内容正文:
学业水平测评(五)
测试范围:选择性必修第三册
◆数理报社试题研究中心
第I卷选择题(共58分)
一、单项选择题:本大题共8小题,每小题5分,共40分
郑
1.已知+
的展开式中各项系数的和与其各项二项式系数的和之比为64,则n等于
(
(A)4
(B)5
(C)6
(D)7
2.已知随机变量X服从正态分布N(3,1),若P(2<X≤4)≈0.6827,则P(X>4)≈
686-6年彩1
(A)0.1588
(B)0.1587
(C)0.1586
(D)0.1585
3.为了全面推进乡村振兴,加快农村、农业现代化建设,某市准备派6位乡村振兴指导员到
A,B,C三地指导工作:每地上午和下午各安排一位乡村振兴指导员,且每位乡村振兴指导员只
能被安排一次,其中张指导员不安排到C地,李指导员不安排在下午,则不同的安排方案共有
和
(1)00-k
(A)180种
(B)240种
(C)480种
(D)540种
4.在n(n∈N)次独立重复试验中,每次试验的结果只有A,B,C三种,且A,B,C三个事件
之间两两互斥.已知在每一次试验中,事件A,B发生的概率均为
-,则事件A,B,C发生次数的方
差之比为
(
(A)3:3:2
(B)4:4:3
(C)5:5:4
(D)2:2:1
5.已知x、y的对应值如下表所示
始
画
0
2
4
6
8
阳
2
m+1
2m+1
3m+3
11
y与x具有较好的线性相关关系,可用回归直线方程氵=1.3x+0.6近以刻画,则在y的取
值中任取两个数均不大于9的概率为
斜
()专
(B号
c号
(D)
6.从1,3,5,7,9这5个奇数中选取3个数字,从2,4,6,8这4个偶数中选取2个数字,再将
这5个数字组成没有重复数字的五位数,且奇数数字与偶数数字相间排列,这样的五位数的个数
d
是
(A)180
(B)360
(C)480
(D)720
7.袋中装有大小相同的黑球和白球共9个,从中任取2个都是白球的概率为现甲,乙两
人轮流从袋中取球,甲先取、乙后取、然后甲再取,…,每次取出1个球,取出的球不放回,直到其
中有一人取出白球时终止.用X表示取球终止时取球的总次数,则E(X)=
(
()号
(
(c号
D号
8.深受广大球迷喜爱的某支足球队在对球员的使用上总是进行数据分析,根据以往的数据
统计,乙球员能够胜任前锋、中锋、后卫以及守门员四个位置,且出场率分别为0.2,0.5,0.2,
0.1,当乙球员担当前锋、中锋、后卫以及守门员时,球队输球的概率依次为0.4,0.2,0.6,0.2.当
乙球员参加比赛时,该球队某场比赛不输球的概率为
()
(A)0.3
(B)0.32
(C)0.68
(D)0.7
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分
9.为了了解学生对冰壶这个项目的了解情况,在北京市中小、
人数
60H
学中随机抽取了10所学校,10所学校中了解这个项目的人数如图5
40外32
36
32
36
1所示.若从这10所学校中随机选取2所学校进行这个项目的科普30
20H
24
27
活动,记X为被选中的学校中了解冰壶的人数在30以上的学校个10
18
24
18
4
数,则
A B C D E F G H M N学校
图1
(A)X的取值范围为0,1,2,3}
(B)P(X=0)=
3
(cPX=)=8
(D)E(X)=号
10.某型号汽车的平均油耗y(单位:L/100km)与使用年数x具有线性相关关系,根据一组
样本数据,用最小二乘法建立的回归方程为y=0.28x+6.25,则下列结论正确的是()
(A)y与x具有正的线性相关关系
(B)所有的样本点都在回归直线上
(C)若该型号汽车多使用一年,则其平均油耗约增加6.25L/100km
(D)预计该型号汽车使用到第10年平均油耗会超过9L/100km
11.如图2,某高速服务区停车场中有A至H共8个停车位(每个车位只能停一辆车),现有
2辆黑色车和2辆白色车要在该停车场停车,则
(
A
B
C
D
E
H
图2
(A)4辆车的停车方法共有1680种
(B)4辆车恰好停在铜一行的概率是5
(C)2辆黑色车恰好相邻(停在同一行或同一列)的停车方法共有300种
(D)相同颜色的车不停在同一行,也不停在同一列的概率是
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
12.甲箱子中装有5个大小相同的小球,其中有3个红球、2个白球,从甲箱中随机抽出2个
球,在已知抽到红球的条件下,则2个球都是红球的概率为
13.在高三的一个班中,有4的学生数学成绩优秀,若从班中随机找出5名学生,那么数学
成绩优秀的学生数X~B(5,),则P(X=k)取最大值的k值为
14.某单位为了调查性别与对工作的满意程度是否具有相关性,随机抽取了若干名员工,所得数
据统计如下表所示,其中x∈N,,且x<16,根据小概率值=0.1的独立性检验,可以认为性别与对
工作的满意程度具有相关性,则x的值是
.(参考数据:P(X≥2.706)=0.1)
对工作满意
对工作不满意
5x
6x
女
4x
6
四、解答题:本题共5小题,共77分
15.(13分)网购作为一种新的消费方式,因其具有快捷、商品种类齐全、性价比高等优势而
深受广大消费者认可.某网购公司统计了近五年在本公司网购的人数,得到如下的相关数据(其
中“x=1”表示2019年,“x=2”表示2020年,且x为整数,依次类推;y表示人数)
1
2
3
5
y(万人)
20
50
100
150
180
(1)求y关于x的经验回归方程;
(2)若预测该公司的网购人数能超过300万人,求x的最小值
参考公式:6=
-0-刀
∑-版
a=y-6
公(x-
-n
16.(15分)某学校有A,B两家餐厅,王同学第1天午餐时随机选择一家餐厅用餐.如果第1
天去A餐厅,那么第2天去A餐厅的概率为0.6;如果第1天去B餐厅,那么第2天去A餐厅的概
率为0.8.
(1)(i)求王同学第2天去A餐厅用餐的概率;
(ⅱ)如果王同学第2天去A餐厅用餐,求他第1天在A餐厅用餐的概率
(2)A餐厅对就餐环境、菜品种类与品质等方面进行了改造与提升.改造提升后,A餐厅对就
餐满意程度进行了调查,统计了100名学生的数据,如下表(单位:人)
A餐厅改造提升情况
就餐满意程度
合计
改造提升前
改造提升后
满意
28
57
85
不满意
12
3
15
合计
40
60
100
依据小概率值α=0.005的独立性检验,能否认为学生对于A餐厅的满意程度与餐厅的改
造提升有关联?
n(ad -be)2
=(a+b)(c+d)(a+e)(b+d
,其中n=a+b+c+d.
0.1
0.05
0.01
0.005
0.001
2.706
3.841
6.635
7.879
10.828
1.(15分)已知x-广
的展开式中,第6项为常数项
(1)求n;
(2)求含x的项的系数;
(3)求展开式中所有的有理项.
18.(17分)有编号分别为1,2,3,4的四个盒子和四个小球,把小球全部放入盒子.问:
(1)共有多少种放法?
(2)恰有一个空盒,有多少种放法?
(3)恰有2个盒子内不放球,有多少种放法?
19.(17分)为了深入了解学生在“艺术体操”活动中的参与情况,随机选取了10所高校进
行研究,得到数据绘制成如图3的折线图!
(1)若“艺术体操”参与人数超过35人的学校可以作为“基地校”,现在从这10所学校中随
机选出3所,记可作为“基地校”的学校个数为X,求X的分布列和数学期望;
(2)现有一个“艺术体操”集训班,对“支撑、手倒立、手翻”这3个动作技巧进行集训,且在
集训中进行了多轮测试.规定:在一轮测试中,这3个动作中至少有2个动作达到“优秀”,则该
轮测试记为“优秀”,在集训测试中,某同学3个动作中每个动作达到“优秀”的概率均为号,每
个动作及每轮测试互不影响.如果该同学在集训川测试中要想获得“优秀”的次数的平均值达到8
脚
次,那么理论上至少要进行多少轮测试?
、参与艺术体操人数(人)
58
50
48
42020
46
37
33
26
0
18
O A B C D E F G H I J学校
图3
斟
席
®
参考答案见下期书
答案详解
2024~2025学年 高中数学人教A版选择性必修第三册 第45~48期(2025年6月)
第45期3,4版
成对数据的统计分析核心素养综合测评
一、单项选择题
1~4 CBDA 5~8 DCAB
提示:
2.由题中数据计算可得x=5,y=33+m4 .
则有
33+m
4 =-14×5+175,解得m=9.
3.因为 y^=-0.1z+1,
所以y随z的增大而减小,即y与z负相关,
又y与x负相关,故x增大时,y减小,z增大,
所以x与z正相关.故选(D).
4.由题意有3.918>3.841,可得出在犯错误不超过005
的前提下认为“这种血清能起到预防感冒的作用”.故选(A).
5.由因变量Y随着自变量x的增大而减小,
即回归方程对应一个递减函数,排除(A)、(C);
由随自变量x的增大,因变量Y大致趋于一个确定的值,
即x趋向正无穷,因变量Y趋向于某一个值,
而不是趋向负无穷,排除(B).故选(D).
6.有两种方法:(1)利用|ad-bc|越大越有关进行判断;
(2)利用 aa+b与
c
c+d相差越大越有关进行判断.
经计算比较可知说明X与Y有关的可能性最大的一组为
选项(C).
7.由题中数据计算可得x=24,y=18,
将(24,18)代入 y^=08x+a^,即18=08×24+a^,
解得 a^=-12,所以 y^=08x-12,
当x=30时,y^=08×30-12=228,
则m=228+06=234.
8.由表1得χ2 =52×(6×25-7×14)
2
20×32×13×39 ≈0.43,
由表2得χ2 =52×(2×21-11×18)
2
20×32×13×39 =3.9,
由表3得χ2 =52×(4×23-9×16)
2
20×32×13×39 ≈0.43,
由表4得χ2 =52×(7×26-6×13)
2
20×32×13×39 ≈1.73,
所以这四种慢性疾病可以通过坚持锻炼来预防的可能性
最大的是高血压.
二、多项选择题
9.ACD; 10.BC; 11.AB.
提示:
9.由x=1+2+3+4+5+66 =3.5,
y=550+650+750+810+955+10556 =795,
所以将样本点中心(3.5,795)代入 y^=100x+a^,
得 a^=445,故(A)正确;
由选项(A)得经验回归方程为 y^=100x+445,
因此销售该玩具所获得的利润逐周增加,
平均每周增加约100元,故(B)不正确;
第5个样本点对应的残差为
y5-y^5 =955-(100×5+445)=10,故(C)正确;
第7周时,将x=7代入回归方程可得
y^=100×7+445=1145(元),故(D)正确.
故选(A)(C)(D).
10.现从试验动物中任取一只,
若小白鼠“注射疫苗”的概率为0.5,
注射疫苗的动物共100×05=50只,
则未注射疫苗的小白鼠共50只,
所以未注射疫苗未发病的小白鼠共30只,
未注射疫苗发病的小白鼠共20只,
注射疫苗发病的小白鼠共5只.
2×2列联表如下(单位:只).
注射疫苗情况
发病情况
未发病 发病
合计
未注射 30 20 50
注射 45 5 50
合计 75 25 100
所以未注射疫苗发病的小白鼠共20只,故(A)错误;
从该实验注射疫苗的小白鼠中任取一只,
发病的概率为
5
50=
1
10,故(B)正确;
χ2 =100×(30×5-20×45)
2
50×50×75×25 =12>3841=x005,
则在犯错概率不超过0.05的前提下,
认为是否发病与注射疫苗有关,故(C)正确
;
—1—
高中数学人教A版选择性必修第三册 第45~48期
未注射疫苗的小白鼠的发病率为
20
50=
2
5,
注射疫苗的小白鼠的发病率为
1
10,
则注射疫苗可使小白鼠的发病率下降约
2
5-
1
10=
3
10,
故(D)错误.
故选(B)(C).
11.设男生可能有x人,依题意得女生有x人,
列联表如下(单位:人).
性别
是否喜欢抖音
喜欢抖音 不喜欢抖音
合计
男生
4
5x
1
5x x
女生
3
5x
2
5x x
合计
7
5x
3
5x 2x
若在犯错误不超过01的前提下认为是否喜欢抖音和性
别有关,则χ2≥2.706,
即χ2=
2x (· 45x·25x-35x·15 )x
2
7
5x·
3
5x·x·x
=221x≥2.706,
解得x≥28.413,
由题意知x>0,且x是5的整数倍,所以30和35都满足题意.
故选(A)(B).
三、填空题
12.0.001; 13.29; 14.6.
提示:
12.由题意χ2 =70×(5×10-15×40)
2
20×50×45×25
≈18822>10828=x0001,
则在犯错误的概率不超过0001的前提下认为x与y之间
有关系.
13.由题意抽取的男生人数为700010000×120=84,
抽取的女生人数是
3000
10000×120=36,
所以a=84-28=56,b=36-9=27,
从而a-b=29.
14.因为x=2,所以y=15×2+1=4,
去掉两组数据(22,29)和(18,51)后,样本点的中心没变,
设重新求得的回归直线方程为 y^=x+b,
将样本点的中心(2,4)代入,解得b=2,
即 y^=x+2,所以当x=4时,y^=4+2=6.
四、解答题
15.解:(1)零假设为H0:吸烟习惯与患慢性气管炎病无关.
根据列联表的数据,得到
χ2 =339×(43×121-162×13)
2
205×56×283×134
≈7.469>6.635=x001.
根据小概率值α=001的独立性检验,我们推断H0不成
立,即认为吸烟习惯与患慢性气管炎病有关,此推断犯错误的
概率不超过001.
16.解:(1)因为x=2+3+4+6+10+116 =6,
y=12+22+26+41+53+656 =365,
b^=
∑
6
i=1
xiyi-6xy
∑
6
i=1
x2i-6x
2
=1685-6×6×365
286-6×62
=37170 =5.3,
a^=y-b^x=365-53×6=47,
故所求经验回归方程为 y^=5.3x+47.
(2)由题得5.3x+4.7≥90-5,解得x≥15.15,
由15.15>15,符合国家给予公司补贴政策,
所以公司收益达到90亿元,
估计改造投入至少达到15.15亿元.
17.解:(1)零假设为H0:获得荣誉证书与性别无关联.
列联表为(单位:人).
性别
荣誉证书
未获得 获得
合计
男 6 16 22
女 4 24 28
合计 10 40 50
则χ2=50×(6×24-4×16)
2
10×40×22×28 ≈1299<6635=x001,
根据小概率值α=001的独立性检验,没有充分证据推断
H0不成立,因此可以认为H0成立,即认为获得荣誉证书与性别
无关联.
(2)结论不一样,原因是每个数据都扩大为原来的10倍,
会导致χ2变大为原来的10倍,导致推断结论发生了变化.
18.解:(1)把月份x作为横坐标,相应的月销售额 y作为
纵坐标,在直角坐标系中描点(xi,yi)(i=1,2,3,4,5)作出散
点图如下图所示.
!!"#$%&'
!"#$%&' (
')
&)
%)
$)
#)
")
!)
()
)
"$()*
由图可以看出,各点都在一条直线附近,所以月份与销售
额之间有线性相关关系,求回归直线方程有意义.
(2)因为x= 15×(2+4+5+6+8)=5,
y= 15×(30+40+60+50+70)=50
,
—2—
高中数学人教A版选择性必修第三册 第45~48期
∑
5
i=1
x2i =145,∑
5
i=1
xiyi=1380,∑
5
i=1
y2i =13500.
所以r= 1380-5×5×50
(145-5×52)(13500-5×502槡 )
≈0.92,
所以该服装的月份与销售额之间存在着较强的线性关系.
b^=
∑
5
i=1
xiyi-5xy
∑
5
i=1
x2i-5x
2
=1380-5×5×50
145-5×52
=6.5,
a^=y-b^x=50-6.5×5=17.5,
于是所求的经验回归方程为 y^=6.5x+17.5.
(3)x=12时,y^=6.5×12+17.5=95.5,
所以12月份的销售额约为95.5万元.
19.解:(1)根据频率分布直方图得
x=1×0025×2+3×0100×2+5×0150×2+7×
0125×2+9×0075×2+11×0025×2=58,
估计该校学生一周平均使用手机上网时间为58小时.
(2)根据题意填写2×2列联表如下(单位:人),
使用手机时间
近视情况
近视 不近视
合计
长时间 065n 010n 075n
不长时间 010n 015n 025n
合计 075n 025n n
由表中数据计算可得
χ2 =n×(65×15-10×10)
2
75×25×75×25 =
49
225n≥10828,
所以n≥50,所以本次调查的人数至少有50人.
第46期
学业水平测评(五)
一、单项选择题
1~4 CBBA 5~8 BDBC
提示:
1.令x=1,各项系数的和为4n,二项式系数的和为2n,
故有
4n
2n
=64,所以n=6.
2.随机变量X服从正态分布N(3,1),
其图象的对称轴为直线x=3,
所以P(3<X≤4)≈ 12×06827=034135,
所以P(X>4)=05-P(3<X≤4)
=05-034135
=015865≈01587.
3.李指导员安排在C地上午时,
张指导员有C14种安排方案,
其余4位指导员有A44种安排方案,
则共有C14A
4
4 =96(种)安排方案;
李指导员不安排在C地上午时,
李指导员有C12种安排方案,
张指导员有C13种安排方案,
其余4位指导员有A44种安排方案,
则共有C12C
1
3A
4
4 =144(种)安排方案;
综上,共有96+144=240(种)安排方案.
4.由题意得每一次试验中,事件C发生的概率为 15,
设事件A,B,C发生的次数分别为随机变量X,Y,Z,
则有 (X~B n, )25 , (Y~B n, )25 , (Z~B n, )15 .
则事件A,B,C发生次数的方差分别为 625n,
6
25n,
4
25n.
故事件A,B,C发生次数的方差之比为3∶3∶2.
5.由表格中的数据可得x=0+2+4+6+85 =4,
y=1+(m+1)+(2m+1)+(3m+3)+115
=6m+175 ,
(所以这组数据的样本中心点的坐标为 4,6m+17)5 ,
又因为点(x,y)在回归直线上,
所以13×4+06=58=6m+175 ,解得m=2,
所以y的取值分别为1,3,5,9,11,
在这5个数中,任取两个数均不大于9的概率为
P=
C24
C25
= 35.
6.从1,3,5,7,9这5个奇数中选取3个数字,
从2,4,6,8这4个偶数中选取2个数字,
共有C35C
2
4 =60(种)选法,
又3个奇数数字与2个偶数数字相间排列,
利用插空法可知共有A33A
2
2 =12(种)排法,
所以这样的五位数共有60×12=720(个).
7.易得袋中白球的个数为6.
则由题意得X的可能取值为1,2,3,4.
P(X=1)= 69 =
2
3;
P(X=2)=3×69×8=
1
4;
P(X=3)=3×2×69×8×7=
1
14;
P(X=4)=3×2×1×69×8×7×6=
1
84.
所以E(X)=1×23+2×
1
4+3×
1
14+4×
1
84=
10
7.
8.设A1表示“乙球员担当前锋”,
A2表示“乙球员担当中锋”,
A3表示“乙球员担当后卫”,
A4表示“乙球员担当守门员
”,
—3—
高中数学人教A版选择性必修第三册 第45~48期
B表示“当乙球员参加比赛时,球队输球”.
则 P(B) = P(A1)P(B|A1)+P(A2)P(B|A2)+
P(A3)P(B|A3)+P(A4)P(B|A4)
=02×0.4+0.5×0.2+0.2×0.6+0.1×0.2=0.32,
所以当乙球员参加比赛时,该球队某场比赛不输球的概率
为1-0.32=0.68.
二、多项选择题
9.BC; 10.AD; 11.ABD.
提示:
9.X的可能取值为0,1,2,
了解冰壶的人数在30以上的学校有4所.
P(X=0)=
C04·C
2
6
C210
= 13,
P(X=1)=
C14·C
1
6
C210
= 815,
P(X=2)=
C24·C
0
6
C210
= 215,
所以E(X)=0×13+1×
8
15+2×
2
15=
4
5.
故选(B)(C).
10.因为0.28>0,
所以y与x具有正的线性相关关系,故(A)正确;
回归直线过样本点的中心(x,y),
样本点不一定在回归直线上,故(B)错误;
该型号汽车多使用一年,
则其平均油耗约增加0.28L/100km,故(C)错误;
x=10时,y^=0.28×10+6.25=9.05>9,
所以预计该型号汽车使用到第 10年平均油耗会超过
9L/100km,故(D)正确.
故选(A)(D).
11.4辆车的停车方法共有A48 =1680(种),故(A)正确;
4辆车恰好停在同一行的概率是P=
2A44
A48
=135,故(B)正确;
2辆黑色车相邻且停在同一行有6种,停在同一列有4种,
黑色车的停车方法共有(6+4)A22种,
白色车的停车方法共有A26种,
故共有(6+4)A22·A
2
6 =600(种)方法,故(C)错误;
相同颜色的车不停在同一行也不停在同一列,
第一辆黑色车8个车位都可停车,
第二辆黑色车只能有3个车位可停车,
黑色车共有8×3种方法,
不妨设黑色车停在A,F两个车位,
则两白色车只能停BE,BG,BH,CE,CH,DE,DG,
共7种选择,白色车的停车方法共有2×7种方法,
故共有8×3×7×2种方法,
其概率是P=8×3×7×2
A48
= 15,故(D)正确.
故选(A)(B)(D).
三、填空题
12.13; 13.1; 14.14或15.
提示:
12.记事件A表示“抽出的2个球中有红球”,
事件B表示“两个球都是红球”,
则P(A)=1-
C22
C25
= 910,P(AB)=
C23
C25
= 310,
故P(B|A)=P(AB)P(A) =
3
10
9
10
= 13,
即从甲箱中随机抽出2个球,在已知抽到红球的条件下,
则2个球都是红球的概率为 13.
13.依题意
Ck5×( )34
5-k
×( )14
k
≥Ck-15 ×( )34
5-(k-1)
×( )14
k-1
,
且Ck5×( )34
5-k
×( )14
k
≥Ck+15 ×( )34
5-(k+1)
×( )14
k+1
,
解得
1
2≤k≤
3
2,所以k=1.
14.补全2×2列联表如下.
性别
对工作满意程度
满意 不满意
合计
男 5x 5x 10x
女 4x 6x 10x
合计 9x 11x 20x
依题意χ2 =20x×(5x×6x-4x×5x)
2
9x×11x×10x×10x ≥2706,
解得133947≤x<16,而x∈N+,所以x的值为14或15.
四、解答题
15.解:(1)x= 15×(1+2+3+4+5)=3,
y= 15×(20+50+100+150+180)=100,
∑
5
i=1
xiyi=1×20+2×50+3×100+4×150+5×180
=1920,
∑
5
i=1
x2i =1
2+22+32+42+52 =55,
所以 b^=
∑
5
i=1
xiyi-5xy
∑
5
i=1
x2i-5x
2
=1920-5×3×100
55-5×32
=42,
a^=100-42×3=-26,
所以所求经验回归为 y^=42x-26.
(2)令 y^=42x-26>300可得x>16321≈776,
又x为整数,所以x的最小值为8
.
—4—
高中数学人教A版选择性必修第三册 第45~48期
16.解:(1)设事件Ai:第i天去A餐厅用餐,
事件Bi:第i天去B餐厅用餐,其中i=1,2.
(ⅰ)王同学第2天去A餐厅用餐的概率为
P(A2)=P(A2A1)+P(A2B1)=P(A2|A1)P(A1)+P(A2
|B1)P(B1)=06×05+08×05=07.
(ⅱ)如果王同学第2天去A餐厅用餐,
那么他第1天在A餐厅用餐的概率为:
P(A1|A2)=
P(A1A2)
P(A2)
=
P(A2|A1)P(A1)
P(A2)
=06×0507 =
3
7.
(2)零假设为H0:学生对于A餐厅的满意程度与餐厅的改
造提升没有关联.
χ2 =100×(28×3-57×12)
2
85×15×40×60
=20017 >7879=x0.005,
依据小概率值α=0.005的独立性检验,我们推断H0不成
立,即认为学生对于A餐厅的满意程度与餐厅的改造提升有关
联,此推断犯错误的概率不大于0.005.
17.解:(1)通项公式为
Tr+1 =C
r
nx
n-r
3 -( )12
r
x-
r
3 =Crn -( )12
r
x
n-2r
3 .
因为第6项为常数项,所以r=5时,有n-2r3 =0,
即n=10.
(2)令10-2r3 =2,得r=
1
2(10-6)=2,
所以所求的系数为C210× -( )12
2
=454.
(3)由题意得
10-2r
3 ∈Z,
0≤r≤10,
r∈N
{
.
令
10-2r
3 =k(k∈Z),则10-2r=3k,即r=5-
3
2k.
又因为r∈N,所以k应为偶数,
所以k可取2,0,-2,即r可取2,5,8.
所以第3项,第6项与第9项为有理项,
它们分别为
45
4x
2,-638,
45
256x2
.
18.解:(1)1号小球可放入任意一个盒子内,有4种放法.
同理,2,3,4号小球也各有4种放法,
故共有44 =256(种)放法.
(2)恰有一个空盒,则这4个盒子中只有3个盒子内有小
球,且小球数只能是1,1,2.
先从4个小球中任选2个放在一起,有C24种方法,
然后与其余2个小球看成三组,
分别放入4个盒子中的3个盒子中,有A34种放法.
由分步计数原理,知共有C24A
3
4 =144(种)不同的放法.
(3)恰有2个盒子内不放球,
也就是把4个小球只放入2个盒子内,有两类放法:
①一个盒子内放1个球,另一个盒子内放3个球.
先把小球分为两组,
一组1个,另一组3个,有C14种分法,
再放到2个盒子内,有A24种放法,
共有C14A
2
4 =48(种)放法;
②2个盒子内各放2个小球.
先从4个盒子中选出2个盒子,有C24种选法,
然后把4个小球平均分成2组,每组2个,
放入2个盒子内,也有C24种选法,
共有C24C
2
4 =36(种)放法.
由分类计数原理,
知共有C14A
2
4+C
2
4C
2
4 =84(种)不同的放法.
19.解:(1)参加“艺术体操”人数在35人以上的学校共5所,
X所有可能取值为0,1,2,3,
则P(X=0)=
C05C
3
5
C310
=10120=
1
12,
P(X=1)=
C15C
2
5
C310
=50120=
5
12,
P(X=2)=
C25C
1
5
C310
=50120=
5
12,
P(X=3)=
C35C
0
5
C310
=10120=
1
12,
所以X的分布列为
X 0 1 2 3
P 112
5
12
5
12
1
12
所以E(X)=0×112+1×
5
12+2×
5
12+3×
1
12=
3
2.
(2)由已知该同学在一轮测试中为“优秀”的概率为
P=C (23 )25
2
·
3
5+C (33 )25
3
=44125,
则该同学在n轮测试中获“优秀”次数X服从二项分布,
即满足X~B(n,p),p=44125,
由E(X)=np=n×44125≥8n≥
125×8
44 ≈227,
所以理论上至少要进行23轮测试.
第47期3,4版
核心素养阶段测评(八)
一、单项选择题
1~4 ADAD 5~8 ABDC
提示:
1.χ2 =105×(45×20-30×10)
2
75×30×55×50 ≈6109,
由于x005 =3841<6109<6635=x001
,
—5—
高中数学人教A版选择性必修第三册 第45~48期
故在犯错误不超过0.05的前提下认为能否一次性通过与
性别有关,在犯错误不超过0.01的前提下认为能否一次性通
过与性别无关.
故选(A).
2.由通项公式得
Tr+1 =C
r
n(x
2)n-r -1( )x
r
=Crn(-1)
rx2n-3r.
由题意可得如下方程组
Crn(-1)
r=15,
2n-3r=0{ ,
分别将四个选项代入此方程组,可知n=6符合题意.
3.由二项分布概率公式可得该运动员通过测试的概率为
P=C23×( )23
2
×13+C
3
3×( )23
3
= 49+
8
27=
20
27.
4.由表中数据可得x= 15×(2+3+4+5+6)=4,
y= 15×(15.1+16.3+17+17.2+18.4)=16.8,
因为回归直线过样本点的中心,所以16.8=075×4+a^,
解得 a^=138,所以回归直线方程为 y^=075x+138,
则该公司7月份这种型号产品的销售额为
y=075×7+138=1905(万元).
5.因为f(x)=lnx-f′(1)x2+3x-4,
则f′(x)= 1x-2f′(1)x+3,
所以f′(1)=4-2f′(1),解得f′(1)= 43,
所以f′(x)= 1x-
8
3x+3,
因此f′(3)= 13-8+3=-
14
3.
6.将A,B,C分别记为第1,第2,第3个品牌,
设事件Mi表示“取到的球是第i个品牌(i=1,2,3)”,
事件N表示“取到的是一个合格品”,
其中M1,M2,M3两两互斥,
所以P(N)=P(M1N)+P(M2N)+P(M3N)
=P(M1)P(N|M1)+P(M2)P(N|M2)+P(M3)P(N|M3)
=098×0.2+0.99×0.6+0.97×0.2=0984,
所以它是合格品的概率为0.984.
7.甲去完成A项工作,有C14A
3
3=24(种)不同的安排方式;
甲不去完成A项工作,又B项工作不安排甲完成,
有C24C
1
2C
1
2 =24(种)不同的安排方式,
故共有24+24=48(种)不同的安排方式.
8.函数的定义域为(0,+∞),
令f(x)=0得到k=lnx
x2
,
令h(x)=lnx
x2
,h′(x)=1-2lnx
x3
,
当x∈[e
1
4,e
1
2]时,h′(x)>0,
即h(x)在[e
1
4,e
1
2]上单调递增;
当x∈[e
1
2,e]时,h′(x)<0,
即h(x)在[e
1
2,e]上单调递减.
所以函数h(x)在x=e
1
2处取得极大值也是最大值,
h(e
1
2)= 12e.
而h(e
1
4)= 1
槡4e
,h(e)= 1
e2
,且h(e
1
4)>h(e).
故k [的取值范围是 1
槡4e
,
1 )2e .
二、多项选择题
9.ABC; 10.AC; 11.CD.
提示:
9.因为密度函数图象关于x=92对称,
所以有f(184-x)=f(x),故(A)正确;
P(78<X≤120)=P(92-14<X≤92+28)
=P(92-28≤X≤92+28)-P(92-28≤X≤92-14)
=0.9545-P(92-28≤X≤92-14)
=0.9545-P(92-28≤X≤92+28)-P(92-14≤X≤92+14)2
=0.9545-0.9545-0.68272 =0.8186≈082,
故(B)正确;
P(X≥120)=P(X≥92+28)
=1-P(92-28≤X≤92+28)2
=1-095452 =0.02275,
故(C)正确;
P(X≤60)=P(X≥124)≤P(X≥120)=002275,
所以低于60分的人数不大于
12000×0.02275=273,故(D)错误.
故选(A)(B)(C).
10.因为回归方程的斜率为正,
所以相关变量x,y具有正相关关系,故(A)正确;
因为x=2,
所以去除两个异常数据(-2,7)和(2,-7)后,
得到新的x′=2×8+2-26 =
8
3,故(B)错误;
由x=2代入 y^=15x-06得y=24,
故去除两个异常数据(-2,7)和(2,-7)后,
y′=24×8+7-76 =32,
因为得到的新的经验回归直线的斜率为3,
所以y′-3x′=32-3×83 =-48,
所以去除异常数据后的经验回归方程为
y^=3x-48,故(C)正确;
因为经验回归直线 y^=3x-48的斜率为正数
,
—6—
高中数学人教A版选择性必修第三册 第45~48期
所以变量x,y具有正相关关系,
且去除异常数据后,斜率由1.5增大到3,
故 y^值增加的速度变大,故(D)错误.
故选(A)(C).
11.x≥e时,f(x)=lnx-1是增函数,
f(x)min =f(e)=0,0<x<e时,f′(x)=a-
1
x,
因为a<0,所以f′(x)<0恒成立,
f(x)在(0,e)上是减函数,
又f(x)的最小值是0,所以ae+b-lne≥0,
即b≥1-ae,故(A)错误;
由(A)选项知b≥1-ae>1,故(B)错误;
a (∈ 1e,+ )∞ ,
由0<x<e时,f′(x)=a-1x,
知0<x<1a时,f′(x)<0,f(x)递减;
1
a <x<e时,f′(x)>0,f(x)递增,
所以f(x)min (=f 1 )a =1+b+lna≥0,
即b+ln(ae)≥0,故(C)正确;
a (∈ 0,1 ]e 时,f′(x)=a-1x <a-1e≤0,
则f(x)在(0,e]递减,
所以f(x)min =f(e)=ae+b-1≥0,即b≥1-ae,
令h(x)=lnx-x+1,h′(x)= 1x-1=
1-x
x ,
0<x<1时,h′(x)>0,h(x)递增;
x>1时,h′(x)<0,h(x)递减,
所以h(x)max=h(1)=0,
即lnx-x+1≤0,lnx≤x-1(x=1时取等号),
所以ln(2-ae)<2-ae-1=1-ae,
即ln(2-ae)<b,故(D)正确.
故选(C)(D).
三、填空题
12.29; 13.
3
2,( )4; 14.2.
提示:
12.由题意得P(B)=3
3
44
=27256,P(AB)=
A33
44
= 6256,
故P(A|B)=P(AB)P(B) =
6
256×
256
27 =
2
9.
13.因为x= 32,y=4,故样本点的中心为
3
2,( )4,
线性回归方程必过样本点的中心.
14.设红、黑球的个数分别是m,n,
则每次取到白球的概率为P=
C11C
1
m+n
C2m+n+1
,
有放回地取球30次,每次取2个球,取到白球的次数为10,
取到一个红球一个黑球次数为12,
因为取到白球的次数服从二项分布,
所以
C1m+n
C2m+n+1
×30=10,则m+n=5,
因为取到一个红球一个黑球的次数服从二项分布,
所以
C1mC
1
n
C2m+n+1
×30=12,可得mn=6,
因为取到2个都是红球的次数最少,
所以可得C2m <C
2
nm<n.
由
m+n=5,
mn=6,
m<n
{
,
m=2,
n=3{ ,
所以红球的个数为2.
四、解答题
15.解:(1)由题中数据计算可得x=3,y=90,
b^=
∑
5
i=1
xiyi-5xy
∑
5
i=1
x2i-5x
2
=1215-5×3×90
55-5×32
=-135,
a^=y-b^x=90+135×3=1305.
所以回归直线方程为 y^=-135x+1305.
(2)零假设为H0:不戴头盔行为与事故伤亡无关.
χ2 =100×(15×50-25×10)
2
40×25×60×75
≈5556>3841=x0.05,
依据小概率值α=005的独立性检验,我们推断H0不成
立,即认为不戴头盔行为与事故伤亡有关,此推断犯错误的概
率不超过0.05.
16.解:(1)由展开式中二项式系数和为64,
得2n =64,所以n=6.
所以展开式中二项式系数最大的项为第四项.
因为 2x2-1( )x
6
的展开式的通项公式为
Tr+1 =C
r
6(2x
2)6-r(-1)r 1( )x
r
=Cr62
6-rx12-3r(-1)r,
所以展开式中二项式系数最大的项为T4 =-160x
3.
(2)由(1)知n=6,
且 2x2-1( )x
6
的展开式中的常数项为
T5 =C
4
62
2 =15×4=60,
含x-3的项为T6 =C
5
62x
-3×(-1)=-12x-3,
所以(2-x3)2x2-1( )x
n
中的常数项为
2×60+(-1)×(-12)=132.
17.解:(1)设事件B=“任取一个芯片是合格品”,
事件A1 =“产品取自第一批”,
事件A2 =“产品取自第二批”,
则Ω=A1∪A2且A1,A2互斥
;
—7—
高中数学人教A版选择性必修第三册 第45~48期
由全概率公式可知P(B)=P(A1)P(B|A1)+P(A2)P(B
|A2)=06×(1-006)+04×(1-005)=0944.
(2)由条件可知第一批芯片数为9,第二批芯片数为6.
X的可能取值为0,1,2,3.
P(X=0)=
C39
C315
=84455=
12
65;
P(X=1)=
C29C
1
6
C315
=216455;
P(X=2)=
C19C
2
6
C315
=135455=
27
91;
P(X=3)=
C36
C315
=20455=
4
91.
所以X的分布列为
X 0 1 2 3
P 1265
216
455
27
91
4
91
所以E(X)=0×1265+1×
216
455+2×
27
91+3×
4
91=
6
5.
18.解:(1)因为该校男生投掷实心球的距离X~N(6.9,
0.25),
女生投掷实心球的距离Y~N(6.2,0.16),
所以男生和女生的达标概率为
1
2,不达标概率为
1
2,
从该校任选5名学生进行测试,有2人不达标的概率为
C25 (× )12
2 (× )12
3
=1032=
5
16>01,
所以该校学生还需加强实心球项目训练.
(2)Z~N(6.516,0.16),即Z~N(6.2+0.316,0.42),
且P(Z≤6.832)=0.785,
即P(Z≤6.516+0.316)=0.785,
所以P(Z≥6.2)=P(Z≤6.832)=0.785,
P(Z<6.2)=0215.
3
槡10=215,
3
槡10
10 =0215,
10
1000=0215
3,02153 =001,
则女生达标率为1-(1-0.785)3 =1-0.2153≈0.99.
所以该校女生投掷实心球的考试达标率能达到99%.
19.解:(1)当b=0时,f(x)=x2eax+1-ax,
f′(x)=x(2+ax)eax+1-a,
由f′(1)=(2+a)ea+1-a=2得
(ea+1-1)(2+a)=0,解得a=-1或a=-2.
当a=-1时,f(1)=e0+1=2,
此时直线y=2x恰为切线,故舍去;
当a=-2时,f(1)= 1e+2,
此时切线方程为y=2x+1e,满足与直线y=2x平行,
故a=-2.
(2)当b=2时,f(x)=x2eax+1-2lnx-ax,
设t=x2eax+1(t>0),则lnt=2lnx+ax+1,
故函数f(x)可化为g(t)=t-lnt+1.
由g′(t)=1-1t=
t-1
t,
可得g(t)的单调递减区间为(0,1),
单调递增区间为(1,+∞),
所以g(t)的最小值为g(1)=1-ln1+1=2,
此时t=1,函数f(x)的值域为[2,+∞),
问题转化为当t=1时,lnt=2lnx+ax+1有解,
即ln1=2lnx+ax+1=0,得a=-2lnx+1x ,
设h(x)=-1+2lnxx ,则h′(x)=
2lnx-1
x2
,
故h(x)的单调递减区间为(0,槡e),
单调递增区间为(槡e,+∞),
所以h(x)的最小值为h(槡e)=-
2
槡e
,
故a的最小值为 -2
槡e
.
第48期3,4版
学业水平测评(六)
一、单项选择题
1~4 BBBD 5~8 DCDD
提示:
1.因为|PF1|的最大值为3,所以a+c=3.
因为|PF1|+|PF2|=2|F1F2|,
所以2a=4c,即a=2c,
所以c=1,a=2.又a2-b2 =c2,
所以b=槡3,所以椭圆的标准方程为
x2
4+
y2
3 =1.
2.5人选三门课每门课都有人选共有两种情况:
①2,2,1,②3,1,1,
对于①:先选一门课作为奔奔和果果所选,
再从剩下的3人中选一人单独选一门课,有
C13C
1
3C
1
2 =18(种),
对于②:先选一门课作为奔奔和果果所选,
剩下的3人在三门课中全排列,有C13A
3
3 =18(种),
所以共有18+18=36(种).
3.因为(x+2)5的展开式的通项公式为
Tr+1 =C
r
5x
5-r2r,令r分别取0,1,2,
所以展开式中含x5项为
-3x5-2x×5×2x4+x2×10×22x3 =17x5,
所以含x5项的系数是17.
4.由正态分布N(18,4)可知μ=18,σ=2,
所以μ+σ=20,μ+2σ=22,
所以P(20≤X≤22)=09545-068272 =01359
,
—8—
高中数学人教A版选择性必修第三册 第45~48期
P(X≥22)=1-095452 =002275,
直径X高于22的个数大约为
2718÷01359×002275=455.
5.设事件A1 =“药材来自甲地”,事件A2 =“药材来自乙
地”,事件A3 =“药材来自丙地”,事件B=“抽到优等品”,
则P(A1)=0.4,P(A2)=0.35,P(A3)=0.25,P(B|A1)
=0.65,P(B|A2)=07,P(B|A3)=0.85,
所以P(B)=P(B|A1)P(A1)+P(B|A2)P(A2)+P(B|
A3)P(A3)=0.65×0.4+0.7×0.35+0.85×0.25=0.7175.
6.对于(A),因为PD⊥底面ABCD,
且DA,DC底面ABCD,所以PD⊥DA,PD⊥DC,
所以(
→ →DA+DC)·→ →DP=DA·→ →DP+DC·→DP=0,故(A)错误;
对于(B),因为∠ADC=120°,AD=DC=1,
所以∠ADB=60°,
所以△ADB为等边三角形,DB=1,
(
→ →DP+DB)·→ →AD=DP·→ →AD+DB·→ →AD=DB·→ →AD=-DB
·
→ →DA=-|DB|· →|DA|cos60°=-12,故(B)错误;
对于(C),→CP·→PA=(→ →CD+DP)·(→ →DA-DP) →=CD·→DA
→-CD·→ →DP+DP·→ →DA-DP2 →=-|DC|· →|DA|cos120°-0+
0-1= 12-1=-
1
2,故(C)正确;
对于(D),→DC·→ →BP=DC·(→ →DP-DB) →=DC·→ →DP-DC·
→DB=0 →-|DC|· →|DB|cos60°=-12,故(D)错误.故选(C).
7.因为an+1an+an-1an =2an+1an-1(n≥2),
所以
1
an-1
+ 1an+1
=2·1an
, {所以数列 1a }n 是等差数列,
因为a1 =
1
2,a4 =
1
8,所以
1
a1
=2,1a4
=8,
{数列 1a }n 的公差d=2,
所以
1
an
=2+2(n-1)=2n,即an =
1
2n,
故bn =anan+1 =
1
2n·
1
2(n+1)=
1
4 (· 1n- 1n+ )1 ,
所以Tn =(b1+b2+b3+… +bn)
= (14 1-12+12-13+13-14+… +1n- 1n+ )1
= (14 1- 1n+ )1 = 14· nn+1,
所以T2025 =
1
4·
2025
2026=
2025
8104.
8.函数f(x)定义域为(0,+∞),
f′(x)=x-4+ax =
x2-4x+a
x ,x>0,
又函数y=f(x)存在两个极值点x1,x2,
所以方程x2-4x+a=0在(0,+∞)上有两个不相等的
正实数根,
则
Δ=16-4a>0,
x1+x2 =4>0,
x1x2 =a>0
{
,
解得0<a<4,
又f(x1)+f(x2)-(x1+x2)
= 12x
2
1-4x1+alnx1+
1
2x
2
2-4x2+alnx2-x1-x2
= 12[(x1+x2)
2-2x1x2]-5(x1+x2)+aln(x1x2)
= 12(16-2a)-20+alna=alna-a-12,
设h(a)=alna-a-12,0<a<4,则h′(a)=lna,
当0<a<1时,h′(a)<0,h(a)单调递减,
当1<a<4时,h′(a)>0,h(a)单调递增,
h(a)min =h(1)=-13,
因为不等式f(x1)+f(x2)≥x1+x2+t恒成立,
即f(x1)+f(x2)-(x1+x2)≥t恒成立,
所以t≤-13.
二、多项选择题
9.ABC; 10.ACD; 11.BD.
提示:
9.圆C的方程为x2+y2-2x=0,
即(x-1)2+y2 =1,半径为1,
由题意可得圆心(1,0)到直线y=kx-3(k∈Z)的距离
大于2,
即
|k-3|
k2+槡 1
>2,解得-3- 槡263 <k<
-3+ 槡26
3 ,
又因为k∈Z,所以k=-2或k=-1或k=0.
故选(A)(B)(C).
10.由题可得a2 =4,b2 =5,所以c2 =9,
则右焦点F2(3,0),
且2a=4<6,设直线l的方程为x=my+3.
联立
x2
4-
y2
5 =1,
x=my+3
{
,
得(5m2-4)y2+30my+25=0,
Δ=900m2-100(5m2-4)=400m2+400>0恒成立.
设A(x1,y1),B(x2,y2),
则y1+y2 =
-30m
5m2-4
,y1y2 =
25
5m2-4
.
所以|AB|= 1+m槡
2 (y1+y2)
2-4y1y槡 2
=20(1+m
2)
|5m2-4|
=6,
解得m2=225或m
2=225,所以m=±
槡110
5 ,或m=±
槡2
5,
所以存在四条直线l,使|AB|=6,故(A)正确;
假设直线l,使弦AB的中点为M(4,1),
则
y1+y2
2 =
-15m
5m2-4
=1
,
—9—
高中数学人教A版选择性必修第三册 第45~48期
解得m=-15±槡30510 ,
此时l的方程为x=-15±槡30510 y+3,
显然(4,1)不在l上,故(B)错误;
设与已知双曲线有相同渐近线的双曲线的标准方程为:
x2
4-
y2
5 =λ,代入点(8,10)可得λ=-4,
所以该双曲线的标准方程为
y2
20-
x2
16=1,故(C)正确;
若A,B都在该双曲线的右支上,则y1y2 =
25
5m2-4
<0,
即5m2-4<0,所以5-4k2 <0,
解得k (∈ -∞,-槡5)2 (∪ 槡52,+ )∞ ,故(D)正确.
故选(A)(C)(D).
11.由题可得函数f(x)的定义域为(0,+∞),
所以f′(x)=-2
x2
+1x =
x-2
x2
,f′(2)=0,
所以函数f(x)在(0,2)上单调递减,
在(2,+∞)上单调递增,
所以x=2是函数f(x)的极小值点,故(A)错误;
令g(x)=f(x)-x(x>0),
则g′(x)=-2
x2
+1x-1
=-x
2-x+2
x2
(
=-
x- )12
2
+74
x2
<0,
所以函数 g(x)在(0,+∞)上单调递减.
因为 (g 1 )e =2e-1e-1>0,
g(e2)= 2
e2
+2-e2 <0,
所以g(x)有且只有1个零点,故(B)正确;
由f(x)>kx得k<f(x)x ,
设h(x)=f(x)x =
2
x2
+lnxx,
则h′(x)=-4+x-xlnx
x3
,
令t(x)=-4+x-xlnx,
则t′(x)=-lnx,
所以函数t(x)在(0,1)上单调递增,
在(1,+∞)上单调递减,
所以t(x)≤t(1)=-3<0,故h′(x)<0,
函数h(x)在(0,+∞)上单调递减,h(x)无最小值,
所以不存在正实数k,使得f(x)>kx恒成立,故(C)错误;
对任意两个正实数x1,x2,且x2 >x1,
因为函数f(x)在(0,2)上单调递减,
在(2,+∞)上单调递增,
要证x1+x2 >4,即证x1 >4-x2,
设m(x)=f(x)-f(4-x)
= 2x+lnx-
2
4-x-ln(4-x),x∈(0,2),
因为m′(x)=-2
x2
+1x-
2
(4-x)2
+ 14-x
=8(2-x)(x-2)
x2(4-x)2
<0,
所以m(x)在(0,2)上单调递减,
所以m(x)>m(2)=0,所以f(x)>f(4-x),
即f(x1)>f(4-x1).
又f(x2)=f(x1)>f(4-x1),
且x2,4-x1∈(2,+∞),
f(x)在(2,+∞)上单调递增,
所以x2 >4-x1,即x1+x2 >4,故(D)正确.
故选(B)(D).
三、填空题
12.
C35C
1
10
C415
; 13.e; 14 [. 13, ]32 .
提示:
12.设选取的4人中英国人有X个,
X服从参数为N=15,M =5,n=4的超几何分布,
其中X的可能取值为0,1,2,3,4,
且P(X=k)=
Ck5C
4-k
10
C415
(k=0,1,2,3,4).
所以P(X=3)=
C35C
1
10
C415
.
13.因为数列{an}为等差数列,且a1+a224 =27,
所以a112+a113 =27,
又{bn}为等比数列,且b1·b224 =2,
所以b112b113 =2,所以
a112+a113
1+b112b113
=9.
又f(x+2)=-f(x),
所以f(x+4)=-f(x+2)=f(x),
所以函数f(x)的最小正周期为4,
又f(x)=ex,x∈[0,2],
所以f(9)=f(2×4+1)=f(1)=e,
即 (f a112+a1131+b112b )113 =e.
14.A(-2,3)关于y=a对称的点的坐标为A′(-2,2a-3),
B(0,a)在直线y=a上,设A′B所在直线为直线l,
所以直线l为y=a-3-2x+a,即(a-3)x+2y-2a=0,
圆C:(x+3)2+(y+2)2=1,圆心C(-3,-2),半径r=1,
依题意圆心到直线l的距离d=|-3(a-3)-4-2a|
(a-3)2+2槡
2
≤1,
即(5-5a)2≤(a-3)2+22,
解得
1
3≤a≤
3
2,即a [∈ 13, ]32
.
—01—
高中数学人教A版选择性必修第三册 第45~48期
四、解答题
15.(1)证明:因为
2Sn
n +n=2an+1,
即2Sn+n
2 =2nan+n①,
当 n≥2时,2Sn-1+(n-1)
2=2(n-1)an-1+(n-1)②,
① -②得2an+2n-1=2nan-2(n-1)an-1+1,
即2(n-1)an-2(n-1)an-1 =2(n-1),
所以an-an-1 =1,n≥2且n∈N+,
所以{an}是以1为公差的等差数列.
(2)解:由(1)可得a4 =a1+3,
a7 =a1+6,a9 =a1+8,
又a4,a7,a9成等比数列,所以a
2
7 =a4·a9,
即(a1+6)
2 =(a1+3)·(a1+8),解得a1 =-12,
所以an =n-13,所以Sn =-12n+
n(n-1)
2
= 12n
2-252n= (12 n-25)2
2
-6258,
所以当n=12或n=13时,(Sn)min =-78.
16.(1)证明:因为平面PCBM⊥平面ABC,
平面PCBM∩平面ABC=BC,
BC⊥AC,AC平面ABC,
所以AC⊥平面PCBM,
由BM平面PCBM,得AC⊥BM.
(2)解:以→CA,→CB,→CP为x,y,z轴正方向建立空间直角坐标
系C-xyz,设P(0,0,z0)(z0 >0),
则M(0,1,z0),B(0,2,0),A(1,0,0),
有
→AM =(-1,1,z0),→PC=(0,0,-z0),→AB=(-1,2,0),
又直线AM与直线PC所成的角为60°,
得
→|AM·→ → →PC|=|AM||PC|cos60°,
即z20 =
1
2 z
2
0+槡 2·z0,解得z0 =
槡6
3,
设平面MAB的一个法向量为n=(x,y,z),
则
n·→AM =-x+y+槡63z=0,
n·→AB=-x+2y=0
{
,
令z=槡6,得n=(4,2,槡6),
易知平面ABC的一个法向量为m=(0,0,1),
则|cos〈n,m〉|= 槡6
槡26×1
=槡3913,
所以平面MAB与平面ABC夹角的余弦值为槡3913.
(3)解:由题意知多面体PMABC即为四棱锥A-BCPM,
则V多面体PMABC =
1
3AC·S梯形BCPM
= 13×1×
1
2×(2+1)×
槡6
3 =
槡6
6,
即多面体PMABC的体积为槡66.
17.解:(1)
性别
是否是“生产能手”
非“生产能手” “生产能手”
合计
男员工 48 2 50
女员工 42 8 50
合计 90 10 100
零假设为H0:性别与“生产能手”无关.
因为χ2 =100×(48×8-42×2)
2
50×50×90×10
=4>3.841=x005,
根据小概率值α=005的独立性检验,我们推断H0不成
立,即认为性别与“生产能手”有关,此推断犯错误的概率不超
过005.
(2)当员工每月完成合格产品的件数为3000件时,实得
计件工资为2600×1+200×1.2+200×1.3=3100元,
由统 计 数 据 可 知, 男 员 工 实 得 计 件 工 资 大 于
3100元的概率为p1 =
2
5;女 员 工 实 得 计 件 工 资 大 于
3100元的概率为p2 =
1
2,
设2名女员工中实得计件工资大于3100元的人数为X,
1名男员工中实得计件工资大于3100元的人数为Y,
则 (X~B 2, )12 , (Y~B 1, )25 ,
Z的所有可能取值为0,1,2,3,
P(Z=0)=P(X=0,Y=0)
(= 1- )12
2 (× 1- )25 = 320,
P(Z=1)=P(X=1,Y=0)+P(X=0,Y=1)
=C12 (12 1- )12 (× 1- )25 (+ 1- )12
2
×25
= 25,
P(Z=2)=P(X=2,Y=0)+P(X=1,Y=1)=
C (22 )12
2 (× 1- )25 +C12 12 (× 1- )12 ×25 = 720,
P(Z=3)=P(X=2,Y=1) (= )12
2
×25 =
1
10,
所以Z的分布列为
Z 0 1 2 3
P 320
2
5
7
20
1
10
E(Z)=0×320+1×
2
5+2×
7
20+3×
1
10=
7
5.
18.解:(1)由抛物线定义得|PF|=x0+
p
2,
由题意得
2x0 =x0+
p
2,
2px0 =4,
p>0
{
,
解得
p=2,
x0 =1
{
,
—11—
高中数学人教A版选择性必修第三册 第45~48期
所以抛物线C的方程为y2 =4x.
(2)设切线PA的方程为y=k1(x-1)+2,
则圆心M到切线PA的距离d=
|2k1+2|
k21+槡 1
=r,
整理得(r2-4)k21-8k1+r
2-4=0.
设切线PB的方程为y=k2(x-1)+2,
同理可得(r2-4)k22-8k2+r
2-4=0.
所以k1,k2是方程(r
2-4)x2-8x+r2-4=0的两根,
所以k1+k2 =
8
r2-4
(0<r≤槡2),k1k2 =1.
设A(x1,y1),B(x2,y2),由
y=k1(x-1)+2,
y2 =4x{ ,
得k1y
2-4y-4k1+8=0,
所以2y1 =
8-4k1
k1
,
所以y1 =
4-2k1
k1
= 4k1
-2=4k2-2,
同理可得y2 =4k1-2.
设D为线段AB的中点,
则t=
x1+x2
2 =
y21+y
2
2
8
=
(4k2-2)
2+(4k1-2)
2
8
=2(k21+k
2
2)-2(k1+k2)+1
=2(k1+k2)
2-2(k1+k2)-3.
设m=k1+k2,则m=
8
r2-4
∈[-4,-2),
所以t=2m2-2m-3∈(9,37],
即t的取值范围是(9,37].
19.解:(1)当a=0时,f(x)=xsinx+cosx,
x∈[-π,π],
因为f(-x)=f(x),所以f(x)为偶函数,
只需先研究x∈[0,π],f(x)=xsinx+cosx,
f′(x)=sinx+xcosx-sinx=xcosx,
当x [∈ 0,π ]2 时,f′(x)≥0;
当x (∈ π2, ]π 时,f′(x)<0,
所以f(x) [在 0,π ]2 上单调递增,
(在 π2, ]π 上单调递减,
所以根据偶函数图象关于y轴对称,得
f(x) [在 -π,-π ]2 上单调递增,
(在 -π2, ]0 上单调递减,
故f(x) (单调递减区间为 -π2, ]0 (, π2, ]π ;
[单调递增区间为 -π,-π ]2 [, 0,π ]2 .
(2)f′(x)=xcosx+ax=x(cosx+a),
①当a≥1时,f′(x)=x(cosx+a)≥0在[0,π]上恒成立,
所以f(x)在[0,π]上单调递增,
又f(0)=1,所以f(x)在[0,π]上无零点.
又因为f(x)是偶函数,
所以f(x)在[-π,π]上无零点.
②当0<a<1时,令f′(x)=0得cosx=-a,
由 -1<-a<0可知存在唯一x0 (∈ π2, )π ,
使得cosx0 =-a,
所以当x∈[0,x0]时,f′(x)≥0;
x∈(x0,π]时,f′(x)<0,
所以f(x)在[0,x0]上单调递增,
在(x0,π]上单调递减,
又f(0)=1,f(π)= 12aπ
2-1
(ⅰ)当 12aπ
2-1>0,即 2
π2
<a<1时,
f(x)在[0,π]上无零点,又f(x)为偶函数,
所以f(x)在[-π,π]上无零点.
(ⅱ)当 12aπ
2-1≤0,即0<a≤ 2
π2
时,
f(x)在[0,π]上有1个零点,又f(x)为偶函数,
所以f(x)在[-π,π]上有2个零点,
综上所述,当0<a≤ 2
π2
时,f(x)在[-π,π]上有2个零点,
当a> 2
π2
时,f(x)在[-π,π]上无零点
.
—21—
高中数学人教A版选择性必修第三册 第45~48期