内容正文:
树德中学高2023级高三下期开学测试数学试题
命题人:刘大华 审题人:韦莉 考试时间:120分钟 总分:150分
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,只有一项是符合要求的.
1. 复数的共轭复数是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】利用复数的乘除运算求出,结合共轭复数的概念求出它的共轭复数即可.
【详解】由题意知,
令,
所以复数的共轭复数为,
故选:C
2. 设,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】根据已知等式,利用指数对数运算性质即可得解
【详解】由可得,所以,
所以有,
故选:B.
【点睛】本题考查的是有关指对式的运算的问题,涉及到的知识点有对数的运算法则,指数的运算法则,属于基础题目.
3. 的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】由得:,即,解得:或
所以不等式的解集为:.
4. 已知,,若与共线,则( )
A. B. C. 1 D. 5
【答案】A
【解析】
【详解】由与共线,可得:,解得:,
所以,则.
5. 函数在的图象大致为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】先由奇函数排除B选项,再由时,,可排除A选项,结合导数研究可得在上单调递增,在上单调递减,结合图像分析即可求解.
【详解】由题意,关于原点对称,又为奇函数,可排除B选项;
又时,可得,可排除A选项,
当时,,
当时,,所以当时,,当时,,
所以在上单调递增,在上单调递减,结合图像分析D不对,C选项正确.
6. 的展开式中各项系数的和为2,则该展开式中常数项为
A. -40 B. -20 C. 20 D. 40
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】令x=1得a=1.故原式=.
的通项,
由5-2r=1得r=2,对应的常数项=80,由5-2r=-1得r=3,对应的常数项=-40,
故所求的常数项为40 ,
故选D
7. 在平面直角坐标系中,已知点,分别为椭圆的左,右焦点,P为椭圆C上的点,过作角的外角平分线的垂线,垂足为点H,则点H的轨迹长度为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】延长交延长线于点,根据椭圆的定义以及外角平分线的性质可得,利用中位线定理可得,得到点的轨迹是以原点为圆心、半径的圆.
【详解】根据题意可得
延长交延长线于点,因是的外角平分线且,故为等腰三角形,即,为中点,
由椭圆定义:,则,
在中,为中点,为中点,根据三角形中位线定理:,
所以点的轨迹是以原点为圆心、半径的圆,则轨迹长度(圆周长):.
8. 袋中有5张卡片,分别写有数字1,2,3,4,5,有放回的摸出两张卡片.事件“第一次摸得偶数”,“第二次摸得2”,“两次摸得数字之和大于8”,“两次摸得数字之和是6”,则( )
A. M与Q相互独立 B. N与R相互独立
C. N与Q相互独立 D. Q与R相互独立
【答案】B
【解析】
【分析】利用列举法结合古典概率求出各事件的概率,再结合相互独立事件的意义逐项分析即可.
【详解】有放回摸出两张卡片的样本空间:
,共25个结果,
事件,共10个结果,,
事件,共5个结果,,
事件,共3个结果,,
事件,共5个结果,,
对于A,,,,事件M与Q不相互独立,A错误;
对于B,,,,事件N与R相互独立,B正确;
对于C,,,,事件N与Q不相互独立,C错误;
,,,事件Q与R不相互独立,D错误.
故选:B
二、选择题: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,有二个正确选项的,每个选项3分,有三个正确选项的,每个选项2分,有选错的得0分.
9. 已知在体能测试中,某校学生的成绩服从正态分布,其中60分为及格线,则( )(参考数据:,)
A. 该校学生成绩的均值为70
B. 该校学生成绩的标准差为2
C. 该校学生成绩的标准差为16
D. 该校学生成绩及格率超过95%
【答案】AD
【解析】
【分析】根据题意得,再结合正态分布的性质逐个分析判断即可.
【详解】因为该校学生的成绩服从正态分布,
所以,
所以该校学生成绩的均值为70,标准差为4,
所以A正确,BC错误,
对于D,因为,及格线,所以及格率,
因为,
所以,所以D正确.
10. 在三棱锥中,,是边长为2的正三角形,若二面角的大小为,则( )
A.
B.
C. 三棱锥的体积为
D. 三棱锥外接球的表面积为
【答案】ACD
【解析】
【分析】取中点,利用线面垂直的判定性质推理判断A;确定二面角的平面角,结合等腰三角形性质求出判断B;求出三棱锥的体积判断C;确定球心并结合球的截面性质求出球半径判断D.
【详解】在三棱锥中,,取中点,连接,
对于A,,而平面,
则平面,又平面,因此,A正确;
对于B,是二面角的平面角,即,而,
因此,B错误;
对于C,,则,C正确;
对于D,令正的外心分别为,则分别在线段上,
且,令三棱锥外接球球心为,连接,
由与全等,得,则平分,即,
,,
因此三棱锥外接球的表面积为,D正确.
11. 已知函数,则( )
A. 是函数的极小值点
B. 对,方程恒有两个不同的实数解
C.
D. 存在,使得直线与曲线相切
【答案】AB
【解析】
【分析】对于A选项,利用导数即可求出极小值;对于B选项,将问题转化为与有两个交点即可;对于C,根据在上单调递增,可得,代入化简即可判断;对于D,设切点为,则切线方程为:,将点,代入化简得:,令,利用导数研究函数的取值范围即可判断D选项.
【详解】函数的定义域为,且,
令,解得
当时,,所以,单调递减;
当时,,所以,单调递增;
则是函数的极小值点,故A 正确;
对于B,的极小值为,
当时,,,当时,,
结合图像可知对,方程恒有两个不同解成立,故B正确;
对于C,由于当时,单调递增,所以,则,
即,所以,故C不正确;
对于D,设切点为,切线斜率为,
切线方程为:,
因为切线过,代入得:
化简得:,
整理得:,即,
令,,
则,所以在和上单调递增,
所以当时,,当时,,
则当时,无解,
即不存在,使得直线与曲线相切,故D不正确;
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知抛物线上一点P的纵坐标为4,则点P到该抛物线焦点的距离为________.
【答案】5
【解析】
【详解】由题可得,抛物线的准线方程为:,
所以点P到该抛物线焦点的距离为
13. 牛得亨先生、他的妹妹、他的儿子,还有他的女儿都是网球选手,这四人中有以下情况:①最佳选手的孪生同胞与最差选手性别不同;②最佳选手与最差选手年龄相同.则这四人中最佳选手是_______.
【答案】牛得亨先生的女儿
【解析】
【详解】由题意知,最佳选手和最佳选手的孪生同抱年龄相同;由②,最佳选手和最差选手的年龄相同;由①,最佳选手的孪生同胞和最差选手不是间一个人.因此,四个人中有三个人的年龄相同.由于牛得亨先生的年龄肯定大于他的儿子和女儿,从而年龄相同的三个人必定是牛得亨先生的儿子、女儿和妹妹.由此,牛得亨先生的儿子和女儿必定是①中所指的孪生同胞.
因此,牛得亨先生的儿子或女儿是最佳选手,而牛得亨先生的妹妹是最差选手.由①,最佳选手的孪生同胞一定是牛得亨先生的儿子,而最佳选手无疑是牛得亨先生的女儿.
故答案为牛得亨先生的女儿
14. 在锐角中,,则的最大值为________.
【答案】
【解析】
【分析】将转化为,得到,利用化简可得,令,化简得即可求解
【详解】由,得,
因此:
根据,结合已知条件,
可得:,
因为锐角三角形,,两边同除以,
得:,
由,得:
将代入上式:
,
令,因为锐角,故,则,,
由基本不等式,,得,
两边平方(),,
当且仅当 (即)时取等号,
,该函数在上单调递减,
故当时, 取得最大值.
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. 随着北京2022冬奥会的举行,全民对冰雪项目的热情被进一步点燃.为调查某城市居民对冰雪运动的了解情况,随机抽取了该市120名市民进行统计,得到如下列联表:
男
女
合计
了解冰雪运动
m
p
70
不了解冰雪运动
n
q
50
合计
60
60
120
已知从参与调查的男性市民中随机选取1名,抽到了解冰雪运动的概率为.
(1)直接写出m,n,p,q的值;
(2)能否根据小概率值α=0.1的独立性检验,认为该市居民了解冰雪运动与性别有关?请说明理由.
附:.
0.100
0.050
0.010
0.005
0.001
2.706
3.841
6.635
7.879
10.828
【答案】(1),,,
(2)该市居民了解冰雪运动与性别有关,理由见如下:
由题意知,,
所以根据小概率值α=0.1的独立性检验,认为该市居民了解冰雪运动与性别有关.
【解析】
【分析】(1)先根据已知条件求出参与调查的男性中“了解冰雪运动”的人数m,再根据表中的数据可求出;
(2)根据公式计算,再根据临界值表进行判断即可.
【小问1详解】
由题知,,所以,,.
所以.
【小问2详解】
略
16. 如图,四棱锥中,底面,,,,,为棱上的点,平面平面.
(1)证明:;
(2)求二面角的大小.
【答案】(1)证明见解析;(2).
【解析】
【分析】(1)建立空间直角坐标系,利用空间向量法求的值后可求解;
(2)首先证得,,由此可得向量与的夹角等于二面角的平面角,然后利用用空间向量夹角余弦公式可求得结果.
【详解】(1)分别以为轴建立空间直角坐标系,
则.
∵,∴,得.
设平面SBC的法向量为,,
由,令,则.
设平面EDC的一个法向量为,,
由,令,则.
由得:,即,故,即.
(2)由(1)知:,,且,
设平面的一个法向量为,则,取,得,
故,二面角的平面角为钝角,故其大小为.
17. 已知和是各项均为整数的数列,若为等差数列,满足,记,分别为数列,的前项和,且,.
(1)求的通项公式;
(2)求数列的前项和.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)根据题意可得,,结合各项为整数,以及函数在上单调递增,求得,即可求解的通项公式;
(2)由(1)可得,讨论和两种情况下所对应和,将代入即可求出为偶数时对应求出,将代入即可求出为奇数时对应的.
【小问1详解】
设等差数列的首项为,公差为d,
由,得,
化简得,
又,
因为为等差数列,故,代入得,
即①
结合各项为整数,则为满足题意的一个解,
又函数在上单调递增,所以,当且仅当,即②
联立和,解得,
所以的通项公式为.
【小问2详解】
由(1)得,
情形1:当,
设前项和分为奇数项和与偶数项和,
奇数项和(共项):首项,末项,公差为4的等差数列,其和为,
偶数项和(共项):首项,公比为16的等比数列,其和为,
将代入,化简得;
情形2:当时,设前项和,其中.
由情形1得,代入得,
将代入,化简得,
即,
综上所述(或)
18. 在平面直角坐标系中,已知点,,若动点满足,设动点的轨迹为.
(1)求曲线的方程;
(2)设点为直线上一点,过作曲线的两条切线,切点分别为、.
①证明:直线过定点;
②若直线与以点为圆心的圆相切,且切点为线段的中点,求四边形的面积.
【答案】(1)
(2)① 证明见解析;②21或
【解析】
【分析】(1)利用双曲线的定义可知动点轨迹是以点、为左、右焦点双曲线的右支,求出、的值,即可得出轨迹方程;
(2)①先证明过双曲线上一点的切线方程为,设点的坐标为,切点,由切线方程结论及特征法求得直线的方程即可证明结论;
②分两种情况讨论:情况1:直线轴时,将四边形的面积拆分为与的面积和即可;
情况2:直线不垂直于轴时,的方程为,与双曲线方程联立,利用韦达定理可得点的坐标,由,结合向量化简可得,从而得到,求出点和点到直线的距离,由四边形的面积为与的面积和:,即可求解.
【小问1详解】
根据双曲线的定义,动点满足,
因此轨迹为双曲线的右支,
由得;由焦点得,
根据双曲线的基本关系,可得,
因此,曲线的方程为;
【小问2详解】
①先证明引理:过双曲线上一点的切线方程为.
当切线斜率存在时,设过双曲线上一点的切线方程为,
联立双曲线方程消去,得.
因为直线与双曲线相切,故,化简得切线斜率,
将代入点斜式并整理,得,
将代入得.
当切线斜率不存在时,切线为,代入上述方程得,等式成立;
综上所述,过双曲线上一点的切线方程为.
设点的坐标为,切点,
由引理,知双曲线在切点处的切线方程为,
由于点在切线、上,因此满足:,
上述两式表明,点、均在直线上,整理得直线的方程,
令,解得(与无关),故直线恒过定点.
②分两种情况讨论:情况1:直线轴时,的方程为(过定点),
将其代入双曲线方程得,
即、,中点,
由直线的方程,令得,即,
将四边形的面积拆分为与的面积和,因此,总面积为;
情况2:直线不垂直于轴时,的方程为,联立双曲线方程,消去并整理,得,
设,中点,
由韦达定理得,
因此,中点的坐标为,,
由,向量,向量的方向向量为,
故,代入,并化简,
即,即,
又,代入,得,,因此,.
当时,由直线的方程与等价,
得,即,点到直线的距离为,
则,同理,点到直线的距离为,则,
四边形的面积为与的面积和:,
代入数值化简;
当时,由对称性,知面积仍为.
综上所述,四边形的面积为21或.
19. 已知函数,其中,记的导数为,且.
(1)求;
(2)设的最大值为;
①求;
②证明:.
【答案】(1)
(2)① ;②证明见解析
【解析】
【分析】(1)利用导数的四则运算法则求解即可;
(2)当,利用即可求出最大值;当时,,令,则,结合二次函数性质求解;(ⅱ)由(ⅰ)得,分,和三种情况讨论即可.
【小问1详解】
由题知,,.
【小问2详解】
(ⅰ)当时,
,
因此.
当时,将变形为,令.
则,则是在上的最大值,
又,且当时,取得极小值,
极小值为.
令,解得(舍去),.
当时,在内无极值点,
,,,所以;
当时,由,知;
又,所以,
综上,.
(ⅱ)由(ⅰ)得.
因为,,
所以,
当时,;
当时,,所以;
当时,,;综上所述.
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树德中学高2023级高三下期开学测试数学试题
命题人:刘大华 审题人:韦莉 考试时间:120分钟 总分:150分
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,只有一项是符合要求的.
1. 复数的共轭复数是( )
A. B. C. D.
2. 设,则( )
A. B. C. D.
3. 的解集为( )
A. B. C. D.
4. 已知,,若与共线,则( )
A. B. C. 1 D. 5
5. 函数在的图象大致为( )
A. B.
C. D.
6. 的展开式中各项系数的和为2,则该展开式中常数项为
A. -40 B. -20 C. 20 D. 40
7. 在平面直角坐标系中,已知点,分别为椭圆的左,右焦点,P为椭圆C上的点,过作角的外角平分线的垂线,垂足为点H,则点H的轨迹长度为( )
A. B. C. D.
8. 袋中有5张卡片,分别写有数字1,2,3,4,5,有放回的摸出两张卡片.事件“第一次摸得偶数”,“第二次摸得2”,“两次摸得数字之和大于8”,“两次摸得数字之和是6”,则( )
A. M与Q相互独立 B. N与R相互独立
C. N与Q相互独立 D. Q与R相互独立
二、选择题: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,有二个正确选项的,每个选项3分,有三个正确选项的,每个选项2分,有选错的得0分.
9. 已知在体能测试中,某校学生的成绩服从正态分布,其中60分为及格线,则( )(参考数据:,)
A. 该校学生成绩的均值为70
B. 该校学生成绩的标准差为2
C. 该校学生成绩的标准差为16
D. 该校学生成绩及格率超过95%
10. 在三棱锥中,,是边长为2的正三角形,若二面角的大小为,则( )
A.
B.
C. 三棱锥的体积为
D. 三棱锥外接球的表面积为
11. 已知函数,则( )
A. 是函数的极小值点
B. 对,方程恒有两个不同的实数解
C.
D. 存在,使得直线与曲线相切
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知抛物线上一点P的纵坐标为4,则点P到该抛物线焦点的距离为________.
13. 牛得亨先生、他的妹妹、他的儿子,还有他的女儿都是网球选手,这四人中有以下情况:①最佳选手的孪生同胞与最差选手性别不同;②最佳选手与最差选手年龄相同.则这四人中最佳选手是_______.
14. 在锐角中,,则的最大值为________.
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. 随着北京2022冬奥会的举行,全民对冰雪项目的热情被进一步点燃.为调查某城市居民对冰雪运动的了解情况,随机抽取了该市120名市民进行统计,得到如下列联表:
男
女
合计
了解冰雪运动
m
p
70
不了解冰雪运动
n
q
50
合计
60
60
120
已知从参与调查的男性市民中随机选取1名,抽到了解冰雪运动的概率为.
(1)直接写出m,n,p,q的值;
(2)能否根据小概率值α=0.1的独立性检验,认为该市居民了解冰雪运动与性别有关?请说明理由.
附:.
0.100
0.050
0.010
0.005
0.001
2.706
3.841
6.635
7.879
10.828
16. 如图,四棱锥中,底面,,,,,为棱上的点,平面平面.
(1)证明:;
(2)求二面角的大小.
17. 已知和是各项均为整数的数列,若为等差数列,满足,记,分别为数列,的前项和,且,.
(1)求的通项公式;
(2)求数列的前项和.
18. 在平面直角坐标系中,已知点,,若动点满足,设动点的轨迹为.
(1)求曲线的方程;
(2)设点为直线上一点,过作曲线的两条切线,切点分别为、.
①证明:直线过定点;
②若直线与以点为圆心的圆相切,且切点为线段的中点,求四边形的面积.
19. 已知函数,其中,记的导数为,且.
(1)求;
(2)设的最大值为;
①求;
②证明:.
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