内容正文:
高三数学
一、单选题(每题5分,共40分)
1. 设集合,,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】根据一元二次不等式的解法,可得集合A,根据绝对值不等式的解法,可得集合B,根据交集运算的概念,即可得答案.
【详解】由,得 ,则,
由,得,则,
所以.
2. 复数的共轭复数是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】因为,
且,故选项C正确.
3. 随机事件、满足,,,下列说法正确的是( )
A. 事件与事件互斥 B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】已知,
由条件概率公式可知,
,故B错;
若事件与事件互斥,则需,故A错;
,故C正确;
,故D错.
4. 已知函数是奇函数,则的最大值为( )
A. 1 B. C. 2 D.
【答案】B
【解析】
【分析】根据奇函数性质求出,然后利用和差公式化简即可得解.
【详解】因为是定义在上的奇函数,所以,
即,解得或,
因为,即,所以,可得,
则,
显然为奇函数,满足题意,
当时,取得最大值.
5. 如图,在河岸 上测量河对面,两点间的距离,测得 ,,, ,,则 ( )
A. B. C. 4 D.
【答案】A
【解析】
【分析】应用正弦定理及余弦定理计算求解.
【详解】因为 , ,
在 中,由正弦定理可得,则.
在中,由正弦定理可得,则.
在 中,由余弦定理可得,则.
6. 在中,,若 为的外心,设,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】设的中点为,连接,则,结合条件,利用向量的数量积的运算律可得,,进而可得,利用基本不等式可求的最大值.
【详解】设所对的边为,
取的中点为,连接,则,
故,同理,而,
则,
即,也即①,
又,
即,也即②,
由①②解得,则,
,当且仅当,即 时取等号,
所以.
7. 已知函数,若方程有三个根,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】求导,根据导数作出函数的图象,数形结合求解参数范围即可.
【详解】当 时,,可以看作函数向上平移个单位,
当时,,则,
因为当, ,当时, ,
所以函数在上单调递减,在上单调递增,
,,,
作出函数图象如下图,
令,则 过定点,
当过原点时,即时,图象与 图象有4个交点,
时,,当 图象与图象相切时,设切点为,
此时,
将代入得,
整理得,因为在上单调递增,
又,所以 ,
当 时, , 图象与图象相切,有两个交点.
所以方程有三个根,的取值范围为.
8. 已知两定点和,双曲线以为焦点且经过动点,若在直线上运动,则双曲线的离心率的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】由,得,,故最小等价于最大,
由双曲线定义,在上,
设双曲线方程为,将代入得:
,
由得,故.
二、多选题(每题6分,共18分)
9. 在非等腰中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且角A,B满足,则( )
A.
B.
C. 记c上的高为h,则的取值范围为
D. 的内切圆半径、外接圆半径、周长不可能构成等比数列
【答案】BC
【解析】
【分析】根据题意利用三角恒等变换整理可得,即可判断A;利用诱导公式判断B;对于C:整理可得,令,结合对勾函数性质运算求解;对于D:根据题意可得,整理可知方程有解.
【详解】由得,,
化简得:,
因为,则,
又因为为非等腰三角形,则,可知,
可得,即,所以,,故选项A错误,
因为,则,即,故选项B正确;
对于选项C:因为,,,
则,
令,且,则,
因为,
且,则,
可得,则,
所以,故C选项正确;
对于选项D:因为的内切圆半径,
且外接圆半径,
假设的内切圆半径、外接圆半径、周长构成等比数列,
则,整理可得,此方程显然是有解的,故选项D错误.
综上,正确答案为BC.
10. 定义是自然数的所有因数中的最大奇数,记 ,则( )
A. B.
C. D.
【答案】ACD
【解析】
【分析】对A:计算出及即可得;对B:法一:计算出到,即可得;法二:由为奇数,则为偶数,即可得;对C由为偶数,结合定义即可得;对D:由题意可得,则、,从而可得,结合累加法计算即可得解.
【详解】对A:,,则,故A正确;
对B:法一:、 、、、 、
、、 、、,
则,故B错误;
法二:由题意可得为奇数,则为 个奇数之和,为偶数,
故,故B错误;
对C:,其中的唯一的奇因数为 ,则,故C正确;
对D:由中 为偶数, 唯一的奇因数为 ,则,
故,,
故
,
即有,则,
, ,,
则
,
故,故D正确.
11. 如图,已知圆柱的轴截面是边长为2的正方形的中点为 ,平面过直线,且垂直于平面与圆柱侧面的交线为曲线,则下列选项正确的是( )
A. 圆柱在下方部分的体积为
B. 圆柱在下方的部分内放入一个球,则球的半径的最大值为
C. 曲线是椭圆且其离心率为
D. 为下底面圆周上一动点,,垂直于底面,与曲线交于,若的长为,则
【答案】ACD
【解析】
【详解】A选项:圆柱底面半径,.
根据割补法,原几何体体积等于高为的圆柱体的体积,为,正确;
B选项:最大内接球半径为 内接圆半径.
在 中,,
内接球半径,
即内接球半径最大值为,错误;
C选项:椭圆长轴为,,短轴长为圆柱底面直径 ,
,,离心率,正确;
D选项:圆柱底面如左图所示, 如右图所示
记,在 上投影为 ,,有,
中,,
,,
中,,
即,正确.
三、填空题(每题5分,共15分)
12. 已知复数,,, 是虚数单位,若,则___________.
【答案】
【解析】
【分析】根据复数加法运算及可构造方程求得的值,根据复数模长运算可求得结果.
【详解】,
,解得,
,
.
13. 已知数列是各项均不为零的等差数列,为其前项和,且,若不等式对任意恒成立,则实数的取值范围是__________.
【答案】
【解析】
【分析】先根据求出的通项公式,再代入不等式求解,结合对勾函数性质及不等式恒成立条件即可求出实数的取值范围.
【详解】由,平方得,
又等差数列中有,
所以,
所以,由于 ,得,
则,即对任意 恒成立,
设,
根据对勾函数性质,当时该式子取得最小值,此时,而,
所以,故.
14. 已知集合,当且 时,都有,若满足条件的集合至少有100个,则正整数的最小值是__________.
【答案】12
【解析】
【分析】设表示集合中,满足要求的集合的个数,得到,从而求出答案.
【详解】设,,当且 时,都有,
设表示集合中,满足要求的集合的个数,
若中无,则有个集合满足要求,
若中有,要想满足要求,则中无,,故有个集合满足要求,
所以,
当时,,故,即,
当时,,故,即,
当时,,故,即,
故,,
,,
,,
,,
,
故正整数的最小值为12.
四、解答题
15. 在中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,为锐角三角形,已知,且满足条件.
(1)求的大小;
(2)求面积的最大值;
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)利用余弦定理可求 的大小.
(2)利用基本不等式,结合三角形的面积公式,可求面积的最大值.
【小问1详解】
由 .
由余弦定理,,且为三角形内角,所以.
【小问2详解】
由, 得,
所以 (当且仅当 ,即为等边三角形时取等号).
所以.
所以面积的最大值为.
16. 已知椭圆:过点,以的长轴为直径的圆与轴上半轴交于,且.
(1)求的方程;
(2)若过点的直线与交于两点,满足直线的斜率之和为,求的面积.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)利用椭圆过得,再利用得,即可写出椭圆方程;
(2)设直线方程并联立方程组,用韦达定理结合斜率之和的条件求出斜率,再用弦长和距离公式即可求出面积.
【小问1详解】
因为椭圆过点,所以,即,
又因为以长轴为直径的圆与轴上半轴交于,且,即,
所以,故椭圆的方程为.
【小问2详解】
由(1)知,设过点的直线的方程为,设 ,
联立方程组,代入化简得:,
由韦达定理:,
又因为直线的斜率为:,直线的斜率为:,
且
所以,
解得 ,此时直线:,
方程变为,
判别式满足题意,且,
此时弦长,
点到直线的距离为,
所以的面积为.
17. 一盒子中共有5个大小质地完全相同的小球,其中3个红球,2个黑球.从盒子中一次随机取出两个球,如果取出的球是黑球,则将它放回盒子中;如果取出的球是红球,则不放回盒子中,另补相同数量的黑球放入盒子中.重复进行上述操作次后,盒子中黑球的个数记为.
(1)求恰好2次操作后,盒子中小球的颜色全部相同的概率;
(2)求随机变量的分布列;
(3)证明:.
【答案】(1)
(2)
2
3
4
5
(3)证明见解析【解析】
【分析】(1)根据古典概型概率计算公式,结合分步乘法计算即可;
(2)确定随机变量的取值,根据古典概型概率计算公式及分步乘法计算对应取值的概率即可;
(3)根据题意推出,得到数列为等比数列,进而证明即可.
【小问1详解】
设“恰好2次操作后盒子中球的颜色全部相同”为事件,
根据操作的规定,事件A发生即“恰好2次操作后盒子中5个球的颜色都为黑色”,2次操作,其中1次取出1红1黑,另一次取出2红,
所以;
【小问2详解】
操作2次后,的可能取值为 ,
,
,
,
,
所以的分布列为
2
3
4
5
【小问3详解】记执行上述操作次后,盒子中黑球的个数为,
设, ,
则,,
则,
,
,
,
所以
,
所以,
又,
所以,
所以是以为首项,为公比的等比数列,
所以,
所以.
18. 某次乒乓球课上,甲、乙、丙、丁四人进行游戏,先在四人中每两人之间进行一场乒乓球比赛,每场比赛胜者积1分,负者积0分,没有平局.乒乓球比赛结束后,再进行抽奖,积分为k的人有k次抽奖机会,每人的游戏总得分为其比赛积分与中奖次数的和,总得分最高者(允许并列)获得奖励.已知每场乒乓球比赛中每人获胜的概率均为,每次抽奖每人中奖的概率均为 ,且各场比赛结果、每次抽奖结果互不影响.
(1)求甲在乒乓球比赛中积1分的概率;
(2)记甲在游戏中总得分为2的概率为,求的最小值;
(3)若,记事件A为“甲在乒乓球比赛中积3分”,事件B为“甲在游戏中获得奖励”,求.
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【分析】(1)用独立事件概率公式求解;
(2)用独立事件概率公式表示,转化为一元二次函数的最值问题;
(3)使用条件概率公式与全概率公式求解.
【小问1详解】
甲在乒乓球比赛中积1分,则甲与乙、丙、丁三人的3场比赛中,胜1场,负两场,故概率为;
【小问2详解】
甲在游戏中总得分为2,对应事件:甲在乒乓球比赛中获得1积分,抽奖1次中1次;
或甲在乒乓球比赛中获得2积分,抽奖两次中0次,故所求概率为
;
故当时,的最小值为
【小问3详解】
乒乓球比赛中在事件发生的条件下,其余三人的积分有两种情形:2,1,0或1,1,1
则A发生当且仅当甲战胜乙、丙、丁3人,故,
记事件“甲在乒乓球比赛中积3分,乙、丙、丁各得1分”为,
则,,
事件“甲在乒乓球比赛中积3分,另3人得分为2,1,0分”为,
则,
且甲要获得奖励则对应两种情况:“甲3次抽奖至少中一次”,或者“甲3次抽奖一次都未中,而得两分的人至多抽中一次”,故
由全概率公式,
所以
19. 已知函数 ,其中.
(1),
(i)当时,讨论的单调性;
(ii)若存在,使得 成立,求的取值范围;
(2)当时,证明:对任意的,.
【答案】(1)(i) 在 上单调递增;(ii)
(2)证明:当 时,令,
.
令, ,
令 , .
令 , 在 时恒成立,
在 上单调递减, , ,
所以 ,使得 .
当 时, , , 单调递增;
当 时, , , 单调递减,
, , ,
所以 ,使得 .
当 时, ,, 单调递增,
当 时, , , 单调递减,
, , ,
所以 ,使得 .
当 时,, ,单调递增;
当 时, , ,单调递减,
, ,
,即对任意的 ,.
【解析】
【分析】(1)(i)由 在 时恒成立,得 的单调性;(ii)问题转化为存在,使得成立,令,利用导数求最值即可.
(2)令,通过导数研究函数单调性证明 在 时恒成立即可.
【小问1详解】
(i)当时, ,
则 ,
,, ,所以 ,
所以 在 上单调递增.
(ii)存在,使得 成立,即存在,使得成立,
令,,
由(i)可得 ,所以 ,
令 , ,
所以 在上单调递增,
,所以 ,所以在上单调递增,
存在,使得 成立,即,
综上:.
【小问2详解】
略
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高三数学
一、单选题(每题5分,共40分)
1. 设集合,,则( )
A. B. C. D.
2. 复数的共轭复数是( )
A. B. C. D.
3. 随机事件、满足,,,下列说法正确的是( )
A. 事件与事件互斥 B.
C. D.
4. 已知函数是奇函数,则的最大值为( )
A. 1 B. C. 2 D.
5. 如图,在河岸 上测量河对面,两点间的距离,测得 ,,, ,,则 ( )
A. B. C. 4 D.
6. 在中,,若为的外心,设,则的最大值为( )
A. B. C. D.
7. 已知函数,若方程有三个根,则实数 的取值范围是( )
A. B. C. D.
8. 已知两定点和,双曲线以为焦点且经过动点 ,若 在直线上运动,则双曲线的离心率的最小值为( )
A. B. C. D.
二、多选题(每题6分,共18分)
9. 在非等腰中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且角A,B满足,则( )
A.
B.
C. 记c上的高为h,则的取值范围为
D. 的内切圆半径、外接圆半径、周长不可能构成等比数列
10. 定义是自然数的所有因数中的最大奇数,记 ,则( )
A. B.
C. D.
11. 如图,已知圆柱的轴截面是边长为2的正方形的中点为 ,平面 过直线,且垂直于平面与圆柱侧面的交线为曲线 ,则下列选项正确的是( )
A. 圆柱在 下方部分的体积为
B. 圆柱在 下方的部分内放入一个球,则球的半径的最大值为
C. 曲线 是椭圆且其离心率为
D. 为下底面圆周上一动点,,垂直于底面,与曲线 交于,若的长为,则
三、填空题(每题5分,共15分)
12. 已知复数,,, 是虚数单位,若,则___________.
13. 已知数列是各项均不为零的等差数列,为其前项和,且,若不等式对任意恒成立,则实数的取值范围是__________.
14. 已知集合,当且 时,都有,若满足条件的集合 至少有100个,则正整数的最小值是__________.
四、解答题
15. 在中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,为锐角三角形,已知,且满足条件.
(1)求的大小;
(2)求面积的最大值;
16. 已知椭圆:过点,以的长轴为直径的圆与轴上半轴交于,且.
(1)求的方程;
(2)若过点的直线与交于两点,满足直线的斜率之和为,求的面积.
17. 一盒子中共有5个大小质地完全相同的小球,其中3个红球,2个黑球.从盒子中一次随机取出两个球,如果取出的球是黑球,则将它放回盒子中;如果取出的球是红球,则不放回盒子中,另补相同数量的黑球放入盒子中.重复进行上述操作次后,盒子中黑球的个数记为.
(1)求恰好2次操作后,盒子中小球的颜色全部相同的概率;
(2)求随机变量的分布列;
(3)证明:.
18. 某次乒乓球课上,甲、乙、丙、丁四人进行游戏,先在四人中每两人之间进行一场乒乓球比赛,每场比赛胜者积1分,负者积0分,没有平局.乒乓球比赛结束后,再进行抽奖,积分为k的人有k次抽奖机会,每人的游戏总得分为其比赛积分与中奖次数的和,总得分最高者(允许并列)获得奖励.已知每场乒乓球比赛中每人获胜的概率均为,每次抽奖每人中奖的概率均为 ,且各场比赛结果、每次抽奖结果互不影响.
(1)求甲在乒乓球比赛中积1分的概率;
(2)记甲在游戏中总得分为2的概率为,求的最小值;
(3)若,记事件A为“甲在乒乓球比赛中积3分”,事件B为“甲在游戏中获得奖励”,求.
19. 已知函数 ,其中.
(1),
(i)当时,讨论的单调性;
(ii)若存在,使得 成立,求的取值范围;
(2)当时,证明:对任意的,.
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