内容正文:
数学
本试卷共19题,共150分,共4页.考试结束后,将本试题和答题卡一并交回.
注意事项:
1.答题前,考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚,将条形码准确粘贴在条形码区域内.
2.选择题必须使用2B铅笔填涂;非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写,字体工整,笔迹清楚.
3.请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试卷上答题无效.
4.作图可先使用铅笔画出,确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑.
5.保持卡面清洁,不要折叠、不要弄破、弄皱,不准使用涂改液、修正带、刮纸刀.
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,则中元素的个数为( )
A. 3 B. 2 C. 1 D. 0
2. 已知实数,则“”是“”的( )
A. 充分不必要条件 B. 必要不充分条件 C. 充要条件 D. 既不充分也不必要条件
3. 冰球运动是一种以冰刀和冰球杆为工具,在冰上进行的相互对抗的集体性竞技运动.运动员小华以球杆击球,使冰球从点出发,沿运动至点,已知,,且,则冰球位移的大小是( )
A. B.
C. D.
4. 已知函数,若,则( )
A. 0 B. C. 1 D.
5. 已知,,则( )
A. B. C. D.
6. 设总项数为9的数列满足,从中任取2项,这两项均为偶数的概率为( )
A. B. C. D.
7. 已知是抛物线的焦点,是上不同的两点,且都在第一象限,若轴,,,则( )
A. B. 1 C. 2 D. 4
8. 已知函数是函数的导函数,对任意,,则下列结论正确的是( )
A. B.
C. D.
二、选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分. 在每小题给出的四个选项中,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. 已知为复数,下列说法正确的是( )
A. B. C. 若,则 D. 若,则
10. 如图,点是函数的图象与直线的三个相邻交点,若,则下列结论正确的是( )
A.
B.
C. 直线是图象的一条对称轴
D. 将的图象向右平移个单位长度后所得图象关于原点对称
11. 如图一,有一个半径为8的半圆形铁片(铁片厚度忽略不计),将其裁剪成如图二的形状并制成一个带底的封闭圆锥桶(如图三,连接处损耗不计),在该圆锥桶内放入一个注满水的半径为r的小球,下列说法正确的是( )
A. 所制成的圆锥桶的体积为
B. 当球内水的体积最大时
C. 将球内的水从圆锥顶点倒回圆锥桶内,水面高度一定小于
D. 当时,让小球在该圆锥桶内自由运动,则小球能接触到圆锥桶内部的最大面积为
三、填空题:本大题共3小题,每小题5分,共15分.把答案填在答题卡中的横线上.
12. 在对数式中,实数的取值范围是__________.
13. 已知数列的通项公式为,函数,求________.
14. 已知直线恒过定点A,圆O:上的两点,满足,则的最小值为________.
四、解答题:本大题共5小题,共77分.解答应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤.
15. 对联,又称对偶、对子、楹联等,是以两组形式相对、内容相关的语句为表现形式的应用性文学样式,具有上下联字数相等、平仄相对、对仗工整等文学特点.从甲、乙、丙、丁4副不同的对联(上联和下联共8联)中随机取出4联(上联或下联).
(1)求这4联可以凑成甲对联的概率;
(2)记这4联可以凑成X副对联,求X的数学期望
16. 如图1,在中,,,为的中点,现将及其内部以边为轴进行旋转,得到如图2所示的新的几何体,点为点在旋转过程中形成的圆的圆心,点为圆上任意一点.
(1)求新的几何体的体积;
(2)记与底面所成角为,求的取值范围;
(3)当时,求点到平面的距离.
17. 已知函数,其中.
(1)当时,求函数的单调区间;
(2)若,求的取值范围.
18. 已知椭圆:,的下顶点为,左焦点为,动直线与椭圆交于、两点.
(1)若是椭圆上的一个动点,求的最大值;
(2)设,为坐标原点,若四边形为平行四边形,求直线的方程;
(3)若直线经过定点,坐标平面上是否存在定点(不同于点),使得恒成立?若存在,求点的坐标;若不存在,请说明理由.
19. 对于数列,如果存在一个正整数m,使得对任意的都有成立,那么就把这样一类数列称作周期为m的周期数列,m的最小值称作数列的最小正周期,以下简称周期.
(1)设数列满足,,,且数列是周期为3的周期数列,求常数的值;
(2)设数列的前n项和为,且.若,试判断数列是否为周期数列,并说明理由;
(3)设数列满足,,,,数列的前n项和为,试问是否存在p,q,使对任意的,都有成立,若存在,求出p,q的取值范围;若不存在,说明理由.
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数学
本试卷共19题,共150分,共4页.考试结束后,将本试题和答题卡一并交回.
注意事项:
1.答题前,考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚,将条形码准确粘贴在条形码区域内.
2.选择题必须使用2B铅笔填涂;非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写,字体工整,笔迹清楚.
3.请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试卷上答题无效.
4.作图可先使用铅笔画出,确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑.
5.保持卡面清洁,不要折叠、不要弄破、弄皱,不准使用涂改液、修正带、刮纸刀.
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,则中元素的个数为( )
A. 3 B. 2 C. 1 D. 0
【答案】B
【解析】
【分析】根据题意,联立方程组,求得交点的坐标,确定集合,即可求解.
【详解】由题意,集合,
联立方程组,整理得,解得或,
当时,可得;当时,可得,
所以,即中元素的个数为2个.
故选:B.
2. 已知实数,则“”是“”的( )
A. 充分不必要条件 B. 必要不充分条件 C. 充要条件 D. 既不充分也不必要条件
【答案】A
【解析】
【详解】时,,,,
又时,取,,此时,
所以,则“”是“”的充分不必要条件.
3. 冰球运动是一种以冰刀和冰球杆为工具,在冰上进行的相互对抗的集体性竞技运动.运动员小华以球杆击球,使冰球从点出发,沿运动至点,已知,,且,则冰球位移的大小是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】根据条件代入数量积公式,计算,即可求解.
【详解】,即,
则,即,因为,所以,
.
故选:D
4. 已知函数,若,则( )
A. 0 B. C. 1 D.
【答案】D
【解析】
【分析】根据辅助角公式及条件,可得a值,根据诱导公式及特殊角的三角函数值,即可得答案.
【详解】由辅助角公式得,
因为,所以在处取得最大值,
则,解得,
则,
所以.
5. 已知,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】根据对数函数的单调性及对数的运算法则,判断、的符号,进而得到,作商比较的大小即可得解.
【详解】,
,
又,所以,即,
综上,.
6. 设总项数为9的数列满足,从中任取2项,这两项均为偶数的概率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】先写出二项式的通项公式,依题意中的项对应于的系数,推得中含有因子2,该项即为偶数,分析得到中为偶数的项有8个,而为奇数的有1个,借助于古典概型概率公式和组合数公式计算即得.
【详解】根据二项式定理,展开式的通项公式为,其中,,
由题意,中的项对应于的系数.而通项中的系数为,故只要中含有因子2,该项即为偶数.
当时,即时,是偶数,故该项系数为偶数.此时可取,共8项.
当时,即时,.此时,是奇数.
综上所述,数列共9项,其中8项为偶数,1项为奇数.
故从9项中任取2项的总取法数为,取出的2项均为偶数的取法数为,
由古典概型概率公式,可得所求概率为.
故选:C.
7. 已知是抛物线的焦点,是上不同的两点,且都在第一象限,若轴,,,则( )
A. B. 1 C. 2 D. 4
【答案】A
【解析】
【分析】由轴,得到,根据,得到所以,结合,列出方程,求得的值,即可求解.
【详解】因为轴,所以,
又因为,所以,可得得,所以,
因为,所以,得.
故选:A.
8. 已知函数是函数的导函数,对任意,,则下列结论正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】令,根据已知条件,可判断,所以在上单调递增.据此可判断,进而得出,,选出正确答案.
【详解】因为,所以.
由,得,
所以.
令,则,所以在上单调递增.
所以,即,即
即.
所以.
因为不能判断的取值,所以A错误,B,C不能确定,只有D选项一定正确.
故选:D.
二、选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分. 在每小题给出的四个选项中,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. 已知为复数,下列说法正确的是( )
A. B. C. 若,则 D. 若,则
【答案】AB
【解析】
【分析】设,,应用复数的模的计算公式,复数的乘法、共轭运算判断A、B;取,判断C;取,判断D.
【详解】A,设,,
,
所以
所以,正确;
B,由上,
由,得,
所以成立,正确;
C,若,不妨取,,
此时,但不成立,错误;
D,若,不妨取,,则,错误.
10. 如图,点是函数的图象与直线的三个相邻交点,若,则下列结论正确的是( )
A.
B.
C. 直线是图象的一条对称轴
D. 将的图象向右平移个单位长度后所得图象关于原点对称
【答案】AC
【解析】
【分析】由,,,求出可判断A;利用求出可判断B;由选项B可得可判断C;将的图象向右平移个单位长度得到的图象可判断D.
【详解】对于选项A,设点的横坐标分别为,,
则由题图可得,,
所以,,
因为,所以,解得,
所以,故A正确;
对于选项B,因为,所以,所以,解得,
故B错误;
对于选项C,由选项B可得,
所以直线是图象的一条对称轴,故C正确;
对于选项D,将的图象向右平移个单位长度,
得到的图象,即,
的图象不关于原点对称,故D错误.
故选:AC.
11. 如图一,有一个半径为8的半圆形铁片(铁片厚度忽略不计),将其裁剪成如图二的形状并制成一个带底的封闭圆锥桶(如图三,连接处损耗不计),在该圆锥桶内放入一个注满水的半径为r的小球,下列说法正确的是( )
A. 所制成的圆锥桶的体积为
B. 当球内水的体积最大时
C. 将球内的水从圆锥顶点倒回圆锥桶内,水面高度一定小于
D. 当时,让小球在该圆锥桶内自由运动,则小球能接触到圆锥桶内部的最大面积为
【答案】BCD
【解析】
【分析】根据半圆形铁片的半径和裁剪方式,利用弧长公式和几何关系求出圆锥的底面半径r和母线长为l,进而求出高h和体积.
【详解】对于A,对制成的圆锥桶,设盖子的半径为r,母线长为l,
则,解得,
则圆锥桶的高,
所以圆锥桶的体积,A错误.
对于B,当圆锥桶内能放入最大球,则此球与圆锥的侧面和底面都内切,
设此球的半径为,轴截面如图所示,
由相似三角形知,,解得,B正确.
对于C,此时球内水的最大体积为:,
当圆锥桶内水的高度为时,没有装水的部分是一个底面半径为1,高为的圆锥,
没有水部分的体积,
所以当圆锥桶内水的高度为时,能装的水的体积.
又因为,所以将球内的水倒回圆锥桶内,水面高度一定小于,C正确.
对于D,如图,画出示意图,小球在圆锥桶内自由运动时,在圆锥桶侧面接触到的地方是一个圆台的侧面,
其中E,F,G,J为该圆台的截面上的点,在圆锥桶底面是一个圆,
其中H,K是这个圆的直径,,,,
所以圆台侧面积,底面圆的面积,
所以小球能接触到圆锥桶内部的最大面积, D正确.
三、填空题:本大题共3小题,每小题5分,共15分.把答案填在答题卡中的横线上.
12. 在对数式中,实数的取值范围是__________.
【答案】且
【解析】
【分析】根据对数式中底数与真数范围列不等式组即可求解.
【详解】解:由对数式可知:
,解之得:且
故答案为:且.
13. 已知数列的通项公式为,函数,求________.
【答案】
【解析】
【分析】由得,再利用裂项求和的方法求解即可.
【详解】因为,,
所以
所以
故答案为:
14. 已知直线恒过定点A,圆O:上的两点,满足,则的最小值为________.
【答案】
【解析】
【分析】先求出直线恒过的定点A,再找出弦的中点的轨迹方程,最后数形结合求出的最小值.
【详解】已知直线恒过定点A,
即对任意恒成立,
则,解得,所以定点A的坐标为.
由,可知P、A、Q三点共线,
设弦的中点为,连接,如图,则,即,
所以 ,由此可得E的轨迹方程为,
即的轨迹是以为圆心,为半径的圆,
设直线l为,则到l的最小距离为,
过P、E、Q分别作直线的垂线,垂足分别为M、R、N,则R是的中点,
所以 ,即,
则
四、解答题:本大题共5小题,共77分.解答应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤.
15. 对联,又称对偶、对子、楹联等,是以两组形式相对、内容相关的语句为表现形式的应用性文学样式,具有上下联字数相等、平仄相对、对仗工整等文学特点.从甲、乙、丙、丁4副不同的对联(上联和下联共8联)中随机取出4联(上联或下联).
(1)求这4联可以凑成甲对联的概率;
(2)记这4联可以凑成X副对联,求X的数学期望
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)8联中随机取出4联,有种取法,其中含有甲对联有种取法,可求概率;
(2)由X可能的取值,计算对应的概率,结合分布列利用公式求数学期望.
【小问1详解】
8联中随机取出4联,有种取法,
取出的4联含有甲对联,剩余的2联在其它6联中选取,有种取法,
所以这4联可以凑成甲对联的概率为.
【小问2详解】
的所有取值可能为0,1,2.
,,.
的分布列为
X
0
1
2
P
.
16. 如图1,在中,,,为的中点,现将及其内部以边为轴进行旋转,得到如图2所示的新的几何体,点为点在旋转过程中形成的圆的圆心,点为圆上任意一点.
(1)求新的几何体的体积;
(2)记与底面所成角为,求的取值范围;
(3)当时,求点到平面的距离.
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【分析】(1)利用割补法来求得新的几何体的体积.
(2)作出与底面所成角,求得的表达式,进而求得的取值范围.
(3)建立空间直角坐标系,利用向量法来求得正确答案.
【小问1详解】
连接,
在中,由题可得,
因为新的几何体是以为高的圆锥减去以为高的圆锥后剩余的部分,
所以新的几何体的体积.
【小问2详解】
如图,取的中点,连接,
因为分别为的中点,所以,
因为平面,所以平面,
所以为与底面所成的角,
所以,
又因为,
所以,
所以,
所以.
【小问3详解】
以为原点,分别以为轴建立空间直角坐标系,则,
所以,,
设平面的法向量为,
则有,取
所以点到平面的距离为.
17. 已知函数,其中.
(1)当时,求函数的单调区间;
(2)若,求的取值范围.
【答案】(1)的单调递增区间为,单调递减区间为
(2)
【解析】
【分析】(1)当时,利用导数求单调区间即可;
(2)易知时不符合题意,时,利用导数结合隐零点问题求解.
【小问1详解】
当时,,.
由得,由得,
所以的单调递增区间为,单调递减区间为;
【小问2详解】
当时,,不满足题意.
所以,此时 ,显然是上的增函数,
且时,时,
所以存在唯一正实数使得,即 .
此时在上单调递减,在上单调递增.
由题意 .
将 代入上式整理得:,解得:.
此时,代入后.
化简得: ,解得:.
令 ,其中.则,
所以是区间上的增函数.
所以 ,代入得到a的取值范围是.
18. 已知椭圆:,的下顶点为,左焦点为,动直线与椭圆交于、两点.
(1)若是椭圆上的一个动点,求的最大值;
(2)设,为坐标原点,若四边形为平行四边形,求直线的方程;
(3)若直线经过定点,坐标平面上是否存在定点(不同于点),使得恒成立?若存在,求点的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)或.
(3)存在定点.
【解析】
【分析】(1)求的最大值,利用椭圆的定义转化,求其最大值,
(2)设直线:,与椭圆联立,再结合可得,,得到直线方程,
(3)分类讨论:直线斜率存在时,直线平行于轴时,直线斜率不存在时,利用两种特殊情况找到坐标,再对斜率存在的情况进行计算,设直线:,只要证明即可得证,
【小问1详解】
,,右焦点,,
当且仅当、、共线(介于、之间)时取到,
【小问2详解】
由平行于时,可设直线:,与椭圆联立后得到,
由可知,,
结合韦达定理,
解得,
所以直线方程为或,
【小问3详解】
当直线斜率存在时,设方程为,与:联立得:
,
设,,
由韦达定理得,.
当直线平行于轴时,,因此,
此时在轴上,设.
当直线斜率不存在时,不妨设,,
则有,
解得或(舍).下面证明点符合条件.
设直线:,要证,
即是的角平分线,只要证明.
而,
而韦达定理可得,因而得证,
综上,存在定点,
19. 对于数列,如果存在一个正整数m,使得对任意的都有成立,那么就把这样一类数列称作周期为m的周期数列,m的最小值称作数列的最小正周期,以下简称周期.
(1)设数列满足,,,且数列是周期为3的周期数列,求常数的值;
(2)设数列的前n项和为,且.若,试判断数列是否为周期数列,并说明理由;
(3)设数列满足,,,,数列的前n项和为,试问是否存在p,q,使对任意的,都有成立,若存在,求出p,q的取值范围;若不存在,说明理由.
【答案】(1)
(2)是周期为2的周期数列,理由见解析
(3)存在,,.
【解析】
【分析】(1)根据题意列式计算即可求解;
(2)先利用求得或,由得出,求出数列的通项公式即可判断出数列是否为周期数列;
(3)先由数列满足,推出数列以及数列是周期为的周期数列,求出数列的前项,即可求出数列的前项和以及数列的前项和的取值范围,即可求出对应的、的取值范围.
【小问1详解】
因为数列是周期为3的周期数列,
当,时,,,
因为,,解得,或,
经检验,时,,时,,,成立;
时,,时,,,不成立,舍去;
所以.
【小问2详解】
当时,,又,得;
当时,,
化简,得.
即,或.
由,有,
所以数列为公比为等比数列,即,
所以对任意都成立,
即当时,是周期为2的周期数列.
【小问3详解】
假设存在p、q,满足题设.
所以化简,得,
又,则.
所以是周期为3的周期数列,所以的前3项分别为2,3,.
则,,
当时,;
当时,,因为数列单调递减,所以,
当时,,;
综上所述:,为使恒成立,只要,,
所以,.
第1页/共1页
学科网(北京)股份有限公司
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