内容正文:
高三数学
注意事项;
1.答题前,务必将自己的个人信息填写在答题卡上,并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置.
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡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.
一、单项选择题: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. 设全集,集合,,则( )
A. B. C. D.
2. 若复数满足,则( )
A. 1 B. 2 C. D.
3. 已知平面向量, ,且,则( )
A. B. C. D.
4. 在的展开式中,第7项的二项式系数是( )
A. B. C. 8 D. 28
5. 记为等差数列的前 项和,当时,,则下列各项中一定等于0的是( )
A. B. C. D.
6. 已知双曲线的焦距为,直线与双曲线交于,两点,与双曲线的渐近线交于,两点.若,则双曲线的离心率为( )
A. B. 2 C. 3 D.
7. 已知函数,若,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
8. 已知常数,若,,使得成立,则的最小值为( )
A. B. C. D.
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. 已知正项等比数列的前 项和为,若,,则下列说法正确的是( )
A. B.
C. 若是递增数列,则 D. 若是递减数列,则
10. 在某电商平台上,用户获取商品信息的途径有两种,一种是系统推荐,一种是用户自主搜索.根据大数据,用户在该平台获取的商品信息中有来自系统推荐.若商品由系统推荐,则用户购买的概率为,若商品由用户自主搜索,则用户购买的概率为.从该平台随机抽取一件商品,设事件 为“该商品被用户购买”,事件为“该商品由系统推荐”,则( )
A. B. C. D.
11. 已知正四面体的棱长为,则下列说法正确的是( )
A. 正四面体内任意一点到四个面的距离之和为定值
B. 正四面体的外接球的表面积为
C. 设为正四面体的中心,若球的球面与正四面体的棱有公共点,则球的半径的取值范围是
D. 若是的中点,动点在内(包括边界),则的最小值是
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知点在椭圆上, 的焦距为4,则 的离心率为______.
13. 函数的最小正周期为______.
14. 设函数,若恒成立,则的最小值为______.
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. 在中,角 ,, 所对的边分别为, ,.已知.
(1)求;
(2)若,,求边上的中线的长.
16. 体育课上,老师组织同学们进行投篮闯关游戏,每个同学至多投三个球,只要投进两个即为闯关成功并停止投篮.已知甲每个球投进的概率为,且每次投篮相互独立.
(1)当时,求甲最终闯关成功的概率.
(2)为了增加比赛的趣味性,设置两种积分奖励方案.方案一:只投两个球闯关成功,得10分,投三个球闯关成功,得6分,闯关失败,得2分;方案二:闯关成功,得7分,闯关失败,得3分.请讨论选择哪种方案,能使甲获得积分的数学期望更大.
17. 如图,几何体是一个正三棱柱(以为底面)被平面所截得到的.已知,,,.
(1)设是的中点,证明:平面;
(2)求几何体的体积;
(3)求平面与平面所成角的余弦值.
18. 已知函数.
(1)若曲线在点处的切线经过点,求实数的值;
(2)若恰有两个零点,求实数的取值范围;
(3)证明:当时,.
19. 已知抛物线的焦点为,过点的直线与交于,两点(在 轴上方),以为直径作圆 (圆心为点 ).
(1)证明:圆 与轴相切.
(2)若轴,过点作直线轴,过点作,垂足为,线段交劣弧于点,按照如下方式依次构造点和:过作,垂足为,线段交劣弧于点.
(i)设,证明:数列为等差数列;
(ii)设劣弧的长为,数列的前 项和为,证明:.
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高三数学
注意事项;
1.答题前,务必将自己的个人信息填写在答题卡上,并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置.
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡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.
一、单项选择题: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. 设全集,集合,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】因为,,所以,又,所以.
2. 若复数满足,则( )
A. 1 B. 2 C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】 方法一:因为,
所以,
因此.
方法二:.
3. 已知平面向量, ,且,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】因为,,且,所以,,所以.
4. 在的展开式中,第7项的二项式系数是( )
A. B. C. 8 D. 28
【答案】D
【解析】
【详解】第7项的二项式系数为.
5. 记为等差数列的前项和,当时,,则下列各项中一定等于0的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】根据已知得,应用等差数列的通项公式依次判断各项是否为0即可.
【详解】由题设,且,,
若的公差为,则,
所以,则,
,不一定为0,A不符,,B符合,
所以,C不符,,D不符.
6. 已知双曲线的焦距为,直线与双曲线交于,两点,与双曲线的渐近线交于,两点.若,则双曲线的离心率为( )
A. B. 2 C. 3 D.
【答案】A
【解析】
【详解】令,则,解得,所以,
又因为双曲线的渐近线方程为,所以,所以,即,
所以,所以双曲线的离心率.
7. 已知函数,若,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】先判断函数奇偶性与单调性,再解不等式.
【详解】由已知得,当时,,
所以,当时,同理有,可知是奇函数.
又当时,,所以在上单调递增,
从而可得在上单调递增.
不等式即,
所以有,解得.
8. 已知常数,若,,使得成立,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】利用诱导公式将不等式转化为,根据余弦函数的性质求出的取值范围,再分析区间覆盖条件,列不等式求解.
【详解】因为,所以可化为.
由三角函数的定义解得,,即,.
该解集在数轴上表示如下:
若,,使得成立,则只需的长度大于等于相邻解集之间的长度,
所以,解得.
又,所以的最小值为.
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. 已知正项等比数列的前项和为,若,,则下列说法正确的是( )
A. B.
C. 若是递增数列,则 D. 若是递减数列,则
【答案】BCD
【解析】
【详解】设的公比为.因为,所以.因为,所以,
因为是正项数列,所以,所以,解得或.
故或,可知A错误,B正确;
对于C,若是递增数列,则,,,,所以,故C正确;
对于D,若是递减数列,则,则,所以,,所以,故D正确.
10. 在某电商平台上,用户获取商品信息的途径有两种,一种是系统推荐,一种是用户自主搜索.根据大数据,用户在该平台获取的商品信息中有来自系统推荐.若商品由系统推荐,则用户购买的概率为,若商品由用户自主搜索,则用户购买的概率为.从该平台随机抽取一件商品,设事件为“该商品被用户购买”,事件为“该商品由系统推荐”,则( )
A. B. C. D.
【答案】AD
【解析】
【详解】由已知得,,.
对于A,因为,所以,故A正确;
对于B,由全概率公式可得,故B错误;
对于C,,所以,故C错误;
对于D,,故D正确.
11. 已知正四面体的棱长为,则下列说法正确的是( )
A. 正四面体内任意一点到四个面的距离之和为定值
B. 正四面体的外接球的表面积为
C. 设为正四面体的中心,若球的球面与正四面体的棱有公共点,则球的半径的取值范围是
D. 若是的中点,动点在内(包括边界),则的最小值是
【答案】ACD
【解析】
【分析】利用等体积法判断A;利用正方体求外接球半径判断B;利用正方体求棱切球和外接球半径判断C;建立空间直角坐标系,利用点关于面对称求距离判断D.
【详解】对于A,设正四面体内任意一点到四个面的距离分别为,,,,
正四面体的高为,由,
由等体积法可得,所以为定值,
故A正确.
对于B,棱长为2的正四面体的外接球与棱长为的正方体的外接球半径相同,如下图:
设外接球的半径为,则,得,
所以外接球的表面积,故B错误.
对于C,如下图:
为正四面体的中心,若球的球面与正四面体的棱有公共点,
则球的半径满足.由B可知,,
而正四面体的棱切球即为正方体的内切球,
所以棱切球直径即为正方体棱长,则,
所以球的半径的取值范围是,故C正确.
对于D,如下图:
因为的高,设为底面的中心,则,
,.
以为坐标原点,所在直线分别为轴,建立如图所示的空间直角坐标系,
.则,,,
所以点关于平面的对称点为,且,
所以,故D正确.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知点在椭圆上,的焦距为4,则的离心率为______.
【答案】##
【解析】
【详解】设的半焦距为,由焦距为4,得,,
所以,
将代入椭圆方程,得,解得,
故,得,离心率.
13. 函数的最小正周期为______.
【答案】
【解析】
【详解】的定义域为,当时,,此时每相邻两个零点间的距离为;
当时,,的最小正周期为,此时以为最小正周期.
综上可知,的最小正周期为.
14. 设函数,若恒成立,则的最小值为______.
【答案】1
【解析】
【分析】由函数,都是增函数及恒成立,得函数,有公共零点,从而得,令,利用导数求其最小值即可.
【详解】易知函数,都是增函数,都至多有一个零点.
恒成立,
函数,有公共零点,记为,其中,
则,即,
则.
设函数,则,且.
,在上均单调递增,在上单调递增,
当时,,当时,,
在上单调递减,在上单调递增,
,即的最小值为1.
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. 在中,角,,所对的边分别为 , ,.已知.
(1)求;
(2)若,,求边上的中线的长.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)利用正弦定理结合三角函数恒等变换公式化简求值即可.
(2)利用余弦定理求出 ,再用向量的中线公式求得中线长.
【小问1详解】
因为,由正弦定理可得,,
即,
所以.
因为,所以,
即,所以.
因为,所以.
【小问2详解】
因为,,,
由余弦定理得,,解得.
由向量的中线公式可得,
所以
.
16. 体育课上,老师组织同学们进行投篮闯关游戏,每个同学至多投三个球,只要投进两个即为闯关成功并停止投篮.已知甲每个球投进的概率为,且每次投篮相互独立.
(1)当时,求甲最终闯关成功的概率.
(2)为了增加比赛的趣味性,设置两种积分奖励方案.方案一:只投两个球闯关成功,得10分,投三个球闯关成功,得6分,闯关失败,得2分;方案二:闯关成功,得7分,闯关失败,得3分.请讨论选择哪种方案,能使甲获得积分的数学期望更大.
【答案】(1)
(2)若,有,则选方案一,
若,有,则选方案一和方案二都行,
若,有,则选方案二.
【解析】
【分析】(1)利用事件的独立性即可求出概率;
(2)分别求出两种方案的期望,再比大小即可.
【小问1详解】
记“甲最终闯关成功”为事件,则.
【小问2详解】
若选用方案一,记甲最终获得的积分为分,则的所有可能取值为,,.
,,,
则.
若选用方案二,记甲最终获得的积分为分,则的所有可能取值为7,3.
,,
则.
所以,
若,有,则选方案一,
若,有,则选方案一和方案二都行,
若,有,则选方案二.
17. 如图,几何体是一个正三棱柱(以为底面)被平面所截得到的.已知,,,.
(1)设是的中点,证明:平面;
(2)求几何体的体积;
(3)求平面与平面所成角的余弦值.
【答案】(1)证明:方法一:如图,取的中点,连接,.
因为为正三角形,所以.
在梯形中,为中位线,
所以,且.
所以且,所以四边形为平行四边形,所以.
因为,所以平面,所以.
又,,平面,平面,
所以平面.
因为,所以平面.
方法二:取的中点,连接,.在梯形中,为中位线,
所以,平面.
如图,以,,的方向分别为,,轴正方向建立空间直角坐标系,
则,,,,,
所以,,,
所以,所以.
同理可证:.
又,平面,平面,
所以平面.
(2)
(3)
【解析】
【分析】(1)方法一:几何法,取的中点,连接,,利用线面垂直的判定定理进行证明;
方法二:向量法,利用向量的数量积证明,,进而利用线面垂直的判定定理证明;
(2)方法一:将几何体补成正三棱柱,利用对称性求解;
方法二:将几何体拆分为正三棱柱和四棱锥,分别计算体积求和;
(3)方法一:求出两平面法向量,利用向量夹角公式计算;
方法二:射影面积法,利用,通过计算两个三角形面积求解.
【小问1详解】
略
【小问2详解】
方法一:如图,分别延长,,至,,,
使,,,
则.
方法二:如图,分别在棱,上取点,,使得,
则几何体是一个底面边长为2,高为2的正三棱柱,
所以.
而四棱锥的体积为.
所以.
【小问3详解】
方法一:建系同(1)中方法二,如图,可得,,
则,.
设是平面的法向量,
则不妨设,则,
显然是平面的一个法向量.
设平面与平面所成的角为,
则,
即平面与平面所成角的余弦值为.
方法二:设平面与平面所成的角为,则,
所以平面与平面所成角的余弦值为.
18. 已知函数.
(1)若曲线在点处的切线经过点,求实数 的值;
(2)若恰有两个零点,求实数 的取值范围;
(3)证明:当时,.
【答案】(1)
(2)
(3)当时,要证成立,即证成立,
记,则,.
记,,
和在上均单调递减,
在上单调递减,
又,,
存在,使得,即,
,,
当时,,即,
在上单调递增,当时,,即,
在上单调递减,
,
,故成立,原命题得证.
【解析】
【分析】(1)对函数求导,利用导数的几何性质求出切线方程,结合已知条件求出 ;
(2)令,得,构造函数,求导,利用导数分析函数的单调性和极值,结合极限分析求出实数 的取值范围;
(3)把不等式转化为,构造函数,求导并分析函数单调性,求出的最大值,进而得出,命题得证.
【小问1详解】
函数的定义域为,
所以,
,,
曲线在点处的切线方程为,
把代入,得.
【小问2详解】
令,得,
令,则,
当时,,则在上单调递减,
当时,,则在上单调递增,
当时,,
当且趋近于0时,趋近于;
当趋近于时,且趋近于0,
要使函数有两个零点,只需,即实数 的取值范围为.
【小问3详解】
略
19. 已知抛物线的焦点为,过点的直线与交于,两点(在轴上方),以为直径作圆(圆心为点).
(1)证明:圆与轴相切.
(2)若轴,过点作直线轴,过点作,垂足为,线段交劣弧于点,按照如下方式依次构造点和:过作,垂足为,线段交劣弧于点.
(i)设,证明:数列为等差数列;
(ii)设劣弧的长为,数列的前项和为,证明:.
【答案】(1)证明:设,由,知,
则圆心为的中点.
由抛物线的定义可知,
又点到轴的距离,
所以圆与轴相切.
(2)(i)证明:由题可知,,圆,
直线,直线与圆相切于点.
过作,垂足为,
设,,,,,则.
得到,
代入圆的方程,得,
由题意,点满足该方程,所以.
整理可得.
根据题设,,所以,又,
所以是首项为1,公差为1的等差数列.
(ii)证明:由(i)可知,可得,
因为,所以,即,
所以,
,
当时,.
由,得,即,
所以,当时,,
,
当时,.
综上,.
【解析】
【分析】(1)设得到圆心坐标,根据抛物线定义得到圆心到轴的距离等于圆的半径,进而得证;
(2)(i)先确定,坐标,及圆的方程,设,结合直线与圆的交点为,通过的递推关系,证明为常数即可;
(ii)由(i)可知,得,利用扇形与三角形面积关系,得到,再利用裂项相消法对放缩,代入证明即可.
【小问1详解】
略
【小问2详解】
(i)略
(ii)略
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