【文档说明】高中数学培优讲义练习(人教A版2019选择性必修二)综合测试卷:高二上学期期末复习(巩固篇) Word版含解析.docx,共(19)页,320.760 KB,由小赞的店铺上传
转载请保留链接:https://www.doc5u.com/view-2bc5d9edbe6f18a4d3304d95955bfd5c.html
以下为本文档部分文字说明:
高二上学期期末复习综合测试卷(巩固篇)参考答案与试题解析一.选择题(共8小题,满分40分,每小题5分)1.(5分)(2022·山东青岛·高二学业考试)对于直线𝑙:𝑥−√3𝑦−6=0,下列选项正确的为()A.直线l倾斜角为π3B.直线l在y轴上的截距为
2√3C.直线l不过第二象限D.直线l过点(3,√3)【解题思路】将直线的一般方程化成斜截式方程即可得直线斜率和在y轴上的截距,可判断AB;画出直线的图象可判断C,将点(3,√3)代入直线方程可判断D.【解答过程】将直线𝑙:𝑥−√3
𝑦−6=0改写成斜截式方程为𝑙:𝑦=√33𝑥−2√3由斜截式方程的几何意义可知,斜率为𝑘=√33,所以直线倾斜角𝜃∈[0,π)满足tan𝜃=√33,即𝜃=π6,故A错误;易知,直线l在y轴上
的截距为−2√3,所以B错误;画出直线l的图象如下:由图象可知,直线l不过第二象限,故C正确;将点(3,√3)代入直线方程得3−√3×√3−6=−6≠0,所以直线l不过点(3,√3),即D错误.故选:C.2.(5分)(2022春·广东江门·高二期中)已知空间向量𝑎⃗=(
2,−3,4),𝑏⃗⃗=(−4,𝑚,𝑛),𝑚,𝑛∈R,若𝑎⃗∥𝑏⃗⃗,则𝑚−𝑛=()A.2B.−2C.14D.−14【解题思路】𝑏⃗⃗=𝜆𝑎⃗,得到(−4,𝑚,𝑛)=𝜆(2,−3,4)=(2𝜆,−3𝜆,4�
�),解得答案.【解答过程】𝑎⃗∥𝑏⃗⃗,则𝑏⃗⃗=𝜆𝑎⃗,即(−4,𝑚,𝑛)=𝜆(2,−3,4)=(2𝜆,−3𝜆,4𝜆),解得𝜆=−2,𝑚=6,𝑛=−8,𝑚−𝑛=14.故选:C.3.(5分)(2022春·湖北荆州·高二期末)已知𝑆�
�是等差数列{𝑎𝑛}的前𝑛项和,𝑆13<0,𝑆14>0,则𝑆𝑛的最小值为()A.𝑆6B.𝑆7C.𝑆8D.𝑆13【解题思路】根据等差数列的前𝑛项和公式和性质可得:𝑎7<0,𝑎8>0,且|𝑎8|>|𝑎7|,
进而求解.【解答过程】因为𝑆𝑛是等差数列{𝑎𝑛}的前𝑛项和,由𝑆13<0可得:𝑆13=13(𝑎1+𝑎13)2=13𝑎7<0,所以𝑎7<0,由𝑆14>0可得:𝑆14=14(𝑎1+𝑎14)2=7(𝑎7+𝑎8)>0,所以𝑎7+𝑎8>0,则有|𝑎8
|>|𝑎7|,所以等差数列{𝑎𝑛}的前7项为负值,从第8项开始为正值,所以𝑆𝑛的最小值为𝑆7,故选:B.4.(5分)(2022·河南·模拟预测)当𝑥=1时,函数𝑓(𝑥)=𝑎ln𝑥+𝑏+1𝑥取得极小值4,则𝑎+𝑏=()
A.7B.8C.9D.10【解题思路】求导得到𝑓′(𝑥)=𝑎𝑥−𝑏+1𝑥2,计算𝑓′(1)=0,且𝑓(1)=4,解得答案.【解答过程】𝑓(𝑥)=𝑎ln𝑥+𝑏+1𝑥,𝑓′(𝑥)=𝑎𝑥−𝑏+1𝑥2,根据题意有
𝑓′(1)=𝑎−(𝑏+1)=0,且𝑓(1)=𝑏+1=4,解得𝑎=4,𝑏=3,𝑎+𝑏=7.此时𝑓′(𝑥)=4𝑥−4𝑥2=4(𝑥−1)𝑥2,𝑥∈(0,+∞),当𝑥∈(0,1)时,𝑓′(𝑥)<0,函数单调递减;当𝑥∈(1,+∞)时,𝑓′(𝑥)
>0,函数单调递增.函数在𝑥=1处取极小值,满足.故选:A.5.(5分)已知椭圆C:𝑥24+𝑦2𝑏2=1(0<𝑏<2)的左焦点为𝐹1,直线𝑦=𝑘𝑥(𝑘≠0)与C交于点M,N.若∠𝑀𝐹1𝑁=120°,|�
�𝐹1|⋅|𝑁𝐹1|=83,则椭圆C的离心率为()A.12B.√22C.√32D.√63【解题思路】由椭圆的对称性可知:四边形𝑀𝐹1𝑁𝐹2为平行四边形,结合椭圆的定义并在△𝑀𝐹1𝐹2中利用余弦定理求出关于𝑐的值,进而可求出离心率.【解
答过程】设椭圆C的右焦点为𝐹2,如图,连接𝑀𝐹2,𝑁𝐹2,因为𝑂为𝑀𝑁,𝐹1𝐹2的中点,所以四边形𝑀𝐹1𝑁𝐹2为平行四边形,所以|𝑀𝐹1|=|𝑁𝐹2|,|𝑁𝐹1|=|𝑀𝐹2|,由椭圆的定义可得:|𝑀𝐹1|+|𝑀𝐹2
|=2𝑎,又因为|𝑀𝐹1|⋅|𝑁𝐹1|=83,所以|𝑀𝐹1|⋅|𝑀𝐹2|=83,又因为∠𝑀𝐹1𝑁=120°,所以∠𝐹2𝑀𝐹1=60°,在△𝐹1𝑀𝐹2中,由余弦定理可得:|𝐹1𝐹2|2=|𝑀𝐹1|2+
|𝑀𝐹2|2−2|𝑀𝐹1|⋅|𝑀𝐹2|cos∠𝐹1𝑀𝐹2=(|𝑀𝐹1|+|𝑀𝐹2|)2−3|𝑀𝐹1|⋅|𝑀𝐹2|,也即4𝑐2=4𝑎2−8,因为𝑎2=4,所以𝑐2=2,所以椭圆的离心
率𝑒=𝑐𝑎=√𝑐2𝑎2=√22,故选:B.6.(5分)(2022春·河南·高三期末)在正方体𝐴𝐵𝐶𝐷−𝐴1𝐵1𝐶1𝐷1中,E,F分别为棱𝐴1𝐵1,棱𝐵1𝐶1的中点,则以下说法正确的是()A.𝐵𝐷1⊥平面DEFB.𝐵
𝐷1∥平面CEFC.平面𝐵𝐷𝐵1⊥平面DEFD.平面𝐴𝐶𝐵1⊥平面DEF【解题思路】建立空间直角坐标系,利用向量工具逐项判断即可【解答过程】不妨设正方体棱长为2,如图,建立空间直角坐标系𝐷−
𝑥𝑦𝑧,则𝐸(2,1,2),𝐹(1,2,2),𝐵(2,2,0),𝐷1(0,0,2),𝐶(0,2,0),𝐷𝐸⃗⃗⃗⃗⃗⃗=(2,1,2),𝐷𝐹⃗⃗⃗⃗⃗⃗=(1,2,2),设平面DEF的法向量𝑚⃗⃗⃗=(𝑎,𝑏,𝑐),∴{𝑚⃗⃗⃗⋅𝐷𝐸
⃗⃗⃗⃗⃗⃗=0𝑚⃗⃗⃗⋅𝐷𝐹⃗⃗⃗⃗⃗⃗=0,∴{2𝑎+𝑏+2𝑐=0𝑎+2𝑏+2𝑐=0,令a=2,b=2,则c=-3,易得平面DEF的法向量𝑚⃗⃗⃗=(2,2,−3),𝐵𝐷1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗=(−2,−2,2),因为𝑚⃗⃗⃗与𝐵𝐷1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗不平行
,所以𝐵𝐷1与平面DEF不垂直,故A错;𝐶𝐸⃗⃗⃗⃗⃗⃗=(2,−1,2),𝐶𝐹⃗⃗⃗⃗⃗⃗=(1,0,2),设平面CEF的法向量𝑛⃗⃗=(𝑥,𝑦,𝑧)∴{𝑛⃗⃗⋅𝐶𝐸⃗⃗⃗⃗⃗⃗=0𝑛⃗⃗⋅𝐶𝐹⃗⃗
⃗⃗⃗⃗=0,∴{2𝑥−𝑦+2𝑧=0𝑥+2𝑧=0,令x=2,y=2,则z=-1,易得平面CEF的法向量𝑛⃗⃗=(2,2,−1),因为𝐵𝐷1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⋅𝑛⃗⃗=−10≠0,所以𝐵𝐷1与平面CEF不平行,故B错.𝐸𝐹⃗⃗⃗⃗⃗⃗=(−1,1,0),𝐷𝐵⃗
⃗⃗⃗⃗⃗⃗=(2,2,0),𝐷𝐷1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗=(0,0,2),因为{𝐸𝐹⃗⃗⃗⃗⃗⃗⋅𝐷𝐵⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗=0𝐸𝐹⃗⃗⃗⃗⃗⃗⋅𝐷𝐷1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗=0,所以𝐸𝐹⊥𝐷𝐵,𝐸𝐹⊥𝐷𝐷1,又𝐷𝐵∩𝐷𝐷1=𝐷,𝐷𝐵⊂平面𝐵𝐷𝐷1,𝐷
𝐷1⊂平面𝐵𝐷𝐷1,所以𝐸𝐹⊥平面𝐵𝐷𝐷1,即𝐸𝐹⊥𝐵𝐷𝐵1,又𝐸𝐹⊂平面DEF,所以平面𝐵𝐷𝐵1⊥平面DEF,故C正确,𝐵𝐷1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⋅𝐴𝐶⃗⃗⃗⃗⃗⃗=0,�
�𝐷1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⋅𝐴𝐵1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗=0,𝐵𝐷1∩𝐴𝐵1=𝐵1则𝐵𝐷1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗为平面𝐴𝐶𝐵1的一个法向量,𝐵𝐷1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⋅𝑚⃗⃗⃗=(−2,−2,2)⋅(2,2,−3)=−14≠0,所以平面𝐴𝐶𝐵1
与平面DEF不垂直,故D错误,故选:C.7.(5分)(2022春·广东江门·高二期中)过直线4𝑥+3𝑦+10=0上一点𝑃作圆𝐶:𝑥2+𝑦2−2𝑥=0的切线,切点为𝐴,𝐵.则四边形𝑃𝐴𝐶𝐵的面积的最小值为()A.√6B.3√135C
.3√195D.2√3【解题思路】由切线性质可得𝑆𝑃𝐴𝐶𝐵=12⋅2|𝑃𝐴|⋅|𝐴𝐶|,由勾股定理表示出|𝑃𝐴|,进而得解.【解答过程】如图,由切线性质可知,𝑃𝐴⊥𝐴𝐶,𝑃𝐵⊥𝐵𝐶,△𝑃𝐴𝐶≌△𝑃𝐵𝐶,所以𝑆𝑃𝐴𝐶𝐵=
12⋅2|𝑃𝐴|⋅|𝐴𝐶|,圆的标准方程为(𝑥−1)2+𝑦2=1,圆心为𝐶(1,0),半径为𝑟=1,点𝐶到直线距离𝑑=4+105=145,|𝑃𝐴|=√|𝑃𝐶|2−|𝐴𝐶|2=√|𝑃𝐶|2−12,
要使𝑆𝑃𝐴𝐶𝐵=12⋅2|𝑃𝐴|⋅|𝐴𝐶|最小,需使|𝑃𝐶|min=𝑑,故(𝑆𝑃𝐴𝐶𝐵)min=12⋅2⋅√(145)2−1⋅𝑟=3√195.故选:C.8.(5分)(
2022春·福建·高三阶段练习)若过点(0,-1)可以作三条直线与函数𝑓(𝑥)=−𝑥3+𝑎𝑥2−2𝑥相切,则实数a的取值范围是()A.[2,+∞)B.(2,+∞)C.[3,+∞)D.(3,+∞)【解题思路】设出切点𝑃(𝑡,−𝑡
3+𝑎𝑡2−2𝑡),利用导数几何意义求切线斜率,可得切线方程,将(0,-1)代入切线方程可得2𝑡3−𝑎𝑡2+1=0有三个不同的实数解,分离参数后,利用导数求解即可.【解答过程】设切点𝑃(𝑡,−𝑡3+𝑎𝑡2−2𝑡),由𝑓(
𝑥)=−𝑥3+𝑎𝑥2−2𝑥可得𝑓′(𝑥)=−3𝑥2+2𝑎𝑥−2,切线的斜率为𝑘=𝑓′(𝑡)=−3𝑡2+2𝑎𝑡−2,所以切线的方程为𝑦−(−𝑡3+𝑎𝑡2−2𝑡)=(−3𝑡2+2𝑎𝑡−2)(𝑥−𝑡)又因
为点(0,−1)在切线上,所以−1−(−𝑡3+𝑎𝑡2−2𝑡)=(−3𝑡2+2𝑎𝑡−2)(0−𝑡),即2𝑡3−𝑎𝑡2+1=0有三个不同的实数解,𝑡=0不是方程的解,所以𝑎=2𝑡3+1𝑡2有三个不同的实数解,令ℎ(𝑡)=2
𝑡3+1𝑡2,ℎ′(𝑡)=2𝑡(𝑡3−1)𝑡4=2(𝑡3−1)𝑡3,当𝑡∈(1,+∞),(−∞,0)时,ℎ′(𝑡)>0,ℎ(𝑡)单调递增,当𝑡∈(0,1)时,ℎ′(𝑡)<0,ℎ(𝑡)单调递减,ℎ(1)=3,当𝑡趋于0时,ℎ(𝑡)
趋于正无穷,所以𝑎>3,故选:D.二.多选题(共4小题,满分20分,每小题5分)9.(5分)已知向量𝑎⃗=(2,−1,2),𝑏⃗⃗=(2,2,1),𝑐⃗=(4,1,3),则()A.|𝑎⃗|=|𝑏⃗⃗|B.𝑐⃗−𝑏⃗⃗=(2,−1,2)C.𝑎⃗⊥𝑏⃗⃗D.向量
𝑎⃗,𝑏⃗⃗,𝑐⃗共面【解题思路】空间向量模的坐标计算可以验证选项A,向量坐标减法运算验证选项B,两向量数量积为0验证选项C,利用向量共面条件验证选项D.【解答过程】因为𝑎⃗=(2,−1,2),𝑏⃗⃗=(2,2,1)所以|𝑎→
|=√22+(−1)2+22=3,|𝑏→|=√22+22+12=3,所以A正确;𝑐⃗−𝑏⃗⃗=(4,1,3)−(2,2,1)=(2,−1,2),故B正确;𝑎⃗⋅𝑏⃗⃗=2×2+(−1)×2+2×1=4≠0,故C不正确;由𝑎⃗+𝑏⃗⃗=(2,−1,2)+(2,2,1)=(4,1,
3),所以𝑐⃗=𝑎⃗+𝑏⃗⃗,故选项D正确.故选:ABD.10.(5分)(2022春·江西宜春·高三阶段练习)已知双曲线C的标准方程为𝑥2−𝑦24=1,则()A.双曲线C的离心率等于半焦距B.双曲线𝑦2−𝑥24=
1与双曲线C有相同的渐近线C.双曲线C的一条渐近线被圆(𝑥−1)2+𝑦2=1截得的弦长为4√55D.直线𝑦=𝑘𝑥+𝑏与双曲线C的公共点个数只可能为0,1,2【解题思路】根据双曲线的方程求出𝑎,𝑏,𝑐的值,即可判断A项;分别求出两个双
曲线的渐近线方程,即可判断B项;求出圆心、半径,圆心到渐近线的距离,即可求出弦长,判断C项;由直线与双曲线的位置关系(或举特例)可说明D项.【解答过程】对于A项,由双曲线方程可知,𝑎=1,𝑏=2,𝑐=√5,所以离心率𝑒=𝑐𝑎=𝑐,
故A正确;对于B项,C的渐近线方程为𝑦=±𝑏𝑎𝑥=±2𝑥,而双曲线𝑦2−𝑥24=1的渐近线方程为𝑦=±12𝑥,二者渐近线方程不同,所以B错误;对于C项,圆(𝑥−1)2+𝑦2=1圆心𝑂1(1,0),半径𝑟
=1,圆心𝑂1(1,0)到C的渐近线𝑦=2𝑥的距离𝑑1=2√5=2√55,则𝑦=2𝑥被圆截得的弦长为2×√𝑟2−𝑑1⬚2=2×√12−(2√55)2=2√55,圆心𝑂1(1,0)到C的渐近线
𝑦=−2𝑥的距离𝑑2=2√5=2√55,则𝑦=−2𝑥被圆截得的弦长为2×√𝑟2−𝑑2⬚2=2×√12−(2√55)2=2√55,故C错误;对于D项,显然,直线与双曲线最多有2个公共点.双曲线的渐近线𝑦=±2𝑥与双曲线没有交点;双曲线的切线与双曲线只有一个交点;当直线与双曲线的渐
近线平行时,直线与双曲线只有一个交点.所以,直线𝑦=𝑘𝑥+𝑏与双曲线C的公共点个数只可能为0,1,2,故D正确.故选:AD.11.(5分)(2022春·黑龙江·高二期中)已知等差数列{𝑎𝑛},𝑆𝑛为其前𝑛项和,下列说法正
确的是()A.若|𝑎4|=|𝑎8|,公差𝑑≠0,则𝑆11=0B.若𝑆3𝑆6=14,则𝑆6𝑆12=47C.若前10项中,偶数项的和与奇数项的和之比为9∶8,且𝑆10=170,则公差为2D.若𝑆9<0
,𝑆10>0,则𝑆𝑛的最小值是𝑆5【解题思路】对于A:由{𝑎𝑛}为等差数列,且|𝑎4|=|𝑎8|,𝑑≠0,得𝑎4+𝑎8=0,再由等差数列的前𝑛项和,即可判断A是否正确;对于B:由{𝑎
𝑛}为等差数列,得𝑆3,𝑆6−𝑆3,𝑆9−𝑆6,𝑆12−𝑆9为等差数列,设𝑆3=𝑥,由𝑆3𝑆6=14,得𝑆6=4𝑥,进而可得𝑆12=16𝑥,即可判断B是否正确;对于C:根据题意可得奇数项的和为𝑎1+𝑎3+𝑎5+𝑎7+
𝑎9=5×2𝑎52=5𝑎5,偶数项的和为𝑎2+𝑎4+𝑎6+𝑎8+𝑎10=5×2𝑎62=5𝑎6,进而可得𝑎6𝑎5=98,设𝑎6=9𝑥,𝑎5=8𝑥,由𝑆10=170,解得𝑥,即可判断C
是否正确;对于D:由{𝑎𝑛}为等差数列,且{𝑆9<0𝑆10>0,得{𝑎5<0𝑎5+𝑎6>0,当𝑛=1,2,3,4,5时,𝑎𝑛<0,当𝑛≥6时,𝑎𝑛>0,即可判断D是否正确.【解答过程】对于A:因为{𝑎
𝑛}为等差数列,且|𝑎4|=|𝑎8|,𝑑≠0,所以𝑎4=−𝑎8,𝑎4+𝑎8=0,所以𝑆11=11(𝑎1+𝑎11)2=11(𝑎4+𝑎8)2=0,故A正确;对于B:因为{𝑎𝑛}为等差数列,所以𝑆3,𝑆6−𝑆3,𝑆9−𝑆6,𝑆12−𝑆9为等差数列,设𝑆
3=𝑥,由𝑆3𝑆6=14,得𝑆6=4𝑥,所以𝑥,3𝑥,𝑆9−4𝑥,𝑆12−𝑆9为等差数列,所以𝑆9=9𝑥,𝑆12=16𝑥,所以𝑆6𝑆12=4𝑥16𝑥=14,故B错误;对于C:奇数项的和为𝑎1+𝑎3+𝑎5+𝑎7+𝑎9=5(𝑎1+𝑎9)2=5×
2𝑎52=5𝑎5,偶数项的和为𝑎2+𝑎4+𝑎6+𝑎8+𝑎10=5(𝑎2+𝑎10)2=5×2𝑎62=5𝑎6,因为前10项中,偶数项的和与奇数项的和之比为9∶8,所以𝑎6𝑎5=98,设𝑎6=9𝑥,𝑎5=8𝑥,因为𝑆10=170,所以10(𝑎1+𝑎10)2=17
0,即10×(𝑎5+𝑎6)2=170,所以5×17𝑥=170,所以𝑥=2,所以等差数列{𝑎𝑛}的公差为2,故C正确;对于D:因为{𝑎𝑛}为等差数列,且{𝑆9<0𝑆10>0,则{9(𝑎1+𝑎9)2<0
10(𝑎1+𝑎10)2>0所以{𝑎1+𝑎9<0𝑎1+𝑎10>0,即{𝑎5<0𝑎5+𝑎6>0,所以当𝑛=1,2,3,4,5时,𝑎𝑛<0;当𝑛≥6时,𝑎𝑛>0,所以𝑆𝑛的最小值为𝑆5,故D正确,故选:ACD.1
2.(5分)(2022·云南昆明·模拟预测)已知函数𝑓(𝑥)=ln𝑥−𝑥2,则()A.函数𝑓(𝑥)在𝑥=√22处取得最大值B.函数𝑓(𝑥)在区间(12,+∞)上单调递减C.函数𝑓(𝑥)有两个不同的零点D.𝑓(𝑥)<e𝑥−𝑥2−2恒成立【解题思路】确定函数的定义域,求导
数,判断函数的单调性,即可判断函数的极值点,由此可判断A,B;求得函数的最值,数形结合,判断函数的零点情况,判断C;将𝑓(𝑥)<e𝑥−𝑥2−2化为e𝑥−ln𝑥−2>0,从而构造函数ℎ(𝑥)=e𝑥−ln𝑥−2,(𝑥>0
),利用导数求函数最值,解决不等式恒成立问题,判断D.【解答过程】由题意知函数𝑓(𝑥)=ln𝑥−𝑥2的定义域为(0,+∞),𝑓′(𝑥)=1𝑥−2𝑥=−2𝑥2+1𝑥,当0<𝑥<√22时,
𝑓′(𝑥)>0,𝑓(𝑥)递增,当𝑥>√22时,𝑓′(𝑥)<0,𝑓(𝑥)递减,故函数𝑓(𝑥)在𝑥=√22处取得极大值,也即最大值,A正确;由上分析可知当𝑥∈(12,√22)时,𝑓(𝑥)递增,故B错误;函数𝑓(𝑥)m
ax=𝑓(√22)=ln√22−12<0,且当𝑥>0,𝑥→0时,𝑓(𝑥)→−∞,当𝑥→+∞时,𝑓(𝑥)→−∞,作出函数𝑓(𝑥)图象如图示:由此可知函数𝑓(𝑥)在(0,+∞)上无零点,C错误;不等式𝑓(𝑥)<e𝑥−𝑥2−2恒成立即l
n𝑥−𝑥2<e𝑥−𝑥2−2恒成立,即e𝑥−ln𝑥−2>0恒成立,令ℎ(𝑥)=e𝑥−ln𝑥−2,(𝑥>0),则ℎ′(𝑥)=e𝑥−1𝑥,𝑥>0,令𝑚(𝑥)=e𝑥−1𝑥,𝑥>0,𝑚′(𝑥)=e𝑥
+1𝑥2>0,∴𝑚(𝑥)=e𝑥−1𝑥,𝑥>0在(0,+∞)上单调递增,𝑚(12)=√e−2<0,𝑚(1)=e−1>0,故𝑚(𝑥)在(0,+∞)上存在唯一零点𝑥0,且12<𝑥0<1,由𝑚(𝑥0)=0,可得e𝑥0=1𝑥0,当𝑥∈(0,𝑥0),ℎ′(𝑥)=𝑚(𝑥
)<0,函数ℎ(𝑥)单调递减,当𝑥∈(𝑥0,+∞)时,ℎ′(𝑥)=𝑚(𝑥)>0,ℎ(𝑥)单调递增,故函数ℎ(𝑥)的极小值为ℎ(𝑥0)=e𝑥0−ln𝑥0−2=1𝑥0+𝑥0−2,而12<𝑥0<1,∴1𝑥0+𝑥0−2>2√1𝑥0⋅𝑥0−2=0
,即函数ℎ(𝑥)>0在(0,+∞)上恒成立,所以当𝑥>0时,𝑓(𝑥)<e𝑥−𝑥2−2恒成立,D正确,故选:AD.三.填空题(共4小题,满分20分,每小题5分)13.(5分)(2022·全国·高三专题
练习)已知数列{𝑎𝑛}满足𝑎1=2,𝑎𝑛+1=3𝑎𝑛+8𝑎𝑛+1,则𝑎𝑛=122+(−15)𝑛−1−2.【解题思路】由递推公式找到对应的不动点方程,巧用“不动点法”求数列的通项
公式.【解答过程】求不动点,设𝑓(𝑥)=3𝑥+8𝑥+1,令𝑓(𝑥)=𝑥得:3𝑥+8𝑥+1=𝑥,解得:𝑥=4或−2;因为𝑎𝑛+1=3𝑎𝑛+8𝑎𝑛+1,所以𝑎𝑛+1−4=3𝑎𝑛+8𝑎𝑛+1−4,化简得:𝑎𝑛+1−4=−𝑎
𝑛−4𝑎𝑛+1①,𝑎𝑛+1−(−2)=3𝑎𝑛+8𝑎𝑛+1−(−2),化简得:𝑎𝑛+1+2=5(𝑎𝑛+2)𝑎𝑛+1②,用式①除以式②可得:𝑎𝑛+1−4𝑎𝑛+1+2=−15⋅𝑎𝑛−4𝑎𝑛+2,又𝑎1
−4𝑎1+2=−12,所以{𝑎𝑛−4𝑎𝑛+2}是首项为−12,公比为−15的等比数列,故𝑎𝑛−4𝑎𝑛+2=−12×(−15)𝑛−1,从而𝑎𝑛=122+(−15)𝑛−1−2.故答案为
:122+(−15)𝑛−1−2.14.(5分)(2022春·福建·高三阶段练习)已知函数𝑓(𝑥)为偶函数,当𝑥<0时,𝑓(𝑥)=𝑥2+ln(−𝑥),则曲线𝑦=𝑓(𝑥)在𝑥=1处的切线方程为3𝑥−𝑦−2=0.【解题思路】由偶函数求𝑥>0时𝑓(𝑥)
的解析式,并写出导函数,进而求𝑓(1)、𝑓′(1),写出切线方程即可.【解答过程】若𝑥>0,则−𝑥<0,由𝑓(𝑥)是偶函数,得𝑓(−𝑥)=ln𝑥+𝑥2=𝑓(𝑥),∴𝑥=1时,𝑓(1)=1,而此时的𝑓′(𝑥)=2𝑥+1𝑥
,即𝑓′(1)=3,∴曲线𝑦=𝑓(𝑥)在𝑥=1处的切线方程为𝑦−1=3(𝑥−1),即3𝑥−𝑦−2=0.故答案为:3𝑥−𝑦−2=0.15.(5分)(2022春·四川眉山·高二阶段练习)若圆𝑥2+𝑦2−4𝑥−4𝑦−10=0上至少有三个不同的点
到直线𝑙:𝑦=𝑘𝑥的距离为2√2,则直线𝑙斜率的取值范围是[2−√3,2+√3].【解题思路】由圆的方程可求得其圆心和半径,当圆上至少有三个不同的点到直线𝑙:𝑦=𝑘𝑥的距离为2√2,只需要找出临界位置使圆心到直线距
离为√2即可求出斜率的取值范围.【解答过程】将圆𝑥2+𝑦2−4𝑥−4𝑦−10=0化成标准方程为(𝑥−2)2+(𝑦−2)2=18,则圆心坐标为(2,2),半径𝑟=3√2;若圆上恰有三个不同的点到直线𝑙:𝑦=�
�𝑥的距离为2√2,则需满足圆心到直线的距离为√2,即|2𝑘−2|√1+𝑘2=√2,解得𝑘=2±√3.此时直线如下图中两条虚线所示,当直线𝑙被夹在第一象限的两虚线之间时,有四个不同的点到直线𝑙的距离为2√2,所以,当
圆上至少有三个不同的点到直线𝑙的距离为2√2,需满足2−√3≤𝑘≤2+√3,即直线𝑙斜率的取值范围是[2−√3,2+√3].故答案为:[2−√3,2+√3].16.(5分)(2022春·四川遂宁·高二校考期中)在棱长为1的正方体𝐴1𝐵1𝐶1𝐷1−𝐴𝐵𝐶𝐷中,𝑀
为底面𝐴𝐵𝐶𝐷的中心,𝑄是棱𝐴1𝐷1上一点,且𝐷1𝑄⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗=𝜆𝐷1𝐴1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗,𝜆∈[0,1],𝑁为线段𝐴𝑄的中点,给出下列命题:①𝐶,𝑀,𝑁,𝑄四点共面;②三棱锥𝐴−𝐷𝑀𝑁的体积与𝜆
的取值有关;③当∠𝑄𝑀𝐶=90°时,𝜆=0;④当𝜆=12时,过𝐴,𝑄,𝑀三点的平面截正方体所得截面的面积为√5+3√22.其中正确的有①③(填写序号).【解题思路】对于①,根据相交直线确定唯一平面即可判断;对于②,转
化顶点即可判断;对于③,建立空间直角坐标系,当∠𝑄𝑀𝐶=90°时,𝑀𝑄⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗·𝑀𝐶⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗=−12𝜆+14−14=0即可判断;对于④,当𝜆=12时,𝑄为𝐴1𝐷1的中点,过𝑄作𝑄𝑃//𝐴1𝐶1且𝑄𝑃∩𝐷1𝐶1=𝑃,
则易证𝑄𝑃//𝐴𝐶,易得过𝐴,𝑄,𝑀三点的平面截正方体所得截面为等腰梯形𝐴𝐶𝑃𝑄,再计算等腰梯形𝐴𝐶𝑃𝑄的面积即可判断.【解答过程】对于①,易知𝑀∈𝐴𝐶,因为𝐴𝑄∩𝑁𝐶=𝑁,所以𝐶,𝑀,𝑁,𝑄四点共面,故①正确
;对于②,因为三棱锥𝐴−𝐷𝑀𝑁的体积等于三棱锥𝑁−𝐴𝐷𝑀的体积,又易知𝑁到底面的距离等于定值12,而△𝐴𝐷𝑀的面积一定,所以三棱锥𝐴−𝐷𝑀𝑁的体积为定值,故②错误;对于③,建立如图所
示空间直角坐标系,所以由题知,𝐶(0,1,0),𝑀(12,12,0),𝐴1(1,0,1),𝐷1(0,0,1),所以𝑀𝐶⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗=(−12,12,0),𝐷1𝐴1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗=(1,0,0),因为𝐷1𝑄⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗=𝜆𝐷1𝐴1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗
⃗⃗⃗=(𝜆,0,0),所以𝑄(𝜆,0,1),所以𝑀𝑄⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗=(𝜆−12,−12,1),当∠𝑄𝑀𝐶=90°时,𝑀𝑄⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗·𝑀𝐶⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗=−12𝜆+14−14=0,解得𝜆=0所以𝑄与𝐷1重合,所以𝜆=0,故③正确;对于④,当𝜆=12时,�
�为𝐴1𝐷1的中点,过𝑄作𝑄𝑃//𝐴1𝐶1且𝑄𝑃∩𝐷1𝐶1=𝑃,则易证𝑄𝑃//𝐴𝐶,所以易得过𝐴,𝑄,𝑀三点的平面截正方体所得截面为等腰梯形𝐴𝐶𝑃𝑄,又易知𝑄𝑃=√22,𝐴𝐶=√2,从而可得等腰梯形𝐴𝐶𝑃𝑄的高为32√2,所以截面等腰梯
形𝐴𝐶𝑃𝑄的面积为12×(√22+√2)×32√2=98,故④错误;故答案为:①③.四.解答题(共6小题,满分70分)17.(10分)已知直线l的方程为(𝑚−2)𝑥+𝑚𝑦+3=0,直线l1的
方程为𝑥+(𝑚−2)𝑦+4=0.(1)当𝑚=−1时,求过点𝐴(2,−2)且与l平行的直线方程;(2)当直线l⊥l1时,求实数m的值.【解题思路】(1)由平行得直线斜率,由点斜式得直线方程并化简;(2)由垂直的条件列方程求解.【解答过程】(1)𝑚=
−1时,直线l的方程为−3𝑥−𝑦+3=0,即𝑦=−3𝑥+3.∵所求直线与l平行,𝑘=−3.故过点𝐴(2,−2)与l平行的直线方程是𝑦+2=−3(𝑥−2)即3𝑥+𝑦−4=0.(2)l:(𝑚−2
)𝑥+𝑚𝑦+3=0,l1:𝑥+(𝑚−2)𝑦+4=0∵l⊥l1,∴(𝑚−2)+𝑚(𝑚−2)=0解得𝑚=−1或2.18.(12分)(2022春·福建·高三阶段练习)已知数列{𝑎𝑛}的前𝑛项和为𝑆𝑛,𝑎1=−
23,且2𝑆𝑛+𝑎𝑛+2=0.(1)求数列{𝑎𝑛}的通项公式,(2)设数列{𝑏𝑛}满足2𝑏𝑛+(𝑛−3)𝑎𝑛=0(𝑛∈𝑁*),求数列{𝑏𝑛}的前𝑛项和为𝑇𝑛【解题思路】(1)利用𝑆𝑛与𝑎𝑛的关系,分𝑛=1和𝑛≥2讨论,得到数列{𝑎𝑛}
为等比数列,即可求解;(2)结合(1)的结论,利用错位相减法即可求出数列{𝑏𝑛}的前𝑛项和为𝑇𝑛.【解答过程】(1)因为2𝑆𝑛+𝑎𝑛+2=0,当𝑛=1时,2𝑆1+𝑎1+2=0,解得:𝑎1=−23,当𝑛≥2时,则有2𝑆𝑛−1+𝑎𝑛−1+2=0,两式相减
可得:2𝑎𝑛+𝑎𝑛−𝑎𝑛−1=0,所以𝑎𝑛=13𝑎𝑛−1,因为𝑎1=−23≠0,所以数列{𝑎𝑛}是以−23为首项,以13为公比的等比数列,所以数列{𝑎𝑛}的通项公式为𝑎𝑛=(−23)
×(13)𝑛−1=(−2)×(13)𝑛.(2)由2𝑏𝑛+(𝑛−3)𝑎𝑛=0可得:𝑏𝑛=(𝑛−3)(13)𝑛,所以𝑇𝑛=(−2)×13+(−1)×(13)2+0×(13)3+⋯+(𝑛−4)×(13)𝑛−1+(𝑛−3)×(13)𝑛,13𝑇𝑛=(−2)×
(13)2+(−1)×(13)3+0×(13)4+⋯+(𝑛−4)×(13)𝑛+(𝑛−3)×(13)𝑛+1,两式相减可得:23𝑇𝑛=−23+(13)2+(13)3+(13)4+⋯+(13)𝑛−(𝑛−3)×(13)𝑛+1,=−23+19[1−(
13)𝑛−1]1−13−(𝑛−3)×(13)𝑛+1=−12−(𝑛3−12)(13)𝑛,所以𝑇𝑛=−34−(𝑛2−34)(13)𝑛.19.(12分)(2022春·浙江金华·高二期中)如图,正四棱柱𝐴𝐵𝐶𝐷−𝐴1𝐵1𝐶1𝐷1中,𝐴�
�1=2𝐴𝐵,𝐸为棱𝐶𝐶1的中点.(1)用向量法证明:𝐴1𝐶∥平面𝐵1𝐸𝐷1;(2)求直线𝐵1𝐷与平面𝐵1𝐸𝐷1所成角的余弦值.【解题思路】(1)建立空间直角坐标系,设𝐴𝐵=1,𝐴𝐴1=2,从而得到点A1,C,B1,E,D1的坐标
,即可得到𝐷1𝐵1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗,𝐷1𝐸⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗,𝐴1𝐶⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗,然后求出平面B1ED1的一个法向量𝑛⃗⃗=(1,−1,−1),可得𝐴1𝐶⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⋅𝑛⃗⃗=0,且𝐴1𝐶⊄平面B1ED1,从而得到𝐴1𝐶//平面B1E
D1;(2)由(1)知平面𝐵1𝐸𝐷1的法向量,利用空间向量的数量积求解𝐵1𝐷与面𝐵1𝐸𝐷1所成角的正弦值,结合三角函数的同角关系计算即可求解.【解答过程】(1)如图,以𝐷为坐标原点,𝐷𝐴,𝐷𝐶,𝐷𝐷1所在直线分别为𝑥轴、𝑦轴、𝑧轴建立如图所示空间直角坐
标系,设𝐴𝐵=1,𝐴𝐴1=2,则𝐵1(1,1,2),𝐷(0,0,0),𝐸(0,1,1),𝐷1(0,0,2),∴𝐷1𝐵1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗=(1,1,0),𝐷1𝐸⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗=(0,1,−1),𝐴1𝐶⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗=(−1,1,−2).设
𝑛⃗⃗=(𝑥,𝑦,𝑧)是平面B1ED1的一个法向量,则{𝑛⃗⃗⋅𝐷1𝐵1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗=0𝑛⃗⃗⋅𝐷1𝐸⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗=0⇒{𝑥+𝑦=0𝑦−𝑧=0,令𝑥=1,则𝑦=−1,𝑧=−1,即
𝑛⃗⃗=(1,−1,−1),∴𝐴1𝐶⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⋅𝑛⃗⃗=(−1)×1+1×(−1)+(−2)×(−1)=0.且𝐴1𝐶⊄平面B1ED1,∴𝐴1𝐶//平面B1ED1;(2)由(1)可知𝐷𝐵1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗=(1,1,2),�
�⃗⃗=(1,−1,−1)是平面B1ED1的一个法向量,设𝐵1𝐷与面𝐵1𝐸𝐷1所成角为α,∴sin𝛼=|cos⟨𝐷𝐵1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗,𝑛⃗⃗⟩|=|𝐷𝐵1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⋅𝑛⃗⃗|𝐷𝐵1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗|⋅|𝑛⃗⃗||=|1−1−2√6×√3|=√2
3.得cos𝛼=√1−sin2𝛼=√73,∴𝐵1𝐷与面𝐵1𝐸𝐷1所成角的余弦值为√73.20.(12分)(2022春·江西·高二阶段练习)已知点𝑃(2,0),圆C:𝑥2+𝑦2−6𝑥+4𝑦+4=0.(1)若直线l过点P且被圆C截得的弦长为4√2,求直线l的方程;
(2)设直线𝑎𝑥−𝑦+1=0与圆C交于A,B两点,过点𝑃(2,0)的直线𝑙2垂直平分弦AB,这样的实数a是否存在,若存在,求出实数a的值;若不存在,请说明理由.【解题思路】(1)设出直线方程,求出圆心到直线的距
离,由勾股定理得弦长求得参数,注意考虑直线斜率不存在的情形;(2)过点𝑃(2,0)的直线𝑙2垂直平分弦AB,则圆心在直线𝑙2上,由此可得直线𝑙2的斜率,然后由垂直求得𝑎,由直线与圆相交求得𝑎的范围,比较可得.【解答过程】(1)∵点𝑃(2,0),直线l过点P,∴设直线l的
斜率为k(k存在),则方程为𝑦−0=𝑘(𝑥−2).又题C的圆心为(3,−2),半径𝑟=3,由弦长为4√2,故弦心距𝑑=1,由|3𝑘+2−2𝑘|√𝑘2+1=1,解得𝑘=−34.所以直线方程为𝑦=−3
4(𝑥−2),即3𝑥+4𝑦−6=0.当l的斜率不存在时,l的方程为𝑥=2,经验证𝑥=2也满足条件.故l的方程为3𝑥+4𝑦−6=0或𝑥=2.(2)把直线𝑎𝑥−𝑦+1=0,即𝑦=𝑎𝑥+1.代入圆C的方程,消去y,整理得(𝑎2+1)𝑥2+6(𝑎−1)𝑥+9=0.由
于直线𝑎𝑥−𝑦+1=0交圆C于A,B两点,故Δ=36(𝑎−1)2−36(𝑎2+1)>0,即−72𝑎>0,解得𝑎<0.设符合条件的实数a存在,由于𝑙2垂直平分弦AB,故圆心𝐶(3,−2)必在𝑙2上.所以𝑙2的斜率𝑘�
�𝐶=−2,而𝑘𝐴𝐵=𝑎=−1𝑘𝑃𝐶,所以𝑎=12.由于12∉(−∞,0),故不存在实数a,使得过点𝑃(2,0)的直线𝑙2垂直平分弦AB.21.(12分)(2022春·北京海淀·高二阶段练习)已知椭圆𝐸:𝑥2𝑎2+𝑦2𝑏2=
1(𝑎>𝑏>0)经过点(1,√32)且离心率为√32,𝐹1,𝐹2是椭圆𝐸的两个焦点.(1)求椭圆𝐸的方程;(2)设𝑃是椭圆𝐸上一点,直线𝑃𝐹1与椭圆𝐸交于另一点𝐴,点𝑄满足:𝑃𝑄⊥𝑥轴
且𝑆△𝑄𝐹1𝐹2=2𝑆△𝑃𝐹1𝐹2,求证:|𝑃𝐹1||𝐹1𝐴|+|𝐹2𝑄|2是定值.【解题思路】(1)运用椭圆的离心率公式和点在椭圆上,结合𝑎,𝑏,𝑐的关系,解方程可得𝑎,𝑏,进而得到椭圆方程;(2)设𝑃(𝑥0,𝑦0),𝐴(𝑥1,𝑦1),
𝑄(𝑥0,𝑦2),由题中三角形面积的关系可得|𝑦2|=2|𝑦0|,由两点的距离公式化简可得|𝐹2𝑄|2=7−2√3𝑥0;再由直线𝑃𝐹1的方程与椭圆方程联立,运用韦达定理求得𝑦1,结合|𝑃𝐹1|,|𝐹1𝐴|与𝑃,𝐴纵坐标的关系,即可得到定值.【解答过程】(1)
由题意可得𝑒=𝑐𝑎=√32,由椭圆经过点(1,√32),可得1𝑎2+34𝑏2=1,又𝑎2−𝑏2=𝑐2,解方程得𝑎=2,𝑏=1,𝑐=√3,所以椭圆的方程为𝑥24+𝑦2=1;(2)证明:由题意可得𝐹1(−√3,0),𝐹2(√3,0),设𝑃(𝑥0,𝑦0),
𝐴(𝑥1,𝑦1),𝑄(𝑥0,𝑦2),则𝑥02+4𝑦02=4,由𝑆△𝑄𝐹1𝐹2=2𝑆△𝑃𝐹1𝐹2,可得|𝑦2|=2|𝑦0|,|𝐹2𝑄|2=(√3−𝑥0)2+𝑦22=3−2
√3𝑥0+𝑥02+4𝑦02=7−2√3𝑥0;直线𝑃𝐹1的方程为𝑦=𝑦0𝑥0+√3(𝑥+√3),得𝑥=𝑥0+√3𝑦0𝑦−√3,与椭圆方程𝑥2+4𝑦2=4联立,可得[4+(𝑥0+√
3𝑦0)2]𝑦2−2√3⋅𝑥0+√3𝑦0𝑦−1=0,所以𝑦0𝑦1=−14+(𝑥0+√3𝑦0)2=−𝑦02𝑥02+4𝑦02+3+2√3𝑥0=−𝑦027+2√3𝑥0,即有𝑦
1=−𝑦07+2√3𝑥0,所以|𝑃𝐹1||𝐹1𝐴|=|𝑦0||𝑦1|=|7+2√3𝑥0|=7+2√3𝑥0,(−2≤𝑥0≤2).所以|𝑃𝐹1||𝐹1𝐴|+|𝐹2𝑄|2=7+2√3
𝑥0+7−2√3𝑥0=14,是定值.22.(12分)已知函数𝑓(𝑥)=𝑥ln𝑥+𝑥.(1)求曲线𝑦=𝑓(𝑥)在点(1,𝑓(1))处的切线方程;(2)若𝑔(𝑥)=𝑓(𝑥)−𝑎𝑥2(𝑎∈𝑅)有两个零点�
�1,𝑥2,且𝑥2>2𝑥1,证明:√𝑥12+𝑥22>4e.【解题思路】(1)根据导数的几何意义求出切线的斜率,进而根据点斜式即可得出结果;(2)由题可得{𝑥1ln𝑥1−𝑎𝑥12+𝑥1=0𝑥2ln𝑥2−𝑎𝑥22+�
�2=0,令𝑡=𝑥2𝑥1,则ln𝑥1𝑥2+2=(𝑡+1)ln𝑡𝑡−1,构造函数𝑔(𝑡)=(𝑡+1)ln𝑡𝑡−1,求导判断𝑔(𝑡)单调性,即可求出𝑥1𝑥2>8e2,再利用基本不等式
即可证明.【解答过程】(1)𝑓′(𝑥)=ln𝑥+2,则𝑓′(1)=2,即切线斜率为2,又𝑓(1)=1,则切线l的方程为𝑦−1=2×(𝑥−1),即切线方程为2𝑥−𝑦−1=0.(2)∵𝑥1,𝑥2是𝑓(𝑥)的零点,𝑥2>2
𝑥1,且𝑥1>0,𝑥2>0,则{𝑥1ln𝑥1−𝑎𝑥12+𝑥1=0𝑥2ln𝑥2−𝑎𝑥22+𝑥2=0,即{ln𝑥1+1=𝑎𝑥1ln𝑥2+1=𝑎𝑥2,∴𝑎=ln𝑥1+ln𝑥2+2𝑥1+𝑥2=ln𝑥2−ln𝑥1�
�2−𝑥1,即ln𝑥1𝑥2+2=(𝑥1+𝑥2)ln𝑥2𝑥1𝑥2−𝑥1,令𝑡=𝑥2𝑥1,则𝑡>2,则ln𝑥1𝑥2+2=(𝑡+1)ln𝑡𝑡−1,令𝑔(𝑡)=(𝑡+1)ln𝑡𝑡−1,则𝑔
′(𝑡)=𝑡−1𝑡−2ln𝑡(𝑡−1)2.令ℎ(𝑡)=𝑡−1𝑡−2ln𝑡,则ℎ′(𝑡)=(𝑡−1)2𝑡2>0,则ℎ(𝑡)单调递增,∴ℎ(𝑡)>ℎ(2)=32−2ln2>0,即𝑔′(
𝑡)>0,则𝑔(𝑡)单调递增,∴𝑔(𝑡)>𝑔(2)=3ln2,∴ln𝑥1𝑥2+2>3ln2,即ln𝑥1𝑥2>3ln2−2=ln8e2,即𝑥1𝑥2>8e2,则√𝑥12+𝑥22>√2𝑥1𝑥
2>4e(由于𝑥1≠𝑥2,故不取等号),得证.