【文档说明】重庆市杨家坪中学2022-2023学年高二下学期第一次月考数学试题 含解析.docx,共(21)页,1.523 MB,由小赞的店铺上传
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杨家坪中学高2024届高二下第一次月考数学试卷一、单选题1.若数列na满足12a=,11nnaa+−=,则数列na的通项公式为na=()A.21n+B.1n+C.n1−D.3n−+【答案】B【解析】【分析
】根据等差数列的定义和通项公式直接得出结果.【详解】因为11nnaa+−=,所以数列na是等差数列,公差为1,所以()()112111naandnn=+−=+−=+.故选:B2.已知函数()lnmfxxx=+,若0(12)(1)lim2xf
xfx→+−=−,则m=()A.1−B.2−C.3−D.5−【答案】B【解析】【分析】求出()11mfxmxx−=+,再利用导数的定义可得()11f=−,进而代入()fx求解即可【详解】因为()lnmfxxx=+,则()11mfxmxx−=+,所
以()()()()()00121121lim2lim2122xxfxffxffxx→→+−+−===−,故()11f=−,故11+=−m,解得2m=−故选:B.3.等比数列na的前n项和
23nnSm=+,则m=()A.2−B.2C.1D.1−【答案】A【解析】【分析】求出数列的通项公式,根据通项公式确定参数的值.【详解】116aSm==+,当2n时,1143nnnnaSS−−=−=,因为na是等比数列,所以11436m−=+,得2
m=−,所以A正确.故选:A4.若函数()331fxxkx=−+在区间()1,+上单调递增,则实数k的取值范围是()A.(),1−B.(,1−C.)1,−+D.)1,+【答案】B【解析】【分析】利用函数()fx在区间(1,)+上的导函数
为非负数,列不等式,解不等式即可求得k的取值范围.【详解】由题意得,22()333()0fxxkxk=−=−在区间(1,)+上恒成立,即2kx在区间(1,)+上恒成立,又函数2yx=在(1,)+上单调递增,得21x,所以1k,即实数k的取值范围是(,1]−.故选:B5.在数列
na中,12,123,1nnnnnaaaaa+=−,若125a=,则2023a=()A.15B.25C.45D.85【答案】D【解析】【分析】根据递推关系,求出数列的项,根据数列的周期性求解.详解】1215a=,214215aa==,328
215aa==,4312315aa=−=,54225aa==,L,可以看出四个循环一次,故202345053385aaa+===.故选:D6.已知函数2()ln(1)fxaxx=++,在区间(2,3)内任取两个实数1x,2x,且12xx,若不等式.【12
12()()1fxfxxx−−恒成立,则实数a的取值范围为()A.)9,−+B.)7,−+C.)9,+D.)7,+【答案】A【解析】【分析】将()()12121fxfxxx−−恒成立转化为()fx的导函数大于1在()2,3上恒成立,即()
()max112axx+−,然后求最值即可.【详解】因为2()ln(1)fxaxx=++,所以10x+,即1x−,因为()()12121fxfxxx−−恒成立,所以函数()fx在()2,3上任意两点连线的斜率大于1,则()fx的导函数大于1在()2,3上恒成立
,所以()211fxaxx=++,整理得()()112axx+−,所以()()max112axx+−,因为二次函数()()211221yxxxx=+−=−−+开口向下,对称轴为14x=−,所以221yxx=−−+在()2,3上
单调递减,所以()()211229a+−=−.故选:A.7.借用“以直代曲”的近似计算方法,在切点附近,可以用函数图象的切线代替在切点附近的曲线来近似计算,例如:求ln1.01,我们先求得lnyx=在1x=处的切线方程
为1yx=−,再把1.01x=代入切线方程,即得ln1.010.01,类比上述方式,则4000e().A.1.00025B.1.00005C.1.0025D.10005【答案】A【解析】【分析】根据题意,设()xfxe=,求出切线,以直代曲计算即可.【详
解】设()xfxe=,可得()exfx=,(0)1,(0)1ff==,曲线exy=在点(0,1)处的切线对应的函数为()1ygxx==+,因为14000与0之间的距离比较小,在切点附近用切线代替曲线进行近似计算,14000400011
1ee11.00025400040004000fg===+=,故选:A8.已知函数()()25exfxxx=+−,若函数()()()()222gxfxafxa=−−−恰有5个
零点,则a的取值范围是()A.()3e,0−B.470,eC.473e,e−D.()0,3e【答案】B【解析】【分析】把函数零点问题转化为方程根的问题,转化为两函数的交点问题,再利用导数研
究函数的大致图象进行求解判断.【详解】函数()gx恰有5个零点等价于关于x的方程()()()2220fxafxa−−−=有5个不同的实根.由()()()2220fxafxa−−−=,得()fxa=或()2fx=−
.因为()()25exfxxx=+−,所以()()234exfxxx=+−()()41exxx=+−,由()0fx¢>,得<4x−或1x,由()0fx,得41x−,则()fx在(),4−−和()1,+上单调递增,在()4,1−上单调递减.因为(
)474ef−=,()13ef=−,当x→+时,()fx→+,当x→−时,()0fx→,所以可画出()fx的大致图象:由图可知()2fx=−有2个不同的实根,则()fxa=有3个不同的实根,故470,ea,故
A,C,D错误.故选:B.二、多选题9.下列正确的是()A.1(ln7)7=B.数列na的通项公式为(1)nann=+,则110是该数列的第10项C.数列2021−,0,4与数列4,0,2021−是同一个数列D.若函数()gx是偶函数
,则导函数()gx—定是奇函数【答案】BD【解析】【分析】根据求导公式可判断A;根据数列的通项公式求解可判断B;根据数列的定义可判断C;根据奇偶函数的定义结合复合函数求导,可判断D.【详解】对于A,(ln7)0=,故A错误;对于B,令(1)110
nann=+=,解得10n=或11n=−(舍去),即110是数列na第10项,B正确;对于C,数列2021−,0,4与数列4,0,2021−中数字的排列顺序不同,故不是同一个数列,C错误;对于D,函数()gx偶函数,函数定义域关于原点对称,的是则()()gxgx−=,故()()
gxgx−−=,即()()gxgx−=−,故导函数()gx—定是奇函数,D正确,故选:BD10.等差数列na的前n项和记为nS,若10a,1020SS=,则成立的是()A.0dB.160a
C.nS的最大值是15SD.当且仅当0nS时,32n=【答案】BC【解析】【分析】根据等差数列的性质得到15160aa+=,再结合10a得到0d,即可判断A选项;根据0d和15160aa+=得到1
60a,nS的最大值为15S,即可判断BC选项;根据160a和等差中项的性质得到310S,即可判断D选项.【详解】因为1020SS=,所以1112200aaa+++=,即151612290aaad+=+=
,又10a,所以0d,故A错;因为0d,所以数列na为递减数列,又15160aa+=,所以150a,160a,nS的最大值为15S,故BC正确;()1313116313102aaSa+==,故D错.故选:BC.11.若函数()33fxxx=−在()2
,6aa−上有最小值,则实数a的值可能是().A.2−B.1−C.0D.1【答案】ABC【解析】【分析】利用导数研究函数的性质可得1x=为函数的极小值点,=1x−为极大值点.根据题意可知函数的极小值点必在区间()2,6aa−内,即216aa−且()()1faf,解不等式组
即可.【详解】令()2330fxx=−=,解得1x=,所以当(,1)(1,)x−−+时()0fx,当(1,1)x−时()0fx,所以1x=为函数的极小值点,=1x−为函数的极大值点.因为函数()fx在区间()2,
6aa−上有最小值,所以函数()fx的极小值点必在区间()2,6aa−内,即实数a满足216aa−,且()()3312aaffa=−=−.由216aa−,解得51a−.不等()3312aaf−=
−,即3320aa−+,有()31310aa−−−,()()2120aaa−+−,所以()()2120aa−+,即2a−.故实数a的取值范围是)2,1−.故选:ABC.12.已知函数()21exxxfx+−=,则下列结论正确的是
()A.函数()fx只有两个极值点B.方程()fxk=有且只有两个实根,则k的取值范围为e0k−C.方程()()1ffx=−共有4个根D.若),xt+,()2max5efx=,则t的最大值为2【答案】ACD【解析】【
分析】对函数求导,利用导数研究函数的极值判断A;分析函数()fx的性质,借助图象判断B;结合图象和函数的零点判断C;由25(2)ef=结合取最大值的x值区间判断D作答.【详解】对于A,对()fx求导得:22(1)(2)()eexxxxxxf
x−−+−=−=−,当1x−或2x时,()0fx,当12x−时,()0fx,即函数()fx在(,1)−−,(2,)+上单调递减,在(1,2)−上单调递增,因此,函数()fx在=1x−处取得极小值(1)ef−=−,在2x
=处取得极大值25(2)ef=,故选项A正确;对于B,由选项A知,作出曲线()yfx=及直线yk=,如图,要使方程()fxk=有且只有两个实根,观察图象得当e0k−时,直线yk=与曲线()yfx=有2个交点,所以方程()fxk
=有且只有两个实根,则k的取值范围为e0k−,故选项B错误;对于C,由()0fx=得:210xx+−=,解得152x−=,令()fxt=,则()1ft=−,结合图象方程()1ft=−有两解,11512t
−−−,20t=,所以1()fxt=或2()fxt=,因为152e+,所以15e2−−−,所以方程1()fxt=有两解;又因为20t=,结合图象可知:2()fxt=也有两解,综上:方程()()1ffx=−共有4个根,故选项
C正确;对于D,因为25(2)ef=,而函数()fx在(2,)+上单调递减,因此当[,)xt+时,max25()efx=,当且仅当()252,emtfm=,所以t的最大值为2,故选项D正确.故选:CD【点睛】方法点睛:函数零点个数判断方法:(1)直接法:直接求出f(x)=
0的解;(2)图象法:作出函数f(x)的图象,观察与x轴公共点个数或者将函数变形为易于作图的两个函数,作出这两个函数的图象,观察它们的公共点个数.三、填空题13.已知等比数列{}na中,2854aaa
=,等差数列{}nb中,465bba+=,则数列{}nb的前9项和9S等于___________【答案】18【解析】【分析】由等比数列性质可得2825aaa=,求得54a=,得到464bb+=,再由等差数列的前n项和,即可求解,得到答案.【详解】在等比数列{}na中,
满足2854aaa=,由等比数列的性质可得2825aaa=,即2554aa=,所以54a=,又由465bba+=,所以464bb+=所以数列{}nb的前9项和194699()9()9418222bbbbS++====,故答案为:18.14.滑县木版画是河南安阳最传统的手工
艺品,创始于明朝初期,距今已有六百多年的历史了,滑县木版画制作工艺考究,至今一直都是纯手工制作,颜色精细淡雅,色彩和谐,人物造型夸张,线条刚劲有力,极具当地的民俗特色.张华的伯伯制作滑县木版画并出售,寒假期间张华通过调
研得知伯伯制作的A系列木版画的成本为30元/套,每月的销售量()fx(单位:套)与销售价格x(单位:元/套)近似满足关系式()()290fxx=−,其中3090x,则当A系列木版画销售价格定为_____
_____元/套时,月利润最大.【答案】50【解析】【分析】根据题意可得月利润为()()()()2903,030,90gxxxx=−−,求导,利用导数判断函数单调性,进而可求最值点.【详解】设A系列木版画的月利润为()gx,则()()
()()()2309030gxfxxxx=−=−−,3090x,可得()()()()()()2290309039050gxxxxxx=−−+−=−−,令()0gx=,则50x=,的当()30,50x时,()0gx,当()50,90x时,
()0gx,()gx在()30,50上单调递增,()gx在()50,90上单调递减,所以当50x=时,利润()gx取到极大值,也是最大值,即当A系列木版画销售价格定为50元/套时,月利润最大.故答案为:50.15.设函数()
fx在R上存在导数()fx,对于任意的实数x,有()()22fxfxx+−=,当(),0x−时,()42fxx+,若()()2422fmfmmm+++−,则实数m的取值范围是__________.【答案】((),12,−−+【解
析】【分析】借鉴积分思想,可设()()24gxfxxx=+−,结合()()22fxfxx+−=,易证()gx为过原点的奇函数和减函数,分别列出()2gm+和()gm,将()()24fmfm+++整体代换
,对参数m进行分类讨论即可求解.【详解】可设()()24gxfxxx=+−①,则()()42gxfxx=+−,因为当(),0x−时,()42fxx+,即()()420gxfxx=+−,()gx在(),0−上单减,()()24gxfxxx−=−−−②,联立①②可得(
)()()()220gxgxfxfxx+−=+−−=,()00g=,所以()gx在R上单减,为奇函数.()()()()()222242224gmfmmmfmm+=+++−+=++−③,()()24gmfmmm=+−④,联立③④可得()()()
()222442gmgmfmfmmm++=++++−,即()()()()224224fmfmgmgmmm+++=+++−,所以()()()()2242242222fmfmgmgmmmmmmm++++++−−−,显然2m,当m>2时,
原不等式等价于()()20gmgm++,即()()2gmgm+−,所以2mm+−,解得1m−,故m>2;当2m时,原不等式等价于()()20gmgm++,即()()2gmgm+−,所以2mm+−,解得1m−,故1m−,综上所述,实数m的取值
范围是((),12,−−+故答案为:((),12,−−+16.若数列nt满足()()1nnnnftttft+=−,则称该数列为“切线-零点数列”,已知函数2()fxxpxq=++有两个零点1、2,数列nx为“切线-零点数列”,设数列na满足12a=,2ln
1nnnxax−=−,2nx,数列na的前n项和为nS,则2023S=________.【答案】202422−【解析】【分析】根据二次函数()fx的零点可求得,pq的值,求出()fx,推导出数列na为等比数列,确定该数列的首项和公比
,进而可求得2023S.【详解】因为2()fxxpxq=++有两个零点1、2,由韦达定理可得1212pq+=−=,解得32pq=−=,所以()232fxxx=−+,()23fxx=−,由题意可得2213222323nnnnnnnxxx
xxxx+−+−=−=−−,所以()()222122212222234421211123nnnnnnnnnnnnxxxxxxxxxxxx++−−−−−−+===−−−+−−−,又因为2ln1nnnxax−=−,所以11122ln2ln211nnnnnnxxaaxx+++−−===−−,又
12a=,所以数列na是首项为2,公比为2的等比数列,所以()2023202420232122212S−==−−,故答案为:202422−【点睛】本题的关键点在于由21223nnnxxx+−=−得到()()21
212211nnnnxxxx++−−=−−,再证明数列na是首项为2,公比为2的等比数列.四、解答题17.已知函数2()(2)lnafxxaxx=−+−,且()fx在点(1,(1))f处的切线l与210xy++=
平行.(1)求切线l的方程;(2)求函数()fx的单调区间和极值点.【答案】(1)250xy+−=(2)增区间()2,+,减区间()0,2,极小值点为2,无极大值点【解析】【分析】(1)求导,然后通过(1)2f=−列方程求出a的值,代入()f
x求出(1)f,利用点斜式可求出切线l的方程;(2)令()0fx,()0fx求出单调区间,根据单调区间可得极值点.【小问1详解】由已知222()1aafxxx+=−+,()fx在点(1,(1))f处的切线l与
210xy++=平行,()(1)1222faa=−++=−,解得1a=−,2()lnfxxxx=−+,(1)1ln123f=−+=切线l的方程为()321yx−=−−,即250xy+−=;【小问2详解】由(1)得222122()1,
0xxfxxxxx−−=−−=,令()0fx,得2x,令()0fx,得02x,函数()fx的单调增区间为()2,+,单调减区间为()0,2,极小值点为2,无极大值点.18.已知正项数列na和
,nnbS为数列na的前n项和,且满足242nnnSaa=+,()*22lognnabnN=(1)分别求数列na和nb的通项公式;(2)将数列na中与数列nb相同的项剔除后,按从条到大的顺序构
成数列nc,记数列nc的前n项和为nT,求100T.【答案】(1)2nan=,2nnb=;(2)11302.【解析】【分析】(1)由242nnnSaa=+,利用1(2)nnnaSSn−=−得出数列{}na的递推式,得数列{}na是等差数列,求得1a后可得通项公式
,再计算出nb;(2)先看数列{}na中前100项内有多少项是{}nb中的项,从而可以确定{}nc中前100项的最后一项是{}na中的第几项,其中含有{}nb中的多少项,从而求得100T.【详解】(1)因为242nnnSaa=+,所以2n时,211142
nnnSaa−−−=+,两式相减得2211422nnnnnaaaaa−−=−+−,11()(2)0nnnnaaaa−−+−−=,因为0na,所以12nnaa−−=,又211142aaa=+,10a,所以12a=,所以22(1)2nann=+−
=,222lognnb=,2nnb=;(2)100200a=,又72128=,82256=,因此100107214ca==,所以710012107127107(2214)2(12)()()11302212Taaabbb+−=+++−+++=−=−.【点睛】易错点睛:本题
考查由nS求数列的通项公式,考查分组求和法.在应用公式1nnnaSS−=−求na时要注意2n,即不包含1a,需另外计算1a,同样如果求得的是递推式,也要确认递推式是否是从1a开始的,否则需要要验证含有1a的项是否符合表达式.19.如图,在四
棱锥PABCD−中,PD⊥平面ABCD,四边形ABCD为菱形,60BCD=,PDCD=,E为CD的中点.(1)求证:平面PBE⊥平面PCD;(2)若2AB=,求二面角BPCD−−的余弦值.【答案】(1)证明见解析(2)77【解析】【分析】(1)
根据线面垂直的性质定理得PDBE⊥,再根据等腰三角形三线合一得BECD⊥,最后利用面面垂直的判定即可证明;(2)建立合适的空间直角坐标系,求出平面PBC和平面PCD的法向量,根据二面角的空间向量求法即可得到答案.
【小问1详解】∵PD⊥平面ABCD,BE平面ABCD,∴PDBE⊥,∵四边形ABCD为菱形,60BCD=,∴BDC是正三角形,∵E为CD的中点,∴BECD⊥,又PDCDD=,PD平面PCD,CD平面PCD,∴BE⊥平面PCD,又
BE平面PBE,∴平面PBE⊥平面PCD.【小问2详解】取AB的中点F,连接DF,易知ABD△为正三角形,DFAB⊥,//DCAB,DCDF⊥,∵PD⊥平面ABCD,,DFDC平面ABCD,,PDDFPDDC⊥⊥则DF、
DC、DP两两垂直,如图,以D为原点,DF、DC、DP所在直线分别为x、y、z轴建立空间直角坐标系,则()0,0,0D,()3,1,0B,()0,2,0C,()002P,,,∴()3,1,2PB=−,()0,2,2P
C=−,设平面PBC的一个法向量为(),,mxyz=,则0mPB=,0mPC=,即320220xyzyz+−=−=,令3z=,得()133m=,,,平面PCD的一个法向量为()1,0,0n=r,∴7cos,1771mnmnmn===,显然二面角BPCD−−的平面角为
锐角,∴二面角BPCD−−的余弦值为77.20.在数列na中,19a=,1312nnaa+=+.(1)证明:数列6na−为等比数列;(2)求数列nna的前n项和nS.【答案】(1)证明见解析;(2)2*2272333,N443nnnSn
nn−+=++−【解析】【分析】(1)对1312nnaa+=+变形,代入16na+−中化简,由等比数列的概念即可证明;(2)由(1)得出na的通项公式,代入nna中,整体利用分组求和,分组后差比相乘部分利用错位
相减,即可求得nna的前n项和nS.【小问1详解】证明:由1312nnaa+=+,得1123nnaa++=,即()11261666333nnnnaaaa++−−=−==−,又163a−=,所以60na−,所以数列6na−是
以3为首项,13为公比的等比数列.【小问2详解】由(1)可知,12116333nnna−−−==,所以2163nna−=+,故263nnnnan−=+,设数列6n的前n项和为nP,数列23n
n−的前n项和为nT.所以数列nna的前n项和nnnSTP=+,所以()()216126332nnnPnnn+=+++==+,10211112333nnTn−−=+++,①0111111123333nnTn−
=+++,②由①-②得10121211111333333nnnTn−−−=++++−,所以1239112723
12233443nnnnnTn−−+=−−=−,故数列nna的前n项和22272333443nnnnnSTPnn−+=+=++−.21.已知椭圆()222210xy
abab+=经过()0,2A,()3,1B−−两点.(1)求椭圆上的动点T到()1,0N的最短距离;(2)直线AB与x轴交于点(),0Mm,过点M作不垂直于坐标轴且与AB不重合的直线l与椭圆交于C,D两点,直线AC,BD分别交直线xm=于P,Q两点.求证:PMMQ为定值.
【答案】(1)142(2)证明见解析【解析】【分析】(1)根据题意求出椭圆方程,再利用两点间的距离公式化简为函数最值问题求解;(2)首先利用直线AB的方程求出m=-2,再分别利用AC,BD的方程与椭圆方程联立方程组得出P,Q坐标,即可化简得到.【小问1详解】
把()0,2A、()3,1B−−两点坐标代入22221xyab+=得:2222041911abab+=+=,即23a=,2b=,即椭圆方程为:221124xy+=.设(),Txy,则点T到()1,0N的距离222222(1
)(1)4(1)25,123xdxyxxx=−+=−+−=−+因为2323x−,所以当32x=时,d有最小值,且min29314253422d=−+=,所以动点T到()1,0N的最短距离为142.【小问2详解】如图,因为211
03ABk+==+,所以直线AB的方程为:20xy−+=.取0y=得,2m=−,显然直线CD的斜率存在,设其方程为:()()21,0ykxkk=+,()11,Cxy,()22,Dxy,联立方程组:22(2)1124ykxxy=++=得:()2222131212120kxkxk++
+−=,所以21221213kxxk−+=+,2122121213kxxk−=+,记直线AC的方程为:1122yyxx−−=,令2x=−得:()()112222,kxPx−+−.记直线BD的方程为:2211(3)3yy
xx++=++,令2x=−得:()()22122,3kxQx−+−+,()()()()()()()112121222222231223pQkxyxxPMxkxQMyxxx−+++===−+++()22122121212121121212122412224122131312
122213kkxxxxxxkkkxxxxk−−+++++++++==−+++()()221221121221311212213kkxkkx−++==−++故PMQM为定值,定值为1.22.已知函数()()5ln4
fxkxxkkR=+−.(1)求函数()fx的单调区间和最大值;(2)设函数()()1gxfxkxx=−+有两个零点12,xx,证明:122xx+.【答案】(1)答案见解析;(2)证明见解析.【解析】【分析】(1)求出导函数,分类讨论,研究单调性,求出最大值
;(2)利用极值点偏移直接求解.【小问1详解】函数()()5ln4fxkxxkk=+−R的定义域是()()10,,fxkx+=+.当0k时,()0fx¢>恒成立,故()fx在()0,+上单调递增,无最大值;当0k时,令()0fx¢>,得10xk−;令()0fx
,得1xk−,所以()fx的单调递增区间为10,k−,单调递减区间为1,−+k,max111515()lnln144fxfkkkkkkk=−=−+−−=−−−
.【小问2详解】()()115ln4gxfxkxxkxx=−+=+−,因为12,xx为()gx的两个零点,所以()()120gxgx==,不妨设12xx.因为()21xgxx−=,所以()gx在()0
,1上单调递减,在()1,+上单调递增,所以1201xx.又证明212xx+等价于证明212xx−,又因为()1221,1,xxgx−在()1,+上单调递增,因此证明原不等式等价于证明()()2
12gxgx−,即要证明()()112gxgx−,即要证明()()111111515lnln201424xkxkxxx+−+−−−,即()()1111111lnln20012xxxxx+−−−−恒成立.令()(
)11lnln2(01)2hxxxxxx=+−−−−,则()2222211114(1)0(2)2(2)xhxxxxxxx−−=−+−+=−−−,所以()hx在()0,1上为减函数,所以()()11ln11ln10hxh=+−−=,即()()11lnln202
hxxxxx=+−−−−在()0,1x时恒成立,因此不等式()11111515lnln2424xkxkxx+−+−−−恒成立,即122xx+.【点睛】导数是研究函数的单调性、极值(最值)最有效的
工具,而函数是高中数学中重要的知识点,对导数的应用的考查主要从以下几个角度进行:(1)考查导数的几何意义,往往与解析几何、微积分相联系.(2)利用导数求函数的单调区间,判断单调性;已知单调性,求参数.(
3)利用导数求函数的最值(极值),解决生活中的优化问题.(4)利用导数证明不等式.