内容正文:
数学试卷
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. 函数 的定义域为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】要使函数有意义,则需,解得且,
所以函数的定义域为
2. 已知向量 ,若 ,则 ( )
A. B. C. 5 D. 20
【答案】A
【解析】
【详解】由题意可得,解得,
所以,.
3. 某工厂生产甲、乙两种零件,其长度(单位:)分别服从正态分布和,已知甲零件的平均长度与乙零件相同,但甲零件数据的离散程度更大,则下列选项中正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A:因为甲零件的平均长度与乙零件相同,所以,所以A错误.
B:正态分布关于均值对称,所以,所以B错误.
C:因为甲零件的离散程度越大,所以方差更大,即,所以C正确.
D:因为,在坐标轴上在的右侧,,所以D错误.
4. 过点 且与圆 相切的两条直线的夹角为 ,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】圆的方程化简为,即圆心坐标,半径,
点距离圆心距离,
因此,,
所以.
5. 如图, 向一个高为且底面水平放置的正四棱锥容器注水, 水面高度为时停止注水 (不考虑容器厚度), 将此四棱锥容器倒置后,水面高度为( )
A. 2 B. C. D. 1
【答案】B
【解析】
【分析】由注水四棱台部分的体积等于注水四棱锥部分的体积求解.
【详解】设正四棱锥的下底面边长为,因为注水四棱台部分的高为,四棱锥的高为,
设注水四棱台的上底面边长为,则,解得,
注水四棱台的上底面的面积为,
注水四棱台的下底面的面积为,
则注水四棱台的体积为
,
将此四棱锥容器倒置时,水的体积不变而且形成一个小四棱锥,设水面高度为,底面边长为,
则,解得,且底面面积为,
设此四棱锥容器倒置后注水四棱锥的体积为,则,
又,则,解得,即,
即此四棱锥容器倒置后,水面高度为.
6. 在的展开式中,记项的系数为,其中,则所有满足的系数之和为( )
A. 45 B. 60 C. 120 D. 210
【答案】D
【解析】
【详解】二项式的展开式的通项公式为,
二项式的展开式的通项公式为,
所以的展开式中,记项的系数为,
因为,又,所以所有的组合为,
所以,,,,,
所以.
7. 某模型在验证集中有4个样本:1个“正确分类”,1个“错误分类”,2个“不确定样本”, 系统随机打乱顺序后不放回地逐个测试,直到遇到第一个正确分类样本时停止,设在此过程中测试到的 “不确定样本” 个数为,则( )
A. B. 1 C. D. 2
【答案】B
【解析】
【详解】记1个“正确分类”为,1个“错误分类”为,2个“不确定样本”为,
已知测试到就停止,为测试到的的个数,则的可能取值为:,
时有两种情况:①第一个是;②第一个是,第二个是,即
;
时有三种情况:①第一个是或,第二个是;
②第一个是或,第二个是,第三个是;
③第一个是,第二个是或,第三个是;
;
时有三种情况:①前两个是和,第三个是;
②前两个是或和,第三个是或,第四个是;
③第一个是,第二个和第三个是和,第四个是;
;
.
8. 过坐标原点可作曲线的切线条数为( )
A. 1条 B. 2条 C. 3条 D. 无数条
【答案】C
【解析】
【分析】先求出切线方程,再将代入切线方程,通过解方程求出满足条件的切点,最后将满足的切点值代入求出切线的斜率(注意在代入过程中因导数中包括正弦函数项,所以需要对切点值分类讨论),即可求出切线,确定切线条数.
【详解】由题意,
设切点为,
所以切线方程为,
再将代入切线方程,
所以
,
当时,满足条件,
当时,,
解得,
最后将切点代入,求出切线斜率
当时,,所以切线为,
当,因为导数中包括正弦函数项,所以需要分类讨论,
当,,此时切线为,
当,,此时切线为,
所以切线条数为条.
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. 已知为实数,若在复数范围内,方程存在两个虚数根分别为 ,则下列说法正确的有( )
A.
B.
C.
D. 的取值范围为
【答案】ACD
【解析】
【详解】方程存在两个虚数根分别为 ,
是共轭虚数,,故选项A正确;
虚数不能比较大小,故选项B错误;
方程存在两个虚数根分别为 ,
,,,故选项C正确;
方程存在两个虚数根分别为 ,
,,,
,故选项D正确.
10. 已知函数 ,其中 ,则( )
A. 函数 在 上不单调
B. 不等式 对 恒成立
C. 若函数 与直线 的图象有且仅有两个公共点,则 的取值范围是
D. 若关于 的不等式 恰有 1 个负整数解,则 的取值范围为
【答案】ABD
【解析】
【分析】通过研究函数的导函数得到函数的单调性,并分析趋于无穷时函数的函数值,画出函数的大致图象,利用数形结合的方法解决问题
【详解】对于选项A
,
当时,,当时,,
因此,的单调增区间为,单调减区间为和,
因此,在上不单调,选项A正确;
对于选项B
方程的两个根为,,,
所以当时,,当时,,
易得,,
因为在上单调递减,在上单调递增,
所以有,
当时,所以,
综上,对,恒成立,选项B正确;
对于选项C
当趋于负无穷时,趋于正无穷,趋于零,因此趋于正无穷;
当趋于正无穷时,且在上单调递减,因此趋于零,
根据上述结论可大致画出函数的图象
要使函数的图象与直线有两个交点,
根据图象可得的取值范围,所以选项C错误;
对于选项D
当直线恰好经过时,不等式没有负整数解,
此时,
随着直线的斜率减小,直至恰好经过时,
此过程中不等式只有一个负整数解,
此时,斜率小于此值,不等式会有多于一个负整数解,
故的取值范围为,选项D正确.
11. 已知a,b,,若,且,则下列结论正确的是( )
A. B.
C. c的最大值为1 D. a的最小值为-1
【答案】ABC
【解析】
【分析】
由题可得,设,则可得,即可解出,,判断AB正确;将条件转化为,利用判别式可求出的范围,同理求出的范围.
【详解】由,得,
,
设,则.
,
,解得,即,,故AB正确;
,即.
,即.
由a,知,.
∴,解得,同理可得,故C正确,D错误.
故选:ABC.
【点睛】关键点睛:本题考查根据已知等量关系求范围,解题的关键是根据条件令,转化出,即可求出,进一步利用判别式可求出范围.
三、填空题:本题共 3 小题,每小题 5 分,共 15 分.
12. 已知数列满足,且,则_________.
【答案】
【解析】
【详解】由题意可知,,,,,
以此类推,可知.
13. 双曲线 上一点 到两焦点 的距离之和为 6,则 _____.
【答案】
【解析】
【详解】已知双曲线焦点为,则,
设,已知,
由双曲线的性质可知,
由距离公式可得:
,
,
,解得,
,解得.
14. 函数 的最大值为,则在上的取值范围是_____.
【答案】
【解析】
【分析】令,利用三角函数的性质得,从而有,再分和,即可求解.
【详解】令,则,
所以,则,
又,则,所以(表示中取较大者),
令,解得,
又,当时,,
当时,,
综上所述,在上的取值范围是.
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. 如图,在三棱柱中,平面 ,, ,分别为棱的中点.
(1)证明:平面.
(2)求平面与平面的夹角的大小.
【答案】(1)因为 平面ABC,平面ABC,所以,
因为E,F分别为棱AB,BC的中点,所以 ,且,所以,
又 , 平面,所以 平面,
又 平面,则,
又,易得,
则,所以,
又,平面,所以平面.
(2)
【解析】
【分析】(1)由 平面ABC得,E,F分别为棱AB,BC的中点得 ,得,,得,即可得证;
(2)建立空间直角坐标系,分别求平面与平面的法向量,由夹角公式即可求解.
【小问1详解】
略
【小问2详解】
以 为坐标原点,所在直线分别为 轴,建立空间直角坐标系,如图所示,
因为,则,
则,
由(1)知平面的一个法向量为,
又,
设平面的法向量为,
则,取,
设平面与平面的夹角为,
则,又,所以,
则平面与平面的夹角的大小.
16. 为研究学习时间与成绩的关系,记录5名学生的数学学习时间(小时)与模拟考成绩(分,满分 150) 如下:
2
4
6
8
10
w
58
72
80
90
100
设模拟考成绩与学习时间的回归模型为:,其中 .为计算简洁,现对数据进行中心化处理: 令,则回归模型化为. 记残差平方和.
(1)根据最小二乘原理,要使最小(假设),推导的估计量的表达式(写出关键步骤).
(2)利用所给数据,求关于的经验回归方程,并还原为关于的方程. 预测时的成绩.
【答案】(1)
(2)关于的经验回归方程为,关于的方程为,预测时的成绩为
【解析】
【分析】(1)展开式为的二次函数,利用二次函数的最值的求法即可求解;
(2)利用(1)的结论可求关于的经验回归方程,进而可求关于的方程,代入可求预测值.
【小问1详解】
因为
上式是关于的二次函数,因此要使取得最小值,
当且仅当的取值为时,取得最小值;
【小问2详解】
因为,
所以可得
0
2
4
0
10
20
所以,
,
所以,所以关于的经验回归方程为,
所以关于的方程为,所以,
所以时,.
17. 已知与,点与点在直线的同侧,且边与边相交于点,为中点, .
(1)若平分,求的长;
(2)若,求的值.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)根据角平分线定理判断三角形类型,确定边长关系,再结合余弦定理直接求解.
(2)利用坐标将几何问题代数化,利用向量点积公式计算夹角余弦值,进一步得出正弦值.
【小问1详解】
因为平分,所以,
又因为为中点,且边与边相交于点,
所以在中,是的平分线且过对边的中点,
故是等腰三角形,即,
在中,由余弦定理得,
,
所以,,
则在中,,,,
由余弦定理得
,解得,
又因为,则,
所以,
同理,在中,,,,
由余弦定理得
,
所以.
【小问2详解】
以为原点,所在直线为轴,垂直于的直线为轴建立平面直角坐标系,如下图所示:
由图可知坐标为,
因为,,得坐标为,
又因为为中点,由中点坐标公式得出点坐标为,
设点坐标为,由和,得出点坐标为,
所以,,
则,
所以,
所以.
18. 已知函数.
(1)证明:函数的图象为轴对称图形;
(2)当时,证明:;
(3)若数列满足:,证明: .
【答案】(1)证明:因为定义域关于对称,
且,
所以函数关于对称,即函数的图象为轴对称图形
(2)证明:时,
令,,
其中在上单调递增,故在上单调递减,
因为,故存在使得,
所以时,;时
即在上单调递增;在上单调递减.
又,
所以,即,即当时,.
时,
令,其中.
则,
故在上单调递增,所以,
即,即;
综上:当时,
(3)证明:由可知.
令,则,
则,,
所以,又,,
故,, .
由得,
由(2)知,即
令则,即,
即得证.
【解析】
【分析】(1)根据函数定义域关于对称及即可判断;
(2)构造函数,求导,根据导数即可证明,不等式的另一端构造函数同理即可证明;
(3)令,根据三角换元可得,计算再结合(2)进行即可证明.
【小问1详解】
略
【小问2详解】
略
【小问3详解】
略
19. 已知椭圆的长轴长为4,左焦点为,平面内一动点到点的距离与到直线的距离相等,过作的两条切线,切点分别为 .
(1)求动点 的轨迹方程;
(2)证明:
(i) 平分 ;
(ii)为定值.
【答案】(1)
(2)(i)由(1)可知,所以椭圆方程为,
设,
则切线的方程为,切线的方程为,
因为 既在上,又在上,
所以,所以直线的方程为,
联立,消去得,
所以,
消去 得,
所以,
平分与共线与共线
与共线
①,
下面证明①式成立:
②,
③,
将②③代入①得
,
由于上式显然成立,于是①式成立,故平分 ;
(ii)
,
所以为定值.
【解析】
【分析】(1)根据题意求出,再根据抛物线的定义列等式,求出点 的方程;
(2)(i)利用角平分线的向量判定:联立椭圆与切点弦方程,用韦达定理求出,利用向量共线的充要条件进行转化,最后代入韦达定理和验证;
(ii)利用向量的数量积和椭圆左焦半径公式进行计算,证明.
【小问1详解】
因为椭圆 的长轴长为4,左焦点为,
所以,所以直线为,
设,则,化简得:,
所以动点 的轨迹方程为;
【小问2详解】
(i)略
(ii)略
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数学试卷
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. 函数 的定义域为( )
A. B. C. D.
2. 已知向量 ,若 ,则 ( )
A. B. C. 5 D. 20
3. 某工厂生产甲、乙两种零件,其长度(单位:)分别服从正态分布和,已知甲零件的平均长度与乙零件相同,但甲零件数据的离散程度更大,则下列选项中正确的是( )
A. B.
C. D.
4. 过点 且与圆 相切的两条直线的夹角为 ,则 ( )
A. B. C. D.
5. 如图, 向一个高为且底面水平放置的正四棱锥容器注水, 水面高度为时停止注水 (不考虑容器厚度), 将此四棱锥容器倒置后,水面高度为( )
A. 2 B. C. D. 1
6. 在的展开式中,记项的系数为,其中,则所有满足的系数之和为( )
A. 45 B. 60 C. 120 D. 210
7. 某模型在验证集中有4个样本:1个“正确分类”,1个“错误分类”,2个“不确定样本”, 系统随机打乱顺序后不放回地逐个测试,直到遇到第一个正确分类样本时停止,设在此过程中测试到的 “不确定样本” 个数为,则( )
A. B. 1 C. D. 2
8. 过坐标原点可作曲线的切线条数为( )
A. 1条 B. 2条 C. 3条 D. 无数条
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. 已知为实数,若在复数范围内,方程存在两个虚数根分别为 ,则下列说法正确的有( )
A.
B.
C.
D. 的取值范围为
10. 已知函数 ,其中 ,则( )
A. 函数 在 上不单调
B. 不等式 对 恒成立
C. 若函数 与直线 的图象有且仅有两个公共点,则 的取值范围是
D. 若关于 的不等式 恰有 1 个负整数解,则 的取值范围为
11. 已知a,b,,若,且,则下列结论正确的是( )
A. B.
C. c的最大值为1 D. a的最小值为-1
三、填空题:本题共 3 小题,每小题 5 分,共 15 分.
12. 已知数列满足,且,则_________.
13. 双曲线 上一点 到两焦点 的距离之和为 6,则 _____.
14. 函数 的最大值为,则在上的取值范围是_____.
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. 如图,在三棱柱中,平面 ,, ,分别为棱的中点.
(1)证明:平面.
(2)求平面与平面的夹角的大小.
16. 为研究学习时间与成绩的关系,记录5名学生的数学学习时间(小时)与模拟考成绩(分,满分 150) 如下:
2
4
6
8
10
w
58
72
80
90
100
设模拟考成绩与学习时间的回归模型为:,其中 .为计算简洁,现对数据进行中心化处理: 令,则回归模型化为. 记残差平方和.
(1)根据最小二乘原理,要使最小(假设),推导的估计量的表达式(写出关键步骤).
(2)利用所给数据,求关于的经验回归方程,并还原为关于的方程. 预测时的成绩.
17. 已知与,点与点在直线的同侧,且边与边相交于点,为中点, .
(1)若平分,求的长;
(2)若,求的值.
18. 已知函数.
(1)证明:函数的图象为轴对称图形;
(2)当时,证明:;
(3)若数列满足:,证明: .
19. 已知椭圆的长轴长为4,左焦点为,平面内一动点到点的距离与到直线的距离相等,过作的两条切线,切点分别为 .
(1)求动点 的轨迹方程;
(2)证明:
(i) 平分 ;
(ii)为定值.
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