内容正文:
数学试题
注意事项:
1.答题前,考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号在答题卡上填写清楚.
2.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,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号.在试题卷上作答无效.
3.考试结束后,请将本试卷和答题卡一并交回.满分150分,考试用时120分钟.
一、单项选择题(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. 已知复数(为虚数单位),是的共轭复数,则( )
A. 2 B. 3 C. D.
2. 已知,则“”是“方程”的( )
A. 必要不充分条件 B. 充分不必要条件 C. 充要条件 D. 既不充分也不必要条件
3. 已知平面向量满足,则在上的投影向量为( )
A. B. C. D.
4. 某中学数学教师共有20人,他们的年龄分布如表所示:
年龄
62
50
43
32
30
28
25
人数
2
3
3
5
2
4
1
下列说法正确的是( )
A. 29是这20人年龄的一个上四分位数 B. 29是这20人年龄的一个下四分位数
C. 31是这20人年龄的一个中位数 D. 这20人年龄的众数是5
5. 长为1的线段的两个端点A和B分别在x轴和y轴上滑动,则点B关于点A的对称点M的轨迹方程为( )
A. B. C. D.
6. 若函数有且仅有一个零点,则实数m的值为( )
A. B. C. 3 D.
7. 已知在正三棱台中,的面积为,的面积为,该正三棱台的体积为,则该正三棱台的外接球表面积为( )
A. B. C. D.
8. 已知连续型随机变量ξ服从正态分布,记函数,则函数的图象( )
A. 关于直线对称 B. 关于点对称
C. 关于直线对称 D. 关于点对称
二、多项选择题(本大题共3小题,每小题6分,共18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6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分)
9. 已知函数,则( )
A. 函数和有相同的最小正周期
B. 函数和有相同的单调区间
C. 函数和有相同的最值
D. 函数和有相同的对称轴
10. 已知点是抛物线上的一个动点,点为抛物线的焦点,点到抛物线的准线的距离为,点是圆上的一个动点,直线与抛物线交于,两点,则下列说法正确的是( )
A. 的最小值为
B. 若直线过点,且与圆相切,则直线的斜率为
C. 设线段的中点坐标为,则直线的斜率为
D. 过作圆的切线,切点为,则的最小值是2
11. 对任意正整数n,进行如下操作:若n为偶数,则对n不断地除以2,直到得到一个奇数,记这个奇数为;若n为奇数,则对不断地除以2,直到得出一个奇数,记这个奇数为.若,则称正整数n为“理想数”.则下列结论正确的是( )
A. 十以内的质数理想数个数为2个
B. 若已知m为“理想数”,当,此时m的个数为2个
C. 若,,满足条件的正整数m的个数有2个
D. 若,满足条件的正整数m的个数有2个
三、填空题(本大题共3小题,每小题5分,共15分)
12. 已知为等差数列,其首项,公差,且,,成等比数列,则_______
13. 若,,则_______.
14. 在数学中,广义距离是泛函分析中最基本的概念之一.对平面直角坐标系中两个点和,记,称为点与点之间的“t-距离”,其中表示p,q中较大者.设是平面中一定点,,我们把平面上到点的“t-距离”为r的所有点构成的集合叫做以点为圆心,以r为半径的“t-圆”,则以原点O为圆心,以为半径的“t-圆”的面积为_______.
四、解答题(共77分.解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤)
15. 记的内角A,B,C的对边分别为a,b,c.设.
(1)若,求C;
(2)若,,求的面积.
16. 某县博物馆国庆期间统计连续5天进入该博物馆参观的游客人数(单位:千人)如下:
日期
10月1日
10月2日
10月3日
10月4日
10月5日
第x天
1
2
3
4
5
参观人数y
2.3
3.1
4.3
4.6
5.7
(1)由上表数据看出,可用线性回归模型拟合y与x的关系,请用相关系数r加以说明(保留小数点后两位);(若,则认为y与x的线性相关性很强),并求出y关于x的线性回归方程;
(2)国庆五天假期博物馆开放1号门、2号门和3号门供游客出入,游客从1号门、2号门和3号门进入博物馆的概率分别为,且出馆与进馆选择相同门的概率为,选择与进馆不同两门的概率各为.假设游客从1号门、2号门、3号门出入博物馆互不影响,现有甲、乙、丙、丁4名游客于10月2日进馆参观,设X为4人中从2号门出馆的人数,求X的分布列、期望及方差.
附:参考数据:,,,,.
参考公式:回归直线方程,其中,.
相关系数.
17. 如图所示,四边形ABCD为正方形,四边形ABFE,CDEF为两个全等的等腰梯形,,,,,点N为线段AD上的点(包含端点).
(1)当点N为线段AD的中点时,求证:平面;
(2)线段AD上是否存在点N,使得平面BFN和平面ADE的夹角为.
18. 已知函数.
(1)若,当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)若的极大值存在最小值,求实数a的取值范围.
19. 在平面直角坐标系xOy中,过点的直线l与抛物线交于A,B两点(其中点A在点B的上方),当直线l平行于y轴时,.
(1)求抛物线C的方程;
(2)若直线l的斜率存在,直线AO与直线相交于点D,过点B且与抛物线C相切的直线交x轴于点E.
(ⅰ)证明:;
(ⅱ)是否存在直线l使得四边形ABDE的面积为3?若存在,说明直线l有几条;若不存在,请说明理由.
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数学试题
注意事项:
1.答题前,考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号在答题卡上填写清楚.
2.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,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号.在试题卷上作答无效.
3.考试结束后,请将本试卷和答题卡一并交回.满分150分,考试用时120分钟.
一、单项选择题(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. 已知复数(为虚数单位),是的共轭复数,则( )
A. 2 B. 3 C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】利用共轭复数的概念、复数的乘法及加法运算、求复数的模、直接计算即可.
【详解】,
故选:C.
2. 已知,则“”是“方程”的( )
A. 必要不充分条件 B. 充分不必要条件 C. 充要条件 D. 既不充分也不必要条件
【答案】B
【解析】
【分析】求出不等式及方程的解集,再利用充分条件、必要条件的定义判断即得.
【详解】不等式解集为,而,
当且仅当,即时取等号,因此方程的解集为,
又是的真子集,所以“”是“方程”的充分不必要条件.
故选:B
3. 已知平面向量满足,则在上的投影向量为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】由题可得,然后由投影向量计算公式可得答案.
【详解】计算可得,
由,两边平方化简,得,
则在上的投影向量为.
故选:A.
4. 某中学数学教师共有20人,他们的年龄分布如表所示:
年龄
62
50
43
32
30
28
25
人数
2
3
3
5
2
4
1
下列说法正确的是( )
A. 29是这20人年龄的一个上四分位数 B. 29是这20人年龄的一个下四分位数
C. 31是这20人年龄的一个中位数 D. 这20人年龄的众数是5
【答案】B
【解析】
【分析】对于AB,由上四分位数,下四分位数概念及计算方式,题目数据可判断选项正误;对于C,由中位数计算方式及题目数据可判断选项正误;对于D,由众数概念可判断选项正误.
【详解】对于A,上四分位数,即分位数,因,则上四分位数为从小到大排列第15个数和第16个数的平均数,为,故A错误;
对于B,下四分位数,即分位数,因,则下四分位数为从小到大排列第5个数和第6个数的平均数,为,故B正确;
对于C,这20人年龄的中位数是,故C错误;
对于D,这20人年龄的众数是32,故D错误.
故选:B
5. 长为1的线段的两个端点A和B分别在x轴和y轴上滑动,则点B关于点A的对称点M的轨迹方程为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】设,,找出,再根据得到,即可求解.
【详解】设,,,
则有,
即,由题意可得,
即,即,
故选:A.
6. 若函数有且仅有一个零点,则实数m的值为( )
A. B. C. 3 D.
【答案】C
【解析】
【分析】先判断函数为上的偶函数,由题意推得,求得或3,分别代入原解析式,作图验证即得.
【详解】函数的定义域为,
由可得函数为偶函数,
函数图象关于轴对称. 若不是函数的零点,则该函数的零点必成对出现,不合题意,
故,即,解得或 3.
① 当时,由,可得,
作出函数与函数的图象如图1所示:
此时,函数与函数的图象有3个交点,不合题意;
② 当时,由,可得,
作出函数与函数的图象如图2所示:
此时,函数与函数的图象有1个交点,符合题意.
综上所述,。
故选:C.
7. 已知在正三棱台中,的面积为,的面积为,该正三棱台的体积为,则该正三棱台的外接球表面积为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】由题可得正三棱台上下底面边长及高,设为该正三棱台的外接球球心,
由题可得,据此可得t及R,可得表面积.
【详解】,
,设正三棱台的高为,
则正三棱台的体积为,
如图,设,分别是的中心,设分别是的中点,
则三点共线,三点共线,
,,
设为该正三棱台的外接球球心,半径为,则在直线上,
设
若点在的同侧,则,
所以
,则,
故.
若点在的异侧,则
(矛盾),
故选:D.
8. 已知连续型随机变量ξ服从正态分布,记函数,则函数的图象( )
A. 关于直线对称 B. 关于点对称
C. 关于直线对称 D. 关于点对称
【答案】B
【解析】
【分析】由正态分布性质可得,据此可判断正确选项.
【详解】由于函数为下图中阴影部分面积,
则,
故函数关于点对称,
故选:B.
【点睛】
二、多项选择题(本大题共3小题,每小题6分,共18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6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分)
9. 已知函数,则( )
A. 函数和有相同的最小正周期
B. 函数和有相同的单调区间
C. 函数和有相同的最值
D. 函数和有相同的对称轴
【答案】AC
【解析】
【分析】对于AB,注意到,据此可判断选项正误;对于CD,,据此可判断选项正误.
【详解】对于AB,,
.其最小正周期都为,没有单调递减区间,故A正确,B错误;
对于CD,,
,两者的值域相同,均为,则两函数最值相同;,由,得对称轴,,而,由,得对称轴,,两者的对称轴不同.故C正确,D错误.
故选:AC.
10. 已知点是抛物线上的一个动点,点为抛物线的焦点,点到抛物线的准线的距离为,点是圆上的一个动点,直线与抛物线交于,两点,则下列说法正确的是( )
A. 的最小值为
B. 若直线过点,且与圆相切,则直线的斜率为
C. 设线段的中点坐标为,则直线的斜率为
D. 过作圆的切线,切点为,则的最小值是2
【答案】ACD
【解析】
【分析】利用抛物线的定义以及数形结合计算可判断A;利用直线与圆相切列式计算可判断B;利用点差法计算可判断C;利用两点间距离公式可得,令,利用导数求解可得,由可判断D.
【详解】如图:
由题意知抛物线的焦点为,准线为,
圆,化为标准方程为圆,
则圆心为,半径.
对于A,设点到抛物线的准线的距离为,由抛物线定义可知:
,三点共线时等号成立,
所以,的最小值为,故选项A正确;
对于B,易知点在圆外,过点有两条直线与圆相切,且直线的斜率都存在,
设直线的方程为:,即,则,解得或,故B错误;
对于C,设,则,
两式作差,得,
又线段的中点坐标为,所以,
因此直线l的斜率为,故选项C正确;
对于D,设,则,
令,则,
因为故当时,,即在上单调递减,
当时,,即在上单调递增,
当时,取到极小值,也是最小值为,即 ,
因为是圆的两条切线,切点为,,
所以,
所以,故选项D正确,
故选:ACD.
11. 对任意正整数n,进行如下操作:若n为偶数,则对n不断地除以2,直到得到一个奇数,记这个奇数为;若n为奇数,则对不断地除以2,直到得出一个奇数,记这个奇数为.若,则称正整数n为“理想数”.则下列结论正确的是( )
A. 十以内的质数理想数个数为2个
B. 若已知m为“理想数”,当,此时m的个数为2个
C. 若,,满足条件的正整数m的个数有2个
D. 若,满足条件的正整数m的个数有2个
【答案】AB
【解析】
【分析】由“理想数”逐个判断可得A正确;设,分为奇偶讨论可得B,由“理想数”再由m和n为奇数和偶数可分别判断CD.
【详解】对于A,以内的质数为,
因为,所以为“理想数”;
,而,故不是“理想数”;
,而,故是“理想数”;
,而,故不是“理想数”;
和5为两个质数“理想数”;故A正确;
对于B,由题:显然偶数“理想数”必为形如的整数,
又,故.
下面探究奇数“理想数”,
若不妨设奇数,若m为“理想数”,则,即.
①当,且时,;
②当时,,
.
又,即,
易知为上述不等式的唯一整数解,区间存在唯一的奇数“理想数“.
又,.
综上:或21,所以B正确;
对于C,由题,m和n必然都为奇数,设当时,因为,所以,满足条件;
当时,因为,为奇数,所以
又因为为奇数,,所以存在,使得为奇数,
所以,而,所以,即,无解,所以,故C错误;
对于D,由题设可知必为奇数,必为偶数,
存在正整数,使得,即.
,且,
或或或解得或或
或或,即的值为16或20或30,所以D错误.
故选:AB.
三、填空题(本大题共3小题,每小题5分,共15分)
12. 已知为等差数列,其首项,公差,且,,成等比数列,则_______
【答案】128
【解析】
【分析】由题意及,,成等比数列可得,然后可得答案.
【详解】由题意,其首项,公差,成等比,得,
则,解得或.
因为,所以,,则.
故答案为:128.
13. 若,,则_______.
【答案】
【解析】
【分析】由,可得,然后由二倍角公式可得答案.
【详解】根据题意,因为,,
所以,,
计算可得,,
所以,
则.
故答案为:.
14. 在数学中,广义距离是泛函分析中最基本的概念之一.对平面直角坐标系中两个点和,记,称为点与点之间的“t-距离”,其中表示p,q中较大者.设是平面中一定点,,我们把平面上到点的“t-距离”为r的所有点构成的集合叫做以点为圆心,以r为半径的“t-圆”,则以原点O为圆心,以为半径的“t-圆”的面积为_______.
【答案】1
【解析】
【分析】根据定义求出的范围,即可画出图形.
【详解】设是以原点为圆心,以为半径的圆上任一点,则.
若,则;若,则有,
由此可知,以原点为圆心,以为半径的“圆”的图形如图所示:
则“圆”的面积为.
故答案为:
四、解答题(共77分.解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤)
15. 记的内角A,B,C的对边分别为a,b,c.设.
(1)若,求C;
(2)若,,求的面积.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)由正弦定理化边为角,利用和角公式与辅助角公式计算可得,结合三角形内角的范围即可求得角;
(2)利用余弦定理和题设条件,求出的值,再由三角形面积公式计算即得.
【小问1详解】
由和正弦定理,可得(*),
因,则,于是,
代入(*),可得,
即,
整理得:,
即,.
因为,
所以,故.
【小问2详解】
因,则易得,
由余弦定理得,
即,
即,
故得.
因为,,则,
因此的面积为.
16. 某县博物馆国庆期间统计连续5天进入该博物馆参观的游客人数(单位:千人)如下:
日期
10月1日
10月2日
10月3日
10月4日
10月5日
第x天
1
2
3
4
5
参观人数y
2.3
3.1
4.3
4.6
5.7
(1)由上表数据看出,可用线性回归模型拟合y与x的关系,请用相关系数r加以说明(保留小数点后两位);(若,则认为y与x的线性相关性很强),并求出y关于x的线性回归方程;
(2)国庆五天假期博物馆开放1号门、2号门和3号门供游客出入,游客从1号门、2号门和3号门进入博物馆的概率分别为,且出馆与进馆选择相同门的概率为,选择与进馆不同两门的概率各为.假设游客从1号门、2号门、3号门出入博物馆互不影响,现有甲、乙、丙、丁4名游客于10月2日进馆参观,设X为4人中从2号门出馆的人数,求X的分布列、期望及方差.
附:参考数据:,,,,.
参考公式:回归直线方程,其中,.
相关系数.
【答案】(1)说明见解析,
(2)分布列见解析,,.
【解析】
【分析】(1)由参考公式结合题目数据可得相关系数及回归直线方程;
(2)由全概率公式可得一人从2号门出馆的概率为,据此可得,及分布列,期望,方差.
【小问1详解】
依题意,,
而,,,
则.
因为时,线性相关程度高,所以与线性相关性很强,
可以用线性回归模型拟合.
因此,回归方程为.
【小问2详解】
记“甲从2号门出馆”为事件A,“甲从1号门进馆”为事件B,
“甲从2号门进馆”为事件C,“甲从3号门进馆”为事件D.
由题意可得,,,
,.
由全概率公式得:
.
同理乙、丙、丁从号门出馆的概率也为,
为人中从号门出馆的人数,则,
,,
,,
,
故X的分布列为:
,.
17. 如图所示,四边形ABCD为正方形,四边形ABFE,CDEF为两个全等的等腰梯形,,,,,点N为线段AD上的点(包含端点).
(1)当点N为线段AD的中点时,求证:平面;
(2)线段AD上是否存在点N,使得平面BFN和平面ADE的夹角为.
【答案】(1)证明见解析
(2)存在
【解析】
【分析】(1)应用线面垂直的判定定理分别证明平面及平面即可;
(2)先应用面面垂直性质定理得出平面,再建立空间直角坐标系求出平面及平面ADE的一个法向量,再应用二面角余弦值公式计算求参.
【小问1详解】
取的中点为,连接,,
因为点为线段的中点,且,所以.
因为,,
由,所以为等腰直角三角形,
所以,同理,,
故在等腰梯形中,.
由,所以.
又,而平面,
故平面.
又平面,所以.
因为,,平面,
故平面.
【小问2详解】
解:设正方形的中心为,分别取的中点为.
设点为线段的中点,由(1)知四点共面,且平面,
连接,平面,故.
又平面,故平面平面,
且平面平面.
由题意可知四边形为等腰梯形,故,
平面,故平面.
故以为坐标原点,为轴建立空间直角坐标系,如图,
因为,则.
又,故,设到底面的距离为,
四边形,为两个全等的等腰梯形,且,故.
又,
故则
.
设
设平面的一个法向量为,
则令,
.
设平面的一个法向量为,
则令,
.
故,
解得,即存在点,且是线段AD上靠近点A 的四等分点,
使得平面和平面的夹角为.
18. 已知函数.
(1)若,当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)若的极大值存在最小值,求实数a的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)由题可得切线斜率及所过点,据此可得切线方程;
(2)分,两种情况讨论单调性,可得,时存在极大值,然后利用导数知识研究极大值对应函数可得答案.
【小问1详解】
当时,函数,
求导得,
则,而,
所以曲线在点处的切线方程为
【小问2详解】
函数的定义域为,
求导得,
i当时,因为,所以,由,得,
由,得,则函数在上递减,在上递增,
函数只有极小值,不合题意;
ii当时,由,得或.
①若,即,由在上恒成立,得在上递增,
函数无极值,不合题意;
②若,即,由,得或.
由,得,
则函数在上递增,在上递减,
因此函数的极大值为,
极小值为.
令,则,
由,得,由,得,
则函数在上递减,在上递增,
故在时取得最小值,且最小值为,
即函数的极大值存在最小值,符合题意;
③若,即,由,得或,
由,得,
则函数在上递增,在上递减,
因此函数的极大值为,
极小值为.
令,则恒成立,
则在上单调递增,此时函数的极大值无最小值,不合题意;
综上,当的极大值存在最小值时,实数的取值范围是.
19. 在平面直角坐标系xOy中,过点的直线l与抛物线交于A,B两点(其中点A在点B的上方),当直线l平行于y轴时,.
(1)求抛物线C的方程;
(2)若直线l的斜率存在,直线AO与直线相交于点D,过点B且与抛物线C相切的直线交x轴于点E.
(ⅰ)证明:;
(ⅱ)是否存在直线l使得四边形ABDE的面积为3?若存在,说明直线l有几条;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)(ⅰ)证明:由题设,直线的斜率存在且不为0,
设,则斜率.
若,,联立,得,
所以,.
由,则,故B点处切线斜率为,
所以对应切线方程为.
令,故,
由,令,则,故,
所以,
所以,即,所以.
(ⅱ)如图,连接,由(i)得,,
则又,所以轴,即四边形为平行四边形,
所以
,
若四边形的面积为3,则,
整理得.
令且,
则.
令,则,故在上单调递增.
又,所以使,
在上,在上单调递减,
在上,在上单调递增,
而,,存在使得,
所以在上有两个零点,为和,
即在上有2个根,
所以,四边形的面积为3的直线有2条.
【解析】
【分析】(1)根据已知有点在抛物线上,代入抛物线求参数,即可得方程;
(2)(i)设,,,联立直线与抛物线并应用韦达定理得,,导数的几何意义求点处切线方程,且,进而得到、,易得,即可证;
(ii)连接,由(i)得,则有四边形为平行四边形,再由且,结合已知及导数研究根的个数,即可得.
【小问1详解】
当直线轴时,
则点在抛物线上,故,
所以抛物线方程为.
【小问2详解】
(i)略
(ⅱ)略
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