内容正文:
数学试题
注意事项:
1.本试题共4页,满分150分,时间120分钟.
2.答卷前,考生务必将自己的姓名和准考证号填写在答题卡上.
3.回答选择题时,选出每小题答案后,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.涂写在本试卷上无效.
4.作答非选择题时,将答案书写在答题卡上,书写在本试卷上无效.
5.考试结束后,监考员将答题卡按顺序收回,装袋整理;试题不回收.
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. 已知集合,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】根据补集的知识求得正确答案.
【详解】依题意,集合,,
所以.
故选:C
2. 样本数据10,12,15,16,22,26,27,34的第分位数是( )
A. 26 B. 25 C. 24 D. 22
【答案】D
【解析】
【分析】根据百分位数定义计算求解.
【详解】从小到大排列的样本数据10,12,15,16,22,26,27,34,共8个数据,
因为,所以数据的第分位数是第五个数据值.
故选:D.
3. 设复数,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】先应用复数乘法和除法计算化简,最后应用共轭复数的定义求解.
【详解】复数,
则.
故选:C.
4. 设等比数列的前项和为,公比,则( )
A. 4 B. 7 C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】利用等比数列求和公式可直接化简计算得到结果.
【详解】.
故选:B.
5. 在中,内角,,的对边分别为,,,且,,则角( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】应用余弦定理计算,再结合角的范围求值.
【详解】在中,,,
则,,
则角.
故选:C.
6. 在生物界中,部分昆虫会通过向后跳跃的方式来躲避偷袭的天敌.已知某类昆虫在水平方向上速度为(单位:米/秒)时的跳跃高度(单位:米)满足,则该类昆虫的最大跳跃高度为( )
A. 0.25米 B. 0.5米 C. 0.75米 D. 1米
【答案】A
【解析】
【分析】求出,利用基本不等式可得答案.
【详解】由可知,且,
故,
当且仅当即时等号成立,即该类昆虫的最大跳跃高度为0.25米.
故选:A.
7. 若圆上有且仅有3个点到直线的距离为1,则( )
A. 2 B. C. 4 D.
【答案】B
【解析】
【分析】根据给定条件,将问题转化为圆心到直线为1求解.
【详解】圆的圆心,半径,
由圆上有且仅有3个点到直线的距离为1,
得圆心到直线为1,则,而,
所以.
故选:B
8. 设函数在区间恰有三个极值点、两个零点,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】由的取值范围得到的取值范围,再结合正弦函数的性质得到不等式组,解得即可.
【详解】解:依题意可得,因为,所以,
要使函数在区间恰有三个极值点、两个零点,又,的图象如下所示:
则,解得,即.
故选:C.
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. 已知等差数列满足,,记为的前项和,则下列说法正确的是( )
A. B. 是递增数列
C. D. 使得的的最小值为14
【答案】ACD
【解析】
【分析】由题意可得,从而得出等差数列中前7项为正,从第8项起均为负,结合等差数列的性质和前项和的公式对选项进行判断即可.
【详解】由,,可得,
设等差数列的公差为,,所以是递减数列,B选项错误;
因为,所以,所以,A选项正确;
所以为正,从第8项起均为负,,故选项C正确;
所以,
所以的的最小值为14,故选项D正确.
故选:ACD.
10. 某数学兴趣小组研究发现,在平面直角坐标系中,函数的图象是双曲线,记其焦点分别为,,为其图象上任意一点,则( )
A. 轴是的一条渐近线 B.
C. 双曲线的焦距为4 D. 双曲线的离心率为2
【答案】AC
【解析】
【分析】本题围绕函数对应的双曲线,从渐近线、双曲线定义、焦距、离心率等角度,结合等轴双曲线的判定(渐近线垂直且)逐一分析选项.
【详解】选项A:函数是反比例函数,其图象的渐近线为轴和轴,
因此轴是双曲线的一条渐近线,A正确.
选项B: 双曲线的对称轴为直线,联立,
代入得,即,解得或.
当时,;当时,,故双曲线的顶点为和.
实半轴长.
根据双曲线定义,,B错误.
选项C: 因为双曲线的渐近线轴和轴互相垂直,所以该双曲线是等轴双曲线
(等轴双曲线的渐近线互相垂直,且实半轴长与虚半轴长相等).
由,得,再由,得,即.
焦距为,C正确.
选项D: 离心率,D错误.
故选:AC
11. 已知函数是定义域为的奇函数,当时,,则( )
A. 当时, B. 的单调递减区间为,
C. 当且仅当时, D. 轴是曲线的一条切线
【答案】ABD
【解析】
【分析】根据函数的奇偶性可求得时的解析式,判断A;利用导数判断函数单调性判断B;结合奇偶性利用单调性求出值域判断C;结合极值点的概念数形结合判断D.
【详解】由题意知函数是定义域为的奇函数,当时,,
故当时,,则,A正确;
当时,,则,
令,则,
当时,,当时,,
则在上单调递减,在上单调递增,故,
故当时,,当时,,
则在上单调递减,在上单调递增,
结合奇函数性质可知,函数在和上单调递减,
和上单调递增,故B正确;
由函数单调性与奇偶性可知,当时,,当时,,
作出图象如图,
所以当时,,故C错误;
由B选项分析在时取得极小值,
结合函数为奇函数可知在时取得极大值,
由此可知轴是曲线的一条切线,D正确,
故选:ABD
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 若平面向量,,若,则实数_____.
【答案】
【解析】
【分析】根据向量平行的坐标表示可直接求得结果.
【详解】,又,
,解得:.
故答案为:.
13. 设,若,则_____.
【答案】##
【解析】
【分析】由得到,由,利用二倍角的正弦公式得到,求出,即可得到的值.
【详解】,,,
,,
,
,,
故答案为:.
14. 已知四面体的各个面都是边长为2的正三角形,其三个顶点在圆柱的下底面圆周上,另一个顶点是上底面的圆心,则圆柱的外接球的表面积为_____.
【答案】
【解析】
【分析】由题意圆柱的底面半径为正三角形的外接圆半径,高为四面体的高,进而可得.
【详解】正三角形的外接圆半径为,
四面体的高,
所以圆柱的外接球的半径,
即该球的表面积,
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. 已知函数.
(1)求图象的对称轴方程;
(2)设函数,求的值域.
【答案】(1),.
(2)
【解析】
【分析】(1)利用余弦型函数的对称性可求得函数图象的对称轴方程;
(2)利用三角恒等变换化简函数的解析式,结合正弦型函数的有界性可得出函数的值域.
【小问1详解】
函数,
令,,得,,
图象的对称轴方程为,.
【小问2详解】
,
,
函数的值域为.
16. 为纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年,某校组织相关知识的答题竞赛,每名参赛选手都赋予5分的初始积分,每答对一题加1分,每答错一题减1分.已知小明每道题答对的概率为,答错的概率为,且每道题答对与否互不影响.
(1)求小明答4道题后积分小于5的概率;
(2)设小明答5道题后积分为,求;
(3)若小明一直答题,直到积分为0或10时停止,记小明的积分为时最终积分为10的概率为,则,,证明:为等比数列.
【答案】(1)
(2)
(3)证明见解析
【解析】
【分析】(1)分小明4题都答错,或答对1题,答错3题讨论,再利用独立事件乘法公式和加法公式即可得到答案;
(2)设小明答对的题数为,得到关系式,再利用二项分布的均值公式和均值性质即可得到答案;
(3)根据全概率公式得,再构造成等比数列即可证明.
【小问1详解】
小明答4道题后积分小于5,则小明4题都答错,或答对1题,答错3题,
故所求概率为.
【小问2详解】
设小明答对的题数为,则他答错的题数为,,
由题意知,,
.
【小问3详解】
当小明的积分为时,若小明接下来一题答对,则积分变为,
若小明接下来一题答错,则积分变为,
由全概率公式有,整理可得,
又,等比数列.
17. 如图1,在中,,、两点分别在、上,且.现将沿折起,使二面角为直二面角,得到四棱锥,如图2.
(1)证明:平面;
(2)求直线与平面所成角的正弦值.
【答案】(1)证明见解析
(2).
【解析】
【分析】(1)根据面面垂直的性质定理证得平面.
(2)建立空间直角坐标系,利用向量法求得直线与平面所成角的正弦值.
【小问1详解】
在图1的中,,,
又,,即,
二面角为直二面角,平面平面,
又平面平面,平面,
平面.
【小问2详解】
平面,,,,两两垂直,
故以点为原点,、、的方向分别为、、轴正方向建立如图所示的空间直角坐标系,
则、、、,
,,,
设平面的一个法向量为,
,令,则,,,
设直线与平面所成角为,,
,
即直线与平面所成角的正弦值为.
18. 如图,由椭圆和抛物线组合成曲线,与存在共同焦点,由图形特点,它们的形状像收回四条腿的七星瓢虫,这里称曲线为“七星瓢虫曲线”.特别地,若椭圆的长半轴长、短半轴长、半焦距成等差数列,则称其为“等差椭圆”.
(1)求“等差椭圆”的离心率;
(2)在“七星瓢虫曲线”中,若是“等差椭圆”,且.直线与相交所得弦的中点为,与相交所得弦的中点为,证明:直线,(为原点)的斜率之积为定值.
【答案】(1);
(2)证明见解析.
【解析】
【分析】(1)利用“等差椭圆”的定义,结合求出离心率.
(2)由(1)及已知求出与的方程,利用中点弦问题可得,再将的方程与的方程联立求出点的坐标,进而计算得证.
【小问1详解】
设椭圆的半焦距为,由椭圆的长半轴长、短半轴长、半焦距成等差数列,
得,又,,则,
即有,而,解得,
所以“等差椭圆”的离心率为.
【小问2详解】
由(1)及椭圆是“等差椭圆”,且,得,则,,
解得,于是,,
设直线与相交于点,线段的中点,
则,,两式相减得,
,即,
由已知,,得,因此,,
由消去得,又,
则,,设点,
则,,
即点,,所以,为定值.
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,即,
又,则,即,从而,
所以.
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数学试题
注意事项:
1.本试题共4页,满分150分,时间120分钟.
2.答卷前,考生务必将自己的姓名和准考证号填写在答题卡上.
3.回答选择题时,选出每小题答案后,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.涂写在本试卷上无效.
4.作答非选择题时,将答案书写在答题卡上,书写在本试卷上无效.
5.考试结束后,监考员将答题卡按顺序收回,装袋整理;试题不回收.
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 已知集合,,则( )
A B. C. D.
2. 样本数据10,12,15,16,22,26,27,34的第分位数是( )
A. 26 B. 25 C. 24 D. 22
3 设复数,则( )
A. B. C. D.
4. 设等比数列的前项和为,公比,则( )
A. 4 B. 7 C. D.
5. 在中,内角,,的对边分别为,,,且,,则角( )
A. B. C. D.
6. 在生物界中,部分昆虫会通过向后跳跃的方式来躲避偷袭的天敌.已知某类昆虫在水平方向上速度为(单位:米/秒)时的跳跃高度(单位:米)满足,则该类昆虫的最大跳跃高度为( )
A. 0.25米 B. 0.5米 C. 0.75米 D. 1米
7. 若圆上有且仅有3个点到直线的距离为1,则( )
A. 2 B. C. 4 D.
8. 设函数在区间恰有三个极值点、两个零点,则的取值范围是( )
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. 已知等差数列满足,,记为的前项和,则下列说法正确的是( )
A. B. 是递增数列
C. D. 使得的的最小值为14
10. 某数学兴趣小组研究发现,在平面直角坐标系中,函数的图象是双曲线,记其焦点分别为,,为其图象上任意一点,则( )
A. 轴是的一条渐近线 B.
C. 双曲线的焦距为4 D. 双曲线的离心率为2
11. 已知函数是定义域为的奇函数,当时,,则( )
A. 当时, B. 的单调递减区间为,
C. 当且仅当时, D. 轴是曲线的一条切线
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 若平面向量,,若,则实数_____.
13 设,若,则_____.
14. 已知四面体的各个面都是边长为2的正三角形,其三个顶点在圆柱的下底面圆周上,另一个顶点是上底面的圆心,则圆柱的外接球的表面积为_____.
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. 已知函数.
(1)求图象的对称轴方程;
(2)设函数,求值域.
16. 为纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年,某校组织相关知识的答题竞赛,每名参赛选手都赋予5分的初始积分,每答对一题加1分,每答错一题减1分.已知小明每道题答对的概率为,答错的概率为,且每道题答对与否互不影响.
(1)求小明答4道题后积分小于5的概率;
(2)设小明答5道题后积分为,求;
(3)若小明一直答题,直到积分为0或10时停止,记小明的积分为时最终积分为10的概率为,则,,证明:为等比数列.
17. 如图1,在中,,、两点分别在、上,且.现将沿折起,使二面角为直二面角,得到四棱锥,如图2.
(1)证明:平面;
(2)求直线与平面所成角的正弦值.
18. 如图,由椭圆和抛物线组合成曲线,与存在共同焦点,由图形特点,它们的形状像收回四条腿的七星瓢虫,这里称曲线为“七星瓢虫曲线”.特别地,若椭圆的长半轴长、短半轴长、半焦距成等差数列,则称其为“等差椭圆”.
(1)求“等差椭圆”的离心率;
(2)在“七星瓢虫曲线”中,若是“等差椭圆”,且.直线与相交所得弦的中点为,与相交所得弦的中点为,证明:直线,(为原点)的斜率之积为定值.
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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