内容正文:
高三数学
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的.
1. 已知集合,,则( ).
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】根据集合的交集运算即可求解.
【详解】解不等式得,所以
所以.
故选:C.
2. 已知,则( ).
A. 1 B. C. D. 2
【答案】D
【解析】
【分析】根据复数的乘法运算法则,结合复数模的运算公式进行求解即可.
【详解】因为,
所以.
故选:D
3. 已知等差数列的前n项和为,若,,则( ).
A. 9 B. 11 C. 13 D. 15
【答案】B
【解析】
【分析】利用等差数列的前n项和公式及等差数列的性质即可求解.
【详解】,所以,
又,,所以.
故选:B.
4. 已知,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】根据同角三角函数的基本关系,结合充分条件必要条件的判定即可判断.
【详解】,所以充分性成立,
反过来,,满足,但,故必要性不成立.
故选:A.
5. 在一款保温杯中注入一定质量的温水,一段时间内杯中水的温度关于时间t的函数的图象如图所示,在这段时间内任取三个时间点,,,其中,且,记为的导函数,则下列判断错误的是( ).
A. B.
C. D. 的解析式可能是
【答案】C
【解析】
【分析】根据函数的图象,结合导数的几何意义、指数型函数的特征逐一判断即可.
【详解】由图可知是减函数,故A正确;
的下降幅度随t增大而逐渐平缓,区间内温度下降的量比内温度下降的量更大,
即,所以,故B正确;
由曲线的切线斜率可知,故C错误;
曲线的变化趋势符合指数型函数,故D正确.
故选:C
6. 从2,4,5,6,7这5个数字中任选3个不同数字组成一个三位数,这个三位数能被3整除的概率为( ).
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】根据组合的定义,结合古典概型的公式进行求解即可.
【详解】从5个数字中任选3个数字有种情况,
能够被3整除的数字组合有,,,,共4种,
故所求的概率为.
故选:D
7. 已知四面体满足,,均为等腰三角形,且,若,的夹角为,则该四面体外接球的表面积为( ).
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】将四面体补成如图所示的直三棱柱,利用直三棱柱的性质,结合球的表面积公式进行求解即可.
【详解】将四面体补成如图所示的直三棱柱,
可知,,故,
又,所以.
设四面体的外接球球心为O,
则O在平面内的射影为的外心,且,
由正弦定理得,
故外接球半径,故.
故选:B
8. 已知抛物线的焦点为F,动点P,Q在C上,满足,若的最小值为,则( ).
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】根据抛物线的定义,结合梯形中位线定理进行求解即可.
【详解】如图,连接,
设的中点为M,点P,Q,M在C的准线上的射影分别为,,,
则,
当取最小值时,也取最小值,
作图可知当轴时,取得最小值,为,
此时,所以.
故选:C
二、多项选择题: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( ).
A. , B. 在上单调递增
C. 是偶函数 D. 函数有3个零点
【答案】BD
【解析】
【分析】根据绝对值的性质,结合一次函数的单调性、偶函数的定义、函数零点的定义、数形结合思想逐一判断即可.
【详解】依题意,.作出其函数图像如下:
对于A,,,故A错误;
对于B,在上单调递增,故B正确;
对于C,设,则,
所以是奇函数,故C错误;
对于D,的零点个数即与的图象的交点个数,
在同一直角坐标系中分别作出这两个函数的图象,如图,观察可知,
两图象有3个交点,则有3个零点,故D正确.
故选:BD
10. 已知等比数列的公比,其前n项和为,且,,则下列不等式可能成立的是( ).
A. B.
C. D.
【答案】ACD
【解析】
【分析】根据等比数列的通项公式、前n项和公式进行逐一判断即可.
【详解】.
若,则由,得,即,
要使该式恒成立,则,此时,,即A,D成立;
若,则由,可得,要使该式恒成立,则,
此时,,即A,C成立.
故选:ACD
11. 已知曲线,则下列说法正确的是( ).
A. 曲线E是中心对称图形
B. 曲线E与直线仅有一个公共点
C. 曲线E经过无数个整点(横坐标和纵坐标均为整数的点)
D. 若点M,N在曲线E上,且M,N分别在直线两侧,则的最小值为
【答案】ABD
【解析】
【分析】A:根据奇函数的性质、结合函数图象变换的性质进行判断即可;B:通过解方程组进行求解判断即可;C:根据分式的性质进行求解判断即可;D:根据函数的图象的对称性,结合基本不等式进行求解判断即可.
【详解】对于A,方程可化为,
则曲线E可由函数的图象向右和向上各平移1个单位长度得到,
而是奇函数,其图象关于原点中心对称,
所以曲线E关于点中心对称,故A正确;
对于B,将代入中,
得,解得,则,
故曲线E与直线仅有一个公共点,故B正确;
对于C,在方程中,要使x,y均为整数,
只有或,
故曲线E只经过2个横坐标和纵坐标均为整数的点,分别为,,故C错误;
对于D,设,,其中,
当有最小值时,M,N关于点对称,
则令,则,原式,
当且仅当时等号成立,故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. 已知向量,,,若与共线,则实数的值为______.
【答案】
【解析】
【分析】根据平面向量共线的坐标表示公式,结合平面向量线性运算的坐标表示公式进行求解即可.
【详解】因为向量,,,
所以,,
因与共线,
所以,解得.
故答案为:
13. 设,若函数在区间上单调递增,则的最大值为______.
【答案】2
【解析】
【分析】根据正切型函数的单调性进行求解即可.
【详解】令,,
可得,.
因为在区间上单调递增,
所以,,
解得,,
由,得,
当时,可得,故的最大值为2.
故答案为:2
14. 在一个盒子中装有4张卡片,卡片上的编号依次为1,2,3,4,现从中有放回地抽取m次卡片,每次仅抽取1张,记这m次抽取的卡片的最大编号为X,则使得成立的最小的m的值为______.
【答案】3
【解析】
【分析】根据古典概型的运算公式,结合数学期望的公式、指数函数的单调性进行求解即可.
【详解】因为,,2,3,4,
所以
,
由,得,
令,则在时单调递减,
又,,,故m的最小值为3.
故答案为:3
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. 为研究中学生专注力与阅读时长是否有关系,调查小组随机抽取了某城市部分中学生进行调查,所得数据统计如下表(单位:人):
每日阅读时长≥30分钟
每日阅读时长<30分钟
专注力达标
170
80
专注力不达标
100
150
(1)记“每日阅读时长≥30分钟”为事件A,“专注力达标”为事件B,求和;
(2)根据的独立性检验,能否认为中学生的专注力与阅读时长有关系?
附:.
0.050
0.010
0.001
k
3.841
6.635
10.828
【答案】(1),
(2)根据的独立性检验,可以认为中学生的专注力与阅读时长有关系
【解析】
【分析】(1)用古典概型即可求出答案;
(2)根据表中的数据求出,利用独立性检验的方法即可进行判断.
【小问1详解】
,
,.
【小问2详解】
零假设:中学生的专注力与阅读时长没有关系,
由表中数据可得,
根据的独立性检验,推断零假设不成立,即认为中学生的专注力与阅读时长有关系,
所以,根据的独立性检验,可以认为中学生的专注力与阅读时长有关系.
16. 已知椭圆的离心率为,顺次连接C的四个顶点得到的四边形的面积为4.
(1)求C的方程;
(2)已知直线与C交于M,N两点,C的上顶点为P,若直线,的斜率之和为4,求的重心的横坐标.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)根据椭圆的对称性、离心率公式,结合椭圆标准方程中之间的关系进行求解即可;
(2)将直线方程与椭圆方程联立,根据一元二次方程根与系数关系、根的判别式、直线斜率公式,重心坐标公式进行求解即可.
【小问1详解】
依题意,得,解得,,
故C的方程为.
小问2详解】
联立得,得.
由,得.
设,,则,.
直线的斜率为,直线的斜率为.
由已知得,
即
,
解得,故的重心的横坐标为.
17. 在中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,已知,.
(1)若,,求面积的最大值;
(2)若,,求.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)根据平面向量加法的几何意义,结合平面向量数量积的运算性质、三角形面积公式、基本不等式进行求解即可;
(2)运用正弦定理,结合同角的三角函数关系中的商关系进行求解即可.
【小问1详解】
当时,D是的中点,所以,
两边同时平方,得,
即,即.
又由基本不等式可得,
当且仅当时等号成立,所以.
所以,即面积的最大值为.
【小问2详解】
设,则,.
在中,由正弦定理得,
即.①
在中,由正弦定理得,
即.②
当时,,
又,,
代入①②中,化简得,
所以,得,
即.
18. 已知函数,其中.
(1)当时,求曲线在点处的切线方程.
(2)若有3个不同的零点,
(ⅰ)证明:;
(ⅱ)若成等差数列,求该数列的公差.
【答案】(1)
(2)(ⅰ)证明见解析;(ⅱ)
【解析】
【分析】(1)根据导数的几何意义求出切线的斜率,再利用直线点斜式方程即可求出答案;
(2)(ⅰ)在上单调递增,分为和两种情况结合导数与单调性关系求出函数在上的单调性,根据题目条件列不等式即可求出答案;(ⅱ)由题可知,,,代入可得,即,,设公差为,消元得到,列等式即可求出公差.
【小问1详解】
当时,,
当时,,所以.
又,
所以曲线在点处的切线方程为,即.
【小问2详解】
(ⅰ)当时,单调递增,且.
当时,,
若,因为,所以,
即在上单调递增,且,
从而在R上单调递增,不可能有3个零点,不符合题意,
若,令,可得,
当时,,单调递减,
当时,,单调递增,
又当时,当时,
所以要使有3个零点,
则,即,解得.
(ⅱ)由题可知,,,
所以,
则①,②.
设公差为,即,
由①可得,,
由②可得,,
则,化简得,解得(负值舍去),
即公差.
19. 如图,已知四棱锥的底面为正方形,顶点S为动点,满足平面平面,且.
(1)求证:平面;
(2)若平面与平面的夹角为,求的值;
(3)以正方形为底面作正方体,求直线与平面所成角的正弦值的最大值.
【答案】(1)证明见解析
(2)或.
(3)
【解析】
【分析】(1)根据面面垂直的判定定理和性质,结合线面垂直的判定定理进行证明即可;
(2)以为x轴,为y轴,过点A的平面的垂线为z轴,根据空间向量夹角公式进行求解即可;
(3)根据空间向量夹角公式进行求解即可.
【小问1详解】
,交于点O,连接,
在平面内过点A作,垂足为H.
因为,所以垂足H不与点O重合.
因为平面平面,平面平面,平面,
所以平面.
又平面,所以.
在正方形中,,
又,平面,平面,
所以平面.
【小问2详解】
以为x轴,为y轴,过点A的平面的垂线为z轴,
建立如图所示的空间直角坐标系.
不妨设,则,,,.
设,则,.
因为,所以.①
由(1)可知,,所以,即.②
设平面的法向量为,
因为,,
所以,取.
因为平面,所以平面的一个法向量为.
因为平面与平面的夹角为,
所以.③
由①②③,解得,,,或,,,
即或.
当时,,此时;
当时,,此时.
综上所述,或.
【小问3详解】
以正方形为底面作正方体,
不妨取,则.
设平面的法向量为,
因为,,
所以,取.
设直线与平面所成的角为,
则,
平方得,
又因为,所以,
当且仅当时等号成立,此时可取,符合题意,
故的最大值为.
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高三数学
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的.
1. 已知集合,,则( ).
A. B. C. D.
2. 已知,则( ).
A. 1 B. C. D. 2
3. 已知等差数列的前n项和为,若,,则( ).
A. 9 B. 11 C. 13 D. 15
4. 已知,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
5. 在一款保温杯中注入一定质量的温水,一段时间内杯中水的温度关于时间t的函数的图象如图所示,在这段时间内任取三个时间点,,,其中,且,记为的导函数,则下列判断错误的是( ).
A. B.
C. D. 的解析式可能是
6. 从2,4,5,6,7这5个数字中任选3个不同的数字组成一个三位数,这个三位数能被3整除的概率为( ).
A. B. C. D.
7. 已知四面体满足,,均为等腰三角形,且,若,的夹角为,则该四面体外接球的表面积为( ).
A B. C. D.
8. 已知抛物线的焦点为F,动点P,Q在C上,满足,若的最小值为,则( ).
A. B. C. D.
二、多项选择题: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( ).
A. , B. 在上单调递增
C. 是偶函数 D. 函数有3个零点
10. 已知等比数列的公比,其前n项和为,且,,则下列不等式可能成立的是( ).
A. B.
C. D.
11. 已知曲线,则下列说法正确的是( ).
A. 曲线E中心对称图形
B. 曲线E与直线仅有一个公共点
C. 曲线E经过无数个整点(横坐标和纵坐标均为整数的点)
D. 若点M,N在曲线E上,且M,N分别在直线两侧,则的最小值为
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知向量,,,若与共线,则实数的值为______.
13. 设,若函数在区间上单调递增,则的最大值为______.
14. 在一个盒子中装有4张卡片,卡片上的编号依次为1,2,3,4,现从中有放回地抽取m次卡片,每次仅抽取1张,记这m次抽取的卡片的最大编号为X,则使得成立的最小的m的值为______.
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. 为研究中学生专注力与阅读时长是否有关系,调查小组随机抽取了某城市部分中学生进行调查,所得数据统计如下表(单位:人):
每日阅读时长≥30分钟
每日阅读时长<30分钟
专注力达标
170
80
专注力不达标
100
150
(1)记“每日阅读时长≥30分钟”为事件A,“专注力达标”为事件B,求和;
(2)根据的独立性检验,能否认为中学生的专注力与阅读时长有关系?
附:.
0.050
0.010
0001
k
3.841
6.635
10.828
16. 已知椭圆的离心率为,顺次连接C的四个顶点得到的四边形的面积为4.
(1)求C的方程;
(2)已知直线与C交于M,N两点,C的上顶点为P,若直线,的斜率之和为4,求的重心的横坐标.
17. 在中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,已知,.
(1)若,,求面积的最大值;
(2)若,,求.
18. 已知函数,其中.
(1)当时,求曲线在点处切线方程.
(2)若有3个不同的零点,
(ⅰ)证明:;
(ⅱ)若成等差数列,求该数列的公差.
19. 如图,已知四棱锥的底面为正方形,顶点S为动点,满足平面平面,且.
(1)求证:平面;
(2)若平面与平面的夹角为,求的值;
(3)以正方形为底面作正方体,求直线与平面所成角的正弦值的最大值.
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