内容正文:
高三数学
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自已的姓名、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. 已知复数z满足,则z在复平面上对应的点所在的象限是( )
A. 第一象限 B. 第二象限
C. 第三象限 D. 第四象限
2. 全集,且,则满足条件的集合的个数为( )
A. 8 B. 7 C. 4 D. 2
3. 在平行四边形中,与交于点,若,则的值为( )
A. B. C. D.
4. 已知圆与圆相切,则( )
A. 4 B. 6 C. 4或6 D. 16或36
5. 已知定义在上的函数满足,且,则( )
A. 0 B. 2 C. 3 D. 4
6. 在中,内角的对边分别为,则一定为( )
A. 直角三角形 B. 等腰三角形
C. 等腰直角三角形 D. 钝角三角形
7. 设为坐标原点,是的左、右焦点,若在双曲线上存在点,满足三角形的面积为,则该双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
8. 在平面直角坐标系中,曲线绕着轴旋转一周得到一个旋转体,在中放入4个半径为的小球,四个小球均与旋转体的表面以及开口平面相切,则小球半径的最大值为( )
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. 下列说法正确的是( )
A. 数据的众数是2
B. 数据的第25百分位数是1
C. 若随机变量,则
D. 根据分类变量与的成对样本数据,计算得到.依据的独立性检验,可判断变量与不独立
10. 已知数列的首项,且满足,下列说法正确的有( )
A.
B. 数列为等差数列
C. 数列的前项和大于4
D. 数列为单调递减数列
11. 已知椭圆的右焦点为,过点的直线与交于两点,当为的上顶点时,.过点作直线的垂线,垂足为,直线与轴交于点,直线的斜率为,直线的斜率为,则下列说法正确的是( )
A. 椭圆的短轴长为
B. 三角形的面积的最大值为
C. 四边形的面积的最大值为
D. 设的中点的横坐标为,则为定值
三、填空题(本题共3小题,每小题5分,共15分)
12. 已知函数的两个相邻零点间的距离为,则__________.
13. 已知,且,则的最小值为__________.
14. 如图,要用个元件组成一个电路系统,当且仅当从到的电路为通路状态时,系统正常工作.已知每个元件正常工作的概率为,在电路系统正常工作的条件下,记此时系统中损坏的元件个数为,则__________.
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. 已知等差数列的前项和为,且.
(1)求数列的前项和;
(2)记,数列的前项积为,求的最小值.
16. 我国新能源汽车迅速崛起,成为推动绿色革命的核心引擎.某品牌新能源汽车公司为了抢占更多的市场份额,计划加大广告投入.该公司近5年的年广告费(单位:百万元)和年销售量(单位:百万辆)关系如图所示:
令,数据经过初步处理得:.现有①和②两种模型作为年销售量关于年广告费的回归分析模型,其中均为常数.
(1)请从样本相关系数的角度,分析哪一个模型拟合程度更好?
(2)为刺激消费,省出台了以下补贴政策:每购买一辆新能源汽车,补贴6000元.若甲、乙两人近期在省购买一辆该新能源汽车的概率分别为,其中,每人最多购买一辆.求该省对甲、乙两人补贴总金额的期望值的取值范围.
参考数据:.
相关系数.
17. 在抛物线中,直线与交于两点,为的焦点.当直线为时,.
(1)求抛物线的标准方程;
(2)若线段中点的纵坐标始终为1,求的取值范围;
(3)已知直线与相交于两点,直线与相交于两点(点在轴的上方),若,四边形的外接圆圆心坐标为,求证:.
18. 如图,四棱锥的底面是平行四边形,侧面是等边三角形,,二面角的平面角大小为为的中点.
(1)设平面平面,求直线与直线的夹角大小;
(2)求直线与平面所成角的正弦值的最大值;
(3)设为侧棱上一点,四边形是过两点的截面,分别交于两点,其中为的中点,平面,求四棱锥的体积的取值范围.
19. 设函数.
(1)讨论函数的单调区间;
(2)当时,函数的图象上有且仅有2个点到原点距离为,求的取值范围;
(3)函数的图象上是否存在唯一的一组点,构成正多边形,且?若存在,请求出所有满足条件的以及对应的值;若不存在,请说明理由.
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高三数学
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自已的姓名、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. 已知复数z满足,则z在复平面上对应的点所在的象限是( )
A. 第一象限 B. 第二象限
C. 第三象限 D. 第四象限
【答案】D
【解析】
【分析】先由复数的除法运算法则求得复数z,再由复数的几何意义求解即可
【详解】因为,
所以,
所以z在复平面上对应的点所在的象限是第四象限,
故选:D
2. 全集,且,则满足条件的集合的个数为( )
A. 8 B. 7 C. 4 D. 2
【答案】A
【解析】
【详解】因为全集,且,
所以可能为,共个
即集合的个数为.
3. 在平行四边形中,与交于点,若,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】根据向量共线定理和向量的平行四边形定则求解即可.
【详解】
.
因为,,三点共线,根据向量共线定理可知,
,解得.
4. 已知圆与圆相切,则( )
A. 4 B. 6 C. 4或6 D. 16或36
【答案】C
【解析】
【分析】求出两圆的圆心和半径,分内切与外切求解.
【详解】圆的圆心为,半径,
圆的圆心为,半径,
,
当两圆外切时,,即,解得;
当两圆内切时,,即,解得;
综上,则或.
5. 已知定义在上的函数满足,且,则( )
A. 0 B. 2 C. 3 D. 4
【答案】D
【解析】
【分析】根据已知条件求出的周期,结合函数周期性求值即可.
【详解】因为,所以,
所以,即.
所以是周期为4的周期函数.
所以.
在中,令,则,所以.
因此.
6. 在中,内角的对边分别为,则一定为( )
A. 直角三角形 B. 等腰三角形
C. 等腰直角三角形 D. 钝角三角形
【答案】A
【解析】
【分析】先利用二倍角的余弦公式对等式进行化简,消去半角形式,化简后等式中含有边和角的混合形式,所以考虑利用正弦定理将边转化为角的正弦形式,再结合诱导公式对等式中的角进行转化,整理后得到角之间的关系,进而判断三角形的形状.
【详解】在中, ,
则,即,
则,即得,
由于,故,结合,可得,
即一定为直角三角形,
7. 设为坐标原点,是的左、右焦点,若在双曲线上存在点,满足三角形的面积为,则该双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】利用已知,双曲线定义和的面积,最后利用双曲线离心率公式计算得到离心率.
【详解】设,双曲线焦点,,
由,得,
又因为的面积,
所以,
平方得:,
因为在双曲线上,满足,
所以,
所以 化简得,
代入,得:,
,约去得,即,
代入得,
因此离心率: .
8. 在平面直角坐标系中,曲线绕着轴旋转一周得到一个旋转体,在中放入4个半径为的小球,四个小球均与旋转体的表面以及开口平面相切,则小球半径的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】将两边同时平方,得,
即,所以曲线表示以原点为圆心,半径为的圆的上半部分,该曲线绕着轴旋转一周得到一个旋转体是一个半径为的半球,
四个小球均与旋转体的表面及开口平面相切,且四个小球两两相切,此时四个小球的球心构成一个小正方形。
设四个小球的球心分别为,小正方形的中心为,半球的球心为,
连接,则垂直于小正方形所在平面,为小正方形的对角线的一半,为半球的半径减去小球的半径,即,
因为四个小球两两相切,所以小正方形的边长为,根据勾股定理可得小正方形的对角线长度为,则,
在中,,即,
即,解得,
因为,所以.
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. 下列说法正确的是( )
A. 数据的众数是2
B. 数据的第25百分位数是1
C. 若随机变量,则
D. 根据分类变量与的成对样本数据,计算得到.依据的独立性检验,可判断变量与不独立
【答案】BCD
【解析】
【分析】根据众数以及百分位数的概念可判断AB;根据二项分布的期望以及性质即可判断C;根据独立性检验的原理可判断D.
【详解】对于A,数据中,2出现3次,3也出现3次,因此众数是2和3,A错误;
对于B,数据已从小到大排列,
由于,故数据的第25百分位数是,B正确;
对于C,随机变量,则,
故,C正确;
对于D,由于,故依据的独立性检验,
拒绝原假设(原假设为X与Y独立),可判断变量与不独立,D正确.
10. 已知数列的首项,且满足,下列说法正确的有( )
A.
B. 数列为等差数列
C. 数列的前项和大于4
D. 数列为单调递减数列
【答案】ABD
【解析】
【分析】代入计算可判断A;根据等差数列定义计算可判断B;根据裂项相消法计算可判断C;根据作商法计算可判断D.
【详解】因为,所以,
对于A,由题意可得,因为,
所以,故A正确;
对于B,由等差数列定义可知,数列是以为首项,为公差的等差数列,故B正确;
对于C,由B可知,,,
则,
设数列的前项和为,
则
,
所以数列的前项和小于4,故C错误;
对于D,因为,所以,
因为,
所以,则数列为单调递减数列,故D正确.
11. 已知椭圆的右焦点为,过点的直线与交于两点,当为的上顶点时,.过点作直线的垂线,垂足为,直线与轴交于点,直线的斜率为,直线的斜率为,则下列说法正确的是( )
A. 椭圆的短轴长为
B. 三角形的面积的最大值为
C. 四边形的面积的最大值为
D. 设的中点的横坐标为,则为定值
【答案】ABD
【解析】
【分析】先根据条件确定椭圆的有关参数,可判断A的真假;将椭圆方程与直线:联立,利用韦达定理,可确定为定点,利用求三角形的面积的最大值,判断B的真假;利用四边形的面积为表示出四边形的面积,结合对勾函数的性质求面积的最大值,判断C的真假;列出和的表达式,化简即可判断D的真假.
【详解】记椭圆的半焦距为,则,
当为椭圆的上顶点时,,所以.
所以椭圆的短轴长为,故A正确;
如图:
由上分析知,椭圆的方程为.
因为点、、能构成三角形,所以直线的斜率不为0,
可设直线:,代入椭圆:,
得:,整理得:.
设,,则,.
所以,故直线的方程为:,
因为,令可得,
,即.
所以,当为短轴顶点时取等号.故B正确;
因为,
所以.
设四边形的面积为,则.
令,则,则,
设 ,
根据对勾函数的性质,在上单调递增,所以,时取等号.
所以.故C错误;
因为
,
又,
所以为定值,故D正确.
三、填空题(本题共3小题,每小题5分,共15分)
12. 已知函数的两个相邻零点间的距离为,则__________.
【答案】或
【解析】
【分析】令可得,结合正切函数周期性可得,代入求解即可.
【详解】令,可得,
因为函数的两个相邻零点间的距离为,则,解得,
若,则,可得;
若,则,可得;
综上所述:或
13. 已知,且,则的最小值为__________.
【答案】
【解析】
【分析】利用1的代换,再结合基本不等式即可求得最小值.
【详解】由 ,得 ,即 (),
则,
当且仅当 ,即,再结合 ,
可解得 ,满足条件,因此的最小值为 .
14. 如图,要用个元件组成一个电路系统,当且仅当从到的电路为通路状态时,系统正常工作.已知每个元件正常工作的概率为,在电路系统正常工作的条件下,记此时系统中损坏的元件个数为,则__________.
【答案】
【解析】
【分析】设由2个并联元件组成的整体依次为系统,其损坏的元件个数为,,可得,结合两点分布可得,即可得结果.
【详解】设由2个并联元件组成的整体依次为系统,其损坏的元件个数为,,
则,可得,
在电路系统正常工作的条件下,可知系统均正常工作,对应概率为,
则,可得,,
则,所以.
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. 已知等差数列的前项和为,且.
(1)求数列的前项和;
(2)记,数列的前项积为,求的最小值.
【答案】(1);
(2).
【解析】
【分析】(1)利用等差数列的通项公式和前项和公式,联立方程组即可求解;
(2)利用等差数列的前项和公式,再结合复合函数的单调性即可求得最小值.
【小问1详解】
设等差数列的首项为,公差为,根据题意列方程:
由得: ,
由得: ,
联立解得:,,
则由等差数列前项和公式可得 ;
【小问2详解】
由,,可得等差数列的通项公式为:,
则,即数列的前项积为:
,
因此: ,
令,,
因为函数是关于的单调递增函数,因此最小时,取得最小值,
因为的最小值在时取得,即,
代入可得: ,
即的最小值为.
16. 我国新能源汽车迅速崛起,成为推动绿色革命的核心引擎.某品牌新能源汽车公司为了抢占更多的市场份额,计划加大广告投入.该公司近5年的年广告费(单位:百万元)和年销售量(单位:百万辆)关系如图所示:
令,数据经过初步处理得:.现有①和②两种模型作为年销售量关于年广告费的回归分析模型,其中均为常数.
(1)请从样本相关系数的角度,分析哪一个模型拟合程度更好?
(2)为刺激消费,省出台了以下补贴政策:每购买一辆新能源汽车,补贴6000元.若甲、乙两人近期在省购买一辆该新能源汽车的概率分别为,其中,每人最多购买一辆.求该省对甲、乙两人补贴总金额的期望值的取值范围.
参考数据:.
相关系数.
【答案】(1)模型②的拟合程度更好
(2)元
【解析】
【分析】(1)利用公式分别求出模型①和②的相关系数,结合相关系数的意义即可判断哪一个模型拟合程度更好;
(2)根据已知得该省对甲、乙两人补贴总金额的期望值为,结合二次函数的性质求范围.
【小问1详解】
设模型①和②的相关系数分别为,
由题意可得:,
,
所以,由相关系数的意义可得,模型②的拟合程度更好.
【小问2详解】
由题意,甲乙买车的总数量可能值为,
,
,
,
该省对甲、乙两人买车数量期望值为,
所以两人补贴总金额期望值为,,
由在上单调递增,则,
所以.
17. 在抛物线中,直线与交于两点,为的焦点.当直线为时,.
(1)求抛物线的标准方程;
(2)若线段中点的纵坐标始终为1,求的取值范围;
(3)已知直线与相交于两点,直线与相交于两点(点在轴的上方),若,四边形的外接圆圆心坐标为,求证:.
【答案】(1)
(2)
(3)证明见解析
【解析】
【分析】(1)联立直线与抛物线的方程,得韦达定理,进而根据弦长公式即可求解,
(2)联立方程可得韦达定理,根据中点坐标公式可求解,进而根据焦半径公式,结合判别式即可得解,
(3)写出的坐标,根据得,根据对称性判断圆心位于,即可根据两点距离公式代入化简求解.
【小问1详解】
由题意可知,
联立直线与的方程可得,
设,则,
由弦长公式可得:,
化简可得,由于,故,(负值舍去).
故抛物线的方程为.
【小问2详解】
设直线,
直线与抛物线联立可得,
故,
由于,
故,
因此的取值范围为
【小问3详解】
抛物线与直线相交于故,
抛物线与直线相交于故,
根据可得,
由于轴,根据对称性可知四边形的外接圆圆心在轴上,故,
由可得,
化简可得,
将代入上式可得,
由于,可得,故,故,
进而.
18. 如图,四棱锥的底面是平行四边形,侧面是等边三角形,,二面角的平面角大小为为的中点.
(1)设平面平面,求直线与直线的夹角大小;
(2)求直线与平面所成角的正弦值的最大值;
(3)设为侧棱上一点,四边形是过两点的截面,分别交于两点,其中为的中点,平面,求四棱锥的体积的取值范围.
【答案】(1);
(2);
(3).
【解析】
【分析】(1)作出合理辅助线,再找到两直线夹角即可;
(2)建立合适的空间直角坐标系,求出线面角的表达式,利用换元法并求导即可求出其最大值;
(3)首先计算得,再计算体积表达式,最后根据范围即可得到答案.
【小问1详解】
延长交的延长线于点,则为交线,
因为为的中点,,所以为的中点,所以,
因为侧面是等边三角形,所以,
所以,所以,
所以所求角为.
【小问2详解】
取的中点,连接,由,则,
分别以所在直线为轴和轴,
以过垂直于底面的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.
设直线与平面所成角为,
则.,
令,则,
令,结合的取值范围可知,
当时,,当时,,
所以函数在上单调递增,在上单调递减,
所以的最大值为,故.
【小问3详解】
由题意可知,所以点为的中点,
设,
因为,
则,
又因为,
所以,解得.
即
,
因为,所以.
19. 设函数.
(1)讨论函数的单调区间;
(2)当时,函数的图象上有且仅有2个点到原点距离为,求的取值范围;
(3)函数的图象上是否存在唯一的一组点,构成正多边形,且?若存在,请求出所有满足条件的以及对应的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)时,的递增区间为,无单调递减区间,时,的单调递增区间为,,单调递减区间为.
(2)
(3)有且仅有时,存在唯一的一组点构成正多边形,此时.
【解析】
【分析】(1)求导,分类讨论导数的正负即可求解,
(2)根据两点距离公式,结合换元法,构造函数,利用导数求解其单调性,即可求解,
(3)根据对称性将问题锁定在正四边形和正六边形,分别考虑两种情况,正方形时,根据对角线相等得,进而利用换元法,根据方程有解,结合基本不等式以及对勾函数的性质可得,正六边形时,根据直线方程和联立得,对讨论即可得解.
【小问1详解】
的定义域为,
,
当时,恒成立,此时在单调递增,故单调递增区间为,无单调递减区间.
当,令,则和,
当和时,,当时,,
故此时的单调递增区间为,,单调递减区间为.
【小问2详解】
当时,,
则,
令,则,,
令,则或,
当或时,,当时,,
故的单调递增区间为,递减区间为,
且,
故当或时,此时关于的方程有唯一的正根,对应两个不同的,符合题意.
故的取值范围为.
【小问3详解】
由于函数为奇函数,图形关于原点对称,故函数的图像也是中心对称图形,其对称中心为,若图像存在唯一的正多边形,则该正多边形的中心必为.将坐标轴平移,使得原点与中心对称点重合,则该函数解析式为,该变换不影响正多边形的存在性和唯一性,以及的取值,因此,设进行研究.
接下来只考虑的情况;
由(2)可知关于的方程至多有三个不相等的正实数根,对应6个不同的,因此.
又由于的图像有唯一的对称中心,故要有唯一的正多边形,该正多边形一定也以为对称中心,否则就不唯一,因此排除正三角形和正五边形,只需要研究正四边形和正六边形.
当时,若时,恒成立,此时在单调递增,曲线上不存在4个点,让其构成正方形,因此,
不妨设正方形的4个顶点分别为,由于直线的斜率一定存在,设其中一条对角线的方程为,则,解得,
所以同理可得,
由得,化简可得,
根据题意可知方程只有一个正根,
由于不符合上式,故,
因为,所以,故,
设,则,令,
由题意可知,只需要直线与函数的图像只有唯一的公共点即可,
故,当且仅当取到等号,
故,则,
故时,符合题意.
当时,同上可知,在,单调递增,在单调递减.
假设曲线上存在正六边形,由对称性可知该正六边形中心位于原点处,
不妨设对角线的倾斜角为,则的倾斜角分别为,
即取,(时不存在),
联立,可得,(舍去),
则
故,
同理,,
若要存在正六边形,则有解,
(i)时,,显然,故,不满足要求,此时正六边形不存在,
(ii)时,,,
显然
故,不满足要求,此时正六边形不存在,
综上所述,有且仅有时,存在唯一的一组点构成正多边形,此时.
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