内容正文:
高三数学素养训练
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、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.
4.本试卷主要考试内容:高考全部内容.
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. 复数的虚部为( )
A. B. C. 5 D. 3
2. 集合的子集的个数为( )
A. 64 B. 16 C. 6 D. 4
3. 的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知,则( )
A. B. C. D.
4. 已知随机变量,若,则( )
A. 88 B. 90 C. 92 D. 94
5. 已知函数的值域为,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
6. 已知,则( )
A. B. C. D.
7. 已知是抛物线上一点,为的准线,过点作的垂线,垂足为,记为的中点,为坐标原点, 为的焦点.若,则( )
A. B. 1 C. 2 D. 4
8. 如图所示的容器由两个共底面的圆锥组成,已知两个圆锥的高之和为10,底面半径为4,且两个圆锥的顶点和底面圆周在同一个球的球面上.在该容器内放置一个球,则这个球的表面积的最大值为( )
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. 已知向量,,则下列结论正确的是( )
A. 若,则 B. 若,则
C. 若,则 D. 若,则
10. 如图,从双曲线 的左焦点发出的光线,到达C上的点P后的反射光线,其反向延长线会经过C的右焦点,且C在点P的切线l恰好为的角平分线所在的直线.已知 ,C的离心率为2,则下列结论正确的是( )
A. C的渐近线方程为
B. 若,则的面积为
C. 若l与x轴交于点,则
D. 若l的斜率为2,则为直角三角形
11. 记函数的导函数为,已知 ,且,,则下列结论正确的是( )
A. B.
C. 若为偶函数,则 D. 可能为二次函数
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 函数的极大值点为________.
13. 某城市在中心广场建造一个花圃,花圃被分成如图所示的5个部分.现栽种3种不同品种的花,花圃的每部分只栽种一种品种的花,有公共边的部分(仅有1个公共点的两个部分不认为有公共边)不能栽种相同品种的花,且3种品种的花都有栽种,则不同的栽种方法数为_________.
14. 若对于任意的,关于x的方程在上始终有解,则m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. 某医院调查安装义肢的截肢患者对义肢使用的满意度,得到如下列联表:
单位:人
义肢类型
满意度
合计
满意
不满意
传统义肢
60
40
100
智能义肢
80
20
100
合计
140
60
200
(1)任选3位安装智能义肢的截肢患者,若每位患者能完成精细抓握的概率均为0.8,求其中至少有2人能完成精细抓握的概率;
(2)依据的独立性检验,能否认为安装义肢的截肢患者对义肢使用的满意度与义肢类型有关?
附:,
0.05
0.01
0.005
0.001
3.841
6.635
7.879
10.828
16. 如图,在四棱锥中,底面ABCD是菱形,,平面,E是PC的中点.
(1)证明:平面.
(2)若 ,求二面角 的余弦值.
17. 已知函数.
(1)若,求曲线在点处的切线方程;
(2)若 恒成立,求a的取值范围.
18. 已知椭圆的焦距为2,且过点 .
(1)求椭圆C的方程.
(2)设B为椭圆C的右顶点,过点 的直线l与椭圆C交于M,N两点(异于点B).
(ⅰ)记直线 的斜率分别为,证明:为定值.
(ⅱ)求的面积的取值范围.
19. 若正项数列满足对于给定的正数 , ,, (为的前n项和),则称为“ 稳定数列”.
(1)若为“ 稳定数列”,且,求的取值范围.
(2)若,证明:数列为“稳定数列”.
(3)若为“ 稳定数列”,证明,.
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高三数学素养训练
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、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.
4.本试卷主要考试内容:高考全部内容.
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. 复数的虚部为( )
A. B. C. 5 D. 3
【答案】D
【解析】
【分析】利用复数乘法运算法则,将复数化为的形式可得.
【详解】因为.
所以复数的虚部为3.
2. 集合的子集的个数为( )
A. 64 B. 16 C. 6 D. 4
【答案】A
【解析】
【分析】确定集合,根据集合中元素的个数确定子集的个数.
【详解】由题意且,的值可以为:,所以有6个元素.
故集合的子集有:个.
3. 的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】由余弦定理的推论将化成边的关系,化简整理,再根据余弦定理的推论得,从而求得.
【详解】由余弦定理的推论,结合,
得,
整理得,所以.
所以.
因为,所以.
4. 已知随机变量,若,则( )
A. 88 B. 90 C. 92 D. 94
【答案】B
【解析】
【分析】根据正态分布的对称性可得.
【详解】因为,所以,
所以.
5. 已知函数的值域为,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】求出函数在上的值域,对实数的取值进行分类讨论,求出该函数在上的值域,结合已知条件可得出关于的不等式,解之即可.
【详解】当时,,则,故,
若,当时,,此时函数在上的值域为,不符合题意;
若,当时,,
此时函数在上的值域为,不是,不符合题意;
若,当时,,
此时函数在上的值域为,
所以,解得.
综上所述,实数的取值范围是.
6. 已知,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】利用诱导公式结合二倍角的余弦公式化简可得结果.
【详解】因为,所以,
,
故.
7. 已知是抛物线上一点,为的准线,过点作的垂线,垂足为 ,记为的中点,为坐标原点,为的焦点.若,则( )
A. B. 1 C. 2 D. 4
【答案】C
【解析】
【分析】设,表示出点的坐标,根据,求得,结合抛物线的定义可得.
【详解】由题可知,.
设,则,
由,得,
化简得,得,所以.
所以.
8. 如图所示的容器由两个共底面的圆锥组成,已知两个圆锥的高之和为10,底面半径为4,且两个圆锥的顶点和底面圆周在同一个球的球面上.在该容器内放置一个球,则这个球的表面积的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】由题可知,该容器外接球的半径为5,且外接球的球心为两圆锥顶点连线的中点.
因为圆锥的底面半径为,所以外接球的球心到底面的距离为,则两个圆锥的高分别为和.
所以这两个圆锥对应的母线分别为和.
该容器内放置的球的半径的最大值即为该容器轴截面的内切圆半径,设为 .
则,解得.
此时,这个球的表面积最大,最大值为.
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,,则下列结论正确的是( )
A. 若,则 B. 若,则
C. 若,则 D. 若,则
【答案】AD
【解析】
【分析】由向量平行、垂直的坐标表示可得.
【详解】向量,,
若,则,即,所以A正确,B错误;
若,则,即,所以D正确,C错误.
10. 如图,从双曲线 的左焦点发出的光线,到达C上的点P后的反射光线,其反向延长线会经过C的右焦点,且C在点P的切线l恰好为的角平分线所在的直线.已知 ,C的离心率为2,则下列结论正确的是( )
A. C的渐近线方程为
B. 若,则的面积为
C. 若l与x轴交于点,则
D. 若l的斜率为2,则为直角三角形
【答案】BCD
【解析】
【分析】由题意求得双曲线的方程,从而求得其渐近线的方程,判断A;根据双曲线的方程求得点的坐标,求出的面积,判断B;由角平分线定理结合双曲线的定义求得,判断C;利用导数的几何意义求得点的坐标,即可判断的形状,判断D.
【详解】设双曲线的焦距为,则,所以.
所以.
所以C的渐近线方程为,所以A错误;
若,则,所以,所以的面积为,所以B正确;
若l与x轴交于点,则,
又,所以,所以C正确;
若l的斜率为2,则点在第一象限,设.
由,得当 时,,
.
令,得.
所以,即.
又,所以,所以为直角三角形,所以D正确.
11. 记函数的导函数为,已知 ,且,,则下列结论正确的是( )
A. B.
C. 若为偶函数,则 D. 可能为二次函数
【答案】ACD
【解析】
【分析】构造函数,利用导数,由题意可得是减函数,由此判断A,B;若为偶函数,则,两边求导,可得为奇函数,由此判断C,用特殊值法,可判断D.
【详解】由,得,
因为 ,所以,
即,所以是减函数,
所以,即,所以A正确;
,即,所以B不正确;
若为偶函数,则.
两边求导,得,所以是奇函数.
由,,得.
所以,所以C正确;
假设,则.
由,得.
由,得,所以.
由,得,即恒成立;
则,即.
令,则成立,
所以可能为二次函数,所以D正确.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 函数的极大值点为________.
【答案】##
【解析】
【分析】利用导数分析函数的单调性,即可得其极大值点.
【详解】函数的定义域为.
.
所以当或时, ;当时, .
所以在上单调递增,在上单调递减,在上单调递增.
所以函数的极大值点为.
13. 某城市在中心广场建造一个花圃,花圃被分成如图所示的5个部分.现栽种3种不同品种的花,花圃的每部分只栽种一种品种的花,有公共边的部分(仅有1个公共点的两个部分不认为有公共边)不能栽种相同品种的花,且3种品种的花都有栽种,则不同的栽种方法数为_________.
【答案】42
【解析】
【分析】先求出1区任选一种花进行栽种,其它区域不和1区栽种相同的花的方法数,再减去只栽种两种花的情况,即可得答案.
【详解】先给1区任选一种花进行栽种,其它区域不和1区栽种相同的花,不同的栽种方法有种.
只栽种两种花的情况有 .
故有公共边的部分不栽种相同品种的花,且3种品种的花都有栽种的方法数有种
14. 若对于任意的,关于x的方程在上始终有解,则m的取值范围为__________.
【答案】
【解析】
【分析】先求出的周期,将方程转化为在上有解,再令分类讨论并结合函数的性质即可求出.
【详解】令,则,故的周期为,
则关于x的方程在上始终有解等价于方程在上有解,
令,,
当时,,,
则 ,
当时,,,
则 ,
当时,,,
则 ,
综上,m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. 某医院调查安装义肢的截肢患者对义肢使用的满意度,得到如下列联表:
单位:人
义肢类型
满意度
合计
满意
不满意
传统义肢
60
40
100
智能义肢
80
20
100
合计
140
60
200
(1)任选3位安装智能义肢的截肢患者,若每位患者能完成精细抓握的概率均为0.8,求其中至少有2人能完成精细抓握的概率;
(2)依据的独立性检验,能否认为安装义肢的截肢患者对义肢使用的满意度与义肢类型有关?
附:,
0.05
0.01
0.005
0.001
3.841
6.635
7.879
10.828
【答案】(1);
(2)能认为安装义肢的截肢患者对义肢使用的满意度与义肢类型有关.
【解析】
【分析】(1)根据二项分布的概率计算求解即可;
(2)由题意的联表,计算,对比临界值即可判断;
【小问1详解】
根据每位患者能完成精细抓握的概率均为0.8,
则至少有2人能完成精细抓握的概率如下,
为;
【小问2详解】
零假设:安装义肢的截肢患者对义肢使用的满意度与义肢类型无关,
根据列联表中的数据可以求得
,
由于,
根据小概率值的独立性检验,我们推断不成立,
即认为安装义肢的截肢患者对义肢使用的满意度与义肢类型有关.
16. 如图,在四棱锥中,底面ABCD是菱形,,平面,E是PC的中点.
(1)证明:平面.
(2)若 ,求二面角 的余弦值.
【答案】(1)证明:因为四边形是菱形,所以 ,
设,则是中点,且是的中点,所以 ,
因为平面,则 平面,平面,所以 ,
因为 平面,所以平面.
(2)
【解析】
【分析】(1)根据菱形的对角线垂直以及直线与平面垂直的性质可证平面;
(2)以, 为轴, 轴, 轴,建立空间直角坐标系,求出平面的法向量,再应用二面角弦公式计算可解.
【小问1详解】
略
【小问2详解】
因为,分别以, 为轴, 轴, 轴,建立如图所示的空间直角坐标系,
因为且,则 为等边三角形,则,
又 ,则 ,则,,,,
可得,,,
设平面的一个法向量为,
则,即,
取 ,则 ,,则.
设平面的一个法向量为,
设二面角 为 ,,
因为 为锐角,所以.
17. 已知函数.
(1)若,求曲线在点处的切线方程;
(2)若 恒成立,求a的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)利用导数的几何意义求得切线斜率,即可得曲线在点处的切线方程;
(2)分三种情况,对函数的单调性进行分析,进而得到的最小值,结合 恒成立,可得a的取值范围.
【小问1详解】
若,函数,定义域为,
,
所以,.
所以曲线在点处的切线方程为,即.
【小问2详解】
函数,定义域为.
若,则是减函数,值域为,不满足 恒成立,所以 .
若 ,.
令,得或.
当时, 恒成立,
所以当时,,所以单调递减;
当时,,所以单调递增.
所以在处取得极小值,即最小值.
若 恒成立,则,即,
化简得,解得.
当时,恒成立,
所以当时,,所以单调递减;
当时,,所以单调递增.
所以在处取得极小值,即最小值.
若 恒成立,则,即,
化简得,解得.
综上,a的取值范围是.
18. 已知椭圆的焦距为2,且过点 .
(1)求椭圆C的方程.
(2)设B为椭圆C的右顶点,过点 的直线l与椭圆C交于M,N两点(异于点B).
(ⅰ)记直线 的斜率分别为,证明:为定值.
(ⅱ)求的面积的取值范围.
【答案】(1);
(2)(ⅰ)证明:由(1)得 ,直线不垂直于 轴,设其方程为 , ,
由消去得 ,,
则,
所以为定值.
(ⅱ) .
【解析】
【分析】(1)根据给定条件,列式求出即可.
(2)(ⅰ)设出直线的方程,与椭圆的方程联立,利用韦达定理及斜率坐标公式计算得证;(ⅱ)由(ⅰ)求出面积的函数关系,再借助对勾函数性质及不等式性质求出范围.
【小问1详解】
由椭圆的焦距为2,得 ,
由点 在椭圆上,得 ,联立解得,
所以椭圆的方程为.
【小问2详解】
(ⅰ)略
(ⅱ)由(ⅰ)得
,
令 ,,函数在 上单调递增,
函数的值域为 ,即 ,因此,
所以面积的取值范围是 .
19. 若正项数列满足对于给定的正数 , ,, (为的前n项和),则称为“ 稳定数列”.
(1)若为“ 稳定数列”,且,求的取值范围.
(2)若,证明:数列为“稳定数列”.
(3)若为“ 稳定数列”,证明,.
【答案】(1)
(2)证明:当时, ,满足 ,
当时,对于任意正整数 ,有,则,
则由 ,可得 ,
又由 ,可得,
所以 ,
则 ,
所以数列为“稳定数列”.
(3)证明:因为为“稳定数列”,所以 ,则 , ,
则,由 ,可得,
由为“稳定数列”可得 ,则 ,
当时,,则,
因为 ,所以 ,故 , .
由得,结合 ,则 ,则 ,
当时,,则,
当时,,故,
从而 ,.
【解析】
【分析】(1)结合定义,由得,代入n=2对应的不等式 ,解一元二次不等式即可得到的取值范围;
(2)先化简得,对前n项和做裂项放缩,得到放缩范围后,代入证明对任意正整数n都有 ;
(3)利用变形,结合稳定数列定义对差式放缩,再累加放缩后的不等式,分别证明不等式的左右两边.
【小问1详解】
由题意,是稳定数列,故对, .
已知,则( ),对,有 ,
解左边不等式 ,得正根; 解右边不等式 ,得正根,
故的取值范围为.
【小问2详解】
略
【小问3详解】
略
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