内容正文:
高二数学
注意事项:
1.答题前,务必将自己的个人信息填写在答题卡上,并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置.
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑.如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号.回答非选择题时,将答案写在答题卡上.
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. 若变量关于变量的线性回归方程为,则相关系数的值不可能是( )
A. B. C. D.
2. 过点,的面积最小的圆的标准方程为( )
A. B. C. D.
3. 函数的图象在处的切线在轴上的截距为( )
A. 2 B. C. D.
4. 已知随机变量的分布列为,则( )
A. 3 B. 2 C. D.
5. 为助力城市低空经济发展,某科技公司计划开展无人机编队飞行表演.现有架不同型号的四旋翼无人机和架不同型号的六旋翼无人机,将它们排成一列进行飞行展示.要求任意两架相邻无人机的旋翼数不同,则不同的飞行队形共有( )
A. 种 B. 种 C. 种 D. 种
6. 若、,则方程表示的直线条数为( )
A. B. C. D.
7. 甲、乙两人进行抛骰子游戏,每轮游戏甲、乙各抛掷骰子1次,向上点数较大的一方获胜(向上点数相等为平局),然后继续下一轮游戏,当一方连胜两轮时游戏结束,则第3轮抛掷后游戏结束的概率为( )
A. B. C. D.
8. 若、,且,则下列各式一定成立的是( )
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. 大量临床数据显示,某年龄段人群空腹血糖检测值(单位:)近似服从正态分布,则( )
参考数据:若,则,0.9973.
A. 该年龄段人群空腹血糖检测值的均值为5.2
B. 该年龄段人群空腹血糖检测值的方差为0.3
C. 该年龄段人群空腹血糖检测值在的比例约为
D. 该年龄段人群空腹血糖检测值高于6.1的比例约为
10. 已知,则( )
A. B.
C. D.
11. 在空间直角坐标系中,已知点,,,,则( )
A. 异面直线与所成角的余弦值为
B. 直线与平面所成角的余弦值为
C. 点到平面的距离为
D. 平面与平面夹角的余弦值为
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知两平行直线、的方向向量的坐标分别为、,则______.
13. 若随机变量,且,则______.
14. 若数列满足,且当为奇数时,,当为偶数时,,则被除所得余数为______.
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. 已知等差数列的前项和为,,.
(1)求与;
(2)若,求的前项和.
16. 已知椭圆的离心率为,且的焦点与双曲线的焦点重合.
(1)求的方程;
(2)若过点且与的一条渐近线平行的直线与交于,两点,为坐标原点,求的面积.
17. 某电动汽车制造企业为了提升电池性能,研发部门对一款新型号的电池进行了充放电循环测试,测试时分别收集了使用液冷技术与风冷技术的电池各250组,测试电池电容量衰减至初始容量的时所经历的充放电循环次数,若循环次数不低于2000次,则认定为A级电池,否则认定为B级电池,统计结果如下表:
A级电池
B级电池
总计
液冷技术
200
50
250
风冷技术
150
100
250
总计
350
150
500
(1)根据小概率值的独立性检验,分析“是A级电池”与“电池冷却技术类型”是否有关;
(2)现从使用液冷技术的250组电池中,按比例用分层随机抽样的方法抽取10组电池,再从这10组电池中用无放回的方式随机抽取3组电池,记为抽到的A级电池的组数,求的分布列和数学期望.
附:.
0.050
0.010
0.001
3.841
6.635
10.828
18. 在量子机器学习中,数据常被编码为量子态的叠加.考虑一个由两个纠缠量子比特构成的系统,对其进行投影测量,每个量子比特的测量结果记为0或1.已知第一个量子比特测量结果为0的概率为,测量结果为1的概率为.若第一个量子比特测量结果为0,则第二个量子比特测量结果为0的概率为;若第一个量子比特测量结果为1,则第二个量子比特测量结果为0的概率为.
(1)在两个量子比特测量结果相同的条件下,求第一个量子比特测量结果为0的概率.
(2)设,随机变量表示两个量子比特的测量结果之和.
(i)求的分布列;
(ii)在量子纠错编码中,需控制测量结果的波动,若可通过调整量子纠缠强度改变,,且, ,, ,求的取值范围.
19. 已知函数,.
(1)讨论的单调性;
(2)若方程有实根,求的取值范围;
(3)若函数有个极值点、,证明: .
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高二数学
注意事项:
1.答题前,务必将自己的个人信息填写在答题卡上,并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置.
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑.如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号.回答非选择题时,将答案写在答题卡上.
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. 若变量关于变量的线性回归方程为,则相关系数的值不可能是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】分析可知变量与变量负相关,由此可得结果.
【详解】由题意可知变量与变量负相关,则相关系数,即.
2. 过点,的面积最小的圆的标准方程为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】圆的面积最小即直径最小,即当直径为时最小,求出圆心及半径即可得标准方程.
【详解】根据题意,要使过点,的圆的面积最小,那么此时圆的直径为,
此时圆的圆心坐标为,半径,
所以圆的标准方程为,故B正确.
3. 函数的图象在处的切线在轴上的截距为( )
A. 2 B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】利用导数的几何意义求出切线方程,令可得轴上的截距.
【详解】,,又,
所以处的切线为,
令,可得,
故函数的图象在处的切线在轴上的截距为.
4. 已知随机变量的分布列为,则( )
A. 3 B. 2 C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】由所给的随机变量的分布列,根据分布列的性质,得到关于的方程,求解即得的值.
【详解】,
,解得.
5. 为助力城市低空经济发展,某科技公司计划开展无人机编队飞行表演.现有架不同型号的四旋翼无人机和架不同型号的六旋翼无人机,将它们排成一列进行飞行展示.要求任意两架相邻无人机的旋翼数不同,则不同的飞行队形共有( )
A. 种 B. 种 C. 种 D. 种
【答案】B
【解析】
【分析】确定六旋翼无人机、四旋翼无人机所排的位置,结合分步乘法计数原理可得结果.
【详解】由题意可知,两种无人机必须交错排列,
即架不同型号的六旋翼无人机分别排在第、、号位;
架不同型号的四旋翼无人机排在第、、、号位,
所以不同的飞行队形种数为种.
6. 若、,则方程表示的直线条数为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】分析可知直线的条数等同于的取值个数,分、两种情况讨论,分析的取值个数,即可得解.
【详解】因为、,所以直线的斜率必存在,且其斜率为,
由得,由得,
故直线过定点,
故直线的条数等同于的取值个数,
当时,满足题设条件的直线只有一条;
当时,由于且,且,且,
此时的取值个数为.
综上所述,不同的直线的条数为条.
7. 甲、乙两人进行抛骰子游戏,每轮游戏甲、乙各抛掷骰子1次,向上点数较大的一方获胜(向上点数相等为平局),然后继续下一轮游戏,当一方连胜两轮时游戏结束,则第3轮抛掷后游戏结束的概率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】根据给定条件,利用组合计数问题求出每轮游戏甲或乙胜的概率,再利用概率的加法公式、乘法公式求解.
【详解】每轮游戏甲胜或乙胜的概率均为,平局的概率为,
第3轮抛掷后游戏结束,若第3轮甲胜,则第2轮甲胜,第1轮乙胜或平局,概率为,
同理第3轮抛掷后游戏结束且第3轮乙胜的概率也为,所以所求概率为.
8. 若、,且,则下列各式一定成立的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】构造函数,,,其中,利用导数分析这两个函数的单调性,可得出,再结合函数的单调性判断可得出、的大小关系,构造函数,其中,利用导数分析该函数的单调性,结合零点存在定理得出的范围,再利用函数的单调性并结合零点存在定理可得出的范围,据此可判断D选项.
【详解】因为,则,,
构造函数,其中,则,
故函数在上为增函数,即当时,,即,
因为,则,所以,
构造函数,其中,则,
故函数在上为增函数,
由题意可知,,故,
因为,,故,
构造函数,其中,则,
所以函数在上为增函数,且,
因为,则,
所以,
又因为,所以,故,D错.
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. 大量临床数据显示,某年龄段人群空腹血糖检测值(单位:)近似服从正态分布,则( )
参考数据:若,则,0.9973.
A. 该年龄段人群空腹血糖检测值的均值为5.2
B. 该年龄段人群空腹血糖检测值的方差为0.3
C. 该年龄段人群空腹血糖检测值在的比例约为
D. 该年龄段人群空腹血糖检测值高于6.1的比例约为
【答案】AC
【解析】
【详解】由题意知,,
所以该年龄段人群空腹血糖检测值的均值为5.2,方差为0.09.
所以A正确,B错误.
该年龄段人群空腹血糖检测值在的比例约为,
所以C正确.
因为,
所以该年龄段人群空腹血糖检测值高于6.1的比例约为,所以D错误.
10. 已知,则( )
A. B.
C. D.
【答案】BCD
【解析】
【分析】由多项式乘法法则和二项展开式求解可判断A,利用赋值法可判断B和C,对二项展开式求导,结合赋值法可判断D.
【详解】在的展开式中,含的项为,
所以,故A错误;
令,
当时,,
当时,,
所以,故B正确;
当时,,
所以,
,故C正确;
对求导,可得,
当时,,
即,故D正确.
11. 在空间直角坐标系中,已知点,,,,则( )
A. 异面直线与所成角的余弦值为
B. 直线与平面所成角的余弦值为
C. 点到平面的距离为
D. 平面与平面夹角的余弦值为
【答案】ACD
【解析】
【分析】运用空间向量解决立体几何中距离与夹角问题,A选项,求出即可;B选项,先求出平面法向量,设直线与平面所成角为,再求出;C选项,点到平面的距离可以利用法向量求出;D选项,求出平面法向量,再求出.
【详解】A选项, ,,正确;
B选项,设平面的法向量为,则,
取,则为平面的一个法向量,
设直线与平面所成角为,那么,
所以B错误;
C选项,点到平面的距离为,正确;
D选项,设平面法向量,而,
故,
取,则为平面的一个法向量,设平面与平面夹角为,
,D选项正确.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知两平行直线、的方向向量的坐标分别为、,则______.
【答案】
【解析】
【分析】利用两直线平行与方向向量的关系可得出关于、的等式,解之即可得出的值.
【详解】因为,则,所以,解得,,
故.
13. 若随机变量,且,则______.
【答案】
【解析】
【分析】根据二项分布的方差公式得到方程,求出,再由二项分布的概率公式计算可得.
【详解】因为,且,
所以,解得,即,
所以.
14. 若数列满足,且当为奇数时,,当为偶数时,,则被除所得余数为______.
【答案】
【解析】
【分析】推导出,利用累加法求出,再利用二项式定理可得出被除所得余数.
【详解】当为奇数时,设,则①,
当为偶数时,设,则②,
由①②可得,即,
由题意可得,
由题意可得,,,,
累加得,
所以,
因为,
则,
故被除所得余数为.
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. 已知等差数列的前项和为,,.
(1)求与;
(2)若,求的前项和.
【答案】(1),
(2)
【解析】
【分析】(1)根据给定条件,列出关于首项、公差的方程组,再利用等差数列通项公式及前项和公式求解.
(2)由(1)的结论,利用裂项相消法求和即得.
【小问1详解】
设的公差为,由,得,解得,
所以,
.
【小问2详解】
由(1)得,,
则,
所以
.
16. 已知椭圆的离心率为,且的焦点与双曲线的焦点重合.
(1)求的方程;
(2)若过点且与的一条渐近线平行的直线与交于,两点,为坐标原点,求的面积.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)求出双曲线的焦点坐标,结合椭圆离心率求出即可.
(2)求出双曲线渐近线的斜率,进而求出直线的方程并与椭圆方程联立求出三角形面积.
【小问1详解】
双曲线的焦点坐标为,则椭圆的焦点为,
即有,由的离心率为,得,解得,
所以的方程为.
【小问2详解】
依题意,双曲线的渐近线的斜率为,设,
由对称性,不妨设直线的方程为,即,
由消去,得 ,则,,
因此,
所以的面积.
17. 某电动汽车制造企业为了提升电池性能,研发部门对一款新型号的电池进行了充放电循环测试,测试时分别收集了使用液冷技术与风冷技术的电池各250组,测试电池电容量衰减至初始容量的时所经历的充放电循环次数,若循环次数不低于2000次,则认定为A级电池,否则认定为B级电池,统计结果如下表:
A级电池
B级电池
总计
液冷技术
200
50
250
风冷技术
150
100
250
总计
350
150
500
(1)根据小概率值的独立性检验,分析“是A级电池”与“电池冷却技术类型”是否有关;
(2)现从使用液冷技术的250组电池中,按比例用分层随机抽样的方法抽取10组电池,再从这10组电池中用无放回的方式随机抽取3组电池,记为抽到的A级电池的组数,求的分布列和数学期望.
附:.
0.050
0.010
0.001
3.841
6.635
10.828
【答案】(1)“是A级电池”与“电池冷却技术类型”有关
(2)分布列见解析,
【解析】
【分析】(1)根据题中数据求,并与临界值对比,结合独立性检验思想分析判断;
(2)分析可知的所有可能取值为,,,结合超几何分布求分布列和期望.
【小问1详解】
零假设:“是A级电池”与“电池冷却技术类型”无关,
由题中数据得,
根据小概率值的独立性检验,可以推断零假设不成立,
所以“是A级电池”与“电池冷却技术类型”有关.
【小问2详解】
从使用液冷技术的250组电池中,按比例用分层随机抽样的方法抽取10组电池,
则A级电池抽取8组,B级电池抽取2组,则的所有可能取值为,,,
,,,
故的分布列为
1
2
3
所以.
18. 在量子机器学习中,数据常被编码为量子态的叠加.考虑一个由两个纠缠量子比特构成的系统,对其进行投影测量,每个量子比特的测量结果记为0或1.已知第一个量子比特测量结果为0的概率为,测量结果为1的概率为.若第一个量子比特测量结果为0,则第二个量子比特测量结果为0的概率为;若第一个量子比特测量结果为1,则第二个量子比特测量结果为0的概率为.
(1)在两个量子比特测量结果相同的条件下,求第一个量子比特测量结果为0的概率.
(2)设,随机变量表示两个量子比特的测量结果之和.
(i)求的分布列;
(ii)在量子纠错编码中,需控制测量结果的波动,若可通过调整量子纠缠强度改变,,且, ,, ,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)(i)
0
1
2
(ii).【解析】
【分析】(1)根据给定条件,利用全概率公式及条件概率公式求解.
(2)(i)求出的可能值及各个值对应的概率列出分布列;(ii)由(i)求出的期望、方差即可.
【小问1详解】
记事件“第一个量子比特测量结果为0”,事件“第二个量子比特测量结果为0”,
事件“两个量子比特测量结果相同”,则,
则,,
所以在两个量子比特测量结果相同的条件下,第一个量子比特测量结果为0的概率为
.
【小问2详解】
(i)的所有可能取值为,,,
,,
,
所以的分布列为
0
1
2
(ii)由(i)得, ,
所以 ,
所以的取值范围是.
19. 已知函数,.
(1)讨论的单调性;
(2)若方程有实根,求的取值范围;
(3)若函数有个极值点、,证明: .
【答案】(1)当时,的增区间为,无减区间;当时,的减区间为,增区间为
(2)
(3)证明见解析
【解析】
【分析】(1)求出函数的定义域,求导,对实数的取值进行分类讨论,分析导数的符号变化,由此可得出函数的增区间和减区间;
(2)由结合参变量分离可得,令,利用导数求出函数的值域,即可得出实数的取值范围;
(3)利用极值点的定义可得出,,结合可得出,求得,,化简得出,构造函数,其中,利用导数分析该函数的单调性,即可证得结论成立.
【小问1详解】
由题知的定义域为,,
若,则,此时函数的增区间为,无减区间;
若,由可得,由可得.
此时函数的减区间为,增区间为.
综上所述,当时,函数的增区间为,无减区间;
当时,函数的减区间为,增区间为.
【小问2详解】
由得,参变量分离可得,
令,则,
当时,,,则,
当时,,,则,
所以函数在上单调递增,在上单调递减,
所以函数的极大值为,
又当时,,所以的取值范围是.
【小问3详解】
由题可知,
则,
由题知、是方程的两根,即方程的两个根,
所以,由韦达定理可得,,
所以,,,
所以
,
令,其中,
则,
令,其中,
则对任意的恒成立,
故函数在上为增函数,则,
所以在上单调递减,则,
故.
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