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- 2021-06-10 发布
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2016-2017学年重庆市沙坪坝区南开中学高三(上)期中数学试卷(文科)
一、选择题:(共12小题,每小题5分)
1.若sinα=﹣,则α为第四象限角,则tanα的值等于( )
A. B.﹣ C. D.﹣
2.已知全集U=R,A={y|y=2x+1},B={x|lnx<0},则(∁UA)∩B=( )
A.∅ B.{x|<x≤1} C.{x|x<1} D.{x|0<x<1}
3.已知向量=(x,1),=(1,﹣2),且⊥,则|+|=( )
A. B. C. D.10
4.在△ABC中,“A>B”是“sinA>sinB”成立的( )
A.充要条件 B.充分部必要条件
C.必要不充分条件 D.既不充分也不必要条件
5.已知tanα=2,则sin2α﹣sinαcosα的值是( )
A. B. C.﹣2 D.2
6.已知△ABC面积为3,A=,AB=2,则BC=( )
A. B.2 C.2 D.3
7.如果将函数y=cos2x+sin2x(x∈R)的图象向左平移m(m>0)个单位后,所得图象对应的函数为偶函数,那么m的最小值为( )
A. B. C. D.
8.函数f(x)=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,0<φ<π)的图象如图所示,则f()的值为( )
A. B.0 C.1 D.
9.某几何体的三视图如图所示,其中正视图和左视图的上半部分均为边长为2的等边三角形,则该几何体的体积为( )
A. B. C. D.
10.设函数f(x)=3|x|﹣,则使f(x)>f(2x﹣1)成立的x的取值范围是( )
A. B. C. D.
11.已知f(x)=sin+cos的最大值为A,若存在实数x1,x2,使得对任意实数x总有f(x1)≤f(x)≤f(x2)成立,则A|x1﹣x2|的最小值为( )
A. B. C. D.
12.已知函数f(x)=|xex|,方程f2(x)+tf(x)+1=0(t∈R)有四个不同的实数根,则t的取值范围为( )
A.(﹣∞,﹣) B.(﹣∞,﹣2) C.(﹣,﹣2) D.(,+∞)
二、填空题:(共4小题,每小题5分)
13.若sin(α﹣)=,则cos(α+)= .
14.若,则a,b,c三者的大小关系为 .(用<表示).
15.已知体积为3的正三棱柱ABC﹣A1B1C1各顶点都在同一球面上,若AB=,则此球的表面积等于 .
16.在f(x)=sinωx+acosωx的图象与直线y=的交点中,三个相邻交点的横坐标分别为π,3π,7π,则f(x)的单调递减区间为 .
三、解答题:解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤.
17.已知函数f(x)=2sin(ωx﹣)+2sinωx的最小正周期T=π
(1)求出ω的值;
(2)求f(x)得单调区间.
18.已知在△ABC中,a,b,c分别为∠A,∠B,∠C的对边,且满足(2c﹣b)cosA=acosB
(1)求A的大小;
(2)若a=2,求△ABC面积的最大值.
19.如图,在四棱锥P﹣ABCD,PA⊥面ABCD,AD∥BC,AB⊥AD,BC=2AB=2AD=2PA=4BE=4
(1)求证:DE⊥面PAC
(2)取PD中点Q,求三棱锥P﹣QBE体积.
20.如图,已知P(x0,y0)是椭圆C: =1上一点,过原点的斜率分别为k1,k2的两条直线与圆(x﹣x0)2+(y﹣y0)2=分别相切于A,B两点.
(1)若椭圆离心率为,求椭圆的标准方程;
(2)在(1)的条件下,求k1k2的值.
21.已知函数f(x)=lnx+
(1)若函数有两个极值点,求实数a的取值范围;
(2)讨论f(x)的零点个数.
从22-23两小题中选一题作答,若两题都作,则按第一题给分.
22.在直角坐标系xOy中,以原点O为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系.若曲线C的极坐标方程为ρsin2θ+4sinθ﹣ρ=0,直线l:(t为参数)与曲线C交于M,N两点.
(1)写出曲线C的直角坐标方程及直线l的普通方程;
(2)求|MN|.
23.若关于x的不等式|x+a|≤b的解集为[﹣6,2].
(1)求实数a,b的值;
(2)若实数m,n满足|am+n|<,|m﹣bn|<,求证:|n|<.
2016-2017学年重庆市沙坪坝区南开中学高三(上)期中数学试卷(文科)
参考答案与试题解析
一、选择题:(共12小题,每小题5分)
1.若sinα=﹣,则α为第四象限角,则tanα的值等于( )
A. B.﹣ C. D.﹣
【考点】同角三角函数基本关系的运用.
【分析】利用同角三角函数的基本关系式求出cosα,然后求解即可.
【解答】解:sinα=﹣,则α为第四象限角,cosα==,
tanα==﹣.
故选:D.
2.已知全集U=R,A={y|y=2x+1},B={x|lnx<0},则(∁UA)∩B=( )
A.∅ B.{x|<x≤1} C.{x|x<1} D.{x|0<x<1}
【考点】补集及其运算;交集及其运算.
【分析】本题求集合的交集,由题设条件知可先对两个集合进行化简,再进行交补的运算,集合A由求指数函数的值域进行化简,集合B通过求集合的定义域进行化简
【解答】解:由题意A={y|y=2x+1}={y|y>1},B={x|lnx<0}={x|0<x<1},
故CUA={y|y≤1}
∴(CUA)∩B={x|0<x<1}
故选D
3.已知向量=(x,1),=(1,﹣2),且⊥,则|+|=( )
A. B. C. D.10
【考点】数量积判断两个平面向量的垂直关系;向量的模.
【分析】由题意可得 =0,由此解得 x的值,可得+ 的坐标,从而根据向量的模的计算公式求得|+|的值.
【解答】解:由题意可得 =(x,1)•(1,﹣2)=x﹣2=0,解得 x=2.
再由+=(x+1,﹣1)=(3,﹣1),可得|+|=,
故选 B.
4.在△ABC中,“A>B”是“sinA>sinB”成立的( )
A.充要条件 B.充分部必要条件
C.必要不充分条件 D.既不充分也不必要条件
【考点】必要条件、充分条件与充要条件的判断.
【分析】考查四个选项知,可先证充分性,由,“A>B”推导“sinA>sinB”,分A是锐角与A不是锐角两类证明即可;再证必要性,由于在(0,π)上正弦函数不是单调函数,可分两类证明,当A是钝角时,与A不是钝角时,易证,再由充分条件必要条件的定义得出正确选项即可
【解答】解:1°由题意,在△ABC中,“A>B”,由于A+B<π,必有B<π﹣A
若A,B都是锐角,显然有“sinA>sinB”成立,
若A,B之一为锐角,必是B为锐角,此时有π﹣A不是钝角,由于A+B<π,必有B<π﹣A≤,此时有sin(π﹣A)=sinA>sinB
综上,△ABC中,“A>B”是“sinA>sinB”成立的充分条件
2°研究sinA>sinB,若A不是锐角,显然可得出A>B,若A是锐角,亦可得出A>B,
综上在△ABC中,“A>B”是“sinA>sinB”成立的必要条件
综合1°,2°知,在△ABC中,“A>B”是“sinA>sinB”成立的充要条件,
故选A
5.已知tanα=2,则sin2α﹣sinαcosα的值是( )
A. B. C.﹣2 D.2
【考点】三角函数的化简求值.
【分析】先在sin2α﹣sinαcosα加上分母1,即,然后分子分母同时除以cos2α即可得到关于tanα的关系式,进而得到答案.
【解答】解:因为sin2α﹣sinαcosα====.
故选A.
6.已知△ABC面积为3,A=,AB=2,则BC=( )
A. B.2 C.2 D.3
【考点】正弦定理.
【分析】由已知利用三角形的面积公式可求AC的值,进而利用余弦定理即可解得BC的值.
【解答】解:∵A=,AB=2,△ABC面积为3=AB•AC•sinA=,
∴解得:AC=6,
∴BC===2.
故选:C.
7.如果将函数y=cos2x+sin2x(x∈R)的图象向左平移m(m>0)个单位后,所得图象对应的函数为偶函数,那么m的最小值为( )
A. B. C. D.
【考点】函数y=Asin(ωx+φ)的图象变换.
【分析】由条件利用诱导公式、y=Asin(ωx+φ)的图象变换规律,可得平移后所得函数为y=cos(2x+2m﹣),再根据所得图象对应函数为偶函数,可得2m﹣=kπ,k∈z,由此求得m的最小值.
【解答】解:将函数y=cos2x+sin2x=2cos(2x﹣)的图象向左平移m(m>0)个单位后,
所得图象对应的函数为y=cos[2(x+m)﹣]=cos(2x+2m﹣),再根据所得图象对应函数为偶函数,
可得2m﹣=kπ,k∈z,即m=+,故m的最小值为,
故选:A.
8.函数f(x)=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,0<φ<π)的图象如图所示,则f()的值为( )
A. B.0 C.1 D.
【考点】由y=Asin(ωx+φ)的部分图象确定其解析式.
【分析】利用y=Asin(ωx+φ)的部分图象可确定振幅A及周期T,继而可求得ω=2,利用曲线经过(,2),可求得φ,从而可得函数解析式,继而可求f()的值.
【解答】解:由图知,A=2, T=﹣=,
∴T==π,解得ω=2,
又×2+φ=2kπ+(k∈Z),
∴φ=2kπ+(k∈Z),0<φ<π,
∴φ=,
∴f(x)=2sin(2x+),
∴f()=2sin=.
故选:D.
9.某几何体的三视图如图所示,其中正视图和左视图的上半部分均为边长为2的等边三角形,则该几何体的体积为( )
A. B. C. D.
【考点】由三视图求面积、体积.
【分析】由三视图确定该几何体的构成,利用相应的体积公式进行求解即可.
【解答】解:由三视图可知,该几何体的上部分为四棱锥,下部分为半个圆柱.
则圆柱的高为2,底面圆的半径为1,∴半圆柱的体积为,
∵正视图和左视图的上半部分均为边长为2的等边三角形,
∴四棱锥底面正方体的边长为2,四棱锥的高为,
∴四棱锥的体积为,
∴该几何体的体积为,
故选:C.
10.设函数f(x)=3|x|﹣,则使f(x)>f(2x﹣1)成立的x的取值范围是( )
A. B. C. D.
【考点】函数单调性的性质.
【分析】由题意,函数是偶函数,在(0,+∞)上单调递增,f(x)>f(2x﹣1),化为|x|>|2x﹣1|,即3x2﹣4x+1<0,从而可得使f(x)>f(2x﹣1)成立的x的取值范围.
【解答】解:由题意,函数是偶函数,在(0,+∞)上单调递增,
∵f(x)>f(2x﹣1),
∴|x|>|2x﹣1|,
∴3x2﹣4x+1<0,
∴.
故选A.
11.已知f(x)=sin+cos的最大值为A,若存在实数x1,x2,使得对任意实数x总有f(x1)≤f(x)≤f(x2)成立,则A|x1﹣x2|的最小值为( )
A. B. C. D.
【考点】三角函数的最值.
【分析】利用三角恒等变换可得f(x)=2sin,依题意可知A=2,|x1﹣x2|的最小值为T=,从而可得答案.
【解答】解:∵f(x)=sin+cos
=sin2014x+cos2014x+cos2014x+sin2014x
=sin2014x+cos2014x
=2sin,
∴A=f(x)max=2,周期T==,
又存在实数x1,x2,对任意实数x总有f(x1)≤f(x)≤f(x2)成立,
∴f(x2)=f(x)max=2,f(x1)=f(x)min=﹣2,
|x1﹣x2|的最小值为T=,又A=2,
∴A|x1﹣x2|的最小值为.
故选:A.
12.已知函数f(x)=|xex|,方程f2(x)+tf(x)+1=0(t∈R)有四个不同的实数根,则t的取值范围为( )
A.(﹣∞,﹣) B.(﹣∞,﹣2) C.(﹣,﹣2) D.(,+∞)
【考点】根的存在性及根的个数判断.
【分析】函数f(x)=|xex|化成分段函数,通过求导分析得到函数f(x)在(0,+∞)上为增函数,在(﹣∞,﹣1)上为增函数,在(﹣1,0)上为减函数,求得函数f(x)在(﹣∞,0)上,当x=﹣1时有一个最大值,所以,要使方程f2(x)+tf(x)+1=0(t∈R)有四个实数根,f(x)的值一个要在(0,)内,一个在(,+∞)内,然后运用二次函数的图象及二次方程根的关系列式求解t的取值范围.
【解答】解:f(x)=|xex|=,
当x≥0时,f′(x)=ex+xex≥0恒成立,所以f(x)在[0,+∞)上为增函数;
当x<0时,f′(x)=﹣ex﹣xex=﹣ex(x+1),
由f′(x)=0,得x=﹣1,当x∈(﹣∞,﹣1)时,f′(x)=﹣ex(x+1)>0,f(x)为增函数,
当x∈(﹣1,0)时,f′(x)=﹣ex(x+1)<0,f(x)为减函数,
所以函数f(x)=|xex|在(﹣∞,0)上有一个最大值为f(﹣1)=﹣(﹣1)e﹣1=,
要使方程f2(x)+tf(x)+1=0(t∈R)有四个实数根,
令f(x)=m,则方程m2+tm+1=0应有两个不等根,且一个根在(0,)内,一个根在(,+∞)内,
再令g(m)=m2+tm+1,因为g(0)=1>0,
则只需g()<0,即()2+t+1<0,
解得:t<﹣.
所以,使得函数f(x)=|xex|,方程f2(x)+tf(x)+1=0(t∈R)有四个实数根的t的取值范围是(﹣∞,﹣).
故选A.
二、填空题:(共4小题,每小题5分)
13.若sin(α﹣)=,则cos(α+)= ﹣ .
【考点】两角和与差的正弦函数.
【分析】直接利用诱导公式把要求的式子化为﹣sin(α﹣),利用条件求得结果.
【解答】解:∵sin(α﹣)=,
∴cos(α+)=sin[﹣(α+)]=sin[﹣(α﹣)]=﹣sin(α﹣)=﹣,
故答案是:﹣.
14.若,则a,b,c三者的大小关系为 c<a<b .(用<表示).
【考点】对数值大小的比较.
【分析】根据对数函数和指数函数比较a,b,c与0,1的关系,即可得到答案.
【解答】解:∵,
∴0<a<b<1,c<0,
∴c<a<b,
故答案为:c<a<b.
15.已知体积为3的正三棱柱ABC﹣A1B1C1各顶点都在同一球面上,若AB=,则此球的表面积等于 .
【考点】球的体积和表面积.
【分析】正三棱柱的底面中心的连线的中点就是外接球的球心,求出球的半径即可求出球的表面积.
【解答】解:由题意可知: AA1=3,∴AA1=4
正三棱柱的底面中心的连线的中点就是外接球的球心,底面中心到顶点的距离为:;
所以外接球的半径为: =.
所以外接球的表面积为:4π()2=.
故答案为:.
16.在f(x)=sinωx+acosωx的图象与直线y=的交点中,三个相邻交点的横坐标分别为π,3π,7π,则f(x)的单调递减区间为 [6kπ+2π,6kπ+5π](k∈Z) .
【考点】函数与方程的综合运用;由y=Asin(ωx+φ)的部分图象确定其解析式.
【分析】先根据交点横坐标求出最小正周期,进而可得w的值,再由当x=2π时函数取得最大值确定φ的值,最后根据正弦函数的性质可得到答案.
【解答】解:∵函教f(x)=sin(ωx+φ)(ω>0)的图象
与直线y=的三个相邻交点的横坐标分别是π,3π,7π,
∴当x=2π时函数取得最大值,当x=5π时函数取得最小值,T=6π,
且在区间[2π,5π]上单调递减,
所以原函数递减区间[6kπ+2π,6kπ+5π](k∈Z)
故答案:[6kπ+2π,6kπ+5π](k∈Z).
三、解答题:解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤.
17.已知函数f(x)=2sin(ωx﹣)+2sinωx的最小正周期T=π
(1)求出ω的值;
(2)求f(x)得单调区间.
【考点】正弦函数的单调性.
【分析】(1)利用三角恒等变换化简函数的解析式,再利用正弦函数的周期性求得ω的值.
(2)根据f(x)的解析式,利用正弦函数的单调性,求得f(x)的单调区间.
【解答】解:(1)∵函数f(x)=2sin(ωx﹣)+2sinωx=2sinωx•(﹣)﹣2cosωx•+2sinωx
=sinωx﹣cosωx=2sin(ωx﹣) 的最小正周期T=||=π,∴ω=±2.
(2)①当ω=2时,f(x)=2sin(2x﹣),令2kπ﹣≤2x﹣≤2x+,求得kπ﹣≤x≤kπ+,
可得函数的增区间为[kπ﹣,kπ+],k∈Z.
同理,令2kπ+≤2x﹣≤2x+,求得kπ+≤x≤kπ+,可得函数的减区间为[kπ+,kπ+],k∈Z.
②当ω=﹣2,f(x)=2sin(﹣2x﹣)=﹣2sin(2x+),令2kπ﹣≤2x+≤2x+,求得kπ﹣≤x≤kπ+,
可得函数的减区间为[kπ﹣,kπ+],k∈Z.
同理,令2kπ+≤2x+≤2x+,求得kπ+≤x≤kπ+,可得函数的增区间为[kπ+,kπ+],k∈Z.
18.已知在△ABC中,a,b,c分别为∠A,∠B,∠C的对边,且满足(2c﹣b)cosA=acosB
(1)求A的大小;
(2)若a=2,求△ABC面积的最大值.
【考点】正弦定理.
【分析】(1)由正弦定理和三角函数公式可得cosA=,可得A=;
(2)由余弦定理结合基本不等式可得4=b2+c2﹣bc≥2bdc﹣bc,可得bc的最大值,进而可得△ABC的面积的最大值.
【解答】解:(1)∵(2c﹣b)cosA=acosB,
∴由正弦定理可得(2sinA﹣sinB)cosA=sinAcosB,
变形可得2sinCcosA=sinBcosA+sinAcosB=sin(A+B)=sinC,
∵C为三角形的内角,sinC≠0,
∴cosA=,A=;
(2)∵由余弦定理可得a2=b2+c2﹣2bccosA,
代入数据可得4=b2+c2﹣bc≥2bc﹣bc=bc,
∴bc≤4,当且仅当b=c时取等号,
∴△ABC的面积S=bcsinA=bc≤,当且仅当b=c时取等号,
∴△ABC的面积的最大值为.
19.如图,在四棱锥P﹣ABCD,PA⊥面ABCD,AD∥BC,AB⊥AD,BC=2AB=2AD=2PA=4BE=4
(1)求证:DE⊥面PAC
(2)取PD中点Q,求三棱锥P﹣QBE体积.
【考点】棱柱、棱锥、棱台的体积;直线与平面垂直的判定.
【分析】(1)推导出DE⊥AC,PA⊥DE,由此能证明DE⊥面PAC
(2)取PD中点Q,三棱锥P﹣QBE体积,由此能求出结果.
【解答】证明:(1)∵在四棱锥P﹣ABCD,PA⊥面ABCD,AD∥BC,
AB⊥AD,BC=2AB=2AD=2PA=4BE=4,
∴在梯形ABCD中,tan∠ADE=2=tan∠BAC,
∴∠ADE=90°﹣∠DAC,
∴DE⊥AC,
又∵PA⊥面ABCD,∴PA⊥DE,
∵PA∩AC=A,∴DE⊥面PAC
解:(2)取PD中点Q,
∴三棱锥P﹣QBE体积:
==.
20.如图,已知P(x0,y0)是椭圆C: =1上一点,过原点的斜率分别为k1,k2的两条直线与圆(x﹣x0)2+(y﹣y0)2=分别相切于A,B两点.
(1)若椭圆离心率为,求椭圆的标准方程;
(2)在(1)的条件下,求k1k2的值.
【考点】直线与椭圆的位置关系.
【分析】(1)由题意, =,b=1,可得a=2,即可求椭圆的标准方程;
(2)推导出k1,k2是方程(4﹣5x02)k2+10x0y0k+4﹣5y02=0的两根,由此能利用韦达定理能求出k1k2值.
【解答】解:(1)由题意, =,b=1,∴a=2,
∴椭圆方程为=1;
(2)由圆P与直线OA:y=k1x相切,
可得=,
即(4﹣5x02)k12+10x0y0k1+4﹣5y02=0,
同理,(4﹣5x02)k22+10x0y0k2+4﹣5y02=0,
即有k1,k2是方程(4﹣5x02)k2+10x0y0k+4﹣5y02=0的两根,
可得k1k2===﹣.
21.已知函数f(x)=lnx+
(1)若函数有两个极值点,求实数a的取值范围;
(2)讨论f(x)的零点个数.
【考点】利用导数研究函数的极值.
【分析】(1)求出函数的导数,解关于导函数的方程,求出函数的单调区间,根据函数的极值的个数从而求出a的范围;
(2)通过讨论a的范围,判断函数的零点个数.
【解答】解:f′(x)=+=,
(1)△>0,﹣>0,即a<﹣4时,
f′(x)有2个不同正根,
则f(x)在(0,),(,+∞)递增,
在(,)递减,
此时函数有2个极值点,
当a≥﹣4时,(x+1)2+ax≥(x+1)2﹣4x≥0,f′(x)≥0,
此时不成立,故a<﹣4;
(2)x→0,f(x)→﹣∞,x→+∞,f(x)→+∞,
由(1)a≥﹣4时,f′(x)≥0,此时恰有1个零点,
a<﹣4时,f(x)在x0=取极大值,
此时f(x0)=lnx0﹣=lnx0﹣(x0+1),
设g(x)=lnx﹣(x+1),
g′(x)=﹣1,则g(x)在x=1处取极大值﹣2,
即g(x)恒小于0.
从22-23两小题中选一题作答,若两题都作,则按第一题给分.
22.在直角坐标系xOy中,以原点O为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系.若曲线C的极坐标方程为ρsin2θ+4sinθ﹣ρ=0,直线l:(t为参数)与曲线C交于M,N两点.
(1)写出曲线C的直角坐标方程及直线l的普通方程;
(2)求|MN|.
【考点】简单曲线的极坐标方程;参数方程化成普通方程.
【分析】(1)曲线C的极坐标方程为ρsin2θ+4sinθ﹣ρ=0,可得ρ2sin2θ+4ρsinθ﹣ρ2=0,利用互化公式可得直角坐标方程.由直线l的参数方程,消去参数t可得普通方程.
(2)直线方程与抛物线方程联立化为:x2﹣4x﹣4=0,利用根与系数的关系及其|MN|=即可得出.
【解答】解:(1)曲线C的极坐标方程为ρsin2θ+4sinθ﹣ρ=0,
可得ρ2sin2θ+4ρsinθ﹣ρ2=0,
可得直角坐标方程:y2+4y﹣(x2+y2)=0,即x2=4y.
直线l:(t为参数),消去参数t可得普通方程:y=x+1.
(2)联立,化为:x2﹣4x﹣4=0,
∴|MN|===8.
23.若关于x的不等式|x+a|≤b的解集为[﹣6,2].
(1)求实数a,b的值;
(2)若实数m,n满足|am+n|<,|m﹣bn|<,求证:|n|<.
【考点】绝对值不等式的解法.
【分析】(1)关于x的不等式|x+a|≤b的解集为[﹣b﹣a,b﹣a],利用条件建立方程组,即可求实数a,b的值;
(2)利用|n|=|(2m+n)﹣(2m﹣8n)|≤|2m+n|+2|m﹣4n|,即可证明结论.
【解答】(1)解:关于x的不等式|x+a|≤b的解集为[﹣b﹣a,b﹣a],
∵关于x的不等式|x+a|≤b的解集为[﹣6,2],
∴,∴a=2,b=4;
(2)证明:∵实数m,n满足|am+n|<,|m﹣bn|<,
∴|n|=|(2m+n)﹣(2m﹣8n)|≤|2m+n|+2|m﹣4n|<=.
2016年12月20日