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. 样本数据1,2,2,3,3,3,4,4,4,4的第一四分位数是( )
A. 1 B. 2 C. 2.5 D. 3
【答案】B
【解析】
【详解】因为共有10个数据,所以 ,
所以第一四分位数是第3个数2.
2. 已知抛物线,其焦点为,若点在抛物线上,则( )
A. 2 B. 3 C. 4 D. 5
【答案】D
【解析】
【详解】因为点在抛物线上,将其代入,可得,
则,故.
3. 已知 是不共线向量,且,则以下选项正确的是( )
A. 三点共线 B. 三点共线
C. 三点共线 D. 三点共线
【答案】D
【解析】
【分析】利用平面向量共线定理逐项判断求解即可得.
【详解】对A:,不存在实数,能使得,
故与不共线,故三点不共线,故A错误;
对B:,不存在实数,能使得,
故与不共线,故三点不共线,故B错误;
对C:,
不存在实数,能使得,故与不共线,
故三点不共线,故C错误;
对D: ,故,
又线段与线段有公共点,所以三点共线,故D正确.
4. 等差数列 的前 项和为 ,已知 ,则 ( )
A. 11 B. 12 C. 13 D. 14
【答案】C
【解析】
【分析】根据等差数列的求和公式,通项公式求解即可.
【详解】因为,
所以,又,
所以,所以,
所以.
5. 已知 为三条不同的直线, 为两个不同的平面,则以下选项正确的是( )
A. 若 ,则
B. 若 ,则
C. 若 ,则
D. 若,则
【答案】B
【解析】
【详解】对于 ,面面平行的判定定理要求相交,若 ,则 可能相交,故错误;
对于 ,过作平面交于,则 ,过作平面交于,则,故,
又不在平面内,又平面,所以,而,故,故,故正确;
对于C,若 ,则 或 ,故 错误;
对于,若, 如果或,则不能判断 ,故错误.
6. 高三年级 1, 2, 3, 4, 5 五个班负责甲、乙、丙、丁四个区域的卫生,每个班负责一个区域, 每个区域至少有一个班级负责, 其中 1 班和 2 班都不去区域甲, 则不同的任务分配方法种数为( )
A. 108 B. 120 C. 126 D. 144
【答案】C
【解析】
【分析】分只有一个班去区域甲以及有两个班去区域甲进行讨论,结合排列数与组合数性质计算即可得.
【详解】分为两类,第一类:只有一个班去区域甲,在3,4,5三个班级中任选一个去区域甲,
剩下的四个班级去其余的三个区域,且每个区域至少有一个班,则方法种数为:;
第二类:有两个班去区域甲,在3,4,5 三个班级中任选两个去区域甲,
剩下的三个班级去其余的三个区域,方法种数为:;
故共有种方法.
7. 已知函数的最小正周期为,且 ,则函数的最小值为( )
A. B. C. 0 D. 1
【答案】B
【解析】
【分析】利用正弦型函数周期公式代入计算可得,再利用诱导公式及二倍角公式化简可得,结合范围及二次函数性质计算即可得解.
【详解】,且 ,则,
则
,
由,则当时,取最小值,
即的最小值为.
8. 已知函数的定义域为 ,满足,则下列结论正确的是( )
A. B. 方程有解
C. 函数在定义域内单调递减 D. 的最小值为 2
【答案】D
【解析】
【分析】根据题意,利用赋值法,求得,可判定A错误,利用叠加法,求得的解析式,列出方程,可判定B错误;结合二次函数的性质,可判定C错误,D正确.
【详解】对于A,因为的定义域为,且满足 且,
取,可得,则,
取,可得 ,则,所以A错误;
对于B,取,可得,则,
所以,
以上各式相加得,所以,
经检验:其中满足上式,所以 ,
令,可得,此方程无解,所以B错误;
对于C,由函数 ,
由函数的图象开口向上,且对称轴为,
所以函数在上单调递增,所以在上单调递增,所以C错误;
对于D,由C项知:函数在上单调递增,
所以,所以D正确.
二、多项选择题(本大题共 3 小题,每小题 6 分,共 18 分. 在每小题给出的四个选项中, 有多个选项是符合题目要求的, 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. 已知角与角的顶点为原点,始边与轴的正半轴重合,角为第三象限角,且,角的终边与角的终边关于轴对称,则下列结论正确的是( )
A. 角的终边与以原点为圆心的单位圆相交于点
B.
C.
D.
【答案】BD
【解析】
【分析】利用同角三角函数的基本关系,结合三角函数的定义可判断ABD;根据终边的对称关系可判断C.
【详解】对于A:由,且为第三象限,得,,
故角的终边与单位圆的交点为错误;
对于和:因为角的终边与角的终边关于轴对称,即为第四象限角,
所以角的终边与单位圆的交点为,则,,
又,所以正确,
,正确;
对于C:由于角的终边与角的终边关于轴对称,
所以,不一定等于,故C错误.
10. 设 ,则以下选项正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】ABD
【解析】
【分析】根据复数的运算法则计算即可判断
【详解】对于A: ,A正确;
对于B:
,故B正确;
对于C:因为,
所以 ,故 C 错误;
对于 D:
,故 D 正确.
11. 已知双曲线的左、右焦点分别为,直线过点,且与双曲线的右支交于两点,其中点在第一象限,则下列说法中正确的是( )
A. 点到双曲线的两条渐近线的距离之积为
B. 直线斜率的取值范围为
C. 若,的内切圆的半径分别为,则的取值范围为
D. 的最小值为9
【答案】AC
【解析】
【分析】设,利用点到直线的距离公式计算可判断A;利用双曲线的性质可求得直线斜率的取值范围判断B;设直线的倾斜角为,,设的内切圆的圆心分别为的内切圆与各边切于D,G,H,计算可得,进而可判断C;利用双曲线的焦半径公式计算可判断D.
【详解】对于A. 设,双曲线的渐近线方程为,
设到直线的距离为,
设到直线的距离为,
则,故A正确;
对于B . 因为直线与双曲线的右支交于两点,根据图象与双曲线的性质,
可知直线的斜率的取值范围为,故B错误;
对于C. 设直线的倾斜角为,因为渐近线的倾斜角分别为,所以.
设的内切圆的圆心分别为的内切圆与各边切于D,G,H,
的内切圆与切于,设,
根据圆的切线的性质,可知,
所以,所以,
所以,解得,所以,
所以在直线上,同理可得也在直线上,且.
由几何关系可得,
所以.
因为,所以,所以,
令,由对勾函数性质可知在上单调递减,
在上单调递增,所以,所以,
所以,故C正确;
对于D. 由双曲线的焦半径公式可知 ,
则 ,根据,
所以,故错误.
三、填空题(本大题共 3 小题,每小题 5 分,共 15 分)
12. 设集合 ,且 ,则实数的取值集合为_____.
【答案】
【解析】
【分析】化简集合,分类讨论,根据求解.
【详解】,
因为,
当,即时,,
满足;
当,即时,由可得或,
所以,由 ,
所以或,解得或.
综上所述,实数的取值集合为.
13. 一个质点在 轴上运动,每次向左或向右移动一个单位长度,质点每次向右移动的概率为,质点从原点出发,移动五次后到达点的概率为_____.
【答案】
【解析】
【分析】根据题意,得到质点向右移动4次,向左移动1次,结合独立重复试验的概率计算公式,即可求解.
【详解】根据题意,质点从原点出发,移动五次后到达点,
可得质点向右移动4次,向左移动1次,所以概率为 .
14. 已知三棱锥为正三棱锥,,若为正三棱锥的外接球球面上的一个动点,为内切圆上的一个动点,则的最大值为_____.
【答案】
【解析】
【分析】设球心为,在中,利用勾股定理计算可得,设出外接球,在中利用勾股定理计算可得;利用等面积法可计算出内切圆的半径,则可利用勾股定理求出,则可由得解.
【详解】如图,设球心为,外接球的半径为,的内切圆圆心为,
则、、三点共线,连接、,
在中,由勾股定理得,
在中,由勾股定理得,
即,整理得,
设内切圆的半径为,则有,
故,
由是内切圆上一点,则,
在直角中,由勾股定理得,
即,
则,
当且仅当、、三点共线且在、之间时等号成立.
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. 记的内角的对边分别为,已知.
(1)求角;
(2)若的外接圆半径为,求的值.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)利用正弦定理与二倍角公式计算可得,可求角;
(2)利用正弦定理可得,进而可得,利用余弦定理可求得的值.
【小问1详解】
在的内角中,有,
由正弦定理及二倍角公式得 ,
又 ,.
,即.
【小问2详解】
由(1)及正弦定理得,,.
由余弦定理得,.
16. 某研究小组为调查居民对一项政策落实的情况, 从某社区随机调查了 1200 位居民(其中出生月份在 6~8 月的有 400 人). 每位居民首先独立抛掷一枚质地均匀的骰子:若骰子朝上点数为奇数,则回答问题 1 :你的出生月份是 6 月、7 月或 8 月吗?若骰子朝上点数为偶数, 则回答问题 2: 你对该政策的落实是否感到满意?调查结束后,统计得到回答 “是” 的居民共有 620 人. 调查员不知道每位居民具体回答了哪个问题, 并假设所有居民都如实回答了自己的问题.
(1)试估计该社区居民对该项政策落实感到满意的比例;
(2)从该社区随机抽取一位居民,已知该居民在调查中回答“是”,求他所抛骰子是偶数点朝上的概率.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)根据给定条件,确定回答问题2的人数及问题2中回答“是”的人数即可.
(2)由(1)的信息,利用条件概率公式求解.
【小问1详解】
因为骰子朝上点数为奇数、偶数的概率各为 ,
所以估计回答问题 1 和问题 2 的居民各有 人.
由题意,出生月份在 月的比例为 ,
从而回答 “是” 的居民中回答问题 1 的应为 人,
所以回答 “是” 的居民中回答问题 2 的为 (人),
故估计该社区居民对该项政策落实感到满意的比例为 .
【小问2详解】
由(1)知,该社区居民对该项政策落实感到满意的比例为 ,
设事件 A 表示居民回答 “是”,事件 B 表示居民所抛骰子是偶数点朝上.
回答 “是” 的概率为 .
回答 “是” 且点数是偶数的概率为 .
因此,所求条件概率为 ,
故已知居民回答 “是” 的条件下,他所抛骰子是偶数点朝上的概率约为 .
17. 如图,在四棱锥中,.
(1)证明:平面平面;
(2)若,为锐角,且平面与平面所成二面角的正弦值为,求.
【答案】(1)
作,垂足为,连接.
在中,由,解得.
,四边形是平行四边形,
,则,,即.
,又平面,平面.
平面,平面平面.
(2)
【解析】
【分析】(1)作,垂足为,连接.利用已知可得,利用勾股定理和逆定理可证,利用线线垂直可证线面垂直,进而可证面面垂直;
(2)建立空间直角坐标系,求得平面的一个法向量和平面的一个法向量,利用向量法可求.
【小问1详解】
略
【小问2详解】
,.
如图2,以为坐标原点,以的方向分别为x轴、y轴、z轴的正方向,建立如图所示的空间直角坐标系,设,
,,
,
设平面、平面的法向量分别为,
由,取,得.
由,取,得.
因为平面与平面所成二面角的正弦值为,则其余弦值的绝对值为,
所以,
解得或46.
当时,,此时为钝角,不符合题意;
当时,,此时为锐角,符合题意,
故.
18. 已知函数.
(1)求的最大值;
(2)当时,,求的取值范围;
(3)证明: ,.
【答案】(1)
(2)
(3)由(1)知,,故,
当且仅当时,等号成立,故当时,,
取,,,
则,
故,,,,
所以
,
即.
【解析】
【分析】(1)求导后结合导数可得该函数单调性,即可得其最值;
(2)由题意可得对任意恒成立,当时,符合题意,令 ,利用导数分及可讨论该函数单调性,结合函数单调性分析即可得解;
(3)结合(1)中所得,当时,,取,合理放缩可得,再左右分别求和即可得证.
【小问1详解】
,
由题得,
当时,,所以,在上单调递增;
当时,令,
则 ,则在上单调递减,
则,所以在上单调递减,
所以,所以的最大值为;
【小问2详解】
由 ,整理得,
当时,,符合题意;
令 ,则 ,
令,则,
当时,,所以在上单调递增,
所以;
① 当时,,所以在上单调递增,
所以,符合题意;
② 当时,, ,
所以存在,使得,
当时,,
所以在上单调递减,则当时,,不符合题意;
综上,实数的取值范围是;
【小问3详解】
略
19. 已知椭圆的离心率等于分别为的左、右焦点,为上任意一点,当线段的中点在轴上时,的面积为.
(1)求椭圆的方程;
(2)设直线与椭圆交于另一个点,过点且与轴垂直的直线与椭圆交于两点.
(i)求证:直线与的交点在一条定直线上;
(ii)平面上点,使得直线的斜率成等比数列.求证:、、三点共线.
【答案】(1)
(2)(i)证明如下:
当直线的斜率为0时,由题知,
因为,所以,
联立和:,解得,则交点;
当直线的斜率不为0时,设直线的方程为,
由,有,
因为直线过椭圆内一定点,所以直线与椭圆恒有交点,
,,则,
设,则直线,
即①,同理②,
②①得
,则;
综上可知,直线与的交点在定直线上;
(ii)证明如下:
设直线的方程为,,
由(i)可得,,,
因为点,且、、成等比数列,所以,
故,
即有
,
故,
整理得,故;
(法一)设点到直线的距离为,则,
所以、、三点共线;
(法二)直线的斜率 ,因为,
所以 ,
所以、、三点共线;
(法三)向量,
,
则,
,
故,故,
又两个向量有公共点,所以、、三点共线.
【解析】
【分析】(1)由题意可得,则,利用通径公式可得,即可表示出,结合离心率计算即可得解;
(2)(i)若直线的斜率为0,可计算出交点坐标;若直线的斜率不为0,可设的方程为,联立曲线方程可得与交点纵坐标有关韦达定理,再表示出直线、,联立并利用韦达定理求出交点坐标即可得证;(ii)表示出直线的斜率后,利用等比数列性质结合(i)中所得韦达定理可得;(法一)可利用点到直线距离公式证明点在直线上;(法二)可利用斜率证明,从而得到、、三点共线;(法三)可表示出向量、后,利用共线定理得到,从而得到、、三点共线.
【小问1详解】
设椭圆的焦距为,则,则,即,
从而轴,则,,
又离心率,则,故,
由,所以,故,则,
所以椭圆的方程为:;
【小问2详解】
(i)略
(ii)略
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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. 样本数据1,2,2,3,3,3,4,4,4,4的第一四分位数是( )
A. 1 B. 2 C. 2.5 D. 3
2. 已知抛物线,其焦点为,若点在抛物线上,则( )
A. 2 B. 3 C. 4 D. 5
3. 已知 是不共线向量,且,则以下选项正确的是( )
A. 三点共线 B. 三点共线
C. 三点共线 D. 三点共线
4. 等差数列 的前 项和为 ,已知 ,则 ( )
A. 11 B. 12 C. 13 D. 14
5. 已知 为三条不同的直线, 为两个不同的平面,则以下选项正确的是( )
A. 若 ,则
B. 若 ,则
C. 若 ,则
D. 若,则
6. 高三年级 1, 2, 3, 4, 5 五个班负责甲、乙、丙、丁四个区域的卫生,每个班负责一个区域, 每个区域至少有一个班级负责, 其中 1 班和 2 班都不去区域甲, 则不同的任务分配方法种数为( )
A. 108 B. 120 C. 126 D. 144
7. 已知函数的最小正周期为,且 ,则函数的最小值为( )
A. B. C. 0 D. 1
8. 已知函数的定义域为 ,满足,则下列结论正确的是( )
A. B. 方程有解
C. 函数在定义域内单调递减 D. 的最小值为 2
二、多项选择题(本大题共 3 小题,每小题 6 分,共 18 分. 在每小题给出的四个选项中, 有多个选项是符合题目要求的, 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. 已知角与角的顶点为原点,始边与轴的正半轴重合,角为第三象限角,且,角的终边与角的终边关于轴对称,则下列结论正确的是( )
A. 角的终边与以原点为圆心的单位圆相交于点
B.
C.
D.
10. 设 ,则以下选项正确的是( )
A.
B.
C.
D.
11. 已知双曲线的左、右焦点分别为,直线过点,且与双曲线的右支交于两点,其中点在第一象限,则下列说法中正确的是( )
A. 点到双曲线的两条渐近线的距离之积为
B. 直线斜率的取值范围为
C. 若,的内切圆的半径分别为,则的取值范围为
D. 的最小值为9
三、填空题(本大题共 3 小题,每小题 5 分,共 15 分)
12. 设集合 ,且 ,则实数的取值集合为_____.
13. 一个质点在 轴上运动,每次向左或向右移动一个单位长度,质点每次向右移动的概率为,质点从原点出发,移动五次后到达点的概率为_____.
14. 已知三棱锥为正三棱锥,,若为正三棱锥的外接球球面上的一个动点,为内切圆上的一个动点,则的最大值为_____.
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. 记的内角的对边分别为,已知.
(1)求角;
(2)若的外接圆半径为,求的值.
16. 某研究小组为调查居民对一项政策落实的情况, 从某社区随机调查了 1200 位居民(其中出生月份在 6~8 月的有 400 人). 每位居民首先独立抛掷一枚质地均匀的骰子:若骰子朝上点数为奇数,则回答问题 1 :你的出生月份是 6 月、7 月或 8 月吗?若骰子朝上点数为偶数, 则回答问题 2: 你对该政策的落实是否感到满意?调查结束后,统计得到回答 “是” 的居民共有 620 人. 调查员不知道每位居民具体回答了哪个问题, 并假设所有居民都如实回答了自己的问题.
(1)试估计该社区居民对该项政策落实感到满意的比例;
(2)从该社区随机抽取一位居民,已知该居民在调查中回答“是”,求他所抛骰子是偶数点朝上的概率.
17. 如图,在四棱锥中,.
(1)证明:平面平面;
(2)若,为锐角,且平面与平面所成二面角的正弦值为,求.
18. 已知函数.
(1)求的最大值;
(2)当时,,求的取值范围;
(3)证明: ,.
19. 已知椭圆的离心率等于分别为的左、右焦点,为上任意一点,当线段的中点在轴上时,的面积为.
(1)求椭圆的方程;
(2)设直线与椭圆交于另一个点,过点且与轴垂直的直线与椭圆交于两点.
(i)求证:直线与的交点在一条定直线上;
(ii)平面上点,使得直线的斜率成等比数列.求证:、、三点共线.
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