内容正文:
高三数学
全卷满分150分,考试时间120分钟.
注意事项:
1.答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上,并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置.
2.请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答,写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效.
3.选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑;非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答;字体工整,笔迹清楚.
4.考试结束后,请将试卷和答题卡一并上交.
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. 设集合,,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】本题主要考查集合的交集运算,分别解不等式求出集合和集合,再根据交集定义求出即可.
【详解】由,则,所以,又,因此集合.
由,则,所以,因此集合.
所以.
2. 若,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】设,则,
由得,即,
解得,
所以,因此.
3. 已知双曲线的一条渐近线的倾斜角为,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】根据双曲线的渐近线求解即可.
【详解】由题意知,,,,
所以,即,整理得,解得.
4. 若5个数依次成等差数列,前三项的和为,后三项的和为9,则这5个数的和为( )
A. 1 B. 2 C. 3 D. 5
【答案】D
【解析】
【分析】设题目中的5个数,结合等差数列的性质求出,再利用,即可求得答案.
【详解】由题意知5个数依次成等差数列,设为,
则,且,
故,
则这5个数的和为.
5. 若,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】设,可得,切化弦可得,继而化简,即可求得答案.
【详解】设,则,
由,得,
即,则,
故.
6. 设是定义在上的偶函数,且,当时,,若,则( )
A. B. 1 C. 2 D. 3
【答案】D
【解析】
【详解】已知是定义在上的偶函数,故;
又,代入得,
因此,即是周期为的周期函数,
当时,,
因此:,
,
已知,代入得:,
利用对数运算化简: ,
可得:,整理得,解得或,
由对数真数要求对成立,故,舍去,
所以.
7. 口袋内有大小、质地相同的红球2个,黄球、蓝球各1个.依次不放回地从中摸取2个球(每次取1个球)、记“第一次摸到红球”为事件,“第二次摸到黄球”为事件,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】记“第一次摸到红球”为事件,“第二次摸到黄球”为事件,
“第一次摸到蓝球”为事件,“第一次摸到黄球”为事件,
则,
所以.
8. 在三棱锥中,平面,,则三棱锥的体积的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】原几何体可补全为长方体,长方体体积最大则三棱锥体积最大.
【详解】如图,由平面,平面,则,
又,平面,故平面,
从而、、两两互相垂直,从而三棱锥可补全为如图所示的长方体,
设,,,则,
,
由均值不等式(当且仅当时等号成立)
从而,,
即三棱锥的体积的最大值为.
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. 已知函数,则( )
A.
B. 曲线在点处的切线方程为
C. 恰有2个极值点
D. 的图象与轴恰有2个交点
【答案】AB
【解析】
【详解】对于A,求导可得,令可得,所以,即A正确;
对于B,由A可得,则,
所以切线方程为,即,可得B正确;
对于C,易知函数的定义域为,又,
令,可得,
所以当时,,当时,,
因此函数在上单调递减,在上单调递增,
所以函数仅在处取得极小值,即仅有1个极值点,可知C错误;
对于D,由C中分析可知,
即对于任意,恒成立,因此D错误.
10. 如图,在四边形中,,则( )
A. 当时, B. 当时,
C. 的取值范围是 D. 的取值范围为
【答案】AD
【解析】
【分析】建系,确定各点坐标,结合向量数量积的坐标表示,及两点间距离公式逐项判断即可.
【详解】
由题意如图建系,可得,
过点作轴,垂足为,
因为,则,
又,所以,
又,,
所以直角直角,即,
则
选项A,当 时,,则 ,A正确;
选项B,当 时,,
则 ,,
故 ,B错误;
选项C,,,
则: ,
因为,由二次函数单调性可得 , C错误;
选项D,,
则: ,
时,二次函数对称轴为,
由单调性可知,
即的取值范围是 ,D正确.
11. 已知抛物线的焦点到其准线的距离为2.过点的直线交抛物线于两点,设点为坐标原点,线段的中点到抛物线的准线的距离为,则( )
A. B. 若为定值,则
C. 若,则的最大值为6 D. 若,则的最大值为
【答案】ACD
【解析】
【分析】根据抛物线的性质可判断A;设,,直线方程为,联立方程,利用弦长公式求出,由题意得到,求解即可判断B;根据求得,代入弦长公式得到,即可判断C;利用向量的数量积公式得到,从而得到,即可判断D.
【详解】焦点到其准线的距离为,故A正确;
设,,
易知直线斜率不为,设直线方程为,
联立,得,
所以,,
所以
,
若为定值,则,解得,故B错误;
,
线段的中点到抛物线的准线的距离,
则,又,所以,
,
将代入得,
,
所以当时,取得最大值,最大值为,故C正确;
,,,,
因为,
所以,
即,
又,,
所以,则,
,则,
则,
所以
,
令,,
则,
由得,则,
所以的最大值为,故D正确.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知函数,若为的图象的一条对称轴,则_________.
【答案】
【解析】
【分析】借助辅助角公式结合正弦型函数性质可得,计算即可得解.
【详解】,其中为辅助角,
由为的图象的一条对称轴,则为最大或最小值,
即,即,
整理得,即.
13. 已知直线,圆,若圆截直线所得两段弧长之比为,则_________.
【答案】0或.
【解析】
【分析】利用圆的性质可得圆心到直线的距离为半径的一半,然后利用点到直线的距离公式求解即可.
【详解】由圆知,,半径.
由圆截直线所得两段弧长之比为知,两段弧所对的圆心角为和,
根据圆的弦长相关性质可知,圆心到直线的距离.
根据点到直线的距离公式知,,所以,
平方整理得,即,解得或.
14. 黑箱中有6个质地大小相同的小球,分别编号为1,2,3,4,5,6,每次从中无放回地取一个球,然后记录编号,若编号三对中的其中一对出现,则停止取球,设此时取球次数为随机变量,则_________.
【答案】##
【解析】
【分析】先求的可能取值,再求对应的概率,利用数学期望公式即可求解.
【详解】根据题意有:的可能取值为,
又,,
,
所以.
四、解答题:本题共5小题、共77分.解答应写出必要的文字说明、证明过程及演算步骤.
15. 抛掷一枚质地均匀的硬币4次,设正面朝上的次数为.
(1)求的分布列、数学期望与方差;
(2)求的值.
【答案】(1)分布列见解析;
(2)
【解析】
【分析】(1)由题意得,根据二项分布即可求解;
(2)根据分布列先求,进而求解.
【小问1详解】
由题意得:一枚质地均匀的硬币抛掷一次正面朝上的概率为,则,
所以,
,,
所以的分布列为:
所以;
【小问2详解】
由(1)有:,
所以.
16. 已知数列的前项和为,且满足.
(1)求数列的通项公式;
(2)若数列的前项和为,求证:对于任意,都有.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【解析】
【分析】(1)利用得到,进而可知是以为首项,为公比的等比数列,求出从而求出答案;
(2)利用分组求和法求出,从而得到,利用放缩法即可证明.
【小问1详解】
当时,由得,
所以,即,
当时,,所以,所以,故,
所以是以为首项,为公比的等比数列,
所以,即.
【小问2详解】
,
所以,
当时,,不等式成立,
当时,
,
综上.
17. 如图,在四棱锥中,底面为菱形,,平面平面,.
(1)求证:平面;
(2)设,点为棱的中点,若二面角的正弦值为,求的值.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【解析】
【分析】(1)利用面面垂直性质定理可得平面,再利用线面垂直性质定理及判定定理可得平面,则可得,再由菱形性质可得,即可得证;
(2)建立适当空间直角坐标系后,求出平面与平面的法向量,再利用空间向量夹角公式计算即可得.
【小问1详解】
取中点,连接,由底面为菱形,,
则为等边三角形,则,
又平面平面,平面平面,
平面,故平面,
由平面,则,
又,,、平面,
故平面,又平面,故,
由底面为菱形,则,
由,、平面,
故平面;
【小问2详解】
令,以为原点,建立如图所示空间直角坐标系,
设为单位长度,即,则,,则,
则,,,,,
则,,,
设平面与平面的法向量分别为、,
则有,,
令,,则,,,,
即、,
设二面角的平面角为,
则,
即有,
整理得,则(负值舍去).
18. 已知椭圆的上顶点为,离心率为,圆,点到圆上一点的距离的最大值为3.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)设点为坐标原点,过点且与圆相交的直线交椭圆于另一点,若的面积为,求直线的方程;
(3)若点在椭圆上,过点作圆的两条切线分别交轴于、两点.是否存在点,使得,若存在,求出点的坐标;若不存在,说明理由.
【答案】(1);
(2)或;
(3)存在,.
【解析】
【分析】(1)点到圆上一点的距离的最大值为3,求出,再根据离心率求即可;
(2)根据的面积及点在椭圆上求出点的坐标,再根据直线与圆相交取舍即可;
(3)设出的表达式,表示的长度,利用与圆相切,建立的斜率关系式,利用根与系数关系求解即可.
【小问1详解】
由题意,圆的圆心,半径,
由点到圆上一点的距离的最大值为3,即,从而,
即,解得,又,即,
又,即,解得,,
从而椭圆的标准方程;
【小问2详解】
设
由的面积,解得,
由在椭圆上,从而,得,
从而,即,
当的坐标为,,直线,
圆心到直线的距离,不合题意;
当的坐标为,,直线,
圆心到直线的距离,不合题意;
当的坐标为,,直线,
圆心到直线的距离,符合题意;
当的坐标为,,直线,
圆心到直线的距离,符合题意;
综上所述,直线的方程为:或
【小问3详解】
设,
当,有一条斜率不存在时,为椭圆上下顶点或左顶点,
若为椭圆左顶点,过点作圆的切线只有一条且与轴平行,不合题意;
若为椭圆上下顶点,过点作圆的切线有一条且与轴重合,不合题意;
故,的斜率均存在,分别设为,
则直线:,即,则,
同理,则.
又直线与圆相切,则圆心到直线的距离,
两边平方得:,
化简整理得:,
同理可得,
从而为方程的两根,
,
此时,
则,
化简整理,又,
即得,整理得,
解得或(舍去),
当时,,从而.
19. 设函数.
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)判断是否存在实数、,使得函数的图象关于点对称.若存在,求出满足条件的、的值,若不存在,说明理由;
(3)设是函数在区间上从小到大的前两个极值点,若,求的值.
【答案】(1)
(2)存在,
(3)
【解析】
【分析】(1)直接根据导数的几何意义求解即可;
(2)利用对称性结合赋值法可求,就的奇偶性分类讨论后可得;
(3)求导,分析可得,,且,,再结合求解即可.
【小问1详解】
当时,,则,
而,则,
所以曲线在点处的切线方程为,
即.
【小问2详解】
假设存在实数,使得的图象关于点对称,
则,
即,
则,
取,则,
所以或.
若,则,
取,则,故,即,
则.
综上所述,总有,
因此,当时,有,
若为偶数,则对任意恒成立,
故,即;
若为奇数,则对任意恒成立,
故对任意恒成立,显然不成立.
故.
【小问3详解】
由,得,
当时,,则,
设,而时,,因此不影响后续分析,
当时,时,,时,,
所以在上存在唯一零点,
当时,,,即,
当时,,,即,
所以,且,
当时,时,,时,,
所以在上存在唯一零点,
当时,,,即,
当时,,,即,
所以,且,
由,可得,
即,
而,
则,
所以,则,
即,则,
因为函数在区间上单调递减,
所以,又,,
则或,
若,此时与不可能同时成立;
若,结合,
可得,
即,解得.
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全卷满分150分,考试时间120分钟.
注意事项:
1.答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上,并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置.
2.请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答,写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效.
3.选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑;非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答;字体工整,笔迹清楚.
4.考试结束后,请将试卷和答题卡一并上交.
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. 设集合,,则( )
A. B. C. D.
2. 若,则( )
A. B. C. D.
3. 已知双曲线的一条渐近线的倾斜角为,则( )
A. B. C. D.
4. 若5个数依次成等差数列,前三项的和为,后三项的和为9,则这5个数的和为( )
A. 1 B. 2 C. 3 D. 5
5. 若,则( )
A. B. C. D.
6. 设是定义在上的偶函数,且,当时,,若,则( )
A. B. 1 C. 2 D. 3
7. 口袋内有大小、质地相同的红球2个,黄球、蓝球各1个.依次不放回地从中摸取2个球(每次取1个球)、记“第一次摸到红球”为事件,“第二次摸到黄球”为事件,则( )
A. B. C. D.
8. 在三棱锥中,平面,,则三棱锥的体积的最大值为( )
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. 已知函数,则( )
A.
B. 曲线在点处的切线方程为
C. 恰有2个极值点
D. 的图象与轴恰有2个交点
10. 如图,在四边形中,,则( )
A. 当时, B. 当时,
C. 的取值范围是 D. 的取值范围为
11. 已知抛物线的焦点到其准线的距离为2.过点的直线交抛物线于两点,设点为坐标原点,线段的中点到抛物线的准线的距离为,则( )
A. B. 若为定值,则
C. 若,则的最大值为6 D. 若,则的最大值为
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知函数,若为的图象的一条对称轴,则_________.
13. 已知直线,圆,若圆截直线所得两段弧长之比为,则_________.
14. 黑箱中有6个质地大小相同的小球,分别编号为1,2,3,4,5,6,每次从中无放回地取一个球,然后记录编号,若编号三对中的其中一对出现,则停止取球,设此时取球次数为随机变量,则_________.
四、解答题:本题共5小题、共77分.解答应写出必要的文字说明、证明过程及演算步骤.
15. 抛掷一枚质地均匀的硬币4次,设正面朝上的次数为.
(1)求的分布列、数学期望与方差;
(2)求的值.
16. 已知数列的前项和为,且满足.
(1)求数列的通项公式;
(2)若数列的前项和为,求证:对于任意,都有.
17. 如图,在四棱锥中,底面为菱形,,平面平面,.
(1)求证:平面;
(2)设,点为棱的中点,若二面角的正弦值为,求的值.
18. 已知椭圆的上顶点为,离心率为,圆,点到圆上一点的距离的最大值为3.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)设点为坐标原点,过点且与圆相交的直线交椭圆于另一点,若的面积为,求直线的方程;
(3)若点在椭圆上,过点作圆的两条切线分别交轴于、两点.是否存在点,使得,若存在,求出点的坐标;若不存在,说明理由.
19. 设函数.
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)判断是否存在实数、,使得函数的图象关于点对称.若存在,求出满足条件的、的值,若不存在,说明理由;
(3)设是函数在区间上从小到大的前两个极值点,若,求的值.
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