内容正文:
数学试卷
注意事项:
1.答题前,考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号在答题卡上填写清楚.
2.每小题选出答案后,用2B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.在试题卷上作答无效.
3.考试结束后,请将本试卷和答题卡一并交回.满分150分,考试用时120分钟.
一、单项选择题(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. 已知集合是自然数集,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】依题意,,所以.
2. 已知复数满足,则( )
A. 2 B. C. D. 1
【答案】C
【解析】
【详解】由,
所以.
3. 已知不等式的解集为或,则实数的值为( )
A. B. 0 C. 1 D. 2
【答案】C
【解析】
【分析】根据方程的根与不等式的解集之间的关系求解即可.
【详解】易知是方程的根,
即,所以,
当时,不等式为,即,其解集为或.
故实数的值为1.
4. 已知,,则( )
A. B. C. D. 2
【答案】A
【解析】
【分析】根据二倍角正弦公式及同角的三角函数关系求解即可.
【详解】因为,所以,,
,
整理得,解得,
又,所以.
5. 已知正项等比数列单调递增,是其前项和,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】借助等比数列定义计算可得其公比,再计算出其首项后利用求和公式计算即可得.
【详解】设数列的公比为 ,则,
即,即,解得或,
由数列单调递增且 ,故,
所以,.
6. 若,将的图象纵坐标保持不变,横坐标缩短为原来的倍,得到的图象,则在区间的最大值是( )
A. B. 1 C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】
,故,当,
,根据三角函数图象可知,的最大值为1.
7. 小明高考结束后出去游玩,帽子和墨镜每天至少戴一件,他每天戴帽子的概率为,戴墨镜的概率为,各天穿戴的情况独立,表示他在20天的游玩时间中只戴帽子的天数,则其期望( )
A. 4天 B. 8天 C. 10天 D. 16天
【答案】A
【解析】
【详解】记 为事件“小明戴帽子”,记 为事件“小明戴墨镜”,
,,
,
所以,,(天).
8. 如图所示,二面角 为,是边长为2的正三角形,若是三棱锥外接球的直径,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】作辅助线,设,根据题意分析可知,,,结合余弦定理运算求解即可.
【详解】如图,设的中点为,连接 , ,则 ,,
因为是三棱锥外接球的直径,则,
且, ,则,可得,
则,可知二面角 的平面角为,
设,则,,
在中,由余弦定理得,
即,解得,
所以.
二、多项选择题(本大题共3个小题,每小题6分,共18分,在每小题给出的四个选项中,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. 已知是等差数列的前项和,为公差,且,,则下列说法正确的是( )
A. B. 当时,取最小值
C. D.
【答案】AD
【解析】
【分析】根据等差数列性质可得,,即可得 ,即可判断A;结合单调性分析数列的正负性,即可得的最值,即可判断BCD.
【详解】因为数列为等差数列,
则,即,
且,即,可得,
所以公差,故A正确;
可知等差数列为递增数列,当 时,;当 时,;
所以当时,取最小值,故B错误;
所以,,故C错误,D正确.
10. 已知是定义在上的函数,对任意,满足,,若时,,则下列说法正确的是( )
A. 是奇函数 B. ,
C. D. 在区间上,有2027个零点
【答案】ABD
【解析】
【分析】先由已知的两个中心对称条件推导出函数周期为,再结合对称关系证明其为奇函数,验证A;再利用对称性求出时的解析式,验证B;接着分析一个周期内的函数值,通过分组求和判断C错误;最后分析函数在区间内的零点分布,得出整数点均为零点,共个,验证选项D.
【详解】对于A,由,得,即,
又,所以,即是以周期为的周期函数,
由,得,所以,
即,所以是奇函数,A正确;
对于B,由,得,所以,B正确;
对于C,,,,,
一个周期内的和:,
所以,C错误;
对于D,是以周期为的周期函数,,,
时, ,,所以,
时, ,,所以,
所以在内的零点有,
而包含 个完整周期,
所以是的零点,共个,D正确.
11. 已知双曲线:(,)的左、右焦点分别是,,过的直线与双曲线的左、右两支分别交于 , 两点, , 两点均在 轴上方,,则下列说法正确的是( )
A. 若,则
B. 若,则双曲线的渐近线方程为
C. 若是钝角三角形,则双曲线离心率的取值范围是
D. 若是钝角三角形,直线,的斜率分别是,,则的最小值是
【答案】BCD
【解析】
【分析】根据双曲线的定义结合等腰直角三角形的性质即可判断A;结合选项A及余弦定理得到,进而得到 ,即可求出渐近线方程,可判断B;根据三角形大角对大边及通径可得到,进而求出,即可判断C;设出直线,的倾斜角, , 得到,结合两角差正切公式得到,进而得到,结合基本不等式即可判断D.
【详解】对于A:由双曲线的定义可知,,.
令,则,又,
所以是等腰直角三角形,
又,所以,
则,,故A错误;
对于B:在中,,
由余弦定理得,,
整理得,所以,则 ,故渐近线方程为 ,故B正确;
对于C:若是钝角三角形,必有,
则在中,,又,所以,即,
解得,又,
所以,所以,
所以双曲线离心率的取值范围是,故C正确;
对于D:令直线,的倾斜角分别是, ,,,,,
则,即,,
所以,
又,当且仅当时等号成立,
所以,所以,当,时取等号,故D正确.
三、填空题(本大题共3小题,每小题5分,共15分)
12. 已知 是函数()的极值点,则 ______.
【答案】2
【解析】
【分析】对函数求导并结合求参数值,注意验证 是否为极值点.
【详解】由题设,且,即,
此时且 ,则,
当 时,,则在上单调递减,
当 时,,则在上单调递增,
所以 是的极小值点,满足题设,故.
13. 已知向量,,若,则在方向上的投影向量的坐标是______.
【答案】
【解析】
【分析】根据数量积的运算律求得,,根据投影向量的概念求解即可.
【详解】,,
因为,所以,
解得.所以,,
所以在方向上的投影向量的坐标为.
14. 已知直线与抛物线()交于 , 两点, , 两点均在 轴上方,为抛物线的焦点,若,且 是锐角,则直线的斜率的取值范围是______.
【答案】
【解析】
【分析】过 作垂直准线于,过 作垂直准线于,过 作于点 ,借助抛物线定义结合锐角性质可得,再利用斜率与倾斜角的关系计算即可得.
【详解】过 作垂直准线于,过 作垂直准线于,过 作于点 ,
由抛物线定义可得,,令,
则,故,则,
由 是锐角,则,
所以,
则直线的斜率,
所以直线的斜率的取值范围为.
四、解答题(共77分.解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤)
15. 在 中,内角 , ,满足.
(1)求 ;
(2)若 为边上一点,,,,求 的面积.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)先利用三角形的内角和公式结合两角和与差的三角函数公式,求,进而可得角 .
(2)先根据推导的关系,再利用向量数量积的运算法则求,最后利用三角形的面积公式求 的面积.
【小问1详解】
由,
所以,
所以,又 为三角形内角,所以,
所以.
【小问2详解】
因为,所以,
所以,
又,所以,,
所以面积.
16. 年春节期间,电影《飞驰人生3》、《镖人》持续火爆,现对电影《镖人》从正月初一到正月初六的单日票房统计如下表:(由于统计原因,本题的数据与实际情形可能存在误差,以题目给出的数据为准).
日期
初一
初二
初三
初四
初五
初六
上映第 天
票房 (单位:亿元)
(1)根据数据建立单日票房 关于上映天数 的线性回归方程,并预测第七日的票房收入(计算结果均保留一位小数);
(2)在某天放映结束后,随机抽取名观众,发现其中有人看过《镖人》,人看过《飞驰人生3》,只有人两部电影均没看过.现从这人中随机抽取人,记为抽取的人中两部电影都看过的人数,求的分布列及数学期望.
参考数据:,,.
参考公式:,.
【答案】(1),1.6亿元.
(2)
的分布列:
数学期望.
【解析】
【分析】(1)先计算,,代入回归系数公式计算即可;
(2)根据题意得出的可能取值为 ,分别计算其概率即可求解.
【小问1详解】
因为,,
所以,
,
所以回归方程为:,当时,亿元,
正月初七,预计《镖人》的票房为 亿元.
【小问2详解】
由题意可知,人中同时看过两部电影的只有人,
所以的可能取值为 ,
则,,,
所以的分布列为:
数学期望为.
17. 已知椭圆的左、右焦点分别为,,为椭圆上一点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)若直线过点,且与椭圆相交于 , 两点, 为坐标原点,求面积的最大值及此时的方程.
【答案】(1)
(2)最大值,的方程为
【解析】
【分析】(1)本问利用椭圆的定义求出,代入点坐标求出,从而求出椭圆标准方程;
(2)设直线方程与椭圆方程联立,根据韦达定理,表示出三角形面积,利用基本不等式求出面积最大值,从而求出直线方程.
【小问1详解】
解:(1)由两点间距离公式可得,,
根据椭圆的定义可得,所以,
又点在椭圆上,代入得,解得,
因此椭圆的方程为 .
【小问2详解】
(2)设直线为,,,
联立,化简得,
则,,,
,
由基本不等式得,
当且仅当,即,亦即时等号成立,
此时取最大值为,所以的方程为.
18. 如图,已知立方体的棱长为,点是棱上一动点.
(1)当为中点时,为线段 上一点,,求证:面;
(2)当在上运动(不包括端点)时,线段 上是否存在点 ,使得面,若存在,请问点 在平面内的轨迹是什么曲线?若不存在,请说明理由;
(3)当在上运动(包括端点)时形成一系列点列,其中与重合,是线段的中点,是四棱锥的内切球半径,求证:.
【答案】(1)证明见解析
(2)存在,点 在平面内的轨迹是抛物线的一部分.
(3)证明见解析
【解析】
【分析】(1)建系写出各点坐标,通过计算向量点积证明与平面内两条相交直线、均垂直,从而证得线面垂直;
(2)设参数表示点和线段 上的点 ,利用线面平行的向量条件列方程,消参后得到 在平面内的轨迹,为抛物线的一段;
(3)先根据四棱锥体积与表面积公式推导出内切球半径的表达式,再对进行放缩,结合等比数列求和证明.
【小问1详解】
证明:以 为原点,、、分别为 、 、轴建立如图所示的坐标系,
,,,,,
,,,
所以,即,
,即,
因为,平面,所以面.
【小问2详解】
存在点 使得面,且点 在平面内的轨迹是抛物线的一部分.
理由如下:令,,,
令面的法向量为,
,令,得,
令,,
,,
在平面建立如图所示的坐标系,
令,,
所以,整理得,点 的轨迹方程为,
所以点 在平面内的轨迹是抛物线的一部分.
【小问3详解】
记为四棱锥的表面积,,
所以,
,
所以.
19. 已知函数,.
(1)求曲线在处的切线方程;
(2)求在上的单调区间;
(3)若,,且,满足,求证: .
(参考数据: )
【答案】(1)
(2)的增区间为,无减区间
(3)由(1),(2)知,在上单调递增,
若, ,必有,
若, ,必有,
若 ,必有, ,矛盾,
令,(),
,
则 ,
所以单调递增, ,
在 上, ,单调递减, ,
, ,
所以, ,
所以, ,即,原不等式成立.
【解析】
【分析】(1)应用导数的几何意义求切线方程;
(2)对函数求导,应用导数的符号研究函数的单调区间;
(3)根据题设分析,令并应用极值点偏移思想构造,,再应用导数研究函数符号,结合即可证.
【小问1详解】
由题设且,则 ,所以切线方程为;
【小问2详解】
设,令 ,则,
在上, , 单调递减,
在上,, 单调递增,
, , ,
在 上, ,单调递减,
在 上,,单调递增,
所以 ,即 ,
故的增区间为,无减区间;
【小问3详解】
略
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注意事项:
1.答题前,考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号在答题卡上填写清楚.
2.每小题选出答案后,用2B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.在试题卷上作答无效.
3.考试结束后,请将本试卷和答题卡一并交回.满分150分,考试用时120分钟.
一、单项选择题(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. 已知集合是自然数集,,则( )
A. B. C. D.
2. 已知复数满足,则( )
A. 2 B. C. D. 1
3. 已知不等式的解集为或,则实数的值为( )
A. B. 0 C. 1 D. 2
4. 已知,,则( )
A. B. C. D. 2
5. 已知正项等比数列单调递增,是其前项和,,,则( )
A. B. C. D.
6. 若,将的图象纵坐标保持不变,横坐标缩短为原来的倍,得到的图象,则在区间的最大值是( )
A. B. 1 C. D.
7. 小明高考结束后出去游玩,帽子和墨镜每天至少戴一件,他每天戴帽子的概率为,戴墨镜的概率为,各天穿戴的情况独立,表示他在20天的游玩时间中只戴帽子的天数,则其期望( )
A. 4天 B. 8天 C. 10天 D. 16天
8. 如图所示,二面角 为,是边长为2的正三角形,若是三棱锥外接球的直径,则( )
A. B. C. D.
二、多项选择题(本大题共3个小题,每小题6分,共18分,在每小题给出的四个选项中,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. 已知是等差数列的前项和,为公差,且,,则下列说法正确的是( )
A. B. 当时,取最小值
C. D.
10. 已知是定义在上的函数,对任意,满足,,若时,,则下列说法正确的是( )
A. 是奇函数 B. ,
C. D. 在区间上,有2027个零点
11. 已知双曲线 :(,)的左、右焦点分别是,,过的直线与双曲线的左、右两支分别交于 , 两点, , 两点均在 轴上方,,则下列说法正确的是( )
A. 若,则
B. 若,则双曲线 的渐近线方程为
C. 若是钝角三角形,则双曲线离心率的取值范围是
D. 若是钝角三角形,直线,的斜率分别是,,则的最小值是
三、填空题(本大题共3小题,每小题5分,共15分)
12. 已知 是函数()的极值点,则 ______.
13. 已知向量,,若,则在方向上的投影向量的坐标是______.
14. 已知直线与抛物线()交于 , 两点, , 两点均在 轴上方,为抛物线的焦点,若,且 是锐角,则直线的斜率的取值范围是______.
四、解答题(共77分.解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤)
15. 在 中,内角 , , 满足.
(1)求 ;
(2)若 为边上一点,,,,求 的面积.
16. 年春节期间,电影《飞驰人生3》、《镖人》持续火爆,现对电影《镖人》从正月初一到正月初六的单日票房统计如下表:(由于统计原因,本题的数据与实际情形可能存在误差,以题目给出的数据为准).
日期
初一
初二
初三
初四
初五
初六
上映第 天
票房 (单位:亿元)
(1)根据数据建立单日票房 关于上映天数 的线性回归方程,并预测第七日的票房收入(计算结果均保留一位小数);
(2)在某天放映结束后,随机抽取 名观众,发现其中有人看过《镖人》,人看过《飞驰人生3》,只有人两部电影均没看过.现从这 人中随机抽取人,记为抽取的人中两部电影都看过的人数,求的分布列及数学期望.
参考数据:,,.
参考公式:,.
17. 已知椭圆 的左、右焦点分别为,,为椭圆上一点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)若直线过点,且与椭圆 相交于 , 两点, 为坐标原点,求面积的最大值及此时的方程.
18. 如图,已知立方体的棱长为,点是棱上一动点.
(1)当为中点时,为线段上一点,,求证:面;
(2)当在上运动(不包括端点)时,线段 上是否存在点 ,使得面,若存在,请问点 在平面内的轨迹是什么曲线?若不存在,请说明理由;
(3)当在上运动(包括端点)时形成一系列点列,其中与重合,是线段的中点,是四棱锥的内切球半径,求证:.
19. 已知函数,.
(1)求曲线在处的切线方程;
(2)求在上的单调区间;
(3)若,,且,满足,求证: .
(参考数据: )
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