2022学年山东省济南市章丘区高三(上)期中数学试卷一、选择题:本大题共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. 已知集合A={x|<1},B={x|x2−2x−8>0),则A∩B=()A.(−∞, −2)∪(4, +∞)B.(4, +∞)C.(−2, 0)∪(1, 4)D.(1, 4)2. 复数z=2−i(i为虚数单位)在复平面内对应的点位于()1−2iA.第一象限B.第二象限C.第三象限D.第四象限3. 已知a=log23,b=log48,c=ln2,则实数a,b,c的大小关系是()A.c<a<bB.c<b<aC.b<a<cD.a<b<c4. 已知平面向量=(2, m),=(1,-),且|2-|=|2+|,则|+|=()A.1B.2C.3D.45. “|x−3|<1”是“>1”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6. 函数f(x)=的图象大致为()A. B.C. D.7. 若x>0,y>0,且x+4y=7,则+的最小值为()A.2B.C.D.8. 设f(x)是定义在(−∞, 0)∪(0, +∞)上的函数,f′(x)为其导函数,f(1−2x)=f(2x−1),f(−2)=0,当x>0时,−xf′(x)<f(x),则使得f(x)>0成立的x的取值范围是()A.(−2, 0)∪(0, 2)B.(−∞, −2)∪(2, +∞)C.(−∞, −2)∪(0, 2)D.(0, 2)∪(2, +∞)二、选择题:本大题共4小题,每小题5分,共20分.在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求全部选对的得5分,部分选对的得3分,有选错的得0分若命题“∃x∈R,(k2−1)x2+4(1−k)x+3≤0”是假命题,则k的值可能为()A.−1 B.1 C.4 D.7函数f(x)=Asin(ωx+φ)(ω>0, A>0)的部分图象如图所示,则()A. B. C. D.为了研究某种病毒在特定环境下随时间变化的繁殖情况,得到了一些数据,绘制成散点图,发现用模型y =ce kx 拟合比较合适,令z =lny ,得到z =1.3x +a ,经计算发现x ,z 满足如表:则( ) A.c =e −0.2 B.k =1.3C.c =e 0.2D.k =−1.3已知函数f(x)=,若函数g(x)=[f(x)]2−4f(x)+m +1恰有8个零点,则( ) A.m 的最小值为1 B.m 的最小值为2 C.m 的最大值为3 D.m 无最大值三、填空题:本大题共4小题,每小题5分,共20分.把答案填在答题卡中的横线上.已知sinαcosα=-,α∈(0, π),则cosα−sinα=________.先将函数y =cos(x +φ)(φ∈(0, π))的图象上所有点的横坐标伸长为原来的2倍(纵坐标不变),再向左平移π3个单位长度,所得函数图象关于y 轴对称,则φ=________.在△ABC 中,AC =BC =3,AB =2,点M 和点N 分别是边BC 和边AB 上的点,且满足MC →=2BM →,AN →=NB →,则AM →⋅CN →=________.在△ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,其外接圆的半径为1.若acosA +bcosB +ccosC =,则△ABC 的面积为________.四、解答题:本大题共6小题,共70分.解答应写出文字说明证明过程或演算步骤在①C =π4,②△ABC 的面积为12√3,③BA →⋅BC →=ac −bcsinA 这三个条件中任选一个,补充在下面的问题中,并解答问题.问题:在△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,_____,且asinB +√3bcosA =√3b ,△ABC 的外接圆的半径为4.求△ABC 的周长.某学校为了了解学生暑假期间学习数学的情况,抽取了人数相等的甲、乙两班进行调查,甲班同学每天学习数学的平均时间的频率分布直方图(将时间分成[0, 1),[1, 2),[2, 3),[3, 4),[4, 5),[5, 6]共6组)和乙班同学每天学习数学的平均时间的频数分布表如图所示(单位:小时). 乙班同学学习数学平均时间的频率分布表[5, 6]3(1)从甲班每天学习数学的平均时间在[0, 2)的人中随机选出3人,求3人中恰有1人学习数学的平均时间在[0, 1)范围内的概率;(2)从甲、乙两个班每天学习数学平均时间不小于5个小时的学生中随机抽取4人进一步了解其他情况,设4人中乙班学生的人数为ξ,求ξ的分布列和数学期望.已知向量a →=(cosx, cosx +sinx),b →=(√3sinx, 12cosx −12sinx),且函数f(x)=a →⋅b →.(1)求f(x)的解析式及单调递增区间;(2)若α为锐角,且f(α)=13,求cos2α的值.在△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c .已知b +a(sinC −cosC)=0. (1)求A ;(2)若D为BC边上一点,且AD⊥BC,BC=(2+2)AD,求sin2B.已知函数f(x)=(log2x)2−2log2x+a2.(1)若对任意x∈(0, +∞),f(x)>0恒成立,求a的取值范围;(2)设m>1,若对任意x∈[2, +∞),不等式f(m(2x−2−x))<f(4x+4−x−1)恒成立,求m的取值范围.已知函数f(x)=(e ax−1)lnx(a>0).(1)当a=1时,求曲线y=f(x)在(1, f(1))处的切线与两坐标轴围成的三角形的面积;(2)若关于x的方程f(x)=ax2−ax在[1, +∞)上恰有三个不同的实数解,求a的取值范围.参考答案与试题解析2022学年山东省济南市章丘区高三(上)期中数学试卷一、选择题:本大题共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.【答案】A【考点】交集及其运算【解析】此题暂无解析【解答】此题暂无解答2.【答案】A【考点】复数的代数表示法及其几何意义【解析】本题主要考查复数的运算及复数的几何意义.【解答】解:∵ z=2−i1−2i =(2−i)(1+2i)(1−2i)(1+2i)=45+35i,∴复数z在复平面内对应的点的坐标为(45,35),位于第一象限.故选A.3.【答案】B【考点】对数值大小的比较【解析】此题暂无解析【解答】此题暂无解答4.【答案】C【考点】平面向量数量积的性质及其运算【解析】此题暂无解析此题暂无解答5.【答案】B【考点】充分条件、必要条件、充要条件【解析】此题暂无解析【解答】此题暂无解答6.【答案】C【考点】函数的图象与图象的变换【解析】根据函数奇偶性的概念判断f(x)为奇函数,排除选项B和D;再对比余下两个选项,不妨比较f(1)与0的大小关系.【解答】取x=1,则f(1)=,排除选项A,故选:C.7.【答案】B【考点】基本不等式及其应用【解析】此题暂无解析【解答】此题暂无解答8.【答案】B【考点】利用导数研究函数的单调性【解析】根据题意构造函数g(x)=xf(x),由求导公式和法则求出g′(x),结合条件判断出g′(x)的符号,即可得到函数g(x)的单调区间,根据f(x)是偶函数判断出g(x)是奇函数,由f(−2)=0求出g(−2)=g(2)=0,结合函数g(x)的单调性、奇偶性将问题转化为g(x)>g(2),求出不等式成立时x的取值范围即可.由题意设g(x)=xf(x),则g′(x)=xf′(x)+f(x),∵当x>0时,有xf′(x)+f(x)>0,∴则当x>0时,g′(x)>0,∴函数g(x)=xf(x)在(0, +∞)上为增函数,∵f(1−2x)=f(2x−1),故函数f(x)是偶函数,∴g(−x)=(−x)f(−x)=(−x)[f(x)]=−xf(x)=−g(x),∴函数g(x)为定义域上的奇函数,由f(−2)=0得,g(−2)=−g(2)=0,f(x)>0即x>0时,g(x)>0=g(2),解得:x>2,x<0时,g(x)<0,解得:x<−2∴使得f(x)>0成立的x的取值范围是:(−∞, −2)∪(2, +∞),二、选择题:本大题共4小题,每小题5分,共20分.在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求全部选对的得5分,部分选对的得3分,有选错的得0分【答案】B,C【考点】全称命题与特称命题全称量词与存在量词【解析】此题暂无解析【解答】此题暂无解答【答案】A,B,C,D【考点】由y=Asin(ωx+φ)的部分图象确定其解析式【解析】此题暂无解析【解答】此题暂无解答【答案】A,B【考点】求解线性回归方程【解析】此题暂无解析【解答】此题暂无解答【答案】B,D【考点】函数的零点与方程根的关系此题暂无解析【解答】此题暂无解答三、填空题:本大题共4小题,每小题5分,共20分.把答案填在答题卡中的横线上. 【答案】-【考点】同角三角函数间的基本关系【解析】此题暂无解析【解答】此题暂无解答【答案】5π6【考点】函数y=Asin(ωx+φ)的图象变换【解析】由题意利用函数y=Asin(ωx+φ)的图象变换规律,三角函数的图象的对称性,求得φ的值.【解答】先将函数y=cos(x+φ)(φ∈(0, π))的图象上所有点的横坐标伸长为原来的2倍(纵坐标不变),可得y=cos(12x+φ)的图象;再向左平移π3个单位长度,可得函数y=cos(12x+π6+φ)的图象,根据所得函数图象关于y轴对称,可得π6+φ=kπ,k∈Z,则φ=5π6,【答案】−8 3【考点】平面向量数量积的性质及其运算【解析】画出图形,利用已知条件表示所求向量的数量积的向量,然后利用数量积公式求解即可.【解答】在△ABC 中,AC =BC =3,AB =2,点M 和点N 分别是边BC和边AB 上的点,且满足MC →=2BM →,AN →=NB →,如图: AM →=13AC →+23AB →,CN →=12CA →+12CB →, 则AM →⋅CN →=(13AC →+23AB →)⋅(12CA →+12CB →) =−16AC →2+13AB →⋅CA →+16AC →⋅CB →+13AB →⋅CB →=−16×32−13×3×2×13+16×3×3×(−32+32−222×3×3)+13×2×3×13=−83. 【答案】【考点】 正弦定理 【解析】 此题暂无解析 【解答】 此题暂无解答四、解答题:本大题共6小题,共70分.解答应写出文字说明证明过程或演算步骤 【答案】因为asinB +√3bcosA =√3b ,由正弦定理可得sinAsinB +√3sinBcosA =√3sinB , 因为sinB ≠0,所以sinA +√3cosA =√3,可得sin(A +π3)=√32, 因为A ∈(0, π),A +π3∈(π3, 4π3),所以A +π3=2π3,可得A =π3, 由于△ABC 的外接圆的半径R =4, 由正弦定理可得√32=8,解得a =4√3,若选①:C =π4,可得B =π−A −C =5π12,由正弦定理可得√2+√64=√22=8,解得△ABC 的周长为a +b +c =4√3+2√6+6√2; 若选②:△ABC 的面积为12√3=12bcsinA =√34bc ,解得bc =48,又由余弦定理可得48=b 2+c 2−bc =(b +c)2−3bc =(b +c)2−3×48,解得b +c =8√3,解得△ABC 的周长为a +b +c =4√3+8√3=12√3; 若选③:BA →⋅BC →=ac −bcsinA ,可得accosB =ac −bcsinA ,即acosB =a −bsinA , 由正弦定理可得sinAcosB =sinA −sinBsinA ,由于A =π3, 可得sinB +cosB =√2sin(B +π4)=1,可得sin(B +π4)=√22, 因为B +π4∈(π4, 5π4),可得B +π4=3π4,解得B =π2,C =π−A −B =π6,由正弦定理可得b =8sinB =8,c =8sinC =4, 解得△ABC 的周长为a +b +c =12+4√3. 【考点】余弦定理 正弦定理 【解析】由正弦定理,两角和的正弦公式化简已知等式,结合sinB ≠0,可得sin(A +π3)=√32,结合范围A +π3∈(π3, 4π3),可求A 的值,进而利用正弦定理可求a 的值,若选①:利用三角形内角和定理可求B ,由正弦定理可求b ,c 的值,即可解得△ABC 的周长;若选②:利用三角形的面积公式可得bc =48,由余弦定理可解得b +c =8√3,即可得解△ABC 的周长;若选③:利用平面向量数量积的运算,正弦定理,两角和的正弦公式可求sin(B +π4)=√22,结合范围B +π4∈(π4, 5π4),可求得B =π2,利用三角形内角和定理可求C ,由正弦定理可得b ,c 的值,即可得解△ABC 的周长. 【解答】因为asinB +√3bcosA =√3b ,由正弦定理可得sinAsinB +√3sinBcosA =√3sinB , 因为sinB ≠0,所以sinA +√3cosA =√3,可得sin(A +π3)=√32, 因为A ∈(0, π),A +π3∈(π3, 4π3), 所以A +π3=2π3,可得A =π3, 由于△ABC 的外接圆的半径R =4, 由正弦定理可得√32=8,解得a =4√3,若选①:C =π4,可得B =π−A −C =5π12,由正弦定理可得√2+√64=√22=8,解得△ABC 的周长为a +b +c =4√3+2√6+6√2; 若选②:△ABC 的面积为12√3=12bcsinA =√34bc ,解得bc =48,又由余弦定理可得48=b 2+c 2−bc =(b +c)2−3bc =(b +c)2−3×48,解得b +c =8√3,解得△ABC 的周长为a +b +c =4√3+8√3=12√3; 若选③:BA →⋅BC →=ac −bcsinA ,可得accosB =ac −bcsinA ,即acosB =a −bsinA , 由正弦定理可得sinAcosB =sinA −sinBsinA ,由于A =π3, 可得sinB +cosB =√2sin(B +π4)=1,可得sin(B +π4)=√22, 因为B +π4∈(π4, 5π4),可得B +π4=3π4,解得B =π2,C =π−A −B =π6, 由正弦定理可得b =8sinB =8,c =8sinC =4, 解得△ABC 的周长为a +b +c =12+4√3. 【答案】易知乙班人数共有50人,即甲班共有50人.甲班在[0, 2)中的人数有50×(0.04+0.08)×1=6(人),在[0, 1)中的人数有50×0.04=2(人).令A =事件“3人中恰有1人学习数学“,故P(A)=.即3人中恰有1人学习数学的平均时间在[0, 1)范围内的概率为0.6.甲班中每天学习数学时间不小5小时的人数为50×0.08=4(人),乙班有3人. 故甲乙两班每天学习数学不小于5小时的人数共有4+3=7人.从这7人中任取4人,设4人中乙班学生的人数为ξ,ξ的可能取值为0,1,2,3.;;;.故ξ的分布列为:123故期望Eξ==.【考点】离散型随机变量的期望与方差 离散型随机变量及其分布列 【解析】(1)先利用组合数公式求出从全部人数、[0, 1)中求出任选3人的取法数,然后再利用概率公式计算概率;(2)先求出两个班中每天学习数学平均时间不小于5个小时的人数,然后再求出ξ取值的所有情况,且求出对应的概率,最后列出分布列、求出期望值. 【解答】易知乙班人数共有50人,即甲班共有50人.甲班在[0, 2)中的人数有50×(0.04+0.08)×1=6(人),在[0, 1)中的人数有50×0.04=2(人).令A =事件“3人中恰有1人学习数学“,故P(A)=.即3人中恰有1人学习数学的平均时间在[0, 1)范围内的概率为0.6.甲班中每天学习数学时间不小5小时的人数为50×0.08=4(人),乙班有3人. 故甲乙两班每天学习数学不小于5小时的人数共有4+3=7人.从这7人中任取4人,设4人中乙班学生的人数为ξ,ξ的可能取值为0,1,2,3.;;;.故ξ的分布列为:123故期望Eξ==.【答案】f(x)=a →⋅b →=√3cosxsinx +12(cosx +sinx)(cosx −sinx)=√32sin2x +12cos2x =sin(2x +π6),令−π2+2kπ≤2x +π6≤π2+2kπ,k ∈Z , 得−π3+kπ≤x ≤π6+kπ,k ∈Z ,所以函数f(x)的单调递增区间为[−π3+kπ,π6+kπ](k ∈Z). 因为α为锐角,所以2α+π6∈(π6,7π6),又因为0<f(α)=sin(2α+π6)=13<12, 所以2α+π6∈(π2,π),所以cos(2α+π6)=−2√23,所以cos2α=cos[(2α+π6)−π6]=cos(2α+π6)cos π6+sin(2α+π6)sin π6=1−2√66. 【考点】平面向量数量积的性质及其运算 两角和与差的三角函数 【解析】(1)利用向量的数量积以及两角和与差的三角函数化简函数的解析式,通过正弦函数的单调性求解函数的单调增区间即可. (2)利用函数的解析式求解cos(2α+π6)=−2√23,然后利用二倍角公式求解即可. 【解答】f(x)=a →⋅b →=√3cosxsinx +12(cosx +sinx)(cosx −sinx)=√32sin2x +12cos2x =sin(2x +π6),令−π2+2kπ≤2x +π6≤π2+2kπ,k ∈Z , 得−π3+kπ≤x ≤π6+kπ,k ∈Z ,所以函数f(x)的单调递增区间为[−π3+kπ,π6+kπ](k ∈Z).因为α为锐角,所以2α+π6∈(π6,7π6),又因为0<f(α)=sin(2α+π6)=13<12, 所以2α+π6∈(π2,π), 所以cos(2α+π6)=−2√23,所以cos2α=cos[(2α+π6)−π6]=cos(2α+π6)cosπ6+sin(2α+π6)sinπ6=1−2√66.【答案】因为b+a(sinC−cosC)=0,所以sinB+sinA(sinC−cosC)=0,所以sinAcosC+cosAsinC+sinAsinC−sinAcosC=5,即cosAsinC+sinAsinC=0,因为0<C<π,所以sinC≠2,则tanA=−1,因为0<A<π,所以A=.因为AD⊥BC,所以S△ABC=bcsinA=,即bc=a⋅AD,因为BC=(2+2)AD,所以AD=,所以a2=(4+)bc,由余弦定理可得a2=b7+c2−2bccosA,则(6+2+c8+bc2=5,即b=c,因为A=,所以B==.【考点】余弦定理正弦定理【解析】此题暂无解析【解答】此题暂无解答【答案】可令t=log2x,则y=t2−2t+a2,由x>0,可得t∈R,对任意x∈(2, +∞),等价为t∈R2−2t+a7>0恒成立,则△=4−5a2<0,解得a>5或a<−1;令t=log2x,因为x≥5,因为y=t2−2t+a7的对称轴为t=1,所以y=t2−3t+a2在[1, +∞)递增,+∞)递增,因为x≥8,所以2x−2−x≥>2,4x+2−x−1>2,因为m>8,所以m(2x−2−x)>8,因为f(m(2x−2−x))<f(4x+4−x−1),所以m(5x−2−x)<4x+3−x−1,即m<,因为4x+4−x−2=(2x−2−x)4+1,所以m<2x−8−x+,因为2x−2−x≥,所以2x−2−x+≥+=,故m<,因为m>1,所以m的取值范围是(4,).【考点】函数恒成立问题【解析】此题暂无解析【解答】此题暂无解答【答案】当a=1时,f(x)=(e x−1)lnx,可得f(1)=0,f(x)的导数f′(x)=e x lnx+e x−1lnx,所以切线的斜率为k=f′(1)=e−1,则切线的方程为y=(e−1)(x−1),该切线与x轴的交点为(1, 0),与y轴的交点为(0, 1−e),所以所求三角形的面积为12×1×(e−1)=e−12;显然x=1为方程f(x)=ax2−ax的根,当x>0且x≠1时,原方程等价于e ax−1ax=x−1lnx=e lnx−1lnx,设g(x)=e x−1x(x>0),g′(x)=(x−1)e x+1x2,设ℎ(x)=1+(x−1)e x(x>0),ℎ′(x)=xe x>0,可得ℎ(x)在(0, +∞)递增,则ℎ(x)>ℎ((0)=0,即g′(x)>0,g(x)在(0, +∞)递增,原方程等价于g(ax)=g(lnx),只需ax=lnx在(1, +∞)上有两个不等实根.故只需ax=lnx在(1, +∞)上有两个不等的实根.则a=lnxx(x>1),设k(x)=lnxx (x>1),k′(x)=1−lnxx2,可得k(x)在(1, e)递增,在(e, +∞)递减,则k(x)的最大值为k(e)=1e,又k(1)=0,所以a的范围是(0, 1e).【考点】利用导数研究曲线上某点切线方程函数的零点与方程根的关系【解析】(1)求得a=1时,f(x)的导数,可得切线的斜率和方程,可得切线与x,y轴的交点,由三角形的面积公式,可得所求值;(2)显然x=1为方程f(x)=ax2−ax的根,当x>0且x≠1时,原方程等价于e ax−1 ax =x−1lnx=e lnx−1lnx,构造函数g(x)=ex−1x(x>0),求得导数,判断单调性,可得原方程即为ax=lnx,由参数分离和构造新函数,求得导数和最值,即可得到所求范围.【解答】当a=1时,f(x)=(e x−1)lnx,可得f(1)=0,f(x)的导数f′(x)=e x lnx+e x−1lnx,所以切线的斜率为k=f′(1)=e−1,则切线的方程为y=(e−1)(x−1),该切线与x轴的交点为(1, 0),与y轴的交点为(0, 1−e),所以所求三角形的面积为12×1×(e−1)=e−12;显然x=1为方程f(x)=ax2−ax的根,当x>0且x≠1时,原方程等价于e ax−1ax=x−1lnx=e lnx−1lnx,设g(x)=e x−1x(x>0),g′(x)=(x−1)e x+1x2,设ℎ(x)=1+(x−1)e x(x>0),ℎ′(x)=xe x>0,可得ℎ(x)在(0, +∞)递增,则ℎ(x)>ℎ((0)=0,即g′(x)>0,g(x)在(0, +∞)递增,原方程等价于g(ax)=g(lnx),只需ax=lnx在(1, +∞)上有两个不等实根.故只需ax=lnx在(1, +∞)上有两个不等的实根.则a=lnxx(x>1),设k(x)=lnxx (x>1),k′(x)=1−lnxx2,可得k(x)在(1, e)递增,在(e, +∞)递减,则k(x)的最大值为k(e)=1e,又k(1)=0,所以a的范围是(0, 1e).。