内容正文:
高二数学
考生注意:
1.本试卷分选择题和非选择题两部分.满分150分,考试时间120分钟.
2.答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚.
3.考生作答时,请将答案答在答题卡上.选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效.
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. 已知复数满足,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】利用复数的除法运算性质即可得出.
【详解】已知,
则.
故选:C.
2. 函数在区间上的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】利用导数判断函数的单调性,进而可求得最大值.
【详解】,,
,,即,
在上单调递增,.
故选:D.
3. 已知幂函数的图象与坐标轴无公共点,则( )
A. -2 B. 1 C. -2或1 D. -1或2
【答案】A
【解析】
【分析】本题可先根据幂函数的定义求出的可能值,再结合幂函数图象与坐标轴无公共点的条件确定的值.
【详解】因为为幂函数,所以,
即,解得或.
当时,,其定义域为,图象与坐标轴无公共点,符合题意;
当时,,其图象与坐标轴有公共点,不合题意.
综上,.
故选:A.
4. 有3对双胞胎孩子站成一排拍照,则每对双胞胎必须相邻的排法有( )
A. 12种 B. 24种 C. 48种 D. 96种
【答案】C
【解析】
【分析】本题可利用捆绑法,先将每对双胞胎看作一个整体,再对这些整体进行排列,即可得出结果.
【详解】将每对双胞胎孩子捆绑在一起,然后再排列,有种排法.
故选 :C.
5. 小明和小强两人计划假期到南京游玩,他们分别从“夫子庙”“钟山风景区”“玄武湖”三个景区中随机选择一个游玩.记事件“两人中至少有一人选择夫子庙”,事件“两人选择的景区不同”,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】根据条件概率公式分别求出和,进而求解即可.
【详解】由题意可得,,
所以.
故选:A.
6. 已知函数在区间上恰有3个极值点,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】将函数在区间上恰有3个极值点转化为在上有三个极值点的问题,再数形结合即可得解.
【详解】,,,
令,则,,
作出的图象,
要使函数在区间上有三个极值点,则,
解得,则的取值范围为.
故选:B.
7. 已知点为曲线上的动点,则点到直线的距离的最小值为( )
A. B. 6 C. D. 9
【答案】B
【解析】
【分析】根据曲线切线与直线平行时,切点到直线的距离最小,求出曲线的切点,再根据点到直线的距离公式计算最小距离即可.
【详解】设曲线在点处的切线与直线平行,
由,得,则或,
则动点到直线距离的最小值为.
所以点到直线的距离的最小值为,
故选:B.
8. 已知点为空间一定点,圆锥(为底面的中心 )表面上的所有点到点的距离均不超过3,则当该圆锥的体积取得最大值时,圆锥的侧面积为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】由题意可知圆锥的顶点及底面圆周上的所有点均在以定点为球心,3为半径的球面上,设圆锥的底面圆周的半径为,球心到圆锥底面的距离为,根据条件得到与的关系,再结合圆锥体积公式求出体积最大时和的值,最后计算侧面积即可.
【详解】因为圆锥表面上所有点到点的距离均不超过3,
所以圆锥表面上所有点均在以定点为球心,3为半径的球内或球面上,
要使圆锥的体积最大,则圆锥的顶点及底面圆周上的所有点均在球面上,
且球心在圆锥的内部,此时圆锥的轴截面如图所示.
设圆锥的底面圆周的半径为,球心到圆锥底面的距离为 ,
则 ,所以 ,
圆锥的体积 ,
则 .
由 ,得 ; 由 ,得 ,
所以 在上单调递增,在上单调递减,
所以当 时, ,
此时该圆锥的母线长为 ,从而其侧面积 .
故选:A.
二、选择题: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6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分.
9. 下列命题正确的是( )
A. “”的否定为“”
B. “”是“”必要条件
C. 若,则
D.
【答案】ABC
【解析】
【分析】本题可根据全称命题的否定、必要条件的定义、对数的换底公式以及两角和的正弦公式来逐一分析选项即可.
【详解】对于A,命题“”,其否定为“”, 故A正确;
对于B,由能推出,所以“”是“”的必要条件,故B正确;
对于C, 已知,可得,所以,故C正确;
对于D, 当时,,故D错误.
故选:ABC.
10. 记事件中的样本点个数为.对于一个古典概型试验的样本空间和事件,已知,,,,,,,,,,,,则( )
A. 与互斥 B. 与互斥
C. 与相互独立 D. 与相互独立
【答案】BC
【解析】
【分析】利用古典概型相关知识,以及互斥事件,对立事件,相互独立事件概率计算公式即可求解.
【详解】A选项:,,,所以,
所以与不互斥;
B选项:,,,所以,
所以与互斥;
C选项:,,,
所以,,,
所以,与相互独立;
D选项:,,,
所以,
,,,
所以,与不相互独立.
故选:BC.
11. 已知是定义在上的增函数,且为奇函数.若实数满足不等式,则( )
A. 的取值范围为
B. 的取值范围为
C. 若,则满足条件的点共有5个
D. 的取值范围为
【答案】BCD
【解析】
【分析】根据已知条件中的函数的性质可得到点是以为圆心,为半径的圆及内部的点,A选项设,将所求转化为直线在轴上的截距的范围可求解;B选项设,将所求转化为直线在轴上截距的相反数可求解;C选项列举出满足条件的点即可判断;D选项将转化为求点到原点的距离的平方即可求解.
【详解】为奇函数,,,
,
,
是定义在上的增函数,,
,即,
点是以为圆心,为半径的圆及内部的点,
对于A选项,设,即,表示直线在轴上的截距,
圆心到直线的距离,解得,
即的取值范围为,故A错误;
对于B选项,设,即,表示直线在轴上截距的相反数,
圆心到直线的距离,解得,
即的取值范围为,故B正确;
对于C选项,,且,
满足条件的点有,,,,共个,故C正确;
对于D选项,表示点到原点的距离的平方,
圆心到原点的距离为,
圆上及其内部的点到原点的距离的最小值为,最大值为,
的取值范围为,故D正确.
故选:BCD.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知集合,则_____.
【答案】
【解析】
【分析】将集合中的元素依次代入集合验证,再求交集可得.
【详解】当时,;
当时,;
当时,;
当时,;
当时,;
所以.
故答案:.
13. 已知随机变量,若,则当_____时,取得最大值.
【答案】6
【解析】
【分析】根据二项分布的期望与方差的公式,求得,得到,得到,结合的单调性,即可求解.
【详解】由随机变量,且,
可得,解得,即,
则,可得,
当时,概率递增;当时,概率递减,
令,解得,
所以当且时,;当且时,,
所以当时,概率取得最大值.
故答案为:6.
14. 已知函数,若,则的取值范围为_____.
【答案】
【解析】
【分析】先由函数的单调性证明,是的必要条件,从而得到,再构造函数利用导数证明充分性.
【详解】由题意可得,显然为增函数,且,
所以,即,
从而,这是的必要条件.
当时,,令,则,
令,则,
所以在上单调递增,所以,
所以在上单调递增,所以,
所以当时,.
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. 如图,在三棱锥中,,,,,.
(1)求证:平面;
(2)若点满足,求平面与平面的夹角的余弦值.
【答案】(1)见解析 (2)
【解析】
【分析】(1)根据线面垂直的判断定理,根据勾股定理证明和,即可证明线线垂直;
(2)根据(1)的结果建立空间直角坐标系,分别求平面与平面的法向量,利用法向量求夹角的余弦值.
【小问1详解】
因为,,,所以,
所以,
因为,且,所以,又,,
所以,,,平面,
所以平面;
【小问2详解】
如图,以点为原点,为轴和轴的正方向,在平面中,作,
,,,,
,,
设平面的一个法向量为,
则,令,则,,
所以平面的一个法向量为,
平面的一个法向量为,
平面与平面的夹角为,
,
所以平面与平面的夹角的余弦值为.
16. 用随机抽样的方法,从某学校抽取400名学生的数学和语文期末考试成绩,并对两科成绩是否优秀进行统计与整理,得到如下列联表:
语文不优秀
语文优秀
合计
数学不优秀
75
280
数学优秀
40
合计
400
(1)完善上面列联表,并依据的独立性检验,能否认为数学成绩是否优秀与语文成绩是否优秀有关联?
(2)现从数学成绩优秀的样本中,用按比例分配的分层随机抽样的方法抽取12人组成一个小组,再从该小组中随机抽取3人参加数学竞赛,求这3人中语文成绩优秀的人数的分布列和数学期望.
附:.
0.010
0.050
0.001
3.841
6.635
10.828
【答案】(1)表格见解析;数学成绩与语文成绩有关联.
(2)分布列见解析;
【解析】
【分析】(1)通过列联表中得数据计算出值,然后对照表格数据作答;(2)得出分层抽样比,求出应抽出的优秀和不优秀的人数,再利用古典概型求解分布列与数学期望.,
【小问1详解】
语文不优秀
语文优秀
合计
数学不优秀
205
75
280
数学优秀
40
80
120
合计
245
155
400
零假设为数学成绩与语文成绩无关联.根据列联表中的数据,
根据的独立性检验,我们推断不成立,即数学成绩与语文成绩有关联.
【小问2详解】
从数学成绩优秀的样本中(人)按照分层抽样选取人,因此可得语文不优秀的人数为,语文优秀的人数为,
因此从人中抽取人参加数学竞赛,设这人中语文成绩优秀的人数为,则,且满足超几何分布,
则,
,
,
,
则的分布列为:
所以数学期望
17. 已知椭圆的离心率为,依次连接的四个顶点构成的四边形的面积为.
(1)求的方程;
(2)已知为的左顶点,不过点的直线与交于两点,直线的斜率分别为,,,若,证明:过定点.
【答案】(1);
(2)证明见解析.
【解析】
【分析】(1)根据条件列式,利用待定系数法,即可求解;
(2)首先设直线,与椭圆方程联立,得到根与系数的关系,利用韦达定理表示,再代入条件等式,即可求解.
【小问1详解】
由条件可知,解得:,
所以椭圆的方程为;
【小问2详解】
设直线,,,
联立,得,
,得,
,,
,,
所以,
,
,
,
得,即,得或,
若,则直线,恒过点,满足条件,
若,则直线,恒过点,与点重合,不满足条件,
所以直线恒过定点.
18. 已知数列的前项和为.
(1)求的通项公式;
(2)若,且,求数列的通项公式;
(3)在(2)的条件下,若,求的前项和.
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【分析】(1)由与的关系仿写后作差,再由等差数列的性质可得;
(2)将已知等式变形为,再移项证明为常数列可得;
(3)由裂项相消法求和即可.
【小问1详解】
由可得,,
以上两式相减可得,即,
因为,所以,即是公差为1的等差数列,从而,
由,所以是公差为1的等差数列,从而,
所以.
【小问2详解】
因为,所以,
即,
因为,所以为常数列,即.
【小问3详解】
,所以,
所以.
19. 已知函数的定义域为为其导函数.若,则称为上的“优导函数”.
(1)判断是否是上的“优导函数”?
(2)已知为上的“优导函数”,求实数的取值范围;
(3)已知为上的“优导函数”,且,若存在唯一正数,使得,求实数的取值范围.
【答案】(1)是;答案见解析
(2)
(3)或
【解析】
【分析】(1)由函数新定义结合正余弦函数的取值可得;
(2)由函数新定义分离参数后构造函数,求导分析最值可得;
(3)先利用函数新定义构造函数令,求导分析单调性得到,从而得到有唯一正零点,再分,和,三种情况,求导分析可得.
【小问1详解】
由可得,
所以,
因为,,所以,且两函数不同时为零,
所以,所以是上的“优导函数”.
【小问2详解】
由得,
所以,
又为上的“优导函数”,
所以对任意,
所以对任意得,
令,则,
令得,令得,
在上单调递减,在上单调递增,
所以,所以实数的取值范围.
【小问3详解】
令,则,
因为为上的“优导函数”,则,
令,则,所以在上单调递减,
又,即,所以,
即,,
令,则有唯一正零点,,
当时,,所以在上单调递增,又,
取正数,则,
故存在唯一,使得,
即在上有唯一零点,满足题意;
当时,,显然有唯一零点1,符合题意;
当时,令得,令得,
所以在上单调递增,在上单调递减,
所以,
又当时,,当时,,
要使在上有唯一零点,必有,
所以实数的取值范围为或.
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考生注意:
1.本试卷分选择题和非选择题两部分.满分150分,考试时间120分钟.
2.答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚.
3.考生作答时,请将答案答在答题卡上.选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效.
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. 已知复数满足,则( )
A. B. C. D.
2. 函数在区间上最大值为( )
A. B. C. D.
3. 已知幂函数的图象与坐标轴无公共点,则( )
A. -2 B. 1 C. -2或1 D. -1或2
4. 有3对双胞胎孩子站成一排拍照,则每对双胞胎必须相邻的排法有( )
A. 12种 B. 24种 C. 48种 D. 96种
5. 小明和小强两人计划假期到南京游玩,他们分别从“夫子庙”“钟山风景区”“玄武湖”三个景区中随机选择一个游玩.记事件“两人中至少有一人选择夫子庙”,事件“两人选择景区不同”,则( )
A. B. C. D.
6. 已知函数在区间上恰有3个极值点,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
7. 已知点为曲线上的动点,则点到直线的距离的最小值为( )
A. B. 6 C. D. 9
8. 已知点为空间一定点,圆锥(为底面的中心 )表面上的所有点到点的距离均不超过3,则当该圆锥的体积取得最大值时,圆锥的侧面积为( )
A B. C. D.
二、选择题: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6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分.
9. 下列命题正确的是( )
A. “”的否定为“”
B. “”是“”的必要条件
C. 若,则
D.
10. 记事件中的样本点个数为.对于一个古典概型试验的样本空间和事件,已知,,,,,,,,,,,,则( )
A 与互斥 B. 与互斥
C. 与相互独立 D. 与相互独立
11. 已知是定义在上的增函数,且为奇函数.若实数满足不等式,则( )
A. 的取值范围为
B. 的取值范围为
C. 若,则满足条件的点共有5个
D. 的取值范围为
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知集合,则_____.
13. 已知随机变量,若,则当_____时,取得最大值.
14. 已知函数,若,则的取值范围为_____.
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. 如图,在三棱锥中,,,,,.
(1)求证:平面;
(2)若点满足,求平面与平面的夹角的余弦值.
16. 用随机抽样的方法,从某学校抽取400名学生的数学和语文期末考试成绩,并对两科成绩是否优秀进行统计与整理,得到如下列联表:
语文不优秀
语文优秀
合计
数学不优秀
75
280
数学优秀
40
合计
400
(1)完善上面列联表,并依据的独立性检验,能否认为数学成绩是否优秀与语文成绩是否优秀有关联?
(2)现从数学成绩优秀的样本中,用按比例分配的分层随机抽样的方法抽取12人组成一个小组,再从该小组中随机抽取3人参加数学竞赛,求这3人中语文成绩优秀的人数的分布列和数学期望.
附:.
0.010
0.050
0.001
3.841
6.635
10828
17. 已知椭圆的离心率为,依次连接的四个顶点构成的四边形的面积为.
(1)求的方程;
(2)已知为的左顶点,不过点的直线与交于两点,直线的斜率分别为,,,若,证明:过定点.
18. 已知数列的前项和为.
(1)求的通项公式;
(2)若,且,求数列的通项公式;
(3)在(2)的条件下,若,求的前项和.
19. 已知函数的定义域为为其导函数.若,则称为上的“优导函数”.
(1)判断是否是上的“优导函数”?
(2)已知为上的“优导函数”,求实数的取值范围;
(3)已知为上的“优导函数”,且,若存在唯一正数,使得,求实数的取值范围.
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