内容正文:
数 学 试 卷
注意事项:
1.答卷前,考生务必用黑色字迹钢笔或签字笔将自己的姓名、考生号、考场号和座位号填写在答题卡上.
2.作答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案,答在试卷上无效.
3.非选择题必须用黑色字迹钢笔或签字笔作答,答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上;如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新的答案.
4.本试卷共2页,共19小题,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,只有一个选项是正确的.请把正确的选项填涂在答题卡相应的位置上.
1. 已知双曲线的左、右焦点为,,双曲线C上有一点P,若,则( )
A. 10 B. 2 C. 2或10 D. 4或14
2. 已知集合,,若,则的所有可能取值构成的集合的真子集个数为( )
A. 2 B. 3 C. 6 D. 7
3. 已知是虚数单位,复数满足,则( )
A. B. C. D. 5
4. 已知函数的定义域是,其图象如图所示,则不等式的解集是( )
A. B.
C D.
5. 记函数的最小正周期为,若,且的图象关于点中心对称,则( )
A. 1 B. 2 C. D. 3
6. 已知圆:和圆:,若位于第一象限的点在两圆的公共弦上,则的最小值为( )
A. 2 B. C. D.
7. 设函数与的图象有公共点,则实数a的取值范围为( )
A. B. C. D.
8. 已知等差数列满足,数列满足,则的前项和为( )
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.在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求.全部选对得6分,选对但不全的得部分分,有选错的得0分.
9. 已知抛物线的焦点为,过的直线与交于,两点,则( )
A. 的准线方程为 B. 若,则
C. 的最大值为16 D. 为钝角
10. 在中,,,,则( )
A. B.
C. 的面积为 D. 外接圆的直径是
11. 如图,正三棱柱的每条棱的长度均为为棱的中点,底面,点在平面的上方,且,则( )
A. 平面平面
B. 四面体外接球的表面积为
C. 直线与直线相交
D. 四面体与正三棱柱的公共部分的体积为
三、填空题:本大题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知非零向量的夹角为,若,则的最小值为___________.
13. 如图是一块高尔顿板的示意图,在一块木板上钉着若干排相互平行但相互错开的圆柱形小木钉,小木钉之间留有适当的空隙作为通道,前面挡有一块玻璃.将小球从顶端放入,小球下落的过程中,每次碰到小木钉后都等可能地向左或向右落下,后落入底部的格子中.记格子从左到右的编号分别为,用表示小球最后落入格子的号码,若,则______.
14. 曲线在处的切线也是曲线的切线,则实数________.
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. 人工智能对人们的生活有较大的影响,为了让老师更加重视人工智能,某校随机抽出30名男教师和20名女教师参加学校组织的“人工智能”相关知识问卷调查(满分100分),若分数为80分及以上的为优秀,其他为非优秀,统计并得到如下列联表:
男教师
女教师
总计
优秀
20
15
35
非优秀
10
5
15
总计
30
20
50
(1)根据小概率值独立性检验,能否认为这次成绩是否优秀与性别有关?
(2)从样本中成绩非优秀的15名老师中,随机抽取2人进行调研,记抽出的2人中女老师的人数为,求的分布列和数学期望.
附:,其中.
0.1
0.05
0.01
0.001
2.706
3.841
6.635
10.828
16. 已知数列的前项和为,且满足
(1)求证:数列为等比数列;
(2)已知,求数列的前项和.
17. 如图1,在直角梯形中,,,且,现以为一边向外作正方形,然后沿边将正方形翻折,使平面与平面垂直,如图2.
(1)求证:平面;
(2)求与平面所成角的正弦值.
18. 已知椭圆C:的左、右焦点分别为,,离心率为.点M是椭圆C上一点,满足,O为坐标原点.
(1)求C的方程;
(2)设,若C上一点N与点M不关于x轴对称,且满足.
(ⅰ)证明:直线MN恒过x轴上的一个点;
(ⅱ)求面积的取值范围.
19. 已知函数.
(1)当时,求证:;
(2)若对于恒成立,求取值范围;
(3)若存在,使得,求证:.
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数 学 试 卷
注意事项:
1.答卷前,考生务必用黑色字迹钢笔或签字笔将自己的姓名、考生号、考场号和座位号填写在答题卡上.
2.作答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案,答在试卷上无效.
3.非选择题必须用黑色字迹钢笔或签字笔作答,答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上;如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新的答案.
4.本试卷共2页,共19小题,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,只有一个选项是正确的.请把正确的选项填涂在答题卡相应的位置上.
1. 已知双曲线的左、右焦点为,,双曲线C上有一点P,若,则( )
A. 10 B. 2 C. 2或10 D. 4或14
【答案】A
【解析】
【分析】根据双曲线的定义求得正确答案.
【详解】依题意,,
因为,所以在双曲线的左支,
所以,故.
故选:A
2. 已知集合,,若,则的所有可能取值构成的集合的真子集个数为( )
A. 2 B. 3 C. 6 D. 7
【答案】D
【解析】
【分析】利用分类讨论参数,根据子集关系可求得参数的集合,再通过元素个数确定真子集个数.
【详解】当时,,成立,
当时,,
因为,故或,此时或1,
综上,,故真子集个数为.
故选:D.
3. 已知是虚数单位,复数满足,则( )
A. B. C. D. 5
【答案】C
【解析】
【分析】结合复数的四则运算即可求解.
【详解】由题意,得,
进一步,
故,所以.
故选:C.
4. 已知函数的定义域是,其图象如图所示,则不等式的解集是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】由可得或,利用指数函数的单调性与图象可得出原不等式的解集.
【详解】因为函数的定义域为,由可得或,
解不等式组,结合图形可得,得,
解不等式组,结合图形可得,得.
综上所述,不等式的解集为.
故选:B.
5. 记函数的最小正周期为,若,且的图象关于点中心对称,则( )
A. 1 B. 2 C. D. 3
【答案】B
【解析】
【分析】由的最小正周期的范围,确定,由的图象关于点中心对称,可确定,,,结合,可求出的值,计算即可.
【详解】函数的最小正周期为,满足
,解得:,
又函数图像关于点对称,
,,且,
,,
,解得:,,
,
,
,
.
故选:B
6. 已知圆:和圆:,若位于第一象限的点在两圆的公共弦上,则的最小值为( )
A. 2 B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】判断两圆相交,求出两圆公共弦方程,由点在两圆的公共弦上,得,根据均值不等式求出的最小值.
【详解】由题知:圆:,圆心,半径;
圆:,圆心,半径,
易证得,故两圆相交,
则其公共弦的方程为,
即,则在,即有,
则,
当且仅当,即,时等号成立,即的最小值为.
故选:C.
7. 设函数与的图象有公共点,则实数a的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】利用转化法,把两个函数的图象有交点转化为方程有实数解,通过构造新函数,利用导数的性质判断其单调性,求出最值即可.
【详解】因为函数与的图象有公共点,
所以方程有实数解,即有实数解,
由于,故令,即有实数解,
等价于,有解,
令,,
,,
所以时,,单调递增;
时,,单调递减,
所以,故.
故选:A
8. 已知等差数列满足,数列满足,则的前项和为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】先根据条件求解出的通项公式,再利用构造法求解出的通项公式,最后根据错位相减法求解出.
【详解】设的公差为,因为,所以,所以,
所以,所以,
所以且,所以是首项为公差为的等差数列,
所以,所以,
所以,
所以,
所以,
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.在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求.全部选对得6分,选对但不全的得部分分,有选错的得0分.
9. 已知抛物线的焦点为,过的直线与交于,两点,则( )
A. 的准线方程为 B. 若,则
C. 的最大值为16 D. 为钝角
【答案】ABD
【解析】
【分析】直接求抛物线准线方程判断A;直线的斜率不存在时和直线的斜率存在两种情况分别求解,当直线的斜率存在时,设其方程为),与抛物线方程联立,得出根与系数的关系,再由抛物线定义表示出,可判断BC;由判断D.
【详解】如图:
由已知得焦点,准线方程为,A正确;
当直线的斜率不存在时,,其中,
当直线斜率存在时,设其方程为,
与抛物线方程联立,得,
,,
由抛物线定义知,,
若,则,B正确;
,
所以的最小值为16,C错误;
由
,
所以为钝角,D正确.
故选:ABD
10. 在中,,,,则( )
A. B.
C. 的面积为 D. 外接圆的直径是
【答案】AD
【解析】
【分析】根据三角函数的性质求出,再利用余弦定理求出,接着根据正弦定理求出外接圆直径,然后求出,最后根据三角形面积公式求出三角形面积,再结合大边对大角判断角的范围,从而对各选项进行判断.
【详解】已知,因为是三角形内角,即,
根据三角函数平方关系,可得:
根据余弦定理,
已知,,,代入可得:,
所以.
根据正弦定理,可得,
将,,代入可得:
,所以选项正确.
因为,根据大边对大角可知,又因为,
且是三角形内角,所以,那么,
同时,所以选项错误.
根据三角形面积公式,将,,代入可得:
,所以C选项错误.
根据正弦定理(为外接圆半径),
可得外接圆直径,所以选项正确.
故选:AD.
11. 如图,正三棱柱的每条棱的长度均为为棱的中点,底面,点在平面的上方,且,则( )
A 平面平面
B. 四面体外接球的表面积为
C. 直线与直线相交
D. 四面体与正三棱柱的公共部分的体积为
【答案】AB
【解析】
【分析】根据线面垂直的判定定理证明线面垂直,进而证明面面垂直,判断A;因为四面体是侧棱垂直于底面,且底面为直角三角形的三棱锥,所以可根据对应的模型求得外接球半径,从而求得外接球表面积,以判断B;用反法思想证明直线与直线不相交,以判断C;四面体与正三棱柱的公共部分为棱台,可用三棱锥相似及四面体与求得公共部分体积,判断D.
【详解】对于A,正中,因为为棱的中点,所以,.
因为正三棱柱中,侧棱平面,平面,所以.
平面,所以平面.
因为平面,所以平面平面.所以A正确.
对于B,四面体中,底面.
因为,所以是直角三角形,所以其外接圆半径为.
所以四面体的外接球半径.
所以四面体外接球的表面积为.所以B正确.
对于C,因为侧棱平面,底面,所以平行于.
因为平面,平面,所以平面.
所以平面平面.
若直线与直线相交,记交点为M,则,又,直线与直线有两个公共点,
所以重合,显然不成立,所以直线与直线不相交.所以C错误.
对于D,如图,记,连接,交于点H.
连接,交于点G,连接.
四面体与正三棱柱的公共部分为三棱台.
因为.
所以.
所以.
四面体与正三棱柱的公共部分的体积为.故D错误.
故选:AB.
三、填空题:本大题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知非零向量的夹角为,若,则的最小值为___________.
【答案】
【解析】
【分析】将平方后利用二次函数的性质可求其最小值.
【详解】因为,
故
,
,
故当时,的最小值为,
故最小值为.
故答案为:.
13. 如图是一块高尔顿板的示意图,在一块木板上钉着若干排相互平行但相互错开的圆柱形小木钉,小木钉之间留有适当的空隙作为通道,前面挡有一块玻璃.将小球从顶端放入,小球下落的过程中,每次碰到小木钉后都等可能地向左或向右落下,后落入底部的格子中.记格子从左到右的编号分别为,用表示小球最后落入格子的号码,若,则______.
【答案】5
【解析】
【分析】分析得到~,有,由二项式系数的性质求最大值.
【详解】小球在下落的过程中,共10次等可能的向左或向右落下,则小球落入底部的格子号码服从二项分布,
且落入格子的号码即向右次数,即~,
所以,
由二项式系数的对称性可知当时,最大,即最大,所以.
故答案为:5.
14. 曲线在处的切线也是曲线的切线,则实数________.
【答案】
【解析】
【分析】根据导数的几何意义,结合导数的运算法则和常见函数的导数进行求解即可.
详解】对于,
当时,,
又,所以,切线斜率为,切点为;
则曲线在处的切线为,
令,则,设切点,由,解得,
则.
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. 人工智能对人们的生活有较大的影响,为了让老师更加重视人工智能,某校随机抽出30名男教师和20名女教师参加学校组织的“人工智能”相关知识问卷调查(满分100分),若分数为80分及以上的为优秀,其他为非优秀,统计并得到如下列联表:
男教师
女教师
总计
优秀
20
15
35
非优秀
10
5
15
总计
30
20
50
(1)根据小概率值的独立性检验,能否认为这次成绩是否优秀与性别有关?
(2)从样本中成绩非优秀的15名老师中,随机抽取2人进行调研,记抽出的2人中女老师的人数为,求的分布列和数学期望.
附:,其中.
0.1
0.05
0.01
0.001
2.706
3.841
6.635
10.828
【答案】(1)不能认为这次成绩是否优秀与性别有关.
(2)分布列见解析,
【解析】
【分析】(1)先作出零假设,根据列联表计算出,所以不能认为这次成绩是否优秀与性别有关.
(2)先写出的可能取值为,再根据题目算出对应的概率,列出概率分布列,求出数学期望即可.
【小问1详解】
零假设 : 这次成绩是否优秀与性别无关.
根据表中数据,计算得到
根据小概率值的独立性检验,推断成立,所以不能认为这次成绩是否优秀与性别有关.
【小问2详解】
的可能取值为.
; ; ;
的分布列为:
0
1
2
数学期望.
16. 已知数列的前项和为,且满足
(1)求证:数列为等比数列;
(2)已知,求数列的前项和.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【解析】
【分析】(1)根据与的关系结合题设求证即可;
(2)由(1)可得,进而得到,再利用分组求和法求解即可.
【小问1详解】
当时,,解得;
当时,由,可得,
两式相减得,所以,
又因为,所以数列是首项为,公比为2的等比数列.
【小问2详解】
由(1)可知,即,
所以,
设数列的前项和为,
所以
.
17. 如图1,在直角梯形中,,,且,现以为一边向外作正方形,然后沿边将正方形翻折,使平面与平面垂直,如图2.
(1)求证:平面;
(2)求与平面所成角的正弦值.
【答案】(1)证明见解析;
(2).
【解析】
【分析】(1)由面面垂直的性质定理和线面垂直的判定定理证明即可;
(2)以为原点,,,分别为,,轴建立如图所示空间直角坐标系,求出直线的方向向量与平面的法向量,由线面角的向量公式求解即可;
【小问1详解】
在正方形中,,
平面平面,且平面平面,平面,
平面,又平面,则,
在直角梯形中,,,得,
在中,,,,则,
,,平面,
平面;
【小问2详解】
以为原点,,,分别为,,轴建立如图所示空间直角坐标系,
因为,,根据正方形得,
所以,,,,
设平面的一个法向量为,且,,
所以,即,取,则,
设与平面所成角为,,
.
所以与平面所成角的正弦值为.
18. 已知椭圆C:的左、右焦点分别为,,离心率为.点M是椭圆C上一点,满足,O为坐标原点.
(1)求C的方程;
(2)设,若C上的一点N与点M不关于x轴对称,且满足.
(ⅰ)证明:直线MN恒过x轴上的一个点;
(ⅱ)求面积的取值范围.
【答案】(1)
(2)(ⅰ)证明见解析;
(ⅱ)
【解析】
【分析】(1)根据椭圆的定义和离心率进行求解;
(2)(ⅰ)设直线MN的方程为,根据得到直线的斜率关系,根据韦达定理列方程求出的关系,进行证明;
(ⅱ)先求出的取值范围,再求出三角形的面积范围.
【小问1详解】
根据题意可得,所以,
又,所以,所以,
所以C的方程为;
【小问2详解】
(ⅰ)设直线MN的方程为,点,
则,
因为,所以,
整理得,即,
化简并整理得:,①
联立,消去得,
,化简并整理得,
由韦达定理可得,②
将②代入①得,
化简并整理得:,
所以直线MN的方程为,
所以直线MN恒过点;
(ⅱ)由(ⅰ)可知直线MN恒过点,当直线MN与x轴重合时,M、N、T三点共线,此时不构成三角形;
当直线MN与x轴不重合时,设直线MN的方程为,
联立,消去得,
所以,
所以,
令,则,,所以,
根据对勾函数的性质可知:在上单调递增,所以,
所以,
所以,
综上所述,面积的取值范围为.
19. 已知函数.
(1)当时,求证:;
(2)若对于恒成立,求的取值范围;
(3)若存在,使得,求证:.
【答案】(1)证明见解析
(2)
(3)证明见解析
【解析】
分析】(1)由由,得,构造函数,求解单调性,证明结果;
(2)求解令,则,分类讨论求解的范围;
(3)由(2)知,设,判断单调性,,所以只需证,由,即,只需证
(*)进而证明结果.
【小问1详解】
由,得.
要证,只需证.
令,则.
当时,,则单调递减,
当时,,则单调递增,
所以,故,
因此.
【小问2详解】
令,则
①当时,由,得,
因此,满足题意.
②当时,由,得,
因此,则在上单调递增.
若,则,
则在上单调递增,
所以,满足题意;
若,则,
因此在存在唯一的零点,且,
当时,单调递减,
当时,单调递增,
所以,不合题意.
综上,的取值范围为.
小问3详解】
由(2)知,设,
则在上单调递减,在上单调递增,
注意到,
故在上存在唯一的零点.
注意到,且在上单调递增.
要证明,只需证,
因为,所以只需证,
即证.
因为,即,
所以,只需证,
只需证(*)
由(1)得,
因此,
设,
则,所以在上单调递增,
所以,
从而,即,因此(*)得证,
从而.
第1页/共1页
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