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2013-2014学年山东省济南一中高三(上)期中数学试卷(理科)
一、选择题:本大题共12个小题,每小题5分,共60分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.
1. 已知全集U={0, 1, 2, 3, 4},集合A={1, 2, 3},B={2, 4},则(∁UA)∪B为( )
A.{1, 2, 4} B.{2, 3, 4} C.{0, 2, 4} D.{0, 2, 3, 4}
2. 设x∈R,则x=1是x2=1的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
3. 已知函数f(x)为奇函数,且当x>0时,f(x)=x2+1x,则f(−1)=( )
A.−2 B.0 C.1 D.2
4. 函数y=xln|x||x|的图象可能是( )
A. B. C. D.
5. 已知数列{an}的前n项和为Sn,且Sn=2an−2,则a2等于( )
A.−2 B.2 C.1 D.4
6. 为了得到函数y=sin2x的图象,可将函数y=sin(2x+π6)的图象( )
A.向左平移π12个长度单位 B.向左平移π6个长度单位
C.向右平移π6个长度单位 D.向右平移π12个长度单位
7. 已知各项均为正数的等比数列{an},a1a2a3=5,a7a8a9=10,则a4a5a6=( )
A.52 B.7 C.6 D.42
8. 已知角α的终边上一点的坐标为(sin5π6,cos5π6),则角α的最小正值为( )
A.5π6 B.2π3 C.5π3 D.11π6
9. 设a=log36,b=log510,c=log714,则( )
A.c>b>a B.b>c>a C.a>c>b D.a>b>c
10. 已知向量a→+b→=(2, −8),a→−b→=(−8, 16),则a→与b→夹角的余弦值为( )
A.6365 B.−6365 C.±6365 D.513
11. 若S1=12x2dx,S2=121xdx,S3=12exdx,则S1,S2,S3的大小关系为( )
A.S10,对一切x∈R恒成立,命题q:指数函数f(x)=(3−2a)x是增函数,若p∨q为真,p∧q为假,求实数a的取值范围.
设递增等差数列{an}的前n项和为Sn,已知a3=1,a4是a3和a7的等比中项,
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)求数列{an}的前n项和Sn.
已知函数f(x)=cos(π3+x)cos(π3−x)−sinxcosx+14
(1)求函数f(x)的最小正周期和最大值;
(2)求函数f(x)在[0, π]上的单调递减区间.
已知定义域为R的函数f(x)=−3x+b3x+1+a是奇函数.
(1)求a,b的值;
(2)证明函数f(x)的单调性.
已知m→=(sinωx+cosωx, 3cosωx),n→=(cosωx−sinωx, 2sinωx),其中ω>0,若函数f(x)=m→⋅n→,且函数f(x)的图象与直线y=2两相邻公共点间的距离为π.
(l)求ω的值;
(2)在△ABC中,以a,b,c(分别是角A,B,C的对边,且a=3,f(A)=1,求△ABC周长的取值范围.
设函数f(x)=ax−lnx,g(x)=ex−ax,其中a为正实数.
(l)若x=0是函数g(x)的极值点,讨论函数f(x)的单调性;
若f(x)在(1, +∞)上无最小值,且g(x)在(1, +∞)上是单调增函数,求a的取值范围;并由此判断曲线g(x)与曲线y=12ax2−ax在(1, +∞)交点个数.
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参考答案与试题解析
2013-2014学年山东省济南一中高三(上)期中数学试卷(理科)
一、选择题:本大题共12个小题,每小题5分,共60分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.
1.
【答案】
C
【考点】
交、并、补集的混合运算
【解析】
找出全集U中不属于A的元素,求出A的补集,找出既属于A补集又属于B的元素,确定出所求的集合.
【解答】
解:∵ 全集U={0, 1, 2, 3, 4},集合A={1, 2, 3},
∴ ∁UA={0, 4},又B={2, 4},
则(∁UA)∪B={0, 2, 4}.
故选C.
2.
【答案】
A
【考点】
必要条件、充分条件与充要条件的判断
【解析】
由x=1可推出x2=1,但由x2=1推不出x=1;所以x=1是x2=1的充分不必要条件.
【解答】
解:由x=1可推出x2=1,但由x2=1推不出x=1;所以x=1是x2=1的充分不必要条件.故选A.
3.
【答案】
A
【考点】
函数的求值
【解析】
利用奇函数的性质,f(−1)=−f(1),即可求得答案.
【解答】
解:∵ 函数f(x)为奇函数,x>0时,f(x)=x2+1x,
∴ f(−1)=−f(1)=−2.
故选A.
4.
【答案】
B
【考点】
函数的图象
【解析】
当x>0时,y=xln|x||x|=xlnxx=lnx,当x<0时,y=xln|x||x|=xln(−x)−x=−ln(−x),作出函数图象为B.
【解答】
函数y=xln|x||x|的定义域为(−∞, 0)∪(0, +∞)关于原点对称.
当x>0时,y=xln|x||x|=xlnxx=lnx,
当x<0时,y=xln|x||x|=xln(−x)−x=−ln(−x),此时函数图象与当x>0时函数y=xln|x||x|=xlnxx=lnx的图象关于原点对称.
5.
【答案】
D
【考点】
数列递推式
【解析】
利用Sn=2an−2,n分别取1,2,则可求a2的值.
【解答】
解:n=1时,S1=2a1−2,∴ a1=2,
n=2时,S2=2a2−2,∴ a2=a1+2=4.
故选D.
6.
【答案】
D
【考点】
函数y=Asin(ωx+φ)的图象变换
【解析】
利用函数y=sin(2x+π6)的图象变换即可求得答案.
【解答】
令y=f(x)=sin(2x+π6),
则f(x−π12)=sin[2(x−π12)+π6]=sin2x,
∴ 为了得到函数y=sin 2x的图象,可将函数y=sin(2x+π6)的图象向右平移π12个单位.
7.
【答案】
A
【考点】
等比数列的性质
【解析】
由数列{an}是等比数列,则有a1a2a3=5⇒a23=5;a7a8a9=10⇒a83=10.
【解答】
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a1a2a3=5⇒a23=5;
a7a8a9=10⇒a83=10,
a52=a2a8,
∴ a56=a23a83=50,∴ a4a5a6=a53=52,
8.
【答案】
C
【考点】
终边相同的角
【解析】
先确定此点的坐标,判断此点的终边所在的象限,并求出此角的正切值,从而得到此角的最小值.
【解答】
解:角α的终边上一点的坐标为(sin5π6,cos5π6),即(12, −32),
此点到原点的距离为1,此点在第四象限,tanα=−3,
故角α的最小值为 5π3,
故选:C.
9.
【答案】
D
【考点】
对数值大小的比较
【解析】
利用loga(xy)=logax+logay(x、y>0),化简a,b,c然后比较log32,log52,log72大小即可.
【解答】
解:因为a=log36=1+log32,b=log510=1+log52,c=log714=1+log72,
因为y=log2x是增函数,
所以log27>log25>log23.
因为log27=1log72,log25=1log52,log23=1log32,
所以log32>log52>log72,
所以a>b>c.
故选D.
10.
【答案】
B
【考点】
数量积表示两个向量的夹角
【解析】
利用向量坐标关系,求出a→=(−3, 4),b→=(5, −12),再利用cosθ=a→⋅b→|a→|⋅|b→|求解即可.
【解答】
由向量a→+b→=(2,−8),a→−b→=(−8,16),
得a→=(−3, 4),b→=(5, −12),
所以|a→|=5,|b→|=13,a→⋅b→=−63,
即a→与b→夹角的余弦值cosθ=a→⋅b→|a→|⋅|b→|=−6365.
11.
【答案】
B
【考点】
微积分基本定理
【解析】
先利用积分基本定理计算三个定积分,再比较它们的大小即可.
【解答】
解:由于S1=12x2dx=13x3|12=73,
S2=121xdx=lnx|12=ln2,
S3=12exdx=ex|12=e2−e.
且ln2<730,函数在[0, 1]上是增函数
又由当x∈[0, 1]时,0≤f(x)≤1,
则f(0)=0,f(1)=1.
而y=lg|x|是偶函数,当x>0时,其图象为y=lgx的图象,即函数为增函数,
由于x=10时,y=lg10=1,
∴ 其图象与f(x)的图象在[0, 2]上有一个交点,在每个周期上各有两个交点,
∴ 在y轴右侧共有9个交点.
∵ y=lg|x|是偶函数,其图象关于y轴对称,
∴ 在y轴左侧也有9个交点
∴ 两函数图象共有18个交点.
故选:C.
二、填空题(每题4分,满分16分,将答案填在答题纸上)
【答案】
(−2, −4)
【考点】
平面向量的坐标运算
【解析】
BC→=BA→−CA→,再利用坐标运算求解.
【解答】
解:BC→=BA→−CA→=(2, 3)−(4, 7)=(−2, −4)
故答案为:(−2, −4)
【答案】
4n−1
【考点】
等比数列的通项公式
【解析】
根据等比数列的通项公式,把q代入前3项的和,进而求得a1则数列的通项公式可得.
【解答】
由题意知a1+4a1+16a1=21,
解得a1=1,
所以通项an=4n−1.
【答案】
2
【考点】
子集与交集、并集运算的转换
【解析】
由题意得 5在全集中,故a2+2a−3=5,|2a−1|在全集中,且不是2和5,故|2a−1|=3.
【解答】
解:由题意得|2a−1|=3,且a2+2a−3=5,
解得a=2,
故答案为2.
【答案】
[−1, 0]
【考点】
对数函数的图象与性质
【解析】
画出函数f(x)的图象,通过讨论①a=0,②a>0,③a<0时的情况,从而求出a的范围.
【解答】
解:∵ f(x)=−ln(x+1),(−10),
令g(x)=ax,
画出函数f(x)和g(x)的图象,
如图示:
,
①a=0,可以确定;
②a>0是不可能的,f(x)=ln(x+1)迟早会被g(x)=ax追上;
③a<0时,f′(x)=−1x+1,∴ f′0)=−1,
∴ a≥−1,
综上:−1≤a≤0,
故答案为:[−1, 0].
三、解答题(本大题共6小题,共74分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.)
【答案】
解:∵ p∨q为真,p∧q为假,∴ p为真,q为假,或p为假,q为真.
①当p为真,q为假时,
△=4a2−16<00<3−2a<1,解得11,解得a≤−2
综上,实数a的取值范围是{a|a≤−2或11,解得a≤−2
综上,实数a的取值范围是{a|a≤−2或10,
∵ a42=a3×a7a3=1,
∴ (a1+3d)2=1×(a1+6d)a1+2d=1,
解得a1=−3d=2….
∴ an=−3+(n−1)×2=2n−5.
(2)由(1)知,在等差数列中,a1=−3d=2,
∴ Sn=n(−3+2n−5)2=n2−4n
故Sn=n2−4n…
【考点】
等差数列的前n项和
等差数列的通项公式
【解析】
(1)在递增等差数列{an}中,由a42=a3×a7a3=1,解得a1=−3d=2,由此能求出an.
(2)在等差数列中,由a1=−3d=2,能求出数列{an}的前n项和Sn.
【解答】
解:(1)在递增等差数列{an}中,设公差为d>0,
∵ a42=a3×a7a3=1,
∴ (a1+3d)2=1×(a1+6d)a1+2d=1,
解得a1=−3d=2….
∴ an=−3+(n−1)×2=2n−5.
(2)由(1)知,在等差数列中,a1=−3d=2,
∴ Sn=n(−3+2n−5)2=n2−4n
故Sn=n2−4n…
【答案】
解:(1)∵ f(x)=cos(π3+x)cos(π3−x)−12sin2x+14
=(12cosx−32sinx)(12cosx+32sinx)−12sin2x+14=14cos2x−34sin2x−12sin2x+14
=1+cos2x8−3−3cos2x8−12sin2x+14=12(cos2x−sin2x)=22cos(2x+π4);
∴ 函数f(x)的最小正周期为 T=π,函数f(x)的最大值为22;
(2)设2kπ≤2x+π4≤2kπ+π(k∈z),解得kπ−π8≤x≤kπ+3π8(k∈z).
∴ 函数f(x)的单调递减区间是[kπ−π8,kπ+3π8](k∈z);
又∵ x∈[0, π],
∴ 分别取k=0和1,取交集可得f(x)在[0, π]上的单调递减区间为[0,3π8]和[7π8,π].
【考点】
三角函数的最值
三角函数的和差化积公式
余弦函数的单调性
三角函数的周期性及其求法
函数的单调性及单调区间
【解析】
(1)利用两角和与差的余弦公式、二倍角的三角函数公式和辅助角公式化简,得f(x)=22cos(2x+π4),由此可得函数f(x)的最小正周期和最大值;
(2)根据三角函数的单调区间公式解不等式,得出f(x)的单调递减区间是[kπ−π8,kπ+3π8](k∈z),再将此区间与[0, π]取交集,即可得到f(x)在[0, π]上的单调递减区间.
【解答】
解:(1)∵ f(x)=cos(π3+x)cos(π3−x)−12sin2x+14
=(12cosx−32sinx)(12cosx+32sinx)−12sin2x+14=14cos2x−34sin2x−12sin2x+14
=1+cos2x8−3−3cos2x8−12sin2x+14=12(cos2x−sin2x)=22cos(2x+π4);
∴ 函数f(x)的最小正周期为 T=π,函数f(x)的最大值为22;
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(2)设2kπ≤2x+π4≤2kπ+π(k∈z),解得kπ−π8≤x≤kπ+3π8(k∈z).
∴ 函数f(x)的单调递减区间是[kπ−π8,kπ+3π8](k∈z);
又∵ x∈[0, π],
∴ 分别取k=0和1,取交集可得f(x)在[0, π]上的单调递减区间为[0,3π8]和[7π8,π].
【答案】
解:(1)因为f(x)是定义在R上的奇函数,所以f(0)=0,即−1+b3+a=0,解得b=1.---
从而有 f(x)=−3x+13x+1+a又由f(1)=−f(−1)知−3+19+a=−−13+11+a,解得a=3.----------
∴ a=3,b=1.
(2)由(1)知f(x)=−3x+13x+1+3=−13+23(3x+1)−−−−−−−−−−−−−−−−
对于任意的x1∈R,x2∈R且x1<x2,---------------
∴ △x=x2−x1>0,
∴ △y=f(x2)−f(x1)
=(−13+23(3x2+1))−(−13+23(3x1+1))
=2(3x1−3x2)3(3x1+1)(3x2+1)<0
所以函数f(x)在全体实数上为单调减函数.----------------
【考点】
函数奇偶性的性质
函数单调性的判断与证明
【解析】
(1)根据奇函数的性质f(0)=0和奇函数的性质求解;
(2)利用函数单调性的定义进行证明.
【解答】
解:(1)因为f(x)是定义在R上的奇函数,所以f(0)=0,即−1+b3+a=0,解得b=1.---
从而有 f(x)=−3x+13x+1+a又由f(1)=−f(−1)知−3+19+a=−−13+11+a,解得a=3.----------
∴ a=3,b=1.
(2)由(1)知f(x)=−3x+13x+1+3=−13+23(3x+1)−−−−−−−−−−−−−−−−
对于任意的x1∈R,x2∈R且x1<x2,---------------
∴ △x=x2−x1>0,
∴ △y=f(x2)−f(x1)
=(−13+23(3x2+1))−(−13+23(3x1+1))
=2(3x1−3x2)3(3x1+1)(3x2+1)<0
所以函数f(x)在全体实数上为单调减函数.----------------
【答案】
解:(1)∵ 函数f(x)=m→⋅n→=cos2ωx−sin2ωx+23sinωxcosωx
=cos2ωx+3sin2ωx
=2sin(2ωx+π6).
函数f(x)的图象与直线y=2两相邻公共点间的距离为π,ω>0.
∴ T=2π2ω=π,解得ω=1.
(2)由(1)可知:f(x)=2sin(2x+π6),
∵ f(A)=1,∴ 2sin(2A+π6)=1.∴ sin(2A+π6)=12,
∵ 00.
∴ T=2π2ω=π,解得ω=1.
(2)由(1)可知:f(x)=2sin(2x+π6),
∵ f(A)=1,∴ 2sin(2A+π6)=1.∴ sin(2A+π6)=12,
∵ 0e.故两曲线没有公共点.
【考点】
利用导数研究函数的单调性
利用导数研究函数的极值
【解析】
(1)求出g(x)的导数,令它为0,求出a=1,再求f(x)的导数,令它大于0或小于0,即可得到单调区间;
(2)求出f(x)的导数,讨论a的范围,由条件得到a≥1,再由g(x)的导数不小于0在(1, +∞)上恒成立,求出a≤e,令g(x)=12ax2−ax即a=2exx2,令h(x)=2exx2,求出导数,求出单调区间,判断极值与e的大小即可.
【解答】
(1)由g′(x)=ex−a,
g′(0)=1−a=0得a=1,f(x)=x−lnx
∵ f(x)的定义域为:(0, +∞),f′(x)=1−1x,
∴ 函数f(x)的增区间为(1, +∞),减区间为(0, 1).
(2)由f′(x)=a−1x=ax−1x
若0e.故两曲线没有公共点.
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