内容正文:
自贡市蜀光中学高2023级高三上期中考试数学试题
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上.
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用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.回答非选择题时,将答案写在答题卡上.写在本试卷上无效.
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回.
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. 已知全集,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】由集合的运算求解.
【详解】依题意得,,
则.
故选:B
2. 若,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】根据复数的乘法运算得,再计算模长即可.
【详解】,.
故选:C.
3. 已知,若与的夹角为,则在上的投影向量为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】应用向量的数量积及运算律,结合投影向量公式计算即可得解.
【详解】因为,与的夹角为,
所以,
则,
所以在上的投影向量为.
故选:B.
4. 已知,则( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】由基本不等式结合特例即可判断.
【详解】对于A,当时,,故A错误;
对于BD,取,此时,
,故BD错误;
对于C,由基本不等式可得,故C正确.
故选:C.
5. 已知随机事件互相独立,满足,,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】根据独立性,则,结合得到,最后利用条件概率公式求解即可.
【详解】因为随机事件互相独立,所以,
则,
,
解得,,,
.
故选:A.
6. 子贡曰:“夫子温、良、恭、俭、让以得之”,“温、良、恭、俭、让”指五种品德:温和、善良、恭敬、节俭、谦让.现有分别印有这5个字的卡片各2张(同字卡片颜色不同),同学甲从中抽取4张卡片分给另外4位同学,每人一张卡片,恰有2位同学分到的卡片是相同字的分配方案有( )
A. 120种 B. 210种 C. 1440种 D. 2880种
【答案】D
【解析】
【详解】先把字相同的卡片看成一组,
第一步:从这5组中选出一组有种选法.
第二步:再从余下的4组中选2组,这2组中,每组各选一张卡片有.
第三步:把选出的4张卡片,分给4位同学有.
所以不同的分配方案有种.
7. 已知等差数列中,,则数列的前2026项的和为( )
A. 1013 B. 1014 C. 2026 D. 2028
【答案】C
【解析】
【分析】先根据等差数列的性质求出数列的通项公式,再分析数列的规律,进而求出其前2026项的和.
【详解】设等差数列的首项为,公差为,则由,得
化简得,解得,,
又,故数列的通项公式为,
设数列的前项和为,
则,
,
从到共项,两两一组,可分为组,
.
故选:.
8. 已知,若,,,则a,b,c的大小关系为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】首先证明此函数为偶函数,再利用其导函数得到其单调性,利用其是偶函数得到,,通过指数函数单调性得,再根据幂函数性质证明出,同取对数得到,则有,再利用单调性即可得到大小关系.
【详解】因为,定义域关于原点对称,
,
所以为上的偶函数,
当时,,设,
则,,,
所以即在上单调递减,所以,
所以在上单调递减,又因为为偶函数,
所以在上单调递增,
又因为,,
又因为,
因为,,所以,
所以,即,
所以,
所以,
即.
故选:D.
【点睛】关键点点睛:本题首先证明函数的奇偶性与单调性,对于其单调性的求解需要二次求导,其次就是利用函数的奇偶性对进行一定的变形得,,然后就是比较的大小关系,需要结合指数函数的单调性以及幂函数的单调性进行合理放缩,对于这种较为接近的数字比较大小问题,通常需要利用函数的单调性以及寻找合适的中间量放缩.
二、多选题: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. 如图,在直三棱柱中,为的中点,则( )
A.
B. 三棱锥的体积为
C. 直线与所成角的余弦值为
D. 三棱锥的外接球的表面积为
【答案】BC
【解析】
【分析】对于A,只需说明即可判断;对于B,由等体积法即可求解;对于C,将所求转换为相交直线的角,结合余弦定理即可求解;对于D,只需求得该外接球的直径即可.
【详解】对于A,如图,设分别为的中点,连接.
在直三棱柱中,有.
因为为的中点,
所以.又,
所以,则,
从而与不垂直,A不正确.
对于B,易得平面,则,B正确.
对于C,易知,则与所成的角为,由,
得,C正确.
对于D,易知三棱锥的外接球即为直三棱柱的外接球,
该外接球的直径为,
则三棱锥的外接球的表面积为,D不正确.
故选:BC.
10. 函数的部分图象如图所示,其中,图象向右平移个单位后得到函数的图象,且在上单调递减,则下列说正确的是( )
A. B. 为图象的一条对称轴
C. 可以等于8 D. 的最小值为2
【答案】BCD
【解析】
【分析】根据函数的图象确定的值,得,排除A项,代入检验可判断B项;根据题意求得,利用其单调性确定,结合,取值计算可判断C,D两项.
【详解】由图可知,函数的周期满足,解得,则,即.
当时,函数图象经过点,可得,
即,又,方程无解,舍去;
当时,函数图象经过点,可得,
即,又,则,即,
因时,,故A错误,B正确;
依题意,,当时,,
因在上单调递减,可得,
解得,因,当时,,则取得最小值2;
当时,,则,故C,D均正确.
故选:BCD.
11. 已知函数及其导函数的定义域均为,且为非常数函数,,为奇函数,则下列结论中正确的有( )
A. B.
C. D.
【答案】ABD
【解析】
【分析】由奇函数的性质判断出的图象关于点对称后可判断A,对后得出的对称性判断B,由对称性得出周期性判断C,结合周期性求值判断D.
【详解】对A,因为为奇函数,所以,即,即,所以的图象关于点对称,所以,A正确;
对B,由,两边求导得,即,又的图象关于点对称,得,所以,B正确;
对C,因为,即,所以,令可得,
,所以的图象关于直线对称,
所以,又,所以,所以的图象关于点成中心对称,
由得,所以,
所以是周期函数,4是它的一个周期,C错误;
对D,由得,,所以,
又,所以
,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,且能被19整除,则a的最小值为______.
【答案】1
【解析】
【分析】利用二项式定理展开,即可得出也能被19整除,进而求出.
【详解】,
因能被19整除,
则也能被19整除,则,即,
因,故a的最小值为.
故答案为:
13. 一个圆锥的侧面展开图是一个半径为3,圆心角为的扇形,该圆锥的顶点和底面圆周都在同一个球面上,则该球的表面积为__________.
【答案】##
【解析】
【分析】由圆锥的侧面展开图,可求得圆锥的母线、高以及底面圆的半径,结合几何关系得,进而可求得球体的半径,再根据球体的表面积公式即可求解.
【详解】由题意,圆锥的侧面展开图是一个半径为3,圆心角为的扇形,如图1所示,
则,圆的周长,则,
所以,
又,,,
所以,即,解得,
即球体的半径为,所以其表面积为.
故答案为:.
14. 函数满足恒成立,则的取值范围是_______.
【答案】
【解析】
【分析】构造函数,利用函数的单调性求解即可.
【详解】,设,在上单调递增,
,
令,,当时,,单调递减;
当时,,单调递增,
所以,又,
则的取值范围为:
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. 记为数列的前项和.已知.
(1)求的通项公式;
(2)记为在区间上的项的个数,求数列的前项和.
【答案】(1);
(2).
【解析】
【分析】(1)根据给定条件,利用变形,再利用等差数列定义求出通项公式.
(2)求出,再利用分组求和法及等比数列前项和公式求解.
【小问1详解】
当时,由,得,则,
又,因此数列是以1为公差,2为首项的等差数列,
.
【小问2详解】
由(1)知,且,而区间内有个整数,则,
因此
,
所以数列的前项和.
16. 在中,分别为角的对边,且满足.
(1)求角;
(2)若为锐角三角形,设为的中点,若,且,求的面积.
【答案】(1)或;
(2)3
【解析】
【分析】(1)利用正弦定理边化角结合三角恒等变换的公式即可求解;
(2)在和中运用余弦定理建立方程组,解方程组,最后再根据面积公式即可求解.
【小问1详解】
因为,
由正弦定理可得:,
因为,所以,所以,
即,所以或,
即或,
若,则,
若,则,因为,所以,即,
综上,或.
【小问2详解】
若为锐角三角形,则,
在中由余弦定理得,即①
在中由余弦定理得②
由①②消去,得,即.
因为,所以,
所以.
17. 如图,在四棱锥中,底面ABCD为梯形,,,,,为等边三角形.
(1)证明:平面;
(2)若,求平面与平面所成角的余弦值.
【答案】(1)
取的中点,连,
是正三角形,,
又,则,
平面,故平面,
平面,故,
四边形是直角梯形,,平面,
故平面.
(2)
【解析】
【分析】(1)取的中点,连,推导出,,由此能证明,结合即可求证,
(2)建立空间直角坐标系,利用向量法能求出平面与平面所成锐二面角的余弦值.
【小问1详解】
略.
【小问2详解】
由(1)知平面.平面,
故平面平面,
取中点,以为轴的正方向,建立如图所示的空间直角坐标系,
,的高为,
则,0,,,,,,
,, ,
设平面的法向量,,,
则,取,得,
设平面的一个法向量,
,取,得,
设平面与平面所成角为,则.
平面与平面所成角的余弦值为.
18. 某单位有400名员工,其中男员工240人,女员工160人,该单位为了了解该单位员工的高密度脂蛋白胆固醇情况,以便调整食堂菜品,使员工身体更加健康、该单位男员工的高密度脂蛋白胆固醇的均值为1.4,女员工的高密度脂蛋白胆固醇的均值为1.5,该单位男员工的高密度脂蛋白胆固醇的方差为0.6,女员工的高密度脂蛋白胆固醇的方差为0.3.为了让员工吃得更健康,该单位设立了营养餐厅A和素食餐厅B两家餐厅,经过统计分析发现:一个员工第一天会随机地选择一家餐厅用餐,然后前一天选择了A餐厅的员工第二天选择A餐厅的概率为,第二天选择B餐厅的概率为;前一天选择了B餐厅的员工第二天选择A餐厅的概率为,第二天选择B餐厅的概率为,如此往复.
(1)求该单位全部员工的高密度脂蛋白胆固醇的均值与方差;
(2)按男女员工的比例分配进行分层抽样抽取5名员工,再从这5名员工中随机选择3人参加座谈会,记抽到男员工的人数为,求的分布列及数学期望;
(3)设第天选择A餐厅用餐的概率为,求;经过一年(365天)后,在A餐厅和B餐厅就餐的员工趋于稳定,如果A餐厅准备每天180人的用餐,是否合理,请说明理由.注:若
【答案】(1)1.44;0.4824
(2)分布列见解析,
(3)不合理,理由见解析
【解析】
【分析】(1)由平均数公式、分层抽样的方差公式即可求解;
(2)先确定按分层抽样抽取5名员工,抽取了3名男员工,2名女员工,进而得到的取值为1,2,3,求出对应的概率,可得分布列,进一步得数学期望;
(3)由题意可得,进一步构造等比数列求得,进而得到一年以后,员工选择A餐厅的概率,再设400名员工选择A餐厅的人数为,则,进而利用二项分布的均值求解判断即可.
【小问1详解】
由题意知,该单位全部员工的高密度脂蛋白胆固醇的均值平均数为:
;
该单位全部员工的高密度脂蛋白胆固醇的方差为:
.
【小问2详解】
按男女员工的比例分配进行分层抽样抽取5名员工,
则抽取名男员工,名女员工.
从这5名员工随机选择3人,记抽到男员工的人数为,可得的取值为1,2,3.
可得的分布列为:
1
2
3
所以期望.
【小问3详解】
设第n天选择A餐厅用餐的概率为,则,
由题意可得:.
∴,且,
所以是以为首项,为公比的等比数列.
∴,即,
∴,即一年以后,员工选择A餐厅的概率约为.
设400名员工选择A餐厅的人数为,则,
所以400名员工中选择A餐厅的平均人数约为(人),
,A餐厅每天准备180人的用餐是不合理的.
19. 已知函数.
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)若的极小值小于-1,求的取值范围;
(3)当时,证明:有2个零点.
【答案】(1)
(2)
(3)证明:.
令,得,
令,则与有相同的零点,
且.
令,则,
因为,则,所以在区间上单调递增,
又,,所以,使得,
所以当时,,即;当时,,即,
所以在单调递减,在单调递增,
所以的最小值为.
由,得,
即,
令,,则,则在单调递增.
因为,所以,则,
所以,从而,,
所以的最小值.
当趋近于0时,趋近于,当趋近于时,趋近于,
又因,所以,
所以有2个零点,故有2个零点.
【解析】
【分析】(1)利用导数的几何意义求得切线斜率,由点斜式即可得到切线方程;
(2)函数求导后,根据参数的取值分类讨论,得到时,极小值,构造函数,求导推得,即可求得不等式的解集;
(3)由得,令,则,令,求导判断在区间上单调递增,结合零点存在定理,推得,使得,求出的最小值为,由可得,,故得的最小值,由即可判断函数,即函数的零点个数.
【小问1详解】
当时,,则,
所以,,
则曲线在点处的切线方程为,
整理得:.
【小问2详解】
函数的定义域为,且,
① 当时,易得,在上单调递减,则无极小值,不合题意;
② 当时,由,得,即在上单调递增;
由,得时,即在上单调递减,
所以的极小值为:,
因为的极小值小于,所以,即.
令,则,
所以当时,,当时,,
则在上单调递增,在上单调递减,
因为,所以由可得.
【小问3详解】
略
【点睛】关键点点睛:求单调性及最值,需要引入隐零点,因为这个隐零点不好代入消元求值,需要再同构函数,则可得隐零点满足,,从而再代入隐零点即可求出的最小值,再结合两边的极限值,从而问题得证.
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自贡市蜀光中学高2023级高三上期中考试数学试题
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上.
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用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.回答非选择题时,将答案写在答题卡上.写在本试卷上无效.
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回.
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. 已知全集,则( )
A. B. C. D.
2. 若,则( )
A. B. C. D.
3. 已知,若与的夹角为,则在上的投影向量为( )
A. B. C. D.
4. 已知,则( )
A. B.
C. D.
5. 已知随机事件互相独立,满足,,则( )
A. B. C. D.
6. 子贡曰:“夫子温、良、恭、俭、让以得之”,“温、良、恭、俭、让”指五种品德:温和、善良、恭敬、节俭、谦让.现有分别印有这5个字的卡片各2张(同字卡片颜色不同),同学甲从中抽取4张卡片分给另外4位同学,每人一张卡片,恰有2位同学分到的卡片是相同字的分配方案有( )
A. 120种 B. 210种 C. 1440种 D. 2880种
7. 已知等差数列中,,则数列的前2026项的和为( )
A. 1013 B. 1014 C. 2026 D. 2028
8. 已知,若,,,则a,b,c的大小关系为( )
A. B. C. D.
二、多选题: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. 如图,在直三棱柱中,为的中点,则( )
A.
B. 三棱锥的体积为
C. 直线与所成角的余弦值为
D. 三棱锥的外接球的表面积为
10. 函数的部分图象如图所示,其中,图象向右平移个单位后得到函数的图象,且在上单调递减,则下列说正确的是( )
A. B. 为图象的一条对称轴
C. 可以等于8 D. 的最小值为2
11. 已知函数及其导函数的定义域均为,且为非常数函数,,为奇函数,则下列结论中正确的有( )
A. B.
C. D.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 若,且能被19整除,则a的最小值为______.
13. 一个圆锥的侧面展开图是一个半径为3,圆心角为的扇形,该圆锥的顶点和底面圆周都在同一个球面上,则该球的表面积为__________.
14. 函数满足恒成立,则的取值范围是_______.
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. 记为数列的前项和.已知.
(1)求的通项公式;
(2)记为在区间上的项的个数,求数列的前项和.
16. 在中,分别为角的对边,且满足.
(1)求角;
(2)若为锐角三角形,设为的中点,若,且,求的面积.
17. 如图,在四棱锥中,底面ABCD为梯形,,,,,为等边三角形.
(1)证明:平面;
(2)若,求平面与平面所成角的余弦值.
18. 某单位有400名员工,其中男员工240人,女员工160人,该单位为了了解该单位员工的高密度脂蛋白胆固醇情况,以便调整食堂菜品,使员工身体更加健康、该单位男员工的高密度脂蛋白胆固醇的均值为1.4,女员工的高密度脂蛋白胆固醇的均值为1.5,该单位男员工的高密度脂蛋白胆固醇的方差为0.6,女员工的高密度脂蛋白胆固醇的方差为0.3.为了让员工吃得更健康,该单位设立了营养餐厅A和素食餐厅B两家餐厅,经过统计分析发现:一个员工第一天会随机地选择一家餐厅用餐,然后前一天选择了A餐厅的员工第二天选择A餐厅的概率为,第二天选择B餐厅的概率为;前一天选择了B餐厅的员工第二天选择A餐厅的概率为,第二天选择B餐厅的概率为,如此往复.
(1)求该单位全部员工的高密度脂蛋白胆固醇的均值与方差;
(2)按男女员工的比例分配进行分层抽样抽取5名员工,再从这5名员工中随机选择3人参加座谈会,记抽到男员工的人数为,求的分布列及数学期望;
(3)设第天选择A餐厅用餐的概率为,求;经过一年(365天)后,在A餐厅和B餐厅就餐的员工趋于稳定,如果A餐厅准备每天180人的用餐,是否合理,请说明理由.注:若
19. 已知函数.
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)若的极小值小于-1,求的取值范围;
(3)当时,证明:有2个零点.
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