内容正文:
数学
本试卷满分150分,考试用时120分钟
注意事项:
1.答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置.
2.选择题的作答: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.写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效.
3.非选择题的作答:用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内.写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效
4.考试结束后,请将本试卷和答题卡一并上交.
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,只有一项符合题目要求.
1. 一组数据的第60百分位数为( )
A. 29 B. 30 C. 31 D. 32
【答案】C
【解析】
【详解】由题意得,则第60百分位数为.
2. 已知复数满足,则( )
A. B. C. 2 D.
【答案】D
【解析】
【详解】因为,
所以,
由共轭复数的性质得,可得,
由模长公式得.
3. 已知集合,则“”是“”的( )
A. 充分不必要条件 B. 必要不充分条件
C. 充分必要条件 D. 既不充分也不必要条件
【答案】B
【解析】
【详解】由题意知,集合,
集合,所以推不出.
所以“”是“”的必要不充分条件.
4. 已知为等差数列的前项和,若,则( )
A. 84 B. 100 C. 103 D. 128
【答案】B
【解析】
【分析】设出首项和公差,得到基本量,最后求解即可.
【详解】设首项为,公差为,由题意得,
可得,解得,
则.
5. 已知函数的图象关于直线对称,则( )
A. 2 B. 0 C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】求出函数的定义域,利用对称性的特征可得,再利用求解,最后得到即可.
【详解】函数的定义域满足,即,
由函数的图象关于直线对称,得的定义域关于对称,
则的解集只能为,故.
由,得,
故,即得
则,解得,故.
6. 若,,则等于( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】利用二倍角和两角差的余弦公式,再结合角的范围,即可求解.
【详解】依题意可知,,
即,即,
得,因为,,
所以,即.
故选:D
7. 我国东汉末数学家赵爽在《周髀算经》中利用一副“弦图”给出了勾股定理的证明,后人称其为“赵爽弦图”,它是由四个全等的直角三角形与一个小正方形拼成的一个大正方形,如图所示,在“赵爽弦图”中,若,则( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】通过图形根据向量的线性运算进行求解,用将向量表示出来.
【详解】根据图形和已知条件可得:
,
所以,所以.
故选:A.
8. 已知双曲线的左、右焦点分别为,,过的直线与C的左、右支分别交于点P、Q.若,且,则C的离心率为( )
A. 3 B. 2 C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】由向量的关系求出线段之间的关系,设,则,,再由双曲线的定义可得,,再由数量积为可得直线的垂直,分别在两个直角三角形中由余弦定理可得,的关系,可求出离心率.
【详解】,设,则,,
由双曲线的定义可得,,
因为,
在中,由余弦定理有,
即,①
在中,由余弦定理有,
即,②
由②可得,代入①可得,即.
所以C的离心率为:,
故选:A.
二、多选题(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,全部选对得6分,部分选对得部分分,有选错得0分)
9. 设函数,则( )
A. 函数在区间上单调递减
B. 函数是奇函数
C. 直线与曲线有3个公共点
D. 斜率为的直线与曲线有且仅有一个公共点
【答案】ABD
【解析】
【分析】利用导数求解单调性判断A,利用函数奇偶性的定义判断B,求出公共点来判断C,分离参数并结合导数得到,,进而判断D即可.
【详解】对于A,因为,
所以,
当时,恒成立,则在区间上单调递减,故A正确;
对于B,由题意得
,
令,则,
可得,得到函数是奇函数,故B正确;
对于C,联立方程组,解得或,
则直线与曲线的公共点为和,共2个,故C错误;
对于D,设直线方程为,联立方程组,
化简可得,若曲线和直线有且仅有一个公共点,
则有且仅有一个解,
即与有且仅有一个公共点,
而,得到在上单调递增,
当时,,当时,,
则,,得到与有且仅有一个公共点成立,故D正确.
10. 已知数列,数列满足.若在数列中去掉所有与数列中某项的值相同的项,余下的项组成数列,则( )
A.
B. 中存在连续三项成等比数列
C.
D.
【答案】ACD
【解析】
【分析】先由与的递推关系式推出的通项公式,进而得到的通项公式,然后根据与的通项公式,依次判断ABC选项,找出它们相同的项,从而可求的前10项的和可判断D选项.
【详解】因为,所以,又因为,所以,
所以数列是首项为2,公比为2的等比数列,所以,即,
所以,故A正确;
由于,,
所以数列是首项为,公差为2的等差数列,即,
假设中存在连续三项成等比数列,设为:,
则,
化简得:,即等式无解;
所以中不存在连续三项成等比数列,故B错误;
由于,所以,故C正确;
数列的项在数列中对应的位置满足:,
即,即中被去掉的项为:
,,即第一项,
,,即第三项,
,,即第七项,
,,即第十五项,
所以,故D正确.
11. 如图1,梯形中, 分别是边的中点,将沿向上翻折至,如图2,则( )
A. 在翻折过程中和可能平行
B. 到平面的距离的最大值为
C. 直线和所成角可能为
D. 若平面平面,则三棱锥的外接球的表面积是
【答案】BD
【解析】
【分析】建立空间直角坐标系,求出关键点的坐标和关键平面的法向量。利用空间位置关系的向量表示判断A,利用空间距离的向量求法判断B,利用线线角的向量求法判断C,求出球的方程,进而得到半径,再结合球的表面积公式判断D即可.
【详解】如图,作面,以为原点,建立空间直角坐标系,
对于B,由题意得,则,
可得,,,,设,
由中点坐标公式得,,
由折叠性质得,,即,,
由两点间距离公式得,
,,
联立可得,化简得,
得到的轨迹方程为,此时,
由空间坐标的定义得到平面的距离为,
将代入中,
可得,由题意得,
解得,令,
由二次函数性质得对称轴为,则,
则,得到到平面的距离的最大值为,故B正确,
对于A,由题意得,,
若和可能平行,则,
得到,解得,与题意不符,故A错误,
对于C,由题意得,,,
设直线和所成角为,则,
令,由一次函数性质得在上单调递增,
则,即,可得,
得到直线和所成角不可能为,故C错误,
对于D,由题意得面的法向量为,
且,,设面的法向量为,
可得,
令,解得,,得到,
因为平面平面,所以,
得到,解得,而,则,
而,可取(负根等效),得到,
设三棱锥的球心为,半径为,
三棱锥的外接球的方程为,
将代入方程,可得,
将代入方程,可得,
两式相减可得,解得,此时球心变为,
将代入方程,可得,
而,两式相减可得,解得,
此时球心变为,可得,
将代入方程,可得,
联立方程组,解得,,
由球的表面积公式得外接球的表面积是,故D正确.
三、填空题(本题共3小题,每小题5分,共15分)
12. 写出一个能使的展开式中含有常数项的正整数的值为__________.
【答案】(答案不唯一,即可)
【解析】
【详解】 展开式中通项为,
若展开式中含有常数项,则有解,则,
满足题意的一个正整数(答案不唯一,满足即可).
13. 已知圆与圆外切于点,且直线是圆与圆的一条公切线,则的最小值为__________.
【答案】8
【解析】
【分析】根据已知条件分析得到点与满足抛物线定义,确定与在抛物线上,且线段是抛物线的焦点弦,求出焦点弦的最小值通径即可求解.
【详解】根据题意点与满足到定点的距离等于到直线的距离,
所以与在抛物线上,,线段是抛物线的焦点弦,
又抛物线的焦点弦最小值为抛物线的通径,所以的最小值为.
14. 若曲线过点的切线恒在函数的图象的上方,则实数的取值范围是__________.
【答案】
【解析】
【分析】先求出切线方程,根据题意有恒成立,参变分离后恒成立,最后结合分离参数法求解参数范围即可.
【详解】设曲线过点的切线的切点为,
则切线的斜率,
所以,,切线方程为,
所以恒成立,
所以恒成立,
令,则
令,,令,,
则在上单调递减,在上单调递增,
则为的极小值点,
又因为时,,
所以,故.
四、解答题(本题共5小题,共77分.解答应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤)
15. 在中,角的对边分别为,且满足.
(1)求证:;
(2)设点为线段延长线上一点,若,求的面积.
【答案】(1)证明:由题意得,由正弦定理得,
由余弦定理得,整理得.
(2)6
【解析】
【分析】(1)结合题意与正弦定理得到,再利用余弦定理证明即可.
(2)利用余弦定理建立方程,进而求出,再利用勾股定理逆定理得到为直角三角形,最后结合三角形的面积公式求解即可.
【小问1详解】
略
【小问2详解】
在中,由余弦定理得,
在中,由余弦定理得,
因为与互补,所以,
即,则,
整理可得,所以,
此时,可得为直角三角形,
故的面积为.
16. 如图,在直三棱柱中,,平面平面,点分别为上的动点,且.
(1)求证:;
(2)当线段的长度最小时,求平面与平面夹角的余弦值.
【答案】(1)
如图,连接交于点,
在直三棱柱中,四边形为矩形,
因为,所以四边形为正方形,所以,
因为平面平面,平面平面,
且平面,所以平面,
因为平面,所以,
又平面平面,所以,
因为平面,所以平面,
因为平面,所以.
(2).
【解析】
【分析】(1)作出符合题意的图形,结合题意与面面垂直的性质得到,再结合线面垂直的判定得到平面,最后得到即可.
(2)建立空间直角坐标系,求出关键点的坐标和关键平面的法向量,再结合面面夹角的向量求法求解即可.
【小问1详解】
略
【小问2详解】
由(1)知,两两垂直,
如图所示,以为坐标原点,为轴建立空间直角坐标系.
则.
令,则,
于是,
则当时,取得最小值,此时,
所以,
设平面的一个法向量为,
则,即,取,得;
由(1)知平面,则为平面的一个法向量,
设平面与平面夹角为,
则,
故平面与平面夹角的余弦值为.
17. 已知函数.
(1)当时,求函数的单调区间;
(2)当时,求函数的最小值;
(3)求证:.
【答案】(1)单调递增区间为,无单调递减区间.
(2)0 (3)证明:由(2)知当时,,
即,当且仅当时取等号,
令,则,
所以,
即.
【解析】
【分析】(1)利用导数求解给定参数范围下的单调区间即可.
(2)结合题意并合理构造函数,最后结合导数求解最值即可.
(3)结合已知得到,再结合换元法证明不等式即可.
【小问1详解】
由题意得函数的定义域为,
当时,,则在单调递增,
所以函数的单调递增区间为,无单调递减区间.
【小问2详解】
当时,,
令,则,
所以即在单调递增,
又,所以当时,,当时,,
所以在单调递减,在单调递增,故.
【小问3详解】
略
18. 已知椭圆经过点为的左、右焦点,且.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)设直线与椭圆交于两点,直线过点,且交轴于点,已知.
(i)求证:平分;
(ii)若与的面积之比为3,求直线的方程.
【答案】(1)
(2)(i)证明:如图,设,
则,所以,
可得,
则,
同理,又,
所以
,
,
所以,又,
所以,即,故平分.
(ii).
【解析】
【分析】(1)结合题意先求解基本量,再求解椭圆方程即可.
(2)(i)结合题意求出关键点的坐标,再结合向量表示出,最后结合余弦函数的性质得到角相等,进而证明结论即可,(ii)结合题意得到,再联立方程组并结合韦达定理得到和,最后得到,进而求解参数,得到直线方程即可.
【小问1详解】
由题意知,则①,
因为椭圆经过点,所以②,
联立①②,解得,
故椭圆的标准方程为.
【小问2详解】
(i)略
(ii)设与相交于点,则,
即,所以,
联立,得,
则,
由韦达定理得,
不妨设,则.
联立,得,
所以,
化简得,
即,因为,所以,
所以,又,所以,
故直线的方程为,即.
19. 在概率中,等效转换是计算复杂比赛概率的重要思想.例如:两位选手进行3局2胜制比赛,每局选手获胜的概率为选手获胜的概率为,且每局比赛相互独立.那么选手在“3局2胜制”的赛制中获胜的概率,可等效为:选手在3场比赛中至少赢2场.设3场比赛中选手获胜的场数为,那么服从二项分布,从而可以利用二项分布的分布列求出选手获胜的概率.
(1)若,求选手在“5局3胜”的赛制中获胜的概率;
(2)记选手在“局胜”的赛制中获胜的概率为;在“局胜”的赛制中,选手第一场比赛获胜的条件下,最终获胜的概率为,证明:
(3)网球大满贯赛事有两个签表,上半区有名种子选手,下半区有名种子选手(且).每次抽签都等可能地随机选择一个签表,并抽出一名种子选手进入正赛,抽中后种子选手保留在签表内(不重复抽取).记上半区的所有种子选手先被抽完的概率为,证明:.
【答案】(1)
(2)
设进行局比赛,赢的局数为,
则,
在“局胜”的赛制中,A第一局胜的条件下,A获得最终胜利有两种情况:
①若第2局A输,则后续打满局比赛,至少胜局;
②若第2局A胜,则后续打满局比赛,至少胜局;
由全概率公式得
,
所以
.
(3)
不妨设有无数名种子选手,
若上半区的所有种子选手先被抽完,则当“上半区抽完名种子选手时,
下半区至多抽取了名种子选手”,
得到“总共有名种子选手,至少抽取了名上半区种子选手”.
设总共有名种子选手时,来自上半区的有名,则,
所以.
事件“”等效于在在“局胜”的赛制中,
每局获胜概率都为,最终A获胜,
由对称性可知,则,
所以,
因为,
又,所以,
所以,故.
【解析】
【分析】(1)合理分析目标事件的情况,再结合二项分布概率公式求解概率即可.
(2)合理分析题意,进而结合全概率公式证明目标等式即可.
(3)结合题意得到,进而结合组合数的性质证明即可.
【小问1详解】
设事件为“5局3胜”的赛制中,A选手获得最终胜利,
则事件等效于进行5局比赛且A至少胜3局.
记5局比赛中A获胜的局数为,由题意得,
所以.
【小问2详解】
略
【小问3详解】
略
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本试卷满分150分,考试用时120分钟
注意事项:
1.答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置.
2.选择题的作答: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.写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效.
3.非选择题的作答:用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内.写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效
4.考试结束后,请将本试卷和答题卡一并上交.
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,只有一项符合题目要求.
1. 一组数据的第60百分位数为( )
A. 29 B. 30 C. 31 D. 32
2. 已知复数满足,则( )
A. B. C. 2 D.
3. 已知集合,则“”是“”的( )
A. 充分不必要条件 B. 必要不充分条件
C. 充分必要条件 D. 既不充分也不必要条件
4. 已知为等差数列的前项和,若,则( )
A. 84 B. 100 C. 103 D. 128
5. 已知函数的图象关于直线对称,则( )
A. 2 B. 0 C. D.
6. 若,,则等于( )
A. B. C. D.
7. 我国东汉末数学家赵爽在《周髀算经》中利用一副“弦图”给出了勾股定理的证明,后人称其为“赵爽弦图”,它是由四个全等的直角三角形与一个小正方形拼成的一个大正方形,如图所示,在“赵爽弦图”中,若,则( )
A. B.
C. D.
8. 已知双曲线的左、右焦点分别为,,过的直线与C的左、右支分别交于点P、Q.若,且,则C的离心率为( )
A. 3 B. 2 C. D.
二、多选题(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,全部选对得6分,部分选对得部分分,有选错得0分)
9. 设函数,则( )
A. 函数在区间上单调递减
B. 函数是奇函数
C. 直线与曲线有3个公共点
D. 斜率为的直线与曲线有且仅有一个公共点
10. 已知数列,数列满足.若在数列中去掉所有与数列中某项的值相同的项,余下的项组成数列,则( )
A.
B. 中存在连续三项成等比数列
C.
D.
11. 如图1,梯形中, 分别是边的中点,将沿向上翻折至,如图2,则( )
A. 在翻折过程中和可能平行
B. 到平面的距离的最大值为
C. 直线和所成角可能为
D. 若平面平面,则三棱锥的外接球的表面积是
三、填空题(本题共3小题,每小题5分,共15分)
12. 写出一个能使的展开式中含有常数项的正整数的值为__________.
13. 已知圆与圆外切于点,且直线是圆与圆的一条公切线,则的最小值为__________.
14. 若曲线过点的切线恒在函数的图象的上方,则实数的取值范围是__________.
四、解答题(本题共5小题,共77分.解答应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤)
15. 在中,角的对边分别为,且满足.
(1)求证:;
(2)设点为线段延长线上一点,若,求的面积.
16. 如图,在直三棱柱中,,平面平面,点分别为上的动点,且.
(1)求证:;
(2)当线段的长度最小时,求平面与平面夹角的余弦值.
17. 已知函数.
(1)当时,求函数的单调区间;
(2)当时,求函数的最小值;
(3)求证:.
18. 已知椭圆经过点为的左、右焦点,且.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)设直线与椭圆交于两点,直线过点,且交轴于点,已知.
(i)求证:平分;
(ii)若与的面积之比为3,求直线的方程.
19. 在概率中,等效转换是计算复杂比赛概率的重要思想.例如:两位选手进行3局2胜制比赛,每局选手获胜的概率为选手获胜的概率为,且每局比赛相互独立.那么选手在“3局2胜制”的赛制中获胜的概率,可等效为:选手在3场比赛中至少赢2场.设3场比赛中选手获胜的场数为,那么服从二项分布,从而可以利用二项分布的分布列求出选手获胜的概率.
(1)若,求选手在“5局3胜”的赛制中获胜的概率;
(2)记选手在“局胜”的赛制中获胜的概率为;在“局胜”的赛制中,选手第一场比赛获胜的条件下,最终获胜的概率为,证明:
(3)网球大满贯赛事有两个签表,上半区有名种子选手,下半区有名种子选手(且).每次抽签都等可能地随机选择一个签表,并抽出一名种子选手进入正赛,抽中后种子选手保留在签表内(不重复抽取).记上半区的所有种子选手先被抽完的概率为,证明:.
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