内容正文:
高三年级五月适应性考试
数学试题
考试时间:120分钟 试卷满分:150分
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】
【分析】先分别求解集合和集合,再计算它们的并集.
【详解】,
,
所以.
2. 已知,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】,所以 ,所以.
3. 已知是定义在上的奇函数,且当时,,则( )
A. B. 1 C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】根据奇函数的性质得出,结合对数的运算法则即可求解.
【详解】由是定义在上的奇函数,得,故,
当时,,
所以 .
4. 已知向量,满足,,则在上的投影向量的模为( )
A. 1 B. C. 2 D.
【答案】B
【解析】
【详解】由,可得,
则在上的投影向量的模为.
5. “不以规矩,不能成方圆”出自《孟子·离娄章句上》,“规”指圆规,“矩”是指相互垂直的长短两条直尺构成的方尺,是古人用来测量、画图的工具.如图,现有一椭圆经某同学以“矩”量之得 , ,其中为椭圆的左焦点,经过坐标原点,则该椭圆的短轴长为( )
A. 2cm B. 4cm C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】根据椭圆的定义可得,利用垂直关系可得,再求出可得椭圆的短轴长.
【详解】为椭圆的右焦点,连接,
根据椭圆的对称性可知,又,有,
由 ,有,得,
由,得,
由得,所以椭圆的短轴长为.
6. 已知一组样本数据的平均数为6,方差为24,若删除某个数据后,平均数没有变化,方差变为30,则( )
A. 4 B. 5 C. 6 D. 7
【答案】B
【解析】
【分析】先根据平均数的性质确定删除的数据,再利用方差公式列出关于的方程,最后求解方程得到的值.
【详解】由题意知:原数据的平均数为6,方差为24,
即 ,因此:
又因为删除某个数据后平均数没有变化,则被删去的数据等于原平均数6,
因此被删数据与平均数的差的平方为 ,
所以删除该数据后,新的方差为: ,
因为 ,所以: ,
所以 ,解得 .
7. 已知中,角,,所对的边分别为,,,若,,,则( )
A. 3 B. 5 C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】由余弦定理以及二倍角公式求解即可.
【详解】由得,所以,
又由余弦定理,得,
解得或,若,则,得,
又由且,得,与矛盾,
若,由余弦定理得, ,所以.
8. 已知关于的方程有两个不等实根,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】先对原方程进行变形,通过同构转化为熟悉的函数形式,再利用导数分析函数单调性与值域,从而确定的取值范围.
【详解】原方程: ,其中.
变形可得: 有两个不相等的实根,
令,则 ,
又因为单调递增,所以 ,即 有两个不相等的实数根,
令,,求导,
令,得 .
所以在单调递增,在单调递减,
在处取得最大值:
时,时,所以.
二、选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题白要求.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. 已知点,,为圆:上一点,则( )
A. 点在圆外 B. 的最大值为6
C. D. 的最大值为9
【答案】ABD
【解析】
【分析】由点与圆的位置关系以及两点间的距离求解即可.
【详解】对于A, ,所以在圆外,A正确;
对于B, ,B正确;
对于C,当时,,,,C错误;
对于D,设,则,故 ,
,所以 ,
当且仅当 时取等,D正确.
10. 如图,圆锥的轴截面为正三角形,底面圆的半径为,,为圆的两条直径,且,母线,与该圆锥的内切球分别切于,两点,则( )
A. 圆锥的体积为
B. 球与圆锥的公共点的轨迹的周长为
C. 异面直线与所成角为
D. 平面截球的截面面积为
【答案】ACD
【解析】
【分析】根据题意,求得,且,结合体积公式,可判定A正确;得到公共点的轨迹是以为直径的圆,可判定B错误;连,证得平面,得到,可判定C正确;求得球半径为,结合等体积法,可判定D正确.
【详解】对于A,由已知得,所以,且,
所以圆锥的体积为,A正确;
对于B,公共点的轨迹是以为直径的圆,因为,所以轨迹的周长为,B错误;
对于C,连,则,且,
所以异面直线与所成角即为与所成角,
由,,
可得平面,得,
所以为等腰直角三角形,,
所以异面直线与所成角为,C正确;
对于D,设球半径为,则为的中心,
则,得,
由平面得
,
又,得到平面的距离为,
所以截面圆的半径为,
所以平面截球的截面面积为,D正确.
11. 已知函数与的部分图像如图所示,,为两曲线相邻的交点的横坐标,记,则( )
A.
B. 的最小正周期为
C. 若在上有9个零点,则
D.
【答案】ACD
【解析】
【分析】根据图像求解的解析式即可判断AB;根据正切函数的性质判断C;根据诱导公式,同角三角函数的平方关系及两角差的正弦公式判断D.
【详解】对于A,B,.
若,则,得,所以,
又且,得,此时,符合题意;
若,则,得,所以,
又且,得,此时,
在其单调递减区间内,与图像不符,
所以,最小正周期为,A正确,B错误;
对于C,由得,
所以相邻两零点的距离为,因为在上有9个零点,
所以,即,C正确;
对于D,由,得,
又由,且,,
则,
所以
,
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. 的展开式的第3项为______.
【答案】
【解析】
【详解】二项式 的展开式通项为,
的展开式中,
.
13. 已知等比数列的前项和为,若,则______.
【答案】
【解析】
【分析】得出,求出公比为,再根据得出即可求出.
【详解】因为,所以,
则,则,
得,即等比数列的公比为,
因为,,所以,得,
则.
14. 已知双曲线:的右焦点为,为坐标原点,为的渐近线上一点,且在第一象限,为的左支上一点,若四边形为菱形,则的离心率为______.
【答案】
【解析】
【分析】根据双曲线的性质结合已知条件得出右焦点、渐近线方程,设点,根据菱形的性质求出,进而求出点坐标,结合求出点坐标,代入双曲线方程求出关系,进而求出的离心率.
【详解】双曲线右焦点,满足,
离心率,为的渐近线上一点,且在第一象限,则渐近线方程为,
菱形边长为,且,
设点,由 得,
化简得,解得或(舍去),
故,
,
,代入双曲线方程得 ,
展开化简得,即,,
.
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. 已知函数.
(1)求的单调区间;
(2)若对任意的,,,求的取值范围.
【答案】(1)
单调递增区间为和,单调递减区间为
(2)
【解析】
【分析】(1)对求导,根据导数的符号判断单调区间;
(2)不等式恒成立等价于. 由的单调性,并计算端点值,比较得的最大值和最小值,从而得到的取值范围.
【小问1详解】
函数的定义域为,对求导得
,
由于 恒成立,因此的符号由决定.
当或时, ,即;
当时,,,则 ,即.
因此,的递增区间为和,递减区间为.
【小问2详解】
对任意 , 等价于.
由(1)可知,在上单调递减,在上单调递增,因此
最小值 ;
端点值 , ,
因此最大值.
因此 ,即的取值范围为 .
16. 如图,一张边长为2的正方形纸片,为的中点,现沿将折起至,使得.
(1)证明:平面;
(2)求直线与平面所成角的正弦值.
【答案】(1)由正方形边长为 2, 为 中点,得 ,
折叠后,
,
因为,所以,所以,
折叠前, ,折叠后, ,
又因为 ,且平面 ,
所以 ;
(2)
【解析】
【分析】(1)通过线面垂直判断定理证明;(2)建立空间直角坐标系,利用向量法求解.
【小问1详解】
略
【小问2详解】
以 为原点, 为 轴, 为 轴,垂直于平面 的方向为 轴,建立空间直角坐标系,则,,,设,
因为,所以
解得,即 ,
所以 , , ,
设平面 的法向量为 ,则,令,
则 ,
设直线 与平面 所成角为 ,则
,
,
,
所以,
所以直线 与平面 所成角的正弦值是.
17. 已知抛物线:上的点到直线的距离的最小值为.
(1)求的方程;
(2)设的焦点为,过点的直线与交于,两点(在第一象限),以为直径的圆与轴交于点(在的右侧),若,求.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)设上点,利用点到直线的距离公式表示出到直线的距离,利用二次函数的图象性质对的表达式进行讨论可得结果;
(2)方法一:设直线的方程为,与抛物线联立得,设,.由韦达定理得和的值,再由在以为直径的圆上得,由得到的坐标,将点的坐标代入计算可得,从而得到的值;
方法二:由在以为直径的圆上得,再由,设,表示出和,记的准线为,过点作于,则,可得和,在中,利用正弦定理,结合,化简可得,从而得到.
【小问1详解】
设上点,
则到直线的距离,
当即时,,不符合题意;
当即时,.所以,得,故的方程为;
【小问2详解】
方法一:焦点,显然直线斜率不为0,设直线的方程为,与抛物线联立得,
设,.由韦达定理得,,
因为在以为直径的圆上,所以.
由得,所以,整理得,
即,得或,
又因为在的右侧,所以,故,
所以.
方法二:因为在以为直径的圆上,所以,
由,设,则,则,
记的准线为,过点作于,则,
得,同理,
在中,由正弦定理得.
又,代入得,
整理得,得(负根舍去),
所以.
18. 某商场举行回馈顾客的抽奖游戏.箱子里有10张奖券,其中4张“金券”,6张“银券”.每张“金券”面值均为100元;每张“银券”面值不同,分别为元,元,…,元.顾客从箱中不放回地依次抽取奖券,直至抽到3张“金券”时停止,不可中途退出游戏.游戏停止时,顾客抽到的所有奖券的面值之和作为顾客的奖金.现有一顾客参加了此次抽奖游戏.
(1)求游戏停止时该顾客共抽取5次的概率;
(2)求该顾客的奖金不低于270元的概率;
(3)已知随机变量的期望具有线性可加性,即对于随机变量,,有,求该顾客的奖金的期望.
【答案】(1)
(2)
(3)174元.
【解析】
【分析】(1)先明确 “第3张金券出现在第5次”的等价条件,再用分步概率法计算;
(2)先将 “奖金不低于270元”拆解为不同奖金对应的互斥情形,再分别用古典概型计算各情形概率并求和,最后得到总概率即可;
(3)方法一:先通过定义 0-1 指示变量刻画每张银券是否被抽到,再利用银券与金券的位置对称性,直接求出每张银券被抽到的概率,进而利用期望的线性性质拆分奖金表达式,最后将复杂的多变量期望计算转化为单个变量期望的线性组合,得到奖金的期望;
方法二:先通过古典概型求出停止时抽到银券张数的分布列并计算其期望,再利用 “每张银券被抽到的概率相等” 的对称性,由的期望反推出单张银券被抽到的概率,最后结合期望的线性可加性,将奖金拆分为固定金券部分与随机银券部分,计算得到奖金的期望.
【小问1详解】
游戏停止时共抽取5次,即前四次抽到2金2银,且第五次抽到金券,
所求概率为;
【小问2详解】
奖金不低于270元,则可能为300元,290元,280元,270元,
①若奖金为300元,即连续抽到3次金券,其概率为;
②若奖金为290元,即前三次抽到两张金券和一张元银券,且第四次抽到金券,其概率为;
③奖金为280元,即前三次抽到两张金券和一张-20元银券,且第四次抽到金券,同②知 ;
④若奖金为270元,情况1:前三次抽到两张金券和一张-30元银券,且第四次抽到金券,同②知其概率为;
情况2:前四次抽到两张金券.一张元银券和一张元银券,且第五次抽到金券,
则,
所以;
综上所述,奖金不低于270元的概率为;
【小问3详解】
方法一:记银券分别为,对应面值元,元,⋯,元.
记
则,,
所以,,
因为
所以 即奖金的期望为174元.
方法二:记为停止时抽到银券的张数,则的可能取值为0,1,2,3,4,5,6,且.
由已知得,,,
,,
,,
则.又因为.所以
因为每张银券被抽到是等可能的,所以,,
所以 ,即奖金的期望为174元.
19. 给定自然数,定义集合为的一个排列.对于中的任意一个元素,定义集合,将的元素个数称为的“逆对数”例如,若中的一个元素,则,的“逆对数”为2.
(1)当时,若,,直接写出,;
(2)记为中“逆对数”为的元素个数.
(i)求与的递推关系式;
(ii)求.
【答案】(1) ,
(2)(i) ;(ii)
【解析】
【分析】(1)根据集合及“逆对数”的定义,结合已知条件,写出,;
(2)(i)方案一:按“去掉后逆对数的变化”分类,综合得出递推式;方案二:按的位置直接分类,综合得出递推式;
(ii)插入,分类讨论逆对数的来源,建立递推关系,再构造等比数列求通项.
【小问1详解】
(1) , .
【小问2详解】
(2)(i)方案一:设是中“逆对数”为1的一个排列,
且这两个数为,
若去掉中最大的数后仍有一个逆对数的排列,则位于,之间或最后;
若去掉后逆对数为0,则可能位于除最后的所有位置,
;
方案二:对按所在位置分类:
若在末位,则当的逆对数为1时,的逆对数为1;
若不在末位,设,,则当的逆对数为1时,
前面和后面的数都从小到大排列,共个,逆对数个数,
综上, .
(ii)设是中“逆对数”为2的一个排列,且,,
若去掉中最大的数后仍有两个逆对数的排列,则位于,或,之间或最后:
若去掉后逆对数为1,且为,则可能位于除最后与,之间的所有位置,
,
由(i)知 ,
又 ,则 ,
是首项为2,公比为2的等比数列,
, ,
,
,
又 ,则 ,
是首项为3,公比为3的等比数列,
,
.
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高三年级五月适应性考试
数学试题
考试时间:120分钟 试卷满分:150分
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,则( )
A. B. C. D.
3. 已知是定义在上的奇函数,且当时,,则( )
A. B. 1 C. D.
4. 已知向量,满足,,则在上的投影向量的模为( )
A. 1 B. C. 2 D.
5. “不以规矩,不能成方圆”出自《孟子·离娄章句上》,“规”指圆规,“矩”是指相互垂直的长短两条直尺构成的方尺,是古人用来测量、画图的工具.如图,现有一椭圆经某同学以“矩”量之得 , ,其中为椭圆的左焦点,经过坐标原点,则该椭圆的短轴长为( )
A. 2cm B. 4cm C. D.
6. 已知一组样本数据的平均数为6,方差为24,若删除某个数据后,平均数没有变化,方差变为30,则( )
A. 4 B. 5 C. 6 D. 7
7. 已知中,角,,所对的边分别为,,,若,,,则( )
A. 3 B. 5 C. D.
8. 已知关于的方程有两个不等实根,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
二、选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题白要求.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. 已知点,,为圆:上一点,则( )
A. 点在圆外 B. 的最大值为6
C. D. 的最大值为9
10. 如图,圆锥的轴截面为正三角形,底面圆的半径为,,为圆的两条直径,且,母线,与该圆锥的内切球分别切于,两点,则( )
A. 圆锥的体积为
B. 球与圆锥的公共点的轨迹的周长为
C. 异面直线与所成角为
D. 平面截球的截面面积为
11. 已知函数与的部分图像如图所示,,为两曲线相邻的交点的横坐标,记,则( )
A.
B. 的最小正周期为
C. 若在上有9个零点,则
D.
三、填空题.本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 的展开式的第3项为______.
13. 已知等比数列的前项和为,若,则______.
14. 已知双曲线:的右焦点为,为坐标原点,为的渐近线上一点,且在第一象限,为的左支上一点,若四边形为菱形,则的离心率为______.
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. 已知函数.
(1)求的单调区间;
(2)若对任意的,,,求的取值范围.
16. 如图,一张边长为2的正方形纸片,为的中点,现沿将折起至,使得.
(1)证明:平面;
(2)求直线与平面所成角的正弦值.
17. 已知抛物线:上的点到直线的距离的最小值为.
(1)求的方程;
(2)设的焦点为,过点的直线与交于,两点(在第一象限),以为直径的圆与轴交于点(在的右侧),若,求.
18. 某商场举行回馈顾客的抽奖游戏.箱子里有10张奖券,其中4张“金券”,6张“银券”.每张“金券”面值均为100元;每张“银券”面值不同,分别为元,元,…,元.顾客从箱中不放回地依次抽取奖券,直至抽到3张“金券”时停止,不可中途退出游戏.游戏停止时,顾客抽到的所有奖券的面值之和作为顾客的奖金.现有一顾客参加了此次抽奖游戏.
(1)求游戏停止时该顾客共抽取5次的概率;
(2)求该顾客的奖金不低于270元的概率;
(3)已知随机变量的期望具有线性可加性,即对于随机变量,,有,求该顾客的奖金的期望.
19. 给定自然数,定义集合为的一个排列.对于中的任意一个元素,定义集合,将的元素个数称为的“逆对数”例如,若中的一个元素,则,的“逆对数”为2.
(1)当时,若,,直接写出,;
(2)记为中“逆对数”为的元素个数.
(i)求与的递推关系式;
(ii)求.
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