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上海市华东师大二附中2020-2021高三(上)12月月考数学试卷(解析版)

上海市华东师大二附中高三(上)12月月考数学试卷

 

一、填空题(前6题每小题6分,后6题每小题6分,共54分)

1.计算: =  i是虚数单位)

2.双曲线的渐近线的夹角为  

3.在二项式的展开式中,常数项等于  

4.设全集U=R,已知,则AB=  

5.函数的定义域是  

6.幂函数fx=m2m1xmx0+∞)时为减函数,则m的值为  

7.已知等比数列{an}满足a2=2a3=1,则=  

8.若xy满足,则z=x+2y的最大值为  

9.点P是棱长为1的正方体ABCDA1B1C1D1的底面A1B1C1D1上一点,则的取值范围是  

10.已知关于x的不等式(4kxk212k9)(2x110,其中kR,对于不等式的解集A,记B=AZ(其中Z为整数集),若集合B是有限集,则使得集合B中元素个数最少时的实数k的取值范围是  

11.设三角形ABC的内角ABC所对的边长分别是abc,且,若ABC不是钝角三角形,则的取值范围是  

12.数列{2n1}的前n1372n1组成集合nN*),从集合An中任取kk=123n)个数,其所有可能的k个数的乘积的和为Tk(若只取一个数,规定乘积为此数本身),记Sn=T1+T2++Tn,例如当n=1时,A1={1}T1=1S1=1;当n=2时,A2={13}T1=1+3T2=1×3S2=1+3+1×3=7,试写出Sn=  

 

二、选择题(每小题5分,共20分)

13.如果ab0,那么下列不等式成立的是(  )

Aa2ab B.﹣abb2 C D

14.已知函数y=fx),xR是奇函数,其部分图象如图所示,则在(﹣10)上与函数fx)的单调性相同的是(  )

A By=log2|x|

C Dy=cos2x

15.将一个圆的八个等分点分成相间的两组,连接每组的四个点得到两个正方形.去掉两个正方形内部的八条线段后可以形成一正八角星,如图所示.设正八角星的中心为O,并且 = =,若将点O到正八角星16个顶点的向量,都写成为λ+μλμR的形式,则λ+μ的最大值为(  )

A B2 C1+ D2

16.直线lax+y1=0xy轴的交点分别为AB,直线l与圆Ox2+y2=1的交点为CD,给出下面三个结论:

a1SAOB=a1|AB|<|CD|a1SCOD

其中,所有正确结论的序号是(  )

A①② B②③ C①③ D①②③

 

三、解答题(14+14+14+16+18分,共76分)

17.已知函数fx=Asinωx+φ)(A0ω0|φ|<)的部分图象如图所示.

)写出函数fx)的解析式及x0的值;

)求函数fx)在区间[]上的最大值与最小值.

18.如图,在RtAOB中,OAB=,斜边AB=4DAB的中点.现将RtAOB以直角边AO为轴旋转一周得到一个圆锥,点C为圆锥底面圆周上的一点,且BOC=

1)求该圆锥的全面积;

2)求异面直线AOCD所成角的大小.

(结果用反三角函数值表示)

19.已知命题P:函数|fa|<2,命题Q:集合A={x|x2+a+2x+1=0xR}B={x|x0}AB=

1)分别求命题PQ为真命题时的实数a的取值范围;

2)当实数a取何范围时,命题PQ中有且仅有一个为真命题;

3)设PQ皆为真时a的取值范围为集合S,若RTS,求m的取值范围.

20.定义max{x1x2x3xn}表示x1x2x3xn中的最大值.

已知数列an=bn=cn=,其中n+m+p=200m=knnmpkN*.记dn=max{anbncn}

)求max{anbn}

)当k=2时,求dn的最小值;

kN*,求dn的最小值.

21.已知点P到圆(x+22+y2=1的切线长与到y轴的距离之比为tt0t1);

1)求动点P的轨迹C的方程;

2)当时,将轨迹C的图形沿着x轴向左移动1个单位,得到曲线G,过曲线G上一点Q作两条渐近线的垂线,垂足分别是P1P2,求的值;

3)设曲线C的两焦点为F1F2,求t的取值范围,使得曲线C上不存在点Q,使F1QF20θπ).

 


2017-2018学年上海市华东师大二附中高三(上)12月月考数学试卷

参考答案与试题解析

 

一、填空题(前6题每小题6分,后6题每小题6分,共54分)

1.计算: = i i是虚数单位)

【考点】复数代数形式的混合运算.

【分析】i2017=i4504•i=i,可得原式=,再利用复数的运算法则即可得出.

【解答】解:i2017=i4504•i=i

原式====i

故答案为:i

 

2.双曲线的渐近线的夹角为  

【考点】双曲线的简单性质.

【分析】根据题意,由双曲线的方程可得渐近线方程,求出渐近线的倾斜角,结合图形分析可得答案.

【解答】解:根据题意,双曲线的方程为:

则其渐近线方程为:y=±x

直线y=x的倾斜角为,直线y=x的倾斜角为

则其渐近线的夹角为

故答案为:

 

3.在二项式的展开式中,常数项等于 160 

【考点】二项式定理.

【分析】展开式的通项为=,要求常数项,只要令62r=0可得r,代入即可求

【解答】解:展开式的通项为=

62r=0可得r=3

常数项为=160

故答案为:160

 

4.设全集U=R,已知,则AB= {x|2x3} 

【考点】交集及其运算.

【分析】先分别求出集合AB,由此能求出AB

【解答】解:

A={x|xx2}B={x|1x3}

AB={x|2x3}

故答案为:{x|2x3}

 

5.函数的定义域是 (﹣,﹣3(﹣30) 

【考点】函数的定义域及其求法.

【分析】0指数幂的底数不为0,分母中根式内部的代数式大于等于0联立不等式组求解.

【解答】解:由,解得x0x3

函数的定义域是:(﹣,﹣3(﹣30).

故答案为:(﹣,﹣3(﹣30).

 

6.幂函数fx=m2m1xmx0+∞)时为减函数,则m的值为 2 

【考点】幂函数的概念、解析式、定义域、值域.

【分析】利用幂函数的定义和单调性即可求出.

【解答】解:幂函数y=m2m1xmx0+∞)时为减函数,

m必满足,解得m=2,即y=x2

故答案为:2

 

7.已知等比数列{an}满足a2=2a3=1,则=  

【考点】数列的极限.

【分析】利用a2=2a3=1,两式相除可求得q,根据a2=2进而可求得a1再根据数列{anan+1}为以q2为公比,8为首项等比数列,根据等比数列的求和公式可得a1a2+a2a3++anan+1,进而答案可得.

【解答】解:a2=2a3=1,解得q=

a1=4a1a2a2a3anan+1,是公比为的等比数列,首项为:8

a1a2+a2a3++anan+1=

==

故答案为:

 

8.若xy满足,则z=x+2y的最大值为 2 

【考点】简单线性规划.

【分析】作出不等式对应的平面区域,利用线性规划的知识,通过平移即可求z的最大值.

【解答】解:作出不等式对应的平面区域,

z=x+2y,得y=

平移直线y=,由图象可知当直线y=经过点A时,直线y=的截距最大,此时z最大.

,得

A),

此时z的最大值为z=1+2×=1+1=2

故答案为:2

 

9.点P是棱长为1的正方体ABCDA1B1C1D1的底面A1B1C1D1上一点,则的取值范围是 [0] 

【考点】平面向量数量积的运算.

【分析】建立空间直角坐标系,设出点P的坐标为(xyz),则由题意可得0x10y1z=1,计算=x2x,利用二次函数的性质求得它的值域即可.

【解答】解:以点D为原点,以DA所在的直线为x轴,以DC所在的直线为y轴,以DD1所在的直线为z轴,

建立空间直角坐标系,如图所示;

则点A100),C1 011),

设点P的坐标为(xyz),由题意可得 0x10y1z=1

=1x,﹣y,﹣1),=(﹣x1y0),

=x1x)﹣y1y+0=x2x+y2y=+

由二次函数的性质可得,当x=y=时, •取得最小值为﹣

x=01,且y=01时, •取得最大值为0

的取值范围是[0]

故答案为:[0]

 

10.已知关于x的不等式(4kxk212k9)(2x110,其中kR,对于不等式的解集A,记B=AZ(其中Z为整数集),若集合B是有限集,则使得集合B中元素个数最少时的实数k的取值范围是 {2345} 

【考点】交集及其运算.

【分析】k分类讨论,利用一元二次不等式的解法求出已知不等式的解集确定出A,根据B=AZ(其中Z为整数集),集合B为有限集,即可得出.

【解答】解:分情况考虑:k0A={x|++3x}

k=0A={x|x}

0k1k9A={x|x,或x++3}

1k9A={x|x++3,或x}

B=AZ(其中Z为整数集),集合B为有限集,

只有k0B={2345}

故答案为:{2345}

 

11.设三角形ABC的内角ABC所对的边长分别是abc,且,若ABC不是钝角三角形,则的取值范围是 (14] 

【考点】余弦定理.

【分析】先求得C的范围,由正弦定理及两角和的正弦函数公式化简1+,由角C越大,越小,求得的取值范围.

【解答】解:三角形ABC中,,若ABC不是钝角三角形,由A+C=

可得C

利用正弦定理可得====1+

显然,角C越大,越小.

C=时,cosC=0,则=1;当C时, =1+14).

综上可得,14]

故答案为:(14]

 

12.数列{2n1}的前n1372n1组成集合nN*),从集合An中任取kk=123n)个数,其所有可能的k个数的乘积的和为Tk(若只取一个数,规定乘积为此数本身),记Sn=T1+T2++Tn,例如当n=1时,A1={1}T1=1S1=1;当n=2时,A2={13}T1=1+3T2=1×3S2=1+3+1×3=7,试写出Sn= 1 

【考点】元素与集合关系的判断.

【分析】通过计算出S3,并找出S1S2S3的共同表示形式,进而利用归纳推理即可猜想结论.

【解答】解:当n=3时,A3={137}

T1=1+3+7=11T2=1×3+1×7+3×7=31T3=1×3×7=21

S3=T1+T2+T3=11+31+21=63

S1=1=211=1

S2=7=231=1

S3=63=261=1

猜想:Sn=1

故答案为:1

 

二、选择题(每小题5分,共20分)

13.如果ab0,那么下列不等式成立的是(  )

Aa2ab B.﹣abb2 C D

【考点】不等式的基本性质.

【分析】利用不等式的基本性质即可得出.

【解答】解:对于A:由ab0,得:a2ab,故A错误;

对于B:若ab0,则﹣ab0b0abb2,故B正确;

对于C:由ab0,两边同除以ab得:,即,故C错误;

对于D011,故D错误;

故选:B

 

14.已知函数y=fx),xR是奇函数,其部分图象如图所示,则在(﹣10)上与函数fx)的单调性相同的是(  )

A By=log2|x|

C Dy=cos2x

【考点】函数奇偶性的性质;奇偶性与单调性的综合.

【分析】根据题意,由函数奇偶性的性质分析可得y=fx)在(﹣10)上单调递增,据此依次分析选项中函数在区间(﹣10)上的单调性,即可得答案.

【解答】解:根据图象可以判断出(01)单调递增,又由函数y=fx)(xR)是奇函数,

则函数y=fx)在(﹣10)上单调递增,

依次分析选项:

对于A、对于y=x+y′=1=,当﹣1x0时,y′0,则fx)在(﹣10)是减函数,不符合题意,

对于B、当﹣1x0时,y=log2|x|=log2(﹣x),令t=x,则y=log2tt=x在(﹣10)为减函数,而y=log2t为增函数,则y=log2|x|在(﹣10)是减函数,不符合题意,

对于C、当﹣1x0时,y=ex=x,而01,则y=ex在(﹣10)为减函数,不符合题意,

对于Dy=cos2x),当﹣1x0,则有﹣22x0y=cos2x)为增函数,符合题意;

故选:D

 

15.将一个圆的八个等分点分成相间的两组,连接每组的四个点得到两个正方形.去掉两个正方形内部的八条线段后可以形成一正八角星,如图所示.设正八角星的中心为O,并且 = =,若将点O到正八角星16个顶点的向量,都写成为λ+μλμR的形式,则λ+μ的最大值为(  )

A B2 C1+ D2

【考点】向量在几何中的应用.

【分析】根据题意找出使得λ+μ最大的顶点C,根据向量加法的平行四边形法则可作出平行四边形OBCD,这样结合图形及向量数乘的几何意义便可得出,这样由平面向量基本定理即可求出λ+μ的最大值.

【解答】解:如图,根据图形及向量加法的平行四边形法则可看出O到顶点C的向量,此时λ+μ最大;

作平行四边形OBCD,设BC=a,根据题意得,OA=

=

λ+μ的最大值为

故选C

 

16.直线lax+y1=0xy轴的交点分别为AB,直线l与圆Ox2+y2=1的交点为CD,给出下面三个结论:

a1SAOB=a1|AB|<|CD|a1SCOD

其中,所有正确结论的序号是(  )

A①② B②③ C①③ D①②③

【考点】直线与圆的位置关系.

【分析】a1时,分别可得直线的截距,由三角形的面积公式易得结论正确;a1时,反证法可得结论错误;由三角形的面积公式可得SCOD=sinAOC,可得结论正确.

【解答】解:a1时,把x=0代入直线方程可得y=a,把y=0代入直线方程可得x=

SAOB=×a×=,故结论正确;

a1时,|AB|=,故|AB|2=a2+

直线l可化为a2x+ya=0,圆心Ol的距离d=

==,故|CD|2=41d2=4[1﹣(a2+]

假设|AB|<|CD|,则|AB|2|CD|2,即a2+41),

整理可得(a2+24a2++40,即(a2+220

显然矛盾,故结论错误;

SCOD=|OA||OC|sinAOC=sinAOC

a1,使得SCOD,结论正确.

故选:C

 

三、解答题(14+14+14+16+18分,共76分)

17.已知函数fx=Asinωx+φ)(A0ω0|φ|<)的部分图象如图所示.

)写出函数fx)的解析式及x0的值;

)求函数fx)在区间[]上的最大值与最小值.

【考点】y=Asinωx+φ)的部分图象确定其解析式;三角函数的最值.

【分析】I)由函数图象可知AT=π,利用周期公式可求ω,又函数过点(2),结合范围|φ|<,解得φ,可求函数解析式,由函数图象可得2sin2x0+=,可解得x0=kπkZ,又结合范围x0,从而可求x0的值.

II)由x[],可求范围2x+[],利用正弦函数的图象和性质即可求其最值.

【解答】(本小题满分13分)

解:(IA0ω0,由函数图象可知,A=2T==2[x0﹣(x0],解得ω=2

函数过点(2),可得:2=2sin2×+φ),解得:2×+φ=2kπ+kZ

|φ|<

可得:φ=

fx=2sin2x+),

由函数图象可得:2sin2x0+=,解得:2x0+=2kπ+kZ,可得:x0=kπkZ

x0

x0=

II)由x[],可得:2x+[]

2x+=时,即x=fxmin=f(﹣=1

2x+=时,即x=fxmax=f=2.      

 

18.如图,在RtAOB中,OAB=,斜边AB=4DAB的中点.现将RtAOB以直角边AO为轴旋转一周得到一个圆锥,点C为圆锥底面圆周上的一点,且BOC=

1)求该圆锥的全面积;

2)求异面直线AOCD所成角的大小.

(结果用反三角函数值表示)

【考点】异面直线及其所成的角;棱柱、棱锥、棱台的侧面积和表面积.

【分析】1)求出圆锥底面半径,圆锥的侧面积S,然后求解圆锥的全面积.

2)过DDMAOBOM,连CM,说明CDM为异面直线AOCD所成角,在RtCDM中,求解异面直线AOCD所成角的大小.

【解答】解:(1RtAOB中,OB=2

即圆锥底面半径为2

圆锥的侧面积S=πrl=8π….4’

故圆锥的全面积S=S+S=8π+4π=12π….6’

2)过DDMAOBOM,连CM

CDM为异面直线AOCD所成角….8’

AO平面OBCDM平面OBCDMMC

RtAOB中,

DAB的中点MOB的中点,

OM=1

RtCDM中,….10’

即异面直线AOCD所成角的大小为….12’

 

19.已知命题P:函数|fa|<2,命题Q:集合A={x|x2+a+2x+1=0xR}B={x|x0}AB=

1)分别求命题PQ为真命题时的实数a的取值范围;

2)当实数a取何范围时,命题PQ中有且仅有一个为真命题;

3)设PQ皆为真时a的取值范围为集合S,若RTS,求m的取值范围.

【考点】集合关系中的参数取值问题.

【分析】1)由题意可得,由|fa|=||<2解不等式可得Pa(﹣57);由AB=,可得A有两种情况

A=,则=a+2)(a+2)﹣40Aφ,则,解可得Q

2)当P为真,则;当Q为真,则可求

3)当PQ都为真时,可求S=(﹣47),利用基本不等式可求T,进而可求RT,然后根据RTS,可求

【解答】解:(1)由题意可得,由|fa|=||<2可得﹣6a16

解可得,﹣5a7

Pa(﹣57

集合A={x|x2+a+2x+1=0xR}B={x|x0}AB=

A=,则=a+2)(a+2)﹣40,即﹣4a0

Aφ,则,解可得,a0

综上可得,a4

Qa(﹣4+∞

2)当P为真,则a(﹣5,﹣4]

Q为真,则a[7+∞

所以a(﹣5,﹣4]∪[7+∞

3)当PQ都为真时,S=(﹣47

综上m04]

 

20.定义max{x1x2x3xn}表示x1x2x3xn中的最大值.

已知数列an=bn=cn=,其中n+m+p=200m=knnmpkN*.记dn=max{anbncn}

)求max{anbn}

)当k=2时,求dn的最小值;

kN*,求dn的最小值.

【考点】数列的应用.

【分析】)由题意,max{anbn}=max{ }=,分别求得k=1k=2k3时,分别求得max{anbn}

)当k=2时,由()可得dn=max{ancn}=max{ },根据数列的单调性求得n=dn取得最小值,4445,分别求得d44d45,比较即可求得dn取得最小值;

)由(II)可知,当k=2时,dn的最小值为,当k=1k3时,根据函数单调性,分别求得可能取最小值时,n的取值,比较即可求得dn取得最小值;

【解答】解:( I)由题意,max{anbn}=max{ }

因为=

所以,当k=1时,,则max{anbn}=bn=

k=2时, =,则max{anbn}=an=

k3时,,则max{anbn}=an=

II)当k=2时,dn=max{anbncn}=max{ancn}=max{ }

因为数列{an}为单调递减数列,数列{cn}为单调递增数列,

所以当=时,dn取得最小值,此时n=

又因为4445

d44=max{a44c44}=a44=d45=c45=,有d44d45

所以dn的最小值为

III)由(II)可知,当k=2时,dn的最小值为

k=1时,dn=max{anbncn}=max{bncn}=max{ }

因为数列{bn}为单调递减数列,数列{cn}为单调递增数列,

所以当=时,dn取得最小值,此时n=

又因为7273

d72=b72=d72=c72=,.

此时dn的最小值为

2k3时,=anbn

所以dn=max{anbncn}=max{ancn}≥max{ }

hn=max{ }

因为数列{an}为单调递减数列,数列{}为单调递增数列,

所以当=时,hn取得最小值,此时n=

又因为3637

h36=a36=h37=

此时dn的最小值为..

综上,dn的最小值为d44=

 

21.已知点P到圆(x+22+y2=1的切线长与到y轴的距离之比为tt0t1);

1)求动点P的轨迹C的方程;

2)当时,将轨迹C的图形沿着x轴向左移动1个单位,得到曲线G,过曲线G上一点Q作两条渐近线的垂线,垂足分别是P1P2,求的值;

3)设曲线C的两焦点为F1F2,求t的取值范围,使得曲线C上不存在点Q,使F1QF20θπ).

【考点】轨迹方程.

【分析】1)设Pxy),则P到圆的切线长为,利用勾股定理列方程化简即可得出动点P的轨迹C的方程;

2)当t=时,轨迹C的方程化为:.可得曲线G的方程为.可得曲线G的渐近线方程为y=xy=x.设Qx0y0),P1m m),P2n,﹣n), =.可得mn.又y02=2x025,利用数量积运算性质即可得出;

3)对曲线C得类型进行讨论,得出F1QF2的最大值,利用三角恒等变换列不等式解出t的范围.

【解答】解:(1)圆(x+22+y2=1的圆心为M(﹣20),半径r=1

Pxy),则P到圆的切线长为

=t|x|

x+22+y21=t2x2

整理得(1t2x2+y2+4x+3=0

则动点P的轨迹C的方程为:(1t2x2+y2+4x+3=0

2)当t=时,轨迹C的方程为﹣2x2+4x+3+y2=0,即

曲线G的方程为

曲线G的渐近线方程为y=xy=x

Qx0y0),P1m m),P2n,﹣n),

 =

m=n=

y02=2x025

=mx0)(nx0+my0)(﹣ny0=mx0)(nx0)﹣x0mx0n

=mx0)(nx0),

===

3)曲线C的方程可化为(1t2)(x+2+y2=3

0t1时,曲线C为焦点在x轴上的椭圆,椭圆标准方程为+=1

Q为短轴端点时,F1QF2取得最大值,设F1QF2的最大值为α,则tan2===

cosα==12t2

若曲线C上不存在点Q,使F1QF2,则θα

cosθ12t2,解得0t

t1时,曲线C为焦点在x轴的双曲线,0F1QF2π

0θπ时,曲线C上始终存在的Q使得F1QF2

综上,当0t时,曲线C上不存在点Q,使F1QF2


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