内容正文:
高三数学
考生注意:
1.本试卷分选择题和非选择题两部分.满分150分,考试时间120分钟.
2.答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚.
3.考生作答时,请将答案答在答题卡上.选择题每小题选出答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效.
4.本卷命题范围:高考范围.
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,只有一项是符合题目要求的.
1. 已知集合,,则( )
A. B. C. D.
2. 某科研团队构建了超导量子计算原型机,为了评估其稳定性,团队记录了6次关键性能测试的保真度数据:0.9992,0.9988,0.9990,0.9987,0.9994,0.9990,则这组数据的75%分位数为( )
A. 0.9988 B. 0.9991 C. 0.9992 D. 0.9994
3. 若复数满足,则( )
A. B. 5 C. D.
4. 某AI模型对图像中目标识别的准确率与训练样本量的关系为,当识别的准确率达到时,的值约为(参考数据:)( )
A. 1152 B. 1386 C. 1560 D. 1842
5. 已知函数,若实数满足,在上至少存在3个零点,则的最小值为( )
A. 18 B. 9 C. 6 D. 3
6. 已知双曲线的左、右焦点分别为,一条渐近线为是上的两点.若四边形是面积为的平行四边形,且点在轴上的投影为的一个顶点,设的离心率为,则的值为( )
A. B.
C. D.
7. 已知函数在区间上恰有一个零点,则的取值范围为( )
A. B.
C. D.
8. 如图,已知在正四棱台中,,,为的中点,,分别为直线,上的点,若,,三点共线,则线段的长为( )
A. 12 B. 9 C. D. 8
二、选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的选项中,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,有选错的得0分.
9. 已知抛物线的焦点为,准线为,点在上,则( )
A. B. 的方程为
C. 原点到直线的距离为 D.
10. 将个半径为1的小球放入棱长为的正方体形的容器内(容器壁厚忽略不计),则( )
A. 当时,球心一定为正方体的中心
B. 当时,正方体的一个顶点到球心距离的最大值为
C. 当时,的最小值为
D. 当时,4个球两两相切地粘在一起的组合体可在正方体内任意滚动,则的最小值为
11. 用表示不超过的最大整数,则( )
A.
B. 是的充分不必要条件
C. 函数的值域为
D. 方程的解集为
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 在平面直角坐标系中,若点共线,则___________.
13. 已知,则___________.
14. 已知数列满足,,记的前项和为,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. 在中,内角的对边分别为,且.
(1)求;
(2)若,,成等比数列,且,,成等差数列,求的值.
16. 如图,在三棱柱中,平面,侧面是菱形,且,点为的中点.
(1)证明:平面;
(2)若,求平面与平面夹角的余弦值.
17. 已知函数的图象在处的切线过点.
(1)求;
(2)若,求实数的取值范围.
18. 某生物科技公司研发了一种新型基因编辑技术,用于治疗遗传性疾病,实验数据显示使用第一代技术时单次编辑基因的成功率为,失败率为;使用第二代技术时单次编辑基因的成功率为,失败率为,使用第一代技术与第二代技术编辑的结果相互独立.
(1)求使用第一代技术与第二代技术各编辑基因1次,至少成功1次的概率;
(2)若该团队采用以下编辑策略:首先使用第一代技术进行最多3次基因编辑,若在此过程中累计成功2次,则整个实验结束;若完成3次编辑后累计成功次数仍少于2次,则再使用第二代技术进行2次编辑,随后实验结束,求整个实验过程中基因编辑成功次数的分布列与期望;
(3)在实际实验中,研究团队可以在任意一次基因编辑中使用第一代或第二代技术,且每次只能使用其中某一代技术.已知每次使用第一代技术的成本为1000元,每次使用第二代技术的成本为2000元,编辑一次成功的收益为5000元,编辑一次失败的收益为0元.若某次实验需要进行2次基因编辑,每次基因编辑的结果相互独立,从净收益的数学期望角度分析,第一代技术应选择使用几次?
19. 已知椭圆仅经过点,中的两个.
(1)求的方程;
(2)若直线与交于点,,点为点关于轴的对称点,证明:直线过定点;
(3)若直线与交于点,线段的中点为为原点,当的面积最大时,是否存在两定点,使得为定值?若存在,求出该定值;若不存在,请说明理由.
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高三数学
考生注意:
1.本试卷分选择题和非选择题两部分.满分150分,考试时间120分钟.
2.答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚.
3.考生作答时,请将答案答在答题卡上.选择题每小题选出答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效.
4.本卷命题范围:高考范围.
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,只有一项是符合题目要求的.
1. 已知集合,,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】由,所以,
则.
2. 某科研团队构建了超导量子计算原型机,为了评估其稳定性,团队记录了6次关键性能测试的保真度数据:0.9992,0.9988,0.9990,0.9987,0.9994,0.9990,则这组数据的75%分位数为( )
A. 0.9988 B. 0.9991 C. 0.9992 D. 0.9994
【答案】C
【解析】
【分析】将数据从小到大排列,再根据百分位数计算规则计算可得.
【详解】先将这组数据从小到大排序,0.9987,0.9988,0.9990,0.9990,0.9992,0.9994,
由,则这组数据的75%分位数为0.9992.
3. 若复数满足,则( )
A. B. 5 C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】设,根据共轭复数的定义及复数的加减法求出,再根据复数模的计算公式即可求解.
【详解】设,
由题得,,
所以.
4. 某AI模型对图像中目标识别的准确率与训练样本量的关系为,当识别的准确率达到时,的值约为(参考数据:)( )
A. 1152 B. 1386 C. 1560 D. 1842
【答案】A
【解析】
【详解】由,得,两边取自然对数得,
所以.
5. 已知函数,若实数满足,在上至少存在3个零点,则的最小值为( )
A. 18 B. 9 C. 6 D. 3
【答案】B
【解析】
【分析】根据题意,结合函数的值域,可证为函数的对称轴,再由在上至少存在3个零点,可得,解出,结合求解即可.
【详解】解:函数,则,
又,所以为函数的对称轴,
又在上至少存在3个零点,且,
所以,解得,
又,所以,解得,则的最小值为.
6. 已知双曲线的左、右焦点分别为,一条渐近线为是上的两点.若四边形是面积为的平行四边形,且点在轴上的投影为的一个顶点,设的离心率为,则的值为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】先确定点坐标,再计算平行四边形面积整理得到离心率的关系式求解即可.
【详解】如图
由题可知左右焦点,满足,离心率,
渐近线方程为.
因为在轴上的投影是双曲线的顶点,所以的横坐标为,
代入渐近线方程得,即.
四边形是平行四边形,对角线交于原点(中点为原点),
可得平行四边形面积(底,高为点纵坐标绝对值),因此,
两边平方得,代入得,
两边同除以,令,
得,取正根,
即.
7. 已知函数在区间上恰有一个零点,则的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】令可得,换元令,原题意等价于在内恰有一个零点,分和两种情况,利用单调性判断在内的单调性,结合单调性分析零点即可.
【详解】令,可得,
因为,记,,
原题意等价于在内恰有一个零点,
因为,
①当时,则,可知在单调递减,
又,所以在区间上无零点,不合题意;
②当时,令,解得;令,解得;
可知在内单调递减,在内单调递增,
则,当趋近于时,趋近于,
所以,解得,又,所以;
综上所述:的取值范围为.
8. 如图,已知在正四棱台中,,,为的中点,,分别为直线,上的点,若,,三点共线,则线段的长为( )
A. 12 B. 9 C. D. 8
【答案】D
【解析】
【分析】法1:取的中点,结合面面平行性质定理得出,得出边长结合余弦定理计算求解;法2:建立空间直角坐标系,应用,,三点共线,得出,再应用向量的减法计算得出坐标进而得出模长即可.
【详解】法1:取的中点,连接,,,
延长与的延长线交于点,连接并延长交直线于,
得,,,
所以,
因为平面平面,且平面平面,平面平面,
所以,又,所以,所以,所以,
在中,由余弦定理,得,
所以.
法2:连接,,,,记,,连接,
得,,,得,,两两垂直,
以为原点,直线,,分别为轴,轴,轴建立如图所示的空间直角坐标系,
连接,,
则,,,,,
则,,
,,
设,,
所以,
.
因为,,三点共线,所以,所以存在,使得,
即,
解得,
所以,,
所以,
所以.
二、选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的选项中,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,有选错的得0分.
9. 已知抛物线的焦点为,准线为,点在上,则( )
A. B. 的方程为
C. 原点到直线的距离为 D.
【答案】AC
【解析】
【详解】把点代入抛物线方程得: ,
即,得,A正确.
由 时,抛物线为,因此准线的方程为,B错误.
时,焦点坐标为,
由,可得直线的斜率,
直线方程整理为,
原点到直线的距离,C正确,
由抛物线定义:抛物线上的点到焦点的距离等于到准线的距离,
到准线的距离为,即,D错误.
10. 将个半径为1的小球放入棱长为的正方体形的容器内(容器壁厚忽略不计),则( )
A. 当时,球心一定为正方体的中心
B. 当时,正方体的一个顶点到球心距离的最大值为
C. 当时,的最小值为
D. 当时,4个球两两相切地粘在一起的组合体可在正方体内任意滚动,则的最小值为
【答案】ACD
【解析】
【分析】A,B,C选项通过分析球心活动的区域即可判断正误,D选项通过求出组合体的外接球即可得到正方体棱长的最小值.
【详解】记该棱长为的正方体为,
对于放入内的半径为的小球,其球心必须与各个面的距离至少为,
球心可活动的区域是一个边长为的小正方体(其中心即为中心),记为.
对于A,当时,的边长为,球心即为的中心,A正确;
对于B,当时,的边长为,
以的一个顶点为原点,以从该点出发的三条棱为坐标轴,
则可表示为,
可表示为,
可知点与上的的距离最大,为,B错误;
对于C,当时,两个半径为的小球不能重叠,则两球心之间的距离至少为,
而这两个球心都在内,所以内的最大距离(即体对角线的长度)至少为,
即,得,C正确;
对于D,当时,个小球构成的组合体能在内任意滚动,
则该组合体的外接球能完全放在内,即组合体的外接球直径,
个小球两两相切,可知个球心构成了一个棱长为的正四面体,
将其置于棱长为的正方体内,可得该四面体的外接球半径,
再加上小球自身的半径,可得组合体的外接球直径为,
所以的最小值为,D正确.
【点睛】几何体在另一个几何体内能够任意滚动,通常等价于的外接球能够完全容纳于内.
11. 用表示不超过的最大整数,则( )
A.
B. 是的充分不必要条件
C. 函数的值域为
D. 方程的解集为
【答案】BCD
【解析】
【分析】根据函数的新定义逐项分析即可.
【详解】对于A,当不是整数时,如,则有,不满足,故A错误;
对于B,若,则有,区间长度小于,因此,因此充分性成立,
若,不妨令,此时有,但,,因此必要性不成立,
即是的充分不必要条件,故B正确;
对于C,由于,,不妨设,由于,从而,
因此函数变为,
当时,,此时,,,
当时,,
当时,,此时,,,
因此,函数的值域为,故C正确.
对于D,方程可变为,根据取整函数的性质有,
代入得,即,解得,
又因为必须是整数,不妨设,则,同时,
因为,因此的可能取值为,
当时,,当时,,舍去,当时,,符合条件;
当时,,当时,,符合条件,当时,,舍去;
当时,,当时,,符合条件,当时,,舍去;
因此方程的解集为,故D正确.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 在平面直角坐标系中,若点共线,则___________.
【答案】
【解析】
【分析】根据三点共线可知,再列方程组求出,结合向量数量积的坐标表示即可求解.
【详解】解:若点共线,
则,使得,
即,
,解得,
,又,
.
13. 已知,则___________.
【答案】2675
【解析】
【分析】由组合数的性质得出,再根据二项式定理得出二项式通项,分别求得即可求解.
【详解】由得,,
,展开式通项为,
令得,,
令,则,
所以,
令,则,
所以,
所以.
14. 已知数列满足,,记的前项和为,则________.
【答案】1520
【解析】
【详解】由,得,
所以,
所以的值均为1,又,
所以,
所以,当为偶数时,,
所以
.
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. 在中,内角的对边分别为,且.
(1)求;
(2)若,,成等比数列,且,,成等差数列,求的值.
【答案】(1);
(2).
【解析】
【分析】(1)利用正弦定理将边化为角,代入三角形内角和关系化简,得到关于角的方程即可解答;
(2)由等比和等差数列条件列出方程组,结合余弦定理消去 ,得到关于 的方程即可解答.
【小问1详解】
因为,由正弦定理可得,
因为,所以,
所以,化简得,
因为,所以,所以,因为,所以;
【小问2详解】
因为,,成等比数列,且,,成等差数列,,
所以,所以,即,
根据余弦定理,,所以,
所以,因为,所以,因为,所以,所以.
16. 如图,在三棱柱中,平面,侧面是菱形,且,点为的中点.
(1)证明:平面;
(2)若,求平面与平面夹角的余弦值.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【解析】
【分析】(1)证明、,利用线面垂直的判定定理即可得证;
(2)以点为原点建系,求出两个平面的法向量,利用空间向量的夹角公式计算即得.
【小问1详解】
因为侧面是菱形,,所以为等边三角形,
因为点为的中点,所以,
因为平面,平面,所以,
因为平面,所以平面;
【小问2详解】
因为平面,平面,所以,
以为原点,所在直线为轴,平行于的直线为轴建立空间直角坐标系,
因为,,所以,
则,
则,
分别设平面与平面的法向量为,
则,,
令,则,
则,
故平面与平面夹角的余弦值为.
17. 已知函数的图象在处的切线过点.
(1)求;
(2)若,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)利用函数导数求函数在某点处切线方程,切线过其它点建立方程求解即可.
(2)根据题意将不等式问题等价出恒成立问题,构造新函数,结合函数导数与函数单调性求最值(极值)对参数进行分类讨论即可求解.
【小问1详解】
由,
所以函数在处的切点为:,
又,
所以,
所以函数在点处的切线方程为:,
将点代入切线方程中得:,解得:.
【小问2详解】
由(1)得:,
所以对恒成立,
即在上恒成立,
即在上恒成立,
令,因为,所以,且,
将代入中化简得:
在上恒成立,
令,
由,
令,
则,因为,所以,
即在上单调递减,
所以,
当时,,
所以在上单调递减,
所以,满足题意,
当时,存在使得,且时,,
此时在上单调递增,所以,不满足题意.
综上实数的取值范围为
18. 某生物科技公司研发了一种新型基因编辑技术,用于治疗遗传性疾病,实验数据显示使用第一代技术时单次编辑基因的成功率为,失败率为;使用第二代技术时单次编辑基因的成功率为,失败率为,使用第一代技术与第二代技术编辑的结果相互独立.
(1)求使用第一代技术与第二代技术各编辑基因1次,至少成功1次的概率;
(2)若该团队采用以下编辑策略:首先使用第一代技术进行最多3次基因编辑,若在此过程中累计成功2次,则整个实验结束;若完成3次编辑后累计成功次数仍少于2次,则再使用第二代技术进行2次编辑,随后实验结束,求整个实验过程中基因编辑成功次数的分布列与期望;
(3)在实际实验中,研究团队可以在任意一次基因编辑中使用第一代或第二代技术,且每次只能使用其中某一代技术.已知每次使用第一代技术的成本为1000元,每次使用第二代技术的成本为2000元,编辑一次成功的收益为5000元,编辑一次失败的收益为0元.若某次实验需要进行2次基因编辑,每次基因编辑的结果相互独立,从净收益的数学期望角度分析,第一代技术应选择使用几次?
【答案】(1)
(2)
0
1
2
3
(3)2次
【解析】
【分析】(1)利用对立事件,计算两次均失败的概率,再用1减去即得至少一次成功的概率;
(2)根据实验流程分类讨论所有可能成功次数,分别计算每种情况的概率,得到分布列后求期望;
(3)设使用第一代技术的次数为,写出总成本与期望成功次数的表达式,再求净收益期望关于的线性函数,由单调性确定最优解.
【小问1详解】
设使用第一代技术编辑成功为事件,使用第二代技术编辑成功为事件,两次编辑至少成功一次为事件,则,
所以,
所以使用第一代技术与第二代技术各编辑基因1次,至少成功1次的概率为;
【小问2详解】
根据题意,随机变量的可能取值为,
即所有实验均失败,所以;
包含第一阶段恰好成功1次且第二阶段均失败和第一阶段均失败且第二阶段恰好成功1次,
所以;
分为三种互斥情况:
①第一阶段成功2次,实验停止,概率为;
②第一阶段成功0次,第二阶段成功2次,概率为 ;
③第一阶段成功1次,第二阶段成功1次,概率为;
所以;
包含第一阶段恰好成功1次且第二阶段2次均成功,
所以,
所以整个实验过程中基因编辑成功次数的分布列为
0
1
2
3
所以;
【小问3详解】
设2次编辑中使用第一代技术的次数为,所以可能的取值为,
所以使用第二代次数为,
设总成本为,所以,
总成功次数期望,
设净收益为,
所以,
函数值随增大而增大,所以时净收益最大,即两次均使用第一代技术.
19. 已知椭圆仅经过点,中的两个.
(1)求的方程;
(2)若直线与交于点,,点为点关于轴的对称点,证明:直线过定点;
(3)若直线与交于点,线段的中点为为原点,当的面积最大时,是否存在两定点,使得为定值?若存在,求出该定值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)证明见解析 (3)存在两定点,使得为定值
【解析】
【分析】(1)根据椭圆的对称性及判断出椭圆过点,代入即可求解椭圆方程;
(2)联立方程组,根据韦达定理及直线点斜式方程即可证明;
(3)先求出点的轨迹方程,结合椭圆的定义,即可求得为定值.
【小问1详解】
若在椭圆上,根据椭圆的对称性知,也在椭圆上,与已知矛盾,
所以椭圆不过三点;
又,,所以椭圆不过,
则椭圆过,,
所以,
所以椭圆方程为.
【小问2详解】
设,由题可知,,,
联立得,,
,
则,
则直线方程为,
令得,
,
所以直线恒过点.
【小问3详解】
联立直线与椭圆方程得,
,即,
设,则,
故
,
当时,取得最大值,最大值为,
此时,满足,
因为,所以,
故,,故,
令,两式相除得,故,
将其代入得,
结合得,
化简得,
因为,所以,则,
故当取得最大值时,点的轨迹方程为椭圆,
两焦点坐标为,
由椭圆的定义可知,存在两定点,分别为或,
使为定值.
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