C)=2sinB,
sinB≠0,
则c=2;
(2)BA⋅BC=2CA⋅CB,
则cacsB=2bacsC,即ccsB=2bcsC,
由正弦定理可得,sinCcsB=2sinBcsC,
故3sinCcsB=2sinBcsC+2sinCcsB=2sin(B+C)=2sinA,
由正弦定理可得,3ccsB=2a,
c=2,
则a=3csB,
所以S=12acsinB=asinB=32sin2B≤32,当B=π4时,等号成立,
故△ABC面积的最大值为32.
17.(1)证明:取AB的中点F,连接OF,A1F,
因为A1A=A1B,所以A1F⊥AB,
因为点A1在底面ABC的射影为O,即A1O⊥平面ABC,且AB⊂平面ABC,
所以A1O⊥AB,
又A1F∩A1O=A1,A1F,A1O⊂平面A1OF,
所以AB⊥平面A1OF,
因为OF⊂平面A1OF,所以AB⊥OF,
又AB⊥AC,所以OF//AC,
因为E,F分别为A1B,AB的中点,所以EF//AA1,
因为OF∩EF=F,OF,EF⊂平面OEF,AC∩AA1=A,AC,AA1⊂平面AA1C1C,
所以平面OEF//平面AA1C1C,
又OE⊂平面OEF,所以OE//平面AA1C1C.
(2)解:以A为原点,AB,AC所在直线分别为x,y轴,作Az//A1O为z轴,建立如图所示的空间直角坐标系,
设AB=2m(m>0),OF=n(n>0),
则A(0,0,0),B(2m,0,0),C(0,3,0),O(m,n,0),A1(m,n,2 3),
因为E是A1B的中点,所以E(3m2,n2, 3),
所以AE=(3m2,n2, 3),AC=(0,3,0),AB=(2m,0,0),
设平面EAC的法向量为u=(x,y,z),则u⋅AE=3m2x+n2y+ 3z=0u⋅AC=3y=0,
令x=−2,则y=0,z= 3m,所以u=(−2,0, 3m),
因为直线AB与平面EAC所成角的正弦值为 105,
所以 105=|cs|=|u⋅AB||u|⋅|AB|=|−4m|2m× 4+3m2=2 4+3m2,解得m=± 2(舍负),
所以AB=2m=2 2,
故三棱柱ABC−A1B1C1的体积V=A1O⋅S△ABC=A1O⋅12AB⋅AC=2 3⋅12⋅3⋅2 2=6 6.
18.解:(1)当a=0时,f(x)=−lnx−1,F(x)=f(x)+x=−lnx+x−1,x∈(0,+∞),
F′(x)=−1x+1=x−1x,当0
所以F(x)在(0,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增,
所以F(x)min=F(1)=0.
(2)若f(x)≥0,则aex−a−lnx−1≥0,所以ae−a≥(lnx+1)e−x,
设m(x)=(lnx+1)e−x,x∈(0,+∞),
所以m′(x)=1xe−x−(lnx+1)e−x=(1x−lnx−1)e−x,
令n(x)=1x−lnx−1,因为y=−lnx−1,y=1x在x∈(0,+∞)上单调递减,
所以n(x)在x∈(0,+∞)上单调递减,且n(1)=0,
所以当0
所以m(x)在(0,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减,
所以m(x)max=m(1)=e−1,即ae−a≥e−1,即a≥ea−1,
即lna≥lnea−1=a−1.
由(1)知,a−1≥lna,即a−1=lna,所以a=1.
(3)证明:①当a=0时,由(1)可得f(x)+x>0,成立;
②当a>0时,当x≥a时,f(x)+|x−a|=aex−a−lnx+x−a−1=a(ex−a−1)+(x−lnx−1),
由(1)知,x≥lnx+1,则f(x)+|x−a|≥a(ex−a−1)≥0;
当x由(1)知,x≥lnx+1,即ex≥x+1,所以ex−a+lna≥x−a+lna+1,
则f(x)+|x−a|≥x−a+lna+1−lnx+a−x−1=lna−lnx>0.
综上所述,f(x)+|x−a|≥0.
19.解:(1)|ak+1−ak|=1,设ak+1−ak=ek,ek∈{−1,1},
故a4=a1+a2−a1+⋯+a4−a3=1+e1+e2+e3,
因为ek=−1或ek=1,
故a4∈{−2,0,2,4}.
(2)(i)证明:|ak+1−ak|=2k,设ak+1−ak=bk2k,bk∈{−1,1},
所以an=a1+a2−a1+⋯+an−an−1=1+b121+b222+⋯+bn−12n−1,
不妨设(aM)i,(aM)j是aM中所有可能中的任意两个,
假设(aM)i=1+bi121+⋯+biM−12M−1,(aM)j=1+bj121+⋯+bjM−12M−1,
不妨设biM−1=bjM−1,biM−2=bjM−2,bik=bjk,bik−1≠bjk−1,
所以(aM)i−(aM)j=(1+bi121+⋯+bik−12k−1)−(1+bj121+⋯+bjk−12k−1),
不妨设bik−1=1,bjk−1=−1,
则(aM)i−(aM)j≥(1−21−⋯−2k−2+2k−1)−(1+21+⋯+2k−2−2k−1)
=(−2k−1+3+2k−1)−(2k−1−1−2k−1)=4,
即am=1+b121+b222+⋯+bm−12m−1中的2m−1种表示中,其取值互不相等,
即数列{cm}中共有2n−1项,易得c1=1−2−22−⋯−2n−1=−2n+3,
c2n−1=1+2+⋯+2n−1=2n−1,故c2n−1−c1=2n+1−4;又c2n−1−c1=c2n−1−c2n−1−1+c2n−1−1−c2n−1−2+...+c2−c1≥4+4+...+4=2n+1−4,
故{cm}中ci+1−ci=4恒成立.
故{cm}是以等差数列c1=−2n+3为首项,4为公差的等差数列;
(ii)当n=2时,{cn}只有两项,分别为−1,3,故和为2,
当n≥3,由(i)可得,因为{cm}是等差数列,共有2n−1项,
故其所有和为2n−1(c1+c2n−1)2=2n−1(−2n+3+2n−1)2=2n−1.
综上,{cm}中所有项的和为2n−1.
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