内容正文:
HN202604
高三数学
注意事项:
1.答题前,务必将自己的个人信息填写在答题卡上,并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置.
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡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.
一、单项选择题: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. 已知集合,,则( )
A. B. C. D.
2. 若复数z满足,则( )
A. B. C. 1 D. 2
3. “”是“”的( )
A. 充分不必要条件
B. 必要不充分条件
C. 充要条件
D. 既不充分也不必要条件
4. 已知抛物线的焦点为F,P是C上一点,过点P作C的准线l的垂线,垂足为Q.若为等腰直角三角形,则( )
A. 4 B. 3 C. 2 D. 1
5. 已知是奇函数,则( )
A. B. C. 1 D. 9
6. 某校人工智能社团共有甲、乙等6名成员,指导老师要从中选出3人组队参加全国青少年AI创新大赛,参赛队中1人负责主程序编写,另外2人负责数据标注,若甲、乙两人有且只有一人参赛,则参赛队的人员安排方法数为( )
A. 64 B. 48 C. 36 D. 18
7. 在四棱锥中,底面是面积为的正方形,,,分别是棱,的中点,设四棱锥被过,且平行于的平面截得的截面面积为,则的最大值为( )
A. B. 2 C. D. 1
8. 能将曲线上所有的点都包含进去的最小的圆(点可以在圆上)的半径为( )
A. 1 B. C. 2 D. 4
二、多项选择题: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. 设等差数列的公差为d,前n项和为,则下列说法一定正确的是( )
A. 若,则 B. 若,则
C. 若,则 D. 若,则
10. 已知双曲线的左焦点为F,左、右顶点分别为,,两条渐近线的夹角为,点P,Q在双曲线C上,且,设直线PQ与y轴的交点为R,则( )
A. B. C. D.
11. 已知函数的定义域为I,若存在,使得曲线在点,处有相同的切线,则称具有性质P.下列结论正确的是( )
A. “在定义域上不单调”是“具有性质P”的充分条件
B. 函数具有性质P
C. 函数具有性质P
D. ,函数都不具有性质P
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知一个圆锥的轴截面为等腰直角三角形,则其侧面积与底面积的比值为________.
13. 如图,曲线与x轴的其中两个交点为B,C,与y轴的交点为D,若,则________.
14. 盒中有6个小球,分别标有数字1,2,3,4,5,6,从中无放回地随机取5次,每次取1个球,设a为前2次取出的球上数字的平均值,b为后3次取出的球上数字的平均值,记,________.
附:若,是随机变量,则.
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. 某智能设备装有3个独立运行的芯片A,B,C,设备正常工作的条件是至少有2个芯片正常运行,其中A,B正常运行的概率均为,C正常运行的概率为.
(1)若,在恰有2个芯片正常运行的条件下,求C的运行不正常的概率;
(2)若该设备正常工作的概率大于,求p的取值范围.
16. 已知数列满足,.
(1)令,求数列的通项公式;
(2)设的前n项和为,若,求n的最大值.
17. 已知函数有两个极值点,.
(1)求实数a的取值范围;
(2)证明:.
18. 如图,四棱锥的底面为矩形,,,平面平面ABCD.
(1)若,,
①求四棱锥的体积;
②求平面APD与平面CPD的夹角的余弦值.
(2)设点B在直线AP上的射影为H,点H到平面ABCD的距离为d,求的最大值.
19. 已知椭圆:的长轴长为4,离心率为,过点作两条直线,,其中垂直于轴,且与交于,两点(点在第二象限),与交于,两点,直线,交于点.
(1)求的方程;
(2)若的斜率为,且点在点的上方,求点的坐标;
(3)求的最小值.
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HN202604
高三数学
注意事项:
1.答题前,务必将自己的个人信息填写在答题卡上,并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置.
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡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.
一、单项选择题: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. 已知集合,,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】易知,又,
所以.
2. 若复数z满足,则( )
A. B. C. 1 D. 2
【答案】A
【解析】
【分析】首先根据题意求出复数z的表达式,再根据公式即可求解,也可以根据复数模的定义求解.
【详解】由,可得,
方法一:故.
方法二:,
所以.
3. “”是“”的( )
A. 充分不必要条件
B. 必要不充分条件
C. 充要条件
D. 既不充分也不必要条件
【答案】B
【解析】
【详解】若,
则或,故充分性不成立;
反之,由,可得,故必要性成立.
所以“”是“”的必要不充分条件.
4. 已知抛物线的焦点为F,P是C上一点,过点P作C的准线l的垂线,垂足为Q.若为等腰直角三角形,则( )
A. 4 B. 3 C. 2 D. 1
【答案】C
【解析】
【详解】由抛物线的定义,可知,所以必然是以P为顶点的等腰直角三角形.
由题可知,则,所以.
设l与x轴的交点为E.因为轴,所以,
则四边形PQEF为正方形,所以.
5. 已知是奇函数,则( )
A. B. C. 1 D. 9
【答案】A
【解析】
【详解】因为是奇函数,所以当时,有,
又因为当时,有,所以,
根据恒等式可知:,,
所以.
6. 某校人工智能社团共有甲、乙等6名成员,指导老师要从中选出3人组队参加全国青少年AI创新大赛,参赛队中1人负责主程序编写,另外2人负责数据标注,若甲、乙两人有且只有一人参赛,则参赛队的人员安排方法数为( )
A. 64 B. 48 C. 36 D. 18
【答案】C
【解析】
【分析】根据特殊元素优先及分步乘法计数原理计算即可得.
【详解】先从甲、乙两人中选出1人,再从除甲、乙外的4人中选出2人,
最后从选出的3人中选1人负责主程序编写,
根据分步乘法计数原理,可得参赛队的人员安排方法数为.
7. 在四棱锥中,底面是面积为的正方形,,,分别是棱,的中点,设四棱锥被过,且平行于的平面截得的截面面积为,则的最大值为( )
A. B. 2 C. D. 1
【答案】C
【解析】
【详解】如图,取,的中点,,连接,,并延长交于点,连接,,
又因为,分别是棱,的中点,得,,
而不在平面,平面,则平面,
平面,又,平面,因此平面平面,
四边形即为所求的截面,依题意,,,
则,由,得,
当且仅当时等号成立,所以的最大值为.
8. 能将曲线上所有的点都包含进去的最小的圆(点可以在圆上)的半径为( )
A. 1 B. C. 2 D. 4
【答案】B
【解析】
【分析】先分析曲线对称性,再求曲线上点到原点距离最大值,再将曲线变为,再借助基本不等式进行放缩得到,进而求出答案.
【详解】将点代入方程,
发现均满足方程,则曲线C关于x轴、y轴、原点、直线和对称,
因此最小的圆圆心必在坐标原点,从而最小的圆的半径为曲线上点到原点距离最大值,
因为,
所以,又因为,当且仅当时等号成立,
所以,整理得,所以所求的最小的圆的半径为.
二、多项选择题: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. 设等差数列的公差为d,前n项和为,则下列说法一定正确的是( )
A. 若,则 B. 若,则
C. 若,则 D. 若,则
【答案】ACD
【解析】
【详解】对于A,,解得,故A正确;
对于B,,则,所以,但不一定成立,故B错误;
对于C,,则,所以,故C正确;
对于D,由,可得,则,解得,则为常数列,故D正确.
10. 已知双曲线的左焦点为F,左、右顶点分别为,,两条渐近线的夹角为,点P,Q在双曲线C上,且,设直线PQ与y轴的交点为R,则( )
A. B. C. D.
【答案】BC
【解析】
【分析】根据两角差的正切公式可判断A;根据向量相等的定义可判断四边形的形状,进而可判断B;根据对称性可得,进而判断C;根据B选项可得出点P,Q的坐标,进而根据数量积的坐标运算可判断D.
【详解】对于A,由题可知双曲线C的两条渐近线的方程为,
设渐近线和的倾斜角分别为,,
则,,
所以,故A错误;
对于B,由双曲线C的方程可知,,,
由,可得四边形为平行四边形,
所以,所以,故B正确;
对于C,由PQ与x轴平行,可得P,Q关于y轴对称,如图,
所以,则,
所以四边形为平行四边形,所以,故C正确;
对于D,由B知,将代入双曲线C的方程,可得,
不妨取,则,
所以,,
所以,故D错误.
11. 已知函数的定义域为I,若存在,使得曲线在点,处有相同的切线,则称具有性质P.下列结论正确的是( )
A. “在定义域上不单调”是“具有性质P”的充分条件
B. 函数具有性质P
C. 函数具有性质P
D. ,函数都不具有性质P
【答案】BCD
【解析】
【分析】利用导数来求切线斜率,利用点斜式来写函数在某点处的切线方程,再由不同的两点处切线相同,则斜率相等和截距相等,从而得到等式关系,再来分析解的情况,即可得到选项的判断.
【详解】对于A,设,求导得,
因为,,,,
所以在上单调递增,在上单调递减,
任给满足的,
曲线在点和处的切线方程分别是,
,
而,所以两斜率相等的切线不重合,
所以“在定义域上不单调”不是“具有性质P”的充分条件,故A错误;
对于B,,当和时,均有,
又当和时,均有,
所以曲线在点与处的切线方程均为,
则具有性质P,故B正确;
对于C,,若具有性质P,则存在,
使得,即,
解得(,且),
曲线在点和处的切线方程分别是,,
由两切线重合可知①,
当(,且)时,①式即,
所以不妨取,即可,此时切线方程为,即具有性质P,故C正确;
对于D,,设的图象在点,处的切线重合,
则,
由前两个式子可得,
所以,即②,
同理③,
,得,
,得④,
由对数平均不等式可得,
同理,两式相乘,可得,
与④式矛盾,故不具有性质P,故D正确.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知一个圆锥的轴截面为等腰直角三角形,则其侧面积与底面积的比值为________.
【答案】
【解析】
【分析】设出圆锥的底面半径,再表示出其侧面积与底面积计算即可得.
【详解】设圆锥的底面半径为,则其母线长,
该圆锥的底面积为,侧面积为,
所以其侧面积与底面积的比值为.
13. 如图,曲线与x轴的其中两个交点为B,C,与y轴的交点为D,若,则________.
【答案】##
【解析】
【详解】由题可知,则,即,
代入,可得,又,所以,
则当时,,而,
又因,则,
可得,所以.
14. 盒中有6个小球,分别标有数字1,2,3,4,5,6,从中无放回地随机取5次,每次取1个球,设a为前2次取出的球上数字的平均值,b为后3次取出的球上数字的平均值,记,________.
附:若,是随机变量,则.
【答案】7
【解析】
【分析】设第n次取出的数字为,根据题意分析可知对任意的,,结合题中期望的性质运算求解.
【详解】设第n次取出的数字为,则,,
所以,,
设第1次取出的数字是k,则第2次只能从剩下的5个数字中取,
此时第2次取出的数字的期望为,
对所有可能的k求期望,可得,
同理,对任意的,,
所以,.
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. 某智能设备装有3个独立运行的芯片A,B,C,设备正常工作的条件是至少有2个芯片正常运行,其中A,B正常运行的概率均为,C正常运行的概率为.
(1)若,在恰有2个芯片正常运行的条件下,求C的运行不正常的概率;
(2)若该设备正常工作的概率大于,求p的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)利用条件概率及相互独立事件的概率计算即可;
(2)该设备正常工作,即有2个或3个芯片正常运行,结合相互独立事件的概率公式计算即可求解.
【小问1详解】
设事件M为恰有2个芯片正常运行,事件N为C的运行不正常.
由题可知,
.
所以,
即在恰有2个芯片正常运行的条件下,C的运行不正常的概率为.
【小问2详解】
该设备正常工作,即有2个或3个芯片正常运行,
所以该设备正常工作的
.
由,得,
所以p的取值范围为.
16. 已知数列满足,.
(1)令,求数列的通项公式;
(2)设的前n项和为,若,求n的最大值.
【答案】(1)
(2)7
【解析】
【分析】(1)先应用累加法及等比数列求和公式计算得出通项公式;
(2)应用分组求和及等比数列求和公式计算得出,最后应用指数函数单调性计算求解.
【小问1详解】
由,可得,即,
当时,有,
累加,得
,
又,所以,
验证可知也符合上式,
所以.
【小问2详解】
因为,且,所以,
所以,
则,
令,得,解得,
所以n的最大值为7.
17. 已知函数有两个极值点,.
(1)求实数a的取值范围;
(2)证明:.
【答案】(1)
(2)证明:由,,
可得,,
所以.
设,,则,
令,可得,
当时,,单调递增,当时,,单调递减,
所以,故.
【解析】
【分析】(1)先求出导函数,再换元结合二次方程有两个正根列式求解即可;
(2)应用韦达定理化简,再构造函数,求出导函数由导函数的正负得出单调性结合最值即可证明.
【小问1详解】
由题可知.
由题可知在上有两个变号零点,,
设,,,则,是方程的两个不等正根,
所以,解得,
所以a的取值范围是.
【小问2详解】
略
18. 如图,四棱锥的底面为矩形,,,平面平面ABCD.
(1)若,,
①求四棱锥的体积;
②求平面APD与平面CPD的夹角的余弦值.
(2)设点B在直线AP上的射影为H,点H到平面ABCD的距离为d,求的最大值.
【答案】(1)① ;②
(2)
【解析】
【分析】(1)①作出辅助线,由线面垂直得到线线垂直,求出各边长,由锥体体积公式得到答案;
②建立空间直角坐标系,求出平面的法向量,得到面面角的余弦值;
(2)设,,表达出其他各边长,结合余弦定理,换元法,导函数求出的最大值.
【小问1详解】
①如图,作于点E,连接BE.
因为平面平面ABCD,且平面平面,平面,
所以平面ABCD,即PE为四棱锥的高.
因为四边形ABCD为矩形,,,
所以,.
因为,,AC为公共边,所以,
故,所以,
故.
所以四棱锥的体积.
②如图所示,以B为坐标原点建立空间直角坐标系B-xyz,
则,,,,
所以,,.
设平面CPD的法向量为,
则,即,可取,
所以平面CPD的一个法向量为.
同理,设平面APD的一个法向量为,
,
解得,令,则,
可得平面APD的一个法向量为.
设平面APD与平面CPD的夹角为,
则.
【小问2详解】
作,垂足为I,与(1)同理,可得平面ABCD.
设,,则,,.
由平面ABCD,可得,所以.
在中,由余弦定理可得,
在中,,
因为,所以.
设,,则,
设,,则,令,可得,
当时,,单调递增,当时,,单调递减,
所以,
所以的最大值为.
19. 已知椭圆:的长轴长为4,离心率为,过点作两条直线,,其中垂直于轴,且与交于,两点(点在第二象限),与交于,两点,直线,交于点.
(1)求的方程;
(2)若的斜率为,且点在点的上方,求点的坐标;
(3)求的最小值.
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【分析】(1)根据长轴长及离心率求出,,进而求出,即可得到椭圆方程.
(2)联立直线与椭圆方程求出点,坐标,联立直线与椭圆方程求出点,坐标,利用两点式求出直线,方程,联立求解即可.
(3)设出点,,及直线方程,利用三点共线得到,联立直线与椭圆方程,得到及,得到点所在直线,结合点关于直线对称求解最小值即可.
【小问1详解】
设的半焦距为.
由题可得,解得,
所以的方程为.
【小问2详解】
由题意得的方程为,即,
联立,整理得,即,
解得或.
将和分别代入的方程,可得和,
又点在点的上方,所以,.
由题意得的方程为,
将代入的方程,可得,解得,
又在第二象限,可得,.
所以直线:,直线:,
联立直线,的方程,可得,
故点的坐标为.
【小问3详解】
,,,的斜率为,则其方程为.
由,,三点共线可得,
因此,
同理,可得,
故.
令,则,,即,
与的方程联立,可得,,
则,,
所以,
所以,即,
化简得,
代入,可得点在直线:上.
作点关于的对称点,则,当且仅当为与的交点时等号成立.
设,由对称及垂直关系可得,解得,即,
于是,
故的最小值为.
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