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高三数学试卷(二)
一、选择题:本题共8小题,每小题5分,共40分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符
合题目要求的。
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 A A C B C A C A
【解析】
{4m-3>0 3 3
1.∵集合A={x|2mx-3>0,m∈R},其中2∈A且1A,∴ ,解得 <m≤ .
2m-3≤0 4 2
故选A.
2i 2i(1-i)
2.由已知可得2(z+i)=(3+i)z,∴2z+2i=3z+iz,z= = =1+i.故选A.
1+i (1+i)(1-i)
3.∵tanα=-3,
sin2α-2sinαcosα tan2α-2tanα (-3)2-2×(-3) 3
∴sin2α-sin2α= = = = .故选C.
sin2α+cos2α tan2α+1 (-3)2+1 2
2x-3 2x-3 x-2
4.由x2-3x+2≤0,可得1≤x≤2,由 ≤1,可得 -1= ≤0,解得1<x≤2,
x-1 x-1 x-1
2x-3
故“x2-3x+2≤0”是“ ≤1”的必要不充分条件.故选B.
x-1
1 1
5.∵a,b为正数,∴ab=2a+ b+3≥2槡2a· b+3=2槡ab+3,
2 2
1
当且仅当2a= b时取等号,∴(槡ab)2-2槡ab-3≥0,∴(槡ab-3)(槡ab+1)≥0,
2
3
解得槡ab≥3或槡ab≤-1(舍去),∴ab≥9,当且仅当a= ,b=6时等号成立,
2
此时ab取得最小值9.故选C.
1
6.由函数f(x)= 在(0,2)上单调可知,
槡log(x2-ax+3)
2
log(x2-ax+3)>0在(0,2)上恒成立,∴x2-ax+3>1在(0,2)上恒成立,
2
2 2 2
即a<x+ 在(0,2)上恒成立,由基本不等式可得x+ ≥2槡x· =2槡2,
x x x
2
当且仅当x= ,即x=槡2时取等号,∴a<2槡2,
x
∵函数f(x)在(0,2)上单调,∴g(x)=log(x2-ax+3)在(0,2)上单调,
2
由复合函数单调性可知y=x2-ax+3在(0,2)上单调,
a a
∴结合二次函数的性质可得 ≤0或 ≥2,解得a≤0或a≥4.
2 2
综上所述,实数a的取值范围为{a|a≤0}.故选A.
参考答案 第 9页 (共16页)7.令g(x)=log(2x+2-x),其定义域为R,
2
∵g(-x)=log(2-x+2x)=g(x),∴g(x)为偶函数,
2
∵f(x)的定义域为R,且f(-x)=f(x),∴f(x)为偶函数,
∵两个函数图象的交点个数为奇数,∴两个函数的交点中必有一个在y轴上,
∴f(0)=g(0)=log(20+2-0)=1.故选C.
2
31 1 1 1
8.∵a= =1- ×( )2,b=cos ,
32 2 4 4
1
∴设f(x)=cosx-(1- x2),(0<x<1),则f′(x)=x-sinx,
2
设g(x)=x-sinx(0<x<1),g′(x)=1-cosx>0,
∴g(x)在(0,1)单调递增,即g(x)>g(0)=0,即f′(x)>0,
1 1 31
∴f(x)在(0,1)上单调递增,∴f( )>f(0)=0,可得cos > ,故b>a,
4 4 32
1
令h(x)=tanx-x,则h′(x)= -1>0,∴h(x)>h(0)=0,∴tanx-x>0,即tanx>x,
cos2x
1
4sin
c 4 1 1
∵c>0,b>0,∴ = =4tan >4× =1,
b 1 4 4
cos
4
∴c>b,综上c>b>a,故选A.
二、选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的选项中,有多项符合题目要
求,全部选对的得6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分。
题号 9 10 11
答案 ABD ABC ABD
【解析】
4π7π π 3π5π
9.对于A,当ω=3时,若x∈( , ),则3x+ ∈( , ),
9 9 6 2 2
4π7π
∴由复合函数单调性可知f(x)在( , )上单调递增,A正确;
9 9
π T π
对于B,若|f(x)-f(x)|=2,且|x-x| = ,则当且仅当 = 时,T=π,B正确;
1 2 1 2 min 2 2 2
π
对于C,将f(x)的图象向左平移 个单位长度后,
12
ωπ π
得到的图象所对应的函数表达式为f(x)=sin(ωx+ + )(ω>0),
1 12 6
ωπ π π
若f(x)的图象关于y轴对称,则 + = +kπ,k∈Z,∴ω=4+12k,k∈Z,
1 12 6 2
又ω>0,∴当且仅当k=0时,ω的最小值为4,C错误;
参考答案 第 10页 (共16页)π π π
对于D,ω>0,x∈[0,2π],ωx+ ∈[ , +2ωπ],
6 6 6
π
{2ωπ+ ≥4π
6
23 29
若f(x)在[0,2π]上恰有4个零点,∴ ,解得 ≤ω< ,
12 12
π
2ωπ+ <5π
6
2329
∴ω的取值范围为[ , ),D正确.故选ABD.
1212
10.f(x+2)+f(x)=f(2),则f(x+4)+f(x+2)=f(2),∴f(x)=f(x+4),
∴f(x)的周期为4,A正确;
f(x+2)+f(x)=f(2),令x=0,则f(2)+f(0)=f(2),解得f(0)=0,
∴f(2024)=f(0+4×506)=f(0)=0,B正确;
f(x+6)=f(-x),则f(x)关于x=3对称,
∵f(x)的周期为4,则f(x+6)=f(x+2),
故f(x+2)=f(-x),即f(x)也关于x=1对称,
由T=4可知,x=2k-1,k∈Z,均为f(x)对称轴,C正确;
3 1 5 1
f(0)=0,f(x)关于x=1对称,则f(2)=f(0)=0,f( )=f( )=1且f( )+f( )=0,
2 2 2 2
5 1 7 3 7
故f( )=-f( )=-1,又f( )+f( )=0,故f( )=-1,
2 2 2 2 2
2024 1
∴∑kf(k- )=(1+2-3-4)+(5+6-7-8)+…+(2021+2022-2023-2024)
k=1 2
=-4×506=-2024,D错误.故选ABC.
11.当x≤0时,f(x)=x2+2x+1,在x∈(-∞,-1]单调递减,
f(x)∈[0,+∞),在x∈[-1,0]单调递增,f(x)∈[0,1];
当x>0时,f(x)=|lnx-1|,在x∈(0,e]单调递减,
f(x)∈[0,+∞),在x∈(e,+∞)单调递增,f(x)∈(0,+∞),作出f(x)的图象如下:
在关于x的方程[f(x)]2+a·f(x)+a=0中,令f(x)=t,则t2+at+a=0,
参考答案 第 11页 (共16页)∵在关于x的方程[f(x)]2+a·f(x)+a=0中,有四个不同的实数解,
记g(t)=t2+at+a,分以下四种情况讨论:
①t=0,t>1,此时零点不存在;
1 2
Δ>0
a
②t>1,t>1,t≠t,此时 - >1 ,无解;
1 2 1 2 2
1+a+a>0
{a<0
1
③0<t≤1,t<0,此时 ,∴- ≤a<0;
1 2 1+a+a≥0 2
④t=t∈(0,1],此时零点不存在.
1 2
1
∴综上①②③④,a的取值范围是[- ,0),D正确;
2
∵0<t≤1,由0<f(x)≤1得0<1-lnx≤1,∴1≤x<e,B正确;
3 3 3
又x,x∈[-2,0],
1 2
根据韦达定理可知f(x)=x2+2x+1=t中x+x=-2,xx=1-t∈[0,1),
1 2 12
|lnx-1|=|lnx-1|,-(lnx-1)=lnx-1,xx=e2,
3 4 3 4 34
∴0≤xxxx<e2,C错误,A正确.故选ABD.
1234
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分。
{6,n=1
12.二 13.a= 14.9
n
2n+2,n≥2
【解析】
12.∵α是第四象限的角,∴tanα<0,cosα>0,点P(tanα,cosα)在第二象限.
故答案为二.
13.当n=1时,a=S=12+3×1+2=6;
1 1
当n≥2时,S =(n-1)2+3(n-1)+2=n2+n,
n-1
a=S-S =n2+3n+2-(n2+n)=2n+2,
n n n-1
代入n=1,a=2×1+2=4≠6;
1
{6,n=1
∴a= .
n
2n+2,n≥2
{ x
>0
x 2 4-x
14.函数f(x)=log( )- +x-1,由 ,解得0<x<4且x≠2,
3 4-x x-2
x-2≠0
∴函数f(x)的定义域为(0,2)∪(2,4),
参考答案 第 12页 (共16页)x 2 4-x 2
∵f(x)+f(4-x)=log( )- +x-1+log( )- +4-x-1
3 4-x x-2 3 x 2-x
x 4-x 2 2
=log( )+log( )- + +2=2,
3 4-x 3 x x-2 x-2
∴函数f(x)的对称中心为(2,1),
由题意知:直线ax+by-1=0(a>0,b>0)经过点(2,1),则2a+b-1=0,即2a+b=1,
2 1 2 1 2a 2b 2a 2b
可得 + =( + )(2a+b)= + +5≥2槡· +5=9,
a b a b b a b a
2a 2b 1 2 1
当且仅当 = ,即a=b= 时,等号成立,∴ + 的最小值为9.故答案为9.
b a 3 a b
四、解答题:本题共5小题,共77分。解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。
15.(本小题满分13分)
解:(1)∵m=(2sinA,槡3sinA+槡3cosA),n=(cosA,cosA-sinA),
π
∴f(A)=m·n=2sinAcosA+槡3(cos2A-sin2A)=sin2A+槡3cos2A=2sin(2A+ ),
3
π 2π π 2π5π
∵A∈[ , ],∴2A+ ∈[ , ],
6 3 3 3 3
π 槡3 π
∴sin(2A+ )∈[-1, ],∴2sin(2A+ )∈[-2,槡3],∴f(A)的最小值为-2;
3 2 3
π 2π π π
(2)∵f(A)=0,A∈[ , ]∴2A+ =π,∴A= ,
6 3 3 3
b c a 槡3 1 1
∵a=槡3,∴由正弦定理可得 = = = =2,∴sinB= b,sinC= c,
sinB sinC sinA 槡3 2 2
槡6 2
∵sinB+sinC= ,∴b+c=槡6,
2
由余弦定理可得a2=b2+c2-2bccosA=(b+c)2-2bc-2bccosA,
1 1 槡3 槡3
即3=6-2bc-bc,解得bc=1,此时S = bcsinA= ×1× = .
△ABC 2 2 2 4
16.(本小题满分15分)
解:(1)∵g(x)为偶函数,h(x)为奇函数,f(x)=ex,
∴f(x)=g(x)+h(x),∴f(-x)=g(-x)+h(-x)=g(x)-h(x),
f(x)+f(-x) ex+e-x
∴g(x)= = ;
2 2
(2)∵f(x)=ex,∴f′(x)=ex,设切点为(x,ex0),
0
{k=ex0
则l:y-ex0=ex0(x-x),即y=ex0x+ex0(1-x),∴ ,
0 0 ex0(1-x)=1
0
参考答案 第 13页 (共16页)设m(x)=ex(1-x),则m′(x)=ex(1-x-1)=-xex,
∴当x∈(0,+∞)时,m′(x)<0,m(x)单调递减;
当x∈(-∞,0)时,m′(x)>0,m(x)单调递增,∴m(x) =m(0)=1,
max
∵m(x)=1,∴x=0,∴k=ex0=1.
0 0
17.(本小题满分15分)
解:(1)当b=2时,可得A={x|x2-3x+2=0}={1,2},
又由B={x|(x-2)(x2+3x-4)=0}={-4,1,2},
可得A∪B={-4,1,2},瓓A={-4};
B
(2)当b=4时,可得A={x|x2-3x+4=0},∵Δ=(-3)2-4×4<0,∴A=,
∵B={x|(x-2)(x2+3x-4)=0}={-4,1,2},AMB,
∴这样的集合M共有如下6个:{-4},{1},{2},{-4,1},{-4,2},{1,2};
(3)能;由(瓓B)∩A=,可得AB,
R
若A=时,此时满足A是B的一个子集,
9
此时Δ=9-4b<0,解得b> ,
4
若A≠时,由(1)知B={-4,1,2},
当-4∈A时,b=-28,此时 A={-4,7},此时A不是B的一个子集;
当1∈A时,b=2,此时A={1,2},此时A是B的一个子集;
当2∈A时,b=2,此时A={1,2},此时A是B的一个子集,
综上可得,当A=或A={1,2}时,满足(瓓B)∩A=,
R
9
此时实数b的取值范围为( ,+∞)∪{2}.
4
18.(本小题满分17分)
解:(1)当a=1时,f(x)=x2-3x+lnx+1定义域为(0,+∞),
1 2x2-3x+1
则f′(x)=2x-3+ = ,
x x
1
令f′(x)>0,则0<x< 或x>1,
2
1
令f′(x)<0,则 <x<1;
2
1 1
则f(x)在(0, ),(1,+∞)上单调递增,在( ,1)上单调递减,
2 2
1 1 3 1 1
故函数f(x)的极大值为f( )= - +ln +1=-ln2- ,
2 4 2 2 4
f(x)的极小值为f(1)=1-3+ln1+1=-1;
参考答案 第 14页 (共16页)f(x)-f(x)
(2)不妨设0<x<x,∵ 1 2 >-2对一切0<x<x都成立,
1 2 x-x 1 2
1 2
∴f(x)+2x<f(x)+2x对一切0<x<x都成立,
1 1 2 2 1 2
令m(x)=f(x)+2x,则m(x)=ax2-ax+lnx+1,定义域为(0,+∞),
则原问题转化为m(x)在(0,+∞)上单调递增;
1 2ax2-ax+1
又m′(x)=2ax-a+ = ,
x x
1
当a=0时,m′(x)= >0,m(x)在(0,+∞)单调递增;
x
当a≠0时,需m′(x)≥0在(0,+∞)上恒成立,即2ax2-ax+1≥0在(0,+∞)上恒成立,
1
对于y=2ax2-ax+1图象过定点(0,1),对称轴为x= ,
4
故要使得2ax2-ax+1≥0在(0,+∞)上恒成立,
1 1
需满足a>0且2a( )2- a+1≥0,解得0<a≤8,
4 4
综上可得0≤a≤8,
即a的取值范围为[0,8].
19.(本小题满分17分)
解:(1)f(x)的定义域为I,如果x∈I,都有2a-x∈I,满足f(2a-x)=-f(x),
那么函数f(x)的图象称为关于点A(a,0)的中心对称图形,点A(a,0)就是其对称中心,
∵f(x)=(x+1)3+x-m的图象是关于点A(-1,0)的中心对称图形,
故f(-1)=(-1+1)3-1-m=0,解得m=-1.
当m=-1时,f(x)=(x+1)3+x+1,
对于任意的x,都有f(-2-x)=(-2-x+1)3+(-2-x)+1
=(-1-x)3-x-1=-[(x+1)3+x+1]=-f(x),
∴函数f(x)=(x+1)3+x+1的图象是关于点A(-1,0)的中心对称图形,故m=-1;
(2)函数f(x)=x|x-1|的图象不是关于原点的弱中心对称图形.理由如下:
假设x∈R,使得-x|-x-1|=-x|x-1|,解得x=0,与x≠0矛盾,
0 0 0 0 0 0 0
∴函数f(x)=x|x-1|的图象不是关于原点的弱中心对称图形;
(3)由题意可知,存在x,且x≠1,使得f(2-x)=-f(x),
0 0 0 0
x2-x+3
3
当x≥2时,2-x<0,则2-x+1=-(x2-mx),∴m=0 0 =x+ -1,
0 0 0 0 0 x 0 x
0 0
3
又知对勾函数h(x)=x+ -1在[2,+∞)上单调递增,
x
参考答案 第 15页 (共16页)3 5 5
∴h(x) =h(2)=2+ -1= ,∴m≥ ;
min 2 2 2
当0<x<2时,0<2-x<2,则2-x+1=-(x+1)不成立;
0 0 0 0
当x≤0时,2-x≥2,则(2-x)2-m(2-x)=-(x+1),
0 0 0 0 0
x+1 3
m=2-x+0 =2-x+ -1,
0 2-x 0 2-x
0 0
3
令t=2-x,则m=t+ -1在[2,+∞)上单调递增,
0 t
5 5
∴m = ,∴m≥ .
min 2 2
5
综上可知,实数m的取值范围为[ ,+∞).
2
参考答案 第 16页 (共16页)