内容正文:
高三数学
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. 已知全集,,则集合( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】由及 ,
得:.
2. 在复平面内,向量对应的复数为,向量对应的复数为,则向量对应的复数为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】结合向量的线性运算,利用复数的线性运算求解即可.
【详解】因为向量对应的复数为,向量对应的复数为,
所以,
所以向量对应的复数为.
3. 一批零件共有10个,其中有4个不合格.随机抽取3个零件进行检测,恰好有1件不合格的概率是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】从10个零件中随机抽取3个零件的试验有个基本事件,
恰好有1件不合格的事件有个基本事件,所以.
4. 已知等差数列前n项和为,若,则=( )
A. B. C. 1 D.
【答案】C
【解析】
【详解】在等差数列中,,则.
5. 在的展开式中的系数为( )
A. 280 B. 300 C. 320 D. 360
【答案】A
【解析】
【详解】含的项为,
所以的系数为.
6. 已知函数,其中,3为的极大值点.若在内有最小值,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】求导,根据可得函数的单调区间,再根据3为的极大值点可确定的值,然后由极小值点在区间内,可求的取值范围.
【详解】,由于,则,
所以由或;由.
所以函数在和上单调递增,在上单调递减.
故是的极大值点,故,
是的极小值点.
若在内有最小值,
只需即可,解得,因此选D.
7. 已知抛物线E:,其中AC,BD是过抛物线焦点F的两条互相垂直的弦,直线AC的倾斜角为,当时,如图所示的四边形的面积为( )
A. 43 B. C. D. 42
【答案】C
【解析】
【分析】可知焦点为,直线,直线,分别与抛物线方程联立,利用韦达定理结合抛物线定义求出,即可得四边形面积.
【详解】由题意可知:抛物线E:的焦点为,
由题意可知:直线,直线,
联立方程,消去y可得,
则,可得;
联立方程,消去y可得,
则,可得;
所以四边形的面积为.
8. 某个圆锥容器的轴截面是边长为6的等边三角形,一个表面积为的小球在该容器内自由运动,则小球能接触到的圆锥容器内壁总面积为( )
A. 20 B. 16 C. 12 D. 8
【答案】B
【解析】
【分析】小球与圆锥容器侧面和底面的接触面分别为圆台的侧面和圆,求出圆台半径和母线以及圆的半径,结合圆台的侧面积公式求出.
【详解】设小球的半径为r,所以小球的表面积为,所以,
在圆锥内壁侧面,小球接触到的区域围成一个圆台侧面,如下图所示,其中分别为切点,
因为小球的半径,,
所以,
又△AFE,△AGD都是等边三角形,所以,
则圆台的上、下底面圆的半径分别为,
母线长,所以圆台的侧面积为,
在圆锥底面,小球接触到的区域是一个圆,其半径为,
其面积为,
综上,圆锥内壁上小球能接触到的总面积为.
二、选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的四个选项中,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. 已知向量是平面内的一组基向量,O为内的定点,对于内任意一点P,若,则称有序实数对为点P的广义坐标.若点A,B的广义坐标分别为,则( )
A. 点关于点O的对称点为
B. A,B两点间的距离为
C. 若向量平行于向量,则的值为0
D. 若C为线段AB上靠近点A的三等分点,则点C的广义坐标为
【答案】AC
【解析】
【分析】根据向量的线性运算求解判断A;根据向量的数量积求解判断B;按照或是,和与都不为两种情况讨论,利用向量的线性运算求解判断C;结合题干新定义,利用向量的线性运算求解判断D.
【详解】对于A,,设关于点O的对称点为,
则,因为不共线,所以,A正确;
对于B,因为,
所以,
当向量是相互垂直的单位向量时,A,B两点间的距离为,
否则距离不为,B错误;
对于C,当或是时,;当与都不为时,
设,有,
即,所以,C正确;
对于D,,
所以线段AB上靠近点A的三等分点C的广义坐标为,D错误.
10. 在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,的面积为,若,则( )
A. B.
C. 的最大值为1 D. 的最大值为
【答案】ABD
【解析】
【分析】从面积条件出发,结合正弦定理、余弦定理及三角恒等变换,推导出边角关系,进而逐一验证各选项即可.
【详解】对于A,由题意得,即,
由正弦定理可得,即,故A正确.
对于B,因为,且,即,
则,
两边同时乘以2得,
即,
由正弦定理可得,故B正确;
对于C,,,因为,
则当时,取得最大值为1,
但是由,即,则,
此时,不满足题意,故C错误;
对于D,由余弦定理得,且,
则有,
所以,
其中,则可得的最大值为,故D正确.
11. P为椭圆(a>b>0)上一点,为的左、右焦点,在△中,若,则( )
A. 的离心率为
B. 若△为直角三角形,则这样的P点有8个
C. 延长交于点Q,若,则与的内切圆半径之比为
D. △的内心为I,直线PI与x轴相交于点M,则
【答案】ACD
【解析】
【分析】A:根据正弦定理进行边角转化,结合椭圆离心率公式进行求解判断即可;B:根据椭圆中张角最大值性质进行判断即可;C:根据三角形内切圆的性质,结合椭圆的定义、三角形面积公式进行运算判断即可;D:根据三角形内角平分线性质,结合分式的性质进行运算判断即可.
【详解】A:在△中,由
,
由正弦定理得,A正确;
B:当P为上下顶点时,由上可知,所以此时为等边三角形,
所以有最大值,故这样点P有4个,使得为直角三角形,B错误;
C:设和的内切圆半径分别为,
,,
因为,所以
所以与的内切圆的半径之比为,C正确;
D:由角平分线性质定理,
,D正确.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知,则=______.
【答案】
【解析】
【分析】将展开,将切化弦,然后联立方程组求解.
【详解】已知,则.
因为,则,
所以,
代入上式可得,
解得,,
则.
13. 已知圆O:,直线,点,点P在圆O上运动,点Q满足(O为坐标原点),则点Q到直线l距离的最大值为______.
【答案】
【解析】
【分析】根据向量的坐标运算得出点的轨迹方程,再求圆上动点到定直线的距离的最值即可.
【详解】设,由有,
所以得,
又点P在圆O上,所以,即,
所以点Q在以为圆心,5为半径的圆上,
因为圆心到直线的距离为,
所以点Q到直线的距离的最大值为:.
14. 定义集合,例如:若,则,,.把集合中满足条件元素组成的集合记为,即.已知集合,则中的元素个数为______.
【答案】56
【解析】
【分析】将问题转化为方程的正整数解的个数问题,再利用“隔板法”求解.
【详解】由题中的元素满足,且,
利用组合数公式,将问题转化为将9个相同的小球放入6个不同的盒子中,每个盒子中球的个数分别是,因,则任意的最大值为,
该解集中的均满足,因此问题可等价转化为方程的正整数解的个数问题,
应用隔板法,即有种分法,即中有个元素.
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. 2024年中央一号文件提出“发展乡村特色产业,拓宽农民增收致富渠道”.某山区县依托生态资源,大力发展高山云雾茶种植.该县农业农村局统计了2023年1月至12月某品牌高山茶的月销售量(单位:吨),数据如下:
月份(月)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
月销售(吨)
4.0
5.2
6.5
7.8
9.0
10.3
11.5
12.8
13.0
12.5
11.0
9.5
(1)由上表数据看出,可用线性回归模型拟合与的关系,请用相关系数判断与是否具有较强的线性相关关系(结果精确到)(若,则认为与的线性相关性很强);
(2)求关于的线性回归方程(结果精确到0.1).
参考数据:,
参考公式:
【答案】(1)与具有较强的线性相关性
(2)
【解析】
【分析】(1)根据已知条件代入公式计算相关系数,判断相关性;(2)代入计算,,求回归方程.
【小问1详解】
根据已知得,
因为,
所以y与x具有较强的线性相关性.
【小问2详解】
,
,
故线性回归方程为:
16. 已知,.
(1)当时,讨论的单调性;
(2)设,若在上有极值点.
①求的取值范围;
②证明:.
【答案】(1)当时,在上单调递减;当时,在上单调递减,在上单调递增.
(2)①;②证明见解析
【解析】
【分析】(1)求导,分和讨论导函数的符号,确定函数的单调区间.
(2)①问题转化为在上有变号零点,再结合零点的存在性判断定理求的取值范围.
②方法一:先判断是在上的极小值点,由证明结论;
方法二:先得,设,结合在上的单调性证明结论.
【小问1详解】
由题意知的定义域为,
当时,,
当时,,则在上单调递减,
当时,由,解得;由,解得.
即在上单调递增,上单调递减.
综上所述,当时,在上单调递减;
当时,在上单调递减,在上单调递增.
【小问2详解】
①由题意得,所以的定义域为,
在上有极值点等价于在上有变号零点.
令,即在上有变号零点.
当时,显然在上恒成立,无变号零点,不满足题意;
当时,上恒成立,
所以在上单调递增,
令,解得,
②此时在上有唯一零点.
在上单调递增,
故当时,,即;
当时,,即,
故在上单调递减,在上单调递增,
故是的极小值点.
方法一:
由上分析,,又,故.
方法二:
因,由,可得,
则,
令,显然在上单调递减,
则,即,故.
17. 在三棱锥中,,,D为CA中点,点E在DB上,.
(1)若二面角的余弦值为,,求证:平面;
(2)若,平面.设点B到的距离为a,到平面的距离为b,求的取值范围.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【解析】
【分析】(1)分析可知二面角的平面角为,利用余弦定理整理可得,进而可证平面,可得,进而可证平面;
(2)设,,建系并交点,利用空间向量求,进而可得,结合不等式性质运算求解即可.
【小问1详解】
因为,D为AC的中点,则,
又因为,则,可知二面角的平面角为,
即,且,
由余弦定理得:,
由勾股定理可得,则,
且,平面,则平面,
又因平面,则,
且,平面,所以平面.
【小问2详解】
设,,
以S为原点,为x,y,z轴建立空间直角坐标系,
则,,,,,
可得,,
所以,
整理可得;
又因为,,
设平面的法向量为,则,
令,则,可得,
则 可得,
因为,则,可得,,
所以的取值范围为.
18. 中心在原点,焦点在轴上的等轴双曲线的一个顶点到它的一条渐近线的距离为1.过轴正半轴上一点且斜率存在的直线交双曲线的右支于两点.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)若为双曲线的右焦点,且,且,求直线的斜率的取值范围;
(3)直线分别和双曲线的两条渐近线交于两点,且在直线上从上到下顺次排列.设为坐标原点,若,求直线的斜率.
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【分析】(1)利用点到直线的距离公式列方程求解,进而得到双曲线标准方程;
(2)设直线的方程为,将直线方程与双曲线方程联立,因为直线交双曲线右支于两点,所以利用韦达定理得到两根之和与两根之积,同时结合判别式大于0、两根都大于0的条件列出不等式组,由,结合线段长度的坐标表示,得到与的关系,再根据求解直线l的斜率的取值范围;
(3)由 及三角形内角关系推出,由及垂直得,设直线 ,联立双曲线与渐近线,得与中点相同,从而 ,在直角中,由及渐近线垂直,得,结合长度关系得,直线的倾斜角为,故得答案.
【小问1详解】
设等轴双曲线C的标准方程为,
顶点为,渐近线方程为,顶点到一条渐近线的距离,
解得,故所求双曲线的标准方程为.
【小问2详解】
设直线,
又,所以,,且,
由题意知,解得,
,,
由,则,故,
即,又,解得,
又直线l的斜率,则,故.
【小问3详解】
依题意作图如下:
由,
知.又,所以.
设直线,,
,联立得,
即,再将直线与直线及直线分别联立,
得,.所以,
因此线段有相同的中点,故.
因为,故由射影定理,有,
所以.于是直线的斜率.
19. 已知数列和,为数列的前n项和,,且,.
(1)求;
(2)求数列的通项公式;
(3)求证:.
【答案】(1),
(2)
(3)证明见解析
【解析】
【分析】(1)由和解出对应的,再代入即可;
(2)利用得出,化简得,则有为等比数列,进而可得到通项公式;
(3)构造函数证明在上成立,以此放缩为等比数列,再求和即可得到所求不等式.
【小问1详解】
由,,得,故,
由,,得,故
【小问2详解】
由,
得,又,
所以
两边同时乘以得,
由得,即,
于是,又得,
所以,所以,
经验证也符合,所以;
【小问3详解】
构造函数,则,
所以在单调递减,且,,
由零点存在定理,存在唯一的,使得,
则当时,;当时,;
故在上单调递增,在上单调递减,
又,所以
所以当时,,
所以当时,,
所以当时,,
当时,.
当n=1,n=2时,不等式成立;
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高三数学
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. 已知全集,,则集合( )
A. B. C. D.
2. 在复平面内,向量对应的复数为,向量对应的复数为,则向量对应的复数为( )
A. B. C. D.
3. 一批零件共有10个,其中有4个不合格.随机抽取3个零件进行检测,恰好有1件不合格的概率是( )
A. B. C. D.
4. 已知等差数列前n项和为,若,则=( )
A. B. C. 1 D.
5. 在的展开式中的系数为( )
A 280 B. 300 C. 320 D. 360
6. 已知函数,其中,3为的极大值点.若在内有最小值,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
7. 已知抛物线E:,其中AC,BD是过抛物线焦点F的两条互相垂直的弦,直线AC的倾斜角为,当时,如图所示的四边形的面积为( )
A. 43 B. C. D. 42
8. 某个圆锥容器的轴截面是边长为6的等边三角形,一个表面积为的小球在该容器内自由运动,则小球能接触到的圆锥容器内壁总面积为( )
A. 20 B. 16 C. 12 D. 8
二、选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的四个选项中,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. 已知向量是平面内的一组基向量,O为内的定点,对于内任意一点P,若,则称有序实数对为点P的广义坐标.若点A,B的广义坐标分别为,则( )
A. 点关于点O的对称点为
B. A,B两点间的距离为
C. 若向量平行于向量,则的值为0
D. 若C为线段AB上靠近点A的三等分点,则点C的广义坐标为
10. 在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,的面积为,若,则( )
A. B.
C. 最大值为1 D. 的最大值为
11. P为椭圆(a>b>0)上一点,为的左、右焦点,在△中,若,则( )
A. 的离心率为
B. 若△为直角三角形,则这样的P点有8个
C. 延长交于点Q,若,则与的内切圆半径之比为
D. △的内心为I,直线PI与x轴相交于点M,则
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知,则=______.
13. 已知圆O:,直线,点,点P在圆O上运动,点Q满足(O为坐标原点),则点Q到直线l距离的最大值为______.
14. 定义集合,例如:若,则,,.把集合中满足条件的元素组成的集合记为,即.已知集合,则中的元素个数为______.
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. 2024年中央一号文件提出“发展乡村特色产业,拓宽农民增收致富渠道”.某山区县依托生态资源,大力发展高山云雾茶种植.该县农业农村局统计了2023年1月至12月某品牌高山茶的月销售量(单位:吨),数据如下:
月份(月)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
月销售(吨)
4.0
5.2
6.5
7.8
9.0
10.3
115
12.8
13.0
12.5
11.0
9.5
(1)由上表数据看出,可用线性回归模型拟合与关系,请用相关系数判断与是否具有较强的线性相关关系(结果精确到)(若,则认为与的线性相关性很强);
(2)求关于的线性回归方程(结果精确到0.1).
参考数据:,
参考公式:
16. 已知,.
(1)当时,讨论的单调性;
(2)设,若在上有极值点.
①求的取值范围;
②证明:.
17. 在三棱锥中,,,DCA中点,点E在DB上,.
(1)若二面角的余弦值为,,求证:平面;
(2)若,平面.设点B到的距离为a,到平面的距离为b,求的取值范围.
18. 中心在原点,焦点在轴上的等轴双曲线的一个顶点到它的一条渐近线的距离为1.过轴正半轴上一点且斜率存在的直线交双曲线的右支于两点.
(1)求双曲线的标准方程;
(2)若为双曲线的右焦点,且,且,求直线的斜率的取值范围;
(3)直线分别和双曲线的两条渐近线交于两点,且在直线上从上到下顺次排列.设为坐标原点,若,求直线的斜率.
19. 已知数列和,为数列的前n项和,,且,.
(1)求;
(2)求数列的通项公式;
(3)求证:.
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