内容正文:
高三数学
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】B
【解析】
【分析】根据交集的定义判断即可.
【详解】因为,
则.
2. 已知复数,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】.
3. 已知是定义在上的奇函数,则( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】由奇函数的性质可知,解得.
4. 已知的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且,则的形状是( )
A. 锐角三角形 B. 钝角三角形 C. 直角三角形 D. 无法确定的
【答案】B
【解析】
【分析】通过正弦定理将角化为边得,再结合余弦定理即可得结果.
【详解】由,可得,则,
则,则A为钝角,
故的形状是钝角三角形.
5. 将函数的图象向左平移个单位长度,得到函数的图象,则下列区间中,单调递减的区间是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】根据平移变换得到解析式,结合正弦型函数性质求解判断即可.
【详解】由题意知,,
令,得,
则的单调递减区间为.
对于A:当时,,A正确.
对于BCD:无满足条件,故BCD错误.
6. 现有甲、乙等五名学生参加“弘扬中华文化”的演讲比赛,已知甲既不在第一个出场,又不在最后一个出场,且乙不在第三个出场,则不同的出场顺序共有( )
A. 120种 B. 96种 C. 72种 D. 60种
【答案】D
【解析】
【分析】根据题意,分甲在第三个出场和甲不在第一个、第三个和最后一个出场两种情况讨论求解即可.
【详解】若甲在第三个出场,则不同的出场顺序有种;
若甲不在第一个、第三个和最后一个,则不同的出场顺序有种.
根据分类加法计数原理可知,不同的出场顺序共有种.
7. 已知,则( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】由,可判断大小,构造函数,求导确定单调性,可判断大小,即可求解.
【详解】因为,所以,则.
令,则,
当时,单调递增,
当时,,单调递减,
则,
则,即.故.
8. 如图,在三棱锥中,和都是等腰三角形,且,二面角的大小为,则三棱锥外接球的表面积为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】如图,设外接圆的圆心为,设三棱锥外接球的球心为,连接,,设,过点作的平行线,与的延长线交于点,连接,利用题中条件分别求得,,4,进而,,由,列式,解得,再根据球的表面积公式即可得答案.
【详解】如图,设外接圆的圆心为,
因为都是等腰三角形,,,
所以,是的中点.
设三棱锥外接球的球心为,连接,,则平面.
过点作交的延长线于点.
设在平面内的射影为,连接,
因为二面角的大小为,
所以.
因为是等腰三角形,且,
所以,
所以
.
过点作的平行线,与的延长线交于点,连接,
则,4,,
.
设,则由,可得,
解得,
故三棱锥外接球的表面积为.
二、多选题: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. PM2.5是空气中的细小污染物,其浓度(单位:)越高,空气质量越差,浓度越低,空气质量越好.我国现行PM2.5国家标准规定:若PM2.5日平均浓度不超过35,则当天空气质量等级为“优”;若PM2.5日平均浓度超过35但不超过75,则当天空气质量等级为“良”.某城市一周内PM2.5日平均浓度如下表,则( )
星期
一
二
三
四
五
六
日
PM2.5日平均浓度
34
27
43
23
45
26
19
A. 该城市这周共有5天的空气质量等级为“优”
B. 该城市这周PM2.5日平均浓度数值的分位数为27
C. 该城市这周PM2.5日平均浓度数值的极差为28
D. 该城市这周PM2.5日平均浓度数值的平均数为31
【答案】AD
【解析】
【详解】由题可知,该城市这周共有5天的空气质量等级为“优”,A正确.
该城市这周PM2.5日平均浓度的数值按从小到大的顺序排列为,
因为,所以该城市这周PM2.5日平均浓度数值的分位数为26,极差为,B不正确,C不正确.
该城市这周PM2.5日平均浓度数值的平均数为,D正确.
10. 已知,且,则下列结论正确的是( )
A. “”是“”的充要条件
B. 的取值范围为
C. 若,则的最大值为
D. 的最大值为
【答案】ABD
【解析】
【分析】选项:将转化为三角恒等式,结合在内的三角函数单调性判断两个条件是否互为充要条件;选项:将已知两式相加得到的三角表达式,通过辅助角公式化简后结合角的取值范围计算值域判断正误;选项:在的条件下替换,化简的表达式,利用三角恒等变换和最值公式求最大值,验证等号成立条件判断正误;选项:将已知两式分别平方后相加,化简得到的表达式,结合余弦差角公式的有界性和角的范围求最大值判断正误.
【详解】选项,若,则显然;若,则,整理得,由,得,则,则正确.
选项,,由,得,则,则的取值范围为,正确.
选项,由,得,则,不正确.
选项,,当且仅当时,等号成立,正确.
11. 已知是曲线上的动点,点,内切圆的圆心记为,直线与直线交于点,则( )
A. 关于直线对称
B. 存在点,使得(为坐标原点)
C. 为定值
D.
【答案】ACD
【解析】
【分析】对曲线方程中互换,得出方程不变,从而得出,判断选项A;对曲线方程进行变形,利用基本不等式结合两点间距离公式计算判断选项B;根据两点间距离公式计算得出,从而判断选项C;利用选项C结论,结合内心的性质求出比例关系,判断选项D.
【详解】对于A,由方程中互换后方程不变可得曲线关于直线对称,故A正确;
对于B,设,由,得,
当且仅当时,等号成立,
,从而,故B错误;
对于C,
,故4,是定值,故C正确;
由选项C可知,是以为焦点,4为长轴长,为焦距的椭圆,
是的内心,在上,
由三角形内角平分线定理得,变形得,
是的角平分线,则,令,
在中,,即,①
在中,,即,②
三点共线,则,
则,
将①除以②,可得,
,由等比性质,可得,
即,故D正确.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 若曲线在点处的切线与直线平行,则__________.
【答案】##
【解析】
【分析】根据导数的几何意义及直线平行的关系求解即可.
【详解】由,可得.当时,.
因为曲线在点处的切线与直线平行,
所以.
13. 已知F是椭圆和抛物线的公共焦点,是的另一个焦点,是与的交点,若是等腰直角三角形,则的离心率为____________.
【答案】##
【解析】
【分析】利用椭圆与抛物线的定义及几何性质,结合等腰直角三角形的边角关系推导椭圆参数的数量关系,进而求解离心率.
【详解】如图,因为是,的公共焦点,是的另一个焦点,所以的准线经过点.
根据对称性,不妨令在第一象限,因为是等腰直角三角形,所以.
过作准线的垂线,垂足为,则是等腰直角三角形,则.
又,所以.
设,则,则的离心率为.
14. 已知平面内有5个互不相等的单位向量.若这5个向量中恰有1对向量互相平行,恰有3对向量互相垂直,则的最大值为__________.
【答案】
【解析】
【详解】因为这5个单位向量互不相等,且恰有1对向量互相平行,所以这2个向量互为相反向量,不妨令,则.
若中有2个或3个向量与垂直,则这些向量也与垂直,所以这5个向量中,至少有4对向量互相垂直,不符合题意.
若,均不与垂直,也不与垂直,则两两垂直,不符合平面向量的性质.
故中恰有1个向量同时与垂直,不妨令,则由题可知,从而,则,当且仅当与同向时,等号成立,经检验,此时满足题设条件.
故的最大值为.
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. 如图,在正方体中,E,F分别为,的中点.
(1)证明:平面.
(2)求二面角的正弦值.
【答案】(1)证明:连接,与交于点O,可知O为的中点.
连接.因为E是的中点,所以.
又平面,平面,所以平面.
(2)
【解析】
【分析】(1)根据线面平行判定定理证明线面平行;
(2)利用正方体的性质,结合已知条件,利用几何法或向量法,求出二面角的余弦值,进而求出二面角的正弦值.
【小问1详解】
略
【小问2详解】
不妨设正方体的棱长为2,则由E,F分别为,的中点,可得.
连接,则,,所以即为二面角的大小.
,则.
连接,,则,.
在中,,
则二面角的正弦值为.
16. 为促进消费,某商场面向顾客开展抽奖活动,规则如下:现有10个不透明的箱子,每个箱子内装有4个除颜色外其他完全相同的小球,其中5个箱子各装有2个白球和2个红球,另外5个箱子各装有1个白球和3个红球,顾客从10个箱子中随机地选取1个箱子,记所选的箱子中红球的个数为m,顾客可从选中的箱子中一次性取出个球,若取出的均是红球,则顾客可获得奖金元,否则无法获得奖金.
(1)当时,求顾客可以获得奖金的概率;
(2)当n取何值时,顾客获得奖金金额的期望更大?
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)利用全概率公式计算即可;
(2)利用离散型随机变量的分布列分别计算期望比较大小即可.
【小问1详解】
当时,
记事件A为“顾客所选的箱子中有2个白球和2个红球”,事件B为“顾客可以获得奖金”,
则
.
【小问2详解】
当时,记顾客获得的奖金为X元,则X的所有可能取值为0,30,40,
且,,,
则.
当时,记顾客获得的奖金为Y元,则Y的所有可能取值为0,60,80,
且,,,
则.
因为,所以当时,顾客获得奖金金额的期望更大.
17. 已知数列和满足.
(1)若,求的值;
(2)若,且恒成立,求的取值范围;
(3)设,若,证明:.
【答案】(1)
(2)
(3)证明如下:
由,
可得,
则,
两式相减得.
由,得,
则.
由,得,
则,即.
【解析】
【分析】(1)由,,分别求得求解;
(2)由,得到,从而,再利用裂项相消法求解;
(3)由,得到,再由,得到,然后递推求解.
【小问1详解】
因为,
所以,
所以.
【小问2详解】
因为,
所以,
则,
所以,
由恒成立,可得,
则,得,
则,即的取值范围为.
【小问3详解】
略
18. 已知双曲线的实轴长与虚轴长相等,且C的焦距为.
(1)求C的方程.
(2)对于C上的任意两点,定义:.
(i)若A,B是C右支上两个不同的点,证明:.
(ii)若,,是C右支上三个不同的点,且存在常数t,使得,证明为定值,并求该定值(用t表示).
【答案】(1)
(2)(i)证明见解析;(ii)证明见解析,
【解析】
【分析】(1)利用条件及双曲线的性质计算即可;
(2)(i)设直线AB方程及点坐标,利用韦达定理及点的位置、新定义计算即可;(ii)设,,,利用新定义及上问结论结合同解方程确定,分类讨论的取值,结合韦达定理计算即可.
【小问1详解】
由题可知,,
解得,
则C的方程为.
【小问2详解】
(i)依题可设直线的方程为,,
由,可得,
则,且,
,,
所以
.
因为A,B是C右支上两个不同的点,所以.
又,所以.
.
由,,得,
则,故.
(ii)设,,.
由和(i)可得,
且则,均在直线上.
若,则,l的方程为,由
可得,则,则.
若,则l的方程可化为,
由可得.
因为,所以上式可化为,
此时,
且, ,
则 .
综上所述,为定值,且该定值为.
19. (1)求函数在上的最值.
(2)证明:.
(3)若,求的值.
【答案】(1)最大值为,最小值为 ;
(2)证明:.
因为,所以由(1)可知,,则.
又,所以,
则,故,.
(3) .
【解析】
【分析】(1)求出函数的导函数,判断导函数在给定区间内的符号确定函数单调性,再结合区间端点的函数值得到最值.
(2)需先利用两角和与差的余弦公式展开左侧表达式,结合第(1)问得到的的范围结论,以及给定区间内三角函数、指数式的符号特征,完成不等式证明.
(3)先通过构造函数,结合区间端点的函数值与零点存在定理初步缩小参数的取值范围,再利用第(2)问的证明结论验证参数取对应值时两个不等式均恒成立,最终确定的值.
【详解】(1)解:由,得.
令,则.
因为,所以,则在上恒成立,则在上单调递减.
又,所以,即在上恒成立,则在上单调递减,
则在上的最大值为,最小值为.
(2)略
(3)解:由题可知,.
令,则.
若,则,根据函数零点存在定理可知,,不符合题意,故.
同理可得.
令,则,
若,则,根据函数零点存在定理可知,,不符合题意,故.
综上所述,是原不等式成立的必要条件,下面证明当时,原不等式成立,即.
对于左侧不等式,
由,可得,且,
则由(2)可得,不等式成立.
对于右侧不等式,
设常数,令,
则.
令,
则.
由,可得,则,从而在上单调递增,则在上恒成立,即在上恒成立,则在上单调递增,所以.
令,满足,代入,即可得,不等式成立.
综上所述,.
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高三数学
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. 已知复数,则( )
A. B. C. D.
3. 已知是定义在上的奇函数,则( )
A. B.
C. D.
4. 已知的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且,则的形状是( )
A. 锐角三角形 B. 钝角三角形 C. 直角三角形 D. 无法确定的
5. 将函数的图象向左平移个单位长度,得到函数的图象,则下列区间中,单调递减的区间是( )
A. B. C. D.
6. 现有甲、乙等五名学生参加“弘扬中华文化”的演讲比赛,已知甲既不在第一个出场,又不在最后一个出场,且乙不在第三个出场,则不同的出场顺序共有( )
A. 120种 B. 96种 C. 72种 D. 60种
7. 已知,则( )
A. B.
C. D.
8. 如图,在三棱锥中,和都是等腰三角形,且,二面角的大小为,则三棱锥外接球的表面积为( )
A. B. C. D.
二、多选题: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. PM2.5是空气中的细小污染物,其浓度(单位:)越高,空气质量越差,浓度越低,空气质量越好.我国现行PM2.5国家标准规定:若PM2.5日平均浓度不超过35,则当天空气质量等级为“优”;若PM2.5日平均浓度超过35但不超过75,则当天空气质量等级为“良”.某城市一周内PM2.5日平均浓度如下表,则( )
星期
一
二
三
四
五
六
日
PM2.5日平均浓度
34
27
43
23
45
26
19
A. 该城市这周共有5天的空气质量等级为“优”
B. 该城市这周PM2.5日平均浓度数值的分位数为27
C. 该城市这周PM2.5日平均浓度数值的极差为28
D. 该城市这周PM2.5日平均浓度数值的平均数为31
10. 已知,且,则下列结论正确的是( )
A. “”是“”的充要条件
B. 的取值范围为
C. 若,则的最大值为
D. 的最大值为
11. 已知是曲线上的动点,点,内切圆的圆心记为,直线与直线交于点,则( )
A. 关于直线对称
B. 存在点,使得(为坐标原点)
C. 为定值
D.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 若曲线在点处的切线与直线平行,则__________.
13. 已知F是椭圆和抛物线的公共焦点,是的另一个焦点,是与的交点,若是等腰直角三角形,则的离心率为____________.
14. 已知平面内有5个互不相等的单位向量.若这5个向量中恰有1对向量互相平行,恰有3对向量互相垂直,则的最大值为__________.
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. 如图,在正方体中,E,F分别为,的中点.
(1)证明:平面.
(2)求二面角的正弦值.
16. 为促进消费,某商场面向顾客开展抽奖活动,规则如下:现有10个不透明的箱子,每个箱子内装有4个除颜色外其他完全相同的小球,其中5个箱子各装有2个白球和2个红球,另外5个箱子各装有1个白球和3个红球,顾客从10个箱子中随机地选取1个箱子,记所选的箱子中红球的个数为m,顾客可从选中的箱子中一次性取出个球,若取出的均是红球,则顾客可获得奖金元,否则无法获得奖金.
(1)当时,求顾客可以获得奖金的概率;
(2)当n取何值时,顾客获得奖金金额的期望更大?
17. 已知数列和满足.
(1)若,求的值;
(2)若,且恒成立,求的取值范围;
(3)设,若,证明:.
18. 已知双曲线的实轴长与虚轴长相等,且C的焦距为.
(1)求C的方程.
(2)对于C上的任意两点,定义:.
(i)若A,B是C右支上两个不同的点,证明:.
(ii)若,,是C右支上三个不同的点,且存在常数t,使得,证明为定值,并求该定值(用t表示).
19. (1)求函数在上的最值.
(2)证明:.
(3)若,求的值.
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