内容正文:
长沙市一中广雅中学高三上学期期中考试数学试题
一、单选题
1. 复数z满足(i是虚数单位),则( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】根据复数的运算法则计算.
【详解】由得,
故选:A.
2. 设集合,则( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】先化简集合N,然后利用交集运算求解即可.
【详解】,
又因为,所以.
故选:B.
3. 已知为坐标原点,双曲线的右焦点为,左顶点为,过作的一条渐近线的垂线,垂足为.若,则的离心率为( )
A. B. C. 2 D.
【答案】C
【解析】
【分析】由点到线的距离公式可得,由勾股定理可得,从而得,在中,由余弦定理可得 ,则有,即可得,最后根据离心率公式计算即可.
【详解】由题意得,,双曲线的渐近线方程为,
如图,不妨设点在直线上,
即点在直线上,
则,
在直角中,,
所以,
故,
在中,,
所以,
所以,
故双曲线的离心率.
故选:C.
4. 将函数的图象向左平移个单位长度后,所得的图象关于原点对称,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】根据函数图象的平移变换,可得,结合题意可知该函数为奇函数,利用奇函数的性质列式,化简求值,即得答案.
【详解】将函数的图象向左平移个单位长度后,
所得的图象对应的函数为,
由题意知图象关于原点对称,即函数为奇函数,
故,
即,
故,
即,
因为,故当时,m取最小值.
另解:由题意知的图象关于原点对称,
故,即,
因为,故当时,m取最小值,
故选:A
5. 已知,若对于正数,满足,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】先判断出的单调性和奇偶性,然后将条件转化为关于的等量关系,利用“的代换”求解出的最小值,则的最大值可知.
【详解】因为,且的定义域为关于原点对称,
所以为上的奇函数,
又因为均在上单调递增,所以在上单调递增,
因为,所以,
所以,所以,
所以,
当且仅当,即时取等号,
所以的最小值为,
又因为,所以的最大值为,
故选:D.
6. 数学必修二55页介绍了海伦-秦九韶公式:我国南宋时期著名的数学家秦九韶在其著作《数书九章》中,提出了已知三角形三边长求三角形面积的公式,与著名的海伦公式完全等价,由此可以看出我国古代已具有很高的数学水平,其求法是:“以小斜幂并大斜幂减中斜幂,余半之,自乘于上.以小斜幂乘大斜幂减上,余四约之,为实.一为从隅,开平方得积.”若把以上这段文字写成公式,即,其中a,b,c分别为内角A,B,C的对边.若,,则面积的最大值为( ).
A. 3 B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】应用正余弦边角关系将已知条件化为,代入已知三角形面积公式求其最大值.
【详解】由,则,
根据正余弦边角关系,有,整理得,
所以三角形面积,
当,时,最大面积.
故选:B
7. 已知直线与圆交于不同的两点,若存在最小值且最小值不大于,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】先根据存在最小值分析出,再根据最小值不大于列出关于的不等式即可求解.
【详解】将直线变形为,
则可知直线恒过定点,且,
若,则直线可和圆相切,如图所示,此时重合,若直线与圆交于不同的两点,
则可不断趋于0,不存在最小值,与题意不符,故,
即在圆内,直线与圆一定交于两点,此时对于任意给定的半径,
根据圆的性质,当时,弦最短,最小,此时弦长,
在中,当时,此时,
由题意,已知最小值不大于,则最小值对应的弦满足,
即,解得,
综上,的取值范围为.
故选:C.
8. 已知函数,(其中e是自然对数的底数),若关于x的方程恰有三个不同的零点,且,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】根据解析式研究、的函数性质,由零点个数知,曲线与直线的交点横坐标一个在上,另一个在上,数形结合可得,且,,进而可得代入目标式,再构造函数研究最值即可得解.
【详解】由解析式,在上单调递增且值域为,在上单调递增且值域为,
函数图象如下:
所以,的值域在上任意函数值都有两个x值与之对应,值域在上任意函数值都有一个x值与之对应,
要使恰有三个不同的零点,则曲线与直线的交点横坐标一个在上,另一个在上,
由开口向下且对称轴为,
由上图知:,此时且,,
结合图象及有,,则,
所以,且,
令且,则,
当时,递增;当时,递减;
所以,故最大值为.
故选:A
【点睛】关键点点睛:根据已知函数的性质判断与的交点横坐标的范围,进而得到与的关系,代入目标式并构造函数研究最值.
二、多选题
9. 在正方体中,点是线段上一动点,则下列各选项中正确的是( )
A.
B. 平面
C. 三棱锥的体积随点位置变化而变化
D. 设正方体棱长为,则的最小值为
【答案】ABD
【解析】
【分析】对于A即证平面即可判断,对于B即证平面平面即可判断,对于C由,又,即可判断,对于D建立空间直角坐标系,利用两点间距离公式即可求解..
【详解】对于A,连接,,,,,
由正方体的性质可得:,平面,
平面,所以,,
,平面,所以平面,
因为平面,所以,同理可得,
,平面,平面
平面,,故A正确;
对于B,连接,,,易证:,,
因为平面,平面,所以平面,
因为平面,平面,所以平面,
又,,平面,
故平面平面,平面,平面,故B正确;
对于C,设到平面的距离为,连接,,,
,
因为平面,所以,
点是线段上一动点,又因为,因为平面,平面,
所以平面,所以点到平面的距离为定值,
也为定值,所以三棱锥的体积是定值,故C错误;
对于D:以为坐标原点,分别以为轴建立空间直角坐标系,由正方体棱长为,所以,所以,设,所以,所以,当时,的最小值为,故D正确;
故选:ABD.
10. 抛物线C:的准线为l,P为C上的动点,过P作的一条切线,Q为切点,过P作l的垂线,垂足为B,则( )
A. l与相切
B. 当P,A,B三点共线时,
C. 当时,
D. 满足的点有且仅有2个
【答案】ABD
【解析】
【分析】A选项,抛物线准线为,根据圆心到准线的距离来判断;B选项,三点共线时,先求出的坐标,进而得出切线长;C选项,根据先算出的坐标,然后验证是否成立;D选项,根据抛物线的定义,,于是问题转化成的点的存在性问题,此时考察的中垂线和抛物线的交点个数即可,亦可直接设点坐标进行求解.
【详解】A选项,抛物线的准线为,
的圆心到直线的距离显然是,等于圆的半径,
故准线和相切,A选项正确;
B选项,三点共线时,即,则的纵坐标,
由,得到,故,
此时切线长,B选项正确;
C选项,当时,,此时,故或,
当时,,,,
不满足;
当时,,,,
不满足;
于是不成立,C选项错误;
D选项,方法一:利用抛物线定义转化
根据抛物线的定义,,这里,
于是时点的存在性问题转化成时点的存在性问题,
,中点,中垂线的斜率为,
于是的中垂线方程为:,与抛物线联立可得,
,即的中垂线和抛物线有两个交点,
即存在两个点,使得,D选项正确.
方法二:(设点直接求解)
设,由可得,又,又,
根据两点间的距离公式,,整理得,
,则关于的方程有两个解,
即存在两个这样的点,D选项正确.
故选:ABD
11. 中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,S为的面积,且,下列选项正确的是( )
A
B. 若,则只有一解
C. 若为锐角三角形,则b的取值范围是
D. 若D为BC边上的中点,则AD的最大值为
【答案】ACD
【解析】
【分析】对于A,利用向量数量积的定义和三角形的面积公式化简可求出角,对于B,利用正弦定理求解判断,对于C,由正弦定理得,再由为锐角三角形,求出角,然后利用正弦函数的性质可求出b的取值范围,对于D,由题意得,两边平方化简,结合余弦定理和基本不等式可求得结果.
【详解】对于A,因为,
所以,
因为,所以,所以,
因为,所以,所以A正确,
对于B,由正弦定理得,即,得,
因为,所以或,
所以有两解,所以B错误,
对于C,由正弦定理得,即,得,
因为为锐角三角形,所以,
所以,得,
所以,得,
所以,即b取值范围,所以C正确,
对于D,因为D为BC边上的中点,所以,
所以
,
由余弦定理得,
所以,当且仅当时取等号,
所以,当且仅当时取等号,
所以
,当且仅当时取等号,
所以,当且仅当时取等号,
所以AD的最大值为,所以D正确.
故选:ACD
三、填空题
12. 若圆被直线所截得的弦长为10,过点作圆的切线,其中一个切点为,则的值为__________.
【答案】
【解析】
【分析】利用垂径定理来求弦长,得用勾股定理来求切线长,即可解决问题.
【详解】由弦长为,结合垂径定理可得:,解得,
结合已知点,可得:
所以,
故答案为:.
13. 已知等差数列的前项和为,且,等比数列的首项为,若,则的值为_____.
【答案】
【解析】
【分析】根据条件,利用等差数列的性质,得,进而得,从而有,即可求解.
【详解】设等比数列的公比为,因为等差数列的前项和为,且,
所以,解得,
又等比数列的首项为,且,所以,解得,所以,
则,
故答案为:.
14. 从1,2,3,4,5,6,7,8,9中任取3个不同的数,且这三个数之积为偶数,记满足条件的这三个数之和为;从1,2,3,4,5中任取2个不同的数,且这两个数之积为偶数,记满足条件的两个数之和为.则______.
【答案】##
【解析】
【分析】先分别求出满足这两个条件的情况总数,再找到满足的情况,结合古典概型的概率公式求解即可.
【详解】从1,2,3,4,5,6,7,8,9中任取3个不同的数,要满足三个数之积为偶数,
则这三个数中至少有1个偶数,总共有种取法,
从1,2,3,4,5中任取2个不同的数,且这两个数之积为偶数,
则这两个数中至少有1个偶数,总共有种取法.
又,,
接下来,找出 和 相等的情况:
当时,满足条件的取法情况有,共1种情况;
当时,满足条件的取法情况有,共2种情况;
当时,无满足条件的情况;
当时,满足条件的取法情况有,共2种情况,
所以.
故答案为:.
四、解答题
15. 某校为了丰富学生课余生活,组建了足球社团.足球社团为了解学生喜欢足球是否与性别有关,随机抽取了男、女同学各100名进行调查,得到如下列联表:
喜欢足球
不喜欢足球
合计
男生
60
40
100
女生
30
70
100
合计
90
110
200
(1)根据小概率值的独立性检验,判断是否有的把握认为该校学生喜欢足球与性别有关?
(2)现从喜欢足球的学生中抽取了2名男生和1名女生示范点球射门.已知男生进球的概率为,女生进球的概率为,每人射门一次,假设各人射门相互独立,求3人进球总次数的分布列和均值.
附:,.
【答案】(1)有的把握认为该校学生喜欢足球与性别有关
(2)分布列见解析,均值为
【解析】
【分析】(1)先零假设,再计算,对照临界值表可得结论;
(2)写出的所有可能取值,求出取每个值的概率可得分布列,根据均值公式可得均值.
【小问1详解】
零假设为:该校学生喜欢足球与性别无关.
根据列联表中的数据,经计算得,
根据小概率值的独立性检验,推断不成立,
所以有的把握认为该校学生喜欢足球与性别有关.
【小问2详解】
3人进球总次数的所有可能取值为 0,1,2,3.
;
;
;
;
所以的分布列如下:
0
1
2
3
所以.
16. 已知首项为-2的等差数列的前项和为,数列满足,.
(1)求与;
(2)设,记数列的前项和为,证明:当时,.
【答案】(1),;
(2)证明过程见解析.
【解析】
【分析】(1)根据等差数列的前项和公式、等差数列的通项公式,结合对数式与指数式互化公式进行求解即可;
(2)运用数学归纳法进行证明即可.
小问1详解】
设等差数列的公差为,因为,
所以由,
即,即,
所以,而,
所以;
【小问2详解】
由(1)可知:,,
所以有,
当时,,不等式成立,
当时,,不等式成立,
假设当时,不等式成立,即,
当时,,
因为
所以,
即,因此,
综上所述:当时,成立.
17. 已知多面体的底面是正方形,底面,,.
(1)证明:平面平面;
(2)设.
(i)当时,求直线与平面所成角的正弦值;
(ii)若二面角的大小为,求的值.
【答案】(1)证明见解析
(2)(i);(ii)或.
【解析】
【分析】(1)根据题意证明平面即可求解;
(2)(i)以为坐标原点建立空间直角坐标系,再由线面夹角的向量求解方式求解即可;
(ii)由二面角的向量求法,求得,再由二面角为代入求解即可.
【小问1详解】
证明:底面为正方形,得.
因为底面,面,得.
又,平面,平面,得平面,
由平面,所以平面平面;
【小问2详解】
以为坐标原点,分别以,,所在直线为轴、轴、轴,建立如图所示的空间直角坐标系,
由得,,,,,
(i)当时,,,,,
设平面的法向量为,
由得
不妨取,则,从而平面的一个法向量为.
设直线与平面所成的角为,
则,
直线与平面所成角的正弦值为.
(ii)由,得,,
由(1)知,.
设平面的法向量为,
由得,不妨取,
则,,
所以平面的一个法向量为.
则,
又因为二面角的大小为135°,所以,
化简得,
得或.
18. 已知椭圆:的焦距为2,且经过点.
(1)求椭圆的方程;
(2)若,是椭圆上的两个点,且,证明:为定值;
(3)将椭圆上各点的横坐标保持不变,纵坐标变为原来的倍,得到曲线.若点,点,在曲线上,且,求的最大值.
【答案】(1)
(2)证明见解析 (3).
【解析】
【分析】(1)由题意列式求,进而可得椭圆的方程.
(2)分两种情况:直线或其中一条斜率不存在时及直线,斜率存在且均不为0时,直线的方程与椭圆的方程联立可得关于x的一元二次方程,由韦达定理计算,即可证明;
(3)解法一:设点及直线代入计算得出轨迹方程,即可得出弦长最值;解法二:设点代入得出,再应用两点间距离公式结合基本不等式求解.
【小问1详解】
由题意得解得
所以椭圆的方程为.
【小问2详解】
当直线或其中一条斜率不存时,.
当直线,斜率存在且均不为0时,设直线:,,
由得,
所以.
同理可得,所以.
综上,.
【小问3详解】
解法一:
设曲线上任意一点坐标为,对应椭圆上点坐标为,
则代入中得:.
设的中点为,因为,所以
所以,即.
所以.
解法二:
设曲线上任意一点坐标为,对应椭圆上点坐标为,
则代入中得:.
设原点到直线,的距离分别为,,则.
.
所以,当且仅当时取得等号.
即的最大值为.
19. 已知
(1)若,求在处的切线方程
(2)求的极值和单调递增区间
(3)设,求在上的零点个数
【答案】(1);
(2)答案见解析;
(3)答案见解析.
【解析】
【分析】(1)将代入函数中,求导数,代入求出切线的斜率,利用点斜式求解即可.
(2)对函数求导,分类讨论极值及单调递增区间.
(3)根据分离参数,构造新函数,对函数求导,转化为函数图像的交点个数来确定函数在区间上的零点个数.
【小问1详解】
由函数,
当时,,,
所以,
所以在处的切线斜率为:,
所以所求切线方程为:,即.
【小问2详解】
由,,
所以,
当时,,所以函数在上单调递增,无极值,
当时,由,则,若,则,
所以在单调递增,在上单调递减,
所以为函数单调递增区间,
为函数单调递减区间,
此时函数有极大值为,无极小值.
【小问3详解】
由,
所以,
令,由,所以,
即问题转化为:与在交点个数问题,
由
令,则,单调递增,
则,所以单调递增,,
所以在单调递增,
所以,即,
当时,
则与在只有一个交点,
此时在上只有一个零点.
当或时,
则 与在无交点,
此时在上没有零点.
【点睛】思路点睛:函数与导数综合简答题常常以压轴题的形式出现,主要考向有以下几点:
1、求函数的单调区间(含参数)或判断函数(含参数)的单调性;
2、求函数在某点处的切线方程,或知道切线方程求参数;
3、求函数的极值(最值);
4、求函数的零点(零点个数),或知道零点个数求参数的取值范围;
5、证明不等式;
解决方法:对函数进行求导,结合函数导数与函数的单调性等性质解决,
在证明不等式或求参数取值范围时,通常会对函数进行参变分离,构造新函数,
对新函数求导再结合导数与单调性等解决.
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长沙市一中广雅中学高三上学期期中考试数学试题
一、单选题
1. 复数z满足(i是虚数单位),则( )
A. B.
C. D.
2. 设集合,则( )
A. B.
C. D.
3. 已知为坐标原点,双曲线右焦点为,左顶点为,过作的一条渐近线的垂线,垂足为.若,则的离心率为( )
A. B. C. 2 D.
4. 将函数的图象向左平移个单位长度后,所得的图象关于原点对称,则的最小值为( )
A B. C. D.
5. 已知,若对于正数,满足,则的最大值为( )
A. B. C. D.
6. 数学必修二55页介绍了海伦-秦九韶公式:我国南宋时期著名的数学家秦九韶在其著作《数书九章》中,提出了已知三角形三边长求三角形面积的公式,与著名的海伦公式完全等价,由此可以看出我国古代已具有很高的数学水平,其求法是:“以小斜幂并大斜幂减中斜幂,余半之,自乘于上.以小斜幂乘大斜幂减上,余四约之,为实.一为从隅,开平方得积.”若把以上这段文字写成公式,即,其中a,b,c分别为内角A,B,C的对边.若,,则面积的最大值为( ).
A. 3 B. C. D.
7. 已知直线与圆交于不同的两点,若存在最小值且最小值不大于,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
8. 已知函数,(其中e是自然对数底数),若关于x的方程恰有三个不同的零点,且,则的最大值为( )
A. B. C. D.
二、多选题
9. 在正方体中,点是线段上一动点,则下列各选项中正确的是( )
A.
B. 平面
C. 三棱锥的体积随点位置变化而变化
D. 设正方体棱长为,则的最小值为
10. 抛物线C:的准线为l,P为C上的动点,过P作的一条切线,Q为切点,过P作l的垂线,垂足为B,则( )
A. l与相切
B. 当P,A,B三点共线时,
C. 当时,
D. 满足的点有且仅有2个
11. 中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,S为的面积,且,下列选项正确的是( )
A.
B. 若,则只有一解
C. 若为锐角三角形,则b的取值范围是
D. 若D为BC边上的中点,则AD的最大值为
三、填空题
12. 若圆被直线所截得弦长为10,过点作圆的切线,其中一个切点为,则的值为__________.
13. 已知等差数列的前项和为,且,等比数列的首项为,若,则的值为_____.
14. 从1,2,3,4,5,6,7,8,9中任取3个不同的数,且这三个数之积为偶数,记满足条件的这三个数之和为;从1,2,3,4,5中任取2个不同的数,且这两个数之积为偶数,记满足条件的两个数之和为.则______.
四、解答题
15. 某校为了丰富学生课余生活,组建了足球社团.足球社团为了解学生喜欢足球是否与性别有关,随机抽取了男、女同学各100名进行调查,得到如下列联表:
喜欢足球
不喜欢足球
合计
男生
60
40
100
女生
30
70
100
合计
90
110
200
(1)根据小概率值的独立性检验,判断是否有的把握认为该校学生喜欢足球与性别有关?
(2)现从喜欢足球的学生中抽取了2名男生和1名女生示范点球射门.已知男生进球的概率为,女生进球的概率为,每人射门一次,假设各人射门相互独立,求3人进球总次数的分布列和均值.
附:,.
16. 已知首项为-2的等差数列的前项和为,数列满足,.
(1)求与;
(2)设,记数列前项和为,证明:当时,.
17. 已知多面体的底面是正方形,底面,,.
(1)证明:平面平面;
(2)设.
(i)当时,求直线与平面所成角的正弦值;
(ii)若二面角的大小为,求的值.
18. 已知椭圆:的焦距为2,且经过点.
(1)求椭圆的方程;
(2)若,是椭圆上的两个点,且,证明:为定值;
(3)将椭圆上各点的横坐标保持不变,纵坐标变为原来的倍,得到曲线.若点,点,在曲线上,且,求的最大值.
19. 已知
(1)若,求在处的切线方程
(2)求的极值和单调递增区间
(3)设,求在上的零点个数
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