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. 已知集合,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】因,
则.
2. 已知复数的实部与虚部相等,则实数( )
A. -3 B. C. D. 3
【答案】B
【解析】
【详解】.
∵复数的实部与虚部相等,,解得.
3. 已知数列的前项和,若为正整数,则( )
A. 4052 B. 2026 C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】先根据条件求解出的通项公式,然后表示出并结合即可求解出结果.
【详解】因为数列的前项和,
当时,,
当时,,符合的情况,所以,
.
4. 已知是定义在上的奇函数,且当时,,则( )
A. B. C. 1 D. 2
【答案】B
【解析】
【详解】是定义在上的奇函数,
∴当时,,解得,
∴当时,,
.
5. 已知空间向量,平面的一个法向量为,则向量在平面上的投影向量是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】先求出在法向量上的投影向量,结合平行四边形法则得到答案
【详解】向量在法向量上的投影向量为
,
设向量在平面上的投影向量,由平行四边形法则可得,
故.
6. 已知点P为抛物线上一点,过点P作圆C:的两条切线,则切线长的最小值为( )
A. B. 3 C. 7 D. 9
【答案】A
【解析】
【详解】由,得,
所以圆的圆心为,半径.
设,则.
因为切线长等于,
所以当切线长最小时,最小.
,
当,即点的坐标为时,取得最小值,最小值为.
所以切线长的最小值为.
7. 已知函数在上单调递增,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】利用二次函数的性质及导数分析分段函数单调性及最值,再利用单调递增条件构造不等式,从而求出的取值范围.
【详解】当时,,开口向下,对称轴为,
在上单调递增,最大值为;
当时,,求导得,
要使在上单调递增,需对所有恒成立,
即,则,
令,求导得,
当时,,单调递增;
当时,,单调递减;
在处取得最大值,,
,
在上单调递增,
,解得,
综上可得,.
8. 如图,两个完全相同的正四棱柱“垂直贯穿”构成一个多面体,其中一个四棱柱的侧棱与另一个四棱柱的侧棱垂直,两个四棱柱分别有两条相对的侧棱交于两点(如C,D),另外两条相对的侧棱交于一点(如O).已知正四棱柱底面边长为,侧棱长为3,则该多面体的体积为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】由题意用两个柱体体积减去重叠部分体积,计算即可.
【详解】如图两个正四棱柱的重叠部分为多面体,取的中点I,
则多面体可以分成8个全等三棱锥,
则,且平面,,
则,
该“十字贯穿体”的体积即为.
二、多选题: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,则( )
A. 展开式中所有项的二项式系数和为
B. 展开式中二项式系数最大的项为第5项和第6项
C.
D.
【答案】AB
【解析】
【分析】结合二项式系数和的性质判断A,结合二项式系数的增减性和最值判断B,利用二项式展开式的通项公式求含的项,判断C,利用赋值法求和所有系数的和,由此可得结论.
【详解】对于A,的展开式中所有项的二项式系数和为,故A正确;
对于B,的展开式中第项的二项式系数为,第项的二项式系数为,是所有项的二项式系数中的最大值,故B正确;
对于C,二项式的展开式的通项公式为, ,
令可得,,即展开式中含的项为,
所以,故C错误;
对于D,由取可得 ,
取可得 ,
∴ ,故D错误.
10. 已知椭圆:的左、右焦点分别为,,P为椭圆上任意一点,则下列说法正确的是( )
A. 的离心率为
B. 内切圆半径的最大值为
C. 椭圆C内接矩形面积的最大值为
D. 若,则的最小值是1
【答案】ABD
【解析】
【分析】对A,直接利用离心率公式即可判断;对B,写出半径表达式即可判断;对C,利用基本不等式即可判断;对D,利用椭圆定义结合三点共线即可判断.
【详解】对于A选项,,故A正确;
对于B选项,记内切圆半径为,由,得,
则,所以当时,,故B正确;
对于C选项,不妨取P为第一象限点,设,则由,得,
当且仅当时取等,所以,故C错误;
对于D选项,,当为线段与椭圆的交点时,等号成立,故D正确.
11. 设关于实数x,y的解析式为,则( )
A. 当时,方程有唯一解
B. 若成立,则
C. 若成立,则存在,使得
D. 若成立,则存在,使得
【答案】ACD
【解析】
【分析】对A,作出函数的图象即可判断;对B,根据函数的单调性即可判断;对C,根据不等式即可判断;对D,利用导数判断的单调性即可判断.
【详解】对于A选项,当时,由,得,
在同一坐标系中作出函数,
由图知方程有1解,故A正确;
对于B选项,由,得,即,
令,则,又,
当时,,当时,,
所以在上单调递增,在上单调递减,
因为不单调,故不一定等于,即不一定成立,故B错误;
对于C选项,设,则,
当时,,当时,,
所以在上单调递增,在上单调递减,
则,则,
由B选项知,存在,使得,
所以,即;
对于D选项,由B选项知,当时,由,知或,
当时,,要证,即证,
又,即证,
令,
则,
当时,,则,所以,
即在上单调递增,所以,即,所以得证,故D正确.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 在棱长为1的正方体中,点到平面的距离为______.
【答案】
【解析】
【分析】设到平面的距离为,根据,列出方程,即可求解.
【详解】在棱长为的正方体中,
由平面,即到平面的距离为,即三棱锥的高,
所以三棱锥的体积为,
设到平面的距离为,
由,可得,
所以,
因为,可得,解得,
所以点到平面的距离为.
13. 已知(,且),则______.
【答案】##
【解析】
【详解】已知(,且),令,则,,解得,
,;
,
.
14. 已知数列1,1,2,1,2,4,1,2,4,8,1,2,4,8,16,…,即第一项,接下来的两项,,再接下来的三项,,,…,以此类推,若该数列的前()项和为2的整数幂,则符合条件的的最小值为______.
【答案】95
【解析】
【分析】先分析数列的分组结构,分别求出每组的和与项数,再结合“和为的整数幂”的条件,构造方程抵消常数项,最后结合的限制条件,检验并找到满足条件的最小项数.
【详解】解:由题意知:第一项为;
第二项为,;
第三项为,,,
第项为,,,,,
根据等比数列前项和的公式,求得每项的和分别为:
,,,,;
每组含有的项数分别为:,,,,;
前个完整项,总共的项数为;
前个完整项,所有项的总和为
,
由题可知,为2的整数幂,若直接取前个完整组,和为,
不是2的整数幂,
因此,需要在第组中再取若干项,与相抵消,才能使其为2的整数幂.
设再从第组中取前项,则这项的和为:
,
此时,前项的总和为:,
令,则,此时,为的整数幂,对应的总项数为:
,很显然不合题意,
①当时,,解得,总项数项,不满足;
②当时,,时,解得,总项数项,不满足;
③当时,,解得,总项数项,满足,
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. 设函数
(Ⅰ)求函数f(x)的最小正周期和单调递增区间;
(Ⅱ)当时,函数f(x)的最小值为2,求函数f(x)的最大值及对应的x的值.
【答案】(Ⅰ)函数f(x)最小正周期为,单调增区间为,(Ⅱ)f(x)取得最大值为,此时 .
【解析】
【分析】(Ⅰ)化简,再根据周期公式以及正弦函数的单调性即可解决
(Ⅱ)根据求出的范围,再结合图像即可解决.
【详解】(Ⅰ)由于函数
,
∴最小正周期为.
由得:,
故函数f(x)的单调增区间为,.
(Ⅱ)当时,,函数f(x)的最小值为2,求函数f(x)的最大值及对应的x的值,
∴,
故当时,原函数取最小值2,即,∴,
故,
故当时,f(x)取得最大值为,此时,,.
【点睛】本题主要考查了三角函数化简的问题,以及三角函数的周期,单调性、最值问题.在解决此类问题时首先需要记住正弦函数的性质.属于中等题.
16. 已知抛物线:()的焦点为,点在抛物线上,且.
(1)求抛物线的方程;
(2)已知过点的直线交抛物线于,两点,的面积为,求直线的方程.
【答案】(1)
(2).
【解析】
【分析】(1)本题先判断抛物线开口向右,套用焦半径公式,代入点的横坐标与焦半径长,列式求出的值,再代入标准式即可得出抛物线方程.
(2)解法一:先写出抛物线焦点,设横截距式直线方程避免斜率不存在讨论,联立抛物线方程得到一元二次方程,利用韦达定理得两根和与积,结合抛物线弦长公式表示弦长,再求原点到直线的距离,结合三角形面积条件列方程求出参数,最终整理出直线方程.解法二:设过抛物线焦点的直线为,联立抛物线方程,借助韦达定理得到纵坐标关系,利用三角形面积的纵坐标差简便公式列式,化简求解参数,进而写出直线方程.
【小问1详解】
由题意得,点在抛物线上,且,
则,所以,所以抛物线方程为.
【小问2详解】
解法一:
抛物线方程为,焦点坐标为,
由题可设直线的方程为,,,
由得,
,,.
则,所以.
原点到直线的距离为,
所以,
解得.
所以直线的方程为,即.
解法二:
抛物线方程为,焦点坐标为,
由题可设直线的方程为,,,
由得,
,,.
,解得
所以直线的方程为,即.
17. 人工智能对人们的生活有较大的影响,为了让教师更加重视人工智能,某校随机抽取30名男教师和20名女教师参加学校组织的“人工智能”相关知识问卷调查(满分100分),若分数为80分及以上的为优秀,其他为非优秀,统计并得到如下列联表:
男教师
女教师
总计
优秀
20
10
30
非优秀
10
10
20
总计
30
20
50
(1)根据小概率值的独立性检验,能否认为这次成绩是否优秀与性别有关?
(2)从样本中成绩优秀的30名教师中,随机抽取2人进行调研,记抽取的2人中女教师的人数为,求的分布列和数学期望.
附:,其中.
0.1
0.05
0.01
0.001
2.706
3.841
6.635
10.828
【答案】(1)不能认为这次成绩是否优秀与性别有关
(2)分布列见解析,
【解析】
【分析】(1)根据题意,代入的计算公式,根据独立性检验的概念求解即可;
(2)根据题意随机变量的可能取值为0,1,2,分别利用古典概型的概率公式结合组合知识计算出对应的概率,进而可解出答案.
【小问1详解】
零假设:这次成绩是否优秀与性别无关,
由列联表中的数据,可得,
因为,所以根据判断,我们可以推断成立,
即不能认为这次成绩是否优秀与性别有关.
【小问2详解】
由题意得,随机变量的可能取值为0,1,2,
则;;,
所以随机变量的分布列为:
0
1
2
所以期望为.
18. 如图,在四面体中,平面,是等边三角形,,是的中点.
(1)证明:.
(2)求二面角的正弦值.
【答案】(1)证明见解析;
(2).
【解析】
【分析】(1)应用线面垂直的性质和判断证明平面,再由线面垂直的性质定理证明结论;
(2)以A为坐标原点,建立空间直角坐标系,求两平面的法向量,利用法向量夹角的三角函数关系计算.
【小问1详解】
因为平面,平面,所以.
又为等边三角形,且为的中点,所以,
因为平面,平面,,
所以平面,又平面,所以.
【小问2详解】
以A为坐标原点,AC为轴,过A且与AC垂直的直线为轴,AB为轴建立如图空间直角坐标系.
设,则,,,,,
则,
设平面的法向量为,
则,即,
令,则,所以.
设平面的法向量为,
则,即,
令,则,所以.
设二面角的平面角为,
则,
所以.
所以二面角的正弦值为.
19. 已知椭圆的左顶点为,右焦点为,离心率为,且点在椭圆上,为坐标原点.
(1)求椭圆的标准方程.
(2)不过点的直线与椭圆相交于M,N两点,点在轴上方,点在轴下方.当直线的斜率存在时,设直线l,AM,AN的斜率分别为,则.
①证明:直线恒过定点;
②设①中的定点为,点G,H分别满足,记的面积为,的面积为,求的取值范围.
【答案】(1);
(2)①过定点,证明过程见解析;②
【解析】
【分析】(1)根据离心率和所过的点,结合得到方程组,求出椭圆方程;
(2)①设出直线的方程,联立椭圆方程,根据得到,故恒过点;
②根据比例关系得到各个三角形的面积关系,变形得到关于M,N两点坐标的关系,分两种情况,求出关于的关系式,得到取值范围.
【小问1详解】
由题意得,,又,
解得,所以椭圆的标准方程为;
【小问2详解】
①因直线的斜率存在,可设其方程为,
依题意,,否则不满足点在轴上方,点在轴下方,
由点不在直线上,即,
将代入,消去得(*),
,即,
设,则,
则,,
,
因为,所以,
则,即,解得,
故直线的方程为,恒过点;
②由①得,由可知点为的重心,
连接,则在线段上,且,其中,
因为,所以,,
而,,
故,
因为,则,,,
故
,
其中,,
故,
因,故(*)可化为 , 恒成立,
解得,
若,则,
则,
,
因为,所以,
若,则,
则,
,
因为,所以,
综上,的取值范围是.
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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. 已知集合,则( )
A. B. C. D.
2. 已知复数的实部与虚部相等,则实数( )
A. -3 B. C. D. 3
3. 已知数列的前项和,若为正整数,则( )
A. 4052 B. 2026 C. D.
4. 已知是定义在上的奇函数,且当时,,则( )
A. B. C. 1 D. 2
5. 已知空间向量,平面的一个法向量为,则向量在平面上的投影向量是( )
A. B. C. D.
6. 已知点P为抛物线上一点,过点P作圆C:的两条切线,则切线长的最小值为( )
A. B. 3 C. 7 D. 9
7. 已知函数在上单调递增,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
8. 如图,两个完全相同的正四棱柱“垂直贯穿”构成一个多面体,其中一个四棱柱的侧棱与另一个四棱柱的侧棱垂直,两个四棱柱分别有两条相对的侧棱交于两点(如C,D),另外两条相对的侧棱交于一点(如O).已知正四棱柱底面边长为,侧棱长为3,则该多面体的体积为( )
A. B. C. D.
二、多选题: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,则( )
A. 展开式中所有项的二项式系数和为
B. 展开式中二项式系数最大的项为第5项和第6项
C.
D.
10. 已知椭圆:的左、右焦点分别为,,P为椭圆上任意一点,则下列说法正确的是( )
A. 的离心率为
B. 内切圆半径的最大值为
C. 椭圆C内接矩形面积的最大值为
D. 若,则的最小值是1
11. 设关于实数x,y的解析式为,则( )
A. 当时,方程有唯一解
B. 若成立,则
C. 若成立,则存在,使得
D. 若成立,则存在,使得
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 在棱长为1的正方体中,点到平面的距离为______.
13. 已知(,且),则______.
14. 已知数列1,1,2,1,2,4,1,2,4,8,1,2,4,8,16,…,即第一项,接下来的两项,,再接下来的三项,,,…,以此类推,若该数列的前()项和为2的整数幂,则符合条件的的最小值为______.
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. 设函数
(Ⅰ)求函数f(x)的最小正周期和单调递增区间;
(Ⅱ)当时,函数f(x)的最小值为2,求函数f(x)的最大值及对应的x的值.
16. 已知抛物线:()的焦点为,点在抛物线上,且.
(1)求抛物线的方程;
(2)已知过点的直线交抛物线于,两点,的面积为,求直线的方程.
17. 人工智能对人们的生活有较大的影响,为了让教师更加重视人工智能,某校随机抽取30名男教师和20名女教师参加学校组织的“人工智能”相关知识问卷调查(满分100分),若分数为80分及以上的为优秀,其他为非优秀,统计并得到如下列联表:
男教师
女教师
总计
优秀
20
10
30
非优秀
10
10
20
总计
30
20
50
(1)根据小概率值的独立性检验,能否认为这次成绩是否优秀与性别有关?
(2)从样本中成绩优秀的30名教师中,随机抽取2人进行调研,记抽取的2人中女教师的人数为,求的分布列和数学期望.
附:,其中.
0.1
0.05
0.01
0.001
2.706
3.841
6.635
10.828
18. 如图,在四面体中,平面,是等边三角形,,是的中点.
(1)证明:.
(2)求二面角的正弦值.
19. 已知椭圆的左顶点为,右焦点为,离心率为,且点在椭圆上,为坐标原点.
(1)求椭圆的标准方程.
(2)不过点的直线与椭圆相交于M,N两点,点在轴上方,点在轴下方.当直线的斜率存在时,设直线l,AM,AN的斜率分别为,则.
①证明:直线恒过定点;
②设①中的定点为,点G,H分别满足,记的面积为,的面积为,求的取值范围.
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