内容正文:
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一、选择题:本大题共12个小题,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.已知集合,,则
A. B. C. D.
【解析】由题意知,或,所以, , ,故选B.
2.已知为虚数单位,若复数满足,则的虚部为
A. B. C. D.
【解析】因为,所以的虚部为,故选C.
3.某校秋季运动会中A、B两班的各个单项得分(满分5分,分值高者为优)的雷达图如图所示,则下列说法不正确的是
A.在200米项目中,A班的得分比B班的得分高
B.在铅球项目中,A班的得分比B班的得分高
C.在跳高项目中,B班的得分比A班的得分高
D.B班的总分比A班的总分高
【解析】对于A,在200米项目中,A班得分为4分,B班得分为3分,故A正确;对于B,在铅球项目中,A班得分为3分,B班得分为4分,故B错误;对于C,在跳高项目中,A班得分为3分,B班得分为4分,故C正确;对于D,A班的总分为,B班的总分为,故D正确.故选B.
4.在的展开式中,的系数是
A. B. C. D.4
【解析】根据题意,项为,所以的系数是.故选A.
5.已知等比数列的前项和为,若,且成等差数列,则
A. B. C. D.
【解析】设等比数列的公比是q,因为成等差数列,所以,整理得,所以,因此,故选D.
6.已知直线与曲线相切,则的值为
A. B.1 C. D.
【解析】由题知,的定义域为,.设切点为, 所以,即,故切点为,代入直线方程,得,解得.故选D.
7.已知m,n是两条不同的直线,,是两个不同的平面,给出下列结论,其中正确结论的个数是
①若,,且,则 ②若且,,则
③若,,且,则 ④若,,且,则
A.1 B.2 C.3 D.4
【解析】对于①,由,且,得或,又,则,故①正确;对于②,若且,,则与平行或相交,故②错误;对于③,若,,且,则与平行、垂直或斜交,故③错误;对于④,若,,且,则,故④错误,故选A.
8.算术运算符表示取余数,如,表示除以余数为,如图是关于取余的一个程序框图,若输入的值为3,则输出
A.1 B.3 C.5 D.7
【解析】由程序框图知,当时,;当;
当;…,当;当.
故当程序框图退出循环时, ,显然
,故选A.
9.函数的图象大致是
A. B. C. D.
【解析】由题意得,,且的定义域关于原点对称,又因为,
所以函数为奇函数,所以的图象关于原点对称,故选B.
10.已知双曲线:的左,右顶点分别为,是双曲线上不同于的一点,设直线的斜率分别为,则当取得最小值时,双曲线的离心率为
A. B. C. D.
【解析】由题知,,设,则,,,所以,故,令,,因为,所以在上单调递减,在上单调递增,故当时函数有最小值,此时,即,所以,故选A.
11.已知,,,则,,的大小关系是
A. B. C. D.
【解析】对于的大小:,即;对于的大小:构造函数,则,当时,在上单调递增,当时,在上单调递减,因为,所以
,即,所以;对于的大小:,,因为,所以,故选B.
12.已知函数在区间上单调,且满足.给出下列结论,其中正确结论的个数是
①;
②若,则函数的最小正周期为;
③关于x的方程在区间上最多有3个不相等的实数解;
④若函数在区间上恰有5个零点,则的取值范围为.
A.1 B.2 C.3 D.4
【解析】对于①,∵,∴在上单调,又,,∴,故①正确;对于②,区间右端点关于的对称点为,∵,f(x)在上单调,根据正弦函数图象特征可知,在上单调,∴为的最小正周期,∴.若,则的图象关于直线对称,结合,得,即,故k=0,,故②正确;
对于③,由,得,∴在区间上最多有3个完整的周期,由图知,关于的方程在区间上最多有3个不相等的实数解,故③正确;对于④,由知,是函数在区间,上的第1个零点,而在区间上恰有5个零点,则,结合,得,又,∴的取值范围为,故④错误. 故选C.
二、填空题:本大题共4个小题,每小题5分,共20分.
13.若向量满足,,且,则与的夹角为__________.
【解析】因为,所以,所以,故与的夹角为.
14.已知等差数列的前n项和为,若,,则 __________.
【解析】由得.设等差数列的公差为,因为,所以,,故.
15.已知为椭圆的两个焦点,O为原点,P为椭圆上一点,,则__________.
【解析】法一:由题知,, 则,即①,由余弦定理得,即②,
联立①②,解得:,.因为,所以
.
法二:因为,所以,解得,又因为,所以,所以.
16.如图所示,在三棱锥中,,,,则三棱锥体积的最大值为_________.
【解析】由题知,.因为,,所以,,又,所以.过A作AF⊥BD于F,连结CF,则CF⊥BD.过F作EF⊥AC于E.因为,所以,而EF⊥AC,所以E为AC的中点.因为AF⊥BD, CF⊥BD, ,所以BD⊥平面ACF.所以.要使三棱锥的体积最大,只需要△ACF的面积最大.而,只需EF最大.因为,所以只需AF最大.在△ABD中,所以A在以D、B 为焦点的椭圆上,如图所示,因为AF⊥BD,由椭圆的几何性质可得,要使AF最大,只需A为短轴顶点,即AF为短轴的一半.此时所以.所以,所以,所以.即三棱锥体积的最大值为.
三、解答题:本大题共6个小题,共75分.解答要写出文字说明,证明过程或演算步骤.
17.(本小题满分12分)
某中学为了解大数据提供的个性化作业质量情况,随机访问n名学生,并对这n名学生的个性化作业进行评分(满分:100分),根据得分将他们的成绩分成六组,制成如图所示的频率分布直方图,其中成绩在的学生人数为30人.
(1)求,n的值;
(2)估计这n名学生成绩的平均数(同一组数据用该组
数据的中点值代替)和中位数.
【解析】(1)由题意知:,
即.…………………………3分
由频率分布直方图得成绩在的学生所占频率为:,
∵成绩在的学生人数为30人,
∴.…………………………6分
(2)由频率分布直方图可知:
平均数为:,………………………9分
∵前3组的频率为,
∴中位数为.…………………………12分
18.(本小题满分12分)
的内角的对边分别为,已知.
(1)求;
(2)若为锐角三角形,且,求面积的取值范围.
【解析】(1)由得:
,…………2分
∵,
∴,即,…………………………3分
又∵,
∴,即.…………………………4分
(2)解法一:因为是锐角三角形,由(1)知,得到,
故,解得.…………………………6分
由正弦定理及得,,…………………………8分
∴的面积.………………10分
又∵,,
∴,
故,
故.
故的取值范围是.…………………………12分
解法二:若为锐角三角形,且,
由余弦定理可得,…………………………6分
∵三角形为锐角三角形,
∴且,且,…………………………8分
解得,…………………………10分
可得面积,.…………………………12分
19.(本小题满分12分)
如图1,在矩形中,,分别为线段的中点,沿把折起,使得,如图2所示,分别为线段的中点,
(1)求证:平面平面;
(2)求二面角的余弦值.
【解析】(1)证明:∵,,
∴为等边三角形,
∴,
又∵,,且,
∴平面,
∴………………………2分
又∵,
∴平面,
∴,
又∵≌,
易证………………………4分
又∵,
∴平面,
又∵平面,
∴平面平面.………………………6分
(2)分别以,,所在直线为轴,轴,轴建立如图所示空间直角坐标系,则
∴,,.
设平面的法向量,则
,
取法向量,.………………………8分
设平面的法向量,则
,
取法向量,.………………………10分
∴,
∴二面角的余弦值为.………………………12分
20.(本小题满分12分)
已知抛物线:,直线与抛物线交于不同的两点,,为坐标原点.
(1)若,求证:直线过定点;
(2)若直线的方程为,且与轴交于点,是否存在以为圆心、2为半径的圆,使得过抛物线上任意一点作圆的两条切线,与抛物线交于另外两点,时,总有直线也与圆相切?若存在,求出此时的值;若不存在,请说明理由.
【解析】(1)由题知,直线与轴不平行,故可设直线的方程为:,
联立,得,
设,,
∴,.……………………2分
由,
解得,
∴直线过定点.……………………4分
(2)由题知,,设,
则圆的方程为.
设,,,
直线的斜率,
所以直线的方程为,……………………6分
整理得,
则直线与圆相切得,即,
同理可得,
易知,否则直线与抛物线只有一个交点,
所以是方程的两个根,
由韦达定理得,……………………8分
直线的方程与圆相切得,…………9分
两边平方得,
即,
化简得,
上式对任意的恒成立,所以,解得或3,……………………11分
当时,,符合,此时;
当时, ,符合,此时.
综上,存在定圆、,过抛物线上任意一点作圆的两条切线,与抛物线交于另外两点,时,总有直线也与圆相切. ………………12分
21.(本小题满分12分)
已知函数,.
(1)当时,讨论的单调性;
(2)若函数有两个极值点,.求的最小值.
【解析】(1)由题知,,,令,,
当时,,,即,所以在上单调递增;…………2分
当时,,若,则,
若,则,
所以在上单调递增;在上单调递减,
综上所述:当时,在上单调递增;当时,在
上单调递增;在上单调递减,…………4分
(2)由(1)知,是方程的两个不等正根,
则△,,,故,,
即,,,且,,……………………6分
……………………8分
,
令,则,,,……………………10分
,
当,时,,在上单调递减,
当时,,在上单调递增,
故,
故的最小值为.……………………12分
22.(本小题满分10分)选修4-4:坐标系与参数方程
在直角坐标系中,直线的参数方程为 (为参数).以坐标原点为极点,轴的非负半轴为极轴建立极坐标系,曲线的极坐标方程为.
(1)求直线的直角坐标方程及曲线的普通方程;
(2)设点在曲线上,点在直线上,求的最小值.
【解析】(1)消去直线l的参数方程中的参数t,得直线l的直角坐标方程为:x-y+1=0. ………………………2分
将的两边同时乘以,得,
将,,代入得,
曲线C的普通方程为:x2+y2-2x=0. 即:(x-1)2+y2=1. ………………………5分
(2)法一:的最小值就是点到直线的距离的最小值.
设,则
,…………………………8分
∴当即时有最小值.…………………10分
法二:的最小值就是圆心到直线的距离减去圆的半径.
∵圆心到直线的距离,…………………………8分
∴.…………………10分
23.(本小题满分10分)选修4-5:不等式选讲
已知函数,且的最小值为.
(1)求的值;
(2)若,,为正数,且满足.证明:.
【解析】(1)因为,……………………3分
所以在上单调递减,在上单调递增,
故...………………………5分
(2)证明:由(1)知,,
∵,,,
所以由柯西不等式可得:,…………………9分
即(当且仅当时,等号成立). ……………10分
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