2020-2021年河北省某校高三(上)9月月考数学试卷一、选择题1. 已知集合A ={x|x 2−5x +6≤0},B ={x ∈Z |1<x <5},则A ∩B =( )A.[2,3]B.(1,5)C.{2,3}D.{2,3,4}2. 命题“对于任意x ∈R ,都有e x >0”的否定是( )A.对于任意x ∈R ,都有e x ≤0B.不存在x ∈R ,使得e x ≤0C.存在x 0∈R ,使得e x 0>0D.存在x 0∈R ,都有e x 0≤03. 函数f (x )=ln x +e x (e 为自然对数的底数)的零点所在的区间是( )A.(e,+∞)B.(0,1e )C.(1e ,1)D.(1,e )4. 已知cos α=14,则sin (π2−2α)=( )A.18B.−18C.78D.−785. 已知函数f(x)=kx −2ln x 在区间(1, +∞)上单调递增,则k 的取值范围是( )A.(2,+∞)B.(1, +∞)C.[2,+∞)D.[1, +∞)6. 俗语云:天王盖地虎,宝塔镇河妖.萍乡塔多,皆因旧时萍城多水患,民不聊生.迷信使然,建塔以辟邪镇邪.坐落在萍城小西门汪公潭境内的宝塔岭上就有这么一座“如愿塔”.此塔始建于唐代,后该塔曾因久失修倒塌,在清道光年间重建.某兴趣小组为了测量塔的高度,如图所示,在地面上一点A 处测得塔顶B 的仰角为60∘,在塔底C 处测得A 处的俯角为45∘.已知山岭高CD 为36米,则塔高BC 为( )A.(36√2−36)米B.(36√3−36)米C.(36√6−36)米D.(72√3−36)米7. 函数y=sin(2x+φ)的图象沿x轴向左平移π8个单位后,得到一个偶函数的图象,则φ的一个可能的值为( )A.3π4B.π4C.0D.−π48. 已知函数f(x)=e x−2x−1(其中e为自然对数的底数),则y=f(x)的图象大致为( )A. B.C. D.9. 在平面直角坐标系中,动点M在单位圆上按逆时针方向作匀速圆周运动,每12分钟转动一周.若点M的初始位置坐标为(12,√32),则运动到3分钟时,动点M所处位置的坐标是( )A.(−√32,12) B.(−12,√32) C.(√32,12) D.(−√32,−12)10.定义域为R的可导函数y=f(x)的导函数f′(x),满足f(x)<f′(x),且f(0)=2,则不等式f(x)>2e x的解集为()A.(−∞, 0)B.(−∞, 2)C.(0, +∞)D.(2, +∞)11. 已知△ABC是斜三角形,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若c=2√21,c sin(B+C)+√3a cos(A+B)=0,且sin C+sin(B−A)=5sin2A,则△ABC的面积为( )A.5√34B.54C.5D.5√312. 已知函数f(x)=x22+(m+1)e x+2(m∈R)有两个极值点,则实数m的取值范围为( )A.[−1e , 0] B.(−1−1e, −1) C.(−∞, −1e) D.(0, +∞)二、填空题在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若C=π3,b=√2,c=√3,则A=________.已知函数f(x)=x3−2kx2+x−3在R上不单调,则k的取值范围是________.已知α为锐角,且sin(α+5π6)=−35,则cosα=________.已知函数f(x)=2x+1x2+1,函数g(x)=(12)x−m,若对任意的x1∈[1, 2],存在x2∈[−1, 1],使得f(x1)≥g(x2),则实数m的取值范围为________.三、解答题已知0<β<α<π2,sinα=45,sin(α−β)=√55.(1)求sin2α;(2)求cos(α+β).已知函数f(x)=A sin(ωx+φ)(A>0,ω>0,|φ|<π2)的图象如图所示.(1)求f(x)的解析式;(2)将函数f(x)的图象向右平移π6个单位长度,得到函数y=g(x),设ℎ(x)=g(x)+f (x ),求函数ℎ(x )在[0,π2]上的最大值.设f(x)=a ln x −x +4(a ∈R ),曲线y =f(x)在点(1, f(1))处的切线垂直于y 轴.(1) 求a 的值;(2) 求函数f(x)的极值.如图,在△ABC 中,已知B =π3,AC =4√3,D 为BC 边上一点.(1)若AD =2,S △DAC =2√3,求DC 的长;(2)若AB =AD ,试求△ADC 的周长的最大值.已知函数f (x )=ax 2+b ln x 在x =12处取得极小值12+ln 2. (1)求f (x );(2)令函数g (x )=mx 3−ln x +2,若f (x )≤g (x )对x ∈[1,4]恒成立,求m 的取值范围.已知函数f (x )=ln x −x−1a .(1)当a =1时,求f (x )的最大值;(2)若f (x ) 在区间(2,e )上存在零点,求实数a 的取值范围.参考答案与试题解析2020-2021年河北省某校高三(上)9月月考数学试卷一、选择题1.【答案】C【考点】一元二次不等式的解法交集及其运算【解析】(1)根据题目所给信息进行求解即可.【解答】解:已知集合A={x|x2−5x+6≤0}={x|2≤x≤3},集合B={x∈Z|1<x<5}={2,3,4},则A∩B={2,3} .故选C.2.【答案】D【考点】命题的否定【解析】直接利用全称命题的否定是特称命题,写出结果即可.【解答】解:因为全称命题的否定是特称命题,所以命题“对于任意x∈R,都有e x>0”的否定是:存在x0∈R,都有e x0≤0.故选D.3.【答案】B【考点】函数零点的判定定理【解析】无【解答】解:因为函数f(x)=ln x+e x在(0,+∞)上为增函数,所以若函数f(x)存在零点,零点个数有且只有一个,)=−1+e1e>0,又f(e)=1+e e>0,f(1)=e>0,f(1e且x→0,f(x)→−∞,),使f(x0)=0,所以∃x0∈(0,1e).即f(x)的零点所在的区间是(0,1e故选B .4.【答案】D【考点】二倍角的余弦公式诱导公式【解析】此题暂无解析【解答】解:∵ cosα=14,∴ sin(π2−2α)=cos2α=2cos 2α−1=2×(14)2−1=−78.故选D .5.【答案】C【考点】已知函数的单调性求参数问题利用导数研究函数的单调性【解析】【解答】解:∵ 函数f(x)=kx −2ln x 在区间(1, +∞)上单调递增,∴ 当x >1时,f ′(x)=k −2x ≥0恒成立, 即k ≥2x 在区间(1,+∞)上恒成立.∵ y =2x 在区间(1, +∞)上单调递减, ∴ k ≥2.故选C .6.【答案】B【考点】解三角形【解析】根据题意结合图形,利用三角形的边角关系,即可求出塔高BC 的值.【解答】解:如图所示,在Rt△ACD中,∠CAD=45∘,CD=36米,所以AD=36米;在Rt△ABD中,∠BAD=60∘,所以BD=AD tan∠BAD=36√3米,所以BC=BD−CD=(36√3−36)米.故选B.7.【答案】B【考点】函数y=Asin(ωx+φ)的图象变换正弦函数的奇偶性【解析】利用函数y=A sin(ωx+φ)的图象变换可得函数y=sin(2x+φ)的图象沿x轴向左平移π8个单位后的解析式,利用其为偶函数即可求得答案.【解答】解:令y=f(x)=sin(2x+φ),则f(x+π8)=sin[2(x+π8)+φ]=sin(2x+π4+φ),∵f(x+π8)为偶函数,∴π4+φ=kπ+π2,∴φ=kπ+π4,k∈Z,∴当k=0时,φ=π4.故φ的一个可能的值为π4.故选B.8.【答案】C【考点】函数图象的作法【解析】找出四个选项的区别,用特值法验证.【解答】解:∵f(0)=e0−2×0−1=0,f(1)=e−2−1=e−3<0,∴ 函数图象过(0, 0)点,且在y轴右侧,x轴下方有图象.故选C.9.【答案】A【考点】诱导公式在实际问题中建立三角函数模型【解析】计算出运动3分钟时动点M转动的角,再利用诱导公式可求得结果.【解答】解:如图,动点每12分钟转动一周,则运动到3分钟时,转过的角为312×2π=π2.设点M的初始位置的坐标为(cosα,sinα),则cosα=12,sinα=√32,运动到3分钟时动点M所处位置的坐标是M′(cos(α+π2),sin(α+π2)),由诱导公式可得cos(α+π2)=−sinα=−√32,sin(α+π2)=cosα=12,所以点M′的坐标为(−√32,1 2 ).故选A.10.【答案】C【考点】利用导数研究函数的单调性【解析】根据条件构造函数g(x)=f(x)e x,求函数的导数,利用函数的单调性即可得到结论.【解答】解:设g(x)=f(x)e x,则g′(x)=f′(x)−f(x)e x,∵ f(x)<f′(x),∴ g ′(x)>0,即函数g(x)在定义域内单调递增.∵ f(0)=2,∴ g(0)=f(0)=2.则不等式f(x)>2e x 等价于g(x)>g(0),∵ 函数g(x)在定义域内单调递增.∴ x >0.∴ 不等式的解集为(0, +∞).故选C .11.【答案】D【考点】解三角形余弦定理正弦定理【解析】此题暂无解析【解答】解:由 c sin (B +C )+√3a cos (A +B )=0得:c sin A −√3a cos C =0,由正弦定理,得 sin C sin A =√3sin A cos C ,显然 sin A ≠0 ,所以 tan C =√3,又C ∈(0,π),所以 C =π3. 又sin C +sin (B −A )=5sin 2A ,所以 sin (B +A )+sin (B −A )=5sin 2A ,变形得 2sin B cos A =10sin A cos A .又A ≠π2 ,所以 sin B =5sin A ,所以 b =5a ,由余弦定理得 (2√21)2=b 2+a 2−2ab cos π3=21a 2,解得 a =2,b =10,所以 S △ABC =12ab sin C =12×2×10×√32=5√3.故选D.12.【答案】B【考点】利用导数研究函数的极值【解析】此题暂无解析【解答】解:函数的定义域为R ,f ′(x)=x +(m +1)e x ,∵ 函数f(x)有两个极值点,∴ f ′(x)=x +(m +1)e x 有两个不同的零点,故关于x 的方程−m −1=x e x 有两个不同的解.令g(x)=xe x ,则g ′(x)=1−xe x ,当x ∈(−∞, 1)时,g ′(x)>0,当x ∈(1, +∞)时,g ′(x)<0,∴ 函数g(x)=xe x 在区间(−∞, 1)上单调递增,在区间(1, +∞)上单调递减, 又当x →−∞时,g(x)→−∞,当x →+∞时,g(x)→0,g(1)=1e ,故0<−m −1<1e ,∴ −1−1e <m <−1. 故选B .二、填空题【答案】5π12【考点】正弦定理【解析】由已知利用正弦定理可得sin B =√22,利用大边对大角可得B 为锐角,可得B =π4,根据三角形内角和定理即可解得A 的值.【解答】解:∵ C =π3,b =√2,c =√3, ∴ 由正弦定理b sin B =c sin C ,可得:√2sin B =√3√32, 即sin B =√22. ∵ b <c ,∴ B =π4,∴ A =π−B −C =5π12.故答案为:5π12.【答案】(−∞,−√32)∪(√32,+∞) 【考点】已知函数的单调性求参数问题 【解析】 此题暂无解析 【解答】解:由已知得:f ′(x)=3x 2−4kx +1,因为函数 f(x)=x 3−2kx 2+x −3 在R 上不单调, 所以f ′(x)与x 轴有交点,即Δ=(−4k)2−4×3>0, 解得:k <−√32或k >√32, 故答案为:(−∞,−√32)∪(√32,+∞).【答案】4√3−310 【考点】两角和与差的余弦公式同角三角函数间的基本关系 三角函数值的符号 【解析】 此题暂无解析 【解答】 解:因为sin (α+5π6)=−35,α为锐角,则α+5π6∈(π,4π3),则cos (α+5π6)=−45, 故cos α=cos (α+5π6−5π6)=cos (α+5π6)cos 5π6+sin (α+5π6)sin 5π6=(−45)×(−√32)+(−35)×12=4√3−310. 故答案为:4√3−310. 【答案】[−72, +∞) 【考点】利用导数研究函数的最值利用导数研究不等式恒成立问题 【解析】条件等价于f(x)min≥g(x)min,利用导数可求得f(x)在[1, 2]上单调递增,根据指数函数性质可得g(x)在[−1, 1]上单调递减,进而得到f(1)≥g(1),解得即可【解答】解:对任意的x1∈[1, 2],存在x2∈[−1, 1],使得f(x1)≥g(x2),等价于f(x)min≥g(x)min,令f′(x)=2−2x3=0,解得x=1,且当x>1时,f′(x)>0,则f(x)在[1, 2]上单调递增,所以f(x)min=f(1)=2+1+1=4,又g(x)在[−1, 1]上单调递减,所以g(x)min=g(1)=12−m,则4≥12−m,解得m≥−72.故答案为:[−72, +∞).三、解答题【答案】解:(1)因为0<α<π2,sinα=45,所以cosα=35,从而sin2α=2sinαcosα=2425.(2)由题知,cos2α=1−2sin2α=−725.因为0<β<α<π2,所以0<α−β<π2,所以cos(α−β)=√1−sin2(α−β)=2√55,所以cos(α+β)=cos[2α−(α−β)]=cos2αcos(α−β)+sin2αsin(α−β)=−725×2√55+2425×√55=2√525.【考点】二倍角的正弦公式二倍角的余弦公式两角和与差的余弦公式同角三角函数间的基本关系【解析】【解答】解:(1)因为0<α<π2,sinα=45,所以cosα=35,从而sin2α=2sinαcosα=2425.(2)由题知,cos2α=1−2sin2α=−725.因为0<β<α<π2,所以0<α−β<π2,所以cos(α−β)=√1−sin2(α−β)=2√55,所以cos(α+β)=cos[2α−(α−β)]=cos2αcos(α−β)+sin2αsin(α−β)=−725×2√55+2425×√55=2√525.【答案】解:(1)由图象可得A=2,最小正周期T=4×(7π12−π3)=π,则ω=2πT=2,由f(712π)=2sin(7π6+φ)=−2,又|φ|<π2,则易求得φ=π3,所以f(x)=2sin(2x+π3);(2)由题意知g(x)=2sin[2(x−π6)+π3]=2sin2x,所以ℎ(x)=g(x)+f(x)=2sin(2x+π3)+2sin2x=2sin2x cos π3+2cos2x sinπ3+2sin2x=3sin2x+√3cos2x =2√3sin(2x+π6).因为0≤x≤π2,所以π6≤2x+π6≤7π6,所以ℎ(x)max=2√3.【考点】两角和与差的正弦公式三角函数的最值由y=Asin(ωx+φ)的部分图象确定其解析式正弦函数的图象【解析】此题暂无解析【解答】解:(1)由图象可得A=2,最小正周期T=4×(7π12−π3)=π,则ω=2πT=2,由f(712π)=2sin(7π6+φ)=−2,又|φ|<π2,则易求得φ=π3,所以f(x)=2sin(2x+π3);(2)由题意知g(x)=2sin[2(x−π6)+π3]=2sin2x,所以ℎ(x)=g(x)+f(x)=2sin(2x+π3)+2sin2x=2sin2x cos π3+2cos2x sinπ3+2sin2x=3sin2x+√3cos2x =2√3sin(2x+π6).因为0≤x≤π2,所以π6≤2x+π6≤7π6,所以ℎ(x)max=2√3.【答案】解:(1)∵f(x)=a ln x−x+4,∴f′(x)=ax−1.由于曲线y=f(x)在点(1, f(1))处的切线垂直于y轴,故该切线斜率为0,即f′(1)=a−1=0,∴a=1.(2)由(1)知,f(x)=ln x−x+4(x>0),f′(x)=1x −1=1−xx.令f′(x)>0,解得0<x<1,故f(x)在(0, 1)上为增函数;令f′(x)<0,解得x>1,故f(x)在(1, +∞)上为减函数;故f(x)在x=1处取得极大值f(1)=3.【考点】利用导数研究曲线上某点切线方程利用导数研究函数的极值【解析】(1)求导函数,利用曲线y=f(x)在点(1, f(1))处的切线垂直于y轴,可得f′(1)=0,从而可求a的值;(2)由(1)知,f(x)=ln x−x+4(x>0),f′(x)=1x −1=1−xx,确定函数的单调性,即可求得函数f(x)的极值.【解答】解:(1)∵f(x)=a ln x−x+4,∴ f′(x)=ax −1.由于曲线y =f(x)在点(1, f(1))处的切线垂直于y 轴, 故该切线斜率为0,即f′(1)=a −1=0, ∴ a =1.(2)由(1)知,f(x)=ln x −x +4(x >0), f′(x)=1x −1=1−x x.令f′(x)>0,解得0<x <1,故f(x)在(0, 1)上为增函数; 令f′(x)<0,解得x >1,故f(x)在(1, +∞)上为减函数; 故f(x)在x =1处取得极大值f(1)=3. 【答案】解:(1)∵ S △DAC =2√3,AC =4√3,AD =2, ∴ 12⋅AD ⋅AC ⋅sin ∠DAC =2√3,∴ sin ∠DAC =12,∵ B =π3,∴ ∠DAC <∠BAC <π−π3=2π3,∴ ∠DAC =π6,在△ADC 中,由余弦定理得:DC 2=AD 2+AC 2−2AD ⋅AC cos π6, ∴ DC 2=4+48−2×2×4√3×√32=28,∴ DC =2√7;(2)∵ AB =AD ,B =π3,∴ △ABD 为正三角形,∵ ∠DAC =π3−C ,∠ADC =2π3,在△ADC 中,根据正弦定理,可得:ADsin C =4√3sin 2π3=DCsin (π3−C),∴ AD =8sin C ,DC =8sin (π3−C),∴ △ADC 的周长为AD +DC +AC =8sin C +8sin (π3−C)+4√3 =8(sin C +√32cos C −12sin C)+4√3 =8(12sin C +√32cos C)+4√3=8sin (C +π3)+4√3, ∵ ∠ADC =2π3,∴ 0<C <π3,∴ π3<C +π3<2π3,∴当C+π3=π2,即C=π6时,sin(C+π3)的最大值为1,则△ADC的周长最大值为8+4√3.【考点】三角函数的最值解三角形余弦定理正弦定理【解析】(1)利用三角形的面积公式表示出三角形ADC的面积,把已知的面积,以及AC、AD 的长代入,求出sin∠DAC的值,由B的范围,得到∠BAC的范围,进而确定出∠DAC的范围,利用特殊角的三角函数值求出∠DAC的度数,再由AD,AC及cos∠DAC的值,利用余弦定理即可求出DC的长;(2)由B=π3,AB=AD,得到三角形ABD为等边三角形,可得出∠ADC为2π3,进而得到∠DAC+∠C=π3,用∠C表示出∠DAC,在三角形ADC中,由AC,以及sin∠ADC,sin C,sin∠DAC,利用正弦定理表示出AD及DC,表示出三角形ADC的周长,整理后再利用特殊角的三角函数值及两角和与差的正弦函数公式化为一个角的正弦函数,由∠ADC的度数,得到C的范围,可得出这个角的范围,根据正弦函数的图象与性质得到正弦函数的值域,确定出正弦函数的最大值,即可得到周长的最大值.【解答】解:(1)∵S△DAC=2√3,AC=4√3,AD=2,∴12⋅AD⋅AC⋅sin∠DAC=2√3,∴sin∠DAC=12,∵B=π3,∴∠DAC<∠BAC<π−π3=2π3,∴∠DAC=π6,在△ADC中,由余弦定理得:DC2=AD2+AC2−2AD⋅AC cosπ6,∴DC2=4+48−2×2×4√3×√32=28,∴DC=2√7;(2)∵AB=AD,B=π3,∴△ABD为正三角形,∵∠DAC=π3−C,∠ADC=2π3,在△ADC中,根据正弦定理,可得:ADsin C =4√3sin2π3=DCsin(π3−C),∴AD=8sin C,DC=8sin(π3−C),∴△ADC的周长为AD+DC+AC=8sin C+8sin(π3−C)+4√3=8(sin C +√32cos C −12sin C)+4√3 =8(12sin C +√32cos C)+4√3=8sin (C +π3)+4√3, ∵ ∠ADC =2π3,∴ 0<C <π3, ∴ π3<C +π3<2π3,∴ 当C +π3=π2,即C =π6时,sin (C +π3)的最大值为1, 则△ADC 的周长最大值为8+4√3. 【答案】解:(1)因为f ′(x)=2ax +bx , 所以f ′(12)=a +2b =0,因为f (12)=14a −bln2=12+ln2, 所以a =2,b =−1, 所以f(x)=2x 2−lnx . (2)若f(x)≤g(x),则2x 2−lnx ≤mx 3−lnx +2,即2x 2−mx 3−2≤0对x ∈[1,4]恒成立, 等价于m ≥2x 2−2x 3对x ∈[1,4]恒成立,令ℎ(x)=2x 2−2x 3, 则ℎ′(x)=6−2x 2x 4=2(√3−x)(√3+x)x 4, 令ℎ′(x)>0,得1≤x <√3;令ℎ′(x)<0,得√3<x ≤4,所以ℎ(x) 在[1,√3) 上单调递增,在(√3,4]上单调递减, 所以ℎ(x)max =ℎ(√3)=4√39, 即m ∈[4√39,+∞).【考点】利用导数研究函数的极值 利用导数研究函数的单调性 利用导数研究函数的最值 利用导数研究不等式恒成立问题 【解析】左侧图片未给出解析.左侧图片未给出解析. 【解答】解:(1)因为f ′(x)=2ax +bx ,所以f ′(12)=a +2b =0, 因为f (12)=14a −bln2=12+ln2,所以a =2,b =−1,所以f(x)=2x 2−lnx . (2)若f(x)≤g(x),则2x 2−lnx ≤mx 3−lnx +2,即2x 2−mx 3−2≤0对x ∈[1,4]恒成立, 等价于m ≥2x 2−2x 3对x ∈[1,4]恒成立,令ℎ(x)=2x 2−2x 3, 则ℎ′(x)=6−2x 2x 4=2(√3−x)(√3+x)x 4,令ℎ′(x)>0,得1≤x <√3; 令ℎ′(x)<0,得√3<x ≤4,所以ℎ(x) 在[1,√3) 上单调递增,在(√3,4]上单调递减, 所以ℎ(x)max =ℎ(√3)=4√39, 即m ∈[4√39,+∞).【答案】解:(1)当a =1时,f (x )=ln x −x +1,定义域为(0,+∞) , 则f ′(x )=1x −1,令f ′(x )=0, 解得x =1.当x ∈(0,1)时,f ′(x )>0,f (x )单调递增; 当x ∈(1,+∞)时,f ′(x )<0,f (x )单调递减, 所以f (x )max =f (1)=0. (2)由题意知,方程f (x )=ln x −x−1a=0在(2,e )上有实根.因为ln x ≠0 , 所以方程可转化为a =x−1ln x.设g (x )=x−1ln x,则g ′(x )=ln x−1x(x−1)(ln x )2=ln x+1x−1(ln x )2.设ℎ(x )=ln x +1x −1,则ℎ′(x)=1x −1x2.当2<x<e时,ℎ′(x)>0,所以ℎ(x)在(2,e)上单调递增,所以ℎ(x)>ℎ(2)=ln2−12>0,于是g′(x)>0,所以g(x)在(2,e)上单调递增,所以g(2)<g(x)<g(e),即1ln2<g(x)<e−1.综上所述,实数a的取值范围是(1ln2,e−1).【考点】利用导数研究与函数零点有关的问题利用导数研究函数的最值【解析】此题暂无解析【解答】解:(1)当a=1时,f(x)=ln x−x+1,定义域为(0,+∞),则f′(x)=1x−1,令f′(x)=0,解得x=1.当x∈(0,1)时,f′(x)>0,f(x)单调递增;当x∈(1,+∞)时,f′(x)<0,f(x)单调递减,所以f(x)max=f(1)=0.(2)由题意知,方程f(x)=ln x−x−1a=0在(2,e)上有实根.因为ln x≠0,所以方程可转化为a=x−1ln x.设g(x)=x−1ln x,则g′(x)=ln x−1x(x−1)(ln x)2=ln x+1x−1(ln x)2.设ℎ(x)=ln x+1x−1,则ℎ′(x)=1x −1x2.当2<x<e时,ℎ′(x)>0,所以ℎ(x)在(2,e)上单调递增,所以ℎ(x)>ℎ(2)=ln2−12>0,于是g′(x)>0,所以g(x)在(2,e)上单调递增,所以g(2)<g(x)<g(e),<g(x)<e−1.即1ln2,e−1). 综上所述,实数a的取值范围是(1ln2。