内容正文:
数学
(全卷满分150分,考试时间120分钟)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在本试卷和答题卡相应位置上.
2.作答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案.答案不能答在试卷上.
3.非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答.答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上;如需改动,先画掉原来的答案,然后再写上新答案;不准使用铅笔和涂改液.不按以上要求作答无效.
4.考生必须保证答题卡的整洁.考试结束后,将试卷和答题卡一并交回.
第Ⅰ卷(选择题,共58分)
一、单选题:本题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.
1. 在中,内角,,的对边分别为,,.下列条件中能使唯一确定的是( )
A. ,, B. ,,
C. ,, D. ,,
2. 下列结论中,错误的是( )
A. “”是“”的充分不必要条件
B. 已知命题“,”,则该命题的否定为“,”
C. “”是“”的充分不必要条件
D. 命题“,”的否定是“,”
3. 甲、乙、丙、丁四位同学在玩一个猜数字游戏,甲、乙、丙共同写出三个集合:,,,然后他们三人各用一句话来正确描述“”表示的数字,并让丁同学猜出该数字,以下是甲、乙、丙三位同学的描述,甲:此数为小于5的正整数;乙:是的必要不充分条件;丙:是的充分不必要条件.则“”表示的数字是( )
A. 3或4 B. 2或3 C. 1或2 D. 1或3
4. 已知集合,,则( )
A. B. C. D.
5. 在中,内角所对的边分别为,,,且,延长至点,使得,若,则( )
A. 1 B. C. 2 D. 3
6. 若,则( )
A. B. C. 1 D. 或
7. 已知函数的导函数的部分图象如图,则下列说法正确的是( )
A. B.
C. 有三个零点 D. 有三个极值点
8. 已知,,,则,,的大小关系是( )
A. B. C. D.
二、多选题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题的选项中,有多项是符合题目要求的.全部选对的得6分,部分选对得部分分,有选错的得0分.
9. 已知函数,满足:,成立,且在上有且仅有个零点,则下列说法正确的是( )
A. 函数的最小正周期为
B. 函数在区间上单调递减
C. 函数的一个对称中心为
D. 函数是奇函数
10. 已知数列的前项和为,下列说法正确的是( )
A. 若,则是等差数列
B. 若,则是等比数列
C. 若,则数列为递增数列
D. 若数列为等差数列,,则最小
11. 已知函数对任意恒有,且当时,,则下列结论中正确的是( )
A. 的图象关于轴对称
B. 在上单调递增
C. 的解集为
D. 若对恒成立,则实数的取值范围为
第Ⅱ卷(非选择题,共92分)
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.双空题,第一空2分,第二空3分.
12. 宋朝诗人王镃在《蜻蜓》中写到:“轻绡剪翅约秋霜,点水低飞恋野塘”,描绘了蜻蜓点水的情形,蜻蜓点水会使平静的水面形成水波纹,截取其中一段水波纹,其形状可近似于用函数的图象来描述,如图所示,则______.
13. 如图,一个直角走廊的宽分别为a,b,一铁棒与廊壁成θ角,该铁棒欲通过该直角走廊,则铁棒的长度L=___________(用含θ的表达式表示);当a=b=2 m时,能够通过这个直角走的铁的长的最大值为__________.
14. 已知函数是定义在上的偶函数,且为奇函数,记为的导函数,若,则在点处的切线方程为___________.
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,已知.
(1)求角C的大小;
(2)若,再从条件①、条件②、条件③这三个条件中选择一个作为已知,使得存在且唯一确定,求的面积.
条件①:;
条件②:;
条件③:的周长是.
注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分.
16. 已知函数,,其中.
(1)若,求实数a的值
(2)当时,求函数的单调区间;
(3)若存在使得不等式成立,求实数a的取值范围.
17. 某蛋糕店推出两款新品蛋糕,分别为薄脆百香果蛋糕和朱古力蜂果蛋糕,已知薄脆百香果蛋糕单价为x元,朱古力蜂果蛋糕单价为y元,现有两种购买方案:
方案一:薄脆百香果蛋糕购买数量为a个,朱古力蜂果蛋糕购买数量为b个,花费记为;
方案二:薄脆百香果蛋糕购买数量为b个,朱古力蜂果蛋糕购买数量为a个,花费记为.
(其中)
(1)试问哪种购买方案花费更少?请说明理由;
(2)若a,b,x,y同时满足关系,求这两种购买方案花费的差值S最小值(注:差值花费较大值-花费较小值).
18. 元宵节是中国的传统节日,为庆祝元宵节,某大学开展吃元宵、吃酒圆、猜灯谜等一系列活动.
(1)为探究元宵节吃汤圆和吃元宵的地域差异,某小组开展调研,得到如下列联表,已知,是否有的把握认定吃汤圆或元宵与地域有关?
北方
南方
汤圆
16
36
元宵
24
24
(2)在猜灯谜活动中共有10道标有序号的各不相同的题目,甲同学随机抽取其中的5道回答.
(i)求抽取的5道题中恰有5道题序号均相邻的概率;
(ii)已知:若是两点分布,且,则,若甲抽取的题目中有对相邻序号的题目,计算的数学期望.
附:
19. 设数列的首项为1,前n项和为,若对任意的,均有(k是常数且)成立,则称数列为“数列”.
(1)若数列为“数列”,求数列的通项公式;
(2)是否存在数列既是“数列”,也是“数列”?若存在,求出符合条件的数列的通项公式及对应的k的值;若不存在,请说明理由;
(3)若数列为“数列”,,设,证明:.
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数学
(全卷满分150分,考试时间120分钟)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在本试卷和答题卡相应位置上.
2.作答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案.答案不能答在试卷上.
3.非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答.答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上;如需改动,先画掉原来的答案,然后再写上新答案;不准使用铅笔和涂改液.不按以上要求作答无效.
4.考生必须保证答题卡的整洁.考试结束后,将试卷和答题卡一并交回.
第Ⅰ卷(选择题,共58分)
一、单选题:本题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.
1. 在中,内角,,的对边分别为,,.下列条件中能使唯一确定的是( )
A. ,, B. ,,
C. ,, D. ,,
【答案】C
【解析】
【分析】对于AD:根据三角形的性质直接判断即可;对于BC:利用正弦定理的结论直接判断即可.
【详解】对于选项A:因为三个内角确定,但三边不确定,可知不能确定,故A错误;
对于选项B:因为,可知,
所以满足条件的有2个,故B错误;
对于选项C:因为,所以满足条件的有1个,故C正确;
对于选项D:因为为最大角,但,不满足大角对大边,
所以不存在,故D错误;
故选:C.
2. 下列结论中,错误的是( )
A. “”是“”的充分不必要条件
B. 已知命题“,”,则该命题的否定为“,”
C. “”是“”的充分不必要条件
D. 命题“,”的否定是“,”
【答案】C
【解析】
【分析】利用充分条件、必要条件的定义判定选项A正确,利用全称命题的否定形式判定选项B、D正确;从集合的角度判定选项C错误.
【详解】对于A:将代入成立,所以“”是“”的充分条件,
因为的解为或,所以“”不是“”的必要条件,
即“”是“”的充分不必要条件,正确;
对于B:已知命题“,”,则该命题的否定为“,”,正确;
对于C:因为的解集为或,所以“”是“”的必要不充分条件,错误;
对于D:命题“,”的否定是“,”,正确.
故选:C.
3. 甲、乙、丙、丁四位同学在玩一个猜数字游戏,甲、乙、丙共同写出三个集合:,,,然后他们三人各用一句话来正确描述“”表示的数字,并让丁同学猜出该数字,以下是甲、乙、丙三位同学的描述,甲:此数为小于5的正整数;乙:是的必要不充分条件;丙:是的充分不必要条件.则“”表示的数字是( )
A. 3或4 B. 2或3 C. 1或2 D. 1或3
【答案】C
【解析】
【分析】根据此数为小于5的正整数得到,再推出是的真子集,是的真子集,从而得到不等式,求出,得到答案.
【详解】因为此数为小于5的正整数,所以,
.因为是的必要不充分条件,是的充分不必要条件,
所以是的真子集,是的真子集,
所以且,解得,所以“”表示的数字是1或2,故正确.
故选:C.
4. 已知集合,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】解出集合,判断的元素是否在集合中,可得.
【详解】因为,又,故,
易验证0,1,2均是的解,所以,所以.
故选:B.
5. 在中,内角所对的边分别为,,,且,延长至点,使得,若,则( )
A. 1 B. C. 2 D. 3
【答案】C
【解析】
【分析】根据题意,利用正弦定理求得,再由余弦定理,得到,求得,再中,由余弦定理,列出方程,即可求解.
【详解】因为,可得,
由正弦定理得,即,
所以,又因为,所以,
如图所示,由,且,,
在中,由余弦定理得,
解得或(负值舍去).
故选:C.
6. 若,则( )
A. B. C. 1 D. 或
【答案】A
【解析】
【分析】将已知等式经三角恒等变换,再两边同除以可得关于的方程,即可得解.
【详解】由,可得
,,
两边同时除以并整理可得:,解得:或,
当时,,,不符合题意,所以.
故选:A
7. 已知函数的导函数的部分图象如图,则下列说法正确的是( )
A. B.
C. 有三个零点 D. 有三个极值点
【答案】A
【解析】
【分析】根据导函数图像得到单调性和极值,进而推出极值点个数,比较函数值大小即可.
【详解】根据导函数图像知道:
正
0
非正
0
正
增
极大值
减
极小值
增
对于A,,单调递减,则,则A正确;
对于B,自变量在不同区间,都比小,但不能比较它们大小,则B错误;
对于C,不能确定零点个数,则C错误;
对于D,函数有两个极值点,则D错误.
故选:A.
8. 已知,,,则,,的大小关系是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】根据题意结合对数函数单调性分析判断即可.
【详解】因为,可得,
且,则,可得,所以;
又因为,则,所以;
综上所述:.
故选:C
二、多选题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题的选项中,有多项是符合题目要求的.全部选对的得6分,部分选对得部分分,有选错的得0分.
9. 已知函数,满足:,成立,且在上有且仅有个零点,则下列说法正确的是( )
A. 函数的最小正周期为
B. 函数在区间上单调递减
C. 函数的一个对称中心为
D. 函数是奇函数
【答案】BCD
【解析】
【分析】依题意可得为最大值,则得,再由在上有且仅有个零点,可得,再结合的范围可出的值,从而可求出的解析式,然后逐个分析判断即可.
【详解】因为,恒成立,所以的最大值为,
所以,即,
当时,,又,
因为在上有且仅有个零点,所以,
所以,即,得,
所以,
因为,所以,
所以;
对于A:函数的最小正周期,故A错误;
对于B:当时,,又在上单调递减,
所以函数在区间上单调递减,故B正确;
对于C:因为,
所以函数的一个对称中心为,故C正确;
对于D:因为,为奇函数,故D正确.
故选:BCD
10. 已知数列的前项和为,下列说法正确的是( )
A. 若,则是等差数列
B. 若,则是等比数列
C. 若,则数列为递增数列
D. 若数列为等差数列,,则最小
【答案】BC
【解析】
【分析】借助等差数列、等比数列的概念、数列的递推关系逐项计算即可得.
【详解】对于选项A,,,,
,不满足是等差数列,故选项A错误;
对于选项B,当时,,
当时,,
因为时也满足上式,所以,则,
所以是等比数列,故选项B正确;
对于选项C,因为,所以,
因为,所以,
因此数列为以为首项,4为公差的等差数列,也是递增数列,故选项C正确;
对于选项D,设数列的公差为,因为,所以,
即,当时,没有最小值,故选项D错误.
故选:BC.
11. 已知函数对任意恒有,且当时,,则下列结论中正确的是( )
A. 的图象关于轴对称
B. 在上单调递增
C. 的解集为
D. 若对恒成立,则实数的取值范围为
【答案】BC
【解析】
【分析】对于A,对抽象函数的等式分别赋值和即可判断是奇函数;对于B,利用函数的单调性定义推理即得;对于C,利用A,B项分析得到的函数的奇偶性和单调性求解抽象不等式即可;对于D,利用C的结论得出函数在上的最大值,将等价转化为在上恒成立,结合关于的一次函数的图象即得参数的范围.
【详解】对于,令,得,所以,令,则,即,则,
所以是定义在上的奇函数,其图象关于原点对称,故A错误;
对于,设,则,又当时,,则有,
即,则,故在上单调递增,故B正确;
对于,根据选项可知,函数在上单调递增,又因为是定义在上的奇函数,
,所以,则的解集为,故C正确;
对于,因为在上单调递增,所以当时,,
又对恒成立,所以,即在上恒成立,
将看成关于的一次函数,则需,
由① 可得或,由② 可得或,故的范围为或,故D错误.
故选:BC.
第Ⅱ卷(非选择题,共92分)
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.双空题,第一空2分,第二空3分.
12. 宋朝诗人王镃在《蜻蜓》中写到:“轻绡剪翅约秋霜,点水低飞恋野塘”,描绘了蜻蜓点水的情形,蜻蜓点水会使平静的水面形成水波纹,截取其中一段水波纹,其形状可近似于用函数的图象来描述,如图所示,则______.
【答案】
【解析】
【分析】利用图象可以观察出振幅和周期,也就是能求出,最后通过代入最高点坐标去求即可.
【详解】
由题知:,,,即,
又,,故,即.
故答案为:.
13. 如图,一个直角走廊的宽分别为a,b,一铁棒与廊壁成θ角,该铁棒欲通过该直角走廊,则铁棒的长度L=___________(用含θ的表达式表示);当a=b=2 m时,能够通过这个直角走的铁的长的最大值为__________.
【答案】 ①. ②.
【解析】
【分析】第一空:根据示意图及三角函数定义,即可得长度L的表达式;
第二空:根据第一空的表达式,化简可得,令,根据范围,可得t的范围,根据二次函数性质,可得L的最小值,即可得答案.
【详解】作出示意图,铁棒,,
在中,,
在中,,
所以;
当时,
令,因为,,
所以,,
所以,且在上单调递增,
所以当时,即时,L的最小值为,
所以能够通过这个直角走廊的铁棒的长度的最大值为.
故答案为:;
14. 已知函数是定义在上的偶函数,且为奇函数,记为的导函数,若,则在点处的切线方程为___________.
【答案】
【解析】
【分析】利用的奇偶性与对称性,得到的周期,结合,求出的值,再利用导数的奇偶性与周期性,结合,求出的值,则切线可求.
【详解】解:因为是定义在上的偶函数,且为奇函数,
所以,,
因此可得
可得,即周期为8,且,
对和分别求导可得,,
所以 ,
所以在点处的切线方程为:,
即.
故答案为:.
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,已知.
(1)求角C的大小;
(2)若,再从条件①、条件②、条件③这三个条件中选择一个作为已知,使得存在且唯一确定,求的面积.
条件①:;
条件②:;
条件③:的周长是.
注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)利用余弦定理边化角即可结果;
(2)利用正弦定理可得.若选条件①:根据题意可得,进而分析其唯一性即可;若选条件②:利用余弦定理可得,,进而求,进而可得面积;若选条件③:根据周长可得,利用余弦定理并分析其唯一性.
【小问1详解】
因为,即,
可得,
且,所以.
【小问2详解】
因为,,由正弦定理可得,
可得.
若选条件①:因为,,即,
可得,可知满足条件的角A有两个,不唯一,不合题意;
若选条件②:因为,
由正弦定理可得,
且,则,可得,
则,,
因为两角和两边均已确定,根据三角形全等可知三角形存在且唯一,
又因为,
所以的面积;
若选条件③:因为的周长是,
则,即,
由余弦定理可得,即,
整理可得,且,
可知方程有2个不相等的实根,
且,可知方程有2个不相等的正实根,
即边a不唯一,不合题意.
综上,只有选条件②符合题意.
16. 已知函数,,其中.
(1)若,求实数a的值
(2)当时,求函数的单调区间;
(3)若存在使得不等式成立,求实数a的取值范围.
【答案】(1)
(2)
时,函数的单调增区间为;
时,函数的单调增区间为和,单调减区间为;
时,函数的单调增区间为和,单调减区间为.
(3)
【解析】
【分析】(1)求导可得,由代入计算,即可求解;
(2)求导可得,然后分讨论,即可求解;
(3)根据题意,由分离参数可得,然后构造函数求导得最值即可得到结果.
【小问1详解】
因为,则,
由可得,解得.
【小问2详解】
函数的定义域为,
且,
当时,令,可得或,
①当,即时,
对任意的,,的单调递增区间为.
②当,即时,
,得或,,得,
的单调递增区间为和,单调递减区间为
③当,即时
,得或;,得,
的单调递增区间为和,单调递减区间为,
综上所述,时,函数的单调增区间为;
时,函数的单调增区间为和,单调减区间为;
时,函数的单调增区间为和,单调减区间为.
【小问3详解】
由,可得,即,其中,
令,,
若存在,不等式成立,则,,
,令,得,
当时,,当时,,
所以函数在上递增,在上递减,
所以函数在端点或处取得最小值.
因为,,所以,
所以,所以,
因此,实数的取值范围是.
17. 某蛋糕店推出两款新品蛋糕,分别为薄脆百香果蛋糕和朱古力蜂果蛋糕,已知薄脆百香果蛋糕单价为x元,朱古力蜂果蛋糕单价为y元,现有两种购买方案:
方案一:薄脆百香果蛋糕购买数量为a个,朱古力蜂果蛋糕购买数量为b个,花费记为;
方案二:薄脆百香果蛋糕购买数量为b个,朱古力蜂果蛋糕购买数量为a个,花费记为.
(其中)
(1)试问哪种购买方案花费更少?请说明理由;
(2)若a,b,x,y同时满足关系,求这两种购买方案花费的差值S最小值(注:差值花费较大值-花费较小值).
【答案】(1)采用方案二;理由见解析
(2)24
【解析】
【分析】(1)列出两种方案的总费用的表达式,作差比较,即可求解;
(2)根据题意,得到,利用换元法和基本不等式,即可求解.
【小问1详解】
解:方案一的总费用为(元);
方案二的总费用为(元),
由,
因为,可得,所以,
即,所以,所以采用方案二,花费更少.
【小问2详解】
解:由(1)可知,
令,则,
所以,当时,即时,等号成立,
又因为,可得,
所以,
当且仅当时,即时,等号成立,
所以差的最小值为,当且仅当时,等号成立,
所以两种方案花费的差值最小为24元.
18. 元宵节是中国的传统节日,为庆祝元宵节,某大学开展吃元宵、吃酒圆、猜灯谜等一系列活动.
(1)为探究元宵节吃汤圆和吃元宵的地域差异,某小组开展调研,得到如下列联表,已知,是否有的把握认定吃汤圆或元宵与地域有关?
北方
南方
汤圆
16
36
元宵
24
24
(2)在猜灯谜活动中共有10道标有序号的各不相同的题目,甲同学随机抽取其中的5道回答.
(i)求抽取的5道题中恰有5道题序号均相邻的概率;
(ii)已知:若是两点分布,且,则,若甲抽取的题目中有对相邻序号的题目,计算的数学期望.
附:
【答案】(1)有的把握认定吃汤圆或元宵与地域有关;
(2)(i);(ii)
【解析】
【分析】(1)利用独立性检验公式进行计算,并判断与的大小关系,即可作出判断;
(2)(ⅰ)记事件为“抽取的5道题中恰有5道题序号相邻”,利用组合公式计算总的基事件个数和事件包含的基事件个数,再利用古典概型公式计算即可求解;
(ⅱ)设随机变量为第题与第题均被选中,为其余情况,结合题中条件进行求解即可.
【小问1详解】
列联表如下:
北方
南方
合计
汤圆
16
36
52
元宵
24
24
48
合计
40
60
100
原假设:吃汤圆或元宵与地域无关.
,
故拒绝,即有95%的把握认定吃汤圆或元宵与地域有关.
【小问2详解】
(ⅰ)记事件A为“抽取的5道题中恰有5道题序号相邻”,
则.
(ⅱ)设随机变量为第题与第题均被选中,为其余情况,
则,
由甲抽取的题目中有对相邻序号的题目,则
由定义:若是两点分布,且,则,
则.
19. 设数列的首项为1,前n项和为,若对任意的,均有(k是常数且)成立,则称数列为“数列”.
(1)若数列为“数列”,求数列的通项公式;
(2)是否存在数列既是“数列”,也是“数列”?若存在,求出符合条件的数列的通项公式及对应的k的值;若不存在,请说明理由;
(3)若数列为“数列”,,设,证明:.
【答案】(1);
(2)不存在,理由见解析;
(3)证明见解析.
【解析】
【分析】(1)由题意得,再利用与的关系分类讨论,即可得数列为等比数列,从而可得通项公式.
(2)利用反证法可得不存在这样的数列既是“数列”,也是“数列”.
(3)由数列为“数列”,可得到对任意正整数恒成立,于是可得,然后根据错位相减法求得,故得,即,即结论成立.
【小问1详解】
因为数列为“数列”,所以
当时,,得,
当时,,则,即,
经检验,当时,,
故对任意的恒成立,即,
故数列为是首项为1,公比为2的等比数列,故.
【小问2详解】
假设存在这样的数列,由是“数列”,则有,故有,
两式相减得:,故有,
同理:由是“数列”可得,
所以对任意恒成立,故
所以,即,
又,即,
两者矛盾,故不存在这样的数列既是“数列”,也是“数列”.
【小问3详解】
因为数列为“数列”,所以,
故,故,
又当时,,故,
又,故满足,
所以对任意正整数恒成立,数列的前几项为:,
故,
所以,
两式相减得 ,
显然,,
故,即.
【点睛】(1)本题属于新概念问题,解题时要从所给出的概念出发,得到相应的结论,然后再借助于数列的有关知识得到相应的结论.
(2)对于存在性问题的解法,可利用反证法求解,解题时在假设的基础上得到矛盾是解题的关键,通过否定假设可得原结论不成立.
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