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】A
【解析】
【详解】由,得,则.
2. ( )
A. B. 10 C. D. 2
【答案】C
【解析】
【详解】.
3. 已知,则( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】,故
4. 将函数图象上所有点的横坐标伸长到原来的2倍,纵坐标不变,得到函数的图象,则的最小正周期为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】由三角函数图象变换知识可得,据此可得答案.
【详解】将图象上所有点的横坐标伸长到原来的2倍,得到,
则,的最小正周期为.
5. 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.
6. 已知是定义在上的奇函数,且当时,,若在上恒成立,则a的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】根据函数的奇偶性以及二次函数的单调性求解即可.
【详解】因为是定义在上的奇函数,所以由在上恒成立,可得在上恒成立.
若,即,则在上单调递增,则,得.
若,即,则,化简得,得.
若,即,则在上单调递减,则,得.
综上所述,a的取值范围为.
7. 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.
8. 如图,在三棱锥中,平面平面,和都是等腰三角形,且,,,则三棱锥外接球的表面积为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】通过面面垂直确定球心的大致位置,在直角三角形中利用勾股定理可求球的半径,结合表面积公式可得答案.
【详解】如图,由题可知,外接圆的圆心O是的中点.
设三棱锥外接球的球心为,连接,则平面.
过A作,与的延长线交于点,则由平面平面,可得平面.
因为,,所以,.
取的中点E连接,,可得,,
则.
设,连接,,则,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. 曲线在点处的切线方程为____________.
【答案】
【解析】
【详解】由,可得,当时,,
则曲线在点处的切线方程为.
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. 已知数列和满足.
(1)若,求的值;
(2)若,且恒成立,求t的取值范围.
【答案】(1)98 (2)
【解析】
【分析】(1)直接利用通项公式与递推关系计算即可;
(2)根据等差数列求和公式及裂项相消法先计算和,再解不等式即可.
【小问1详解】
因为,所以,,,
所以.
【小问2详解】
因为,
所以
则,
所以,
因为,所以,即.
由恒成立,可得,
则,得,
则,即t的取值范围为.
16. 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.
17. 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.
18. 已知双曲线的实轴长与虚轴长相等,且的焦距为.
(1)求的方程.
(2)对于上的任意两点,定义:.
①若是右支上两个不同的点,证明:.
②若是右支上三个不同的点,且存在常数,使得,证明为定值,并求该定值(用表示).
【答案】(1)
(2)① 证明:依题意可设直线 的方程为.
由可得,
则,且,
,
所以
因为是右支上两个不同的点,所以.
又,所以.
则,
由,得,即,
则,故.
②证明如下:设.由和①可得,
且则均在直线上.
若,则,的方程为 ,由可得,
则,因此
若,则的方程可化为,
由可得.
因为,所以上式可化为,
此时,且,
因此,
综上所述,为定值,且该定值为.
【解析】
【分析】(1)根据题意即可求出,从而得到答案;
(2)①根据是右支上两个不同的点,以及的定义即可判断;②根据题意得出均在直线上,从而得出为定值.
【小问1详解】
由题可知,
解得,
则双曲线的方程为.
【小问2详解】
①略
②证明略;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. ( )
A. B. 10 C. D. 2
3. 已知,则( )
A. B.
C. D.
4. 将函数图象上所有点的横坐标伸长到原来的2倍,纵坐标不变,得到函数的图象,则的最小正周期为( )
A. B. C. D.
5. 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
6. 已知是定义在上的奇函数,且当时,,若在上恒成立,则a的取值范围为( )
A. B. C. D.
7. 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
8. 如图,在三棱锥中,平面平面,和都是等腰三角形,且,,,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. 曲线在点处的切线方程为____________.
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. 已知数列和满足.
(1)若,求的值;
(2)若,且恒成立,求t的取值范围.
16. 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.
17. 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?
18. 已知双曲线的实轴长与虚轴长相等,且的焦距为.
(1)求的方程.
(2)对于上的任意两点,定义:.
①若是右支上两个不同的点,证明:.
②若是右支上三个不同的点,且存在常数,使得,证明为定值,并求该定值(用表示).
19. (1)求函数在上的最值.
(2)证明:.
(3)若,求的值.
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