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行知中学高一期中考试数学试卷
2023.04
一、填空题(第 1-6 题每题 4分,第 7-12 题每题 5分,满分 54分)
6m,8mm<0,
1. 已知角 的终边经过 则sin _______.
4
【答案】
5
【解析】
【分析】由条件得出点P到原点的距离r,再利用任意角的三角函数的定义可得sin的值.
【详解】根据角的终边经过点P(6m,8m) (m0),
所以r 6m2 8m2 100m2 10m,
8m 4
所以sin ,
10m 5
4
故答案为: .
5
【点评】本题考查任意角的三角函数的定义,需注意角终边上的点的坐标有字母时,求点P到原点的距离
r时的符号,属于基础题.
2. 已知向量a r 2,3 ,b 3,2,则a 与b 共线,则实数_________.
9
【答案】
4
【解析】
【分析】根据向量平行得到2233,解得答案.
【详解】向量a r 2,3 ,b 3,2,a 与b 共线,则2233,解得 9 .
4
9
故答案为:
4
3. 一个扇形的面积为1,周长为4,则该扇形圆心角的弧度数为______.
【答案】2rad
【解析】
1
【分析】设扇形的半径为R,弧长为l,圆心角为,根据题意,由2Rl 4, lR1求解.
2
【详解】设扇形的半径为R,弧长为l,圆心角为,
则2Rl 4.①
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1 1
由扇形的面积公式S lR,得 lR1.②
2 2
由①②得R1,l2,
l
∴ 2rad.
R
∴扇形的圆心角为2rad.
故答案为:2rad
ai
4. 复数z (i为虚数单位)在复平面内对应的点位于实轴上,则实数a的值为__________.
1i
【答案】1
【解析】
【分析】
利用复数的除法运算化简复数z,由几何意义可得z所对应的点的坐标,进一步可得答案.
ai (ai)(1i) a1 a1 a1 a1
【详解】由已知,z i,所以z所对应的点为( , ),
1i (1i)(1i) 2 2 2 2
a1
此点在实轴上,所以 0,解得a1.
2
故答案为:1
【点睛】本题主要考查复数的除法运算,涉及到复数的几何意义,是一道容易题.
1
5. 若log x 1,则x的取值范围是_______.
1 2
2
3 1 1 5
【答案】 , ,
2 2 2 2
【解析】
【分析】先求函数定义域,再根据函数的单调性求解.
1 1 1 y log x
【详解】解:该函数的定义域为: , , ,log x 1log 2,又 1 在定
2 2 1 2 1 2
2 2
1 3 5
义域上单调递减,故 x 2,解得: , ,
2 2 2
3 1 1 5
综上x的取值范围是 , , .
2 2 2 2
3 1 1 5
故答案为: , ,
2 2 2 2
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3
sincos2tan
7 1 2
6. 已知为第三象限角,且sin ,则
2 5
cot3sin
2
_____________.
2 6
【答案】
5
【解析】
【分析】利用诱导公式计算出cos的值,利用同角三角函数的基本关系求出sin的值,然后利用诱导公
式以及同角三角函数的基本关系可求出结果.
7 7 1
【详解】由诱导公式可得sin sin 4 sin cos ,
2 2 2 5
2
1 2 6
Q为第三象限角,则sin 1cos2 1 ,
5 5
3
sincos2tan
2 sincoscot 2 6
因此, sin .
cotcos 5
cot3sin
2
2 6
故答案为: .
5
【点睛】本题考查利用诱导公式与同角三角函数的基本关系求值,考查计算能力,属于基础题.
7. 已知函数y f(x),若 f sinx3cos2x,则 f cosx__________.
【答案】3cos2x
【解析】
【分析】利用诱导公式先将 f cosx 中的cosx化为sin x ,然后将 f sinx3cos2x中x替换成
2
x,进而再利用诱导公式化简即得.
2
π
【详解】 f cosx f sin x 3cos2 x 3cos2x3cos2x,
2 2
故答案为:3cos2x.
8. 设a0且a 1,若log (sinxcosx)0,则sin8 xcos8 x______.
a
【答案】1
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【解析】
【分析】根据对数函数的运算性质,得到sinxcosxa0 1,再根据三角函数的基本关系,准确化简,
即可求解,得到答案.
【详解】设a0且a 1,若log (sinxcosx)0,
a
所以sinxcosxa0 1,所以sinxcosx2 sin2 xcos2 x2sinxcosx1,
又sin2 xcos2 x1,所以sinxcosx0,
又由 sin2 xcos2 x 2 sin4 xcos4 x2sin2 xcos2 x1,
则sin4 xcos4 x1
所以sin8 xcos8 x sin4 xcos4 x 2 2sin4 xcos4 x sin4 xcos4 x 2 1
故答案为1.
【点睛】本题主要考查了三角函数的基本关系的化简求值问题,其中解答中合理利用三角函数的基本关系
式,准确化简、计算是解答的关键,着重考查了推理与运算能力,属于基础题.
x3a3,x0
9. 若函数 f x 在x, 上为严格增函数,则实数a的取值范围是__.
ax,x0
4
【答案】 1,
3
【解析】
【分析】根据增函数的定义及所给条件列出关于实数a的不等式组,解之即可求得实数a的取值范围.
x3a3,x0
【详解】函数 f x 在x, 上为严格增函数,
ax,x0
a 1 4 4
可得 ,解得1a ,故实数a的取值范围为 1,
,
3a31 3 3
4
故答案为: 1,
3
10. 已知函数 f x Asinxb A0,0, 的最大值为4,最小值为0,最小正周期为
,直线x 是其图像的一条对称轴,且 f f ,则 f x 的解析式为___________.
2 3 4 2
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【答案】 f x2sin 4x 2
6
【解析】
【分析】首先根据函数的最大值和最小值,列式求A,b,根据周期公式求,再代入对称轴x ,求
3
,最后再验证,确定函数的解析式.
【详解】 f 1
4
【点睛】本题考查根据三角函数的性质求函数的解析式,重点考查公式计算,属于基础题型.
11. 已知a,b为单位向量,且|ab| 2|ab|,则a在ab上的投影为_____
6
【答案】
3
【解析】
【分析】
由已知向量等式两边平方求得a
b
,进一步求出
a ab
,
ab
的值,再根据投影的概念,即可求
出结果.
r r r r
【详解】由a ,b 为单位向量,知 a b 1,由且|a b | 2|a b |,得 ab 2 2 ab 2 ,
即 a2 2ab b 2 2a2 4ab 2b 2 , ∴ ab 1 .
3
则 ab = ab 2 = a2 2ab b 2 1 2 1= 2 6 . a ab a2 ab 1 1 4 .
3 3 3 3
4
∴ a 在a b 上的投影为 a a a b b 2 3 6 3 6 .
3
6
故答案为: .
3
【点睛】本题考查平面向量的数量积运算,考查了平面向量投影的概念,是中档题.
1
12. 函数y 的图像与函数y 2sinx(2 x4)的图像所有交点的横坐标之和等于_______.
x1
【答案】4
【解析】
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【分析】在同一坐标系中画出两个函数的图象,利用函数的图象的对称性求得所有交点的横坐标之和.
1
【详解】由于函数y 与函数 y 2sinx2 x4 均关于点M 1,0 成中心对称,
x1
结合图形两函数有如图所示的A,B,C,D共4个交点,其中A,D和B,C 都关于点M 对称.
其横坐标分别记作x ,x ,x ,x ,则有 x x 212,同理有x x 2,
1 2 3 4 1 4 2 3
所以所有交点的横坐标之和为4.
故答案为:4.
【点睛】本题考查利用数形结合方法,涉及分式函数,三角函数
的图象和对称性之,属中档题,关键是熟练掌握分式函数和正弦型函数的图象的对称性.
二、选择题(本大题共 4题,满分 20分)
13. 在 ABC中,已知D为BC上的一点,且满足BD4DC,则 A D ( )
3 1 2 3 1 4 4 1
A. AB AC B. AB AC C. AB AC D. AB AC
4 4 5 5 5 5 5 5
【答案】C
【解析】
【分析】利用向量的线性运算及平面向量的基本定理即可求解;
4
【详解】因为BD4DC,所以BD BC,
5
4 4 1 4
所以AD ABBD AB BC AB ACAB AB AC.
5 5 5 5
故选:C.
14. 已知复数z 23i,则( )
A. z的实部为2 B. z的虚部为3i
C. z在复平面内对应的点在第三象限 D. z 23i
【答案】A
【解析】
【分析】根据复数z x yix,yR 的实部为x,虚部为y,对应点 x,y ,共轭复数为z x yi,进行判定.
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【详解】复数z 23i的实部为2,虚部为3,对应点坐标
2,3
,是第四象限,共轭复数为z23i,
故选:A.
m
15. 若幂函数 (m,nN*,且m、n互素)的图像如图所示,则下列说法中正确的是( )
y xn
m m
A. m、n是奇数且 1 B. m是偶数,n是奇数,且 1
n n
m m
C. m是偶数,n是奇数,且 1 D. m、n是偶数,且 1
n n
【答案】C
【解析】
【分析】利用幂函数的性质直接推出结果;或利用函数的定义域、值域、单调性推出结果.
m
【详解】将分数指数式化为根式, y xn n xm ,
由定义域为R,值域为0,知n为奇数,m为偶数,故排除A、D,
又由幂函数y x,当1时,图像在第一象限的部分下凸,
当01时,图像在第一象限的部分上凸.
故选:C
【点睛】本题考查了幂函数的性质,需熟记幂函数的性质,属于基础题.
16. 已知a,b,,R,满足sincosa,cossinb,0a2 b2 4,有以下2个
结论:
①存在常数a,对任意的实数bR,使得sin
的值是一个常数;
②存在常数b,对任意的实数aR,使得cos
的值是一个常数.
下列说法正确的是( )
A. 结论①、②都成立
B. 结论①不成立、②成立
C. 结论①成立、②不成立
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D. 结论①、②都不成立
【答案】B
【解析】
【分析】根据三角恒等变换的知识,分别将sin 和cos 用a,b表示即可.
【详解】对于结论①,
∵sincosa,cossinb,
∴a2 sin22sincoscos2,b2 cos22cossinsin2,
∴a2 b2 22sincos2cossin22sin ,
a2 b2 2
∴sin ,
2
a2 b2 2
∴当a为常数,bR时,sin 不是一个常数,故结论①不成立;
2
对于结论②,
方法一:
∵absincoscossin
sincossinsincoscossincos
cossincossincos
又∵sincos
sincoscossincoscossinsin
sincoscos2sin2sincoscos2sincossincossin2
sin2cos2 sincos sin2cos2 sincos
sincossincos
∴abcossincossincos
cossincos
a2 b2 2
cos cos
2
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2ab
化简得cos ,
a2 b2
∴存在常数b0,对任意的实数aR,使得cos0,故结论②成立.
方法二:(特值法)
π π
当 时,bcossincos sinsinsin0,
2 2
π π
∴ ,∴coscos 0.
2 2
∴存在常数b0,对任意的实数aR,使得cos0,故结论②成立.
故选:B.
【点睛】本题中结论②的判断,使用常规三角恒等变换的方法运算量较大,对于存在性结论,使用特值法
可以有效验证其正确性,减少运算量.
三、解答题(本大题共有 5题,满分 76分)
17. 设z为关于x的方程x2 mxn0m,nR 的虚根,i为虚数单位.
(1)当z 1i时,求m、n的值;
(2)在(1)的条件下,若nai,aR,3,求a的取值范围.
m2
【答案】(1) ;(2) 5, 5
n2
【解析】
【分析】(1)将z 1i代入方程,并根据复数相等时实部、虚部对应相等计算m、n的值;
(2)根据复数模的计算公式: n2 a2 ,n的值已知,再根据不等式3即可求解出a的取值范
围.
【详解】(1)将z 1i代入方程可得:1i2 m1in0,所以mnm2i 0,
mn0 m2
所以有: ,解得 ;
m20 n2
(2)因为n2,所以2ai,所以 4a2 3,则4a2 9,
解得: 5 a 5,所以:a 5, 5.
【点睛】本题考查实系数方程的解以及复数的模长计算,难度较易.
(1)已知实系数方程的虚根,求解方程中参数的方法:将虚根代入方程,利用复数相等计算参数值;
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(2)复数的模长计算:已知复数z abi,则 z a2 b2 .
18. 已知向量 x、 y 满足: x 1, y 2,且(x2y) · (2x y)5.
(1)求x与 y的夹角;
(2)若(xmy) y ,求实数m的值.
1
【答案】(1) (2) m
3 4
【解析】
x y 1
cos
【分析】(1)由(x2y)(2x y)5展开,可解出xy 1,根据向量夹角公式 ,即可
x y 2
求出夹角的大小;
(2)根据两向量垂直,数量积为0,列出方程即可求出m的值.
【详解】(1)∵(x2y) (2x y)5
2 2
∴2 x 5xy2 y 5 xy 1
xy 1
cos
∵
x y 2
∴ .
3
(2)∵(xmy) y
2
∴(xmy)y 0,即xym y 0
1
∴14m0m .
4
【点睛】本题主要考查平面向量的数量积的运算律,向量的夹角公式,向量垂直与数量积的关系的应用,
属于基础题.
19. 如图所示,我国黄海某处的一个圆形海域上有四个小岛,小岛B与小岛A、小岛C相距都为5公里,
3
与小岛D相距为3 5公里.已知角A为钝角,且sin A .
5
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(1)求小岛A与小岛D之间的距离;
(2)记CDB为,CBD为,求sin(2)的值.
2 5
【答案】(1)2 (2)
25
【解析】
【分析】(1) 在△ABD中,利用余弦定理即可求解;
5
(2) 在△BCD中,先利用正弦定理求出sin ,然后利用两角和的正弦公式即可求解.
5
【小问1详解】
由题意可知:AB BC 5,BD3 5,
3 4
因为角A为钝角,sin A ,所以cosA ,
5 5
在△ABD中,由余弦定理得,AD2 AB2 2ADABcosA BD2,
所以AD2 8AD200,解得AD2或AD10(舍),
所以小岛A与小岛D之间的距离为2.
【小问2详解】
BC BD
在△BCD中,由正弦定理 ,因为AC π,
sin sinC
3 5
所以sinC sin(πA)sinA ,则sin ,
5 5
2 5
因为BC BD,所以为锐角,所以cos ,
5
3
因为sin()sin(πC)sinC ,
5
4
cos()cos(πC)cosC ,
5
所以sin(2)sin[()]
2 5
sincos()cossin() .
25
20. 已知函数 f x4sinxcos x 3xR .
3
(1)将函数形式化简为y Asinxb的形式,写出其振幅、初相与最小正周期;
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(2)求函数 f x 的最小值与此时所有x的取值;
(3)将函数 f x 的图像向右移动 个单位,再将所得图像上各点的横坐标缩短到原来的a0a1 倍
6
得到y gx 的图像,如果y gx 在区间 1,1 上至少有100个最大值,那么求a的取值范围.
【答案】(1)y 2sin 2x ;振幅为2,初相 ,最小正周期.
3 3
7
(2)2;x k,kZ
12
4
(3)0a
199
【解析】
【分析】(1)利用三角恒等变换化简后直接由定义求振幅、初相与最小正周期;
3
(2)直接令2x 2k求最小值;
3 2
(3)先平移变换后,求出y sinx在y轴左右两侧的第50个最大值点,列出不等式即可.
【小问1详解】
1 3
f x4sinxcos x 3 4sinx cosx4sinx sinx 3
3 2 2
2sinxcosx2 3sin2 x 3 sin2x 3(1cos2x) 3 sin2x 3cos2x 2sin 2x ,
3
2
振幅为2,初相 ,最小正周期 .
3 2
【小问2详解】
3 7
由 f(x)2sin 2x ,可得当2x 2k时,取得最小值2,此时x k,kZ.
3 3 2 12
【小问3详解】
f(x)2sin 2x 向右移动 个单位得到y 2sin 2x 2sin2x,再将所得图像上各点的
3 6 3 3
2 2 2 2
横坐标缩短到原来的a0a1 倍得到y gx2sin x ,x1,1 , x , ,又
a a a a
197
y sinx在y轴右侧的第50个最大值点为 492 ,在y轴左侧的第50个最大值点为
2 2
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2 197
3 199 a 2 4 4
492 ,故 ,解得a ,所以0a .
2 2 2 199 199 199
a 2
21. 对于两个定义域相同的函数 f x 和gx ,若存在实数m,n,使hxmf xngx ,则称函数
hx 是由“基函数 f x 和gx ”生成的.
4 1 1 4
(1)若hx9x 是由“基函数 f x2x a和gx x 2”生成的,求实数a的值;
x x 2 x
1
(2)试利用“基函数 f xlog 4x 1 和gx x1”生成一个函数hx ,使之满足hx 为偶函
2 2
数,且h 0 1.
①求函数hx
的解析式;
②已知n3,nN*,x 0 1,x n 1,对于区间 1,1 上的任意值x 1 ,x 2 , ,x n1 x 1 x 2 x n1 ,
n n
若 hx
i
hx
i1
M 恒成立,求实数M 的最小值.(注: x
i
x
1
x
2
x
n
.)
i1 i1
【答案】(1)1;
5
(2)①h(x)log (4x 1)x2;②2log .
2 2 4
【解析】
4 1 1 4
【分析】(1)根据题意,可得hx9x m(2x a)n( x 2),化简,利用对应项的系数相
x x 2 x
等即可求解;
1
①设h(x)mlog (4x 1)n( x1),根据函数hx 为偶函数得出n2m,再结合h 0 1,即可
2 2
求出m,n的值,进而求出函数的解析式;
② 利 用 定 义 证 明 函 数 的 单 调 , 将 式 子 化 简 为
n
hx hx h(1)h(1)h(x )h(x ) h(x )h(x ) ,然后根据条件求解即可.
i i1 k k1 k1 k
i1
【小问1详解】
4 1 1 4
由已知,可得hx9x m(2x a)n( x 2),
x x 2 x
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n
2m 9
2 m4
4 n 4nm
则9x 2m x ma2n,则4nm4 ,解得n2 ,
x 2 x
ma2n0 a1
所以实数a的值为1.
【小问2详解】
1
①设h(x)mlog (4x 1)n( x1),
2 2
n
因为 hx 为偶函数,所以h(x)mlog (4x 1) xn,
2 2
n n
由h(x)h(x),可得mlog (4x 1) xnmlog (4x 1) xn,
2 2 2 2
4x 1
整理可得mlog ( )nx,即mlog 4x nx,所以2nx 4mx,
2 4x 1 2
所以nx2mx对任意x恒成立,所以n2m,
x
所以h(x)mlog (4x 1)2m( 1)m[log (4x 1)x]2m,
2 2 2
又因为h 0 1,所以mlog 22m1,所以m 1,
2
故函数hx 的解析式为h(x)log (4x 1)x2.
2
4x 1
②由①知h(x)log (4x 1)x2log 2.
2 2 2x
在[0,1]内任取x,x ,且x x ,
1 2 1 2
4x 1 1 4x 2 1 (4x 1 1)2x 2
则h(x )h(x )log 2log 2log ,
1 2 2 2x
1
2 2x
2
2 (4x
2
1)2x
1
因为(4x 1 1)2x 2 (4x 2 1)2x 1 (2x 2 2x 1)(22x 1 x 2 2x 1 2x 2)
(2x 2 2x 1)2x 1 x 2(2x 1 2x 2)(2x 2 2x 1)(12x 1 x 2),x x ,
1 2
所以2x 2 2x 1 0,2x 1 x 2 1,所以12x 1 x 2 0,
(4x
1
1)2x
2
所以(2x 2 2x 1)(12x 1 x 2)0,即0 1,
(4x
2
1)2x
1
(4x
1
1)2x
2
所以log 0,即h(x )h(x ),
2 (4x
2
1)2x
1
1 2
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jiajiao6767 )
所以函数h(x)在[0,1]上是增函数,同理可证,函数h(x)在[1,0]上是减函数.
设x
k
0 x
k1
(x
k
x
k1
),k 0,1,2,3,
,n1,
则h(x
0
)h(x
1
)
h(x
k
),h(x
k1
)h(x
k2
)
h(x
n
),
n
所以 hx
i
hx
i1
h(x
0
)h(x
1
)h(x
1
)h(x
2
)
h(x
k1
)h(x
k
) h(x
k1
)h(x
k
)
i1
h(x
k2
)h(x
k1
)h(x
k3
)h(x
k2
)
h(x
n
)h(x
n1
)
h(x )h(x ) h(x )h(x ) h(x )h(x )
0 k k1 k n k1
h(1)h(1)h(x )h(x ) h(x )h(x ) ,
k k1 k1 k
n 5
当且仅当x 0或x 0时, hx hx 有最大值2h(1)2h(0)2log ,
k k1 i i1 2 4
i1
5
故M 的最小值为2log .
2 4
【点睛】“新定义”主要是指新概念、新公式、新定理、新法则、新运算五种,然后根据此新定义去解决
问题,有时还需要用类比的方法去理解新的定义,这样有助于对新定义的透彻理解.但是,透过现象看本
质,它们考查的还是基础数学知识,所以说“新题”不一定是“难题”,掌握好三基,以不变应万变才是
制胜法宝.
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