内容正文:
高三数学
注意事项:
1.答题前,务必将自己的个人信息填写在答题卡上,并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置.
2.回答选择题时,选出每小题后,用铅笔把答题卡对应题目的标号涂黑.如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他标号.回答非选择题时,将写在答题卡上.
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. 已知集合,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】求解指数不等式,再由交集运算即可求解.
【详解】由,得,
解得或,
所以或,
所以.
2. 已知复数满足,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】易知,所以.
3. 样本数据5,5,6,7,7,8,9,10的第75百分位数为( )
A. 9 B. 8.5 C. 8 D. 7.5
【答案】B
【解析】
【详解】因为样本数据个数为8,,6为整数,
所以第75百分位数为第6个数与第7个数的平均数,即.
4. 已知非零向量,满足,且,则与的夹角为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】对两边同时平方,由数量积的定义结合题意代入化简即可得出答案.
【详解】对两边同时平方,得,
整理得,即,
所以,所以与的夹角为.
5. 已知,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】由基本不等式可得,,由对数的单调性求得,即可比较的大小.
【详解】,
因为,所以,
所以,
,,
因为,所以,
综上.
6. 已知正项等比数列的前项积为,若,,则( )
A. 8 B. 16 C. 24 D. 32
【答案】D
【解析】
【分析】利用等比数列的性质求得,然后求得公比,再由通项公式求得结论.
【详解】设的公比为.,,
,,,
,,
..
7. 已知是定义域为的奇函数,若,,则( )
A. 2 B. 0 C. D. 4
【答案】C
【解析】
【分析】由是定义域为的奇函数和可得是以4为周期的周期函数,再求出,即可求出,进而求出答案.
【详解】因为是定义域为的奇函数,所以,,
因为,即,
所以,即是以4为周期的周期函数.
因为,分别令中,可得,
,所以,,
所以,
所以.
8. 设,分别是双曲线的左、右顶点,点在上且在第一象限内,直线与圆的另一个交点为,设,,若,则的离心率为( )
A. B. 2 C. D. 4
【答案】C
【解析】
【分析】由题意可得,所以,所以,再结合,代入化简即可求出,最后由代入可得出答案.
【详解】由题意知,,由在上,设,
所以,则,
,
因为直线与圆的另一个交点为,所以,
所以,所以,
且.
在中,
因为,所以,
易得,
即,
所以,
所以,
对比条件可知,故.
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. 已知函数的部分图象如图所示,则下列说法正确的是( )
A. 的最小正周期为
B. 的单调递增区间为
C. 图象的对称轴方程为
D. 的图象关于原点对称
【答案】BD
【解析】
【详解】由题图可得,得,
由,得,
因为,所以,可得.
对于A,的最小正周期为,故A错误;
对于B,令,得,
所以的单调递增区间为,故B正确;
对于C,令,得,
所以图象的对称轴方程为,故C错误;
对于D,,其图象关于原点对称,故D正确.
10. 若数列满足(为常数),则称为等比和数列,为公比和.已知是以4为公比和的等比和数列,且,,记,,则下列说法正确的是( )
A. 的各项互不相等 B. 是周期为2的周期数列
C. 的前项和为 D. 是公比和为2的等比和数列
【答案】BCD
【解析】
【分析】根据新定义确定数列的项,从而判断A,利用新定义确定数列的递推关系,通项公式从而判断B、C,结合的性质与新定义判断D.
【详解】对于A,由及,,可得,解得,与相等,故A错误;
对于B,由及,可得,即,所以,即是周期为2的周期数列,故B正确;
对于C,因为,,所以,又因为的周期为2,所以,,所以的前项和为,故C正确;
对于D,因为,所以为常数列,则,所以是公比和为2的等比和数列,故D正确.
11. 已知抛物线的焦点为,准线为,,是上两动点,过,(均与坐标原点不重合)分别作的切线,两切线交于点,则下列说法正确的是( )
A. 若,则直线恒过点
B. 若,则直线的方程为
C. 若直线过点,则点必在准线上,且
D. 若点在准线上,则的面积的最小值为8
【答案】ABC
【解析】
【分析】设,,由得,设直线的方程为,直线与抛物线联立方程组计算可判断A;求导,根据导数的几何意义计算可判断B;结合B可判断点必在准线上,由可判断,进而可判断C;结合前面的结论,由三角形面积公式计算可判断D.
【详解】设,.
对于A,若,则,即,
又,,则,
因为,均与坐标原点不重合,所以,则,
设直线的方程为,与联立,
得,则,
所以,解得,即直线恒过点,故A正确;
对于B,由,得,则,
则点处的切线方程为,
即,又,
所以,即,
同理可得点处的切线方程为,
因为两切线相交于点,所以,
可知点,均在直线上,
所以直线的方程为,故B正确;
对于C,若直线过焦点,
则,解得,因为准线的方程为,
所以点必在准线上,即,
当时,,又,
显然,即,
当时,,平行于轴,与轴重合,依然垂直,故C正确;
对于D,由前面的分析可知,“点在准线上”等价于“直线过焦点”,
设,联立,得,
,,
点到直线的距离,
,
易知,即时,,故D错误.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 某前沿科技公司正在研发一款新型“AI陪伴机器人”,该机器人共配有5个不同的传感器,需要激活至少3个传感器机器人才能正常运行,则要使机器人正常运行,共有__________种不同的激活方案.
【答案】16
【解析】
【分析】5个不同的传感器中激活3个传感器、4个传感器和5个传感器三种情况求出不同的选择方案,相加后得到答案.
【详解】因为5个不同的传感器,需要激活至少3个传感器机器人才能正常运行,
所以要使机器人正常运行,需要激活3个传感器、4个传感器和5个传感器三种情况:
种不同的激活方案.
13. 已知函数,若过点可以作曲线的3条切线,则实数的取值范围是___________.
【答案】
【解析】
【分析】先求出过点的切线方程,原题等价于有3个不同的实数根,设,求的单调性,极值,列式解不等式即可求出实数的取值范围.
【详解】设切点坐标为,由题可得,所以切线的斜率,
切线方程为,因为切线过点,
所以,即.
原题等价于上述关于的方程有3个不同的实数根,
设,则,
令,得,,
当时,,单调递增,当时,,
当时,,单调递减,
当时,,单调递增,当时,,
所以,
解得,所以的取值范围是.
14. 如图,封闭的圆台形容器(容器壁厚度忽略不计)的两个底面半径分别为3,1,母线长为4,若该容器内有一个可任意转动的正方体,则该正方体棱长的最大值为___________.
【答案】2
【解析】
【分析】根据题意可知最大的正方体是圆台内切球的内接正方体,求出内切球的半径,设正方体的棱长为,最大正方体的体对角线长为,求解即可.
【详解】由正方体可以任意转动,可知最大的正方体是圆台内切球的内接正方体,
作出圆台的轴截面,如图1,过点作,垂足为,
易得圆台的高为,假设圆台存在内切球,
则球心为圆台两底面圆心连线的中点,且球面与圆台的侧面相切,
根据求得的圆台的高可知,内切球的半径,
下面判断球面与圆台的侧面是不是相切.
如图2,连接,,作,垂足为,则,
,所以,所以,
即为直角三角形,所以,解得,
所以圆台存在内切球,且其半径为.
若放置一个可以任意转动的正方体,要求正方体棱长最大,需要正方体的中心与球心重合,且最大的正方体是圆台内切球的内接正方体,
设正方体的棱长为,由上面的分析知,
最大正方体的体对角线长为,解得.
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,,所对的边分别为,,,且,.
(1)求;
(2)求的面积的最大值.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)由正弦定理和两角和的正弦公式化简可得,再结合,即可得出答案;
(2)由余弦定理和基本不等式可得,再由三角形的面积公式即可得出的面积的最大值.
【小问1详解】
因为,
所以由正弦定理可得,
即,
由于,因此,
又因为,所以,则
因为,所以,
则,故
【小问2详解】
由余弦定理可得,
所以,
由基本不等式可得,当且仅当时等号成立,
所以,则,
则的面积,
故的面积的最大值为.
16. 某校为了解学生对食堂新推出的套餐是否满意,食堂主管部门在就餐的学生中随机调查了100人,得到如下2×2列联表:
满意
不满意
总计
男生
35
15
50
女生
20
30
50
总计
55
45
100
(1)依据小概率值的独立性检验,能否认为该校学生对该套餐满意与性别有关?
(2)该校有东、西两个食堂,若学生甲当天去了东食堂就餐,则接下来的一天去东食堂就餐的概率为;若当天没有去东食堂就餐,则接下来的一天去东食堂就餐的概率为.已知学生甲第一天去东食堂就餐的概率为,求他第三天去东食堂就餐的概率.
附:.
0.100
0.050
0.010
2.706
3.841
6.635
【答案】(1)与性别有关
(2)
【解析】
【分析】(1)由卡方的计算公式求解即可.
(2)由条件概率与全概率公式求解即可.
【小问1详解】
零假设:该校学生对该套餐满意与性别无关,
由题意得,
根据小概率值的独立性检验,不成立,
可以认为该校学生对该套餐满意与性别有关.
【小问2详解】
设“学生甲第天去东食堂就餐”,则“学生甲第天没有去东食堂就餐”,.
由题意知,,,,
,
则,
,
∴学生甲第三天去东食堂就餐的概率为.
17. 如图,在三棱柱中,平面,,且,为的中点,三棱锥的体积为.
(1)求棱的长;
(2)求平面与平面夹角的余弦值.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)由等体积法求解即可;
(2)以为坐标原点,建立如图所示的空间直角坐标系,分别求出平面与平面的法向量,利用空间向量求两平面的夹角.
【小问1详解】
因为,且,所以,
又因为为的中点,
所以,,
因为平面,且,
所以,
解得.
【小问2详解】
由(1)知,,且,,两两互相垂直,
以为坐标原点,直线,,分别为,,轴,建立如图所示的空间直角坐标系,
则,,,,,
所以,,
设平面的法向量为,
则,即,可取,
同理得平面的一个法向量为,
设平面与平面的夹角为,
则,
所以平面与平面夹角的余弦值为.
18. 已知椭圆的右焦点为,的上顶点和两焦点连线构成面积为的等边三角形,过点且与轴不重合的动直线交于,两点.
(1)求的方程.
(2)若的平分线垂直于轴,
(ⅰ)求;
(ⅱ)求的取值范围.
【答案】(1)
(2)(ⅰ)4(ⅱ)
【解析】
【分析】(1)由题意可得,解方程求出,即可求出的方程;
(2)(ⅰ)设直线的方程为,与的方程联立,得到的值,由 的平分线垂直于x轴,得:,再代入坐标,代入韦达定理可得答案;(ⅱ)设直线的方程为,与的方程联立,得到的值,表示出,结合的范围,即可得出答案.
【小问1详解】
依题意,得,解得
所以的方程是.
【小问2详解】
(ⅰ)设直线的方程为,
与的方程联立,得,消去,得,
,
设,,则,
由题知,的平分线垂直于轴等价于,且直线与有两个交点.
由,得,即,
可得,
化简得,即,
由的任意性,可得,因此的值为4.
(ⅱ)由(ⅰ)知,即,直线的方程为,
与的方程联立,得,消去,得,
,得,
则,,说明,两点在轴同侧,
所以
,
因为,所以,则,
所以,即,
所以,
故的取值范围为.
19. 已知函数,,其中,为正整数,.
(1)当时,证明:在上单调递增.
(2)设函数(为的导函数,).
(ⅰ)证明:对于固定的和,数列为递减数列;
(ⅱ)证明:对于任意的,都有.
附:;伯努利不等式:当,时,.
【答案】(1)
由题意得,
所以,
因为,,所以,当时,,
所以,又因为,所以,
故在上单调递增
(2)
(ⅰ),
要证为递减数列,只需证对于任意的,都有,
即证
因为,,分母均为正数,
所以交叉相乘整理可得,
即,
移项整理得,
由二项式定理可知,
即,
因为,,所以,
所以成立.
故原不等式成立,数列为递减数列
(ⅱ)由题目给出的公式知,
代入的表达式,得,
注意到,令,因为,,所以.
则,利用伯努利不等式可知,
得
,
所以,
因为,
所以.
【解析】
【分析】(1)求导,根据导数证明即可;
(2)(ⅰ)由题意可得,要证为递减数列,即证,化简可得,结合二项式定理即可证明;
(ⅱ)由题意可得,令,利用伯努利不等式证明即可.
【小问1详解】
略
【小问2详解】
(ⅰ)略
(ⅱ)略
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1.答题前,务必将自己的个人信息填写在答题卡上,并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置.
2.回答选择题时,选出每小题后,用铅笔把答题卡对应题目的标号涂黑.如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他标号.回答非选择题时,将写在答题卡上.
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. 已知集合,,则( )
A. B. C. D.
2. 已知复数满足,则( )
A. B. C. D.
3. 样本数据5,5,6,7,7,8,9,10的第75百分位数为( )
A. 9 B. 8.5 C. 8 D. 7.5
4. 已知非零向量,满足,且,则与的夹角为( )
A. B. C. D.
5. 已知,,,则( )
A. B. C. D.
6. 已知正项等比数列的前项积为,若,,则( )
A. 8 B. 16 C. 24 D. 32
7. 已知是定义域为的奇函数,若,,则( )
A. 2 B. 0 C. D. 4
8. 设,分别是双曲线的左、右顶点,点在上且在第一象限内,直线与圆的另一个交点为,设,,若,则的离心率为( )
A. B. 2 C. D. 4
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. 已知函数的部分图象如图所示,则下列说法正确的是( )
A. 的最小正周期为
B. 的单调递增区间为
C. 图象的对称轴方程为
D. 的图象关于原点对称
10. 若数列满足(为常数),则称为等比和数列,为公比和.已知是以4为公比和的等比和数列,且,,记,,则下列说法正确的是( )
A. 的各项互不相等 B. 是周期为2的周期数列
C. 的前项和为 D. 是公比和为2的等比和数列
11. 已知抛物线的焦点为,准线为,,是上两动点,过,(均与坐标原点不重合)分别作的切线,两切线交于点,则下列说法正确的是( )
A. 若,则直线恒过点
B. 若,则直线的方程为
C. 若直线过点,则点必在准线上,且
D. 若点在准线上,则的面积的最小值为8
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 某前沿科技公司正在研发一款新型“AI陪伴机器人”,该机器人共配有5个不同的传感器,需要激活至少3个传感器机器人才能正常运行,则要使机器人正常运行,共有__________种不同的激活方案.
13. 已知函数,若过点可以作曲线的3条切线,则实数的取值范围是___________.
14. 如图,封闭的圆台形容器(容器壁厚度忽略不计)的两个底面半径分别为3,1,母线长为4,若该容器内有一个可任意转动的正方体,则该正方体棱长的最大值为___________.
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. 在中,内角,,所对的边分别为,,,且,.
(1)求;
(2)求的面积的最大值.
16. 某校为了解学生对食堂新推出的套餐是否满意,食堂主管部门在就餐的学生中随机调查了100人,得到如下2×2列联表:
满意
不满意
总计
男生
35
15
50
女生
20
30
50
总计
55
45
100
(1)依据小概率值的独立性检验,能否认为该校学生对该套餐满意与性别有关?
(2)该校有东、西两个食堂,若学生甲当天去了东食堂就餐,则接下来的一天去东食堂就餐的概率为;若当天没有去东食堂就餐,则接下来的一天去东食堂就餐的概率为.已知学生甲第一天去东食堂就餐的概率为,求他第三天去东食堂就餐的概率.
附:.
0.100
0.050
0.010
2.706
3.841
6.635
17. 如图,在三棱柱中,平面,,且,为的中点,三棱锥的体积为.
(1)求棱的长;
(2)求平面与平面夹角的余弦值.
18. 已知椭圆的右焦点为,的上顶点和两焦点连线构成面积为的等边三角形,过点且与轴不重合的动直线交于,两点.
(1)求的方程.
(2)若的平分线垂直于轴,
(ⅰ)求;
(ⅱ)求的取值范围.
19. 已知函数,,其中,为正整数,.
(1)当时,证明:在上单调递增.
(2)设函数(为的导函数,).
(ⅰ)证明:对于固定的和,数列为递减数列;
(ⅱ)证明:对于任意的,都有.
附:;伯努利不等式:当,时,.
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