安徽省滁州市定远县2022-2023学年高三上学期9月月考数学试题(含答案与解析).pdf
滁州市定远县第三中学20222023学年上学期月考试题(9月)高三数学(时间:120分钟 分值:150分)注意事项:1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2.请将答案正确填写在答题卡上第 I卷(选择题)一、单选题1,设全集U=R,若集合A =T,Q 1,2,3,4,5,,=入 -2|,贝憔合APlaB()A.1 B.-1,0,4,5 C.1,2,3D.0,1,2,32.若 何=3,5=4,的夹角为135。,则 展5=()A.-3五 B.6拒 C.6 0D.23.已知复数z满足z(2+i 7)=3+i,则复数z的虚部是()A.V 2 B.扬 C.iD.1D .2325)D.24 84 34 .甲、乙两人参加歌唱比赛,晋级概率分别为二和二,且两人是否晋级相互独立,则两人中恰有一人晋级的概率为()A.H B.3 C.225 5 55.设等差数列仅“的前项和为S“,若%+/=2+8,则$21=(A.28 B.14 8 C.1686.已知平面。,平面,a p l A =/,则下列命题错误 是()A.如果直线。_1&,那么直线a必垂直于平面 内的无数条直线B.如果直线。a,那么直线不可能与平面夕平行C.如果直线。a,a X-l,那么直线a _ L平面夕D.平面a内一定存在无数条直线垂直于平面尸内的所有直线2 27.椭 圆C:二+匕=1(。6)左、右焦点分别为,尸2,经过点月的直线与椭圆c相交于A,Ba 3两点,若 A B%的周长为16,则椭圆。的离心率为()A.姮 B.姮 C i D.在4 4 2 48.已知A,8 分别为x 轴,y 轴上的动点,若以AB 为直径的圆与直线2x +y -4 =0 相切,则该圆面积的最小值为()A.52兀B.54 4C.5D.兀9 .如图,在平面四边形AB C Q 中,A D 1 C D,A C BC,DA C=B A C=30,现将人!。沿 AC折起,并连接8 D,使得平面A C D _ L 平面AB C,若所得三棱锥O-AB C 的外接球的表面积为4 万,则三棱锥。A3 C 的体积为()1A.-4RV 3D.-4D.B6A/3810.已知当X G(0,+。)时,函数/(x)=(2x +l)e 的图像与函数g(x)=f c x 的图像有且只有两个交点,则实数人的取值范围是()A.(4 ,+o o)B.(0,加C.I ),+o oe )I I.己知a0,若对任意的不等式,e 一 蚂 生 NO恒成立,则实数的取值范围是A.2 1,+o oe )B.1 ),+o oe )C.1,+00)D.1一,+c o2e12已知数列 g 满足q=l,c,M苧-p e N ,则 小()C”+1A._ 2、355,B.D.2 J,a)27122a1)3第n卷(非选择题)二、填空题1 3.在展开式中,炉 的系数为1 4.从 1,3,5,7 这4个数中随机取出2 个不同的数,b,则a+质 的 概率为1 5.已知抛物线。:产=2内(0)的焦点是尸,A是 C 的准线上一点,线段Ab 与 C 交于点8,与y轴交于点。,且 4 8|=石|8 尸|,SD O F=4 (。为原点),则。的方程为.1 6 .折纸是我国民间的一种传统手工艺术,明德小学在课后延时服务中聘请了民间艺术传人给同学们教授折纸.课堂上,老师给每位同学发了一张长为1 0 c m,宽为8 c m 的矩形纸片,要求大家将纸片沿一条直线折叠.若折痕(线段)将纸片分为面积比为1:3的两部分,则折痕长度的取值范围是 c m.三、解答题1 7 .已知AABC内角A,B,C 的对边分别为“,b,c,且c-J 5 a s i n 8 =a c o s 8-方.(1)求 A;(2)若Z?=c,且 B C 边上的高为2月,求“41 8 .若 S,是公差不为0的等差数列%的前项和,且 S,S 2,S 4 成等比数列,S2=4.(1)求数%的通项公式;3 3(2)设h=,7;是 数 列 出 的前几项和,求证:anan+21 9.在等腰梯形3 c即(图 1)中,B C/E F,E F =3 BC,NE=NF=4 5 ,A。是 底边防上的两个点,且 胡 J _ ,.将和 E D C 分别沿A B,D C 折起,使点E,厂重合于点尸,得到四棱锥P-A58(图 2).已知M,N,分 别 是 PD P A,8C 的中点.P图1 图2(1)证明:M H/平面Q 4 6.(2)证明:AM,平面PC D(3)求二面角APC-。的正切值.20 .某收费A P P (手机应用程序)自上架以来,凭借简洁的界面设计、方便的操作方式和强大的实用功能深得用户的喜爱.该A P P 所在的公司统计了用户一个月月租减免的费用x (单位:元)及该月对应的用户数量 y (单位:万人),得到如下数据表格:已知x 与 y线性相关.用户一个月月租减免的费用X (元)34567用户数量y (万人)11.11.51.9 2.2(5 5(1)求y关于*的 线 性 回 归 方 程=135,)=41.7;i=l/=1/(2)据此预测,当月租减免费用为10元时,该月用户数量为多少?参考公式:对于一组具有线性相关关系的数据(4)=1,2,),其回归直线丁 =法+。的斜率和截距的Z(x,.一亍)(其一歹)七 凡 阿最小二乘估计公式分别为3=且 七-=号-,*发方(玉-可2 32沅2/=!/=1221.设直线x =,w与双曲线。:一 一 二 加。)两条渐近线分别交于A,8两点,且三角形。钻的面积为V L(1)求,的值;(2)已知直线/与x轴不垂直且斜率不为0,/与C交于两个不同的点M,N,例关于x轴的对称点为M,尸为C的右焦点,若M ,F,N三点共线,证明:直线/经过x轴上的一个定点.22.己知函数/(x)=si n x-l n(l +x),/(x)为/(x)的导数.(1)判断并证明了 (X)在 区 间,1,上存在的极大值点个数;(2)判断 力 的零点个数.参考答案一、单选题1,设全集R,若集合4 =-1,0,1,2,3,4,5 卡#-2|1,则 集 合 悄(电5)=()A.1 B.-1,0,4,5 C.1,2,3 D.0,1,2,3【答案】C【解析】【分析】先求出集合B,再求出其补集,然后求出4 0僧班).【详解】由上一2|1,得x 2 l,解得x v l或x 3,所以 B =x|x 3,所以6,8 =x|lx/2.故选:B3.已知复数z满足z(2+i 7)=3+i,则复数z的虚部是()A.五 B.C.i D.1【答案】D【解析】【分析】根据复数的除法运算,结合i的性质,进行计算求得复数z,可得答案.【详解】由 z(/2+i.7、)=3 +1,可得 z =3+i 3+i (3+i)(2+i)i.1 7117r(2 _i)(2 +i)=l +L则复数z的虚部是1,故选;D4 34 .甲、乙两人参加歌唱比赛,晋级概率分别为二和m,且两人是否晋级相互独立,则两人中恰有一人晋级的概率为()【答案】A【解析】【分析】根据相互独立事件及互斥事件的概率公式计算可得.【详解】解:依题意两人中恰有一人晋级,则甲晋级、乙未晋级或甲未晋级、乙晋级,故选:A5 .设等差数列仅,的前项和为S“,若%+%=4+8,则2 =()A.2 8 B.1 4 8 C.1 6 8 D.2 4 8【答案】C【解析】【分析】根据等差数列下标和性质及等差数列前项和公式计算可得;【详解】解:因为等差数列 4中,与+。8=4+8 =&+。“,所以。“=8,则”=2 1(4;%)=2 1%=1 6 8.故选:C.6.已知平面。,平 面/,a (3 =l,则下列命题错误的是()A.如果直线。_1Q,那么直线。必垂直于平面月内的无数条直线B.如果直线。,那么直线a不可能与平面/平行C.如果直线。a,a l,那么直线a J平面D.平面a内一定存在无数条直线垂直于平面夕内的所有直线【答案】B【解析】【分析】根据面面垂直的性质,线面垂直的判定和性质,线面平行的性质逐个分析判断即可.【详解】对于A,因为所以/u a,/u,因为a _ L&,所以a,/,所以直线a必垂直于平面夕内与直线/平行的所有的直线,所以A正确,对于B,当直线。a时,若直线。/,a HB ,则“/,所 以B错误,对于C,设过直线。的平面7交平面a于直线6,因为。,所以。b,因为a_ U,所以因为平面a _L平面,aC/3 =l,b u a,所以人_L分,所以直线人必垂直于 内的两条相交直线,因为。,所以直线“必垂直于夕内的两条相交直线,所 以 直 线 平 面 夕,所以C正确,对于D,因为平面a _L平面夕,=,=/,所以面面垂直的性质可知在平面a与直线/垂直的所有的直线与平面/垂直,则这些直线必垂直内的所有的直线,所以D正确,故选:B2 27.椭 圆C:+2-=1(。/)的左、右焦点分别为耳,F,经过点耳的直线与椭圆C相交于A,Ba 3两点,若AAB居的周长为1 6,则椭圆C的离心率为()A.姮 B.巫 C 1 D.在4424【答案】A【解析】【分析】根据椭圆的定义及AABK的周长求出。,再根据离心率的计算公式即可得解.【详解】解:由题可知4。=1 6,即。=4,所以椭圆C的离心率e=4 4故选:A.8.已知A,8分别为x轴,轴上的动点,若以A 3为直径的圆与直线2x+y 4=0相切,则该圆面积的最小值为()7 C 2兀 4乃A.B.C.D.7t5 5 5【答案】C【解析】【分析】由已知可得以A 3为直径的圆过坐标原点。,由。向直线2x+y 4=。作垂线,垂足为。,当D为切点时,圆的半径最小,此时直径为点。到直线的距离,进而求解.【详解】QAB为直径,Z A O B =90,,。点必在圆上,由点。向直线2x+y-4=0作垂线,垂足为。,当点。恰好为圆与直线的切点时,圆的半径最小,此时圆直径为0(0,0)到直线2x+y-4 =0的距离d|0+0-4|4-/5五+1即半径r=R I5所以圆的最小面积Sm m =乃,=彳,故选:C.9.如图,在平面四边形 ABCO 中,A D CD,A C B C,Z D A C =A B A C=3 0 ,现将ACD沿 AC折起,并连接3。,使得平面ACD_L平面A B C,若所得三棱锥O-A B C的外接球的表面积为4万,则三棱锥。一 ABC的体积为()【答案】c【解析】【分析】利用面面垂直的性质定理,线面垂直的判定定理可以证得NAZ汨 为 直角,又N A C B 为直角,进而利用直角三角形的性质得到外接球的球心为斜边AB的中点,然后根据球的面积公式求得球的半径,进而计算求得三棱锥D-A B C的体积.【详解】.平面 ACJ_平面 ABC,5Fffi T l B C nBCD=AC,ACA.BC,BCu平面 ABC,平面 AC,又 YAOu 平面 ACD,:.ADA_BC,又,.AOJ_OC,8CnOC=C,BCu 平面 BCD,OCu 平面 8C,平面 8C),又.8Ou 平面 BC,.A O LBO,即 直角,又;NACB为直角,取 A 3 的中点。,连接OC,OD,由直角三角形的斜边上的中线性质OA=OB=OC=OQ,可得。为三棱锥D-A B C外接球的球心,由三棱锥D-A B C外接球的表面积为4元,可得外接球的半径r=1,/.A B =2,BC=l,AC=yf3,CD=,A D =,2 2平面ACO,NADB为直角,三棱锥A 6 c 的体积为 B C xS,r D=-x l x i x-x =l.3 M 3 2 2 2 8故选:C1 0.已知当XG(0,+。)时,函数f(x)=(2x+l)e,的图像与函数g(x)=的图像有且只有两个交点,则实数上的取值范围是()A.(4/e,+oo)B.(0,/e)C.(L+x)D.f-,+【答案】A【解析】【分析】先将f(x)与g(x)有两个交点,转化为1=(2+l)e*有两个零点,利用导数分析XM尤)(2 Z)e”的图像,数形结合可得y=与(x)有两个交点时k的取值范围.X【详解】由题设可知,当x e(O,+8)时,A与g(x)有两个交点,等价于1 =(2+1).有两个根,X令(尤)=(2 x )e,则“(力=竺+x-l)eA(2 x-l)(x+l)ev所以当0 cxe,时,22X2X则(x)单调递减;当xg时,(x)0,则人(力单调递增,故(现“,hmm4加,八 1 一 /、(2 x+l)eA当 x-0,y=2 +o o ,y=eJ 0,故=-=2 H e -,4 o o ;当x -+8 时,y=2 +0,yxe +o o,故力()=(2 +:e -+8 ,如图;所以当&4正 时,直线y=人与力(%)的图像有两个交点,即函数x)=(2 x+l)e*的图像与函数g(x)=的图像有且只有两个交点.(),不等式,e -必 生2 0恒成立,则实数。的取值范围是2 a、A.2一,4-00eB.1 ,+o oeC.1,+0 0)D.1一,+0 02 e77【答案】A【解析】【分析】对已知不等式进行变形,通过构造新函数,结合导数的性质进行求解即可.【详解】因为。0,不等式-蚂 也2 0恒成立,即皿2成立,即a e 2 2 1 n(2为,进2 a 2 a而转化为a x e”2 x ln(2 x)=e。*.E(2 x)恒成立.令g(x)=x e*,贝ijg (x)=(x +l)e*,当x0时,g (x)0,所以g(x)在(0,+8)上单调递增,则不等式-ea i-蚂 生 0恒成立等价于g(ax)g(ln(2 x)恒成立.2 a因为a (),x e fp+o o j,所 以 以 0,ln(2 x)0,所 以 以2 1 n2 x对 任 意 的 卜 亘 成 立,所,a、以一N2ln(2 x)2x恒成立.设 入=景。1),可得当i f 0,力 单调递增;当r e时,/?(力 +3 结Cn J Cn 1 7(1 Y I 1 Y (1 Y 1合累加法求得一不再 由 一=+cn2 +3 +4 c;结合累加法求得一0,所以c“+l 1%cn%1 1一,又q=l 0,c“+i g1 1 I所 以 数 列 一 是 递 增 数 列 且 一2 1+3 +3 c 3 +c“6 +3 ,所以1 3,e N*,、C”+l 1+3x17+1=52,J i 1 )1 7 C.1 A a所 以 一 52,一 V52不当=1,得C z n T z n s,由0c.41 得%6wc.3,、G st),18 2 q+1 z 1 Y f i V r 1 V(Y则 一=一+%2 =+3+3C3+C6 +3 +4 c;,/1 V(1 Y同上由累力口法得4 +3xl7+4(c;+C 2 +fj3+F c j)56+4 c23-16=64,CI 8 )Vci)1 7 1 .1 2所 以 一 4,所 以 彳 一 4,则_ q8一.%2 c18 4 18 7故选:C.1 1 2 f 1【点睛】解决数列中的范围问题,通常借助放缩法进行求解.本题由=一+却 得 出 一卜是递增数列且。+1 g lc.(1Y(丫(V 1 Y 2 1,进而由+3 =+c2 仍 的概率为.【答案】-#0.5【解析】【分析】利用列举法求解即可.【详解】取出2个不同的数。,Z?的所有情况为1和3,1和5,1和7,3和5,3和7,5和7,6种情况,其中满足。+方 ,活的有:1和3,1和5,1和7,3种情况,3 1所以a +b cib的概率为一=一.6 2故答案为:g15.已知抛物线。:丁=2内(0 0)的焦点是尸,A是C的准线上一点,线段A尸 与。交于点5,与y轴交于点八,且 4 8|=石|8/|,S.DOF=4(。为原点),则C的方程为.【答案】y 2 =8无【解析】【分析】过点B作抛物线C准线的垂线,垂足为E,结合图形,利用抛物线的定义和性质,根据直角三角形的边角关系求出P的值,即可写出抛物线的标准方程.【详解】过点B作抛物线C准线的垂线,垂足为E,由抛物线的定义知,I B F R B E ,又|4 8|=6|8/|,所以 I A E|=2|B E|,所以 t a n/E4 B =g,所以匕11/。/=.又|。尸|=2,所以2 2所以 SD O F=4=xK xp=,则 P =4 ,2 2 4所以抛物线C的方程为y 2=8 x.16.折纸是我国民间的一种传统手工艺术,明德小学在课后延时服务中聘请了民间艺术传人给同学们教授折纸.课堂上,老师给每位同学发了一张长为10 c m,宽为8 c m的矩形纸片,要求大家将纸片沿一条直线折叠.若折痕(线段)将纸片分为面积比为1:3的两部分,则折痕长度的取值范围是 c m.【答案】8,2月【解析】【分析】由已知可确定5,分别在三种折叠方式下利用面积建立关于折痕的函数关系式,根据二次函数和对勾函数的单调性可求得最值,由此可得结果.【详解】由题意得:长方形纸片的面积为10 x8=8O(cm)2,又S|:S2=1:3,S=20cm2,52=60cm2,当折痕如下图MN所示时,.削2=%2+丁=/+280,即M NZ4君,当且仅当=时取等号;x-xy=20孙 二40设 AM=x,AN=y,贝 ij 0 x 1 0,解得:,5 x 1 0,0 y 8令,=/625,100,则/+,/(r)在25,40上单调递减,在40,100上单调递增,又/(25)=89,/(40)=80,/(100)=116,故/Q)e80,116,故M Ne4指,2月;当折痕如下图所示时,g(x+y)x8=20设 AM=x,W =y,则04尤K10,解得:0 y 10 x+y=50 x 5MN2=(x-y)2+64=(2x-5)2+64,0 x5,当 x=g B寸,MN2=(2x 5)2+64 取得最小值 64,当x =0或5时,M N?=(2工一5尸+64取得最大值8 9,则MN e 8,廊;当折痕如下图所示时,(x+y)x l 0 =2 0设 AM=x,BN=y,贝 卜20 x 8 ,解得:,x+y =40 x 40 y /3 si n A si n B =-si n又;si n 3 w 0 ,c o s A -&si n A =-1,.AA 兀 =兀 RBnP AA =兀.6 6 3【小问2详解】由题意可知,由 4 4 B C =gx ax 2G=;b c si n;,得be=4 a,又 b=(:,c=1 6 b2=a 4由余弦定理知4=0 2 +/2 bcc o sA=a+6a-4 a=1 3,解得a =1 3.1 8.若S“是公差不为0的等差数列 a,的前项和,且S,S 2,S 4成等比数列,52=4.(1)求数%的通项公式;(2)设以=-,7;是数列也,的前项和,求证:Tn.anan+2【答案】(1)。“=2-1,e N*(2)证明见解析.【解析】【分析】(1)根据题意,列出方程,结合等比数列的定义可求出乩弓,进而可得答案;(2)由(1)得久匕一 进而用裂项相消法求出 2的前项和,再证明即可.【小 问1详解】解:根据题意,设等差数列/公差为4(4。),因为$,S 2,S 4成等比数列,52=4所以!S;=S/5,即,(4%+6 d)=(2 4+d)邑=4 2%+d=42 a,d=d 整理得:0,所以-中,AD=AP,因为M为PD的中点,所以 AW_LPE,在等腰梯形6c防 中,CD1EF,所以在四棱锥一ABCD中,CO_LZM,CDA.DP,因为ZMcD尸=),D 4u平面PAD,EPu平面24。,所以C C平面PAD,因为A u平面PAD,所以 CD _L AM,又因为AM LP。,PDcCD=D,P D u平面PCD,C D u平面尸C,所以AM _L平面PC。;【小问3详解】在 PCD中,过点M作M TLPC,垂足为T,连接AT,由(2)知AM_L平面尸CO,PCu平面PCD,所以AM LPC,因为M Tc4W =M,M Tu平面4WT,A M u平面4WT,所以P C I平面AMT,A Tu平面AMT,:.PCLAT,故NA7M是二面角A PC。的平面角,由(1)知,在四棱锥产一ABC。中,AD=PA=PD=CD,设A D =2 a,则J A D?。加2 =百”,在 R t A P T M 中,NTPM=45。,U L ,、,/2 5/2 2所以 MT=J PM PD=a,2 4 2在 R t A T M 中,.AM 6 a /Tt a n AATM=-=厂=()的两条渐近线分别交于A,8两点,且三角形。钻的面积为.(1)求,徵的值;(2)已知直线/与x轴不垂直且斜率不为0,/与C交于两个不同的点M,N,历关于x轴的对称点为M,尸为C的右焦点,若M ,F,N三点共线,证明:直线/经过x轴上的一个定点.【答案】(1)1;(2)证明见解析.【解析】【分析】(1)求出双曲线C的渐近线方程,再利用给定条件列式计算作答.(2)设出直线/与x轴的交点坐标及直线/的方程,与双曲线C的方程联立,借助韦达定理及向量共线求解作答.【小 问1详解】2双曲线C:x?-、=mm 0)的渐近线方程为y=土J H x ,则不妨令点A(m,百 机),|A B|=2 /3 m .而点O到直线A 8的距离为?,因此=6 ,解得m=1,所以加=1.小问2详解】由(1)知,双曲线C的方程为C:f 一 =1 ,右焦点厂(2,0),3因直线/与x轴不垂直且斜率不为0,设直线/与x轴交于点(,,0),直线/的方程为丁 =左(%/)(左#0),y=k(x-t)设M(N,X),N(w,%),则(不,一y),由1 2 y2 消去 并整理得1 3(3-k2)x2+2 tk2x-(k2t2+3)=0 ,显然有3 -#0且 =(2比2 f+4(3-公)(公户+3)o,化简得左2 H 3且(产一 1)%2 +3 o ,则X+工2=2次2至 记,中2k2r+33-k2丽:=(玉一 2,x),而=(赴 一2,必),而“,F,N三点共线,即 询;/可V,则一芳(赴一2)=%(%-2),因此一女(4 一r)(%2-2)=左(W-)(石 -2),又攵。0,有(玉 _,)(4-2)+(%2 -f)(玉-2)=0,整理得2V?-+2)(玉+赴)+4/=0,于是得2.(巨 二 之)Q +2)(2冬)+4/=0 ,化简得3 K J K1t=一,2即直线/:y =(x 1),女工0过定点2,0),2 2所以直线/经过x轴上的一个定点g,0).【点睛】思路点睛:与圆锥曲线相交的直线过定点问题,设出直线的斜截式方程,与圆锥曲线方程联立,借助韦达定理求出直线斜率与纵截距的关系即可解决问题.2 2.已知函数/(x)=s i n x-l n(l +x),/(x)为/(x)的导数.(1)判断并证明/(A-)在 区 间,1卷)上存在的极大值点个数;(2)判断了(%)的零点个数.【答案】(1)/(X)在区间11段)上存在的极大值点个数为1,理由见解析;(2)2个零点,理由见解析.【解析】【分析】(1)二次求导,结合零点存在性定理得到/(X)在区间卜卷)上存在的极大值点个数为1;(2)结合第一问,分四种情况进行讨论,最终求得/(X)的零点个数.小 问1详解】/(X)在 区 间 上 存 在 的 极 大 值 点 个 数 为1,理由如下:(兀、/(x)=s i n x-l n(l +x),xe-1,2,11j (兀fx)-COS X-,令 g(x)=八%)=COS X-j _ _-,xe-l,y ,则g(x)=-s i n龙 +五,令(x)=g,(x)=_ s i n x+:(l +x)(l +x)I 2)/z(x)=-c o s x-(l +x)当x e -I,时,COS X 0,-3 0,所以(x)=-c o s x-K-0,/?(l)=g,(l)=-sinl+-sin 0,4 4 6故 存 在%(0,1),使 得&(M)=g 0,当x e。,!卜寸,(x)=g(x)0,所以g(x)=/(x)=cos x-f 在x=%处取得极大值,故/(X)在区间卜段)上存在的极大值点个数为1;【小问2详解】/(X)的定义域为(一 1,400),当X(1,(小寸,由(1)知,/(%)在 上 单 调 递 增,而(0)=0,所以当x e(-l,0)时,/(x)0,故在龙1,0上单调递减,又f(0)=0,所以x=0是/(力 在x (l,0上的唯一零点;当XG 时,由(1)知,/(X)在xe(O,Xo上单调递增,在上单调递减,而 尸(0)=0,/(-)0,当 时,f(x)0,所以x)在上没有零点;(兀I 7 L当XG匕,兀 时,f(X)0,所以/(X)在 工 乱 于 兀 上单调递减,而f (,)。,/(兀)。,/-所以/(x)在x e 无 上有唯一零点;当x c(7i,+。)时,l n(x+l)l,所以/(x)0,从而/(x)在x e(7r,+。)上无零点;综上:“X)有且仅有两个零点.【点睛】判断函数的零点个数,要结合函数特征,利用导函数求出其单调性及极值和最值情况,结合零点存在性定理求出零点个数.