内容正文:
数学
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】A
【解析】
【详解】,解得,
集合,
.
2. 记等差数列的前项和为,若,,则( )
A. 23 B. 25 C. 35 D. 45
【答案】C
【解析】
【详解】已知为等差数列,,,设公差为,
则,解得:,
所以.
3. 已知向量,,若,则实数( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】已知向量,,则,
,解得.
4. 若,且,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】根据复数的模、复数的乘法、共轭复数求解即可.
【详解】设(),则,,所以.
所以,
解得,代入中,解得,
故.
5. 已知点是函数图象的一个对称中心,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】依题意,则,即,
由,可得.
6. 已知是定义在上周期为4的奇函数,则( )
A. B. 0 C. 1 D. 2
【答案】B
【解析】
【分析】根据周期性和奇偶性求解.
【详解】因为周期为4,所以,
令 ,得到
又因为是定义在上的奇函数,所以,
令,即,
所以,即,即.
7. 如图,为一个五面体,底面是矩形,//底面,侧面和侧面为全等的等腰三角形,侧面和侧面为全等的等腰梯形,其中,,,,设,,,则下列选项正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】采用分割法将五面体分割为四棱锥和三棱锥,求出各部分体积,代入选项验证即可.
【详解】过作底面的垂线,垂足为,过作于点,连接、、,
则五面体可分为四棱锥和三棱锥.
由题意知,,
在中,,
在中,,即五面体的高为.
如图取、三等分点、、、,
连接、、、、、,
则五面体可分为三棱柱、四棱锥和四棱锥,
且.
,
,
.
,,.
所以ABD选项错误,C选项正确.
8. 设函数,则( )
A. 的最小值为1 B. 的最小值为
C. 有一个实根 D. 有两个实根
【答案】B
【解析】
【分析】将问题转化为到和直线的距离的和的最小值,数形结合可求解.
【详解】因为,
所以表示点两点间的距离,
表示点到直线的距离,
点在抛物线上,
过点作,垂足为,则函数表示,
点到直线的距离为,
则当三点共线且在线段上时,有最小值,最小值为,
故A错误,B正确;
无解,故C错误;有一个实根,故D错误.
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. 已知某软件公司开发了一款新型智能解题软件,现将该软件上市后的月份以及当月获得的利润(单位:万元)统计如下表所示,并根据表中数据,得到经验回归方程,则( )
月份
1
2
3
4
5
利润
6
7
9
A.
B. 可以估计每增加1个月份,月利润平均提高万元
C. 可以估计上市后的第7个月的利润为万元
D. 上市后的第4个月的利润的残差为万元
【答案】AC
【解析】
【详解】由统计表可知:
,,
则回归直线过样本中心点,代入回归方程得,
,解得,故A正确;
回归方程为,斜率为,则每增加1个月份,月利润平均提高万元,
故B错误;
时,万元,故C正确;
由统计表知,第4个月,预测值,
残差万元,故D错误.
10. 设关于实数的方程为,则下列结论正确的是( )
A. 若方程只有一个实数根,则
B. 若方程有两个实数根,则
C. 若方程有三个实数根,则
D. 若方程有三个实数根,则
【答案】ABC
【解析】
【分析】令,利用导函数研究其单调性,结合极值讨论方程的根的情况.
【详解】令,则,
若,则,则在上单调递增,
因为时,时,
则在上只有一个零点,此时满足;
若,则当或时,单调递增,
当时,单调递减,
,
,
若方程只有一个实数根,则或,
得或,满足,故A正确;
若方程有两个实数根,则或,
得或,满足,故B正确;
若方程有三个实数根,则且,
即且,
因为,所以,则满足上述不等式,且;
若,则成立,由得;
若,则成立,由得,故C正确,D错误.
11. 如图,在棱长为2的正方体中,是侧面上一点,则( )
A. 存在点,使
B. 若,则动点的轨迹长度为
C. 当点在线段上时,直线与平面平行
D. 当点在线段上时,直线与平面所成角的正弦值可以为
【答案】ACD
【解析】
【分析】建立空间直角坐标系,利用向量运算分析线面平行、线面垂直、轨迹方程、线面角,逐项分析计算即可.
【详解】以为原点,、、所在直线为轴、轴、轴建立空间直角坐标系,
则,,,,,,.
设(在侧面上,则坐标恒为2,,).
选项A:,.
若,则,即,解得.
取,则满足条件,故A正确;
选项B:由得,,化简得.
该方程表示在平面上,以点为圆心,半径为1的圆弧(,,实际是四分之一圆),
所以轨迹长度为,故B错误;
选项C:,.
设平面的法向量为,则
,即,令,则,,所以.
因为在线段上,设(),则,
所以,,所以,().
因为,所以,又平面,
所以直线与平面平行,故C正确;
选项D:,.
设平面的法向量为,则
,即,令,则,又,所以.
设直线与平面所成角为,由选项C知,().
则
,,
所以,当时,取最大值,为,故D正确.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 在的展开式中,其常数项为__________.
【答案】15
【解析】
【分析】先由二项式定理得出展开式的通项,进而得出常数项.
【详解】的展开式的通项公式为.
令,解得.
故的展开式中的常数项.
故答案为:15.
13. 设等比数列的前项和为,公比为.若,,则__________.
【答案】120
【解析】
【分析】方法一:利用等比数列前项和的分段性质求解;方法二:用等比数列求和公式求解.
【详解】方法一:
等比数列中,仍成等比数列,公比为,
,,则,
所以, ,
所以,
,
所以.
方法二:
,
代入,,
.
14. 设双曲线的左、右焦点分别为,,过且斜率为的直线与的左、右两支分别交于,两点,为的中点且,则的离心率为__________.
【答案】
【解析】
【分析】根据双曲线的几何性质,结合已知条件求出直线方程及斜率,进而得出点坐标,设坐标,结合双曲线方程和直线方程得出的关系,进而求出离心率.
【详解】
已知直线的斜率,,则直线的斜率为,
设,则
在直线上,即①,②,
联立①②得:,即,
设,代入双曲线方程并相减得:
,整理得,
即,化简得,
,即,
,解得,
.
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. 记的内角,,的对边分别为,,.已知.
(1)求A;
(2)若,且的面积为,求的周长.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)对已知比例式进行变形,结合正弦定理与三角和角公式、三角形内角互补关系化简,求解后确定角.
(2)利用三角形面积公式求出,再结合余弦定理与完全平方公式推导,进而得到三角形周长.
【小问1详解】
由已知得.
由正弦定理,得,
即.
又,所以.
因为,,所以.
又,故.
【小问2详解】
由题意,的面积,可得,
由余弦定理,得,且,
所以,
则,
因为,所以,
所以的周长为.
16. 如图,已知四棱锥的底面是矩形,侧棱底面,,,是的中点.
(1)证明:平面;
(2)求点到平面的距离;
(3)求平面与平面夹角的正弦值.
【答案】(1)证明见解析
(2)
(3)
【解析】
【分析】(1)根据中位线及线面平行的判定定理即可得证;
(2)利用线面垂直的判定与性质可证明平面,即可得解;
(3)建立空间直角坐标系,利用向量法求解即可.
【小问1详解】
如图,连接,交于点,连接,
由题意可知,分别为,的中点,故,
又平面,平面,
所以平面.
【小问2详解】
因为平面,平面,所以,.
又,为的中点,所以,且.
又,,,平面,
所以平面.又平面,所以.
又,且,平面,所以平面,
所以点到平面的距离等于线段的长,即点到平面的距离为.
【小问3详解】
以为坐标原点,,,所在直线为轴,轴,轴,建立空间直角坐标系,
则,,,,,
,,,,
设是平面的一个法向量,
则,.
设是平面的一个法向量,
则,.
设平面与平面的夹角为,
则,,
所以平面与平面夹角的正弦值为.
17. 已知椭圆的离心率为,且过点.
(1)求椭圆的方程;
(2)设椭圆的左顶点为,过点的直线与椭圆交于,两点,直线,的斜率分别为,.若,求直线的方程.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)由条件列出关于,,的方程,解方程可得,,,由此可得椭圆的方程;
(2)依题意,分直线的斜率不存在和直线的斜率存在两种情况讨论,再结合韦达定理即可求解.
【小问1详解】
因为椭圆过点,所以,
又离心率,得.
所以,
所以椭圆的方程为.
【小问2详解】
由(1)知椭圆的方程为,左顶点为,点在椭圆内部,
①当直线的斜率不存在时,其方程为,
代入椭圆方程得,解得.
不妨设,,则,,
所以,不符合题意.
②当直线的斜率存在时,设斜率为,则直线的方程为,
设,,联立,
消去,得,
由韦达定理有,,
又,,直线的斜率,直线的斜率,
故,
计算分子,
,
计算分母,,
因此,
又,得,解得,
此时直线的方程为,即.
18. 已知函数,为的导函数.
(1)当时,求曲线在处的切线方程;
(2)是否存在,使得为的极值点?若存在,求;若不存在,请说明理由;
(3)若,为最小的零点,证明:当时,.
【答案】(1)
(2)不存在满足题意的;理由见解析
(3)证明见解析
【解析】
【分析】(1)将代入,求出,再利用导数的几何意义求出切线方程即可;
(2)先根据题意得,求出的值,再将的值代入,求出,再构造函数求出的符号,从而得到的单调性,进而即可证明是否为的极值点;
(3)先根据题意及零点存在定理得到,从而得到,再构造函数证明即可,
【小问1详解】
当时,,则,
又,所以切点坐标为,
又,所以所求的切线方程为,即.
【小问2详解】
不存在满足题意的.理由如下:
依题意有,,
若为极值点,则,即,但需判断是否为极值点,
当时,,
令,则,
所以当时,,此时单调递减;当时,,此时单调递增,
所以,即,且只有时,
所以在上单调递增,
故不是的极值点.
综上,不存在使得为的极值点.
【小问3详解】
当,时,
由为最小的零点,则,
依题意有,
令,则,所以在上单调递减,
又,,
由零点存在定理,则存在,使,即,
当时,,即,
当时,,即,
所以在上单调递增,在上单调递减,
故,
又,当时,,且为最小的零点,所以.
要证当时,,
故需证.
记,
则只需证,
由于,所以,
而当时,,即在上单调递减,
于是只需证.
得证.
19. 某玩家进行一项挑战,每次挑战成功得2分,失败扣1分.该玩家第次挑战成功的概率为,且各次挑战成功与否相互独立.表示前次挑战后的总得分.
(1)求的分布列及数学期望;
(2)已知,在此情况下,求“至少有三个奇数局获胜”的概率;
(3)某玩家共进行了局挑战,且,求“获胜的局数中,奇数局多于偶数局”的所有可能情况数.
【答案】(1)的分布列为:
1
4
数学期望为
(2)
(3)当时,满足条件的所有可能情况数为;当时,满足条件的所有可能情况数为.
【解析】
【分析】(1)由第次挑战成功的概率得到当是3的倍数时, ;当不是3的倍数时,.对于前两局,,,且相互独立.记为第局挑战成功,求出的可能取值及概率,从而得到的分布列,利用分布列求出数学期望.
(2)设前6局中成功局,失败局,列出的等式,解出的值,对每局进行分析得到所求概率.
(3)分别按照()和讨论求解,结合组合知识得到满足条件的所有可能情况数.
【小问1详解】
由题设知,第次挑战成功的概率,
故当是3的倍数时,;
当不是3的倍数时,.
对于前两局,,,且相互独立.
记为第局挑战成功,的可能取值及概率如下,
两局都成功,,概率为.
一胜一负有两种情况(第1局胜第2局负或第1局负第2局胜),
,概率为.
两局都失败, ,概率为.
故的分布列为:
1
4
数学期望 .
【小问2详解】
已知,设前6局中成功局,失败局,则,
解得,,即成功5局,失败1局.
由于第3局和第6局是3的倍数,挑战成功的概率为1,故这两局一定成功.
因此,在剩下的第1,2,4,5局中,需成功3局,失败1局.
奇数局为第1,3,5局,偶数局为第2,4,6局.
事件“至少有三个奇数局获胜”即奇数局成功数.
而奇数局共有3局,故需第1,3,5局全部成功.
已知第3局成功,因此需第1局和第5局都成功.
在剩下的4局(第1,2,4,5局)中,需恰好成功3局,且必须包含第1局和第5局,
此时最后一个成功局只能是第2局或第4局,
故满足条件的成功局集合有2种,或(注意,第3,6局已固定成功).
总序列数相当于从4局中选3局成功,共有种选择,
故所求概率为.
【小问3详解】
①当()时,共进行了局挑战,获得分.
其中奇数必胜局为第3,9,⋯,局,共局;
偶数必胜局为第6,12,⋯,局,共局.
剩下的局中,奇数局有局,偶数局有局.
设玩家胜利局,失败局,则,
解得,.
除去局奇数必胜局和局偶数必胜局,在剩下的局中需胜利局,
要求“获胜的局数中,奇数局多于偶数局”,
除去必胜局后,在剩下的局胜利中至少需局奇数局胜利.
记满足条件的情况数为,
则.
令,
则,
考虑多项式,其项的系数为.
另一方面,在的展开式中,项的系数也等于,
故.
②当时,共进行了局挑战,获得分.
其中奇数必胜局为第3,9,⋯,局,共局;
偶数必胜局为第6,12,⋯,局,共局.剩下的局中,
奇数局有局,偶数局有局.
设该玩家胜利局,失败局,则,
解得,.
除去局奇数必胜局和局偶数必胜局,在剩下的局中需胜利局.
要求“获胜的局数中,奇数局多于偶数局”,
除去必胜局后,在剩下的局胜利中至少需局奇数局胜利.
记满足条件的情况数为,
则.
令,
则,
考虑多项式,其项的系数为.
另一方面,的展开式中,项的系数也等于
(因为被重复计算),
故,
结合,得.
综上,当时,满足条件的所有可能情况数为;
当时,满足条件的所有可能情况数为.
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数学
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. 记等差数列的前项和为,若,,则( )
A. 23 B. 25 C. 35 D. 45
3. 已知向量,,若,则实数( )
A. B. C. D.
4. 若,且,则( )
A. B. C. D.
5. 已知点是函数图象的一个对称中心,则( )
A. B. C. D.
6. 已知是定义在上周期为4的奇函数,则( )
A. B. 0 C. 1 D. 2
7. 如图,为一个五面体,底面是矩形,//底面,侧面和侧面为全等的等腰三角形,侧面和侧面为全等的等腰梯形,其中,,,,设,,,则下列选项正确的是( )
A. B. C. D.
8. 设函数,则( )
A. 的最小值为1 B. 的最小值为
C. 有一个实根 D. 有两个实根
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. 已知某软件公司开发了一款新型智能解题软件,现将该软件上市后的月份以及当月获得的利润(单位:万元)统计如下表所示,并根据表中数据,得到经验回归方程,则( )
月份
1
2
3
4
5
利润
6
7
9
A.
B. 可以估计每增加1个月份,月利润平均提高万元
C. 可以估计上市后的第7个月的利润为万元
D. 上市后的第4个月的利润的残差为万元
10. 设关于实数的方程为,则下列结论正确的是( )
A. 若方程只有一个实数根,则
B. 若方程有两个实数根,则
C. 若方程有三个实数根,则
D. 若方程有三个实数根,则
11. 如图,在棱长为2的正方体中,是侧面上一点,则( )
A. 存在点,使
B. 若,则动点的轨迹长度为
C. 当点在线段上时,直线与平面平行
D. 当点在线段上时,直线与平面所成角的正弦值可以为
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 在的展开式中,其常数项为__________.
13. 设等比数列的前项和为,公比为.若,,则__________.
14. 设双曲线的左、右焦点分别为,,过且斜率为的直线与的左、右两支分别交于,两点,为的中点且,则的离心率为__________.
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. 记的内角,,的对边分别为,,.已知.
(1)求A;
(2)若,且的面积为,求的周长.
16. 如图,已知四棱锥的底面是矩形,侧棱底面,,,是的中点.
(1)证明:平面;
(2)求点到平面的距离;
(3)求平面与平面夹角的正弦值.
17. 已知椭圆的离心率为,且过点.
(1)求椭圆的方程;
(2)设椭圆的左顶点为,过点的直线与椭圆交于,两点,直线,的斜率分别为,.若,求直线的方程.
18. 已知函数,为的导函数.
(1)当时,求曲线在处的切线方程;
(2)是否存在,使得为的极值点?若存在,求;若不存在,请说明理由;
(3)若,为最小的零点,证明:当时,.
19. 某玩家进行一项挑战,每次挑战成功得2分,失败扣1分.该玩家第次挑战成功的概率为,且各次挑战成功与否相互独立.表示前次挑战后的总得分.
(1)求的分布列及数学期望;
(2)已知,在此情况下,求“至少有三个奇数局获胜”的概率;
(3)某玩家共进行了局挑战,且,求“获胜的局数中,奇数局多于偶数局”的所有可能情况数.
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