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数学模拟练习
一、单项选择题: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,则下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】 ,
故,
又,故 ,
,A错误;
,B错误;
,C错误;
,D正确.
2. 已知是空间中三个不同的平面,是空间中三条不同的直线,则下列说法正确的是( )
A. 若,则 B. 若,则
C. 若,则 D. 若,则
【答案】C
【解析】
【详解】对于A,当为一正方体共点的三条棱所在直线时,满足,而,A错误;
对于B,当,时,满足,而相交,B错误;
对于C,由,得,C正确;
对于D,当 ,既不在平面内,也不在平面内时,满足,而相交,错误.
3. 图中是抛物线形拱桥,当水面在时,拱顶部离水面1 m,水面宽2 m,水面下降1 m后,水面的宽约为( )(其中,精确到0.1 m)
A. 1.4 m B. 2.8 m C. 4.2 m D. 5.7 m
【答案】B
【解析】
【分析】建立坐标系,求解抛物线方程,代入水深求解水面的宽即可.
【详解】如图所示,建立平面直角坐标系,
即抛物线过,知,故,
代入,水面宽.
4. 某函数的图像如图所示,则该函数解析式可能为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】根据零点特征排除A、C;结合导数和图象特点判断B;的图象特征判断D;
【详解】图像中函数与轴有两个交点(即两个零点),
选项A ,只有1个零点,选项C,没有零点,因此排除A、C.
图像中时,函数值趋近于0,选项D ,当时,,不符合趋势,排除D.
选项B:,零点为(两个零点,一负一正,符合图像);
时,,,且时, ,符合图像左半部分趋势;
时,,,时,符合;
时,,求导得,可得时函数先增后减,且时,指数函数增长快于多项式,,完全符合图像特征.
5. 若圆锥的内切球与外接球的球心重合,且内切球的半径为,则圆锥的体积为
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】过圆锥的旋转轴作轴截面,由题意可知轴截面内切圆的半径为,进而求出圆锥的底面半径和高,代入圆锥体积公式,可得答案.
【详解】过圆锥的旋转轴作轴截面如图,
由题意知内切圆和外接圆同圆心,
即的内心与外心重合,则为正三角形,
由题意内切圆的半径为,
的边长为,
圆锥的底面半径为,高为3,
故圆锥体积,
故选:
6. 在中,角为三个内角,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】C
【解析】
【分析】将其转化为函数,结合图像即可求解
【详解】考虑为到的斜率,
因为,
因为函数在与上均递增,得大致图象,如图所示,
若,则,而 同号,由图及单调性可得;
若,则必定成立,故为充要条件.
7. 已知双曲线的左右焦点分别为,直线与双曲线的右支交于点且,的中点记为,且,则双曲线的离心率为( )
A. 3 B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】由题设结合双曲线的定义可得 , ,再根据结合勾股定理及等面积法可得,,进而求得,进而求解离心率即可.
【详解】由于的中点记为,的中点记为,
则 ,即 ,
由于,则,即,
则,即①,
而,则 ,即②,
由①②,解得(因,另外一解舍去),
则双曲线的离心率为.
8. 已知函数 ,在定义域上恒有,求的取值范围( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】作差得 ,又,可得,作差得 ,再分,,结合参变分离求范围即可.
【详解】 ,
令 , ,解得,
在上单调递增,在上单调递减,
,即,则,
,
又时,, ,即,,
时, ,即,
令 , ,解得,
在上单调递减,在上单调递增,
,则,
综上,.
二、多项选择题: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. 下列说法正确的是( )
A. 独立性检验方法不适用于普查数据
B. 数据1,2,2,3,3,4,4,5,8,9的上四分位数是8
C. 如果散点图中所有的散点都落在一条斜率为非0的直线上,则
D. 已知父亲身高为172cm,儿子身高的观测值为176cm,儿子身高预测值为173cm,则儿子身高的残差为3cm
【答案】ACD
【解析】
【详解】A项:在普查中,已掌握了总体的全部信息,变量之间的关系是确定的,
无需进行假设检验,A正确;
B项:10个数据 ,则取第8位的数字5就是上四分位数,B错;
C项:此时线性关系完美,预测值与观测值完全一致,,C对;
D项:残差观测值预测值,D对.
10. 已知平面内的三个非零向量满足,且,则下列说法正确的是( )
A. B.
C. 的最小值为1 D. 的最大值为3
【答案】ABD
【解析】
【详解】条件即 ,故A正确;
由,故,
正三角形中, 轨迹为圆.
对B:即 ,故B正确;
对,即,由极化恒等式, ,
为中点,,故,故D正确.
故选择:ABD.
11. 已知无穷数列前项和为,若存在不相等的正整数,使得,则称为“绝对数列”.则下列选项正确的是( )
A. 已知数列,则数列为“绝对数列”
B. 若数列和均为“绝对数列”,则为“绝对数列”
C. 若等比数列为“绝对数列”,则公比为
D. 存在两个公差均不为0的等差数列和,使得数列和均为“绝对数列”
【答案】AD
【解析】
【分析】对于A:根据“绝对数列”的定义分析判断;对于BC:举反例说明即可;对于D:根据“绝对数列”的定义举例说明即可.
【详解】A选项,因为,可知是以为首项,公差为的等差数列,
则 ,
取 ,所以为“绝对数列”,故A选项正确;
B选项:由A选项,取,
不妨取,此时的前项和 ,
取,则 ,可知是“绝对数列”.
但,其前项和 是单调递增的,故不是“绝对数列”,B选项错误.
C选项:因为等比数列为“绝对数列”,取,此时,
即,解得,
此时也满足条件,故C选项错误.
D选项:取,此时的前项和为,
取,此时 ,即均为“绝对数列”.
,其前项和 ,
取,此时 ,即为“绝对数列”.
则,其前项分别为,
设的前项和为,由 ,可知也为“绝对数列”,综上,故D选项正确.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 复数,则_____.
【答案】
【解析】
【详解】因
则.
13. 已知实数满足,且,则的最小值为_____.
【答案】7
【解析】
【详解】由,则,
即,又,则,
解得 ,当且仅当取等,
则的最小值为7.
14. 甲有2个白球和1个黑球,乙有3个白球,甲乙两人每次交换1个球,经过5次交换后,黑球仍然在甲手中的概率为______.
【答案】
【解析】
【分析】记次交换后黑球仍在甲手中的概率为,根据全概率公式写出与的递推关系,然后利用构造法求出数列的通项公式,将代入通项公式即可求解.
【详解】记次交换后黑球仍在甲手中的概率为,则,
若次交换后黑球已经在甲手中:交换时甲不拿出黑球,才能让黑球留在甲手中,
概率为(甲共3个球,拿白球不换出黑球的概率为);
次交换后黑球在乙手中:交换时乙拿出黑球,才能把黑球换回到甲手中,
概率为(乙共3个球,拿出黑球的概率为);
所以,
故数列是首项为,公比为的等比数列,
所以,
故.
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. 已知锐角三个内角的对边分别是,若.
(1)求的大小;
(2)若平分交于点,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)根据给定条件,利用正弦定理边化角,再利用和角的正弦化简求解.
(2)由(1)的结论,利用三角形面积公式及正弦定理边化角,结合差角的正弦化简,再利用正切函数性质求出范围.
【小问1详解】
在锐角中,由及正弦定理,
得,
整理得,而,则,
因此,又,则,解得,
所以.
【小问2详解】
由(1)得,得,则,
由平分交于点及正弦定理,
得
.
16. 如图,已知平行四边形,是线段上的点,且,为线段中点,现将沿翻折至,使得.
(1)若点在线段上,且,证明:平面;
(2)求直线与平面所成角的正弦值.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【解析】
【分析】(1)在线段上取一点,使得,利用面面平行的判定定理证明所以面面,然后再由面面平行的性质即可证明;
(2)首先证明面面,然后作,即可得面,利用体积转化法求出点到平面的距离,最后由线面角的定义求解.
【小问1详解】
由题意,在线段上取一点,使得,则 ,
又 ,于是四边形为平行四边形,所以,
面 面,所以面,
,故 面, 面,所以面,
又, 面,所以面面 ,
因为面,所以面.
【小问2详解】
,
由余弦定理 ,即,
故,,由折叠知,
又因为 面, ,所以面,
面,故面面,
又为正三角形,作 ,
因为 面,面面 ,则面,
,即,
代入,,
解得, ,
设直线与平面所成的角为,则.
17. 设数列的前项和为,当时满足.
(1)求;
(2)令,记为的前项和,当为何值时,取最小值.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)先对递推关系式变形,累加可得答案;
(2)求出的通项公式,判断单调性,结合中项的符号可得答案.
【小问1详解】
,叠加得,
.
【小问2详解】
,
因为,且,所以与均为增函数,所以递增,
而 ,
故时, 时,,于是时,最小.
18. 在平面直角坐标系中,抛物线上点处的切线与双曲线相交于不同的两点.
(1)若为中点,求实数的值;
(2)若,且在轴上存在点,使得为正三角形,求实数的值:
(3)若,求面积的最小值.
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【分析】(1)求导推得抛物线上点处的切线方程,与双曲线方程联立,写出韦达定理,利用为中点列出方程求解即得;
(2)根据(1)的结论,求出的中点,利用弦长公式求出的长,结合为正三角形得到,建立方程,求解即得;
(3)结合图形,写出三角形的面积公式,将韦达定理代入并化简,换元后利用基本不等式即可求其最小值.
【小问1详解】
由求导得,即,则抛物线上点处的切线方程为,
即,将其与联立消去得,
则(*)
设,则,因点为中点,则,
解得或,当时,(*)不成立,舍去, 时,(*)成立,
故实数的值为;
【小问2详解】
如图,设,在(1)中 ,
的中点,
由,即 ,
化简得,
即 ,
解得,所以.
【小问3详解】
因,
在(2)中,
则,令 ,
,取其为,
则 ,
设,,则 ,
当且仅当时,即时取等,
故面积的最小值为.
19. 在平面直角坐标系中,曲线与交于点.
(1)当时,求曲线在的切线方程;
(2)若直线与相切于点,求的值;
(3)若直线与交于另一点,且,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【分析】(1)求解导数,利用几何意义可求切线方程;
(2)根据切线的意义列出方程组,解方程即可;
(3)求出长度,利用不等关系构造函数,求解导数,利用导数可求答案.
【小问1详解】
时,由求导得,则 ,
故曲线在的切线方程为,即.
【小问2详解】
设,由求导得,则 ,
则直线的方程为 ,
又因点为与的交点,则
由①②消元可得 ,则得 ,,
再由③ ,则得,故 .
【小问3详解】
设,
则,
由可得,故,
记的斜率为,则由 可得,即,
记,则, ,则,
设,求导得,
设 ,则,
故在上单调递减,则 ,
所以,即在上单调递减,故
当 无限趋近于时,趋近于零,所以,则
又,所以,
设,则 ,故在上单调递增,则,
故.
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数学模拟练习
一、单项选择题: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,则下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
2. 已知是空间中三个不同的平面,是空间中三条不同的直线,则下列说法正确的是( )
A. 若,则 B. 若,则
C. 若,则 D. 若,则
3. 图中是抛物线形拱桥,当水面在时,拱顶部离水面1 m,水面宽2 m,水面下降1 m后,水面的宽约为( )(其中,精确到0.1 m)
A. 1.4 m B. 2.8 m C. 4.2 m D. 5.7 m
4. 某函数的图像如图所示,则该函数解析式可能为( )
A. B. C. D.
5. 若圆锥的内切球与外接球的球心重合,且内切球的半径为,则圆锥的体积为
A. B. C. D.
6. 在中,角为三个内角,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
7. 已知双曲线的左右焦点分别为,直线与双曲线的右支交于点且,的中点记为,且,则双曲线的离心率为( )
A. 3 B. C. D.
8. 已知函数 ,在定义域上恒有,求的取值范围( )
A. B.
C. D.
二、多项选择题: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. 下列说法正确的是( )
A. 独立性检验方法不适用于普查数据
B. 数据1,2,2,3,3,4,4,5,8,9的上四分位数是8
C. 如果散点图中所有的散点都落在一条斜率为非0的直线上,则
D. 已知父亲身高为172cm,儿子身高的观测值为176cm,儿子身高预测值为173cm,则儿子身高的残差为3cm
10. 已知平面内的三个非零向量满足,且,则下列说法正确的是( )
A. B.
C. 的最小值为1 D. 的最大值为3
11. 已知无穷数列前项和为,若存在不相等的正整数,使得,则称为“绝对数列”.则下列选项正确的是( )
A. 已知数列,则数列为“绝对数列”
B. 若数列和均为“绝对数列”,则为“绝对数列”
C. 若等比数列为“绝对数列”,则公比为
D. 存在两个公差均不为0的等差数列和,使得数列和均为“绝对数列”
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 复数,则_____.
13. 已知实数满足,且,则的最小值为_____.
14. 甲有2个白球和1个黑球,乙有3个白球,甲乙两人每次交换1个球,经过5次交换后,黑球仍然在甲手中的概率为______.
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. 已知锐角三个内角的对边分别是,若.
(1)求的大小;
(2)若平分交于点,求的取值范围.
16. 如图,已知平行四边形,是线段上的点,且,为线段中点,现将沿翻折至,使得.
(1)若点在线段上,且,证明:平面;
(2)求直线与平面所成角的正弦值.
17. 设数列的前项和为,当时满足.
(1)求;
(2)令,记为的前项和,当为何值时,取最小值.
18. 在平面直角坐标系中,抛物线上点处的切线与双曲线相交于不同的两点.
(1)若为中点,求实数的值;
(2)若,且在轴上存在点,使得为正三角形,求实数的值:
(3)若,求面积的最小值.
19. 在平面直角坐标系中,曲线与交于点.
(1)当时,求曲线在的切线方程;
(2)若直线与相切于点,求的值;
(3)若直线与交于另一点,且,求的取值范围.
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