文档内容
1
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{#{QQABZYS14gCwgtTACQ4LAwnqCksYkIGhLMgExRAeOARCCBNABAA=}#}3
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{#{QQABZYS14gCwgtTACQ4LAwnqCksYkIGhLMgExRAeOARCCBNABAA=}#}5
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{#{QQABZYS14gCwgtTACQ4LAwnqCksYkIGhLMgExRAeOARCCBNABAA=}#}2026 年高三教学测试
数学 参考答案
(2026.4)
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.
1-4 CADC 5-8 BDBD
8.【解析】由
高三教学测试 数学 参考答案 第 1 页(共 10 页)
y = ln x + x , y ' =
1
x
+
2
1
x
,设切点 ( x
0
, ln x
0
+ x
0
) ,则 a =
1
x
0
+
2
1
x
0
切线方程为: y = (
1
x 0 + 2
1
x 0 ) ( x − x 0 ) + ln x 0 + x 0 ,所以, b = ln x 0 +
x
2 0 − 1
因为 0 a
1
2
1 1 1
,所以0 + ,解得x 4
x 2 x 2 0
0 0
显然, b = ln x
0
+
x
2
0 − 1 在[4,+)单调递增,所以, x
0
= 4 时, b
m in
= 2 ln 2 ,选D
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.
9.BC 10.BCD 11.ACD
11.【解析】画出函数 f ( x ) t a n (
6
x
6
)
= − 的图象如图所示
因为 f ( x ) 的周期T =6,所以区间 ( 0 , 2 0 2 6 )
包含区间 ( 0 , 4 ) 和337个完整的周期
对于A:求不等式 1 f ( x ) 2 的整数解,只需
找直线 x = 1 和 x=2之间横坐标为整数的
点,由图可知:3,9,15,…均满足,共有
338个,正确;
对于B:af(x) a+1的整数解个数,即直线
x=a和x=a+1之间横坐标为整数的点的个数. 取a=−2,则n=0,故B错误;对于C:要使
高三教学测试 数学 参考答案 第 2 页(共 10 页)
n = 6 7 6 ,则区间 ( 0 , 4 ) 和337个周期内各2个. 要使 t 最小,只需 ( 0 , 4 ) 内包
含1和2,因此 t 的最小值为
3
3
,正确;
对于D:要使 n = 6 7 6 ,则区间 ( 0 , 4 ) 和337个周期内各 2 个. 要使 a 最大,只需 ( 0 , 4 ) 内
包含2和3,因此a的最大值为
3
3
,正确.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. − 3 13. − 2 + 2 2 14.
3
2
14.【解析】球 O 与平面 A B C
1
D
1
和平面 A
1
B C D
1
均相切,故球心 O
在二面角A −BD −A的角平分面上.
1 1
E,F,G,H,I,J 为各自所在棱的中点,易知 B D
1
⊥ 平面 E F G H I J ,
所以 M Q N 即二面角A −BD −A的平面角,且
1 1
E Q 平分 M Q N .
要使半径最小,球心 O 在 E Q 上.
作OP⊥MQ,则 O P ⊥ 平面 A
1
B D
1
,即球半径r=OP.又球O与AA
1
相切,故 r = O E .因此, O E = O P .在 △ O P Q 中, O P = r ,
O Q = 2 − r , O Q P = 3 0 ,因此 2 − r = 2 r ,解得 r =
3
2
.
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.(本题满分13分)
已知数列 { a
n
} , a
1
=
3
2
, 2 a
n + 1
= a
n
+ 1 .
(1)求证:数列 { a
n
− 1 } 为等比数列,并求数列{a }的通项公式;
n
(2)求数列{na }的前
n
n 项和S .
n
解: (1) 2 a
n + 1
= a
n
+ 1
1 1
,a −1= (a −1),且a −1=
n+1 2 n 1 2
1 1
因此,{a −1}是以 为首项, 为公比的等比数列
n 2 2
1 1
a −1=( )n,a =1+( )n
n 2 n 2(2)由(1):
高三教学测试 数学 参考答案 第 3 页(共 10 页)
n a
n
= n + n (
1
2
) n ,因此 S
n
= (1 + 2 + + n ) + [1
1
2
+ 2 (
1
2
) 2 + + n (
1
2
) n ]
1 1 1
令T =1 +2( )2 + +n( )n
n 2 2 2
1
2
T
n
= 1 (
1
2
) 2 + 2 (
1
2
) 3 + + ( n − 1 ) (
1
2
) n + n (
1
2
) n + 1
1 1 1 1 1 1
两式相减得: T = +( )2 +( )3+ +( )n −n( )n+1
2 n 2 2 2 2 2
T
n
= 1 + 1
2
+ ( 1
2
) 2 + + ( 1
2
) n − 1 − n ( 1
2
) n =
1 −
1
(
−
1
21
2
) n
− n
2 n
= 2 − n +
2 n
2
所以, S
n
=
n ( n
2
+ 1 )
+ 2 −
n +
2 n
2
16.(本题满分15分)
如图,在四棱锥 P − A B C D 中,底面 A B C D 为正方形,
PA⊥底面 A B C D , P A = A B = 2 , E 为线段 P B 的中点, F 为
线段 B C 上的动点.
(1)证明:平面 A E F ⊥ 平面PBC;
(2)若直线 E C 与平面 A E F 所成角的正弦值为
1
3
,求 B F .
解法一:(1) P A ⊥ 平面 A B C D , B C 平面 A B C D ,PA⊥BC
又 B C ⊥ A B , A B P A = A , B C ⊥ 平面 P A B , A E 平面 P A B ,AE⊥BC
PA= AB, E 为中点,AE⊥PB, B C P B = B , A E ⊥ 平面 P B C
A E 平面AEF ,平面AEF ⊥平面 P B C
(2)作CH ⊥EF ,垂足为 H
平面AEF ⊥平面PBC ,平面AEF 平面 P B C = E F ,CH 平面 P B C , C H ⊥ E F
CH ⊥平面 A E F ,因此,CEH 即直线 E C 与平面AEF 所成角
6
1 CH
由题意,sinCEH = = , CE= 6 CH =
3 CE 3
设CF =x,则BF =2−x,EF = 2+(2−x)2 = x2 −4x+6高三教学测试 数学 参考答案 第 4 页(共 10 页)
△ C H F 与 △ E B F 相似,
C
C
H
F
=
E
E
B
F
,
6
3x
=
x 2 −
2
4 x + 6
整理得 3 x = x 2 − 4 x + 6 ,即 x 2 + 2 x − 3 = 0
因此, x = 1 ,即 C F = 1 ,因此, B F = 1
解法二:(1)如图,以 A 为坐标原点,AB,AD,AP所在直线分别为 x , y , z 轴,建立空间直角
坐标系,则 B ( 2 , 0 , 0 ) , C ( 2 , 2 , 0 ) , D ( 0 , 2 , 0 ) , P ( 0 , 0 , 2 ) , E (1 , 0 ,1 )
设 F ( 2 , b , 0 ) ( 0 b 2 )
,则AE=(1,0,1),AF =(2,b,0),BP=(−2,0,2),BC=(0,2,0)
设平面 P B C 的法向量为
m
= ( x , y , z ) ,则
mm
B
B
PC ==
−
2
2
y
x
=
+
0
2 z = 0
,取
m
= (1 , 0 ,1 )
设平面 A E F 的法向量为
n
= ( x , y , z ) ,则
nn AA EF
=
=
x
2
+
x
z
+
=
b y
0
= 0
,取n=(b,−2,−b)
m
n
= b
+ 0 − b = 0 , m ⊥ n ,即平面 A E F ⊥ 平面 P B C
(2)由(1)可知:
E C =
(1 , 2 , − 1 ) ,平面 A E F 的法向量
n
= ( b , − 2 , − b )
记直线 E C 与平面 A E F 所成角为,则
s in | c o s E C , n |
|
|
E
E
C
C
|
n
| n
|
| 6
| 2 b
2 b
4
2
|
4 3
| b
b
2
2
|
2
1
3
=
=
=
−
+
=
−
+
=
化简得: 3 | b − 2 |= b 2 + 2 ,即: b 2 − 6 b + 5 = 0 , b = 1 ,即BF =1
17.(本题满分15分)
已知椭圆 C :
x
a
2
2
+
y
b
2
2
= 1 ( a b 0 )
2
的长轴的长为4,离心率为 .
2
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)若直线l:y=kx+m(k 0)与椭圆C有唯一公共点M ,过点M 且与l垂直的直线分别交
高三教学测试 数学 参考答案 第 5 页(共 10 页)
x , y 轴于 A ( x
0
, 0 ) 和B(0,y ).
0
(i)求△OAB面积的最大值;
(ii)当点 M 运动时,求点 P ( x
0
, y
0
) 的轨迹方程.
解:(1)由题意, 2 a = 4 ,
c
a
=
2
2
,解得: a = 2 , c = 2 , b = a 2 − c 2 = 2
因此,椭圆 C 的标准方程为:
x
4
2
+
y
2
2
= 1
(2)联立
y
x
=
2 +
k x
2
+
y 2
m
= 4
得: (1 + 2 k 2 ) x 2 + 4 k m x + 2 m 2 − 4 = 0
因为 l 与椭圆相切,故=(4km)2 −4(1+2k2)(2m2 −4)=0,化简得: m 2 = 2 + 4 k 2
因此, x
M
= −
1
2
+
k m
2 k 2
= −
2 k
m
2
m2
= −
4
m
k
, y
M
= k x
M
+ m = −
4 k
m
2
+ m = −
m 2
m
− 2
+ m =
2
m
过点 M 且与 l 垂直的直线方程为: y −
2
m
= −
1
k
( x +
4
m
k
) ( k 0 )
令 y = 0 得 A ( −
2
m
k
, 0 ) ,令 x = 0 得 B ( 0 , −
2
m
)
(i) S
△ O A B
=
1
2
| −
2
m
k
| | −
2
m
|= |
2
m
k
2
|= |
2
2
+
k
4 k 2
| = |
1
k
1
+ 2 k
|
2
1
2
=
4
2
1 2
当且仅当k2 = k = 时取等号, 因此,
2 2
( S
O A B
)
m a x
=
4
2
(ii)P(− 2k ,− 2 ),即 x 0 =− 2 m k ,得 k = x y 0 0
m m 2 2
y =− m=−
0 m y 0
因为m2 =2+4k2,所以 ( −
2
y
0
) 2 = 2 + 4 (
x
y
0
0
) 2
y 2
,化简得:x 2 + 0 =1
0 2
y2
因此,点P的轨迹方程为:x2 + =1(x0,y0)
2
x x y y x
解法二:(2)设切点M(x ,y ),则切线l: 1 + 1 =1,k =− 1
1 1 4 2 2y
1高三教学测试 数学 参考答案 第 6 页(共 10 页)
直线 A B : y − y
1
=
2 y
x
1
1 ( x − x
1
) ,即 y =
2 y
x
1
1 x − y
1
令 y = 0
x
得A( 1,0),令
2
x = 0 得B(0,−y )
1
(i) S
△ O A B
=
1
2
|
x
12 | | − y
1
|=
1
4
| x
1
y
1
|
x2 y2 x2 y2 2
1 + 1 =12 1 1 = |x y |,
4 2 4 2 2 1 1
| x
1
y
1
| 2
S
△ O A B
=
1
4
| x
1
y
1
|
4
2
,当且仅当
x
12 =
y
1
2
时等号成立,因此, ( S
O A B
)
m a x
=
4
2
(ii)由
x
y
0
0
=
=
x
12−
y
1
得 x
y
1
1
=
=
2
−
x 0
y
0
, x 14 2 + y 12 2 = 1 (2x )2 (−y )2 , 0 + 0 =1,即
4 2
x
0
2 + y 02 2 = 1
因此,点 P 的轨迹方程为: x 2 +
y
2
2
= 1 ( x 0 , y 0 )
18.(本题满分17分)
已知函数 f ( x ) =
a x 2 +
2
b
e
x
x
+ b
.
(1)当 a = 1 , b = 2 时,求 f(x)在[0,+)上的最大值;
(2)当a=0时,若对任意的实数m,直线 y = x + m 与曲线 y = f ( x ) 恰有一个公共点,求
实数 b 的取值范围;
(3)若a=1,0b2,0c 2.证明:当 x [ 0 , + ) 时, 2 f ( x ) +
1
e x
e x ( 3 − c s in x ) .
解: (1) a = 1 , b = 2 时, f ( x ) =
x 2 +
2
2
e
x
x
+ 2
, f '( x ) =
−
2
x
e
2
x
f(x)在[0,+)单调递减,f(x) = f(0)=1
max
(2)直线 y = x + m 与曲线y= f(x)恰有一个公共点,即方程 x + m =
b x
2
+
e x
b
仅有一个解
即方程 m =
b x
2
+
e x
b
− x 仅有一个解,令 g ( x ) =
b x
2
+
e x
b
− x
bx
,则g'(x)=− −1
2ex
因为对任意实数 m ,方程m=g(x)都仅有一个解
所以g(x)在R上为单调函数,且值域为R
(i)当b=0时,g'(x)=−10,g(x)在R上单调递减,值域为R,满足题意;(ii)当
高三教学测试 数学 参考答案 第 7 页(共 10 页)
b 0 时,令 g ''( x ) =
b ( x
2 e
−
x
1 )
= 0 ,得 x = 1
x 1 时, g ''( x ) 0 ; x 1 时, g ''( x ) 0
因此,g'(x)在 ( − ,1 ) 单调递减,在 (1 , + ) 单调递增, g '( x )
m in
= g '(1 ) = −
b
2 e
− 1 0
当 x → − 时, g '( x ) → + ;当 x → + 时,g'(x)0
因此, g '( x ) = 0 存在唯一零点 x
0
, g ( x ) 在 ( − , x
0
) 单调递增,在 ( x
0
, + ) 单调递减
与 g ( x ) 在R上为单调函数矛盾,不符合题意;
(iii)当b0时,由(ii)知, g '( x ) 在(−,1)单调递增,在 (1 , + ) 单调递减
b
g'(x) =g'(1)=− −1,要使g(x)在R上为单调函数,需
max 2e
g '(1 ) = −
b
2 e
− 1 0
解得: − 2 e b 0
且当 x → − 时, g ( x ) → + ,当 x → + 时, g ( x ) → − , g ( x ) 值域为R,满足
综上所述,实数 b 的取值范围为 [ − 2 e , 0 ] .
(3) a = 1 时, f ( x ) =
x 2 +
2
b
e
x
x
+ b
要证 2 f ( x ) +
1
e x
e x ( 3 − c s in x ) ,即证
x 2 + b x
e
+
x
b + 1
e x ( 3 − c s in x )
0 b 2 , x 0
x2 +bx+b+1 x2 +2x+3
,
ex ex
x2 +2x+2
又 由(1)可知: 1,即
2ex
x 2 + 2 x + 2 2 e x ,得 x 2 + 2 x + 3 2 e x + 1
x 2 + b x
e
+
x
b + 1
x 2 + 2
x e
x + 3
2 e x
e
+
x
1
2ex +1 2ex +1
因此,只要证 ex(3−csinx),即证 3−csinx(*)
ex (ex)2
(i)x时, e x e 4
2ex +1 2 1 1 1
, = + + 1
(ex)2 ex (ex)2 2 16
0 c 2 ,csinx2,3−csinx1,(*)式得证
2ex +1
(ii)0x时, 3−csinx3−2sinx,因此只需证 3−2sinx
(ex)2即证
高三教学测试 数学 参考答案 第 8 页(共 10 页)
2 e x + 1 ( e x ) 2 ( 3 − 2 s in x ) ,即证 e x [ e x ( 3 − 2 s in x ) − 2 ] 1
令 h ( x ) = e x ( 3 − 2 s in x ) − 2 ,则 h '( x ) = e x ( 3 − 2 s in x − 2 c o s x )
2 s in x 2 c o s x 2 2 s in ( x
4
) 2 2 3
+ = + , h '( x ) 0
因此, h ( x ) 在 [ 0 , ) 上单调递增, h ( x ) h ( 0 ) = 1 ,
又 e x e 0 = 1 ,所以 e x [ e x ( 3 − 2 s in x ) − 2 ] = e x h ( x ) 1 成立,得证
综上所述, x [ 0 , + ) 时, 2 f ( x ) +
1
e x
e x ( 3 − c s in x )
19.(本题满分17分)
在某个抽奖游戏中,抽奖箱内装有n个大小相同、质地均匀的小球,编号分别为
1,2, ,n.游戏规则如下:从箱子中随机取出一个小球,记录下编号后放回;再从箱子中
随机取出一个小球,记录下编号后放回;重复这个过程,直到某次取到的小球的编号小于
..
或等于上一次取到的小球的编号时停止. 游戏停止时,取球的总次数记作 ... T , P n (T = k ) 表
示“共有 n 个小球,按规则取球k次后游戏停止”的概率.
(1)求P (T =2)和
10
P
1 0
( T = 3 ) 的值;
(2)若小球的个数为 n ,求游戏停止时取球次数为奇数的概率 P
n
(用 n 表示).
解:(1)法一:将n次摸到的小球的编号依次排列,记为 ( x
1
, x
2
, , x
n
)
T = 2 ,即xx :
1 2
x
1
= 1 0 时 x
2
= 1 , 2 , ,1 0 ; x
1
= 9 时 x
2
= 1 , 2 , , 9 ;……, x
1
= 1 时 x
2
= 1
共有 1 0 + 9 + + 1 = 5 5
55 11
种,故P (T =2)= =
10 102 20
T =3,即 x
1
x
2
,且 x
2
x
3
:
当 x
1
= 1 时,x =2,3, ,10,有2+3+ +10=54种
2
当x =2时,
1
x
2
= 3 , 4 , ,1 0 ,有3+4+ +10=52种,以此类推……
(2+3++10)+(3+ +10)+ +(9+10)+10=330330 33
因此,P (T =3)= =
10 103 100
法二:
高三教学测试 数学 参考答案 第 9 页(共 10 页)
T = 2 的含义:摸球2次后停止,其反面为: T 3
T 3 的含义是前2次未能停止,即前两次小球编号依次增大,有 C 21
0
种可能
因此, P
1 0
( T = 2 ) = 1 − P
1 0
( T 3 ) = 1 −
C
1
21
02
0
= 1 −
1
4
0
5
0
=
1
2
1
0
T =3的含义:摸球3次后停止,其反面包含两种可能: T = 2 ,或者 T 4
其中, T 4 的含义是前3次未能停止,即前三次小球的编号依次增大,有C3 种可能
10
因此, P
1 0
( T = 3 ) = 1 − P
1 0
( T = 2 ) − P
1 0
( T 4 ) = 1 −
1
2
1
0
−
C
1
31
03
0
= 1 −
1
2
1
0
−
3
2 5
=
1
3
0
3
0
(2)法一:记 g
k
为“摸到 k 号球时,后续还需抽取奇数次,游戏才停止”的概率
则 P
n
=
1
n
(1 − g
1
) +
1
n
(1 − g
2
) + +
1
n
(1 − g
n
) = 1 −
1
n
k
n
= 1
g
k
设摸到 k 号球的下一次摸到的是 m 号球.若 m k ,游戏停止;若mk ,则游戏继续.
g
k
=
1
n
k +
1
n
(1 − g
k + 1
) +
1
n
(1 − g
k + 2
) + +
1
n
(1 − g
n
) = 1 −
1
n
m
n
=
k + 1
g
m
记 S
k
= m
n
= k
g
m
,则 g
k
= 1 − 1
n
S
k + 1
,又 g
k
= S
k
− S
k + 1
,故 S
k
= 1 + (1 − 1
n
) S
k + 1
, S
n
= g
n
= 1
S
n − 1
= 1 + (1 −
1
n
) S
n
= 1 + (1 −
1
n
)
1 1 1
,S =1+(1− )S =1+(1− )+(1− )2,……
n−2 n n−1 n n
1
1−(1− )n
S =1+(1− 1 )+(1− 1 )2 + +(1− 1 )n−1 = n =n[1−(1− 1 )n]
1 n n n 1 n
1−(1− )
n
因此, P
n
= 1 −
1
n
k
n
= 1
g
k
= 1 −
1
n
S
1
= 1 − [1 − (1 −
1
n
) n ] = (1 −
1
n
) n
法二:共 n 个小球,则最多n+1次必停止,且P (T =2)+P (T =3)+ +P (T =n+1)=1
n n n
若T =n+1,则说明前n次小球的编号依次增加,第n+1次编号任意
1
因此P (T =n+1)=
n nn若
高三教学测试 数学 参考答案 第 10 页(共 10 页)
T = k ( 2 k n ) ,则类似(1)的讨论:
P
n
( T = k ) = 1 − P
n
( T k − 1 ) − P
n
( T k + 1 ) = P
n
( T k ) − P
n
(T k + 1 )
其中, T k 的含义是前 k − 1 次未能停止,即前 k − 1 次编号依次增加,共 C kn − 1 种可能
因此 P
n
( T k ) =
C
n
knk − 1
− 1
P
n
( T = k ) = P
n
( T k ) − P
n
( T k + 1 ) =
C
n
knk − 1
− 1
−
C
n
knk
( 2 k n )
① 若 n 为偶数,则
P
n
= P
n
( T = 3 ) + P
n
( T = 5 ) + + P
n
( T = n − 1 ) + P
n
( T = n + 1 )
C2 C3 C4 C5 Cn−2 Cn−1 1
=( n − n)+( n − n)+ +( n − n )+
n2 n3 n4 n5 nn−2 nn−1 nn
=
C
n
0n0
−
C
n
1n1
+ (
C
n
2n2
−
C
n
3n3
) + (
C
n
4n4
−
C
n
5n5
) + + (
C
n
n −
nn
−
2
2
−
C
n
n − 1
nn
− 1
) +
1
n n
= C 0n ( −
1
n
) 0 + C 1n ( −
1
n
) 1 + C 2n ( −
1
n
) 2 + C 3n ( −
1
n
) 3 + + C nn − 1 ( −
1
n
) n − 1 + C nn ( −
1
n
) n = (1 −
1
n
) n
② 若 n 为奇数,则
P
n
= P
n
( T = 3 ) + P
n
( T = 5 ) + + P
n
( T = n )
= (
C
n
2n2
−
C
n
3n3
) + (
C
n
4n4
−
C
n
5n5
) + + (
C
n
n − 1
nn
− 1
−
C
n
nnn
)
=
C
n
0n0
−
C
n
1n1
+
C
n
2n2
−
C
n
3n3
+
C
n
4n4
−
C
n
5n5
+ +
C
n
n − 1
nn
− 1
−
C
n
nnn
= C 0n ( −
1
n
) 0 + C 1n ( −
1
n
) 1 + C 2n ( −
1
n
) 2 + C 3n ( −
1
n
) 3 + + C nn − 1 ( −
1
n
) n − 1 + C nn ( −
1
n
) n
1
=(1− )n
n
综上所述, P
n
= (1 −
1
n
) n
备注:第5题改编自必修一P255第16题
第9题改编自选择性必修三P53第6题
第10题改编自必修二P81第9题
第16题改编自必修二P164第21题
第17题改编自选择性必修一P128第14题