内容正文:
合江中学高2023级高二下学期第二次月考
数学试题
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.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. 下列求导正确是( )
A. B.
C. D.
2. 已知椭圆与双曲线有共同的焦点,则( )
A. 14 B. 9 C. 4 D. 2
3. 函数的单调递减区间是( )
A. B. C. D.
4. 函数的导函数的图象如图所示,则( )
A. 为函数的零点 B. 为函数的极大值点
C. 函数在上单调递减 D. 是函数的最小值
5. 已知某篮球队员在比赛中每次罚球的命中率相同,且在两次罚球中至多命中一次的概率为,则该队员每次罚球的命中率为( )
A. B. C. D.
6. 的展开式中项的系数为( )
A. B. C. 10 D. 80
7. 已知数列满足:,,且,则数列前n项的和为( )
A. B. C. D.
8. 若函数在上有且仅有一个极值点,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
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. 已知递减的等差数列{an}的前n项和为Sn,S6=S8,则( )
A a7>0 B. S13<0 C. S15<0 D. S7最大
10. 已知,则( )
A B.
C. D.
11. 假设某市场供应的智能手机中,市场占有率和优质率的信息如下表:
品牌
甲
乙
其他
市场占有率
优质率
在该市场中任意买一部智能手机,用、、分别表示买到的智能手机为甲品牌、乙品牌、其他品牌,表示买到的是优质品,则( )
A. B.
C. D.
12. 在正方体中,点在线段上运动,则下列结论正确的有( )
A. 直线平面
B. 三棱锥体积为定值
C. 异面直线与所成角的取值范围是
D. 直线与平面所成角的正弦值的最大值为
第Ⅱ卷(非选择题,共92分)
三、填空题(本大题共3个小题,每小题5分,共15分)
13. 设离散型随机变量的分布列为:
0
1
2
3
4
0.1
0.4
0.2
0.2
则离散型随机变量的期望________
14. 三个人坐在一排5个座位上,空位相邻的坐法有________种.(用数字作答)
15. 若不等式对恒成立,其中,则的取值范围为______.
四、解答题(本大题共5小题,共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤)
16. 每个国家对退休年龄都有不一样的规定,2018年开始,我国关于延迟退休的话题一直在网上热议,为了了解市民对“延迟退休”的态度,现从某地市民中随机选取100人进行调查,调查情况如下表:
年龄段(单位:岁)
被调查的人数
10
15
20
25
5
赞成人数
6
12
20
12
2
(1)从赞成“延迟退休”人中任选1人,此年龄在的概率为,求出表格中,的值;
(2)若从年龄在的参与调查的市民中按照是否赞成“延迟退休”进行分层抽样,从中抽取10人参与某项调查,然后再从这10人中随机抽取4人参加座谈会,记这4人中赞成“延迟退休”的人数为,求的分布列及数学期望.
17. 已知数列的前n项和为,且,,设.
(1)求证:数列为等比数列;
(2)求数列的前项和.
18. 如图,在直三棱柱中,分别是棱的中点.
(1)求证:平面;
(2)若,求平面与平面的夹角的余弦值.
19. 已知和为椭圆上两点.
(1)求C的离心率;
(2)若过P的直线交C于另一点B,且的面积为9,求的方程.
20. 已知函数,记的导函数为
(1)讨论的单调性;
(2)若有三个不同的极值点,其中
①求的取值范围;
②证明:.
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合江中学高2023级高二下学期第二次月考
数学试题
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.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. 下列求导正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】根据基本初等函数的导函数、导数的运算法则及简单复合函数的求导法则计算可得.
【详解】对于A:,故A错误;
对于B:,故B错误;
对于C:,故C错误;
对于D:,故D正确.
故选:D
2. 已知椭圆与双曲线有共同的焦点,则( )
A. 14 B. 9 C. 4 D. 2
【答案】C
【解析】
【分析】根据给定条件结合椭圆、双曲线方程的特点直接列式计算作答.
【详解】设椭圆半焦距为c,则,而椭圆与双曲线有共同的焦点,
则在双曲线中,,即有,解得,
所以
故选:C
3. 函数的单调递减区间是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】求导,令,利用导数求的单调递减区间.
【详解】由题意可知:的定义域为,且,
令,解得,
所以函数的单调递减区间是.
故选:B.
4. 函数的导函数的图象如图所示,则( )
A. 为函数的零点 B. 为函数的极大值点
C. 函数在上单调递减 D. 是函数的最小值
【答案】C
【解析】
【分析】根据导函数图象,导函数与原函数的关系对选项进行分析,从而确定正确答案.
【详解】由的图象可得,当时,,当时,,
当时,,当时,
所以在和上单调递增,在和上单调递减,
所以为的极小值点,所以B选项错误,C选项正确;
是的零点,但不一定是的零点,所以A错误;
是函数的极小值,但不一定是最小值,所以D错误.
故选:C
5. 已知某篮球队员在比赛中每次罚球的命中率相同,且在两次罚球中至多命中一次的概率为,则该队员每次罚球的命中率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】根据题意,分析可得两次罚球都命中的概率为,由相互独立事件的概率公式可得关于的方程,即可求得结果.
【详解】某篮球队员在比赛中每次罚球的命中率相同,设该队员每次罚球的命中率为,
设“在两次罚球中至多命中一次”为事件,则“在两次罚球中命中两次”为事件,
,
解得:,
故选:B.
6. 的展开式中项的系数为( )
A. B. C. 10 D. 80
【答案】D
【解析】
【分析】变形后,分析加通项公式即可解决.
【详解】,要得到展开式中项,只需要找出展开式的项即可.由通项公式规律,由于 ,可直接写出项.即为.则展开式中项为,系数为.
故选:D.
7. 已知数列满足:,,且,则数列前n项的和为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】由叠加法求出数列通项公式,再代入,求出数列通项公式,再由列项相消法求出.
【详解】由得,,,…,,,
叠加得,
由题可知也适合上式,故;
所以,
则数列前n项的和.
故选:B.
8. 若函数在上有且仅有一个极值点,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】由题意分离参数可知在区间上只有一个变号的根,构造函数即可得解.
【详解】,令,得,由题意知在区间上只有一个变号的根,
令,则,令,得,
当时,单调递减;当时,单调递增.
又,
所以当时,在区间上只有一个变号的根,
即函数在上有且仅有一个极值点时,的取值范围是.
故选:B.
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. 已知递减的等差数列{an}的前n项和为Sn,S6=S8,则( )
A. a7>0 B. S13<0 C. S15<0 D. S7最大
【答案】ACD
【解析】
【分析】由可得,由等差数列{an}为递减数列,所以,所以当时,时,根据等差数列的求和公式和性质,逐项分析判断即可.
【详解】由可得,
由等差数列{an}为递减数列,
所以,故A正确;
又,故B错误;
,故C正确;
由等差数列{an}为递减数列,所且,
所以当时,
时,所以S7最大,故D正确
故选:ACD
10. 已知,则( )
A. B.
C. D.
【答案】ABD
【解析】
【分析】利用赋值法可判断ABD;由,利用二项式的展开式的通项公式求解可判断C.
【详解】对于A:令,可得,故A正确;
对于B:令,,
所以,故B正确;
对于C:,
二项式的展开式的通项公式为,
所以,故C错误;
对于D:令,可得,
所以,
所以,故D正确.
故选:ABD.
11. 假设某市场供应的智能手机中,市场占有率和优质率的信息如下表:
品牌
甲
乙
其他
市场占有率
优质率
在该市场中任意买一部智能手机,用、、分别表示买到的智能手机为甲品牌、乙品牌、其他品牌,表示买到的是优质品,则( )
A. B.
C. D.
【答案】BD
【解析】
【分析】利用条件概率公式可判断AB选项;利用表格中的数据可判断C选项;利用全概率公式可判断D选项.
【详解】由表格中的数据可得,,,
,,,
对于A选项,,A错;
对于B选项,,B对;
对于C选项,,C错;
对于D选项,,D对.
故选:BD.
12. 在正方体中,点在线段上运动,则下列结论正确的有( )
A. 直线平面
B. 三棱锥体积为定值
C. 异面直线与所成角的取值范围是
D. 直线与平面所成角的正弦值的最大值为
【答案】ABD
【解析】
【分析】对于A,利用线面垂直的判定定理即可判断;对于B,说明平面,结合三棱锥的体积公式即可判断;对于C,说明异面直线与所成角等于直线与所成角,结合正三角形性质即可判断;对于D,建立空间直角坐标系,利用线面角的向量求法即可判断.
【详解】对于A,如图,连接,
由题意可知平面,平面,故,
,且平面,
故平面,平面,故,
同理可证,
平面,故直线平面,A正确;
对于B,因为,故四边形为平行四边形,
故,而平面,平面,故平面,
点在线段上运动,故点P到平面的距离为定值,
又的面积为定值,故三棱锥体积为定值,B正确;
对于C,连接,则为正三角形,
因为,故异面直线与所成角等于直线与所成角;
在正中,点在线段上运动,
当P为的中点,即时,与所成角最大,为,
当P与或C重合时,与所成角最小,为,
故异面直线与所成角的取值范围是,C错误;
对于D,设正方体棱长为1,以D为坐标原点,以所在直线为轴,
建立空间直角坐标系,
则,,
设,则,
由A可知平面,故可作为平面的法向量,
设直线与平面所成角为,故
,
当时,取最小值,则取最大值,
即直线与平面所成角的正弦值的最大值为,D正确,
故选:ABD
第Ⅱ卷(非选择题,共92分)
三、填空题(本大题共3个小题,每小题5分,共15分)
13. 设离散型随机变量的分布列为:
0
1
2
3
4
01
0.4
0.2
0.2
则离散型随机变量的期望________
【答案】2
【解析】
【分析】由离散型随机变量的性质求出,再利用期望公式来求即可.
【详解】由可得,
所以,
故答案为:2.
14. 三个人坐在一排5个座位上,空位相邻的坐法有________种.(用数字作答)
【答案】
【解析】
【分析】将两个空位视为一个整体与三个人排列,结合排列数的定义及计算公式可得结论.
【详解】将两个空位视为一个整体与三个人排列,又两个空位没有区别,故共有种排法.
故答案为:.
15. 若不等式对恒成立,其中,则的取值范围为______.
【答案】
【解析】
【分析】先讨论m的范围,当时,利用导数求最值,根据最小值大于等于0可得,然后将二元化一元,令,利用导数求最值可解.
【详解】令,即,
当时,由函数与的图象可知,两函数图象有一个交点,记为,
则当时,,即,不满足题意;
当时,令,则,
令,则,
因为单调递增,
所以当时,,单调递减,
当时,,单调递增,
所以时,有最小值,
又对恒成立,
所以,即,
所以,当且仅当时等号成立.
令,则,
当时,,单调递增,当时,,单调递减,
所以当时,,
所以,即,当且仅当时等号成立,
所以的取值范围为.
故答案为:
【点睛】难点点睛:本题属于恒成立问题,难点在于将恒成立转化为最值问题,以及利用m,n的不等关系将二元化一元,此处应注意保证任何时候都能取到等号.
四、解答题(本大题共5小题,共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤)
16. 每个国家对退休年龄都有不一样的规定,2018年开始,我国关于延迟退休的话题一直在网上热议,为了了解市民对“延迟退休”的态度,现从某地市民中随机选取100人进行调查,调查情况如下表:
年龄段(单位:岁)
被调查的人数
10
15
20
25
5
赞成的人数
6
12
20
12
2
(1)从赞成“延迟退休”的人中任选1人,此年龄在的概率为,求出表格中,的值;
(2)若从年龄在的参与调查的市民中按照是否赞成“延迟退休”进行分层抽样,从中抽取10人参与某项调查,然后再从这10人中随机抽取4人参加座谈会,记这4人中赞成“延迟退休”的人数为,求的分布列及数学期望.
【答案】(1),
(2)分布列见解析;期望为
【解析】
【分析】(1)的值等于总人数减去其余各组人数的和,利用的概率为求出的值;
(2)利用分层抽样的比例可以求出10人中,赞成的有8人,不赞成的有2人,而表示从10人中抽取的4人中赞成“延迟退休”的人数,所以的可能取值为2,3,4,然后求出其对应的概率,就可完成的分布列.
小问1详解】
因为总共抽取100人进行调查,所以,
因为从赞成“延迟退休”的人中任选1人,其年龄在的概率为,所以.
【小问2详解】
从年龄在中按分层抽样抽取10人,赞成的抽取人,不赞成的抽取2人,再从这10人中随机抽取4人,则随机变量的可能取值为2,3,4.
则,
,
.
所以分布列为
2
3
4
所以.
17. 已知数列的前n项和为,且,,设.
(1)求证:数列为等比数列;
(2)求数列的前项和.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【解析】
【分析】(1)借助与的关系可消去,得到,借助将其转换为后结合等比数列定义即可得证;
(2)借助错位相减法计算即可得.
【小问1详解】
,即,
即,则,即,
即,又,
故数列是以为首项、以为公比的等比数列.
【小问2详解】
由(1)易得,即,则,
则,
有,
则
,
故.
18. 如图,在直三棱柱中,分别是棱的中点.
(1)求证:平面;
(2)若,求平面与平面的夹角的余弦值.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【解析】
【分析】(1)取棱的中点,连接,只需证明,再结合线面平行的判定定理即可得证;
(2)建立适当的空间直角坐标系,求出两个平面的法向量,由向量夹角的余弦公式即可得解.
【小问1详解】
如图,取棱的中点,连接.
因为分别是棱的中点,所以且,
且,所以且,
所以四边形是平行四边形,所以,
又平面平面,
所以平面.
【小问2详解】
设,则.
在直三棱柱中,平面,而平面,平面,
所以,
又因为,
所以两两互相垂直;
以为坐标原点,以所在的直线分别为轴,建立如图所示的空间直角坐标系,
则,,
所以.
设平面的法向量为,
则,
令,解得,从而可得.
而,
设平面的一个法向量为,
则,
令,解得,
所以平面的一个法向量为.
因为,
所以平面与平面的夹角的余弦值为.
19. 已知和为椭圆上两点.
(1)求C的离心率;
(2)若过P的直线交C于另一点B,且的面积为9,求的方程.
【答案】(1)
(2)直线方程为或.
【解析】
【分析】(1)代入两点得到关于的方程,解出即可;
(2)方法一:以为底,求出三角形的高,即点到直线的距离,再利用平行线距离公式得到平移后的直线方程,联立椭圆方程得到点坐标,则得到直线的方程;方法二:同法一得到点到直线的距离,再设,根据点到直线距离和点在椭圆上得到方程组,解出即可;法三:同法一得到点到直线的距离,利用椭圆的参数方程即可求解;法四:首先验证直线斜率不存在的情况,再设直线,联立椭圆方程,得到点坐标,再利用点到直线距离公式即可;法五:首先考虑直线斜率不存在的情况,再设,利用弦长公式和点到直线的距离公式即可得到答案;法六:设线法与法五一致,利用水平宽乘铅垂高乘表达面积即可.
【小问1详解】
由题意得,解得,
所以.
【小问2详解】
法一:,则直线的方程为,即,
,由(1)知,
设点到直线的距离为,则,
则将直线沿着与垂直的方向平移单位即可,
此时该平行线与椭圆的交点即为点,
设该平行线的方程为:,
则,解得或,
当时,联立,解得或,
即或,
当时,此时,直线的方程为,即,
当时,此时,直线的方程为,即,
当时,联立得,
,此时该直线与椭圆无交点.
综上直线的方程为或.
法二:同法一得到直线的方程为,
点到直线的距离,
设,则,解得或,
即或,以下同法一.
法三:同法一得到直线的方程为,
点到直线的距离,
设,其中,则有,
联立,解得或,
即或,以下同法一;
法四:当直线的斜率不存在时,此时,
,符合题意,此时,直线的方程为,即,
当线的斜率存在时,设直线的方程为,
联立椭圆方程有,则,其中,即,
解得或,,,
令,则,则
同法一得到直线的方程为,
点到直线的距离,
则,解得,
此时,则得到此时,直线的方程为,即,
综上直线的方程为或.
法五:当的斜率不存在时,到距离,
此时不满足条件.
当的斜率存在时,设,令,
,消可得,
,且,即,
,
到直线距离,
或,均满足题意,或,即或.
法六:当的斜率不存在时,到距离,
此时不满足条件.
当直线斜率存在时,设,
设与轴的交点为,令,则,
联立,则有,
,
其中,且,
则,
则,解得或,经代入判别式验证均满足题意.
则直线为或,即或.
20. 已知函数,记的导函数为
(1)讨论的单调性;
(2)若有三个不同的极值点,其中
①求的取值范围;
②证明:.
【答案】(1)答案不唯一,具体见解析
(2)① ;②证明见解析
【解析】
【分析】(1)由已知可得,运用导函数,分,两种情况讨论导函数的符号得出函数的单调性;
(2)①由(1)知时,在单调递增,不合题意.下面研究的情况.由(1)得, .再由可求得的取值范围.
②由①可知,由此可得.只需证明又,由此可得. 令,有.令运用导函数研究函数的单调性,可得证.
【小问1详解】
解:由已知可得,故可得.
当时,,故在单调递增;
当时,由,解得,或,
记,,则可知当变化时,的变化情况如下表:
0
0
极大值
极小值
所以,函数在区间单调递增,在区间单调递减,在区间单调递增.
【小问2详解】
①解:由已知,函数有三个零点,且.由(1)知时,在单调递增,不合题意.下面研究的情况.
由于,故,因此,又因为在单调递减,且,所以.
又因为,由于,且,
故
因此,在恰有一个零点(即在恰有一个零点),在恰有一个零点(即),在恰有一个零点(即在恰有一个零点).
所以,的取值范围是.
②证明:由(i)可知,且在单调递减,在单调递增,在单调递减,在单调递增.由此可得.故只需证明
因为,故,由此可得.
由(其中),可得,整理得,故,整理得.因此,
令,可知,则.
令则.
令,则,由此可得在单调递减,故,可得在单调递增,故,所以,因此.
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