内容正文:
数学试卷
注意事项:
1.答题前,考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号在答题卡上填写清楚.
2.每小题选出答案后,用2B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.在试题卷上作答无效.
3.考试结束后,请将本试卷和答题卡一并交回.满分150分,考试用时120分钟
一、单项选择题(本大题共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“ ”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
2. 若复数,则( )
A. 1 B. 5 C. D.
3. 已知平面向量是两个单位向量,在上的投影向量为,则( )
A. 1 B. C. D.
4. 青少年视力是社会普遍关注的问题,视力情况可借助视力表测量.通常用五分记录法和小数记录法记录视力数据,五分记录法的数据L和小数记录表的数据V满足.已知某同学视力的五分记录法的数据为4.9,则其视力的小数记录法的数据为( )()
A. 1.5 B. 1.2 C. 0.8 D. 0.6
5. 已知某圆台轴截面的周长为10、面积为,圆台的高为,则该圆台的表面积为( )
A. B. C. D.
6. 将6本相同的数学书和2本相同的语文书随机排成一排,2本语文书不相邻的概率为( )
A. B. C. D.
7. 已知,,则( )
A. B. C. D.
8. 已知双曲线E:的左、右焦点分别为,,过点的直线与双曲线E的右支交于A,B两点,若,且双曲线E的离心率为,则( )
A. B. C. D.
二、多项选择题(本大题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的选项中,有多项是符合题目要求的.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. 阅读不仅能帮助孩子积累知识,还能提升他们的语言表达能力和思维能力,从小培养阅读习惯显得尤为重要.为了了解小学生的阅读情况,随机调查了某市1000名小学生每日阅读的情况,并将这1000名小学生每日的阅读时间数据绘制成如图所示的频率分布直方图,则( )
A.
B. 估计样本中有75%的小学生每日的阅读时间不超过40分钟
C. 估计样本中小学生每日的阅读时间的中位数为40分钟
D. 估计样本中小学生每日的平均阅读时间为33.6分钟(每组数据以该组区间的中间值作代表)
10. 已知等差数列的公差为d,前n项和为,若,则下列说法错误的是( )
A. B. C. D.
11. 已知,函数,若 恒成立,则( )
A. 的最小值为9 B. 的最小值为2
C. 的最小值为 D. 的最小值为
三、填空题(本大题共3小题,每小题5分,共15分)
12. 已知函数,则__________.
13. 在三棱锥中,O为的外心,底面ABC,,,且,则三棱锥外接球的表面积为______.
14. 已知函数,为的零点,为图象的对称轴,且在上单调,则 的最大值为________.
四、解答题(共77分.解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤)
15. 设函数,曲线在点处的切线方程为.
(1)求的值:
(2)求函数的极值.
16. 如图,在四边形中,.
(1)求的值;
(2)若,且的面积是面积的4倍,求的长.
17. 如图,在四棱锥中,底面 为梯形,,,,,平面平面 ,E为棱上一点.
(1)过点E在平面内能否作一条直线与平面 垂直?若不能,请说明理由;
(2)若时,求直线与平面所成角的正弦值.
18. 已知椭圆: 的左,右焦点为,,点是椭圆上任意一点,的最小值是.
(1)求椭圆的方程;
(2)设为椭圆的上,下顶点,为椭圆上异于的两点,记直线,的斜率分别为,,且 .
(i)证明:直线过定点;
(ii)设直线与直线交于点,直线 的斜率为,试探究,,满足的关系式,并给出证明.
19. 某公司为了开拓新产品市场,组织人类挑战机器人对抗赛活动.每局比赛只有胜和负两种情况,无平局,每局比赛挑战者战胜机器人的概率为,胜者记2分,其余记1分.每个挑战者只能挑战一局,每局胜负不受其他因素的影响.
(1)求三局比赛中,人类队累计得分的分布列和数学期望;
(2)若局比赛中,人类队累计得分为分的概率为,求;
(3)若采用“比赛赛满 局,胜方至少获得局胜利”的赛制,人类队取胜的概率为;若采用“比赛赛满 局,胜方至少获得局胜利”的赛制,人类队取胜的概率为,比较与的大小,并说明其统计意义.
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数学试卷
注意事项:
1.答题前,考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号在答题卡上填写清楚.
2.每小题选出答案后,用2B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.在试题卷上作答无效.
3.考试结束后,请将本试卷和答题卡一并交回.满分150分,考试用时120分钟
一、单项选择题(本大题共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“ ”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】先解不等式,求出集合 和 ,再判断两个集合的包含关系,最后根据集合包含关系判断条件类型,得出结论.
【详解】由不等式 ,整理得,
解得 ,
设函数 ,
由于与均为单调递增函数,故 在 上单调递增,
则,,
根据函数的单调性与连续性,存在唯一的 使得 ,
因此不等式 的解集为 ,其中 ,
又因为 且 ,且 ,
所以 是 的真子集,
充分性:若 ,则 ,充分性成立,
必要性:若 ,例如取 (满足 ),但 ,必要性不成立,
因此,“ ”是“ ”的充分不必要条件.
故选:A.
2. 若复数,则( )
A. 1 B. 5 C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】由复数除法、共轭复数的概念、模的计算公式即可求解.
【详解】,.
故选:A.
3. 已知平面向量是两个单位向量,在上的投影向量为,则( )
A. 1 B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】根据给定条件,利用投影向量的定义及数量积的运算律求解.
【详解】由在上的投影向量为,得,则,而是单位向量,
因此,又是单位向量,所以.
故选:B
4. 青少年视力是社会普遍关注的问题,视力情况可借助视力表测量.通常用五分记录法和小数记录法记录视力数据,五分记录法的数据L和小数记录表的数据V满足.已知某同学视力的五分记录法的数据为4.9,则其视力的小数记录法的数据为( )()
A. 1.5 B. 1.2 C. 0.8 D. 0.6
【答案】C
【解析】
【分析】根据关系,当时,求出,再用指数表示,即可求解.
【详解】由,当时,,
则.
故选:C.
5. 已知某圆台轴截面的周长为10、面积为,圆台的高为,则该圆台的表面积为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】若圆台上下底面半径分别为且 ,根据已知列方程求得,再应用圆台的表面积的求法求结果.
【详解】若圆台上下底面半径分别为且 ,则圆台轴截面腰长为,
所以,,即,
所以,可得,故,
综上,圆台的表面积为.
故选:C
6. 将6本相同的数学书和2本相同的语文书随机排成一排,2本语文书不相邻的概率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】先计算6本相同的数学书和2本相同的语文书摆放的种数,再用插空法计算2本语文书不相邻的摆放种数,用古典概型概率的计算公式计算即可.
【详解】依题意,将6本相同的数学书和2本相同的语文书随机排成一排,
即从8个空位中选2个位置放语文书,剩余6个位置放数学书,摆放种数为:种;
利用插空法,6本数学书之间共有7个位置可以放2本语文书,摆放种数为:种,
由古典概型概率的计算公式得:.
故选:A.
7. 已知,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】先切化弦,得到,再结合两角和与差的正弦公式可求值.
【详解】由 .
由 .
由 .
所以.
故选:B
8. 已知双曲线E:的左、右焦点分别为,,过点的直线与双曲线E的右支交于A,B两点,若,且双曲线E的离心率为,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】由双曲线的定义结合已知条件求得,从而再得,由余弦定理求得,由诱导公式得,设,则,再由余弦定理求得,从而利用余弦定理求解即可.
【详解】因为双曲线的离心率为,所以,因为,
所以,
由双曲线的定义可得,
所以,
在中,
由余弦定理得,
在中,,
设,则,
由得
,解得,所以,
所以.
故选:D.
.
二、多项选择题(本大题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的选项中,有多项是符合题目要求的.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. 阅读不仅能帮助孩子积累知识,还能提升他们的语言表达能力和思维能力,从小培养阅读习惯显得尤为重要.为了了解小学生的阅读情况,随机调查了某市1000名小学生每日阅读的情况,并将这1000名小学生每日的阅读时间数据绘制成如图所示的频率分布直方图,则( )
A.
B. 估计样本中有75%的小学生每日的阅读时间不超过40分钟
C. 估计样本中小学生每日的阅读时间的中位数为40分钟
D. 估计样本中小学生每日的平均阅读时间为33.6分钟(每组数据以该组区间的中间值作代表)
【答案】ABD
【解析】
【分析】根据频率和为1求的值判断A的真假;求阅读时间不超过40分钟的频率判断B的真假;根据频率分布直方图估计中位数判断C的真假;估计平均数判断D的真假.
【详解】对A:由 ,故A正确;
对B:阅读时间不超过40分钟的频率为,即估计样本中有75%的小学生每日的阅读时间不超过40分钟,故B正确;
对C:由B的计算结果,40是该组数据的第百分位数,所以中位数应该小于40,故C错误;
对D:估计样本的平均数为:,故D正确.
故选:ABD
10. 已知等差数列的公差为d,前n项和为,若,则下列说法错误的是( )
A. B. C. D.
【答案】BCD
【解析】
【分析】根据条件得出,可判断等差数列的增减性判断ABC选项;再利用等差数列的前项和公式和下标和性质判断D.
【详解】由题意可知,,,
则,故等差数列为递减数列,
故 ,,,故A正确,BC错误;
,故D错误.
故选:BCD
11. 已知,函数,若 恒成立,则( )
A. 的最小值为9 B. 的最小值为2
C. 的最小值为 D. 的最小值为
【答案】AC
【解析】
【分析】根据函数,的单调性,条件可转化为共零点,由此可得。结合基本不等式判断各选项.
【详解】因为单调递增,单调递增, 恒成立,
所以与零点相等,
令可得,
令可得
所以函数的零点为 ,函数的零点为,
所以
对于A选项:,
可知,
故,所以,
当且仅当,即取等号,所以A正确;
对于B选项:,可知,即,显然,
所以,
当且仅当时等号成立,故B错误;
对于C选项:由可知,易知,,
故,
所以,
故,当且仅当,即取等号,所以C正确;
对于D选项:由可知,,
由A选项可知,所以,当且仅当取最小值,所以D错误.
故选:AC.
三、填空题(本大题共3小题,每小题5分,共15分)
12. 已知函数,则__________.
【答案】
【解析】
【分析】根据分段函数解析式,代入直接求解即可.
【详解】因为,
所以.
故答案为:.
13. 在三棱锥中,O为的外心,底面ABC,,,且,则三棱锥外接球的表面积为______.
【答案】
【解析】
【分析】先求底面的外接圆半径,确定三棱锥外接球球心的位置,列方程求出三棱锥外接球半径,进而可求其表面积.
【详解】如图:
设的外接圆半径为,三棱锥外接球的半径为.
在中,,所以.
记三棱锥外接球的球心为,
由 .
故三棱锥外接球的表面积为:.
故答案为:
14. 已知函数,为的零点,为图象的对称轴,且在上单调,则的最大值为________.
【答案】
【解析】
【分析】利用正弦函数的性质及条件可求得ω的表达式,再根据函数在上单调可知-=≤=,求得ω≤12,经验证ω=11不满足题意,ω=9满足条件,得解.
【详解】因为x=-为f(x)的零点,x=为f(x)的图象的对称轴,
所以-=+,即=T=· (k∈Z),
所以ω=2k+1(k∈Z),
又因为f(x)在上单调,所以-=≤=,解得ω≤12,
ω=11时f(x)=sin在上单调递增,在上单调递减,不成立,
ω=9时满足条件,由此得ω的最大值为9.
故答案为:9
四、解答题(共77分.解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤)
15. 设函数,曲线在点处的切线方程为.
(1)求的值:
(2)求函数的极值.
【答案】(1)
(2)极大值为,极小值为.
【解析】
【分析】(1)利用切点既在曲线上又在切线上及导数的几何意义即可求解;
(2)根据(1)的结论,求出函数,利用导数法求函数的极值的步骤即可求解.
【小问1详解】
因为,
所以,
,
切线过点,
,
由导数的几何意义可知,斜率,
.
【小问2详解】
由(1)知,,可得,
,
令,则,解得 或,
当 或时,,
当 时,,
所以在和上单调递增,在上单调递减,
从而可知 是函数的极大值点,极大值为,
是函数的极小值点,极小值为.
所以函数的极大值为,极小值为.
16. 如图,在四边形中,.
(1)求的值;
(2)若,且的面积是面积的4倍,求的长.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)在中,结合 以及,运用正弦定理以及差角的正弦公式,再运用同角三角函数的基本关系,即可得解;
(2)根据(1)中结论,结合,运用正弦定理可求得,再根据二倍角公式求出,最后利用三角形面积公式列出方程,即可解得.
【小问1详解】
设,则,
由正弦定理可知,,即,
整理得,又因为,,
可解得,即.
【小问2详解】
由(1)可知,,.
由正弦定理可知,,解得,
又, .
,.
,
,,
,
解得.
17. 如图,在四棱锥中,底面为梯形,,,,,平面平面,E为棱上一点.
(1)过点E在平面内能否作一条直线与平面 垂直?若不能,请说明理由;
(2)若时,求直线与平面所成角的正弦值.
【答案】(1)能 (2).
【解析】
【分析】(1)过E作交棱于F,为所求作的直线.通过证明平面 ,,可得平面 ;
(2)取的中点O,的中点M,连结,由题可得两两垂直,如图建立空间直角坐标系,算出平面的法向量与坐标,据此可得答案.
【小问1详解】
过E作交棱于F,为所求作的直线.
因为平面平面,且,
平面平面,平面,
所以平面 ,又因为,
所以平面 ;
【小问2详解】
取的中点O,的中点M,连接,
因,则 ,又平面平面, 平面 ,
则 平面,又易得,则 平面 .
从而两两垂直.如图,以O为坐标原点,建立空间直角坐标系如图所示,
则, , ,, ,
所以,,
设平面的法向量为,
则,令,则,,所以,
因为,所以,
则,所以,
因为,,,
设与平面所成的角为 ,则,
故直线与平面所成角的正弦值为.
18. 已知椭圆: 的左,右焦点为,,点是椭圆上任意一点,的最小值是.
(1)求椭圆的方程;
(2)设为椭圆的上,下顶点,为椭圆上异于的两点,记直线,的斜率分别为,,且 .
(i)证明:直线过定点;
(ii)设直线与直线交于点,直线 的斜率为,试探究,,满足的关系式,并给出证明.
【答案】(1)
(2)(i)证明:若直线的斜率不存在,则 ,这与 矛盾,不合题意;
当直线的斜率存在时,设的方程为,,
联立,消去整理可得 ,
又 ,可得;
易知,所以;
又 ,
即
;
又 ,且 恒成立,
所以 ,解得,
即的方程为,因此直线恒过点.
(ii)由(i)可知,直线的方程为 ,直线的方程为 ,如下图所示:
联立可得,
解得,即点在上;
记与轴交点为,
则,所以,
,所以
,所以
又因为,,同号,所以.
【解析】
【分析】(1)将转化为,再由 即可求出结果;
(2)(i)设的方程为,,联立直线与椭圆方程并结合韦达定理以及 ,化简计算即可求得直线恒过点;
(ii)写出直线和直线的方程,作比值化简得出,即可得点在上,记与轴交点为,借助将,,表示出来即可得出它们的关系.
【小问1详解】
由椭圆: 可知 ,因此 ,
,
易知当 时,取得最小值,即 ,
解得 ,所以 ,
即椭圆的方程为 ;
【小问2详解】
(i)略
(ii)略
【点睛】关键点点睛:在求解,,之间的关系时,关键是求出点在定直线上,并借助得出其表达式即可知.
19. 某公司为了开拓新产品市场,组织人类挑战机器人对抗赛活动.每局比赛只有胜和负两种情况,无平局,每局比赛挑战者战胜机器人的概率为,胜者记2分,其余记1分.每个挑战者只能挑战一局,每局胜负不受其他因素的影响.
(1)求三局比赛中,人类队累计得分的分布列和数学期望;
(2)若局比赛中,人类队累计得分为分的概率为,求;
(3)若采用“比赛赛满 局,胜方至少获得局胜利”的赛制,人类队取胜的概率为;若采用“比赛赛满 局,胜方至少获得局胜利”的赛制,人类队取胜的概率为,比较与的大小,并说明其统计意义.
【答案】(1)的分布列为
Y
3
4
5
6
4 (2)
(3),统计意义为:在人类队每局获胜概率为的条件下,局数越多,人类队获胜的概率越小.
【解析】
【分析】(1)得到比赛得分为Y的所有可能取值为3,4,5,6,求得相应的概率,列出随机变量的分布列,结合期望的公式,求得数学期望;(2)利用概率的乘法公式列出,再通过错位相减的方法求出;(3)分别利用概率的乘法公式求出和,再利用做差法比较大小,根据大小情况写出实际意义即可.
【小问1详解】
的所有可能取值为3,4,5,6,
的分布列为
Y
3
4
5
6
数学期望.
【小问2详解】
依题意,局比赛中,人类队累计得分为分,即局中有2局人类队取胜,
当时,,
当时,也符合上式.
,
设
得:
,
,
【小问3详解】
设“赛满 局人类队获胜”为事件 ,要使事件 发生,有两种情况:第一阶段赛满 局人类队胜,记为事件,和第一阶段赛满 局人类队负,记为事件
①若第一阶段人类队胜,则人类队在前 局至少胜局,分为人类队至少胜 局和人类队恰好胜局,
(i)若人类队至少胜 局,无论后面两局结果如何,最终人类队获胜;
(ii)若人类队恰好胜局,且后面两局中人类队均负的概率为,
.
②若第一阶段人类负,则人类队恰好胜了局,而后两局必须全胜才能使得人类队最后获胜,
,
,
.
在人类队每局获胜概率为的条件下,局数越多,人类队获胜的概率越小.
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