内容正文:
高三数学
注意事项:
1.答卷前,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.
一、选择题(本大题共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. 若集合,,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】求得,再由交集的定义求解即可.
【详解】由解得,,
由解得,,
故得.
2. 已知复数在复平面内对应的点为,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】因为复数在复平面内对应的点为,
所以,故,
则.
3. 已知单位向量,,满足,则( )
A. B. C. 1 D. 2
【答案】B
【解析】
【分析】通过平方,结合向量数量积运算律即可求解.
【详解】由得,
则,
即
解得.
4. 直线与圆的交点为,,若,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】在中,圆的半径为4,
所以圆心到直线的距离为,
由点线距离公式得,所以,解得.
5. 已知函数的图象向左平移个单位长度后关于原点对称,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】函数图像向左平移个单位后得到函数.
由其图象关于原点对称可得.
所以.
由于,所以的最小值为.
6. 已知数列的通项公式为,数列是以1为首项,2为公比的等比数列,则( )
A. 1013 B. 1014 C. 502 D. 503
【答案】A
【解析】
【详解】由题意,又,故,
.
7. 已知是定义在上的奇函数,的图象关于对称,,则( )
A. 0 B. C. 3 D. 4
【答案】C
【解析】
【分析】由奇函数定义可得,由对称性性质可得,再证明函数为周期为的周期函数,结合周期性性质和奇函数性质求结论.
【详解】因为是定义在上的奇函数,
所以,
因为的图象关于对称,
,
令可得,,
所以,故函数的一个周期为4,
所以.
8. 已知随机事件,,发生的概率均为,且两两独立,那么这三个事件同时发生的概率可能为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】由两两相互独立得到,
设,
则
,解得,
又考虑,
解得,综上得.
【点睛】利用概率的非负性和事件并集的概率上限,结合独立性条件逐步缩小范围.
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. 若,则下列结论正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】ABC
【解析】
【分析】由对数函数的性质判断A,C;由基本不等式判断B;由判断D.
【详解】由于,则,,所以A,C正确;
,由A可知,所以此处等号不能取,所以,故B正确;
,D错误.
10. 在舞台上,智能机器人从舞台中心出发,伴着音乐节拍,每秒随机向正东、正西、正南、正北四个方向之一移动1米,仿佛在跳一支充满不确定性的“随机舞”.与此同时,另一台机器人从舞台中心正东方向2米的位置起步,移动规则与相同,若相遇,则继续独立移动.下列说法中正确的是( )
A. 机器人移动4秒来到舞台中心的路径条数为12
B. 已知机器人移动4秒到达舞台中心,则其在4秒移动中至少存在一步向正南移动的概率为
C. 机器人在移动3秒来到舞台中心的正北方向上的概率为
D. 移动1秒后机器人与的距离为米的概率为
【答案】BD
【解析】
【分析】根据分步计数原理,排列组合,结合概率公式逐项判断即可.
【详解】机器人移动4秒到达舞台中心,则机器人需要有两步向西,
剩下两步为东西各一步或者南北各一步,那么路径条数共有种,故A错误;
机器人移动4秒到达舞台中心,
由A可知,在4秒移动中存在一步向正南移动的可能情况是两步向西且南北各一步,
故所求概率为,故B正确;
移动3秒机器人移动到正北方向上,即移动到正北方向距离舞台中心1米、3米处,
则距离为3米可能的情况有1种,距离为1米可能的情况有向北两步向南一步、向北一步向西一步向东一步,
即种,故所求概率为,故C错误;
移动1秒后机器人与的距离为米,
即向北向西、向东向北、向东向南、向南向西,共4种情况,
而与在移动1秒后有种情况,故所求概率为,故D正确.
11. 如图,对每个正整数,是抛物线上的点,过焦点的直线交抛物线于另一点,并记为抛物线上分别以与为切点的两条切线的交点.则( )
A.
B.
C. 若,则的最小值为2
D. 若,则
【答案】ABD
【解析】
【分析】对于A,先设出直线的方程,然后与抛物线方程联立,得到关于的一元二次方程,再利用根与系数的关系即可判断;对于B,求出在和处的切线方程,相减可得点的坐标,进而由斜率关系可得,即可判断;对于C,由两点间的距离公式,当,可得,再利用对勾函数性质可得的最小值,即可判断;对于D,将代入,利用等比数列求和公式计算即可判断.
【详解】设直线的方程为,
将它与抛物线方程联立,得,
由一元二次方程根与系数的关系得,所以A正确;
对任意固定的,因为,
则抛物线在处的切线的斜率,
故在处的切线方程为:,①
同理,在处的切线方程为:,②
由②-①,得,,,③
将③代入①并结合得交点的坐标为.
由可知,
是直角三角形,又,
则,,
由射影定理,知,B正确;
由两点间的距离公式,
得.
当,则,
由对勾函数性质知,时,,C错误;
若,利用上述已证结论并由等比数列求和公式得:
,故D正确.
三、填空题(本大题共3小题,每小题5分,共15分)
12. 已知,则曲线在点处的切线方程为______.
【答案】
【解析】
【分析】本题主要考查导数的几何意义,即函数在某点处的切线斜率等于该点处的导数值,再利用点斜式方程求出切线方程即可.
【详解】由,则,所以,又,
所以在点处的切线方程为,即.
13. 如图,在平行四边形中,已知,,,现将沿折起,得到三棱锥,且三棱锥外接球的表面积为,则______.
【答案】
【解析】
【分析】作出辅助线,转化为三棱柱的外接球问题,结合正弦定理和余弦定理得到答案
【详解】如图,过作,且,过作,且,
连接,,,,根据题意可知,,
由题意知,,,所以,
又,是平面内的两条相交直线,所以⊥平面,
所以三棱柱为直三棱柱.
则三棱锥与直三棱柱的外接球相同,设其半径为.
由,知,设三角形的外接圆半径为,
则,求得.
设,则,在中,设,,
则,,
代入,解得或(舍),.
14. 已知数列,令,其中,,且,定义,则______.
【答案】2
【解析】
【分析】先找到数列个位数字的周期性,利用周期性得到差的规律,从而得到数列的周期性,利用周期求和即可.
【详解】由题意知,,,且,所以是的个位数.
由于,;,;,;,;,;,,…
以此类推可知,周期为5,
下面分析,设,对每个,先计算,
时,相减得;
时,相减得;
时,相减得,
同理可计算与时,与,
故是以1,2,1,2,1循环的周期数列,是以循环的周期数列,周期为10.
.
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. 在脑机接口技术实验中,研究人员为验证不同思维任务下,两个大脑的信号同步性是否独立,研究人员选取了200组观测数据,聚焦于“逻辑推理”与“创造性想象”两类任务,记录了两位受试者脑电信号的同步情况,得到了如下列联表:
思维任务类型
信号同步性
合计
信号同步
信号不同步
逻辑推理
42
58
100
创造性想象
28
72
100
合计
70
130
200
(1)分别计算两类任务中信号同步的频率,根据频率,你认为思维任务类型与信号同步性有关吗?简述理由.
(2)根据小概率值的独立性检验,分析思维任务类型与信号同步性有关吗?
附:,
0.050
0.010
0.001
3.841
6.635
10.828
【答案】(1)有关,理由见解析
(2)无关
【解析】
【小问1详解】
逻辑推理任务中信号同步的频率,创造性想象任务中信号同步的频率,
思维任务类型与信号同步性有关,因为两类任务的同步频率存在明显差异,即;
【小问2详解】
零假设:思维任务类型与信号同步性无关,
根据表中数据可得,
根据小概率值的独立性检验,没有充分证据推断不成立,
因此可以认为成立,即思维任务类型与信号同步性无关.
16. 在中,已知,且.
(1)求角的大小;
(2)若,为中点,且,求的面积.
【答案】(1)
(2)1
【解析】
【分析】(1)利用降幂公式,结合正弦型函数的性质求解即可;
(2)法一:由余弦定理可分别求出,,再根据两角互补可求出,可求出,由正弦定理可求出,根据三角形面积公式即可求解,法二:在中,由余弦定理可求,在中,由余弦定理得,可求出,再有面积公式即可求解.
【小问1详解】
,
,即,
,
或,
又,为三角形的内角且,,.
【小问2详解】
法一:在中,由余弦定理得,
在中,由余弦定理,得,
又因为,所以,又因为中点,
所以,故,
化简可得,
故,在中,
由正弦定理得,所以,
在中,,
所以,可得,
所以三角形是等腰直角三角形,故,
所以,.
法二:在中,由余弦定理得,①
在中,因为为中点,所以,
由余弦定理得,②
由②-①,得,③
将,代入③式,解得,,
将,代入②式,解得,
所以的面积.
17. 如图,和都垂直于平面,且,,是的中点.
(1)证明:平面;
(2)若四棱锥的体积为3,求平面与平面夹角的余弦值的最大值.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【解析】
【分析】(1)取的中点,连接,,证明为平行四边形,再根据线面平行的判定定理即可求出;
(2)法一:先根据体积求出点到平面的距离,再建立空间直角坐标系求出平面与平面的法向量,代入公式即可求出最大值;
法二:先根据体积求出点到平面的距离,延长和交于点,过作于,找到为平面与平面的夹角,再根据三角形面积相等得,同时结合即可求出.
【小问1详解】
取的中点,连接,,
,分别是和的中点,与平行且xd;
和都垂直于平面,且,与平行且相等,
与平行且相等,四边形为平行四边形,,
又平面,平面,平面.
【小问2详解】
设到平面的距离为,
则,故.
法一:由于垂直于平面,建立如图空间直角坐标系,
,,
,,,,
设,则,
,,
设平面的法向量为,则由得
取,得,,因此平面的一个法向量.
由于垂直于平面,因此是平面的一个法向量.
设平面与平面的夹角为,
则,
∴平面与平面夹角的余弦值的最大值为.
法二:延长和交于点,过作于,
平面,,又,,且两直线在平面内,
平面,,
为平面与平面的夹角,
由,得,
而,所以,当且仅当时等号成立;
,,
∴平面与平面夹角的余弦值的最大值为.
18. 已知椭圆的上、下焦点分别为,,右顶点为,为锐角三角形且面积为.
(1)求椭圆的离心率.
(2)过的直线交椭圆于,两点(在的左侧),且的面积与的面积相等.
(ⅰ)求直线的斜率;
(ⅱ)若,求椭圆的方程.
【答案】(1)
(2)(ⅰ)或;(ⅱ).
【解析】
【分析】(1)法一:利用三角形面积公式求出,得到,进而得到关系,求出离心率;
法二:联立方程组,将代入,得到关于的齐次式,进而求出离心率;
(2)(ⅰ)由得到和到直线的距离相等,分两种情况:当和在直线同侧时,,计算的斜率;当和在直线异侧时,直线过的中点,计算的斜率;
(ⅱ)先验证斜率为时,,不符合题意,舍去;
再分析斜率为的情况:联立直线与椭圆方程,用韦达定理求出弦长,由垂直平分得,结合椭圆定义转化得,进而求出,得到椭圆方程.
【小问1详解】
法一:因为,
所以,又为锐角三角形,所以,即为等边三角形,
所以,即.
法二:由题意得消去得,
同除以得,即,解得或,
因为为锐角三角形,所以,即,故.
【小问2详解】
(ⅰ),和到直线的距离相等,
当和在直线同侧时,,直线的斜率为;
当和在直线异侧时,直线过的中点,
直线的斜率,
综上,直线的斜率为或.
(ⅱ)当直线的斜率为时,设直线的方程为,,,
联立消去,得,
解得或所以,,
(不合题意,舍去);
(另解:在中,,,故,从而,不合题意)
当直线的斜率为时,设直线的方程为,,,
联立消去,得,
故,.
,
由(ⅰ)知垂直平分,故,
所以,故,
此时椭圆的方程为,
综上所述:椭圆的方程为.
19. 已知函数,.
(1)当时,证明有唯一极值点;
(2)讨论的零点个数;
(3)若存在,当时,总有,求符合条件的的最小值.
【答案】(1)证明见解析
(2)分类讨论,答案见解析
(3)
【解析】
【分析】(1)先求出,令,求导讨论单调性,确定极值点;(2)分类讨论分析的单调性,结合零点存在性定理确定零点个数;(3)先将问题转化为,构造函数,,分别讨论单调性确定.
【小问1详解】
,
令,
则,
当时,
①当时,,,,故;
②当时,令,
,
因为,,,故,
单调递减,因为,,
所以,使得,
当时,当时,
综合①②,得,
当时,当时,
所以有唯一极值点,即有唯一极值点.
【小问2详解】
①当时,在上单调递增,在上单调递减,
,,
又,,使得,
当时,单调递增,
当时,单调递减,
,当时,,
,又,
存在唯一,使得,
因此有2个零点和;
②当时,,,有唯一零点;
③当时,当时,,,,
又,,有唯一零点.
综上所述:当时,有2个零点;当时,有1个零点.
【小问3详解】
原问题等价于存在,当时,总有.
设,则,
设,则,
若,,单调递增,
当时,,即,
,单调递减,
当时,,即,命题成立.
下面仅需考虑的情况:
在上单调递减,其中,
故,在上均单调递减,
,,
①如果,即,
则,单调递增,
,即,
又,在上单调递减,
故,所以在上单调递减,
所以,即,
当时,总有,命题成立.
②如果,即,故由零点存在定理知,使得,
当时,,单调递减,,
即(不合题意,舍去).
综上:的最小值为.
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高三数学
注意事项:
1.答卷前,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.
一、选择题(本大题共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. 若集合,,则( )
A. B. C. D.
2. 已知复数在复平面内对应的点为,则( )
A. B. C. D.
3. 已知单位向量,,满足,则( )
A. B. C. 1 D. 2
4. 直线与圆的交点为,,若,则的值为( )
A. B. C. D.
5. 已知函数的图象向左平移个单位长度后关于原点对称,则的最小值为( )
A. B. C. D.
6. 已知数列的通项公式为,数列是以1为首项,2为公比的等比数列,则( )
A. 1013 B. 1014 C. 502 D. 503
7. 已知是定义在上的奇函数,的图象关于对称,,则( )
A. 0 B. C. 3 D. 4
8. 已知随机事件,,发生的概率均为,且两两独立,那么这三个事件同时发生的概率可能为( )
A. B. C. D.
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. 若,则下列结论正确的是( )
A. B.
C. D.
10. 在舞台上,智能机器人从舞台中心出发,伴着音乐节拍,每秒随机向正东、正西、正南、正北四个方向之一移动1米,仿佛在跳一支充满不确定性的“随机舞”.与此同时,另一台机器人从舞台中心正东方向2米的位置起步,移动规则与相同,若相遇,则继续独立移动.下列说法中正确的是( )
A. 机器人移动4秒来到舞台中心的路径条数为12
B. 已知机器人移动4秒到达舞台中心,则其在4秒移动中至少存在一步向正南移动的概率为
C. 机器人在移动3秒来到舞台中心的正北方向上的概率为
D. 移动1秒后机器人与的距离为米的概率为
11. 如图,对每个正整数,是抛物线上的点,过焦点的直线交抛物线于另一点,并记为抛物线上分别以与为切点的两条切线的交点.则( )
A.
B.
C. 若,则的最小值为2
D. 若,则
三、填空题(本大题共3小题,每小题5分,共15分)
12. 已知,则曲线在点处的切线方程为______.
13. 如图,在平行四边形中,已知,,,现将沿折起,得到三棱锥,且三棱锥外接球的表面积为,则______.
14. 已知数列,令,其中,,且,定义,则______.
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. 在脑机接口技术实验中,研究人员为验证不同思维任务下,两个大脑的信号同步性是否独立,研究人员选取了200组观测数据,聚焦于“逻辑推理”与“创造性想象”两类任务,记录了两位受试者脑电信号的同步情况,得到了如下列联表:
思维任务类型
信号同步性
合计
信号同步
信号不同步
逻辑推理
42
58
100
创造性想象
28
72
100
合计
70
130
200
(1)分别计算两类任务中信号同步的频率,根据频率,你认为思维任务类型与信号同步性有关吗?简述理由.
(2)根据小概率值的独立性检验,分析思维任务类型与信号同步性有关吗?
附:,
0.050
0.010
0.001
3.841
6.635
10.828
16. 在中,已知,且.
(1)求角的大小;
(2)若,为中点,且,求的面积.
17. 如图,和都垂直于平面,且,,是的中点.
(1)证明:平面;
(2)若四棱锥的体积为3,求平面与平面夹角的余弦值的最大值.
18. 已知椭圆的上、下焦点分别为,,右顶点为,为锐角三角形且面积为.
(1)求椭圆的离心率.
(2)过的直线交椭圆于,两点(在的左侧),且的面积与的面积相等.
(ⅰ)求直线的斜率;
(ⅱ)若,求椭圆的方程.
19. 已知函数,.
(1)当时,证明有唯一极值点;
(2)讨论的零点个数;
(3)若存在,当时,总有,求符合条件的的最小值.
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