内容正文:
月考卷(四) 解析几何、概率与统计
1.D 第一步2名女生分配到A,B两个学校,方法数为A,第二步A学校选1名男生,方法数为C(不含男生甲),第三步B学校从剩下的3名男生中选1名,方法为C,最后还有2名男生到C学校,所以总方法数为ACCC=18.故选D.
2.A 依题意,A1(-a,0),A2(a,0),设P(x0,y0),则k1·k2=·=2,∴=2,又-=1⇒y=b2(-1)=,∴=2,故e2=1+=3,即e=.故选A.
3.B 根据题意数据分析得到:
该碘最初一段时间衰减的时间x与剩余量y存在着较强的负线性相关关系,
假设回归方程为=x+,由选项得到=-,
又==30,
==17,
所以=17-(-)×30=23,
故y对x的线性回归方程为=-x+23.故选B.
4.C 由题知,点M在圆C外部,且当MA,MB是圆C的切线时,∠AMB取得最大值,此时,∠AMB≥60°,连接MC,则∠AMC≥30°,且∠AMC< 90°,∴|MC|≤=4,即|MC|=≤4,∴16+(t-4)2≤32,解得0≤t≤8,故实数t的取值范围是[0,8].故选C.
5.B 由题意得该产品能销售的概率为(1-)×(1-)=,易知X的所有可能取值为-320,-200,-80,40,160,设ξ表示一箱产品中可以销售的件数,则ξ~B(4,),所以P(ξ=k)=C·()k·()4-k,所以P(X=-80)=P(ξ=2)=C()2·()2=,P(X=40)=P(ξ=3)=C()3·()1=,P(X=160)=P(ξ=4)=C()4·()0=,故P(X≥-80)=P(X=-80)+P(X=40)+P(X=160)=++=,故选B.
6.C 由题意知,当玻璃杯倾斜至杯中的水刚好不溢出时,杯中水面所形成的椭圆的离心率最大,易知此时椭圆的长轴长为=6,短轴长为6,所以椭圆的离心率e==,所以e∈(0, ].故选C.
7.C 如图所示,过点F作FA⊥MN,垂足为A,由题得∠AFM=30°,所以∠NMF=60°,因为|MF|=|MN|,所以△MNF是等边三角形.因为O是FB的中点,OD∥BN,所以D为FN的中点,即|DF|=|DN|,所以MD⊥DF,所以|FM|==4.所以|MN|=4,所以|FB|=|AN|=|MN|=2,即p=2,所以抛物线的方程是x2=4y.故选C.
8.C 根据题意,得Tk+1=C()8-k()k=Cx()kx-=()kCx,因为0≤k≤8且k∈N,当k=0时,=4,即T1为有理式;当k=4时,=1,即T5为有理式;当k=8时,=-2,即T9为有理式;当k∈{1,2,3,5,6,7}时,∉Z,即Tk+1为无理式;所以(+)8展开式一共有9项,有3项有理式,6项无理式,先对6个无理式进行排列,共有A种方法;再将3个有理式利用“插空法”插入这6个无理式中,共有A种方法;利用分步乘法计数原理可得,一共有AA种方法.故选C.
9.BCD 对于A,初赛成绩在[90,110)分内的频率为1-(0.0025+0.0075+0.0075+0.0125+0.0050)×20=0.3,故A不正确;对于B,初赛成绩在110分以下的频率为1-(0.0125+0.0050)×20=0.65,故B正确;对于C,初赛成绩在130分以下的频率为1-0.0050×20=0.9,故C正确;对于D,假设初赛成绩的第80百分位数为x,所以(130-x)×0.0125+20×0.0050=1-0.8,解得x=122,故D正确,故选BCD.
10.BD 选项A,当直线l的斜率为0时,A,B两点分别为双曲线的顶点,则|AB|=2a=6,又6<,故选项A不正确.选项B,F(5,0),则以F为焦点的抛物线的标准方程为y2=20x,故选项B正确.选项C,当A,B两点同在双曲线的右支时(通经为最短弦),则|AB|≥=>2,此时无满足条件的直线.当A,B两点不在双曲线同一支上时(实轴为最短弦),则|AB|≥2a=6>2,此时无满足条件的直线,故选项C不正确.选项D,过右焦点F分别作两渐近线的平行线l1,l2,如图,将l1绕焦点F沿逆时针方向旋转到与l2重合的过程中,直线与双曲线的右支有两个焦点,此时直线l的斜率k>或k<-,故选项D正确.故选BD.
11.BCD 由题意得a=2,又点P(,1)在椭圆C外,则+>1,解得0<b<,所以椭圆C的离心率e==>,即椭圆C的离心率的取值范围是(,1),故A不正确;当e=时,c=,b==1,所以|QF1|的取值范围是[a-c,a+c],即[2-,2+],故B正确;设椭圆的上顶点为A(0,b),F1(-c,0),F2(c,0),由于·=b2-c2=2b2-a2<0,所以存在点Q使得·=0,故C正确;(|QF1|+|QF2|)·(+)=2++≥2+2=4,当且仅当|QF1|=|QF2|=2时,等号成立,又|QF1|+|QF2|=4,所以+≥1,故D正确.故选BCD.
12.AC 依题意P1==,第n次取出球是红球的概率为Pn,则取出白球的概率为(1-Pn),对于第n+1次,取出红球有两种情况.①从红箱取出的概率为Pn·,②从白箱取出的概率为(1-Pn)·,对应Pn+1=Pn+(1-Pn)=Pn+,即3Pn+1=Pn+1,故B错误;所以Pn+1-=(Pn-),令an=Pn-,则数列{an}为等比数列,公比为,因为P1=,所以a1=,故Pn=×()n-1+,所以P2=,P5=,故选项A,C正确;第1次取出球是红球的概率为P1=,第2次取出球是红球的概率为P2=,第3次取出球是红球的概率为P3=,前3次取球恰有2次取到红球的概率是××+××+××=, 故D错误.故选AC.
13.解析:因为9×80%=7.2,所以这9人成绩的第80百分位数为94.
答案:94
14.解析:设渐近线方程为y=x,则点A到渐近线的距离d=,又∠MAN=120°,|AM|=|AN|=c,则=,即有2ab=c2=a2+b2,
所以a=b,e=,再写一个简单的标准方程即可.
答案:x2-y2=1(答案不唯一)
15.解析:将点M(1,2)的坐标代入y2=2px,可得p=2,所以抛物线的方程为y2=4x .由题意知,直线l的斜率不为0,设直线l的方程为x=my+n,代入y2=4x,得y2-4my-4n=0.设A(x1,y1),B(x2,y2),则y1+y2=4m,y1y2=-4n.由△MAB的内切圆圆心为(1,t),可得kMA+kMB=+=+=0,整理得y1+y2+4=4m+4=0,解得m=-1,故直线l的方程为y=-x+n,故直线l的斜率为-1.
答案:-1
16.解析:由小明骑车上学迟到的概率P0=知,小明骑车花费μ+3σ=18+3×2=24(分钟)才会迟到.若小明步行上学,要使迟到的概率不大于P0,则步行花费时间应小于35+3×3=44(分钟),故小明应该至少比平时出门的时间早44-24=20(分钟).
答案:20
17.解:(1)∵双曲线C的虚轴长为4,∴2b=4,即b=2.
∵直线2x-y=0为双曲线C的一条渐近线,
∴=2,∴a=1,故双曲线C的标准方程为x2-=1.
(2)证明:由题意知A(-1,0),B(1,0).
设直线l的方程为x=ny+2,M(x1,y1),N(x2,y2).
由得(4n2-1)y2+16ny+12=0,
∴y1+y2=-,y1y2=,
∴ny1y2=-(y1+y2).
∵直线MA的斜率k1=,直线NB的斜率k2=,
∴=======-为定值.
∴证得为定值成立.
18.解:(1)设中位数的估计值为m,则0.08+0.16+(m-20)×0.032=0.5,解得m=28.125.
估计平均数=5×0.08+15×0.16+25×0.32+35×0.24+45×0.15+55×0.05=28.7.
(2)根据题意知,在[0,10),[10,20),[20,30),[30,40)内抽取的人数分别为1,2,4,3,
则ξ的所有可能取值为0,1,2,3.
P(ξ=0)==,P(ξ=1)==,
P(ξ=2)==,P(ξ=3)==,
则ξ的分布列为
ξ
0
1
2
3
P
所以E(ξ)=0×+1×+2×+3×=.
19.解:(1)设椭圆C的标准方程为+=1(a>b>0),
由题意得可得
∴椭圆C的标准方程为+y2=1.
(2)由得(4k2+1)x2+8kmx+4(m2-1)=0(m≠0),设P(x1,y1),Q(x2,y2),则x1+x2=-,
x1x2=,∴y1y2=(kx1+m)(kx2+m)=k2x1x2+km(x1+x2)+m2.
∵直线OP,PQ,OQ的斜率依次成等比数列,∴kOPkOQ=k,∴·=k2,
∴y1y2=k2x1x2,∴k(x1+x2)+m=0,∴+m=0,解得k=±.
∵Δ=(8km)2-4(4k2+1)×4(m2-1)=16(4k2-m2+1)>0,∴4k2-m2+1=2-m2>0,解得-<m<.
∵x1x2≠0,∴m2-1≠0,解得m≠±1.
综上,k=±,m的取值范围为(-,-1)∪(-1,0)∪(0,1)∪(1,).
20.解:(1)∵12+38=50<100,12+38+72=122>100,∴中位数在区间(60,90]上,
设该地青少年每天使用电子产品时间的中位数为x,则×+=0.5,解得x=,即该地青少年每天使用电子产品时间的中位数为.
(2)由题意可知长时间使用电子产品的青少年有150名,非长时间使用电子产品的青少年有50名.
则长时间使用电子产品的青少年未患近视的人数为150-100=50,
非长时间使用电子产品的青少年未患近视的人数为80-50=30,
非长时间使用电子产品的青少年患近视的人数为50-30=20,
患近视的青少年人数为200-80=120.
2×2列联表如表所示:
非长时间使用
电子产品
长时间使用
电子产品
合计
患近视人数
20
100
120
未患近视人数
30
50
80
合计
50
150
200
零假设为H0:患近视与每天长时间使用电子产品无关.
计算可得χ2==≈11.111>10.828=x0.001,
根据小概率值α=0.001的χ2独立性检验,我们推断H0不成立,即认为患近视与每天长时间使用电子产品有关系,此推断犯错误的概率不大于0.001.
21.解:(1)设F(c,0),由条件知FM的斜率等于-,即=-,又e==,c2=a2+b2,∴b=2,a=1,∴双曲线C的方程为x2-=1.
(2)存在点P满足∠OPA=∠OPB恒成立,且点P在x轴上.
理由如下:设点P(t,0),∵l过点F(,0),∴设直线l:x=my+,由消去x得(4m2-1)y2+8my+16=0,Δ=64(m2+1)>0,
设A(x1,y1),B(x2,y2),
由韦达定理得y1+y2=-,①
y1·y2=,②
∵∠OPA=∠OPB,∴PA,PB的斜率之和为0,
即+=0,∵x1=my1+,x2=my2+,
∴代入整理得2my1·y2+(-t)(y1+y2)=0,③
将①②代入③可得-=0,即8m(t-1)=0,④
∵④式对任意实数m都成立,∴t=,
∴P(,0),即存在点P满足∠OPA=∠OPB恒成立,且点P在x轴上.
22.解:(1)计算各段频率为:p1=0.05,p2=0.20,p3=0.30,p4=0.30,p5=0.10,p6=0.05,对应各段的频率与组距的比值分别为y1=0.005,y2=0.020,y3=0.030,y4=0.030,y5=0.010,y6=0.005.
画出频率分布直方图如图所示:
平均值的估计值为:
45×0.05+55×0.2+65×0.3+75×0.3+85×0.1+95×0.05=68.5,故μ=68.5.
(2)由已知,T服从正态分布N(μ,225).
∴方差σ2=225,∴标准差σ=15,
∴(53.5,98.5)=(μ-σ,μ+2σ),
∴P(53.5<T<98.5)=P(μ-σ<T<μ+2σ)=P(μ-σ<T<μ+σ)+[P(μ-2σ<T<μ+2σ)-P(μ-σ<T<μ+σ)]=[P(μ-σ<T<μ+σ)+P(μ-2σ<T<μ+2σ)]≈0.8186,
∴估计该公司一个月(30天)内售货量在区间(53.5,98.5)内的天数为0.8186×30=24.558≈25.
(3)按照方案一,将频率作为概率的估计值,每日支付每个分销商返现金额X的分布列为:
X
400
800
1200
P
0.25
0.6
0.15
期望值为E(X)=400×0.25+800×0.6+1200×0.15=760;
按照方案二,0.5的概率获得一次抽奖机会,0.5的概率获得两次抽奖机会,每日每个分销商获得的抽奖次数的期望值为0.5×1+0.5×2=1.5,
每次抽奖的获得奖金的期望值为400×+800×=480,
∴每日每个分销商获得的奖金的期望值为1.5×480=720,所以,从分销商的角度看,应当采用第一种方案.
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月考卷(四) 解析几何、概率与统计
(时间:120分钟 满分:150分)
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.
1.六名毕业生(其中4名男生、2名女生)被安排到A,B,C三所学校实习,每所学校2人,且2名女生不到同一学校,也不到C学校,男生甲不到A学校,则不同的安排方法共有( )
A.9种 B.12种
C.15种 D.18种
2.已知A1,A2分别为双曲线C:-=1(a>b>0)的左、右顶点,点P为双曲线C上任意一点,记直线PA1,直线PA2的斜率分别为k1,k2.若k1·k2=2,则双曲线C的离心率为( )
A. B.-1
C.2 D.+1
3.某种碘是一种放射性物质,该碘最初一段时间衰减的时间x(单位:分钟)与剩余量y(单位:克)存在着较强的线性相关关系.如表是某校化学社团师生观测该碘在5天内衰减情况得出的一组数据,则y对x的线性回归方程可以是( )
x/分钟
10
20
30
40
50
y/克
22.5
19
17.5
15
11
A.=-x+20 B.=-x+23
C.=x+23 D.=x+20
4.已知圆C:(x-1)2+(y-4)2=8和点M(5,t),若圆C上存在两点A,B,使得∠AMB=60°,则实数t的取值范围是( )
A.[-1,6] B.[1,7]
C.[0,8] D.[2,5]
5.为了防止受到核污染的产品影响我国民众的身体健康,有关部门要求产品在进入市场前必须进行两轮核辐射检测,只有两轮都合格才能进行销售,否则不能销售.已知某产品第一轮检测不合格的概率为,第二轮检测不合格的概率为,两轮检测是否合格相互没有影响,若产品可以销售,则每件产品获利40元;若产品不能销售,则每件产品亏损80元.已知一箱中有4件产品,记一箱产品获利X元,则P(X≥-80)=( )
A. B.
C. D.
6.有一个高为12 cm,底面圆半径为3 cm的圆柱形玻璃杯,杯中所盛水的体积恰为该玻璃杯容积的一半(玻璃杯厚度忽略不计),当玻璃杯倾斜时,杯中水面的形状为椭圆,则在杯中的水不溢出的前提下,椭圆的离心率的取值范围是( )
A.(0, ] B.[,1)
C.(0, ] D.[,1)
7.已知抛物线x2=2py(p>0)的焦点为F,准线为l,过点F且倾斜角为30°的直线交抛物线于点M(M在第一象限),MN⊥l,垂足为N,直线NF交x轴于点D,若|MD|=2,则抛物线的方程是( )
A.x2=y B.x2=2y
C.x2=4y D.x2=8y
8.将二项式(+)8的展开式中所有项重新排成一列,有理式项不相邻的排法种数为( )
A.A B.AA
C.AA D.AA
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,有多个选项是符合题目要求的,全部选对的得5分,部分选对的得2分,不选或有选错的得0分.
9.某市举行“中学生诗词大赛”,分初赛和复赛两个阶段进行,规定:初赛成绩不小于90分的具有复赛资格.某校有800名学生参加了初赛,所有学生的成绩均在[30,150]分内,其频率分布直方图如图所示,则下列结果中正确的有( )
A.初赛成绩在[90,110)分内的频率为0.015
B.初赛成绩在110分以下的频率为0.65
C.初赛成绩在130分以下的频率为0.9
D.初赛成绩的第80百分位数的估计值是122
10.已知双曲线C:-=1,过其右焦点F的直线l与双曲线交于A,B两个不同的点,则下列判断正确的为( )
A.|AB|的最小值为
B.以F为焦点的抛物线的标准方程为y2=20x
C.满足|AB|=2的直线有3条
D.若A,B同在双曲线的右支上,则直线l的斜率k∈(-∞,-)∪(,+∞)
11.已知椭圆C:+=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,长轴长为4,点P(,1)在椭圆C外,点Q在椭圆C上,则( )
A.椭圆C的离心率的取值范围是(0,)
B.当椭圆C的离心率为时,|QF1|的取值范围是[2-,2+ ]
C.存在点Q使得·=0
D.+的最小值为1
12.已知红箱内有6个红球、3个白球,白箱内有3个红球、6个白球,所有小球大小、形状完全相同.第一次从红箱内取出一球后再放回去,第二次从与第一次取出的球颜色相同的箱子内取出一球,然后再放回去,依此类推,第k+1次从与第k次取出的球颜色相同的箱子内取出一球,然后再放回去.记第n次取出的球是红球的概率为Pn,则下列说法正确的是( )
A.P2=
B.3Pn+1+Pn=1
C.第5次取出的球是红球的概率为
D.前3次取球恰有2次取到红球的概率是
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
三、填空题:本大题共4小题,每小题5分,共20分.
13.(2024·漳州质检)某中学举办演讲比赛,其中9人比赛的成绩分别为85,86,88,88,89,90,92,94,98(单位:分),则这9人成绩的第80百分位数为________.
14.已知双曲线C:-=1(a>0,b>0)的焦距为2c,A是C的右顶点,在C的一条渐近线上存在M,N两点,使得|AM|=|AN|=c,且∠MAN=120°,写出符合条件的双曲线C的一个标准方程为________.
15.已知抛物线y2=2px(p>0)经过点M(1,2),直线l与抛物线交于A,B两点,若△MAB的内切圆圆心为(1,t),则直线l的斜率为________.
16.日常生活中,许多现象都服从正态分布.若X~N(μ,σ2),记P1=P(μ-σ<X≤μ+σ),P2=P(μ-2σ<X≤μ+2σ),P3=P(μ-3σ<X≤μ+3σ).小明同学一般情况下都是骑自行车上学,路上花费的时间(单位:分钟)服从正态分布N(18,4).已知小明骑车上学迟到的概率为P0=.某天小明的自行车坏了,他打算步行上学,若步行上学路上花费的时间(单位:分钟)服从正态分布N(35,9),要使步行上学迟到的概率不大于P0,则小明应该至少比平时出门的时间早________分钟.
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.
17.(10分)已知双曲线C:-=1(a>0,b>0)的虚轴长为4,直线2x-y=0为双曲线C的一条渐近线.
(1)求双曲线C的标准方程;
(2)记双曲线C的左、右顶点分别为A,B,过点T(2,0)的直线l交双曲线C于点M,N(点M在第一象限),记直线MA的斜率为k1,直线NB的斜率为k2,求证:为定值.
18.(12分)良好的体育锻炼习惯,对学生的学习和生活都非常有益.某校为了解学生的课外体育锻炼时间情况,在全体学生中随机抽取了200名学生进行调查,并将他们平均每天课外体育锻炼时间的数据分成六组,得到如图所示的频率分布直方图.将平均每天课外体育锻炼时间在[40,60)内的学生评价为锻炼达标,将平均每天课外体育锻炼时间在[0,40)内的学生评价为锻炼不达标.
(1)估计这200名学生平均每天课外体育锻炼时间的中位数与平均数(同一组中的数据用该组区间的中点值作代表);
(2)在上述锻炼不达标的学生中按比例分配的分层随机抽样的方法抽取10人,再从这10人中随机抽取3人,记这三人中平均每天课外体育锻炼时间在[0,20)内的人数为ξ,求ξ的分布列和数学期望.
19.(12分)已知中心在坐标原点O,焦点在x轴上,离心率为的椭圆C过点(,).
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)是否存在不过原点O的直线l:y=kx+m与C交于P,Q两点,使得直线OP,PQ,OQ的斜率依次成等比数列?若存在,求k的值及m的取值范围;若不存在,请说明理由.
20.(12分)青少年近视问题已经成为影响青少年健康的一个重要问题,要求“全社会都要行动起来,共同呵护好孩子的眼睛,让他们拥有一个光明的未来”,某机构为了解使用电子产品对青少年视力的影响,随机抽取了200名青少年,调查他们每天使用电子产品的时间(单位:分钟),根据调查数据按(0,30],(30,60],(60,90],(90,120],(120,150],(150,180]分成6组,得到频数分布表如下:
时间/分钟
(0,30]
(30,60]
(60,90]
(90,120]
(120,150]
(150,180]
频数
12
38
72
46
22
10
(1)根据上表数据,求该地青少年每天使用电子产品时间的中位数;
(2)若每天使用电子产品的时间超过60分钟,就叫长时间使用电子产品,完成下面的2×2列联表,依据α=0.001的独立性检验,分析患近视与每天长时间使用电子产品是否有关.
非长时间使用电子产品
长时间使用电子产品
合计
患近视人数
100
未患近视人数
80
合计
200
附:
α
0.1
0.05
0.01
0.005
0.001
xα
2.706
3.841
6.635
7.879
10.828
参考公式:χ2=,其中n=a+b+c+d.
21.(12分)已知双曲线C:-=1(a>0,b>0)的离心率为,右焦点F与点M(0,2)的连线与其一条渐近线平行.
(1)求双曲线C的方程;
(2)经过点F的直线l与双曲线C的右支交于点A,B,试问是否存在一定点P,使∠OPA=∠OPB恒成立,若存在,请求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
22.(12分)某公司的产品因符合要求(全部用统一规格的包装箱包装且有物流配送支持)能继续直销该市.为了把握准确的需求信息,他们使用大数据统计了该市年末近100天内每天此产品的售货量T(单位:箱)如下表所示:
售货量/箱
[40,50)
[50,60)
[60,70)
[70,80)
[80,90)
[90,100]
天数
5
20
30
30
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统计分析发现T服从正态分布N(μ,225).
(1)画出售货量T的频率分布直方图,并求出μ的值;
(2)估计该公司一个月(30天)内售货量在区间(53.5,98.5)内的天数;(结果保留整数)
(3)为鼓励分销商,该公司出台了两种不同的促销方案.
方案一:直接返现,按每日售货量三级返现:T<60时,返现400元;60≤T<80时,返现800元;T≥80时,返现1200元.
方案二:通过抽奖返现:每日售货量低于μ时有一次抽奖机会;每日售货量不低于μ时有两次抽奖机会.每次抽奖获得奖金400元的概率为,获得资金800元的概率为.
据你分析,分销商应采用哪种方案?请说明理由.
附:若Z~N(μ,σ2),则P(μ-σ<Z<μ+σ)≈0.6827,P(μ-2σ<Z<μ+2σ)≈0.9545.
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