内容正文:
高三数学试题
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. 已知复数z满足则z在复平面内对应的点在( )
A. 第一象限 B. 第二象限
C. 第三象限 D. 第四象限
【答案】A
【解析】
【详解】由得,
所以z在复平面内对应的点为,位于第一象限.
2. 已知全集,集合,则的子集个数为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】∵ 解不等式,得,
又∵ ,∴ 全集.
∵ 集合,由补集定义可得,共3个元素.
∵ 含个元素的集合的子集个数为,
∴ 的子集个数为.
3. 已知曲线是中心在坐标原点,对称轴为坐标轴的等轴双曲线,点在上,则的实轴长为( )
A. 2 B. C. 4 D.
【答案】C
【解析】
【分析】设双曲线方程为,代入点求解可得方程,然后可得实轴长.
【详解】因为曲线是中心在坐标原点,对称轴为坐标轴的等轴双曲线,
所以可设其方程为,
因为点在上,所以,即,
所以曲线的方程为,则,
所以的实轴长为.
4. 在平行四边形中,若点 E满足 ,与交于点, ,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】因为在平行四边形中,若点 E满足,
则,所以,
所以,
则,则.
5. 已知函数 则不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】根据函数的奇偶性以及单调性即可求解.
【详解】的定义域为,,故为偶函数,
当时,,由于为上的单调递增函数,故 为上的单调递增函数,结合为单调递增函数,故为上的单调递增函数,
由可得,解得.
6. 在中,角,,的对边分别为,,,已知,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】根据正弦定理边化角,再利用两角和的正弦公式化简得,最后利用余弦定理即可得到答案.
【详解】由正弦定理得,
即,
即,
即,又因为,所以,显然,
所以,又因为为三角形内角,所以,
由余弦定理得,
即,解得(负舍).
7. 已知正三棱锥的高,G是线段SO上一点,过点 G且与平面平行的平面分别与SA,SB,SC交于点 D,E,F,若三棱台的体积为,则SG=( )
A. B. 1 C. 2 D.
【答案】C
【解析】
【分析】根据正三棱锥的性质,可求得各个长度和,设正三角形的边长为a,根据体积公式,代入求解,可得a值,即可得答案.
【详解】连接OC,因为正三角形,且,
所以,则,
则,所以,
由题意得,为正三角形,设边长为a,
则,所以,
所以三棱台的体积
,
则,解得,所以.
8. 已知椭圆 的左焦点为F,直线l过坐标原点 O 且与椭圆交于第一象限内的一点A,若 则该椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】利用三角恒等变换解得,进而得,在中,由正弦定理得,过点作轴于点,进而得点的坐标,代入椭圆方程求解即可.
【详解】由题意得:,
又,
所以,,
所以,
所以,
又,所以,
在中,由正弦定理有:,
所以,
过点作轴于点,
所以,
所以,
,
所以,
所以,所以,
化简整理得:,即,
解得,又,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 是偶函数,f(x)图象的一个对称中心为点 则下列结论正确的是( )
A.
B.
C. 4π是f(x)的一个周期
D. f(x)在区间 上的取值范围为
【答案】ACD
【解析】
【分析】根据三角函数的奇偶性求解,根据对称性可得,,进而得函数的表达式,即可根据选项逐一求解.
【详解】由于为偶函数,
故,则,结合,故,
由于是的一个对称中心,故,因此,
由于,故,即,
结合,故,则,故A正确,B错误,
的最小正周期为,故是的一个周期,C正确,
当,则,则,故,D正确.
10. 已知数列的前n项积为,且则下列说法正确的是( )
A.
B. 存在无数组,使得
C. 设 则
D. 设 则
【答案】BCD
【解析】
【分析】根据题意,得到数列的奇数项和偶数项分别构成等比数列,且公比均为,求得当时,,当时,,结合选项和等比数列的性质和求和公式,逐项分析判断,即可求解.
【详解】因为数列的前项积为满足,
可得,所以,则,
可得,又因为,所以,
所以数列的奇数项和偶数项分别构成等比数列,且公比均为,
当时,可得,即;
由,且,可得,
当时,可得,所以,
对于A,由,所以A错误;
对于B,不妨令为奇数,为偶数,由,可得,
解得,所以存在无数组,使得成立,所以B正确;
对于C,由,
因为,所以,所以C正确;
对于D,由,
因为,可得,所以,
又由,可得,
所以,所以D正确.
11. 已知函数有三个零点 则( )
A. B. 存在实数a使得
C. 若,则 D.
【答案】AC
【解析】
【分析】由题意得有三个不同根,令,利用导数求出单调性,结合特殊值及图象的走势,分析可判断A的正误;若,则,根据为零点,代入求解,化简可判断B的正误;若,则,结合条件,整理计算,可判断C的正误;求出的表达式,化简整理,分析比较,可判断D的正误.
【详解】选项A:显然不是函数的零点,得有三个不同根,
令,则,
当时,,则单调递增,
当时,,则单调递减,
当时,,则单调递增,且,
当时,,当时,,时,,
要使与有三个交点,则,
即有三个零点,则,故A正确;
选项B:若,则,
因为为零点,所以,
这与矛盾,故B错误;
选项C:若,则,
由,得,
结合已有分析可设,则,
,
所以,故C正确;
选项D:,
,
则,
,
因为,
所以,则,又,
所以,则,故D错误.
三、填空题:本题共3 小题,每小题5分,共15分.
12. 已知随机变量 X 服从正态分布,且,若随机变量,,则__________.
【答案】0.3##
【解析】
【分析】由变量间关系求得即,然后根据正态分布的对称性求概率.
【详解】因为,,所以,即,
所以.
13. 已知O为坐标原点,直线2x+3my+1 =0与圆 交于A,B两点,若 的面积为 则m=_____.
【答案】
【解析】
【详解】∵ 圆的圆心为原点,半径,
∴ ,
设, 则.
∵ ,
∴ ,解得.
∵ ,∴ 或.
过点作于点,则为圆心到直线的距离,且.
在中,.
当时,;当时,.
由点到直线的距离公式,圆心到直线的距离,故舍去.
∴ ,解得,即.
14. 已知a >0,当x≥1 时,不等式 恒成立,则实数a的取值范围是________.
【答案】
【解析】
【分析】通过换元构造同构函数,利用函数单调性脱去函数符号,将原不等式转化为恒成立问题,分离参数后求函数最小值得到的取值范围.
【详解】原不等式整理得,等价于,
令,则恒成立,所以在上单调递增.
故原不等式等价于, 由的单调性,不等式等价于,即,
故原不等式恒成立等价于对所有恒成立,变形得,即: ,
令,求导得,当时,
故在上单调递增,最小值为,所以.
又,得的取值范围是.
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. 已知等差数列 满足
(1)求数列的通项公式;
(2)若当时,求 的前n项和
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)先根据等差数列的通项公式,再结合已知条件列出关于首项和公差的方程组,进而求解出和,最后得到数列的通项公式即可;
(2)先根据(1)中求出的的通项公式,判断时的正负性,再根据的分段表达式求出的值即可.
【小问1详解】
设等差数列的公差为,由,,
可得:
解得:
所以:,
故数列的通项公式为:.
【小问2详解】
由可知,
当时,,此时,
当时,,所以,
当时,,所以,
故
因为每一组括号内的和为公差,共5组,因此:,
因为,代入得:,
又因为,
所以,
所以当时,,是一个首项为,公差为的等差数列,
所以,前项和为:
.
16. 已知函数
(1)当时,讨论的单调性;
(2)若直线l是曲线的切线,且直线l与曲线仅有一个交点,求实数a的值.
【答案】(1)在和上单调递增,在上单调递减;
(2)0
【解析】
【分析】(1)先确定函数的定义域,将代入函数表达式,再对函数求导,并对导函数进行化简,依据,函数在对应区间上单调递增;,函数在对应区间上单调递减;
(2)根据直线是曲线的切线,且直线与曲线仅有一个交点,得到直线与曲线的交点是切点,所以设切点的坐标为,根据导数的几何意义,以及切点在曲线和直线上,列出关于和的方程,整理化简得;令,对求导,分析的单调性和极值,根据仅有一个零点的条件确定的值.
【小问1详解】
函数的定义域为;
当时,,得;
令,得或,则:
0
1
0
0
当时,;当时,;
在和上单调递增,在上单调递减.
【小问2详解】
,;
直线是曲线的切线,且直线与曲线仅有一个交点,直线与曲线的交点是切点,设切点的坐标为;
,;
,得;
令,,
在上单调递增,即在存在唯一的实数根,使得;
又,;
,解得;
实数a的值为0.
【点睛】要注意函数的定义域为,所有分析都要在该定义域内进行;处理切线问题时,要确保切点同时满足曲线方程和切线方程,以及导数与斜率的关系;分析函数零点个数时,要结合函数的单调性和极值情况,注意极值点处的函数值与0的关系.
17. 如图,在平行六面体中,底面为菱形且,与底面所成角为,.
(1)证明:平面平面;
(2)求二面角的正弦值;
(3)若,求三棱锥外接球的体积.
【答案】(1)证明见解析
(2)
(3)
【解析】
【分析】(1)设,借助菱形性质可得,借助等腰三角形三线合一可得,则可利用线面垂直判定定理得到平面,再利用面面垂直判定定理即可得证;
(2)可建立适当空间直角坐标系,再设,,从而可表示出各点坐标,再求出平面与平面的法向量后,利用空间向量夹角公式计算即可得解;
(3)利用(2)中所建立空间直角坐标系,由可表示各点具体坐标,再利用三棱锥外接球性质可得该球球心坐标,即可得半径,最后利用体积公式计算即可得解.
【小问1详解】
连接,设,连接、、,
由底面为菱形,故,且,为中点,
由,,故与全等,
故,又为中点,故,
又,、平面,
故平面,又平面,
故平面平面;
【小问2详解】
由,故可以为原点,建立如图所示空间直角坐标系,
设,,则、,
由,则,故,则,
由平面平面,且平面平面,
故直线在平面上的投影为直线,
又与底面所成角为,则,
,即,
则,,,
设平面于平面的法向量分别为、,
则有,,
取,则,,,故、,
则,
故,即二面角的正弦值为;
【小问3详解】
由,,,
则,,,,
由,则,
由,则与都为等边三角形,故,
则点为外接圆圆心,设三棱锥外接球球心为点,
则必有平面,可设,
则有、,
则,即,
整理得,即,故,
即三棱锥外接球的半径为,故其体积.
18. 已知点是抛物线 上一点,且点N到点的距离是其到抛物线准线距离的倍.
(1)求抛物线的方程;
(2)若点在第二象限,过点 作斜率分别为 的直线 ,分别与抛物线交于点和,线段的中点分别为,若点到直线 的距离为.
(i)求的最大值;
(ii)若是坐标原点,当取最大值时,求四边形的面积.
【答案】(1)
(2)(i);(ii)
【解析】
【分析】(1)根据题设条件可得关于的方程组,求出其解后可得抛物线方程;
(2)(i)联立直线方程和抛物线方程后可得,结合题设条件可得直线过定点,从而可求的最大值; (ii)根据取最大值时确定、的坐标,从而可求四边形面积.
【小问1详解】
抛物线的准线为,
点在抛物线上,代入得,
根据抛物线定义,点到准线的距离为,
由题意,平方得:,
代入,化简得,解得,
因此抛物线方程为;
【小问2详解】
已知在第二象限,得,
设直线,联立得,
由中点坐标公式得中点,同理得,
故,所以直线:,
而,故,
故直线:即,
故恒过定点;
(i)是到过定点的直线的距离,
则,当且仅当时取等号,
故,
当时,,故,而,
故,故存在相应的线段,使得即.
(ii) 当最大时,,故此时,
而,
故,,
直线即,同理,
故点到直线的距离为,
同理到直线的距离为,
故四边形的面积为.
19. 现有甲、乙两个不透明的盒子中装有若干个除颜色外均相同的小球,起始状态为甲盒中有个红球,个白球,乙盒中有个红球,个白球,,,,.某同学进行取球试验,分三步操作,第一步:从甲盒中随机取出个球放入乙盒中;第二步:从乙盒中随机取出1个球(不放回)并记录颜色;第三步:从乙盒剩下的球中再随机取出1个球.记事件“从甲盒中随机取出个球放入乙盒中”,事件“从甲盒取出的个球中红球的个数为”,事件“第二步取出的球是红球”,事件“第三步取出的球是红球”.
(1)若,,,,,求和(注: 表示在事件发生的条件下和同时发生)
(2)证明:;
(3)在(1)的条件下,当时,该同学试验结束,否则回到起始状态,重新进行下一轮试验.若每轮试验,第一步从甲盒中取出的球中有个红球,则该轮的得分为,求试验结束时该同学总得分的平均值.
【答案】(1),
(2)证明见解析 (3)
【解析】
【分析】(1)按古典概型计算第一步取出个红球的概率;在发生的条件下,乙盒中共有个球,其中个红球,再计算连续两次取出红球的概率.
(2)在发生的条件下,乙盒中共有个球,其中红球数为.第二步取红球的概率可直接求得;第三步取红球的概率按第二步是否取到红球分类计算,化简即可得到相等关系.
(3)由第(2)问先判断试验结束等价于,再用“本轮得分加下一轮期望”的递推方程求总得分的平均值.
【小问1详解】
由超几何分布,.
在条件下,乙盒共有个球,其中红球个,白球个,
故.
【小问2详解】
在发生的条件下,乙盒中红球数为.
总球数为.
所以.
下面计算.
若第二步取到红球,则第三步取到红球的概率为.
若第二步未取到红球,则第三步取到红球的概率为.
又因为在发生的条件下,第二步取到红球的概率为.
第二步未取到红球的概率为.
所以.
因此.
【小问3详解】
在(1)的条件下,,,.
由第(2)问可得.
试验结束的条件为,解得.
又因为第一步取出个球,所以.
故试验结束当且仅当.
第一步从甲盒的个红球、个白球中取个球,取出红球数的各概率为:
;
;
;
;
设试验结束时总得分的平均值为.
若本轮,本轮得分为,试验结束;若本轮,
则本轮得分分别为,之后回到起始状态,下一轮及以后总得分的平均值仍为.
于是.
整理得.
所以,解得.
因此试验结束时该同学总得分的平均值为.
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高三数学试题
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. 已知复数z满足则z在复平面内对应的点在( )
A. 第一象限 B. 第二象限
C. 第三象限 D. 第四象限
2. 已知全集,集合,则的子集个数为( )
A. B. C. D.
3. 已知曲线是中心在坐标原点,对称轴为坐标轴的等轴双曲线,点在上,则的实轴长为( )
A. 2 B. C. 4 D.
4. 在平行四边形中,若点 E满足 ,与交于点, ,则( )
A. B. C. D.
5. 已知函数 则不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
6. 在中,角,,的对边分别为,,,已知,,,则( )
A. B. C. D.
7. 已知正三棱锥的高,G是线段SO上一点,过点 G且与平面平行的平面分别与SA,SB,SC交于点 D,E,F,若三棱台的体积为,则SG=( )
A. B. 1 C. 2 D.
8. 已知椭圆 的左焦点为F,直线l过坐标原点 O 且与椭圆交于第一象限内的一点A,若 则该椭圆的离心率为( )
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 是偶函数,f(x)图象的一个对称中心为点 则下列结论正确的是( )
A.
B.
C. 4π是f(x)的一个周期
D. f(x)在区间 上的取值范围为
10. 已知数列的前n项积为,且则下列说法正确的是( )
A.
B. 存在无数组,使得
C. 设 则
D. 设 则
11. 已知函数有三个零点 则( )
A. B. 存在实数a使得
C. 若,则 D.
三、填空题:本题共3 小题,每小题5分,共15分.
12. 已知随机变量 X 服从正态分布,且,若随机变量,,则__________.
13. 已知O为坐标原点,直线2x+3my+1 =0与圆 交于A,B两点,若 的面积为 则m=_____.
14. 已知a >0,当x≥1 时,不等式 恒成立,则实数a的取值范围是________.
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. 已知等差数列 满足
(1)求数列的通项公式;
(2)若当时,求 的前n项和
16. 已知函数
(1)当时,讨论的单调性;
(2)若直线l是曲线的切线,且直线l与曲线仅有一个交点,求实数a的值.
17. 如图,在平行六面体中,底面为菱形且,与底面所成角为,.
(1)证明:平面平面;
(2)求二面角的正弦值;
(3)若,求三棱锥外接球的体积.
18. 已知点是抛物线 上一点,且点N到点的距离是其到抛物线准线距离的倍.
(1)求抛物线的方程;
(2)若点在第二象限,过点 作斜率分别为 的直线 ,分别与抛物线交于点和,线段的中点分别为,若点到直线 的距离为.
(i)求的最大值;
(ii)若是坐标原点,当取最大值时,求四边形的面积.
19. 现有甲、乙两个不透明的盒子中装有若干个除颜色外均相同的小球,起始状态为甲盒中有个红球,个白球,乙盒中有个红球,个白球,,,,.某同学进行取球试验,分三步操作,第一步:从甲盒中随机取出个球放入乙盒中;第二步:从乙盒中随机取出1个球(不放回)并记录颜色;第三步:从乙盒剩下的球中再随机取出1个球.记事件“从甲盒中随机取出个球放入乙盒中”,事件“从甲盒取出的个球中红球的个数为”,事件“第二步取出的球是红球”,事件“第三步取出的球是红球”.
(1)若,,,,,求和(注: 表示在事件发生的条件下和同时发生)
(2)证明:;
(3)在(1)的条件下,当时,该同学试验结束,否则回到起始状态,重新进行下一轮试验.若每轮试验,第一步从甲盒中取出的球中有个红球,则该轮的得分为,求试验结束时该同学总得分的平均值.
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