内容正文:
高二数学
一、单选题
1. 已知集合,,则( ).
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】先求出集合 ,再按照交集的定义计算即可.
【详解】由题意,.
2. 已知复数(为虚数单位),则的共轭复数为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】,
所以 的共轭复数为 .
3. 已知,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】根据条件概率公式以及事件之间的关系可得的值,再根据可得,结合条件概率公式与对立事件概率关系即可得所求.
【详解】若,
则,所以,故,
所以,所以,
所以,
则.
故选:C.
4. 已知函数,其中,且.则关于下列两个命题的判断,说法正确的是( )
①的最大值为2;
②,都有.
A. ①真命题;②真命题 B. ①真命题;②假命题
C. ①假命题;②真命题 D. ①假命题;②假命题
【答案】A
【解析】
【分析】对①,由题可得当且仅当时,取得最大值2,利用正弦函数的性质运算可得当, ,时,取得最大值2;对②,由三角恒等变换可得,要使得上式恒成立,则,利用正弦函数的性质运算得当,满足.
【详解】对于①,由,可得当且仅当时,取得最大值2,
即存在实数,,且使得成立,
,,即,
,可取满足上式,此时,
所以当, ,时,取得最大值2,故①是真命题;
对于②,由
,
要使得上式对任意的实数均成立,则,
,得,
又,可取,,此时,满足,
所以存在, ,都有,故②是真命题.
故选:A.
5. 如图,西昭高速施工队计划在一座大山中挖通一条直隧道,需要确定隧道的长度,工程测量员测得隧道两端的 两点到点的距离分别为,且,则隧道的长度为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】利用余弦定理计算即可得.
【详解】
,
故隧道的长度.
6. 已知向量的夹角为,且,,若与向量垂直的非零向量满足(其中,则( )
A. B. 1 C. 6 D.
【答案】D
【解析】
【分析】由向量垂直数量积为0建立方程,由数量积公式求出向量的数量积和,代入方程后得到.
【详解】由,,得.
又,,
所以,整理,得.
故选:D.
7. 已知函数,若方程有三个不同根,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】探讨给定函数的对称性及单调性,脱去法则“f”,构造函数,利用导数探讨函数的性质并作出图象,数形结合求得答案.
【详解】函数的定义域为R,且在R上单调递增,
,即,
方程,即,于是,
即,令,依题意,直线 与函数的图象有三个不同的交点,
求导得,当时,,
当时,,函数在上递减,在上递增,
当 时,取极小值;当时,取极大值为,
而当或时,恒有 ,
在同一坐标系内作出直线 与函数的图象,
观察图象得,原方程有三个不同实根,所以实数的取值范围为,
故选:A
8. 若双曲线的一个焦点到两渐近线的距离之和为,则该双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】由点到直线的距离公式计算点到渐近线的距离,再化简得到离心率的值.
【详解】
根据题意作出图象如图所示,
则,渐近线方程为,
则焦点到两渐近线的距离之和,
结合化简得,
故离心率.
二、多选题
9. 在锐角中,内角所对的边分别为,且,则( )
A. B.
C. D. 若 ,则
【答案】ACD
【解析】
【分析】根据已知条件利用正弦定理将边化角,利用三角形内角关系及两角和的正弦公式整理式子得到 ,判断A选项;根据 ,即三角形形状得到关于角的不等式,解不等式即可确定角的取值范围,即可判断B;根据 化为,利用基本不等式即可求最值,即可判断C;由已知条件将边化成角,再根据角的范围即可求出的范围,即可判断D.
【详解】对于A:因为,由正弦定理可得,
又,
所以,即,
又,,
所以,故,则 ,故A正确;
对于B:由 ,得 ,又为锐角三角形,
所以,解得,故B错误;
对于C:
,
(当且仅当,即时取等号),故C正确;
对于D:由 ,得,由正弦定理得:
即,
所以
.
又,所以,故,故D正确.
故选:ACD.
10. 已知数列为等比数列,设的前项和为,的前项积为,若,则( )
A. B. 为等比数列
C. D. 当 时,取得最小值
【答案】ACD
【解析】
【分析】由题,求出等比数列的通项公式与前n项和,由通项可知每一项均为正且单调增,故只需判断项与1的大小,即可得到前n项积什么时候取最值,对选项逐一验证即可.
【详解】设数列的公比为,则,又,所以,
则,
所以不是等比数列,
因为当 时,,当 时,,
所以,当 时,取得最小值.
故选:ACD.
11. 在直四棱柱中,底面四边形是边长为的菱形,,,则下列说法正确的是( )
A. 该直四棱柱的体积为
B. 该直四棱柱的表面积为
C. 三棱锥外接球的半径为
D. 点到平面的距离为
【答案】ACD
【解析】
【分析】对于AB,由相应的体积公式及表面积公式可直接求解;对于C,正三角形的中心记为 ,三棱锥外接球的球心记为,结合勾股定理求得半径即可求解;对于D,由等体积可求解;
【详解】
对于A,由题意,得菱形的面积,则该直四棱柱的体积,故A正确;
对于,该直四棱柱的表面积为,故B错误;
对于C,将正三角形的中心记为 ,则 , ,三棱锥外接球的球心记为,设三棱锥外接球的半径为,由,得,解得,所以,解得,故C正确;
对于D,点到平面的距离等于点到平面的距离,记为.
计算,得,.
由,得,解得,故D正确.
故选:ACD.
三、填空题
12. 若为纯虚数,则__________.
【答案】
【解析】
【分析】利用虚数的概念计算参数,再计算模长即可.
【详解】由题意可知,即,
则.
故答案为:
13. 数列各项均为正数,且对任意都有,其中为数列的前项和,设,若满足不等式的正整数恰好有两个,则实数 的取值范围为___________.
【答案】
【解析】
【分析】利用可得,再次利用得到数列为等差数列,即可得到其通项公式 ,得,令,由数列的单调性得,即在时取得最大值,即可求解.
【详解】令,则,即,所以 或 或,
又因为数列的各项都是正数,所以 ,
令 ,则,即,解得 或或,又因为数列的各项都是正数,所以 .
, ①
, ②
由①②得:,化简得到, ③
,④
由③④得:,
化简得到,即,
当 时,,所以,
所以数列是一个以为首项,为公差的等差数列,.
则,得,
令,
则,
令,得,
得,得,
所以,即在时取得最大值,
,,
,,
若满足不等式的正整数恰好有两个,即,
所以 需满足:,即,
故答案为:
14. 设为正整数,集合,若集合满足,且对中任意的两个元素 ,皆有成立,记满足条件的集合的个数为,则____________.
【答案】19
【解析】
【分析】利用分类思想,列举思想即可得到答案.
【详解】当时,
若为二元集:如,共有15种,
若为三元集:如共有4种,
所以总共有:种;
故答案为:19.
四、解答题
15. 在中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若,,且.
(1)求内角A的大小;
(2)若 ,求面积的最大值.
【答案】(1)
(2).
【解析】
【分析】(1)把向量的数量积用坐标表示后利用正弦定理化边为角,利用三角函数性质可得;
(2)用余弦定理后利用基本不等式得出的最大值,从而可得面积最大值.
【小问1详解】
∵,,且,
∴,
∴由正弦定理得.
∵,∴ ,
∴,.
∵ ,∴.
【小问2详解】
∵ ,
∴由余弦定理得,即.
∵,∴,∴,
当且仅当时,等号成立,
∴,
∴面积有最大值,最大值为.
16. 已知椭圆的右焦点为,且过点,直线过点交椭圆于两点.
(1)求椭圆的方程;
(2)线段的垂直平分线与轴的交点为,若点为椭圆的左顶点,求 的面积.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)根据椭圆的性质并代入所过点坐标计算即可;
(2)法一:先排除直线斜率不存在的情况,设其点斜式方程,联立椭圆方程结合韦达定理、直线垂直的斜率积计算直线的斜率,再利用弦长公式、点到直线的距离公式计算即可.
法二:由题意知直线斜率不为零,设方程为:的中点,联立椭圆方程结合韦达定理、直线垂直的斜率关系计算的值,再求 的面积.
【小问1详解】
因为椭圆的右焦点为,且过点,
所以,解得,
则椭圆的方程为;
【小问2详解】
方法一:若直线斜率不存在,此时其垂直平分线与横轴重合,不符合题意,
所以直线的斜率存在,设直线的方程为的中点,
联立,消去并整理,
由韦达定理得,
所以,
易知,所以,解得,即,
所以直线的方程为或;
由弦长公式可知
,由直线的对称性知点到两条直线的距离相同,即
所以 的面积为.
方法二:由题意知直线斜率不为零,设方程为:的中点,
联立,消去得,
韦达定理得,
所以,.
由 ,得,整理得:.
因为,所以,
.
17. 某学校学生会有7名志愿者,其中高一2人,高二3人,高三2人,现从这7人中任意选取3人参加一个冬奥会志愿活动.
(1)求选取的3个人均来自不同年级的概率;
(2)设表示选取的志愿者是高二学生的人数,求的分布列和期望.
【答案】(1)
(2)分布列见解析,数学期望为
【解析】
【分析】(1)利用古典概型的概率公式求解即可;
(2)先求出随机变量的可能取值,然后求出其对应的概率,列出分布列,由数学期望的计算公式求解即可.
【小问1详解】
由题意可知,选取的3个人均来自不同年级的概率为
【小问2详解】
由题意可知,的可能取值为,
则;,,
,,
所以的分布列为:
0
1
2
3
故.
18. 设有甲、乙两个不透明的箱子,每个箱子中装有除颜色外其他都相同的小球,其中甲箱有4个红球和3个白球,乙箱有3个红球和2个白球.从甲箱中随机摸出2个球放入乙箱,再从乙箱中随机摸出1个球.
(1)求从乙箱中摸出白球的概率;
(2)若从乙箱中摸出白球,求从甲箱中摸出2个红球的概率.
【答案】(1);
(2).
【解析】
【分析】(1)利用独立乘法公式、全概率公式求从乙箱中摸出白球的概率
(2)应用条件概率的求法求从甲箱中摸出2个红球的概率.
【小问1详解】
由题意,从甲摸出2红球概率为,此时从乙摸出白球概率为,
从甲摸出2白球概率为,此时从乙摸出白球概率为,
从甲摸出红白球各一个的概率为,此时从乙摸出白球概率为,
所以从乙箱中摸出白球的概率为.
【小问2详解】
由(1)知,从乙箱中摸出白球情况下,甲箱中摸出2个红球的概率为.
19. 已知函数 .
(1)证明: 时,;
(2)若函数有且只有三个零点.,
①求k的取值范围;
②证明: .
【答案】(1)等价证明:
构造,
在 上单调递减; 在上单调递增
在时取最小值
成立,也成立.
(2)① ②由①知 时, ,函数在 上都取负值,
在 上单调递增且都取正值,要证明 ,只需证明,
只需证 即可.
,又
,令 ,
令 ,则 ,当且仅当时取等号,
在单调递增,
时 ,
在 单调递减,
成立
成立.
【解析】
【分析】(1)转化为证明 ,构造函数 ,利用导数求最小值即可得证;
(2)①分类讨论,结合函数的单调性、极值,利用零点存在性定理求解;②转化为证明 ,构造函数 ,利用导数证明其最小值大于0即可.
【小问1详解】
略
【小问2详解】
① ,
在上单调递减,在 上单调递增,
在处取得最小值
若 ,即 时, ,函数在 上单调,不可能有三个零点,舍去;
当 ,即 时, ,
,当 时, ,由(1)知,
所以 ,因为 ,所以 ,
故 ,即
在 上单调递增,在区间 上单调递减, 上单调递增,
,即 是函数的一个零点,
, ,且 ,
∴由零点存在性定理和函数的单调性,在 上存在唯一一个零点,
时,由(1)的结论,
当时,都有 ,且
∴由零点存在性定理和函数的单调性,在 上存在唯一一个零点,
故零点 , 时,加上 有且只有三个零点.
的取值范围是 .
②略
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高二数学
一、单选题
1. 已知集合,,则( ).
A. B. C. D.
2. 已知复数(为虚数单位),则的共轭复数为( )
A. B.
C. D.
3. 已知,则( )
A. B. C. D.
4. 已知函数,其中,且.则关于下列两个命题的判断,说法正确的是( )
①的最大值为2;
②,都有.
A. ①真命题;②真命题 B. ①真命题;②假命题
C. ①假命题;②真命题 D. ①假命题;②假命题
5. 如图,西昭高速施工队计划在一座大山中挖通一条直隧道,需要确定隧道的长度,工程测量员测得隧道两端的 两点到点的距离分别为,且,则隧道的长度为( )
A. B. C. D.
6. 已知向量的夹角为,且,,若与向量垂直的非零向量满足(其中,则( )
A. B. 1 C. 6 D.
7. 已知函数,若方程有三个不同根,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
8. 若双曲线的一个焦点到两渐近线的距离之和为,则该双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
二、多选题
9. 在锐角中,内角所对的边分别为,且,则( )
A. B.
C. D. 若 ,则
10. 已知数列为等比数列,设的前项和为,的前项积为,若,则( )
A. B. 为等比数列
C. D. 当 时,取得最小值
11. 在直四棱柱中,底面四边形 是边长为的菱形,,,则下列说法正确的是( )
A. 该直四棱柱的体积为
B. 该直四棱柱的表面积为
C. 三棱锥外接球的半径为
D. 点到平面的距离为
三、填空题
12. 若为纯虚数,则__________.
13. 数列各项均为正数,且对任意都有,其中为数列的前项和,设,若满足不等式的正整数恰好有两个,则实数的取值范围为___________.
14. 设为正整数,集合,若集合满足,且对中任意的两个元素 ,皆有成立,记满足条件的集合的个数为,则____________.
四、解答题
15. 在中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若,,且.
(1)求内角A的大小;
(2)若 ,求面积的最大值.
16. 已知椭圆的右焦点为,且过点,直线过点交椭圆于两点.
(1)求椭圆的方程;
(2)线段的垂直平分线与轴的交点为,若点为椭圆的左顶点,求 的面积.
17. 某学校学生会有7名志愿者,其中高一2人,高二3人,高三2人,现从这7人中任意选取3人参加一个冬奥会志愿活动.
(1)求选取的3个人均来自不同年级的概率;
(2)设表示选取的志愿者是高二学生的人数,求的分布列和期望.
18. 设有甲、乙两个不透明的箱子,每个箱子中装有除颜色外其他都相同的小球,其中甲箱有4个红球和3个白球,乙箱有3个红球和2个白球.从甲箱中随机摸出2个球放入乙箱,再从乙箱中随机摸出1个球.
(1)求从乙箱中摸出白球的概率;
(2)若从乙箱中摸出白球,求从甲箱中摸出2个红球的概率.
19. 已知函数 .
(1)证明: 时,;
(2)若函数有且只有三个零点.,
①求k的取值范围;
②证明: .
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