内容正文:
数学试题
本试卷共4页,19小题,考试时间120分钟,总分150分.
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上.
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上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.写在本试卷上无效.
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回.
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. 设全集,,,则( )
A. B. C. D.
2. 若,则( )
A. B. C. D.
3. 已知样本数据7,8,9,10,a的平均数为8,则该样本的中位数为( )
A. 7 B. 8 C. 9 D. 10
4. 若曲线在处的切线的倾斜角为,则( )
A. B. 2 C. D.
5. 已知函数(),则“,”是“”的( )
A. 充分不必要条件 B. 必要不充分条件
C. 既不充分也不必要条件 D. 充分必要条件
6. 已知数列是首项为,公差为的等差数列,则数列的前项和为( )
A. B. C. D.
7. 在正三棱柱中,D,E分别满足,,点F在棱上,若平面将该三棱柱分割成体积相等的两部分,则( )
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
8. 在平面直角坐标系中,已知,若圆上存在点,满足,且,则的取值范围为( )
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. 已知抛物线()的焦点为,设为坐标原点,记的准线与轴的交点为,动点在上,则( )
A. 的方程为
B. 若,则到轴的距离为
C. 若,则的面积为
D. 若,则直线与相切
10. 已知为定义在R上的偶函数,且的图象关于直线对称,当时,,则( )
A.
B.
C. 关于x的方程恰有3个不同的实数解
D. 不等式 的解集为
11. 将4个红球,4个蓝球,2个白球随机摆成一排,再从左到右依次编号为1,2,…,.设红球的编号分别为,,,();蓝球的编号分别为,,,();白球的编号分别为,(),则( )
A. B.
C. D. 随机变量的均值为
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知函数()的最小正周期为,点是曲线的一个对称中心,则的最小值为______.
13. 已知向量在向量方向的投影向量是,且,,______.
14. 已知数量充足的白色卡片分别标有连续正整数1,2,3,…的序号,按如下规则对卡片进行若干轮染色:每轮被染色的卡片序号均为连续奇数或连续偶数;若第(为任意正整数)轮染色张卡片,且被染色卡片的最大序号为m,则第轮染色张卡片,且被染色卡片的最小序号为.若第1轮仅染色序号为1的卡片,并将所有被染色的卡片按序号递增的顺序摆放,则第2026张被染色卡片在第______轮染色,其序号为______.
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A,B,C的对边分别为a,b,c,已知.
(1)求角C的大小;
(2)已知D为边上的一点,,且.记,的面积分别为,,若,求的面积.
16. 某体能测试共有m种力量测试项目和n种敏捷性测试项目,已知甲每种力量测试项目测试合格的概率均为,每种敏捷性测试项目测试合格的概率均为().
(1)已知在某种力量测试项目的训练中,甲需累计达到两次测试合格则停止训练,求当停止训练时,甲恰好进行了四次测试的概率;
(2)甲在某次模拟测试中,每次在所有测试项目中随机抽取一项进行测试,共测试两次.若,且甲至少有一次测试合格的概率为,求的值.
17. 如图,在四棱锥中,,,,四棱锥的体积为.
(1)若,证明:平面平面;
(2)若平面平面,求平面与平面夹角余弦值的最大值.
18. 已知函数 .
(1)若为单调递增函数,求实数a的取值范围;
(2)设、为的两个极值点,证明:.
19. 已知双曲线的左,右顶点分别为,(),异于的点在的右支上,且直线与的斜率之和恒为6.
(1)求的坐标;
(2)证明:,,三点共线;
(3)设的面积为,判断是否存在正整数p,q,使得.若存在,求出p,q的值;若不存在,请说明理由.
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数学试题
本试卷共4页,19小题,考试时间120分钟,总分150分.
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上.
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上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.写在本试卷上无效.
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回.
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. 设全集,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】先解一元二次不等式得到集合,再根据集合补集的定义得到,进而根据集合交集运算即可求解.
【详解】由,
解得,或,
则,
所以,
又,
所以.
2. 若,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】由,得到,
所以.
3. 已知样本数据7,8,9,10,a的平均数为8,则该样本的中位数为( )
A. 7 B. 8 C. 9 D. 10
【答案】B
【解析】
【分析】根据样本数据的平均数得出,再用中位数的定义计算求解.
【详解】样本数据7,8,9,10,a的平均数为8,
则,所以,
则样本数据从小到大排列,
则该样本的中位数为.
4. 若曲线在处的切线的倾斜角为,则( )
A. B. 2 C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】先求复合函数的导数,再应用倾斜角得出斜率,计算求参即可.
【详解】因为曲线,所以,
,
在处的切线的倾斜角为,则
则.
5. 已知函数(),则“,”是“”的( )
A. 充分不必要条件 B. 必要不充分条件
C. 既不充分也不必要条件 D. 充分必要条件
【答案】D
【解析】
【分析】根据充分必要条件的定义,结合二次函数的图象及性质即可得到答案.
【详解】由函数是开口向上的二次函数,且,
若,,即方程有正实根,
则,解得,所以充分性成立;
若,则,即方程有实根,
又二次函数的对称轴,即该方程必有正实根,
即,,所以必要性成立,
故“,”是“”的充分必要条件.
6. 已知数列是首项为,公差为的等差数列,则数列的前项和为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】根据条件,利用等差数列的通项公式求出,进而可得,利用裂项相消法,即可求解.
【详解】因为数列是首项为,公差为的等差数列,则,
得到,则,
所以数列的前项和为.
7. 在正三棱柱中,D,E分别满足,,点F在棱上,若平面将该三棱柱分割成体积相等的两部分,则( )
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
【答案】B
【解析】
【分析】将平面下方的几何体拆分成棱锥或棱柱,列体积方程求解即可
【详解】设三棱柱高为,底面积为,则体积为,
平面将三棱柱体积平分后每部分体积为 ,设 ,由已知,
因为D,E分别满足,,有 ,
过点,垂足为,过点作,垂足为,连接,
将平面下方的几何体体积拆分为三棱柱 和四棱锥 ,
由题意 ,设为四棱锥 高,
可得 ,
因为 ,所以代入解得 ,因此
8. 在平面直角坐标系中,已知,若圆上存在点,满足,且,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】先利用向量坐标关系求出点的轨迹方程,再将问题转化为圆与点的轨迹方程有公共点问题,最后利用参数表示轨迹方程上的点与圆的距离关系,结合二次函数性质分析求解即可.
【详解】设点,由,,为坐标原点,
则,即,
又因为,所以,化简得:,
即点的轨迹为椭圆,
则可将问题转化为圆与椭圆有公共点,
设椭圆上任意一点,则它到圆心的距离的平方为:
,
令,则,
令,
该二次函数开口向下,对称轴为,
所以在上单调递增,在上单调递减,
所以
,
也即 ,
所以,即的取值范围为.
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. 已知抛物线()的焦点为,设为坐标原点,记的准线与轴的交点为,动点在上,则( )
A. 的方程为
B. 若,则到轴的距离为
C. 若,则的面积为
D. 若,则直线与相切
【答案】ACD
【解析】
【分析】先根据焦点坐标求出抛物线参数,确定抛物线方程、准线方程及点坐标,再结合抛物线定义、三角形面积公式、直线与抛物线位置关系逐一判断选项即可.
【详解】由抛物线的焦点为,得,故,
则抛物线方程为,准线,准线与轴交点 ,
对于A,准线的方程为,故A正确;
对于B,根据抛物线定义,若 ,则的横坐标 ,即到轴距离为,故B错误;
对于C,当 时,,代入抛物线得 ,,的面积,故C正确;
对于D, ,故 ,由抛物线定义得 ,代入抛物线得 ,
以为例,直线的方程为,联立得,判别式,直线与抛物线相切;
同理 时直线也与抛物线相切,故D正确.
10. 已知为定义在R上的偶函数,且的图象关于直线对称,当时,,则( )
A.
B.
C. 关于x的方程恰有3个不同的实数解
D. 不等式 的解集为
【答案】BD
【解析】
【分析】由对称性即可判断A选项,结合对称性和偶函数特征可推导出函数的周期随即判断B 选项,根据周期性以及函数的值域可判断只有在时才可能存在解,分段求解即可判断C选项,结合函数值域以及正弦函数性质可判断D选项.
【详解】因为为定义在R上的偶函数,所以,
又因为的图象关于直线对称,所以 ,
所以 ,所以A错误;
因为 ,所以 ,
所以B正确;
因为,所以函数是周期为4的周期函数,
当时,,所以在,,
所以当,,结合周期性可知函数恒成立,
对于方程,由于,所以仅当时可能存在解,
当时,,解得或,
当时,由且,可得,所以,解得或3,
当时,,因为,所以无解,
综上所述,关于x的方程恰有4个不同的实数解,所以C错误;
因为,所以 等价于 ,当时,不等式也成立,
但的点只有 ,这些点也满足 ,
解得 ,所以解集为,D正确.
11. 将4个红球,4个蓝球,2个白球随机摆成一排,再从左到右依次编号为1,2,…,.设红球的编号分别为,,,();蓝球的编号分别为,,,();白球的编号分别为,(),则( )
A. B.
C. D. 随机变量的均值为
【答案】BCD
【解析】
【分析】根据已知条件,利用红、蓝球数量相等,且位置对称,得出,判断选项A;先确定个位置放4个红球总情况数,再计算前9个位置选3个红球的情况数,进而求出相关概率,判断选项B;根据已知条件确定红、白、蓝球的放置位置数,再采用列举法计算符合条件的样本,进而计算符合条件的概率,判断选项C;先确定的可能取值,再用组合求出相关概率并计算,确定选项D.
【详解】已知红球最大编号,蓝球最大编号,比较8个红、蓝球的最大位置,
红、蓝球数量均为4,且位置对称,
故,故A错误;
表示第个位置为红球,前9个位置选3个红球:
个位置放4个红球总情况数为:,
第位置固定红球,前9个位置选3个红球的情况为:,
,故B正确;
表示第6位为红球,前5位有3个红球,2个空位,后4位剩余4个空位,
红球分布情况为:,白球分布情况为:,蓝球分布情况为:,
满足要求白球最小位置,蓝球最小位置,仅前5位相邻空位有:
,每组有4种方法放置剩余球,共种,
,故C正确;
随机从个位置不放回抽取4个,则的可能取值为,
若位置为,则前3个红球位于前个位置内,
故 ,
故
.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知函数()的最小正周期为,点是曲线的一个对称中心,则的最小值为______.
【答案】
##
【解析】
【分析】先由正弦型函数的周期公式求出参数的值,再根据正弦函数对称中心的性质得到的表达式,进而求得 的最小值.
【详解】由于 的最小正周期为,
则根据 ,解得,因此,
又因为函数的对称中心为 ,
令,解得,
依题意,,
当时,,;
当取其余整数时, 均大于, 因此 的最小值为.
13. 已知向量在向量方向的投影向量是,且,,______.
【答案】1
【解析】
【分析】把平方转化为数量积的运算可得.
【详解】由题意,所以,
,则,
所以.
14. 已知数量充足的白色卡片分别标有连续正整数1,2,3,…的序号,按如下规则对卡片进行若干轮染色:每轮被染色的卡片序号均为连续奇数或连续偶数;若第(为任意正整数)轮染色张卡片,且被染色卡片的最大序号为m,则第轮染色张卡片,且被染色卡片的最小序号为.若第1轮仅染色序号为1的卡片,并将所有被染色的卡片按序号递增的顺序摆放,则第2026张被染色卡片在第______轮染色,其序号为______.
【答案】 ①. 11 ②. 4041
【解析】
【分析】先找出每轮染色的卡片张数规律,进而得到前轮的总张数表达式,根据总张数2026反推出所在轮次,再根据该轮中卡片的序号规律(连续奇数或偶数,且最小序号与轮次的关系)计算出具体序号.
【详解】根据题意,第轮染色的卡片张数为,所以前轮总张数,
由得,因为,,所以第2026张被染色卡片在第11轮被染色,
前10轮共张,第11轮有张,第2026张是第11轮的第 张,
设第轮的最小序号为,该轮染色张数为,由于每轮染色连续奇数或连续偶数,公差为2,故最大序号 ,
由规则,下一轮的最小序号为上一轮最大序号加1,
即 ,
所以,即,
因为,累加可得
,即,
所以 ,
因为是奇数,且该轮染色连续奇数,公差为2,
所以第张的序号为 ,
因此,第张被染色的卡片在第11轮染色,序号为.
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A,B,C的对边分别为a,b,c,已知.
(1)求角C的大小;
(2)已知D为边上的一点,,且.记,的面积分别为,,若,求的面积.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)根据题意利用正弦定理化角为边,然后由余弦定理求解;
(2)根据题意由角平分线定理得,结合三角形面积之间的关系分析求得,再由面积公式计算.
【小问1详解】
因为,所以由正弦定理得,
即,
所以,又,所以;
【小问2详解】
因为,所以为角的平分线,由(1)知,
所以,
所以,
,
因为,所以,所以,
在和中,由余弦定理得:
,
,
由角平分线定理得,
所以,即,
将代入得,解得,则,
所以.
16. 某体能测试共有m种力量测试项目和n种敏捷性测试项目,已知甲每种力量测试项目测试合格的概率均为,每种敏捷性测试项目测试合格的概率均为().
(1)已知在某种力量测试项目的训练中,甲需累计达到两次测试合格则停止训练,求当停止训练时,甲恰好进行了四次测试的概率;
(2)甲在某次模拟测试中,每次在所有测试项目中随机抽取一项进行测试,共测试两次.若,且甲至少有一次测试合格的概率为,求的值.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
甲需累计达到两次测试合格则停止训练,当停止训练时,甲恰好进行了四次测试,等价于甲第4次测试合格,且前3次测试中恰好有1次合格,
所以当停止训练时,甲恰好进行了四次测试的概率为.
【小问2详解】
因为,所以总测试项目数为,
因此随机抽取一项时,抽到力量测试项目的概率为,抽到敏捷性测试项目的概率为,
设单次测试合格的概率为,,
“两次测试至少有一次合格”的对立事件为“两次测试都不合格”,
即,代入可得,解得.
17. 如图,在四棱锥中,,,,四棱锥的体积为.
(1)若,证明:平面平面;
(2)若平面平面,求平面与平面夹角余弦值的最大值.
【答案】(1)证明见详解;
(2)
【解析】
【分析】(1)取中点,连接,通过几何法分别证明,,则有面,从而得到平面平面.
(2)以为坐标原点,分别为轴正方向建立空间直角坐标系,由平面平面,可得的投影在线段上,列出点坐标,分别计算出平面与平面的法向量即可求解.
【小问1详解】
,,
且
又,且,
在中, ,
在中,,即.
取中点O,连接,
,且
又底面为直角梯形,,
解得,即为四棱锥的高,面,
面,
又,面,面
又面,平面平面
【小问2详解】
以为坐标原点,分别为轴正方向建立空间直角坐标系,
平面平面,的投影在线段上,
结合(1)可设,,,
则,,
设面的一个法向量为,
则,即,
令,则
由(1)知,是面的一个法向量,
所以
,当时, 有最大值为.
即平面与平面夹角余弦值的最大值为.
18. 已知函数 .
(1)若为单调递增函数,求实数a的取值范围;
(2)设、为的两个极值点,证明:.
【答案】(1)
(2)由(1)知,是的极值点,
即,由,则,故,
,
,
,
已知三次方程有两个正根,设第三个根是,
则 ,
故,故,则,
令,则,,
由基本不等式,,
代入得,化简得,
,
,
令 ,
求导得,
令 ,求导得,
当时, ,
故在上单调递减,故 ,
故 ,则在上单调递减,
,
即,命题得证.
【解析】
【分析】(1)求导,结合为单调递增函数,则在上恒成立,进而转化为对任意恒成立,令并求导,结合导数分析单调性,求出最小值,进而求解;
(2)求导,结合是的极值点,得出,进而构造方程组得出,代入得出,
已知三次方程有两个正根,设第三个根是,得出方程并展开,对比系数得出,通过换元法构造方程并求导,利用导数分析函数单调性,进而证明结论.
【小问1详解】
定义域为,求导得,
已知为单调递增函数,则在上恒成立,
两边同时乘以正数得,即对任意恒成立,
令,求导得,
令,解得,
当时,,单调递减;
当时,,单调递增;
故在处取得最小值,故,即实数a的取值范围为.
【小问2详解】
略
19. 已知双曲线的左,右顶点分别为,(),异于的点在的右支上,且直线与的斜率之和恒为6.
(1)求的坐标;
(2)证明:,,三点共线;
(3)设的面积为,判断是否存在正整数p,q,使得.若存在,求出p,q的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1);
(2)对任意,双曲线的方程为:,左、右顶点,.
设 ,同理可得: ,
由双曲线方程,,代入得:,
因此,,,的坐标均满足,所以,,三点共线.
(3)存在, ;
【解析】
【分析】(1)假设,由题意得 ,结合双曲线方程化简可得,再代入双曲线方程求解;
(2)设,类比(1)解题,可得,从而得到,,的坐标均满足,所以,,三点共线;
(3)结合(2)可得,,,再计算点到直线的距离,,从而表示出的面积为,最后代入,求解.
【小问1详解】
当1时,双曲线的方程为:,左、右顶点.
设, ,化简得: ,
由双曲线方程得,代入得: 则.
将 代入双曲线方程:.
故 .
【小问2详解】
略;
【小问3详解】
由(2)可得,,,
在直线上,
点到直线的距离(即到直线的距离),,
故:,
代入得:,
化简得:,
因为p,q为正整数,令 ,则 ,
代入得:
易知当时,,当时,(舍去)
当时, , ,满足条件.
当时, ,此时.
综上:存在正整数p,q,.
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