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. 已知集合,则( )
A. {1} B. C. {x|0≤x<2} D. {x|0<x≤2}
2. 已知,其中是实数,则( )
A. B. C. D.
3. 已知各项不全为零的数列满足,则( )
A. B. C. D.
4. 已知函数在上单调递增,则实数a的取值范围为( )
A. B. C. D.
5. 已知关于直线对称, ,则与的公切线的数量为( )
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
6. 已知函数的最小正周期为1,将f(x)的图象向右平移个单位长度得到函数g(x)的图象,则g(x)图象的对称中心的坐标为( )
A. B.
C. D.
7. 若,,且满足,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
8. 已知O为坐标原点,双曲线的离心率为,点 在Γ上,斜率为负的直线l与双曲线、的两条渐近线、x轴的交点从左到右依次为A,B,C,D,E,且,则直线l的斜率为( )
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. 若椭圆Γ上的动点到Γ的两个焦点的距离之和为10,且Γ上的动点到Γ的焦点的距离的最小值为2,则Γ的标准方程可能是( )
A. B. C. D.
10. 为助力“北斗卫星导航系统”相关科普项目的校园推广,某校“科创社”统计了8个小组完成北斗卫星模型拼装的时长(单位:分,),同时统计了另一所学校“科创社”8个小组完成同款模型拼装的时长(单位:分,).已知点与点关于直线对称,且的中位数为,极差为,平均数为,方差为,则关于数据,下列说法正确的是( )
A. 中位数为 B. 极差为 C. 平均数为 D. 方差为
11. 如图,已知圆台的轴截面为四边形EFGH,FG=4,EH=2,EF=3,沿着该圆台侧面从E到G的路径的长度为a.在该圆台内有一个棱长为b的正方体,且该正方体在圆台内能任意转动,则( )
A. 圆台的高为 B. 圆台的体积为
C. a的最小值为 D. b的最大值为
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知 的展开式中仅有第6项的二项式系数最大,则其展开式中x² 的系数为________.(用数字作答)
13. 已知向量满足,,则的取值范围是________.
14. 记函数的最小值为,数列的前n项和为,若 ,则实数t的取值范围为________.
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 的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且
(1)求A.
(2)已知点D在边 BC上,且 当 的面积最小时,判断 是否为等腰三角形? 若是,给出证明;若不是,请说明理由.
16. 已知抛物线 上的点到Γ焦点的距离为.
(1)求Γ的方程;
(2)若直线与Γ交于A,B两点, 求t的取值范围.
17. 如图,在长方体中, , E为线段上一点.
(1)若E为线段的中点,证明:平面平面.
(2)若
(i)求平面 与平面 BDE 所成二面角的正弦值;
(ii)求点 A到平面 BDE 的距离.
18. 某农家乐园为增加客流量,计划在五一期间举行农产品的团购活动,每位参与团购且购买金额不低于100元的顾客均可以参加抽奖活动.抽奖方案如下:开始时箱子中放有除颜色外完全相同的4个红球与12个白球,每位参与抽奖的顾客均可抽取2次,每次从箱子中随机取1个球,第1次顾客从箱子中随机取出1个球,确定颜色后放回箱子,同时往箱子中放入2个与第1次取出的球颜色相同的球,然后进行第2次抽取.已知顾客每次取出白球没有奖励,取出红球奖励20元.
(1)求顾客第2次取出红球的概率.
(2)记每位参与抽奖的顾客获得奖励的总金额为X元,求E(X).
(3)该农家乐园计划增加一种抽奖方案,此方案要求参与抽奖的顾客通过扫描二维码进入小程序回答问题,每位顾客最少回答 2个问题,最多回答 3个问题,若前 2个问题至少回答正确 1个,则不再回答第 3个问题,若前2个问题都回答错误,则需回答第 3个问题,且第 1个问题回答正确奖励 6元,第 2个和第3个问题回答正确均奖励 12元.已知顾客甲正确回答这 3个问题的概率依次为 且这3个问题回答正确与否相互独立.为使顾客甲获得奖励的总金额的数学期望最大,顾客甲应该选择原抽奖方案还是新增抽奖方案?请说明理由.
19. 已知函数
(1)若,讨论的单调性;
(2)若的极小值点为 求的值;
(3)若,且 证明:.
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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. 已知集合,则( )
A. {1} B. C. {x|0≤x<2} D. {x|0<x≤2}
【答案】B
【解析】
【详解】,所以
2. 已知,其中是实数,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】,
,解得.
.
3. 已知各项不全为零的数列满足,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】由,得数列为等差数列,
则,又,所以,
由于数列各项不全为零,则等差数列为递增数列或递减数列,即其他项均不为0.
4. 已知函数在上单调递增,则实数a的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】当时,,求导得 ,
在上单调递增;
当时,,函数单调递增,则,
当时,,当时,,
则,解得,
,即.
5. 已知关于直线对称, ,则与的公切线的数量为( )
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
【答案】B
【解析】
【详解】,则,半径,
因为关于直线对称,
所以在上,则有,解得,则,
,则,半径,
,,,故与相交,
则与的公切线的数量为,故选项B正确.
6. 已知函数的最小正周期为1,将f(x)的图象向右平移个单位长度得到函数g(x)的图象,则g(x)图象的对称中心的坐标为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】函数的最小正周期为1,所以 ,得.
所以.
令 ,得,
所以的对称中心为 .
因为将f(x)的图象向右平移个单位长度得到函数g(x)的图象,
所以的对称中心向右平移个单位长度得到函数g(x)的对称中心,
所以函数g(x)的图象的对称中心为 .
7. 若,,且满足,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】将式子进行化简构造函数,利用构造的函数得到的关系,将化为关于的函数解析式,利用求导研究函数的单调性和最值,从而求出的取值范围.
【详解】由变形可得:,即,
故;
令,则
由得:
当时,,单调递增,
当时,,单调递减;
因为,,故,故在上,
可得:,故;
令,,;
则,令,解得:;
当时,,单调递增,
当时,,单调递减;
故,综上;
故.
8. 已知O为坐标原点,双曲线的离心率为,点 在Γ上,斜率为负的直线l与双曲线、的两条渐近线、x轴的交点从左到右依次为A,B,C,D,E,且,则直线l的斜率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】先根据题设求出双曲线,及双曲线的渐近线方程为,结合可得,设直线l的方程为,进而求得,设,联立直线l与双曲线方程,结合韦达定理及列方程求解即可.
【详解】由题意,得,即,则,
所以双曲线,且双曲线的渐近线方程为,
由,得,设直线l的方程为,
联立,解得,即,
联立,消去得,
设,则①,,
因为,所以,
而,,
则,即,
结合①得,,
则,
即,
则,即,又,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. 若椭圆Γ上的动点到Γ的两个焦点的距离之和为10,且Γ上的动点到Γ的焦点的距离的最小值为2,则Γ的标准方程可能是( )
A. B. C. D.
【答案】BD
【解析】
【详解】椭圆Γ上的动点到Γ的两个焦点的距离之和为10,则,,
且Γ上的动点到Γ的焦点的距离的最小值为2,则,
即,解得,
,故选项BD正确.
10. 为助力“北斗卫星导航系统”相关科普项目的校园推广,某校“科创社”统计了8个小组完成北斗卫星模型拼装的时长(单位:分,),同时统计了另一所学校“科创社”8个小组完成同款模型拼装的时长(单位:分,).已知点与点关于直线对称,且的中位数为,极差为,平均数为,方差为,则关于数据,下列说法正确的是( )
A. 中位数为 B. 极差为 C. 平均数为 D. 方差为
【答案】ACD
【解析】
【分析】理解点关于直线对称的性质,以及这些统计量在数据变换下的变化规律,对于中位数,需要考虑数据的排序和对称关系;极差是最大值与最小值的差,要分析对称对极差的影响;平均数和方差则要根据定义和性质来判断.
【详解】对于A,已知点与点关于直线对称,则,即,
因为的中位数为,将从小到大排序,
设为,则,
那么从小到大排序为,,
其中位数为,所以选项A正确.
对于B,设中的最大值为,最小值为,则极差,
因为,所以中的最大值为,最小值为,
极差为,所以选项B错误;
对于C,已知的平均数为,则的平均数为
,所以选项C正确;
对于D,已知的方差为,
则的方差为
,所以选项D正确.
11. 如图,已知圆台的轴截面为四边形EFGH,FG=4,EH=2,EF=3,沿着该圆台侧面从E到G的路径的长度为a.在该圆台内有一个棱长为b的正方体,且该正方体在圆台内能任意转动,则( )
A. 圆台的高为 B. 圆台的体积为
C. a的最小值为 D. b的最大值为
【答案】BCD
【解析】
【分析】根据高与上下底面半径以及母线的几何关系可判断A;根据圆台的体积公式可判断B;根据侧面展开图结合弦长公式以及余弦定理可判断C;根据正方体的外接球直径不大于圆台的内切球直径可判断D .
【详解】已知圆台的轴截面是等腰梯形,下底 底半径,上底 上底半径,母线长,
圆台的高,A错误;
圆台的体积 ,B正确;
将圆台补成圆锥,由相似比得小圆锥母线长,大圆锥母线长,
侧面展开圆心角。 设圆锥顶点为,展开后,,,
由余弦定理: 得,
故,C正确;
正方体能任意转动等价于:正方体的外接球完全容纳在圆台内,且圆台恰好有内切球(满足母线长 ),
内切球半径, 正方体外接球直径等于体对角线:,解得,
故最大值为,D正确.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知 的展开式中仅有第6项的二项式系数最大,则其展开式中x² 的系数为________.(用数字作答)
【答案】
【解析】
【详解】由题可知展开式共项,所以,
又的展开式的通项为,
令,解得,所以x² 的系数为
13. 已知向量满足,,则的取值范围是________.
【答案】
【解析】
【分析】通过已知条件得到的表达式,利用向量三角不等式确定的范围进行求解.
【详解】因为,两边平方得到,
整理得,
又根据向量三角不等式,
代入,,解得,
所以
14. 记函数的最小值为,数列的前n项和为,若 ,则实数t的取值范围为________.
【答案】
【解析】
【分析】根据基本不等式及二倍角的正弦公式求得的最小值,从而得到数列通项公式,根据等比数列的前n项和公式,求得,分离参数,并构造函数,利用导数分析其单调性,并求得的最大值,进而得到实数t的取值范围.
【详解】,
函数,
当且仅当时,等号成立.
所以.
所以,所以.
所以,所以.
若 ,则.
令,则.
令,
因为是单调递减函数,
且,,
所以在上存在唯一零点,记为,
所以当时,;当时,.
所以在上单调递增,在上单调递减.
又,,所以,
即的最大值为.
所以实数t的取值范围为.
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 的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且
(1)求A.
(2)已知点D在边 BC上,且 当 的面积最小时,判断 是否为等腰三角形? 若是,给出证明;若不是,请说明理由.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【解析】
【分析】(1)利用正弦定理和余弦定理即可求解;
(2)利用正弦定理结合条件得,再利用三角形的面积公式和基本不等式即可求解.
【小问1详解】
由正弦定理得:,
所以,
又由余弦定理得:,
又,所以;
【小问2详解】
在中,由正弦定理得①,
在中,由正弦定理得②,
又,所以,
由①②得:,
又,所以,
所以,
又,所以,即为的角平分线,
所以,
所以,
又,
所以,
所以,又,即,
当且仅当时,等号成立,
所以,
所以当的面积取最小值时,为等腰三角形.
16. 已知抛物线上的点到Γ焦点的距离为.
(1)求Γ的方程;
(2)若直线与Γ交于A,B两点, 求t的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)根据抛物线的定义和几何性质,结合已知条件构造方程求出,进而求出Γ的方程;
(2)联立直线与抛物线方程,利用韦达定理化简,结合已知条件构造不等式,解不等式求出的取值范围.
【小问1详解】
已知点在抛物线上,则,解得,
抛物线的焦点为,准线方程为,
由抛物线定义得,解得,
抛物线的方程为.
【小问2详解】
联立直线与抛物线得 ,
直线与抛物线交于A,B两点,则 ,解得,
设,由韦达定理得,
,
,
,
,
,即,解得,
综上可得,t的取值范围为.
17. 如图,在长方体中, , E为线段上一点.
(1)若E为线段的中点,证明:平面平面.
(2)若
(i)求平面与平面 BDE 所成二面角的正弦值;
(ii)求点 A到平面 BDE 的距离.
【答案】(1)证明见解析;
(2)(i);(ii).
【解析】
【分析】(1)先利用向量法及线面垂直的判定定理证明 平面 ,进而利用面面垂直的判定定理证明平面 平面 ;
(2)(i)先分别求出平面与平面 BDE 的一个法向量,再求出所成二面角的余弦值,从而得到正弦值;
(ii)利用点面距离的向量公式求解即可.
【小问1详解】
以D为坐标原点,以,,的方向分别为,,轴的正方向,
建立如图所示的空间直角坐标系,
则 , , , , ,
所以 , , ,
因为 , ,
所以,,即 , ,
又因为, 平面 , 平面 ,
所以 平面 ,
又 平面 ,所以平面 平面 .
【小问2详解】
设 ,则 , ,
因为,所以 ,解得,所以 .
(i) , ,设平面 BDE的一个法向量是 ,
则,即,令,得 ,
易知平面的一个法向量是 ,
设平面与平面 BDE 所成二面角的大小为,
则,所以,
所以平面与平面 BDE 所成二面角的正弦值是;
(ii)由(i)知,平面 BDE的一个法向量是 , ,
设点 A到平面 BDE 的距离为,则,
所以点 A到平面 BDE 的距离为.
18. 某农家乐园为增加客流量,计划在五一期间举行农产品的团购活动,每位参与团购且购买金额不低于100元的顾客均可以参加抽奖活动.抽奖方案如下:开始时箱子中放有除颜色外完全相同的4个红球与12个白球,每位参与抽奖的顾客均可抽取2次,每次从箱子中随机取1个球,第1次顾客从箱子中随机取出1个球,确定颜色后放回箱子,同时往箱子中放入2个与第1次取出的球颜色相同的球,然后进行第2次抽取.已知顾客每次取出白球没有奖励,取出红球奖励20元.
(1)求顾客第2次取出红球的概率.
(2)记每位参与抽奖的顾客获得奖励的总金额为X元,求E(X).
(3)该农家乐园计划增加一种抽奖方案,此方案要求参与抽奖的顾客通过扫描二维码进入小程序回答问题,每位顾客最少回答 2个问题,最多回答 3个问题,若前 2个问题至少回答正确 1个,则不再回答第 3个问题,若前2个问题都回答错误,则需回答第 3个问题,且第 1个问题回答正确奖励 6元,第 2个和第3个问题回答正确均奖励 12元.已知顾客甲正确回答这 3个问题的概率依次为 且这3个问题回答正确与否相互独立.为使顾客甲获得奖励的总金额的数学期望最大,顾客甲应该选择原抽奖方案还是新增抽奖方案?请说明理由.
【答案】(1)
(2)10 (3)顾客甲应该选择新增抽奖方案,理由见解析.
【解析】
【分析】(1)根据全概率公式即可求解;
(2)根据题意,写出离散型随机变量求出 的分布列,从而利用期望公式即可求解.
(3)设顾客甲获得奖励的总金额为 元,写出离散型随机变量求出的分布列,求得关于的期望,比较即可.
【小问1详解】
设"第1次取出红球"为事件 ,则 ,
设"第2次取出红球"为事件 ,
若第1次取出红球,则箱子中有 6 红 12 白,共 18 个球,此时 ,
若第1次取出白球,则箱子中有4红14白,共18个球,此时 ,
由全概率公式得:
答:顾客第2次取出红球的概率为 .
【小问2详解】
由题意知, 的可能取值为0,20,40;
,
,
所以 的分布列为:
0
20
40
,
【小问3详解】
设顾客甲获得奖励的总金额为 元。
由题意, 的可能取值为。
,
,
,
,
所以 的分布列为:
0
6
12
18
,
因为 ,
所以顾客甲应该选择新增抽奖方案.
19. 已知函数
(1)若,讨论的单调性;
(2)若的极小值点为 求的值;
(3)若,且 证明:.
【答案】(1)在上单调递增.
(2) (3)证明见解析
【解析】
【分析】(1)分和两种情况讨论即可;
(2)利用极小值点的必要条件求出,然后检验充分性即可;
(3)等式变形为,利用比值代换法把 转化为证明 ,最后利用(1)的结论即可证明.
【小问1详解】
的定义域为, ,
令: 判别式 ,
若即,,恒成立,故,单调递增;
若,,令,得,两根均为负数,
因此时,,故,单调递增.
综上,当时,在上单调递增.
【小问2详解】
极小值点是的正根,即满足,将代入得:
,化简得,验证可知确为极小值点,故.
【小问3详解】
对已知等式两边取自然对数得: ,整理得:,
令 ,若则 ,右边 ,矛盾,故,
则 ,代入得: ,
要证,即证 ,代入得: ,
由(1)知,当时, 在单调递增,
因此时, ,不等式成立, 故成立.
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