内容正文:
高三数学
本试卷共4页,满分150分,考试时间120分钟.
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡上.
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用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.回答非选择题时,将答案写在答题卡上.写在本试卷上无效.
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回.
一、选择题:本大题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题所给的四个选项中,有且只有一项是符合题目要求的.
1. 复数在复平面内对应的点位于( )
A. 第一象限 B. 第二象限 C. 第三象限 D. 第四象限
【答案】A
【解析】
【分析】根据复数运算与复数的几何意义求解即可.
【详解】因为,
所以,其在复平面内对应的点为,位于第一象限.
故选:A
2. 已知集合,集合,若,则实数( )
A. 0 B. 1 C. 2 D. 3
【答案】B
【解析】
【分析】先计算集合,结合集合间的包含关系,计算即可得答案.
【详解】由,解得或,所以.
因,所以且.
由可知,或或,解得或
当时,,不满足集合元素的互异性,舍去;
当时,满足,故.
故选:B.
3. 已知向量,若向量在方向上的投影的数量为,则( )
A B. C. 1 D. 2
【答案】B
【解析】
【分析】首先求出,再由向量在方向上的投影的数量为计算可得.
【详解】由向量,可得,
因为向量在方向上的投影的数量为,
由题意可得,解得.
故选:B
4. 下列函数在定义域内最大值为1的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】根据辅助角公式、二倍角公式和同角三角函数关系式化简,结合三角函数的值域判断各个选项;
【详解】对于A,,最大值为,故A错误;
对于B,,最大值为,故B错误;
对于C,,无最大值,故C错误;
对于D,,最大值1,故D正确.
故选:D.
5. 已知圆柱和圆锥的底面半径均为3,侧面积相等,若圆柱的高为,则圆锥内切球的体积为( )
A B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】先求出圆柱的侧面积,得到圆锥的母线和高,利用圆锥轴截面面积得到方程,求出内切球半径,得到答案.
【详解】设圆柱的底面半径为,圆锥的母线长为,内切球半径为,
则圆柱侧面积为,
所以圆锥的侧面积为,由圆锥侧面积公式可得,
故圆锥母线长,可得圆锥的高.
根据圆锥轴截面面积可知,
化简得,则圆锥内切球体积为.
故选:C
6. 已知平面内点,,动点满足,则到直线的最小距离为( )
A. 1 B. 2 C. 4 D. 6
【答案】B
【解析】
【分析】先算出动点轨迹为圆,结合直线与圆的关系计算最小距离;
【详解】由题意知动点满足,整理得,
故点的轨迹是以为圆心,4为半径的圆,
圆心到直线的距离为,
所以点到直线的最小距离为.
故选:B.
7. 已知公差不为零的等差数列的前项和为,是与的等比中项,且,则数列的前99项和为( )
A. B. C. 98 D. 100
【答案】A
【解析】
【分析】结合等比中项,利用等差数列求和公式基本量运算求得,然后利用并项求和思想求和即可.
【详解】设等差数列的公差为,
由题意知,解得,所以.
设数列的前项和为,
则.
故选:A
8. 已知双曲线:(,)的左、右焦点分别为,,过作渐近线的垂线,垂足为,线段交双曲线于点,且,则双曲线的离心率为( )
A. B. C. 2 D.
【答案】D
【解析】
【分析】由题设依次确定点P,Q的坐标,将Q点坐标代入双曲线方程,化简齐次式即可求解.
【详解】
由题意得直线的方程为,
联立,解得,即.
由可知是线段的中点,所以点坐标为,
因为点在双曲线上,将点坐标代入,得,
又,化简得,所以.
故选:D.
二、选择题:本大题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题所给的四个选项中,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. 某校举行数学建模活动比赛,位评委对甲、乙两个团队的评分如下:
甲队:
乙队:
则下列说法正确的是( )
A. 甲队的平均分数低于乙队的平均分数 B. 甲队得分的方差小于乙队得分的方差
C. 甲队得分的分位数为 D. 乙队得分的众数为
【答案】ACD
【解析】
【分析】利用平均数公式可判断A选项;利用方差公式可判断B选项;利用百分位数的概念可判断C选项;利用众数的概念可判断D选项.
【详解】对于A选项,甲队的平均分数为分,
乙队的平均分数为分,
所以甲队的平均分数低于乙队的平均分数,A对;
对于B选项,甲队得分的方差为,
乙队得分的方差为,
且,故甲队得分的方差大于乙队得分的方差,B错;
对于C选项,因为,故甲队得分的分位数为,C对;
对于D选项,乙队得分的众数为,D对.
故选:ACD.
10. 已知抛物线:()的焦点为,若直线:过点与交于,两点,分别过,两点作抛物线的切线,相交于点,为坐标原点,则( )
A. B. 可能为锐角
C. 若,则 D. 点在定直线上
【答案】ACD
【解析】
【分析】A根据焦点坐标求;B联立直线与抛物线方程,计算可判断;C设直线的倾斜角为,利用抛物线的定义以及可得出,即可求出;D利用导数求出切线方程,设,代入切线方程中,利用同构思想求出直线方程,根据直线过点可求.
【详解】根据直线:过定点,
又直线过点,则,故,故A正确;
设,,由,得,
故,,
则,故是钝角,故B错误;
若,则,
设直线的倾斜角为,不妨设点在第一象限,
因为到焦点的距离等于到准线的距离,
所以,即,同理可得,
所以,解得,
所以,所以,
由对称性可知,,故C正确;
设,因为在第一象限对应的函数为,所以,
所以抛物线在处的切线方程为,
因为,所以,即,
即过点的切线方程为,
同理可得过点的切线方程为,
所以,,
所以直线方程为,
因为直线过点,所以代入得,故D正确.
故选:ACD
11. 已知定义在非零实数集上的函数满足,且是区间上的单调递增函数,则( )
A.
B. 函数是偶函数
C. 不等式的解集为
D. 函数至少有四个极小值点
【答案】BC
【解析】
【分析】对于A,利用赋值法分析判断,对于B,根据偶函数定义分析判断,对于C,根据题意将不等式转化为,然后结合函数的奇偶性和单调性求解即可,对于D,举例分析判断.
【详解】对于A,由,
令,得,得,
令,得,解得,故A错误;
对于B,因为的定义域为,,
令,得,即,
所以函数为偶函数,故B正确;
对于C,不等式,
即,即,
由为偶函数,得,
又是区间上的单调递增函数,
所以解得或,
所以不等式的解集为,故C正确;
对于D,由得,
令,则,故可设,
则,.
当时,,令,则,
令,得;令,得,
故在上单调递减,在上单调递增.
又,当时,,
所以当时,;当时,.
故在上单调递减,在上单调递增,
所以是在上唯一的极小值点.
由函数是偶函数可得,在定义域内有两个极小值点,故D错误.
故选:BC.
三、填空题:本大题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知的展开式中的奇数次幂项的系数之和为64,则实数______.
【答案】
【解析】
【分析】利用赋值法结合条件求解即得.
【详解】设,
令,得①,
令,得②,
①-②得,,由,
所以,解得.
故答案为:.
13. 记数列的前项和为,已知,(),则______.
【答案】
【解析】
【分析】由得,由递推关系可得数列奇数项,偶数项都是等比数列,分组求和即可求解.
【详解】根据题意,数列中,(),
则有①,可得②,①÷②可得.
又,得,故数列的奇数项为首项为1,
公比为2的等比数列,数列的偶数项为首项为2,
公比为2的等比数列,则
.
故答案为:
14. 已知三棱台中,, ,则______.若平面平面,则三棱台的体积为______.
【答案】 ①. ②.
【解析】
【分析】根据余弦定理求线段长度,结合三棱锥的体积进而计算三棱台的体积;
【详解】在中,,,,
则,
所以,且,所以,
在中,由余弦定理可得
.
设直线,,交于点,
过作于,过作于,
因为平面平面,平面平面,
,平面,所以平面,平面,
由知,,分别为,,的中点,
所以,,所以,
在中,,,,,
所以,所以,所以,
在中,,,,
则,所以
所以,
因为,所以三棱台的体积占三棱锥的体积的,
所以所求体积为.
故答案为:①②.
四、解答题:本大题共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. 抛掷一枚质地均匀的硬币3次,设正面向上的次数为.
(1)写出该试验的样本空间,并求已知至少有一次正面向上的条件下,至少有一次反面向上的概率;
(2)求的分布列与数学期望.
【答案】(1)样本空间见解析,概率为
(2)分布列见解析,期望为
【解析】
【分析】(1)列出试验的样本空间,根据样本空间及条件概率的性质求解即可;
(2)先求出X所有可能值的概率,再据此列出分布列即可,最后再根据此求出对应数学期望.
【小问1详解】
抛掷一枚质地均匀的硬币3次,
试验的样本空间为正正正,正正反,正反正,正反反,反正正,反正反,反反正,反反反,
共有8种不同的情况,至少有一次正面向上的次数为7,
至少有一次正面向上且至少有一次反面向上的次数为6,
故所求概率为.
【小问2详解】
由题意可知,的取值为0,1,2,3,
,,
,,
所以的分布列为
0
1
2
3
所以的数学期望.
16. 在锐角中,内角,,的对边分别为,,,为边上一点,,的面积为.
(1)求;
(2)若,,求的最小值.
【答案】(1)
(2)1
【解析】
【分析】(1)两边平方,结合题目条件,余弦定理和面积公式得到,因为为锐角,所以.
(2)设,,则,在中和在中,由正弦定理联立得,因为,所以,求出的最小值.
【小问1详解】
由,两边平方得,故,
所以面积,
由余弦定理及,
得,
因为,所以,因为为锐角,所以.
【小问2详解】
设,,则,
在中,由正弦定理得,
因为,
所以,
则①,
在中,由正弦定理得,
则②,
由①②得,,
因为,所以,所以
所以,故的最小值为1.
17. 已知椭圆:(),点,是上位于第一象限内的两点,为坐标原点,为的左顶点.
(1)若,,,求点的坐标;
(2)若,的离心率的取值范围为,求的长轴长的取值范围;
(3)若,是线段的中点,射线与交于点,证明:为定值.
【答案】(1)
(2)
(3)证明见解析
【解析】
【分析】(1)由题知,,设,再根据解方程即可求得答案;
(2)由题知,再根据解关于的不等式即可得答案;
(3)设点,根据向量关系得,,根据,在曲线上代入联立得,,最后根据距离公式代入化简即可.
【小问1详解】
解:因为,,所以椭圆的方程为,
则,设,所以,
又,联立得,解得或,
又点位于第一象限,所以,,所以
【小问2详解】
解:因为点在上,故,所以,
因为,所以,所以,
因为的离心率的取值范围为,所以,
解得,所以,
所以的长轴长的取值范围为.
【小问3详解】
(3)证明:
设点,,
设,,
因为,都在上,
故,,
又,得,,
所以,,
.
故为定值.
18. 在四棱锥中,四边形为正方形,,为锐角,为棱的中点,平面与平面的交线为,直线与相交于点.
(1)求线段的长度;
(2)若平面,几何体的体积为.
(ⅰ)求平面与平面夹角的正切值;
(ⅱ)若四面体的所有顶点均在球的球面上,求球的表面积.
【答案】(1)2 (2)(ⅰ);(ⅱ)
【解析】
【分析】(1)取的中点为,通过证明AF、BE相交于点G,且G在直线l上,从而找出具体的直线l,在此基础上,进一步找出点Q,并同时根据中位线将PQ和BC联系起来即可;
(2)(ⅰ)取的中点O,连接,,,,通过题干的垂直关系及体积大小列等式解出,从而证明为正三棱柱,最后再根据几何关系证明为所求二面角,并求出正切值即可;(ⅱ)以为原点建立空间直角坐标系,并设,通过列代数方程组解出M点的坐标即可.
【小问1详解】
如图,取的中点为,连接,,
由,,得,
因为四边形为正方形,所以,
则,所以,,,四点共面,
因为,所以,的延长线相交,设交点为,
因为平面平面,所以平面,平面,
即为平面与平面的公共点,
又为平面与平面的公共点,连接,则直线即为交线,
因为在同一平面内两条相交直线有且仅有1个交点,所以与重合,
取的中点为,连接,
因为,,同理,,
所以.
【小问2详解】
(ⅰ)设为的中点,连接,,,,如图所示,
由(1)知,,
所以几何体是以和为底面的三棱柱,
因为平面,即平面,
所以三棱柱为直三棱柱,
则,
解得,
因为为锐角,所以,
即三棱柱为正三棱柱,
所以,,则,,
所以为二面角的平面角,
在直角三角形中,,
所以平面与平面夹角的正切值为.
(ⅱ)由(ⅰ)知平面,以为原点,以过点且在平面内与垂直的直线为轴,
,所在直线分别为轴,轴建立如图所示的空间直角坐标系,
则,,,,,
设球心,则,
所以①,
②,
③,
由①②③解得,,,
所以球心的坐标为,则,
所以球的表面积为.
19. 已知函数的定义域为,对于,不等式的解集为.
(1)若,,求;
(2)证明:“函数是偶函数”的充要条件是“对任意的,都有”;
(3)已知,对于任意的,,不等式的解集为,不等式的解集为,当,都有,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)证明见解析 (3)
【解析】
【分析】(1)根据对数函数的单调性解不等式即可;
(2)根据偶函数的定义即可证明必要性和充分性;
(3)根据定义判断出函数单调性解不等式即可求解.
【小问1详解】
因为,,所以即为,解得,所以.
【小问2详解】
必要性:若“函数是偶函数”,
则“对任意的,都有”.
因为函数是偶函数,所以,若,即,
因为,所以,
即,所以,得证;
充分性:若“对任意的,都有”,则“函数是偶函数”.
因为对,不等式,
又任意的,都有,所以,
所以同理对,不等式,
又任意的,都有,所以,
所以对,,即对,,
即函数是偶函数.
【小问3详解】
因为,都有,即当,则,
即若,则,所以,
所以在上不存在单调递增区间,
因为,所以恒成立,
当时,显然成立,所以.
当时,恒成立,令,,
故为单调递减函数,所以,则;
当时,,令,,
当时,,单调递减,
当时,,单调递增,
所以,所以,即.
综上,,即的取值范围为.
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本试卷共4页,满分150分,考试时间120分钟.
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡上.
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用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.回答非选择题时,将答案写在答题卡上.写在本试卷上无效.
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回.
一、选择题:本大题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题所给的四个选项中,有且只有一项是符合题目要求的.
1. 复数在复平面内对应的点位于( )
A 第一象限 B. 第二象限 C. 第三象限 D. 第四象限
2. 已知集合,集合,若,则实数( )
A 0 B. 1 C. 2 D. 3
3. 已知向量,若向量在方向上的投影的数量为,则( )
A. B. C. 1 D. 2
4. 下列函数在定义域内最大值为1是( )
A. B.
C. D.
5. 已知圆柱和圆锥的底面半径均为3,侧面积相等,若圆柱的高为,则圆锥内切球的体积为( )
A. B. C. D.
6. 已知平面内点,,动点满足,则到直线的最小距离为( )
A. 1 B. 2 C. 4 D. 6
7. 已知公差不为零的等差数列的前项和为,是与的等比中项,且,则数列的前99项和为( )
A. B. C. 98 D. 100
8. 已知双曲线:(,)的左、右焦点分别为,,过作渐近线的垂线,垂足为,线段交双曲线于点,且,则双曲线的离心率为( )
A. B. C. 2 D.
二、选择题:本大题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题所给的四个选项中,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. 某校举行数学建模活动比赛,位评委对甲、乙两个团队的评分如下:
甲队:
乙队:
则下列说法正确的是( )
A. 甲队的平均分数低于乙队的平均分数 B. 甲队得分的方差小于乙队得分的方差
C. 甲队得分的分位数为 D. 乙队得分的众数为
10. 已知抛物线:()的焦点为,若直线:过点与交于,两点,分别过,两点作抛物线的切线,相交于点,为坐标原点,则( )
A. B. 可能锐角
C. 若,则 D. 点在定直线上
11. 已知定义在非零实数集上的函数满足,且是区间上的单调递增函数,则( )
A.
B. 函数是偶函数
C. 不等式的解集为
D. 函数至少有四个极小值点
三、填空题:本大题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知的展开式中的奇数次幂项的系数之和为64,则实数______.
13. 记数列的前项和为,已知,(),则______.
14. 已知三棱台中,, ,则______.若平面平面,则三棱台的体积为______.
四、解答题:本大题共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. 抛掷一枚质地均匀的硬币3次,设正面向上的次数为.
(1)写出该试验样本空间,并求已知至少有一次正面向上的条件下,至少有一次反面向上的概率;
(2)求的分布列与数学期望.
16. 在锐角中,内角,,的对边分别为,,,为边上一点,,的面积为.
(1)求;
(2)若,,求的最小值.
17. 已知椭圆:(),点,是上位于第一象限内的两点,为坐标原点,为的左顶点.
(1)若,,,求点的坐标;
(2)若,的离心率的取值范围为,求的长轴长的取值范围;
(3)若,是线段的中点,射线与交于点,证明:为定值.
18. 在四棱锥中,四边形为正方形,,为锐角,为棱的中点,平面与平面的交线为,直线与相交于点.
(1)求线段的长度;
(2)若平面,几何体的体积为.
(ⅰ)求平面与平面夹角的正切值;
(ⅱ)若四面体的所有顶点均在球的球面上,求球的表面积.
19. 已知函数的定义域为,对于,不等式的解集为.
(1)若,,求;
(2)证明:“函数是偶函数”的充要条件是“对任意的,都有”;
(3)已知,对于任意的,,不等式的解集为,不等式的解集为,当,都有,求实数的取值范围.
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