内容正文:
高三数学
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. 设集合,,则集合( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】解一元二次不等式求得,求定义域得,再求集合并集即可.
【详解】,解得,
所以,
函数的定义域为,
所以,
所以
2. 在复平面内,复数对应的点位于( )
A. 第一象限 B. 第二象限 C. 第三象限 D. 第四象限
【答案】A
【解析】
【分析】首先根据复数代数形式的除法运算化简,再根据复数的几何意义判断即可;
【详解】解:,所以复数在复平面内对应的点为,在第一象限.
故选:A.
3. 若是二项式的展开式中的一项,则为( )
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
【答案】B
【解析】
【详解】二项展开项的通项为,
当时,,则.
4. 卫星接收天线的曲面与轴截面的交线为抛物线的一部分,信号处理中心位于抛物线的焦点处.已知该卫星接收天线的口径(直径)为,深度为,则信号处理中心与抛物线顶点的距离为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】以抛物线顶点为原点,对称轴为轴,
设抛物线方程为,焦点,焦点到顶点距离为.
天线口径(直径),深度,故抛物线过点(或),
将代入:,
焦点到顶点距离为.
5. 设公差不为零的等差数列,前项和为,若,且,则( )
A. 15 B. 16 C. 17 D. 18
【答案】A
【解析】
【分析】利用等差数列的性质和通项公式求解.
【详解】因为,所以 ,即,
即根据等差数列性质得到,,
所以,即,则,即,
因为,所以,
即,
将代入得到,
因为,两边除以得到,
,故选项A正确.
6. 已知单位向量,,满足,则( )
A. B. C. D. 2
【答案】B
【解析】
【分析】由题意可得,根据模长结合数量积运算律可得,进而可得,即可得模长.
【详解】由题意可知:,
因为,即,
则,
即,可得,
则,所以.
7. 已知函数,若,,,则( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】由函数为偶函数,在上递增求解即可.
【详解】因为,所以为定义在上的偶函数,
因为,当 时,即时,解得,
所以在上递增,,
由, ,故.
8. 正方体中,是棱的中点,是棱上的动点,过点,,的平面截该正方体所得的截面记为,若三棱锥的外接球球心落在平面内,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】由题意建立空间直角坐标系,设,求解的坐标,由三棱锥的外接球即为,,为棱的长方体的外接球,求解三棱锥的外接球的半径为,求解平面的法向量,再由求解即可.
【详解】设正方体棱长为1,以为原点,以,,所在直线分别为轴,轴,轴,建立空间直角坐标系,如图所示,
可得,,,,,
因为点为中点,可得,又设,,
则得,解得,即,
由三棱锥的外接球即为,,为棱的长方体的外接球,
由,,,得长方体的体对角线长为,
所以三棱锥的外接球的半径为,即球心为该长方体体对角线的中点,所以,
设平面的法向量为,,,
由,故可取,
因为,所以与平面的法向量为垂直,
则,即,解得,所以.
二、选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的四个选项中,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. 在一组样本数据3,5,5,6,7,7,9中增加一个数据后,下列说法正确的是( )
A. 若众数仅为5,则
B. 若平均数不变,则
C. 若中位数不变,则
D. 若极差为9,则或
【答案】AB
【解析】
【分析】先求得原始数据的平均数,众数,中位数,极差,再结合选项依次讨论即可得答案.
【详解】原始数据的平均数为,
众数为5和7,中位数为6,极差为,
对于A,原数据众数为5和7,若新众数仅为5,则5的个数须超过7的个数,故增加的,故正确;
对于B,当增加数据后平均数不变,则增加的,故正确;
对于C,原中位数为6,增加后,新中位数为8个数据中第4、5位的平均数,
要使中位数仍为6,经检验只有满足条件,当增加数据后中位数不变,故,故错误;
对于D,当增加数据后极差为9,故当最小时,得;
当最大时,得,故或,故错误.
10. 已知,,,点在圆上运动,则( )
A. 点在圆内
B. 直线的方程为
C. 圆为的内切圆
D. 的最大值为88
【答案】BCD
【解析】
【分析】对于A,根据点与圆的位置关系的判定即可判断;对于B,根据点坐标求直线方程即可;对于C,判断出直线与圆的位置关系,结合圆心在内部即可判断;对于D,设,进而可得化为,结合即可判断.
【详解】对于A,,则点在圆外,故A错误;
对于B,直线的方程为,
整理为,故B正确;
对于C,直线的方程为与圆相切,
直线的方程为与圆相切,
直线的方程为,
圆心到直线的距离,则圆与直线相切,
又圆心在内,
所以圆为的内切圆,故C正确;
对于D,设,
因为,,三点,
所以
,
,
因为点P在圆上运动,
则,解得,
所以,
当时,取得最大值88,故D正确.
11. 对于正整数,欧拉函数的函数值是所有不超过正整数,且与互质的正整数的个数,例如,,,则( )
A.
B. 对任意正整数,恒有
C. 记,则的前项和
D. 从集合中随机取两个不同的数,,记事件:“”,则其概率为
【答案】ACD
【解析】
【分析】对于A,根据题设函数定义求解判断即可;对于B,取,进而验证判断即可;对于C,分析可得,进而结合等比数列的求和公式求解判断即可;对于D,由,得互质,进而列举出满足条件的情况,进而求解判断即可.
【详解】对于A,不超过9的正整数中与9不互质的数为3的倍数,即3,6,9,
则,故A正确;
对于B,取,由于不超过25的正整数中与25不互质的数为5的倍数,即5,10,15,20,25,
则,而,则,故B错误;
对于C,因为3为质数,在不超过的正整数中,所有能被3整除的正整数的个数为,
所以,则,故C正确;
对于D,由,得互质,
则满足条件的有,共11种,
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. 双曲线的离心率为_________.
【答案】
【解析】
【详解】双曲线,即,其中,,
所以,所以.
13. 平面直角坐标系中,若角的终边经过点,角的终边经过点,则_________.
【答案】0
【解析】
【详解】由三角函数定义知,,,
,,
所以.
14. 平面直角坐标系中,若将函数的图象绕坐标原点逆时针旋转后,所得曲线仍然是某个函数的图象,则实数的取值范围是_________.
【答案】
【解析】
【分析】由题意可知直线与的图象至多只有一个交点,令,求导,分情况讨论单调性求解即可.
【详解】由题意可知直线与的图象至多只有一个交点,
令,则,
令,则,
令,,
当时,,当时,,
所以函数在上单调递减,在上单调递增,
所以函数在时有最小值,即,
当时,,当时,,
由题可得,或恒成立,
①当恒成立时,即对恒成立,
当时,时,,则,不满足题意;
当时, 恒成立,符合题意;
当时,要使恒成立,则恒成立,
即,解得;
②当恒成立时,即 对恒成立,
当时,时,, ,不满足题意;
当时, 恒成立,不符合题意;
当时,时,,则,不满足题意;
综上,当 时,恒成立,
此时函数单调递减,至多只有一个解,
满足直线与的图象至多只有一个交点,
所以实数的取值范围是.
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. 如图,已知四棱锥的底面为菱形,且,,.
(1)证明:平面平面;
(2)求平面与平面夹角的余弦值.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【解析】
【分析】(1)根据题意结合勾股定理可得,,可得平面,即可证面面垂直;
(2)建立空间直角坐标系,分别求平面与平面的法向量,利用空间向量求面面夹角.
【小问1详解】
如图,取中点,连接,,
因为,,则,
即,且,,
且四边形是菱形,,则,,
又因为,则,即,
且平面,平面,,
可得平面,且平面,所以平面平面.
【小问2详解】
以为原点,,,分别为轴,轴,轴建立空间直角坐标系,
则,,,,
可得,,,,
设平面的法向量为,则,
令,则,可得;
设平面的法向量为,则,
令,则,可得;
可得,
所以平面与平面夹角的余弦值为.
16. 内角,,的对边分别为,,,满足.
(1)求证:;
(2)当角取得最大值时,的面积为,求.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【解析】
【分析】(1)将进行切化弦,利用正弦定理和余弦定理可得结论.
(2)求出为锐角,利用余弦定理结合基本不等式得到,此时最大,利用平方关系得到.利用三角形的面积公式求出的值.
【小问1详解】
由,可得.
由正弦定理可得.
故.
由余弦定理可得.
化简得.
【小问2详解】
因为角取得最大值,所以为锐角,,
因为,所以,所以,
所以,所以为锐角,
则,
当且仅当即时取等号.
此时最大,且.
所以.
解得.
17. 已知函数.
(1)讨论函数的单调性;
(2)当时,,求实数的取值范围.
【答案】(1)当时,函数在单调递增;当时,函数在上单调递减,在上单调递增;
(2)
【解析】
【分析】(1)求导,分,两种情况讨论求解即可;
(2)令,求导,分,两种情况,根据函数单调性与求解即可.
【小问1详解】
.
当时,恒成立,故函数在单调递增;
当时,令得.
故当时,,当时,,
函数在上单调递减,在上单调递增,
综上,当时,函数在单调递增;
当时,函数在上单调递减,
在上单调递增;
【小问2详解】
令,,,
,, .
令 ,,
而 在恒成立,即在单调递增,
故当 ,即时, ,在单调递增,
在恒成立;
当 ,即时,当时, ,
所以,存在,使得时,,时,,
所以在单调递减,在上单调递增,
故由可知,时,与在恒成立矛盾;
综上,实数的取值范围是.
18. 近年来,女子10米气步枪作为奥运会首金项目备受关注,国家队在选拔运动员时,通常需要测试她们在不同场景下的命中率.射击爱好者小明到当地射击俱乐部选择场景A与场景B进行相关训练,制定如下规则:若在某场景下命中,则下一轮继续在此场景下进行射击;若没有命中,则更换到另一场景下进行射击.已知小明在场景A下命中率为,在场景B下命中率为,命中记1分,未命中记0分,且第1次在场景A下射击.
(1)若小明在前3次射击中得到2分,求这2分均在场景B下获得的概率;
(2)求小明第次在场景A下射击的概率;
(3)求小明在次射击后总得分的期望.
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【分析】(1)根据条件概率公式求解;
(2)由全概率公式求解出与的关系式,再由递推式的关系结合数列知识求出;
(3) 利用期望可加性求解.
【小问1详解】
设事件“小明在前次射击中得到分”,
事件“这分均在场景B下获得”,
则,.
所以.
【小问2详解】
设第次在场景下射击为事件,
则 ,,,
由全概率公式可得,
即,
则,
且,可知数列是以首项为,公比为的等比数列,
则,所以;
【小问3详解】
设第轮得分期望为,则,
所以前轮期望总得分为.
19. 已知椭圆的左、右焦点分别为,,离心率,过的直线交椭圆于,两点(在轴上方),的周长为8,为坐标原点.
(1)求椭圆的方程;
(2)若线段的中点为,求点到直线的距离的最小值;
(3)若线段的中点为,的重心为,和面积分别为,,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【分析】(1)由条件,根据焦点三角形的特点,离心率的定义及的关系列方程,解方程求可得椭圆方程;
(2)设直线的方程为:,联立直线和椭圆的方程,消可得,设,,由根与系数关系可求,进而表示出点到直线的距离为,令, 可得,进而求解即可;
(3)设,可得,由此可得,解不等式可求的取值范围,再求出,由此可得,由函数的单调性可求的取值范围.
【小问1详解】
设椭圆的半焦距为,
由已知可得,解得,
所以椭圆的标准方程为.
【小问2详解】
由(1)知,,,
由已知直线的斜率不为,故设直线的方程为,
联立,消可得,
,
设,,其中,,
由已知,,
故,则.
所以直线 ,其中.
点到直线的距离为,
令, 所以,
当时,取最小值.
【小问3详解】
由(2)知,,,
设,则,所以,即,
则,
因为,所以,,
所以,所以,所以,
因为点为线段的中点,所以,
因为点为的重心,所以,
所以
,
因为点为的重心,所以,
所以,
所以,.
因为函数在上单调递减,所以,
即的取值范围为.
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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. 设集合,,则集合( )
A. B. C. D.
2. 在复平面内,复数对应的点位于( )
A. 第一象限 B. 第二象限 C. 第三象限 D. 第四象限
3. 若是二项式的展开式中的一项,则为( )
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
4. 卫星接收天线的曲面与轴截面的交线为抛物线的一部分,信号处理中心位于抛物线的焦点处.已知该卫星接收天线的口径(直径)为,深度为,则信号处理中心与抛物线顶点的距离为( )
A. B. C. D.
5. 设公差不为零的等差数列,前项和为,若,且,则( )
A. 15 B. 16 C. 17 D. 18
6. 已知单位向量,,满足,则( )
A. B. C. D. 2
7. 已知函数,若,,,则( )
A. B.
C. D.
8. 正方体中,是棱的中点,是棱上的动点,过点,,的平面截该正方体所得的截面记为,若三棱锥的外接球球心落在平面内,则的值为( )
A. B. C. D.
二、选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的四个选项中,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. 在一组样本数据3,5,5,6,7,7,9中增加一个数据后,下列说法正确的是( )
A. 若众数仅为5,则
B. 若平均数不变,则
C. 若中位数不变,则
D. 若极差为9,则或
10. 已知,,,点在圆上运动,则( )
A. 点在圆内
B. 直线的方程为
C. 圆为的内切圆
D. 的最大值为88
11. 对于正整数,欧拉函数的函数值是所有不超过正整数,且与互质的正整数的个数,例如,,,则( )
A.
B. 对任意正整数,恒有
C. 记,则的前项和
D. 从集合中随机取两个不同的数,,记事件:“”,则其概率为
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 双曲线的离心率为_________.
13. 平面直角坐标系中,若角的终边经过点,角的终边经过点,则_________.
14. 平面直角坐标系中,若将函数的图象绕坐标原点逆时针旋转后,所得曲线仍然是某个函数的图象,则实数的取值范围是_________.
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. 如图,已知四棱锥的底面为菱形,且,,.
(1)证明:平面平面;
(2)求平面与平面夹角的余弦值.
16. 内角,,的对边分别为,,,满足.
(1)求证:;
(2)当角取得最大值时,的面积为,求.
17. 已知函数.
(1)讨论函数的单调性;
(2)当时,,求实数的取值范围.
18. 近年来,女子10米气步枪作为奥运会首金项目备受关注,国家队在选拔运动员时,通常需要测试她们在不同场景下的命中率.射击爱好者小明到当地射击俱乐部选择场景A与场景B进行相关训练,制定如下规则:若在某场景下命中,则下一轮继续在此场景下进行射击;若没有命中,则更换到另一场景下进行射击.已知小明在场景A下命中率为,在场景B下命中率为,命中记1分,未命中记0分,且第1次在场景A下射击.
(1)若小明在前3次射击中得到2分,求这2分均在场景B下获得的概率;
(2)求小明第次在场景A下射击的概率;
(3)求小明在次射击后总得分的期望.
19. 已知椭圆的左、右焦点分别为,,离心率,过的直线交椭圆于,两点(在轴上方),的周长为8,为坐标原点.
(1)求椭圆的方程;
(2)若线段的中点为,求点到直线的距离的最小值;
(3)若线段的中点为,的重心为,和面积分别为,,求的取值范围.
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