内容正文:
荣中高23级数学第二次月考
学校:_____姓名:_____班级:_____考号:_____
一、单选题(共40分)
1. 已知全集,集合,,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】根据补集可得,进而可求交集.
【详解】因为全集,,可得,
且集合,所以.
故选:A.
2. 在复平面内,复数对应点的坐标是,则的共轭复数( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】根据复数的几何意义先求出复数,然后利用共轭复数的定义计算.
【详解】在复平面对应的点是,根据复数的几何意义,,
由共轭复数的定义可知,.
故选:D
3. 已知一个圆台的上下底面半径分别为3和4,母线长为,则该圆台的侧面积为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】利用圆台的侧面积公式可得答案.
【详解】圆台的侧面积为.
故选:B.
4. 6名同学到甲、乙、丙三个场馆做志愿者,每名同学只去1个场馆,甲场馆安排1名,乙场馆安排2名,丙场馆安排3名,则不同的安排方法共有( )
A. 120种 B. 90种
C. 60种 D. 30种
【答案】C
【解析】
【分析】分别安排各场馆的志愿者,利用组合计数和乘法计数原理求解.
【详解】首先从名同学中选名去甲场馆,方法数有;
然后从其余名同学中选名去乙场馆,方法数有;
最后剩下的名同学去丙场馆.
故不同的安排方法共有种.
故选:C
【点睛】本小题主要考查分步计数原理和组合数的计算,属于基础题.
5. 已知向量,若,则( )
A. B. C. 1 D. 2
【答案】D
【解析】
【分析】根据向量垂直的坐标运算可求的值.
【详解】因为,所以,
所以即,故,
故选:D.
6. 若,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】将式子先利用二倍角公式和平方关系配方化简,然后增添分母(),进行齐次化处理,化为正切的表达式,代入即可得到结果.
【详解】将式子进行齐次化处理得:
.
故选:C.
【点睛】易错点睛:本题如果利用,求出的值,可能还需要分象限讨论其正负,通过齐次化处理,可以避开了这一讨论.
7. 已知函数在上有且仅有2个零点,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】利用余弦函数图象和性质结合零点个数可得,解不等式即可得出答案.
【详解】,
令,因为,所以,
令可得,,
因为在上有且仅有2个零点,所以,
解得.
故选:C.
8. 已知函数,有5个不相等的实数根,从小到大依次为,,,,,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】利用导数可得函数在,上的单调性及极值,作出函数的图象,由图象可得,再由对数函数的性质可得,结合,,是方程的三个根,可得,即可求得答案.
【详解】因为当时,,
所以,
所以当时,,单调递减;
当时,,单调递增;
当时,,单调递减;
所以,所以,
当时,,
所以函数在上单调递减,在上单调递增,
作出函数的图象,如图所示:
由此可得,
当时,令,解得或,
所以,
又因为,
所以,
所以;
由题意可得,,是方程,即的三个根,
所以,
即,
所以,
即,
所以.
故选:.
【点睛】关键点点睛:关键点是画出图象,根据根的个数确定解的范围,再结合对数运算性质和对数函数,得到,即可解题.
二、多选题(共18分)
9. 如图,在透明塑料制成的长方体容器内灌进一些水,将容器底面一边固定于地面上,再将容器倾斜,随着倾斜度的不同,下列说法中正确的是( )
A. 水的部分始终呈棱柱状,没水的部分也始终成棱柱状
B. 水面四边形的面积不改变
C. 棱始终与平行
D. 当时,是定值
【答案】ACD
【解析】
【分析】从棱柱的特征平面可判断A;由水面四边形的面积是改变的可判断B;由可判断C;由体积是定值,高为定值,则底面积为定值,可判断D.
【详解】将BC固定时,在倾斜的过程中,随着倾斜度的不同,平面始终与地面平行,
根据面面平行性质定理,始终有,且平面平面DHGC,
故水的形状成棱柱状,没水的部分也始终成棱柱状,故A正确;
水面四边形是矩形,随着倾斜度的不同,EF是变化的,而EH不变,所以面积是改变的,故B错误;
由,故C正确;
由于水的体积是定值,即四棱柱体积不变,
由高不变,所以底面梯形面积不变,即为定值,
即当时,是定值,故D正确.
故选:ACD.
10. 某校开展“强国有我,筑梦前行”主题演讲比赛,共有4位男生,6位女生进入决赛.现通过抽签决定出场顺序,记事件A表示“第一位出场的是女生”,事件B表示“第二位出场的是女生”,则( )
A. B. C. D.
【答案】BCD
【解析】
【分析】利用独立事件乘法公式及和条件概率公式,以及概率的加法公式求解即可.
【详解】对于A,,故A错误;
对于B,,,故B正确;
对于C,事件B可分为两种情况:第一位出场的是男生且第二位出场的是女生;第一位出场的是女生且第二位出场的是女生,
,,故C正确;
对于D,,故D正确.
故选:BCD.
11. 已知函数及其导函数的定义域均为,记,若,均为偶函数,则( )
A. B. C. D.
【答案】BC
【解析】
【分析】方法一:转化题设条件为函数对称性,结合原函数与导函数图象的关系,根据函数的性质逐项判断即可得解.
【详解】[方法一]:对称性和周期性的关系研究
对于,因为为偶函数,所以即①,所以,所以关于对称,则,故C正确;
对于,因为为偶函数,,,所以关于对称,由①求导,和,得,所以,所以关于对称,因为其定义域为R,所以,结合关于对称,从而周期,所以,,故B正确,D错误;
若函数满足题设条件,则函数(C为常数)也满足题设条件,所以无法确定的函数值,故A错误.
故选:BC.
[方法二]:【最优解】特殊值,构造函数法.
由方法一知周期为2,关于对称,故可设,则,显然A,D错误,选BC.
故选:BC.
[方法三]:
因为,均为偶函数,
所以即,,
所以,,则,故C正确;
函数,的图象分别关于直线对称,
又,且函数可导,
所以,
所以,所以,
所以,,故B正确,D错误;
若函数满足题设条件,则函数(C为常数)也满足题设条件,所以无法确定的函数值,故A错误.
故选:BC.
【点评】方法一:根据题意赋值变换得到函数的性质,即可判断各选项的真假,转化难度较高,是该题的通性通法;
方法二:根据题意得出的性质构造特殊函数,再验证选项,简单明了,是该题的最优解.
三、填空题(共15分)
12. 在的展开式中,常数项为__________.
【答案】
【解析】
【分析】利用二项展开通项公式即可得解.
【详解】的展开式的通项,
令,解得,故常数项为.
故答案为:.
13. 已知函数的部分图象如图所示,则函数的解析式为________.
【答案】
【解析】
【分析】由图象可得振幅和周期,从而可得,再利用最高点的坐标可求,得解.
【详解】根据函数的部分图象知,,,所以,
由,得,,解得,;
又,所以,所以.
故答案:.
14. 过点有且只有一条直线与曲线相切,则实数的取值范围是__________.
【答案】
【解析】
【分析】设切点,即可求解切线方程, 将代入切线方程中得,构造,利用导数求解函数的单调性,即可求解.
【详解】由得,
设直线与曲线的切点为,则切线方程为,
将代入切线方程中得.
令,则,令,解得,
所以在和单调递减,在单调递增,
且当时,,当时,,而,,
要使只有一个实数根,则.
故答案为:
四、解答题(15题13分,16、17题15分,18、19题17分)
15. 记的三个内角的对边分别为,已知.
(1)求;
(2)若,且的外接圆半径为,求的面积.
【答案】(1) (2)4
【解析】
【分析】(1)利用正弦定理边化角,结合正弦的和角公式计算即可;
(2)利用正弦定理求出,结合余弦定理求出,利用三角形面积公式计算即可.
【小问1详解】
因为,
由正弦定理可得,
又,则,
所以,
即,
化简得,又,,
所以,又,
所以.
【小问2详解】
设外接圆的半径为,则,所以,
由余弦定理得,结合,
,即,解得,则,
所以.
16. 已知数列中,,.
(1)证明:数列是等差数列;
(2)给定正整数m,设函数,求.
【答案】(1)证明见解析;
(2)
【解析】
【分析】(1)根据题目所给条件化简,即可证明结论;
(2)先求出的通项公式,代入函数并求导,函数两边同乘以,作差并利用等比数列前项和得出导函数表达式,即可得出结论.
【小问1详解】
由题意证明如下,,
在数列中,,,
∴,即,
∴是以为首项,1为公差的等差数列.
【小问2详解】
由题意及(1)得,,
在数列中,首项为3,公差为1,
∴,即,
在中,
,
∴,
当且时,
∴,
∴
∴
.
17. 如图1,在Rt△ABC中,∠C=90°,BC=3,AC=6,D,E分别是AC,AB上的点,且DE∥BC,DE=2.将△ADE沿DE折起到△A1DE的位置,使A1C⊥CD,如图2.
(1)求证:A1C⊥平面BCDE;
(2)若M是A1D的中点,求CM与平面A1BE所成角的大小;
(3)线段BC上否存在点P,使平面A1DP与平面A1BE垂直?说明理由.
【答案】(1)略 (2) (3)见解析
【考点定位】此题第二问是对基本功的考查,对于知识掌握不牢靠的学生可能不能顺利解答.
第三问的创新式问法,难度非常大
【解析】
【详解】试题分析:(1)证明A1C⊥平面BCDE,因为A1C⊥CD,只需证明A1C⊥DE,即证明DE⊥平面A1CD;
(2)建立空间直角坐标系,用坐标表示点与向量,求出平面A1BE法向量,=(﹣1,0,),利用向量的夹角公式,即可求得CM与平面A1BE所成角的大小;
(3)设线段BC上存在点P,设P点坐标为(0,a,0),则a∈[0,3],求出平面A1DP法向量为
假设平面A1DP与平面A1BE垂直,则,可求得0≤a≤3,从而可得结论.
(1)证明:∵CD⊥DE,A1D⊥DE,CD∩A1D=D,
∴DE⊥平面A1CD,
又∵A1C⊂平面A1CD,∴A1C⊥DE
又A1C⊥CD,CD∩DE=D
∴A1C⊥平面BCDE
(2)解:如图建系,则C(0,0,0),D(﹣2,0,0),A1(0,0,2),B(0,3,0),E(﹣2,2,0)
∴,
设平面A1BE法向量为
则∴∴
∴
又∵M(﹣1,0,),∴=(﹣1,0,)
∴
∴CM与平面A1BE所成角的大小45°
(3)解:设线段BC上存在点P,设P点坐标为(0,a,0),则a∈[0,3]
∴,
设平面A1DP法向量为
则∴
∴
假设平面A1DP与平面A1BE垂直,则,
∴3a+12+3a=0,6a=﹣12,a=﹣2
∵0≤a≤3
∴不存在线段BC上存在点P,使平面A1DP与平面A1BE垂直
考点:向量语言表述面面的垂直、平行关系;直线与平面垂直的判定;用空间向量求直线与平面的夹角.
18. 已知函数,,
(1)讨论函数的单调性:
(2)若不等式在上恒成立,求实数的所有取值构成的集合;
(3)当时,定义数列满足:,,,证明:,.
【答案】(1)答案见解析
(2)
(3)证明见解析
【解析】
【分析】(1)求导,分和两种情况,利用导数判断函数的单调性;
(2)根据题意可知,根据端点效应可得,并把代入检验即可;
(3)根据的单调性和符合分析可得,设,分析可知原题意等价于,构造,,利用导数证明即可.
【小问1详解】
由题意可知:的定义域为,且,
①当,,可知在上单调递增;
②当,令,解得,
当,,可知在上单调递增;
当,,可知在上单调递减.
综上所述:当时,在上单调递增;
当时,在上单调递增,在上单调递减.
【小问2详解】
因为不等式在上恒成立,且,
则,解得,
若,由(1)可知在上单调递增,在上单调递减,
则,符合题意;
综上所述:实数的所有取值构成的集合为.
【小问3详解】
当时,由(1)可知在上单调递增,
且,则等价于;等价于;
因为,且,
则,可得,
且,所以,
以此类推可得:,.
设,则,
要证,即为,
等价于,两边乘以,
整理为,
令,,
则,,
令,,
可知在上单调递增,则,即,
可知在上单调递增,可得,
即,所以,.
19. 现有一款益智棋类游戏,棋盘由全等的正三角形组成(如图所示),假设棋盘足够大.一颗质地均匀的正方体骰子,六个面分别以标号.在棋盘上,以为原点建立平面直角坐标系,设点的坐标为.棋子初始位置为坐标原点,投掷骰子次,用表示第次投掷后棋子的位置(为坐标原点),规定:其中向量为前次投掷过程中,掷得偶数的总次数.
(1)求点所有可能的坐标;
(2)求投掷骰子8次后棋子在原点的概率;
(3)投掷骰子80次,记棋子在原点且投掷过程中掷得奇数的次数恰为的概率为,求的表达式,并指出当为何值时,取得最大值.
【答案】(1);
(2);
(3),时,取得最大值.
【解析】
【分析】(1)根据即可求所有可能的坐标;
(2)令向量,则当时,;当时,;当时,其中,且.要保证为原点,则在8次投掷过程中,掷得奇数的次数应为,用列举法即可求解
(3)当不是3的倍数时,显然有.当是3的倍数时,不妨设,则掷得偶数的次数为次.记进行加向量为操作,加向量为操作,加向量为操作,不做任何操作记为操作.定义操作小结:,其中可以为0,则其中,根据隔板法即可求解.
【小问1详解】
由题意,点可能的坐标为.
【小问2详解】
令向量,
则当时,;当时,;
当时,其中,且.
要保证为原点,则在8次投掷过程中,掷得奇数的次数应为.
①若,即8次投掷全部为偶数,共1种情况:偶偶偶偶偶偶偶偶;
②若,即8次投掷过程中有5次偶数,3次奇数,则共8种情况:
奇偶奇偶奇偶偶偶,奇偶奇偶偶偶偶奇,奇偶偶奇偶偶奇偶,奇偶偶偶偶奇偶奇,
偶奇偶奇偶奇偶偶,偶奇偶偶奇偶偶奇,偶偶奇偶奇偶奇偶,偶偶偶奇偶奇偶奇;
③若,即6次奇数,仅有1种情况:奇奇偶奇奇偶奇奇.
故为坐标原点的概率.
【小问3详解】
当不是3的倍数时,显然有.
以下讨论当是3的倍数的情况.不妨设,则掷得偶数的次数为次.
记进行加向量为操作,加向量为操作,加向量为操作,不做任何操作记为操作.
定义操作小结:,其中可以为0.
在80次投掷产生的操作过程,可分为若干操作小结.注意到1个操作小节中有2次操作,每两个操作小节也由操作连接,所以共有个操作小节,如下图所示:
所以有其中.
由隔板法可知,上述不定方程共有组解,而每一组解对应着一种满足题意的投掷,于是有
.综上,有
因此,当,即时,取得最大值.
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荣中高23级数学第二次月考
学校:_____姓名:_____班级:_____考号:_____
一、单选题(共40分)
1. 已知全集,集合,,则( )
A. B. C. D.
2. 在复平面内,复数对应的点的坐标是,则的共轭复数( )
A. B.
C. D.
3. 已知一个圆台的上下底面半径分别为3和4,母线长为,则该圆台的侧面积为( )
A. B. C. D.
4. 6名同学到甲、乙、丙三个场馆做志愿者,每名同学只去1个场馆,甲场馆安排1名,乙场馆安排2名,丙场馆安排3名,则不同的安排方法共有( )
A. 120种 B. 90种
C 60种 D. 30种
5. 已知向量,若,则( )
A B. C. 1 D. 2
6. 若,则( )
A. B. C. D.
7. 已知函数在上有且仅有2个零点,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
8. 已知函数,有5个不相等的实数根,从小到大依次为,,,,,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
二、多选题(共18分)
9. 如图,在透明塑料制成的长方体容器内灌进一些水,将容器底面一边固定于地面上,再将容器倾斜,随着倾斜度的不同,下列说法中正确的是( )
A. 水的部分始终呈棱柱状,没水的部分也始终成棱柱状
B. 水面四边形的面积不改变
C. 棱始终与平行
D. 当时,是定值
10. 某校开展“强国有我,筑梦前行”主题演讲比赛,共有4位男生,6位女生进入决赛.现通过抽签决定出场顺序,记事件A表示“第一位出场的是女生”,事件B表示“第二位出场的是女生”,则( )
A. B. C. D.
11. 已知函数及其导函数的定义域均为,记,若,均为偶函数,则( )
A. B. C. D.
三、填空题(共15分)
12. 在的展开式中,常数项为__________.
13. 已知函数的部分图象如图所示,则函数的解析式为________.
14. 过点有且只有一条直线与曲线相切,则实数的取值范围是__________.
四、解答题(15题13分,16、17题15分,18、19题17分)
15. 记的三个内角的对边分别为,已知.
(1)求;
(2)若,且的外接圆半径为,求的面积.
16. 已知数列中,,.
(1)证明:数列等差数列;
(2)给定正整数m,设函数,求.
17. 如图1,在Rt△ABC中,∠C=90°,BC=3,AC=6,D,E分别是AC,AB上的点,且DE∥BC,DE=2.将△ADE沿DE折起到△A1DE的位置,使A1C⊥CD,如图2.
(1)求证:A1C⊥平面BCDE;
(2)若M是A1D的中点,求CM与平面A1BE所成角的大小;
(3)线段BC上是否存在点P,使平面A1DP与平面A1BE垂直?说明理由.
18 已知函数,,
(1)讨论函数的单调性:
(2)若不等式在上恒成立,求实数的所有取值构成的集合;
(3)当时,定义数列满足:,,,证明:,.
19. 现有一款益智棋类游戏,棋盘由全等的正三角形组成(如图所示),假设棋盘足够大.一颗质地均匀的正方体骰子,六个面分别以标号.在棋盘上,以为原点建立平面直角坐标系,设点的坐标为.棋子初始位置为坐标原点,投掷骰子次,用表示第次投掷后棋子的位置(为坐标原点),规定:其中向量为前次投掷过程中,掷得偶数的总次数.
(1)求点所有可能坐标;
(2)求投掷骰子8次后棋子在原点的概率;
(3)投掷骰子80次,记棋子在原点且投掷过程中掷得奇数的次数恰为的概率为,求的表达式,并指出当为何值时,取得最大值.
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