内容正文:
数 学 试 题
试卷满分150分 考试时间120分钟
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上.
2.作答时,将答案写在答题卡上对应的答题区域内.写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效.
3.考试结束后,本试题卷和答题卡一并上交.
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. 已知集合,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】解不等式,得到,,利用交集概念求出答案.
【详解】,
由,解得,故,
故.
故选:B
2. 已知,为虚数单位,若复数的实部与虚部相等,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】根据复数的乘法运算,结合实部等于虚部建立方程,解之即可求解.
【详解】,
所以,解得.
故选:D
3. 已知向量,在方向上的投影向量为,则( )
A. B. C. 6 D. 12
【答案】A
【解析】
【详解】依题意,在方向上的投影向量为,则,而,
所以
4. 已知,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】运用同角三角函数关系式求出,再用诱导公式和二倍角公式化简计算即可.
【详解】由得,得,
所以.
故选:D.
5. 已知双曲线,点在上,过点作两条渐近线的垂线,垂足分别为,,若,则双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】利用点到直线的距离公式以及双曲线的离心率公式求解.
【详解】设点,则,即,
又两条渐近线方程为,即,故有,
所以.
故选:D.
6. 如图,侧面展开图为扇形的圆锥和侧面展开图为扇环的圆台的体积相等,且,则( )
A. 8 B. 4 C. D. 2
【答案】D
【解析】
【分析】利用圆锥的体积公式计算即可.
【详解】设侧面展开图为扇形的圆锥的底面半径为,高为,则该圆锥的体积.
侧面展开图为扇形的圆锥的底面半径为,高为,则该圆锥的体积.
由题可知,从而.
故选:D.
7. 数列的前项和为,,则( )
A. B. 0 C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】由题可知当为奇数时,.易得.根据的周期性,可求得.
【详解】当为奇数时,.
因为函数的最小正周期为.
所以当为奇数时,.
,
.
所以.
所以.
故选:C.
8. 已知是定义在上的奇函数,且当时,.若,则的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】对实数的取值进行分类讨论,根据题意作出图形,可得出关于实数的不等式(组),由此可得出实数的取值范围.
【详解】当时,显然恒成立.
当时,可以理解为将的图象向右平移个单位长度后,得到的的图象始终在的图象的下方(或重合).
当时,由的图象可知,
,则,解得;
当时,作出函数的图象如下图所示:
由图可知,函数在上为增函数,
对任意的且时,,恒成立.
综上所述,的取值范围为.
故选:A.
【点睛】关键点点睛:解本题的关键就是要作出图形,将题目中的不等关系利用图象直观地显示出来,结合图形求解.
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. 某地发起“寻找绿色合伙人——低碳生活知识竞赛”活动,从参赛选手的答卷中随机抽取了份,将得分(满分100分)进行适当的分组(每组为左闭右开的区间),画出如图所示的频率分布直方图,且竞赛成绩落在内的人数为10,则( )
A.
B.
C. 估计参赛选手得分的平均分低于70分(同组数据用该组区间的中点值作代表)
D. 估计参赛选手得分的中位数在内
【答案】ABD
【解析】
【分析】由矩形的面积和为1可得A正确;由频率比组距可得B正确;由平均值的计算可得C错误;由中位数的计算可得D正确;
【详解】对于A、B,由,
得,则,故A,B正确;
对于C,估计参赛选手得分的平均分为x,
则,故C不正确;
对于D,因为,,
所以估计参赛选手得分的中位数在内,故D正确.
故选:ABD.
10. 已知函数,若及其导函数的部分图象如图所示,则( )
A.
B. 函数在上单调递减
C. 的图象关于点中心对称
D. 的最大值为
【答案】AB
【解析】
【分析】根据图象,结合函数的单调性与其导函数正负的关系,先判断两个图象
中哪个是的图象,哪个是的图象,进而列出关于的方程组
求解,再结合特殊点求解参数,由此确定函数和的解析式,
再判断各个选项的正误即可.
【详解】因为,所以,根据图象可知,当时,,所以单调递增,故,从而.
又,所以,由得,
故,.
选项A:的最小正周期为,故,A正确.
选项B:令,解得,
故函数在上单调递减,B正确.
选项C:由于,,
故的图象不关于点中心对称,故C错误.
选项D:,
其中为锐角,且,(辅助角公式的应用),所以的最大值为,D错误.
故选:AB
11. 已知平面内一动点与两定点连线的斜率的乘积为定值时,若该定值为正数,则该动点轨迹是双曲线(两定点除外);若该定值是负数,则该动点轨迹是圆或椭圆(两定点除外).如图,给定的矩形中,,,E、F、G、H分别是矩形四条边的中点,M、N分别是直线、的动点,,,其中,且直线与直线交于点P.下列说法正确的是( )
A. 若,则P的轨迹是双曲线的一部分
B. 若,则P的轨迹是椭圆的一部分
C. 若,则P的轨迹是双曲线的一部分
D. 若,则P的轨迹是椭圆的一部分
【答案】CD
【解析】
【分析】根据已知求出的坐标,进而得出直线与直线的斜率,即可得出.然后根据已知条件得出的值,结合定义即可得出答案.
【详解】由已知可得,,,,,
则由可得,;
由可得,,
所以.
所以,,.
所以,.
对于A、B项,因为,所以,显然不是一个常数,所以此时P的轨迹既不是双曲线,也不是椭圆,A、B均错;
对于C选项,,此时的结果为一个大于0的定值,所以P的轨迹是双曲线(顶点除外),C对;
对于D选项,,此时的结果为一个小于0的定值,所以P的轨迹为椭圆(顶点除外),D对.
故选:CD.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 某批零件的尺寸服从正态分布,且,规定时零件合格,从这批产品中抽取件,若要保证抽取的合格零件不少于2件的概率不低于0.9,则的最小值为__________.
【答案】4
【解析】
【分析】利用对立事件可得,结合数列的单调性可得的最小值.
【详解】因为服从正态分布,且,
所以,
即每个零件合格的概率为,合格零件不少于2件的对立事件是合格零件件数为0或1.
依题意,,即,
令,则,
所以单调递减,而,
所以不等式的解集为,
所以的最小值为4.
故答案为:4.
13. 现有质量分别为千克的六件货物,将它们随机打包装入三个不同的箱子,每个箱子装入两件货物,每件货物只能装入一个箱子.则第一、二个箱子的总质量均不小于第三个箱子的总质量的概率是__________.
【答案】##
【解析】
【分析】根据条件概率和全概率公式的概率公式求解.
【详解】由于六件货物的质量之和不是3的倍数,因而不可能出现三个箱子的总重量都相同的情况.
设事件表示存在两个箱子,它们的总质量相同且同时最小,事件表示第一、二个箱子的总质量均不小于第三个箱子的总质量.
考虑三个箱子的摆放顺序,可得.
当发生时,这两个箱子的货物组合只能是和和和三种可能,故.
当不发生时,表示仅有一个箱子的总质量最小,于是由对称性,得.
故.
故答案为:.
【点睛】关键点点睛:本题解题的关键是 求出,以及,利用全概率公式求解.
14. 设与是两个不同的无穷数列,且都不是常数列.记集合,给出下列4个结论:
①若与均为等差数列,则M中最多有1个元素;
②若与均为等比数列,则M中最多有2个元素;
③若为等差数列,为等比数列,则M中最多有3个元素;
④若为递增数列,为递减数列,则M中最多有1个元素.
其中正确结论的序号是______.
【答案】①③④
【解析】
【分析】利用两类数列的散点图的特征可判断①④的正误,利用反例可判断②的正误,结合通项公式的特征及反证法可判断③的正误.
【详解】对于①,因为均为等差数列,故它们的散点图分布在直线上,
而两条直线至多有一个公共点,故中至多一个元素,故①正确.
对于②,取则均为等比数列,
但当为偶数时,有,此时中有无穷多个元素,故②错误.
对于③,设,,
若中至少四个元素,则关于的方程至少有4个不同的正数解,
若,则由和的散点图可得关于的方程至多有两个不同的解,矛盾;
若,考虑关于的方程奇数解的个数和偶数解的个数,
当有偶数解,此方程即为,
方程至多有两个偶数解,且有两个偶数解时,
否则,因单调性相反,
方程至多一个偶数解,
当有奇数解,此方程即为,
方程至多有两个奇数解,且有两个奇数解时即
否则,因单调性相反,
方程至多一个奇数解,
因为,不可能同时成立,
故不可能有4个不同的整数解,即M中最多有3个元素,
取 ,则,故③正确.
对于④,因为为递增数列,为递减数列,前者散点图呈上升趋势,
后者的散点图呈下降趋势,两者至多一个交点,故④正确.
故答案为:①③④.
【点睛】思路点睛:对于等差数列和等比数列的性质的讨论,可以利用两者散点图的特征来分析,注意讨论两者性质关系时,等比数列的公比可能为负,此时要注意合理转化.
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. △的内角的对边分别为.已知.
(1)求的值;
(2)求△周长的最大值.
【答案】(1)
(2)3
【解析】
【分析】(1)方法一:根据正弦定理,将边化为角,再结合两角和的正弦公式,即可求解;方法二:根据余弦定理转化为边的关系,再代入余弦定理求;
(2)由余弦定理,结合基本不等式,转化为求的最大值,即可求解.
【小问1详解】
(方法一)因为,,所以,
则.
又,所以.
因为,所以.
又,所以,
(方法二)由余弦定理得,
因为,所以,则.
.
因为,所以.
【小问2详解】
由(2)可得,
从而.
因为,当且仅当时,等号成立,所以,
从而,则周长的最大值为3.
16. 人工智能中的文生视频模型Sora(以下简称Sora),能够根据用户的文本提示创建最长60秒的逼真视频.为调查Sora的应用是否会对视频从业人员的数量产生影响,某学校研究小组随机抽取了150名视频从业人员进行调查,结果如下表所示.
Sora的应用情况
视频从业人员
合计
减少
未减少
应用
54
72
没有应用
42
合计
90
150
(1)根据所给数据完成题中表格,依据的独立性检验,判断Sora的应用与视频从业人员的减少有关?
(2)某公司视频部现有员工100人,公司拟开展Sora培训,分三轮进行,每位员工第一轮至第三轮培训达到“优秀”的概率分别为,,,每轮相互独立,有两轮及以上获得“优秀”的员工才能应用Sora.
①求员工经过培训能应用Sora的概率;
②已知开展Sora培训前,员工每人每年平均为公司创造利润6万元;开展Sora培训后,能应用Sora的员工每人每年平均为公司创造利润10万元;Sora培训平均每人每年成本为1万元.根据公司发展需要,计划先将视频部的部分员工随机调至其他部门,然后对剩余员工开展Sora培训,现要求培训后视频部的年利润不低于员工调整前的年利润,则视频部最多可以调多少人到其他部门?
附:其中.
0.010
0.005
0.001
6.635
7.879
10.828
【答案】(1)
Sora的应用情况
视频从业人员
合计
减少
未减少
应用
54
18
72
没有应用
36
42
78
合计
90
60
150
有的把握认为Sora的应用与视频从业人员的减少有关.
(2)(i)(ii)14人
【解析】
【分析】(1)分析数据关系,完善列联表,提出零假设,计算,比较其与临界值大小,判断结论;
(2)(i)设“员工第i轮获得优秀”,“员工经过培训能应用Sora”,
结合互斥事件概率加法公式,独立事件概率乘法公式求结论;
(ii)设视频部调人至其他部门,为培训后视频部能应用Sora的人数,则,由条件列不等式可求结论.
【小问1详解】
依题意,列联表如下:
Sora的应用情况
视频从业人员
合计
减少
未减少
应用
54
18
72
没有应用
36
42
78
合计
90
60
150
零假设:Sora的应用与视频从业人员的减少独立,Sora的应用前后视频从业人员无差异,
由列联表中数据得,.
根据小概率值的的独立性检验,推断不成立,
所以有的把握认为Sora的应用与视频从业人员的减少有关;
【小问2详解】
(i)设"员工第i轮获得优秀",且相互独立.
设"员工经过培训能应用Sora",
则
故员工经过培训能应用Sora的概率是.
(ii)设视频部调人至其他部门,为培训后视频部能应用Sora的人数,
则,因此,
调整后视频部的年利润:(万元).
令,解得,又,所以.
因此,视频部最多可以调14人到其他部门.
17. 如图,在三棱锥中,,,是线段上的点.
(1)求证:平面平面;
(2)若直线与平面所成角的正弦值为,求的长;
(3)若平面,为垂足,直线与平面的交点为,当三棱锥体积最大时,求的长.
【答案】(1)证明如下:
取的中点,连接、,
因为,,则,
所以,所以,所以,
又因为,所以,则,
又因为,所以,
又因为,,、平面,所以平面,
又因为平面,所以平面平面.
(2)
(3)
【解析】
【分析】(1)取的中点,连接、,推导出平面,再利用面面垂直的判定定理可证得结论成立;
(2)以点为坐标原点,、、所在直线分别为、、轴建立空间直角坐标系,设,其中,利用空间向量可得出关于的方程,解出的值,即可求得的长;
(3)设,设,根据空间向量的坐标运算求出点的坐标,将三棱锥的体积表示为关于的函数关系式,
利用基本不等式求出三棱锥体积的最大值,利用等号成立的条件求出的值,可得出点、的坐标,求出平面的法向量,
设,求出的坐标,根据求出的值,即可得解.
【小问1详解】
略
【小问2详解】
因为平面,,
以点为坐标原点,、、所在直线分别为、、轴建立如下图所示的空间直角坐标系,
则、、、,所以,,
因为为棱上的点,设,其中,
所以,,且,
设平面的法向量为,
则,
不妨取,可得,
因为线与平面所成角的正弦值为,
所以,
则,化简可得:,
解得:或(舍去).
所以.
【小问3详解】
设,因为,其中,
所以,,可得,即点,
因为平面,则点,,
,
当且仅当时,即当时,等号成立,
故当点为线段的中点时,三棱锥的体积取最大值,
此时,点,
由(2)可知,此时,平面的一个法向量为,
设,其中,
则,
因为平面,则,
所以,,解得,
所以,,
所以.即的长为.
【点睛】方法点睛:求空间角的常用方法:
(1)定义法:由异面直线所成角、线面角、二面角的定义,结合图形,作出所求空间角,再结合题中条件,解对应的三角形,即可求出结果;
(2)向量法:建立适当的空间直角坐标系,通过计算向量的夹角(两直线的方向向量、直线的方向向量与平面的法向量、两平面的法向量)的余弦值,即可求得结果.
18. 已知函数.
(1)当 时,求函数的极值;
(2)求函数的单调区间;
(3)若对任意的实数 ,,曲线与直线总相切,则称函数是“函数”,当 时,若函数是“函数”,求 .
【答案】(1)极小值0,无极大值.
(2)当时,的单调递减区间为,无递增区间;
当时,的单调递减区间为,单调递增区间为;
(3)
【解析】
【分析】(1)求出导函数,利用导数求出函数的单调性区间,利用极值的定义求解即可;
(2)利用导数与函数单调性间的关系,分类讨论求的单调区间即可;
(3)利用“函数”的定义,结合导数的几何意义得,然后结合是方程的根,构造函数,利用导数与函数单调性间的关系得到,即可求解.
【小问1详解】
函数,,
当 时,,,
当时,,单调递减,
当时,,单调递增,
故有极小值,无极大值.
【小问2详解】
由(1)可知:当时,,在单调递减;
当时,令,得,,
所以,且为增函数,
当时,,在单调递减;
当时,,在单调递增;
综上,
当时,的单调递减区间为,无递增区间;
当时,的单调递减区间为,单调递增区间为;
【小问3详解】
当 时,函数是“函数”,
求导得,
设曲线与直线切点,
则,故,即,
所以且,
设,,易知,且是增函数,
当时,,单调递增,当时,,单调递减,
所以,所以是方程的根,且唯一,
所以.
19. 在平面直角坐标系中,重新定义两点之间的“距离”为,我们把到两定点的“距离”之和为常数的点的轨迹叫“椭圆”.
(1)求“椭圆”的方程;
(2)根据“椭圆”的方程,研究“椭圆”的范围、对称性,并说明理由;
(3)设,作出“椭圆”的图形,设此“椭圆”的外接椭圆为的左顶点为,过作直线交于两点,的外心为,求证:直线与的斜率之积为定值.
【答案】(1)
(2)由方程,得,
因为,所以,即,
所以或或,
解得,
由方程,得,
即,所以,所以,
所以“椭圆”的范围为,,
将点代入得,,
即,方程不变,所以“椭圆”关于轴对称,
将点代入得,,
即,方程不变,所以“椭圆”关于轴对称,
将点代入得,,
即,方程不变,所以“椭圆”关于原点对称,
所以“椭圆”关于轴,轴,原点对称;
(3)由题意可设椭圆的方程为,
将点代入得,解得,
所以椭圆的方程为,,
由题意可设直线的方程为,
联立,得,
恒成立,
则,
因为的中点为,
所以直线的中垂线的方程为,
同理直线的中垂线的方程为,
设,则是方程的两根,
即是方程的两根,
所以,
又因,
所以,
两式相比得,所以,
所以,
所以直线与的斜率之积为定值.
【解析】
【分析】(1)设“椭圆”上任意一点为,则,再根据两点之间的“距离”得新定义即可得解;
(2)将点分别代入即可判断其对称性,取绝对值符号,进而可得出范围;
(3)先求出椭圆方程,设直线的方程为,联立方程,利用韦达定理求出,分别求出直线的方程,设,再次求出的关系,进而求出,从而可得出结论.
【小问1详解】
设“椭圆”上任意一点为,则,
即,即,
所以“椭圆”的方程为;
【小问2详解】
略
【小问3详解】
略
【点睛】方法点睛:求定值问题常见的方法有两种:
(1)从特殊入手,求出定值,再证明这个值与变量无关;
(2)直接推理、计算,并在计算推理的过程中消去变量,从而得到定值.
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数 学 试 题
试卷满分150分 考试时间120分钟
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上.
2.作答时,将答案写在答题卡上对应的答题区域内.写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效.
3.考试结束后,本试题卷和答题卡一并上交.
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. 已知集合,,则( )
A. B. C. D.
2. 已知,为虚数单位,若复数的实部与虚部相等,则( )
A. B. C. D.
3. 已知向量,在方向上的投影向量为,则( )
A. B. C. 6 D. 12
4. 已知,则( )
A. B. C. D.
5. 已知双曲线,点在上,过点作两条渐近线的垂线,垂足分别为,,若,则双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
6. 如图,侧面展开图为扇形的圆锥和侧面展开图为扇环的圆台的体积相等,且,则( )
A. 8 B. 4 C. D. 2
7. 数列的前项和为,,则( )
A. B. 0 C. D.
8. 已知是定义在上的奇函数,且当时,.若,则的取值范围为( )
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. 某地发起“寻找绿色合伙人——低碳生活知识竞赛”活动,从参赛选手的答卷中随机抽取了份,将得分(满分100分)进行适当的分组(每组为左闭右开的区间),画出如图所示的频率分布直方图,且竞赛成绩落在内的人数为10,则( )
A.
B.
C. 估计参赛选手得分的平均分低于70分(同组数据用该组区间的中点值作代表)
D. 估计参赛选手得分的中位数在内
10. 已知函数,若及其导函数的部分图象如图所示,则( )
A.
B. 函数在上单调递减
C. 的图象关于点中心对称
D. 的最大值为
11. 已知平面内一动点与两定点连线的斜率的乘积为定值时,若该定值为正数,则该动点轨迹是双曲线(两定点除外);若该定值是负数,则该动点轨迹是圆或椭圆(两定点除外).如图,给定的矩形中,,,E、F、G、H分别是矩形四条边的中点,M、N分别是直线、的动点,,,其中,且直线与直线交于点P.下列说法正确的是( )
A. 若,则P的轨迹是双曲线的一部分
B. 若,则P的轨迹是椭圆的一部分
C. 若,则P的轨迹是双曲线的一部分
D. 若,则P的轨迹是椭圆的一部分
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 某批零件的尺寸服从正态分布,且,规定时零件合格,从这批产品中抽取件,若要保证抽取的合格零件不少于2件的概率不低于0.9,则的最小值为__________.
13. 现有质量分别为千克的六件货物,将它们随机打包装入三个不同的箱子,每个箱子装入两件货物,每件货物只能装入一个箱子.则第一、二个箱子的总质量均不小于第三个箱子的总质量的概率是__________.
14. 设与是两个不同的无穷数列,且都不是常数列.记集合,给出下列4个结论:
①若与均为等差数列,则M中最多有1个元素;
②若与均为等比数列,则M中最多有2个元素;
③若为等差数列,为等比数列,则M中最多有3个元素;
④若为递增数列,为递减数列,则M中最多有1个元素.
其中正确结论的序号是______.
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. △的内角的对边分别为.已知.
(1)求的值;
(2)求△周长的最大值.
16. 人工智能中的文生视频模型Sora(以下简称Sora),能够根据用户的文本提示创建最长60秒的逼真视频.为调查Sora的应用是否会对视频从业人员的数量产生影响,某学校研究小组随机抽取了150名视频从业人员进行调查,结果如下表所示.
Sora的应用情况
视频从业人员
合计
减少
未减少
应用
54
72
没有应用
42
合计
90
150
(1)根据所给数据完成题中表格,依据的独立性检验,判断Sora的应用与视频从业人员的减少有关?
(2)某公司视频部现有员工100人,公司拟开展Sora培训,分三轮进行,每位员工第一轮至第三轮培训达到“优秀”的概率分别为,,,每轮相互独立,有两轮及以上获得“优秀”的员工才能应用Sora.
①求员工经过培训能应用Sora的概率;
②已知开展Sora培训前,员工每人每年平均为公司创造利润6万元;开展Sora培训后,能应用Sora的员工每人每年平均为公司创造利润10万元;Sora培训平均每人每年成本为1万元.根据公司发展需要,计划先将视频部的部分员工随机调至其他部门,然后对剩余员工开展Sora培训,现要求培训后视频部的年利润不低于员工调整前的年利润,则视频部最多可以调多少人到其他部门?
附:其中.
0.010
0.005
0.001
6.635
7.879
10.828
17. 如图,在三棱锥中,,,是线段上的点.
(1)求证:平面平面;
(2)若直线与平面所成角的正弦值为,求的长;
(3)若平面,为垂足,直线与平面的交点为,当三棱锥体积最大时,求的长.
18. 已知函数.
(1)当 时,求函数的极值;
(2)求函数的单调区间;
(3)若对任意的实数 ,,曲线与直线总相切,则称函数是“函数”,当 时,若函数是“函数”,求 .
19. 在平面直角坐标系中,重新定义两点之间的“距离”为,我们把到两定点的“距离”之和为常数的点的轨迹叫“椭圆”.
(1)求“椭圆”的方程;
(2)根据“椭圆”的方程,研究“椭圆”的范围、对称性,并说明理由;
(3)设,作出“椭圆”的图形,设此“椭圆”的外接椭圆为的左顶点为,过作直线交于两点,的外心为,求证:直线与的斜率之积为定值.
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