内容正文:
高三数学
分值:150 分 时间:120 分钟
一、选择题:本大题共8小题,每小题5分,共40分.每小题四个选项中只有一项符合题目要求.
1. 已知集合,集合,则中元素的个数为( )
A. 2 B. 3 C. 4 D. 5
【答案】A
【解析】
【详解】由得,所以,
由,所以,
所以,因此中有2个元素.
2. 若,则( )
A. B. C. 10 D.
【答案】A
【解析】
【分析】结合共轭复数与复数的基本运算直接求解.
【详解】由,则.
故选:A
3. 的展开式中的常数项为( )
A. 4 B. C. 1 D.
【答案】B
【解析】
【分析】先求出二项式展开式的通项公式,再令的幂指数等于0,求得的值,即可求得展开式中的常数项的值.
【详解】的展开式的通项公式为,
令,解得,
.
故选:B.
4. 已知向量,满足,,,则在上的投影向量是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】由题可知,向量,满足,,,
所以,
则在上的投影向量为.
5. 已知椭圆的离心率为,分别为C的左、右顶点,B为C的上顶点.若,则C的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】根据离心率及,解得关于的等量关系式,即可得解.
【详解】解:因为离心率,解得,,
分别为C的左右顶点,则,
B为上顶点,所以.
所以,因为
所以,将代入,解得,
故椭圆的方程为.
故选:B.
6. 已知函数,满足,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】由题意推出,利用导数判断函数的单调性,由此将化为,利用函数单调性即可求解.
【详解】由题意知函数的定义域为R,
则,则,
又,
故在R上单调递增,
故,即,即,
则,解得,
即实数的取值范围是.
故选:C
7. 在中,已知,则的形状是
A. 锐角三角形 B. 直角三角形 C. 钝角三角形 D. 等腰三角形或直角三角形
【答案】D
【解析】
【分析】由正弦定理与余弦定理化角为边得结果.
【详解】因为,所以,
因此或,即的形状是等腰三角形或直角三角形,选D.
【点睛】判断三角形形状的方法
①化边:通过因式分解、配方等得出边的相应关系,从而判断三角形的形状.
②化角:通过三角恒等变形,得出内角的关系,从而判断三角形的形状,此时要注意应用这个结论.
8. 在平面直角坐标系中,抛物线为轴正半轴上一点,线段的垂直平分线交于两点,若,则四边形的周长为( )
A. B. 64 C. D. 80
【答案】A
【解析】
【分析】线段的垂直平分线交于两点,结合抛物线的对称性可得与互相平分,则四边形为菱形,可设点坐标,通过几何关系求出点坐标,在代入抛物线方程即可求解.
【详解】因为线段的垂直平分线交于两点,
所以结合抛物线的对称性可得与互相平分,则四边形为菱形.
设点且则线段的垂直平分线方程为,
令与轴交于点,又,
则在直角三角形中
继而可得,
所以点坐标为,
代入抛物线,可得,解得,
直角三角形中,
所以四边形的周长为.
故选:A.
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. 如图,在四棱锥中,底面为平行四边形,,,底面,则( )
A.
B. 平面.
C. 异面直线与所成角的余弦值为
D. 与平面所成角为
【答案】AB
【解析】
【分析】利用勾股定理得到,再由平面,得到,结合线面垂直判定定理,证得平面,即可判定A正确;由,得到,结合,即可证得平面,可判定B正确;把异面直线与所成角转化为与所成角,在直角,可判定C不正确;根据线面角的定义,得到为与平面所成角,在直角中可判定D不正确.
【详解】根据题意,设,则,
对于A中,由余弦定理可得,
所以,所以,
因为平面,且平面,可得,
又由且平面,所以平面,
因为平面,所以,所以A正确;
对于B中,由,因为,可得,
又由平面,且平面,可得,
又由且平面,所以平面,所以B正确;
对于C中,由底面为平行四边形,可得,
所以异面直线与所成角,即为与所成角,设,
在直角,可得,所以.
所以C不正确;
对于D中,因为底面,所以为与平面所成角,
可得,所以,
即直线与平面所成角为,所以D不正确.
故选:AB.
10. 在递增的等比数列{an}中,Sn是数列{an}的前n项和,若a1a4=32,a2+a3=12,则下列说法正确的是( )
A. q=1 B. 数列{Sn+2}是等比数列
C. S8=510 D. 数列{lgan}是公差为2的等差数列
【答案】BC
【解析】
【分析】
先根据题干条件判断并计算得到q和a1的值,可得到等比数列{an}的通项公式和前n项和公式,对选项进行逐个判断即可得到正确选项.
【详解】由题意,根据等比中项的性质,可得
a2a3=a1a4=32>0,a2+a3=12>0,
故a2>0,a3>0.
根据根与系数的关系,可知
a2,a3是一元二次方程x2﹣12x+32=0的两个根.
解得a2=4,a3=8,或a2=8,a3=4.
故必有公比q>0,
∴a10.
∵等比数列{an}是递增数列,∴q>1.
∴a2=4,a3=8满足题意.
∴q=2,a12.故选项A不正确.
an=a1•qn﹣1=2n.
∵Sn2n+1﹣2.
∴Sn+2=2n+1=4•2n﹣1.
∴数列{Sn+2}是以4为首项,2为公比的等比数列.故选项B正确.
S8=28+1﹣2=512﹣2=510.故选项C正确.
∵lgan=lg2n=n.
∴数列{lgan}是公差为1的等差数列.故选项D不正确.
故选:BC
【点睛】本题考查了等比数列的通项公式、求和公式和性质,考查了学生概念理解,转化划归,数学运算的能力,属于中档题.
11. 中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,,BC边上的中线,则下列说法正确的有:( )
A. B. C. D. ∠BAD的最大值为60°
【答案】ABC
【解析】
【分析】利用向量的数量积公式,余弦定理及基本不等式对各个选项进行判断即可.
【详解】∵.A正确;
∵,
∴
,故B正确;
由余弦定理及基本不等式得(当且仅当时,等号成立),由A选项知,∴,解得,故C正确;对于D,(当且仅当时,等号成立),∵,∴,又,∴∠BAD的最大值30°,D选项错误.
故选: ABC
三、填空题:本大题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 在中,,的角平分线交BC于D,则_________.
【答案】
【解析】
【分析】方法一:利用余弦定理求出,再根据等面积法求出;
方法二:利用余弦定理求出,再根据正弦定理求出,即可根据三角形的特征求出.
【详解】
如图所示:记,
方法一:由余弦定理可得,,
因为,解得:,
由可得,
,
解得:.
故答案为:.
方法二:由余弦定理可得,,因为,解得:,
由正弦定理可得,,解得:,,
因为,所以,,
又,所以,即.
故答案为:.
【点睛】本题压轴相对比较简单,既可以利用三角形的面积公式解决角平分线问题,也可以用角平分定义结合正弦定理、余弦定理求解,知识技能考查常规.
13. 我国火力发电厂大气污染物排放标准规定:排放废气中二氧化硫最高允许浓度为.已知我国某火力发电厂排放废气中二氧化硫的初始浓度为,现通过某种工艺对排放废气进行过滤处理,处理后废气中剩余二氧化硫的浓度(单位:)与处理时间(单位:分钟)满足关系式:,那么从现在起至少经过______分钟才能达到排放标准.(参考数据:,结果取整数)
【答案】16
【解析】
【分析】由题意得到不等式,两边取对数,得到,代入,求出答案.
【详解】由题意得,
即,
故,
因为,
所以,
故,
所以从现在起至少经过16分钟,才能达到排放标准.
故答案为:16
14. 3月5日为“学雷锋纪念日”,某校将举行“弘扬雷锋精神做全面发展一代新人”知识竞赛,某班现从6名女生和3名男生中选出5名学生参赛,要求每人回答一个问题,答对得2分,答错得0分,已知6名女生中有2人不会答所有题目,只能得0分,其余4人可得2分,3名男生每人得2分的概率均为,现选择2名女生和3名男生,每人答一题,则该班所选队员得分之和为6分的概率__________.
【答案】
【解析】
【分析】首先对事件进行分类,分成女生0分,男生6分,或女生2分,男生4分,或女生4分,男生2分,女生的概率可以按照超几何概率求解,男生按照独立重复求解概率.
【详解】依题意设该班所选队员得分之和为6分记为事件A,
则可分为下列三类:女生得0分男生得6分,设为事件;女生得2分男生得4分,设为事件;女生得4分男生得2分,设为事件,
则:,
,
,
.
故答案为:
【点睛】本题考查概率的应用问题,重点考查分类讨论,转化与化归的思想,熟练掌握概率类型,属于中档题型.本题的关键是对事件分类.
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. 在中,角所对的边分别为,且.
(1)求的值;
(2)若D为AB中点,且,求面积的最大值.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)利用正弦定理及可求出,利用诱导公式可求;
(2)利用余弦定理和基本不等式求出,即可求出面积的最大值.
【小问1详解】
在中,对于,
利用正弦定理得:
∵,∴.
∵,且
∴,
∴.
【小问2详解】
由(1).在中,
∴
∴(当且仅当时取等号,此时,
).
∴
∴
16. 如图已知四棱锥,底面为梯形,,,,P、Q为侧棱上的点,且,点为上的点,且.
(1)求证:平面;
(2)求证:平面平面;
(3)平面与侧棱相交于点,求的值.
【答案】(1)证明见解析
(2)证明见解析 (3)2
【解析】
【分析】(1)连接,证明四边形为平行四边形,即得,再由线线平行证明线面平行即可;
(2)由(1)得,证得平面,再证,即可证平面,最后由线面平行推出面面平行;
(3)由(1)已得,可证平面,又因面,由线面平行的性质可推得,继而得到,利用平行线分线段成比例定理即可求得的值.
【小问1详解】
连接,
在中,,,且,
又,,且,
四边形为平行四边形,,
又平面,平面,
所以平面.
【小问2详解】
由(1)得,又平面,平面,
平面,
在中,,,
又平面,平面,平面,
又因且均在平面中,
平面平面.
【小问3详解】
由(1)知,又面,面,平面,
又平面,面面,
,又,,.
17. 2023 年,某地为了帮助中小微企业渡过难关,给予企业一定的专项贷款资金支持.下图是该地 120 家中小 微企业的专项贷款金额(万元)的频率分布直方图 :
(1)确定 的值,并估计这 120 家中小微企业的专项贷款金额的中位数(结果保留整数) ;
(2)按专项贷款金额进行分层抽样,从这 120 家中小微企业中随机抽取 20 家,记专项贷款金额在 内应抽取的中小微企业数为.
①求的值 ;
②从这家中小微企业中随机抽取 3 家,求这 3 家中小微企业的专项贷款金额都在内的概率.
【答案】(1),中位数.
(2)①,②.
【解析】
【分析】(1)根据频率分布直方图所有小矩形面积之和为即可计算,设中位数为,则在内,由即可计算;
(2)①计算120家专项贷款金额在内的中小微企业的企业数,根据抽样比计算;②根据频率比,计算专项贷款金额在内和在内的企业数,然后根据古典概型计算概率即可.
【小问1详解】
根据频率分布直方图所有小矩形面积之和为得
,
解得.
设中位数为,则专项贷款金额在内的评率为,
在内的评率为,
所以在内,
则,解得,
所以估计120家中小微企业的专项贷款金额的中位数为万元.
【小问2详解】
①由题意,抽样比为,
专项贷款金额在内的中小微企业共有家,
所以应该抽取家,即.
②专项贷款金额在内和在内的频率之比为,
故在抽取的5家中小微企业中,
专项贷款金额在内的有家,分别记为,
专项贷款金额在内的有家,记为,
从这5家中小微企业中随机抽取3家的可能情况为
共10种,
其中这3家中小微企业的专项贷款金额都在内的情况有
共4种,
所以所求概率为.
18. 已知是椭圆上的两点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)已知是椭圆上的两动点,且的横坐标之和为,设直线为线段的中垂线,过点作直线,垂足为.求垂足横坐标的取值范围,并求的轨迹方程.
【答案】(1);
(2),且.
【解析】
【分析】(1)根据椭圆上两点代入方程求解的值即可得椭圆方程;
(2)设,线段的中点,分别讨论直线的斜率是否存在,当斜率存在时确定直线的方程与直线联立得横坐标与的关系,结合函数得的取值范围,结合圆的定义从而得的轨迹方程.
【小问1详解】
由题意解得,所以椭圆的标准方程为;
【小问2详解】
设,线段的中点,则,,
①当时,的中垂线为轴,过点向中垂线作垂线,垂足为点,此时AM重合,不合题意;
②当时,直线的斜率,则,
所以,将代入椭圆方程得,
所以,从而或,
线段的中垂线方程为,即.
故线段的中垂线过定点
故垂足轨迹是在以为圆心,半径为的圆弧,其方程为
过点与垂直的直线为,
联立方程组消去得,因为,
所以,综上,
所以垂足轨迹方程是,且.
19. 已知函数.
(1)讨论函数的单调性;
(2)若对定义域内的任意x,恒成立,求整数m的最小值.
【答案】(1)当时,函数在上单调递增;当时,函数在上单调递增,在上单调递减
(2)1
【解析】
【分析】(1)求出函数的导数,按分类求出函数的单调区间即可.
(2)等价变形不等式并分离参数,再构造函数并利用导数求出最大值范围即可得解.
【小问1详解】
函数的定义域为,
求导得,
当时,,函数在上单调递增;
当时,由,得;由,得,
则函数在上单调递增,在上单调递减,
所以当时,函数在上单调递增;
当时,函数在上单调递增,在上单调递减.
【小问2详解】
依题意,恒成立,
令函数,求导得,
令函数,求导得,函数在上单调递减,
而,,则,使得,即,
当时,,;当时,,,
因此函数在上单调递增,在上单调递减,
,
则,所以整数m的最小值为1.
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高三数学
分值:150 分 时间:120 分钟
一、选择题:本大题共8小题,每小题5分,共40分.每小题四个选项中只有一项符合题目要求.
1. 已知集合,集合,则中元素的个数为( )
A. 2 B. 3 C. 4 D. 5
2. 若,则( )
A. B. C. 10 D.
3. 的展开式中的常数项为( )
A. 4 B. C. 1 D.
4. 已知向量,满足,,,则在上的投影向量是( )
A. B. C. D.
5. 已知椭圆的离心率为,分别为C的左、右顶点,B为C的上顶点.若,则C的方程为( )
A. B. C. D.
6. 已知函数,满足,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
7. 在中,已知,则的形状是
A. 锐角三角形 B. 直角三角形 C. 钝角三角形 D. 等腰三角形或直角三角形
8. 在平面直角坐标系中,抛物线为轴正半轴上一点,线段的垂直平分线交于两点,若,则四边形的周长为( )
A. B. 64 C. D. 80
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. 如图,在四棱锥中,底面为平行四边形,,,底面,则( )
A.
B. 平面.
C. 异面直线与所成角的余弦值为
D. 与平面所成角为
10. 在递增的等比数列{an}中,Sn是数列{an}的前n项和,若a1a4=32,a2+a3=12,则下列说法正确的是( )
A. q=1 B. 数列{Sn+2}是等比数列
C. S8=510 D. 数列{lgan}是公差为2的等差数列
11. 中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,,BC边上的中线,则下列说法正确的有:( )
A. B. C. D. ∠BAD的最大值为60°
三、填空题:本大题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 在中,,的角平分线交BC于D,则_________.
13. 我国火力发电厂大气污染物排放标准规定:排放废气中二氧化硫最高允许浓度为.已知我国某火力发电厂排放废气中二氧化硫的初始浓度为,现通过某种工艺对排放废气进行过滤处理,处理后废气中剩余二氧化硫的浓度(单位:)与处理时间(单位:分钟)满足关系式:,那么从现在起至少经过______分钟才能达到排放标准.(参考数据:,结果取整数)
14. 3月5日为“学雷锋纪念日”,某校将举行“弘扬雷锋精神做全面发展一代新人”知识竞赛,某班现从6名女生和3名男生中选出5名学生参赛,要求每人回答一个问题,答对得2分,答错得0分,已知6名女生中有2人不会答所有题目,只能得0分,其余4人可得2分,3名男生每人得2分的概率均为,现选择2名女生和3名男生,每人答一题,则该班所选队员得分之和为6分的概率__________.
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. 在中,角所对的边分别为,且.
(1)求的值;
(2)若D为AB中点,且,求面积的最大值.
16. 如图已知四棱锥,底面为梯形,,,,P、Q为侧棱上的点,且,点为上的点,且.
(1)求证:平面;
(2)求证:平面平面;
(3)平面与侧棱相交于点,求的值.
17. 2023 年,某地为了帮助中小微企业渡过难关,给予企业一定的专项贷款资金支持.下图是该地 120 家中小 微企业的专项贷款金额(万元)的频率分布直方图 :
(1)确定 的值,并估计这 120 家中小微企业的专项贷款金额的中位数(结果保留整数) ;
(2)按专项贷款金额进行分层抽样,从这 120 家中小微企业中随机抽取 20 家,记专项贷款金额在 内应抽取的中小微企业数为.
①求的值 ;
②从这家中小微企业中随机抽取 3 家,求这 3 家中小微企业的专项贷款金额都在内的概率.
18. 已知是椭圆上的两点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)已知是椭圆上的两动点,且的横坐标之和为,设直线为线段的中垂线,过点作直线,垂足为.求垂足横坐标的取值范围,并求的轨迹方程.
19. 已知函数.
(1)讨论函数的单调性;
(2)若对定义域内的任意x,恒成立,求整数m的最小值.
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