2021届江苏省苏州中学高三(10月份)调研数学试题(解析版) 江苏省苏州市2021届高三第一学期期中考试数学
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2021 届江苏省苏州中学高三(10 月份)调研数学试题 一、单选题 1. . 已知集合 ? ?22 0 A x x x ? ? ? ? ,? ?B x y x ? ? ,则 A B ? ( ) A. . ? ? 1 2 x x ? ? ? B. . ? ? 0 2 x x ? ? C. . ? ? 1 x x ? ? D. . ? ? 0 x x ? 【答案】C 【分析】根据一元二次不等式的解法以及定义域的求法化简集合,再进行并集运算. 【详解】∵集合 ? ?22 0 A x x x ? ? ? ? ,∴集合 ? ? | 1 2 A x x ? ? ? ? ∵集合 ? ? B x y x ? ? ,∴集合 ? ? 0 B x x ? ? ∴ ? ? 1 A B x x ? ? ? ? 故选:C. 【点睛】本题主要考查了集合的并集运算,涉及了一元二次不等式的解法,定义域的求解,属于基础题. 2. . 已知34 5sin??? ?? ?? ?? ?, 0,2??? ?? ??? ?,则 cos ? ? ( ( ) ) A. .210 B. .3 210 C. .22 D. .7 210 【答案】A 【分析】利用角的变换 cos cos4 4? ?? ?? ? ? ?? ? ?? ? ? ?? ? ? ?化简,求值. 【详解】 0,2??? ?? ??? ?, ,4 4 4? ? ??? ?? ? ?? ?? ? 24cos 1 sin4 4 5? ?? ?? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?, cos cos cos cos sin sin4 4 4 4 4 4? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? 4 2 3 2 25 2 5 2 10? ? ? ? ?.
故选:A 【点睛】本题考查三角函数给值求在值,意在考查转化与变形,计算能力,属于基础题型. 3. . 若 0 b a ? ? ,则下列不等式:
① a b ? ; ② a b ab ? ? ; ③22aa bb? ? 中,正确的不等式的有( ) ) A .0 个 B .1 个 C .2 个 D .3 个 个 【答案】C 【分析】根据不等式的性质以及2( ) 0 a b ? ? 即可判断正误. 【详解】由 0 b a ? ? 知:
| | | | b a ?, 0 a b ab ? ? ? ,而2( ) 0 a b ? ? ,则有2 22 a b ab ? ?,即22aa bb? ? , 即②③都正确. 故选:C 【点睛】本题考查了不等式的性质,属于基础题. 4 .函数2( ) ( 0, 0) f x ax bx a b ? ? ? ? 在点 (1, (1)) f 处的切线斜率为 2 ,则8a bab?的最小值是( ) A .10 B .9 C .8 D. . 3 2 【答案】B 【解析】对函数求导可得, ? ? " 2 . f x ax b ? ? 根据导数的几何意义, ? ? " 1 2 2 f a b ? ? ? ,即? ? 8a bab?=8 1b a? =(8 1b a? )·b(2a? )=8a b2 b a? +5≥28a b2 b a? +5=4+5=9,当且仅当2 28a b2a bb a? ? ??????即13 43ab???????? ?时,取等号.所以8a bab?的最小值是 9. 故选 B. 点睛:本题主要考查导数的几何意义,求分式的最值结合了重要不等式,“1”的巧用,注意取等条件 5 .Logistic 模型是常用数学模型之一,可应用于流行病学领域.有学者根据公布数据建
数 立了某地区新冠肺炎累计确诊病例数 I(t)(t 的单位:天)的 的 Logistic 模型 :( 53)( )= 1etIKt? ??中 ,其中 K 为最大确诊病例数.当 I(*t)= 时,标志着已初步遏制疫情,则*t约为( )(ln19≈3 ) A .60 B .63 C .66 D .69 【答案】C 【分析】将 tt ? ?代入函数 ? ?? ? 531tKI te ????结合 ? ? I t K?? 求得 t ? 即可得解. 【详解】 ? ?? ? 531tKI te ????,所以 ? ?? ? t Ke??? ?? ??,则? ? 5319te? ??, 所以, ? ? 53 ln19 3 t ? ? ? ? ,解得353 ? ? ? ? . 故选:C. 【点睛】本题考查对数的运算,考查指数与对数的互化,考查计算能力,属于中等题. 6. . 已知函数ln , 0( ), 0e xx x xf xxx? ??? ????则函数 ? ? 1 y f x ? ? 的图象大致是( ) ) A. . B. . C. . D. . 【答案】B 【分析】本题可用特殊值排除法解决问题,代入特殊值 0 x ? 、 1 x ? 故排除 CD;当 0 x ?时,利用导数判断单调性,排除 A,当 0 1 x ? ? 时, ? ? 1 0 y f x ? ? ? ,当 1 x?时, ?? 1 0 y f x ? ? ? ,即可得出最后答案.
【详解】解:①当 0 x ? 时, ? ? ? ? 1 0 1 1 ln1 0 y f f ? ? ? ? ? ? ; ②当 1 x ? 时, ? ? ? ? 1 1 0 0 ln0 0 y f f ? ? ? ? ? ? ;故排除 CD; ③ 当 0 x ? 时, 1 1 x ? ? , 所以 ? ? ? ? ? ? 1 l 1 1 n y f x x x ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?"""1 ln 1 1 ln 1 x x y x x ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?" 1ln 1 1 11x x xx? ? ? ? ? ?? ? ? ln 1 1 0 x ?? ? ? ? 所以 ? ? 1 y f x ? ? 在 0 x ? 时单调递减,故排除 A. ④当 0 1 x ? ? 时, 0 1 1 x ? ? ? , ? ? ? ? ? ? 1 l 1 1 n y f x x x ? ? ? ? ? ( )0 1 1 x < - < ,? ? ln 1 0 x ? ? , ? ? ? ? ? ? 1 n 1 0 1 l x x y f x ? ? ? ? ? ? ? ,故 B 符合, ⑤当 1 x? 时, 1 0 x ? ? ? ?11e1xxxy f??? ? ? , 11 0, 0 exx-- < > , ? ?110e1xy f xx??? ? ? ? ? ,故 B 符合. 故选:B 【点睛】本题考查函数图象,分段讨论图象的单调性、值域,利用排除法即可解得. 7. . 若定义在 R 上的奇函数 ? ?f x 满足对任意的 x?R ,都有 ? ? ? ? 2 f x f x ? ? ? 成立,且 ? ? 1 8 f ? ,则 ? ? 2019 f , ? ? 2020 f , ? ? 2021 f 的大小关系是( ) ) A. . ? ? ? ? ? ? 2019 f f f ? ? B. . ? ? ? ? ? ? 2019 2020 2021 f f f ? ? C. . ? ? ? ? ? ? 2020 f f f ? ? D. . ? ? ? ? ? ? 2020 2021 2019 f f f ? ? 【答案】A
【分析】由 ? ? ? ? 2 f x f x ? ? ? ,可推出 ? ? ? ? 4 f x f x ? ? ,从而可知函数 ? ? f x 是周期函数,周期为 4,进而可得出 ? ? ? ? 2019 1 f f ? ? , ? ? ? ? 2020 0 f f ? ,? ? ? ? 2021 1 f f ? ,然后根据 ? ? f x 是 R 上的奇函数,求出三个函数值,即可得出答案. 【详解】因为 ? ? ? ? 2 f x f x ? ? ? ,所以 ? ? ? ? ? ? 4 2 f x f x f x ? ?? ? ? ,即 ? ? f x 是周期函数,周期为 4, 又函数 ? ? f x 是 R 上的奇函数,所以 ? ? 0 0 ? f , ? ? ? ? 1 1 8 f f ? ?? ?? , 则 ? ? ? ? ? ? 2019 3 1 8 f f f ? ? ? ?? , ? ? ? ? 2020 0 0 f f ? ? , ? ? ? ? 2021 1 8 f f ? ? , 所以 ? ? ? ? ? ? 2019 2020 2021 f f f ? ? . 故选:A. 【点睛】本题考查函数的奇偶性、周期性的应用,考查学生的推理能力与计算求解能力,属于中档题. 8. .距 地面上有两座相距 120 m 的塔,在矮塔塔底望高塔塔顶的仰角为 α ,在高塔塔底望矮塔塔顶的仰角为2?点 ,且在两塔底连线的中点 O 处望两塔塔顶的仰角互为余角,则两塔的高度分别为( ) ) A .50 m ,100 m B .40 m ,90 m C .40 m ,50 m D .30 m ,40 m 【答案】B 【分析】在直角三角形中分别表示 ? 、2?的正切值,由二倍角公式把二者联系起来,再分别表示 ? 、2?? ? 的正切值,根据互余二者联系起来,然后再解两个不等式组成的方程组可得解. 【详解】 设高塔高 H m,矮塔高 h m,在 O点望高塔塔顶的仰角为 β. 则 tan tan120 2 120H h ?? ? ? , ,
根据三角函数的倍角公式有 hHh??? ?? ??? ?① 因为在两塔底连线的中点 O望两塔塔顶的仰角互为余角, 所以在 O点望矮塔顶的仰角为2?? ? , 由 tan60H? ? , tan2 60h ??? ?? ?? ?? ? ,得6060Hh? .② 联立①②解得 H=90,h=40. 即两座塔的高度分别为 40 m,90 m. 故选:B. 【点睛】本题主要考查解三角形的实际应用,二倍角的正切公式、诱导公式. 二、多选题 9. .为 等腰直角三角形直角边长为 1 ,现将该三角形绕其某一边旋转一周 ,则所形成的几何体的表面积可以为( ) ) A. .2 ? B. . ? ? 1 2 ? ? C. . 2 2 ? D. . ? ? 2 2 ? ? 【答案】AB 【分析】分 2 种情况,一种是绕直角边,一种是绕斜边,分别求形成几何体的表面积. 【详解】如果是绕直角边旋转,形成圆锥,圆锥底面半径为 1,高为 1,母线就是直角三角形的斜边2 , 所以所形成的几何体的表面积是 ? ?2 21 2 1 2 1 S rl r ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? . 如果绕斜边旋转,形成的是上下两个圆锥,圆锥的半径是直角三角形斜边的高22,两个圆锥的母线都是直角三角形的直角边,母线长是 1, 所以写成的几何体的表面积22 2 1 22S rl ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?. 综上可知形成几何体的表面积是 ? ? 2 1 ? ? 或2 ? . 故选:AB 【点睛】本题考查旋转体的表面积,意在考查空间想象能力和计算能力,属于基础题型. 10. .于 关于 x 的不等式 ? ?? ? 12 1 0 ax x a ? ? ? ? 有 的解集中恰有 3 个整数,则 a 的值可以为
( ) A. .12? B .1 C. .- -1 D .2 【答案】AC 【分析】由题意先判断出 0 a? ,写出不等式的解集,由不等式 ? ?? ? 1 2 1 0 ax x a ? ? ? ?的解集中恰有 3 个整数,则这 3 个整数中一定有 0 和 1,所以分这 3 个数为 101 ? ,, ,或0,1,2, 分别计算求解即可. 【详解】不等式 ? ?? ? 1 2 1 0 ax x a ? ? ? ? 的解集中恰有 3 个整数 当 0 a ? 时,不等式化为 1 0 x? ? ,则解集中有无数个整数. 当 0 a ? 时,不等式 ? ?? ? 1 2 1 0 ax x a ? ? ? ? 的解集中有无数个整数. 所以 0 a? ,10a? , 1 2 1 a ? ? ,所以11 2aa? ? 所以不等式的解集为:1| 1 2 x x aa? ?? ? ?? ?? ?, 由不等式 ? ?? ? 1 2 1 0 ax x a ? ? ? ? 的解集中恰有 3 个整数,则这 3 个整数中一定有 0 和1. 则这 3 个整数为:
101 ? ,, ,或 0,1,2, 若这 3 个整数为:
101 ? ,, ,则1 2 212 1aa? ? ??? ? ?? ???, 解得:12a ? ? 若这 3 个整数为:
0,1,2, 则2 1 2 311aa? ? ? ???? ???, 解得:
1 a?? 所以实数 a 的取值集合是1, 12? ?? ?? ?? ?. 故选:AC. 【点睛】本题考查一元二次不等式的解法与应用问题,考查分类讨论思想的应用,属于中档题. 11. . 声音是由物体振动产生的声波, , 其中包含着正弦函数. 纯音的数学模型是函数
sin y A t ? ? , , 我们听到的声音是由纯音合成的, , 称之为复合音. 若一个复合音的数学模型是函数 ? ?1sin sin22f x x x ? ? , , 则下列结论正确的是( ) ) A. . 2 ? 是 ? ? f x 的一个周期 B. . ? ? f x 在 []0,2π 上有 3 个零点 C. . ? ? f x 的最大值为3 34 D. . ? ? f x 在 0,2? ? ?? ?? ?上是增函数 【答案】ABC 【分析】①分别计算 sin y x ? 和1sin22y x ? 的周期,再求其最小公倍数即可得到 ? ? f x的周期.②令( )0 f x = 即可求得零点.③对 ? ? f x 求导,令? ?"0 f x ? ,判断单调性即可求得极值.④对 ? ? f x 求导,令 ? ?"0 f x ? ,即可求出单调递增区间. 【详解】解:因为:
? ?1sin sin22f x x x ? ? ① sin y x ? 的周期是 2 ? , 1sin22y x ? 的周期是22?? ? , 所以 ? ?1sin sin22f x x x ? ? 的周期是 2 ? ,故 A正确. ②当 ? ?1sin sin2 02f x x x ? ? ? , ? ? 0,2 x ? ? 时, sin sin cos 0 x x x ? ? sin (1 cos ) 0 x x ? ? sin 0 x ? 或 1 cos 0 x ? ? 解得 0 x ? 或32x?? 或 2 x ? ? , 所以 ? ? f x 在 []0,2π 上有 3 个零点,故 B 正确. ③ ? ?1sin sin22f x x x ? ? ? ? sin sin cos f x x x x ? ? ? ?"2 2cos cos sin f x x x x ? ? ? 22cos cos 1 x x ? ? ? 令 ? ?"0 f x ? ,求得1cos2x ? 或 cos 1 x ?? ,
因为 ? ? f x 在11,2骣琪-琪桫 单调递增,在1,12? ?? ?? ?单调递减, 所以1cos2x ? 时取得最大值,则3sin2x ? ? ? max3 1 3 3 32 2 2 4f x ? ? ? ?,故 C 正确. ④由③得 ? ?"22cos cos 1 f x x x ? ? ? , 要求增区间则 ? ?"0 f x ? , 即 cos 1 x?? (不成立),或1cos 12x ? ? , 所以 0 2 23k x k ? ? ? ??? ? 所以 ? ? f x 在 0,2? ? ?? ?? ?上是增函数是错误的,故 D错误. 故选:ABC 【点睛】本意考查正弦、余弦函数的周期性、零点、单调性、极值,利用导数法求单调性和极值会使计算简便. 12. .域 对于具有相同定义域 D 的函数 ? ?f x 和 ? ? g x ,若存在函数 ? ? h x kx b ? ? ( (k ,b数 为常数),对任给的正数 m ,存在相应的0x D ? ,使得当 xD ? 且0 x x ? 时,总有? ? ? ?? ? ? ?00f x h x mh x g x m? ? ? ???? ? ?? ?,则称直线 : l y kx b ? ? 为曲线 ? ? y f x ? 与 ? ? y g x ? 的“ 分渐近线”. 给出定义域均为 ? ? | 1 D x x ? ? 的四组函数,其中曲线 ? ? y f x ? 与 ? ? y g x ? 存在“ 分渐近线” 的是( ) ) A. . ? ?2f x x ? , ? ? g x x ? B. . ? ? 10 2xf x?? ? , ? ?2 3 xg xx?? C. .? ?21 xf xx?? , ? ?ln 1lnx xg xx?? D. . ? ?221xf xx??, ? ? ? ? 2 1xg x x e ? ? ? ? 【答案】BD 【分析】根据分渐近线的定义,对四组函数逐一分析,由此确定存在“分渐近线”的函数.
【详解】解:
? ? f x 和 ? ? g x 存在分渐近线的充要条件是 x?? 时,? ? ? ? 0, ( ) ( ) f x g x f x g x ? ? ? . 对于①, ? ?2f x x ? , ? ? g x x ? , 当 1 x? 时,令 ? ? ? ? ? ?2F x f x g x x x ? ? ? ? , 由于1( ) 2 02F x xx? ? ? ?,所以 ? ? h x 为增函数, 不符合 x?? 时, ? ? ? ? 0 f x g x ? ? ,所以不存在分渐近线; 对于②, ? ? 10 2 2xf x?? ? ? , ? ?2 32,( 1)xg x xx?? ? ? ( ) ( ) f x g x ? ? , 2 3 1 3( ) ( ) 10 210xxxf x g xx x?? ? ?? ? ? ? ? ?? ?? ?, 因为当 1 x? 且 x?? 时, ? ? ? ? 0 f x g x ? ? ,所以存在分渐近线; 对于③,21( )xf xx?? ,ln 1( )lnx xg xx?? ,21 1 1 1 1 1 1( ) ( )ln ln lnx x nxf x g x x xx x x x x x? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? 当 1 x? 且 x?? 时,1x与1ln x均单调递减,但1x的递减速度比1ln x快, 所以当 x?? 时, ? ? ? ? f x g x ? 会越来越小,不会趋近于 0,所以不存在分渐近线; 对于④,22( )1xf xx??, ? ? ? ? 2 1xg x x e ? ? ? ? , 当 x?? 时, 22( ) ( ) 220+12 22+1xxxf x g x x ex x e?? ? ? ? ??? ? ,且( ) ( ) 0 f x g x ? ? , 因此存在分渐近线. 故存在分渐近线的是 BD. 故选:BD. 【点睛】本小题主要考查新定义概念的理解和运用,考查函数的单调性,属于难题.
三、填空题 13. . 若二次函数 ? ?22 4 1 f x x ax a ?? ? ? ? 有一个零点小于1 ? 于 ,一个零点大于 3 ,则实数 a 的取值范围是____________. 【答案】4,5? ???? ?? ? 【分析】由二次函数 ? ?22 4 1 f x x ax a ?? ? ? ? 的图象开口向下,且在区间 ? ? , 1 ?? ? ,? ? 3,?? 内各有一个零点,可得? ?? ?1 03 0ff? ? ????? ?,求解即可. 【详解】因为二次函数 ? ?22 4 1 f x x ax a ?? ? ? ? 的图象开口向下, 且在区间 ? ? , 1 ?? ? , ? ? 3,?? 内各有一个零点, 所以? ?? ?1 1 2 4 1 03 9 6 4 1 0f a af a a? ? ? ? ? ? ? ???? ? ? ? ? ?? ?,解得45a ? . 所以实数 a 的取值范围是4,5? ???? ?? ?. 故答案为:4,5? ???? ?? ?. 【点睛】本题考查二次函数的零点分布,考查学生的计算求解能力,属于基础题. 14. .集 在整数集 Z 中,被 5 除所得余数为 k 的所有整数组成一个“ 类” ,记为[k] ,即[k]= ={5n +k| n ∈Z} ,k =0 ,1 ,2 ,3 ,4. 给出如下四个结论:
① ①2 014 ∈[4] ; ② ②- -3 ∈[3] ; ③Z =[0] ∪[1] ∪[2] ∪[3] ∪[4]; ; ④数 整数 a ,b 属于同一“ 类” 的充要条件是“a -b ∈[0]” .其中 ,正确的结论是________. . 【答案】①③④ 【分析】对各个选项分别进行分析,利用类的定义直接求解. 【详解】在①中,∵2014÷5=402…4,∴2014∈[4],故①正确; 在②中,∵﹣3=5×(﹣1)+2,∴﹣3?[3],故②错误; 在③中,∵整数集中的数被 5除的数可以且只可以分成五类, ∴Z=[0]∪[1]∪[2]∪[3]∪[4],故③正确; 在④中,∵2015÷5=403,2010÷5=402, ∴2015 与 2010属于同一个“类”[0],故④正确. 故答案为①③④. 【点睛】本题为同余的性质的考查,具有一定的创新,关键是对题中“类”的题解,属
基础题. 15. .知 已知 sinθ +cosθ= =713,θ∈ ∈(0 ,π) ,则 tanθ =________. 【答案】125? 【分析】已知等式两边平方,利用同角三角函数间的基本关系化简,求出 2sin cos ? ?的值小于 0,得到 sin 0 ? ? , cos 0 ? ? ,再利用完全平方公式及同角三角函数间的基本关系求出 sin ? 与 cos ? 的值,即可求出 tan ? 的值. 【详解】解:将已知等式7sin cos13? ? ? ? ①两边平方得:2 2 249(sin cos ) sin 2sin cos cos 1 2sin cos169? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? , 1202sin cos 0169? ? ? ? ? ? , 0 ? ? ? ? , sin 0 ? ? ? , cos 0 ? ? ,即 sin cos 0 ? ? ? ? , 2289(sin cos ) 1 2sin cos169? ? ? ? ? ? ? ? ? , 17sin cos13? ? ? ? ? ②, 联立①②,解得:12sin13? ? ,5cos13? ? ? , 则12tan5? ? ? . 故答案为:125? . 【点睛】本题考查了同角三角函数间的基本关系,以及完全平方公式的应用,熟练掌握基本关系是解本题的关键,属于中档题. 四、解答题 16. . 已知 A 、 B 、 C 是平面上任意三点,且 BC a ?, ? CA b , AB c ? .则 则c bya b c? ??的最 小值是______. 【答案】2 -12 【详解】依题意,得 b c a ? … ,于是 1c b c b cya b c a b c?? ? ? ? ?? ? 12c b c b ca b c? ? ?? ? ??
1 11 22 2 2 2c a b c c a ba b c a b c? ? ?? ? ? ? ? ?? ?厖 17. . 已知集合 ? ? ? ?22| log 4 15 9 , A x y x x x ? ? ? ? ? ?R , ? ? | 1, B x x m x ? ? ? ?R ‖ (1 1 )求集合 A ; (2 2 )若 p :
x A ? , q :
x B ? ,且 p 是 q 的充分不必要条件,求实数 m 的取值范围. . 【答案】(1)3| 34A x x? ?? ? ?? ?? ?(2) ? ?1, 4,4? ??? ? ????? ? 【分析】(1)在函数有意义的条件下,解一元二次不等式、绝对值不等式即可. (2)从集合的角度理解充分不必要条件,再由集合的包含关系求解即可. 【详解】解:(1)∵ ? ? ? ?22| log 4 15 9 , A x y x x x R ? ? ? ? ? ? ∴24 15 9 0 x x ? ? ? ?,则 ( 3)(4 3) 0 x x ? ? ? ∴334x ? ? ,∴3| 34A x x? ?? ? ?? ?? ?. (2)∵ ? ? | 1, B x x m x ? ? ? ?R ‖ ∴由 | | 1 x m ? ? 可得:
1 x m ? ? 或 1 x m ? ?? ∴ 1 x m ? ? 或 1 x m? ≤ ∴ ? | 1 B x x m ? ? ? 或 ? 1 x m ? ? ∵ p :
x A ? , q :
x B ? , 且 p 是 q 的充分不必要条件 ∴ 1 3 m? ? 或314m? ? ∴ 4 m≥ 或14m ? ? ∴实数 m 的取值范围是 ? ?1, 4,4? ??? ? ????? ?. 【点睛】本题考查不等式的解法以及充分条件与必要条件,属于基础题. 18 .已知函数 ( ) sin( )( 0, 0,0 )2f x A x A?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 的部分图象如图所示,其中点 (1,2) P 为函数图象的一个最高点, (4,0) Q 为函数图象与 x 轴的一个交点, O 为坐标原点.
( Ⅰ )求函数( ) f x 的解析式; ( Ⅱ )将函数 ( ) y f x ? 的图象向右平移 2 个单位得到 ( ) y g x ? 的图象,求函数( ) ( ) ( ) h x f x g x ? ? 图象的对称中心. 【答案】(Ⅰ) ( ) 2sin( )6 3f x x? ?? ? ;(Ⅱ)1(3 ,1)( )2k k Z ? ? . 【解析】试题分析:(Ⅰ)要确定 ( ) sin( ) f x A x ? ? ? ? 的解析式,利用最高点确定 A,由 P、Q 两点确定周期,从而可确定 ? ,再结合五点法(或正弦函数的性质)可确定 ? ;(Ⅱ)由平移变换得出 ( ) g x 的表达式,从而求出 ( ) ( ) f x g x ,展开后用二倍角公式和两角差的正弦公式化函数为一个三角函数,同样结合正弦函数的性质可得对称中心. 试题解析:(Ⅰ)由题意得振幅 2 A? ,周期 4 (4 1) 12 T ? ? ? ? ,又212??? ,则6?? ? 将点 (1,2) P 代入 ( ) 2sin( )6f x x?? ? ? ,得 sin( ) 16x?? ? ? , ∵ 02?? ? ? , ∴3?? ? , 故 ( ) 2sin( )6 3f x x? ?? ? . (Ⅱ)由题意可得 ( ) 2sin ( 2) 2sin6 3 6g x x x? ? ? ? ?? ? ? ?? ?? ?. ∴2( ) ( ) ( ) 4sin( ) sin 2sin 2 3sin cos6 3 6 6 6 6h x f x g x x x x x x? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? 1 cos 3sin 1 2sin( )3 3 3 6x x x? ? ? ?? ? ? ? ? ? . 由3 6x k? ?? ? ? 得13 ( )2x k k Z ? ? ? ∴ ( ) y h x ? 图像的对称中心为1(3 ,1)( )2k k Z ? ? 【解析】函数 ( ) sin( ) f x A x ? ? ? ? 的解析式与性质. 19. . 如图,在三棱柱1 1 1ABC ABC ? 中, ABC? 和 △1AAC 为 均是边长为 2 的等边三角形,点 O 为 AC 中点,平面1 1AAC C ? 平面 ABC .
( (1 )证明:1AO ? 平面 ABC ; ( (2 )求直线 AB 与平面1 1ABC 所成角的正弦值. 【答案】(1)理由见解析;(2)64. 【分析】(1)证明1AO AC ? ,通过平面1 1AAC C ? 平面 ABC ,推出1AO ? 平面 ABC . (2)如图,以 O 为原点, OB , OC ,1OA 为 x , y , z 轴,建立空间直角坐标系.求出相关点的坐标,求出平面1 1ABC 的法向量为 ( , , ) n x y z ? ,设直线 AB 与平面1 1ABC 所成角为 ? ,利用空间向量的数量积求解即可. 【详解】(1)证明:1 1AA AC ? ,且 O 为 AC 的中点, 1AO AC ? ? , 又 平面1 1AAC C ? 平面 ABC ,且交线为 AC ,又1AO ? 平面1 1AAC C , 1AO ? ? 平面 ABC ; (2)解:如图,以 O 为原点, OB , OC ,1OA 为 x , y , z 轴,建立空间直角坐标系.
由已知可得(0 O,0, 0) (0 A , 1 ? ,1 10), ( 3,0,0), (0,0, 3) (0,2, 3) B A C , 1( 3,0, 3) AB? ? ,1 1( 3,1,0), (0,2,0) AB AC ? ? 平面1 1ABC 的法向量为 ( , , ) n x y z ? , 则有2 03 3 0yx z? ???? ? ??, 所以 n 的一组解为 (1,0,1) n ? , 设直线 AB 与平面1 1ABC 所成角为 ? , 则 sin cos , AB n ? ? 又· 3 6cos ,4 2 2AB nAB nAB n? ? ?, 所以直线 AB 与平面1 1ABC 所成角的正弦值:64. 【点睛】关键点睛:解题的关键在平面与平面垂直的判断定理的应用,以及利用法向量求解直线与平面所成角,主要考查学生空间想象能力以及计算能力,难度属于中档题 20. . 已知函数2( ) ( 1) f x x x x a ? ? ? ? . ( (1 )若 1 a?? ,解方程 ( ) 1 f x ? ; ( (2 )若函数( ) f x 在 R 上单调递增,求实数 a 的取值范围; ( (3 )若 1 a? 且不等式 ( ) 2 3 f x x ? ? 对一切实数 x?R 恒成立,求 a 的取值范围 【答案】(1) ;(2) ;(3)
【详解】(1)当 1 a?? 时,, 故有 22 1, 1( ) { 1,1x xf xx? ? ??? ?, 当 1 x?? 时,由 ( ) 1 f x ? ,有22 1 1 x ? ? ,解得 1 x ?或 1 x?? 当 1 x?? 时, ( ) 1 f x ? 恒成立 ∴ 方程的解集为 或 (2)22 ( 1) ,( ) { (1) ,x a x a x af xa x a x a? ? ? ??? ? ?, 若 在 上单调递增,则有 1{ 41 0aaa??? ?, 解得,13a ? ∴ 当13a ? 时, 在 上单调递增 (3)设 ( ) ( ) (2 3) g x f x x ? ? ? 则22 ( 3) 3,( ) {( 1) 3,x a x a x ag xa x a x a? ? ? ? ??? ? ? ? 不等式 ( ) 2 3 f x x ? ? 对一切实数 x?R 恒成立,等价于不等式 ( ) 0 g x ? 对一切实数x?R 恒成立. 1 a? , ? 当 ( , ) x a ? ?? 时, ( ) g x 单调递减,其值域为2( 2 3, ) a a ? ? ?? , 由于2 22 3 ( 1) 2 2 a a a ? ? ? ? ? ? ,所以 ( ) 0 g x ? 成立. 当 [ , ) x a ? ?? 时,由 1 a? ,知34aa?? , ( ) g x 在34ax?? 处取最小值, 令 ,得 3 5 a ? ? ? ,又 1 a? ,所以 3 1 a ? ? ? 综上, [ 3,1 a? ? ) . 21. . 在平面直角坐标系 xOy 中,已知椭圆2 22 21( 0)x ya ba b? ? ? ? 的左、右顶点分别为A 、 B 为 ,焦距为 2 ,直线 l 与椭圆交于, C D 两点(均异于椭圆的左、右顶点). 当直线 l
过椭圆的右焦点 F 且垂直于 x 轴时,四边形 ACBD 为 的面积为 6. ( (1 )求椭圆的标准方程; ( (2 )设直线 , AC BD 的斜率分别为1 2, k k . ① 若2 13 k k ? ,求证:直线 l 过定点; ② 若直线 l 过椭圆的右焦点 F ,试判断12kk是否为定值,并说明理由. 【答案】(1)2 214 3x y? ? ;(2)①证明见解析;②1231 kk? 【分析】(1)由题意焦距为 2,设点0(1, ) C y ,代入椭圆2 22 21( 0)x ya ba b? ? ? ? ,解得20bya? ? ,从而四边形 ACBD 的面积226 2 2 2ABCbS a ba?? ? ? ,由此能求出椭圆的标准方程. (2)①由题意1: ( 2) AC y k x ? ? ,联立直线与椭圆的方程2 214 3x y? ? ,得2 2 211(3 4 ) 16 12 0 k x k ? ? ? ?,推导出 6(3 4kCk???,)3 4kk ?, 6( 34kDk??,)3 4kk??,由此猜想:直线 l 过定点 (1,0) P ,从而能证明 P , C , D 三点共线,直线 l 过定点 (1,0) P . ②由题意设1( C x ,1 )y ,2( D x ,2 )y ,直线 : 1 l x my ? ? ,代入椭圆标准方程:2 214 3x y? ? ,得2 2(3 4) 6 9 0 m y my ? ? ? ? ,推导出1 2263 4my ym? ? ??,1 2293 4y ym? ??,由此推导出11 1 1 2 1 2 1 2 122 2 1 2 1 1 2 222 ( 2) ( 1) 1( 2) ( 3) 3 32yk x y x y my my y yyk y x y my my y yx? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ??(定值). 【详解】(1)由题意焦距为 2,可设点0(1, ) C y ,代入椭圆2 22 21( 0)x ya ba b? ? ? ? , 得202 211ya b? ? ,解得20bya? ? , ? 四边形 ACBD 的面积226 2 2 2ABCbS a ba?? ? ? , 23 b ? ? ,24 a ?,
? 椭圆的标准方程为2 214 3x y? ? . (2)①由题意1: ( 2) AC y k x ? ? , 联立直线与椭圆的方程2 214 3x y? ? ,得2 2 211(3 4 ) 16 12 0 k x k ? ? ? ?, 1223 4kxk??? ??,解得 83 4kxk???,从而11 1 ( 1)3 4ky k xk? ? ??, 6(3 4kCk?? ??,)3 4kk ?,同理可得 6( 34kDk??,)3 4kk??, 猜想:直线 l 过定点 (1,0) P ,下证之:
2 13 k k ? ,1 22 21 22 21 22 21 212 123 4 3 48 6 8 61 13 4 3 4PC PDk kk kk kk kk k?? ?? ? ? ?? ?? ? ?? ? 1 2 1 1 1 12 2 2 2 2 21 2 1 1 1 14 12 4 36 4 401 4 4 9 1 4 36 9 1 4 1 4k k k k k kk k k k k k? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?, P ? , C , D 三点共线, ? 直线 l 过定点(1,0) P . ②12kk为定值,理由如下:
由题意设1( C x ,1 )y ,2( D x ,2 )y ,直线 : 1 l x my ? ? , 代入椭圆标准方程:2 214 3x y? ? ,得2 2(3 4) 6 9 0 m y my ? ? ? ? , 2 21,226 36 36(3 4)2(3 4)m m mym? ? ? ?? ??, 1 2263 4my ym? ? ? ??,1 2293 4y ym? ??, ?11 1 1 2 1 2 1 2 122 2 1 2 1 1 2 222 ( 2) ( 1)( 2) ( 3) 32yk x y x y my my y yyk y x y my my y yx? ? ? ?? ? ? ?? ? ?? 2 22 2 22 22 29 6 3( )3 4 3 4 3 49 93 33 4 3 4m m my ym m mm my ym m? ? ? ? ? ?? ? ?? ?? ? ? ?? ?
4mymmym? ??? ?? ??(定值). 【点睛】本题考查椭圆标准方程的求法,考查直线过定点的证明,考查两直线的斜率的比值是否为定值的判断与求法,考查椭圆、直线方程、韦达定理等基础知识,考查运算求解能力,考查化归与转化思想,属于中档题. 22. . 设函数 ? ? ? ? ? ?2ln 1 f x x a x x ? ? ? ? ,其中 a R ? . . ( Ⅰ )讨论函数 ? ? f x 极值点的个数,并说明理由; ( Ⅱ )若 ? ? 0, 0 x f x ? ? ? 成立,求 a 的取值范围. . 【答案】(Ⅰ)见解析(Ⅱ) a 的取值范围是 ? ? 0,1 . 【解析】试题分析:(Ⅰ)先求? ?21 2 121 1ax ax af x ax ax x? ? ?? ? ? ? ?? ?,令? ?22 1 g x ax ax a ? ? ? ? 通过对 a 的取值的讨论,结合二次函数的知识,由导数的符号得到函数 ? ? f x 的单调区间;(Ⅱ)根据(1)的结果 ? ? 0 0 ? f 这一特殊性,通过对参数的讨论确定 a 的取值范围. 试题解析:函数 ? ? ? ? ? ?2ln 1 f x x a x x ? ? ? ? 的定义域为 ? ? 1, ? ?? ? ?21 2 121 1ax ax af x ax ax x? ? ?? ? ? ? ?? ? 令 ? ?22 1 g x ax ax a ? ? ? ? , ? ? 1, x? ? ?? (1)当 0 a ? 时, ? ? 1 0 g x ? ? , ? ? 0 f x ? ? 在 ? ? 1, ? ?? 上恒成立 所以,函数 ? ? f x 在 ? ? 1, ? ?? 上单调递增无极值; (2)当 0 a ? 时, ? ? ? ?28 1 9 8 a a a a a ?? ? ? ? ? ①当809a ? ? 时, 0 ? ? , ? ? 0 g x ? 所以, ? ? 0 f x ? ? ,函数 ? ? f x 在 ? ? 1, ? ?? 上单调递增无极值; ②当89a ? 时, 0 ? ? 设方程22 1 0 ax ax a ? ? ? ? 的两根为1 2 1 2, ( ), x x x x ?
因为1 212x x ? ? ? 所以,1 21 1,4 4x x ? ? 由 ? ? 1 1 0 g ? ? ? 可得:111 ,4x ? ? ? ? 所以,当 ? ?11, x x ? ? 时, ? ? ? ? 0, 0 g x f x ? ? ? ,函数 ? ? f x 单调递增; 当 ? ?1 2, x x x ? 时, ? ? ? ? 0, 0 g x f x ? ? ? ,函数 ? ? f x 单调递减; 当 ? ?2 ,x x ? ?? 时, ? ? ? ? 0, 0 g x f x ? ? ? ,函数 ? ? f x 单调递增; 因此函数 ? ? f x 有两个极值点. (3)当 0 a ? 时, 0 ? ? 由 ? ? 1 1 0 g ? ? ? 可得:11, x ? ? 当 ? ?21, x x ? ? 时, ? ? ? ? 0, 0 g x f x ? ? ? ,函数 ? ? f x 单调递增; 当 ? ?2 ,x x ? ?? 时, ? ? ? ? 0, 0 g x f x ? ? ? ,函数 ? ? f x 单调递减; 因此函数 ? ? f x 有一个极值点. 综上:
当 0 a ? 时,函数 ? ? f x 在 ? ? 1, ? ?? 上有唯一极值点; 当809a ? ? 时,函数 ? ? f x 在 ? ? 1, ? ?? 上无极值点; 当89a ? 时,函数 ? ? f x 在 ? ? 1, ? ?? 上有两个极值点; (Ⅱ)由(Ⅰ)知, (1)当809a ? ? 时,函数 ? ? f x 在 ? ? 0,?? 上单调递增, 因为 ? ? 0 0 ? f 所以, ? ? 0, x? ?? 时, ? ? 0 f x ? ,符合题意; (2)当819a ? ? 时,由 ? ? 0 0 g ? ,得20 x ? 所以,函数 ? ? f x 在 ? ? 0,?? 上单调递增, 又 ? ? 0 0 ? f ,所以, ? ? 0, x? ?? 时, ? ? 0 f x ? ,符合题意; (3)当 1 a? 时,由 ? ? 0 0 g ? ,可得20 x ?
所以 ? ?20, x x ? 时,函数 ? ? f x 单调递减; 又 ? ? 0 0 ? f 所以,当 ? ?20, x x ? 时, ? ? 0 f x ? 不符合题意; (4)当 0 a ? 时,设 ? ? ? ? ln 1 h x x x ? ? ? 因为 ? ? 0, x? ?? 时, ? ?11 01 1xh xx x? ? ? ?? ?? 所以 ? ? h x 在 ? ? 0,?? 上单调递增, 因此当 ? ? 0, x? ?? 时, ? ? ? ? 0 0 h x h ? ? 即:
? ? ln 1 x x ? ? 可得:
? ? ? ? ? ?2 21 f x x a x x ax a x ? ? ? ? ? ? 当11 xa? ? 时, ? ?21 0 ax a x ? ? ? 此时, ? ? 0, f x ? 不合题意. 综上所述, a 的取值范围是 []0,1 【解析】1、导数在研究函数性质中的应用;2、分类讨论的思想.
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