2020-2021學(xué)年上海市浦東新區(qū)建平中學(xué)高一(下)期末數(shù)學(xué)試卷_第1頁
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第1頁(共1頁)2020-2021學(xué)年上海市浦東新區(qū)建平中學(xué)高一(下)期末數(shù)學(xué)試卷一、填空題1.函數(shù)f(x)=sin(﹣2x)的最小正周期為.2.若復(fù)數(shù)z滿足(1+i)z=i(i為虛數(shù)單位),則Imz=.3.設(shè)A(2,3),B(﹣1,5),且,則點D的坐標(biāo)是.4.已知數(shù)列{an}的前n項和Sn=n2+n,則該數(shù)列的通項公式an=.5.已知,,則在向上的數(shù)量投影為.6.已知,則=.7.關(guān)于x的方程x2+mx+2=0(m∈R)的一個根是x=1+ni(n>0),則=.8.i是虛數(shù)單位,則=.9.如圖,在三角形ABC中,點D是邊BC的中點,O是AD的中點,若BO=AD=2,則=.10.定義:復(fù)數(shù)b+ai是z=a+bi(a,b∈R)的轉(zhuǎn)置復(fù)數(shù),記為z'=b+ai.若,則的最大值為.11.定義兩個平面向量的一種新運算:sin<,>,其中<,>表示,的夾角.對于平面上的任意,,向量,λ∈R,下列運算性質(zhì)一定成立的是.①若,則與共線;②;③;④.12.△ABC中,三邊a,b,c滿足成等差數(shù)列,三角A,B,C滿足sinB=cosA?sinC,且,若存在動點P滿足,且,則xy的最大值為.二、選擇題13.設(shè)a,b∈R,i是虛數(shù)單位,則“ab=0”是“復(fù)數(shù)a+為純虛數(shù)”的()A.充要條件 B.充分不必要條件 C.必要不充分條件 D.既不充分也不必要條件14.已知向量,則下列能使成立的一組向量是()A. B. C. D.15.設(shè)復(fù)數(shù)z滿足條件argz∈(π,π),則對應(yīng)復(fù)平面上的點位于第()象限A.一 B.二 C.三 D.四16.如圖所示,半徑為1的圓O始終內(nèi)切于直角梯形ABCD,則當(dāng)AD的長度增加時,以下結(jié)論:①越來越??;②保持不變.它們成立的情況是()A.①②都正確 B.①②都錯誤 C.①正確,②錯誤 D.①錯誤,②正確三、解答題17.設(shè){an}是公比大于1的等比數(shù)列,Sn為數(shù)列{an}的前n項和.已知S3=7,且a1+3,3a2,a3+4構(gòu)成等差數(shù)列.(1)求數(shù)列{an}的通項公式;(2)令bn=log2an(n≥1),求數(shù)列{bn}的前n項和Tn.18.已知向量,不共線,t為實數(shù).(Ⅰ)若=,=t,=(+),當(dāng)t為何值時,A,B,C三點共線;(Ⅱ)若||=||=1,且與的夾角為120°,實數(shù)x∈[﹣1,],求|﹣x|的取值范圍.19.已知復(fù)數(shù)z1=sin2x﹣ti,,i為虛數(shù)單位,t,a,x∈R,且z1=z2.(1)若t=0且,求x的值;(2)設(shè)t=f(x),已知,求.20.已知x∈R,,.(1)記函數(shù),求函數(shù)f(x)取最大值時x的取值范圍;(2)求證:與不平行;(3)設(shè)△ABC的三邊a、b、c滿足b2=ac,且邊b所對應(yīng)的角為x,關(guān)于x的方程有且僅有一個實根,求實數(shù)t的范圍.21.對于一組復(fù)數(shù)z1,z2,z3,…,zn(n∈N,n≥3),令Sn=z1+z2+z3+……+zn,如果存在zp(p∈{1,2,3,……,n}),使得|zp|≥|Sn﹣zp|,那么稱zp是該復(fù)數(shù)組的“M復(fù)數(shù)”.(1)設(shè)zn=n+(n﹣x)i(n∈{1,2,3}),若z3是復(fù)數(shù)組z1,z2,z3的“M復(fù)數(shù)”,求實數(shù)x的取值范圍;(2)已知z1=i,z2=1+i,是否存在復(fù)數(shù)z3使得z1,z2,z3均是復(fù)數(shù)組z1,z2,z3的“M復(fù)數(shù)”?若存在,求出所有的z3,若不存在,說明理由;(3)若,復(fù)數(shù)組z1,z2,z3,…,zn是否存在“M復(fù)數(shù)”?給出你的結(jié)論并說明理由.

2020-2021學(xué)年上海市浦東新區(qū)建平中學(xué)高一(下)期末數(shù)學(xué)試卷參考答案與試題解析一、填空題1.函數(shù)f(x)=sin(﹣2x)的最小正周期為π.【分析】利用y=Asin(ωx+φ)+b的最小正周期為,的出結(jié)論.【解答】解:函數(shù)f(x)=sin(﹣2x)的最小正周期為==π,故答案為:π.【點評】本題主要考查三角函數(shù)的周期性,利用了y=Asin(ωx+φ)+b的最小正周期為,屬于基礎(chǔ)題.2.若復(fù)數(shù)z滿足(1+i)z=i(i為虛數(shù)單位),則Imz=.【分析】利用復(fù)數(shù)的運算法則、虛部的定義即可得出.【解答】解:∵(1+i)z=i(i為虛數(shù)單位),∴(1﹣i)(1+i)z=i(1﹣i),化為:2z=1+i,即z=+i,則Imz=,故答案為:.【點評】本題考查了復(fù)數(shù)的運算法則、虛部的定義,考查了推理能力與計算能力,屬于基礎(chǔ)題.3.設(shè)A(2,3),B(﹣1,5),且,則點D的坐標(biāo)是(﹣7,9).【分析】利用向量的運算法則即可得出.【解答】解:∵,∴=(2,3)+3[(﹣1,5)﹣(2,3)]=(﹣7,9).故答案為(﹣7,9).【點評】熟練掌握向量的運算法則是解題的關(guān)鍵.4.已知數(shù)列{an}的前n項和Sn=n2+n,則該數(shù)列的通項公式an=2n.【分析】由數(shù)列的前n項和求得首項,再由an=Sn﹣Sn﹣1(n≥2)求得an,驗證首項后得答案.【解答】解:由Sn=n2+n,得a1=S1=2,當(dāng)n≥2時,an=Sn﹣Sn﹣1=(n2+n)﹣[(n﹣1)2+(n﹣1)]=2n.當(dāng)n=1時上式成立,∴an=2n.故答案為:2n.【點評】本題考查了由數(shù)列的前n項和求數(shù)列的通項公式,是基礎(chǔ)題.5.已知,,則在向上的數(shù)量投影為4.【分析】根據(jù),,求出,再求出投影即可.【解答】解:∵,,∴()?=2||2﹣=8﹣=0,∴=8,∴向量在向量方向上的數(shù)量投影||cos<,>===4.故答案為:4.【點評】本題主要考查向量投影的計算,根據(jù)向量投影的定義轉(zhuǎn)化為向量數(shù)量積是解決本題的關(guān)鍵,是基礎(chǔ)題.6.已知,則=.【分析】由得3=4﹣得3﹣3=﹣,即3=,結(jié)合=﹣可解決此題.【解答】解:由得3=4﹣得3﹣3=﹣,即3=,∴3(﹣)=,得3=4,∴=.故答案為:.【點評】本題考查平面向量加減運算、數(shù)乘運算,考查數(shù)學(xué)運算能力,屬于基礎(chǔ)題.7.關(guān)于x的方程x2+mx+2=0(m∈R)的一個根是x=1+ni(n>0),則=﹣2.【分析】把x=1+ni代入已知方程x2+mx+2=0,結(jié)合n>0,根據(jù)復(fù)數(shù)相等的條件可得關(guān)于m、n的方程,可求m、n,進(jìn)而可求.【解答】解:∵x2+mx+2=0(m∈R)的一個根是1+ni(n∈R+),∴(1+ni)2+m(1+ni)+2=0,整理可得,(3﹣n2+m)+(m+2)ni=0,∵n>0,根據(jù)復(fù)數(shù)相等的條件可得,m+2=0,3+m﹣n2=0,∴m=﹣2,n=1,則m+n=﹣1,∴=﹣2.故答案為:﹣2.【點評】本題主要考查了復(fù)數(shù)相等條件的簡單應(yīng)用及基本運算,屬于基礎(chǔ)題8.i是虛數(shù)單位,則=﹣i.【分析】利用復(fù)數(shù)的運算法則、復(fù)數(shù)的周期性、數(shù)列求和公式即可得出.【解答】解:∵===﹣i,(﹣i)4=1,(﹣i)2021=[(﹣i)4]505×(﹣i)=﹣i,∴===﹣i,故答案為:﹣i.【點評】本題考查了復(fù)數(shù)的運算法則、復(fù)數(shù)的周期性、數(shù)列求和公式,考查了推理能力與計算能力,屬于基礎(chǔ)題.9.如圖,在三角形ABC中,點D是邊BC的中點,O是AD的中點,若BO=AD=2,則=﹣6.【分析】建立平面直角坐標(biāo)系,設(shè)∠OBD=θ,BD=a,根據(jù)OD=1得出a和θ的關(guān)系,再利用坐標(biāo)運算計算.【解答】解:以D為原點,以BC所在直線為x軸建立平面直角坐標(biāo)系,如圖所示,設(shè)BD=a,∠OBD=θ,則D(0,0),B(﹣a,0),O(﹣a+2cosθ,2sinθ),A(﹣2a+4cosθ,4sinθ),∴=(a﹣4cosθ,﹣4sinθ),=(2a,0),∵OD=1,∴(﹣a+2cosθ)2+4sin2θ=1,整理得:a2﹣4acosθ=﹣3,∴=2a2﹣8acosθ=﹣6.故答案為:﹣6.【點評】本題考查了平面向量的基本定理,平面向量的數(shù)量積運算,屬于中檔題.10.定義:復(fù)數(shù)b+ai是z=a+bi(a,b∈R)的轉(zhuǎn)置復(fù)數(shù),記為z'=b+ai.若,則的最大值為.【分析】設(shè)z=a+bi(a,b∈R),則z'=b+ai,求出(z′+z)、(),再由乘積的模等于模的乘積及基本不等式求解.【解答】解:設(shè)z=a+bi(a,b∈R),則z'=b+ai,z′+z=(a+b)+(a+b)i,=(a+b)+(a﹣b)i,∵,∴a2+b2=2,∴|(z′+z)()|=|(z′+z)||()|===.當(dāng)且僅當(dāng)a=b時等號成立.故答案為:.【點評】本題是新定義題,考查復(fù)數(shù)代數(shù)形式的四則運算及復(fù)數(shù)模的求法,訓(xùn)練了基本不等式的應(yīng)用,是中檔題.11.定義兩個平面向量的一種新運算:sin<,>,其中<,>表示,的夾角.對于平面上的任意,,向量,λ∈R,下列運算性質(zhì)一定成立的是①④.①若,則與共線;②;③;④.【分析】由若得sin<,>=0,得<,>=0或π,可判斷①;舉例:=﹣,與(或)不共線,可判斷②;分析λ符號可判斷③;對等式中左邊進(jìn)行計算即可判斷④.【解答】解:由若得sin<,>=0,得<,>=0或π,∴與共線,∴①對;例如:=﹣,與(或)不共線,+=,∴②中等式左邊為0,右邊不為0,∴②錯;當(dāng)λ<0時,③中等式左邊為負(fù),右邊為正,∴③錯;④中等式左邊=||2||2sin2<,>+||2||2cos2<,>=||2||2(sin2<,>+cos2<,>)=||2||2=右邊.∴④對.故答案選:①④.【點評】本題考查平面向量數(shù)量積性質(zhì)及運算,考查數(shù)學(xué)運算能力,屬于中檔題.12.△ABC中,三邊a,b,c滿足成等差數(shù)列,三角A,B,C滿足sinB=cosA?sinC,且,若存在動點P滿足,且,則xy的最大值為.【分析】由△ABC中,三邊a,b,c滿足成等差數(shù)列得2b=a+c,由正弦定理得2sinB=sinA+sinC,由sinB=cosA?sinC得sin(A+C)=cosAsinC得C=,結(jié)合前面條件可得sinA=,cosA=,由,得bccosA=16,得bc=20,可令a=3,b=4,c=5,以A為原點、CA、CB所在直線分別為x軸、y軸建立平面直角坐標(biāo)系,設(shè)P(s,t),根據(jù)與得到x與y的等量關(guān)系,可求得xy的最大值為.【解答】解:由△ABC中,三邊a,b,c滿足成等差數(shù)列得2b=a+c,由正弦定理得2sinB=sinA+sinC,由sinB=cosA?sinC得sin(A+C)=cosAsinC得C=,由2sinB=sinA+sinC得2cosA=sinA+1,代入sin2A+cos2A=1可得sinA=,cosA=,由,得bccosA=16,得bc=20,可令a=3,b=4,c=5,以A為原點、CA、CB所在直線分別為x軸、y軸建立平面直角坐標(biāo)系,如圖:則A(4,0),B(0,3),C(0,0),設(shè)P(s,t),根據(jù)得(s﹣4,t)=λ(﹣s,3﹣t)∴3s+4t=12,由得(s,t)=(2x,0)+(0,3y),∴,∴12=6x+4y≥2,得xy≤,∴xy的最大值為.故答案為:.【點評】本題考查平面向量數(shù)量積性質(zhì)及運算、基本不等式應(yīng)用,考查數(shù)學(xué)運算能力,屬于難題.二、選擇題13.設(shè)a,b∈R,i是虛數(shù)單位,則“ab=0”是“復(fù)數(shù)a+為純虛數(shù)”的()A.充要條件 B.充分不必要條件 C.必要不充分條件 D.既不充分也不必要條件【分析】根據(jù)復(fù)數(shù)的概念求出a,b滿足的條件,然后利用充分條件和必要條件的定義進(jìn)行判斷.【解答】解:∵復(fù)數(shù)a+=a﹣bi為純虛數(shù),∴a=0且﹣b≠0,即a=0且b≠0,∴“ab=0”是“復(fù)數(shù)a+為純虛數(shù)”必要不充分條件.故選:C.【點評】本題主要考查充分條件和必要條件的判斷,利用復(fù)數(shù)的有關(guān)概念是解決本題的關(guān)鍵.比較基礎(chǔ).14.已知向量,則下列能使成立的一組向量是()A. B. C. D.【分析】作為基底不共線即可,判斷四組向量是否共線.【解答】解:作為基底不共線即可,共線,共線,不共線,共線,故選:C.【點評】本題考查了平面向量基本定理的應(yīng)用,屬于基礎(chǔ)題.15.設(shè)復(fù)數(shù)z滿足條件argz∈(π,π),則對應(yīng)復(fù)平面上的點位于第()象限A.一 B.二 C.三 D.四【分析】設(shè)出復(fù)數(shù)的三角形式,利用復(fù)數(shù)的運算法則化簡求解,判斷對應(yīng)點所在象限即可.【解答】解:復(fù)數(shù)z滿足條件argz∈(π,π),設(shè)z=r(cosθ+isinθ),則=(cos(﹣2θ)+isin2θ)=(cos2θ+isin2θ),argz∈(π,π),即θ∈(π,π),可得2θ∈(,2π).則對應(yīng)復(fù)平面上的點位于第四象限.故選:D.【點評】本題考查復(fù)數(shù)的三角形式的運算,復(fù)數(shù)的幾何意義,是中檔題.16.如圖所示,半徑為1的圓O始終內(nèi)切于直角梯形ABCD,則當(dāng)AD的長度增加時,以下結(jié)論:①越來越??;②保持不變.它們成立的情況是()A.①②都正確 B.①②都錯誤 C.①正確,②錯誤 D.①錯誤,②正確【分析】以B為坐標(biāo)原點,分別以BC、BA所在直線為x、y軸建立平面直角坐標(biāo)系,求出B、A、O的坐標(biāo),設(shè)出C與D的坐標(biāo),得到CD所在直線方程,由O到CD的距離為1可得m與n的關(guān)系,然后分析兩個命題得結(jié)論.【解答】解:建立如圖所示平面直角坐標(biāo)系,則B(0,0),A(0,2),O(1,1),設(shè)C(m,0),D(n,2),(m>1,n>1),則CD所在直線方程為,即2x+(m﹣n)y﹣2m=0,由題意,,整理得m+n﹣mn=0(m,n>1),,,,,∴=2﹣n,當(dāng)AD的長度增加時,n增大,則越來越小,故①正確;=(m+n﹣4,0),==|mn﹣4|,當(dāng)AD的長度增加時,n增大,|mn﹣4|是變化的,故②錯誤.故選:C.【點評】本題考查平面向量數(shù)量積的運算,考查向量模的求法,考查運算求解能力,是中檔題.三、解答題17.設(shè){an}是公比大于1的等比數(shù)列,Sn為數(shù)列{an}的前n項和.已知S3=7,且a1+3,3a2,a3+4構(gòu)成等差數(shù)列.(1)求數(shù)列{an}的通項公式;(2)令bn=log2an(n≥1),求數(shù)列{bn}的前n項和Tn.【分析】(1)設(shè)等比數(shù)列{an}的公比為q(q>1),根據(jù)S3=7,且a1+3,3a2,a3+4構(gòu)成等差數(shù)列即可求出a1和q,從而根據(jù)等比數(shù)列通項公式寫出an即可.(2)分析可知數(shù)列{bn}是等差數(shù)列,根據(jù)等差數(shù)列的前n項和即可寫出Tn.【解答】解;(1)設(shè)等比數(shù)列{an}的公比為q(q>1),由a1+3,3a2,a3+4構(gòu)成等差數(shù)列,得6a2=a1+3+a3+4,即a1+a3=6a2﹣7,又S3=7,得a1+a2+a3=7,所以6a2﹣7+a2=7,解得a2=2.所以a1+a3=5,則+2q=5,即2q2﹣5q+2=0,解得q=2或q=(舍去),所以a1===1,因此an=1×2n﹣1=2n﹣1.(2)由(1)可知an=2n﹣1,所以bn=log2an=n﹣1,所以Tn=b1+b2+…+bn=0+1+2+…+n﹣1=.【點評】本題主要考查等差數(shù)列與等比數(shù)列的綜合,考查推理運算求解能力,涉及邏輯推理、數(shù)學(xué)運算等數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng),屬于基礎(chǔ)圖.18.已知向量,不共線,t為實數(shù).(Ⅰ)若=,=t,=(+),當(dāng)t為何值時,A,B,C三點共線;(Ⅱ)若||=||=1,且與的夾角為120°,實數(shù)x∈[﹣1,],求|﹣x|的取值范圍.【分析】(Ⅰ)因為A,B,C三點共線,則存在實數(shù)λ,使得,由此得到關(guān)于λ,t的方程解之;(Ⅱ)求出與的數(shù)量積,然后將所求平方,轉(zhuǎn)化為與的模和數(shù)量積的運算,集合二次函數(shù)求最值.【解答】解:(Ⅰ)A,B,C三點共線,則存在實數(shù)λ,使得,即,則…(4分)(Ⅱ)由,則,因為,當(dāng)時,的最小值為…(5分)當(dāng)時,的最大值為…(6分)所以的取值范圍是…(8分)【點評】本題考查了平面向量共線以及數(shù)量積公式的運用.19.已知復(fù)數(shù)z1=sin2x﹣ti,,i為虛數(shù)單位,t,a,x∈R,且z1=z2.(1)若t=0且,求x的值;(2)設(shè)t=f(x),已知,求.【分析】(1)t=0,z1=z2.sin2x=a+(a﹣cos2x)i,利用復(fù)數(shù)相等可得sin2x=a,a﹣cos2x=0,進(jìn)而得出x.(2)z1=z2.sin2x﹣ti=a+(a﹣cos2x)i,利用復(fù)數(shù)相等可得sin2x=a,t=﹣a+cos2x,t=﹣sin2x+cos2x=f(x),根據(jù)f(α)=,結(jié)合誘導(dǎo)公式、倍角公式即可得出.【解答】解:(1)t=0,z1=z2.∴sin2x=a+(a﹣cos2x)i,∴sin2x=a,a﹣cos2x=0,∴sin2x﹣cos2x=0,∴tan2x=,∵,∴0<2x<,∴2x=,或2x=,解得x=,或x=.(2)z1=z2.∴sin2x﹣ti=a+(a﹣cos2x)i,∴sin2x=a,t=cos2x﹣a,∴t=﹣sin2x+cos2x=f(x),∴f(α)=﹣sin2α+cos2α=,∴sin2α﹣cos2α=﹣,∴sin(2α﹣)=﹣,∴=sin[2(2α﹣)+]=﹣cos[2(2α﹣)]=﹣[1﹣2]=2×﹣1=﹣.【點評】本題考查了復(fù)數(shù)的運算法則、復(fù)數(shù)相等、三角函數(shù)求值、誘導(dǎo)公式、倍角公式,考查了推理能力與計算能力,屬于中檔題.20.已知x∈R,,.(1)記函數(shù),求函數(shù)f(x)取最大值時x的取值范圍;(2)求證:與不平行;(3)設(shè)△ABC的三邊a、b、c滿足b2=ac,且邊b所對應(yīng)的角為x,關(guān)于x的方程有且僅有一個實根,求實數(shù)t的范圍.【分析】(1)把向量、的坐標(biāo)代入進(jìn)行化簡,結(jié)合正弦函數(shù)圖象性質(zhì)可解決此問題;(2)通過2cosx?2(sinx﹣cosx)﹣2sinx(sinx+cosx)=0無解可證明此題;(3)b2=ac結(jié)合余弦定理b2=a2+c2﹣accosB,再結(jié)合基本不等式可求得B=x的取值范圍,令g(x)=+求其值域可解決此題.【解答】(1)解:=2sinxcosx+(sinx+cosx)(sinx﹣cosx)=sin2x﹣cos2x=2sin(2x﹣).當(dāng)sin(2x﹣)=1時f(x)取得最大值,此時2x﹣=2kπ+得x=kπ+,∴函數(shù)f(x)取最大值時x的取值范圍是{x|x=kπ+,k∈Z}.(2)證明:2=(2sinx,2(sinx﹣cosx)),假設(shè)∥2,則2cosx?2(sinx﹣cosx)﹣2sinx(sinx+cosx)=0,得2sinxcosx﹣2cos2x﹣sin2x﹣sinxcosx=0,sin2x﹣sin2x﹣cos2x﹣1﹣+cos2x=0,(1﹣)(sin2x﹣cos2x)=1+,得sin(2x﹣)=7+4,顯然無解.∴與不平行;(3)解:∵△ABC的三邊a、b、c滿足b2=ac,由余弦定理得b2=a2+c2﹣2accosB,∴ac=a2+c2﹣accosB≥2ac﹣2accosB,∴cosB≥,∴B∈(0,],∴x∈(0,].令g(x)=+,則g(x)=+=2sin(2x﹣)+.由x∈(0,]得2x﹣∈(﹣,],令2x﹣=m∈(﹣,],函數(shù)g(x)即為h(m)=2sinm+,m∈(﹣,],若關(guān)于x的方程有且僅有一個實根,則函數(shù)h(m)=2sinm+,m∈(﹣,]與y=t有且僅有一個交點,∵函數(shù)h(m)=2sinm+,在(﹣,]上單調(diào)遞增,值域為(﹣,],∴實數(shù)t的范圍是(﹣,].【點評】本題考查平面向量數(shù)量積性質(zhì)及運算、函數(shù)與方程,考查數(shù)學(xué)運算能力及抽象能力,屬于難題.21.對于一組復(fù)數(shù)z1,z2,z3,…,zn(n∈N,n≥3),令Sn=z1+z2+z3+……+zn,如果存在zp(p∈{1,2,3,……,n}),使得|zp|≥|Sn﹣zp|,那么稱zp是該復(fù)數(shù)組的“M復(fù)數(shù)”.(1)設(shè)zn=n+(n﹣x)i(n∈{1,2,3}),若z3是復(fù)數(shù)組z1,z2,z3的“M復(fù)數(shù)”,求實數(shù)x的取值范圍;(2)已知z1=i,z2=1+i,是否存在復(fù)數(shù)z3使得z1,z2,z3均是復(fù)數(shù)組z1,z2,

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