上海交通大学2022年强基计划数学试题及解答
李发明
(山东省泰安第一中学ꎬ山东泰安271000)
摘㊀要:本文给出上海交通大学2022年强基计划数学试题的回忆版及解答.关键词:上海交通大学ꎻ强基计划ꎻ数学试题
中图分类号:G632㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀文章编号:1008-0333(2023)07-0026-06
收稿日期:2022-12-05
作者简介:李发明ꎬ男ꎬ本科ꎬ从事高中数学教学研究.㊀㊀ 阿叶数学 发表了最新的上海交通大学强基计划数学试题ꎬ笔者给出解答ꎬ与广大数
学爱好者及备考学子学习交流.试题共45道单项选择题ꎬ这里学生只回忆了39道.试题以高考考查范围为
主ꎬ在技巧和方法上略有提高ꎬ个别试题的考点在新高考的省份已经被删除ꎬ如题4考查直线的参数方程㊁题7考查直线和圆的极坐标方程ꎬ另外题27以高等代数中的多项式理论为背景考查ꎬ题33以 米勒问题 为背景ꎬ题34涉及到积化和差公式.整套试题难度介于高考与全国高中数学联赛一试之间ꎬ考点覆盖面广ꎬ具有很好的选拔功能ꎻ数学物理两科一起考ꎬ限时3小时ꎬ对于习惯了参加两个小时数学考试的学生来说ꎬ不论是能力上还是体力上都是巨大的考验.
题1㊀等比数列an{}ꎬa1=-3ꎬ
S6S3=7
8ꎬlimnңɕSn
=(㊀
).
A.不存在㊀B.23㊀C.-2
3㊀D.-2
解析㊀因为
S6S3=7
8
ꎬ所以qʂ1.因为
S6S3=1-q61-q3=1+q3
=78ꎬ所以q=-12
.所以limnңɕSn=lim
nңɕ-31--12æèçöø÷
n[]
1--12æ
èçöø
÷=-2.故选D.题2㊀
集合A=1ꎬ2ꎬt{}ꎬB=a2aɪA{}ꎬC=A
ɣBꎬC中元素和为6ꎬ则元素积为(㊀㊀).
A.1㊀㊀㊀B.-1㊀㊀㊀C.8㊀㊀㊀D.-8
解析㊀
集合B的元素为1ꎬ4ꎬt2ꎬ所以t<0.
①t2=1时ꎬt=-1符合ꎬ此时元素积为-8ꎻ②t2=2时ꎬt=-2ꎬ不符ꎻ③t2=4时ꎬt=-2ꎬ不符ꎻ④t2ʂ1且ʂ2且ʂ4时ꎬt+t2=-1ꎬ无解.
综上所述ꎬ元素积为-8.故选D.题3㊀xꎬyꎬz为正数ꎬ求10x2+10y2+z2
xy+yz+xz
的最
小值.㊀解析㊀因为10x2+10y2+z2=kx2+ky2+
10-k()x2+
12z2+10-k()y2+12
z2
ȡ2k2xy+2(10-k)(yz+xz)ꎬ
所以k2=
10-k()
1
2
ꎬ解得k=2.
所以
10x2+10y2+z2
xy+yz+xz
=
2x2+2y2()+8x2+12z2æèçöø÷+8y2
+12z2æèçöø÷
xy+yz+xz
ȡ4xy+4yz+4xz
xy+yz+xz=4.
题4㊀
直线kx+4y=1垂直于
x=2-3ty=1+4t
{
(t为
参数)ꎬk=(㊀㊀).
A.3㊀㊀B.-3㊀㊀C.13㊀㊀D.-13
解析㊀
x=2-3tꎬy=1+4t
{
(t为参数)化为普通方程即
4x+3y-11=0.所以k=-3.故选B.
题5㊀
fx()=cosωx-π6æ
è
çöø÷ω>0()ꎬfx()ɤfπ4æèçöø
÷对∀xɪR恒成立ꎬ则ω的最小值为(㊀㊀).
A.
32㊀㊀㊀B.1㊀㊀㊀C.13㊀㊀㊀D.2
3解析㊀因为fx()ɤfπ4æèçöø
÷对∀xɪR恒成立ꎬ所以
πω4-π
6
=2kπkɪZ().所以ω=
2
3
+8kkɪZ().由ω>0ꎬ可得k=0时ꎬω的最小值为23
.故选D.题6㊀
椭圆C:x24+y2
4b
2=1ꎬPꎬAꎬB在椭圆C
上ꎬkAPꎬkBP为相反数(k与-k)ꎬ则kAB与(㊀㊀).
A.bꎬk有关ꎬ与P点无关B.P点ꎬbꎬk均有关
C.P点ꎬk有关ꎬ与b无关D.P点ꎬb有关ꎬ与k无关解析㊀
当点P位于y轴上时ꎬkAB=0ꎬ其他情况
kABʂ0ꎬ所以与点P有关.
取P1ꎬ3b()ꎬ则直线AP的方程为
y-3b=kx-1().
联立y-3b=kx-1()ꎬx24+y24b2=1ꎬìî
íïï
ï
整理ꎬ得
b2+k2()x2+23kb-2k2()x+k2-b2-23kb=0.
由韦达定理ꎬ得xA=k2-23kb-b2
b2+k2ꎬ
yA=-3k2b-2kb2+3b3
b2+k2.
同理xB=k2+23kb-b2
b2+k2
ꎬ
yB=-3k2b+2kb2+3b3
b2+k2.
所以kAB=yB-yAxB-xA=b
3
.
故选D.题7㊀
ρ2cosθ+ρ-3ρcosθ-3=0表示(㊀㊀).
A.一个圆㊀㊀㊀㊀B.一个圆与一条直线C.两个圆D.两条线
解析㊀
ρcosθ+1()ρ-3()=0表示直线x=
-1和以原点为圆心ꎬ3为半径的圆.
故选B.题8㊀
b=
a=
c=1ꎬa b=
1
2
ꎬ则a+b() 2b-c()的最小值为(㊀㊀).
A.3+3㊀B.3-3㊀C.2+2㊀D.2-2
解析㊀a+b() 2b-c()=3-a+b() cꎬ当且仅当c与a+b共线同向时ꎬa+b() c取得最大值3.
故选B.题9㊀
1-x()5=a0+a1x+ +a5x5ꎬ求
a2+a4()a1+a3+a5()的值.
解析㊀因为a1=-C15ꎬa2=C25ꎬa3=-C3
5ꎬa4=
C45ꎬa5=-C
5
5ꎬ
所以a2+a4()a1+a3+a5()=-240.题10㊀正四面体装水到高度的
1
2
处ꎬ问倒置后高度至何处?
解析㊀
V空气V全部=18ꎬ所以V水V全部=78ꎬ所以新高度为3
7
2
.题11㊀使3
x-3
+x-3()sinx-3()+
kcosx-3()=0有唯一解的k(㊀㊀).
A.不存在㊀B.1个㊀C.2个㊀D.无穷多个解析㊀
函数y=3
x-3
+x-3()sinx-3()+
kcosx-3()的零点个数⇔函数y=3
x
+xsinx+
kcosx的零点个数.易知该函数为偶函数ꎬ函数有唯一零点则必为x=0.所以1+0+k=0ꎬ解得k=-1ꎬ故k只有唯一一个.
广州2a大学故选B.题12㊀两个圆柱体底面积S1ꎬS2ꎬ体积V1ꎬV2ꎬ
侧面积相等ꎬ
V1V2=32ꎬ求S1
S2
.解析㊀
V1V2=32ꎬ所以r21l1
r22l2=32
.侧面积相等ꎬ所以r1l1=r2l2.所以r1r2=3
2.
所以
S1S2=r2
1r22
=94
.题13㊀双曲线x24-y2
12=1ꎬ焦点为AꎬBꎬ点C在
双曲线上ꎬcosøACB=
3
5
ꎬ求әABC的周长.解析㊀设点C在双曲线右支上ꎬAC=mꎬBC=n.所以
m-n=4ꎬ
82=m2+n2-2mncosøACB.
{
解得m=10ꎬn=6.所以周长为24.题14㊀A=1ꎬ2ꎬ ꎬ100{}ꎬB=3xxɪA{}ꎬC=2xxɪA{}ꎬ求BɘC中元素个数.
解析㊀
由题知ꎬB=3ꎬ6ꎬ ꎬ300{}ꎬC=
2ꎬ4ꎬ ꎬ200{}ꎬBɘC为200以内6的倍数ꎬ所以B
ɘC中元素个数为33个.
题15㊀
fx()=ax2
2
-1+2a()x+2lnxa>0()在
12ꎬ1æèçöø÷有极大值ꎬ则a的取值范围为(㊀㊀).A.1ꎬ2()㊀㊀㊀㊀B.1ꎬ+ɕ()
C.2ꎬ+ɕ()D.1eꎬ+ɕæ
èçöø
÷解析㊀
fᶄx()=ax-1+2a()+
2xꎬ只需ax+2
x
=1+2a在12ꎬ1æ
èçöø
÷上有解.①aȡ8时ꎬax+
2x在12ꎬ1æèçöø÷上单调递增ꎬ只需a
2
+4<1+2a<a+2ꎬ无解ꎻ②aɤ2时ꎬax+2x在12ꎬ1æèçöø
÷上单调递减ꎬ只需a+2<1+2a<
a
2
+4ꎬ解得1<a<2ꎻ③2<a<8时ꎬax+2x在12ꎬ1æ
èçöø÷上先单调递减后单调递增ꎬ只需22a<1+2a<max
a+2ꎬa
2
+4{}ꎬ无解.综上所述ꎬ故选A.
题16㊀☉O1ꎬ☉O2与y=kxꎬx轴的正半轴均相切ꎬr1r2=2ꎬ两圆交点P2ꎬ2()ꎬk=(㊀㊀).
A.1㊀㊀㊀B.43㊀㊀㊀C.34㊀㊀㊀D.1
2
解析㊀
交点P2ꎬ2()在y=x上ꎬ所以k>1.故选B.
题17㊀
偶函数fx()满足fx+4()=fx()+
2f2()ꎬ求f2022()的值.
解析㊀令x=-2ꎬ则f2()=f-2()+2f2()ꎬ解得f2()=0.所以fx()的最小正周期为4.
所以f2022()=f(4ˑ505+2)=f2()=0.题18㊀sin2022πx()=x2实根个数为(㊀㊀).A.2022㊀㊀B.4044㊀㊀C.2023㊀㊀D.1011解析㊀
由图象变换可知ꎬy=sin2022πx()在
-1ꎬ1[]上包含2022个周期ꎬ且每个周期都有两个
交点.故选B.
题19㊀求方程sinx+cosx=π
6
的根.解析㊀
考虑xɪ
0ꎬπ2[]
ꎬsinx+cosx
=
2sinx+π4æè
çöø÷ɪ1ꎬ2[]ꎬ所以sinx
+
cosxɪ
1ꎬ2[].
所以原方程无实数解.
题20㊀F1ꎬF2为双曲线两焦点(焦点在x轴)ꎬ
直线AB经过点F1且与双曲线左右两支交于点AꎬBꎬ2AF1=ABꎬøF1AF2=120ʎꎬ求双曲线的离心率.
解析㊀设AF1=xꎬ则AF2=x+2aꎬAB=2xꎬBF2
=3x-2aꎬ在әABF2中ꎬ3x-2a()2
=2x()2
+
x+2a()2-2 2x x+2a()cos60ʎꎬ即x=2a.在әAF1F2中ꎬ2c()2=2a()2+4a()2-2 2a
4acos120ʎꎬ解得e=7题21㊀
fx()=
x+1
+
x-
x-2ꎬ
f[fx()]+1=0根的个数为(㊀㊀).
A.1㊀㊀㊀B.2㊀㊀㊀C.3㊀㊀㊀D.0解析㊀
fx()=-x-3ꎬxɤ-1ꎬx-1ꎬ-1<xɤ0ꎬ
3x-1ꎬ0<xɤ2ꎬx+3ꎬx>2.
ìîí
ïïïïï
令t=fx()ꎬ则ft()=-1ꎬ解得t=-2或0.当fx()=-2时ꎬx=-1ꎻ当fx()=0时ꎬx=-3或13
.故选C.
题22㊀әABCꎬM为平面上一点ꎬAMң=23
ABң
+
14ACң
ꎬ则SәABMSәBCM
=(㊀㊀).A.3㊀㊀B.8㊀㊀C.83㊀㊀D.38
解析㊀
因为AMң=23ABң+14
ACң
ꎬ
所以MAң+8MBң+3MCң=0.由奔驰定理ꎬ得SәABMSәBCM=3
1.
故选A.题23㊀
A=xꎬy()x2+y2ɤ3ꎬxɪZꎬyɪZ{}ꎬA
中元素个数为(㊀㊀).
A.4㊀㊀㊀B.5㊀㊀㊀C.8㊀㊀㊀D.9
解析㊀画图即得ꎬ故选D.
题24㊀
tan15ʎ+22sin15ʎ=(㊀㊀).
A.3㊀㊀㊀B.2㊀㊀㊀C.2㊀㊀㊀D.1解析㊀
tan15ʎ=2-3ꎬsin15ʎ=
6-2
4
.故选D.题25㊀空间中到正方体ABCD-A1B1C1D1棱A1D1ꎬABꎬCC1距离相等的点有(㊀㊀).
A.无数㊀㊀㊀B.0㊀㊀㊀C.2㊀㊀㊀D.3解析㊀
体对角线B1D上的点均符合要求.故选A.
题26㊀
a>b>0ꎬ则a+
4a+b+1
a-b
最小值为(㊀㊀).
A.23㊀㊀B.310
2
㊀㊀C.32㊀㊀D.4解析㊀a+
4a+b+
1
a-b
=a+b2+4a+bæ
èçöø÷+a-b2+1a-bæèçöø÷ȡ2
a+b2 4a+b+2a-b2 1
a-b
=32ꎬ
当且仅当
a+b2=4a+bꎬa-b2=1
a-b
时ꎬ即a=322ꎬb=2
2
时等号成立.故选C.题27㊀多项式fx()ꎬgx()ꎬ问两命题 fx()是
gx()因式 f[fx()]是g[gx()]因式 的充分必要关系.
解析㊀
反例1:fx()=x+1ꎬgx()=
x+1()x+2()ꎬ此时f[fx()]=x+2ꎬg[gx()]=x2+3x+3()x2+3x+4()ꎬ前推不出后ꎻ
反例2:fx()=x+1ꎬgx()=xx+2()ꎬ此时
f[fx()]=x+2ꎬg[gx()]=xx+2()x2+2x+2()ꎬ后推不出前.
所以ꎬ前是后的既不充分也不必要条件
.题28㊀等势集合指两个集合间一一对应ꎬ下列为等势集合的是(㊀㊀).
A.0ꎬ1[]与E0ɤEɤ1{}B.0ꎬ1[]与aꎬbꎬcꎬd{}
C.0ꎬ1()与0ꎬ1[]
D.1ꎬ2ꎬ3{}与aꎬbꎬcꎬd{}
解析㊀0ꎬ1[]=E0ɤEɤ1{}ꎬ两者可通过对应关系y=x建立一一对应.故选A.题29㊀fx()=lnx-mx2+1-2m()x+1ꎬ对∀x
>0ꎬfx()ɤ0ꎬ求整数m的最小值.
解析㊀fᶄx()=1
x
-2mx+1-2m()=-
2mx-1()x+1()
x
ꎬ
①当mɤ0时ꎬfx()在0ꎬ+ɕ()上单调递增ꎬ不符合题意ꎻ
②当m>0时ꎬfx()在0ꎬ12mæ
èçöø
÷上单调递增ꎬ在12mꎬ+ɕæèçöø÷上单调递减ꎬ所以fx()max=f12mæèçöø
÷=ln12m-m12mæèçöø
÷2+1-2m()12m+1ɤ0ꎬ解得ln2m-
1
4m
ȡ0.因为m是整数ꎬ所以mmin=1.题30㊀圆锥中PO为高ꎬPA为母线ꎬB为底面
上一点ꎬOBʅBAꎬOHʅBP于点HꎬAO=22ꎬAP=4ꎬ则VP-HOC的最大值为(㊀㊀).A.263㊀㊀B.33㊀㊀C.63㊀㊀D.2
2
注意㊀原题干中没有点Cꎬ我们不妨求一下
VP-HOA.
设øBAO=θꎬ则AB=22cosθꎬBO=22sinθ.所以VP-HOA=VA-HOP=13 4sinθ
1+sin2θ
22cosθ=
823 1
1
tanθ
+2tanθɤ823ˑ122=4
3.题31㊀数列an{}中ꎬa1=2ꎬa2=6ꎬan+2-2an+1
+an=2ꎬ求ð2022
i=11
ai
.
解析㊀因为an+2-an+1=an+1-an+2ꎬ所以
an-an-1{}是首项为4ꎬ公差为2的等差数列.
所以an-an-1=2n.累加求和得an=nn+1().
所以
1an=1n-1n+1
.所以ð
2022i=1
1ai=1-12æèçöø÷+12
-13æèçöø÷+ +12022-12023æèçöø÷=20222023
.
题32㊀椭圆x2a
2+y2
9=1a>3()ꎬ弦AB中垂线过
-a5ꎬ0æèçöø
÷ꎬ求离心率e的取值范围.注意㊀原题干弦AB应是不平行于y轴的.设Ax1ꎬy1()ꎬBx2ꎬy2()ꎬ中点为x0ꎬy0()ꎬ则x21
a2+y219=1ꎬ
x22a2+y22
9=1ꎬìîíïïïï两式相减得x0a2+ky0
9=0.又因为k
y0
x0+
a5=-1ꎬ
两式联立ꎬ得x0=a3
59-a2()
.
令-a<a359-a2()<aꎬ解得a>35
2.
所以e=
c
a
=1-
9a2>5
5.所以eɪ55ꎬ1æèçöø
÷.题33㊀椭圆x2
4+y2=1的焦点为F1ꎬF2ꎬ点P
在x+23y-43=0上ꎬ当øF1PF2最大时ꎬ则PF1PF2
=(㊀㊀).
A.
153㊀㊀B.35㊀㊀C.5
3
㊀㊀D.15
5
解析㊀由米勒定理知ꎬ过点F1ꎬF2的圆与直线相切于点P时ꎬøF1PF2最大.
由切割线定理知ꎬAP2=AF1 AF2.
所以AP=35.
所以
PF1PF2=APAF2=3533=15
3
.故选A.
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