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山东省青岛第五十八中学高三4月模拟预测
数 学
一、单项选择题: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. 若全集,集合,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】全集,,
,.
2. 已知向量,,则“”是“”的( )
A. 充分不必要条件 B. 必要不充分条件
C. 充要条件 D. 既不充分也不必要条件
【答案】C
【解析】
【分析】由平面向量的共线定理进行求解.
【详解】由,得,
得,
当时,,则,
故“”是“”的充要条件.
3. 抛物线的准线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】根据抛物线的方程计算得出,即可得出准线方程.
【详解】抛物线的焦点在纵轴上,且开口向上,可得,则,所以准线方程为.
4. 已知数列的各项均不为0,其前n项积为,且,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】当时,,,得;
当时,,,
得,,得;
令,则,,
数列是以2为首项,公差为1的等差数列,即;
;
.
5. 如图,空间四边形中,,,,,,则( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】根据图形可得,结合向量的线性运算求解即可.
【详解】由题意可得:
,
所以.
6. 已知A,B,C,D四名同学参加诗歌朗诵比赛,已评出名次(第一名至第四名,无并列名次),但未公布,一位评委提供如下信息:A不是第四名,B,D两人名次不相邻,根据上述信息,这4人名次排列情况可能的种数为( )
A. 6 B. 8 C. 10 D. 12
【答案】C
【解析】
【详解】当A是第一名时,C只能是第三名,则有种排列种数;
当A是第二名时,C不能是第一名,则有种排列种数;
当A是第三名时,C不能是第四名,则有种排列种数,
综上可知,这4人名次排列情况可能的种数为.
7. 设,若对任意,恒成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】根据题意分、讨论解不等式即可.
【详解】对任意,,,,
当时,,恒成立;
当时,,,分别作出和的图象,
结合图象可知,不等式等价于,解不等式,可得,
综上,实数的取值范围是.
8. 点在以为焦点的椭圆上,若,且,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】由同角三角函数关系式及两角差的正弦公式,求得各角的正弦值,根据正弦定理及比例的性质即可求得,即椭圆的离心率.
【详解】如图,
中,若 则,
所以.
因为 ,所以;
因为所以,
因为,所以.
由,得.
所以.
由正弦定理,得,
设椭圆的焦距为,则椭圆的离心率.
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得6分,部分选对的得部分分,选对但选不全对的得部分分,有选错的得0分.
9. 设正实数,满足,则( )
A. 有最大值 B. 有最大值
C. 有最大值 D. 有最大值
【答案】BC
【解析】
【分析】根据给定条件,利用基本不等式及基本不等式“1”的妙用逐项求解即得.
【详解】对于A,由,得,
当且仅当即时取等号,A错误;
对于B,,当且仅当时取等号,B正确;
对于C,由B得,当且仅当时取等号,C正确;
对于D,,当且仅当时取等号,
所以有最小值,D错误.
故选:BC
10. 已知曲线与坐标轴交于A,B两点,点在上,则( )
A.
B. 为轴对称图形
C. 直线与有两个公共点
D. 使得的面积为的点恰有2个
【答案】ABD
【解析】
【分析】对于A,分别令求得曲线与坐标轴的交点,结合两点间的距离公式即可判断;对于B,验证关于的对称点也在上即可判断;对于C,将直线代入到曲线方程,该方程无解,故直线与曲线无公共点,对于D,通过分析曲线在不同象限的分支,并考虑其渐近线,结合的值与面积,即可判断满足条件的点的个数.
【详解】对于A,不妨设与轴交于点,与轴交于点,
令,则,解得,即,
令,则,解得,即,易得直线,
则,故A正确;
对于B,当时,,在第一象限内有图象(双曲线的一部分),
当时,,在第四象限内有图象(圆的一部分),
当时,,在第三象限内有图象(双曲线的一部分),
当时,,此时等式不成立,故在第二象限内没有图象,
设在上,因为关于的对称点也在上,
所以关于直线对称,为轴对称图形,故B正确;
对于C,联立,得,无解,故C错误;
对于D,若的面积为,且,则到的距离为,
若在第四象限,此时的轨迹是圆心为,半径为1的圆在第四象限的部分图像,
圆心到的距离为,
则到的距离的最大值为,
则面积的最大值为,
因为,所以不存在满足条件的点,
因为曲线,的渐近线为,
直线与直线的距离为,
若的面积为,且,
则到直线和渐近线的距离都为,
如图,满足题意的点恰有两个,故选项D正确.
11. 已知定义在上的非常数函数可导,,且,下列结论正确的是( )
A. B. 为奇函数
C. D. 若是的导函数,则
【答案】ACD
【解析】
【分析】对A直接赋值可得;对B直接赋值可得;对C先赋值,再计算可得;对D先赋值得,再通过赋值得,进而可得,再分别对两个式子求导可得.
【详解】对于A,令,由得,
所以,又为非常数函数,所以,故A正确;
对于B,令,由得,
又由A知,所以,整理得,则为偶函数,故B错误;
对于C,令,由得,即,
所以,故C正确;
对于D,令,由且,
得,即,
以代替,得,即,
以代替,得,即.
所以6是函数的一个周期,所以,
即,两边求导得,即,——①
又因为,两边求导得,即,——②
①②相加得,故D正确.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知,则__________.
【答案】
【解析】
【分析】令即可将等式右边化为所求式子,然后计算.
【详解】令,则,
所以,
所以.
13. 已知平面向量满足,且,则与的夹角的余弦值为___________.
【答案】
【解析】
【详解】因为,所以,即,解得.
故,
所以与的夹角的余弦值为.
14. 焦点在x轴上的椭圆与双曲线有公共左、右焦点、,点M是与的公共点且,点N在x轴上,满足,若,则与的离心率之积为____.
【答案】##
【解析】
【分析】根据求出,进而推得,由推得平分,即得,设,利用椭圆与双曲线的定义推得,结合余弦定理求得,代入离心率公式计算即得.
【详解】由条件可得,,因、、三点共线,
则得,则,
即,故,
因,而表示与同方向的单位向量,表示与同方向的单位向量,
由菱形的性质可得平分,故.
设,则,
因点是与的公共点,故得(为椭圆的长半轴长),
(为双曲线的实半轴长).
则得,即
在中,由余弦定理得,解得,
设椭圆,双曲线的离心率分别为、,则.
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. 为了治疗某种疾病,一厂商研制了一种新药,为了检验该药的治疗效果,随机抽取了患该病的雌小鼠和雄小鼠各50只进行注射实验,一段时间后检测其血液中的某项指标值,并将数据进行整理得到如下频率分布直方图:
按规定,当该项指标值大于250时,则可认为小鼠已经治愈.为了检验二次用药的效果,对第一次注射新药后未治愈的小鼠进行第二次注射,第二次注射后又有10只小鼠治愈.
(1)根据频率分布直方图估计第一次注射新药后这100只小鼠的某项指标值的平均值;(同一组中的数据用该组区间的中点值作代表)
(2)已知两次用药后治愈的雌小鼠共45只.
(ⅰ)完成下面的列联表,根据小概率值的独立性检验,判断小鼠被治愈与性别是否有关;
治愈情况
性别
合计
雌性
雄性
治愈
未治愈
合计
(ⅱ)若从这100只小鼠中有放回地抽2次,每次抽1只,则在两只都是雌小鼠的条件下,求第一次抽到治愈的小鼠且第二次抽到未治愈的小鼠的概率.
附:,其中.
【答案】(1)
(2)(ⅰ)补全列联表如下:
治愈情况
性别
合计
雌性
雄性
治愈
45
35
80
未治愈
5
15
20
合计
50
50
100
认为小鼠被治愈与性别无关;(ⅱ)
【解析】
【分析】(1)直接根据直方图中数据计算可得;
(2)(i)结合直方图中数据及二次注射后的结果补全列联表,根据公式进行计算,并结合做出判断;(ii)利用条件概率公式进行计算.
【小问1详解】
由题意得
.
【小问2详解】
(ⅰ)由频率分布直方图,第一次注射后治愈的小鼠有只,
第二次注射后又有10只小鼠治愈,故治愈共80只,未治愈共20只;已知两次用药后治愈的雌小鼠共45只,
故可得治愈的雄性小鼠有35只;则剩余未治愈雌性小鼠5只,未治愈雄性小鼠15只.
补全列联表如下:
治愈情况
性别
合计
雌性
雄性
治愈
45
35
80
未治愈
5
15
20
合计
50
50
100
零假设为:小鼠被治愈与性别无关,
则,
根据小概率值的独立性检验,没有充分证据推断不成立,
因此可以认为成立,即认为小鼠被治愈与性别无关.
(ⅱ)记“两只都是雌小鼠”为事件,“第一次抽到治愈的小鼠且第二次抽到未治愈的小鼠”为事件,
故.
【点睛】关键点点睛:正确理解频率分布直方图中的数据,从中提取有效信息是解答问题的关键.
16. 在中,角的对边分别,已知.
(1)求角的大小;
(2)若,求的面积.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)利用倍角公式进行化简,结合的范围,得出,即得角;
(2)通过进行变量代换,借助余弦定理得出的值,再利用面积公式即得面积.
【小问1详解】
由,
得,
即,因为,
所以,
即,
故(舍)或,
由于,所以.
【小问2详解】
,由,
得,又,
所以,
解得或(负值舍),故,
又由(1)知,
故的面积为.
17. 如图,在三棱锥中,平面平面,,为的中点,是边长为1的等边三角形,且.
(1)求直线和平面所成角的正弦值;
(2)在棱上是否存在点,使二面角的大小为?若存在,并求出的值.
【答案】(1)
(2)存在,
【解析】
【分析】(1)首先求得,然后建立空间直角坐标系,利用向量法求得直线和平面所成角的正弦值.
(2)设,利用二面角的大小列方程,求得,进而求得.
【小问1详解】
分别取CB、CD的中点为F、G,连结OF、OG,
∵为的中点,是边长为1的等边三角形,∴是直角三角形,,,,
∵CB、CD的中点为F、G, ∴,,,
∵,为的中点,∴,
又∵平面平面,平面平面,平面,
∴平面,是三棱锥底面的高,是直角三角形
∵,∴,
以O点为坐标原点,分别以OF、OG、OA所在的直线为轴,如图建立空间直角坐标系,
则,,,,,,,
∴,,,
设是平面的一个法向量,
则,即,
令,则,,,,
,
∴直线和平面所成角的正弦值等于;
【小问2详解】
在棱上存在点,使二面角的大小为.
设
由(1)知,,
,
是平面的一个法向量,
设是平面的一个法向量,则,
即,
取,,,
∵二面角的大小为,
∴,
即,
整理得,,解得,或(舍去),
所以,,,
所以,在棱上存在点,使二面角的大小为,.
18. 已知双曲线:的离心率为,点在双曲线上.
(1)求的方程;
(2)已知直线,交于,两点,
①是否存在直线满足,若存在求出直线的方程,若不存在请说明理由;
②若,求的面积的最小值.
【答案】(1)
(2)①不存在,理由:
由题可设,将代入双曲线中,
整理得,由根与系数关系得,
,
.
①不存在符合的直线.
令,
由得,即,
将代入上式得,
,
展开并整理,
将根与系数关系代入,
化简整理得,解得.
因此直线方程为.
检验,此时直线与双曲线的两个交点为,与重合,不构成垂直关系,
因此不存在满足条件的直线.
②
【解析】
【分析】(1)利用双曲线离心率及之间的关系得到双曲线方程;
(2)设出两个交点,将直线与双曲线方程联立得到两个根的关系式,①运用向量法将
转化为,整理出参数方程最终得到直线方程;
②为得到的面积,首先得到弦长,到直线的距离,再表示三角形面积,利用单调性求出面积最小值即可.
【小问1详解】
因为,故.
由,代入得,则.
又因为在双曲线上,代入,得,则,
故双曲线方程为.
【小问2详解】
略
②弦长,
到直线的距离,
,
令,可知在单调递增,
故,所以的面积最小值为.
19. 已知函数,.
(1)当时,证明有唯一极值点;
(2)讨论的零点个数;
(3)若存在,当时,总有,求符合条件的的最小值.
【答案】(1),
令,
则,
当时,
①当时,, ,,故;
②当时,令,
,
因为, ,,故,
单调递减,因为,,
所以,使得,
当时,当时,
综合①②,得,
当时,当时,
所以有唯一极值点,即有唯一极值点.
(2)当时,有2个零点;当 时,有1个零点.
(3)
【解析】
【分析】(1)先求出,令,求导讨论单调性,确定极值点;(2)分类讨论分析的单调性,结合零点存在性定理确定零点个数;(3)先将问题转化为,构造函数,,分别讨论单调性确定.
【小问1详解】
略
【小问2详解】
①当时,在上单调递增,在上单调递减,
,,
又,,使得,
当时 ,单调递增,
当时 ,单调递减,
,当时,,
,又,
存在唯一,使得,
因此有2个零点和;
②当时,,,有唯一零点;
③当时,当时,,,,
又,,有唯一零点.
综上所述:当时,有2个零点;当 时,有1个零点.
【小问3详解】
原问题等价于存在,当时,总有.
设,则,
设,则,
若,,单调递增,
当时,,即,
,单调递减,
当时,,即,命题成立.
下面仅需考虑的情况:
在上单调递减,其中,
故,在上均单调递减,
,,
①如果,即,
则,单调递增,
,即,
又,在上单调递减,
故,所以在上单调递减,
所以,即,
当时,总有,命题成立.
②如果,即,故由零点存在定理知,使得,
当时,,单调递减,,
即(不合题意,舍去).
综上:的最小值为.
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山东省青岛第五十八中学高三4月模拟预测
数 学
一、单项选择题: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. 若全集,集合,则( )
A. B. C. D.
2. 已知向量,,则“”是“”的( )
A. 充分不必要条件 B. 必要不充分条件
C. 充要条件 D. 既不充分也不必要条件
3. 抛物线的准线方程为( )
A. B. C. D.
4. 已知数列的各项均不为0,其前n项积为,且,则( )
A. B. C. D.
5. 如图,空间四边形中,,,,,,则( )
A. B.
C. D.
6. 已知A,B,C,D四名同学参加诗歌朗诵比赛,已评出名次(第一名至第四名,无并列名次),但未公布,一位评委提供如下信息:A不是第四名,B,D两人名次不相邻,根据上述信息,这4人名次排列情况可能的种数为( )
A. 6 B. 8 C. 10 D. 12
7. 设,若对任意,恒成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
8. 点在以为焦点的椭圆上,若,且,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得6分,部分选对的得部分分,选对但选不全对的得部分分,有选错的得0分.
9. 设正实数,满足,则( )
A. 有最大值 B. 有最大值
C. 有最大值 D. 有最大值
10. 已知曲线与坐标轴交于A,B两点,点在上,则( )
A.
B. 为轴对称图形
C. 直线与有两个公共点
D. 使得的面积为的点恰有2个
11. 已知定义在上的非常数函数可导,,且,下列结论正确的是( )
A. B. 为奇函数
C. D. 若是的导函数,则
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知,则__________.
13. 已知平面向量满足,且,则与的夹角的余弦值为___________.
14. 焦点在x轴上的椭圆与双曲线有公共左、右焦点、,点M是与的公共点且,点N在x轴上,满足,若,则与的离心率之积为____.
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. 为了治疗某种疾病,一厂商研制了一种新药,为了检验该药的治疗效果,随机抽取了患该病的雌小鼠和雄小鼠各50只进行注射实验,一段时间后检测其血液中的某项指标值,并将数据进行整理得到如下频率分布直方图:
按规定,当该项指标值大于250时,则可认为小鼠已经治愈.为了检验二次用药的效果,对第一次注射新药后未治愈的小鼠进行第二次注射,第二次注射后又有10只小鼠治愈.
(1)根据频率分布直方图估计第一次注射新药后这100只小鼠的某项指标值的平均值;(同一组中的数据用该组区间的中点值作代表)
(2)已知两次用药后治愈的雌小鼠共45只.
(ⅰ)完成下面的列联表,根据小概率值的独立性检验,判断小鼠被治愈与性别是否有关;
治愈情况
性别
合计
雌性
雄性
治愈
未治愈
合计
(ⅱ)若从这100只小鼠中有放回地抽2次,每次抽1只,则在两只都是雌小鼠的条件下,求第一次抽到治愈的小鼠且第二次抽到未治愈的小鼠的概率.
附:,其中.
16. 在中,角的对边分别,已知.
(1)求角的大小;
(2)若,求的面积.
17. 如图,在三棱锥中,平面平面,,为的中点,是边长为1的等边三角形,且.
(1)求直线和平面所成角的正弦值;
(2)在棱上是否存在点,使二面角的大小为?若存在,并求出的值.
18. 已知双曲线:的离心率为,点在双曲线上.
(1)求的方程;
(2)已知直线,交于,两点,
①是否存在直线满足,若存在求出直线的方程,若不存在请说明理由;
②若,求的面积的最小值.
19. 已知函数,.
(1)当时,证明有唯一极值点;
(2)讨论的零点个数;
(3)若存在,当时,总有,求符合条件的的最小值.
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