内容正文:
高三数学
(120分钟 150分)
一、选择题:本题共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. 已知集合,集合,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】化简集合A,求交集即可.
【详解】,
所以,
故选:A
2. 已知复数满足,且,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】设,根据共轭复数的概念求,结合条件关系列方程,解方程可得,由此可得结论.
【详解】设,则,
因为,,
所以,,
所以,
所以,
所以.
故选:D.
3. 已知,且,则“成立”的充分不必要条件可以是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】解不等式,得到不等式成立的充要条件,结合选项得出答案.
【详解】,
当时,,所以;
当时,,所以,
综上,,
要找“成立”的充分不必要条件,即找的子区间,
结合选项可知是成立的充分不必要条件,
故选:B
4. 为了鼓励学生锻炼身体,强健体魄,增强抵抗病毒能力,某校决定加强体育活动并对学生的体育成绩进行定期统计,下表是该校高三年级200名学生某次体育测试成绩的样本频率分布表:
分组
频率
0.12
0.13
0.4
0.24
0.11
则该次高三年级体育测试成绩中位数的估计值位于区间( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】中位数的取值恰好将该数值左右的频率平分成,据此求解.
【详解】由题意,的频率是,的频率是,
可知中位数落在上,
设中位数为,则,解得.
故选:C
5. 函数的部分图象大致为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】根据函数值在上的符号可判断AC不正确;根据函数在上的单调性可判断B不正确.
【详解】当时,,故AC不正确;
当时,,且为减函数,所以为增函数,故B不正确.
故选:D.
6. 已知双曲线的左、右焦点分别为,点在双曲线的右支上,满足,且,则( )
A. B. 2 C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】根据题意得,利用双曲线的定义表示,根据求出,在中利用余弦定理可求得的值,即可得到的值.
【详解】
由题意得,,,,
由双曲线定义得,,∴.
∵,∴,,,
∵,
∴,∴.
在中,由余弦定理得,,
解得或(舍),
∴.
故选:A.
7. 在三棱锥中,分别是棱的中点,则当三棱锥的体积最大时,二面角的余弦值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】当三棱锥的体积最大时,平面平面,取中点,连接,,则 ,,从而建立空间直角坐标系,利用向量求出二面角的余弦值即可.
【详解】在三棱锥中,,
分别是棱的中点,
当三棱锥的体积最大时,平面平面,
如图:取中点,连接,,则 ,,
平面平面,平面平面,,平面,
则平面,
故以为坐标原点,分别以所在直线为轴建立如图所示的空间直角坐标系,
则,,,,,,
,,,,
所以设平面的一个法向量为
则,即,令,则,,
故,
设平面的一个法向量为
则,即,令,则,,
故,
所以.
由图知,二面角为锐二面角,
故二面角的余弦值为.
故选:C.
8. 设(为自然对数的底数),,则( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】构造函数,,利用导数判断函数的单调性,再比较大小.
【详解】设,,,得,
当时,,在上单调递减,
当时,,在上单调递增,
,,,
因为,所以.
故选:B
二、多选题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得5分,部分选对的得2分,有选错的得0分.
9. 若为锐角,且,则( )
A. B. C. D.
【答案】ABD
【解析】
【分析】根据诱导公式及余弦的二倍角公式先求出,然后根据正弦二倍角,余弦二倍角,同角三角函数的关系判断BCD.
【详解】由题意可知:
,则,故A正确;
因为为锐角,所以,所以,,
所以,故B正确;
,故C错误;
,故D正确.
故选:ABD
10. 已知是定义在R上的偶函数,是定义在R上的奇函数,且在上单调递增,在单调递减,则( )
A. B.
C. D.
【答案】CD
【解析】
【分析】根据奇偶函数的性质可得与的单调性,利用单调性逐项判断即可.
【详解】根据题意,由奇偶函数的性质可得,
在上单调递增,在上单调递减,在R上单调递减,
则,,
对于A,由题意只能得到,并不能确定的正负号,所以无法判断与的大小,故A错误;
对于B,由题意只能得到,并不能确定的正负号,所以无法判断与的大小,故B错误;
对于C,因为,在R上单调递减,所以,故C正确;
对于D,因为,在R上单调递减,所以,故D正确.
故选:CD
11. 已知是的导函数,,则下列结论正确的是( )
A. 将图象上所有的点向左平移个单位长度可得的图象
B. 与的图象关于直线对称
C. 与的值域相同
D. 当时,与在区间上的单调性相同
【答案】AC
【解析】
【分析】首先求得的导函数,然后根据三角函数图像平移验证A选项的正误,根据函数的对称性验证B选项的正误,根据求三角函数的值域验证C选项的正误,根据求解三角函数的单调性验证D选项的正误.
【详解】对于A:,.
将的图像向左平移个单位得的图像,故A选项正确;
对于B:已知的图像与的图像关于直线对称,
,故B选项错误;
对于C:,
其中,值域为,
,
其中,值域为,故C选项正确;
对于D:当时,,,
当时,在上单调递减,在上单调递增,
当时,在上单调递增,在上单调递减,
综上可知和在上的单调性相反,故D选项错误.
故选:AC
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 如图所示,在四边形中,,则___________.
【答案】
【解析】
【分析】利用向量数量积的运算即可得解.
【详解】因为在四边形中,,
所以
.
故答案为:.
13 某人骑共享单车上班,第一条路线较短但拥挤,路途用时(单位:)服从正态分布;第二条路线较长但不拥挤,路途用时(单位:)服从正态分布.若有一天他出发时离上班时间还有8,则___________(精确到0.0001)(参考数据:)
【答案】0.0165
【解析】
【分析】根据给定条件,利用正态分布的对称性求出指定区间的概率即可.
【详解】由,得,
由,得,
所以
故答案为:0.0165
14. 过抛物线的焦点的直线交抛物线于两点,点关于轴对称的点为.若以为直径的圆与直线交于点,则当时,直线的斜率为___________.
【答案】或
【解析】
【分析】设则依题得,,将用坐标表示,推得,设直线的方程为,与抛物线方程联立,写出韦达定理,三式联立即可求得直线斜率.
【详解】
如图,设因点关于轴对称的点为,故,
因轴,是圆的直径,则,故轴,则.
由可得,即得,也即 .
又,依题意,显然直线的斜率不为0,
设直线的方程为,代入,消去,得,
则且,由,解得或,
分别代入中,可得或,故直线的斜率为:或.
故答案为:或.
四、解答题:本题共5小题,共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
15. 在中,角所对的边分别为,已知.
(1)求的面积;
(2)若是线段的中点,求的长.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)根据条件,利用余弦定理求出,求出的面积;
(2)由平面向量中点的性质得,再利用平面向量的数量积运算法则即可得解.
【小问1详解】
因为,所以,
在中,由余弦定理得,
因为,所以,又,
所以的面积.
小问2详解】
因为D是线段的中点,
所以,即,
则|
,
所以,故的长为.
16. 如图,在四棱锥中,底面为平行四边形,分别是棱的中点,.
(1)证明:平面.
(2)求与平面所成角的大小.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【解析】
【分析】(1)作PA的中点F,连接EF,FG,通过证明平面∥平面,可得平面;
(2)利用等体积法求出点D到平面距离为h,设PD与平面所成的角为,所以,求出线面角.
【小问1详解】
如图,作PA的中点F,连接EF,FG.
因为E,F,G分别是棱AB,AP,PD中点,
所以,又平面,平面,所以平面,
又底面为平行四边形,
所以,则,
又平面,平面,
所以平面,
因为平面,所以平面∥平面.
又平面,所以平面.
【小问2详解】
因为,
所以,所以.
因为,所以,所以.
因为平面,
所以平面.
因为,所以,所以,
因为平面,
所以平面,所以平面,因为平面,
所以.
设点D到平面的距离为h,又,
所以,所以.
设PD与平面所成的角为,所以,
因为,所以,
所以PD与平面PBC所成的角为.
17. 已知在数列中,,且满足.
(1)求证:数列是等比数列.
(2)设数列满足,求最小实数,使得对一切正整数均成立.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【解析】
【分析】(1)根据给定的递推公式,取倒数变形,结合等比数列定义推理得证.
(2)由(1)求出通项公式,再利用分组求和及裂项相消法求和,并借助单调性求出范围即可得解.
【小问1详解】
依题意,,由,得,则,
由,得,
所以数列是以为首项,为公比的等比数列.
【小问2详解】
由(1)知,数列,
当为奇数时,,当为偶数时,,
因此
,
而数列是递减数列,则数列是递增数列,
因此恒成立,又恒成立,则,
所以m的最小值为.
18. 为了加强地下水管理,防治地下水超采和污染,保障地下水质量和可持续利用,推进生态文明建设,由国务院第149次常务会议通过的《地下水管理条例》自2021年12月1日起施行.某市水务部门组织宣传小分队进行法律法规宣传,该宣传小分队记录了前10周普及的人数,得到下表:
时间x/周
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
每周普及的人数y
82
94
121
140
196
205
190
256
298
318
并计算得
(1)从这10周的数据中任选4周的数据,以X表示4周中每周普及宣传人数不少于240的周数,求X的分布列和数学期望;
(2)由于统计工作人员的疏忽,第10周的数据统计有误,如果去掉第10周的数据,试用剩下的数据求出每周普及的人数y关于周数x的线性回归方程(精确到0.01).
附:线性回归方程中,.
【答案】(1)分布列见解析,数学期望:
(2)
【解析】
【分析】(1)首先确定X所有可能的取值,根据超几何分布概率公式可求得每个取值对应的概率,由此可得分布列;根据数学期望公式可求得数学期望;
(2)去掉第10周的数据后,可重新计算最小二乘法所需数据,由此可求得回归直线方程.
【小问1详解】
X的可能取值为0,1,2,3,
=, ==,
=, =.
X的分布列为
X
0
1
2
3
P
所以.
【小问2详解】
去掉第10周的数据后可得新数据如下:
时间x/周
1
2
3
4
5
6
7
8
9
每周普及的人数y
82
94
121
140
196
205
190
256
298
则,=,
去掉第10周的数据前,
,
,
,
,
,
所以,
故剩下的数据所求出的线性回归方程为.
19. 已知函数.
(1)讨论函数的单调性;
(2)若有两个极值点,,当时,求的最大值.
【答案】(1)答案见解析
(2)
【解析】
【分析】(1)求出导函数,根据分类讨论求函数的单调性,并注意一元二次方程根的正负与定义域的关系;
(2)由,是两个极值点得到对应的韦达定理形式,然后利用条件将转变为关于某一变量的新函数,分析新函数的单调性从而确定出新函数的最大值即的最大值.
【小问1详解】
由求导得,.
当时,恒成立,所以在上单调递增;
当时,方程的,
所以,在上单调递增;
当时,,
由,解得,,
当时,,
当时,,
所以在上单调递减,在和上单调递增.
综上,当时,在上单调递增,
当时,在上单调递减,
在和上单调递增.
【小问2详解】
若有两个极值点,,
则,由方程知,.
,
令(),
则,
所以在上单调递减,所以.
所以的最大值是.
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(120分钟 150分)
一、选择题:本题共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. 已知集合,集合,则( )
A. B. C. D.
2. 已知复数满足,且,则( )
A. B. C. D.
3. 已知,且,则“成立”的充分不必要条件可以是( )
A. B.
C. D.
4. 为了鼓励学生锻炼身体,强健体魄,增强抵抗病毒能力,某校决定加强体育活动并对学生体育成绩进行定期统计,下表是该校高三年级200名学生某次体育测试成绩的样本频率分布表:
分组
频率
0.12
0.13
0.4
0.24
0.11
则该次高三年级体育测试成绩中位数的估计值位于区间( )
A. B. C. D.
5. 函数的部分图象大致为( )
A. B.
C. D.
6. 已知双曲线的左、右焦点分别为,点在双曲线的右支上,满足,且,则( )
A. B. 2 C. D.
7. 在三棱锥中,分别是棱的中点,则当三棱锥的体积最大时,二面角的余弦值为( )
A. B. C. D.
8. 设(为自然对数的底数),,则( )
A. B.
C. D.
二、多选题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得5分,部分选对的得2分,有选错的得0分.
9. 若为锐角,且,则( )
A. B. C. D.
10. 已知是定义在R上的偶函数,是定义在R上的奇函数,且在上单调递增,在单调递减,则( )
A. B.
C D.
11. 已知是的导函数,,则下列结论正确的是( )
A. 将图象上所有的点向左平移个单位长度可得的图象
B. 与的图象关于直线对称
C. 与的值域相同
D. 当时,与在区间上的单调性相同
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 如图所示,在四边形中,,则___________.
13 某人骑共享单车上班,第一条路线较短但拥挤,路途用时(单位:)服从正态分布;第二条路线较长但不拥挤,路途用时(单位:)服从正态分布.若有一天他出发时离上班时间还有8,则___________(精确到0.0001)(参考数据:)
14. 过抛物线的焦点的直线交抛物线于两点,点关于轴对称的点为.若以为直径的圆与直线交于点,则当时,直线的斜率为___________.
四、解答题:本题共5小题,共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
15. 在中,角所对的边分别为,已知.
(1)求面积;
(2)若是线段的中点,求的长.
16. 如图,在四棱锥中,底面为平行四边形,分别是棱的中点,.
(1)证明:平面.
(2)求与平面所成角的大小.
17. 已知在数列中,,且满足.
(1)求证:数列等比数列.
(2)设数列满足,求最小实数,使得对一切正整数均成立.
18. 为了加强地下水管理,防治地下水超采和污染,保障地下水质量和可持续利用,推进生态文明建设,由国务院第149次常务会议通过的《地下水管理条例》自2021年12月1日起施行.某市水务部门组织宣传小分队进行法律法规宣传,该宣传小分队记录了前10周普及的人数,得到下表:
时间x/周
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
每周普及的人数y
82
94
121
140
196
205
190
256
298
318
并计算得
(1)从这10周的数据中任选4周的数据,以X表示4周中每周普及宣传人数不少于240的周数,求X的分布列和数学期望;
(2)由于统计工作人员的疏忽,第10周的数据统计有误,如果去掉第10周的数据,试用剩下的数据求出每周普及的人数y关于周数x的线性回归方程(精确到0.01).
附:线性回归方程中,.
19. 已知函数.
(1)讨论函数的单调性;
(2)若有两个极值点,,当时,求的最大值.
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