内容正文:
数学
本试卷共4页,19题.满分150分.考试用时120分钟.
★祝考试顺利★
注意事项:
1.答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上,并将准考证号条形码贴在答题卡上的指定位置.
2.选择题的作答: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.写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效.
3.非选择题的作答:用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内.写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效.
4.考试结束后,请将本试卷和答题卡一并上交.
一、选择题:本题共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. 若复数满足,则虚部是( )
A. B. C. D.
2. 若集合,则( )
A. B. C. D.
3. 命题“对”为假命题的一个充分不必要条件是( )
A. B. C. D.
4. 若将函数的图象向右平移个单位长度,所得图象对应的函数为奇函数,则的值是( )
A B. C. D.
5. 已知向量满足在上的投影向量是,则的最小值为( )
A. 5 B. 4 C. 3 D. 2
6. 已知双曲线是坐标原点,是上的一点,过的直线分别与的两条渐近线交于两点,且,则的面积是( )
A. B. C. D.
7. 已知实数满足,则的最小值是( )
A. B. C. D.
8. 袋中有9个除了颜色外完全相同的小球,其中有3个白球,2个红球,4个黄球.从中不放回地取球,每次取一个球,当三种颜色的球都取到时停止,记停止时取出的球的个数为,则( )
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. 下列说法中正确的是( )
A. 若,则的最小值为2
B. 若,则的最大值为
C. 若,且,则的最大值为
D. 若,则最小值为2
10. 记的内角的对边分别为,下列说法中正确的有( )
A. 若,则
B 若,则
C. 若,则为锐角三角形
D. 若,且为锐角三角形,则取值范围是
11. 如图,在三棱锥中,.设直线与平面所成的角为,则下列说法中正确的是( )
A. 存在点,使得
B. 恰存在两条直线,使得直线与直线所成的角均为
C. 当时,的余弦值的取值范围是
D. 当时,二面角的取值范围是
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 设,则__________.(用数字作答).
13. 已知数列满足,且对恒成立,则的取值范围是__________.
14. 已知函数有最小值,则的取值范围是__________.
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. 在中,内角所对的边分别为,,为锐角.
(1)求;
(2)若,延长至,使得,,求的面积.
16. 如图,在长方体中,底面是边长为2的正方形,高为分别为,的中点.
(1)求证:平面;
(2)若为直线上的动点,当二面角的正弦值最大时,求的长.
17. 已知函数.
(1)求的单调区间;
(2)是否存在正实数,使得仅有1个零点?若存在,求出的值;若不存在,说明理由.
18. 已知椭圆的左、右顶点分别为,上、下顶点分别为,记四边形的内切圆为为上任意一点,过作的两条切线分别交于两点.
(1)求的标准方程;
(2)求证:直线过定点;
(3)求的最小值.
19. 为提高学生的身体素质,某学校每天免费给学生提供水果和牛奶两种营养餐,且每人每天只能选择其中一种.经过统计分析发现:学生第一天选择水果和牛奶的概率均为.若前一天选择水果则第二天选择水果的概率为,选择牛奶的概率为;若前一天选择牛奶则第二天选择水果的概率为,选择牛奶的概率也是,如此往复.
(1)求某同学第天选择水果的概率;
(2)若某同学累计次选择水果时共花了天,求;
(3)若某同学累计次选择牛奶时共花了天,求.
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数学
本试卷共4页,19题.满分150分.考试用时120分钟.
★祝考试顺利★
注意事项:
1.答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上,并将准考证号条形码贴在答题卡上的指定位置.
2.选择题的作答: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.写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效.
3.非选择题的作答:用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内.写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效.
4.考试结束后,请将本试卷和答题卡一并上交.
一、选择题:本题共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. 若复数满足,则的虚部是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】根据复数的除法运算法则,求出,即可得出结果.
【详解】由题意得,虚部是.
故选:C.
2. 若集合,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】解一元二次不等式求出,结合对数函数的定义域求出,再根据交集的运算即可求出答案.
【详解】解不等式得,所以,
令,解得,则,
所以.
故选:A.
3. 命题“对”为假命题的一个充分不必要条件是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】首先根据条件,全称命题为假命题,则其否定为真命题,将不等式转化为,转化为求函数的最大值,再根据充分不必要条件与集合的关系,即可求解.
【详解】原命题为假命题等价于其否命题“”为真命题,所以,
在区间上单调递增,当时,函数取得最大值,则,又⫋,
所以命题“对”为假命题的一个充分不必要条件是.
故选:B
4. 若将函数的图象向右平移个单位长度,所得图象对应的函数为奇函数,则的值是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】先利用图象变换得出解析式,再根据余弦型函数的性质可得.
【详解】平移后的图象对应的函数为.
因为是奇函数,所以,
即,又,所以.
故选:D
5. 已知向量满足在上的投影向量是,则的最小值为( )
A. 5 B. 4 C. 3 D. 2
【答案】A
【解析】
【分析】利用投影向量求出,利用求出,最后利用向量的模的计算公式即可.
【详解】因为,在上的投影向量是,所以,则,
则,
因为,所以,
则的最小值为.
故选:A
6. 已知双曲线是坐标原点,是上的一点,过的直线分别与的两条渐近线交于两点,且,则的面积是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】根据渐近线方程的概念,设出点的坐标,根据平面向量线性运算的坐标表示,求出点的坐标,根据渐近线方程斜率与倾斜角的关系,以及三角恒等变换,再根据正弦面积公式,求出结果即可.
【详解】设,双曲线的渐近线方程为,
不妨令,则.
因为,所以,,
所以所以.即.
设渐近线的倾斜角为,则,所以,
因为,同理,
所以.
故选:D
7. 已知实数满足,则的最小值是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】令,则,根据直线与圆有公共点求出.记,利用单调性定义判断出在的单调性可得答案.
【详解】由题,所以.令,则.
考虑圆上的点满足,则直线与圆有公共点.
所以,解得.记,
设,
,
因为,所以,
所以,所以
,,
则在单调递减,
设,
,
因为,所以,
所以,所以
,,
则在单调递增.
所以.从而的最小值为.
故选:D.
8. 袋中有9个除了颜色外完全相同的小球,其中有3个白球,2个红球,4个黄球.从中不放回地取球,每次取一个球,当三种颜色的球都取到时停止,记停止时取出的球的个数为,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】首先对前4次取球的颜色分类,再根据排列数和组合数公式列式,最后根据古典概型概率公式,即可求解.
【详解】前4次只取到红球和黄球(两种颜色都有),第5次取到白球,;
前4次只取到白球和黄球(两种颜色都有),第5次取到红球,;
前4次只取到白球和红球(两种颜色都有),第5次取到黄球,.
所以.
故选:C.
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. 下列说法中正确的是( )
A. 若,则的最小值为2
B. 若,则的最大值为
C. 若,且,则的最大值为
D. 若,则的最小值为2
【答案】BCD
【解析】
【分析】根据基本不等式的性质,以及基本不等式取等号的条件,逐一判断各选项正误.
【详解】对于A,,当且仅当时等号成立,但,
所以等号取不到,故A错误;
对于B,因为,所以,所以,所以.
当且仅当时等号成立,所以的最大值为,故B正确;
对于C,因为,且,
所以,由基本不等式得,
所以,即,
当且仅当时等号成立,故C正确;
对于D,若,则,,所以,
当且仅当时等号成立,故D正确.
故选:BCD.
10. 记内角的对边分别为,下列说法中正确的有( )
A. 若,则
B. 若,则
C. 若,则为锐角三角形
D. 若,且为锐角三角形,则的取值范围是
【答案】AB
【解析】
【分析】由正弦定理,二倍角公式以及三角形的边角关系,正弦函数的性质逐一判断即得.
【详解】对于A,因,由及正弦定理可得,故得.
又因为“三角形中大边对大角”,所以,故A正确;
对于,由,得,从而.
又,所以.由A项结论,可得,故B正确;
对于C,当时,满足,但为钝角三角形,故C错误;
对于D,因为为锐角三角形,且,
则,解得,所以.
由正弦定理,得,所以,故D错误.
故选:AB.
11. 如图,在三棱锥中,.设直线与平面所成的角为,则下列说法中正确的是( )
A. 存在点,使得
B. 恰存在两条直线,使得直线与直线所成角均为
C. 当时,的余弦值的取值范围是
D. 当时,二面角的取值范围是
【答案】ABD
【解析】
【分析】当平面平面时,可证平面,即可判断A;利用锐角三角函数得到,即可判断B;过作平面于,过作于,连接,即可得到为直线与平面所成的角,即可得到,从而判断C;设点在平面内的投影为点,过作于,连接,即可得到为二面角的平面角,从而得到,求出的范围,即可判断D.
【详解】对于A,当直线在平面上的投影为直线时,即平面平面,
因为,平面平面,平面,所以平面,
又平面,所以,故A正确;
对于B,因为,在中,,所以
设的平分线为,连接,在平面中过点作,
则,
要使直线与直线,所成的角均为,
则点在平面上的投影在的平分线上,
如图在内存在直线使得直线与直线,所成的角均为,
在的邻补角内存在直线使得直线与直线,所成的角均为,
所以恰存在两条直线,使得它与直线,所成的角均为,故B正确;
对于C,过作平面于,过作于,连接,
因为平面,平面,所以,
又平面,所以平面,
又平面,所以,
所以为直线与平面所成的角,设,
于是.
又,所以,故C错误;
对于D,设点在平面内的投影为点,则.
过作于,连接,则为二面角的平面角.
在中,,其中是平面内以为圆心,1为半径的圆上的点到直线的距离,
所以,所以,所以,
所以二面角的范围是,故D正确.
故选:ABD.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 设,则__________.(用数字作答).
【答案】
【解析】
【分析】利用二项式定理的通项公式,找到对应的,再计算该项的系数.
【详解】根据二项式定理,展开式的通项公式为:
要求的系数,需满足,解得,
即.
故答案为:
13. 已知数列满足,且对恒成立,则的取值范围是__________.
【答案】
【解析】
【分析】根据等比数列的定义,结合分类讨论思想、数列的单调性进行求解即可.
【详解】,
当时,,
所以该数列奇数项是以为首项,为公比的等比数列,显然此时该数列是递增数列,为最小项,
该数列偶数项是以为首项,为公比的等比数列,显然此时该数列是递增数列,为最小项,
因此对恒成立,即恒成立,
因为数列奇数项的最小值为,偶数项的最小值为,
所以数列的最小值为,故只需,
因此的取值范围是.
故答案为:
14. 已知函数有最小值,则的取值范围是__________.
【答案】
【解析】
【分析】分,,,三种情况,分别求出每段的值域即可求最值.
【详解】解:①若.当时,;
当时,.
依题意需,解得(舍去).
②若.当时,;
当时,
此时,则.
③若.当时,;当时,.
则需,解得.
当时,,当时,,则有最小值1.
综上,或.
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. 在中,内角所对的边分别为,,为锐角.
(1)求;
(2)若,延长至,使得,,求的面积.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)利用正弦定理、和角的正弦公式、正弦函数的性质以及辅助角公式化简计算即可求得答案;
(2)在和中,利用正弦定理推出,化简求得,求出边,利用三角形面积公式即可求解.
【小问1详解】
因为,由正弦定理,得
(*).
又,所以,
代入(*),可得.
因为,所以,
所以,即.
因为,所以,
所以,即.
【小问2详解】
在中,由正弦定理得①
在中,,
由正弦定理,②.
由①②可得,展开化简得,
因为,所以.
因为,所以.
所以.
16. 如图,在长方体中,底面是边长为2的正方形,高为分别为,的中点.
(1)求证:平面;
(2)若为直线上的动点,当二面角的正弦值最大时,求的长.
【答案】(1)证明见解析
(2).
【解析】
【分析】(1)取的中点,由四边形为平行四边形得出,再由线面平行的判定定理可得答案;
(2)以为坐标原点,建立空间直角坐标系,设,求出平面、平面的法向量,要使二面角的正弦最大,则由法向量夹角的余弦值为0可得答案.
【小问1详解】
取的中点,连接,因为为的中点,
所以且.
又为的中点,所以且.
所以且.
所以四边形为平行四边形,则.
又因为平面,且平面,所以平面;
【小问2详解】
以为坐标原点,建立如图所示的空间直角坐标系,
则.设,
则.
设平面的法向量为,
则,
取,则.
设平面的法向量为,
则,
取,则.
所以.
要使二面角的正弦最大,
则,所以.
此时.
17. 已知函数.
(1)求的单调区间;
(2)是否存在正实数,使得仅有1个零点?若存在,求出的值;若不存在,说明理由.
【答案】(1)答案见解析
(2)存在,
【解析】
【分析】(1)的定义域为,,分为和两种情况,根据导数与函数单调性的关系即可求解;
(2)由(1)结合题意可知,令,则,,解方程组即可求出答案.
【小问1详解】
的定义域为,,
①当时,因为,所以.
所以的单调递增区间为,无单调递减区间;
②当时,令,,
解得或(舍去),
当时,,所以的单调递增区间为,
当时,,所以的单调递减区间为,
综上所述,当时,的单调递增区间为,无单调递减区间;
当时,的单调递增区间为,单调递减区间为.
【小问2详解】
由(1)知,当时,在上单调递减,在单调递增,
当时,,当时,.
由题意,当仅有1个零点时,,
令,则,即,
化简得:(),
令,则,
所以上单调递增,且,
所以方程()的解为,从而,解得,
所以,存在满足条件的,且.
18. 已知椭圆的左、右顶点分别为,上、下顶点分别为,记四边形的内切圆为为上任意一点,过作的两条切线分别交于两点.
(1)求的标准方程;
(2)求证:直线过定点;
(3)求的最小值.
【答案】(1)
(2)证明见解析 (3).
【解析】
【分析】(1)根据直线与圆相切得到圆的半径和圆心,进而求出圆的标准方程;
(2)设直线方程,与椭圆方程联立,利用韦达定理和两直线垂直斜率之积为得到三点共线,进而证明出直线过定点;
(3)设,代入椭圆方程,得到,同理得到,再利用均值不等式进行求解.
【小问1详解】
由题意,知,
所以直线方程为,即.
内切圆的圆心(即原点)到直线的距离为,即圆的半径.
所以圆的标准方程为.
【小问2详解】
设直线方程为,
由直线与圆相切,可知原点到直线距离,
整理得.
将直线的方程代入椭圆,可得
,整理得.
所以,
即,所以.
同理,故三点共线,
所以直线过定点.
【小问3详解】
由(2)知三点共线,
所以.
设,代入椭圆方程得,则.
所以.
同理.
所以.
因为.
所以.
所以.
当且仅当时取等号,
所以的最小值为.
19. 为提高学生的身体素质,某学校每天免费给学生提供水果和牛奶两种营养餐,且每人每天只能选择其中一种.经过统计分析发现:学生第一天选择水果和牛奶的概率均为.若前一天选择水果则第二天选择水果的概率为,选择牛奶的概率为;若前一天选择牛奶则第二天选择水果的概率为,选择牛奶的概率也是,如此往复.
(1)求某同学第天选择水果的概率;
(2)若某同学累计次选择水果时共花了天,求;
(3)若某同学累计次选择牛奶时共花了天,求.
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【分析】(1)通过分析前一天的选择对当天概率的影响,利用全概率公式建立关于的线性递推关系,再通过构造等比数列的方法求解通项公式;
(2)利用几何分布求出首次选水果所需天数的期望,再基于状态转移建立累计次数与总天数的递推期望关系,最终推导出期望的线性表达式;
(3)引入辅助随机变量处理非对称转移概率,先求首次选牛奶在特定条件下的期望,再通过类似的状态转移递推得到累计次数与天数的期望关系.
【小问1详解】
由题意得,且.
所以.
所以数列是以为首项,为公比的等比数列.
所以,所以.
【小问2详解】
若第一天选择水果,目标达成,概率为;
若第一天选中牛奶,目标未达成,第二天选中水果的概率为,
与第一天选中水果的概率相同,而目标还是选中水果,根据题设,因此还需要天,
所以的分布列为
1
所以,解得.
首先达累计天选水果时,由题设,花了天
接着再选一天,如果选中水果,则目标达成,概率为;
如果选中牛奶,则目标未达成,由于选中牛奶时,下一天选中水果的概率为,
与第一天选中水果的概率相同,而还需要累计1天选中水果达标,
故还需要天,所以达成目标一共需要天.
所以的分布列为
所以.
所以.
【小问3详解】
设第一天选牛奶的概率为时,首次选中牛奶时共选了天.
同求,可求得的分布列为
1
所以,解得.
第一天如果选中牛奶,目标达成,概率为;
第一天如果选中水果,目标未达成,第二天选中牛奶的概率为,故还需要天,合计天.
所以.
首先达累计天选中牛奶时,由题设,花了天.
接着再选一天,如果选中牛奶,则目标达成,概率为;
如果选中水果,则目标未达成,由于选中水果时,下一天选中牛奶的概率为,
故还需要天,所以达成目标一共需要天.
所以的分布列为
所以.
所以.
第1页/共1页
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