内容正文:
数学
注意事项:
1.本卷满分150分,考试时间120分钟.答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置.
2.选择题的作答:每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑.写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效.
3.非选择题的作答:用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内.写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效.
4.考试结束后,请将本试题卷和答题卡一并上交.
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( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】由题意,故A错误;
因,故B错误;
又,故C正确;
因,故D错误.
2. 已知复数满足为纯虚数,则( )
A. 13 B. 5 C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】利用复数运算法则化简,再结合复数的模求解.
【详解】因为,
又为纯虚数,所以且,解得,
所以.
3. 若双曲线的一条渐近线方程为,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】利用双曲线的渐近线方程计算即可.
【详解】双曲线的渐近线方程为,
所以,即.
4. 的展开式中,的系数为( )
A. 135 B. 15 C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】由题意可知的通项为,,
可知的通项为,
令,,解得,,所以的系数为.
5. 已知,为单位向量,向量在向量方向上的投影向量为, 则( )
A. 2 B. C. 8 D. 12
【答案】B
【解析】
【详解】因为向量在向量方向上的投影向量为,且,
所以,所以,
所以.
6. 若,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】利用二倍角公式及两角和的正余弦公式可得
【详解】因为,所以,故.又,
所以,.所以.
所以.
7. 已知实数满足,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】根据题意得出点是在圆的上半部分,以及表示点到直线距离的倍,利用点到直线的距离即可求解.
【详解】
由,得,即为圆的上半圆,圆心,半径为,
如图所示,取点,又因为表示点到直线距离的倍,
圆心到直线的距离,
即直线与圆相离,点到直线的距离,
所以的最小值为,最大值为,
所以的取值范围为,故B正确.
8. 已知函数,,,,,则( )
A. B. C. D. 0
【答案】D
【解析】
【详解】因为,,,,
所以有4个实数解,即有根1,2,3,4,
设,
当时,,解得,所以,故.
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. 已知函数,,则下列说法正确的是( )
A. 的图象关于直线对称
B. 的图象关于点对称
C. 将的图象向右平移个单位长度后,再把所得图象上所有点的横坐标伸长为原来的倍(纵坐标不变),得到函数的图象
D. 的图象与的图象在内有4个交点
【答案】BD
【解析】
【分析】利用辅助角公式得,对A和B,利用正弦函数的性质,代入检验,即可求解;对C,利用图象的平移变换,即可求解;对D,在同坐标系中作出两函数的图象,数形结合,即可求解.
【详解】对于A,由题意知,
因为,故不是的对称轴,所以A错误,
对于B,因为,故的图象关于点对称,所以B正确,
对于C,将的图象向右平移个单位长度后,得到,
再把所得图象上所有点的横坐标伸长为原来的倍(纵坐标不变),得到函数,故C错误,
对于D,在同坐标系中,作出与在内的图象,
由图可知的图象与的图象在内有4个交点,故D正确.
10. 已知椭圆的左、右焦点分别为,,点P是C上不同于顶点的一点,直线交C于另外一点Q,其中O为坐标原点,过点P作x轴的垂线,垂足为E,直线交C于另外一点G,则下列说法正确的是( )
A. C的短轴长为 B. 四边形的周长为8
C. 的最小值为 D.
【答案】BCD
【解析】
【分析】选项A,椭圆短轴长为,直接排除;选项B,利用椭圆定义和中心对称,四边形周长为;选项C,由,用均值不等式可求最小值为;选项D,利用椭圆对称性设点,通过斜率关系结合椭圆方程推导的值,再由推出,从而证.
【详解】选项A,由题意知椭圆的短轴长为,A错误;
选项B,根据椭圆定义,,因为Q是P关于原点的对称点,所以,
则四边形的周长为,B正确;
选项C,由选项B,,
则,
当且仅当,即时等号成立,故的最小值为,C正确;
选项D,设,则,,,
所以,,
又,
所以,故,D正确.
11. 定义在上的函数同时满足以下条件:
①;②;③当时,,
则下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】ACD
【解析】
【分析】先利用条件①②求出等特殊值,验证选项A、B;再通过迭代递推与条件①推导的表达式,验证选项C;最后利用条件②求出与,结合单调性得到的值,验证选项D.
【详解】对于A,因为,所以,即,
因为,所以, A正确;
对于B,因为,所以,解得,
因为,所以,解得,B错误;
对于C,因为,
所以,C正确;
对于D,因为,
且,
所以,
因为当时,,且,
所以,D正确.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知各项均为正数的等比数列{}的前n项和为 ,且 , 则 _______
【答案】
【解析】
【详解】因为数列为等比数列,且各项均为正数,设公比为,所以,,
由得,
即,解得或-1(舍),
所以.
13. 已知轴截面为等边三角形的圆锥的体积与球的体积的比值是,则该圆锥的底面半径与球的半径的比值为______.
【答案】
【解析】
【分析】由轴截面为等边三角形求出圆锥底面半径与圆锥高的关系,求出圆锥的体积、球的体积即可得解.
【详解】设圆锥的底面半径为,球的半径为,
因为圆锥的轴截面为等边三角形,所以圆锥的高,
所以圆锥的体积为,球的体积,
所以,解得.
14. 在面积为的锐角中,内角的对边分别为,且,则c的最小值为__________.
【答案】1
【解析】
【分析】根据题意,利用正弦定理和三角形的面积公式,化简得到,令,利用导数求得函数单调性和最小值,进而得到答案.
【详解】因为,由正弦定理得,
所以,即,
又因为的面积,故,
所以,其中,
令,所以,
当时,,则,单调递减;
当时,,则,单调递增,
所以,即,所以,
当且仅当时,即时,等号成立,所以的最小值为1.
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. 已知数列的前项和为,且,数列是公差为的等差数列.
(1)求的通项公式;
(2)设,记数列的前项和为,求使得成立的最小正整数的值.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)根据条件得到,再由与间的关系,即可求解;
(2)利用裂项相消法得到,再由数列的单调性,即可求解.
【小问1详解】
因为,数列是公差为的等差数列,所以,
则,当时,,
整理得到,则,所以数列是常数列,
又,则,所以.
【小问2详解】
由题意知,
所以,
又,
所以是递增数列,
又,,
所以使得成立的最小正整数的值为.
16. 甲、乙两人进行射箭游戏,规则如下:如果射中标靶,则继续射箭;如果未射中,则换另一位同学射箭.两位同学每次射箭相互独立,甲的命中率为,乙的命中率为,第1次射箭是甲.
(1)求第3次射箭的人是甲的概率;
(2)甲、乙一共射箭4次,用随机变量X表示乙射箭的次数,求X的分布列及数学期望.
【答案】(1)
(2)分布列见解析,
【解析】
【分析】(1)根据独立事件的乘法公式,结合加法概率公式进行求解即可;
(2)根据独立事件的乘法公式,结合数学期望的公式进行求解即可.
【小问1详解】
记“第3次射箭的人是甲”为事件A,所以,即第3次射箭的人是甲的概率为.
【小问2详解】
由题意知X的所有可能取值为0,1,2,3,
所以,
,
,
,
所以X的分布列为
X
0
1
2
3
P
所以.
17. 如图,在三棱柱中,平面ABC,,,点D是棱PA的中点,点E满足,点F是棱BP上的一点(不包含端点).
(1)若平面ABC,求证:;
(2)若直线AF与平面BCD所成角的正弦值为,求三棱锥的体积.
【答案】(1)证明见解析
(2).
【解析】
【分析】(1)利用线面平行性质推得线线平行,结合向量线段比例关系,借助相似三角形比例证得线段倍数关系;
(2)依据垂直关系建立空间直角坐标系,求出平面法向量,套用线面角公式列方程求解参数,再利用等体积转化与线段比例,算出几何体体积.
【小问1详解】
在中,点是棱的中点,点满足,所以是的重心,
连接,并延长交于点,连接,如图所示,则,
因为平面,平面平面,平面PEF,
所以,所以,即.
【小问2详解】
因为平面,平面,所以,,
又,,所以,
所以,所以两两垂直,
以为坐标原点,所在的直线分别为轴,轴,轴,建立如图所示的空间直角坐标系,
所以,,,,,
设平面BCD的法向量为,
又,,
所以,令,得,
设,
所以,
所以,
解得,所以,
所以三棱锥的体积.
18. 已知A,B是抛物线上异于坐标原点O的两点.
(1)若C的焦点恰好是的垂心,求;
(2)若直线OA与直线OB的斜率之积为.
(ⅰ)求证:直线AB恒过定点;
(ⅱ)已知点G是线段AB的中点,点关于直线AB的对称点N在C上,求的面积.
【答案】(1)
(2)(ⅰ)证明见解析;(ⅱ).
【解析】
【分析】(1)根据题意,结合图形可得,,设,由求出的值,即得;
(2)(ⅰ)依题设直线AB的方程为,与抛物线方程联立,写出韦达定理,利用直线OA与直线OB的斜率之积为,列方程求得,即可得证;
(ii)由(ⅰ)结合条件可得,求得点的坐标,写出直线MN的方程,与直线直线AB的方程联立,求得点的坐标,进而得到点的坐标,利用三角形的面积公式即可求得答案.
【小问1详解】
记C的焦点为F,因为C的焦点恰好是的垂心,所以,,
设,则,又,由可得 ,
解得或,所以.
【小问2详解】
(ⅰ)显然直线AB的斜率不为0,设直线AB的方程为,,,
由,得,所以 ,,,
又直线OA与直线OB的斜率之积为,所以 ,解得,
所以直线AB的方程为,故直线AB过定点.
(ⅱ)由题意知,可得,即,所以或,
当时,MN的中点为,直线MN的斜率为,方程为.
此时直线AB的方程为,由,得,解得或,
即,或,,
故,又,点到直线MN的距离为,
所以;
当时,同理可得.
综上,的面积为.
19. 已知函数.
(1)若,求的图象在处的切线方程;
(2)若对任意的恒成立,求a的取值范围;
(3)若,设是在区间内的根,求证:.
【答案】(1)
(2)
(3)证明见解析
【解析】
【分析】(1)分别求出,进而求出的图象在处的切线方程;
(2)根据,分离常数得到,再根据导数分析函数的单调性,进而得到a的取值范围
(3)利用导数分析函数在区间上的单调性,利用零点存在定理可知存在唯一,求得,证明出,结合函数的单调性,即可证得结论成立.
【小问1详解】
若,则 ,所以 ,
,所以 ,
所以的图象在处的切线方程为,即.
【小问2详解】
若对任意的恒成立,即对任意的恒成立,
当时,则有恒成立,此时;
当时,,则,
令,,
则,
故在上单调递增,
则,所以,即a的取值范围是.
【小问3详解】
若,则 ,则 .
因为是的根,所以.
因为,则,所以,
所以在上单调递减,
因为 ,
,
所以存在唯一的,使得,
所以,则,
所以 ,,
,,
且函数在上单调递减,故,即.
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注意事项:
1.本卷满分150分,考试时间120分钟.答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置.
2.选择题的作答:每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑.写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效.
3.非选择题的作答:用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内.写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效.
4.考试结束后,请将本试题卷和答题卡一并上交.
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( )
A. B. C. D.
2. 已知复数满足为纯虚数,则( )
A. 13 B. 5 C. D.
3. 若双曲线的一条渐近线方程为,则( )
A. B. C. D.
4. 的展开式中,的系数为( )
A. 135 B. 15 C. D.
5. 已知,为单位向量,向量在向量方向上的投影向量为, 则( )
A. 2 B. C. 8 D. 12
6. 若,,则( )
A. B. C. D.
7. 已知实数满足,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
8. 已知函数,,,,,则( )
A. B. C. D. 0
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. 已知函数,,则下列说法正确的是( )
A. 的图象关于直线对称
B. 的图象关于点对称
C. 将的图象向右平移个单位长度后,再把所得图象上所有点的横坐标伸长为原来的倍(纵坐标不变),得到函数的图象
D. 的图象与的图象在内有4个交点
10. 已知椭圆的左、右焦点分别为,,点P是C上不同于顶点的一点,直线交C于另外一点Q,其中O为坐标原点,过点P作x轴的垂线,垂足为E,直线交C于另外一点G,则下列说法正确的是( )
A. C的短轴长为 B. 四边形的周长为8
C. 的最小值为 D.
11. 定义在上的函数同时满足以下条件:
①;②;③当时,,
则下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知各项均为正数的等比数列{}的前n项和为 ,且 , 则 _______
13. 已知轴截面为等边三角形的圆锥的体积与球的体积的比值是,则该圆锥的底面半径与球的半径的比值为______.
14. 在面积为的锐角中,内角的对边分别为,且,则c的最小值为__________.
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. 已知数列的前项和为,且,数列是公差为的等差数列.
(1)求的通项公式;
(2)设,记数列的前项和为,求使得成立的最小正整数的值.
16. 甲、乙两人进行射箭游戏,规则如下:如果射中标靶,则继续射箭;如果未射中,则换另一位同学射箭.两位同学每次射箭相互独立,甲的命中率为,乙的命中率为,第1次射箭是甲.
(1)求第3次射箭的人是甲的概率;
(2)甲、乙一共射箭4次,用随机变量X表示乙射箭的次数,求X的分布列及数学期望.
17. 如图,在三棱柱中,平面ABC,,,点D是棱PA的中点,点E满足,点F是棱BP上的一点(不包含端点).
(1)若平面ABC,求证:;
(2)若直线AF与平面BCD所成角的正弦值为,求三棱锥的体积.
18. 已知A,B是抛物线上异于坐标原点O的两点.
(1)若C的焦点恰好是的垂心,求;
(2)若直线OA与直线OB的斜率之积为.
(ⅰ)求证:直线AB恒过定点;
(ⅱ)已知点G是线段AB的中点,点关于直线AB的对称点N在C上,求的面积.
19. 已知函数.
(1)若,求的图象在处的切线方程;
(2)若对任意的恒成立,求a的取值范围;
(3)若,设是在区间内的根,求证:.
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