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上海市徐汇区位育中学2021届高三上学期期中数学试卷 WORD版含解析.doc

1、2020-2021学年上海市徐汇区位育中学高三(上)期中数学试卷一、填空题(共12小题).1设集合Ax|1x2,Bx|0x4,则AB 2计算: 3已知复数z满足i,i为虚数单位,则z 4已知函数yx3,则此函数的反函数是 5已知x、y满足,则zy2x的最大值为 6已知行列式,则 7某单位有职工52人,现将所有职工按1、2、3、52随机编号,若采用系统抽样的方法抽取一个容量为4的样本,已知6号、32号、45号职工在样本中,则样本中还有一个职工的编号是 8已知数列an是无穷等比数列,其前n项和为Sn,若a2+a33,a3+a4,则 9在停课不停学期间,某校有四位教师参加三项不同的公益教学活动,每位

2、教师任选一项,则每个项目都有该校教师参加的概率为 (结果用数值表示)10已知F1,F2是椭圆的左、右焦点,过原点O且倾斜角为60的直线与椭圆C的一个交点为M,若,则椭圆C的长轴长为 11已知点M、N在以AB为直径的圆上若AB5,AM3,BN2,则 12已知球O是三棱锥PABC的外接球,PAABBCCA2,PB2,点D为BC的中点,且PD,则球O的体积为 二、选择题(共4小题).13下列不等式恒成立的是()Aa2+b22abBa2+b22abCD14若函数f(x)sinx+acosx的图象关于直线对称,则a的值为()A1B1CD15对于函数f(n)(nN*),我们可以发现f(n)有许多性质,如:

3、f(2k)0(kN*)等,下列关于f(n)的性质中一定成立的是()Af(n+1)f(n)1Bf(n+k)f(n)(kN*)Cf(n)f(n+1)+f(n)(0)Df(n+1)(+1)f(n)(0)16函数f(x)是定义在R上的奇函数,且f(x1)为偶函数,当x0,1时,若函数g(x)f(x)xm有三个零点,则实数m的取值范围是()ABCD三、解答题17如图,在直三棱柱ABCA1B1C1中,ACB90,AB2AC2,D是AB的中点(1)若三棱柱ABCA1B1C1的体积为,求三棱柱ABCA1B1C1的高;(2)若C1C2,求二面角DB1C1A1的大小18已知函数(a为实常数)(1)讨论函数f(x)

4、的奇偶性,并说明理由;(2)当f(x)为奇函数时,对任意的x1,5,不等式恒成立,求实数u的最大值19某地为庆祝中华人民共和国成立七十周年,在一个半径为米、圆心为60的扇形OAB草坪上,由数千人的表演团队手持光影屏组成红旗图案,已知红旗为矩形,其四个顶点中有两个顶点M、N在线段OB上,另两个顶点P、Q分别在弧、线段OA上(1)若组成的红旗是长PN与宽MN的长度比为3:2的国旗图案,求此国旗的面积;(2)求组成的红旗图案的最大面积20已知抛物线y22px(p0),其准线方程为x+10,直线l过点T(t,0)(t0)且与抛物线交于A、B两点,O为坐标原点(1)求抛物线方程,并证明:的值与直线l倾斜

5、角的大小无关;(2)若P为抛物线上的动点,记|PT|的最小值为函数d(t),求d(t)的解析式21设数列an的各项都是正数,若对于任意的正整数m,存在kN*,使得am、am+k、am+2k成等比数列,则称数列an为“Dk型”数列(1)若an是“D1型”数列,且,求的值;(2)若an是“D2型”数列,且a1a2a31,a88,求an的前n项和Sn;(3)若an既是“D2型”数列,又是“D3型”数列,求证:数列an是等比数列参考答案一、填空题(共12小题).1设集合Ax|1x2,Bx|0x4,则ABx|0x2解:集合Ax|1x2,Bx|0x4,所以ABx|1x2x|0x4x|0x2故答案为:x|0

6、x22计算:解:故答案为:3已知复数z满足i,i为虚数单位,则z12i解:i,i,z12i故答案为:12i4已知函数yx3,则此函数的反函数是(xR)解:函数f(x)x3,反函数为(xR)故答案为:(xR)5已知x、y满足,则zy2x的最大值为1解:由约束条件作出可行域如图阴影部分,化目标函数zy2x为y2x+z,由图可知,当直线y2x+z过A时,直线在y轴上的截距最大,联立,解得,即A(1,1)z有最大值为1211故答案为:16已知行列式,则3解:12+33,3,故答案为:37某单位有职工52人,现将所有职工按1、2、3、52随机编号,若采用系统抽样的方法抽取一个容量为4的样本,已知6号、3

7、2号、45号职工在样本中,则样本中还有一个职工的编号是19号解:设样本中还有一个职工的编号是x号,则用系统抽样抽出的四个职工的号码从小到大排列:6号、x号、32号、45号,它们构成等差数列,6+45x+32,x6+453219因此,另一学生编号为19故答案为:19号8已知数列an是无穷等比数列,其前n项和为Sn,若a2+a33,a3+a4,则8解:数列an是无穷等比数列,其前n项和为Sn,若a2+a33,a3+a4,q所以a1()3,解得a14,Sn,则8故答案为:89在停课不停学期间,某校有四位教师参加三项不同的公益教学活动,每位教师任选一项,则每个项目都有该校教师参加的概率为(结果用数值表

8、示)解:某校有四位教师参加三项不同的公益教学活动,每位教师任选一项,基本事件总数n3481,每个项目都有该校教师参加包含的基本事件总数m36,则每个项目都有该校教师参加的概率为p故答案为:10已知F1,F2是椭圆的左、右焦点,过原点O且倾斜角为60的直线与椭圆C的一个交点为M,若,则椭圆C的长轴长为解:设M(x0,y0),F1(c,0),F2(c,0),c2a23,过原点O且倾斜角为60的直线方程为,联立,消去y得,即(cx0,y0)(cx0,y0)0,化简整理得,a46a230,解得,椭圆C的长轴长为故答案为:11已知点M、N在以AB为直径的圆上若AB5,AM3,BN2,则12解:连接BM,

9、BN,因为AB为直径,所以AMBANB90,又因为AB5,AM3,BN2,BM4;()+|cosABM|cosABN422212故答案为:1212已知球O是三棱锥PABC的外接球,PAABBCCA2,PB2,点D为BC的中点,且PD,则球O的体积为解:如图,由条件可得PAB为等腰直角三角形,ABC为等边三角形,因为D为BC的中点,所以AD,由于PA2+AD2PD2,所以PAD90,PAB90,则PA底面ABC,球心O到面ABC的距离为OEAH1,AE,所以球O的半径OA,所以球的体积为V故答案为:二、选择题13下列不等式恒成立的是()Aa2+b22abBa2+b22abCD解:对于A,当a0,

10、b0时,不等式a2+b22ab不成立,故选项A错误;对于B,因为(a+b)20,所以a2+b2+2ab0,则a2+b22ab,故选项B正确;对于C,当a0,b0时,不等式不成立,故选项C错误;对于D,当a0,b1时,不等式不成立,故选项D错误故选:B14若函数f(x)sinx+acosx的图象关于直线对称,则a的值为()A1B1CD解:f(x)sinx+acosx(sinx+cosx),设cos,sin,则tana,即f(x)sin(x+),f(x)的图象关于直线对称,+k+,kZ,则k+,kZ,atantan(k+)tan1,故选:A15对于函数f(n)(nN*),我们可以发现f(n)有许多

11、性质,如:f(2k)0(kN*)等,下列关于f(n)的性质中一定成立的是()Af(n+1)f(n)1Bf(n+k)f(n)(kN*)Cf(n)f(n+1)+f(n)(0)Df(n+1)(+1)f(n)(0)解:当n1,2,3,4,时,f(n)的函数值为:1,0,1,0,对于A:f(2)f(1)1,故A不成立;对于B:f(n+1)f(n)不成立,故错;对于C:n为偶数,则f(n)1,f(n+1)+f(n)1;n为奇数,则f(n),f(n+1)+f(n);C正确;对于D:f(n+1)(+1)f(n)(0)不成立,故错;故选:C16函数f(x)是定义在R上的奇函数,且f(x1)为偶函数,当x0,1时

12、,若函数g(x)f(x)xm有三个零点,则实数m的取值范围是()ABCD解:因为函数f(x)是定义在R上的奇函数,且f(x1)为偶函数,当x0,1时,f(x),故当x1,0时,f(x),所以函数f(x)的图象如图g(x)f(x)xb有三个零点,即函数f(x)与函数yx+b有三个交点,当直线yx+b与函数f(x)图象在(0,1)上相切时,即x+b有2个相等的实数根,即 x2+bx10有2个相等的实数根由0求得b,数形结合可得g(x)f(x)xb有三个零点时,实数b满足b,故此式要求的b的集合为(,)再根据函数f(x)的周期为4,可得要求的b的集合为(4k,4k+),kZ,故选:C三、解答题17如

13、图,在直三棱柱ABCA1B1C1中,ACB90,AB2AC2,D是AB的中点(1)若三棱柱ABCA1B1C1的体积为,求三棱柱ABCA1B1C1的高;(2)若C1C2,求二面角DB1C1A1的大小解:(1)由ACB90,AB2AC2,得BC,由三棱柱ABCA1B1C1的体积为,得,解得CC16三棱柱ABCA1B1C1的高为6;(2)以C为坐标原点,分别以CA,CB,CC1 所在直线为x,y,z轴建立空间直角坐标系,则D(,0),B1(0,2),C1(0,0,2),设平面C1B1D的法向量为,由,取z1,得平面A1B1C1 的法向量记二面角DB1C1A1的大小为,则cos二面角DB1C1A1的大

14、小为arccos18已知函数(a为实常数)(1)讨论函数f(x)的奇偶性,并说明理由;(2)当f(x)为奇函数时,对任意的x1,5,不等式恒成立,求实数u的最大值解:(1)当a2时,f(1)a1,f(1)a3,故f(1)f(1),且f(1)f(1),于是f(x)既不是奇函数,也不是偶函数;当a2时,f(x)+f(x)2a2a40,即f(x)f(x),故此时f(x)为奇函数;(2)由f(x)为奇函数,由(1)可得a2,则f(x)2,由不等式f(x),可得u23x,可令3x+1t,t4,244,(因为x1,5),故u2(t1)2(t+)6,由于函数(t)2(t+)6的导数(t)2(1)0,可得(t

15、)在4,244递增,所以(t)min(4)3,因此不等式在x1,5上恒成立时,u的最大值为319某地为庆祝中华人民共和国成立七十周年,在一个半径为米、圆心为60的扇形OAB草坪上,由数千人的表演团队手持光影屏组成红旗图案,已知红旗为矩形,其四个顶点中有两个顶点M、N在线段OB上,另两个顶点P、Q分别在弧、线段OA上(1)若组成的红旗是长PN与宽MN的长度比为3:2的国旗图案,求此国旗的面积;(2)求组成的红旗图案的最大面积解:(1)如图,连结OP,设NP3a,则MN2a,OM,因为OP2PN2+ON2,则有,解得,所以此国旗的面积为(m2);(2)设POB,则PN,OM,所以,故此国旗的面积为

16、,整理可得,其中,因为,故,所以当且仅当时,故组成的红旗图案的最大面积为(m2)20已知抛物线y22px(p0),其准线方程为x+10,直线l过点T(t,0)(t0)且与抛物线交于A、B两点,O为坐标原点(1)求抛物线方程,并证明:的值与直线l倾斜角的大小无关;(2)若P为抛物线上的动点,记|PT|的最小值为函数d(t),求d(t)的解析式解:(1)由题意可知:准线方程x1,则1,则p2,抛物线的标准方程为:y24x,证明:若直线l的斜率不存在,则其方程为xt,代入y24x得,A(t,2),B(t,2),则t24t,则若直线l的斜率存在,设其斜率为(k0),则l的方程为xmy+t,联立,整理得

17、:y24ky4t0设A(x1,y1),B(x2,y2),则y1+y24k,y1y24t,x1x2(my1+t)(my2+t)m2y1y2+mt(y1+y2)+t2t2x1x2+y1y2t24t,综上,的值t24t与直线l倾斜角的大小无关;(2)设P(x,2),则丨PT丨2(xt)2+(20)2x22(t2)x+t2,(x0),由二次函数的性质可知:当对称轴xt20,即0t2时,当x0时,丨PT丨取最小值,最小值为t,当t20时,即xt2时,取最小值,丨PT丨取最小值,最小值为2,d(t)的解析式,d(t)21设数列an的各项都是正数,若对于任意的正整数m,存在kN*,使得am、am+k、am+

18、2k成等比数列,则称数列an为“Dk型”数列(1)若an是“D1型”数列,且,求的值;(2)若an是“D2型”数列,且a1a2a31,a88,求an的前n项和Sn;(3)若an既是“D2型”数列,又是“D3型”数列,求证:数列an是等比数列解:(1)若an是“D1型”数列,可得am、am+1、am+2成等比数列,即有an为等比数列,设公比为q,q0,且,可得q2,即q,则2;(2)若an是“D2型”数列,可得am、am+2、am+4成等比数列,可得数列的奇数项,偶数项成等比数列,当n为奇数时,an1;当n为偶数时,an2,当n为偶数时,前n项和Sn+21+;当n为奇数时,前n项和Sn+21;(3)证明:an既是“D2型”数列,又是“D3型”1列,可得当m4时,am3,am1,am+1,am+3成等比数列;am3,am,am+3也成等比数列从而当m4时,am2am3am+3am1am+1所以当n4时,am2am1am+1,即,即当n4时,设q当1m3时,m+34,从而由(*)式知am+32amam+6,故am+42am+1am+7,从而q2,因此q对任意n1都成立故数列an为等比数列

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