2024~2025学年第一学期高三期中调研试卷数学(答案在最后)注意事项学生在答题前请认真阅读本注意事项及各题答题要求:1.本卷共6页,包含单项选择题(第1题~第8题)、多项选择题(第9题~第11题)、填空题(第12题~第14题)、解答题(第15题~第19题).本卷满分150分,答题时间为120分钟.答题结束后,请将答题卡交回.2.答题前,请您务必将自己的姓名、调研序列号用0.5毫米黑色墨水的签字笔填写在答题卡的规定位置.3.请在答题卡上按照顺序在对应的答题区域内作答,在其他位置作答一律无效,作答必须用0.5毫米黑色墨水的签字笔.请注意字体工整,笔迹清楚.一、选择题:本题共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.在复平面内,若i 是虚数单位,复数z 与21i -关于虚轴对称,则z =()A.1i + B.1i-- C.1i-+ D.1i-【答案】C 【解析】【分析】利用复数的除法运算和几何意义求解即可.【详解】()221i 21i 1i 1i +==+--,复数z 与21i-关于虚轴对称,故1i z =-+.故选:C2.若对于任意的实数R x ∈都有cos()sin cos cos sin x x x θθθ-=+成立,则θ的值可能是()A.π4B.π2-C.π4-D.0【答案】A 【解析】【分析】利用两角和差公式和诱导公式求解即可.【详解】cos()sin cos cos sin sin()sin(2)x x x x x θθθθθθ-=+=+=-+,故π22π,Z 2k k θ=+∈,即ππ,Z 4k k θ=+∈,当0k =时,π.4θ=故选:A3.下列说法中不正确的是()A.“1a >”是“2a >”的必要不充分条件B.命题“R x ∀∈,2220x x ++>”的否定是“R x ∃∈,2220x x ++<”C.“若a ,R b ∈,8a b +<,则4a <且4b <”是假命题D.设m ,R n ∈,则“0m =或0n =”是“0mn =”的充要条件【答案】B 【解析】【分析】利用充分性和必要性的定义即可判断选项AD ;利用命题的否定即可判断选项B ;利用赋值法即可判断选项C.【详解】对于A,“1a >”是“2a >”的必要不充分条件,故A 正确;对于B ,命题“R x ∀∈,2220x x ++>”的否定是“R x ∃∈,2220x x ++≤”,故B 错误;对于C ,当5,1a b ==时,满足8a b +<,不满足4a <且4b <,故“若a ,R b ∈,8a b +<,则4a <且4b <”是假命题,故C 正确;对于D ,“0m =或0n =”是“0mn =”的充要条件,故D 正确.故选:B4.在数列{}n a 中,12n n a a n ++=,则数列{}n a 前24项和24S 的值为()A.144 B.312C.288D.156【答案】C 【解析】【分析】根据题意,结合12n n a a n ++=,将{}n a 前24项和24S 转化为等差数列求和问题.【详解】因为12n n a a n ++=,所以()2412324122462610462882S a a a a ⨯+=++++=++++== ,故选:C.5.已知实数0x y >>,则223x x y xy y +-的最小值为()A.12B.9C.6D.3【答案】B 【解析】【分析】将xy 看成一个整体,然后利用换元法结合基本不等式求解即可.【详解】22233,1x y x x x x y xy y y y⎛⎫ ⎪⎝⎭+=+--设1xt y=-,0x y >>,故0t >,()()222131314559t x x t t y xy ytt ++=++=++≥=-,当且仅当14t t =,即12t =时,等号成立.故选:B6.在轴截面顶角为直角的圆锥内,作一内接圆柱,若圆柱的表面积等于圆锥的侧面积,则圆柱的底面半径与圆锥的底面半径的比值为()A.14B.24C.12D.2【答案】D 【解析】【分析】设圆柱和圆锥底面半径分别为r ,R ,由圆柱表面积等于圆锥侧面积建立方程,求半径比.【详解】设圆柱和圆锥底面半径分别为r ,R,因为圆锥轴截面顶角为直角,所以圆锥母线长为,设圆柱高为h ,则h R r R R-=,=-h R r ,由题,()2π2π2πR r r R r ⨯=+⨯-,得22r R =.故选:D .7.已知()()()2R,4sin f x x x ωω∈=-⋅,若存在常数R a ∈,使得()y f x a =+为偶函数,则ω的值可以为()A.3π8 B.π3C.π4D.π2【答案】A 【解析】【分析】求出()y f x a =+的解析式,得()24y x a =+-和()sin y x a ω⎡⎤=+⎣⎦都是偶函数,然后根据偶函数的定义分析求解.【详解】由()()()2R,4sin f x x x ωω∈=-⋅,得()()()24sin x a x f a a x ω+-⋅=++⎡⎤⎣⎦是偶函数,因为()24y x a =+-不可能是奇函数,所以()24y x a =+-和()sin y x a ω⎡⎤=+⎣⎦都是偶函数,()()()2224244y x a x a x a =+-=+-+-为偶函数,则40a -=,即4a =,()()sin 4sin 4y x x ωωω⎡⎤=+=+⎣⎦为偶函数,则π4π2k ω=+,Z k ∈,ππ48k ω=+,Z k ∈,只有1k =时,3π8ω=,故选:A8.已知函数()e e (0)x x f x x ax b ab a =--+>,若()0f x ≥,则1b a-最大值为()A.2e -B.1e - C.eD.2e 【答案】A 【解析】【分析】将()0f x ≥转化为函数y x b =-和e x y a =-的零点相同,然后利用ln b a =,构造函数()ln 1a g a a-=求最值即可.【详解】()()()e e e xxxf x x ax b ab x b a =--+=--,因为0a >,且函数y x b =-和e xy a =-都是增函数,故若()0f x ≥恒成立,则函数y x b =-和e xy a =-的零点相同,即ln b a =.故1ln 1b a aa--=,设()ln 1,a g a a -=则()22ln ,ag a a-'=故在()20,e,()0g a '>,()g a 单调递增;在()2e ,∞+,()0g a '<,()g a 单调递减.故()()22max e e,g a g -==故1b a-最大值为2e -.故选:A二、选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分.9.已知向量(),2a x x =-,()1,b x =-- ,则下列说法中正确的是()A.若a b∥,则2x =-或1B.若a b ⊥,则0x =或-3C.若a b =,则1x =或3D.若1x =-,则向量a ,b夹角的余弦值为5【答案】AC 【解析】【分析】根据向量平行求参判断A 选项,根据向量垂直求参判断B 选项,应用模长相等计算判断C 选项,根据向量坐标的模长公式先求模长再根据夹角余弦公式计算判断D 选项.【详解】A 选项,若//a b,有()22x x --=-,解得1x =或2x =-,A 选项正确;B 选项,若a b ⊥,有()20x x x ---=,解得0x =或3,B 选项错误,;C 选项,若a b = =,解得1x =或3x =,C 选项正确;D 选项,当=1x -时,()1,3a =- ,()1,1b =- ,a =,b = ,4a b ⋅= ,向量a ,b 夹角的余5=,D 选项错误.故选:AC.10.已知ABC V 的内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,下列四个命题中正确的是()A.若ABC V 为锐角三角形,则sin cos B A >B.若60B =︒,2b ac =,则ABC V 是直角三角形C.若cos cos b C c B b +=,则ABC V 是等腰三角形D.若ABC V 为钝角三角形,且3AB =,5AC =,13cos 14C =,则ABC V 的面积为4【答案】AC 【解析】【分析】利用正弦函数的单调性和诱导公式即可判断A 选项;利用余弦定理即可判断B 选项;利用正弦定理边化角即可判断C 选项;利用余弦定理求出7a =或167a =,再进行分类讨论即可判断D 选项.【详解】对于A,若ABC V 为锐角三角形,则π,2A B +>即ππ22B A >>-,故πsin sin cos 2B A A ⎛⎫>-=⎪⎝⎭,故A 正确;对于B ,若60B =︒,2b ac =,则222222cos b a c ac B a c ac ac =+-=+-=,即()22220,0a c ac a c +-=-=,故a c =,且60B =︒,故ABC V 是等边三角形,故B 错误;对于C ,若cos cos b C c B b +=,则sin cos sin cos sin ,B C C B B +=即()sin sin ,B C B +=即s s n n ,i i A B =故A B =,ABC V 是等腰三角形.故C 正确;对于D ,222225913cos 21014a b c a C ab a +-+-===,解得7a =或167a =,且sin 14C ==,当7a =时,cos 0A <,A 为钝角,故1sin 24ABC S ab C ==△,当167a =时,cos 0B <,B 为钝角,故1sin 249ABC S ab C ==V ,故D 错误.故选:AC11.已知α,()βαβ≠是函数32()1f x x ax bx =+++,(),a b ∈R 两个不同的零点,且1αβ⋅=,1x ,2x 是函数()f x 两个极值点,则()A.a b =B.3a >或2a <-C.22(2)a b +-值可能为11D.使得()()1243f x f x +=的a 的值有且只有1个【答案】ACD【解析】【分析】由,αβ是()f x 的零点且1αβ=得()()()(1)f x x x x αβ=--+,展开后与已知比较可得1a b αβ==--,可判断A ,由2()()(1)10x x x a x αβ--=+-+=有两个不等实解,得a 的范围,可判断B ,直接解方程22(2)11a a +-=可判断C ,由韦达定理得出1212,x x x x +,代入124()()3f x f x +=,化为关于a 的方程,引入函数32()299g a a a =-+,由导数确定它的单调性,结合零点存在定理得零点范围,结合B 中范围可判断D .【详解】由已知2()32f x x ax b '=++有两个零点,24120a b ∆=->,又α,()βαβ≠是函数32()1f x x ax bx =+++两个不同的零点且1αβ⋅=,所以()()()(1)f x x x x αβ=--+,即32()(1)()f x x x x αβαβαβαβ=+--+--+32(1)(1)1x x x αβαβ=+--+--+所以1a αβ=--,1b αβ=--,即a b =,A 正确;224124120a b a a ∆=-=->,解得3a >或0a <,(0)10=>f ,322()1(1)[(1)1]f x x ax ax x x a x =+++=++-+,由已知2(1)10x a x +-+=有两个不等实根,αβ,所以21(1)40a ∆=-->,解得3a >或1a <-,所以3a >或1a <-,B 错;222222(2)(2)2442(1)211a b a a a a a +-=+-=-+=-+=,解得12a =-或12a =+,满足3a >或1a <-,C 正确;由2()320f x x ax a '=++=,得1223a x x +=-,123ax x =,322212121212()()()()2f x f x x x a x x a x x +=++++++32121212121222()3()[()2]()2x x x x x x a x x x x a x x =+-+++-+++322282422()2273933a a a a a a =-++--+23422273a a =-+,由2342422733a a -+=整理得322990a a -+=,设32()299g a a a =-+,则2()6186(3)g a a a a a '=-=-,0a <或3a >时,()0g a '>,0<<3a 时,()0g a '<,()g a 在在(,0)-∞和(3,)+∞上递增,在(0,3)上递减,又(0)90,(3)180g g =>=-<,(1)20g -=-<,33(9)29990g =⨯-+>,所以()g a 在(1,0)-,(0,3),(3,)+∞上各有一个零点,又1a <-或3a >,因此()0g a =只在(3,)+∞上在一个解,D 正确.故选:ACD .【点睛】方法点睛:本题考查用导数研究函数的零点,极值,对计算要求较高,对多项式函数1110()n n n n f x a x a x a x a --=++++ ,如果α是它的一个零点,则121210()()()n n n n f x x b x b x b x b α----=-++++ ,因此本题中在已知()f x 有两个乘积为1的零点时,结合常数项可设()()()(1)f x x x x αβ=--+,展开后得出,a b 与,αβ的关系,从而使得问题可解.三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.12.已知函数π()2sin (0)4f x x ωω⎛⎫=+> ⎪⎝⎭在区间[]0,1上的值域为[],m n ,且3n m -=,则ω的值为______.【答案】11π12【解析】【分析】利用整体代入法,结合正弦函数的图像求解即可.【详解】[]0,1x ∈,故πππ,444x ωω⎡⎤+∈+⎢⎥⎣⎦,因为π()2sin 4f x x ω⎛⎫=+⎪⎝⎭在区间0,1上的值域为[],m n ,且3n m -=,故必有2,1,n m ==-,如图所示,则π7π,46ω+=故11π.12ω=故答案为:11π1213.如图,边长为1的正ABC V ,P 是以A 为圆心,以AC 为半径的圆弧 BC 上除点B 以外的任一点,记PAB 外接圆圆心为O ,则AO AB ⋅=______.【答案】12##0.5【解析】【分析】利用三角形外心的性质将AO AB ⋅转化为()AD DO AB +⋅ 即可.【详解】取AB 的中点D ,因为ABC V 为正三角形,故CD 为AB 的中垂线,则PAB 外接圆圆心O 一定在CD 上,如图所示,,故()21122AO AB AD DO AB AD AB AB ⋅=+⋅=⋅== .故答案为:1214.若存在实常数k 和b ,使得函数()f x 和()g x 对其公共定义域上的任意实数x 都满足()()f x kx b g x ≥+≥恒成立,则称直线y kx b =+为()f x 和()g x 的“媒介直线”.已知函数2()(R)f x x x =∈,1()(0)g x x x=<,若()f x 和()g x 之间存在“媒介直线”y kx b =+,则实数b 的范围是______.【答案】[]4,0-【解析】【分析】结合函数图像,利用临界情况,y kx b =+同时与()f x 和()g x 均相切求解即可.【详解】()()f x kx b g x ≥+≥恒成立,即y kx b =+的图像一直在()f x 和()g x 之间,,当y kx b =+同时与()f x 和()g x 均相切时,方程2()f x x kx b ==+和方程1()g x kx b x==+均只有一个解,即20x kx b --=和210kx bx +-=均只有一个解,故224040k b b k ⎧+=⎨+=⎩或2400k b k ⎧+=⎨=⎩,解得0b =或4-,结合图像可知,“媒介直线”y kx b =+的截距[]4,0b ∈-.故答案为:[]4,0-【点睛】思路点睛:本题考查函数新定义,注意理解新定义,然后数形结合,利用临界情况求解即可.四、解答题:本题共5小题,共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.15.已知数列{}n a 是公差大于1的等差数列,23a =,且11a +,31a -,63a -成等比数列,若数列{}n b 前n 项和为n S ,并满足2n n S b n =+,*n N ∈.(1)求数列{}n a ,{}n b 的通项公式.(2)若()()11n n n c a b =--,求数列{}n c 前n 项的和n T .【答案】(1)21n a n =-;12nn b =-(2)()2228.n n T n +=--【解析】【分析】(1)利用等差数列的基本量可求出n a ;利用n S 和n b 的关系,构造出()1121n n b b --=-即可求出n b ;(2)利用错位相减法求解即可.【小问1详解】设等差数列{}n a 的公差为d ,由23a =,且11a +,31a -,63a -成等比数列知:()()()12111315321a d a a d a d +=⎧⎪⎨++-=+-⎪⎩,整理得:251240d d -+=,即2=d 或者25d =,因为公差大于1,故2=d .且131a d =-=,故21n a n =-.数列{}n b 前n 项和为n S ,并满足2n n S b n =+①,且11121b S b ==+,解得11b =-,故当2n ≥时,1121n n S b n --=+-②,①式减②式得:11221n n n n n S S b b b ----==+,即()1121n n b b --=-,故{}1n b -是公比为2的等边数列,则()111122n n n b b --=-⨯=-,故12nn b =-【小问2详解】()()()()()11122212n n n n n c a b n n +=--=--=--,故()345102223212,n n T n +=--⨯-⨯---……则()4562202223212,n n T n +=--⨯-⨯---……故()()3234512222222221212,12n n n n n n T T n n ++++--=-----+-=-+--……故()2228,n n T n +-=-+则()2228.n n T n +=--16.已知向量(sin ,cos )a x x =,,cos )b x x = ,()21f x a b =⋅-.(1)求函数()f x 解析式,写出函数()f x 的最小正周期、对称轴方程和对称中心坐标.(2)试用五点作图法作出函数()f x 在一个周期上的简图(要求列表,描点,连线画图).(3)根据(2)中的图象写出函数()()y f x x =∈R 的单调增区间、最小值及取得最小值时相应x 值的集合.【答案】(1)见解析(2)见解析(3)见解析【解析】【分析】(1)利用向量数量积的坐标公式和三角恒等变换求出()π2sin 26f x x ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,然后利用整体代入法求解即可;(2)利用五点作图法求解即可;(3)根据函数图像求解即可.【小问1详解】向量(sin ,cos )a x x =,,cos )b x x = ,则2ππ2T ==,)2π()212cos cos 12cos 22sin 26f x a b x x x x x x ⎛⎫=⋅-=+-=+=+ ⎪⎝⎭,故()f x 的最小正周期2ππ2T ==,当ππ2=π,62x k k ++∈Z 时,ππ,62k x k =+∈Z ,当π2=π,6x k k +∈Z 时,ππ,122k x k =-+∈Z ,故()f x 的对称轴方程为ππ,62k x k =+∈Z ,对称中心为ππ,0,122k k ⎛⎫-+∈ ⎪⎝⎭Z .【小问2详解】列表:π26x +π2π3π22πxπ12-π65π122π311π12π2sin 26y x ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭0202-0描点,连线,画图得:【小问3详解】由图可知,()f x 的单调增区间为πππ,π,36k k k ⎛⎫-+∈ ⎪⎝⎭Z ;最小值为2-;取最小值时相应x 值的集合为:2ππ,3x x k k ⎧⎫=+∈⎨⎬⎩⎭Z .17.如图①,在平面四边形ABCD 中,CB CD ==,tan CDB ∠=,O 为对角线BD 中点,F 为BC 中点,E 为线段AD 上一点,且BE AO ⊥,CO AB =,AB BD ⊥.(1)求AE 的长.(2)从下面(i )与(ii )中选一个作答,如果两个都作答,则只按第一个解答计分.(i )在平面四边形ABCD 中,以BD 为轴将BCD △向上折起,如图②,当面CBD ⊥面ABD 时,求异面直线OF 与BE 所成角的余弦值.(ii )在平面四边形ABCD 中,以BD 为轴将BCD △向上折起,如图③,当60COE ∠=︒时,求三棱锥C ABD -的体积.【答案】(1(2)见解析【解析】【分析】(1)利用勾股定理和正弦定理结合三角函数求解即可;(2)若选(i ),利用空间向量求解即可;若选(ii ),利用等体积法求解即可.【小问1详解】因为CB CD ==O 为对角线BD 中点,故CO BD ⊥,因为tan CDB ∠=故sin 33CDB CDB ∠=∠=,即sin 3363CO DO CDB CDB CD CD ∠==∠==,解得2CO DO ==,故24,BD DO AB CO ====,则AD ==,AO ==,因为AB BD ⊥,BE AO ⊥,则π2ABE EBO ∠+∠=,π2AOB EBO ∠+∠=,所以ABE AOB ∠=∠,所以6sin sin 3AB ABE AOB AO ∠=∠==,3cos 3ABE ∠=,且6sin sin 3BD BAD ABE AD ∠===∠,故ABE BAD ∠=∠,则在等腰ABE 中,由正弦定理得:sin sin AB AEAEB ABE=∠∠,即22sin 2sin AEABE ABE =∠∠,则2cos AE ABE ===∠.【小问2详解】若选(i ):当面CBD ⊥面ABD 时,因为CO BD ⊥,面CBD ⋂面ABD BD =,CO ⊂面CBD ,故CO ⊥面ABD ,又AB BD ⊥,故以点B 为坐标原点,BD 为x 轴,BA 为y 轴,过点B 做CO 的平行线为z 轴,可以建如图所示空间直角坐标系,由(1)知,12AE AD ==,故E 为AD 中点,则易得()(())0,2,0,,0,0,0,2,0,O F B E则()0,,2,0,OF BE =-=设异面直线OF 与BE 所成角为θ,则2cos cos ,3OF BEOF BE OF BEθ⋅===⋅.若选(ii ):由(1)知,12AE AD ==,故E 为AD 中点,故12OE BA ==,当60COE ∠=︒时,1sin 602COE S CO OE =⋅⋅= ,因为//OE BA ,BD BA ⊥,故BD OE ⊥,且BD CO ⊥,OE CO O ⋂=,故BD ⊥面COE ,因为E 为AD 中点,O 为BD 中点,故4ABD DOE S S = ,则三棱锥C ABD -的体积:144433C ABD C DOE D COE COE V V V S OD ---===⨯⨯=.18.已知函数()ln(1)f x a x =-,2()2g x x x =-.(1)如果函数()f x 在(2,(2))f 处的切线,也是()g x 的切线,求实数a 的值.(2)若()()()F x g x f x =-在11,e 1e⎡⎤++⎢⎥⎣⎦存在极小值()0F x ,试求()0F x 的范围.(3)是否存在实数a ,使得函数2(1)G()(1)2(1)g x x f x x +=+-+有3个零点,若存在,求出所有实数a 的取值集合,若不存在,请说明理由.【答案】(1)2(2)(2e 1,0⎤--⎦(3)()0,1【解析】【分析】(1)利用导数的几何意义求解即可;(2)利用极值点的定义,得出()2021a x =-,然后构造函数求出()0F x 的范围即可;(3)根据G()x 的单调性对a 进行分类讨论,注意1G(G()0x x+=,然后转化为G()x 在()1,+∞上有唯一零点求解即可.【小问1详解】(2)0f =,(),(2)1af x f a x ''==-,故()f x 在(2,(2))f 处的切线为()2y a x =-,()2y a x =-也是()g x 的切线,故方程()222x x a x -=-只有一个解,即()2220x a x a -++=只有一个解,()2280a a +-=,解得2a =.【小问2详解】()2()()()2ln 1F x g x f x x x a x =-=---,()221()2211x a a F x x x x --'=--=--,当0a ≤时,()0F x '>,()F x 无极值点,不符合题意;当0a >时,在1,1⎛+⎝上,()0F x '<,()F x 单调递减;在1⎛⎫++∞ ⎪ ⎪⎝⎭上,()0F x '>,()F x 单调递增;故()F x的极小值点01x =+,则()2021a x =-,故()()()02020002112ln F x x x x x =----,设01t x =-,011,e 1e x ⎡⎤∈++⎢⎥⎣⎦,则1,e e t ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,此时()2201ln 2F x t t t =--,设()221l 2n h t t t t =--,则()4ln h t t t '=-,1,1e t ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭时,()0h t '>,()h t 单调递增;()1,e t ∈时,()0h t '<,()h t 单调递减;()()22131,e e 1,10e e h h h ⎛⎫=-=--= ⎪⎝⎭,故()(2e 1,0h t ⎤∈--⎦,即()(20e 1,0F x ⎤∈--⎦【小问3详解】2(1)1G()(1)2ln 2(1)1g x x x f x a x x x +-=+-=-++,0x >,()()()222144()11a x x a G x x x x x +-'=-=++,当0a ≤时,()0G x '<,G()x 在()0,∞+单调递减,不存在3个零点;当1a ≥时,()()()()22221414()011a x x x xG x x x x x +-+-'=≥≥++,G()x 在()0,∞+单调递增,不存在3个零点;当01a <<时,()()221414()112a x x G x a x x x x x ⎛⎫⎪+-'==- ⎪+ ⎪++⎝⎭,因为12y x x=++在()1,+∞上单调递增,设()412q x a x x=-++,则()qx 在()1,+∞上也是单调递增,且()110q a =-<,当x →+∞,(),0q x a a →>,故存在唯一一个()01,x ∈+∞,使()00q x =,即在()01,x ,()4012q x a x x=-<++,14()012G x a x x x ⎛⎫ ⎪'=-< ⎪ ⎪++⎝⎭,G()x 单调递减;在()0,x +∞,()0qx >,()0G x '>,G()x 单调递增;且G(1)0=,故0G()G(1)0x <=,且224G(e )0e 1aa=>+,故G()x 在()1,+∞有唯一零点,1G()ln 21x x a x x -=-+,故1G()G()0x x+=,当1x >时,101x<<,因为G()x 在()1,+∞有唯一零点,故G()x 在()0,1也有唯一零点,故当01a <<,G()x 有3个零点;综上所述,所有实数a 的取值集合为()0,1.【点睛】关键点点睛:本题的解题过程中,需通过导数分析函数的性质,并将问题转化为函数零点的讨论,充分体现了数学思想方法的应用.在解题时,要特别注意导数符号的变化对函数单调性的影响,确保分类讨论的全面性和严谨性.19.对于任意*N n ∈,向量列{}n a 满足1n n a a d +-=.(1)若1(0,3)a =- ,(1,1)=d ,求n a 的最小值及此时的n a .(2)若(),n n n a x y = ,(,)d s t =,其中n x ,n y ,s ,t R ∈,若对任意*n ∈N ,120n x x x +++≠ ,设函数()||f x x x =,记()()()1212()n nf x f x f x F n x x x +++=+++ ,试判断()F n 的符号并证明你的结论.(3)记1(0,0)a = ,0d ≠,n n c a = ,对于任意*m ∈N ,记123()m S m c c c c =+++ ,若存在实数1c =和2,使得等式123123()m m S m c c c c c c c c c c c c =+++=-+-+-+- 成立,且有()507S m =成立,试求m 的最大值.【答案】(1)min ||n a = ()22,1a =- 或()321,a =-(2)()0F n >,证明见解析(3)30【解析】【分析】(1)利用累加法求出()()()()110,31,11,4n a a n d n n n n =+-=-+--=-- ,进而得到答案;(2)分别在各项均为0的常数列,非零常数列,公差不为0的数列,结合题意证明即可;(3)根据题意构造函数,根据函数的性质建立不等关系,进行求解.【小问1详解】因为1n n a a d +-=对任意*N n ∈成立,所以有21a a d -= 23a a d -= L L L L1n n a a d--= 将上述各式相加得()11n a a n d =+- ,又因为1(0,3)a =- ,(1,1)= d ,所以()()()()110,31,11,4n a a n d n n n n =+-=-+--=--,所以有n a === ,又*N n ∈,当2n =或3n =时,min ||n a = ()21,2a =- 或()32,1a =-.【小问2详解】可判定()0F n >,(1)因为*N n ∈,120n x x x +++≠ 所以数列{}n x 不可能是各项均为0的常数列;(2)当数列{}n x 为非零常数列时,任意*N n ∈,10n x x =≠若1>0x ,则()()()()212111210n n f x f x f x nx F n x x x x nx +++===>+++ ,若10x <,则()()()()212111210n nf x f x f x nx F n x x x x nx +++-===->+++ ,故当数列{}n x 为非零常数列时,()0F n >.(3)当数列{}n x 为公差不为0的数列时,因*N n ∈,120n x x x +++≠ ,若()11202n n n x x x x x ++++=> ①,由等差数列性质有1213210n m n n n m x x x x x x x x --+-+=+=+==+> ,其中2,1,,m n= 又()22,0,0x x f x x x ⎧≥=⎨-<⎩为奇函数,且在R 上单调递增,则由10m n m x x +-+>可得1n m m x x +->-,所以有()()()11m n m n m f x f x f x +-+->-=-,即()()10m n m f x f x +-+->,2,1,,m n = ,所以有()()()()()()()()()12121120n n n n f x f x f x f x f x f x f x f x f x -⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤+++=++++++>⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦ ,即()()()120n f x f x f x +++> ②,所以由①②知()0F n >.同理可证明若()11202n n n x x x x x ++++=< ,利用函数()22,0,0x x f x x x ⎧≥=⎨-<⎩为奇函数,且在R 上单调递增,可证()()()120n f x f x f x +++< ,所以有()0F n >.综上可知()0F n >恒成立.【小问3详解】()()111n a a n d n d =+-=-,所以()1n n c a n d ==- ,即{}n c 为等差数列,所以()()()12310212m m m S m c c c c d d m d d -=+++=++++-=,由题意知()1231231111m m S m c c c c c c c c =+++=-+-+-+- 123|2||2||2||2|507m c c c c =-+-+-+-= ,构造函数()23507f x x d x d x d x m d =-+-+-++-=,则()1215070m m m m f c d c c c c --+=++++-= ,()121111115070m m m m f c d c c c c --+-=-+-+-++--= ,()121222225070m m m m f c d c c c c --+-=-+-+-++--= ,所以函数()f x 至少有三个零点:||,||,1,||2m m m c d c d c d ++-+- 若使得()f x 有三个零点,则存在区间,122m m d d ⎡⎤⎛⎫+ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦ ,使得()f x 为常数,且三个零点均在,122m m d d ⎡⎤⎛⎫+ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦ 内,所以m 必为偶数,且||2d ≥ ,于是有21122(1)02m m m m m d c d c d c d d m d f ⎧⎛⎫≤+-≤+-≤+≤+ ⎪⎪⎝⎭⎪⎨⎛⎫+⎪ ⎪=⎪ ⎪⎝⎭⎩,故有225074d m d ⎧≥⎪⎪⎨⎪=⎪⎩ ,其中()()()2(1)132150722224m d m d m d m m d m f d ⎛⎫+---- ⎪=+++=- ⎪⎝⎭,实际上2(1)15072224m d m m m f f d f d d ⎛⎫+⎛⎫⎛⎫⎛⎫ ⎪==+=- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭ ,化简得224507m ≤⨯,解得31m ≤,又m 为偶数,故m 的最大值为30.【点睛】关键点点睛:本题主要考查了空间向量与数列相结合的知识点,包括数列的通项公式以及求和公式,难度较大,解得本题的关键在于理解题意,然后结合数列的相关知识解答.。