内容正文:
铁人中学2024级高二下学期月考考试
数学试题
试题说明:
1、本试题满分150分,答题时间120分钟.
2、请将答案填写在答题卡上,考试结束后只交答题卡.
第Ⅰ卷 选择题部分
一、单项选择题(本大题包括8小题,每小题5分,共40分,每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的,请将正确选项填涂在答题卡上)
1. 在的展开式中,项的系数为( )
A. 1 B. 10 C. 40 D. 80
【答案】D
【解析】
【分析】利用通项求解可得.
【详解】通项公式为,
当时,,
所以项的系数为80.
故选:D
2. 已知某班级中,喜欢文学阅读的学生占75%,喜欢文学阅读而且喜欢科普阅读的学生占30%.若从这个班级的学生中任意抽取一人、则在抽到的学生喜欢文学阅读的条件下,该学生也喜欢科普阅读的概率为( )
A. 22.5% B. 30% C. 40% D. 45%
【答案】C
【解析】
【详解】设事件“抽到的学生喜欢文学阅读”,事件“抽到的学生喜欢科普阅读”,
由题意,,
.
3. 函数的单调递减区间是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】求出导函数,令,即可得解.
【详解】由函数,可得,
令,可得,所以函数的单调递减区间是.
故选:C.
4. 以正方体的顶点为顶点的三棱锥的个数是( )
A. 70 B. 58 C. 64 D. 62
【答案】B
【解析】
【分析】从8个顶点中选4个,再减去四点共面的情况种数即可得.
【详解】首先从8个顶点中选4个,共有种结果,
在这些结果中,有四点共面的情况,此时不能组成三棱锥,
6个表面有6个四点共面,6个对角面有6个四点共面,
故满足条件的结果有,
即以正方体的顶点为顶点的三棱锥的个数是.
5. 若是定义在区间上的函数,其图象如图所示,设的导函数为,则的解集为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】根据图象,直接写出的单调区间,进而得出在区间上的符号,即可求解.
【详解】由图知函数的减区间为,,增区间为,
和分别是的极小值点和极大值点,
所以当时,,当时,,
当和时,,
又由图知时,,时,,
又等价于,所以的解集为.
6. 已知函数在处有极大值,则( )
A. B. C. 2 D. 6
【答案】A
【解析】
【分析】由求得或.并验证即可.
【详解】因为,所以.
因为在处有极大值,
所以,解得或.
当时,,解,得或,
当,,当,,
所以在上单调递减,在上单调递增,
在处有极小值,不符合题意;
当时,,解,得或,
当,,当,,
所以在上单调递增,在上单调递减,在处有极大值,
符合题意.故,
故选:A.
7. 已知函数.若存在,使得成立,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】构造函数,则存在,使得成立,再利用分离参数法求解即可.
【详解】由成立,可得,
设,
则存在,使得成立,
即,
又,
当且仅当,即时取等号,所以,
所以实数a的取值范围是.
故选:C.
8. 设,,,则a,b,c之间的大小关系为( )
A. c<b<a B. c<a<b C. b<c<a D. a<c<b
【答案】A
【解析】
【分析】构造函数,,借助函数的单调性分别得出c<b与a>b,从而得出答案.
【详解】构造函数, x>-1,则,
当-1<x<0时,,单调递增,当x>0时,,单调递减,
∴,∴(当x=0时等号成立),
∴,则c<b,
构造函数,0<x<1,则,
令,0<x<1,∴,单调递增,
∴,∴,单调递增,
从而,∴,即,则a>b.
∴c<b<a.
故选:A.
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,且展开式中所有的二项式系数和为,则( )
A. B.
C. D.
【答案】BCD
【解析】
【分析】根据二项式系数和的性质求出的值,再通过对已知等式进行赋值,结合二项式展开式的性质求解各项系数的值.
【详解】对于A,因为所有的二项式系数和为,则,
所以,故A错误;
对于B,令,则,
即,故B正确,
对于C,令,则,
即,其中,
则,故C正确,
对于D,,,
即,其中,
则,故D正确.
10. 为弘扬我国古代的“六艺文化”,某国学班计划开设“礼”、“乐”、“射”、“御”、“书”、“数”六门课程,每天开设一门,连续开设6天,则( )
A. 课程“御”、“书”、“数”互不相邻的不同排法共有24种
B. 课程“射”必须排在“御”前面的不同排法共有360种
C. 课程“数”不排在第一天,“礼”不排在最后一天的不同排法共有504种
D. 课程“御”和“书”不相邻且课程“数”和“书”不相邻的不同排法共有288种
【答案】BCD
【解析】
【详解】已知某国学班计划开设“礼”、“乐”、“射”、“御”、“书”、“数”六门课程,每天开设一门,连续开设6天,
A:课程“御”、“书”、“数”互不相邻,
则可先排“礼、乐、射”,有3!种排法,产生4个空位;
将“御、书、数”插入空位且互不相邻,需从4个空位选3个排列,即.
排法数为,A错误.
B:“射”与“御”的相对位置有2种(“射”前或“御”前),且两种情况排法数相等.
总排法数为,B正确.
C:用间接法:总排法,减去“数”在第一天的,
“礼”在最后一天的,加回重复减去的“数在第一天且礼在最后一天”的.
排法数为,C正确.
D:课程“书”在第1天或最后一天,有2种排法,
再排“御、数”两门课程,即,
最后排“礼、乐、射”,即,
课程“书”不在第1天或最后天,有4种排法,
再排“御、数”两门课程,即,
最后排“礼、乐、射”,即,
排法数为:,D正确.
11. 定义:设是的导函数,是函数的导函数,若方程有实数解,则称点为函数的“拐点”.经过探究发现:任何一个三次函数都有“拐点”且“拐点”就是三次函数图象的对称中心.已知函数,则下列说法中正确的有( )
A. 的对称中心为
B. 若关于x的方程有三解,则
C. 若在上有极小值,则
D. 若在上的最大值、最小值分别为,则
【答案】AB
【解析】
【分析】利用“拐点”定义可判定A,利用导数研究的单调性、极值结合函数的图象、对称性、取特殊区间一一判定B、C、D选项即可.
【详解】对于A,易知,,令,而,
由“拐点”定义可知的对称中心为,故A正确;
令,此时单调递减,
令或,此时单调递增,
则,即的极大值为3,极小值为,
所以关于x的方程有三解,即两函数有三个交点,
则,故B正确;
易知若在上有极小值,则,故C错误;
由上可知,若在上的最大值、最小值分别为,
取,符合题意,又,
结合图象可知,符合在上的最大值、最小值分别为,
此时,故D错误.
第Ⅱ卷 非选择题部分
三、填空题(本题包括3小题,每小题5分,共15分,把正确答案填在答题卡中横线上)
12. 现有甲、乙等5人需在五一假期值班3天,每天至少有1人值班,且每人只值班1天.若要求甲、乙在同一天值班,则不同的安排方案有______种.(用数字作答)
【答案】
【解析】
【分析】将甲乙捆绑在一起,与剩下的3个人一起分组,即可求解.
【详解】因为甲、乙在同一天值班,所以甲乙捆绑在一起,与剩下的三人分组分配到三天,分为1,1,2,则有.
13. 三个罐子分别编号为1,2,3,其中1号罐中装有2个红球和1个黑球,2号罐中装有3个红球和1个黑球,3号罐中装有2个红球和2个黑球,若某人从中随机取一罐,再从中任意取出一球,求取得红球的概率_______.
【答案】
【解析】
【详解】记{球取自号罐},{取得红球},
显然的发生总是伴随着之一同时发生,
即,且两两互斥,
,
由全概率公式可得,
14. 已知对于,都有,则的最大值为___________.
【答案】
【解析】
【分析】由可转化为,设,则,结合函数单调性可知,分离参数,构造新函数,根据导数判断单调性可得最值,即可得解.
【详解】解:因为,此时,即,
令,设,函数定义域为,
可得,因为函数在上单调递增,又,所以,
即,整理得,
设,函数定义域为,
可得,
当时,,单调递减;
当时,单调递增,
所以当时,取极小值也是最小值,最小值,
即,则的最大值为.
四、解答题(本题共6小题,共77分,解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤)
15. 在的展开式中,
(1)求二项式系数最大的项;
(2)若第项是有理项,求的取值集合;
(3)系数最大的项是第几项.
【答案】(1)
(2);
(3)第6项和第7项
【解析】
【分析】(1)由二项式系数的性质,代入计算,即可得到结果;
(2)由二项式展开式的通项公式代入计算,即可求解;
(3)根据题意,由项的系数列出不等式,代入计算,即可求解.
【小问1详解】
,
二项式系数最大的项为中间项,即第5项,
所以.
【小问2详解】
,
当为整数时为有理项,
即,
则的取值集合为;
【小问3详解】
设第项的系数最大,
则,
所以,解得,
故系数最大的项为第6项和第7项.
16. 已知函数.
(1)若是函数的极值点,求在处的切线方程.
(2)若,求在区间上最大值.
【答案】(1)
(2)
当时,;
当时,
【解析】
【分析】(1)根据函数的导数在极值点出的函数值为零,求得的值,继而可求得点的坐标,及切线的斜率,即可求得切线方程;
(2)根据函数的单调性,分类讨论比较和的大小,即可求得.
【小问1详解】
,
又是函数的极值点,
∴,即
∴,
∴,
在处的切线方程为,即,
所以在处的切线方程是
【小问2详解】
,令,得,
∴在单调递减,在单调递增
而,
①当,即时,
②当,即时,
综上,当时,;
当时,
17. 某工厂生产一种零件,该零件的质量分为三个等级:一等品、二等品和次品.根据历史数据,该工厂生产一等品、二等品和次品的概率分别为0.7,0.2和0.1.现对一批刚生产出来的零件进行质量检测,检测方式分为两种:自动检测和人工抽检,自动检测能将一等品全部正确识别,但有5%的概率将二等品误判为次品,有15%的概率将二等品误判为一等品,也有10%的概率将次品误判为二等品.
(1)求自动检测判断零件为次品的概率.
(2)求在自动检测下,一个被判断为次品的零件实际上就是次品的概率.
(3)假设零件先经过自动检测,若判断为一等品,则进行人工抽检;若判断为二等品或次品,则直接淘汰.求人工抽检一个零件,该零件恰好是一等品的概率.
【答案】(1)
(2)0.9 (3)
【解析】
【分析】(1)利用全概率公式计算可得.
(2)先由互斥事件和的概率与条件概率计算,再由条件概率计算即可;
(3)根据条件概率公式求解即可.
【小问1详解】
设事件表示“零件是次品”,表示“自动检测判断零件为次品”,
事件分别表示零件是一等品、二等品,
则.
【小问2详解】
由(1)知,则.
所以在自动检测下,一个被判断为次品的零件实际上就是次品的概率为
【小问3详解】
设事件表示“零件需要进行人工抽检”,表示“人工抽检的零件为一等品”,
则,,
所以人工抽检一个零件,该零件恰好是一等品的概率为
.
18. 已知函数.
(1)讨论的单调性;
(2)若有两个不同的零点,,求的取值范围.
【答案】(1)答案见解析
(2)
【解析】
【分析】(1)求导,分类讨论,结合导数符号可判断单调性.
(2)化简函数解析式,分离参数,研究函数性质,结合公共点的个数可得答案.
【小问1详解】
函数的定义域为,,
当时,由,得或,由,解得,
函数在上单调递增,在上单调递减;
当时,,在上单调递增,
当时,由,得或,由,得,
函数在上单调递增,在上单调递减;
当时,由,得,由,得,
函数在上单调递增,在上单调递减,
综上所述;当时,函数在上分别单调递增,在上单调递减;
当时,函数在上单调递增;
当时,函数在上分别单调递增,在上单调递减;
当时,函数在上单调递增,在上单调递减.
【小问2详解】
依题意,,
由,得,记,求导得,
当时,,当时,,
函数在上单调递增,在上单调递减,且,当时恒成立,
因此要使有两个零点,即直线与函数的图象有两个交点,
必有,即,
所以的取值范围是.
19. 定义“下凸函数”:在区间上,对任意,均有,当且仅当时,等号成立.若函数在区间上存在二阶可导函数,则为区间上的“下凸函数”的充要条件是(为的导函数).
(1)若是上的“下凸函数”,求实数的取值范围;
(2)证明:函数在上为“下凸函数”;
(3)已知正实数满足,求的最小值(用含的代数式表示).
【答案】(1)
(2)证明见解析 (3)
【解析】
【分析】(1)根据下凸函数的定义,对任意的恒成立,分离参数后,构造函数,将问题转化为恒成立问题,求构造函数的最值即可;
(2)根据下凸函数的定义,只需证明即可,根据函数的单调性可证;
(3)令,则,考虑函数,易证,根据下凸函数的定义可知,化简即可得所求最小值.
【小问1详解】
由,可得,则.
因为是上的“下凸函数”,
所以对任意的恒成立,
即恒成立,所以在上恒成立.
令,则函数在上单调递减,
所以,
所以,即实数的取值范围为.
【小问2详解】
由,可得,.
令,
当时,,所以在上单调递增,
所以,即,
根据“下凸函数”的充要条件可知,函数在上为“下凸函数”.
【小问3详解】
令,
则,即是增函数,所以.
又,
考虑函数,求导得,
则.
当时,,则,
故在上为“下凸函数”,
所以,
即,
即,
所以,
当且仅当时,等号成立,
因此的最小值为.
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数学试题
试题说明:
1、本试题满分150分,答题时间120分钟.
2、请将答案填写在答题卡上,考试结束后只交答题卡.
第Ⅰ卷 选择题部分
一、单项选择题(本大题包括8小题,每小题5分,共40分,每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的,请将正确选项填涂在答题卡上)
1. 在的展开式中,项的系数为( )
A. 1 B. 10 C. 40 D. 80
2. 已知某班级中,喜欢文学阅读的学生占75%,喜欢文学阅读而且喜欢科普阅读的学生占30%.若从这个班级的学生中任意抽取一人、则在抽到的学生喜欢文学阅读的条件下,该学生也喜欢科普阅读的概率为( )
A. 22.5% B. 30% C. 40% D. 45%
3. 函数的单调递减区间是( )
A. B.
C. D.
4. 以正方体的顶点为顶点的三棱锥的个数是( )
A. 70 B. 58 C. 64 D. 62
5. 若是定义在区间上的函数,其图象如图所示,设的导函数为,则的解集为( )
A. B.
C. D.
6. 已知函数在处有极大值,则( )
A. B. C. 2 D. 6
7. 已知函数.若存在,使得成立,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
8. 设,,,则a,b,c之间的大小关系为( )
A. c<b<a B. c<a<b C. b<c<a D. a<c<b
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,且展开式中所有的二项式系数和为,则( )
A. B.
C. D.
10. 为弘扬我国古代的“六艺文化”,某国学班计划开设“礼”、“乐”、“射”、“御”、“书”、“数”六门课程,每天开设一门,连续开设6天,则( )
A. 课程“御”、“书”、“数”互不相邻的不同排法共有24种
B. 课程“射”必须排在“御”前面的不同排法共有360种
C. 课程“数”不排在第一天,“礼”不排在最后一天的不同排法共有504种
D. 课程“御”和“书”不相邻且课程“数”和“书”不相邻的不同排法共有288种
11. 定义:设是的导函数,是函数的导函数,若方程有实数解,则称点为函数的“拐点”.经过探究发现:任何一个三次函数都有“拐点”且“拐点”就是三次函数图象的对称中心.已知函数,则下列说法中正确的有( )
A. 的对称中心为
B. 若关于x的方程有三解,则
C. 若在上有极小值,则
D. 若在上的最大值、最小值分别为,则
第Ⅱ卷 非选择题部分
三、填空题(本题包括3小题,每小题5分,共15分,把正确答案填在答题卡中横线上)
12. 现有甲、乙等5人需在五一假期值班3天,每天至少有1人值班,且每人只值班1天.若要求甲、乙在同一天值班,则不同的安排方案有______种.(用数字作答)
13. 三个罐子分别编号为1,2,3,其中1号罐中装有2个红球和1个黑球,2号罐中装有3个红球和1个黑球,3号罐中装有2个红球和2个黑球,若某人从中随机取一罐,再从中任意取出一球,求取得红球的概率_______.
14. 已知对于,都有,则的最大值为___________.
四、解答题(本题共6小题,共77分,解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤)
15. 在的展开式中,
(1)求二项式系数最大的项;
(2)若第项是有理项,求的取值集合;
(3)系数最大的项是第几项.
16. 已知函数.
(1)若是函数的极值点,求在处的切线方程.
(2)若,求在区间上最大值.
17. 某工厂生产一种零件,该零件的质量分为三个等级:一等品、二等品和次品.根据历史数据,该工厂生产一等品、二等品和次品的概率分别为0.7,0.2和0.1.现对一批刚生产出来的零件进行质量检测,检测方式分为两种:自动检测和人工抽检,自动检测能将一等品全部正确识别,但有5%的概率将二等品误判为次品,有15%的概率将二等品误判为一等品,也有10%的概率将次品误判为二等品.
(1)求自动检测判断零件为次品的概率.
(2)求在自动检测下,一个被判断为次品的零件实际上就是次品的概率.
(3)假设零件先经过自动检测,若判断为一等品,则进行人工抽检;若判断为二等品或次品,则直接淘汰.求人工抽检一个零件,该零件恰好是一等品的概率.
18. 已知函数.
(1)讨论的单调性;
(2)若有两个不同的零点,,求的取值范围.
19. 定义“下凸函数”:在区间上,对任意,均有,当且仅当时,等号成立.若函数在区间上存在二阶可导函数,则为区间上的“下凸函数”的充要条件是(为的导函数).
(1)若是上的“下凸函数”,求实数的取值范围;
(2)证明:函数在上为“下凸函数”;
(3)已知正实数满足,求的最小值(用含的代数式表示).
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