内容正文:
数学试题
(时间:120分钟 分值:150分)
第一部分(选择题 共58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. 设复数在复平面内对应的点关于实轴对称,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】利用复数的几何意义即可求得,再由复数的除法运算求出结果.
【详解】根据题意由,在复平面内对应的点关于实轴对称可得;
所以.
故选:B.
2. 已知集合,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】解出不等式,求出集合,进而求交集即可.
【详解】由,得,解得 ,
即.
由,可得,解得,
即,
所以.
3. 设,则的大小关系为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】通过中间值0和1,即可比较大小.
【详解】因为,
所以,
故选:B
4. 下面是校篮球队某队员若干场比赛的得分数据.
每场比赛得分
3
6
7
10
11
13
30
频数
2
1
2
2
1
1
1
则下列说法不正确的是( )
A. 该队员得分的平均数是10 B. 该队员得分的极差是27
C. 该队员得分的第四十百分位数是7 D. 该队员得分的方差是48.4
【答案】D
【解析】
【分析】分别根据平均数,极差,百分位数,方差的定义即可判断.
【详解】该队员得分的平均数是,故A正确;
极差是,故B正确;
,所以第百分位数是,故C正确;
方差是,故D错误.
故选:D
5. 已知,,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】,
由
,
所以.
6. 已知点在直线上运动,且,点在圆上,则的面积的最大值为( )
A. 8 B. 5 C. 2 D. 1
【答案】A
【解析】
【分析】设圆心到直线的距离为到直线的距离为,易知当最大时,,此时的面积最大,由此容易得解.
【详解】设圆心到直线的距离为到直线的距离为,
又圆心坐标为,则,
又半径为,则当最大时,,
此时面积也最大,.
故选:A.
7. 将函数的图象向右平移个单位长度,得到函数的图象,则下列结论正确的是( )
A. 是奇函数 B. 的图象关于直线对称
C. 在上的值域为 D. 在上单调递增
【答案】C
【解析】
【分析】首先根据平移规律求函数的解析式,根据奇函数的性质,判断A,利用代入法,判断BCD.
【详解】由题意知不是奇函数,故A错误.
不关于直线对称,故B错误.
由,得,则,故C正确.
当时,,而在上不单调,
所以在上不单调,故D错误.
故选:C
8. 已知一个圆锥的母线长为,则当其体积最大时,该圆锥的内切球半径为( )
A. B. C. D. 1
【答案】A
【解析】
【分析】用表示出体积,利用导数求最值,由轴截面面积列方程即可得解.
【详解】设圆锥的底面半径为,高为,则,
则,,则,
当时,,当时,,
所以在上单调递增,在上单调递减,
所以,当圆锥体积取得最大值时,,
设圆锥内切球的半径为,则由轴截面面积可得,
解得.
故选:A
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. 设函数,则( )
A. 是的一条切线
B.
C. 当时,
D. 若在区间上有最小值,则实数的范围为
【答案】ABD
【解析】
【分析】借助导数的几何意义计算可得A;求导后计算可得B;构造函数,利用导数研究函数单调性后可得C;结合函数单调性利用最小值性质可得D.
【详解】对A:,
令,则或,
又,则在处的切线为,故A正确;
对B:,故B正确;
对C:令,,
则,
故在上单调递增,又,
故,即,故C错误;
对D:由,则当时,,
当时,,
故在上单调递减,在、上单调递增,
又,且,
若在区间上有最小值,则有,
解得,故D正确.
故选:ABD.
10. 如图,在直棱柱中,,是中点,则下列结论正确的是( )
A. B. 四点共面
C. 直棱柱不存在外接球 D. 棱的中点在平面内
【答案】ABC
【解析】
【分析】建立空间直角坐标系,利用空间位置关系的向量证明判断A;利用向量法得,即可利用基本事实的推论判断B;确定直角梯形是否有外接圆判断C;结合空间向量线性坐标运算,利用共面定理判断D.
【详解】在直棱柱中,平面,
又,则直线两两垂直,
以点为原点,直线分别为轴建立空间直角坐标系,
则,
,
对于A,因为,
所以,
所以,所以,A正确;
对于B, ,即,又直线,
因此,即四点共面,B正确;
对于C,在梯形中,,
则为锐角,,因此,
所以梯形无外接圆,则直棱柱没有外接球,C正确;
对于D,棱的中点,
,
假设棱的中点M在平面内,
则有,即,该方程组无解,
所以棱的中点不在平面内,D错误.
故选:ABC
11. 已知抛物线的焦点为F,过F的直线l与C交于A,B两点,点P在C的准线上,那么( )
A. 若PA与C相切,则PB也与C相切
B.
C. 若点P在x轴上,则为定值
D. 若点P在x轴上,且满足,则直线l的斜率绝对值为
【答案】ABD
【解析】
【分析】通过证明过焦点弦两个端点的切线的交点在抛物线的准线上判断A,根据以为直径的圆与抛物线的准线相切判断B,设直线的方程为:,,,联立直线与抛物线方程,消元,列出韦达定理,计算出判断C,推导出,可得轴为的平分线,即可得到,设直线的倾斜角为,利用焦半径公式求出,从而判断D.
【详解】依题意,不妨设点在第一象限,
抛物线的焦点为,准线方程为,
对于A:设,,
依题意可得过,两点的抛物线的切线不与坐标轴垂直,
不妨设过的抛物线的切线方程为:,
即,
由,有,
所以,
又,整理得,解得,
所以过的抛物线的切线方程为:,整理得,
同理可得过的抛物线的切线方程为:,
设两切线的交点为,由,
可得,
设直线的方程为:,由有,
所以,,则,
所以,
即两切线的交点在抛物线的准线上,
所以若与相切,则也与相切,故A正确;
对于B:设的中点为,由,则,则,
又,所以到准线的距离,
所以以为直径的圆与抛物线的准线相切,
又点在的准线上,所以,故B正确;
对于C:依题意可得,所以,,
所以
,显然不是定值,故C错误;
对于D:因为
,
所以轴为的平分线,
根据角平分线定理可得,
设直线的倾斜角为,
则,,
所以,解得,所以,
则直线的斜率为,故D正确.
故选:ABD.
【点睛】方法点睛:利用韦达定理法解决直线与圆锥曲线相交问题的基本步骤如下:
(1)设直线方程,设交点坐标为、;
(2)联立直线与圆锥曲线的方程,得到关于(或)的一元二次方程,必要时计算;
(3)列出韦达定理;
(4)将所求问题或题中的关系转化为、的形式;
(5)代入韦达定理求解.
第二部分(非选择题 共92分)
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.其中14题第一空2分,第二空3分.
12. 设向量满足,,且,则______.
【答案】
【解析】
【分析】由可得,根据向量的夹角公式求解.
【详解】由,可得,又,所以,
所以,又,
.
故答案为:.
13. 已知等比数列与等差数列,满足,,则_______.
【答案】##0.5
【解析】
【分析】根据等差和等比数列的通项公式利用已知条件可得到与,代入所求式子计算即可.
【详解】设等比数列的公比为,
由,得,则,
设等差数列的公差为,
由,得,
则,,
所以.
14. 已知函数,则______________;若方程在区间有三个不等实根,则实数的取值范围为______________.
【答案】 ①. 81 ②.
【解析】
【分析】(1)利用分段函数解析式求出,再根据对数、指数的运算法则计算可得;
(2)画出函数的图象,利用函数的零点的个数推出实数的取值范围.
【详解】由,则,
所以.
作出函数在区间上的图象,如图所示:
设,由图象可知要使方程在区间上有3个不等实根,
则直线应位于与之间或直线的位置,
所以实数的取值范围为或,所以或.
故答案为:81;.
四、解答题:本题共5小题,共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步棸.
15. 记的内角A、B、C的对边分别为a,b,c,已知,
(1)求B;
(2)若的面积为,求c.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)由余弦定理、平方关系依次求出,最后结合已知得的值即可;
(2)首先求出,然后由正弦定理可将均用含有的式子表示,结合三角形面积公式即可列方程求解.
【小问1详解】
由余弦定理有,对比已知,
可得,
因为,所以,
从而,
又因为,即,
注意到,
所以.
【小问2详解】
由(1)可得,,,从而,,
而,
由正弦定理有,
从而,
由三角形面积公式可知,的面积可表示为
,
由已知的面积为,可得,
所以.
16. 已知函数.
(1)讨论的单调性;
(2)若,求的值.
【答案】(1)答案见解析
(2)
【解析】
【分析】(1)求出导函数,按照和分类讨论,即可求解;
(2)解法1:由(1)知当时,,不满足题意;当时,由(1)知,设,利用导数法证得,即,从而求解的值.
解法2:由题意可得为的极小值点.求得,然后利用导数法进行检验即可求解.
解法3:由题意恒成立.当时,显然成立,此时;当时,恒成立,结合洛必达法则利用导数法求得;当时,恒成立,结合洛必达法则利用导数法求得;从而求解的值.
【小问1详解】
函数的定义域为.
若,则在单调递增.
若,则由得.
当时,;当时,.
因此在单调递减,在单调递增.
【小问2详解】
解法1:由(1)知当在单调递增,
时,,不满足题意.
当时,由(1)知.
因为,所以.
设,则.
当时,单调递增;当时,单调递减.
所以,当且仅当时取等号.
故,结合可知,故.
解法2:因为,所以为的极小值点.
因此,解得.
当时,,由(1)知在单调递减,在单调递增.
因此,满足题意.
综上,.
解法3:因为,所以恒成立.
当时,显然成立,此时.
当时,恒成立.
设,则.
设,则.
当时,在单调递增,,即,
在单调递增,因此.
当时,恒成立.当时,在单调递减,
,即在单调递增,.
综上,.
17. 如图,在四棱锥中,四边形是正方形,是边长为2的正三角形,且.
(1)求证:平面平面;
(2)求平面与平面夹角的余弦值.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【解析】
【分析】(1)由面面垂直的判定定理进行证明;
(2)以的中点为坐标原点建立空间直角坐标系,利用空间向量求二面角的方法进行计算可得结果.
【小问1详解】
证明:取的中点,连接,.
因为是边长为2的正三角形,所以.
在正方形中,,所以,
又,所以,即.
因为平面,
所以平面,
因为平面,所以平面平面.
【小问2详解】
取的中点,连接,
因为四边形是正方形,分别是的中点,所以,
又平面平面,所以,
即直线两两垂直,
以点为坐标原点,所在直线分别为轴,轴,轴建立如图所示的空间直角坐标系,
则,
所以.
设为平面的一个法向量,
则,
令,得.
设为平面的一个法向量,
则,
令,得.
所以,即平面与平面夹角的余弦值为.
18. 如图,椭圆:与双曲线:在第一象限的公共点为.曲线由两段曲线组成:当时,曲线与椭圆重合;当时,曲线与双曲线重合.已知直线的方程为.
(1)求的值;
(2)若时,直线与曲线有交点,求的取值范围;
(3)若,直线与曲线交于、两点,且,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【分析】(1)根据椭圆,双曲线在第一象限的公共点为,代入方程求解;
(2)由题意得到直线与双曲线有交点,再根据双曲线的渐近线方程为:和,利用数形结合法求解.
(3)根据,结合三角形的面积公式得到求解.
【小问1详解】
因为椭圆:与双曲线:在第一象限的公共点为,
所以,解得,则,即,
解得或(舍去),则;
【小问2详解】
时,直线与曲线有交点,
即直线与双曲线有交点,
双曲线的渐近线方程为:
如图所示:
直线过定点,又,,且,
所以;
【小问3详解】
因为,
所以,
则,
又*,
,
因为双曲线的渐近线方程为,且,
所以直线与双曲线不相交,
故MN为直线与椭圆的交点,
由,消去y得,
由韦达定理得,代入*式,
得,
令,则,
易知在上单调递增,所以,
则,所以.
19. 在某生成式人工智能模型中,有一种简化的“词元生成器”,该模型只有两种词元,,且生成词元总数不超过.若生成,则过程立即结束;否则继续生成,直至总数达到.每个词元生成需要先预测,再审核.假设每次预测为,的概率均为0.5,且各次预测相互独立.审核规则如下:
①若预测中第一次出现词元,则审核后生成,的概率均为0.5;
②若预测中第二次出现词元,则审核后必生成;
③若预测中出现词元,则审核后必生成.
设表示过程结束时生成词元的总个数.
(1)求,;
(2)求的分布列;
(3)求.
【答案】(1),
(2)
1
2
3
…
…
(3)【解析】
【分析】(1)根据规则判断出和的情形,结合概率乘法公式求解即可.
(2)结合题干规则推导出,进而求出,即可得到分布列.
(3)结合错位相减法及等比数列的前项和公式求出,根据条件概率公式求解即可.
【小问1详解】
表示第一次就生成并结束过程,即第一次预测为,且审核生成,
.
表示第二次生成并结束过程,情况有:第一次预测为,且审核生成,第二次预测为;第一次预测为,审核必生成,第二次预测为,且审核生成.
.
【小问2详解】
(,)时,第个词元输出为,
若前面个词元都预测为,其概率为,
若前面个词元有一个预测为,其概率为,
故,
当时,
若前面个词元都没有预测为,其概率为,
若前面个词元有一个预测为,其概率为,
故
所以的分布列为:
1
2
3
…
…
【小问3详解】
由(1)得,
由(2)得,
,
,
,
,
所以
所以
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数学试题
(时间:120分钟 分值:150分)
第一部分(选择题 共58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. 设复数在复平面内对应的点关于实轴对称,,则( )
A. B. C. D.
2. 已知集合,则( )
A. B. C. D.
3. 设,则的大小关系为( )
A. B.
C. D.
4. 下面是校篮球队某队员若干场比赛的得分数据.
每场比赛得分
3
6
7
10
11
13
30
频数
2
1
2
2
1
1
1
则下列说法不正确的是( )
A. 该队员得分的平均数是10 B. 该队员得分的极差是27
C. 该队员得分的第四十百分位数是7 D. 该队员得分的方差是48.4
5. 已知,,则( )
A. B. C. D.
6. 已知点在直线上运动,且,点在圆上,则的面积的最大值为( )
A. 8 B. 5 C. 2 D. 1
7. 将函数的图象向右平移个单位长度,得到函数的图象,则下列结论正确的是( )
A. 是奇函数 B. 的图象关于直线对称
C. 在上的值域为 D. 在上单调递增
8. 已知一个圆锥的母线长为,则当其体积最大时,该圆锥的内切球半径为( )
A. B. C. D. 1
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. 设函数,则( )
A. 是的一条切线
B.
C. 当时,
D. 若在区间上有最小值,则实数的范围为
10. 如图,在直棱柱中,,是中点,则下列结论正确的是( )
A. B. 四点共面
C. 直棱柱不存在外接球 D. 棱的中点在平面内
11. 已知抛物线的焦点为F,过F的直线l与C交于A,B两点,点P在C的准线上,那么( )
A. 若PA与C相切,则PB也与C相切
B.
C. 若点P在x轴上,则为定值
D. 若点P在x轴上,且满足,则直线l的斜率绝对值为
第二部分(非选择题 共92分)
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.其中14题第一空2分,第二空3分.
12. 设向量满足,,且,则______.
13. 已知等比数列与等差数列,满足,,则_______.
14. 已知函数,则______________;若方程在区间有三个不等实根,则实数的取值范围为______________.
四、解答题:本题共5小题,共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步棸.
15. 记的内角A、B、C的对边分别为a,b,c,已知,
(1)求B;
(2)若的面积为,求c.
16. 已知函数.
(1)讨论的单调性;
(2)若,求的值.
17. 如图,在四棱锥中,四边形是正方形,是边长为2的正三角形,且.
(1)求证:平面平面;
(2)求平面与平面夹角的余弦值.
18. 如图,椭圆:与双曲线:在第一象限的公共点为.曲线由两段曲线组成:当时,曲线与椭圆重合;当时,曲线与双曲线重合.已知直线的方程为.
(1)求的值;
(2)若时,直线与曲线有交点,求的取值范围;
(3)若,直线与曲线交于、两点,且,求实数的取值范围.
19. 在某生成式人工智能模型中,有一种简化的“词元生成器”,该模型只有两种词元,,且生成词元总数不超过.若生成,则过程立即结束;否则继续生成,直至总数达到.每个词元生成需要先预测,再审核.假设每次预测为,的概率均为0.5,且各次预测相互独立.审核规则如下:
①若预测中第一次出现词元,则审核后生成,的概率均为0.5;
②若预测中第二次出现词元,则审核后必生成;
③若预测中出现词元,则审核后必生成.
设表示过程结束时生成词元的总个数.
(1)求,;
(2)求的分布列;
(3)求.
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