文档内容
高 2023 级第一次模拟考试
数学试题参考答案
一、单选题:本题共8小题,每小题5分,共40分。在每小题给出的选项中,只有一是符合题目要求。
1.D 2.C 3.A 4.B
5.B 6.D 7.B 8.A
8.解:设储物盒所在球的半径为R,如图,小球最大半径r
R
满足 21 rR ,所以r 21 R ,正方体的最
21
2
2 a 2
大棱长a满足 2a R2,解得a R,l 3a,
2 3
r 21 6 3
所以 l 2 3 2 .
3
二、多选题:本题共3个小题,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
对得6分,部分选对得部分分,有选错的得0分。
9.AD 10.BC 11.BCD
11.解:由题,a ln 1a 2 0,平方得a 2 ln 1a 2 ,又ln 1x x x0 ,
n1 n n1 n
则a 2 a 2,即a a ,故 a 单调递减,选项A错误.
n1 n n1 n n
考虑函数 f x ln 1x 2x x0 ,求导得 f x
x2
0,故 f x 单
x2 x1 x2 2
调递增,又 f 0 0,a 2 0,所以ln 1a2 2a n 2 ,即a2 2a n 2 ,选项B正确.
n n a2 2 n1 a2 2
n n
2a2 1 1 1 1 n 1 n 2
由a2 n ,则 ,由a 2,累加得 ,故 ,因此a ,
n1 a2 2 a2 a2 2 1 a2 2 a 2 n n
n n1 n n n
选项C正确.
2 2 2 2 2
由a 2 2 n1 n ,故
n n 2 n n n1
a a a 2 2 100 1 18 2,选项D正确.
1 2 99
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分。
1
12.1 13.80 14.8, (第一空2分,第二空3分)
e14. 解:由 OP 2, x y 2,所以面积S=8,
设 ,则 MN x x ex 1ex 2 ,
1 2 1
2
1, 1−1 , 2,
则 MN 在x x 或ex 1ex 2 时,取得最小值,
1 2 1
若x x ,则令 ,则 ,令 ,解得 ,
1 2
( )= − +1 '( )= − '( )= 0 =1
当 时, ,函数 单调递减,
当 ∈ −∞,1 时, '( )<0 ,函数 ( )单调递增,
∈ 1,+∞ '( )>0 ( )
则 时, ,即 MN 1;
min
= 1 ( )min = −e+1 =1
若 ,即有 ,则令 ,
2
1−1= 2 = ( 1−1) ℎ( )= − ( −1)
则 ,令 ,解得 ,
1
ℎ'( )= 1− −1 ℎ'( )= 0 = 1+
当 时, ,函数hx单调递减,
1
∈ −∞,1+ ℎ'( )< 0
当 时, ,函数hx单调递增,
1
∈ 1+ ,+∞ ℎ'( )>0
则 时, ;
1 1 1
= 1+ ℎ( ) = ℎ 1+ =
1
综上所述, MN .
min e
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.解:(1)设等差数列{a }的公差为d,因为2a a n2,
n n1 n
2a a 3
则 2 1 , ……2分
2a a 4
3 2
a +2d 3 a 1
即 1 ,解得 1 , ……4分
a 3d 4 d 1
1
所以a a n1d n. 则数列a 的通项公式为a n . ……6分
n 1 n n
(2)因为数列{a b }是首项为1,公比为2的等比数列,则a b 2n1, ……8分
n n n n
又因为a n,所以b 2n1n. ……9分
n n
设数列b 的前n项和为S ,
n n
则S 1242n1 123n ……10分
n
12n nn1 n2n
2n1
12 2 2所以数列b 的前n项和为2n1
n2n
. ……13分
n
2
16.解:(1)如图,设BC3,取AD的中点H,连接BH . ……1分
因为AD2BC,所以BCDH .
又AD//BC,BCCD,BC CD,所以四边形BCDH为正方形,
所以ABBD3 2,AD6. ……3分
因为AB2BD2 AD2,所以 . ……4
分 ⊥
又平面ABEF 平面ABCD,平面ABEF 平面ABCD AB,BD平面ABCD,
所以 平面ABEF. ∩ ……5
分 ⊥
因为BD平面BDG,所以平面BDG平面ABEF. ……6分
(2)因为平面ABEF 平面ABCD,平面ABEF平面ABCD AB,
BE AB,BE平面ABEF,所以BE 平面ABCD,
BH,BC 平面ABCD,所以BE BH ,BE BC,由(1)BH BC,
所以BH ,BC,BE两两垂直,
以B为原点,
BH
,BC,
BE
的方向分别为x,y,z 轴的正方向,
建立如图所示的空间直角坐标系.设BC3, ……8分
则A3,3,0,B0,0,0,D3,3,0,G(0,1,2 2),
所以BD3,3,0,BG (0,1,2 2). ……9分
设平面BDG的法向量为nx,y,z,
nBD 3x3y 0 2
则 取x1,得n(1,1, ). ……11分
nBG y2 2z 0 4
因为BDAB,BE AB,BEBDB ,BE,BD平面BED,
所以AB平面BDE,所以平面BDE的一个法向量为BA3,3,0, ……13分
BAn
4 17
设平面EBD与平面GBD的夹角为,则cos
BA n 17
4 17
即平面EBD与平面GBD夹角的余弦值为 . ……15分
17
17.解:(1) ,
……2分∵ cos + 3 sin =1+2 = +2
在△ABC中,由正弦定理得sinBcosC 3sinCsinB sinA2sinC , ……3分由三角形内角和为180可得sinAsinBC,
sinBcosC 3sinCsinB sin BC 2sinCsinBcosCcosBsinC2sinC,
即 3sinCsinBcosBsinC 2sinC ,
3 1
,sinC0, 3sinBcosB2, sinB cosB1 ,
∘ ∘ 2 2
∵0 < <180
即sin B30 1, ……5分
又 0 B180,B3090,即B120. ……7分
(2)设AC AD,令DCACDA,CAD1802,
AC CD
在ACD中,由正弦定理得, ,CD 3,
sinD sinCAD
3sin 3
AC . ……9分
sin2 2cos
AC BC
在ABC中,由正弦定理得, ,BAC 60,BC1,
sinB sinBAC
sin120
AC
, ……11分
sin 60
sin 60 cossin 90 ,解得 . ……
∘
α=75
13分 ,
∴∠ C D=180°−2 =30°
2R 2 3,R 3. ……15分
sinCAD
1
18.解:(1)由题,甲在第三局获胜,此时甲必须连胜3局,故p ; ……2分
3 27
甲在第五局获胜,此时,乙在前三局中获胜一局,
4
2 1 2
其余局数都是甲获胜,故 p C1 . ……5分
5 3 3 3 81
(2)由题,X 的取值为3,2,1,0,1,2,3,故q 1,q 0,记事件A 为X k时,甲最终获得
3 3 k
训练赛胜利,则q PA ,考虑下一局比赛,事件B为甲获胜,由全概率公式得,
k k
PA PA |BPBP A |B P B ,即PA PA PBPA P B ,
k k k k k1 k1
1 2
因此q q q . ……8分
k 3 k1 3 k1
整理得q q 2q q ,因此q q 是公比为2的等比数列. ……11分
k1 k k k1 k1 k
(3)由题,甲获得训练赛胜利的概率为q .
0记a q q ,则q q a a a a a a 1, ……13分
k k1 k 3 3 2 1 0 1 2 3
由公比为2,则a
1222232425
1,故a
1
. ……15分
3 3
63
1 2 4 1
因为a a a a 2a 4a ,
3 2 1 3 3 3
63 63 63 9
1
又a a a q q q q q q q q q ,所以q .
3 2 1 2 3 1 2 0 1 0 3 0 0 9
1
即甲获得训练赛胜利的概率为 . ……17分
9
19.解:(1)由g
x
1lnx,
……1分
当0 xe时,g(x)0,则g x 单调递增; ……2分
当xe时,g(x)0,则g x 单调递减. ……3分
故g x 的增区间为 0,e ,减区间为 e, ; ……4分
(2)①设直线l与曲线 y f x和曲线 y f x分别切于点Px ,k,Qx ,k,
a1 a2 1 2
由 f x ex a ,则ex 1 a 0,ex 1 a x a k,消去a 得, 2x ex 1 k,
a 1 1 1 1 1 1 1
1
同理 2x ex 2 k;故方程 2x ex k 有两个不同的解. ……6分
2
设h(x) 2x ex,h(x) 1x ex,当x1时,h(x)0,则h(x)单调递增;当x1时,
h(x)0,则h(x)单调递减. ……7分
当k 0,e 时,h(1)ek ,h(2)0k ,因此x 1,2 使得h x k ;
2 2
由ex 1 1 x x1 ,所以 e k k 1 2 k 1 ,则h( k k 1 2 )k ,因此x 1 k k 1 2 ,1 使得h x 1 k .
当k,0 时,由x1,h(x)0,又h(x)在 1, 上单调递减,
故方程 2x ex k 至多一个解.
当k e, 时,由h(x)(h 1)e,故方程 2x ex k 至多一个解.
综上,k的取值范围为 0,e .(说明:用极限证明扣1分) ……9分
②选择(ⅰ)
由①知 2x ex 1 k, 2x ex 2 k,x 1,1 x 2,
1 2 1 2故 2lnex 1 ex 1 2lnex 2 ex 2 k ,即g ex 1 g ex 2 k . ……11分
考虑函数m x g(x)x x 1lnx ,x 0,e ,故m x 0,
由ex 1 0,e ,得m ex 1 g(ex 1)ex 1 k ex 1 0,即k ex 1 . ……13分
考虑函数n x g(x)xe2 x 3lnx e2,x e,e2 ,n x 2lnx 0,
故n x 在 e,e2 上单调递增. ……15分
由n e2 0,故n x 0.由ex 2 e,e2 ,得n ex 2 g(ex 2)ex 2 e2 k ex 2 e2 0 ,
即e2 k ex 2.
综上ex
1
ex
2
e2,即a a e2 ……17分
1 2
②选择(ⅱ),由①知 2x ex 1 k, 2x ex 2 k,x 1,1 x 2,
1 2 1 2
故k2 ex 1 x 2 2x 2x aa 2x 2x . ……11分
1 2 1 2 1 2
下面证明 2x 2x 1,
1 2
设m2x 1,n2x ,0n1,mem nen ke2, ……13分
1 2
故lnmmlnnnlnk2. ……14分
设t(x)lnxx,T(x)t x t 1 ,T(x)t x 1 t 1 x1 2 ,
x x2 x x
1
当x 0,1 时,T(x)0,T(x)单调递减,因此T n T 1 0,即t n t ,
n
1 1x
由t m t n ,则t m t .又t(x) , ……16分
n x
1
当x 1, 时,t(x)0,t(x)单调递减,故m ,
n
因此aa k2. ……17分
1 2