内容正文:
高三数学
本试卷满分150分,考试时间150分钟
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上.
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,则( )
A. 1 B. 2 C. D. 3
【答案】C
【解析】
【详解】,故.
2. 设集合,,若含有4个元素,则( )
A. B. 0 C. 1 D. 2
【答案】B
【解析】
【分析】根据集合元素的互异性及并集的概念求解即可.
【详解】根据集合元素的互异性可知,,.
因为含有4个元素,所以仅含有1个元素,
若,则或,所以或.
若,则.
结合集合元素互异性可知或.
当时,,,,符合题意.
当时,,,,不符合题意.
综上,.
3. 的展开式中常数项为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】二项展开式的通项公式为,
整理得:,
令,解得:,
展开式中常数项为:.
4. 已知两条直线,和平面,则下列命题为真命题的是( )
A. 若,,则 B. 若,,则
C. 若,,则 D. 若,,则
【答案】C
【解析】
【分析】根据线面平行、线面垂直的判定定理和性质定理逐一判断即可.
【详解】对于A,若,,可能平行于平面,也可能(此时不平行于平面,),故A错;
对于B,若,,直线,可能平行、相交或异面,故B错;
对于C,如果两平行线中的一条垂直于一个平面,那么另一条直线也垂直于这个平面,故C正确;
对于D,若,,直线与平面可能相交、平行或.
5. 科学研究中经常涉及对粒子状态的分析.某假想粒子有状态1,状态2,状态3,……,每种状态下的粒子经过1秒有两种可能:状态保持不变或变为更高一级状态,已知状态1的粒子有的概率变为状态2,状态2的粒子有的概率变为状态3,以此类推.现有若干状态1的该粒子,则经过3秒处于状态1和状态2的粒子数目约占( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】分别计算经过3秒后处于状态1和状态2的粒子的概率,然后将这两个概率相加,得到处于状态1和状态2的粒子数目占总粒子数的比例.
【详解】设经过3秒处于状态1的概率为,粒子要始终停留在状态 1,需连续3秒都保持状态 1,根据独立事件概率公式:;
设经过3秒处于状态2的概率为,
情况一:第1秒从状态1变为状态2,第2秒和第3秒都保持状态2不变,概率为;
情况二:第1秒保持状态1不变,第2秒从状态1变为状态2,第3秒保持状态2不变,概率为;
情况三:第1秒和第2秒保持状态1不变,第3秒从状态1变为状态2,概率为;
将上述三种情况的概率相加,得到经过3秒后处于状态2的粒子的概率为,
则经过3秒后处于状态1和状态2的粒子数目占总粒子数的比例为将经过3秒后处于状态1和状态2的粒子的概率相加,可得.
6. 若直线上存在点,圆上存在点,使得,则最大值为( )
A. 0 B. 2 C. 3 D. 4
【答案】D
【解析】
【分析】设点的坐标,列出二次函数,由存在性列出不等式解不等式求解
【详解】因为点A在直线上,所以设A点坐标为,点B坐标为,
因为向量
所以,即,,
所以B点坐标为.
又B在圆上,所以.
整理得关于的一元二次方程:,
因为存在点A在直线上,所以关于的一元二次方程有实数解.
故,
令,得,整理即,
所以.
所以的最大值为4.
7. 记的内角,,的对边分别为,,,,,,则的面积为( )
A. 1 B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】因为,所以,
所以,
所以,
所以,
所以
8. 已知正数,满足,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】根据为正数可得,根据为正数及为上的增函数可得,从而可得正确的选项.
【详解】因为为正数,故.
由题设有,
而,故,故,
故,且,
故
设,因为均为上增函数,
故为上的增函数,而,故,
故A正确,BCD错误.
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,部分选对的得部分分,有选错的得0分.
9. 下列说法正确的是( )
A. 若随机变量,则
B. 若事件,相互独立,则
C. 若样本数据,,,的方差为2,则数据,,,的方差为8
D. 用相关指数刻画回归效果,越接近1,说明回归模型的拟合效果越好
【答案】ACD
【解析】
【分析】利用正态曲线的对称性即可判断A,根据随机事件的概率加法公式与互斥事件的概率公式即可判断B;利用数据的和差积商性质即可判断C;根据相关指数与残差平方和之间的关系即可判断D.
【详解】对于A,因随机变量,则,由正态曲线的对称性可得,故A正确;
对于B,由事件,相互独立可知,对于随机事件,,
都有,
故仅当,互斥时,才有,故结论不成立,即B错误;
对于C,由题意,,
对于数据,,,,
其均值为,
其方差为,故C正确;
对于D,相关指数越接近1,值越大,残差平方和接近0,值越小,则该回归模型的拟合效果越好,故D正确.
10. 已知函数,,则下列结论正确的有( )
A. 曲线与曲线存在相同的对称中心
B. 曲线与曲线存在相同的对称轴
C. 曲线向左平移个单位得到曲线
D. 曲线与曲线关于轴对称
【答案】AC
【解析】
【详解】选项A,因为,
令,得,所以的对称中心为.
因为,令,得,所以的对称中心为.
假设存在相同对称中心,则,
化简得,当时,,所以存在相同对称中心,A正确.
选项B,:令,得,对称轴为.
:令,得,对称轴为.
假设存在相同对称轴,则,化简得,
左边为偶数,右边为奇数,无整数解,所以曲线无相同对称轴,B错误.
选项C,,平移个单位,得:
,C正确.
选项D,若与关于轴对称,则需满足.
因为,而,
显然与不能恒相等,所以两曲线不关于轴对称,D错误.
11. 已知四棱锥的体积为12,四边形是平行四边形,为的中点,经过直线的平面与侧棱,分别交于点,.设,,则( )
A. 时,平面
B. 时,
C. 四面体的体积为3
D. 四棱锥的体积的最小值为4
【答案】BCD
【解析】
【分析】由平面得到平面平面,与是平面和平面的交点矛盾即可判断A;由题设求出,进而得到D是平面与四棱锥的棱的交点即可分析判断B;由点P和点A到平面距离相等得到即可计算判断C;先由基底表示,进而结合共面定理得到,再由题设分析计算得到四棱锥的体积为,再由基本不等式即可计算求解判断D.
【详解】由题可知是平面和平面的交点,
当时,所以,又平面,在平面外,
所以平面,若平面,
则由、平面得平面平面,
则平面与平面无交点,与是平面和平面的交点矛盾,故A错误;
时,,因为为的中点,所以,
因为四边形是平行四边形,所以,则,
又因为平面、平面,则平面,
所以D是平面与四棱锥的棱的交点,
所以D与N重合,即,所以,故B正确;
因为为的中点,所以点P和点A到平面距离相等,
所以四面体的体积为,
所以四面体的体积为3,故C正确;
由题意可得,
因为共面,所以即,
设点P到平面的距离为d,则,
因为,,
所以点M到平面的距离为,点N到平面的距离为,
所以,
,
所以,
因为为的中点,所以点A和点P到平面的距离相等,
所以,
所以四棱锥的体积为,
当且仅当即时等号成立,
所以四棱锥的体积的最小值为4,故D正确.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知向量,,且,则______.
【答案】
【解析】
【详解】由题意,,
由可得,解得.
13. 已知抛物线:()的焦点为,直线与有唯一的公共点,则______.
【答案】5
【解析】
【详解】联立与可得,
由于直线与有唯一的公共点,故,解得,(舍去),
故,则.
14. 已知函数,对任意,都有,则的取值范围为______.
【答案】
【解析】
【分析】根据导数的正负性与函数单调性的关系,结合函数最值的性质分类讨论进行求解即可.
【详解】,
当时,单调递增,
当时,单调递减,
当时,单调递增.
当时,当时,该函数单调递增,
所以,
所以对任意,都有,一定有成立,
解得,这与相矛盾,不符合题意;
当时,当时,,
所以对任意,都有,一定有成立,而,
所以;
当时,设表示两数中最大的数,
因为当时,单调递增,
当时,单调递减,
当时,单调递增.
所以当时,,
对任意,都有,一定有且,
解得,
综上所述:,
所以的取值范围为.
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. 如图,已知是圆锥的轴截面,,.
(1)求圆锥的外接球的表面积;
(2)若为弧的中点,求二面角的正切值.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)根据圆锥轴截面的特征得到线面垂直,判断出球心位置,结合勾股定理求出球的半径,代入球的面积公式求解即可.
(2)建立空间直角坐标系,结合二面角的向量求法及同角的三角函数关系求解即可.
【小问1详解】
因为是圆锥的轴截面,所以平面.
又平面,所以.
在中,,,所以.
设圆锥的外接球的球心为,半径为,
结合圆锥的定义及对称性易知球心在上.
在中,,则,
整理得,解得.
所以圆锥的外接球的表面积.
【小问2详解】
因为为弧的中点,所以.
因为平面,平面,所以.
又,
所以可以为原点,以,,所在直线为,,轴建立空间直角坐标系.
则,,,,.
,,
设平面的法向量为,
则,,令,则,,所以.
因为,,,所以平面,
则即为平面的一个法向量,.
设二面角的平面角为,
则,
,
所以.
故二面角的正切值为.
16. 已知数列各项均不为零,,,.
(1)当时,求的前50项和;
(2)若,求正整数最小值.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)利用赋值法求出数列的周期,根据数列的周期进行求解即可;
(2)利用特殊值法,结合等差数列的性质进行求解即可.
【小问1详解】
因为数列各项均不为零,,,
所以当时,由,
所以有
,
所以此时该数列的周期为,因此,
所以的前50项和为;
【小问2详解】
由,
因为,,
所以,
因为,
所以,或,
因为是正整数,所以,即
当时,由,
所以数列是以为首项,公差为的等差数列,
因此,所以,
显然恒成立,所以正整数的最小值为.
17. 某次考试的多项选择题,每题4个选项中正确选项有2个或3个,得分规则如下:若正确选项有2个,只选1个且为正确选项得3分,2个且都为正确选项得6分,否则得0分;若正确选项有3个,只选1个且为正确选项得2分,选2个且都为正确选项得4分,选3个且都为正确选项得6分,否则得0分.学生甲对其中的一道多项选择题完全不会,该题恰有2个正确选项的概率为(),记为甲随机选择1个选项的得分,为甲随机选择2个选项的得分,
(1)若,求;
(2)求的概率分布列和数学期望;
(3)证明:当且仅当时,
【答案】(1)
(2)分布列见解析,
(3)证明见解析
【解析】
【分析】(1)得2分以上可能是随机选一个选项时,当为三个正确选项时选对1个,或者两个正确选项时选对1个,由互斥事件的加法公式得解;
(2)可能的取值为,得0分为三个正确选项或两个正确选项的均选到错误选项,得2分只可能是三个正确选项的选对1个,得3分为两个正确选项的选对一个,分别由互斥事件的加法公式求解;
(3)可能的取值为,类似(2)的分析得出的期望,结合(2)中的作差比较,得出证明.
【小问1详解】
恰有2个正确选项的概率为,则恰有3个正确选项的概率为,
正确选项是2个时,随机选一个正确可得3分,概率为;
正确选项是3个时,随机选一个正确可得2分,概率为,
因此
【小问2详解】
由题知,可能的取值为,
,
,
,
分布列为:
【小问3详解】
由题知,可能的取值为,
,
,
故,
,
故当且仅当时,
18. 已知双曲线的离心率为,是上一点,直线的斜率为,且与交于两点.
(1)求的方程;
(2)若,求的方程;
(3)证明:的外接圆的圆心在定直线上.
【答案】(1)
(2)
(3)证明见解析
【解析】
【分析】(1)根据题意,利用双曲线的几何性质,列出方程组,求得,即可求解;
(2)设,联立方程组,由,求得,且,结合,根据向量数量积的运算公式,列出方程,求得的值,即可求解;
(3)由(2)求得线段的垂直平分线的方程为,设点的坐标为,根据及,列出方程,化简得到,代入,求得,得到圆心在定直线上,即可得证.
【小问1详解】
因为双曲线的离心率为,且是上一点,
可得,解得,
所以双曲线的方程为.
【小问2详解】
设直线的方程为,且,
联立方程组,整理得,
则,解得,所以或,
且,
因为,可得,
又因为,
可得,
所以
,
将代入上式得,
,
因为,可得,即,
解得或,
又因为或,所以,
所以直线的方程为.
【小问3详解】
由(2)知,可得的中点的横坐标为,
则点的纵坐标为,即,
所以线段的垂直平分线的方程为,即,
设点的坐标为,
因为,可得 ,
又因为,
代入得,
整理得,
又由,可得,
则,可得,
其中,
则,
整理得,
①当时,两边同除以,可得,
代入,可得,即,
所以的外接圆的圆心在定直线上;
②当时,即时,可得直线的方程为,
此时点满足直线的方程,此时三点共线,不能构成三角形,舍去,
综上可得,的外接圆的圆心在定直线上.
19. 已知函数.
(1)对任意,是的必要条件,求的最小值;
(2)对任意,函数存在两个零点.
(i)求的取值范围;
(ii)对于(i)中给定的,证明:当取得最小值时,.
【答案】(1)
(2)(i)(ii)证明见解析
【解析】
【分析】(1)由已知条件可得在上单调递增,即在恒成立,计算即可;
(2)(i)由已知构造函数可得存在两个零点,利用导数证明单调性,进而只需,即,利用导数计算可得的取值范围;(ii)将同构为,将方程的两根转化的两根为,利用导数及数形结合推理可得.
【小问1详解】
∵对任意,是的必要条件,
∴,
在上单调递增,
则,即在上恒成立,
令,,
在单调递减,
.
【小问2详解】
(i)因为对有两个不等的实根,
所以有两个零点,
若是方程的一个根,则,所以,
令,
当,则,当,则,
所以在单调递减;单调递增,
,
要使有两个零点,只需,
即,令,
在(0,1)单调递增;单调递减,
.
(ii)令,则,,即,
构造方程,两根为,
令,其中的两根为
令则,令,则,
在单调递减;单调递增,作出大致图象如下:
令,
在单调递减;单调递增,
当时,,此时最小.
取最小值时,.
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高三数学
本试卷满分150分,考试时间150分钟
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上.
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,则( )
A. 1 B. 2 C. D. 3
2. 设集合,,若含有4个元素,则( )
A. B. 0 C. 1 D. 2
3. 的展开式中常数项为( )
A. B. C. D.
4. 已知两条直线,和平面,则下列命题为真命题的是( )
A. 若,,则 B. 若,,则
C. 若,,则 D. 若,,则
5. 科学研究中经常涉及对粒子状态的分析.某假想粒子有状态1,状态2,状态3,……,每种状态下的粒子经过1秒有两种可能:状态保持不变或变为更高一级状态,已知状态1的粒子有的概率变为状态2,状态2的粒子有的概率变为状态3,以此类推.现有若干状态1的该粒子,则经过3秒处于状态1和状态2的粒子数目约占( )
A. B. C. D.
6. 若直线上存在点,圆上存在点,使得,则的最大值为( )
A. 0 B. 2 C. 3 D. 4
7. 记的内角,,的对边分别为,,,,,,则的面积为( )
A. 1 B. C. D.
8. 已知正数,满足,则( )
A. B. C. D.
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,部分选对的得部分分,有选错的得0分.
9. 下列说法正确是( )
A. 若随机变量,则
B. 若事件,相互独立,则
C. 若样本数据,,,的方差为2,则数据,,,的方差为8
D. 用相关指数刻画回归效果,越接近1,说明回归模型的拟合效果越好
10. 已知函数,,则下列结论正确的有( )
A. 曲线与曲线存在相同对称中心
B. 曲线与曲线存在相同的对称轴
C 曲线向左平移个单位得到曲线
D. 曲线与曲线关于轴对称
11. 已知四棱锥的体积为12,四边形是平行四边形,为的中点,经过直线的平面与侧棱,分别交于点,.设,,则( )
A. 时,平面
B 时,
C. 四面体的体积为3
D. 四棱锥的体积的最小值为4
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知向量,,且,则______.
13. 已知抛物线:()的焦点为,直线与有唯一的公共点,则______.
14. 已知函数,对任意,都有,则的取值范围为______.
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. 如图,已知是圆锥的轴截面,,.
(1)求圆锥的外接球的表面积;
(2)若为弧的中点,求二面角的正切值.
16. 已知数列各项均不为零,,,.
(1)当时,求的前50项和;
(2)若,求正整数的最小值.
17. 某次考试的多项选择题,每题4个选项中正确选项有2个或3个,得分规则如下:若正确选项有2个,只选1个且为正确选项得3分,2个且都为正确选项得6分,否则得0分;若正确选项有3个,只选1个且为正确选项得2分,选2个且都为正确选项得4分,选3个且都为正确选项得6分,否则得0分.学生甲对其中的一道多项选择题完全不会,该题恰有2个正确选项的概率为(),记为甲随机选择1个选项的得分,为甲随机选择2个选项的得分,
(1)若,求;
(2)求的概率分布列和数学期望;
(3)证明:当且仅当时,.
18. 已知双曲线的离心率为,是上一点,直线的斜率为,且与交于两点.
(1)求的方程;
(2)若,求的方程;
(3)证明:外接圆的圆心在定直线上.
19. 已知函数.
(1)对任意,是的必要条件,求的最小值;
(2)对任意,函数存在两个零点.
(i)求的取值范围;
(ii)对于(i)中给定的,证明:当取得最小值时,.
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