内容正文:
2023级高三上学期数学试题
考试时间: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. 已知复数满足,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】根据复数的除法运算计算即可得解.
【详解】,则.
故选:A.
2. 已知集合,,则( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】根据给定条件,利用交集的定义直接求解.
【详解】集合,,则,
所以.
故选:C
3. 已知椭圆,则“”是“椭圆的离心率为”的( )
A. 充要条件 B. 充分不必要条件
C. 必要不充分条件 D. 既不充分也不必要条件
【答案】B
【解析】
【分析】根据椭圆离心率定义,对参数的取值进行分类讨论即可判断出结论.
【详解】由可得椭圆,此时离心率为,
此时充分性成立;
若椭圆的离心率为,当时,可得离心率为,解得,
即必要性不成立;
综上可知,“”是“椭圆的离心率为”的充分不必要条件.
故选:B.
4. 已知函数的定义域为R,若,则( )
A. 0 B. 1 C. 2 D. 3
【答案】A
【解析】
【分析】利用奇偶性和对称性求得函数周期为4,然后由周期性和奇函数的性质可得.
【详解】因为,
所以,即,
又,函数的定义域为R,
所以,是定义域为R的奇函数,所以,,
所以,,故,
所以是以4为周期的周期函数,
所以.
故选:A
5. 则的大小关系是
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】设,可知,作出角的三角函数线,可得到答案.
【详解】设,则,
作出角的三角函数线,如下图,
则,,,
又在中,,则,
故,即.
故选:A.
【点睛】本题考查了三角函数值的大小比较,利用三角函数线是解决本题的关键,属于基础题.
6. 已知f(x)是定义在(0,+∞) 上的非负可导函数,且满足xf′(x)+f(x)≤0,对任意的0<a<b,则必有( ).
A. af(b)≤bf(a) B. bf(a)≤af(b)
C. af(a)≤f(b) D. bf(b)≤f(a)
【答案】A
【解析】
【详解】因为xf′(x)≤-f(x),f(x)≥0,
所以′=≤≤0,
则函数在(0,+∞)上单调递减.
由于0<a<b,则,即af(b)≤bf(a)
7. 已知双曲线的左、右焦点分别为,,过的直线与轴相交于点,与双曲线在第一象限部分的交点为,且,,则双曲线的离心率为( )
A. B. 2 C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】由三角形与相似结合双曲线定义依次求出,再在焦三角形中由勾股定理列出方程即可求解.
【详解】因为,,
所以与相似,所以,
所以,则,
所以由得,
所以,解得(舍去)或.
所以双曲线的离心率为.
故选:D
8. 如图,正方体的棱长为,为的中点,动点从点出发,沿运动,最后返回.已知的运动速度为,那么三棱锥的体积(单位:)关于时间(单位:)的函数图象大致为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】讨论点在线段、、、上运动,求解体积即可得答案.
【详解】(1)当时,在线段上运动,此时,,所以;
(2)当时,在线段上,因为平面,所以到平面的距离为定值,所以为定值,;
(3)当时,在线段上,取的中点,,此时,同理可得,所以;
(4)当时,在线段上,因为平面,所以到平面的距离为定值,所以为定值,.
故选B.
【点睛】本题主要考查了棱锥的体积公式及空间想象力,本题的难点在于动点在不同的线段上运动时需要分别求体积,属于难题.
二、多选题: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. 如图所示,4个长为,宽为的长方形,拼成一个正方形,中间围成一个小正方形,则以下说法中正确的是( )
A. B. 当时,,,,四点重合
C. D.
【答案】ABD
【解析】
【分析】
根据图形的构成,结合面积之间的关系即可求出答案.
【详解】由图可知正方形ABCD的面积不小于4个长方形的面积之和,即有,故A正确;
因为正方形的面积为,结合图形可知,且当α=b时,,,四点重合,故BD正确;
但是正方形的面积与4个长方形的面积之和大小关系不定,因此选项C错误.
故选:ABD
【点睛】本题考查了,,的几何意义,利用图形可得到面积之间的关系,考查了数形结合思想,属于中档题.
10. 定义为数列的“优值”.已知某数列的“优值”,前项和为,则( )
A. 数列为等差数列 B. 数列为递减数列
C. D. ,,成等差数列
【答案】AC
【解析】
【分析】由新定义可得,以替换,可得,两式作差可得数列的通项公式,然后逐一核对四个选项得答案.
【详解】由.得①,
所以当时,②,
①-②得当时,,即当时,,
当时,由①知,满足,所以,
数列是首项为2,公差为1的等差数列,故A正确,B错误.
又,所以,故C正确.
,,,故D错误,
故选:AC.
11. 如图,在直角三角形中,,,点是以为直径的半圆弧上的动点,若,则( )
A.
B.
C. 最大值为
D. ,,三点共线时
【答案】ACD
【解析】
【分析】依题意可得为的中点,根据平面向量加法的平行四边形法则判断A,建立平面直角坐标系,求出圆的方程,设,,利用坐标法判断B、C,由三点共线得到,即可求出,从而求出,,即可判断D.
【详解】因为,即为的中点,所以,故A正确;
如图建立平面直角坐标,则,,,,
所以,,则,故B错误;
又,
所以圆的方程为,
设,,
则,又,
所以,
因为,所以,
所以,
所以,故最大值为,故C正确;
因为,,三点共线,所以,
又,,
所以,即,
所以,
所以,又,,
且,即,
所以,所以,所以,故D正确.
故选:ACD
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 两直线与平行的条件是______.
【答案】且,或且
【解析】
【分析】根据直线平行关系得到关于的方程,解出即可.
【详解】当时,直线和直线显然不平行,故,
若直线平行,只需,解得或
故答案为: 且,或且
13. 现有A,B 两组数据,其中A组有4个数据,平均数为2,方差为6,B组有6个数据,平均数为7,方差为1.若将这两组数据混合成一组,则新的一组数据的方差为________.
【答案】9
【解析】
【分析】根据题意,由分层抽样中数据方差的计算公式计算可得答案.
【详解】根据题意,甲组数据的平均数为2,方差为6,乙组数据的平均数为7,方差为1,
则两组数据混合后,新数据的平均数,
则新数据的方差
故答案为:9
14. 在平面四边形ABCD中,,,,则AB的取值范围是_________.
【答案】
【解析】
【分析】首先将平面四边形补形为三角形,成为等腰三角形,在内平移直线使之能满足条件,通过数形结合,分析两个临界点得到的取值范围.
【详解】如图所示,延长交于,平移,当与点重合时,最长(此时为临界位置,不能取)
在中,,,,
由正弦定理可得,即,
由,解得=,
平移,当与点重合时,最短,此时与交于,
在中,,,
由正弦定理知,,即,
解得(此时为临界位置,不能取)
所以的取值范围为
故答案为:
【点睛】本题考查求几何图形中的长度计算,意在考查数形结合分析问题和解决问题的能力,考查正弦定理解三角形,本题的关键是通过平行移动,根据临界点分析出的长度,属于难题.
四、解答题:本题共5小题,共77分.
15. 某机构为调查我国公民对申办奥运会的态度,选了某小区的100位居民调查结果统计如下:
支持
不支持
合计
年龄不大于50岁
80
年龄大于50岁
10
合计
70
100
(1)根据已有数据,把表格数据填写完整;
(2)能否在犯错误的概率不超过5%的前提下认为不同年龄与支持申办奥运无关?
(3)已知在被调查的年龄大于50岁的支持者中有5名女性,其中2位是女教师,现从这5名女性中随机抽取3人,求至多有1位女教师的概率.
附:,
0.100
0.050
0.025
0.010
2.706
3.841
5.024
6.635
【答案】(1)见解析(2)能在犯错误的概率不超过5%的前提下认为不同年龄与支持申办奥运无关
(3)
【解析】
【详解】试题分析:(1)根据条件中所给的数据,列出列联表,填上对应的数据,得到列联表.
(2)假设不同年龄与支持申办奥运无关没有关系,根据上一问做出的列联表,把求得的数据代入求观测值的公式求出观测值,把观测值同临界值进行比较得到结论.(3)列举法确定基本事件,即可求出概率.
试题解析:(1)
支持
不支持
合计
年龄不大于50岁
20
60
80
年龄大于50岁
10
10
20
合计
30
70
100
(2)
所以能在犯错误的概率不超过5%的前提下认为不同年龄与支持申办奥运无关.
(3)记5人为,其中表示教师,从5人任意抽3人的所有等可能事件是:
,,,,,,,,,共10个,其中至多1为教师有7个基本事件:,,,,,,
所以所求概率是.
16. 已知公差不为零的等差数列和等比数列满足,且成等比数列,成等差数列.
(1)求数列和的通项公式;
(2)令,去掉数列中的第项,余下的项顺序不变,构成新数列,写出数列的前4项并求的前项和;
【答案】(1);
(2)3,9,81,243;
【解析】
【分析】(1)由等比中项和等差中项的性质,及等比数列和等差数列的通项公式可得结果;
(2)由分组求和法计算.
【小问1详解】
设等差数列的公差为,等比数列的公比为,由题意得:
,
又,,解得,
所以,;
【小问2详解】
由(1)得,
去掉第项后,前4项依次为3,9,81,243,
,
综上,.
17. 如图,在四棱锥中,四边形ABCD 为直角梯形,AB∥CD, ,平面平面ABCD,F为线段BC的中点,E为线段PF上一点.
(1)证明:;
(2)当EF为何值时,直线BE 与平面PAD夹角的正弦值为.
【答案】(1)
过作,垂足为,
由题意知:为矩形,可得,
由,则为等边三角形,且F为线段BC的中点,则,
又因为平面平面ABCD,平面平面,平面,
可得平面ABCD,且平面,
所以.
(2)2
【解析】
【分析】(1)过作,垂足为,分析可知为等边三角形,可得,结合面面垂直的性质可得平面ABCD,即可得结果;
(2)取线段的中点,连接,建系,设,求平面PAD的法向量,利用空间向量处理线面夹角的问题.
【小问1详解】
略
【小问2详解】
由(1)可知:平面ABCD,
取线段的中点,连接,则∥,,
又因为,可知,
以为坐标原点,分别为轴,建立空间直角坐标系,
则,
因为E为线段PF上一点,设,
可得,
设平面的法向量,则,
令,则,可得,
由题意可得:,
整理得,解得,
所以当,直线BE 与平面PAD夹角的正弦值为.
18. 已知函数.
(1)若在区间上存在不相等的实数,使成立,求的取值范围;
(2)若函数有两个不同的极值点,求证:.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【解析】
【分析】(1)求导,设,根据题意分析可知:原题意等价于在内有正有负,结合二次函数性质分析求解;
(2)根据题意分析可知:原题意等价于有2个根,进而可得,,代入分析证明即可.
【小问1详解】
因为,
注意到在上连续不断,且,
由题意可知:原题意等价于在上不为单调函数,
且,设,原题意等价于在内有正有负,
可知的图象开口向上,对称轴为,
可知:在上为增函数,则,解得,
所以的取值范围为.
【小问2详解】
由(1)可知:,
且,令,可得,
若函数有两个不同的极值点,等价于有2个根,
则,解得:,
由韦达定理可得:,则,
又因为
,
因为,则,可得,
所以.
19. 已知圆心在轴上移动的圆经过点,且与轴,轴分别交于两个动点.记动点轨迹为曲线.
(1)求点的轨迹方程;
(2)设直线与曲线相交于两点,与圆相切于点,若为中点,求的纵坐标取值范围;
(3)过点作圆(圆在曲线内部)的两条切线分别交于曲线于两点(异于点),探究直线是否过定点.
【答案】(1)
(2)
(3)直线恒过点
【解析】
【分析】(1)依题意可知圆的圆心在轴,即圆关于轴对称,三角形是直角三角形,再根据直角三角形射影定理可知,即可得解;
(2)设,利用点差法求出,再根据化简求出,再根据在抛物线内部即可得解;
(3)设过点且斜率存在的直线方程为,直线的斜率分别设为,根据直线与动圆相切可得,再化简,利用韦达定理求出,设方程为,与抛物线方程联立,利用韦达定理求出两根之和与积,再化简求出的关系,即可得出结论.
【小问1详解】
依题意可知圆的圆心在轴,即圆关于轴对称,
三角形是直角三角形,且B点必在y轴右侧,即
由直角三角形射影定理可知,
即,
所以点的轨迹方程为;
【小问2详解】
设,
,
由直线与圆相切可知,即,
,故,
由在抛物线内部可知,故,
即的纵坐标取值范围为;
【小问3详解】
设过点且斜率存在的直线方程为,即,
由该直线与动圆相切可得,
整理得,
易知直线的斜率存在,分别设为,则是方程的两个不等实根,
则有,
由于的斜率不为0,设,设方程为,
代入,得,
则,
,
整理得,即,
即方程为,此时直线恒过点.
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2023级高三上学期数学试题
考试时间: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. 已知复数满足,则( )
A. B. C. D.
2. 已知集合,,则( )
A. B.
C. D.
3. 已知椭圆,则“”是“椭圆的离心率为”的( )
A. 充要条件 B. 充分不必要条件
C. 必要不充分条件 D. 既不充分也不必要条件
4. 已知函数的定义域为R,若,则( )
A. 0 B. 1 C. 2 D. 3
5. 则的大小关系是
A. B. C. D.
6. 已知f(x)是定义在(0,+∞) 上的非负可导函数,且满足xf′(x)+f(x)≤0,对任意的0<a<b,则必有( ).
A. af(b)≤bf(a) B. bf(a)≤af(b)
C. af(a)≤f(b) D. bf(b)≤f(a)
7. 已知双曲线的左、右焦点分别为,,过的直线与轴相交于点,与双曲线在第一象限部分的交点为,且,,则双曲线的离心率为( )
A. B. 2 C. D.
8. 如图,正方体的棱长为,为的中点,动点从点出发,沿运动,最后返回.已知的运动速度为,那么三棱锥的体积(单位:)关于时间(单位:)的函数图象大致为( )
A. B.
C. D.
二、多选题: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. 如图所示,4个长为,宽为的长方形,拼成一个正方形,中间围成一个小正方形,则以下说法中正确的是( )
A. B. 当时,,,,四点重合
C. D.
10. 定义为数列的“优值”.已知某数列的“优值”,前项和为,则( )
A. 数列为等差数列 B. 数列为递减数列
C. D. ,,成等差数列
11. 如图,在直角三角形中,,,点是以为直径的半圆弧上的动点,若,则( )
A.
B.
C. 最大值为
D. ,,三点共线时
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 两直线与平行的条件是______.
13. 现有A,B 两组数据,其中A组有4个数据,平均数为2,方差为6,B组有6个数据,平均数为7,方差为1.若将这两组数据混合成一组,则新的一组数据的方差为________.
14. 在平面四边形ABCD中,,,,则AB的取值范围是_________.
四、解答题:本题共5小题,共77分.
15. 某机构为调查我国公民对申办奥运会的态度,选了某小区的100位居民调查结果统计如下:
支持
不支持
合计
年龄不大于50岁
80
年龄大于50岁
10
合计
70
100
(1)根据已有数据,把表格数据填写完整;
(2)能否在犯错误的概率不超过5%的前提下认为不同年龄与支持申办奥运无关?
(3)已知在被调查的年龄大于50岁的支持者中有5名女性,其中2位是女教师,现从这5名女性中随机抽取3人,求至多有1位女教师的概率.
附:,
0.100
0.050
0.025
0.010
2.706
3.841
5.024
6.635
16. 已知公差不为零的等差数列和等比数列满足,且成等比数列,成等差数列.
(1)求数列和的通项公式;
(2)令,去掉数列中的第项,余下的项顺序不变,构成新数列,写出数列的前4项并求的前项和;
17. 如图,在四棱锥中,四边形ABCD 为直角梯形,AB∥CD, ,平面平面ABCD,F为线段BC的中点,E为线段PF上一点.
(1)证明:;
(2)当EF为何值时,直线BE 与平面PAD夹角的正弦值为.
18. 已知函数.
(1)若在区间上存在不相等的实数,使成立,求的取值范围;
(2)若函数有两个不同的极值点,求证:.
19. 已知圆心在轴上移动的圆经过点,且与轴,轴分别交于两个动点.记动点轨迹为曲线.
(1)求点的轨迹方程;
(2)设直线与曲线相交于两点,与圆相切于点,若为中点,求的纵坐标取值范围;
(3)过点作圆(圆在曲线内部)的两条切线分别交于曲线于两点(异于点),探究直线是否过定点.
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