内容正文:
高三数学试卷
本试卷满分150分 考试时间120分钟
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.作答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔在答题卡上将对应题目选项的答案信息点涂黑.如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案.答案不能答在试卷上.
3.非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答,答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上,在试卷上作答无效.
一、单项选择题: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.
1. 已知集合M,下列选项正确的是( )
A. M B. M C. M D. M
2. 已知双曲线(a>0,b>0)的渐近线方程为y=±2x,则其离心率为( )
A 5 B. C. D.
3. 在前项和为的等差数列中,,,则( )
A 5 B. 15 C. 45 D. 90
4. 设直线被圆所截得的弦的中点为,则的最大值为( )
A. B.
C. D.
5. 如图所示,玩具计数算盘的三档上各有7个算珠,现将每档算珠分为左右两部分,左侧的每个算珠表示数2,右侧的每个算珠表示数1(允许一侧无珠),记上、中、下三档的数字和分别为a,b,c.例如,图中上档的数字和a=9.若a,b,c成等差数列,则不同的分珠计数法有( )种.
A. 12 B. 24 C. 16 D. 32
6. 已知,,且,则实数
A. 或 B. C. 2或 D. 2
7. 已知直线与抛物线相交于M,N两点,线段的中点的横坐标为4,点T为轴上的动点.若的最小值为,则实数的值为( )
A. 或 B. C. 或 D. 或
8. 若函数为定义在上的偶函数,当时,,则不等式的解集为( )
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. 已知函数,则下列结论正确的是( )
A. 图象可由函数的图象向左平移个单位长度得到
B. 的图象可由函数的图象向右平移个单位长度得到
C. 的图象关于直线对称
D. 和图象关于点中心对称
10. 已知函数的部分图像如图1所示,A,B分别为图像的最高点和最低点,过A作x轴的垂线,交x轴于,点C为该部分图像与x轴的交点.将绘有该图像的纸片沿x轴折成直二面角,如图2所示,此时.下列结论正确的有( )
A.
B. 的单调递增区间为
C. 图2中,
D. 图2中,过线段的中点且与垂直的平面与x轴交于点C
11. 已知函数满足:对,都有,且,则以下选项正确的是( )
A. B. C. D.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分
12. 大约在公元222年,赵爽为《周髀算经》一书作注时介绍了“勾股圆方图”,即“赵爽弦图”.如图是某同学绘制的赵爽弦图,其中四边形均为正方形,,则__________.
13. 的展开式中的系数为_________(用数字作答).
14. 已知函数有且只有两个零点,则a的范围____________.
三、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. 在中,角的对边分别是,且.
(1)求角;
(2)若的中线长为,求的最大值.
16. 在游戏中,玩家可通过祈愿池获取新角色和新武器.某游戏的角色活动祈愿池的祈愿规则为:①每次祈愿获取五星角色的概率;②若连续次祈愿都没有获取五星角色,那么第次祈愿必定通过“保底机制”获取五星角色;③除触发“保底机制”外,每次祈愿相互独立.设表示在该祈愿池中连续祈愿直至获取五星角色为止的祈愿次数.
(1)求的概率分布;
(2)求的数学期望(保留小数点后两位).
参考数据:.
17. 如图,在四棱锥中,底面是平行四边形,侧面是以为底的等腰三角形,,E在上,.
(1)证明:平面平面;
(2)求二面角的余弦值.
18. 给定椭圆,称圆心在坐标原点O,半径为的圆是椭圆C的“伴随圆”,已知椭圆C的两个焦点分别是.
(1)若椭圆C上一动点满足,求椭圆C及其“伴随圆”的方程;
(2)在(1)的条件下,过点作直线l与椭圆C只有一个交点,且截椭圆C的“伴随圆”所得弦长为,求P点的坐标;
(3)已知,是否存在a,b,使椭圆C的“伴随圆”上的点到过两点的直线的最短距离.若存在,求出a,b的值;若不存在,请说明理由.
19. 已知抛物线及抛物线,过的焦点的直线与交于,两点,为坐标原点,.过的两条直线,与交于,,,四点,其中,在第一象限,若直线与轴的交点为.
(1)求的方程;
(2)若,求直线与轴的交点的坐标;
(3)是否存在点,使得,,,四点共圆?若存在,求出的值;若不存在,请说明理由.
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高三数学试卷
本试卷满分150分 考试时间120分钟
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.作答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔在答题卡上将对应题目选项的答案信息点涂黑.如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案.答案不能答在试卷上.
3.非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答,答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上,在试卷上作答无效.
一、单项选择题: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.
1. 已知集合M,下列选项正确的是( )
A. M B. M C. M D. M
【答案】B
【解析】
【分析】由元素与集合的关系和集合与集合的关系即可得到答案.
【详解】易知B正确;
根据集合与集合的关系可知,A、D错误;
根据元素与集合的关系可知,C错误.
故选:B.
2. 已知双曲线(a>0,b>0)的渐近线方程为y=±2x,则其离心率为( )
A. 5 B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】根据双曲线的渐近线方程求得的关系,进而求得离心率.
【详解】∵双曲线(a>0,b>0)的渐近线方程为,
∴,即,
∴,
∴离心率.
故选:B
3. 在前项和为的等差数列中,,,则( )
A. 5 B. 15 C. 45 D. 90
【答案】C
【解析】
【分析】利用等差数列的通项与求和公式的基本量运算求出首项与公差,再计算即可.
【详解】设等差数列的首项为,公差为,
由,得①,
由,得,化简得,
将代入①,得,故.
故选:C
4. 设直线被圆所截得的弦的中点为,则的最大值为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】先求出直线的定点,得出点的轨迹方程,设,根据直线与圆的位置关系进行求解.
【详解】解:直线过定点,
因为M是弦的中点,
所以,
故的轨迹方程为:,
设,即
即是直线与圆的公共点,
由直线与圆的位置关系可得,,解得,
所以的最大值为.
故选:C.
5. 如图所示,玩具计数算盘的三档上各有7个算珠,现将每档算珠分为左右两部分,左侧的每个算珠表示数2,右侧的每个算珠表示数1(允许一侧无珠),记上、中、下三档的数字和分别为a,b,c.例如,图中上档的数字和a=9.若a,b,c成等差数列,则不同的分珠计数法有( )种.
A. 12 B. 24 C. 16 D. 32
【答案】D
【解析】
【分析】,,的取值范围都是从,可以根据公差的情况进行讨论.
【详解】解:根据题意,,,的取值范围都是从共8个数字,故公差范围是到3,
①当公差时,有种,
②当公差时,不取7和14,有种,
③当公差时,不取7,8,13,14,有种,
④当公差时,只能取10或11,有种,
综上共有种,
故选:D.
6. 已知,,且,则实数
A. 或 B. C. 2或 D. 2
【答案】A
【解析】
【分析】先确定集合M,N,再根据确定实数a的值.
【详解】由题得集合M表示上除去的点集,N表示恒过的直线方程.
根据两集合的交集为空集:.
①两直线不平行,则有直线过,将,代入可得,
②两直线平行,则有即,
综上或,
故选A.
【点睛】本题主要考查集合的化简和集合的关系,意在考查学生对这些知识的理解掌握水平,属于基础题.
7. 已知直线与抛物线相交于M,N两点,线段的中点的横坐标为4,点T为轴上的动点.若的最小值为,则实数的值为( )
A. 或 B. C. 或 D. 或
【答案】A
【解析】
【分析】设点,联立直线与抛物线,利用韦达定理以及中点坐标,设点关于轴的对称点为,可得,代入计算即可求出实数的值.
【详解】设点,
联立,消去得,
则,
因为线段的中点的横坐标为4,
所以,即,
设点关于轴的对称点为,则,
所以
,
解得或.
故选:A.
8. 若函数为定义在上的偶函数,当时,,则不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】根据不等式的结构,构造函数,判断其奇偶性及单调性,解不等式即可.
详解】令,
因为为偶函数,即,
故,为偶函数,当时,,则在上单调递增,
因为,即,
所以,故,解,
所以不等式的解集为.
故选: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. 已知函数,则下列结论正确的是( )
A. 的图象可由函数的图象向左平移个单位长度得到
B. 的图象可由函数的图象向右平移个单位长度得到
C. 的图象关于直线对称
D. 和图象关于点中心对称
【答案】AC
【解析】
【分析】根据辅助角公式化简,即可根据图象平移变换的性质判断AB,代入验证的方式即可判断CD.
【详解】.
A,B选项:将函数的图象向左平移个单位长度得到
,即的图象,将的图象向右平移个单位长度得到,不是的图象,所以A正确,B错误;
C选项:因为,所以函数的图象关于直线对称,所以C正确;
D选项:因为,
所以函数的图象不关于点中心对称,所以D错误.
故选:AC
10. 已知函数的部分图像如图1所示,A,B分别为图像的最高点和最低点,过A作x轴的垂线,交x轴于,点C为该部分图像与x轴的交点.将绘有该图像的纸片沿x轴折成直二面角,如图2所示,此时.下列结论正确的有( )
A.
B. 的单调递增区间为
C. 图2中,
D. 图2中,过线段的中点且与垂直的平面与x轴交于点C
【答案】BCD
【解析】
【分析】先求出函数的最小正周期,从而得到,作出辅助线,表达出,根据,求出,结合的取值范围求出的值,可判断A;利用正弦函数的单调性可判断B;,法1利用空间向量的坐标运算判断C,法2利用空间向量数量积的定义可判断C;设中点为,C在过M与垂直的平面上可判断D即可.
【详解】如图,过点作轴,垂足为,连接,,
因为得最小正周期,所以,
由,
得,解得.
因为过,
所以,即,
根据五点作图法,结合图像可得,,
因为,所以,故A错误;
对于B,由已知得,
令,解得,
所以的单调递增区间为,故B正确,
对于C,法1:由,可得,,
如图,建立符合题意的空间直角坐标系,
则,,.
得到,故C正确;
法2:因为,
在和上投影的数量分别为,,且,
所以
,故C正确:
对于D,设中点为,因为,所以,
可得C在过M与垂直的平面上,
即过中点与垂直的平面与x轴交于点C,故D正确;
故选:BCD.
11. 已知函数满足:对,都有,且,则以下选项正确的是( )
A B. C. D.
【答案】ACD
【解析】
【分析】对于选项A:进行三次赋值;;;即可判断;对于选项B:讨论,,结合条件,即可判断;对于选项C:分别令即可判断;对于选项D:由的奇偶性和对称性进行赋值,可得周期性,即可判断.
【详解】对于选项A:令,则
令,则所以
因为,所以,
令,则,故选项A正确;
对于选项B:结合选项A可得,所以或,
若,则,
所以,此时与矛盾,舍去;
若,则,解得,
因为,所以,故选项B错误;
对于选项C:令则,
因为,,所以,所以为偶函数,
令则,
所以,令,则,
即,故选项C正确;
对于选项D:由为偶函数,所以,
令,则,
令,则,
所以,故选项D正确.
故选:ACD.
【点睛】方法点睛:抽象函数求值问题,一般是通过赋值法,即在已知等式中让自变量取特殊值求得一些特殊的函数值,解题时注意所要求函数值的变量值与已知的量之间的关系,通过赋值还可能得出函数的奇偶性、周期性,这样对规律性求值起到决定性的作用.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分
12. 大约在公元222年,赵爽为《周髀算经》一书作注时介绍了“勾股圆方图”,即“赵爽弦图”.如图是某同学绘制的赵爽弦图,其中四边形均为正方形,,则__________.
【答案】
【解析】
【分析】建立直角坐标系,由数量积的坐标表示求解即可.
【详解】以为坐标原点,建立如图所示的直角坐标系,因为,
所以,
所以,所以.
故答案为:.
13. 的展开式中的系数为_________(用数字作答).
【答案】
【解析】
【分析】由,写出展开式的通项,即可求出展开式中的系数.
【详解】因为,
其中展开式的通项为(且),
所以的展开式中含的项为,
所以展开式中的系数为.
故答案为:
14. 已知函数有且只有两个零点,则a的范围____________.
【答案】
【解析】
【分析】根据题意,转化为有两个根据,即或有两个解,分别令,,利用导数求得函数和的单调性与最值,作出函数和的图象,结合图象,即可求解.
【详解】由函数,令,可得,
即,因为,所以,所以,
可得或,
即或,
令,,可得,,
当时,可得,在单调递增,且;
当时,且;
当时,可得,在单调递减;
当时,可得,在单调递增,且,
又当时,,,
当时,且;
作出函数的图象,如图所示,
要使得有两个实数根,即有两个不同的零点,
结合图象,可得或,即实数的取值范围为.
故答案为:.
【点睛】方法技巧:已知函数零点(方程根)的个数,求参数的取值范围问题的三种常用方法:
1、直接法,直接根据题设条件构建关于参数的不等式(组),再通过解不等式(组)确定参数的取值范围2、分离参数法,先分离参数,将问题转化成求函数值域问题加以解决;
3、数形结合法,先对解析式变形,在同一平面直角坐标系中作出函数的图象,然后数形结合求解.
结论拓展:与和相关的常见同构模型
①,构造函数或;
②,构造函数或;
③,构造函数或.
三、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. 在中,角的对边分别是,且.
(1)求角;
(2)若的中线长为,求的最大值.
【答案】(1)
(2)8
【解析】
【分析】(1)利用正弦定理、余弦定理化简已知条件,由此求得.
(2)根据向量运算列方程,结合基本不等式求得的最大值.
【小问1详解】
由,知,
化简得,所以,
,
由余弦定理知,,
因为,所以.
【小问2详解】
由是的中线,,
所以,即,
所以,
所以,
当且仅当时,等号成立,
所以的最大值为8.
16. 在游戏中,玩家可通过祈愿池获取新角色和新武器.某游戏的角色活动祈愿池的祈愿规则为:①每次祈愿获取五星角色的概率;②若连续次祈愿都没有获取五星角色,那么第次祈愿必定通过“保底机制”获取五星角色;③除触发“保底机制”外,每次祈愿相互独立.设表示在该祈愿池中连续祈愿直至获取五星角色为止的祈愿次数.
(1)求的概率分布;
(2)求的数学期望(保留小数点后两位).
参考数据:.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)分析可知,的所有可能取值为、、、、,计算出在不同取值下的概率,可得出随机变量的概率分布列;
(2)利用错位相减法可求得的值.
【小问1详解】
解:将每次祈愿获取五星角色的概率记为,的所有可能取值为、、、、.
则,,,,
,,
所以的概率分布为.
【小问2详解】
解:的数学期望
,①
,②
①②得,
,
,
因为,所以.
17. 如图,在四棱锥中,底面是平行四边形,侧面是以为底的等腰三角形,,E在上,.
(1)证明:平面平面;
(2)求二面角的余弦值.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【解析】
【分析】(1)在底面中解三角形可得,,可证得平面,从而得平面平面;
(2)建立空间直角坐标系,求出平面与平面的法向量,求得二面角的余弦值.
【小问1详解】
由题意知,则在中,
,
,从而,
中,,
则
,
又平面,,所以平面,
而平面,
∴平面平面.
【小问2详解】
由(1)知平面,平面,
,
,
所以为等边三角形,
如图,在平面内作,
因为平面平面,所以平面,
以 , , 分别为x轴,y轴,z轴建立空间直角坐标系(如图所示),
则,
从而
显然平面的一个法向量为
设平面的法向量为,则
即
取,
记二面角的平面角为(由图可知为锐角),则
即二面角的余弦值为.
18. 给定椭圆,称圆心在坐标原点O,半径为的圆是椭圆C的“伴随圆”,已知椭圆C的两个焦点分别是.
(1)若椭圆C上一动点满足,求椭圆C及其“伴随圆”的方程;
(2)在(1)的条件下,过点作直线l与椭圆C只有一个交点,且截椭圆C的“伴随圆”所得弦长为,求P点的坐标;
(3)已知,是否存在a,b,使椭圆C的“伴随圆”上的点到过两点的直线的最短距离.若存在,求出a,b的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)椭圆方程,伴随圆方程;(2);(3)存在,.
【解析】
【详解】试题分析:(1)这是基本题,题设实质已知,要求椭圆标准方程,已知圆心及半径求圆的方程;(2)为了求点坐标,我们可设直线方程为,直线与椭圆只有一个公共点,即直线的方程与椭圆的方程联立方程组,这个方程组只有一个解,消元后利用可得的一个方程,又直线截圆所得弦长为,又得一个关于的方程,联立可解得;(3)这是解析几何中的存在性问题,解决方法都是假设存在,然后去求出这个,能求出就说明存在,不能求出就说明不存在.解法如下,写出过点的直线方程,求出圆心到这条直线的距离为,可见当圆半径不小于3时,圆上的点到这条直线的最短距离为0,即当时,,但由于,无解,当圆半径小于3时,圆上的点到这条直线的最短距离为,由此得,又有,可解得,故存在.
(1)由题意:,则,所以椭圆的方程为,
其“伴随圆”的方程为. 4分
(2)设直线的方程为
由得
则有得, ①
由直线截椭圆的“伴随圆”所得弦长为,可得
,得②
由①②得,又,故,所以点坐标为.
(3)过直线的方程为:,
即,得
由于圆心到直线的距离为
,
当时,,但,所以,等式不能成立;
当时,,
由得所以
因为,所以,
得.所以
考点:椭圆方程,直线与椭圆位置关系
19. 已知抛物线及抛物线,过的焦点的直线与交于,两点,为坐标原点,.过的两条直线,与交于,,,四点,其中,在第一象限,若直线与轴的交点为.
(1)求的方程;
(2)若,求直线与轴的交点的坐标;
(3)是否存在点,使得,,,四点共圆?若存在,求出的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)存在,
【解析】
【分析】(1)设直线的方程为,,,联立直线与抛物线的方程,消元、列出韦达定理,依题意可得,即可求出的值,从而得解;
(2)设直线的方程为,,,联立直线与抛物线的方程,消元、列出韦达定理,设,,即可表示出的方程,令求出即可得解;
(3)结合(2)及四点共圆的性质得到,即可求出,再由三点共线,求出.
【小问1详解】
依题意可得,设,,则,,
设直线的方程为,由,得,
显然,所以,,
因为,所以,
即,所以,解得或(舍去),
所以方程为;
【小问2详解】
由(1)可得,因为过点,由条件可得的斜率不为,
设直线的方程为,,,
由,得,所以,所以,
设,,同理可得,
因为直线过点,
所以,由,,即,所以,
直线的斜率为,
所以直线方程为,即,
令,得,即,
即,解得,
所以直线与轴的交点为.
【小问3详解】
由(2)可得,,
若,,,四点共圆,则有,
即,
即,所以,整理得,
因为,所以,由,即,
即,解得.
【点睛】方法点睛:利用韦达定理法解决直线与圆锥曲线相交问题的基本步骤如下:
(1)设直线方程,设交点坐标为、;
(2)联立直线与圆锥曲线的方程,得到关于(或)的一元二次方程,必要时计算;
(3)列出韦达定理;
(4)将所求问题或题中的关系转化为、的形式;
(5)代入韦达定理求解.
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