
本試卷共23小題,滿分150分,考試用時120分鐘.
第I卷 選擇題(60分)
一、選擇題:本題共12小題,每小題5分,共60分.在每小題給出的四個選項中,只有一項是符合題目要求的.
1. 全集,集合,,則陰影部分表示的集合是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】根據(jù)給定的條件利用韋恩圖反應(yīng)的集合運算直接計算作答.
【詳解】韋恩圖陰影部分表示的集合為,而全集,集合,,
所以.
故選:C
2. 復(fù)數(shù)(,為虛數(shù)單位),在復(fù)平面內(nèi)所對應(yīng)的點在上,則( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】求出復(fù)數(shù)在復(fù)平面內(nèi)所對應(yīng)的點的坐標(biāo),代入,求得,再根據(jù)復(fù)數(shù)的模的公式即可得解.
【詳解】解:復(fù)數(shù)在復(fù)平面內(nèi)所對應(yīng)的點的坐標(biāo)為,
因為點在上,
所以,解得,
所以,
所以.
故選:B.
3. 若實數(shù)x,y滿足約束條件,則z=3x+y的最大值為( )
A. B. 3C. D. 4
【答案】D
【解析】
【分析】畫出約束條件的可行域,利用目標(biāo)函數(shù)的幾何意義,求解即可.
【詳解】解:可行域如圖所示,作出直線,可知要取最大值,
即直線經(jīng)過點.
解方程組得,,
所以.
故選:D.
4. 函數(shù)的大致圖象是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】從各項圖象的區(qū)別,確定先判斷函數(shù)奇偶性(對稱性),再求導(dǎo)研究的符號,判斷單調(diào)性即可.
【詳解】,
是偶函數(shù),圖象關(guān)于y軸對稱,排除選項AB.
當(dāng)時,,則,由,,
故存在使得,即函數(shù)在區(qū)間上不單調(diào),排除D.
故選:C.
【點睛】方法點睛:函數(shù)圖象的辨識可從以下方面入手:
(1)從函數(shù)的定義域,判斷圖象的左右位置;從函數(shù)的值域,判斷圖象的上下位置;
(2)從函數(shù)的單調(diào)性,判斷圖象的變化趨勢;
(3)從函數(shù)的奇偶性,判斷圖象的對稱性;
(4)從函數(shù)的特征點,排除不合要求的圖象.
5. “”是“”的( )
A. 充分非必要條件B. 必要非充分條件
C. 充分必要條件D. 非充分非必要條件
【答案】C
【解析】
【分析】利用“”“”,即可判斷出結(jié)論.
【詳解】解:“”“”,
“”是“”的充要條件.
故選:C.
【點睛】本題考查了簡易邏輯的判定、不等式的解法,屬于基礎(chǔ)題.
6. 天文學(xué)中,用視星等表示觀測者用肉眼所看到的星體亮度,用絕對星等反映星體的真實亮度.星體的視星等,絕對星等,距地球的距離有關(guān)系式(為常數(shù)).若甲星體視星等為,絕對星等為,距地球距離;乙星體視星等為,絕對星等為,距地球距離,則( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】利用對數(shù)的運算可求得的值.
【詳解】由已知可得,
上述兩個等式作差得,因此,.
故選:A.
7. 已知為等邊三角形,,設(shè)點,滿足,,與交于點,則( )
A. B. C. 1D. 2
【答案】D
【解析】
【分析】
先根據(jù)已知條件確定出點位置,然后用表示出,最后根據(jù)向量的數(shù)量積運算求解出的結(jié)果.
【詳解】因為,所以,所以,
所以為的一個靠近的三等分點,又因為,所以為的中點,
過作交于點,如下圖所示:
因為且,所以,所以,
所以,
所以,
故選:D.
【點睛】關(guān)鍵點點睛:解答本題的關(guān)鍵是確定點的位置,通過將待求的向量都轉(zhuǎn)化為,即可直接根據(jù)數(shù)量積的計算公式完成求解.
8. 把函數(shù)的圖象向左平移個單位長度后,所得到的圖象關(guān)于軸對稱,則的最小值是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】先由輔助角公式化簡,再結(jié)合奇偶函數(shù)特征即可求解.
【詳解】,
函數(shù)向左平移個單位后可得,
因為關(guān)于軸對稱,為偶函數(shù),所以,
解得,當(dāng)時,取到最小正值.
故選:D
9. 已知偶函數(shù)區(qū)間上單調(diào)遞增,且,則滿足
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【詳解】,故, 又,故,故選D.
10. 已知函數(shù),其中為函數(shù)的導(dǎo)數(shù),則( )
A. 0B. 2C. 2020D. 2021
【答案】B
【解析】
【分析】
先求出,則,再求出,得到,從而求出,求出答案.
【詳解】
所以
所以
所以
所以
故選:B
【點睛】關(guān)鍵點睛:本題考查函數(shù)的對稱性和求導(dǎo)函數(shù)以及求導(dǎo)函數(shù)的奇偶性,解答本題的關(guān)鍵是由解析式求得,從而得到,求出,得到,得到,考查計算能力,屬于中檔題.
11. 已知三棱錐中,平面平面,且和都是邊長為2的等邊三角形,則該三棱錐的外接球表面積為( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】
由題意畫出圖形分別取與的外心,過分別作兩面的垂線,相交于,結(jié)合已知由,求出三棱錐外接球的半徑,則外接球的表面積可求.
【詳解】如圖,
由已知可得,與均為等邊三角形,
取中點,連接,,則,
∵平面平面,則平面,
分別取與的外心,過分別作兩面的垂線,相交于,
則為三棱錐的外接球的球心,
由與均為邊長為的等邊三角形,
可得,
,
,
∴三棱錐A?BCD的外接球的表面積為.
故選:D.
12. ,,的大小關(guān)系是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】
利用三角函數(shù)函數(shù)值的正負(fù)和正弦函數(shù)在上的單調(diào)性判斷即可.
【詳解】因為,所以,可得,
因為,所以,可得,
因為,
又因為,
由正弦函數(shù)在上的單調(diào)性知,,
即.
故選:A
【點睛】本題考查利用三角函數(shù)函數(shù)值的正負(fù)和正弦函數(shù)的單調(diào)性比較大小;特殊角三角函數(shù)值的運用和選取合適的臨界值是求解本題的關(guān)鍵;屬于中檔題、常考題型.
第II卷 非選擇題
二、填空題:本題共4小題,每小題5分,共20分
13. 已知冪函數(shù)在上單調(diào)遞減,則___________.
【答案】
【解析】
【分析】由系數(shù)為1解出的值,再由單調(diào)性確定結(jié)論.
【詳解】由題意,解得或,
若,則函數(shù)為,在上遞增,不合題意.
若,則函數(shù)為,滿足題意.
故答案為:.
14. 已知,則______.
【答案】
【解析】
【分析】由可得,再由二倍角公式可得,代入即可得答案.
【詳解】解:因為,
所以,
所以.
故答案為:
15. 已知中,內(nèi)角的對邊分別為,且,則___________.
【答案】(或)
【解析】
【分析】
利用余弦定理和正弦定理邊角互化,整理已知條件,最后變形為,求角的值.
【詳解】根據(jù)余弦定理可知,
所以原式,變形為,
根據(jù)正弦定理邊角互化,可知,
又因為,
則原式變形整理為,
即,因為,
所以(或)
故答案為(或)
【點睛】方法點睛:(1)在解有關(guān)三角形的題目時,要有意識地考慮用哪個定理更適合,或是兩個定理都要用,要抓住能夠利用某個定理的信息,一般地,如果式子中含有角的余弦或邊的二次式,要考慮用余弦定理;如果遇到的式子中含有角的正弦或邊的一次式時,則考慮用正弦定理;以上特征都不明顯時,則要考慮兩個定理都有可能用到;(2)解題中注意三角形內(nèi)角和定理的應(yīng)用及角的范圍限制.
16. 已知函數(shù). 若對定義域內(nèi)不相等的,都有,則實數(shù)的取值范圍是__________.
【答案】
【解析】
【分析】由條件知函數(shù)單調(diào)遞增,根據(jù)分段函數(shù)為增函數(shù)建立不等式組求解,求解過程需構(gòu)造函函數(shù)利用單調(diào)性求解.
【詳解】由 ,
可得,即函數(shù)在定義域內(nèi)單調(diào)遞增,
,即 ,
又 單調(diào)遞增,且,
由,得,
實數(shù)的取值范圍是.
故答案為:[e,2e).
三、解答題:共 70 分.解答應(yīng)寫出文字說明、證明過程或演算步驟.第 17~21 題為必考題,每個試題考生都必須作答.第 22、23 題為選考題,考生根據(jù)要求作答.
(一)必考題:共 60 分.
17. 已知函數(shù).
(1)求單調(diào)遞增區(qū)間;
(2)若,且,求的值.
【答案】(1);(2).
【解析】
【分析】
(1)利用二倍角公式和兩角和的正弦公式化簡,再根據(jù)正弦函數(shù)的遞增區(qū)間可得結(jié)果;
(2)由得到,由可得,再根據(jù)可求得結(jié)果.
【詳解】(1),
由,得,
則函數(shù)單調(diào)遞增區(qū)間為.
(2)由得,即,
由,,可得,
則,
所以
【點睛】關(guān)鍵點點睛:第(2)問將拆為已知角和特殊角是本題解題關(guān)鍵.
18. 已知曲線在點處的切線方程為.
(1)求,的值;
(2)判斷函數(shù)在區(qū)間上零點的個數(shù),并證明.
【答案】(1),;(2)在上有且只有一個零點.證明見解析.
【解析】
【分析】
(1)求出即得的值,求出即得的值;
(2)先證明在上為單調(diào)遞增函數(shù)且圖象連續(xù)不斷,再求出,,即得證.
【詳解】(1)因為,
所以,
又因為,
因為曲線在點處的切線方程為.
所以,
所以
所以;
(2)上有且只有一個零點,
因為,,,
所以在上為單調(diào)遞增函數(shù)且圖象連續(xù)不斷,
因為,,
所以在上有且只有一個零點.
【點睛】方法點睛:研究零點問題常用的方法有:(1)方程法(直接解方程得解);(2)圖象法(直接畫出函數(shù)的圖象得解);(3)方程+圖象法(令得到,畫出的圖象得解).
19. 已知銳角三角形的內(nèi)角A,B,C所對的邊分別記作a,b,c,滿足,且.
(1)求;
(2)若點,分別在邊和上,且將分成面積相等的兩部分,求的最小值.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)根據(jù)二倍角公式、正弦定理和得到,,再利用同角三角函數(shù)基本公式得到,利用和差公式得到,即可得到;
(2)利用三角形面積公式得到,然后利用余弦定理和基本不等式即可得到的最小值.
【小問1詳解】
因為,
所以,因為,所以,
又,且為銳角,所以,
所以.
因為.所以.所以.
【小問2詳解】
設(shè),,根據(jù)題設(shè)有,
所以,可得,
所以,
當(dāng)且僅當(dāng)時等號成立.
所以的最小值為.
20. 如圖,,,D為BC中點,平面,,,.
(1)證明:平面;
(2)求點C到平面的距離.
【答案】(1)證明見解析
(2)
【解析】
【分析】(1)由平面,證得平面平面,證得平面,
得到,證得平面,得到,,從而證得,進(jìn)而證得平面,即可得到.
(2)設(shè)點到平面距離為,即為三棱錐的高,利用,結(jié)合錐體的體積公式,列出方程,即可求解.
【小問1詳解】
證明:∵平面,平面,∴平面平面,
平面平面,
又∵是以為斜邊的等腰直角三角形,
∴,∴平面.
∵平面,∴.
∵,平面,∴平面.
∵平面,∴,,∴與都為直角三角形,
又∵,,
∴,,.
∴,.
∵平面,平面,,
∴平面,∵平面,.
【小問2詳解】
解:設(shè)點到平面距離為,即為三棱錐的高,
∵,∴,
∵平面,平面,∴,
∴為直角三角形,.
∵為直角三角形,,
∴,即點到平面的距離為.
21. 已知函數(shù).
(1)求函數(shù)的極值點;
(2)若函數(shù)有極大值點,證明:.
【答案】(1)極大值點為;極小值點為(2)證明見解析
【解析】
【分析】(1)求,求出的解,進(jìn)而求出單調(diào)區(qū)間,即可求出極值點;
(2)根據(jù)(1)中極大值關(guān)系,求出的范圍,將用表示,要證的不等式轉(zhuǎn)化為證明關(guān)于的不等式,構(gòu)造函數(shù),用導(dǎo)數(shù)法求函數(shù)的最值,即可證明不等式.
【詳解】(1),
對于,,
令,則,,
在上,函數(shù)單調(diào)遞增;
在上,函數(shù)單調(diào)遞減;
在上,函數(shù)單調(diào)遞增,
所以函數(shù)的極大值點為,極小值點為.
(2)由(1)知函數(shù)的極大值點為,
則,
由得,
要證,只需證,
只需證,即證,
令,則,
令,則,
當(dāng)時,,單調(diào)遞增;
,即,
當(dāng)時,單調(diào)遞減,
又,則,
即.
【點睛】本題考查導(dǎo)數(shù)綜合應(yīng)用,涉及到函數(shù)的單調(diào)性、極值,不等式的證明,構(gòu)造函數(shù)是解題的關(guān)鍵點和難點,屬于較難題.
(二)選考題:共 10 分.請考生在第 22、23 題中任選一題作答.如果多做,則按所做的第一題計分.
選修 4-4:坐標(biāo)系與參數(shù)方程
22. 如圖,在極坐標(biāo)系中,已知點, 曲線是以極點為圓心,以為半徑的半圓,曲線是過極點且與曲線相切于點的圓.
(1)分別寫出曲線、的極坐標(biāo)方程;
(2)直線與曲線、分別相交于點、(異于極點),求面積的最大值.
【答案】(1),;
(2).
【解析】
【分析】(1)分析可知曲線是以極點為圓心,以為半徑的半圓,結(jié)合圖形可得到曲線的極坐標(biāo)方程,設(shè)為曲線上的任意一點,根據(jù)三角函數(shù)的定義可得出曲線的極坐標(biāo)方程;
(2)設(shè)、,由題意得,,求出以及點到直線的距離,利用三角形的面積公式以及基本不等式可求得結(jié)果.
【小問1詳解】
解:由題意可知,曲線是以極點為圓心,以為半徑的半圓,
結(jié)合圖形可知,曲線的極坐標(biāo)方程為.
設(shè)為曲線上的任意一點,可得.
因此,曲線極坐標(biāo)方程為.
【小問2詳解】
解:因為直線與曲線、分別相交于點、(異于極點),
設(shè)、,由題意得,,
所以,.
因為點到直線的距離為,
所以,,
當(dāng)且僅當(dāng)時,等號成立,故面積的最大值為.
選修 4-5:不等式選講
23. 已知函數(shù).
(1)當(dāng)時,求函數(shù)的定義域;
(2)設(shè)函數(shù)的定義域為,當(dāng)時,,求實數(shù)的取值范圍.
【答案】(1);
(2).
【解析】
【分析】(1)將代入,列出不等式,再解含絕對值符號的不等式作答.
(2)利用給定條件去掉絕對值符號,轉(zhuǎn)化成恒成立的不等式,分離參數(shù)構(gòu)造函數(shù)推理作答.
【小問1詳解】
當(dāng)時,,依題意,,
當(dāng)時,不等式化為:,解得,則有,
當(dāng)時,不等式化為:,解得,則有;
當(dāng)時,不等式化為:,解得,則有,
綜上得:或,
所以函數(shù)的定義域為.
【小問2詳解】
因當(dāng)時,,則對,成立,
此時,,,則,
于得,成立,而函數(shù)在上單調(diào)遞減,
當(dāng)時,,從而得,解得,又,則,
所以實數(shù)的取值范圍是.
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