内容正文:
数学试题
本试卷共19题,满分150分.考试用时120分钟.
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】,,.
2. 若,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】直接由复数的乘法及除法运算可得.
【详解】由得,,即,所以,
根据复数的除法.
3. 已知正项等比数列满足 ,则 ( )
A. 8 B. C. 4 D.
【答案】B
【解析】
【分析】根据等比数列的通项公式化简已知条件,由此求得.
【详解】设正项等比数列的公比为,其中,,
依题意得,
两式相除得,解得(负根舍去),
所以,
解得.
4. 在某人工智能推荐系统中,用户偏好与商品特征会被编码为特征向量,即,其中代表用户偏好向量,代表商品特征向量,越小,商品越符合用户喜好.已知某用户偏好向量,某件商品的特征向量,当该商品最符合该用户喜好时, 的值是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】,,
当 时,取得最小值.
5. 已知抛物线C 的焦点为F,准线为l,过点F的直线交C于A,B两点,分别过A,B作l的垂线,垂足分别为A₁,B₁,若则p=( )
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
【答案】C
【解析】
【分析】设准线l与x轴交于点G,过B作,垂足为 .求得确定是等边三角形,再利用抛物线的定义求得进而求得即可得的值.
【详解】设准线l与x轴交于点G,过B作,垂足为 .则
因为所以
因为,
根据抛物线的定义,知,,所以是等边三角形,
所以,解得
所以,,
所以,即
6. 若函数的图象在点处的切线恰好与函数 的图象切于点,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】先设切点,求出导函数进而得出切线斜率得出切线方程,再应用切线相同列式计算求解,即可得出切线方程.
【详解】因切线 与的切点为, 由可得,
切线方程为:,即①
依题意,切线 与的切点为 ,因,
则切线 的方程为:,即②
因①,②都是 的方程,则有 ,
联立两式消去 并整理得,即,解得.
7. 若圆 M: 上存在两点A,B,且直线l:3x+4y-5=0上存在点 P,使得∠APB=60°,则r的取值范围是( )
A. (0,4] B. [4,+∞) C. (0,2] D. [2,+∞)
【答案】D
【解析】
【分析】过点 作圆的两条切线( 为切点),根据题意得到,结合已知可得圆心到直线的距离,由点直线的距离公式代入列不等式求解即可.
【详解】圆 M:的圆心坐标,半径为 ,
此时圆心到直线l:的距离为,
若在圆M上存在两点A,B,在直线l上存在一点P,使得∠APB=60°,过点 作圆的两条切线( 为切点),,
所以,解得,
故选:D.
8. 已知某口袋中装有编号分别为1,2,3,4的红色小球各一个,编号分别为1,2,3,4的白色小球各一个(共8个小球,除颜色与编号外,其他完全相同),每次从口袋中不放回地任取一个小球,只要取到相同编号的红色小球和白色小球,就结束取球.记取球次数为X,则X的数学期望为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】通过分析取球结束时的次数情况,结合不放回抽样的概率计算方法,分别求出各次数对应的概率,再利用数学期望公式求解.
【详解】随机变量的可能取值为.
当时,前两次取球就取到一对编号相同的红、白球,
第一次任取一球,第二次需取到与它编号相同的另一颜色球:;
当时,前两次未出现同号球,第三次才取到,
第一次任取一球,第二次不取同号球,
第三次取到与前两次之一同号的另一颜色球:;
当时,前三次未出现同号球,第四次才取到,
第一次任取一球,后两次均不取已取编号的同号球,
第四次取到与前三次之一同号的另一颜色球:;
当时,前四次未出现同号球,
第五次必然取到(前四次取了4个不同编号的球,剩余球必与前四次某一球同号):
,
数学期望:.
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. 已知在锐角三角形 中,,则( )
A. B.
C. D.
【答案】BC
【解析】
【分析】对A根据正弦函数的单调性判断可得;对B根据锐角三角形及A选项分析结果可得;对C由锐角三角形及正切函数的单调性判断可得;对D先B选项分析知,进而可得,再由余弦函数的单调性可得.
【详解】因为锐角三角形 中,,,
即,
因为 均为锐角,所以,且在上单调递增,
所以,即,故A错误;
对于B,因为,所以,由A选项分析知,
所以,得,又因为为锐角,所以,故B正确;
对于C,因为,所以,所以,
因为在上单调递增,所以,
因为为锐角,所以,所以,故C正确;
对于D,由B选项分析知,所以,
因为,所以,在上单调递减,
所以,故D错误.
10. 如图,四面体 中,分别为 ,的重心,则( )
A. 与可能平行
B. 平面
C. 若 与均为等边三角形,则平面 ⊥平面
D. 若 与均为等边三角形,则
【答案】BCD
【解析】
【分析】A选项,假设平行,推出矛盾,A错误;B选项,利用比例关系得到平行关系,得到线面平行;C选项,先得到线面垂直,进而证明面面垂直;D选项,在C基础上,根据锥体体积公式可得两者相等.
【详解】A选项,假设,因为平面,平面,
所以平面,但是与平面显然有交点,故假设不成立,A错误;
B选项,如图,取的中点 ,连接,
因分别为 ,的重心,则分别过点,且,
所以,又因平面 ,平面 ,故平面 ,B正确;
C选项,由B知,平面即为平面,
若 与均为等边三角形,则⊥ ,⊥,
又,平面,
所以⊥平面,又平面 ,故平面 ⊥平面,C正确;
D选项,易知,所以为等腰三角形,
过点作⊥于点 ,过点作⊥ 于点 ,则,
由C可知,⊥平面,又平面,所以⊥,
又,平面,所以⊥平面,
同理可得⊥平面 ,
所以,,
又,,所以,D正确.
11. 已知函数的定义域为,,且当时,,则( )
A.
B. 是增函数
C. 函数是增函数
D. 若实数满足. ,则
【答案】ACD
【解析】
【分析】对A直接赋值可得;对B构造函数,从而可判断具有线性可加性且单调递增,可设并结合导数可判断BC;对于D将不等式等价转化为,再结合指数函数的性质分类讨论判断可得.
【详解】因为,所以,
令,则,即.
对于A,令,得,即,所以,故A正确;
对于C,因为,且当时,,所以当时,,
设任意且,则.
.
因为,由题意知,则.
因此,所以在上单调递增,故C正确
对于B,又因为,所以设,则,
所以,且,
当时,,单调递增,当时,,单调递减;故B错误;
对于D,由B选项解析知,由
所以, ,
,
当时,,
所以成立;
当时,,,
所以成立;
当,令,
则,
所以不成立,
当,令,
则,
所以不成立,
综上所述,若,则,故D正确.
三、填空题:本题共3 小题,每小题5分,共15分.
12. 的展开式中 的系数为______________.
【答案】
【解析】
【分析】根据二项式定理求出的展开式的通项,即可求解展开式中x的系数.
【详解】设的展开式的通项为,
令,得,,
所以,的展开式中 的系数为.
13. 已知分别是椭圆的左、右焦点, 是 上位于 轴上方的一点,直线交 于另一点,且,则 的离心率为_______.
【答案】##
【解析】
【分析】根据椭圆定义和余弦定理可构造方程,利用 表示出的长度,再利用余弦定理构造关于的齐次式即可求得离心率.
【详解】
设,则,
由椭圆定义可知:,,
由余弦定理得:,
整理可得:,(舍)或,
,,,
,,即,
的离心率.
14. 已知函数,,若在区间内恰有个零点,则实数a的值为______________.
【答案】1
【解析】
【分析】分析得到需满足在每个区间内只有1个零点,进而只需研究与的解个数问题,对 进行分类讨论,得到答案
【详解】
,
所以的一个周期为,
当时,
,
由于在上恒成立,
故在上的零点个数,即为的解的个数,
,显然无解,舍去,
,
由,得,所以,
在上单调递减,
当时,
,
因为在上恒成立,
故在上的零点个数,即为的解的个数,
,显然无解,舍去,
,
由,得,所以,
且在上单调递减,
在区间内恰有个零点,
需满足在每个区间内只有1个零点,
若,则,满足
即有且只有1个解,
,满足
即有且只有1个解,
综上,函数在每个区间内各有2个零点,舍去;
若,则,满足,
即有且只有1个解,
,满足
即有且只有1个解,
综上,函数在每个区间内各有2个零点,舍去;
若且,其中,则,
不满足,无解,
同理,不满足,
无解,
综上,函数在各个区间内各有0个零点,舍去;
若,则,满足,
即有且只有1个解,
,不满足,无解,
故函数在各个区间内各有1个零点,
在区间内恰有2026个零点,满足要求;
若 ,则,不满足,
即无解,
,满足,有且只有1个解,
故函数在内各有1个零点,
但在内无零点,
故在区间内恰有2025个零点,不合要求;
综上,
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. 人工智能大模型已成为新一代数字技术核心,某企业自主研发了人工智能大模型,为了比较其与传统人工智能模型的文本生成效果,随机抽取 两种模型各 次文本生成效果,已知每次文本生成效果分为有效生成与无效生成两种情况,且部分统计数据如下表.
有效生成
无效生成
合计
模型
模型
合计
(1)完成列联表,并以样本估计总体,频率估计概率,若利用模型随机生成 次文本,求该文本生成效果为有效生成的概率;
(2)根据小概率值的独立性检验,判断文本生成效果与模型类型是否有关.
附
【答案】(1)
有效生成
无效生成
合计
模型
模型
合计
(2)文本生成效果与模型类型有关.
【解析】
【分析】(1)先计算随机生成 次为有效生成的频率,再由频率估计概率可;
(2)直接由独立性检验计算可得.
【小问1详解】
首先补全列联表:
有效生成
无效生成
合计
模型
模型
合计
根据频率估计概率,模型共生成 次,其中有效生成次,
因此随机生成 次为有效生成的频率为,
根据频率估计概率,利用模型随机生成 次文本,该文本生成效果为有效生成的概率.
【小问2详解】
零假设:文本生成效果与模型类型无关.
代入卡方公式计算,令,
因为小概率值对应的临界值,由于,因此不成立.
结论:依据的独立性检验,认为文本生成效果与模型类型有关.
16. 已知是数列的前项和,,.
(1)求的通项公式;
(2)若数列的前项和为,证明:.
【答案】(1)
(2)证明:由,可得,
则,
于是,
因,,故.
【解析】
【分析】(1)利用与关系可推导得到,结合等差数列通项公式可分别得到为奇数和为偶数时的通项公式,进而得到;
(2)根据等差数列求和公式可得,采用裂项相消法可求得,进而证得结论.
【小问1详解】
当 时,,,
,又,;
,即,;
则当为奇数时,;当为偶数时,;
.
【小问2详解】
略
17. 如图,四棱台的底面为正方形,平面 ,平面与平面的交线为l.
(1)证明:平面;
(2)若,直线与交于点 ,点N是l上一点,且,当直线与平面所成的角最大时,求 .
【答案】(1)
因为四边形 是正方形,所以,
因为平面平面 ,所以,
由于平面,所以平面.
由于平面,平面,
所以平面,
由于平面,平面与平面的交线为 ,
所以,所以平面;
(2)4
【解析】
【分析】(1)先证明平面,根据线面平行的性质定理证得,进而证得平面;
(2)建立空间直角坐标系,设出 点的坐标,求得直线与平面所成的角的正弦值,根据正弦值取最大值求得 点坐标,进而求得 .
【小问1详解】
略.
【小问2详解】
以为空间坐标原点,建立如图所示空间直角坐标系,
,
由棱台性质可知M在上,根据正四棱台的性质可知,
则,设,由于,
而,所以同向,则,
,,,
设平面的法向量为,
则,故可取,
设直线与平面所成的角为 ,,
则
,
令,则.
而在时取最小值,此时取得最大值,
所以当时,,即,而,
故.
18. 已知双曲线的离心率为点在上.
(1)求的方程.
(2)已知A,B分别为的左、右顶点,过点的直线与Γ的右支交于C,D两点.
(i)若直线BC和BD的斜率分别为,求;
(ii)若直线BC交直线于点N,直线AD和直线MN的交点为Q,证明:点Q在定直线上.
【答案】(1)
(2)(i);
(ii)证明:直线的方程为,令,得.
直线 的方程为,
直线 的方程为.
联立两直线方程:,
代入,,结合,
即,
所以,
,
,
,
,
,即,
因在右支,不恒为,故 .
即点 在定直线 上.
【解析】
【分析】(1)通过离心率与点在曲线上的条件求解双曲线方程;
(2)(i)联立直线与双曲线方程,利用韦达定理计算斜率乘积;
(ii)联立直线方程,结合韦达定理关系化简,确定交点横坐标为定值.
【小问1详解】
由双曲线离心率,得.
结合,得,故.
将点代入双曲线方程,得,
解得,则.
故双曲线的方程为.
【小问2详解】
(i)双曲线的左右顶点为,.
设过的直线为,与交于,.
联立方程,消去 得,,
由韦达定理,,.
直线、 的斜率分别为,,则,
代入,,
得
,
因此.
(ii)略
19. 已知函数,是的导函数.
(1)当时,证明:;
(2)讨论的极值点个数;
(3)若有两个极值点,证明:.
【答案】(1)证明:当时,,
令,则定义域为,,
当时, ;当时, ;
在上单调递减,在上单调递增,
,即.
(2)当时,的极值点个数为 ;当时,的极值点个数为 ;当时,的极值点个数为
(3)证明:由(2)知:若有两个极值点,则,此时;
,
,
要证,只需证,
即证,
只需证,即证,
,,
令,则与交于两点,其中,则,
, 当时,;当时,;
在上单调递增,在上单调递减,;
要证,只需证,即证,
,,在上单调递减, 只需证,
又, 只需证,
令,则,
,,,在上单调递增,
,又,,
即,原不等式得证,即.
【解析】
【分析】(1)构造函数,利用导数求解的单调性和最值,从而证得结论;
(2)将问题转化为与位置关系的讨论问题,通过导数可求解出的单调性和最值,结合图象进行分析可得正负,进而得到极值点个数;
(3)将所证不等式转化为证明,令,则只需证;根据极值点偏移的证明逻辑,构造函数,利用导数可证得,结合分析法可得到结论.
【小问1详解】
略
【小问2详解】
由题意知:定义域为,,
令,则,
令,则,
当时,;当时,;
在上单调递增,在上单调递减,
,且当时,;当时,;
由此可得大致图象如下图所示,
①当,即时,与有唯一交点,
则当时,,即;当时,,即;
在上单调递减,在上单调递增,
有唯一的极小值点,无极大值点;
②当,即时,与交于两点,
则当时,,即;当时,,即;
在上单调递减,在上单调递增,
有一个极小值点,一个极大值点;
③当,即时,恒成立,即 恒成立,
在上单调递减,无极值点;
综上所述:当时,的极值点个数为 ;当时,的极值点个数为 ;当时,的极值点个数为 .
【小问3详解】
略
【点睛】方法点睛:处理极值点偏移问题中的类似于()的问题的基本步骤如下:
①求导确定的单调性,得到的范围;
②构造函数,求导后可得恒正或恒负;
③得到与的大小关系后,将置换为;
④根据与所处的范围,结合的单调性,可得到与的大小关系,由此证得结论.
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数学试题
本试卷共19题,满分150分.考试用时120分钟.
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. 若,则( )
A. B. C. D.
3. 已知正项等比数列满足 ,则 ( )
A. 8 B. C. 4 D.
4. 在某人工智能推荐系统中,用户偏好与商品特征会被编码为特征向量,即,其中代表用户偏好向量,代表商品特征向量,越小,商品越符合用户喜好.已知某用户偏好向量,某件商品的特征向量,当该商品最符合该用户喜好时,的值是( )
A. B. C. D.
5. 已知抛物线C 的焦点为F,准线为l,过点F的直线交C于A,B两点,分别过A,B作l的垂线,垂足分别为A₁,B₁,若则p=( )
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
6. 若函数的图象在点处的切线恰好与函数 的图象切于点,则( )
A. B. C. D.
7. 若圆 M: 上存在两点A,B,且直线l:3x+4y-5=0上存在点 P,使得∠APB=60°,则r的取值范围是( )
A. (0,4] B. [4,+∞) C. (0,2] D. [2,+∞)
8. 已知某口袋中装有编号分别为1,2,3,4的红色小球各一个,编号分别为1,2,3,4的白色小球各一个(共8个小球,除颜色与编号外,其他完全相同),每次从口袋中不放回地任取一个小球,只要取到相同编号的红色小球和白色小球,就结束取球.记取球次数为X,则X的数学期望为( )
A. B. C. D.
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. 已知在锐角三角形 中,,则( )
A. B.
C. D.
10. 如图,四面体 中,分别为 ,的重心,则( )
A. 与可能平行
B. 平面
C. 若 与均为等边三角形,则平面 ⊥平面
D. 若 与均为等边三角形,则
11. 已知函数的定义域为,,且当时,,则( )
A.
B. 是增函数
C. 函数是增函数
D. 若实数满足. ,则
三、填空题:本题共3 小题,每小题5分,共15分.
12. 的展开式中的系数为______________.
13. 已知分别是椭圆的左、右焦点, 是 上位于轴上方的一点,直线交 于另一点,且,则 的离心率为_______.
14. 已知函数,,若在区间内恰有个零点,则实数a的值为______________.
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. 人工智能大模型已成为新一代数字技术核心,某企业自主研发了人工智能大模型,为了比较其与传统人工智能模型的文本生成效果,随机抽取 两种模型各 次文本生成效果,已知每次文本生成效果分为有效生成与无效生成两种情况,且部分统计数据如下表.
有效生成
无效生成
合计
模型
模型
合计
(1)完成列联表,并以样本估计总体,频率估计概率,若利用模型随机生成 次文本,求该文本生成效果为有效生成的概率;
(2)根据小概率值的独立性检验,判断文本生成效果与模型类型是否有关.
附
16. 已知是数列的前项和,,.
(1)求的通项公式;
(2)若数列的前项和为,证明:.
17. 如图,四棱台的底面为正方形,平面 ,平面与平面的交线为l.
(1)证明:平面;
(2)若,直线与交于点 ,点N是l上一点,且,当直线与平面所成的角最大时,求 .
18. 已知双曲线的离心率为点在上.
(1)求的方程.
(2)已知A,B分别为的左、右顶点,过点的直线与Γ的右支交于C,D两点.
(i)若直线BC和BD的斜率分别为,求;
(ii)若直线BC交直线于点N,直线AD和直线MN的交点为Q,证明:点Q在定直线上.
19. 已知函数,是的导函数.
(1)当 时,证明:;
(2)讨论的极值点个数;
(3)若有两个极值点,证明:.
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