内容正文:
吉林市田家炳中学高三年级4月阶段性测试
数学
一、单选题(每题5分,共40分)
1. “”是“或”的( )
A. 充要条件 B. 充分不必要条件
C. 必要不充分条件 D. 既不充分也不必要条件
【答案】C
【解析】
【详解】若,则或或,
故“”是“或”的必要不充分条件.
2. 若展开式的各项系数和为32,则该展开式中的系数是( )
A. 5 B. 10 C. 15 D. 20
【答案】A
【解析】
【详解】因为展开式的各项系数和为32,
所以令,有,得,
故,
因为展开式中含的项为,含的项为,
则展开式中的系数是.
3. 若,则复数的虚部为( )
A. 1 B. 1 C. 2 D. 2
【答案】A
【解析】
【分析】设,表示出和,根据复数的求模公式,得到方程,解方程求出即可.
【详解】设,则,,
,,
因为,所以,
所以,整理得,解得.
所以复数的虚部为.
4. 将函数的图象向左平移个单位长度,再把所得图象上所有点的横坐标缩短到原来的一半,则所得到的图象的函数解析式是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】按照和对图象变换的影响写出相应的解析式即可.
【详解】将函数的图象向左平移个单位,
得到,
再将图象上所有点的横坐标缩短到原来的一半,得到,
即所得到的图象的函数解析式是.
5. 已知数列满足,若对于任意都有,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】先根据数列满足单调递减,得到且,再比较端点值大小,求出,得到答案.
【详解】因为时,,而要满足,
故要单调递减,所以,解得,
时,,要满足,则,
从而,
还需满足,解得,
所以实数的取值范围是.
6. 在中,、分别在边、上,且,,在边上(不包含端点).若,则的最小值是( )
A. 8 B. 4 C. 2 D. 1
【答案】C
【解析】
【详解】将,代入,
得:,
在中,点B、C、D三点共线,
根据三点共线的向量性质得:,即:,
所以,
当且仅当,即:,时等号成立,此时最小值为2.
7. 已知函数在区间上单调递增,且在区间上存在唯一一条对称轴,则的取值范围是( ).
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】以为整体,结合正弦函数的单调性和对称性列式求解即可.
【详解】由题意可知:,
若,则,
因为函数在区间上单调递增,则,解得,
若,则,
因为函数在区间上存在唯一1条对称轴,则,解得,
综上所述:的取值范围是.
8. 已知椭圆的左、右焦点分别为、,过的直线与椭圆C交于M、N两点,若,且,则椭圆C的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】根据三角形面积之间的关系,结合椭圆的定义、椭圆离心率的公式进行求解即可.
【详解】如图,,垂足为,
因为,所以,为的中点,
,,
,
,整理得,
所以,即,
,
,
在中,,
在中,,
,
化简整理得,
,解得或,又,.
二、多选题(每题6分,共18分)
9. 函数(,,是常数,且,,)的部分图象如图所示,下列结论正确的是( )
A.
B.
C.
D. 将的图象向左平移个单位,所得到的函数是偶函数
【答案】AB
【解析】
【分析】先根据函数的图象确定函数的解析式,再由解析式讨论函数的性质.
【详解】根据函数的图象,易知,,
,
又因为,所以,因此函数,故A、B正确
对于C,,故C错误;
对于D,函数的图象向左平移个单位后,得到函数为,,因此不是偶函数,故D错误.
10. 在棱长为2的正方体 中,已知, 分别为线段 , 的中点,点在四边形内运动,则( )
A.
B. 当点在上运动时,三棱锥的体积为
C.
D. 周长的最小值为
【答案】ABD
【解析】
【分析】建立空间直角坐标系,根据向量垂直的定义可以判断A;根据平行于平面可知,点到平面距离为高,结合体积公式求解可以判断B;结合空间中两点距离公式,建立关于长度的方程即可求解C;将周长最小转化为求解最小,结合对称性求解D.
【详解】建立如图所示的空间直角坐标系,
则,,,,,,,,
选项A:,,,故,A正确;
选项B:连接,在中,易知为中位线,则,
因为平面,平面,所以平面.
故直线到平面的距离即为三棱锥的高.
,,,
设平面的法向量为,则,
令,得,即,
所以直线到平面的距离.
因为,
,
,
所以,
可得,
所以
故,B正确;
选项C:设(满足,),,
当时,有最小值为,即,C错误;
选项D:,周长最小等价于最小,
作关于平面的对称点,,
故周长最小值为,且交点在四边形内,D正确.
11. 已知圆,双曲线,经过原点的直线与交于点,与交于点.设点是直线上的动点,且满足,记的轨迹为曲线,如图所示,则( )
A. 曲线的方程为 B. 与有公共点
C. 的最大值为2 D. 点到轴的最大距离为
【答案】AC
【解析】
【分析】设,,, ,,结合曲线方程,求得,,再由,,,四点共线确定的关系,可判断A,由A得到的方程求得,再通过一元二次方程结合判别式可判断B,由A得到的方程,结合基本不等式可判断C,通过三角换元,结合求导确定单调性求最值可判断D.
【详解】
设,,.另设,则,
即代入,解得.
设,则,即代入,解得.
由,,,四点共线且,得,
即,所以,
化简得,此为曲线的方程,A正确.
将4代入,得,所以,
即,此时以,为两根的一元二次方程为,
其判别式为,所以该方程无解,
从而与无公共点,B错误.
,即,从而,
所以当且仅当时,,C正确.
设,,,
代入,得,
则.
令,则,
所以.
当时,,单调递增;
当时,,单调递减.
所以是的最大值点,即,D错误.
三、填空题(每题5分,共15分)
12. 已知椭圆和双曲线有公共焦点,(为左焦点),与在第三象限交于点,直线交轴于点且平分,则的离心率为_________.
【答案】
【解析】
【分析】利用椭圆方程求出,利用椭圆和双曲线定义求出,设点,利用角平分线定理、两点间距离公式结合椭圆方程求出,进而求出离心率.
【详解】
椭圆中,故,,
,
由题意可知,且,
由椭圆定义可得①,
由双曲线定义可得②,
联立①②得,
由角平分线定理可知,,
设,在直线上,由分点比例得,
则,解得,
在椭圆上,则,解得,
,
,
由得,
,化简得,
,
,解得,
.
13. 在棱长为1的正方体内放入9个半径相等的小球,8个角各放1个,中间放1个,则小球半径最大为______.
【答案】
【解析】
【分析】当小球的半径最大时,8个角上的球都与正方体的3个面相切,且它们均与中间的1个球相切,根据圆心距列方程求解,几何法或向量法求解均可.
【详解】当小球的半径最大,设为r时,8个角上的球都与正方体的3个面相切,且它们均与中间的1个球相切,
由正方体和球的对称性可知,这些球心在正方体的对角线上.
方法一:设对角面上5个球的球心分别为,作出对角面,如图,
则球与的交点,即为球与底面的切点,
所以,所以,
所以,因为正方体的棱长为1,所以,
所以,解得,同理,
又,即,解得.
方法二:以A为原点,分别以为轴建立如图所示的空间直角坐标系:
设角A处小球的球心为,中间小球的球心为,则,
由球与球相切可知,即,解得.
14. 已知函数,在点处作曲线的切线,其纵截距记为,若对恒成立,则实数的取值范围为___________.
【答案】
【解析】
【分析】根据题意求出点处的切线方程,得到截距,再根据裂项相消法求出的表达式,最后解不等式的恒成立问题即可.
【详解】由题意得,,,
因为,故点处的切线方程为,
则,所以,
则,
结合题意可得,
所以,可得,
的取值范围为.
四、解答题
15. 已知的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且.
(1)求C的值.
(2)设的外接圆半径为R,内切圆半径为r.
(i)若,,求的周长;
(ii)求的最大值.
【答案】(1)
(2)(i)30(ii)
【解析】
【分析】(1)切化弦整理可得,结合分析判断可得,即可得结果;
(2)(i)根据等面积法可得,即,再利用正、余弦定理可得,即可得周长;(ii)整理可得,利用正弦定理边角转化结合三角恒等变换可得,进而分析最值.
【小问1详解】
因为,即,
整理可得,即,
因为,则,,
则或或,
即或(舍去)或(舍去),
且,解得.
【小问2详解】
(ⅰ)由题意可知:,
则,可得,
又因为,则,
由余弦定理可知,
整理可得,
可得,解得或(舍去),
所以的周长;
(ⅱ)由(ⅰ)可知: ,即,
则,
可得
,
且,则,可得,
则,所以的最大值为.
16. 如图,在四棱柱中,底面为平行四边形,与交于点O,在底面的投影为O,为中点,其中.
(1)证明:平面平面;
(2)求平面与平面夹角的余弦值;
(3)求多面体的体积.
【答案】(1)取中点E,连接 、、,
因为,且,
所以四边形为平行四边形,所以,
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)先构造证线面垂直,再证面面垂直即可.
(2)建立空间直角坐标系,先求平面与平面的法向量,再利用空间向量数量积的运算求两平面夹角的余弦.
(3)方法1:利用,分别求三棱锥,的体积即可.
方法2:将多面体看成四棱锥,再利用空间向量求点到平面的距离,利用锥体体积公式可求多面体的体积.
【小问1详解】
略
【小问2详解】
由(1)得以O为原点建系如图:
则,,,,,
设,因为,所以,则,
所以.
则,,.
设面的法向量为,面的法向量为,
所以,则,
令,所以, ,则.
因为,
由,则,令 ,所以, ,则.
所以.
所以平面与平面夹角的余弦值为.
【小问3详解】
方法一:因为,
,所以 ,则,
所以.
过O作于K,
由(1)得平面平面,平面交平面于,所以平面CFD,
因为,所以,
所以.
方法二:因为,所以,F,D,A四点共面,则多面体为四棱锥,
因为,,
设面的法向量为,所以,
则,令 ,则,,所以,
因为,所以点C到面的距离为.
因为,
所以,则,
所以平行四边形的面积为,所以四边形的面积为.
所以.
17. 在区块链技术支持的加密资产网络中,设有两个智能合约钱包(甲钱包与乙钱包).每个钱包初始配置有1枚“黑币”(代表高波动性资产)与2枚“白币”(代表稳定资产).为平衡资产风险,系统执行如下自动交换协议:每次从两个钱包中各随机抽取一币,并交换存入对方钱包.记该协议重复执行次后,甲钱包中“黑币”的数量为,甲钱包中恰好有1枚“黑币”的概率为.
(1)求;
(2)证明:数列是等比数列,并求出数列的通项公式;
(3)求.
【答案】(1)
(2)证明:当时,设有甲钱包恰有两枚“黑币”的概率为,
则没有“黑币”的概率为,
,
故.
又,故为等比数列,
故,
(3)1
【解析】
【分析】(1)根据全概率公式可求;
(2)根据全概率公式构建递推关系后可得,利用构造法可证明是等比数列且可求的通项公式;
(3)根据题意可得,故可求.
【小问1详解】
由题意得.
【小问2详解】
证明略;.
【小问3详解】
由题的可能取值为0,1,2,其概率分布列为:
0
1
2
依题意,即.于是
故.
18. 已知函数,其中
(1)若函数在处有极值,求,的值;
(2)当,时,设,求的最小值.
【答案】(1)或;
(2).
【解析】
【分析】(1)根据,以及,求得关于的方程组,从而求得,再代入检验即可;
(2)分类讨论,,时,对应的取值,结合绝对值三角不等式,即可求得的最小值.
【小问1详解】
因为,可得,
又函数在处有极值,
则,且,
解得或;
当时,,
故当时,,单调递减;当时,,单调递增;
当时,,单调递减;故在时取得极小值,且,满足题意;
当时, ,
故当时,,单调递减;当时,,单调递增;
当时,,单调递减;故在时取得极小值,且,满足题意;
综上所述:或.
【小问2详解】
设,,
则二次函数对称轴方程为.
若,,
所以,从而;
若,,
此时,
所以,则,
当且仅当时取得等号;
若,,
所以,从而;
综上所述:M的最小值为.
19. 已知动点与定点的距离和它到定直线的距离之比是常数.
(1)求动点的轨迹的方程;
(2)若曲线与轴的交点分别为、(在的左侧),过点的直线交曲线于点(位于第二象限),的角平分线交于点.
(i)求证:点在定直线上;
(ii)连接直线且与曲线的另一个交点为,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)(i)证明:令,代入,得,解得,故、,
设直线的方程为,与曲线的方程联立得:
,则,
所以,解得,
故,故,
设点,则,
由题意得,,
因为平分,由角平分线定理得,即,
化简得,即,解得,
所以点在定直线上.
(ii)
【解析】
【分析】(1)根据距离公式以及题干条件化简得出点的轨迹方程;
(2)(i)求出点、的坐标,直线的方程为,将该直线方程与双曲线的方程联立,求出点的坐标,点,利用角平分线定理得出,结合两点间的距离公式解出的值,即可证得结论成立;
(ii)先证明、、三点共线,可得出,根据点在第二象限求出的取值范围,再利用二次函数的基本性质可求出的取值范围.
【小问1详解】
设是点到直线的距离,
根据题意,动点的轨迹就是点的集合,
由此得,平方化简得,即.
【小问2详解】
(i)略
(ii)连接并延长交双曲线于点,下证点与点重合,
因为,,所以,
所以直线的方程为,
将直线与曲线的方程联立得:,
所以,,
故,则,
由(i)得,则,故、、三点共线.
又因为、、三点共线,即与点重合,所以,
因为点在第二象限,则,解得,
所以.
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数学
一、单选题(每题5分,共40分)
1. “”是“或”的( )
A. 充要条件 B. 充分不必要条件
C. 必要不充分条件 D. 既不充分也不必要条件
2. 若展开式的各项系数和为32,则该展开式中的系数是( )
A. 5 B. 10 C. 15 D. 20
3. 若,则复数的虚部为( )
A. 1 B. 1 C. 2 D. 2
4. 将函数的图象向左平移个单位长度,再把所得图象上所有点的横坐标缩短到原来的一半,则所得到的图象的函数解析式是( )
A. B. C. D.
5. 已知数列满足,若对于任意都有,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
6. 在中,、分别在边、上,且,,在边上(不包含端点).若,则的最小值是( )
A. 8 B. 4 C. 2 D. 1
7. 已知函数在区间上单调递增,且在区间上存在唯一一条对称轴,则的取值范围是( ).
A. B. C. D.
8. 已知椭圆的左、右焦点分别为、,过的直线与椭圆C交于M、N两点,若,且,则椭圆C的离心率为( )
A. B. C. D.
二、多选题(每题6分,共18分)
9. 函数(,,是常数,且,,)的部分图象如图所示,下列结论正确的是( )
A.
B.
C.
D. 将的图象向左平移个单位,所得到的函数是偶函数
10. 在棱长为2的正方体 中,已知, 分别为线段 , 的中点,点在四边形内运动,则( )
A.
B. 当点在上运动时,三棱锥的体积为
C.
D. 周长的最小值为
11. 已知圆,双曲线,经过原点的直线与交于点,与交于点.设点是直线上的动点,且满足,记的轨迹为曲线,如图所示,则( )
A. 曲线的方程为 B. 与有公共点
C. 的最大值为2 D. 点到轴的最大距离为
三、填空题(每题5分,共15分)
12. 已知椭圆和双曲线有公共焦点,(为左焦点),与在第三象限交于点,直线交轴于点且平分,则的离心率为_________.
13. 在棱长为1的正方体内放入9个半径相等的小球,8个角各放1个,中间放1个,则小球半径最大为______.
14. 已知函数,在点处作曲线的切线,其纵截距记为,若对恒成立,则实数的取值范围为___________.
四、解答题
15. 已知的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且.
(1)求C的值.
(2)设的外接圆半径为R,内切圆半径为r.
(i)若,,求的周长;
(ii)求的最大值.
16. 如图,在四棱柱中,底面为平行四边形,与交于点O,在底面的投影为O,为中点,其中.
(1)证明:平面平面;
(2)求平面与平面夹角的余弦值;
(3)求多面体的体积.
17. 在区块链技术支持的加密资产网络中,设有两个智能合约钱包(甲钱包与乙钱包).每个钱包初始配置有1枚“黑币”(代表高波动性资产)与2枚“白币”(代表稳定资产).为平衡资产风险,系统执行如下自动交换协议:每次从两个钱包中各随机抽取一币,并交换存入对方钱包.记该协议重复执行次后,甲钱包中“黑币”的数量为,甲钱包中恰好有1枚“黑币”的概率为.
(1)求;
(2)证明:数列是等比数列,并求出数列的通项公式;
(3)求.
18. 已知函数,其中
(1)若函数在处有极值,求,的值;
(2)当,时,设,求的最小值.
19. 已知动点与定点的距离和它到定直线的距离之比是常数.
(1)求动点的轨迹的方程;
(2)若曲线与轴的交点分别为、(在的左侧),过点的直线交曲线于点(位于第二象限),的角平分线交于点.
(i)求证:点在定直线上;
(ii)连接直线且与曲线的另一个交点为,求的取值范围.
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