内容正文:
期末模拟(六)
一、单项选择题
1. 已知集合,则集合的真子集个数为( )
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
【答案】C
【解析】
【分析】先得到集合,再根据集合真子集个数计算即可.
【详解】已知集合,则集合的真子集个数为.
故选:C.
2. 已知等差数列的前项和为,等比数列的前项积为,则的值为( )
A. 58 B. 57 C. 56 D. 55
【答案】D
【解析】
【分析】利用下标和性质分别求出和即可得解.
【详解】设等差数列的首项为,等比数列的首项为,
则,
所以.
故选:D
3. 某校有住宿的男生400人,住宿的女生600人,为了解住宿生每天运动时间,通过分层随机抽样的方法抽到100名学生,其中男生、女生每天运动时间的平均值分别为100分钟、80分钟.结合此数据,请你估计该校全体住宿学生每天运动时间的平均值为( )
A. 98分钟 B. 90分钟 C. 88分钟 D. 85分钟
【答案】C
【解析】
【分析】由分层抽样的性质可得抽取的男女生人数,进而可得样本中学生每天运动时间的平均值,即可得解.
【详解】由分层抽样的性质可得抽取男生人,女生人,
则样本中学生每天运动时间的平均值(分钟),
故可估计该校全体住宿学生每天运动时间的平均值为88分钟.
故选:C.
【点睛】本题考查了分层抽样的应用,考查了总体平均数的估计,属于基础题.
4. 若过点(2,1)的圆与两坐标轴都相切,则圆心到直线的距离为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】由题意可知圆心在第一象限,设圆心的坐标为,可得圆的半径为,写出圆的标准方程,利用点在圆上,求得实数的值,利用点到直线的距离公式可求出圆心到直线的距离.
【详解】由于圆上的点在第一象限,若圆心不在第一象限,
则圆与至少与一条坐标轴相交,不合乎题意,所以圆心必在第一象限,
设圆心的坐标为,则圆的半径为,
圆的标准方程为.
由题意可得,
可得,解得或,
所以圆心的坐标为或,
圆心到直线的距离均为;
圆心到直线的距离均为
圆心到直线的距离均为;
所以,圆心到直线的距离为.
故选:B.
【点睛】本题考查圆心到直线距离的计算,求出圆的方程是解题的关键,考查计算能力,属于中等题.
5. 已知函数的定义域为,为偶函数,为奇函数,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】推导出函数是以为周期的周期函数,由已知条件得出,结合已知条件可得出结论.
【详解】因为函数为偶函数,则,可得,
因为函数为奇函数,则,所以,,
所以,,即,
故函数是以为周期的周期函数,
因为函数为奇函数,则,
故,其它三个选项未知.
故选:B.
6. 设函数在的图像大致如下图,则f(x)的最小正周期为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】根据三角函数的图像和性质即可解得.
【详解】因为图像经过,
所以.
即.
解得.
由图像可知,即,
解得,所以,.
所以的最小正周期为.
故选:C
7. 2025年春节,国产电影《哪吒之魔童闹海》火遍全球,更是于2月18日登顶全球动画榜.甲、乙、丙、丁、戊五位同学打算去蚌埠固镇、天津陈塘关、南阳西峡县三个哪吒故里旅游打卡,每位同学只去一个地方,每个地方至少去1人,则不同的安排方法有( )
A. 120种 B. 150种 C. 180种 D. 300种
【答案】B
【解析】
【分析】将五位同学分成三组,各组人数分别为1,1,3或1,2,2,进行求解.
【详解】将五位同学分成三组,各组人数分别为1,1,3或1,2,2.
当各组人数为1,1,3时,共有种安排方法;
当各组人数为1,2,2时,共有种安排方法,
所以不同的安排方法有种.
故选:B.
8. 若,设函数的零点为,的零点为,则的取值范围( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】函数的零点是与图象交点的横坐标,函数的零点是与图象交点的横坐标,数形结合可得出,再将代数式与相乘,展开后利用基本不等式可求得的取值范围.
【详解】函数的零点是与图象交点的横坐标,
函数的零点是与图象交点的横坐标,
由于与互为反函数,其图象关于直线对称,
直线与直线垂直,
故直线与直线的交点即是的中点,
,,
当且仅当时等号成立,故,
故所求的取值范围是.
故选:B.
二、多项选择题
9. 如图,平行四边形ABCD中,AB=2,AD=4,,E为CD的中点,AE与DB交于F,则( )
A. 在方向上的投影为0 B.
C. D.
【答案】AB
【解析】
【分析】根据向量投影、向量线性运算、向量数量积、向量的模等知识对选项进行分析,由此确定正确选项.
【详解】平行四边形中,,
所以,
所以,为的中点,与交于,所以在方向上的投影为0,所以A正确;
,,.所以B正确;
,所以C不正确;
因为,所以,所以D不正确.
故选:AB
10. 已知椭圆的左、右焦点分别为,长轴长为4,点在椭圆外,点在椭圆上,则( )
A. 椭圆的离心率的取值范围是
B. 当椭圆的离心率为时,的取值范围是
C. 存在点使得
D. 的最小值为1
【答案】BCD
【解析】
【分析】根据点在椭圆外,即可求出的取值范围,即可求出离心率的取值范围,从而判断A,根据离心率求出,则,即可判断B,设上顶点,得到,即可判断C,利用基本不等式判断D.
【详解】解:由题意得,又点在椭圆外,则,解得,
所以椭圆的离心率,即椭圆的离心率的取值范围是,故A不正确;
当时,,,所以的取值范围是,即,故B正确;
设椭圆的上顶点为,,,由于,
所以存在点使得,故C正确;
,
当且仅当时,等号成立,
又,
所以,故D正确.
故选:BCD
11. 意大利人斐波那契于1202年从兔子繁殖问题中发现了这样的一列数:1,1,2,3,5,8,13,….即从第三项开始,每一项都是它前两项的和.后人为了纪念他,就把这一列数称为斐波那契数列.下面关于斐波那契数列说法正确的是( )
A.
B. 是奇数
C.
D.
【答案】AD
【解析】
【分析】由已知得数列满足递推关系,选项A:直接递推求解;选项B:观察数列每三项都是奇、奇、偶重复循环可得;选项C:假设正确,然后推出矛盾;选项D:利用递推式计算.
【详解】由已知得数列满足递推关系.
选项A:
,A正确;
选项B:观察数列可知,数列每三项都是奇、奇、偶重复循环,2022=674×3,恰好能被3整除,且为偶数,所以也为偶数,故B错误;
选项C:若选项C正确,又,则,
同理,依次类推,可得,显然错误,故C错误;
选项D:,
所以,故D正确.
故选:AD.
三、填空题
12. 已知双曲线的左焦点为F,过F且斜率为的直线交双曲线于点,交双曲线的渐近线于点且.若,则双曲线的离心率是_________.
【答案】
【解析】
【分析】联立直线和渐近线方程,可求出点,再根据可求得点,最后根据点在双曲线上,即可解出离心率.
【详解】过且斜率为的直线,渐近线,
联立,得,由,得
而点在双曲线上,于是,解得:,所以离心率.
故答案为:.
13. 已知的两条直角边分别为3,4,以斜边所在直线为轴,其余各边旋转一周形成的曲面围成的几何体体积是______.
【答案】
【解析】
【分析】利用勾股定理求出斜边的长,再求出斜边上的高,从而可知该几何体为两个同底面的圆锥,底面半径为,两个圆锥的高之和为5,进而可求出其体积.
【详解】因为的两条直角边分别为3,4,所以由勾股定理知斜边为5,则斜边上的高为,
所以几何体为两个同底面的圆锥,底面半径为,两个圆锥的高之和为5,
所以该几何体体积为,
故答案为:
14. 写出一个同时具有下列性质①②③的函数_______.
①;②当时,;③是奇函数.
【答案】(答案不唯一,均满足)
【解析】
【分析】根据幂函数的性质可得所求的.
【详解】取,则,满足①,
,时有,满足②,
的定义域为,
又,故是奇函数,满足③.
故答案为:(答案不唯一,均满足)
四、解答题
15. 已知分别为三个内角的对边,向量,.
(1)求;
(2)若.求的面积.
【答案】(1)
(2).
【解析】
【分析】(1)根据数量积的坐标表示可得,利用正弦定理把边化为角,再利用三角形内角和定理、和差公式及辅助角公式即可求解;
(2)利用向量的线性运算可得,结合题意由、向量数量积及面积公式即可求解.
【小问1详解】
因为,所以,
所以,
所以,
所以,
,即,
又,故,即.
【小问2详解】
,所以,
,
,
又,即,
,
或(舍),
故.
16. 如图,在四面体中,,,,、分别为、的中点.
(1)证明:;
(2)若二面角为,求直线与平面所成角的正弦值.
【答案】(1)取的中点,连接、,
因为、分别为、的中点,所以,
因为,即,所以,同理可证,
因为,、平面,故平面,
因为平面,故.
(2)
【解析】
【分析】(1)取的中点,连接、,证明出平面,即可证得结论成立;
(2)构造直棱柱,以点为坐标原点,、所在直线分别为、轴,平面内过点且垂直于的直线为轴建立空间直角坐标系,由二面角的定义可得,利用空间向量法可求得直线与平面所成角的正弦值.
【小问1详解】
略
【小问2详解】
构造直棱柱如图所示,则,因为,则,
因为,,、平面,所以平面,
以点为坐标原点,、所在直线分别为、轴,
平面内过点且垂直于的直线为轴建立如图所示的空间直角坐标系,
因为平面平面,,,
所以二面角的平面角为,则,
因为,,则,
又因为,所以,
所以、、、,
因为、分别为、的中点,所以、,
所以,
设平面的一个法向量为,,,
则,取,可得,
所以,
因此直线与平面所成角的正弦值为.
17. 记,为数列的前n项和,已知,.
(1)求,并证明是等差数列;
(2)求.
【答案】(1),证明如下:
因为①,所以②.
②-①得,,整理得,,
所以(常数),,
所以是首项为6,公差为4的等差数列.
(2)
【解析】
【分析】(1)利用与前n项和的关系,由可得的值,即可求得的值;根据相减法求得为常数,证明其为等差数列;
(2)由(1)中数列为等差数列,对进行奇偶讨论,即可求得.
【小问1详解】
已知,
当时,,;当时,,,所以.
证明:略
【小问2详解】
由(1)知,,,.
当n为偶数时,;
当n为奇数时,.
综上所述,.
18. 已知函数.
(1)若在处的切线斜率为,求;
(2)若恒成立,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)求出函数的导函数,由计算可得;
(2)依题意可得恒成立,令,,利用导数说明函数的单调性,求出函数的最小值,即可得解.
【小问1详解】
因为,
所以,依题意,解得;
【小问2详解】
因为的定义域为,
又,
所以恒成立,
令,,则,
令,,则,所以在上单调递增,
又,,
所以使得,即,,则,
所以当时,当时,
所以在上单调递减,在上单调递增,
所以,所以,
即实数的取值范围为.
19. 已知抛物线的焦点为,为上的动点,到点的距离与到的准线的距离之和的最小值为.
(1)求抛物线的方程;
(2)给出如下的定义:若直线与抛物线有且仅有一个公共点,且与的对称轴不平行,则称直线为抛物线上点处的切线,公共点称为切点.请你运用上述定义解决以下问题:
(ⅰ)证明:抛物线上点处的切线方程为;
(ⅱ)若过点可作抛物线的2条切线,切点分别为、.证明:直线、
的斜率之积为常数.
【答案】(1)
(2)(ⅰ)证明:当抛物线上处的切线斜率存在时,设其方程为,其中,
由得①,
由题意可得,可得,
即,所以,解得,
所以切线方程为,即,
即,即②;
即为上处的切线斜率存在时的方程;
当上处的切线斜率不存在时,即时处切线方程为,符合②式.
所以上处的切线方程为.
(ⅱ)证明:设、,
由(ⅰ)知点处的切线方程为④,
点处的切线方程为⑤,
将分别代入上面两式得.
所以点、的坐标均满足方程,
所以直线方程为,
由④⑤知直线、斜率分别为,,则⑥,
由得,则,可得,
由韦达定理可得,则,
所以直线、斜率之积为常数.
【解析】
【分析】(1)利用抛物线的定义、焦半径公式可求出的值,由此可得出抛物线的方程;
(2)(i)当抛物线上处的切线斜率存在时设其方程为,其中,将该直线方程与抛物线的方程联立,由可求出,代入切线方程可证得结论成立;当切线斜率不存在时,直接验证即可;
(ii)设、、,根据(i)中的结论成立写出直线、的方程,将点的坐标分别代入两切线方程,可得出直线的方程,将直线的方程与抛物线方程联立,结合韦达定理可求出的值,即可证得结论成立.
【小问1详解】
抛物线的焦点,准线方程为,
设动点,动点到其准线的距离为,
由抛物线定义得,则,
当且仅当时取等号,
依题意,,所以抛物线的方程为.
【小问2详解】
(ⅰ)略
(ⅱ)略
【点睛】方法点睛:求定值问题常见的方法有两种:
(1)从特殊入手,求出定值,再证明这个值与变量无关;
(2)直接推理、计算,并在计算推理的过程中消去变量,从而得到定值.
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期末模拟(六)
一、单项选择题
1. 已知集合,则集合的真子集个数为( )
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
2. 已知等差数列的前项和为,等比数列的前项积为,则的值为( )
A. 58 B. 57 C. 56 D. 55
3. 某校有住宿的男生400人,住宿的女生600人,为了解住宿生每天运动时间,通过分层随机抽样的方法抽到100名学生,其中男生、女生每天运动时间的平均值分别为100分钟、80分钟.结合此数据,请你估计该校全体住宿学生每天运动时间的平均值为( )
A. 98分钟 B. 90分钟 C. 88分钟 D. 85分钟
4. 若过点(2,1)的圆与两坐标轴都相切,则圆心到直线的距离为( )
A. B. C. D.
5. 已知函数的定义域为,为偶函数,为奇函数,则( )
A. B. C. D.
6. 设函数在的图像大致如下图,则f(x)的最小正周期为( )
A. B.
C. D.
7. 2025年春节,国产电影《哪吒之魔童闹海》火遍全球,更是于2月18日登顶全球动画榜.甲、乙、丙、丁、戊五位同学打算去蚌埠固镇、天津陈塘关、南阳西峡县三个哪吒故里旅游打卡,每位同学只去一个地方,每个地方至少去1人,则不同的安排方法有( )
A. 120种 B. 150种 C. 180种 D. 300种
8. 若,设函数的零点为,的零点为,则的取值范围( )
A. B. C. D.
二、多项选择题
9. 如图,平行四边形ABCD中,AB=2,AD=4,,E为CD的中点,AE与DB交于F,则( )
A. 在方向上的投影为0 B.
C. D.
10. 已知椭圆的左、右焦点分别为,长轴长为4,点在椭圆外,点在椭圆上,则( )
A. 椭圆的离心率的取值范围是
B. 当椭圆的离心率为时,的取值范围是
C. 存在点使得
D. 的最小值为1
11. 意大利人斐波那契于1202年从兔子繁殖问题中发现了这样的一列数:1,1,2,3,5,8,13,….即从第三项开始,每一项都是它前两项的和.后人为了纪念他,就把这一列数称为斐波那契数列.下面关于斐波那契数列说法正确的是( )
A.
B. 是奇数
C.
D.
三、填空题
12. 已知双曲线的左焦点为F,过F且斜率为的直线交双曲线于点,交双曲线的渐近线于点且.若,则双曲线的离心率是_________.
13. 已知的两条直角边分别为3,4,以斜边所在直线为轴,其余各边旋转一周形成的曲面围成的几何体体积是______.
14. 写出一个同时具有下列性质①②③的函数_______.
①;②当时,;③是奇函数.
四、解答题
15. 已知分别为三个内角的对边,向量,.
(1)求;
(2)若.求的面积.
16. 如图,在四面体中,,,,、分别为、的中点.
(1)证明:;
(2)若二面角为,求直线与平面所成角的正弦值.
17. 记,为数列的前n项和,已知,.
(1)求,并证明是等差数列;
(2)求.
18. 已知函数.
(1)若在处的切线斜率为,求;
(2)若恒成立,求的取值范围.
19. 已知抛物线的焦点为,为上的动点,到点的距离与到的准线的距离之和的最小值为.
(1)求抛物线的方程;
(2)给出如下的定义:若直线与抛物线有且仅有一个公共点,且与的对称轴不平行,则称直线为抛物线上点处的切线,公共点称为切点.请你运用上述定义解决以下问题:
(ⅰ)证明:抛物线上点处的切线方程为;
(ⅱ)若过点可作抛物线的2条切线,切点分别为、.证明:直线、
的斜率之积为常数.
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