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文档介绍
宁夏大学附属中学2021届高三上学期期中考试理科数学试卷 Word版含解析
- 1 - 宁大附中 2020-2021 学年第一学期高三期中暨第三次月考高 三数学(理)试卷 卷 I(选择题) 一、选择题(本题共计 12 小题,每题 5 分,共计 60 分) 1. “ 6 ”是“ 1sin 2 ”的( ) A. 充分非必要条件 B. 必要非充分条件 C. 充分必要条件 D. 既非充分又非必要条件 【答案】A 【解析】 【分析】 由 6 求得 1sin 2 ,由 1sin 2 求得 2 6 k ,k Z ,或 52 6 k ,k Z , 再结合充分必要条件的判定方法判断. 【详解】解:由 6 ,可得 1sin 2 ,故充分性成立; 由 1sin 2 ,得 2 6 k , k Z ,或 52 6 k , k Z , “ 6 ”是“ 1sin 2 ”的充分非必要条件. 故选:A. 【点睛】本题考查三角函数值的求法,考查充分必要条件的判定方法,属于基础题. 2. 已知集合 2{ | 3 2 0}A x ax x 中有且只有一个元素,那么实数 a的取值集合是( ) A. 9 8 B. 90, 8 C. {0} D. 20, 3 【答案】B 【解析】 【分析】 由题意分方程为一次方程和二次方程两种情况分别求解. 【详解】由集合 2{ | 3 2 0}A x ax x 中有且只有一个元素, 得 a=0 或 0 9 8 0 a a , - 2 - ∴实数 a 的取值集合是{0, 9 8 } 故选 B. 【点睛】本题考查实数的取值集合的求法,考查单元素集的性质等基础知识. 3. 若命题 p是真命题, q 是真命题,则下列命题中,真命题是( ) A. p q B. p q C. p q D. p q 【答案】D 【解析】 【分析】 由题意,命题 q 是真命题,则q是假命题,根据真值表,即可判定,得到答案. 【详解】由题意,命题 q 是真命题,则q是假命题, 由真值表可得,命题 p q 和 p q 和 p q 都为假命题,只有命题 p q 为真命题. 故选 D. 【点睛】本题主要考查了复合命题的真假判定,其中解答中熟记复合命题的真假判定的真值 表,准确判定是解答的关键,着重考查了推理与辨析能力,属于基础题. 4. 已知全集U R ,集合 {1,2,3,4,5}, { 2}A B x R x ∣ ,则图中阴影部分所表示的集 合为( ) A. {1} B. {0,1} C. {1,2} D. {0,1,2} 【答案】A 【解析】 【分析】 根据图像判断出阴影部分表示 UA B ð ,由此求得正确选项. 【详解】根据图像可知,阴影部分表示 UA B ð , U | 2B x x ð ,所以 UA B ð 1 . 故选:A 【点睛】本小题主要考查集合交集与补集的概念和运算,考查韦恩图,属于基础题. - 3 - 5. 函数 f(2x)=x+1,则 f(4)=( ) A. 5 B. 4 C. 3 D. 9 【答案】C 【解析】 【分析】 令 2x 即得解. 【详解】当 2x 时, (2 2) (4) 2 1 3f f . 故选 C 【点睛】本题主要考查函数值的求法,意在考查学生对该知识的理解掌握水平. 6. 下列函数中,既是偶函数又在区间 0, 上单调递减的是( ) A. 2f x x B. ( ) lg | |f x x C. 1( )f x x D. 1( ) ( ) 2 xf x 【答案】A 【解析】 【分析】 根据偶函数的定义,结合对数函数、指数函数、二次函数以及幂函数的单调性便可判断每个选 项的正误,从而找出正确选项. 【详解】对于 A, 2f x x 是偶函数,且在 0, 上单调递减,故正确. 对于 B, lgf x x 是偶函数,且在区间 0, 上是单调递增,故错误. 对于C , 1f x x 是奇函数,不满足题意,故错误. 对于D, 1 2 x f x 的图象不关于 y轴对称,不是偶函数,故错误,故选 A. 【点睛】本题主要考查偶函数的定义,对数函数、指数函数的图象、二次函以及幂函数的单 调性,意在考查对基础知识的掌握与应用,属于基础题. 7. 函数 3 9 xf x 的零点是( ) A. 2 B. 3 C. 2,0 D. 3,0 【答案】A - 4 - 【解析】 【分析】 令 ( ) 0f x = ,求出 x的值,即为 f x 的零点. 【详解】由题意,令 3 9 0xf x ,则3 9x ,解得 2x , 所以函数 f x 的零点是 2. 故选:A. 8. 函数 3 3 1f x x x 在闭区间 3,0 上的最大值、最小值分别是( ) A. 1, 17 B. 3, 17 C. 1, 1 D. 9, 19 【答案】B 【解析】 【分析】 先研究函数 f x 在区间 3,0 上的单调性,再根据单调性求最值即可. 【详解】解: 2' 3 3 0f x x ,解得 1x , 再根据二次函数性质得在 3 1 , 上 ' 0f x , 在 1,0 上 ' 0f x ,所以函数 f x 在 3 1 , 单调递增, 在 1,0 单调递减,所以 max 1 3f x f , 3 27 9 1 17f , 0 1f , 所以 min 3 17f x f . 所以函数 3 3 1f x x x 在闭区间 3,0 上的最大值、最小值分别是3, 17 . 故选:B. 【点睛】本题考查利用导数求函数在闭区间上的最值问题,是基础题. 9. 已知函数 2( ) cos(2 ) cos2 3 f x x x ,将函数 ( )f x 的图象向左平移 ( 0) 个单位长 度,得到函数 ( )g x 的图象,若函数 ( )g x 的图象关于 y 轴对称,则的最小值是( ) A. 6 B. 3 C. 2 3 D. 5 6 - 5 - 【答案】A 【解析】 【分析】 先 将 函 数 2cos 2 cos2 3 f x x x 化 简 , 并 用 辅 助 角 公 式 化 成 一 个 ( ) cos( )g x A x B 形式,函数 g x 的图象关于 y轴对称,也就是说函数 g x 是偶函 数,因此有 ( )k k Z ,而 0 ,就能求的最小值. 【详解】 2cos 2 cos2 3 f x x x 进行化简得, 2 2 1 3( ) cos 2 cos sin 2 sin cos 2 cos 2 sin 2 cos 2 3 3 2 2 1 3cos 2 sin 2 cos(2 ) 2 2 3 f x x x x x x x x x x 由题意可知 ( ) cos[2( ) ] cos(2 2 ) 3 3 g x x x ,函数 g x 的图象关于 y轴对称 也就是说函数 g x 是偶函数,所以有 2 ( ) 3 k k Z 成立,即 1 ( ) 2 6 k k Z 因为 0 所以的最小值为 6 ,此时 0k ,故本题选 A. 【点睛】本题考查了两角知差的余弦公式、三角函数图象的平移、辅助角公式、偶函数图象 特征. 10. 在半径为 2的圆中,长度为 2的弦与其所对劣弧围成的弓形的面积是( ) A. 2 π 3 3 B. 1 π 2 3 3 C. 1 π 3 3 D. 2 π 2 3 3 【答案】A 【解析】 【分析】 先求出扇形OAB(圆心角为 60AOB )的面积为 1S ,再结合弦 AB与其所对劣弧围成的 弓形的面积为 1 AOBS S S ,计算即可. 【详解】如下图,圆O的半径为 2,弦 AB的长度为 2,则△ ABO为正三角形, 60AOB , - 6 - 所以扇形OAB(圆心角为 60AOB )的面积为 2 1 60 2ππ 2 360 3 S , 又△OAB的面积为 2 1 1 32 2 3 2 2 2 S AB h , 所以弦 AB与其所对劣弧围成的弓形的面积为 1 2 2π 3 3 S S S . 故选:A. 11. 如图是函数 πsin 0, 0, 2 f x A x A 的部分图象,若 0x 是 f x 在 π 2π, 6 3 上的极小值点,则 0 02f x f x ( ) A. 4 B. 0 C. 2 D. 4 【答案】D 【解析】 【分析】 根据图象求出解析式,根据 0x 是 f x 在 π 2π, 6 3 上的极小值点求出 0 7 12 x ,进而计算可 得解. 【详解】由图象可得: 2A ,最小正周期为 π π4 π 3 12 ,故 2 2 T , 由 f x 在 π 12 x 时取得最大值,所以 πsin 2 1 12 ,可得 π2 π 3 k , kZ , - 7 - 因为 | | 2 ,所以 0k ,得 π 3 , 所以 π2sin 2 3 f x x ,由 0x 是 f x 在 π 2π, 6 3 上的极小值点, 可得 0sin(2 ) 1 3 x ,所以 0 32 2 3 2 x k , k Z ,即 0 7 12 x k , k Z , 因为 0x π 2π, 6 3 ,所以 0 70, 12 k x , 所以 0 0 7 72 2sin(2 ) 4sin( 2 ) 12 3 12 3 f x f x 3π 5π 12sin 4sin 2 4 4 2 6 2 故选:D. 【点睛】本题考查了由三角函数图象求解析式,考查了求函数的极值点,考查了三角函数值, 属于中档题. 12. 已知函数 1( ) x xf x ax e 有两个极值点,则实数 a的取值范围是( ) A. 1 , e B. 1, C. 1,0 D. 1 ,0 e 【答案】D 【解析】 【分析】 函数 1( ) x xf x ax e 有两个极值点,即 ( ) 0x xf x a e 有两不等实根,令 ( ) x xg x e , 则 ( ) x xg x e 与直线 y a 有两不同交点,对函数 ( ) x xg x e 求导,判单调性求最值画图像, 结合图像可得答案. 【详解】因为函数 1( ) x xf x ax e 有两个极值点,所以方程 ( ) 0x xf x a e 有两不等 实根, 令 ( ) x xg x e ,则 ( ) x xg x e 与直线 y a 有两不同交点, 又 1( ) x xg x e ,由 1( ) 0x xg x e 得 1x , - 8 - 所以,当 1x 时, ( ) 0g x ,即 ( ) x xg x e 单调递增; 当 1x 时, ( ) 0g x ,即 ( ) x xg x e 单调递减; 所以 max 1( ) (1)g x g e ,又 (0) 0g ,当 x趋向于正无穷时, ( )g x 趋于 0,且 ( ) 0x xg x e ; 作出函数的简图如下: 因为 ( ) x xg x e 与直线 y a 有两不同交点, 所以 10 a e ,即 1 0a e . 故选:D 【点睛】本题考查利用导数研究函数的单调性,最值极值问题,考查学生分析问题能力和计 算能力,属于中档题. 卷 II(非选择题) 二、填空题(本题共计 4 小题,每题 5 分,共计 20 分) 13. 已知 | | 6a ,e为单位向量,当a与 e的夹角为 3 4 时,则a在 e方向上的投影为________. 【答案】 3 2 【解析】 【分析】 根据平面向量数量积的几何意义直接求解即可. 【详解】因为 | | 6a , 1e 为单位向量, a与 e的夹角为 3 4 , 所以 a在 e方向上的投影为: 3| | cos 3 2 4 a . 故答案为: 3 2 【点睛】本题考查了平面向量数量积的几何意义,属于基础题. - 9 - 14. 在 ABC 中,点M ,N 满足 2AM MC , BN NC .若MN xAB yAC ,则 x y ________. 【答案】 1 3 【解析】 【分析】 由已知得 1 1 3 2 MN MC CN AC CB ,由此能求出结果. 【详解】解:在 ABC 中,点M ,N 满足 2AM MC , BN NC , 1 1 3 2 MN MC CN AC CB 1 1 ( ) 3 2 AC AB AC 1 1 2 6 AB AC xAB yAC , 1 2 x , 1 6 y , 1 1 1 2 6 3 x y . 故答案为: 1 3 . 【点睛】本题考查代数式求值,解题时要认真审题,注意平面向量加法法则的合理运用,属 于基础题. 15. 若命题“ 0x R ,使得 2 0 0 3 0x ax a ”为假命题,则实数 a的取值范围是 __________. 【答案】 2 6a 【解析】 - 10 - 【分析】 先由题意得到 x R , 2 3 0 x ax a 恒成立,推出 2 4 12 0 a a ,求解,即可 得出结果. 【详解】因为命题“ 0x R ,使得 2 0 0 3 0x ax a ”为假命题, 所以 x R , 2 3 0 x ax a 恒成立, 所以只需 2 4 12 0 a a ,解得 2 6a . 故答案为 2 6a 【点睛】本题主要考查由命题的真假求参数的问题,熟记一元二次不等式恒成立的判定条件 即可,属于常考题型. 16. 已知 f x 是定义在R 上的奇函数,当 0x 时, xf x f x ,若 1 0f ,则不等 式 0 f x x 的解集为________. 【答案】 1,0 0,1 U 【解析】 【分析】 令 f x g x x ,对其求导,由 0x 时, xf x f x ,可知 0g x ,从而 g x 在 0, 上单调递减,由 f x 的奇偶性,可得 g x 是定义域上的偶函数,从而可得出 g x 在 , 0 上的单调性,再结合 1 1 0g g ,可求出 0g x 的解集. 【详解】由题意,令 f x g x x ,则 2 xf x f x g x x , 因为 0x 时, xf x f x ,则 2 0 xf x f x g x x , 故 g x 在 0, 上单调递减, 又 f x 是定义在R 上的奇函数,所以 f x f x , - 11 - 所以 f x f x f x g x g x x x x ,即 g x 是 ,0 0, 上的偶函数, 根据偶函数的对称性,可知 g x 在 , 0 上单调递增,且 11 1 0 1 f g g , 所以 1,0 0,1x U 时, 0g x . 故答案为: 1,0 0,1 U . 【点睛】关键点点睛:本题考查不等式的解集,解题关键是求出函数的单调性.本题通过构造 函数 f x g x x ,求导并结合当 0x 时, xf x f x ,可求出函数 g x 在 0, 上 的单调性,再结合函数的奇偶性,可求出 g x 在定义域上的单调性.考查了学生的运算求解能 力,逻辑推理能力,属于中档题. 三、解答题(本题共计 6 小题,每题 10 分,共计 60 分) 17. 已知集合 A={ | 0 4}x x , B={ | 1}x m x m (1)当m= 2时,求 RA B ð ; (2)若 A B = A,求m的取值范围. 【答案】(1) 3 4x x ;(2) 0m . 【解析】 【分析】 (1)由集合的交集、补集的定义运算即可得解; (2)转化条件为 B A ,按照B 、B 分类,运算即可得解. 【详解】(1)当 2m 时, { | 1} { | 2 3}B x m x m x x , 则 2RB x x ð 或 3x , 又 { | 0 4}A x x , 所以 3 4RA B x x ð ; (2)因为 A B A ,所以 B A , 当B 时, 1m m ,解得 1 2 m ; - 12 - 当B 时,则 1 0 1 4 m m m m ,解得 1 0 2 m ; 综上,m的取值范围为 0m . 18. 已知向量 a,b ,c满足: 1a , 2b , c a b,且 c a . (1)求向量 a与b 的夹角; (2)求 3a b . 【答案】(1) 2 3 ;(2) 7 . 【解析】 【分析】 (1)根据 1a , 2b , c a b,且 c a ,由 0c a a b a 求解. (2)由 23 3a b a b 2 29 6a a b b 求解. 【详解】(1)因为 1a , 2b , c a b,且 c a , 所以 2 0c a a b a a a b , 即1 1 2 cos 0a b , 即 1cos 2 a b , 因为 0,a b , 所以 2 3 a b . (2) 23 3a b a b , 2 29 6a a b b , 29 6 1 2 7 . 19. 某同学用“五点法”画函数 sin ( 0 0 ) 2 f x A x k A , , 在一个周期 内的图象,列表并填入数据得到下表: x 1x 6 2x 2 3 3x - 13 - x 0 2 3 2 2 f x 1y 3 2y 1 3y (1)求函数 f x 的解析式; (2)三角形 ABC中,角 A, B,C所对的边分别是 a,b,c,若 2f B , 4b , 2 2cos cos 6 2 2 C Aa c ,求三角形 ABC的面积. 【答案】(1) 2sin 2 1 6 f x x ;(2) 4 3 . 【解析】 【分析】 (1)由三角函数的图象与性质逐步计算出 A、 k、、,即可得解; (2)先计算出 3 B ,利用降幂公式结合余弦定理可转化条件得 12a b c ,再由余弦定 理可得 16ac ,结合三角形面积公式即可得解 【详解】(1)由题意可得 3 1 A k A k ,解得 2 1 A k , 函数 f x 的最小正周期T 满足 2 2 3 6 2 T ,所以 2 2 T , 又 2sin 1 3 6 3 f ,所以 sin 1 3 , 所以 2 , 3 2 k k Z ,即 2 , 6 k k Z , 由 2 可得 6 , 所以 2sin 2 1 6 f x x ; (2)由题意, 2sin 2 1 2 6 f B B ,所以 1sin 2 6 2 B , - 14 - 由 0,B 可得 132 , 6 6 6 B ,所以 52 6 6 B ,即 3 B , 又 2 2 1 cos 1 coscos cos 6 2 2 2 2 C A C Aa c a c , 所以 cos cos 12a c a C c A ,即 2 2 2 2 2 2 12 2 2 a b c b c aa c a c ab bc , 化简得 12a b c , 又 4b ,所以 8a c , 由余弦定理得 22 2 2 2 cos 3b a c ac B a c ac ,即 2 24 8 3ac , 所以 16ac ,所以 1 1 3sin 16 4 3 2 2 2ABCS ac B △ . 【点睛】关键点点睛:解决本题的关键是熟练掌握三角函数的图象与性质及三角恒等变换、 余弦定理的应用,细心运算即可得解. 20. 在边长为1的正三角形 ABC中,已知 AC a , AB b ,点E是线段 AB的中点,点 F 在线段BC上, 2 3 BF BC . (1)以 ,a b 为基底表示 ,AF CE ; (2)求 AF CE . 【答案】(1) 2 1 3 3 a bAF ; 1 2 CE a b ;(2) 1 2 【解析】 【分析】 (1)根据平面向量的基本定理进而转化即可; (2)利用平面向量的数量积,计算即可. 【详解】(1)由题意, - 15 - 2 2 3 3 AB BF AB BC AB AC AAF B 2 1 2 1 3 3 3 3 AC AB a b ; 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 CA CB AC ABC AC AB AC a bE . (2)由题意得, 2 22 1 1 2 1 2 1 1 3 3 2 3 6 3 6 2 a b a b a bAF CE . 21. 已知向量 3sin ,cos 2 m x x , 1 1cos , 2 2 4 n x , 0 , f x m n ,函数 f x 图象的相邻两条对称轴之间的距离为 π 2 . (1)求函数 f x 的单调递减区间; (2)求函数 f x 在区间 π π, 6 3 上的值域. 【答案】(1) π 2ππ , π 6 3 k k kZ ;(2) 1 1, 4 2 【解析】 【分析】 (1)利用平面向量数量积的坐标表示,及三角函数的恒等变换,可得 1 πsin 2 6 f x x , 由 f x 图象的相邻两条对称轴之间的距离,可求出 f x 的周期,再结合公式 2πT ,可 求出,即可得到函数的解析式,从而求出单调递减区间即可; (2)由 x的范围,可得到 π2 6 x 的范围,根据正弦函数的性质,可求出 πsin 2 6 x 的取值 范围,进而可求出函数 f x 在区间 π π, 6 3 上的值域. 【详解】(1)由题意, 3 1sin cos cos 2 2 2 4 x xf x m n x 3 1sin cos 4 4 x x 1 πsin 2 6 x , 因为 f x 图象的相邻两条对称轴之间的距离为 π 2 ,所以 f x 的周期 π2 π 2 T , 所以 2π πT ,解得 2 ,故 1 πsin 2 2 6 f x x , - 16 - 令 π π 3π2 π 2 2 π 2 6 2 k x k kZ ,解得 π 2ππ π 6 3 k x k kZ , 所以函数 f x 的单调递减区间为 π 2ππ , π 6 3 k k kZ . (2)由 π π 6 3 x , ,可得 π π 5π2 , 6 6 6 x , 根据正弦函数的性质,可得 π 1sin 2 ,1 6 2 x , 所以 1 π 1 1sin 2 , 2 6 4 2 x . 故函数 f x 在区间 π π, 6 3 上的值域为 1 1, 4 2 . 【点睛】方法点睛:求函数 siny A x (或 cosy A x )的单调区间的方法: (1)把 x的系数化为正值(通过诱导公式转化); (2)把“ x ”视为一个整体,结合函数 siny x (或 cosy x )的单调性,得到 “ x ”的取值范围; (3)解“ x ”所对应的不等式,得到 x的取值范围,即可得到单调区间. 22. 设函数 2 lnaf x x x , 3 2 3g x x x . (1)讨论函数 f x 的单调性; (2)如果对于任意的 1 2 1 2 3 x x , , ,都有 1 1 2x f x g x 成立,试求 a的取值范围. 【答案】(1)答案见解析;(2) 1, . 【解析】 【分析】 (1)求导 2 3 3 1 2( ) ,a x af x x x x 分 0a 和 0a 两种情况,分别分析导函数的正负, 可得出原函数的单调性; (2)先求导 2 2 1( ) 3 2 3 ( ), , 2 3 3 g x x x x x x ,分析导函数 ( )g x 的正负,得出函数 - 17 - ( )g x 的单调性,从而求得最值,运用不等式恒成立思想,将问题转化为 2 lna x x x 在 1 ,2 3 x 上恒成立,令 2 1( ) ln ( , 2 ) 3 h x x x x x ,运用导函数得出函数 ( )h x 的最大值, 可求得实数 a的取值范围. 【详解】(1)函数 f x 的定义域为 0 , , 2 3 3 1 2( ) ,a x af x x x x 当 0a 时, ( ) 0f x ,所以函数 ( )f x 在 (0, ) 上单调递增; 当 0a 时,当 2x a 时, 则 ( ) 0f x ,函数 f x 单调递增,当 0 2x a 时, ( ) 0f x ,函数 f x 单调递减, 所以 0a 时,函数 ( )f x 在 (0, 2 )a 单调递减,在 ( 2 , )a 上递增; (2)由已知得 2 2 1( ) 3 2 3 ( ), , 2 3 3 g x x x x x x ,所以当 2 ,2 3 x 时, ( ) 0g x , 所以函数 ( )g x 在 2 ,2 3 上单调递增, 当 1 2,3 3x 时, ( ) 0g x ,所以函数 ( )g x 在 1 2, 3 3 上单调递减, 又 1 83( ) (2) 1 3 27 g g ,所以函数 ( )g x 在 1 ,2 3 上的最大值为 1, 依题意得,只需在 1 ,2 3 x , ( ) 1xf x 恒成立,即 ln 1a x x x ,也即是 2 lna x x x 在 1 ,2 3 x 上恒成立, 令 2 1( ) ln ( , 2 ) 3 h x x x x x ,则 ( ) 1 2 lnh x x x x ,有 (1) 0h , 当 1 ,1 3 x 时,1 0x , ln 0x x , ( ) 0h x ,即 ( )h x 在 1 ,1 3 上单调递增, 当 1,2x 时,1 0, ln 0x x x , ( ) 0h x ,所以 ( )h x 在 1,2 上单调递减, - 18 - 所以,当 1x 时,函数 ( )h x 取得最大值 (1) 1h , 故 1a ,即实数 a的取值范围是 1, . 【点睛】本题考查运用导函数分类讨论求得函数的单调性,解决不等式恒成立的问题,属于 较难题. 不等式的恒成立与有解问题,可按如下规则转化: 一般地,已知函数 , ,y f x x a b , , ,y g x x c d (1)若 1 ,x a b , 2 ,x c d ,总有 1 2f x g x 成立,故 2max min f x g x ; (2)若 1 ,x a b , 2 ,x c d ,有 1 2f x g x 成立,故 2max max f x g x ; (3)若 1 ,x a b , 2 ,x c d ,有 1 2f x g x 成立,故 2min min f x g x ; (4)若 1 ,x a b , 2 ,x c d ,有 1 2f x g x ,则 f x 的值域是 g x 值域的子集 .查看更多