内容正文:
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. 已知复数 则 ( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】通过复数的四则运算将分母实数化求解即可.
【详解】因为,所以 ,
所以.
2. 已知集合,,则=( )
A. B. {1} C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】化简两个集合,根据交集运算可得答案.
【详解】因为 ,所以,解得或,
,
.
3. 已知梯形ABCD中,AB//CD,AB=2CD,E为边BC的中点,则 ( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】因为为边的中点,所以,
则,得.
4. 在信号处理领域,简谐信号是最基础的信号形式之一,其波动规律可通过三角函数描述.已知某简谐信号关于时间x的原始波动函数为,为适配传输需求,对该函数依次进行两次图象变换:①将的图像向左平移个单位长度;②将所得图像上所有点的横坐标伸长为原来的2倍(纵坐标不变),得到目标信号函数的图像,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】根据三角函数伸缩、平移变换法则即可得到函数的解析式,进而求解.
【详解】将的图像向左平移个单位长度得到,
再将所得图像上所有点的横坐标伸长为原来的2倍(纵坐标不变),得到,
所以.
5. 某历史文化街区春节期间客流量较大,特安排包括甲在内的6名志愿者在A,B,C三个重要路口进行执勤,疏导客流,若每个路口安排两人,且甲只能被安排在路口C,则不同的安排方法数为( )
A. 30 B. 50 C. 60 D. 75
【答案】A
【解析】
【分析】组合问题,特殊位置优先安排,先安排路口C,再安排路口A,B即可求解.
【详解】因为每个路口安排两人,且甲只能被安排在路口C,
所以路口C还缺1人,从剩下的5人中选一人到路口C,有种选法;
从剩下的4人中再安排两人到路口A,有种选法;
将剩下的2人安排到路口B,有种选法.
由分步乘法计数原理知不同的安排方法数为种.
6. 某中学为庆祝建校120周年,制作了一批文创产品,其中以校园风景为主题元素设计的明信片备受各届校友们青睐.已知每套明信片的成本价为10元,经市场调研发现,该明信片的销售量y(单位:套)与销售单价x(单位:元)之间满足假设该明信片有足够多且都能卖完,则要使明信片的销售利润最大,销售单价应定为()
A. 25元 B. 21元 C. 20元 D. 15元
【答案】D
【解析】
【详解】每套成本为10元,销售单价为元,则每套利润为元
因此利润函数为
令 ,则,且 ,
代入得
令,得 .
当 时,,单调递增;
当 时,,单调递减.
因此,当时,取得最大值,
此时 。
7. 已知抛物线 的焦点为F,其准线与x轴交于点E,过点 E且斜率为负的直线交C于A,B两点(点A在点B的左侧),若 点D(8,8),△DBF 的面积为 ,△ABF 的面积为,则 ( )
A. 5 B. 4 C. 3 D. 2
【答案】B
【解析】
【详解】设,由共线可得,
整理得 ,
所以 ,根据的斜率分别为,
,即,
可得 ,解得或,
因为的斜率相反且在左侧,所以,
而的斜率,故有三点共线,
将的方程与抛物线方程联立得 ,
整理得 ,一个解即为点横坐标,则另一个解为,
即点横坐标为,所以 .
8. 在边长为 2 的菱形ABCD 中, 沿对角线 BD 将△ABD 折起得到三棱锥,若 ,则三棱锥 外接球的表面积为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】本题的关键是折叠问题(菱形沿对角线BD折起形成三棱锥),需通过坐标系法确定各点位置,再利用外接球球心到各顶点距离相等的性质求解半径.
【详解】折叠前:菱形边长为,,故、为等边三角形,,
设中点为,则,,且.
建系:以为原点,为轴,为轴,垂直平面方向为轴,
得,,,设折叠后,由得,
由,,,故,解得,
代入得,故,
设外接球球心,由得;由得,解得;
由得,解得,
球心,半径,故外接球表面积.
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. 为了研究与的线性相关关系,收集了 10组样本数据,已知样本点的中心为,且 , ,的分位数为,若关于的经验回归方程为 则下列说法正确的是( )
A. B. 与负相关
C. D. 样本相关系数必大于0
【答案】CD
【解析】
【详解】选项A:样本点的中心为,关于的经验回归方程为,
所以代入可得 ,解得,故A错误;
选项B:因为回归系数 ,因此与正相关,故B错误;
选项C:的分位数为,,
即,因为,所以解得,故C正确;
选项D:因为回归系数 ,所以与正相关,
因此样本相关系数,故D正确.
10. 已知圆的圆心坐标为,圆被轴、轴截得的弦长之比为 点P在直线 上,则下列说法正确的是( )
A. 圆的标准方程为(
B. 若圆上有且仅有2个点到直线l的距离为1,则
C. 当时,以线段为直径的圆与圆交于两点,则 的最小值为
D. 若为平面内一个动点, 则点到直线l的距离为定值
【答案】ACD
【解析】
【分析】利用圆的弦长公式,设圆的半径为,分别求出被轴、轴截得的弦长,结合比例关系求出,判断选项A;计算圆心到直线的距离,根据圆的性质,当时满足条件,结合确定的取值集合,判断选项B;将向量数量积进行转化,结合以为直径的圆与圆$C$的交点性质,将其转化为与相关的表达式,再利用点到直线的距离公式求出的最小值,进而得到数量积的最小值,判断选项C;可设出、的坐标,得到的坐标与的坐标关系,再结合在直线上,代入到直线的距离公式,判断是否为定值,以此分析选项D.
【详解】选项A,已知圆心,设半径为,圆心到轴的距离,故被轴截得的弦长,
圆心到轴的距离,故被轴截得的弦长,
由题意,代入得:,
化简得,即,
因此圆的标准方程为,选项A正确;
选项B,圆心到直线的距离,
圆上到直线距离为的点的个数满足:
当,即时,有且仅有个点,
代入得不等式:,
因,故,去掉绝对值得:,
正整数解为时,圆上无满足条件的点,选项B错误;
选项C,当时,直线,
因在以为直径的圆上,故,即,
向量分解:,因此:,
在中,由勾股定理:,
因,故,即,
的最小值为点到直线的距离:,
因此的最小值为,选项C正确;
选项D,设,因,故,
又在直线上,故,
点到直线的距离:
距离为定值,选项D正确.
11. 已知函数 且满足,,若的图象与直线有3个不同的交点,且这3个交点的横坐标依次为 则下列说法正确的是( )
A. 实数t的取值范围是
B. 的取值范围是
C. 的最大值是
D. 若f(x)在上的值域为,则的最大值为4
【答案】BCD
【解析】
【分析】利用导数研究函数的单调性与极值,并作出函数的图像,从而得到及的范围可判断A;,利用根与系数的关系结合的范围可得的范围可判断B;通过利用的关系消元得到,利用的范围求最大值可判断C;的单调性及极值点结合函数的图像求得的最大值可判断D.
【详解】由 得,
,,
,解得
,.
令得或.
令,解得:,所以的单调递减区间为;
令,解得:,或,所以的单调递增区间为,;
由于,,
令,解得:或;
令,解得:或,作出函数的大致图象如下:
对于A,由函数的图像与直线交于不同的三点,
得,即的取值范围是,故A不正确;
对于B,由图像知:.
令,则的三个根分别为,
则
所以,
由于,所以,即的取值范围是,故B正确;
对于C, ,
因为,所以,
因为,
所以当时,,故C正确;
对于D,因为在上单调递增,在上单调递减,在上单调递增,且,,
所以时,;时,,
所以由在上的值域为,得.
所以,
当时,取到最大值,故D正确.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知点在直线上,是数列{an}的前n项和,则使成立的最小正整数n=_________.
【答案】5
【解析】
【分析】先由题意求得 ,由求得的取值范围,从而求得正确答案
【详解】∵点在直线上,
∴,即
由得,即
解得
使成立的最小正整数为
13. 已知定义在上的函数的图象关于直线对称,且为偶函数,当 时, 则 _______.
【答案】##0.25
【解析】
【详解】因为的图象关于对称,所以,
将替换为,可得,
因为是偶函数,所以,
将替换为,可得,
联立可得,
将替换成,可得,即是周期为的周期函数,
因此,
因为,所以,
当时,,所以,
即.
14. 已知双曲线 的左、右焦点分别为 ,点P 是 C 上一点且位于第一象限,若的平分线所在直线的斜率与 的平分线所在直线的斜率分别为,且,则C的离心率为________.
【答案】
【解析】
【分析】设的平分线与的平分线所在直线交于点,的平分线与轴交于点,得到 ,根据题意,求得,结合,联立方程组求得,求得,得到,结合双曲线的定义和离心率的定义,即可求解.
【详解】设的平分线所在直线与的平分线所在直线交于点,
的平分线所在直线与轴交于点, ,
则 ,
因为,
且,
所以,
又因为且,所以,
联立方程组,解得,
所以,
因为,所以,所以,
在直角中,因为,所以,
又因为,所以,
所以双曲线的离心率.
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. 在①;②;③这三个条件中任选一个,补充在下面问题中,并作答.已知在中,角,,所对的边分别为,,,且 .
(1)证明: ;
(2)若是锐角三角形,求 的取值范围.
注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【解析】
【分析】(1)选①,由余弦定理、正弦定理化简可得,再利用三角恒等变换可得,进而可证;选②化简条件可得,结合余弦定理及二倍角公式可得,进而可证;选③,由余弦定理可得,化简证明同①;
(2)由题意可得,根据三角恒等变换化简可得,令,则,根据函数的单调性求解即可.
【小问1详解】
选①,由可得,即,
因为,所以,
化简可得,即,
由正弦定理可得,
因为,
所以,
所以或(舍去),
所以;
选②,由可得,
即,
因为,所以,
即,
因为在上单调递减,所以;
选③,由余弦定理可得,
所以,即,
因为,所以,
化简可得,即,
由正弦定理可得,
因为,
所以,
所以或(舍去),
所以;
【小问2详解】
是锐角三角形,
则,所以,
,
令,则,
因为在区间单调递增,在区间单调递增,
所以在区间上单调递增,
所以,即.
16. 如图,四棱锥中, 是等边三角形,四边形是等腰梯形, ,,,
(1)证明:平面 平面;
(2)求平面与平面所成角的正弦值.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【解析】
【分析】(1)连接点与的中点,则,计算出,通过勾股定理证明,从而证明 平面,进而有平面 平面;
(2)以为原点,以 所在直线为轴建系,分别求出平面与平面的法向量,计算其夹角即可.
【小问1详解】
取中点,因为 是等边三角形且,所以且,
在等腰梯形中,, ,过 作的垂线,
垂足记为 ,则 ,, ,
所以,因为,所以,
又, 平面,所以 平面,而平面,故平面 平面;
【小问2详解】
以为原点,以 所在直线为轴建立如图所示的坐标系,
可知,
则,
设平面的法向量为,
于是有,取,得,
设平面的法向量为,
于是有,取,得,
则平面与平面所成角的余弦值为
,正弦值为.
17. 已知点,点在线段上(不含端点)运动,且动点满足,记动点的轨迹为曲线.
(1)求曲线的方程;
(2)过点作两条平行线,分别与曲线在轴上方交于两点,求四边形周长的最大值.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)由题意可得,结合椭圆的定义求解即可;
(2)设过点的直线为, ,直线与曲线联立方程组可得,同理可得,根据两点间距离公式可得四边形周长,令,根据函数的单调性计算即可求解.
【小问1详解】
设,则,
因为,所以,
因为,满足椭圆的定义,
所以动点是以为焦点的椭圆,设其标准方程为,
,
所以曲线的方程;
【小问2详解】
由题意可知,过点的直线斜率不为,
设过点的直线为, ,
直线与曲线联立方程,
则,得,
由韦达定理可知两根之积为,且,
所以方程有一正一负两实数根,
因为点在轴上方,所以,
同理设过点的直线为,则,
则,
,
所以,
因为,则,
所以,
则四边形的周长,
令,则,
所以,
因为,
因为在上单调递增,
所以在上单调递减,
当,即时,有最大值为,
所以的最大值为.
18. 现有一台AI智能一体化精密加工设备加工 个零件,已知经过该设备加工后的零件分为精品和非精品,非精品需要经过其他设备再加工.该设备加工零件前,先对每个零件经过该设备加工后的质量(精品或非精品)进行一次预判,再加工,若加工后零件为非精品,则该设备报警,停止加工;否则继续加工,直至加工完所有零件.假设该设备对每个零件预判加工后为精品与非精品的概率分别为 和 ,且各次预判结果相互独立.据以往该设备的加工情况得到如下情况:①若预判某零件加工后为精品,则该零件加工后必为精品;②若第一次出现预判零件加工后为非精品,则该零件加工后为精品与非精品的概率均为 ;③若第二次出现预判零件加工后为非精品,则该零件加工后必为非精品.设X表示该设备停止加工时已加工的零件个数.
(1)求;
(2)求的分布列;
(3)若,求数列的最大项.
【答案】(1);
(2)分布列见解析 (3)
【解析】
【分析】(1)根据题意,表示该设备加工的第1个零件为非精品,表示该设备加工的第1个零件为精品,第2个零件为非精品,结合相互独立事件的概率计算公式,即可求解;
(2)由表示该设备加工前个零件均为精品,第个零件为非精品,求得,当表示该设备加工的前个零件均为精品,求得,进而得到其分布列;
(3)由(2)得,结合乘公比错位相减法求和,求得,设,得到,求得数列的单调性,即可求解.
【小问1详解】
解:由表示该设备加工的第1个零件为非精品,可得,
表示该设备加工的第1个零件为精品,第2个零件为非精品,
可得.
【小问2详解】
解:由 表示该设备加工前个零件均为精品,
第个零件为非精品,包括两种情况:
①该设备预判前个零件加工后均为精品,预判第个零件加工后为非精品,且第个零件加工后确实为非精品;
②该设备预判前个零件中有个零件加工后均为精品,有1个零件加工后为非精品,
但该零件加工后为精品,预判第个零件为非精品,
则,
因为符合上式,所以 ,
当 时,除“第个零件为第一个加工后为非精品的零件”外,还包括个零件全部加工后均为精品的情况.
第个零件为第一个加工后为非精品的零件的概率为
个零件全部加工后均为精品,分为两种情况:所有零件均被预判为精品;或恰有个零件被预判为非精品但加工后为精品,其余零件均被预判为精品.其概率为
因此
整理得
所以变量的分布列为:
1
2
3
对于满足 的整数,有
对于,有
【小问3详解】
解:由(2)知:,
则,
两式相减得
,
所以,
设,可得,则,
当时,解得,所以,此时;
当时,解得,所以,此时,
所以当时,取得最大值,
又由,所以数列的最大项为.
19. 已知函数.
(1)讨论函数的单调性;
(2)若恒成立,求实数a的值;
(3)已知,当时,函数恰有两个不同的极值点,证明:.
【答案】(1)答案见解析
(2)
(3)证明见解析
【解析】
【分析】(1)对求导,分类讨论,,三种情况,判断导数的正负进而得出单调性;
(2)结合(1)的单调性,由恒成立,得出函数的最大值,列出不等式,再构造函数求解;
(3)由题,设,则是方程的两个不同的实数根,构造函数,由导数分别得出 和即可证明.
【小问1详解】
,
①当时,,则在上单调递减,
②当时,令,
当时,,当时,,
所以在上单调递增,在上单调递减;
③当时,令,
当时,,当时,,
所以在上单调递减,在上单调递增;
综上所述,当时,在上单调递减;
当时,在上单调递增,在上单调递减;
当时,在上单调递减,在上单调递增.
【小问2详解】
①当时,在上单调递减,且,
所以当时,,不合题意;
②当时,在上单调递增,在上单调递减,
所以,
令,则,
当时,,当时,,
所以在上单调递减,在单调递增,
又,时, ,时, ,
所以当时,,满足题意;
③当时,在上单调递减,在上单调递增,
当时,,不合题意;
综上所述,.
【小问3详解】
,则,
令 ,
设,则是方程的两个不同的实数根,
则,令 ,
当时,,则在上单调递减,
当时,,则在上单调递增,
,,
由于,且的极小值 ,当时,当时,
因为直线与曲线恰有两个交点,
所以在区间内,由于且递减,要使 ,必有,
在区间内,由于 且递增,必有,
所以,
设 ,则,
令 ,
当时,,在上单调递减,
当时,,在上单调递增,
所以的最小值为 ,
所以,即 ,
因为是方程的根,所以 ,代入不等式得:,
由于,则 ,
下面证明 ,那么就有,
由 ,令 ,,
则 ,
因为,,,所以,
所以在上单调递增,又 ,
因此当,,即 ,
由于 且在上单调递增,且,
所以必有,
所以.
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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. 已知复数 则 ( )
A. B. C. D.
2. 已知集合,,则=( )
A. B. {1} C. D.
3. 已知梯形ABCD中,AB//CD,AB=2CD,E为边BC的中点,则 ( )
A. B.
C. D.
4. 在信号处理领域,简谐信号是最基础的信号形式之一,其波动规律可通过三角函数描述.已知某简谐信号关于时间x的原始波动函数为,为适配传输需求,对该函数依次进行两次图象变换:①将的图像向左平移个单位长度;②将所得图像上所有点的横坐标伸长为原来的2倍(纵坐标不变),得到目标信号函数的图像,则 ( )
A. B. C. D.
5. 某历史文化街区春节期间客流量较大,特安排包括甲在内的6名志愿者在A,B,C三个重要路口进行执勤,疏导客流,若每个路口安排两人,且甲只能被安排在路口C,则不同的安排方法数为( )
A. 30 B. 50 C. 60 D. 75
6. 某中学为庆祝建校120周年,制作了一批文创产品,其中以校园风景为主题元素设计的明信片备受各届校友们青睐.已知每套明信片的成本价为10元,经市场调研发现,该明信片的销售量y(单位:套)与销售单价x(单位:元)之间满足假设该明信片有足够多且都能卖完,则要使明信片的销售利润最大,销售单价应定为()
A. 25元 B. 21元 C. 20元 D. 15元
7. 已知抛物线 的焦点为F,其准线与x轴交于点E,过点 E且斜率为负的直线交C于A,B两点(点A在点B的左侧),若 点D(8,8),△DBF 的面积为 ,△ABF 的面积为,则 ( )
A. 5 B. 4 C. 3 D. 2
8. 在边长为 2 的菱形ABCD 中, 沿对角线 BD 将△ABD 折起得到三棱锥,若 ,则三棱锥 外接球的表面积为( )
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. 为了研究与的线性相关关系,收集了 10组样本数据,已知样本点的中心为,且 , ,的分位数为,若关于的经验回归方程为 则下列说法正确的是( )
A. B. 与负相关
C. D. 样本相关系数必大于0
10. 已知圆的圆心坐标为,圆被轴、轴截得的弦长之比为 点P在直线 上,则下列说法正确的是( )
A. 圆的标准方程为(
B. 若圆上有且仅有2个点到直线l的距离为1,则
C. 当时,以线段为直径的圆与圆交于两点,则 的最小值为
D. 若为平面内一个动点, 则点到直线l的距离为定值
11. 已知函数 且满足,,若的图象与直线有3个不同的交点,且这3个交点的横坐标依次为 则下列说法正确的是( )
A. 实数t的取值范围是
B. 的取值范围是
C. 的最大值是
D. 若f(x)在上的值域为,则的最大值为4
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知点在直线上,是数列{an}的前n项和,则使成立的最小正整数n=_________.
13. 已知定义在上的函数的图象关于直线对称,且为偶函数,当 时, 则 _______.
14. 已知双曲线 的左、右焦点分别为 ,点P 是 C 上一点且位于第一象限,若的平分线所在直线的斜率与 的平分线所在直线的斜率分别为,且,则C的离心率为________.
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. 在①;②;③这三个条件中任选一个,补充在下面问题中,并作答.已知在中,角,,所对的边分别为,,,且 .
(1)证明: ;
(2)若是锐角三角形,求 的取值范围.
注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分.
16. 如图,四棱锥中, 是等边三角形,四边形是等腰梯形, ,,,
(1)证明:平面 平面;
(2)求平面与平面所成角的正弦值.
17. 已知点,点在线段上(不含端点)运动,且动点满足,记动点的轨迹为曲线.
(1)求曲线的方程;
(2)过点作两条平行线,分别与曲线在轴上方交于两点,求四边形周长的最大值.
18. 现有一台AI智能一体化精密加工设备加工 个零件,已知经过该设备加工后的零件分为精品和非精品,非精品需要经过其他设备再加工.该设备加工零件前,先对每个零件经过该设备加工后的质量(精品或非精品)进行一次预判,再加工,若加工后零件为非精品,则该设备报警,停止加工;否则继续加工,直至加工完所有零件.假设该设备对每个零件预判加工后为精品与非精品的概率分别为 和 ,且各次预判结果相互独立.据以往该设备的加工情况得到如下情况:①若预判某零件加工后为精品,则该零件加工后必为精品;②若第一次出现预判零件加工后为非精品,则该零件加工后为精品与非精品的概率均为 ;③若第二次出现预判零件加工后为非精品,则该零件加工后必为非精品.设X表示该设备停止加工时已加工的零件个数.
(1)求;
(2)求的分布列;
(3)若,求数列的最大项.
19. 已知函数.
(1)讨论函数的单调性;
(2)若恒成立,求实数a的值;
(3)已知,当时,函数恰有两个不同的极值点,证明:.
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