天津市南开区2022届高三下学期一模数学试题及答案

上海市徐汇区2022届高三数学二模试卷解析版

上海市徐汇区2022届高三数学二模试卷一、填空题1.若,则  .【答案】【知识点】二倍角的正切公式【解析】【解答】.故答案为:.【分析】由正切二倍角公式即可求解。2.不等式的解集为  .【答案】(1,2)【知识点】其他不等式的解法【解析】【

天津市南开区2022届高三下学期一模数学试题一、单选题1.已知集合,,则(  )A.B.C.D.2.设,则“”是“”的(  )A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充要条件D.既不充分也不必要条件3.函数的图象可能是(  )A.B.C.D

简介:上海市杨浦区2022届高三数学二模试卷一、填空题1.已知,则=  .【答案】【知识点】向量的模【解析】【解答】由,则,故答案为:【分析】根据向量的模长公式可得答案.2.函数的反函数为  .【答案】【知识点】反函数【解析】【解答】由解得,即,把与互换可得:.的反函数为.故答案为:.【分析】由解得,把x与y互换即可得出答案.3.若直线和互相垂直,则实数  .【答案】6【知识点】两条直线垂直的判定【解析】【解答】因为直线和互相垂直,所以,所以.故答案为:6.【分析】由题意利用两直线垂直的性质,求得m的值.4.若(虚数单位)是实系数一元二次方程的根,则  .【答案】1【知识点】虚数单位i及其性质【解析】【解答】是实系数一元二次方程的根,是实系数一元二次方程的根,,,解得,,,故.故答案为:1.【分析】根据已知条件,结合实系数一元二次方程两根互为共轭复数,即可求解出的值.5.已知,,则行列式的值等于  .【答案】【知识点】同角三角函数间的基本关系【解析】【解答】∵sinx,x∈(,π),∴cosx,secx,∴sinxsecx+1()+1.故答案为:.【分析】由已知利用同角三角函数基本关系式可求cosx,进而可求secx的值,再计算行列式的值即可求出答案.6.已知,,则  .【答案】{x|1<x<2}【知识点】交集及其运算【解析】【解答】集合中不等式,当时,解得:,此时,当时,解得:,无解, ,集合中不等式变形得:,即,解得:,即,则.故答案为:{x|1<x<2}.【分析】求出A与B中不等式的解集分别确定出A与B,再求出两集合的交集即可.7.在某次数学测验中,5位学生的成绩如下:78、85、a、82、69,他们的平均成绩为80,则他们成绩的方差等于  .【答案】38【知识点】极差、方差与标准差【解析】【解答】位学生的成绩如下:78、85、、82、69,他们的平均成绩为80,,解得:,,则他们成绩的方差等于38.故答案为:38.【分析】根据平均成绩求出的值,根据方差的计算公式求出这组数据的方差即可.8.已知实数x,y满足,则的最大值为  .【答案】7【知识点】简单线性规划【解析】【解答】画出可行域如下图所示,,即,由图可知,当时,取得最大值为.故答案为:7【分析】由约束条件作出可行域,令z=x+2y,化为直线方程的斜截式,数形结合得到最优解,把最优解的坐标代入即可求得x+2y的最大值.9.若展开式中各项系数的和等于,则展开式中的系数是  .【答案】15【知识点】二项式定理;二项式系数的性质【解析】【解答】令,则展开式中各项系数的和为:,解得.的展开式的通项公式,令,解得.展开式中的系数为:.故答案为:15.【分析】令,则展开式中各项系数的和为,解得n,再利用二项式定理的通项公式即可求出展开式中的系数.10.三行三列的方阵中有9个数,从中任取三个数,则至少有两个数位于同行或同列的概率是  .(结果用分数表示)【答案】【知识点】古典概型及其概率计算公式【解析】【解答】从9个数中任取3个数共有种不同的取法,若三个数任意两个数不在同一行或者同一列,共有种不同的取法,设事件M为“这3个数中至少有2个数位于同行或同列”,则事件M包含的取法共有种,根据古典概型的概率计算公式得.故答案为: 【分析】利用间接法,先求从9个数中任取3个数的取法,再求三个数分别位于三行或三列的情况,即可求得答案.11.已知抛物线,斜率为k的直线l经过抛物线的焦点F,与抛物线交于P、Q两点,点Q关于x轴的对称点为,点P关于直线的对称点为,且满足,则直线l的方程为  .【答案】y=±(x-1)【知识点】直线与圆锥曲线的综合问题【解析】【解答】由题意可知,且,故设直线l的方程为,联立抛物线可得:,,设,则,且,由于,故,就,解得,故直线l的方程为y=±(x-1),故答案为:y=±(x-1)【分析】设直线方程并联立抛物线方程,得到根与系数的关系,利用得到相应等式,结合根与系数的关系式化简,即可求出直线l的方程.12.若函数在区间内既没有最大值,也没有最小值-1,则的取值范围是  .【答案】【知识点】余弦函数的定义域和值域;余弦函数的周期性【解析】【解答】当且时,,因为函数在区间内既没有最大值,也没有最小值-1,则,其中,所以,,解得,由,可得,因为且,当时,;当时,;当时,.综上所述,实数的取值范围是.故答案为:.【分析】由可得出,分析可知,其中,可得出关于实数的不等式组,由此可解的实数的取值范围.二、单选题13.设,则“且”是“且”的(  )A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充要条件D.既不充分也不必要条件【答案】B【知识点】必要条件、充分条件与充要条件的判断;不等式的基本性质【解析】【解答】充分性:当,,满足且,但且不成立,故充分性不成立;必要性:当且时,根据不等式性质得,且成立,故必要性成立.综上所述:“且”是“且”的必要不充分条件.故答案为:B.【分析】根据已知条件,结合特殊值法,以及不等式的性质,即可求解出答案.14.数列{}为等差数列,且公差,若,,也是等差数列,则其公差为(  ) A.1gdB.1g2dC.lgD.1g【答案】D【知识点】对数的运算性质;等差数列的性质【解析】【解答】因为,,是等差数列,所以,所以,又因为且公差,所以,可得,所以公差,故答案为:D.【分析】由已知结合等差数列的性质及对数的运算性质,可求出答案。15.椭圆C:的左、右顶点分别为,,点P在C上(P不与,重合)且直线的斜率的取值范围是,那么直线斜率的取值范围是(  )A.[,]B.[,]C.[,1]D.[,1]【答案】B【知识点】斜率的计算公式【解析】【解答】设P点坐标为,则,,,,于是,故.∵∴.故答案为:B.【分析】设P点坐标为,列出,,进而,即可得出直线斜率的取值范围.16.定义域是上的连续函数图像的两个端点为、,是图像上任意一点,过点作垂直于轴的直线交线段于点(点与点可以重合),我们称的最大值为该函数的“曲径”,下列定义域是上的函数中,曲径最小的是(  )A.B.C.D.【答案】D【知识点】归纳推理【解析】【解答】当y=f(x)=sinx时,端点A(1,),B(2,),直线AB的方程为y,故||=sinx,当x时,||的最大值为1,即该函数的“曲径”为1,当y=f(x)=x2时,端点A(1,1),B(2,4),直线AB的方程为y=3x﹣2,故||=3x﹣2﹣x2,当x时,||的最大值为,即该函数的“曲径”为,当y=f(x)时,端点A(1,2),B(2,1),直线AB的方程为y=﹣x+3,故||=﹣x+3,当x时,||的最大值为3﹣2,即该函数的“曲径”为3﹣2,当y=f(x)=x时,端点A(1,0),B(2,),直线AB的方程为yx,故||=xxx,当x时,||的最大值为,即该函数的“曲径”为,故函数y=x的曲径最小,故答案为:D.【分析】根据已知中函数的“曲径”的定义,逐一分析四个函数的曲径,比较后,可得答案。三、解答题17.如图,圆锥的顶点为P,底面圆心为O,线段AB和线段CD都是底面圆的直径,且AB⊥CD,取劣弧BC上一点E,使,连结PE.已知,. (1)求该圆锥的体积;(2)求异面直线PE、BD所成角的大小.【答案】(1)解:由勾股定理可知:,所以圆锥的体积为:;(2)解:过做,所以是异面直线PE、BD所成的角(或其补角),因为线段AB和线段CD都是底面圆的直径,且AB⊥CD,所以,即,而,所以,因此,在中,由正弦定理可知:,,由余弦定理可知:,所以,即异面直线PE、BD所成角的大小为.【知识点】棱柱、棱锥、棱台的体积;正弦定理;余弦定理【解析】【分析】(1)利用勾股定理和圆锥体积公式进行求解即可得该圆锥的体积;(2)根据异面直线所成角的定义,结合正弦定理和余弦定理进行求解即可得异面直线PE、BD所成角的大小.18.已知函数,其中.(1)若不等式的解集是,求m的值;(2)若函数在区间上有且仅有一个零点,求m的取值范围.【答案】(1)解:的解集是,得到的解集是,所以,,所以,(2)解:令,因为,所以,当时,,即有,因为函数在区间上有且仅有一个零点,令,根据对勾函数的性质,可得,因为与有且仅有一个交点,根据对勾函数的图象性质,得或,进而可得答案为:【知识点】一元二次方程的解集及其根与系数的关系;函数的零点与方程根的关系【解析】【分析】(1)根据题意,得到,根据韦达定理,直接求解即可得m的值;(2)令,可得,根据对勾函数的性质,即可得到m的取值范围.19.如图,有一块扇形草地OMN,已知半径为R,,现要在其中圈出一块矩形场地ABCD作为儿童乐园使用,其中点A、B在弧MN上,且线段AB平行于线段MN(1)若点A为弧MN的一个三等分点,求矩形ABCD的面积S;(2)当A在何处时,矩形ABCD的面积S最大?最大值为多少?【答案】(1)解:如图,作于点H,交线段CD于点E,连接OA、OB,,,(2)解:设则,,即时,,此时A在弧MN的四等分点处答:当A在弧MN的四等分点处时,【知识点】三角函数中的恒等变换应用【解析】【分析】(1)作于点H,交线段CD于点E,连接OA、OB,求出AB,EH,可得 矩形ABCD的面积S;(2)设,求出AB,EH,可得矩形ABCD的面积S,再求最大值.20.已知椭圆C:,过定点T(t,0)的直线交椭圆于P,Q两点,其中.(1)若椭圆短轴长为2且经过点(-1,),求椭圆方程;(2)对(1)中的椭圆,若,求△OPQ面积的最大值;(3)在x轴上是否存在点S(s,0)使得∠PST=∠QST恒成立?如果存在,求出s,t的关系;如果不存在,说明理由.【答案】(1)解:由题意得,得,所以椭圆方程为,因为点(-1,)在椭圆上,所以,得,所以椭圆方程为(2)解:由题意设直线为,设,由,得,所以,所以,当且仅当,即时取等号,所以△OPQ面积的最大值为(3)解:由题意设直线为,设,由,得,所以,因为∠PST=∠QST,所以,所以,所以,,所以,所以,所以,所以,得,所以x轴上是存在点S(s,0)使得∠PST=∠QST恒成立,此时【知识点】椭圆的标准方程;直线与圆锥曲线的综合问题【解析】【分析】(1)由题意可得,求出,再将点的坐标代入椭圆方程中可求出a2,从而可求得椭圆方程;(2)由题意设直线为,设,将代入椭圆方程中消去x,利用根与系数的关系,从而可表示出,再把前面的式子代入化简可求得△OPQ面积的最大值;(3)由题意设直线为,设,将直线方程代入椭圆方程中消去x,利用根与系数的关系,由∠PST=∠QST,得,, 结合前面的式子化简即可得结果.21.已知a为实数,数列{}满足:①;②.若存在一个非零常数,对任意,都成立,则称数列{}为周期数列.(1)当时,求的值;(2)求证:存在正整数n,使得;(3)设是数列{}的前n项和,是否存在实数a满足:①数列{}为周期数列;②存在正奇数k,使得.若存在,求出所有a的可能值;若不存在,说明理由.【答案】(1)解:当时,,所以;(2)证明:当时,,所以,在数列中直到第一个小于等于3的项出现之前,数列是以为首项,-3为公差的递减的等差数列,即,所以,当足够大时,总可以找到,使,当时,则存在,使得,当时,则存在,使得,综上所述存在正整数n,使得;(3)解:当时,,故此时数列是以2为周期的周期数列,当时,则,由(2)得,存在正整数n,使得,因此此时不存在不存在,所以此时数列数列不是周期数列,所以时,数列是以2为周期的周期数列,,所以,又因,所以,所以,所以存在,使得.【知识点】数列的函数特性;等差数列的通项公式【解析】【分析】(1)根据题意分别求出a1,a2,a3,a4,即可求解出的值;(2)当时,,可知在数列中直到第一个小于等于3的项出现之前,数列是以为首项,-3为公差的递减的等差数列,写出通项公式,可得当n足够大时,总可以找到n,使,当n≤3,易证得;(3)分和两种情况讨论,结合(2)可得当时,不合题意;再根据当时,数列的周期性,即可得出结论.
简介:上海市杨浦区2022届高三数学二模试卷一、填空题1.已知,则=  .【答案】【知识点】向量的模【解析】【解答】由,则,故答案为:【分析】根据向量的模长公式可得答案.2.函数的反函数为  .【答案】【知识点】反函数【解析】【解答】由解得,即,把与互换可得:.的反函数为.故答案为:.【分析】由解得,把x与y互换即可得出答案.3.若直线和互相垂直,则实数  .【答案】6【知识点】两条直线垂直的判定【解析】【解答】因为直线和互相垂直,所以,所以.故答案为:6.【分析】由题意利用两直线垂直的性质,求得m的值.4.若(虚数单位)是实系数一元二次方程的根,则  .【答案】1【知识点】虚数单位i及其性质【解析】【解答】是实系数一元二次方程的根,是实系数一元二次方程的根,,,解得,,,故.故答案为:1.【分析】根据已知条件,结合实系数一元二次方程两根互为共轭复数,即可求解出的值.5.已知,,则行列式的值等于  .【答案】【知识点】同角三角函数间的基本关系【解析】【解答】∵sinx,x∈(,π),∴cosx,secx,∴sinxsecx+1()+1.故答案为:.【分析】由已知利用同角三角函数基本关系式可求cosx,进而可求secx的值,再计算行列式的值即可求出答案.6.已知,,则  .【答案】{x|1<x<2}【知识点】交集及其运算【解析】【解答】集合中不等式,当时,解得:,此时,当时,解得:,无解, ,集合中不等式变形得:,即,解得:,即,则.故答案为:{x|1<x<2}.【分析】求出A与B中不等式的解集分别确定出A与B,再求出两集合的交集即可.7.在某次数学测验中,5位学生的成绩如下:78、85、a、82、69,他们的平均成绩为80,则他们成绩的方差等于  .【答案】38【知识点】极差、方差与标准差【解析】【解答】位学生的成绩如下:78、85、、82、69,他们的平均成绩为80,,解得:,,则他们成绩的方差等于38.故答案为:38.【分析】根据平均成绩求出的值,根据方差的计算公式求出这组数据的方差即可.8.已知实数x,y满足,则的最大值为  .【答案】7【知识点】简单线性规划【解析】【解答】画出可行域如下图所示,,即,由图可知,当时,取得最大值为.故答案为:7【分析】由约束条件作出可行域,令z=x+2y,化为直线方程的斜截式,数形结合得到最优解,把最优解的坐标代入即可求得x+2y的最大值.9.若展开式中各项系数的和等于,则展开式中的系数是  .【答案】15【知识点】二项式定理;二项式系数的性质【解析】【解答】令,则展开式中各项系数的和为:,解得.的展开式的通项公式,令,解得.展开式中的系数为:.故答案为:15.【分析】令,则展开式中各项系数的和为,解得n,再利用二项式定理的通项公式即可求出展开式中的系数.10.三行三列的方阵中有9个数,从中任取三个数,则至少有两个数位于同行或同列的概率是  .(结果用分数表示)【答案】【知识点】古典概型及其概率计算公式【解析】【解答】从9个数中任取3个数共有种不同的取法,若三个数任意两个数不在同一行或者同一列,共有种不同的取法,设事件M为“这3个数中至少有2个数位于同行或同列”,则事件M包含的取法共有种,根据古典概型的概率计算公式得.故答案为: 【分析】利用间接法,先求从9个数中任取3个数的取法,再求三个数分别位于三行或三列的情况,即可求得答案.11.已知抛物线,斜率为k的直线l经过抛物线的焦点F,与抛物线交于P、Q两点,点Q关于x轴的对称点为,点P关于直线的对称点为,且满足,则直线l的方程为  .【答案】y=±(x-1)【知识点】直线与圆锥曲线的综合问题【解析】【解答】由题意可知,且,故设直线l的方程为,联立抛物线可得:,,设,则,且,由于,故,就,解得,故直线l的方程为y=±(x-1),故答案为:y=±(x-1)【分析】设直线方程并联立抛物线方程,得到根与系数的关系,利用得到相应等式,结合根与系数的关系式化简,即可求出直线l的方程.12.若函数在区间内既没有最大值,也没有最小值-1,则的取值范围是  .【答案】【知识点】余弦函数的定义域和值域;余弦函数的周期性【解析】【解答】当且时,,因为函数在区间内既没有最大值,也没有最小值-1,则,其中,所以,,解得,由,可得,因为且,当时,;当时,;当时,.综上所述,实数的取值范围是.故答案为:.【分析】由可得出,分析可知,其中,可得出关于实数的不等式组,由此可解的实数的取值范围.二、单选题13.设,则“且”是“且”的(  )A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充要条件D.既不充分也不必要条件【答案】B【知识点】必要条件、充分条件与充要条件的判断;不等式的基本性质【解析】【解答】充分性:当,,满足且,但且不成立,故充分性不成立;必要性:当且时,根据不等式性质得,且成立,故必要性成立.综上所述:“且”是“且”的必要不充分条件.故答案为:B.【分析】根据已知条件,结合特殊值法,以及不等式的性质,即可求解出答案.14.数列{}为等差数列,且公差,若,,也是等差数列,则其公差为(  ) A.1gdB.1g2dC.lgD.1g【答案】D【知识点】对数的运算性质;等差数列的性质【解析】【解答】因为,,是等差数列,所以,所以,又因为且公差,所以,可得,所以公差,故答案为:D.【分析】由已知结合等差数列的性质及对数的运算性质,可求出答案。15.椭圆C:的左、右顶点分别为,,点P在C上(P不与,重合)且直线的斜率的取值范围是,那么直线斜率的取值范围是(  )A.[,]B.[,]C.[,1]D.[,1]【答案】B【知识点】斜率的计算公式【解析】【解答】设P点坐标为,则,,,,于是,故.∵∴.故答案为:B.【分析】设P点坐标为,列出,,进而,即可得出直线斜率的取值范围.16.定义域是上的连续函数图像的两个端点为、,是图像上任意一点,过点作垂直于轴的直线交线段于点(点与点可以重合),我们称的最大值为该函数的“曲径”,下列定义域是上的函数中,曲径最小的是(  )A.B.C.D.【答案】D【知识点】归纳推理【解析】【解答】当y=f(x)=sinx时,端点A(1,),B(2,),直线AB的方程为y,故||=sinx,当x时,||的最大值为1,即该函数的“曲径”为1,当y=f(x)=x2时,端点A(1,1),B(2,4),直线AB的方程为y=3x﹣2,故||=3x﹣2﹣x2,当x时,||的最大值为,即该函数的“曲径”为,当y=f(x)时,端点A(1,2),B(2,1),直线AB的方程为y=﹣x+3,故||=﹣x+3,当x时,||的最大值为3﹣2,即该函数的“曲径”为3﹣2,当y=f(x)=x时,端点A(1,0),B(2,),直线AB的方程为yx,故||=xxx,当x时,||的最大值为,即该函数的“曲径”为,故函数y=x的曲径最小,故答案为:D.【分析】根据已知中函数的“曲径”的定义,逐一分析四个函数的曲径,比较后,可得答案。三、解答题17.如图,圆锥的顶点为P,底面圆心为O,线段AB和线段CD都是底面圆的直径,且AB⊥CD,取劣弧BC上一点E,使,连结PE.已知,. (1)求该圆锥的体积;(2)求异面直线PE、BD所成角的大小.【答案】(1)解:由勾股定理可知:,所以圆锥的体积为:;(2)解:过做,所以是异面直线PE、BD所成的角(或其补角),因为线段AB和线段CD都是底面圆的直径,且AB⊥CD,所以,即,而,所以,因此,在中,由正弦定理可知:,,由余弦定理可知:,所以,即异面直线PE、BD所成角的大小为.【知识点】棱柱、棱锥、棱台的体积;正弦定理;余弦定理【解析】【分析】(1)利用勾股定理和圆锥体积公式进行求解即可得该圆锥的体积;(2)根据异面直线所成角的定义,结合正弦定理和余弦定理进行求解即可得异面直线PE、BD所成角的大小.18.已知函数,其中.(1)若不等式的解集是,求m的值;(2)若函数在区间上有且仅有一个零点,求m的取值范围.【答案】(1)解:的解集是,得到的解集是,所以,,所以,(2)解:令,因为,所以,当时,,即有,因为函数在区间上有且仅有一个零点,令,根据对勾函数的性质,可得,因为与有且仅有一个交点,根据对勾函数的图象性质,得或,进而可得答案为:【知识点】一元二次方程的解集及其根与系数的关系;函数的零点与方程根的关系【解析】【分析】(1)根据题意,得到,根据韦达定理,直接求解即可得m的值;(2)令,可得,根据对勾函数的性质,即可得到m的取值范围.19.如图,有一块扇形草地OMN,已知半径为R,,现要在其中圈出一块矩形场地ABCD作为儿童乐园使用,其中点A、B在弧MN上,且线段AB平行于线段MN(1)若点A为弧MN的一个三等分点,求矩形ABCD的面积S;(2)当A在何处时,矩形ABCD的面积S最大?最大值为多少?【答案】(1)解:如图,作于点H,交线段CD于点E,连接OA、OB,,,(2)解:设则,,即时,,此时A在弧MN的四等分点处答:当A在弧MN的四等分点处时,【知识点】三角函数中的恒等变换应用【解析】【分析】(1)作于点H,交线段CD于点E,连接OA、OB,求出AB,EH,可得 矩形ABCD的面积S;(2)设,求出AB,EH,可得矩形ABCD的面积S,再求最大值.20.已知椭圆C:,过定点T(t,0)的直线交椭圆于P,Q两点,其中.(1)若椭圆短轴长为2且经过点(-1,),求椭圆方程;(2)对(1)中的椭圆,若,求△OPQ面积的最大值;(3)在x轴上是否存在点S(s,0)使得∠PST=∠QST恒成立?如果存在,求出s,t的关系;如果不存在,说明理由.【答案】(1)解:由题意得,得,所以椭圆方程为,因为点(-1,)在椭圆上,所以,得,所以椭圆方程为(2)解:由题意设直线为,设,由,得,所以,所以,当且仅当,即时取等号,所以△OPQ面积的最大值为(3)解:由题意设直线为,设,由,得,所以,因为∠PST=∠QST,所以,所以,所以,,所以,所以,所以,所以,得,所以x轴上是存在点S(s,0)使得∠PST=∠QST恒成立,此时【知识点】椭圆的标准方程;直线与圆锥曲线的综合问题【解析】【分析】(1)由题意可得,求出,再将点的坐标代入椭圆方程中可求出a2,从而可求得椭圆方程;(2)由题意设直线为,设,将代入椭圆方程中消去x,利用根与系数的关系,从而可表示出,再把前面的式子代入化简可求得△OPQ面积的最大值;(3)由题意设直线为,设,将直线方程代入椭圆方程中消去x,利用根与系数的关系,由∠PST=∠QST,得,, 结合前面的式子化简即可得结果.21.已知a为实数,数列{}满足:①;②.若存在一个非零常数,对任意,都成立,则称数列{}为周期数列.(1)当时,求的值;(2)求证:存在正整数n,使得;(3)设是数列{}的前n项和,是否存在实数a满足:①数列{}为周期数列;②存在正奇数k,使得.若存在,求出所有a的可能值;若不存在,说明理由.【答案】(1)解:当时,,所以;(2)证明:当时,,所以,在数列中直到第一个小于等于3的项出现之前,数列是以为首项,-3为公差的递减的等差数列,即,所以,当足够大时,总可以找到,使,当时,则存在,使得,当时,则存在,使得,综上所述存在正整数n,使得;(3)解:当时,,故此时数列是以2为周期的周期数列,当时,则,由(2)得,存在正整数n,使得,因此此时不存在不存在,所以此时数列数列不是周期数列,所以时,数列是以2为周期的周期数列,,所以,又因,所以,所以,所以存在,使得.【知识点】数列的函数特性;等差数列的通项公式【解析】【分析】(1)根据题意分别求出a1,a2,a3,a4,即可求解出的值;(2)当时,,可知在数列中直到第一个小于等于3的项出现之前,数列是以为首项,-3为公差的递减的等差数列,写出通项公式,可得当n足够大时,总可以找到n,使,当n≤3,易证得;(3)分和两种情况讨论,结合(2)可得当时,不合题意;再根据当时,数列的周期性,即可得出结论.
简介:上海市杨浦区2022届高三数学二模试卷一、填空题1.已知,则=  .【答案】【知识点】向量的模【解析】【解答】由,则,故答案为:【分析】根据向量的模长公式可得答案.2.函数的反函数为  .【答案】【知识点】反函数【解析】【解答】由解得,即,把与互换可得:.的反函数为.故答案为:.【分析】由解得,把x与y互换即可得出答案.3.若直线和互相垂直,则实数  .【答案】6【知识点】两条直线垂直的判定【解析】【解答】因为直线和互相垂直,所以,所以.故答案为:6.【分析】由题意利用两直线垂直的性质,求得m的值.4.若(虚数单位)是实系数一元二次方程的根,则  .【答案】1【知识点】虚数单位i及其性质【解析】【解答】是实系数一元二次方程的根,是实系数一元二次方程的根,,,解得,,,故.故答案为:1.【分析】根据已知条件,结合实系数一元二次方程两根互为共轭复数,即可求解出的值.5.已知,,则行列式的值等于  .【答案】【知识点】同角三角函数间的基本关系【解析】【解答】∵sinx,x∈(,π),∴cosx,secx,∴sinxsecx+1()+1.故答案为:.【分析】由已知利用同角三角函数基本关系式可求cosx,进而可求secx的值,再计算行列式的值即可求出答案.6.已知,,则  .【答案】{x|1<x<2}【知识点】交集及其运算【解析】【解答】集合中不等式,当时,解得:,此时,当时,解得:,无解, ,集合中不等式变形得:,即,解得:,即,则.故答案为:{x|1<x<2}.【分析】求出A与B中不等式的解集分别确定出A与B,再求出两集合的交集即可.7.在某次数学测验中,5位学生的成绩如下:78、85、a、82、69,他们的平均成绩为80,则他们成绩的方差等于  .【答案】38【知识点】极差、方差与标准差【解析】【解答】位学生的成绩如下:78、85、、82、69,他们的平均成绩为80,,解得:,,则他们成绩的方差等于38.故答案为:38.【分析】根据平均成绩求出的值,根据方差的计算公式求出这组数据的方差即可.8.已知实数x,y满足,则的最大值为  .【答案】7【知识点】简单线性规划【解析】【解答】画出可行域如下图所示,,即,由图可知,当时,取得最大值为.故答案为:7【分析】由约束条件作出可行域,令z=x+2y,化为直线方程的斜截式,数形结合得到最优解,把最优解的坐标代入即可求得x+2y的最大值.9.若展开式中各项系数的和等于,则展开式中的系数是  .【答案】15【知识点】二项式定理;二项式系数的性质【解析】【解答】令,则展开式中各项系数的和为:,解得.的展开式的通项公式,令,解得.展开式中的系数为:.故答案为:15.【分析】令,则展开式中各项系数的和为,解得n,再利用二项式定理的通项公式即可求出展开式中的系数.10.三行三列的方阵中有9个数,从中任取三个数,则至少有两个数位于同行或同列的概率是  .(结果用分数表示)【答案】【知识点】古典概型及其概率计算公式【解析】【解答】从9个数中任取3个数共有种不同的取法,若三个数任意两个数不在同一行或者同一列,共有种不同的取法,设事件M为“这3个数中至少有2个数位于同行或同列”,则事件M包含的取法共有种,根据古典概型的概率计算公式得.故答案为: 【分析】利用间接法,先求从9个数中任取3个数的取法,再求三个数分别位于三行或三列的情况,即可求得答案.11.已知抛物线,斜率为k的直线l经过抛物线的焦点F,与抛物线交于P、Q两点,点Q关于x轴的对称点为,点P关于直线的对称点为,且满足,则直线l的方程为  .【答案】y=±(x-1)【知识点】直线与圆锥曲线的综合问题【解析】【解答】由题意可知,且,故设直线l的方程为,联立抛物线可得:,,设,则,且,由于,故,就,解得,故直线l的方程为y=±(x-1),故答案为:y=±(x-1)【分析】设直线方程并联立抛物线方程,得到根与系数的关系,利用得到相应等式,结合根与系数的关系式化简,即可求出直线l的方程.12.若函数在区间内既没有最大值,也没有最小值-1,则的取值范围是  .【答案】【知识点】余弦函数的定义域和值域;余弦函数的周期性【解析】【解答】当且时,,因为函数在区间内既没有最大值,也没有最小值-1,则,其中,所以,,解得,由,可得,因为且,当时,;当时,;当时,.综上所述,实数的取值范围是.故答案为:.【分析】由可得出,分析可知,其中,可得出关于实数的不等式组,由此可解的实数的取值范围.二、单选题13.设,则“且”是“且”的(  )A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充要条件D.既不充分也不必要条件【答案】B【知识点】必要条件、充分条件与充要条件的判断;不等式的基本性质【解析】【解答】充分性:当,,满足且,但且不成立,故充分性不成立;必要性:当且时,根据不等式性质得,且成立,故必要性成立.综上所述:“且”是“且”的必要不充分条件.故答案为:B.【分析】根据已知条件,结合特殊值法,以及不等式的性质,即可求解出答案.14.数列{}为等差数列,且公差,若,,也是等差数列,则其公差为(  ) A.1gdB.1g2dC.lgD.1g【答案】D【知识点】对数的运算性质;等差数列的性质【解析】【解答】因为,,是等差数列,所以,所以,又因为且公差,所以,可得,所以公差,故答案为:D.【分析】由已知结合等差数列的性质及对数的运算性质,可求出答案。15.椭圆C:的左、右顶点分别为,,点P在C上(P不与,重合)且直线的斜率的取值范围是,那么直线斜率的取值范围是(  )A.[,]B.[,]C.[,1]D.[,1]【答案】B【知识点】斜率的计算公式【解析】【解答】设P点坐标为,则,,,,于是,故.∵∴.故答案为:B.【分析】设P点坐标为,列出,,进而,即可得出直线斜率的取值范围.16.定义域是上的连续函数图像的两个端点为、,是图像上任意一点,过点作垂直于轴的直线交线段于点(点与点可以重合),我们称的最大值为该函数的“曲径”,下列定义域是上的函数中,曲径最小的是(  )A.B.C.D.【答案】D【知识点】归纳推理【解析】【解答】当y=f(x)=sinx时,端点A(1,),B(2,),直线AB的方程为y,故||=sinx,当x时,||的最大值为1,即该函数的“曲径”为1,当y=f(x)=x2时,端点A(1,1),B(2,4),直线AB的方程为y=3x﹣2,故||=3x﹣2﹣x2,当x时,||的最大值为,即该函数的“曲径”为,当y=f(x)时,端点A(1,2),B(2,1),直线AB的方程为y=﹣x+3,故||=﹣x+3,当x时,||的最大值为3﹣2,即该函数的“曲径”为3﹣2,当y=f(x)=x时,端点A(1,0),B(2,),直线AB的方程为yx,故||=xxx,当x时,||的最大值为,即该函数的“曲径”为,故函数y=x的曲径最小,故答案为:D.【分析】根据已知中函数的“曲径”的定义,逐一分析四个函数的曲径,比较后,可得答案。三、解答题17.如图,圆锥的顶点为P,底面圆心为O,线段AB和线段CD都是底面圆的直径,且AB⊥CD,取劣弧BC上一点E,使,连结PE.已知,. (1)求该圆锥的体积;(2)求异面直线PE、BD所成角的大小.【答案】(1)解:由勾股定理可知:,所以圆锥的体积为:;(2)解:过做,所以是异面直线PE、BD所成的角(或其补角),因为线段AB和线段CD都是底面圆的直径,且AB⊥CD,所以,即,而,所以,因此,在中,由正弦定理可知:,,由余弦定理可知:,所以,即异面直线PE、BD所成角的大小为.【知识点】棱柱、棱锥、棱台的体积;正弦定理;余弦定理【解析】【分析】(1)利用勾股定理和圆锥体积公式进行求解即可得该圆锥的体积;(2)根据异面直线所成角的定义,结合正弦定理和余弦定理进行求解即可得异面直线PE、BD所成角的大小.18.已知函数,其中.(1)若不等式的解集是,求m的值;(2)若函数在区间上有且仅有一个零点,求m的取值范围.【答案】(1)解:的解集是,得到的解集是,所以,,所以,(2)解:令,因为,所以,当时,,即有,因为函数在区间上有且仅有一个零点,令,根据对勾函数的性质,可得,因为与有且仅有一个交点,根据对勾函数的图象性质,得或,进而可得答案为:【知识点】一元二次方程的解集及其根与系数的关系;函数的零点与方程根的关系【解析】【分析】(1)根据题意,得到,根据韦达定理,直接求解即可得m的值;(2)令,可得,根据对勾函数的性质,即可得到m的取值范围.19.如图,有一块扇形草地OMN,已知半径为R,,现要在其中圈出一块矩形场地ABCD作为儿童乐园使用,其中点A、B在弧MN上,且线段AB平行于线段MN(1)若点A为弧MN的一个三等分点,求矩形ABCD的面积S;(2)当A在何处时,矩形ABCD的面积S最大?最大值为多少?【答案】(1)解:如图,作于点H,交线段CD于点E,连接OA、OB,,,(2)解:设则,,即时,,此时A在弧MN的四等分点处答:当A在弧MN的四等分点处时,【知识点】三角函数中的恒等变换应用【解析】【分析】(1)作于点H,交线段CD于点E,连接OA、OB,求出AB,EH,可得 矩形ABCD的面积S;(2)设,求出AB,EH,可得矩形ABCD的面积S,再求最大值.20.已知椭圆C:,过定点T(t,0)的直线交椭圆于P,Q两点,其中.(1)若椭圆短轴长为2且经过点(-1,),求椭圆方程;(2)对(1)中的椭圆,若,求△OPQ面积的最大值;(3)在x轴上是否存在点S(s,0)使得∠PST=∠QST恒成立?如果存在,求出s,t的关系;如果不存在,说明理由.【答案】(1)解:由题意得,得,所以椭圆方程为,因为点(-1,)在椭圆上,所以,得,所以椭圆方程为(2)解:由题意设直线为,设,由,得,所以,所以,当且仅当,即时取等号,所以△OPQ面积的最大值为(3)解:由题意设直线为,设,由,得,所以,因为∠PST=∠QST,所以,所以,所以,,所以,所以,所以,所以,得,所以x轴上是存在点S(s,0)使得∠PST=∠QST恒成立,此时【知识点】椭圆的标准方程;直线与圆锥曲线的综合问题【解析】【分析】(1)由题意可得,求出,再将点的坐标代入椭圆方程中可求出a2,从而可求得椭圆方程;(2)由题意设直线为,设,将代入椭圆方程中消去x,利用根与系数的关系,从而可表示出,再把前面的式子代入化简可求得△OPQ面积的最大值;(3)由题意设直线为,设,将直线方程代入椭圆方程中消去x,利用根与系数的关系,由∠PST=∠QST,得,, 结合前面的式子化简即可得结果.21.已知a为实数,数列{}满足:①;②.若存在一个非零常数,对任意,都成立,则称数列{}为周期数列.(1)当时,求的值;(2)求证:存在正整数n,使得;(3)设是数列{}的前n项和,是否存在实数a满足:①数列{}为周期数列;②存在正奇数k,使得.若存在,求出所有a的可能值;若不存在,说明理由.【答案】(1)解:当时,,所以;(2)证明:当时,,所以,在数列中直到第一个小于等于3的项出现之前,数列是以为首项,-3为公差的递减的等差数列,即,所以,当足够大时,总可以找到,使,当时,则存在,使得,当时,则存在,使得,综上所述存在正整数n,使得;(3)解:当时,,故此时数列是以2为周期的周期数列,当时,则,由(2)得,存在正整数n,使得,因此此时不存在不存在,所以此时数列数列不是周期数列,所以时,数列是以2为周期的周期数列,,所以,又因,所以,所以,所以存在,使得.【知识点】数列的函数特性;等差数列的通项公式【解析】【分析】(1)根据题意分别求出a1,a2,a3,a4,即可求解出的值;(2)当时,,可知在数列中直到第一个小于等于3的项出现之前,数列是以为首项,-3为公差的递减的等差数列,写出通项公式,可得当n足够大时,总可以找到n,使,当n≤3,易证得;(3)分和两种情况讨论,结合(2)可得当时,不合题意;再根据当时,数列的周期性,即可得出结论.
简介:上海市杨浦区2022届高三数学二模试卷一、填空题1.已知,则=  .【答案】【知识点】向量的模【解析】【解答】由,则,故答案为:【分析】根据向量的模长公式可得答案.2.函数的反函数为  .【答案】【知识点】反函数【解析】【解答】由解得,即,把与互换可得:.的反函数为.故答案为:.【分析】由解得,把x与y互换即可得出答案.3.若直线和互相垂直,则实数  .【答案】6【知识点】两条直线垂直的判定【解析】【解答】因为直线和互相垂直,所以,所以.故答案为:6.【分析】由题意利用两直线垂直的性质,求得m的值.4.若(虚数单位)是实系数一元二次方程的根,则  .【答案】1【知识点】虚数单位i及其性质【解析】【解答】是实系数一元二次方程的根,是实系数一元二次方程的根,,,解得,,,故.故答案为:1.【分析】根据已知条件,结合实系数一元二次方程两根互为共轭复数,即可求解出的值.5.已知,,则行列式的值等于  .【答案】【知识点】同角三角函数间的基本关系【解析】【解答】∵sinx,x∈(,π),∴cosx,secx,∴sinxsecx+1()+1.故答案为:.【分析】由已知利用同角三角函数基本关系式可求cosx,进而可求secx的值,再计算行列式的值即可求出答案.6.已知,,则  .【答案】{x|1<x<2}【知识点】交集及其运算【解析】【解答】集合中不等式,当时,解得:,此时,当时,解得:,无解, ,集合中不等式变形得:,即,解得:,即,则.故答案为:{x|1<x<2}.【分析】求出A与B中不等式的解集分别确定出A与B,再求出两集合的交集即可.7.在某次数学测验中,5位学生的成绩如下:78、85、a、82、69,他们的平均成绩为80,则他们成绩的方差等于  .【答案】38【知识点】极差、方差与标准差【解析】【解答】位学生的成绩如下:78、85、、82、69,他们的平均成绩为80,,解得:,,则他们成绩的方差等于38.故答案为:38.【分析】根据平均成绩求出的值,根据方差的计算公式求出这组数据的方差即可.8.已知实数x,y满足,则的最大值为  .【答案】7【知识点】简单线性规划【解析】【解答】画出可行域如下图所示,,即,由图可知,当时,取得最大值为.故答案为:7【分析】由约束条件作出可行域,令z=x+2y,化为直线方程的斜截式,数形结合得到最优解,把最优解的坐标代入即可求得x+2y的最大值.9.若展开式中各项系数的和等于,则展开式中的系数是  .【答案】15【知识点】二项式定理;二项式系数的性质【解析】【解答】令,则展开式中各项系数的和为:,解得.的展开式的通项公式,令,解得.展开式中的系数为:.故答案为:15.【分析】令,则展开式中各项系数的和为,解得n,再利用二项式定理的通项公式即可求出展开式中的系数.10.三行三列的方阵中有9个数,从中任取三个数,则至少有两个数位于同行或同列的概率是  .(结果用分数表示)【答案】【知识点】古典概型及其概率计算公式【解析】【解答】从9个数中任取3个数共有种不同的取法,若三个数任意两个数不在同一行或者同一列,共有种不同的取法,设事件M为“这3个数中至少有2个数位于同行或同列”,则事件M包含的取法共有种,根据古典概型的概率计算公式得.故答案为: 【分析】利用间接法,先求从9个数中任取3个数的取法,再求三个数分别位于三行或三列的情况,即可求得答案.11.已知抛物线,斜率为k的直线l经过抛物线的焦点F,与抛物线交于P、Q两点,点Q关于x轴的对称点为,点P关于直线的对称点为,且满足,则直线l的方程为  .【答案】y=±(x-1)【知识点】直线与圆锥曲线的综合问题【解析】【解答】由题意可知,且,故设直线l的方程为,联立抛物线可得:,,设,则,且,由于,故,就,解得,故直线l的方程为y=±(x-1),故答案为:y=±(x-1)【分析】设直线方程并联立抛物线方程,得到根与系数的关系,利用得到相应等式,结合根与系数的关系式化简,即可求出直线l的方程.12.若函数在区间内既没有最大值,也没有最小值-1,则的取值范围是  .【答案】【知识点】余弦函数的定义域和值域;余弦函数的周期性【解析】【解答】当且时,,因为函数在区间内既没有最大值,也没有最小值-1,则,其中,所以,,解得,由,可得,因为且,当时,;当时,;当时,.综上所述,实数的取值范围是.故答案为:.【分析】由可得出,分析可知,其中,可得出关于实数的不等式组,由此可解的实数的取值范围.二、单选题13.设,则“且”是“且”的(  )A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充要条件D.既不充分也不必要条件【答案】B【知识点】必要条件、充分条件与充要条件的判断;不等式的基本性质【解析】【解答】充分性:当,,满足且,但且不成立,故充分性不成立;必要性:当且时,根据不等式性质得,且成立,故必要性成立.综上所述:“且”是“且”的必要不充分条件.故答案为:B.【分析】根据已知条件,结合特殊值法,以及不等式的性质,即可求解出答案.14.数列{}为等差数列,且公差,若,,也是等差数列,则其公差为(  ) A.1gdB.1g2dC.lgD.1g【答案】D【知识点】对数的运算性质;等差数列的性质【解析】【解答】因为,,是等差数列,所以,所以,又因为且公差,所以,可得,所以公差,故答案为:D.【分析】由已知结合等差数列的性质及对数的运算性质,可求出答案。15.椭圆C:的左、右顶点分别为,,点P在C上(P不与,重合)且直线的斜率的取值范围是,那么直线斜率的取值范围是(  )A.[,]B.[,]C.[,1]D.[,1]【答案】B【知识点】斜率的计算公式【解析】【解答】设P点坐标为,则,,,,于是,故.∵∴.故答案为:B.【分析】设P点坐标为,列出,,进而,即可得出直线斜率的取值范围.16.定义域是上的连续函数图像的两个端点为、,是图像上任意一点,过点作垂直于轴的直线交线段于点(点与点可以重合),我们称的最大值为该函数的“曲径”,下列定义域是上的函数中,曲径最小的是(  )A.B.C.D.【答案】D【知识点】归纳推理【解析】【解答】当y=f(x)=sinx时,端点A(1,),B(2,),直线AB的方程为y,故||=sinx,当x时,||的最大值为1,即该函数的“曲径”为1,当y=f(x)=x2时,端点A(1,1),B(2,4),直线AB的方程为y=3x﹣2,故||=3x﹣2﹣x2,当x时,||的最大值为,即该函数的“曲径”为,当y=f(x)时,端点A(1,2),B(2,1),直线AB的方程为y=﹣x+3,故||=﹣x+3,当x时,||的最大值为3﹣2,即该函数的“曲径”为3﹣2,当y=f(x)=x时,端点A(1,0),B(2,),直线AB的方程为yx,故||=xxx,当x时,||的最大值为,即该函数的“曲径”为,故函数y=x的曲径最小,故答案为:D.【分析】根据已知中函数的“曲径”的定义,逐一分析四个函数的曲径,比较后,可得答案。三、解答题17.如图,圆锥的顶点为P,底面圆心为O,线段AB和线段CD都是底面圆的直径,且AB⊥CD,取劣弧BC上一点E,使,连结PE.已知,. (1)求该圆锥的体积;(2)求异面直线PE、BD所成角的大小.【答案】(1)解:由勾股定理可知:,所以圆锥的体积为:;(2)解:过做,所以是异面直线PE、BD所成的角(或其补角),因为线段AB和线段CD都是底面圆的直径,且AB⊥CD,所以,即,而,所以,因此,在中,由正弦定理可知:,,由余弦定理可知:,所以,即异面直线PE、BD所成角的大小为.【知识点】棱柱、棱锥、棱台的体积;正弦定理;余弦定理【解析】【分析】(1)利用勾股定理和圆锥体积公式进行求解即可得该圆锥的体积;(2)根据异面直线所成角的定义,结合正弦定理和余弦定理进行求解即可得异面直线PE、BD所成角的大小.18.已知函数,其中.(1)若不等式的解集是,求m的值;(2)若函数在区间上有且仅有一个零点,求m的取值范围.【答案】(1)解:的解集是,得到的解集是,所以,,所以,(2)解:令,因为,所以,当时,,即有,因为函数在区间上有且仅有一个零点,令,根据对勾函数的性质,可得,因为与有且仅有一个交点,根据对勾函数的图象性质,得或,进而可得答案为:【知识点】一元二次方程的解集及其根与系数的关系;函数的零点与方程根的关系【解析】【分析】(1)根据题意,得到,根据韦达定理,直接求解即可得m的值;(2)令,可得,根据对勾函数的性质,即可得到m的取值范围.19.如图,有一块扇形草地OMN,已知半径为R,,现要在其中圈出一块矩形场地ABCD作为儿童乐园使用,其中点A、B在弧MN上,且线段AB平行于线段MN(1)若点A为弧MN的一个三等分点,求矩形ABCD的面积S;(2)当A在何处时,矩形ABCD的面积S最大?最大值为多少?【答案】(1)解:如图,作于点H,交线段CD于点E,连接OA、OB,,,(2)解:设则,,即时,,此时A在弧MN的四等分点处答:当A在弧MN的四等分点处时,【知识点】三角函数中的恒等变换应用【解析】【分析】(1)作于点H,交线段CD于点E,连接OA、OB,求出AB,EH,可得 矩形ABCD的面积S;(2)设,求出AB,EH,可得矩形ABCD的面积S,再求最大值.20.已知椭圆C:,过定点T(t,0)的直线交椭圆于P,Q两点,其中.(1)若椭圆短轴长为2且经过点(-1,),求椭圆方程;(2)对(1)中的椭圆,若,求△OPQ面积的最大值;(3)在x轴上是否存在点S(s,0)使得∠PST=∠QST恒成立?如果存在,求出s,t的关系;如果不存在,说明理由.【答案】(1)解:由题意得,得,所以椭圆方程为,因为点(-1,)在椭圆上,所以,得,所以椭圆方程为(2)解:由题意设直线为,设,由,得,所以,所以,当且仅当,即时取等号,所以△OPQ面积的最大值为(3)解:由题意设直线为,设,由,得,所以,因为∠PST=∠QST,所以,所以,所以,,所以,所以,所以,所以,得,所以x轴上是存在点S(s,0)使得∠PST=∠QST恒成立,此时【知识点】椭圆的标准方程;直线与圆锥曲线的综合问题【解析】【分析】(1)由题意可得,求出,再将点的坐标代入椭圆方程中可求出a2,从而可求得椭圆方程;(2)由题意设直线为,设,将代入椭圆方程中消去x,利用根与系数的关系,从而可表示出,再把前面的式子代入化简可求得△OPQ面积的最大值;(3)由题意设直线为,设,将直线方程代入椭圆方程中消去x,利用根与系数的关系,由∠PST=∠QST,得,, 结合前面的式子化简即可得结果.21.已知a为实数,数列{}满足:①;②.若存在一个非零常数,对任意,都成立,则称数列{}为周期数列.(1)当时,求的值;(2)求证:存在正整数n,使得;(3)设是数列{}的前n项和,是否存在实数a满足:①数列{}为周期数列;②存在正奇数k,使得.若存在,求出所有a的可能值;若不存在,说明理由.【答案】(1)解:当时,,所以;(2)证明:当时,,所以,在数列中直到第一个小于等于3的项出现之前,数列是以为首项,-3为公差的递减的等差数列,即,所以,当足够大时,总可以找到,使,当时,则存在,使得,当时,则存在,使得,综上所述存在正整数n,使得;(3)解:当时,,故此时数列是以2为周期的周期数列,当时,则,由(2)得,存在正整数n,使得,因此此时不存在不存在,所以此时数列数列不是周期数列,所以时,数列是以2为周期的周期数列,,所以,又因,所以,所以,所以存在,使得.【知识点】数列的函数特性;等差数列的通项公式【解析】【分析】(1)根据题意分别求出a1,a2,a3,a4,即可求解出的值;(2)当时,,可知在数列中直到第一个小于等于3的项出现之前,数列是以为首项,-3为公差的递减的等差数列,写出通项公式,可得当n足够大时,总可以找到n,使,当n≤3,易证得;(3)分和两种情况讨论,结合(2)可得当时,不合题意;再根据当时,数列的周期性,即可得出结论.
简介:上海市杨浦区2022届高三数学二模试卷一、填空题1.已知,则=  .【答案】【知识点】向量的模【解析】【解答】由,则,故答案为:【分析】根据向量的模长公式可得答案.2.函数的反函数为  .【答案】【知识点】反函数【解析】【解答】由解得,即,把与互换可得:.的反函数为.故答案为:.【分析】由解得,把x与y互换即可得出答案.3.若直线和互相垂直,则实数  .【答案】6【知识点】两条直线垂直的判定【解析】【解答】因为直线和互相垂直,所以,所以.故答案为:6.【分析】由题意利用两直线垂直的性质,求得m的值.4.若(虚数单位)是实系数一元二次方程的根,则  .【答案】1【知识点】虚数单位i及其性质【解析】【解答】是实系数一元二次方程的根,是实系数一元二次方程的根,,,解得,,,故.故答案为:1.【分析】根据已知条件,结合实系数一元二次方程两根互为共轭复数,即可求解出的值.5.已知,,则行列式的值等于  .【答案】【知识点】同角三角函数间的基本关系【解析】【解答】∵sinx,x∈(,π),∴cosx,secx,∴sinxsecx+1()+1.故答案为:.【分析】由已知利用同角三角函数基本关系式可求cosx,进而可求secx的值,再计算行列式的值即可求出答案.6.已知,,则  .【答案】{x|1<x<2}【知识点】交集及其运算【解析】【解答】集合中不等式,当时,解得:,此时,当时,解得:,无解, ,集合中不等式变形得:,即,解得:,即,则.故答案为:{x|1<x<2}.【分析】求出A与B中不等式的解集分别确定出A与B,再求出两集合的交集即可.7.在某次数学测验中,5位学生的成绩如下:78、85、a、82、69,他们的平均成绩为80,则他们成绩的方差等于  .【答案】38【知识点】极差、方差与标准差【解析】【解答】位学生的成绩如下:78、85、、82、69,他们的平均成绩为80,,解得:,,则他们成绩的方差等于38.故答案为:38.【分析】根据平均成绩求出的值,根据方差的计算公式求出这组数据的方差即可.8.已知实数x,y满足,则的最大值为  .【答案】7【知识点】简单线性规划【解析】【解答】画出可行域如下图所示,,即,由图可知,当时,取得最大值为.故答案为:7【分析】由约束条件作出可行域,令z=x+2y,化为直线方程的斜截式,数形结合得到最优解,把最优解的坐标代入即可求得x+2y的最大值.9.若展开式中各项系数的和等于,则展开式中的系数是  .【答案】15【知识点】二项式定理;二项式系数的性质【解析】【解答】令,则展开式中各项系数的和为:,解得.的展开式的通项公式,令,解得.展开式中的系数为:.故答案为:15.【分析】令,则展开式中各项系数的和为,解得n,再利用二项式定理的通项公式即可求出展开式中的系数.10.三行三列的方阵中有9个数,从中任取三个数,则至少有两个数位于同行或同列的概率是  .(结果用分数表示)【答案】【知识点】古典概型及其概率计算公式【解析】【解答】从9个数中任取3个数共有种不同的取法,若三个数任意两个数不在同一行或者同一列,共有种不同的取法,设事件M为“这3个数中至少有2个数位于同行或同列”,则事件M包含的取法共有种,根据古典概型的概率计算公式得.故答案为: 【分析】利用间接法,先求从9个数中任取3个数的取法,再求三个数分别位于三行或三列的情况,即可求得答案.11.已知抛物线,斜率为k的直线l经过抛物线的焦点F,与抛物线交于P、Q两点,点Q关于x轴的对称点为,点P关于直线的对称点为,且满足,则直线l的方程为  .【答案】y=±(x-1)【知识点】直线与圆锥曲线的综合问题【解析】【解答】由题意可知,且,故设直线l的方程为,联立抛物线可得:,,设,则,且,由于,故,就,解得,故直线l的方程为y=±(x-1),故答案为:y=±(x-1)【分析】设直线方程并联立抛物线方程,得到根与系数的关系,利用得到相应等式,结合根与系数的关系式化简,即可求出直线l的方程.12.若函数在区间内既没有最大值,也没有最小值-1,则的取值范围是  .【答案】【知识点】余弦函数的定义域和值域;余弦函数的周期性【解析】【解答】当且时,,因为函数在区间内既没有最大值,也没有最小值-1,则,其中,所以,,解得,由,可得,因为且,当时,;当时,;当时,.综上所述,实数的取值范围是.故答案为:.【分析】由可得出,分析可知,其中,可得出关于实数的不等式组,由此可解的实数的取值范围.二、单选题13.设,则“且”是“且”的(  )A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充要条件D.既不充分也不必要条件【答案】B【知识点】必要条件、充分条件与充要条件的判断;不等式的基本性质【解析】【解答】充分性:当,,满足且,但且不成立,故充分性不成立;必要性:当且时,根据不等式性质得,且成立,故必要性成立.综上所述:“且”是“且”的必要不充分条件.故答案为:B.【分析】根据已知条件,结合特殊值法,以及不等式的性质,即可求解出答案.14.数列{}为等差数列,且公差,若,,也是等差数列,则其公差为(  ) A.1gdB.1g2dC.lgD.1g【答案】D【知识点】对数的运算性质;等差数列的性质【解析】【解答】因为,,是等差数列,所以,所以,又因为且公差,所以,可得,所以公差,故答案为:D.【分析】由已知结合等差数列的性质及对数的运算性质,可求出答案。15.椭圆C:的左、右顶点分别为,,点P在C上(P不与,重合)且直线的斜率的取值范围是,那么直线斜率的取值范围是(  )A.[,]B.[,]C.[,1]D.[,1]【答案】B【知识点】斜率的计算公式【解析】【解答】设P点坐标为,则,,,,于是,故.∵∴.故答案为:B.【分析】设P点坐标为,列出,,进而,即可得出直线斜率的取值范围.16.定义域是上的连续函数图像的两个端点为、,是图像上任意一点,过点作垂直于轴的直线交线段于点(点与点可以重合),我们称的最大值为该函数的“曲径”,下列定义域是上的函数中,曲径最小的是(  )A.B.C.D.【答案】D【知识点】归纳推理【解析】【解答】当y=f(x)=sinx时,端点A(1,),B(2,),直线AB的方程为y,故||=sinx,当x时,||的最大值为1,即该函数的“曲径”为1,当y=f(x)=x2时,端点A(1,1),B(2,4),直线AB的方程为y=3x﹣2,故||=3x﹣2﹣x2,当x时,||的最大值为,即该函数的“曲径”为,当y=f(x)时,端点A(1,2),B(2,1),直线AB的方程为y=﹣x+3,故||=﹣x+3,当x时,||的最大值为3﹣2,即该函数的“曲径”为3﹣2,当y=f(x)=x时,端点A(1,0),B(2,),直线AB的方程为yx,故||=xxx,当x时,||的最大值为,即该函数的“曲径”为,故函数y=x的曲径最小,故答案为:D.【分析】根据已知中函数的“曲径”的定义,逐一分析四个函数的曲径,比较后,可得答案。三、解答题17.如图,圆锥的顶点为P,底面圆心为O,线段AB和线段CD都是底面圆的直径,且AB⊥CD,取劣弧BC上一点E,使,连结PE.已知,. (1)求该圆锥的体积;(2)求异面直线PE、BD所成角的大小.【答案】(1)解:由勾股定理可知:,所以圆锥的体积为:;(2)解:过做,所以是异面直线PE、BD所成的角(或其补角),因为线段AB和线段CD都是底面圆的直径,且AB⊥CD,所以,即,而,所以,因此,在中,由正弦定理可知:,,由余弦定理可知:,所以,即异面直线PE、BD所成角的大小为.【知识点】棱柱、棱锥、棱台的体积;正弦定理;余弦定理【解析】【分析】(1)利用勾股定理和圆锥体积公式进行求解即可得该圆锥的体积;(2)根据异面直线所成角的定义,结合正弦定理和余弦定理进行求解即可得异面直线PE、BD所成角的大小.18.已知函数,其中.(1)若不等式的解集是,求m的值;(2)若函数在区间上有且仅有一个零点,求m的取值范围.【答案】(1)解:的解集是,得到的解集是,所以,,所以,(2)解:令,因为,所以,当时,,即有,因为函数在区间上有且仅有一个零点,令,根据对勾函数的性质,可得,因为与有且仅有一个交点,根据对勾函数的图象性质,得或,进而可得答案为:【知识点】一元二次方程的解集及其根与系数的关系;函数的零点与方程根的关系【解析】【分析】(1)根据题意,得到,根据韦达定理,直接求解即可得m的值;(2)令,可得,根据对勾函数的性质,即可得到m的取值范围.19.如图,有一块扇形草地OMN,已知半径为R,,现要在其中圈出一块矩形场地ABCD作为儿童乐园使用,其中点A、B在弧MN上,且线段AB平行于线段MN(1)若点A为弧MN的一个三等分点,求矩形ABCD的面积S;(2)当A在何处时,矩形ABCD的面积S最大?最大值为多少?【答案】(1)解:如图,作于点H,交线段CD于点E,连接OA、OB,,,(2)解:设则,,即时,,此时A在弧MN的四等分点处答:当A在弧MN的四等分点处时,【知识点】三角函数中的恒等变换应用【解析】【分析】(1)作于点H,交线段CD于点E,连接OA、OB,求出AB,EH,可得 矩形ABCD的面积S;(2)设,求出AB,EH,可得矩形ABCD的面积S,再求最大值.20.已知椭圆C:,过定点T(t,0)的直线交椭圆于P,Q两点,其中.(1)若椭圆短轴长为2且经过点(-1,),求椭圆方程;(2)对(1)中的椭圆,若,求△OPQ面积的最大值;(3)在x轴上是否存在点S(s,0)使得∠PST=∠QST恒成立?如果存在,求出s,t的关系;如果不存在,说明理由.【答案】(1)解:由题意得,得,所以椭圆方程为,因为点(-1,)在椭圆上,所以,得,所以椭圆方程为(2)解:由题意设直线为,设,由,得,所以,所以,当且仅当,即时取等号,所以△OPQ面积的最大值为(3)解:由题意设直线为,设,由,得,所以,因为∠PST=∠QST,所以,所以,所以,,所以,所以,所以,所以,得,所以x轴上是存在点S(s,0)使得∠PST=∠QST恒成立,此时【知识点】椭圆的标准方程;直线与圆锥曲线的综合问题【解析】【分析】(1)由题意可得,求出,再将点的坐标代入椭圆方程中可求出a2,从而可求得椭圆方程;(2)由题意设直线为,设,将代入椭圆方程中消去x,利用根与系数的关系,从而可表示出,再把前面的式子代入化简可求得△OPQ面积的最大值;(3)由题意设直线为,设,将直线方程代入椭圆方程中消去x,利用根与系数的关系,由∠PST=∠QST,得,, 结合前面的式子化简即可得结果.21.已知a为实数,数列{}满足:①;②.若存在一个非零常数,对任意,都成立,则称数列{}为周期数列.(1)当时,求的值;(2)求证:存在正整数n,使得;(3)设是数列{}的前n项和,是否存在实数a满足:①数列{}为周期数列;②存在正奇数k,使得.若存在,求出所有a的可能值;若不存在,说明理由.【答案】(1)解:当时,,所以;(2)证明:当时,,所以,在数列中直到第一个小于等于3的项出现之前,数列是以为首项,-3为公差的递减的等差数列,即,所以,当足够大时,总可以找到,使,当时,则存在,使得,当时,则存在,使得,综上所述存在正整数n,使得;(3)解:当时,,故此时数列是以2为周期的周期数列,当时,则,由(2)得,存在正整数n,使得,因此此时不存在不存在,所以此时数列数列不是周期数列,所以时,数列是以2为周期的周期数列,,所以,又因,所以,所以,所以存在,使得.【知识点】数列的函数特性;等差数列的通项公式【解析】【分析】(1)根据题意分别求出a1,a2,a3,a4,即可求解出的值;(2)当时,,可知在数列中直到第一个小于等于3的项出现之前,数列是以为首项,-3为公差的递减的等差数列,写出通项公式,可得当n足够大时,总可以找到n,使,当n≤3,易证得;(3)分和两种情况讨论,结合(2)可得当时,不合题意;再根据当时,数列的周期性,即可得出结论.
简介:上海市杨浦区2022届高三数学二模试卷一、填空题1.已知,则=  .【答案】【知识点】向量的模【解析】【解答】由,则,故答案为:【分析】根据向量的模长公式可得答案.2.函数的反函数为  .【答案】【知识点】反函数【解析】【解答】由解得,即,把与互换可得:.的反函数为.故答案为:.【分析】由解得,把x与y互换即可得出答案.3.若直线和互相垂直,则实数  .【答案】6【知识点】两条直线垂直的判定【解析】【解答】因为直线和互相垂直,所以,所以.故答案为:6.【分析】由题意利用两直线垂直的性质,求得m的值.4.若(虚数单位)是实系数一元二次方程的根,则  .【答案】1【知识点】虚数单位i及其性质【解析】【解答】是实系数一元二次方程的根,是实系数一元二次方程的根,,,解得,,,故.故答案为:1.【分析】根据已知条件,结合实系数一元二次方程两根互为共轭复数,即可求解出的值.5.已知,,则行列式的值等于  .【答案】【知识点】同角三角函数间的基本关系【解析】【解答】∵sinx,x∈(,π),∴cosx,secx,∴sinxsecx+1()+1.故答案为:.【分析】由已知利用同角三角函数基本关系式可求cosx,进而可求secx的值,再计算行列式的值即可求出答案.6.已知,,则  .【答案】{x|1<x<2}【知识点】交集及其运算【解析】【解答】集合中不等式,当时,解得:,此时,当时,解得:,无解, ,集合中不等式变形得:,即,解得:,即,则.故答案为:{x|1<x<2}.【分析】求出A与B中不等式的解集分别确定出A与B,再求出两集合的交集即可.7.在某次数学测验中,5位学生的成绩如下:78、85、a、82、69,他们的平均成绩为80,则他们成绩的方差等于  .【答案】38【知识点】极差、方差与标准差【解析】【解答】位学生的成绩如下:78、85、、82、69,他们的平均成绩为80,,解得:,,则他们成绩的方差等于38.故答案为:38.【分析】根据平均成绩求出的值,根据方差的计算公式求出这组数据的方差即可.8.已知实数x,y满足,则的最大值为  .【答案】7【知识点】简单线性规划【解析】【解答】画出可行域如下图所示,,即,由图可知,当时,取得最大值为.故答案为:7【分析】由约束条件作出可行域,令z=x+2y,化为直线方程的斜截式,数形结合得到最优解,把最优解的坐标代入即可求得x+2y的最大值.9.若展开式中各项系数的和等于,则展开式中的系数是  .【答案】15【知识点】二项式定理;二项式系数的性质【解析】【解答】令,则展开式中各项系数的和为:,解得.的展开式的通项公式,令,解得.展开式中的系数为:.故答案为:15.【分析】令,则展开式中各项系数的和为,解得n,再利用二项式定理的通项公式即可求出展开式中的系数.10.三行三列的方阵中有9个数,从中任取三个数,则至少有两个数位于同行或同列的概率是  .(结果用分数表示)【答案】【知识点】古典概型及其概率计算公式【解析】【解答】从9个数中任取3个数共有种不同的取法,若三个数任意两个数不在同一行或者同一列,共有种不同的取法,设事件M为“这3个数中至少有2个数位于同行或同列”,则事件M包含的取法共有种,根据古典概型的概率计算公式得.故答案为: 【分析】利用间接法,先求从9个数中任取3个数的取法,再求三个数分别位于三行或三列的情况,即可求得答案.11.已知抛物线,斜率为k的直线l经过抛物线的焦点F,与抛物线交于P、Q两点,点Q关于x轴的对称点为,点P关于直线的对称点为,且满足,则直线l的方程为  .【答案】y=±(x-1)【知识点】直线与圆锥曲线的综合问题【解析】【解答】由题意可知,且,故设直线l的方程为,联立抛物线可得:,,设,则,且,由于,故,就,解得,故直线l的方程为y=±(x-1),故答案为:y=±(x-1)【分析】设直线方程并联立抛物线方程,得到根与系数的关系,利用得到相应等式,结合根与系数的关系式化简,即可求出直线l的方程.12.若函数在区间内既没有最大值,也没有最小值-1,则的取值范围是  .【答案】【知识点】余弦函数的定义域和值域;余弦函数的周期性【解析】【解答】当且时,,因为函数在区间内既没有最大值,也没有最小值-1,则,其中,所以,,解得,由,可得,因为且,当时,;当时,;当时,.综上所述,实数的取值范围是.故答案为:.【分析】由可得出,分析可知,其中,可得出关于实数的不等式组,由此可解的实数的取值范围.二、单选题13.设,则“且”是“且”的(  )A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充要条件D.既不充分也不必要条件【答案】B【知识点】必要条件、充分条件与充要条件的判断;不等式的基本性质【解析】【解答】充分性:当,,满足且,但且不成立,故充分性不成立;必要性:当且时,根据不等式性质得,且成立,故必要性成立.综上所述:“且”是“且”的必要不充分条件.故答案为:B.【分析】根据已知条件,结合特殊值法,以及不等式的性质,即可求解出答案.14.数列{}为等差数列,且公差,若,,也是等差数列,则其公差为(  ) A.1gdB.1g2dC.lgD.1g【答案】D【知识点】对数的运算性质;等差数列的性质【解析】【解答】因为,,是等差数列,所以,所以,又因为且公差,所以,可得,所以公差,故答案为:D.【分析】由已知结合等差数列的性质及对数的运算性质,可求出答案。15.椭圆C:的左、右顶点分别为,,点P在C上(P不与,重合)且直线的斜率的取值范围是,那么直线斜率的取值范围是(  )A.[,]B.[,]C.[,1]D.[,1]【答案】B【知识点】斜率的计算公式【解析】【解答】设P点坐标为,则,,,,于是,故.∵∴.故答案为:B.【分析】设P点坐标为,列出,,进而,即可得出直线斜率的取值范围.16.定义域是上的连续函数图像的两个端点为、,是图像上任意一点,过点作垂直于轴的直线交线段于点(点与点可以重合),我们称的最大值为该函数的“曲径”,下列定义域是上的函数中,曲径最小的是(  )A.B.C.D.【答案】D【知识点】归纳推理【解析】【解答】当y=f(x)=sinx时,端点A(1,),B(2,),直线AB的方程为y,故||=sinx,当x时,||的最大值为1,即该函数的“曲径”为1,当y=f(x)=x2时,端点A(1,1),B(2,4),直线AB的方程为y=3x﹣2,故||=3x﹣2﹣x2,当x时,||的最大值为,即该函数的“曲径”为,当y=f(x)时,端点A(1,2),B(2,1),直线AB的方程为y=﹣x+3,故||=﹣x+3,当x时,||的最大值为3﹣2,即该函数的“曲径”为3﹣2,当y=f(x)=x时,端点A(1,0),B(2,),直线AB的方程为yx,故||=xxx,当x时,||的最大值为,即该函数的“曲径”为,故函数y=x的曲径最小,故答案为:D.【分析】根据已知中函数的“曲径”的定义,逐一分析四个函数的曲径,比较后,可得答案。三、解答题17.如图,圆锥的顶点为P,底面圆心为O,线段AB和线段CD都是底面圆的直径,且AB⊥CD,取劣弧BC上一点E,使,连结PE.已知,. (1)求该圆锥的体积;(2)求异面直线PE、BD所成角的大小.【答案】(1)解:由勾股定理可知:,所以圆锥的体积为:;(2)解:过做,所以是异面直线PE、BD所成的角(或其补角),因为线段AB和线段CD都是底面圆的直径,且AB⊥CD,所以,即,而,所以,因此,在中,由正弦定理可知:,,由余弦定理可知:,所以,即异面直线PE、BD所成角的大小为.【知识点】棱柱、棱锥、棱台的体积;正弦定理;余弦定理【解析】【分析】(1)利用勾股定理和圆锥体积公式进行求解即可得该圆锥的体积;(2)根据异面直线所成角的定义,结合正弦定理和余弦定理进行求解即可得异面直线PE、BD所成角的大小.18.已知函数,其中.(1)若不等式的解集是,求m的值;(2)若函数在区间上有且仅有一个零点,求m的取值范围.【答案】(1)解:的解集是,得到的解集是,所以,,所以,(2)解:令,因为,所以,当时,,即有,因为函数在区间上有且仅有一个零点,令,根据对勾函数的性质,可得,因为与有且仅有一个交点,根据对勾函数的图象性质,得或,进而可得答案为:【知识点】一元二次方程的解集及其根与系数的关系;函数的零点与方程根的关系【解析】【分析】(1)根据题意,得到,根据韦达定理,直接求解即可得m的值;(2)令,可得,根据对勾函数的性质,即可得到m的取值范围.19.如图,有一块扇形草地OMN,已知半径为R,,现要在其中圈出一块矩形场地ABCD作为儿童乐园使用,其中点A、B在弧MN上,且线段AB平行于线段MN(1)若点A为弧MN的一个三等分点,求矩形ABCD的面积S;(2)当A在何处时,矩形ABCD的面积S最大?最大值为多少?【答案】(1)解:如图,作于点H,交线段CD于点E,连接OA、OB,,,(2)解:设则,,即时,,此时A在弧MN的四等分点处答:当A在弧MN的四等分点处时,【知识点】三角函数中的恒等变换应用【解析】【分析】(1)作于点H,交线段CD于点E,连接OA、OB,求出AB,EH,可得 矩形ABCD的面积S;(2)设,求出AB,EH,可得矩形ABCD的面积S,再求最大值.20.已知椭圆C:,过定点T(t,0)的直线交椭圆于P,Q两点,其中.(1)若椭圆短轴长为2且经过点(-1,),求椭圆方程;(2)对(1)中的椭圆,若,求△OPQ面积的最大值;(3)在x轴上是否存在点S(s,0)使得∠PST=∠QST恒成立?如果存在,求出s,t的关系;如果不存在,说明理由.【答案】(1)解:由题意得,得,所以椭圆方程为,因为点(-1,)在椭圆上,所以,得,所以椭圆方程为(2)解:由题意设直线为,设,由,得,所以,所以,当且仅当,即时取等号,所以△OPQ面积的最大值为(3)解:由题意设直线为,设,由,得,所以,因为∠PST=∠QST,所以,所以,所以,,所以,所以,所以,所以,得,所以x轴上是存在点S(s,0)使得∠PST=∠QST恒成立,此时【知识点】椭圆的标准方程;直线与圆锥曲线的综合问题【解析】【分析】(1)由题意可得,求出,再将点的坐标代入椭圆方程中可求出a2,从而可求得椭圆方程;(2)由题意设直线为,设,将代入椭圆方程中消去x,利用根与系数的关系,从而可表示出,再把前面的式子代入化简可求得△OPQ面积的最大值;(3)由题意设直线为,设,将直线方程代入椭圆方程中消去x,利用根与系数的关系,由∠PST=∠QST,得,, 结合前面的式子化简即可得结果.21.已知a为实数,数列{}满足:①;②.若存在一个非零常数,对任意,都成立,则称数列{}为周期数列.(1)当时,求的值;(2)求证:存在正整数n,使得;(3)设是数列{}的前n项和,是否存在实数a满足:①数列{}为周期数列;②存在正奇数k,使得.若存在,求出所有a的可能值;若不存在,说明理由.【答案】(1)解:当时,,所以;(2)证明:当时,,所以,在数列中直到第一个小于等于3的项出现之前,数列是以为首项,-3为公差的递减的等差数列,即,所以,当足够大时,总可以找到,使,当时,则存在,使得,当时,则存在,使得,综上所述存在正整数n,使得;(3)解:当时,,故此时数列是以2为周期的周期数列,当时,则,由(2)得,存在正整数n,使得,因此此时不存在不存在,所以此时数列数列不是周期数列,所以时,数列是以2为周期的周期数列,,所以,又因,所以,所以,所以存在,使得.【知识点】数列的函数特性;等差数列的通项公式【解析】【分析】(1)根据题意分别求出a1,a2,a3,a4,即可求解出的值;(2)当时,,可知在数列中直到第一个小于等于3的项出现之前,数列是以为首项,-3为公差的递减的等差数列,写出通项公式,可得当n足够大时,总可以找到n,使,当n≤3,易证得;(3)分和两种情况讨论,结合(2)可得当时,不合题意;再根据当时,数列的周期性,即可得出结论.