内容正文:
数学试卷
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上.
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用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.回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效.
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回.
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. 双曲线的渐近线方程为( )
A B. C. D.
2. 若复数在复平面内对应的点在直线上,则( )
A. B. C. D.
3. 中内角,,所对的边分别为,,,若,且,则( )
A. B. C. D. 2
4. 若集合,,且,则( )
A. B. C. D. 或0
5. 若非零向量,相互垂直,且,则满足的的值为( )
A 2 B. C. D.
6. 已知函数的图像向左平移个单位后,得到的图像,若,的图像关于轴对称,则的最小值为( )
A. 4 B. 8 C. D.
7. 已知椭圆的右焦点为,且过点,为上一动点,则的最大值为( )
A B. C. D.
8. 定义域为的函数满足,,,且函数满足对任意,都有,则方程解的个数为( )
A. 6 B. 7 C. 8 D. 9
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. 存在实数,使下列不等式成立的是( )
A. B.
C. D.
10. 已知函数,则满足过点可作出3条直线与图象相切的充分条件是( )
A , B.
C. 点射线上 D. 点在曲线上
11. 已知正方体的棱长为2,点满足,下列结论正确的是( )
A. 若,则与所成角为
B. 若平面,则
C. 若点,,,都在球的表面上,且球心在底面上,则
D. 若平面时,与平面交于点,则
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 某工厂生产的灯泡使用寿命(单位:千小时),且,则________.
13. 若,,则________.
14. 将1,2,…,9这9个数全部填入如图数表中,使得数表中每一个小方格内各填一个数,且各个小方格内所填的数互不相同.若对任意填好的数表,总能在该数表的某一行中或某一列中找到和不小于的两个数,则的最大值为________.
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. 某芯片加工厂对其生产的芯片采用AI质检系统进行检测,该厂芯片的次品率为,系统检测到次品时,有95%的概率正确标记为“不合格”,检测到正品时有90%的概率正确标记为“合格”
(1)现从生产线上随机抽取1件芯片进行检测,若,求被系统标记为合格品的概率;
(2)若质检系统把次品标记为“合格”或把正品标记为“不合格”,则称系统检测误判,且将单件产品被系统检测误判的概率称之为系统检测误判率.已知该工厂通过技术升级使芯片的次品率有所降低,那么随着的降低,系统检测误判率是升高还是降低?并说明理由.
16. 已知数列满足,且.
(1)若,且,求的通项及前项和;
(2)若,,则能否为等比数列?若能,求;若不能,说明理由.
17. 如图,在四棱锥中,底面是边长为4的菱形,,平面,点为中点,点,分别在棱,上,且,.
(1)证明:;
(2)记三棱锥与四棱锥的体积分别为,,求;
(3)若,求直线与平面所成角的正弦值.
18. 已知抛物线:,为坐标原点.
(1)过上与不重合的任意一点作的切线,与轴、轴分别交于,两点,证明:;
(2)若直线与交于,为两点,且以线段为直径的圆过点.
(i)求的方程;
(ii)若,是上与不重合的两点,且的内切圆的圆心为,求内切圆的半径.
19. 已知函数.
(1)若,求的单调区间;
(2)若,求的取值范围;
(3)若,设,且,证明:.
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数学试卷
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上.
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用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.回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效.
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回.
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. 双曲线的渐近线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】根据渐近线方程的公式即可求解.
【详解】由双曲线方程可知,且焦点在x轴上,所以双曲线的渐近线方程为.
故选:C.
2. 若复数在复平面内对应的点在直线上,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】利用复数的几何意义得出对应点坐标,代入直线方程可得,进而得出复数,最后利用复数乘法运算即可.
【详解】因为,
所以复数在复平面内对应的点为
又点在直线上,
所以,解得,
所以复数,
,
故选:D.
3. 中内角,,所对的边分别为,,,若,且,则( )
A. B. C. D. 2
【答案】A
【解析】
【分析】利用余弦定理求出,再结合同角三角函数的基本关系求出,最后利用正弦定理求解即可.
【详解】因为,所以,
则,由余弦定理得,
因为,所以,
由同角三角函数的基本关系得,解得,
由正弦定理得,故A正确.
故选:A.
4. 若集合,,且,则( )
A. B. C. D. 或0
【答案】B
【解析】
【分析】对集合B进行分类讨论,再根据两集合的交集判断可得.
【详解】由集合,分三类情况:
①当时,,则,显然不满足.
②当,则,如图,也不满足.
③当,则,由,得,即.如图:
故选:B.
5. 若非零向量,相互垂直,且,则满足的的值为( )
A. 2 B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】根据非零向量,相互垂直及模长关系设出向量,,代入,通过向量点积及模长运算得出关于的方程,解方程求出的值.
【详解】因为向量,相互垂直,且,不妨设,,
则,
解得.
故选:B.
6. 已知函数的图像向左平移个单位后,得到的图像,若,的图像关于轴对称,则的最小值为( )
A. 4 B. 8 C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】根据函数的平移变换和对称性可得,再利用余弦函数的周期性列式求解即可.
【详解】由题意可得,
因为,的图像关于轴对称,
则,
所以,,解得,,
又,所以的最小值为4,
故选:A
7. 已知椭圆的右焦点为,且过点,为上一动点,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】根据题目条件求椭圆的方程,进而由椭圆的定义及两点间线段最短求两线段长度之和的最大值
【详解】设半焦距为,因为,故.
又过点,故.
由椭圆得,代入解得,.即,.
所以的方程为.
设的左焦点为,故.
根据椭圆的几何性质可知,
由于两点之间线段最短,所以.
因此.
当且仅当,,在一条直线上时,等号成立.
故选:
8. 定义域为的函数满足,,,且函数满足对任意,都有,则方程解的个数为( )
A. 6 B. 7 C. 8 D. 9
【答案】B
【解析】
【分析】由,通过代入特殊值求出,,得到解析式,通过画函数图像判断解的个数.
【详解】中取,,得,即,
取,,得,即,所以,
得,
是周期为2的周期函数,,作出函数的图象及直线,
可得两图象有7个交点,
故选:B.
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. 存在实数,使下列不等式成立的是( )
A. B.
C D.
【答案】BC
【解析】
【分析】对于A,配方可得,结合平方数非负即可判断,对于B,取,即可判断,对于C,由基本不等式可得,当时取等号,结合即可判断C,对于D,当时,,时,结合基本不等式和放缩法可证明,由此判断D.
【详解】对于A,因为,又,
所以,不满足题意;
对于B,时,满足题意;
对于C,,当时取等号,,满足题意;
对于D,当时,,不满足题意,
当,左边,不满足题意,
故选:BC.
10. 已知函数,则满足过点可作出3条直线与图象相切的充分条件是( )
A. , B.
C. 点在射线上 D. 点在曲线上
【答案】ACD
【解析】
【分析】设过点的直线与的图象切于点,由,得到,构造,结合有3个零点,求导得到,令,得或,由逐项判断即可.
【详解】因为,所以,
设过点的直线与的图象切于点,
则切线斜率,即,
去分母整理得,切线有3条,
设,则有3个零点,
,令,得或,
所以,
对于A,取,得,A正确;
对于B,取,则,不满足,B错误;
对于C,令,,则,,满足,C正确;
对于D,令,,则,,满足,D正确;
故选:ACD.
11. 已知正方体的棱长为2,点满足,下列结论正确的是( )
A. 若,则与所成角为
B. 若平面,则
C. 若点,,,都在球的表面上,且球心在底面上,则
D 若平面时,与平面交于点,则
【答案】BC
【解析】
【分析】A选项,证明出⊥平面,平面,所以,A错误;B选项,证明出平面平面,则点为与平面的交点,由于平面与平面将三等分,故;C选项,找到点的位置,结合余弦定理解得,故,则,由B可知平面,根据线面平行的性质可得;D选项,证明出线面垂直,得到点为与平面的交点,点重合,故.
【详解】对于A,因为四边形为正方形,所以⊥,
又⊥平面,平面,所以⊥,
又,平面,所以⊥平面,
为中点,平面,所以,所以A错误;
对于B,因为,,所以四边形为平行四边形,
所以,又平面,平面,所以平面,
同理可得,
又平面,平面,所以平面,
又,平面,所以平面平面,
若平面,则点为与平面的交点,
由于平面与平面将三等分,故,B正确;
对于C,若在底面上,则为正方形的中心,
又,其中,
在中,,即,
解得,故,故,则,
根据B可知,此时平面,
又易知,,,共面,为平面与平面的交线,
故,C正确;
对于D,由A知,⊥平面,又平面,所以⊥,
同理可证⊥,又,平面,
所以平面,
平面时,点为与平面的交点,
与平面交于点,故点重合,故 ,D错误.
故选:BC.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 某工厂生产的灯泡使用寿命(单位:千小时),且,则________.
【答案】0.4##
【解析】
【分析】根据正态分布的对称性求概率即可.
【详解】因为,且,故,
所以.
故答案为:0.4.
13. 若,,则________.
【答案】
【解析】
【分析】利用两角差的正切公式求出,再结合二倍角的正弦公式求解即可.
【详解】因为,,
所以,
由二倍角的正弦公式得
故答案为:
14. 将1,2,…,9这9个数全部填入如图数表中,使得数表中每一个小方格内各填一个数,且各个小方格内所填的数互不相同.若对任意填好的数表,总能在该数表的某一行中或某一列中找到和不小于的两个数,则的最大值为________.
【答案】14
【解析】
【分析】举例说明存在填好的数表所有行及所有列中,两个数之和的最大值为,再证明对于任意的填好的数表,一定存在某一行或某一列中的两个数之和不小于14,由此可得结论.
【详解】
9
1
3
2
8
5
4
6
7
在如上数表中的所有行及所有列中,两个数之和的最大值为.
下面说明对于任意的填好的数表,一定存在某一行或某一列中的两个数之和不小于14.
将9,8,7,6这4个数填入数表,
则它们中至少存在一个数(记为)与它们中另外两个数(记为和)的其中一个在同一行,另一个在同一列,
又和中至少有一个不小于14,
故一定存在某一行或某一列中的两个数之和不小于14.
所以的最大值为14.
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. 某芯片加工厂对其生产的芯片采用AI质检系统进行检测,该厂芯片的次品率为,系统检测到次品时,有95%的概率正确标记为“不合格”,检测到正品时有90%的概率正确标记为“合格”
(1)现从生产线上随机抽取1件芯片进行检测,若,求被系统标记为合格品的概率;
(2)若质检系统把次品标记为“合格”或把正品标记为“不合格”,则称系统检测误判,且将单件产品被系统检测误判的概率称之为系统检测误判率.已知该工厂通过技术升级使芯片的次品率有所降低,那么随着的降低,系统检测误判率是升高还是降低?并说明理由.
【答案】(1)0.815
(2)随着的降低,系统的误判率升高,理由见解析
【解析】
【分析】(1)根据给定条件,利用全概率公式列式计算.
(2)求出误判率的函数关系,再借助函数单调性判断.
【小问1详解】
用事件表示抽到的是正品,把抽到的产品标记为合格品为事件,
则,,
由全概率公式得.
【小问2详解】
设系统的误判率为,则,
所以随着的降低,系统的误判率升高.
16. 已知数列满足,且.
(1)若,且,求的通项及前项和;
(2)若,,则能否为等比数列?若能,求;若不能,说明理由.
【答案】(1),.
(2)能,.
【解析】
【分析】(1)由已知可得,是首项为1,公比为的等比数列,可求通项及前项和;
(2)若是等比数列,可得,再证明时是等比数列即可.
【小问1详解】
由及,
得,
所以数列是公比为的等比数列,且,
所以,.
【小问2详解】
因为,若是等比数列,则,
所以,即,
因为,,所以,
下面证明时是等比数列:
由已知是公比为的等比数列,
所以,
所以时
,
当也满足上式,所以,
,又,故数列可以是首项为1,公比为的等比数列,此时.
17. 如图,在四棱锥中,底面是边长为4的菱形,,平面,点为中点,点,分别在棱,上,且,.
(1)证明:;
(2)记三棱锥与四棱锥的体积分别为,,求;
(3)若,求直线与平面所成角的正弦值.
【答案】(1)证明见解析
(2)
(3)
【解析】
【分析】(1)根据线面垂直的性质可得,利用余弦定理以及勾股定理可得,进而由线面垂直求证得解,
(2)利用等体积法以及相似,即可由锥体的体积公式求解,
(3)建立空间直角坐标系,求解平面法向量,进而利用向量的夹角公式求解.
【小问1详解】
因,,所以,
因为平面,所以平面,
因为平面,所以,
取中点,因为为中点,所以,因此,
则,,,共面,
因为四边形是边长为4的菱形,,
所以在中,,,
所以,故,
所以,
因为,平面,所以平面
因为平面,所以.
【小问2详解】
由,,,可得
,
所以.
【小问3详解】
取中点,连接,由题意可得,,两两垂直,以点为原点,,,所在直线分别为轴、轴、轴,建立空间直角坐标系.
则,,,,,
,,.
设平面的法向量为,则有,得,
取,得,
设直线与平面所成角为,
则,
所以直线与平面所成角的正弦值为.
18. 已知抛物线:,为坐标原点.
(1)过上与不重合的任意一点作的切线,与轴、轴分别交于,两点,证明:;
(2)若直线与交于,为两点,且以线段为直径的圆过点.
(i)求的方程;
(ii)若,是上与不重合两点,且的内切圆的圆心为,求内切圆的半径.
【答案】(1)证明见解析
(2)(i);(ii)
【解析】
【分析】(1)设,利用导数求出点的切线方程,得出,两点坐标,结合向量坐标运算即可得证;
(2)(i)设,,直线与抛物线联立方程组由韦达定理可得,,根据题意由,计算即可求解;(ii)设,,由点在的平分线上得,计算得直线,直线的方程,根据内切圆性质建立等式可得,进而可得内切圆半径.
【小问1详解】
设,由,得,,
所以在点处的切线方程为,
即,
令,得,令,得,
所以;
【小问2详解】
(i)设,,
与联立得,
所以,,
因为以线段为直径的圆过点,
所以
,
所以,故的方程为;
(ii)设,,
则线段的斜率为,直线的斜率为,
由内切圆性质可得,点在的平分线上,所以,,
所以直线的方程为,直线的方程为,
由点到直线,距离相等得,
设,则,,
所以,化简得,
即,
因为,故,
所以,解得(不符合题意舍去)或,
所以,所以.
故内切圆的半径.
19. 已知函数.
(1)若,求的单调区间;
(2)若,求的取值范围;
(3)若,设,且,证明:.
【答案】(1)单调递减区间为,单调递增区间为;
(2);
(3)证明见解析
【解析】
【分析】(1)把代入,利用导数求出函数的单调递区间.
(2)等价变形给定不等式,分离参数并构造函数,利用导数求出最小值即可.
(3)由(2)的结论可得,利用不等式的性质及已知得,再利用导数及零点存在性定理,结合不等式性质证得即可.
【小问1详解】
当时,,求导得,
令,求导得,函数在上单调递增,
而,则当时,;当时,,
所以函数的单调递减区间为,单调递增区间为.
【小问2详解】
不等式,
设函数,求导得,
设,求导得,
函数在上单调递增,且,
则当时,,;当时,,,
函数在上单调递减,在上单调递增,,则,
所以的取值范围是.
【小问3详解】
由(2)知,当时,,当且仅当时等号成立,
则,即,同理,
于是,即,
当时,,,显然当时,,单调递增,
当时,令,则,
当时,;当时,,
则当时,,单调递增,
而,且,则存在唯一,使得,
当时,;当时,,
函数在上单调递减,在上单调递增,
又,,则存在唯一,使得,
因此当时,,当时,,
而,且,于是,即,
又,则,即,从而,
所以.
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