1、四川省成都市第七中学2019-2020学年高一数学下学期期末考试试题(含解析)1.设,则下列不等式一定成立的是( )A. B. C. D. 【答案】D【解析】【分析】利用特殊值法判断ABC选项,再由指数函数的单调性判断D选项.【详解】对A,B,C选项,当时,不等式,不成立,则A,B,C错误;对D选项,因为函数在上单调递增,所以,则D正确.故选:D【点睛】本题主要考查了由已知条件判断所给不等式是否成立,考查了指数函数的单调性,属于中档题.2.直线的倾斜角大小为( )A. B. C. D. 【答案】C【解析】【分析】先求出直线的斜率,可得倾斜角的大小【详解】解:直线,即,故它的斜率为,即倾斜角的正
2、切值为,故直线的倾斜角大小为,故选:【点睛】本题主要考查直线的倾斜角和斜率,属于基础题3.设、是三个不同平面,是一条直线,下列各组条件中可以推出的有( ), , , A. B. C. D. 【答案】A【解析】【分析】根据线面垂直的性质,面面平行的判断定理及性质,以及空间中平面间的位置关系,即可得出结论.【详解】垂直于同一条直线的两个平面平行;因为,所以;故正确;因为,所以与可能平行或相交;故错;平行于同一个平面的两个平面平行;因为,所以;故正确;因为,则与可能平行或相交;故错;故选:A.【点睛】本题主要考查判断面面平行,熟记面面平行的判定定理及性质,以及线面垂直的性质即可,属于常考题型.4.已
3、知,且,则=( )A. B. C. D. 【答案】D【解析】【分析】由二倍角的正弦公式化简可得,根据同角三角函数的基本关系求解即可.【详解】,由可知,故选:D【点睛】本题主要考查了二倍角的正弦公式,同角三角函数的基本关系式,属于中档题.5.已知直线与直线互相平行,则实数的值为( )A. -1B. 0C. 1D. 2【答案】B【解析】【分析】由题意利用两条直线平行的性质,分类讨论,求得结果【详解】解:当时,直线:即,直线:即,满足当时,直线与直线互相平行,解得实数综上,故选:【点睛】本题主要考查两条直线平行的性质,考查分类讨论思想,属于基础题6.若存在实数满足,则实数的取值范围是( )A. B.
4、 C. D. 【答案】C【解析】【分析】根据题意可知经过不等式组表示的平面区域,作出不等式组的可行域,利用线性规划即可求解.【详解】作出不等式组表示的可行域,如图(阴影部分):由题意可知:经过不等式组表示的可行域,作出直线,平移直线可知,当经过点时,取最小值;经过点时,取得最大值. 由,解得,即,由,解得,即,将两点代入,可得,因为可行域边界是虚线,所以实数的取值范围是.故选:C【点睛】本题考查了简单的线性规划问题,考查了数形结合的思想,属于基础题.7.在我国明代数学家“珠算之父”程大位(1533-1606)所著的算法统宗中,有许多用诗歌形式表达的数学问题,如八子分棉歌:“九百九十六斤棉,赠分
5、八子做盘缠,次第每人多十七,要将第八数来言,务要分明依次第,孝和休惹外人传”则此问题(第八数)的答案为( )(单位:斤)A. 150B. 167C. 184D. 201【答案】C【解析】【分析】先由题意,得到这八个人分得棉的斤数构成等差数列,设第八人分得,则该等差数列公差为,根据等差数列的求和公式,列出方程求解,即可得出结果.【详解】根据题意,从第二个人开始,每个人分得的棉都比前一个人多斤,则这八个人分得棉的斤数构成等差数列,设第八人分得,则该等差数列公差为,由八个人共分得斤棉,所以,解得:.故选:C.【点睛】本题主要考查等差数列的简单应用,熟记等差数列的求和公式即可,属于基础题型.8.在中,
6、已知,其中分别是内角的对边,则的形状是( )A. 直角三角形B. 等腰三角形C. 锐角三角形D. 钝角三角形【答案】A【解析】【分析】先由题意,由降幂公式,得到,根据正弦定理,以及两角和的正弦公式,化简,得到,从而可得出结果.【详解】在中,由得,即,所以,因此,所以,解得,即为直角三角形.故选:A.【点睛】本题考查根据三角恒等变换判定三角形的形状,熟记公式即可,属于基础题型.9.若函数有两个不同零点,则实数的取值范围是( )A. B. C. D. 【答案】B【解析】【分析】把函数有两个不同零点转化为与有两个不同的交点,结合图像得出的取值范围即可.【详解】解:函数有两个不同零点等价于有两个不同的
7、根,进而等价于与有两个不同的交点.等价于表示圆心为半径为的上半个圆.直线过定点,根据图像,当直线与半圆相切时,与刚好有一个交点,此时,解得;当直线过点时,与刚好有两个交点,此时,解得.所以,要使与有两个不同的交点,只需.故选:B.【点睛】本题考查函数的零点问题,考查学生数形结合的思想,属于中档题.10.已知锐角满足,则的最小值为( )A. 20B. 18C. 16D. 12【答案】B【解析】【分析】首先由两角和的正弦公式可得,再由基本不等式计算可得;【详解】解:因为,所以,所以因为为锐角,所以,所以当且仅当时取等号,故选:B【点睛】本题考查两角和的正弦公式的应用以及基本不等式的应用,属于中档题
8、.11.已知是等比数列,且,则( )A. 2B. 3C. 4D. 5【答案】A【解析】【分析】首先根据题意,利用等比数列求和公式,得到,两式相除得到,即,与联立求得结果.【详解】设数列的公比为,且,则,两式相除得,所以,又,所以,故选:A.【点睛】该题考查的是有关数列的问题,涉及到的知识点有等比数列的求和公式,这题思维的应用,属于中档题目.12.在矩形ABCD中,AB=2BC=2,点P在CD边上运动(如图甲),现以AP为折痕将折起,使得点D在平面ABCP内的射影恰好落在AB边上(如图乙)设二面角D-AP-B的余弦值为,则函数的图象大致是( )A. B. C. D. 【答案】D【解析】【分析】分
9、别取和,计算出二面角D-AP-B的余弦值为和,对比图象得到结果.【详解】当时,作于,连结,因为平面,所以是二面角D-AP-B的平面角,可以求得,所以,所以排除A、B;当时,作于,连结,因为平面,所以是二面角D-AP-B的平面角,可以求得,排除C,故选:D.【点睛】该题考查的是有关立体几何的问题,涉及到的知识点有翻折问题,二面角的余弦值,图象的识别,属于中档题目.二、填空题:本题共 4 小题,每小题 5 分,共 20 分13.已知,则_【答案】【解析】【分析】首先由两角差的正切公式求出,再由二倍角正切公式计算可得;【详解】解:因为所以,解得所以故答案为:【点睛】本题考查两角差的正切公式及二倍角的
10、正切公式的应用,属于基础题.14.已知,若数列的前项和,则_【答案】99【解析】【分析】根据对数运算,由裂项相消的方法,先得到,进而可求出结果.【详解】因为,所以,因此,即.故答案为:.【点睛】本题主要考查由数列的前项和求项数的问题,熟记裂项相消的方法即可,属于常考题型.15.长方体中,设为的中点,直线与底面成角,则异面直线与所成角的大小为_【答案】【解析】【分析】连接,根据线面角求出矩形的高,取的中点,连接,作出与异面直线所成角相等的角,在中即可求解.【详解】连接, 由直线与底面成角,则,所以,设,则,所以 所以,所以 取的中点,连接,则,且, 所以平面,即,在中,,所以.故答案为:【点睛】
11、本题考查了求异面直线所成角、线面角,考查了基本运算求解能力与空间想象能力,属于基础题.16.在平面直角坐标系中,已知圆圆与圆的位置关系是_;(选填:相离,外切,相交,内切或内含)记圆与直线和分别交于、和、四点,当变化时,凸四边形面积的最大值是_【答案】 (1). 相交 (2). 3【解析】【分析】根据两圆的方程分别得到两圆的圆心与半径,求出圆心距与半径之和比较,即可得出结果;先判断,得到的对角线相互垂直,根据点到直线距离公式,分别求出圆心到两直线的距离,再由几何法得到弦长,根据,即可求出结果.【详解】因为圆的圆心为,半径为;圆的圆心为,半径为,所以,因此两圆相交;因为的斜率为,的斜率为,所以,
12、即,因此的对角线相互垂直,又圆心到直线的距离为,圆心到直线的距离为,因此,所以四边形的面积为,因为,(其中),因为,所以,因此,令,则.故答案为:相交;3.【点睛】本题主要考查判断两圆位置关系,以及求圆中四边形面积的最值问题,熟记两圆位置关系的判断方法,以及圆的弦长的求法即可,属于常考题型.三、解答题:本题共 6 小题,70 分解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤17.已知函数,其中(1)若,求角的大小;(2)当时,求的最大值【答案】(1);(2).【解析】【分析】(1)利用三角函数的倍角公式进行转化,解方程即可(2)当时,利用两角和差的三角公式进行化简,结合辅助角公式进行求解即可【详解】解
13、:(1)若,则若,即,得或,(2)当时,则的最大值为,即【点睛】本题主要考查三角函数值的计算以及三角函数最值的求解,结合两角和差的三角公式以及辅助角公式是解决本题的关键,属于中档题18.如图,在四棱锥中,已知底面是菱形(1)若,求证:平面面;(2)设为的中点,且,求证:平面,并求平面与棱的交点的位置【答案】(1)证明见解析(2)证明见解析,为PC中点.【解析】【分析】(1)连接OP,可得BDAC , BDPO,然后证明BD平面PAC,利用平面与平面垂直的判定定理证明平面PAC平面PBD;(2)根据平行线分线段成比例可得,即可证明线面平行,取PC中点利用平行可证与重合【详解】(1)设AC交BD于
14、点O ,连结,如图,因为底面ABCD为姜形,所以BDAC,O为BD中点因为PB= PD所以BDPO,又所以BD平面PAC.因为BD平面PBD,所以平面PAC平面PBD(2)设,连接MG,如图,则为三角形ABC的重心,所以,又,所以,故,因为平面,平面,所以平面.取中点,连接,因为,又,所以,可知平面,所以即为平面与棱的交点,故与重合,可知是的中点.【点睛】本题主要考查了线面垂直、面面垂直的证明,线线平行、线面平行的证明,平面的基本性质,属于中档题.19.如图,海面上一走私船正以每小时 15 海里的速度沿方位角120方向航行,距离走私船18 海里处的缉私艇测得该走私船当前的方位角为,并即刻以每小
15、时 21 海里的速度径直追赶(1)求缉私艇追上走私船所需的最短时间;(2)求缉私艇用时最短的追赶方向(方位角)的余弦值【答案】(1)2小时;(2).【解析】【分析】(1)设缉私艇追上走私船的最短时间为小时,利用余弦定理列方程求出的值;(2)利用余弦定理和两角和的余弦值,即可求出缉私艇用时最短的追赶方向(方位角的余弦值【详解】解:(1)如下图所示,在点处缉私舰赶上走私舰在中,设缉私艇追上走私船的最短时间为小时,则;即,化简得,解得或(不合题意,舍去);所以缉私艇追上走私船所需的最短时间是2小时;(2)中,所以,所以,所以缉私艇用时最短的追赶方向(方位角的余弦值是【点睛】本题考查了解三角的应用问题
16、,也考查了运算求解能力,属于中档题20.已知定义在上的函数,其中为常数(1)求解关于的不等式的解集;(2)若是与的等差中项,求的取值范围【答案】(1)详见解析;(2)【解析】【分析】(1)不等式转化为,然后分类讨论解不等式;(2)由条件转化为,再转化为关于的一元二次不等式.【详解】(1),整理为,当时,不等式的解集是,当时,不等式的解集是,当时,不等式的解集是;(2)由条件可知,即,即, ,即,解得:,所以的范围是.【点睛】本题考查含参一元二次不等式的解法,基本不等式,重点考查转化与化归的思想,讨论的思想,计算能力,属于基础题型.21.已知数列的前项和满足(1)求数列的通项公式;(2)设点列都
17、在函数的图象上,依次连结形成折线记折线对应的函数为,求不等式组所表示的平面区域的面积【答案】(1);(2)【解析】【分析】根据与的关系,分两步,当时,求得,当时,得,所以数列是等比数列,即可求得数列的通项公式;根据都在函数的图象上得点,再根据题意表示出形成的平面区域由个不同的梯形构成,再计算出第个梯形面积为:,之后利用错位相减法求和即可.【详解】解:(1)当时,得 当时,两式做差得:,即:,所以数列是以为首项,为公比的等比数列,所以: ;(2)因为都在函数图象上,所以,即:,此时形成的平面区域由个不同的梯形构成,且第个梯形面积为:,所以不等式组所表示的平面区域的面积为数列的前项和.所以令,两边
18、同乘得,做差整理得:整理得: .即不等式组所表示的平面区域的面积为 .【点睛】本题主要考查根据与的关系求解数列的通项公式,错位相减法求数列的前项和,难点在于将形成的平面区域面积用关于的表达式表示,是中档题.22.已知圆经过坐标原点和点,且圆心在直线上(1)求圆的方程;(2)设是圆的两条切线,其中为切点若点在直线上运动,求证:直线经过定点;若点在曲线(其中)上运动,记直线与轴的交点分别为 , 求面积的最小值【答案】(1);(2)证明见解析;32.【解析】【分析】(1)由题可设圆心坐标为,则根据圆经过坐标原点和点得,再根据两点间的距离公式列式解得圆心为,半径为,即可得方程;(2)根据题意设,再根据
19、题意知在以为直径的圆上,此时再写出以为直径的圆的方程,又因为是两圆的公共弦,所以两圆方程做差求得弦的方程即可解决;设,过的与圆相切的直线斜率为,写出切线方程,再根据直线与圆相切得关于的一元二次方程,不妨记直线的斜率为,直线的斜率为,利用韦达定理得与关系,另一方面,写出,方程,令得,再求出,表示出面积,再根据函数的性质求解面积最值即可.【详解】解:(1)因为圆心在直线上,故设圆心坐标为,又因为圆经过坐标原点和点,所以,即,解得:,所以圆心为,半径为,所以圆方程为:;(2)因为点在直线上运动,故设,又因为是圆的两条切线,其中为切点,故连接,如图所以,所以在以为直径的圆上,所以的中点坐标为,所以以为直径的圆的方程为:,化简得:,所以是两圆的公共弦,故两圆方程做差得弦的方程:,整理得:,所以直线经过定点;设点,设过的与圆相切的直线斜率为,切线方程为:, 圆心到切线的距离,整理得: 由题知: 即:,整理得:, 不妨记直线的斜率为,直线的斜率为所以有,令得, ,令,则 【点睛】本题考查圆的方程的求解,直线与圆的位置关系等知识点,考查数学运算能力.