内容正文:
高三数学
本试卷分第I卷(选择题)和第II卷(非选择题)两部分,满分150分,考试时间120分钟,所有答案均写在答题卡上.
第I卷(选择题,共58分)
一、单项选择题:本部分共8小题,每小题5分,共计40分.在每小题所给出的四个选项中,仅有一项最符合题意.
1. 已知集合,则( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】根据交集的定义来求解.
【详解】由交集的定义可知:.
故选:B.
2. 已知复数(为虚数单位),则其共轭复数为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】利用复数的除法运算求出,再求共轭复数.
【详解】u,则其共轭复数为.
故选:A.
3. 椭圆的离心率是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】由椭圆方程求出和即可求解.
【详解】椭圆,即,
所以则,
故.
故选:D.
4. 将函数的图象向右平移个单位,得到函数的图象,则( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】由平移规则即可求解.
【详解】由题意:,
故选:D
5. 记表示不超过的最大整数,则“”是“”的( )
A. 充分不必要条件 B. 必要不充分条件
C. 充要条件 D. 既不充分也不必要条件
【答案】A
【解析】
【分析】先明确充分条件和必要条件的定义,然后判断“”能否推出“”,以及判断“” 能否推出“”即可.
【详解】充分性:当时,,成立
必要性:当时,,则,不能得到.
综上所述,“”是“”的充分不必要条件.
故选:.
6. 已知等差数列满足,数列的前项和满足,则数列的前10项和为( )
A. 2046 B. 3069 C. 6138 D. 6144
【答案】C
【解析】
【分析】根据等差数列的性质与题目条件得到数列为等比数列,再利用等比数列的求和公式求解.
【详解】由题意:,则公差,得,
又,两式相减得,
易知,所以,所以,故前10项和为
7. 已知,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】由两角和差的正弦公式得到,再结合平方关系即可求解.
【详解】由两角和差公式:
则可得方程组,解得
故,
故选:C
8. 已知,对任意,方程组存在实数解,则的最小值为( )
A. B. C. 1 D. 2
【答案】B
【解析】
【分析】方程联立消去得,结合判别式得到恒成立,通过分参求最值即可求解.
【详解】由方程组可知,代入化简得:
由题意,该方程有解,故
该不等式对任意的恒成立,即
设,则,
当时,,当时,
所以在上单调递增,在上单调递减,
则,即的最小值为,
故选:B
二、多项选择题:本部分共3小题,每小题6分,共计18分.在每小题所给出的四个选项中,有多个选项符合题意,全部选对者得6分,部分选对者得部分分,不选或选错不得分.
9. 已知甲口袋中装有3个红球,1个白球,乙口袋中装有2个红球,1个白球,这些球只有颜色不同.先从甲口袋中随机取出1个球放入乙口袋,再从乙口袋中随机取出1个球.记从甲口袋中取出的球是红球、白球分别为事件、,从乙口袋中取出的球是红球为事件B,则下列结论正确的有( )
A. B.
C. D.
【答案】ACD
【解析】
【分析】由表示甲口袋中取出的球是白球,根据古典概率模型直接计算;当发生,即从甲袋取出一个白球放入乙袋,此时乙口袋中装有2个红球,2个白球,根据古典概率模型得到;分别计算出再根据条件概率公式即可得到的值;由,再分别计算出对应的每个概率即可.
【详解】表示甲口袋中取出的球是白球,根据古典概率模型,选项A正确;
当发生,即从甲袋取出一个白球放入乙袋,此时乙口袋中装有2个红球,2个白球,
根据古典概率模型,选项B错误;
表示和同时发生,,当发生,即从甲袋取出一个红球放入乙袋,
此时乙口袋中装有3个红球,1个白球,,
根据条件概率公式可得,选项C正确;
综合以上分析得到
,选项D正确.
故选:ACD
10. 已知,分别是定义在上的偶函数和奇函数,且,则下列说法正确的有( )
A.
B.
C. 若,则
D. 方程有两个不相等的实数根,则
【答案】BCD
【解析】
【分析】分别是定义在上的偶函数和奇函数,由可得,可解出,,再逐个验证选项即可.
【详解】函数分别是定义在R上的偶函数和奇函数,且满足可得,即,与联立,
可得,,
,所以,A选项错误;
,故B选项正确;
函数是定义在R上的奇函数,且在R上单调递增,
若,则,有,所以,C选项正确.
令,
设,当且仅当即时,取最小值为1,
所以方程有两个不相等的实数根,则,D选项正确;
故选∶BCD.
11. 如图1,在等腰梯形中,,且,O为的中点,沿将翻折,使得点A到达的位置,构成三棱锥(如图2),则( )
A. 在翻折过程中,与可能垂直
B. 在翻折过程中,二面角的最大值为
C. 当三棱锥体积最大时,与所成角大于
D. 点P在平面内,且直线与直线所成角为,若点P的轨迹是椭圆或圆,则三棱锥的体积的取值范围是
【答案】ABD
【解析】
【分析】对A,先确定未翻折之前,图形中的数量关系和位置关系,翻折时,当时,可证平面平面,从而可证;对B,在平面内,过点作,交于,以判断点在平面内的射影在直线上,作出二面角的平面角并求出二面角的正切值,得解;对C,当三棱锥的高等于,此时三棱锥体积最大,可求异面直线与所成角;对D,根据圆锥曲线的定义,判断二面角的取值范围,求出高的取值范围,从而的三棱锥的体积的取值范围.
【详解】如图1:
在未折起之前,有,, ,
由平面几何知识,易得,,所以.
所以,,.
对于A,沿将翻折,则点轨迹为一个圆,且圆面一直和垂直,如图2:
当时,此时,又,平面,
所以平面,平面,所以平面平面,
又平面,平面平面,,
所以平面.
又平面,所以,故A正确.
对于B,在平面内,过点作,交于,
由,可得平面,所以点在平面内的射影在直线上,
过点作得平行线交于,连接,
因为平面,所以即二面角的平面角,则,
易知四边形为矩形,所以,又,
所以,即二面角有最大值,最大值为,故B正确;
对于C,当三棱锥的高等于,此时高取得最大值,又底面不变,所以三棱锥的体积最大.
如图:
取中点,连接,,则即为异面直线与所成角,
在中,,,,
所以,
所以,故C错误;
对D:点在平面内,且直线与直线所成角为,
所以点在以为顶点,直线为轴的两个圆锥的侧面上,如图,
若点的轨迹是椭圆,所以平面要与圆锥的侧面相交,与均为翻折过程中二面角的平面角,
根据圆锥曲线的概念,二面角应该在之间取值,且不能为(此时点的轨迹是圆),
当二面角或时,由上面图3,可得此时棱锥的高为,
所以,
当二面角时,此时点的轨迹是圆,此时棱锥的高为1,,
所以点在平面内,且直线与直线所成角为,且点的轨迹是椭圆或圆时,,故D正确.
故选:ABD.
第II卷(非选择题,共92分)
三、填空题:本部分共3小题,每小题5分,共计15分.
12. 已知向量满足,且,则向量的夹角为______.
【答案】
【解析】
【分析】由向量的夹角公式即可求解.
【详解】由已知得,
又,
所以,
所以向量夹角为.
故答案为:
13. 已知,则__________.
【答案】
【解析】
【分析】求出,两边平方即可求解.
【详解】由已知,所以,
即.
故答案为:
14. 已知曲线且.当实数变化时,函数的图象公共点个数最多有__________个,此时实数的取值范围是______.
【答案】 ①. 3 ②.
【解析】
【分析】原题等价于与的图象公共点最多有几个,根据的情况,分和以及三种情况分类讨论,即可求解.
【详解】原题等价于与的图象公共点最多有几个,且此时的取值范围问题.
(1)当时,与有2个公共点;
(2)当时,令,
①当时,和在上单调递增, 在上单调递增,
且,
所以在上只有1个零点,即与在上只有一个公共点,
②当时解方程,
令,则,
当时,单调递增;当时,单调递减,
因此的最大值为,又时,,时,,
则与在上最多有2个公共点,此时需满足,即的范围是,
所以当的范围是,在上有3个零点,即与在有3个公共点;
(3)当时,
③当时,在单调递减,且,
所以在上只有1个零点,即与在上只有一个公共点,
④当时,,令,
解方程,
由②知,与在上最多有2个公共点,
此时需满足,解得,
所以当的范围是,在上有3个零点,即与在有3个公共点;
综上所述,与最多3个公共点,.
故答案为:;.
四、解答题:本部分共5小题,共计77分,作答时应写出必要的证明过程、演算步骤.
15. 已知等差数列的公差,且成等比数列.
(1)求数列的通项公式;
(2)设求数列前项和为;
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)根据等差数列通项公式列方程组,即可求解;
(2)利用裂项相消法,即可求解.
【小问1详解】
由条件可知,且,
解得,
所以;
【小问2详解】
,
所以.
16. 如图,四棱锥P-ABCD中,底面ABCD为等腰梯形,,点P在底面的射影点Q在线段AC上.
(1)过A作,H为垂足,证明:面PCD;
(2)若,证明:,并求平面PAB与平面PCD的夹角的余弦值.
【答案】(1)
连接,平面,所以.
在中,.
同理,在中,有.
又因为,所以,
所以,,故,即.
又因为,,平面,所以平面.
因为平面,所以平面平面.
因为,平面,则平面,又因为平面,
所以平面,
又因为平面平面,,平面平面,
所以平面.
(2)
连接,因为平面,面,
所以,由勾股定理得,
同理可得,即,
因为,所以.
平面与平面所成角的余弦值为
【解析】
【分析】(1)根据题意,由余弦定理可得,结合勾股定理即可得到,再由面面垂直的判定定理可证平面平面,再由面面垂直的性质定理即可证得平面;
(2)利用勾股定理即可证明,再建立空间直角坐标系,求出关键平面的法向量,利用二面角的向量求法求解即可.
【小问1详解】
略
【小问2详解】
证明略.
由上知为的交点,且由平行线性质得,
得到,故,
过作直线的平行线,则两两垂直,
如图,以为原点建立如图所示空间直角坐标系,
则,,,,
得到,,
,,
设平面的法向量为,
则,令,
解得,,故,
设平面的法向量为,
则,令,
解得,,故,
设平面与平面所成角为,
则,
故平面与平面所成角的余弦值为.
17. 已知,,三点
(1)求外接圆方程;
(2)若过点的直线l与中心在原点,过B,C两点的双曲线D相交于M,N两点,A能否是线段MN的中点?请说明理由?
(3)S,T是双曲线D上的两个动点,且直线BS,BT的斜率互为相反数,证明直线ST的斜率为定值.
【答案】(1)
(2)
不能,理由如下:
设双曲线D方程为,
则,所以双曲线方程为,
若存在,由题易知直线斜率存在,设,且,
因为M、N在双曲线上,
所以,两式相减可得,
所以,
若点A为线段MN的中点,
则,即,代入上式,
所以,则直线l的斜率,
又由题知点P在直线上,且,
所以不存在符合题意直线l,
综上,点A不是线段MN的中点.
(3)
设,直线BS方程为,
则,
所以,
所以,得,
同理,
所以.
【解析】
【分析】(1)设圆的一般方程列方程组计算求解;
(2)代入点得出双曲线方程,再应用点差法计算求解结合点A为线段MN的中点得出矛盾;
(3)联立方程计算得出,再应用斜率公式计算求解.
【小问1详解】
设圆方程为,
,
求出,
所以所求圆方程为;
【小问2详解】
略
【小问3详解】
略
18. 已知的三边分别为,,,面积为,,.
(1)求;
(2)若,点,是边上的两个动点,.
(Ⅰ)当时,求面积的最小值;
(Ⅱ)设,,则是否存在常数和,对于任意满足题意的,都有都成立?若存在,求出和的值;若不存在,说明理由.
【答案】(1)
(2)(Ⅰ);(Ⅱ)存在,且,
【解析】
【分析】(1)借助三角形面积公式与余弦定理计算即可得;
(2)(Ⅰ)设,借助正弦定理与三角形面积公式可表示出,再结合三角恒等变换公式与的范围计算即可得;(Ⅱ)由题意可得为定值,则可借助三角恒等变换公式将等式变形成含有相关角的形式,再令含变量的系数为计算即可得解.
【小问1详解】
,则,
则;
【小问2详解】
(Ⅰ)由,则,
则,
又,则,,有,
故,,
不妨设更靠近,如下图,设,则,
则,,
在中,有,即,
在中,有,即,
则
,
由,则,故,
故;
(Ⅱ)
,
由
,
则,
故可变形为:
,
即,
由,,,故,
则当为常数时,为定值,又为常数,
则需满足,
则,
即,又,故,
则,
故存在,且,,使得对于任意满足题意的,,
都有恒成立.
19. 已知函数,的导函数为,其中,若对于任意的,都有,则称函数,满足“性质”.
(1)设,求曲线在点处切线的方程;
(2)设,,若函数,满足“性质”,求的取值范围;
(3)如果正数满足:对于任意满足“性质”的函数,,都有,求的取值集合.
【答案】(1)
(2)
(3).
【解析】
【分析】(1)求出函数的导函数,即可求出切线的斜率,再由点斜式计算可得;
(2)求出函数的导函数,依题意在上恒成立,分,,,三种情况讨论,求出参数的取值范围,即可得解;
(3)首先说明时函数,都不具有性质,当时说明对任意的且都成立,两边取对数得恒成立,即可求出参数的值.
【小问1详解】
因为,则,所以,
所以曲线在点处切线的方程为,即;
【小问2详解】
因为,所以,
因为函数,满足“性质”,
所以在上恒成立,
即在上恒成立.
当时,此时,不符合题意;
当时,
函数开口向上,当时,
则,不符合题意;
当时,此时由,解得,
所以当时恒成立,即符合题意;
当时,即在上恒成立,
即在上恒成立,
若在上恒成立,
令,则,解得,
所以当时恒成立,
综上所述,的取值范围为.
【小问3详解】
①当时,在上是增函数.
由于,满足性质,
即,与在上是增函数矛盾,
故时函数,都不具有性质.
②当时,若函数,具有性质,则不等式
即对任意恒成立,整理得.
当时,,不满足;
说明对任意的且都成立,
两边取对数得恒成立.
令,则,说明是的极大值点.
而,所以解得.
当时,,
当时,则在上严格增,
当时,则在上严格减,
所以恒成立.
所以的取值集合为.
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高三数学
本试卷分第I卷(选择题)和第II卷(非选择题)两部分,满分150分,考试时间120分钟,所有答案均写在答题卡上.
第I卷(选择题,共58分)
一、单项选择题:本部分共8小题,每小题5分,共计40分.在每小题所给出的四个选项中,仅有一项最符合题意.
1. 已知集合,则( )
A. B.
C. D.
2. 已知复数(为虚数单位),则其共轭复数为( )
A. B.
C. D.
3. 椭圆的离心率是( )
A. B. C. D.
4. 将函数的图象向右平移个单位,得到函数的图象,则( )
A. B.
C. D.
5. 记表示不超过的最大整数,则“”是“”的( )
A. 充分不必要条件 B. 必要不充分条件
C. 充要条件 D. 既不充分也不必要条件
6. 已知等差数列满足,数列的前项和满足,则数列的前10项和为( )
A. 2046 B. 3069 C. 6138 D. 6144
7. 已知,则( )
A. B. C. D.
8. 已知,对任意,方程组存在实数解,则的最小值为( )
A. B. C. 1 D. 2
二、多项选择题:本部分共3小题,每小题6分,共计18分.在每小题所给出的四个选项中,有多个选项符合题意,全部选对者得6分,部分选对者得部分分,不选或选错不得分.
9. 已知甲口袋中装有3个红球,1个白球,乙口袋中装有2个红球,1个白球,这些球只有颜色不同.先从甲口袋中随机取出1个球放入乙口袋,再从乙口袋中随机取出1个球.记从甲口袋中取出的球是红球、白球分别为事件、,从乙口袋中取出的球是红球为事件B,则下列结论正确的有( )
A. B.
C. D.
10. 已知,分别是定义在上的偶函数和奇函数,且,则下列说法正确的有( )
A.
B.
C. 若,则
D. 方程有两个不相等的实数根,则
11. 如图1,在等腰梯形中,,且,O为的中点,沿将翻折,使得点A到达的位置,构成三棱锥(如图2),则( )
A. 在翻折过程中,与可能垂直
B. 在翻折过程中,二面角的最大值为
C. 当三棱锥体积最大时,与所成角大于
D. 点P在平面内,且直线与直线所成角为,若点P的轨迹是椭圆或圆,则三棱锥的体积的取值范围是
第II卷(非选择题,共92分)
三、填空题:本部分共3小题,每小题5分,共计15分.
12. 已知向量满足,且,则向量的夹角为______.
13. 已知,则__________.
14. 已知曲线且.当实数变化时,函数的图象公共点个数最多有__________个,此时实数的取值范围是______.
四、解答题:本部分共5小题,共计77分,作答时应写出必要的证明过程、演算步骤.
15. 已知等差数列的公差,且成等比数列.
(1)求数列的通项公式;
(2)设求数列前项和为;
16. 如图,四棱锥P-ABCD中,底面ABCD为等腰梯形,,点P在底面的射影点Q在线段AC上.
(1)过A作,H为垂足,证明:面PCD;
(2)若,证明:,并求平面PAB与平面PCD的夹角的余弦值.
17. 已知,,三点
(1)求外接圆方程;
(2)若过点的直线l与中心在原点,过B,C两点的双曲线D相交于M,N两点,A能否是线段MN的中点?请说明理由?
(3)S,T是双曲线D上的两个动点,且直线BS,BT的斜率互为相反数,证明直线ST的斜率为定值.
18. 已知的三边分别为,,,面积为,,.
(1)求;
(2)若,点,是边上的两个动点,.
(Ⅰ)当时,求面积的最小值;
(Ⅱ)设,,则是否存在常数和,对于任意满足题意的,都有都成立?若存在,求出和的值;若不存在,说明理由.
19. 已知函数,的导函数为,其中,若对于任意的,都有,则称函数,满足“性质”.
(1)设,求曲线在点处切线的方程;
(2)设,,若函数,满足“性质”,求的取值范围;
(3)如果正数满足:对于任意满足“性质”的函数,,都有,求的取值集合.
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