2021年高三数学上学期期中试题(含解析)新人教A 版【试卷综析】试卷贴近中学教学实际,在坚持对五个能力、两个意识考查的同时,注重对数学思想与方法的考查,体现了数学的基础性、应用性和工具性的学科特色.以支撑学科知识体系的重点内容为考点挑选合理背景,考查更加科学.试卷从多视角、多维度、多层次地考查数学思维品质,考查考生对数学本质的理解,考查考生的数学素养和学习潜能.一、选择题(本大题共12小题,每小题5分,共60分. 在每个小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.)【题文】1.函数的定义域是 ( )A. B. C. D. 【知识点】函数定义域的求法. B1【答案解析】C 解析:由231log (21)0021112x x x -≥⇒<-≤⇒<≤,故选C. 【思路点拨】利用偶次根式有意义的条件,以及对数函数单调性求解.【题文】2. 已知向量,,,则“”是“”的( )A .充要条件 B.充分不必要条件C .必要不充分条件 D.既不充分也不必要条件【知识点】向量共线的条件;充分条件;必要条件. F1 A2【答案解析】A 解析:因为向量,,,所以,所以,所以“”是“”的充要条件,故选A.【思路点拨】求的充要条件得结论.【题文】3. 若函数存在零点,则实数的取值范围是 ( )A . B.C . D.【知识点】函数零点的意义. B9【答案解析】A 解析:因为函数存在零点,所以函数,与直线有交点,所以,故选A.【思路点拨】函数的零点就是方程的解,即函数与的交点横坐标.【题文】4.在等差数列中,已知,则 ( )A .10 B. 18 C . 20 D .28【知识点】等差数列. D2【答案解析】C 解析:因为,所以,故选 C.【思路点拨】根据等差数列的通项公式,把已知和所求都化为关于和d 的式子求解.【题文】5.给出如下四个命题:①若“”为真命题,则均为真命题;②“若”的否命题为“若,则”;③“”的否定是“”;④“”是 “”的充要条件.其中不正确的命题是 ( )A .①② B.②③ C .①③ D.③④【知识点】命题及其关系;简易逻辑;含一个量词的命题的否定;充要条件. A2 A3【答案解析】C 解析:若“”为真命题,则p 、q 中至少有一个真命题,故①不正确;命题②显然正确;“”的否定是“”,所以③不正确;显然命题④正确.故选C.【思路点拨】逐一分析各命题的正误的结论.【题文】6.已知函数,则的大小关系是 ( )A . B.C . D.【知识点】函数的奇偶性与单调性. B3 B4【答案解析】B 解析:易得函数f(x)是偶函数,且在恒成立,所以f(x)是上的增函数,所以,故选B.【思路点拨】分析已知函数的奇偶性、单调性得结论.【题文】7.若是的重心,分别是角的对边,则角 ( )A . B. C . D.【知识点】向量的线性运算;余弦定理. F1 C8【答案解析】 D 解析:因为是的重心,所以,同理,()()()1112333BG BA BC AB AC AB AC AB =+=-+-=-,.代入已知等式整理得,又因为不共线,所以,所以22222223 cos2223b c aAbc b+-===,因为,所以,故选D.【思路点拨】利用向量的线性运算及共线向量的性质,得关于a,b,c的方程组,从而用b 表示a,c,然后用余弦定理求解.【题文】8.已知函数在时取得极值,则函数是( )A.奇函数且图象关于点对称 B. 偶函数且图象关于点对称C.奇函数且图象关于点对称 D. 偶函数且图象关于点对称【知识点】函数的性质. C4【答案解析】A 解析:因为函数在时取得极值,所以,所以,所以,故选A.【思路点拨】根据已知条件求得b=-a,代回原函数得,从而得=,由此得结论.【题文】9.函数的部分图象如图所示,若,则等于( )A. B.C. D.【知识点】由函数的图像求其解析式;向量的应用. C4 F1【答案解析】D 解析:因为,所以,而,所以(如图),因为AE=BC=2AB所以,,因为点B的纵坐标是,所以AB=2,AD=6,从而函数的周期为12,所以,故选D.【思路点拨】如图:由,得,因为AE=BC=2AB所以,,因为点B的纵坐标是,所以AB=2,AD=6,从而函数的周期为12,所以.【题文】10.如图,是半径为5的圆上的一个定点,单位向量在点处与圆相切,点是圆上的一个动点,且点与点不重合,则的取值范围是( )A. B. C. D.【知识点】向量数量积的坐标运算. F2 F3【答案解析】B 解析:以O为原点,OA所在直线为y轴建立直角坐标系,则圆O的方程为:,A(0,-5),,设P(x,y),则,所以,所以的取值范围是,故选B.【思路点拨】建立适当直角坐标系,得点P所在圆的方程,及向量的坐标,利用向量数量积的坐标运算求得结论.【题文】11.定义在实数集上的函数满足,.现有以下三种叙述:①是函数的一个周期;②的图象关于直线对称;③是偶函数.其中正确的是 ( )A.②③ B. ①② C.①③ D. ①②③【知识点】函数的性质. B1 B3 B4【答案解析】D 解析:由,所以函数的周期为4,所以①正确;由,所以的图象关于直线对称,所以②正确;因为函数的周期是4,且所以,所以是偶函数,所以③正确.故选D.【思路点拨】根据已知条件可得函数f(x)的周期性、对称轴,从而推得函数的奇偶性. 【题文】12.(理)已知函数,若互不相等,且,则的取值范围是( )A. B. C. D.【知识点】函数性质分析. B1 B8【答案解析】C 解析:设a<b<c则a,b的中点是,所以=1+c,因为当时,,,又互不相等,且令,则,由图像易得当k趋向于0时,c趋向于1,当k趋向于1时,c趋向于xx,所以的取值范围是.故选C.【思路点拨】由图像可知当互不相等且时,若a<b<c,则a,b的中点是,,由此得的取值范围.【题文】(文)已知函数,若,且,使得.则实数的取值范围是( )A. B. C. D.【知识点】函数零点的意义. B9【答案解析】C 解析:根据题意得:函数f(x)有3个零点,即直线y=m与函数有3个不同交点,因为得x=0或-1,可得函数有极大值,极小值,所以实数的取值范围是,故选 C.【思路点拨】把命题转化为:直线y=m与函数有3个不同交点,再通过分析函数g(x)图像的单调性、极值性,得实数的取值范围.第Ⅱ卷(非选择题共90分)二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分.)【题文】13.(理)=_______________________.【知识点】定积分;微积分基本定理. B13【答案解析】解析:.【思路点拨】利用微积分基本定理求解.【题文】(文)已知直线与曲线相切于点,则实数的值为______.【知识点】导数的几何意义. B11【答案解析】3 解析:因为函数的导函数为,所以此函数在点切线的斜率为3+a,所以解得.【思路点拨】根据导数的几何意义求解.【题文】14. 若将函数的图象向右平移个单位,得到的图象关于直线对称,则的最小值为_________.【知识点】平移变换. C4【答案解析】解析:将函数的图象向右平移个单位,得,由这个函数图象关于直线对称得,2(),62212k k k Z ππππϕπϕ-=+⇒=--∈, 因为所以当k=-1时,有最小值.【思路点拨】根据题意得平移后的函数为,此函数图象关于直线对称得,2(),62212k k k Z ππππϕπϕ-=+⇒=--∈,再由得的最小值. 【题文】15.已知,则的值为 .【知识点】三角函数式的求值. C7【答案解析】 解析:因为,所以22222cos 4sin 12tan 124332sin cos tan 44αααααα+++⨯====. 【思路点拨】利用二倍角公式,同角三角函数关系,把所求化为关于的式子即可.【题文】16.以下命题:①若,则;②向量在方向上的投影为;③若中, ,则;④若非零向量,满足,则.所有真命题的序号是______________.【知识点】向量的运算. F1【答案解析】①②④ 解析:因为,所以,或者中至少有一个零向量,所以,故①为真命题;因为,,所以,所以向量在方向上的投影为,故②为真命题;若中, ,则()cos 40cos BC CA BC CA C C π⋅=⋅-=-=-20,故③为假命题;因为,所以,所以,故④为真命题.所以所有真命题的序号是①②④.【思路点拨】逐一分析各命题的正误即可.三、解答题(本大题共5小题,每小题12分,共60分.解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤.)【题文】17.(本小题满分12分)在中,内角的对边分别为且.(Ⅰ)求的值;(Ⅱ)若,求的面积.【知识点】正弦定理;余弦定理. C8【答案解析】(Ⅰ) ;(Ⅱ). 解析:(Ⅰ)由正弦定理可得:2sin sin sin sin60a b cA B C=====︒,所以sin sina bA B+==+. …………………6分(Ⅱ)由余弦定理得,即,又,所以,解得或(舍去),所以…………………12分【思路点拨】(Ⅰ)把正弦定理代入所求得结论;(Ⅱ)由余弦定理及已知以及求得ab值,代入面积公式求的面积.【题文】18. (本小题满分12分)已知集合,,,.(Ⅰ)求;(Ⅱ)若,求的取值范围.【知识点】不等式的解法;集合运算. E2 E3 E4 A1【答案解析】(Ⅰ);(Ⅱ).解析:(Ⅰ),,. …………………6分(Ⅱ)因为小根大于或等于-1,大根小于或等于4,令,则f(1)1m031f(4)4m310,m 1.4m144解之得…………………12分【思路点拨】(Ⅰ)根据绝对值不等式的解法,一元高次不等式的解法,化简集合A、B, 再根据交集、并集的意义求得结论;(Ⅱ)因为,所以集合C不是空集,要使则的两根在区间内,由此得关于m的不等式组求解.【题文】19. (本小题满分12分)已知函数.(Ⅰ)求函数在上的值域;(Ⅱ)若对于任意的,不等式恒成立,求.【知识点】二倍角公式;两角和与差的三角函数;的性质;不等式恒成立问题. C4 C5 C6 E1【答案解析】(Ⅰ)[-3,3];(Ⅱ)解析:(Ⅰ)1)2cos 1(22sin 321cos 4cos sin 34)(2++-=+-=x x x x x x f ,…………………3分∵,∴,∴,∴,即函数在上的值域是[-3,3] .…………6分(Ⅱ)∵对于任意的,不等式恒成立,∴是的最大值,∴由, 解得∴233sin )3322sin()32sin(0==-+=-πππππk x .……12分 【思路点拨】(Ⅰ)利用二倍角公式,两角和与差的三角函数,把已知函数化为:,再由x 范围求函数值域;(Ⅱ)根据题意知是的最大值,由此得关于方程, 所以233sin )3322sin()32sin(0==-+=-πππππk x .【题文】20.(本小题满分12分)已知是公差为的等差数列,它的前项和为,且.(Ⅰ)求公差的值;(Ⅱ)若,是数列的前项和,不等式对所有的恒成立,求正整数的最大值.【知识点】等差数列及其前n 项和;裂项求和法;不等式恒成立问题. D2 D4 E1【答案解析】(Ⅰ);(Ⅱ)6. 解析:(Ⅰ)∵,即,化简得:,解得. ………………4分(Ⅱ)由,∴ =. …………………6分 ∴=11111111(1)2335572121-+-+-+⋅⋅⋅+--+n n =≥, ……………………8分又∵ 不等式对所有的恒成立∴≥,化简得:,解得:.∴正整数的最大值为6.……12分【思路点拨】(Ⅰ)利用等差数列的通项公式、前n 项和公式求解;(Ⅱ)利用裂项求和法求得,再用不等式恒成立的条件得关于m 的不等式,解得m 的最大值.【题文】21.(本小题满分12分)已知函数,函数,其中为自然对数的底数.(Ⅰ)讨论的单调性;(Ⅱ)若,使得不等式成立,试求实数的取值范围;(Ⅲ)当时,对于,求证:.【知识点】导数的应用. B12【答案解析】(Ⅰ)当时,在上为增函数.当时,在上为增函数,在上为减函数;(Ⅱ) ;(Ⅲ) 证明:见解析. 解析:(Ⅰ) 函数的定义域为,.①当时,,在上为增函数.②当时,若,,在上为增函数;若,,在上为减函数.综上所述,当时,在上为增函数.当时,在上为增函数,在上为减函数 . ………4分(Ⅱ) ,使得不等式成立,,使得成立,令,则,当时,,,,,从而在上为减函数, ………8分(Ⅲ)当时,,令,则,,且在上为增函数.设的根为,则,即.当时,,在上为减函数;当时,,在上为增函数,min ()()ln 2ln 22t t t t x t e t e e e t ϕϕ-∴==--=--=+-,,由于在上为增函数,12min 11()()222022t x t e t e ϕϕ∴==+->+->+-= . …………………12分【思路点拨】(Ⅰ)通过讨论a 的取值条件得:定义域上导函数大于0的x 范围是函数的增区间,定义域上导函数小于0的x 范围是函数的减区间;(Ⅱ)命题转化为:,使得成立,所以只需求函数的最大值n ,利用导数求出此最大值,则m<n ; (Ⅲ)即证:时,,利用导数证明此结论.四、选考题(本大题10分.请考生在第22、23、24题中任选一题作答,如果多做,则按所做的第一题记分,做答时请写清题号.)【题文】22.(本小题满分10分)选修4-1:几何证明选讲已知为圆上的四点,直线为圆的切线,,与相交于点.(Ⅰ)求证:平分. (Ⅱ)若求的长. 【知识点】平面几何问题. N1【答案解析】(Ⅰ)证明:见解析;(Ⅱ)3. 解析:(Ⅰ)又切圆于点,,而(同弧),所以,平分.----…5分(Ⅱ)由(1)知,又,又为公共角,所以与相似.,因为所以………10分【思路点拨】(Ⅰ)利用平行线的性质、弦切角与其所夹弧所对圆周角的关系证得结论;(Ⅱ)利用与相似求得结果.【题文】23. (本小题满分10分)选修4-4:坐标系与参数方程已知曲线:(为参数),:(为参数).(Ⅰ)化,的方程为普通方程,并说明它们分别表示什么曲线;(Ⅱ)若上的点对应的参数为,为上的动点,求中点到直线(为参数)距离的最小值. 【知识点】参数方程与普通方程的互化;参数方程的应用. N3【答案解析】(Ⅰ),S是圆心是,半径是1的圆.,是中心是坐标原点,焦点在轴上,长半轴长是8,短半轴长是3的椭圆. (Ⅱ) . 解析:(Ⅰ)222212:(4)(3)1,:1649x yC x y C++-=+=,为圆心是,半径是1的圆.为中心是坐标原点,焦点在轴上,长半轴长是8,短半轴长是3的椭圆. …5分(Ⅱ)当时,.设,则,为直线,到的距离时,取得最小值. .… ………10分【思路点拨】(Ⅰ)消去参数方程中的参数得普通方程;(Ⅱ)求得P点坐标,设出点Q的参数坐标,利用中点坐标公式得点M坐标,把直线化为普通方程,再用点到直线的距离公式求解.【题文】24.(本小题满分10分)选修4-5:不等式选讲已知且.证明:(Ⅰ);(Ⅱ).【知识点】综合法证明不等式. N4【答案解析】(Ⅰ)证明:见解析; (Ⅱ)证明:见解析.解析:(Ⅰ)222222333222∴++≥+++++a b c a b c ab bc ac. ………5分,,,.-----------10分【思路点拨】(Ⅰ)由基础不等式证明结论; (Ⅱ) 由基本不等式证明结论.cx30135 75B7 疷L25139 6233 戳21121 5281 劁I B^33176 8198 膘36302 8DCE 跎22629 5865 塥S。