内容正文:
高三数学
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. 的虚部为( )
A. B. 2 C. D. 3
2. 已知集合,,则集合子集的个数为( )
A. 4 B. 8 C. 16 D. 32
3. 已知平面向量,,若,则( )
A. B. C. D.
4. 已知双曲线的一条渐近线的倾斜角是另一条渐近线的倾斜角的五倍,则其离心率为( )
A. B. 2 C. D.
5. 某地面站通过天线接收一颗低轨道卫星发送的数据.卫星每次过顶时,会发送10个独立的数据包.由于大气干扰,每个数据包在传输过程中有20%的概率丢失(收不到),有80%的概率被成功接收,且每个数据包在传输过程中被接收成功与否相互独立.随机变量表示卫星一次过顶中成功接收的数据包个数,则( )
A. 26 B. 24 C. 22 D. 20
6. 已知点是函数图象的一个对称中心,则的最小值为( )
A. B. C. D.
7. 已知函数是定义在上的偶函数,当且时,不等式恒成立,设,,,则( )
A. B. C. D.
8. 如图,数表中的每一行从左至右均是等差数列,每一列从上至下也均是等差数列,则( )
0
80
20
160
m
A. 176 B. 208 C. 272 D. 304
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. 如图,已知正方体的棱长为2,则( )
A. 直线与所成夹角的余弦值为0
B. 直线与所成夹角的余弦值为
C. 三棱锥的表面积为
D. 三棱锥的外接球的表面积为
10. 已知函数,若直线是曲线的切线,则( )
A.
B. 是的极小值点
C. 直线不可能是曲线的切线
D. 恒成立
11. 已知动点到点的距离与点到直线的距离相等,记动点的轨迹为曲线,直线交曲线于两点,过线段的中点作直线的垂线,垂足为,若,则( )
A. 曲线为抛物线 B. 的最大值为1
C. 的最大值为1 D. 的最小值为
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 记为等比数列的前项和,且,,则__________.
13. 已知,使得不等式成立的一个充分不必要条件是,则的取值范围是__________.
14. 随机抛一枚质地均匀的硬币8次,定义数列满足:,记事件:对于任意,均有,且.__________.
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. 某市为提高市民对文明城市创建的认识,举办了“创建文明城市”知识竞赛,从所有答卷中随机抽取100份作为样本,将样本的成绩分成,,,,这五组,得到如图所示的频率分布直方图.
(1)估计样本成绩的平均数及方差;(同一组中的数据用该组区间的中点值作为代表)
(2)已知落在内的平均成绩是80分,方差是4分,落在内的平均成绩是88分,方差是6分,求两组成绩合并后的平均数和方差.
附:设两组数据的样本量、样本平均数和样本方差分别为m,,;n,,,记两组数据总体的样本平均数为,则总体样本方差.
16. 如图,在四棱锥中,底面,且底面为正方形,、分别是、的中点.
(1)证明:平面.
(2)若,,求平面与平面所成二面角的正弦值.
17. 在中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知.
(1)证明:.
(2)若,,D,E是边上的两个点,且,求的面积的最小值.
18. 已知函数.
(1)讨论函数的单调性;
(2)若关于的方程在上只有一个解,求的取值范围;
(3)若和是的两个零点,证明:.
19. 已知椭圆,过椭圆上一点作曲线的切线,交轴于点Q,,分别是椭圆的左、右焦点,,分别为其左、右顶点.
(1)证明:切线的方程为.
(2)证明:为的外角平分线.
(3)过点,分别作,,垂足分别为.证明:,,,四点共圆.
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高三数学
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. 的虚部为( )
A. B. 2 C. D. 3
【答案】B
【解析】
【详解】由题意得,所以的虚部是,B正确.
2. 已知集合,,则集合子集的个数为( )
A. 4 B. 8 C. 16 D. 32
【答案】C
【解析】
【详解】由可得,,
所以,
因此集合有个元素,
所以集合子集的个数为.
3. 已知平面向量,,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】根据向量共线的坐标表示可得,代入求,即可得模长.
【详解】因为平面向量,,
若,则,解得,
即,,则,
所以.
4. 已知双曲线的一条渐近线的倾斜角是另一条渐近线的倾斜角的五倍,则其离心率为( )
A. B. 2 C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】根据双曲线渐近线关于轴对称的性质,结合“一条渐近线的倾斜角是另一条五倍”的条件求出渐近线的斜率,再通过斜率与和的关系计算出离心率.
【详解】双曲线的渐近线方程为,
直线的倾斜角为锐角,的倾斜角为钝角,且两直线的倾斜角互补,
由已知直线的倾斜角为直线的倾斜角的五倍,
设直线的倾斜角为,则直线的倾斜角为,
且,因此,;
由得:,离心率为,且,
代入,,即离心率为.
5. 某地面站通过天线接收一颗低轨道卫星发送的数据.卫星每次过顶时,会发送10个独立的数据包.由于大气干扰,每个数据包在传输过程中有20%的概率丢失(收不到),有80%的概率被成功接收,且每个数据包在传输过程中被接收成功与否相互独立.随机变量表示卫星一次过顶中成功接收的数据包个数,则( )
A. 26 B. 24 C. 22 D. 20
【答案】C
【解析】
【分析】根据题意可知属于二项分布,利用二项分布期望公式及期望性质求解.
【详解】设每个数据包成功接收的概率为,
由题意可知成功接收的数据包个数服从二项分布,即,
所以,.
6. 已知点是函数图象的一个对称中心,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】利用正切函数对称中心公式和已知条件求出的表达式,再通过讨论不同的值确定的最小值.
【详解】根据正切函数的对称中心公式可得:
,
又因为是对称中心,
所以,化简得:,
当时,,即,
当时,,即,
当时,,即,
当时,,即,
所以时,,
因此的最小值为.
7. 已知函数是定义在上的偶函数,当且时,不等式恒成立,设,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】由题意判断函数在上的单调性,根据偶函数的性质及指数、对数的运算性质,结合单调性判断即可.
【详解】因为当且时,不等式恒成立,
所以函数在上单调递增.
因为函数是定义在上的偶函数,
所以.
因为,
所以,即.
8. 如图,数表中的每一行从左至右均是等差数列,每一列从上至下也均是等差数列,则( )
0
80
20
160
m
A. 176 B. 208 C. 272 D. 304
【答案】D
【解析】
【分析】设出公差利用等差中项可求答案.
【详解】设第2,3,4行的公差分别为;
0
80
20
160
m
由等差中项可得且,
由可得.
所以.
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. 如图,已知正方体的棱长为2,则( )
A. 直线与所成夹角的余弦值为0
B. 直线与所成夹角的余弦值为
C. 三棱锥的表面积为
D. 三棱锥的外接球的表面积为
【答案】BCD
【解析】
【分析】建立坐标系,利用向量坐标运算可判断A,B,求出三棱锥的表面积可判断C,结合补形法可求外接球的面积,进而判断D.
【详解】以为原点,为 轴,为 轴,为 轴,正方体棱长为 2,
则;
,,
,A错误,B正确.
直角中,,其面积为2,直角中,,其面积为2,
直角中,,其面积为2,中,,其面积为,
所以三棱锥的表面积为,C正确.
三棱锥 可补形为正方体,其外接球与正方体外接球相同:
正方体棱长为 2,体对角线为,即外接球直径,,
表面积为,D正确.
10. 已知函数,若直线是曲线的切线,则( )
A.
B. 是的极小值点
C. 直线不可能是曲线的切线
D. 恒成立
【答案】AC
【解析】
【详解】A:由,显然该切线的斜率为,
设切点为,
由,
所以有,即切点为,
代入函数解析式中,得,所以本选项说法正确;
B:由上可知,
当时,单调递减,
当时,单调递增,
所以是的极大值点,因此本选项说法不正确;
C:由,
函数的定义域为全体正实数集,
设切点为,由,
所以该方程无正实数解,即直线不可能是曲线的切线,所以本选项说法正确;
D:由上可知:是的极大值点,
且,
所以恒成立不成立,因此本选项说法不正确.
11. 已知动点到点的距离与点到直线的距离相等,记动点的轨迹为曲线,直线交曲线于两点,过线段的中点作直线的垂线,垂足为,若,则( )
A. 曲线为抛物线 B. 的最大值为1
C. 的最大值为1 D. 的最小值为
【答案】AC
【解析】
【分析】对于A,根据抛物线的定义即可判断;对于B,根据题干分析的取值范围即可判断;对于C,根据中位线可得,再根据余弦定理,在中,用的表达式表示,最后结合基本不等式放缩求得和的不等关系即可求出的最大值;对于D,根据C选项的分析,可知能将转化为的关系式,再令,进一步将转化为t的关系式,最后结合对勾函数的性质求解该表达式的范围即可判断的最小值.
【详解】对于A,由已知条件知点P到点F的距离与到直线的距离相等,
由抛物线的定义可知点P的轨迹为以F为焦点,直线为准线的抛物线,
设抛物线的方程为,则,得,
所以点P的轨迹方程为,即曲线C为抛物线,故A正确;
对于B选项,当直线l不断变化时,均可分别至无穷大,
则易知可取任意正实数,故B错误;
对于C选项,过分别作直线的垂线,垂足为,如图所示,
则,
所以,
在中,由余弦定理得,
当时,等号成立,所以,即的最大值为,故C正确;
对于D选项,由C选项可知
,令,
则,
根据对勾函数的性质,,
所以,则无最小值,故D错误.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 记为等比数列的前项和,且,,则__________.
【答案】
【解析】
【详解】设数列的公比为,
因为,所以,又,
所以,,
所以,
所以.
13. 已知,使得不等式成立的一个充分不必要条件是,则的取值范围是__________.
【答案】
【解析】
【分析】解分式不等式,再结合充分不必要条件建立关于的不等式求解即可.
【详解】由,可得且.
因为,所以,故不等式的解集为.
由是不等式成立的充分不必要条件,可得是的真子集,
故,解得,
所以的取值范围是.
14. 随机抛一枚质地均匀的硬币8次,定义数列满足:,记事件:对于任意,均有,且.__________.
【答案】##0.0546875
【解析】
【分析】根据给定条件,利用两个计数原理求出试验及事件所含不同结果数,进而求出古典概率.
【详解】随机抛一枚质地均匀的硬币8次的不同结果有个,
由,得在中恰有4个取1,4个取,
由任意,均有,得,
①当时,之一取1,有4个结果;
②当时,若,则之一取1,有3个结果,
若,则,之一取1,有2个结果;
③当时,必为1,若,则之一取1,有3个结果;
若,则,之一取1,有2个结果,
因此事件发生的不同结果有(个),
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. 某市为提高市民对文明城市创建的认识,举办了“创建文明城市”知识竞赛,从所有答卷中随机抽取100份作为样本,将样本的成绩分成,,,,这五组,得到如图所示的频率分布直方图.
(1)估计样本成绩的平均数及方差;(同一组中的数据用该组区间的中点值作为代表)
(2)已知落在内的平均成绩是80分,方差是4分,落在内的平均成绩是88分,方差是6分,求两组成绩合并后的平均数和方差.
附:设两组数据的样本量、样本平均数和样本方差分别为m,,;n,,,记两组数据总体的样本平均数为,则总体样本方差.
【答案】(1)平均数100,方差104
(2),
【解析】
【分析】(1)根据频率分布直方图中平均数与方差的求法,代入数据,即可得答案.
(2)根据条件,分别求出两组数据的样本容量,平均数和方差,代入公式,整理计算,即可得答案.
【小问1详解】
由频率分布直方图得,
平均数,
方差
.
【小问2详解】
第一组的样本容量,,
第二组的样本容量,,
所以合并后的平均数,
则.
16. 如图,在四棱锥中,底面,且底面为正方形,、分别是、的中点.
(1)证明:平面.
(2)若,,求平面与平面所成二面角的正弦值.
【答案】(1)证明:连接,如图所示,
因为四边形为正方形,所以,
因为底面,底面,所以,
因为、分别为、的中点,所以,则,,
因为,、平面,所以平面.
(2)
【解析】
【分析】(1)证明出,,结合线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,利用空间向量法结合同角三角函数的基本关系可求得结果.
【小问1详解】
略
【小问2详解】
因为底面,四边形为正方形,
以点为坐标原点,、、所在直线分别为、、轴建立如图所示的空间直角坐标系,
则、、、、、,
设平面的一个法向量为,,,
则,取,可得,
设平面的一个法向量为,,,
则,取,可得,
因为,所以,
故平面与平面所成二面角的正弦值为.
17. 在中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知.
(1)证明:.
(2)若,,D,E是边上的两个点,且,求的面积的最小值.
【答案】(1)因为,
所以,即,
由正弦定理可得,
因为 ,即,所以,
所以,化简可得,
则,即,
所以或(舍去)
故 成立;
(2)
【解析】
【分析】(1)由余弦二倍角公式可得,根据正弦定理及两角和差正弦公式化简即可得证;
(2)设,由正弦定理可得,,由三角形面积公式可得,令,化简可得最大值为,进而可计算面积最小值.
【小问1详解】
略
【小问2详解】
若,则,,
因为,所以,,
设,则,
在中,,由正弦定理可得:
,即,
在中,,由正弦定理可得:
,即,
所以的面积为,
令,
则
因为,所以,
由余弦函数性质可知,
当,即时,有最大值为,
此时的面积有最小值为.
18. 已知函数.
(1)讨论函数的单调性;
(2)若关于的方程在上只有一个解,求的取值范围;
(3)若和是的两个零点,证明:.
【答案】(1)当时,函数在R上单调递增;当时,函数在上单调递减,在上单调递增
(2)
(3)
方程在上有两个不等实根和,不妨设,
则,即,于是,
令,则,,即,因此,
,要证,即证,需证,
即证,令函数,求导得,
令,求导得,函数在上单调递增,
,即,函数在上单调递增,,
因此恒成立,所以.
【解析】
【分析】(1)求出函数的导数,再按分类求解的单调区间.
(2)构造函数,由在上恒成立求出的范围即可.
(3)根据给定条件可得,令,结合分析法将问题转化为证明,再构造函数,利用导数探讨函数单调性即可得证.
【小问1详解】
函数的定义域为R,求导得,
当时,恒成立,函数在R上单调递增;
当时,由,得;由,得,
函数在上单调递减,在上单调递增,
所以当时,函数在R上单调递增;
当时,函数在上单调递减,在上单调递增.
【小问2详解】
方程,令,
依题意,函数在上只有一个零点,而,则函数在上无零点,
又当趋近于正无穷大时,,于是当时,恒成立,
当时,,令,
求导得,,,
函数在上单调递增,,因此;
当时,,求导得,
当时,,函数在上单调递增,,因此;
当时,,而函数的图象在上连续不断,
则存在,使得当时,,函数在上单调递减,
于是当时,与在时,恒成立矛盾,
所以的取值范围是.
【小问3详解】
略
19. 已知椭圆,过椭圆上一点作曲线的切线,交轴于点Q,,分别是椭圆的左、右焦点,,分别为其左、右顶点.
(1)证明:切线的方程为.
(2)证明:为的外角平分线.
(3)过点,分别作,,垂足分别为.证明:,,,四点共圆.
【答案】(1)因为,则切线PQ的斜率存在,且设为k,
则切线方程为,
联立,则,
因为PQ为切线,所以判别式,
整理得,
则切线方程为,又,
整理得切线的方程为.
(2)由题意得,
当轴时,即 时,不妨设点在第一象限,则,
所以直线的斜率,直线的斜率,
则直线与直线的夹角的正切值为,
又直线的斜率为,
所以直线与直线的夹角的正切值为,
所以为的外角平分线;
同理当轴时,即 时,也为的外角平分线;
当时,直线的斜率,直线的斜率,
设的外角平分线的斜率为,则,
所以,整理得,
又,所以,解得或,
因为为的外角平分线的斜率,所以,
即的外角平分线的斜率与切线斜率相等,所以为的外角平分线,
综上,为的外角平分线.
(3)由(1)得直线的斜率,又,,
所以,又,
所以直线的方程为,直线的方程为,
联立,解得,即,
同理,联立,得,
则,
又,所以,
同理可得,
又,所以,
所以,,,四点共圆.
【解析】
【分析】(1)设出直线PQ的方程,与椭圆联立,由题意得判别式,可得k的表达式,代入切线方程,整理即可得证.
(2)分析得 或 符合题意,当,分别求出直线和的斜率,设的外角平分线的斜率为,根据夹角公式,化简计算,即可得证.
(3)由(1)得切线方程,进而可得直线和的方程,与切线联立,可得点和的坐标,即可求出和的值,根据椭圆方程,可得点和坐标,分析即可得证.
【小问1详解】
略
【小问2详解】
略
【小问3详解】
略
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