内容正文:
高三数学
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. 若某校高三一班一组同学的数学测验成绩分别为145,120,124,125,135,130,120,140.则这组成绩的第75百分位数是( )
A. 122 B. 135 C. 137.5 D. 140
2. 设全集,集合,若,则( )
A. B. C. D.
3. 已知函数在区间上单调递增,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
4. 在等比数列中,若,且,则的通项公式为( )
A. B. C. D.
5. 已知复数,其中,则在复平面内所对应点的轨迹为( )
A. 线段 B. 圆 C. 椭圆 D. 双曲线
6. 现有五个数学师范生拟到某学校实习,学校指定甲、乙、丙三个老师担任指导.若要求每名师范生安排且只可以安排一名指导老师,每个老师至少安排指导一名师范生,则不同的安排方法数是( )
A. 243 B. 150 C. 90 D. 30
7. 如图,已知椭圆的左、右焦点分别为,为上位于第一象限内的一点,中的外角平分线与轴交于点,关于的对称点为,若的离心率为,则的面积与的面积之比的取值范围是( )
A. B. C. D.
8. 已知函数,若函数至少有7个零点,则实数的取值范围为( )
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. 在直四棱柱中,若,分别为的中点,则( )
A. B. 平面
C. 平面平面 D.
10. 若函数,则( )
A. 是奇函数
B. 当在上单调递减时,
C. 当且仅当时,有两个不同的零点
D. 当时,过原点可作图象的两条不同切线
11. 已知双曲线的左、右焦点分别为,左、右顶点分别为,.若在第一象限,且在的右支上,,到轴的距离为,过作动直线与的左支交于,两点,则( )
A.
B. 的一条渐近线的倾斜角为
C. 直线与的交点在直线上
D. 的内切圆的圆心坐标为
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知向量,,若,且,则__________.
13. 在数列中,,则的通项公式为__________,若,则的前99项和__________.
14. 设为方程的任意一组正整数解,分别为的平均数和中位数,记所有正整数解对应的值的算术平均数为,某班的数学老师张老师拟对全班35名学生进行奖励,取的几何平均值作为金额数给每个学生买同样的一件小礼品,则张老师需要付出的总金额数约为__________.(注:,结果保留一位小数)
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. 2025年7月15日,搭载天舟九号货运飞船的长征七号遥十运载火箭成功发射,标志着我国航天事业又迈上了一个新台阶.某中学为了解学生对我国航天事业发展的关注度,随机地从该校学生中抽取一个容量为200的样本进行调查,调查结果如下表:
性别
关注情况
高度关注
非高度关注
女学生
30
男学生
90
以频率估计概率,若在这200名学生中随机抽取1人,该学生高度关注我国航天事业发展的概率为.
(1)求的值;
(2)根据小概率值的独立性检验,判断该校学生对航天事业发展的高度关注是否与学生性别有关.
参考公式:,其中.
临界值表:
0.1
0.05
0.01
0.005
0.001
2.706
3.841
6.635
7.879
10.828
16. 如图,四边形中,已知交于点,.
(1)若,求的值;
(2)证明:当时,位于外接圆的内部.
17. 如图,在圆台中,四边形为轴截面,上、下底面半径分别为1,3,高为4,位于圆上,,为上的点,连接.
(1)若成等比数列.
①求证:平面;
②求平面与平面夹角的余弦值;
(2)若为的中点,求三棱锥的外接球半径.
18. 已知函数.
(1)过原点是否存在一条直线与的图象相切?并说明理由;
(2)当时.
①若,求的取值范围;
②证明:当时,.
19. 将抛物线向左平移1个单位得到曲线,过原点作直线与交于不同的两点,设中点的轨迹为.
(1)求的方程;
(2)设圆与轴分别交于点,(在的左侧),与在第一象限的交点为,若直线与分别交于点,直线与直线相交于点.
①求证:;
②求面积的最小值.
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高三数学
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. 若某校高三一班一组同学的数学测验成绩分别为145,120,124,125,135,130,120,140.则这组成绩的第75百分位数是( )
A. 122 B. 135 C. 137.5 D. 140
【答案】C
【解析】
【分析】根据百分位数的定义求解.
【详解】将这组数据从小到大排列为120,120,124,125,130,135,140,145,共8个数,
由,则其第75百分位数为第6和第7个数的平均数,为.
故选:C
2. 设全集,集合,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】先由一元二次不等式的解法结合补集的运算求出,再由集合间的包含关系列不等式组可得.
【详解】由题得,
因为,所以,所以,解得.
故选:B.
3. 已知函数在区间上单调递增,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】根据复合函数“同增异减”的性质,结合对数函数与二次函数的性质确定的取值范围.
【详解】因为函数在区间上单调递增,
令,而函数在定义域内单调递减,
所以在区间上单调递减,
又因为,有恒成立,
则,求解可得
所以.
故选:D
4. 在等比数列中,若,且,则的通项公式为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】设等比数列的公比为,由可得,再根据和,可得的值,进而可得数列的通项公式.
【详解】设等比数列的公比为,由可得,解得,
设, ,
因为,所以,解得或.
当时,,,不成立,故不满足题意,故舍去;
当时,,,满足,故满足题意.
所以.
故选:A
5. 已知复数,其中,则在复平面内所对应点的轨迹为( )
A. 线段 B. 圆 C. 椭圆 D. 双曲线
【答案】B
【解析】
【分析】求出对应的坐标,消去,即可得到点的轨迹.
【详解】设对应点的坐标为,则,
消去得,则点的轨迹为圆.
故选:B.
6. 现有五个数学师范生拟到某学校实习,学校指定甲、乙、丙三个老师担任指导.若要求每名师范生安排且只可以安排一名指导老师,每个老师至少安排指导一名师范生,则不同的安排方法数是( )
A. 243 B. 150 C. 90 D. 30
【答案】B
【解析】
【分析】根据题意先将5个师范生分为3组,再分配给3位老师,再计算总安排方法数即可.
【详解】先把五个数学师范生分为三组,每组至少一名,有两种分法:
分法1:两组各1人,一组3人,分组数:(除以是因为两个1人组无顺序),
分法2:两组各2人,一组1人,分组数:,
总分组数:.
将3组分配给3位老师,有种方法.
所以总安排方法数为.
故选:B.
7. 如图,已知椭圆的左、右焦点分别为,为上位于第一象限内的一点,中的外角平分线与轴交于点,关于的对称点为,若的离心率为,则的面积与的面积之比的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】设,由外角平分线的性质可得到,然后利用三角形的面积公式把两三角形的面积用表示出来,求值域即可.
【详解】设,由已知得,
由外角平分线性质得,
所以,所以,
设,则,
所以的面积与的面积之比为
,
因为,所以.
故选:C.
8. 已知函数,若函数至少有7个零点,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】利用分类讨论,再通过数形结合来研究函数零点个数,即可得参数范围.
【详解】当时,,对称轴为,所以在上单调递增,函数图象如下:
令,解得或,
即或,根据图象有2个解,
有1个解,所以此时有3个零点,不符合题意;
当,时,,对称轴为,
所以在上单调递增,在上单调递减,函数图象如下:
令,解得或或,
根据图象有2个解,有3个解,
又至少有7个零点,所以至少有2个解,
即,解得.
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. 在直四棱柱中,若,分别为的中点,则( )
A. B. 平面
C. 平面平面 D.
【答案】ABC
【解析】
【分析】利用中位线即可判断A,先证平面平面,即可判断B,利用面面垂直的判定定理即可判断C,假设,即证平面,进而得,即可判断D.
【详解】在中,因为分别为的中点,所以,所以A正确;
因为,、、分别为的中点,
所以、、所以,所以四点共面,
因为,平面,平面,所以平面,
因为,平面,平面,所以平面,
因为,平面,
所以平面平面,因为平面,所以平面,故B正确;
由平面,平面,所以,又,
平面,得平面,
因为平面,所以平面平面,故C正确;
假设,由已知得,因为,平面,
所以平面,又平面,所以,因为,
所以,矛盾,所以假设不成立,故D错误.
故选:ABC.
10. 若函数,则( )
A. 是奇函数
B. 当在上单调递减时,
C. 当且仅当时,有两个不同的零点
D. 当时,过原点可作图象的两条不同切线
【答案】ABD
【解析】
【分析】代入得,根据解析式可直接判断A;求导,根据导数得单调性可判断B;根据三次函数性质结合极值可判断C;根据导数的几何意义求得切线方程,由题意列式计算可判断D.
【详解】对于A,,
所以是奇函数,所以A正确;
对于B,,
当时,,所以在上单调递减,
当时,,所以在上单调递增,
当在上单调递减时,,所以,所以B正确;
对于C,由上可知,在上单调递增,在上单调递减,在上单调递增,
所以的极大值为,的极小值为,
若有两个不同的零点,则或,所以C错误;
对于D,当时,,
设在处的切线斜率为,切点为,
则,所以切线方程为,
当切线过原点时,,解得或3,所以D正确.
故选:ABD.
11. 已知双曲线的左、右焦点分别为,左、右顶点分别为,.若在第一象限,且在的右支上,,到轴的距离为,过作动直线与的左支交于,两点,则( )
A.
B. 的一条渐近线的倾斜角为
C. 直线与的交点在直线上
D. 的内切圆的圆心坐标为
【答案】AD
【解析】
【分析】由到轴的距离为,将的坐标代入的方程,因为,所以,求解即可判断A;求出双曲线的渐近线即可得出夹角即可判断B;将直线特殊化,设,,再联立两条直线求解即可,即可判断C;由已知及双曲线的定义得,内切圆的圆心在直线,由求解,即可判断D.
【详解】不妨设在第一象限,由到轴的距离为,设,
将的坐标代入的方程得,所以,因为,所以,
所以,解得,所以A正确;
所以C的渐近线方程为,倾斜角分别为,,所以B错误;
将直线特殊化:设的方程为,不妨设,
所以的方程为,的方程为,
联立解得,的交点坐标为,不在直线上,所以C错误;
由已知及双曲线的定义得,内切圆的圆心在直线,即上,
又,,,
设内切圆的半径为,则,解得,
所以的内切圆的圆心坐标为,所以D正确.
故选:AD.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知向量,,若,且,则__________.
【答案】
【解析】
【分析】根据求出的值,结合进行验证,最后代入求值即可.
【详解】因为,所以,即,解得或.
当时,,,此时,,满足;
当时,,,此时,,不满足,舍去;
因此,,,
所以.
故答案为:.
13. 在数列中,,则的通项公式为__________,若,则的前99项和__________.
【答案】 ①. ②. 9
【解析】
【分析】先将已知递推关系两边同时除以后得到等差数列,再由公式法求出数列;由裂项相消法求和可得.
【详解】由,得,所以.
所以数列是首项为,公差为1的等差数列,则,
所以,
从而.
故答案为:;9.
14. 设为方程的任意一组正整数解,分别为的平均数和中位数,记所有正整数解对应的值的算术平均数为,某班的数学老师张老师拟对全班35名学生进行奖励,取的几何平均值作为金额数给每个学生买同样的一件小礼品,则张老师需要付出的总金额数约为__________.(注:,结果保留一位小数)
【答案】
【解析】
【分析】由题可得,利用隔板法求出正整数解的组数为组,不妨设这个数由小到大分别为,即则这三个数的 中位数为,求出的值,以及对应的排列数,利用平均数以及几何平均数的公式即可求解.
【详解】由于,所以;
方程的正整数解总数可理解为:将个分成组,需要个隔板,则正整数解的组数为组,
不妨设这个数由小到大分别为,即则这三个数的 中位数为,
当时,则,,排列以后对应的组数为;
当时,则,,或,,排列以后对应的组数为;
当时,则,,或,,或,,排列以后对应的组数为;
当时,则,,排列以后对应的组数为;
故其中中位数为1,2,3,4的分别有3,9,13,3组,
所以,所以,所以张老师需要付出的总金额数约为.
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. 2025年7月15日,搭载天舟九号货运飞船的长征七号遥十运载火箭成功发射,标志着我国航天事业又迈上了一个新台阶.某中学为了解学生对我国航天事业发展的关注度,随机地从该校学生中抽取一个容量为200的样本进行调查,调查结果如下表:
性别
关注情况
高度关注
非高度关注
女学生
30
男学生
90
以频率估计概率,若在这200名学生中随机抽取1人,该学生高度关注我国航天事业发展的概率为.
(1)求的值;
(2)根据小概率值的独立性检验,判断该校学生对航天事业发展的高度关注是否与学生性别有关.
参考公式:,其中.
临界值表:
0.1
0.05
0.01
0.005
0.001
2.706
3.841
6.635
7.879
10.828
【答案】(1)
(2)该校学生高度关注我国航天事业发展与学生性别有关,
【解析】
【分析】(1)利用古典概型列方程,解方程可得答案;
(2)利用独立性检验可得答案.
【小问1详解】
因为在这200名学生中随机抽取1人,该学生高度关注我国航天事业发展的概率为,
所以,解得.
又,解得,所以
【小问2详解】
由(1)得,列联表如下:
性别
关注情况
合计
高度关注
非高度关注
女学生
70
30
100
男学生
90
10
100
合计
160
40
200
零假设为;该校学生高度关注我国航天事业发展与学生性别无关.
,
因为依据小概率值的独立性检验,判断不成立,
即认为该校学生高度关注我国航天事业发展与学生性别有关,此推断犯错误的概率不大于.
16. 如图,四边形中,已知交于点,.
(1)若,求的值;
(2)证明:当时,位于外接圆的内部.
【答案】(1)
(2)
在中,由正弦定理得,
,
,
设为射线上一点,且四点共圆,则,
,解得,
,位于外接圆的内部.
【解析】
【分析】(1)根据已知条件,利用余弦定理求出相关线段长度,进而求解;
(2)利用正弦定理结合已知条件求出,再利用四点共圆的性质求出,比较的大小判断的位置.
【小问1详解】
,,
在中,由余弦定理得
,
,
同理,
,
.
【小问2详解】
略
17. 如图,在圆台中,四边形为轴截面,上、下底面半径分别为1,3,高为4,位于圆上,,为上的点,连接.
(1)若成等比数列.
①求证:平面;
②求平面与平面夹角的余弦值;
(2)若为的中点,求三棱锥的外接球半径.
【答案】(1)
①在圆台中,,
因为,,平面,
所以平面,
因为平面,所以,即,
在中,因为成等比数列,
所以,即,
所以与相似,所以,
因为,平面,所以平面
②
(2)
【解析】
【分析】(1)①由线面垂直的判定定理证明即可;②建立空间直角坐标系,根据面面角向量法计算即可求解;
(2)由,得的外心为的中点,设三棱锥外接球的球心为,由建立等式计算即可求解.
【小问1详解】
①略
②分别以所在直线为轴建立空间直角坐标系,
由已知得,
所以,即平面的法向量为,
又,所以,
设平面的法向量为,
所以,设,则,
所以平面的一个法向量为,
所以平面与平面夹角的余弦值为;
【小问2详解】
因为,所以的外心为的中点,
所以可设三棱锥外接球的球心为,
由已知得,
因为,所以,解得,
所以三棱锥的外接球半径为.
18. 已知函数.
(1)过原点是否存在一条直线与的图象相切?并说明理由;
(2)当时.
①若,求的取值范围;
②证明:当时,.
【答案】(1)过原点不存在一条直线与的图象相切,理由见解析
(2)①;
②当时,因为在单调递减,在单调递增,
所以不妨设,要证,
只需要证明,又因为,在单调递增,
所以只需要证明,
由于,即只需要证明,
令,
,
因为,所以,
则,
故在上单调递减,
故当时,,
即,其中,所以成立,
故.
【解析】
【分析】(1)利用导数来求切线方程,利用切线过原点可得参数的方程,通过方程无解,来判断过原点的切线不存在;
(2)①利用导数来求函数在的值域,再结合不等式恒成立,转化为,从而可得的取值范围;②利用极值点偏移证明方法,结合分析法来构造函数求导证明即可.
【小问1详解】
设为图象上的任意一点,
因为,
所以在点处的切线斜率为,
所以切线方程为,
假设存在一条切线经过坐标原点,则,
因为,所以,即,
此时等式显然不成立,即方程无解,
所以假设不成立,所以过原点不存在一条直线与的图象相切.
【小问2详解】
①当时,,其中,
当时,,在单调递减,
当时,,在单调递增,
则当时,在处取得最小值为,
因为时,,而,
所以在处取得最大值为,
因为,所以,
即的取值范围为.
②略
19. 将抛物线向左平移1个单位得到曲线,过原点作直线与交于不同的两点,设中点的轨迹为.
(1)求的方程;
(2)设圆与轴分别交于点,(在的左侧),与在第一象限的交点为,若直线与分别交于点,直线与直线相交于点.
①求证:;
②求面积的最小值.
【答案】(1)
(2)①由已知得,的焦点为,准线方程为 ,
设,则,
所以圆的方程为,所以,,
设直线的方程为,
由,可得,,
则,又因为,所以,
又直线 的方程为,
由,可得,所以,
又,所以,
过点 作,垂足为,则.
则直线 的方程为,
又直线的方程为,联立可得点,
所以,,
所以,
由相似三角形性质可得.
②16
【解析】
【分析】(1)先根据抛物线平移规律得到曲线的方程,再联立直线与方程,利用韦达定理和中点坐标公式求出中点轨迹方程.
(2)①设出相关点坐标,求出直线, 方程并与曲线联立,利用韦达定理和定比分点公式证明线段比例关系.
②设直线 方程并与曲线联立,用弦长公式和点到直线距离公式表示出面积,进而求出最小值.
【小问1详解】
由已知得,的方程为,
由题得直线的斜率不为零,设的方程为,
由,消去得,,
设,, 中点的坐标为,所以,
则,,
消去得,所以的方程为.
【小问2详解】
①略
②由①得,
因为,,
所以,,
所以,
当且仅当时等号成立,所以的最小值为16.
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