内容正文:
高三数学
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上.
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑.如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号.回答非选择题时,将答案写在答题卡上.写在本试卷上无效.
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回.
4、本试卷主要考试内容:高考全部内容.
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. 设复数,,则( )
A. i B. C. D.
2. 已知函数,则( )
A. 0 B. 2 C. 3 D. 4
3. 设集合,则( )
A. B. C. D.
4. 过抛物线上一点作其准线的垂线,垂足为,的焦点为,,且的面积为,则( )
A. B. C. D. 3
5. 已知函数的部分图象如图所示,,是图象上的两个顶点,为坐标原点,且,则( )
A. 1 B. 2 C. D.
6. 若直线与双曲线的交点为,,且大于的虚轴长,则的离心率的取值范围是( )
A. B. C. D.
7. 某校举办校园科技节,需从6名男生和4名女生中选派4人,分别担任编程、航模、机器人、实验四项不同活动的主持人,要求所选派的4人中至少有2名女生,且女生不主持编程活动,每项活动由1人主持,则不同的选派方案有( )
A. 504种 B. 1080种 C. 1224种 D. 2304种
8. 若,则( )
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. 现有一组数据5,6,4,2,5,8,7,3,6,2,4,则( )
A. 这组数据的极差为7 B. 这组数据的中位数为5
C. 这组数据的平均数大于4.8 D. 这组数据的第60百分位数为5
10. 已知,分别是圆与轴的左、右交点,点在圆上,且,将圆沿直线翻折成一个二面角,使得点、点分别到达点、点的位置,该二面角的大小为,且,翻折前后点的位置始终不动,则( )
A. 圆的直径为4 B. 当时,
C. 当时, D. 当时,
11. 若函数的定义域为,,且,,,则( )
A. B. ,
C. 为奇函数 D. 当时,
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 设等差数列的前项和为,且,,则__________.
13. 设函数极值点的个数为,所有极值点之和为,则不等式的解集为__________,__________.
14. 桌面上放置了3个小球,其中1个小球的半径为3,另外2个小球的半径均为2,它们两两相切且都与桌面相切,在这3个小球的上方放置1个半径为2的小球,使得这4个小球两两相切,则上面的小球的最高点到桌面的距离为__________.
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. 如图,在正方体中,,,分别是棱,的中点.
(1)证明:平面.
(2)求与平面所成角的正弦值.
16. 在中,角A,B,C的对边分别是a,b,c,且.
(1)求C;
(2)若D是边的中点,且,求面积的最大值.
17. 已知椭圆的长轴长为,焦距为2.
(1)求的方程;
(2)若直线与交于,两点,过点的直线与交于,两点,且,线段,的中点分别为,,证明:直线过定点.
18. 已知函数.
(1)求的单调区间.
(2)设有3个零点,,,且.
(i)求的取值范围;
(ii)证明:且.
19. 甲、乙两人进行一项比赛,初始时,甲有个球,乙有个球.在每轮比赛中,甲获胜的概率为,乙获胜的概率为,且获胜方从对方那里拿走一个球(即获胜方增加一个球).当任意一方的球的个数变为0时,比赛立即终止,另一方获胜.设当甲有个球时,甲最终获胜的概率为.
(1)求和.
(2)求的表达式,并证明.
(3)已知当随机变量与相互独立时,.设比赛进行轮后甲有个球.若存在正实数,使得与无关,求的值.
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高三数学
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上.
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑.如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号.回答非选择题时,将答案写在答题卡上.写在本试卷上无效.
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回.
4、本试卷主要考试内容:高考全部内容.
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. 设复数,,则( )
A. i B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】.
2. 已知函数,则( )
A. 0 B. 2 C. 3 D. 4
【答案】D
【解析】
【详解】,
.
3. 设集合,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】根据题意,得到集合表示小于的无理数,逐项分析判断,即可求解.
【详解】由集合,可得集合表示小于的无理数,
对于A,由,所以,所以A错误;
对于B,由且,所以,所以B正确;
对于C,由且,所以,所以C不正确;
对于D,由,所以,所以D不正确.
4. 过抛物线上一点作其准线的垂线,垂足为,的焦点为,,且的面积为,则( )
A. B. C. D. 3
【答案】D
【解析】
【详解】由抛物线的定义可得,取线段的中点,连接,
则,
因为,所以,
因为的面积为,所以,
所以
5. 已知函数的部分图象如图所示,,是图象上的两个顶点,为坐标原点,且,则( )
A. 1 B. 2 C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】由可得,
结合的图象可得,
所以,
所以.
6. 若直线与双曲线的交点为,,且大于的虚轴长,则的离心率的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】联立直线与双曲线方程求出,根据题意列出关于的不等式,再转化为离心率即可.
【详解】将直线代入得,
所以,
因为大于的虚轴长,所以,即,
同时除以得,
解得,所以离心率,
所以的离心率的取值范围是.
7. 某校举办校园科技节,需从6名男生和4名女生中选派4人,分别担任编程、航模、机器人、实验四项不同活动的主持人,要求所选派的4人中至少有2名女生,且女生不主持编程活动,每项活动由1人主持,则不同的选派方案有( )
A. 504种 B. 1080种 C. 1224种 D. 2304种
【答案】C
【解析】
【分析】根据题意,可分为男女或男女,结合女生不主持编程活动,每项活动由1人主持,利用排列数与组合数公式,即可求解.
【详解】根据题意,从6名男生和4名女生中选派4人,所选派的4人中至少有2名女生,且女生不主持编程活动,每项活动由1人主持,可分为男女或男女,
①当男女,共有,
先安排编程主持人,剩下的3人全排列,有种选法,
由分步计数原理得,共有种选派方案;
②当男女,共有,
先安排编程主持人,剩下的3人全排列,有种选法,
由分步计数原理得,共有种选派方案,
再由分类计数原理得,共有种不同的选派方案.
8. 若,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】设,由三角恒等变换表示出再代入化简,结合二倍角的正切公式可得.
【详解】设,则,
因为,所以,
整理可得,所以,
则
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. 现有一组数据5,6,4,2,5,8,7,3,6,2,4,则( )
A. 这组数据的极差为7 B. 这组数据的中位数为5
C. 这组数据的平均数大于4.8 D. 这组数据的第60百分位数为5
【答案】BD
【解析】
【详解】从小到大排列的顺序为2,2,3,4,4,5,5,6,6,7,8,
极差为6,中位数为5,A错误;B正确;
平均数,C错误;
因为,所以这组数据的第60百分位数为5,D正确.
10. 已知,分别是圆与轴的左、右交点,点在圆上,且,将圆沿直线翻折成一个二面角,使得点、点分别到达点、点的位置,该二面角的大小为,且,翻折前后点的位置始终不动,则( )
A. 圆的直径为4 B. 当时,
C. 当时, D. 当时,
【答案】ABD
【解析】
【分析】由圆的标准方程可得A;利用几何关系确定为二面角的平面角后可得B;由线面垂直结合几何关系可得CD.
【详解】对于A,圆 的半径为,直径为4,A正确;
对于B,设直线与圆交于,则,,则为二面角的平面角,
当时,,则为正三角形,
则,B正确;
对于CD,因为,所以为正三角形,则,
当时,,
又平面,平面,
又平面,所以,
,,C错误,D正确.
【点睛】
11. 若函数的定义域为,,且,,,则( )
A. B. ,
C. 为奇函数 D. 当时,
【答案】ACD
【解析】
【分析】对于A,由条件恒等式取可求即可判断,对于B,由条件恒等式取可得,再取即可判断,对于C,由条件恒等式取可得,由此证明,结合奇函数定义即可判断,对于D,结合选项C推出,由此判断D.
【详解】对于A,令,得,A正确.
对于B,令,,得,因为,
所以,令,得,
即存在使得,B错误.
对于C,令,得,用替换可得,
所以,
当时,,又因为,
所以为奇函数,设,
则,
所以为奇函数,C正确.
对于D,因为,
由选项C知,同理,又为奇函数,
所以,
用替换,替换可得,
同理可得,
故当时,,D正确.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 设等差数列的前项和为,且,,则__________.
【答案】34
【解析】
【分析】由等差数列的片段和性质可得.
【详解】由等差数列的性质可得成等差数列,
因为,,所以,
.
13. 设函数极值点的个数为,所有极值点之和为,则不等式的解集为__________,__________.
【答案】 ①. ②.
【解析】
【分析】提公因式后解一元二次不等式可得;求导后结合韦达定理可得.
【详解】由,
当,即时,;
当,即时,,
所以不等式的解集为.
因为,
由于可得的极值点为的两个根,
由韦达定理可得的所有极值点之和为,
所以.
14. 桌面上放置了3个小球,其中1个小球的半径为3,另外2个小球的半径均为2,它们两两相切且都与桌面相切,在这3个小球的上方放置1个半径为2的小球,使得这4个小球两两相切,则上面的小球的最高点到桌面的距离为__________.
【答案】
【解析】
【分析】根据给定条件,作出球心顺次连接构成的三棱锥及各球心在桌面上的投影,再借助勾股定理建立方程组求解即可.
【详解】设半径为3的小球球心为,下面两个半径为2的小球球心为,上面半径为2的小球球心为,
则点到桌面的距离分别为,且,
设点在桌面上的投影分别为,则,
设线段的中点为,连接,则,
显然在线段上,设,,作于,于,
显然四边形与四边形均为矩形,由,得,
消去并整理得,而,解得,
所以上面的小球的最高点到桌面的距离为.
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. 如图,在正方体中,,,分别是棱,的中点.
(1)证明:平面.
(2)求与平面所成角的正弦值.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【解析】
【分析】(1)根据正方体的性质得到四边形为平行四边形,即可证明,从而得证;
(2)建立空间直角坐标系,求出平面的法向量,利用空间向量法计算可得.
【小问1详解】
在正方体中,,分别是棱,的中点,
所以且,所以四边形为平行四边形,
所以,又平面,平面,
所以平面.
【小问2详解】
以为原点建立如图所示的空间直角坐标系,
则,,,,
所以,,,
设平面的一个法向量为,
则,取,
设与平面所成角为,
则,
所以与平面所成角的正弦值为.
16. 在中,角A,B,C的对边分别是a,b,c,且.
(1)求C;
(2)若D是边的中点,且,求面积的最大值.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)根据正弦定理,由边化角,再根据余弦定理,直接求出角C即可;
(2)根据三角形中线的性质,求出向量关系,再根据基本不等式和三角形正弦面积公式,求出面积最大值即可.
【小问1详解】
由,可得,
化简得,则,解得.
【小问2详解】
由题意可得,所以,
即,
则,化简得,
由基本不等式可知,当且仅当时取等号,
即,解得,
所以,
所以面积的最大值为.
17. 已知椭圆的长轴长为,焦距为2.
(1)求的方程;
(2)若直线与交于,两点,过点的直线与交于,两点,且,线段,的中点分别为,,证明:直线过定点.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【解析】
【分析】(1)根据题意列方程组求出,从而可求出椭圆方程;
(2)将直线方程与椭圆方程联立方程组化简,结合根据与系数的关系表示出点,的坐标,从而可表示出直线的方程,化简可得结论.
【小问1详解】
由题意可得,
解得,
所以的方程为.
【小问2详解】
证明:联立可得,
设,
则,
,
所以,
因为,所以且,又,所以的斜率存在且不等于,
以代替可得,
所以,
所以直线的方程为,
所以直线过定点.
18. 已知函数.
(1)求的单调区间.
(2)设有3个零点,,,且.
(i)求的取值范围;
(ii)证明:且.
【答案】(1)单调递增区间为,递减区间为
(2)(i);(ii)证明见解析
【解析】
【分析】(1)利用导数分析单调性可得;
(2)(i)利用导数分析单调性列不等式组可得;
(ii)设,利用导数分析单调性可得;设,利用导数分析单调性可得.
【小问1详解】
因为,所以,
由或,则在上单调递增;
由,则在上单调递减;
故的单调递增区间为,递减区间为.
【小问2详解】
(i)由(1)可得的单调递增区间为,递减区间为,
当时,,当时,,
且,
因为有3个零点,所以,
即的取值范围为.
(ii)证明:由(1)知,
设,
则,
则对恒成立,即在上单调递增,
故,即对恒成立,
因为,所以,
因为,且在上单调递减,
所以,即;
设,则,
则对恒成立,即在上单调递增,
故,即对恒成立,
因为,所以,
因为,,且在上单调递增,
所以,即,
因为,所以,则.
19. 甲、乙两人进行一项比赛,初始时,甲有个球,乙有个球.在每轮比赛中,甲获胜的概率为,乙获胜的概率为,且获胜方从对方那里拿走一个球(即获胜方增加一个球).当任意一方的球的个数变为0时,比赛立即终止,另一方获胜.设当甲有个球时,甲最终获胜的概率为.
(1)求和.
(2)求的表达式,并证明.
(3)已知当随机变量与相互独立时,.设比赛进行轮后甲有个球.若存在正实数,使得与无关,求的值.
【答案】(1)
(2),证明见解析
(3)
【解析】
【分析】(1)由题意可得;
(2)先考虑下一轮比赛,甲赢和甲输两种情况下的概率递推,再构造等比数列,然后结合等比数列的求和公式和二项式定理可证明;
(3)设随机变量表示第轮比赛造成的甲持有的球个数的变化量,则,再结合已知期望公式计算可得.
【小问1详解】
由题意可得.
【小问2详解】
当时,考虑下一轮比赛,甲赢,球数变为,此后甲获胜的概率为,
甲输,球数变为,此后甲获胜的概率为,得,
整理得,即,
设,则,
则,
又,所以,
则,
因为,
所以由二项式定理得,
又,所以,
所以,所以,即.
【小问3详解】
设随机变量表示第轮比赛造成的甲持有的球个数的变化量,则,
比赛进行轮后,可以表示为,
由与相互独立,即,
得,
因为与无关,所以对任意的都有,
由于且初始状态,的,则,
,
整理得,因为,所以.
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