内容正文:
数学
一、单选题
1. 在的展开式中,常数项为( )
A. B. 15 C. D. 30
【答案】B
【解析】
【分析】由二项展开式通项公式求解.
【详解】,
令,得,
∴常数,
故选:B.
2. 甲、乙、丙、丁、戊5人排成一排,在甲和乙相邻的条件下,丙和丁也相邻的概率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】结合排列的思想分别求出甲和乙相邻且丙和丁相邻的排列数,即可求出概率值.
【详解】甲、乙、丙、丁、戊5人排成一排,甲和乙相邻的情况有种,
甲和乙相邻,丙和丁也相邻的情况有种,
所以在甲和乙相邻的条件下,丙和丁也相邻的概率为.
故选:B.
3. 北京年冬奥会吉祥物“冰墩墩”和冬残奥会吉祥物“雪容融”一亮相,好评不断,这是一次中国文化与奥林匹克精神的完美结合.为了宣传年北京冬奥会和冬残奥会,某学校决定派小明和小李等6名志愿者将两个吉祥物安装在学校的体育广场,每人参与且只参与一个吉祥物的安装,每个吉祥物都至少由两名志愿者安装.若小明和小李必须安装不同的吉祥物,则不同的分配方案种数为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】直接根据分组分配问题计算,先分组有两类:一类为,二类为平均分组,最后再分配可得.
【详解】小明和小李必须安装不同的吉祥物,根据题设条件,将6人分成两组其中小明和小李不在同一组,
设小明所在的组为小明组,小李所在的组为小李组,
①若小明组2人小李组4人,先给小明组选1人,剩余3个人到小李组,有种不同的分组方法;
②若小明组3人小李组3人,先给小明组选2人,剩余2个人到小李组,有种不同的分组方法;
③若小明组4人小李组2人,先给小明组选3人,剩余1个人到小李组,有种不同的分组方法;
所以一共有种分组方法,然后再分配到两个安装组有种情况,
所以不同的分配方案种数为种.
故选:C.
4. 语文老师想了解全班同学课外阅读中国古典四大名著的情况,经调查,全班同学中阅读过《红楼梦》的占,阅读过《三国演义》的占,阅读过《红楼梦》或《三国演义》的占,现从阅读过《三国演义》的同学中随机抽取一位同学,该同学阅读过《红楼梦》的概率为( )
A. 0.8 B. 0.6 C. 0.45 D. 0.75
【答案】D
【解析】
【分析】设出相关事件,根据和事件的概率公式求出,再根据条件概率公式,即可求得答案.
【详解】设事件A:阅读过《红楼梦》;事件B:阅读过《三国演义》,
则,则,
而,即,
故,
故,
即现从阅读过《三国演义》的同学中随机抽取一位同学,该同学阅读过《红楼梦》的概率为0.75,
故选:D
5. 来自3个班的6名同学一起参与登山活动,其中一班有3人,二班有2人,三班1人,到达山顶之后6人排成一排合影留念,则同班同学不相邻的站法总共有( )
A. 150种 B. 120种 C. 84种 D. 72种
【答案】B
【解析】
【分析】根据已知条件按的相对位置分类,再结合插空及排列数计算求解.
【详解】不妨设一班3人为,二班2人为,三班1人为,则不能相邻,不能相邻.
以下分两类,先排的相对位置:
若之间没有,则打包可知这三人共有种相对位置,再让来进行插空,
因为不能相邻,所以他们之间必然会有且只有一个一班同学,所以总共有种;
若之间有,则这三人共有种相对位置,再让来进行插空,总共有种,
综上,总共有种.
故选:B
6. 现有四种不同颜色可供选择,需给图中5个区域着色,要求有公共边的两个区域不能用同一种颜色,则不同的着色方法有( )
A. 112种 B. 146种 C. 192种 D. 168种
【答案】D
【解析】
【分析】利用分类计数原理和分步计数原理可求解.
【详解】对1,4,5染色,有种方法.若1和3同色,则不同的染色方法有种;
若1和3不同色,则不同的染色方法有种.
综上,不同的染色方法有168种.
故选:D.
7. 重庆外国语学校第34届外语节于2025年5月22日举行,高二某班6名同学参加节目表演,表演完后老师为这6名同学合影留念.合影时4人先到2人后到,为节约时间,先到的4人排好队,后来的2人加入并保持排好队同学的相对顺序不变,这两名同学共有多少种加入方法( )
A. 10 B. 20 C. 60 D. 30
【答案】D
【解析】
【分析】用倍缩法直接计算求解该定序问题即可.
【详解】6人全排有中排序方法,
所以先到的4人相对顺序不变下两名同学共有种加入方法.
故选:D
8. 已知三棱锥的侧棱长相等,且侧棱两两垂直.设P为该三棱锥表面(含棱)上异于顶点的点,记.若集合D中有且只有2个元素,则符合条件的点P有( )个.
A. 3 B. 6 C. 7 D. 10
【答案】D
【解析】
【分析】设,分到两个顶点的距离一样,到另外两个顶点的距离一样,且,和到其中三个顶点的距离一样,到另一个顶点的距离为,且,两种情况,结合对称性,列举出满足题设的所有点,即可得答案.
【详解】设,情况如下:
①到两个顶点的距离一样,到另外两个顶点的距离一样,且,
由具有对称性,不妨讨论,,
满足题意的应同时在线段的中垂线面和三棱锥表面上,
即为其中垂面交线与三棱锥表面的交点,如图两点,
同理,,和,也各有2个满足题意的点,故共6个;
②到其中三个顶点的距离一样,到另一个顶点的距离为,且,
若到的距离一样,即,则为过外心的垂线与三棱锥表面的交点,如图和(舍);
若到和中的两个距离一样,由具有对称性,
不妨讨论,则为过外心的垂线与三棱锥表面的交点,如图,
同理,和也各有1个满足题意的点,共4个;
综上,共有10个满足题意的点.
故选:D
【点睛】关键点点睛:依据题意将问题分成到两个顶点的距离一样,到另外两个顶点的距离一样,且,和到其中三个顶点的距离一样,到另一个顶点的距离为,且两类为关键.
二、多选题
9. 已知的展开式中只有第5项的二项式系数最大,则下列说法正确的是( )
A.
B. 含项的系数为112
C. 展开式中共有4个有理项
D. 展开式的各项系数的和为
【答案】AB
【解析】
【分析】利用二项式系数的性质求出,再利用二项式定理逐项判断.
【详解】由的展开式中只有第5项的二项式系数最大,则展开式共9项,
对于A,,则,A正确;
展开式的通项,
对于B,由,得,则含项的系数,B正确;
对于C,当时,是有理项,共5项,C错误;
对于D,由,得展开式的各项系数的和为,D错误.
故选:AB
10. 已知,,则下列结论正确的有( )
A. 若,则
B. 若,则
C. 若,则
D. 若,,则
【答案】ABC
【解析】
【分析】根据条件概率公式和全概率公式,列式求解.
【详解】对A,,
,故A正确;
对B,,
即,所以,
,
,
即,则,故B正确;
对C,,
即,则,
所以,故C正确;
对D,,
则,则,
所以,,
则,故D错误.
故选:ABC
11. 某电影中太乙真人作为哪吒的授业恩师,送给了哪吒七件法宝,乾坤圈、混天绫、火尖枪、金砖、阴阳剑、九龙神火罩和风火轮.哪吒使用这七件法宝对阵敌人,则下列说法正确的是( )
A. 若哪吒每次使用两种法宝,对阵3次,可以重复使用,则不同的使用法宝的方法有
B. 若哪吒与敌人对阵3次,每次至少使用两件法宝,法宝不可以重复使用,则不同的使用法宝的方法有
C. 若哪吒每次使用一件法宝,对阵7次,法宝不可以重复使用,且乾坤圈和风火轮不能相邻使用,则不同的使用法宝的方法有种
D. 若哪吒每次使用一件法宝,对阵7次,法宝不可以重复使用,且乾坤圈比风火轮更早使用,风火轮比火尖枪更早使用,则不同的使用法宝的方法有种
【答案】ACD
【解析】
【分析】A计算每次使用法宝的种数,再利用分步乘法计数原理计算;B先将7件法宝分成3组,每组至少2件,再进行分配;C先排列其余5件法宝,再利用插空法排列即可;D利用倍缩法解决定序问题即可.
【详解】已知太乙真人送给了哪吒七件法宝,
对于A,每次使用法宝有种,
因可以重复使用,则对阵3次、不同的使用法宝的方法有种,故A正确;
对于B,将7件法宝分成3组,每组至少2件,共有种,
则对阵3次、不同的使用法宝的方法有种,故B错误;
对于C,先将除乾坤圈、风火轮以外的5种法宝排列,共有种,
再利用插空法将乾坤圈、风火轮插入6个空位置中,
则不同的使用法宝的方法有种,故C正确;
对于D,先将7件法宝排列共有种,
再利用倍缩法解决定序问题即可得,不同的使用法宝的方法有种,故D正确.
故选:ACD.
三、填空题
12. 二项式的展开式中各项的系数和为______.
【答案】1
【解析】
【分析】赋值即可求解.
【详解】令得二项式的展开式中各项的系数和为.
故答案为:1
13. 某生在一次考试中,共有8道题供选择,已知该生会答其中5道题,随机从中抽4道题供该生回答,至少答对2道题则及格,则该生在第一题不会答的情况下及格的概率是________
【答案】
【解析】
【分析】根据条件概率计算公式进行计算即可.
【详解】设事件“从8道题中抽4道题,第一题不会答”,事件“从8道题中抽4道题,至少有2道题会答”.,
则,
所以该生在第一题不会答的情况下及格的概率为.
故答案为:
14. 当时,将展开,可得到如图所示的三项展开式和“广义杨辉三角”:
若在的展开式中,项的系数为5,则实数______.
【答案】##
【解析】
【分析】根据题目中广义杨辉三角形的信息由前四行总结归纳找出规律,确定第五行、第六行的系数,然后根据题意求得.
【详解】由题目中广义杨辉三角形的信息可知的展开式中,第行共有个数字,从左向右第一个数字是1,第2个数字为,从第3个数字开始是它“头顶”上的数字与其前、后两个数字之和,例如第4行的第3个数字是10,则10=3+1+6,故由第4行的数字为1,4,10,16,19,16,10,4,1;则第5行的数字为1,5,15,30,45,51,45,30,15,5,1;则第6行的数字为1,6,21,50,90,126,141,126,90,50,21,6,1;展开式中的指数从降幂排列,
故,
,
所以的展开式中,的系数为:,解得.
故答案为:
四、解答题
15. 已知函数.在中,,且.
(1)求的大小;
(2)若,,求的面积.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)利用两角和差的正弦公式、二倍角公式和辅助角公式化简函数,结合且,和三角形内角和定理计算得到;
(2)利用余弦定理和已知条件得到,再利用的面积公式计算得到答案.
【小问1详解】
因为且,所以,
又,所以,
则
因此
【小问2详解】
由余弦定理得
因为,
所以的面积为.
16. 已知公差大于1的等差数列满足,且,,成等比数列.
(1)求数列的通项公式;
(2)设,数列的前项和为,求证:.
【答案】(1);
(2)证明见解析.
【解析】
【分析】(1)设出公差,利用等比中项的定义列出方程求出公差,进而求得通项公式.
(2)由(1)的结论,利用裂项相消法求和,借助放缩法推理得证.
【小问1详解】
设等差数列的公差为,由,且,,成等比数列,
得,即,而,解得,
所以数列的通项公式为.
【小问2详解】
由(1)得,
所以.
17. 如图,四棱锥的底面是等腰梯形,,,,为等边三角形,且平面平面,连接.
(1)证明:;
(2)求平面与平面所成角的余弦值.
【答案】(1)证明见解析;
(2).
【解析】
【分析】(1)取中点,利用直角三角形判定证得,再利用面面垂直的性质、线面垂直的性质推理得证.
(2)建立空间直角坐标系,求出平面与平面的法向量,再利用面面角的向量法求解.
【小问1详解】
在四棱锥中,取中点,连接,
因为四边形是等腰梯形,,
所以,则四边形是平行四边形,
则,是直角三角形,且,
因为平面平面,平面平面,平面,
所以平面,又平面,
所以.
【小问2详解】
取的中点,连接,由(1)知,,平面,
由为等边三角形,得,则直线两两垂直,
以为原点,直线分别为轴建立空间直角坐标系,
则,
,
设平面的一个法向量,
则,令,得,
设平面的一个法向量,
则,令,得;
设平面与平面的夹角为,
则,
所以平面与平面的夹角的余弦值为.
18. 已知椭圆:离心率为,是椭圆内过焦点且垂直于长轴的一条弦,且.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)如图,设椭圆的右顶点为D,A、B是椭圆上关于坐标原点对称的两点,直线与直线、交于不同的两点M、N,则当时,求.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)根据离心率、通径以及的关系式,建立方程组,可得答案;
(2)设出直线方程,求得点的坐标,根据距离公式,建立方程,可得答案.
【小问1详解】
不妨设点在第一象限,则,
由已知得,联立可得,,,
所以椭圆:.
【小问2详解】
设,,
:,:
∴,
联立得,
又,∴,
所以.
19. 定义:若函数与在公共定义域内存在(互不相等,),使得,则称与为“阶相似函数”,称为与的“阶相似点”.
(1)已知,函数,,判断函数与是否为“三阶相似函数”,并说明理由.
(2)已知函数,,与为“二阶相似函数”, ,称为与的“二阶相似点”.
(i)求实数的取值范围;
(ii)证明:.
【答案】(1)函数与为“三阶相似函数”,理由见解析
(2)(i);(ii)证明见解析
【解析】
【分析】(1)令,求导判断函数的零点个数可得结论;
(2)(i)在上有两个不相等的实数根,变形两边取对数,进而构造函数,可求得的取值范围;(ii)根据题意得,不妨设.
构造函数,利用导数判断,进而可求解.
【小问1详解】
令,则,
令,解得或,令,解得,
所以在上单调递减,在和上单调递增.
,,,,
所以存在,,,使得,即,,,
所以函数与为“三阶相似函数”.
【小问2详解】
(i)因为与为“二阶相似函数”,所以在上有两个不相等的实数根,即,
两边取对数,可得.记,易知在上是增函数,
故可等价于,即.
记,则,得在上单调递减,在上单调递增,有最小值,故,即的取值范围为.
(ii)证明:根据题意得,不妨设.
构造函数,
则.
当时,,,则,得在上单调递减,
有,即.
将代入不等式,得,又,
所以,
又,,在上单调递增,
所以,即.
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数学
一、单选题
1. 在的展开式中,常数项为( )
A. B. 15 C. D. 30
2. 甲、乙、丙、丁、戊5人排成一排,在甲和乙相邻的条件下,丙和丁也相邻的概率为( )
A. B. C. D.
3. 北京年冬奥会吉祥物“冰墩墩”和冬残奥会吉祥物“雪容融”一亮相,好评不断,这是一次中国文化与奥林匹克精神的完美结合.为了宣传年北京冬奥会和冬残奥会,某学校决定派小明和小李等6名志愿者将两个吉祥物安装在学校的体育广场,每人参与且只参与一个吉祥物的安装,每个吉祥物都至少由两名志愿者安装.若小明和小李必须安装不同的吉祥物,则不同的分配方案种数为( )
A. B. C. D.
4. 语文老师想了解全班同学课外阅读中国古典四大名著的情况,经调查,全班同学中阅读过《红楼梦》的占,阅读过《三国演义》的占,阅读过《红楼梦》或《三国演义》的占,现从阅读过《三国演义》的同学中随机抽取一位同学,该同学阅读过《红楼梦》的概率为( )
A. 0.8 B. 0.6 C. 0.45 D. 0.75
5. 来自3个班的6名同学一起参与登山活动,其中一班有3人,二班有2人,三班1人,到达山顶之后6人排成一排合影留念,则同班同学不相邻的站法总共有( )
A. 150种 B. 120种 C. 84种 D. 72种
6. 现有四种不同颜色可供选择,需给图中5个区域着色,要求有公共边的两个区域不能用同一种颜色,则不同的着色方法有( )
A. 112种 B. 146种 C. 192种 D. 168种
7. 重庆外国语学校第34届外语节于2025年5月22日举行,高二某班6名同学参加节目表演,表演完后老师为这6名同学合影留念.合影时4人先到2人后到,为节约时间,先到的4人排好队,后来的2人加入并保持排好队同学的相对顺序不变,这两名同学共有多少种加入方法( )
A. 10 B. 20 C. 60 D. 30
8. 已知三棱锥的侧棱长相等,且侧棱两两垂直.设P为该三棱锥表面(含棱)上异于顶点的点,记.若集合D中有且只有2个元素,则符合条件的点P有( )个.
A. 3 B. 6 C. 7 D. 10
二、多选题
9. 已知的展开式中只有第5项的二项式系数最大,则下列说法正确的是( )
A.
B. 含项的系数为112
C. 展开式中共有4个有理项
D. 展开式的各项系数的和为
10. 已知,,则下列结论正确的有( )
A. 若,则
B. 若,则
C. 若,则
D. 若,,则
11. 某电影中太乙真人作为哪吒的授业恩师,送给了哪吒七件法宝,乾坤圈、混天绫、火尖枪、金砖、阴阳剑、九龙神火罩和风火轮.哪吒使用这七件法宝对阵敌人,则下列说法正确的是( )
A. 若哪吒每次使用两种法宝,对阵3次,可以重复使用,则不同的使用法宝的方法有
B. 若哪吒与敌人对阵3次,每次至少使用两件法宝,法宝不可以重复使用,则不同的使用法宝的方法有
C. 若哪吒每次使用一件法宝,对阵7次,法宝不可以重复使用,且乾坤圈和风火轮不能相邻使用,则不同的使用法宝的方法有种
D. 若哪吒每次使用一件法宝,对阵7次,法宝不可以重复使用,且乾坤圈比风火轮更早使用,风火轮比火尖枪更早使用,则不同的使用法宝的方法有种
三、填空题
12. 二项式的展开式中各项的系数和为______.
13. 某生在一次考试中,共有8道题供选择,已知该生会答其中5道题,随机从中抽4道题供该生回答,至少答对2道题则及格,则该生在第一题不会答的情况下及格的概率是________
14. 当时,将展开,可得到如图所示的三项展开式和“广义杨辉三角”:
若在的展开式中,项的系数为5,则实数______.
四、解答题
15. 已知函数.在中,,且.
(1)求的大小;
(2)若,,求的面积.
16. 已知公差大于1的等差数列满足,且,,成等比数列.
(1)求数列的通项公式;
(2)设,数列的前项和为,求证:.
17. 如图,四棱锥的底面是等腰梯形,,,,为等边三角形,且平面平面,连接.
(1)证明:;
(2)求平面与平面所成角的余弦值.
18. 已知椭圆:离心率为,是椭圆内过焦点且垂直于长轴的一条弦,且.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)如图,设椭圆的右顶点为D,A、B是椭圆上关于坐标原点对称的两点,直线与直线、交于不同的两点M、N,则当时,求.
19. 定义:若函数与在公共定义域内存在(互不相等,),使得,则称与为“阶相似函数”,称为与的“阶相似点”.
(1)已知,函数,,判断函数与是否为“三阶相似函数”,并说明理由.
(2)已知函数,,与为“二阶相似函数”, ,称为与的“二阶相似点”.
(i)求实数的取值范围;
(ii)证明:.
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