高一数学试题四
(考试时间:120分钟  试卷满分:150分)
一、选择题(本大题共12小题,每小题5分,共60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. 下列说法正确的是(    )
A. 经过三点确定一个平面   B. 经过一条直线和一个点确定一个平面 C. 四边形确定一个平面     D. 两两相交且不共点的三条直线确定一个平面
x2. 下列哪个函数的定义域与函数fx15的值域相同(    )
A. yx2x
B. ylnx2x
C. y1
x
D. yx1x
3. 已知集合Ax|log1,Bx|2x1x2,则AB(    )
2A. 1,22
B. 12, C. 0, D. 0,2
4. 已知圆锥的侧面展开图是一个半圆,则其母线与底面半径之比为(    ) A. 1
B.
2
C.
3 D. 2
5. 已知函数fxx2xa在区间0,1上有零点,则实数a的取值范围是(    ) A. ,14
B. ,14 C. 2,0 D. 2,0
6. 函数fxax1a0,a1的图象恒过点A,则下列函数中图象不经过点A的是(    )
A. y1x B. yx2
C. y2x1
D. ylog22x
7. 正四面体ABCD中,E,F分别为棱AD,
BC的中点,则异面直线EF与CD所成的角为(    ) A.
6 B.
4 C. 3 D. 2 8. 已知函数ylog21xax3a在2,上为减函数,则实数a的取值范围是(    )
2A. a4 B. a4 C. a4或a4 D. 4a4
9. 某几何体的三视图如图所示,该几何体表面上的点P与点Q在正视图与侧视图上的对应点分别为A,B,则在该几何体表面上,从点P到点Q的路径中,最短路径的长度为(    ) A.
5 B.
6 C. 22 D.
10 10. 已知函数fxlnx1,gxx22x3,用minm,n表示m,n中最小值,设
hxminfx,gx,则函数hx的零点个数为(    )
A. 1
B. 2
C. 3
D. 4
11. 已知gx为偶函数,hx为奇函数,且满足gxhx2x.若存在x1,1,使得不等式mgxhx0有解,则实数m的最大值为(    )
A.
351
B. 35 C. 1 D. -1 12. 无论x,y,z同为三条不同的直线还是同为三个不同的平面,给出下列说法:
①若x//y,x//z,则y//z;②若xy,xz,则yz;
③若xy,y//z,则xz;④若x与y无公共点,y与z无公共点,则x与z无公共点; ⑤若x,y,z两两相交,则交点可以有一个,三个或无数个.其中说法正确的序号为(    ) A. ①③
B. ①③⑤
C. ①③④⑤
D. ①④⑤
二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分) 13. 设函数fxexaexaR,若fx为奇函数,则a______.
14. 一个正四棱锥的侧棱长与底面边长相等,体积为
423,则它的侧面积为______. 15. 已知函数fx为定义在2a,3上的偶函数,在0,3上单调递减,并且
fm2a5fm22m2,则m的取值范围是______.
16. 正四面体ABCD的棱长为4,E为棱BC的中点,过E作其外接球的截面,则截面面积的最小
值为______.
三、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) 17. 如图所示,在正方体ABCDA1B1C1D1中,E、F分别是AB和
AA1的中点.求证:CE,D1F,DA交于一点.
18. 已知函数fxxax2bx1是定义域为R的奇函数. (1)求实数a和b的值,判断并证明函数fx在1,上的单调性;
(2)已知k0,且不等式ft22t3fk10对任意的tR恒成立,求实数k的取值
范围.
19. 食品安全问题越来越引起人们的重视,农药、化肥的滥用对人民群众的健康带来一定的危害,为了给消费者带来放心的蔬菜,某农村合作社每年投入200万元,搭建了甲、乙两个无公害蔬菜大棚,每个大棚至少要投入20万元,其中甲大棚种西红柿,乙大棚种黄瓜,根据以往的种菜经验,发现种西红柿的年收入P、种黄瓜的年收入Q与投入a(单位:万元)满足P8042a,Q14a120.设甲大棚的投入为x(单位:
万元),每年两个大棚的总收益为fx(单位:万元). (1)求f50的值;
(2)试问如何安排甲、乙两个大棚的投入,才能使总收益fx最大?
20. 已知幂函数fxx3ppN*的图象关于y轴对称,且在0,上为增函数. pp(1)求不等式x1232x2的解集;
(2)设gxlogafxaxa0,a1,是否存在实数a,使gx在区间2,3上的最大值为2,若存在,求出a的值,若不存在,请说明理由.
xx21. 已知函数fx4m1319.
(1)当m2时,求函数fx在,0上的值域;
(2)若对任意x0,,总有fx6成立,求实数m的取值范围.
22. 在菱形ABCD中,AB2且ABC60,点M,N分别是棱CD,AD的中点,将四边形ANMC沿着AC转动,使得EF与MN重合,形成如图所示多面体,分别取BF,DE的中点P,
Q.
(1)求证:PQ//平面ABCD;
(2)若平面AFEC平面ABCD,求多面体ABCDFE的体积.
参
一、选择题(本大题共12小题,每小题5分,共60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) 1-5:DBCDC
6-10:ABDCC
11-12:AB
1.【解析】A选项考查公理2,即三点必须不在同一条直线上,才能确定一个平面;B选项如果点在直线上,则该直线和这个点不能确定一个平面;C选项中的四边形有可能是空间四边形,故选D.
x2.【解析】函数fx15的值域为0,,函数yx2x的定义域为R,
函数ylnx2x的定义域为0,;函数yx1x的定义域为,00,,
函数y1
x
的定义域为,00,,故选B.
3.【解析】由Ax|log1x1x|0x2,Bx|2x212x|x2,则
AB0,,故选C.
4.【解析】由已知可得2rl,所以l2r,故
lr2.故选D. 5.【解析】函数fxx2xa的图象的对称轴为x12,故函数在区间0,1上单调递增,再
根据函数fx在0,1上有零点,可得f0a0f12a0,解2a0,故选C.
6.【解析】函数fxyax1a0,a1的图象恒过点A,
即x10,可得x1,那么y1.∴恒过点A1,1.把x1,y1带入各选项,只有A没有经过A点.故选A. 7.【解析】略
8.【解析】gxx2ax3a,则gxx2ax3a0在2,恒成立,且
gxx2ax3a在2,上为增函数,所以
a22且g24a0,所以4a4.故选D.
9.【解析】由题,几何体如图所示
(1)前面和右面组成一面此时PQ222222.
(2)前面和上面在一个平面此时PQ321210,2210,故选C. 10.【解析】作出函数fx和gx的图象如图,两个图象的下面部分图象,由
gxx22x30,得x1,或x3,由fxlnx10,得xe或x1e,∵
ge0,∴当x0时,函数hx的零点个数为3个,故选C.
.【解析】由gxhx2x,及gx为偶函数,hx为奇函数,得gx2x2x112,
2x2x2.由mgxhx0得m2x2x2x2x4xhx14x11224x1,∵y14x1为增函数,∴1234x1,故选A. max512.【解析】由平行于同一直线的两直线平行,平行于同一平面的两平面平行,可得①正确;由垂直于同一直线的两直线平行、相交或异面;垂直于同一平面的两平面相交或平行,可得②错误;由垂直于两平行直线中的一条,也垂直于另一条;垂直于两平行平面中的一个,也垂直于另一个,可得③正确;若一条直线与另两条直线无公共点,可得另两条直线可以相交;若一个平面与另两个平面无公共点,可得另两个平面无公共点;可得④错误.若三条直线两两相交,则交点可以有一个或三个,
若三个平面两两相交,则交点有无数个.故选B. 二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分)
∵正四面体ABCD的棱长为4,∴正方体的棱长为22, 可得外接球半径R满足2R322113. -1            14. 43       15. 12m        16. 4
213.【解析】若函数fxexaex为奇函数,则fxfx,即exaexexaex,2,解得R6.
E为棱BC的中点,过E作其外接球的截面,当截面到球心O的距离最大时,截面圆的面积达最小
值,此时球心O到截面的距离等于正方体棱长的一半,可得截面圆的半径为rR222,得到
即a1exex0对任意的x恒成立,则a10,得a1. 14.【解析】设正四棱锥的侧棱长与底面边长相等为2a,则
SABCD4a2,hPB2BO24a22a22a,
则V1342a3432,则a1,则 S1BCPF侧422a4a2a243a2243.
15.【解析】由题设可得2a30,即a5,故fm21fm22m2可化
fm21fm22m2,又1m213,1m22m23,故
m21m22m2m112,且m12.故应填答案12m2.
16.【解析】将四面体ABCD放置于正方体中,如图所示
可得正方体的外接球就是四面体ABCD的外接球,
截面圆的面积最小值为Sr24.
三、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) 17.【解析】
证明:如图所示,连接CD1、EF、A1B,因为E、F分别是AB和AA1的中点, 所以EF//A1B且EF12A//CD11B.即:EF1,且EF2CD1, 所以四边形CD1FE是梯形,
所以CE与D1F必相交,设交点为P,
则PCE,且PD1F,又CE平面ABCD, 且D1F平面A1ADD1,所以P平面ABCD,
且P平面A1ADD1, 又平面ABCD平面A1ADD1AD,所以PAD,
所以CE、D1F、DA三线交于一点.
18.【解析】
(1)因为fxfx,所以xaxax2bx1x2bx1, ∴ab0,fxxx21, 任取x1,x21,,且x1x2,
fxfxx1x2xx1x1x2112x222x22, 11x2111x21∵x222x10,x1x210,x11x210,
∴fx在1,单调递减.
(2)ft22t3fk1,ft22t3f1k, ∵t22t32,1k1,∴t22t31k, 即kt121, ∵tR,∴k1,0. 19.【解析】
(1)由题可知:甲大棚投入50万元,则乙大棚投入150万元, 所以f5080425014150120277.5. (2)依题意得x20200x2020x180.
故fx14x42x25020x180. 令tx25,65,
则fx12124t42t2504t82282,
当t82,即x128时,fxmax282,
所以投入甲大棚128万元,乙大棚72万元时,总收益最大, 且最大收益为282万元. 20.【解析】
(1)由已知得3p0且pN*,所以p1或p2, 当p2时,fxx3p为奇函数,不合题意, 当p1时,fxx2.
pp11所以不等式x1232x2变为x1232x2, 则0x132x,解得1x23. pp所以不等式x1232x2的解集为1,23.
(2)gxlog2axax,令hxx2ax,由hx0得x,0a,,因为gx在2,3上有定义,所以0a2且a1, 所以hxx2ax在2,3上为增函数,
当1a2时,gxmaxg3loga93a2, 即a23a90,∴a3352,又1a2, ∴a3352. 当0a1时,gxmaxg2loga42a2,
即a22a40,∴a15,此时解不成立.
综上:a3352. 21.【解析】
x(1)当m2时,设t13,∵x,0,∴t1,,
∴ygtt22t4t123,对称轴t1,图像开口向上,
∴gt在t1,为增函数, ∴gt3,∴fx的值域为3,.
∴多面体ABCDFE可以分解为四棱锥BACEF和四棱锥DACEF, 菱形ABCD中,AB2且ABC60知:AC2,BD23,EFxxAC1, 211设梯形EFAC的面积为SEFAC1BD33, EFAC(2)由题意知,fx6在0,上恒成立,即m329,
∴m23x13x在x0,恒成立,则只需当x0,时,
m23x13x,
min设t3x,ht2t1t,由x0,得t1,设1t1t2,则
htt1t211ht2t1t22t0,
1t2所以ht在1,上递增,
ht在1,上的最小值为h11,
所以实数m的取值范围为,1. 22.【解析】
(1)取BE中点R,连接PR,QR,BD,由P,Q分别是BF,DE的中点, ∴PR//EF,QR//BD,
又∵EF//AC,∴PR//平面ABCD,QR//平面ABCD,又∵PRQRR,
∴平面PQR//平面ABCD,又∵PQ平面PQR, ∴PQ//平面ABCD.
(2)连接AC,设AC,BD交于点O, ∴BDAC,又∵平面AFEC平面ABCD, 平面AFEC平面ABCDAC,
∴BD平面AFEC.
2V13ABCDFE3SEFACBD2.
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