内容正文:
高三数学
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上.
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.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1. 已知集合,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】由,得,即,
因为,所以.
2. “”是“为第二象限角”的( )
A. 必要不充分条件 B. 充分不必要条件
C. 充要条件 D. 既不充分也不必要条件
【答案】A
【解析】
【分析】由正弦函数在各个象限的符号结合充分条件、必要条件的概念即可判断.
【详解】若,则为第一象限、第二象限角或终边在轴正半轴上;
若为第二象限角,则,
所以“”是“为第二象限角”的必要不充分条件.
3. 已知圆锥的表面积为,且它的侧面展开图是一个半圆,则这个圆锥的底面直径为( )
A. 1m B. 2m C. m D. m
【答案】B
【解析】
【详解】设这个圆锥底面半径为,母线为,则底面面积为,底面周长为,侧面展开图的半圆弧长为,
由弧度制的定义知,所以,则侧面积为,
所以这个圆锥的表面积为,所以,则直径为2m.
4. 化简( )
A. B. C. 5 D. 3
【答案】A
【解析】
【详解】.
5. 国家能源集团研发的“擎源”大模型用于预测关键节点电价,研究人员利用模型对某节点连续8个小时的实际与预测电价数据进行记录,并利用上述数据绘制成实际值与预测值对比的折线图(两条折线):
观察图表与数据,下列结论不能直接从中得出的是( )
A. 实际电价与预测电价的变化趋势一致,均在下午时段(第5小时左右)达到峰值
B. 这8小时内,预测值与实际值的差异(两个值的差的绝对值)平均在10元/MWh左右
C. 模型对所有“价格下跌时段”(如第5-6小时)的预测都出现了滞后性(即预测反应慢于实际变化)
D. 模型的预测精度较高,趋势与实际基本一致,对电网调度有重要参考价值
【答案】C
【解析】
【详解】由图可知:实际电价与预测电价的变化趋势一致,均在下午时段(第5小时左右)达到峰值,A正确;
对于B,差异平均值为,B正确;
由图可知两折线的趋势基本一致,且误差较小,故精确度高,D正确;
对于C,没有足够的理由说明预测变化慢于实际变化,C错误.
6. 若,且,则的最小值为( )
A. 12 B. 16 C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】由基本不等式结合一元二次不等式求解即可解题.
【详解】因为,,所以,
令,所以,解得(舍去)或,
即,当且仅当时取等号,
所以的最小值为.
7. 已知圆与直线相切于点,与直线相交于两点,且,则圆的半径为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】根据切点以及切线方程可知,再由点到直线距离以及弦长公式可求得圆的半径.
【详解】设圆心,由圆与相切于点可得,即,
所以圆心到直线的距离为,又弦长为4,
故圆的半径.
8. 如图,中,,为边靠近的三等分点,为中点,过作垂线交于点,,若,则( )
A. B. 4 C. D. 8
【答案】A
【解析】
【分析】利用共线向量定理及平面向量基本定理用表示,再利用数量积运算律求解.
【详解】由为边靠近的三等分点,得,
不妨设,由三点共线得,
设,则,
又不共线,则有,
即,解得,即,
由,得,因,,
因此
,
因,
所以.
二、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. 已知是复数,为的共轭复数,则下列计算结果一定为实数的有( )
A. B. C. D.
【答案】AC
【解析】
【分析】由共轭复数的概念,由复数代数形式的加法、减法运算可判断AB,乘除运算可判断CD..
【详解】设,所以而不一定为实数,故 A正确,B错误;
而而不一定为实数.C正确,D错误.
10. 已知数列的前项和为,且,则下列说法正确的是( )
A. B. 数列为等差数列
C. D.
【答案】BC
【解析】
【分析】先利用与的递推关系求出数列的通项公式,再依次分析其对数数列的性质、前项和的范围,以及相关函数的取值范围,从而判断各选项的正误.
【详解】对于A:因为,当时,,
所以,则得,
又当时,,由,得,则,,故A错误;
对于B:因为,所以数列是以为首项,为公比的等比数列,
所以,则,
因此数列是首项为,公差为的等差数列,B正确;
对于C:,
当为奇数时,,因是递减数列,则;
当为偶数时,,因是递增数列,则,
所以,C正确;
对于D:因为在上单调递增,而,
则,D错误.
11. 已知双曲线有如下光学性质:从一个焦点发出的光线经过双曲线反射后,反射光线的反向延长线通过另一个焦点.其几何事实为:若双曲线的两个焦点为,为双曲线上任意一点,则处的切线平分,已知椭圆的左、右焦点分别为,双曲线的左、右焦点分别为,过作直线与双曲线相切于点,与椭圆相交于点,且点均位于第一象限,若,则下列说法正确的是( )
A. 直线的斜率为定值1 B. 椭圆的离心率为
C. 双曲线的离心率为 D. 为定值
【答案】ABD
【解析】
【分析】设出直线的方程并与椭圆联立,由判别式可求得直线的斜率为定值1,切点,故A正确,结合双曲线的光学性质以及角平分线定理、正弦定理可求得椭圆的离心率和双曲线的离心率,可判断选项BC,利用向量定比分点可求出点的坐标,代入椭圆方程可求得D正确,或作出辅助线利用椭圆第二定义判断D正确.
【详解】设椭圆的半焦距为,离心率为,双曲线的半焦距为,离心率为,
设直线为,
联立与,得,
由得,又点均位于第一象限,所以,
所以直线的斜率为定值1,切点,故A正确;
如下图所示:
由双曲线光学性质知,直线为的平分线,由角平分线定理知,
设,则,,
从而,椭圆的离心率为,
由选项A知,又,所以,
在中,由正弦定理知,
所以椭圆的离心率为,B正确;
因为,,所以,双曲线的离心率为,故C错误;
法一:设,又点,
由定比分点坐标公式知,代入椭圆的方程,得,
化简得,故,故D正确.
法二:切点,在椭圆的右准线上,过点作轴的垂线,交轴于点,过点作准线的垂线交准线于点,
由椭圆第二定义知,又,故,故D正确.
三、填空题(本大题共3小题,每小题5分,共15分)
12. 某电竞战队从张不同地图中选择3张,按顺序用于场比赛,且每张地图最多使用一次.若第一场比赛不能使用地图“峡谷之巅”,则不同的选择方案共有__________种.
【答案】
【解析】
【详解】考虑所有情况为种,
如果第一场选择“峡谷之巅”共有种,
那么第一场不选择“峡谷之巅”,则有种选法.
13. 如图所示,若,点与分别在直线两侧,且,则长度的最大值为______.
【答案】##
【解析】
【分析】设,利用余弦定理及三角恒等变换将表示为的函数,再利用正弦函数的性质求出最大值.
【详解】在中,,设,则,,
在中,,则,
由余弦定理得
,
因,则,
故当,即时,,
所以的最大值为.
14. 函数的所有零点的和为__________.
【答案】
【解析】
【分析】构造函数,再判断其在,,,单调性,最后结合图象和对称性即可求解. 判断其对称性,再通过解析式、求导和对称性确定其单调性,即可求解.
【详解】令,
则,
所以,即的图象关于直线对称,
当时,在上单调递增,
当时,,则,
所以在上单调递减,
结合的图象关于直线对称可得:
在上单调递减,在上单调递增,在上单调递减,在上单调递增.
又,
且当时,,当时,,
所以与有4个交点,且关于对称,
故有4个零点,且关于对称,
则所有零点的和为.
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. 已知函数的部分图象如图所示.
(1)求的解析式,并写出的单调递减区间;
(2)若,且,求的值.
【答案】(1),.
(2)
【解析】
【分析】(1)根据函数图象确定最小正周期,即可得的值,再代入求得的值,从而可得函数的解析式,根据正弦函数的单调性求得减区间即可;
(2)结合(1)中函数求出,进而得到,根据二倍角公式和角的范围求解.
【小问1详解】
由图象可知,∴,
又∵,∴,
代入可知,即,
又因为,所以,
可知当时,单调递减,
所以的单调递减区间为.
【小问2详解】
,又∵,
所以由二倍角公式可得:,解得,
又∵,∴,
所以.
16. 如图,在三棱锥中,.
(1)证明:;
(2)若和所在平面垂直,且平面与平面所成角的余弦值为,求.
【答案】(1)
取中点,连接.
因为,所以.
又由题,可得≌,则,
故.
因为平面,所以平面,
又平面,所以.
(2)或.
【解析】
【分析】(1)取中点,求证,,再结合线面垂直的判定定理和定义求证;
(2)法一:以点为坐标原点建系,设,分别计算两个平面的法向量,利用向量求出面面角即可得出;法二:过点作于点,过点作于点,证明为平面与平面所成的角,再在、中利用三角函数值建立关系即可求出.
【小问1详解】
略
【小问2详解】
法一:设,
由平面平面且平面平面,由面面垂直的性质定理可知,
可以点为坐标原点,过点垂直于平面的直线为轴,直线为轴,
过点垂直于平面的直线为轴建立空间直角坐标系,
则有,
则,
设平面的一个法向量为,
则有,故可取,
易知平面的一个法向量为,
则,解得,
所以或,
法二:如图,过点作于点,过点作于点,连接.
因为平面平面且平面平面,平面,
所以平面,
又平面,所以.
又,平面,
所以平面,即为平面与平面所成的角,
由题,可知.
设,则,
所以在中,,所以,
在中,,
所以,即,
所以或.
17. 已知椭圆过点,两个焦点坐标分别为.
(1)求椭圆的方程.
(2)已知为椭圆上异于的两点,且直线与轴围成一个以为顶点的等腰三角形.
(i)求证:直线的斜率为定值;
(ii)求面积的最大值.
【答案】(1)
(2)(i)证明见解析;(ii)2.
【解析】
【分析】(1)根据点以及焦点坐标,解方程可求得椭圆的方程;
(2)(i)法一:设直线的方程为,并与椭圆方程联立,结合韦达定理由可得直线的斜率;
法二:设直线的方程为,联立椭圆方程可解得,同理可得,化简可知直线的斜率;
法三:由,可设直线为,不同时为0,联立直线与椭圆方程化简得,可得,即直线的斜率为定值.
(ii)设直线为,联立直线与椭圆方程,结合韦达定理知
法一:易知,当时,的面积取最大值2.
法二:由弦长公式可知,又点到直线的距离,所以,当时,的面积取最大值2.
【小问1详解】
设椭圆的方程为,
显然,
将点代入椭圆方程,即,解得或(舍去)
所以椭圆的方程为.
【小问2详解】
(i)法一:
设直线的方程为(由对称性知存在),如下图:
联立得,化简得,
由知,则,
因为,所以,即,
化简得,因为直线不过点,所以,
故.
法二:
设直线的方程为,
联立,得,化简,
得,
由知,即,则,
又,所以,
因为直线与轴围成一个以为顶点的等腰三角形,所以,
同理可得,
由此可知,
则直线的斜率,
故直线的斜率为定值.
法三:
因为直线与轴围成一个以为顶点的等腰三角形,所以,
因为为椭圆上异于的两点,
所以可设直线为,不同时为0,
联立与,
得,
等式两边同时除以,记,
化简得,
由于,所以,说明直线的斜率为定值.
(ii)设直线为,
联立与,得,
因为,所以.
由韦达定理知
法一:
过点作轴的垂线交直线于点,则点的坐标为,
,即,
化简得.
当且仅当时,的面积取最大值2.
法二:
易知,
点到直线的距离,
所以,
当且仅当时,的面积取最大值2.
18. 某研究团队为分析社交网络中的消费行为传播规律,构建如下概率模型:研究团队选定人进行研究,假设每人对消费行为的“基础易感性”参数均相同,记为,该值越高表示越容易被影响.传播逐天进行,规则如下:第一天,研究团队随机选择其中(,且)人推送广告,每位被选中的人被成功影响(称为“感染者”)的概率为,且是否被影响是相互独立的,从第二天起,每一天,每一位当前的“感染者”会尝试影响每一位当前的“非感染者”(即人中还未被成功影响的人),且一旦被影响即称为“感染者”,并参与后续的影响传播.
(1)求第一天结束时,被影响的人数的数学期望;
(2)求第一天结束时,被影响的人数为偶数的概率;
(3)对于任意一位“非感染者”,若某天有位“感染者”尝试影响他,则他当天被成功影响的概率为,当时,求在两天后,甲被成功影响的概率(用含的式子表示);基于此模型,简要说明为什么在实际社交网络中,某种消费行为有时会突然“爆发式”传播.
【答案】(1)
(2)
(3)甲被成功影响的概率为,“爆发式传播”的原因:随着感染者人数增加,使得非感染者被影响的概率迅速提高,传播速度急剧加快,形成爆发态势.
【解析】
【分析】(1)第一天被影响人数服从二项分布,利用性质直接求解期望.
(2)利用二项分布奇偶项概率的对称性,构造方程求解.
(3)按“甲第一天是否被选中”及“第一天感染者人数”分类讨论,用全概率公式累加各路径概率.
【小问1详解】
设表示第一天结束时被影响的人数,则,
由二项分布的期望公式得.
【小问2详解】
由(1)可知,考虑二项展开:
,
,
两式作和,,
当为偶数时,;当为奇数时,.
设第一天结束时,被影响的人数为偶数的概率为,
所以,
故.
【小问3详解】
情形一:
甲被推送广告的概率是,甲在两天后被成功影响有两种情形:
①第一天被影响,概率为;
②第一天未被影响,概率为,且第二天被影响,
若甲第二天被影响,则第一天另一位初始被选中者乙一定被影响,乙作为感染者尝试影响甲,
甲被影响的概率为,
故甲在第一天未被影响,第二天被成功影响的概率为,
因此,在甲是初始选中的两人之一的条件下,甲在两天后被成功影响的概率为:.
情形二:若甲不是初始选中的两人,其概率为,甲在两天后被成功影响有两种情形:
①第一天有1人被成功影响,再由此人成功感染甲,
概率为:;
②第一天有2人被成功影响,甲在第二天被成功影响,概率为:,
因此,在甲不是初始选中的两人的条件下,甲在两天后被成功影响的概率为:.
综上,甲在两天后被成功影响的概率为.
“爆发式传播”的原因:随着感染者人数增加,每天尝试影响非感染者的感染者人数增大,
使得非感染者被影响的概率迅速提高,传播速度急剧加快,形成爆发态势.
19. 已知.
(1)若,证明:恒成立.
(2)令,且,有唯一的正零点.
(i)求的取值范围;
(ii)当时,证明:.
【答案】(1)
令,则,
当时,,当时,,
所以在上单调递减,在上单调递增,
所以有,即,
当时,恒成立.
(2)(i);
(ii)由题意可知,也即,
由(1)知,则,即,且,
因此有,
即,也即,可得,
所以有,
故,
又因为,所以有,
根据题意有,
从而有,
即,可得,进一步得,
又,所以,所以,故,
所以,
由可得,也即,
令得,进一步得,
所以,
故,
综上有.
【解析】
【分析】(1)证明恒成立,再将x替换为放缩证明原不等式即可;
(2)(i)令,求导研究的单调性,证明在有唯一零点,最后再对a的范围进行分类讨论即可;(ii)结合(1)中推得,并结合(i)中的零点对应的等式,放缩可得,进一步得到,再结合裂项相消法即可证明原不等式左边,对于不等式右边,由不等式,令代入,并结合(i)中的零点对应的等式,可证明,根据,令代入,可证,最后结合两者放缩即可证明原不等式右边.
【小问1详解】
略
【小问2详解】
(i)由题意有有唯一的正零点,
因为,
所以在上单调递减,在上单调递增,
当时,;,,
当时,,
由零点存在性定理可知,在有唯一零点,
当时,,则满足题意;
当时,要保证,则只要,
即,恒成立,所以,
综合可得.
(ii)略
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注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上.
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.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1. 已知集合,则( )
A. B. C. D.
2. “”是“为第二象限角”的( )
A. 必要不充分条件 B. 充分不必要条件
C. 充要条件 D. 既不充分也不必要条件
3. 已知圆锥的表面积为,且它的侧面展开图是一个半圆,则这个圆锥的底面直径为( )
A. 1m B. 2m C. m D. m
4. 化简( )
A. B. C. 5 D. 3
5. 国家能源集团研发的“擎源”大模型用于预测关键节点电价,研究人员利用模型对某节点连续8个小时的实际与预测电价数据进行记录,并利用上述数据绘制成实际值与预测值对比的折线图(两条折线):
观察图表与数据,下列结论不能直接从中得出的是( )
A. 实际电价与预测电价的变化趋势一致,均在下午时段(第5小时左右)达到峰值
B. 这8小时内,预测值与实际值的差异(两个值的差的绝对值)平均在10元/MWh左右
C. 模型对所有“价格下跌时段”(如第5-6小时)的预测都出现了滞后性(即预测反应慢于实际变化)
D. 模型的预测精度较高,趋势与实际基本一致,对电网调度有重要参考价值
6. 若,且,则的最小值为( )
A. 12 B. 16 C. D.
7. 已知圆与直线相切于点,与直线相交于两点,且,则圆的半径为( )
A. B. C. D.
8. 如图,中,,为边靠近的三等分点,为中点,过作垂线交于点,,若,则( )
A. B. 4 C. D. 8
二、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. 已知是复数,为的共轭复数,则下列计算结果一定为实数的有( )
A. B. C. D.
10. 已知数列的前项和为,且,则下列说法正确的是( )
A. B. 数列为等差数列
C. D.
11. 已知双曲线有如下光学性质:从一个焦点发出的光线经过双曲线反射后,反射光线的反向延长线通过另一个焦点.其几何事实为:若双曲线的两个焦点为,为双曲线上任意一点,则处的切线平分,已知椭圆的左、右焦点分别为,双曲线的左、右焦点分别为,过作直线与双曲线相切于点,与椭圆相交于点,且点均位于第一象限,若,则下列说法正确的是( )
A. 直线的斜率为定值1 B. 椭圆的离心率为
C. 双曲线的离心率为 D. 为定值
三、填空题(本大题共3小题,每小题5分,共15分)
12. 某电竞战队从张不同地图中选择3张,按顺序用于场比赛,且每张地图最多使用一次.若第一场比赛不能使用地图“峡谷之巅”,则不同的选择方案共有__________种.
13. 如图所示,若,点与分别在直线两侧,且,则长度的最大值为______.
14. 函数的所有零点的和为__________.
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. 已知函数的部分图象如图所示.
(1)求的解析式,并写出的单调递减区间;
(2)若,且,求的值.
16. 如图,在三棱锥中,.
(1)证明:;
(2)若和所在平面垂直,且平面与平面所成角的余弦值为,求.
17. 已知椭圆过点,两个焦点坐标分别为.
(1)求椭圆的方程.
(2)已知为椭圆上异于的两点,且直线与轴围成一个以为顶点的等腰三角形.
(i)求证:直线的斜率为定值;
(ii)求面积的最大值.
18. 某研究团队为分析社交网络中的消费行为传播规律,构建如下概率模型:研究团队选定人进行研究,假设每人对消费行为的“基础易感性”参数均相同,记为,该值越高表示越容易被影响.传播逐天进行,规则如下:第一天,研究团队随机选择其中(,且)人推送广告,每位被选中的人被成功影响(称为“感染者”)的概率为,且是否被影响是相互独立的,从第二天起,每一天,每一位当前的“感染者”会尝试影响每一位当前的“非感染者”(即人中还未被成功影响的人),且一旦被影响即称为“感染者”,并参与后续的影响传播.
(1)求第一天结束时,被影响的人数的数学期望;
(2)求第一天结束时,被影响的人数为偶数的概率;
(3)对于任意一位“非感染者”,若某天有位“感染者”尝试影响他,则他当天被成功影响的概率为,当时,求在两天后,甲被成功影响的概率(用含的式子表示);基于此模型,简要说明为什么在实际社交网络中,某种消费行为有时会突然“爆发式”传播.
19. 已知.
(1)若,证明:恒成立.
(2)令,且,有唯一的正零点.
(i)求的取值范围;
(ii)当时,证明:.
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