内容正文:
高三数学
注意事项:
1.答题前,务必将自己的个人信息填写在答题卡上,并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置.
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡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.
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. 已知集合,,则( )
A. B. C. D.
2. 若,则( )
A. B. C. D.
3. 已知复数,在复平面内对应的点分别为,,为原点,则( )
A. 12 B. 16 C. 20 D. 24
4. 若圆锥的底面积为,高为4,则该圆锥的侧面积为( )
A. B. C. D.
5. 已知,则“”是“”的( )
A. 充分不必要条件 B. 必要不充分条件
C. 充要条件 D. 既不充分也不必要条件
6. 已知是偶函数,且当时,,则( )
A. 2 B. 3 C. 29 D. 30
7. 已知双曲线:的左、右焦点分别为,,其右支上有一点满足,直线交轴于点,若,则的离心率为( )
A. B. C. D.
8. 已知正数x,y满足,则一定有( )
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. 某公司统计了今年前5个月购买办公用品的费用(单位:元),分别为14500,5800,11600,6000,8700,则( )
A. 这组数据的极差为8700
B. 这组数据的平均数为9320
C. 这组数据的第80百分位数为11600
D. 添加一个新的数据,在极差保持不变的条件下,方差可能变大
10. 已知抛物线:的焦点为,以为圆心、为半径的圆与交于,两点在第一象限),轴,垂足为,设,,则( )
A. 的取值范围是 B. 是增函数
C. 是增函数 D. 是增函数
11. 已知正四面体的棱,的中点分别为,.空间中的动点满足.设点的轨迹为,则( )
A. 轨迹上满足的点有无数个
B. 轨迹上满足的点有无数个
C. 轨迹上满足的点有无数个
D. 轨迹上满足的点仅有两个
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 在等比数列中,,,则________.
13. 若函数是偶函数,则当的最小正周期最大时,________.
14. 已知袋中有3个红球和2个白球.甲、乙、丙三人依次各摸出1个球(不放回),三人只能看到别人手中的球,无法看到自己的球.此时,甲说:“我不知道我手中是什么颜色的球.”乙听到后说:“我也不知道我手中是什么颜色的球.”若两人会根据已知信息进行推理,并且不说谎,则甲手中是红球的概率为________.
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. 记的内角,,的对边分别为,,,已知.
(1)证明:;
(2)若的面积为3,求的最小值.
16. 已知椭圆:的左焦点为,短轴长是长轴长的.
(1)求的方程.
(2)过点的直线与交于,两点,点,从下列两个命题中选择一个正确的命题,并证明.
①直线与的斜率之和为定值;
②直线与的斜率之积为定值.
17. 如图,在三棱柱中,平面平面,,,,为棱上靠近点的三等分点,为的中点.
(1)证明:平面;
(2)求三棱锥的体积;
(3)求直线与平面所成角的正弦值.
18. 已知函数.
(1)若,求曲线在点处的切线方程;
(2)当时,,求实数的取值范围;
(3)若,且存在,,使得,证明:.
19. 在数列中,已知,对任意的,的值取或的概率均为,记事件“”的概率为,的前项中0的个数为随机变量.
(1)求,的值;
(2)求的分布列;
(3)记是的数学期望,证明:.
附:对任意随机变量,有.
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高三数学
注意事项:
1.答题前,务必将自己的个人信息填写在答题卡上,并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置.
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡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.
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. 已知集合,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】先求解一元二次不等式得到集合B,再根据并集的运算规则计算A与B的并集即可.
【详解】对不等式因式分解,可得,
解得,因此,
已知,根据并集的定义可知,.
2. 若,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】由题设.
3. 已知复数,在复平面内对应的点分别为,,为原点,则( )
A. 12 B. 16 C. 20 D. 24
【答案】C
【解析】
【详解】由题设,,则,
所以.
4. 若圆锥的底面积为,高为4,则该圆锥的侧面积为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】设圆锥的底面圆的半径为,则,解得,
又高为4,故圆锥的母线长为,
所以该圆锥的侧面积为.
5. 已知,则“”是“”的( )
A. 充分不必要条件 B. 必要不充分条件
C. 充要条件 D. 既不充分也不必要条件
【答案】A
【解析】
【分析】先由判断是否能推出,再由判断是否能推出,即可得出结果.
【详解】已知
充分性:
若因为,所以,所以,所以;
必要性:
若,则当时,,所以必要性不成立;
因此“”是“”的充分不必要条件.
【点睛】本题主要考查充分条件和必要条件,属于基础题型.
6. 已知是偶函数,且当时,,则( )
A. 2 B. 3 C. 29 D. 30
【答案】C
【解析】
【分析】先根据偶函数的性质求出时函数的表达式,再利用对数函数的性质化简函数,最后根据对数列项求和计算.
【详解】当时,,
当时,,
因为是偶函数,所以在中,都满足,
代入中可得
7. 已知双曲线:的左、右焦点分别为,,其右支上有一点满足,直线交轴于点,若,则的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】设,结合图形可得,在中用余弦定理求与的关系,进而在中用余弦定理求离心率.
【详解】由双曲线定义得:,
轴是的中垂线,在轴上,故,
设,由得,则,
因此.
,故,
在中由余弦定理可得:,
代入:
,
故,结合得:.
在中由余弦定理可得:,
代入,
化简得:,将代入可得:
,
化简得:,
故.
8. 已知正数x,y满足,则一定有( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】原式可化为
设,,可知在单调递增,在单调递减,最大值为,
因此
设,求导得,故在单调递增.
又因为,因此 ,所以,故A正确,B错误;
,因为在单调递增,所以,存在满足条件的正实数;
取,因为在单调递减,可得,也存在满足条件的正实数;
因此C、D错误.
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. 某公司统计了今年前5个月购买办公用品的费用(单位:元),分别为14500,5800,11600,6000,8700,则( )
A. 这组数据的极差为8700
B. 这组数据的平均数为9320
C. 这组数据的第80百分位数为11600
D. 添加一个新的数据,在极差保持不变的条件下,方差可能变大
【答案】ABD
【解析】
【分析】根据极差,平均数和百分位数逐一验证即可求解.
【详解】由题意得,这组数据的极差为,故A正确;
这组数据的平均数为,故B正确;
由,所以这组数据的第80百分位数为:,故C错误;
在极差不变的条件下,添加的新数据在范围内,
若添加一个远离原平均数9320的数(如5800或14500),
会使平方和的增大幅度超过样本量的增大幅度,方差变大,故“可能变大”成立,故D正确.
10. 已知抛物线:的焦点为,以为圆心、为半径的圆与交于,两点在第一象限),轴,垂足为,设,,则( )
A. 的取值范围是 B. 是增函数
C. 是增函数 D. 是增函数
【答案】BC
【解析】
【分析】表示出以为圆心、为半径的圆的方程后联立抛物线方程,可解出点坐标及范围,从而可得、,再判断各函数单调性即可得.
【详解】由题意可得,则以为圆心、为半径的圆的方程为,
联立,消去可得,
解得或,
由题意可得且,则且,
则,即,
则,,
故,;
对A:由上述计算可得,故A错误;
对B:,在上单调递增,故B正确;
对C:,在上单调递增,故C正确;
对D:,
则在上单调递减,在上单调递增,故D错误.
11. 已知正四面体的棱,的中点分别为,.空间中的动点满足.设点的轨迹为,则( )
A. 轨迹上满足的点有无数个
B. 轨迹上满足的点有无数个
C. 轨迹上满足的点有无数个
D. 轨迹上满足的点仅有两个
【答案】ACD
【解析】
【分析】由题意可得,点位于以,为直径的球面上,建立空间直角坐标系,设,列出与,的式子即可求解.
【详解】设正四面体棱长为,中点,分别为,中点,动点满足,
则点位于以,为直径的球面上,两球交线为圆(位于中垂面),
如图,连接,,,
由正四面体的性质可得,,,,
又因为,平面,平面,
且平面,所以平面,因为平面,平面,
所以,,因为为中点,所以,
因为,所以,
以为原点建立空间直角坐标系,为轴,过点作轴平行于,为轴,
建立空间直角坐标系 ,如图所示,
则,,,,,
设,所以轨迹的方程为,且,
对于A选项,,,,
化简得到,与轨迹的方程为一致,故轨迹上的所有点满足,有无数个,故A正确;
对于B选项,因为,,,
所以
化简可得,与轨迹联立可得,
解得,仅有2个解,非无数个,故B错误;
对于C选项,因为,则,,
所以恒成立,
故轨迹上的所有点满足,有无数个,故C正确;
对于D选项,因为,所以,,
所以 ,
与轨迹联立可得,解得,仅两个解,故D正确.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 在等比数列中,,,则________.
【答案】
【解析】
【分析】根据等比数列的性质求解.
【详解】因为等比数列中,,,
所以,即,
所以,
所以.
13. 若函数是偶函数,则当的最小正周期最大时,________.
【答案】4
【解析】
【分析】根据函数的奇偶性得到方程,求出,代入求值即可
【详解】是偶函数,故,
则,即,
,
,
,,
由于对恒成立,故,
所以,,
由于,故的最小正周期为,
故当时,取得最小值,最小值为,此时最大,满足要求,
故,
所以.
14. 已知袋中有3个红球和2个白球.甲、乙、丙三人依次各摸出1个球(不放回),三人只能看到别人手中的球,无法看到自己的球.此时,甲说:“我不知道我手中是什么颜色的球.”乙听到后说:“我也不知道我手中是什么颜色的球.”若两人会根据已知信息进行推理,并且不说谎,则甲手中是红球的概率为________.
【答案】##
【解析】
【分析】甲、乙两人看到的可能情形,可确定丙手中的球的颜色,从而得到甲手中是红球的概率.
【详解】从5个球依次不放回的抽出3个,共有个基本事件,
由“甲不知道自己手里是什么颜色的球”知,乙、丙两人手里的小球肯定不是两个白球;
由“乙不知道自己拿的是什么颜色的球”知,甲、丙两人手里的小球肯定也不是两个白球;
若乙看到丙拿的是白球,甲不论拿的是什么颜色的球,则由“甲不知道自己手里是什么颜色的球”知,乙自己肯定拿的是红球;
但乙不知道自己拿的是什么颜色的球,所以丙拿到的肯定是红球.
因为丙拿到红球的情况共有种,
此条件下甲拿到红球的情况共有种,
所以甲手中是红球的概率为.
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. 记的内角,,的对边分别为,,,已知.
(1)证明:;
(2)若的面积为3,求的最小值.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【解析】
【分析】(1)由三角恒等变换及余弦定理化简得证;
(2)由三角形面积公式得到的关系,利用正弦函数的取值范围求的最小值.
【小问1详解】
因为,
所以,
又,
所以,即,
所以,即.
证毕.
【小问2详解】
因为,,
所以,
因为,所以,
所以,解得,
所以当时,的最小值为.
16. 已知椭圆:的左焦点为,短轴长是长轴长的.
(1)求的方程.
(2)过点的直线与交于,两点,点,从下列两个命题中选择一个正确的命题,并证明.
①直线与的斜率之和为定值;
②直线与的斜率之积为定值.
【答案】(1)椭圆的方程为;
(2)命题①正确,定值为。
【解析】
【分析】(1)由椭圆焦点得,结合短轴长与长轴长的比例关系及求解参数,即可得椭圆方程;
(2)设过的直线方程与椭圆联立,利用韦达定理化简斜率之和的表达式,验证其为定值.
【小问1详解】
由题意可知:解得因此椭圆的方程为
【小问2详解】
命题①正确,
证明如下:当斜率不存在或斜率不为时,
设过的直线方程为,,
将直线方程代入椭圆方程得: ,
整理得,
由韦达定理得: ,
,
化简得,
当斜率为时,设,显然,故命题①成立.
17. 如图,在三棱柱中,平面平面,,,,为棱上靠近点的三等分点,为的中点.
(1)证明:平面;
(2)求三棱锥的体积;
(3)求直线与平面所成角的正弦值.
【答案】(1)证明见解析
(2)
(3)
【解析】
【分析】(1)结合勾股定理,由面面垂直的性质定理可证.
(2)先切换顶点,再通过线面垂直求出棱锥的高,最后体积公式可得结果.
(3)建立空间直角坐标系,求出平面法向量,法向量与直线向量夹角的余弦值绝对值为所成角的正弦值.
【小问1详解】
由条件得,所以,
因为平面平面,平面平面,平面,
所以平面.
【小问2详解】
由平面,平面,
所以,又因为,,平面,
所以平面,因为,所以平面,
,垂足为,平面,所以,
,平面,所以平面,
,
,
所以.
【小问3详解】
由(1)(2)可知,两两垂直,
以为原点,分别以、、为轴建立空间直角坐标系,
,,,,
,
设平面的法向量,则:,
令,则,所以,
设直线MN与平面的所成角为,直线MN与平面的法向量所成的角为,
则 .
18. 已知函数.
(1)若,求曲线在点处的切线方程;
(2)当时,,求实数的取值范围;
(3)若,且存在,,使得,证明:.
【答案】(1)
(2)
(3)证明见解析
【解析】
【分析】(1)借助导数的几何意义计算即可得;
(2)由题意在上恒成立,参变分离后,构造函数求导后计算最小值即可得;
(3)利用导数求出单调性后,设,结合正负性可得、范围,再利用比值换元法,可得,,即可将证明转化为证明在上恒成立,构造相应函数并借助导数研究其单调性即可得.
【小问1详解】
若,则,,
,又,
故曲线在点处的切线方程为;
【小问2详解】
由时,,即,整理得,
令,,则,
故在上单调递减,则,即;
【小问3详解】
若,则,,
故当时,,当时,,
故在上单调递增,在上单调递减,
又时,,时,,
则,不妨设,则,
由,则,
两边同取对数,可得,
故,令,则,
即,,故,
要证,只需证,即只需证,
令,
则,
故在上单调递增,则,
即有恒成立,即得证.
19. 在数列中,已知,对任意的,的值取或的概率均为,记事件“”的概率为,的前项中0的个数为随机变量.
(1)求,的值;
(2)求的分布列;
(3)记是的数学期望,证明:.
附:对任意随机变量,有.
【答案】(1)
(2)
分布列如下:
1
2
3
(3)证明见解析
【解析】
【分析】(1)根据为偶数时计算对应概率即可;
(2)确定的可能取值,再分别计算每个取值对应的所有路径的概率和,进而求解分布列;
(3)利用期望的线性性质表示,结合的递推关系,通过数学归纳法证明,进而完成证明.
【小问1详解】
表示的概率,从到共走步,要使,
需步中和的步数相等,即为偶数.
,共走步,需1步、1步: ,
,共走步,需2步、2步: .
【小问2详解】
是前5项中0的个数,偶数项不可能为0,
仅可能为0,故的可能取值为;
,
,
,
所以的分布列为:
1
2
3
【小问3详解】
设变量,,则,
由期望可加性得:,
对任意,,化简得:,
即,
整理得:①,
归纳证明:
若,则,成立;
假设时成立,
则时:
,归纳成立;
将代入式①,
得:,原等式得证.
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