内容正文:
数学试卷
注意事项:
1.答题前,考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号在答题卡上填写清楚.
2.每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上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.在试题卷上作答无效.
3.考试结束后,请将本试卷和答题卡一并交回.满分150分,考试用时120分钟.
一、单选题:本大题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求.
1. 已知集合,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】解不等式得,故,
解不等式得,故,
所以.
2. 在复平面内,复数对应的点与复数对应的点关于直线对称,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】,其对应点为,
复数对应的点与复数对应的点关于直线对称,
对应点为,则.
3. 经过椭圆的左顶点与上顶点的直线的斜率为,则椭圆C的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】由题可知左顶点,上顶点,则,
所以,
所以椭圆的焦点在y轴上,
所以.
4. 若曲线的一个对称中心为,则不可能是( )
A. 2 B. 5 C. 8 D. 12
【答案】D
【解析】
【详解】,
,
当时,,A满足;
当时,,B满足;
当时,,C满足;
当时,,D不满足.
5. 已知定义域为的函数满足,且对任意,,当时,都有,则( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】利用函数的对称性及单调性的定义确定区间单调性,再由单调性判断函数值的大小.
【详解】由得函数的图象关于对称,
根据已知及单调性的定义,知在上为减函数,
所以在上为增函数,
,且,
.
6. 已知正方形的边长为2,为该正方形内切圆的直径,点P在正方形的边上运动,则的最大值为( )
A. B. 1 C. D. 2
【答案】B
【解析】
【分析】取正方形内切圆圆心,再利用向量数量积的运算律列式求解.
【详解】依题意,正方形的内切圆的半径为1,设圆心为O,
则,
当点P为正方形的顶点时,有最大值,所以的最大值为1.
7. 若曲线上存在两点到直线的距离为6,则n的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】根据已知确定曲线的图形,数形结合并应用直线与圆的位置关系及已知条件分析临界情况,即可求范围.
【详解】由,可得,
即表示圆的上半部分(包含与x轴交点),
当圆心到直线的距离为3时,
此时曲线C上恰有一点到直线l的距离为6,
由点到直线距离公式,可得,
结合图形位置关系知,点到直线l的距离为6,
此时为曲线C上存在两点到直线的距离为6的另一临界情形,
所以,可得,
故n的取值范围为.
8. 已知正项数列的前n项和为,,,则下列选项正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】根据已知关系式得到数列是首项为2、公差为1的等差数列,从而求得的通项公式,则有,应用放缩法、裂项法求和确定范围.
【详解】因为,所以,且,
因此数列是首项为2、公差为1的等差数列,则,
所以,令,则,
因为,
所以,
,
因此,.
二、选择题:本大题共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.全部选对得6分,选对但不全的得部分分,有选错的得0分.
9. 某学校高三年级共有800人,其中男生480人,为调查学生的身高情况,现采用性别比例分配的分层随机抽样抽取容量为40的样本,其中,男生身高的平均数和方差分别为170和16,女生身高的平均数和方差分别为160和16,则( )
A. 该校每位男生被抽到的可能性大于每位女生被抽到的可能性
B. 男生中抽取的样本量为24
C. 该校高三年级学生身高的平均数估计值为165
D. 该校高三年级学生身高的方差估计值为40
【答案】BD
【解析】
【详解】A,比例分配的分层随机抽样中,每一个个体被抽到的可能性相同,故A错;
B,由题抽样比例为,故男生被抽到人数为人,故B对;
C,估计该校高三年级学生身高的平均数为:,故C错;
D,估计该校高三年级学生身高的方差为:,故D对.
10. 如图,已知正方体的棱长为2,分别为的中点,为正方体表面上的动点,则下列说法正确的是( )
A. 若点在棱上运动,则与一定为异面直线
B. 若点在棱上运动,则存在点,使得平面
C. 若点是底面内一点(包括边界),且点到直线与到直线的距离相等,则点的轨迹为抛物线的一部分
D. 若点为中点,则三棱锥体积为
【答案】ACD
【解析】
【分析】对于A,根据异面直线的定义即可判断;对于B,作出过点与平面平行的正方体的截面,即可判断;对于C,由题意可得点到定点的距离等于点到定直线的距离,根据抛物线的定义即可判断;对于D,判断平面,根据即可判断.
【详解】当点在棱上运动时,在平面上,
而与平面相交,且交点不在上,
所以与既不相交也不平行,一定为异面直线,故A正确;
如图1,取分别为中点,
则四边形为过点与平面平行的正方体的截面,与棱无交点,
故B错误;
当点在底面内运动时,
由底面可得点到直线的距离即为,
则在平面内,点到定点的距离等于点到定直线的距离,
由抛物线定义可得点的轨迹为以为焦点,为准线的抛物线的一部分,
故C正确;
如图2,取为中点,设与交于点,
因为为中点,易证与全等,
故,因为,
所以,所以,
又因为平面,平面
所以,
又,所以平面,
,
故D正确.
11. 已知满足,且外接圆半径为1,则( )
A.
B.
C. 当面积取得最大值时,
D. 当周长取得最大值时,
【答案】AC
【解析】
【分析】应用二倍角正余弦公式、和角正弦公式及整理化简判断A,根据A的结论得,再应用诱导公式、正弦边角关系求值判断B,由三角形面积公式及正弦边角关系、二倍角余弦公式、正弦型函数的性质求面积最大值对应的角判断C,应用正弦边角关系和导数求周长最大值对应的角判断D.
【详解】A,已知,
变形可得,
即,
即,故A对;
B,由A知或,
即或,
即或,
即(舍)或或(舍),
故,有,,
故,故B错;
C,易知,,
当,即时,面积最大,且为,故C对;
D,设周长为l,则.
令,,则,
显然,,
故不会是的极大值点,即若周长存在最大值,,故D错.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 记为等比数列的前n项和,若,则_____________.
【答案】
【解析】
【详解】若等比数列的公比为,则,
而,则,其中,解得,
又,解得,故.
13. 已知圆锥的高为,A,B为底面圆周上两点且满足,,则该圆锥的体积为_____________.
【答案】
【解析】
【分析】根据已知及圆锥的结构特征列方程求底面半径,再应用圆锥的体积公式求体积.
【详解】如图所示,取中点C,连接,,
由题意可得,,,,为等边三角形,
设该圆锥的底面半径为a,则,,故,
因为,所以,整理得,
即(舍),故圆锥的体积.
14. 一项比赛由A,B,C,D,E共5人参加,任意两人之间都需要比赛一场并且分出胜负,若5人实力相当(即每场比赛两人胜负概率均为),则A的胜场数比其余任何一人的胜场数都多的概率为_____________.
【答案】
【解析】
【分析】首先得到比赛共有种可能的胜负情况,分析得A的胜场数只可能为4或3,再分情况讨论研究A的胜场数比其余任何一人的胜场数都多的情况数,最后应用古典概型的概率求法求概率.
【详解】由题意,共比赛场比赛,这些比赛共有种可能的胜负情况,
要使A的胜场数比其余任何一人的胜场数都多,则A的胜场数只可能为4或3.
若A胜4场,则剩下6场比赛共有种胜负情况,均满足条件.
若A胜3场,此时B、C、D、E各至多胜2场且胜场数为7,故恰有其中一人胜1场,其余三人均胜2场,
由对称性,只需考虑A胜于B、C、D且负于E的情况数,记为.
若E胜1场,则E胜A且负于B、C、D,则B、C、D之间的比赛各自一胜一负,共2种情况;
若E胜2场,除胜A外,E还另胜了一场(有3种可能),不妨设E胜于A、B,负于C、D,
此时C、D之间的胜负情况有2种,不妨设C胜于D,
由于C已胜于D,必负于B,而B、D之间胜负情况(有2种可能),
无论如何均满足条件,从而,
根据对称性,满足A的胜场数比其余任何一人的胜场数都多的情况数为,
则A的胜场数比其余任何一人的胜场数都多的概率为.
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. 已知函数的部分图象如图所示.
(1)求的解析式;
(2)若函数,求方程在上的解的个数.
【答案】(1)
(2)3
【解析】
【分析】(1)根据函数图象,结合正弦型函数的性质求参数值,即可得;
(2)应用三角恒等变换化简函数为,再由正弦函数的性质求区间内的零点个数.
【小问1详解】
的最小值为,所以,
的最小正周期,得,又,所以,
结合图象可知,即,
,
,
;
【小问2详解】
,
∴令,即,又,
,
∴当或或时,,
分别对应,,,故方程在上的解的个数为3.
16. 某食盐厂生产标准质量为500克的袋装食盐,由于各种因素,实际质量与标准质量或多或少会存在一些误差,误差在克以内视为质量合格,现为了检测一条自动流水线的机器运行情况,随机抽取该流水线上的100袋食盐检测它们的质量(单位:克)作为样本数据,质量的分组区间为,,…,且由样本数据绘制频率分布直方图如图:
(1)求a的值;
(2)从质量不合格的食盐样本中,随机抽取3袋,其中质量在的食盐袋数记为X,求X的分布列和期望.
【答案】(1)
(2)
X
0
1
2
3
P
【解析】
【分析】(1)由频率和为1列方程求参数值;
(2)首先确定随机变量的可能值,应用超几何分布的概率求法求对应概率,写出分布列,进而求期望.
【小问1详解】
由直方图得,则;
【小问2详解】
区间中有5袋食盐,区间中有5袋食盐,
且质量不合格的食盐所在区间为和,
从中随机抽取3袋,则X的所有可能取值为0,1,2,3,
,,
,,
则X的分布列为:
X
0
1
2
3
P
所以.
17. 如图甲,是等边三角形,为等腰直角三角形,,将沿翻折到的位置,其中(如图乙),点F在线段上(不含端点).
(1)证明:;
(2)设平面与平面的夹角为,求的取值范围.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【解析】
【分析】(1)取中点为E,连接,,易得,,根据线面垂直的判定、性质证明结论;
(2)构建合适的空间直角坐标系,标注出相关点坐标,求出相关平面的法向量,再应用向量法求面面角余弦值的范围.
【小问1详解】
如图,取中点为E,连接,,
因为,,所以,,
因为,,平面,所以平面,
因为平面,所以;
【小问2详解】
因为为等腰三角形,,即,
所以,因为为等边三角形,
所以,故,,
因为,则,即,又,,
所以,,两两互相垂直,以E为原点,为基底建立空间直角坐标系,
则,,,
设平面的法向量为,,,
则,即,取,得,
设,所以,则,故,
设平面的法向量为,,
则,即,取,得,
所以,
令,则,所以,
因为时,,所以,
所以.
18. 已知,.
(1)若,求的单调区间和极值;
(2)若在上既存在极小值点,又存在零点,求参数的取值范围;
(3)设,求中元素个数的所有可能值.
【答案】(1)单调减区间为,单调增区间为,极小值1,无极大值.
(2)
(3)
【解析】
【分析】(1)对进行求导,利用导函数求出单调区间,即可求出答案;
(2)通过求导得到的单调性,当不符合题意,当时,根据题意得到,,解不等式即可求出答案;
(3)设为方程在上的解的个数,为方程在上的解的个数,可化为,可化为,令,,分别求导求出和,根据即可求出答案.
【小问1详解】
当时,,函数定义域为,
,令,
则当时,当时,且,
所以的单调减区间为,单调增区间为,
在处取到极小值,无极大值.
【小问2详解】
因为,所以,
①若,则,此时在上单调递增,不存在极小值点,与题设矛盾,故舍去;
②若,令(舍去),
当时,,当时,,
则在上单调递减,在上单调递增,
因为在上存在极小值点,所以,解得,
又因为在上存在零点,且,当,,
所以,即,解得,
综上,参数的取值范围为.
【小问3详解】
设为方程在上的解的个数,
为方程在上的解的个数,
显然,
对于方程,因为,所以,
则等价于,
对于方程,等价于,
设,,
,时,,
当时,,在上单调递减,
当时,,在单调递增,
故在取得最小值,
又因为,;,,
所以方程的解的个数为,
,
则当时,,在上单调递减,
当时,,在上单调递增,
故在取得最小值,
又因为,;,,
所以方程的解的个数为,
因为,
所以当时,,
当时,,
当时,,
综上,的所有可能值为.
19. 已知双曲线的左、右顶点分别为A、B,O为坐标原点.设点P、Q、R是上不同的三点,点Q、点P分别在的左支、右支上.
(1)已知点在上,过作x轴的平行线,与双曲线的两条渐近线交于M、N两点,.
(i)求的标准方程;
(ii)的外心为D(异于原点O),若直线、、、的斜率均存在且不为0,分别记为、、、,探究是否为定值.(注:)
(2)设直线与直线交于点E,直线与直线交于点G,求证:.
【答案】(1)(ⅰ);(ⅱ),是定值.
(2)证明见解析
【解析】
【分析】(1)(i)由点在曲线上并求出的坐标,应用向量的坐标表示列方程求参数值,即可得;(ii)设、不过原点O,,,,,应用点差法得到、,进而得到、的垂直平分线的方程、,最后得到,即可得结论;
(2)设直线的方程为,且,,联立双曲线及韦达定理得、且直线为,直线为,联立得,应用分析法及向量平行的坐标表示证明结论.
【小问1详解】
(i)由题得,过与x轴平行的直线,双曲线的渐近线,
所以,不妨令,
则,所以,
所以,,则的标准方程为;
(ii)根据条件知,的三边中至多有一边经过原点O,
不妨设、不过原点O,,,,,
如图,则,,
两式相减,得,
所以,,同理,
于是线段的垂直平分线的方程为,
整理,得,
同理线段的垂直平分线的方程为,
所以,,
两式相减,得,
整理,得,
即,又,,
所以,于是,是定值;
【小问2详解】
设直线的方程为,,,
联立,消y,得,
所以,,,,
把代入得,则直线为.
由题,,如图,则直线为,
联立直线与直线的方程,得,
,又,
要证明,只需证明,
即证明,
把,代入上式,得
,
所以.
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数学试卷
注意事项:
1.答题前,考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号在答题卡上填写清楚.
2.每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上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.在试题卷上作答无效.
3.考试结束后,请将本试卷和答题卡一并交回.满分150分,考试用时120分钟.
一、单选题:本大题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求.
1. 已知集合,,则( )
A. B. C. D.
2. 在复平面内,复数对应的点与复数对应的点关于直线对称,则( )
A. B. C. D.
3. 经过椭圆的左顶点与上顶点的直线的斜率为,则椭圆C的离心率为( )
A. B. C. D.
4. 若曲线的一个对称中心为,则不可能是( )
A. 2 B. 5 C. 8 D. 12
5. 已知定义域为的函数满足,且对任意,,当时,都有,则( )
A. B.
C. D.
6. 已知正方形的边长为2,为该正方形内切圆的直径,点P在正方形的边上运动,则的最大值为( )
A. B. 1 C. D. 2
7. 若曲线上存在两点到直线的距离为6,则n的取值范围为( )
A. B. C. D.
8. 已知正项数列的前n项和为,,,则下列选项正确的是( )
A. B. C. D.
二、选择题:本大题共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.全部选对得6分,选对但不全的得部分分,有选错的得0分.
9. 某学校高三年级共有800人,其中男生480人,为调查学生的身高情况,现采用性别比例分配的分层随机抽样抽取容量为40的样本,其中,男生身高的平均数和方差分别为170和16,女生身高的平均数和方差分别为160和16,则( )
A. 该校每位男生被抽到的可能性大于每位女生被抽到的可能性
B. 男生中抽取的样本量为24
C. 该校高三年级学生身高的平均数估计值为165
D. 该校高三年级学生身高的方差估计值为40
10. 如图,已知正方体的棱长为2,分别为的中点,为正方体表面上的动点,则下列说法正确的是( )
A. 若点在棱上运动,则与一定为异面直线
B. 若点在棱上运动,则存在点,使得平面
C. 若点是底面内一点(包括边界),且点到直线与到直线的距离相等,则点的轨迹为抛物线的一部分
D. 若点为中点,则三棱锥体积为
11. 已知满足,且外接圆半径为1,则( )
A.
B.
C. 当面积取得最大值时,
D. 当周长取得最大值时,
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 记为等比数列的前n项和,若,则_____________.
13. 已知圆锥的高为,A,B为底面圆周上两点且满足,,则该圆锥的体积为_____________.
14. 一项比赛由A,B,C,D,E共5人参加,任意两人之间都需要比赛一场并且分出胜负,若5人实力相当(即每场比赛两人胜负概率均为),则A的胜场数比其余任何一人的胜场数都多的概率为_____________.
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. 已知函数的部分图象如图所示.
(1)求的解析式;
(2)若函数,求方程在上的解的个数.
16. 某食盐厂生产标准质量为500克的袋装食盐,由于各种因素,实际质量与标准质量或多或少会存在一些误差,误差在克以内视为质量合格,现为了检测一条自动流水线的机器运行情况,随机抽取该流水线上的100袋食盐检测它们的质量(单位:克)作为样本数据,质量的分组区间为,,…,且由样本数据绘制频率分布直方图如图:
(1)求a的值;
(2)从质量不合格的食盐样本中,随机抽取3袋,其中质量在的食盐袋数记为X,求X的分布列和期望.
17. 如图甲,是等边三角形,为等腰直角三角形,,将沿翻折到的位置,其中(如图乙),点F在线段上(不含端点).
(1)证明:;
(2)设平面与平面的夹角为,求的取值范围.
18. 已知,.
(1)若,求的单调区间和极值;
(2)若在上既存在极小值点,又存在零点,求参数的取值范围;
(3)设,求中元素个数的所有可能值.
19. 已知双曲线的左、右顶点分别为A、B,O为坐标原点.设点P、Q、R是上不同的三点,点Q、点P分别在的左支、右支上.
(1)已知点在上,过作x轴的平行线,与双曲线的两条渐近线交于M、N两点,.
(i)求的标准方程;
(ii)的外心为D(异于原点O),若直线、、、的斜率均存在且不为0,分别记为、、、,探究是否为定值.(注:)
(2)设直线与直线交于点E,直线与直线交于点G,求证:.
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