内容正文:
高三数学
全卷满分150分,考试时间120分钟.
注意事项:
1.答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上,并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置.
2.请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答,写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效.
3.选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑;非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答;字体工整,笔迹清楚.
4.考试结束后,请将试卷和答题卡一并上交.
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. 已知函数的最小正周期为,则的一个对称中心的坐标可以是( )
A. B. C. D.
3. 若,则复数的虚部为( )
A. 1 B. 1 C. 2 D. 2
4. 设等差数列的前项和为,公差为(),若为,的等比中项,则( )
A. B. C. 2 D. 4
5. 已知函数满足:当时,;当时,;且当时,,则( )
A. B. C. D.
6. 已知向量在向量方向的投影向量为,且,则( )
A. 1 B. C. D. 2
7. 若,则( )
A. B. C. D.
8. 已知椭圆的右焦点为,左顶点为,点在椭圆上,若,且,则椭圆的离心率为( )
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. 为了研究某短视频平台视频投放数量(单位:条)与用户总点赞数(单位:万次)之间的关系,运营部收集了12个月的数据,计算得出线性回归方程为.已知月平均投放数量,月平均点赞数,则( )
A. 线性回归方程过点 B.
C. 与呈正相关 D. 当投放数量为30条时,当月点赞数一定为170万次
10. 设函数,则( )
A. 是奇函数 B. 是增函数
C. D. 曲线与曲线有且仅有个交点
11. 已知在矩形中,,将沿折叠至,设球为三棱锥的外接球,则( )
A. 若平面平面,则三棱锥的体积为
B. 球的半径为1
C. 若与所成的角的正切值为,则二面角的大小为
D. 直线被球所截得的线段长度的取值范围为
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知双曲线的渐近线互相垂直,则______.
13. 已知,则的最小值为__________.
14. 已知的面积为1,、分别为边、的中点,若,则的最小值为__________.
四、解答题:本题共5小题,共77分.解答应写出必要的文字说明、证明过程及演算步骤.
15. 如图,在四棱台中,四边形是正方形,平面,,设,平面.
(1)求;
(2)求直线与平面所成的角的正弦值.
16. 一个暗箱中装有6个大小、形状相同的球,其中1个红球,2个黄球,3个蓝球,从中无放回地依次取出3个球.
(1)求黄球全部被取出的概率;
(2)取出的球中黄球的个数记为,求的分布列及数学期望.
17. 设抛物线的焦点为,为坐标原点,点是抛物线上位于第一象限的一个动点,当时,的面积为.
(1)求抛物线的标准方程;
(2)斜率为负的直线交直线于点,判断是否存在点,使得平分,若存在,求;若不存在,说明理由.
18. 已知函数.
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)已知,若对任意,存在两个极值点.
(i)求实数的取值范围;
(ii)证明:.
19. 已知数列,…,其中第一项是,接下来的两项是,再接下来的三项是,依此类推.设的前项和为.
(1)求;
(2)若存在正整数使得且能被3整除,求的最小值;
(3)设集合中任选一个元素,求满足的概率.
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高三数学
全卷满分150分,考试时间120分钟.
注意事项:
1.答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上,并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置.
2.请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答,写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效.
3.选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑;非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答;字体工整,笔迹清楚.
4.考试结束后,请将试卷和答题卡一并上交.
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】C
【解析】
【分析】分别求解集合的具体范围,再利用集合交集的定义得出结果.
【详解】集合,
由,解得,故;
因此.
2. 已知函数的最小正周期为,则的一个对称中心的坐标可以是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】函数的最小正周期为,,,
,令,解得,
令,得,故的一个对称中心的坐标可以是.
3. 若,则复数的虚部为( )
A. 1 B. 1 C. 2 D. 2
【答案】A
【解析】
【分析】设,表示出和,根据复数的求模公式,得到方程,解方程求出即可.
【详解】设,则,,
,,
因为,所以,
所以,整理得,解得.
所以复数的虚部为.
4. 设等差数列的前项和为,公差为(),若为,的等比中项,则( )
A. B. C. 2 D. 4
【答案】B
【解析】
【分析】根据等比中项可得,结合等差数列通项公式运算求解.
【详解】因为为,的等比中项,则,
可得,整理可得,
且,可得,所以.
5. 已知函数满足:当时,;当时,;且当时,,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】根据分段函数的定义域,逐步将自变量转化到已知解析式的区间上,再代入相应的解析式进行计算.
【详解】当时,,
则
当时,,则
当时,,所以,即
6. 已知向量在向量方向的投影向量为,且,则( )
A. 1 B. C. D. 2
【答案】A
【解析】
【详解】由题目可知,即,
因为,,
所以,解得.
7. 若,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】由条件结合关系及利用两角和正弦公式化简可求,再根据二倍角正切公式及齐次化方法求结论.
【详解】,
又
,
,即,
当 时, ,矛盾,
,,
.
8. 已知椭圆的右焦点为,左顶点为,点在椭圆上,若,且,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】求出点的坐标,代入椭圆方程,化简求值.
【详解】过点作于点,因为,所以为的中点,
由题可知,所以 ,
又,所以 ,,
所以,,
设,则,
所以,
因为点在椭圆上,所以,
用替换,化简得:,
即,因为,
所以.
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. 为了研究某短视频平台视频投放数量(单位:条)与用户总点赞数(单位:万次)之间的关系,运营部收集了12个月的数据,计算得出线性回归方程为.已知月平均投放数量,月平均点赞数,则( )
A. 线性回归方程过点 B.
C. 与呈正相关 D. 当投放数量为30条时,当月点赞数一定为170万次
【答案】ABC
【解析】
【详解】由回归直线的性质可知A正确,
把点代入到,得,故B正确,
,与呈正相关,故C正确,
当投放数量为30条时,,当月点赞数估计为170万次,故D错误.
10. 设函数,则( )
A. 是奇函数 B. 是增函数
C. D. 曲线与曲线有且仅有个交点
【答案】ABD
【解析】
【分析】先确定函数的定义域,再用函数的奇偶性的定义可得A对错;由函数的性质可判断B,根据函数的奇偶性及单调性可判断C;对D构造函数,用导数判断函数的零点可得.
【详解】由函数的定义域:由,,得,
即函数的定义域为.
对于A:,满足奇函数定义,A正确;
对于B :化简,因为函数在上单调递增,
函数在上单调递减,由函数的性质得函数在单调递增,故B正确;
对于C,由奇函数性质,,
所以不等式可化为: ,
,,所以,
又因为在上单调递增,得,故原不等式错误,故C错误;
对于D,设,因为均为奇函数,
所以是奇函数,只需分析:
当时,,即是一个交点;
当时,求导得,
因为,所以,,所以,
所以在上单调递减,,因此在无零点;
因为是奇函数,所以在无零点,
因此函数在有且仅有零点,故D正确.
11. 已知在矩形中,,将沿折叠至,设球为三棱锥的外接球,则( )
A. 若平面平面,则三棱锥的体积为
B. 球的半径为1
C. 若与所成的角的正切值为,则二面角的大小为
D. 直线被球所截得的线段长度的取值范围为
【答案】BCD
【解析】
【分析】对于选项A,根据面面垂直的性质求出三棱锥的高,进而求出体积;对于选项B,利用矩形的性质确定外接球的半径;对于选项C,通过线面角找到二面角的平面角利用余弦定理计算;对于选项D,根据球的性质求出直线被球所截得的线段长度的取值范围.
【详解】选项A,在矩形中,,,
则 .
作垂直于点垂直于点,
在中,,
同时 ,可得.
因为平面平面,平面平面,平面,
所以平面.
因为,
所以三棱锥的体积,故A错误;
选项B,在矩形中,为对角线,的中点到 的距离均为 .
折叠后,是直角三角形,的中点到的距离也为 ,
所以的中点就是三棱锥的外接球的球心,球的半径,故B正确;
选项C,因为,所以,则,
取 ,且 ,连接,
则 与所成的角即为 ,
即为二面角的平面角,
因为,所以,
因为, 所以,故C正确.
选项D,、均在球上,故直线被球截得的线段即为本身,
当在点时,,当在点时, .
因为不能落在平面上,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. 已知双曲线的渐近线互相垂直,则______.
【答案】##
【解析】
【分析】先根据双曲线方程求出渐近线方程,再利用渐近线互相垂直这一条件建立关于的方程.
【详解】因为双曲线方程为 ,
所以且,即,(无解),
所以渐近线方程为 ,又因为两条渐近线互相垂直,
所以 ,化简得 ,即,
解得.
13. 已知,则的最小值为__________.
【答案】9
【解析】
【分析】对进行变形,然后利用基本不等式求解其最小值.
【详解】因为,则,.
所以
.
当且仅当时,即等号成立.
因此,的最小值为9.
14. 已知的面积为1,、分别为边、的中点,若,则的最小值为__________.
【答案】
【解析】
【分析】由,通过平方得到 ,同理得到,再通过余弦定理和面积公式求得,再由同角三角函数平方关系、基本不等式即可求解.
【详解】设中,,,,面积,
分别是中点,
由,平方可得:
即,
同理,
由条件,得,
代入整理得: ,
对用余弦定理:,代入,
整理得: ,
由面积得:,
由 ,代入得: ,
整理得:,
由基本不等式: ,当且仅当即时取等号,
因此,即的最小值为.
四、解答题:本题共5小题,共77分.解答应写出必要的文字说明、证明过程及演算步骤.
15. 如图,在四棱台中,四边形是正方形,平面,,设,平面.
(1)求;
(2)求直线与平面所成的角的正弦值.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)连接,证明四点共面,再证明四边形是平行四边形,从而确定实数的值;
(2)建立如图所示的空间直角坐标系,利用向量法可求线面角的正弦值.
【小问1详解】
连接, ,四点共面,
平面,平面,平面平面,
,又 ,
故四边形是平行四边形,
,.
【小问2详解】
以A为坐标原点,分别以的方向为轴,轴,轴建立空间直角坐标系,
则,
设是平面的一个法向量,
则,即,
令,,故,
,
故直线与平面所成的角的正弦值为.
16. 一个暗箱中装有6个大小、形状相同的球,其中1个红球,2个黄球,3个蓝球,从中无放回地依次取出3个球.
(1)求黄球全部被取出的概率;
(2)取出的球中黄球的个数记为,求的分布列及数学期望.
【答案】(1)
(2)
0
1
2
数学期望:
【解析】
【分析】(1)先算出从6个球取3个球的总取法,再算黄球全取出的取法,得黄球全取出概率.
(2)确定取值,分别求取不同值时的概率,列出分布列,根据分布列用公式求数学期望.
【小问1详解】
从6个球中无放回取出3个球,总的取法为组合数: ,
若黄球全部取出(即2个黄球都被取出),还需从剩余4个非黄球中取1个,
符合条件的取法为: ,
因此黄球全部被取出的概率:,
【小问2详解】
由题意可知,表示取出黄球的个数,的所有可能取值为,则
,
,
,
因此的分布列为:
0
1
2
数学期望: .
17. 设抛物线的焦点为,为坐标原点,点是抛物线上位于第一象限的一个动点,当时,的面积为.
(1)求抛物线的标准方程;
(2)斜率为负的直线交直线于点,判断是否存在点,使得平分,若存在,求;若不存在,说明理由.
【答案】(1)
(2)存在:
【解析】
【分析】(1)设,根据抛物线的定义,结合已知条件确定,再利用三角形面积确定关于的方程,解出即可;
(2)设,利用点斜式设出直线方程,确定,根据,结合,求解方程即可.
【小问1详解】
因为抛物线,所以,
设,由抛物线的定义可知,
已知,,则,解得,
将代入抛物线方程,得,因为,所以,
所以,已知的面积为,因为,
又因为,解得,所以抛物线方程为:.
【小问2详解】
设,,,设直线斜率为,
又因为直线过点,所以直线方程为:,
因为为直线交直线的交点,
令,则,所以,
因为平分,所以有:,
,,,代入上式有:,
因为在抛物线上,所以,又因为,
将,代入,有:,
整理有:,解得:.
18. 已知函数.
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)已知,若对任意,存在两个极值点.
(i)求实数的取值范围;
(ii)证明:.
【答案】(1)
(2)(i);(ii)证明见解析
【解析】
【分析】(1)将代入,对函数求导,利用导数的几何意义,求切线斜率,点斜式求方程即可;
(2)(i)对函数求导,结合已知条件确定有两个不同实根,构造函数利用导数判断函数单调性求得最值由此确定的取值范围;(ii)令,,将证明转化为证明,构造函数,利用导数求函数的最值即可求解.
【小问1详解】
当时,有,,
切线斜率,又因为,所以切点为,
切线方程为,整理得:.
【小问2详解】
(i)因为 ,所以 ,
根据已知存在两个极值点,
则有有两个不同的根,即有两个不同实根,
令,则,令,解得,
当时, ,单调递增;
当时, ,单调递减,
所以在处取得最大值,
当时,;当时,,
要使有两个不同实根,则,
令,则,
当时,,单调递减;
当时, ,单调递增,
所以,
又因为对任意的恒成立,所以.
(ii)由(i)知,,是的两个根,
即,,
两式相除可得:,即,
令,,
则要证:,即证,
令,因为,且,即,
所以 ,所以,
所以要证,即证:,,
令,,则 ,
令 ,,则 ,
所以即在上单调递减,所以,
所以时,,单调递增,有,
即 ,所以成立,
所以得证.
19. 已知数列,…,其中第一项是,接下来的两项是,再接下来的三项是,依此类推.设的前项和为.
(1)求;
(2)若存在正整数使得且能被3整除,求的最小值;
(3)设集合中任选一个元素,求满足的概率.
【答案】(1)
(2)24 (3)
【解析】
【分析】(1)先利用等差数列的求和公式确定所在的组,再计算即可得出结果;
(2)利用错位相减法求得,确定 的大致范围,结合“被3整除”的条件筛选计算求出对应的最小值;
(3)依题意有,化简可得 ,分类依次计算即可得出结果.
【小问1详解】
将数列进行分组,第组有个,则前组有个数,
由于,所以前11组有66个数,
恰好就是第11组的最后一个数,即 ;
【小问2详解】
设前组数之和为,
则,
,
两式相减得:
,
所以;
前6组数之和 ,共有21个数,第7组为7个,
所以使得 的最小正整数为23;
假设存在 使得能被3整除,则 ,
因为321能被3整除,所以 也能被3整除,而64不能被3整除,
所以 能被3整除,所以最小为24;
【小问3详解】
设前组与第组的前个数之和为,其中 ,
依题意,有,
即 ,等价于 ,即 ,
取,则 ,
取,则 ,
取,则 ,
取,则 ,
取,则 ,
取,则 ,
取,则 ,
取,则,
所以满足条件的的取值个数为 ,
所以满足的概率为.
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