内容正文:
数学试题
第Ⅰ卷
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,只有一个选项是符合题目要求的.
1. 设集合,则( )
A. B. C. D.
2. 若复数,则z在复平面内对应的点位于( )
A. 第一象限 B. 第二象限 C. 第三象限 D. 第四象限
3. 已知等差数列的前项和为,若,,则( )
A. 17 B. 19 C. 25 D. 30
4. 5名工人各自在4天中选择1天休息,不同方法的种数是( )
A. B. C. D.
5. 为调查某企业年利润Y(单位:万元)和它的年研究费用x(单位:万元)的相关性,收集了5组成对数据(x,y),如表所示:
x
1
2
3
4
5
Y
50
60
70
80
100
由上表中数据求得Y关于x的经验回归方程为,据此计算出样本点处的残差为( )
A. 4 B. 5 C. -4 D. -5
6. 若双曲线的一条渐近线与直线垂直,则的离心率为( )
A. B. C. D.
7. 某工厂产生的废气经过滤后排放,过滤过程中废气的污染物含量(单位:)与时间(单位:h)间的关系为,其中是正的常数.如果在前7h消除了的污染物,那么14h后所剩污染物为( )
A. B. C. D.
8. 已知锐角,满足,则的最大值是( )
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,则下列不等式成立的是( )
A. B.
C. D.
10. 已知函数是定义在上的奇函数,且当时,,则( )
A. 当时,
B. 曲线在处的切线斜率为
C. 方程在区间内恰有两个实根
D. 当时,
11. (多选题)一个正方体内接于一个球,过球心作一截面,如图所示,则截面可能的图形是( )
A. B. C. D.
第Ⅱ卷
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知,则__________.
13. 已知向量,,若在上的投影向量为,则________.
14. 已知集合,,,若集合为有限集合,将集合中的元素个数记为.设,数列的前项和为,则______.
四、解答题:本题共5题,共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
15. 已知的内角A、B、C所对的边分别为a,b,c,设向量,,且.
(1)求角C;
(2)若,的面积为,D为边的中点,求的长.
16. 如图,直三棱柱中,,,,分别为,的中点.
(1)证明:平面;
(2)若三棱锥的体积为,求平面与平面夹角的余弦值.
17. 已知函数.
(1)求证:不是函数的极值点;
(2)设,,是否存在a,使得函数的最小值为2?若存在,求出a的值;若不存在,说明理由.
18. “你好!我是DeepSeek,很高兴见到你!我可以帮你写代码,读文件,写作各种创意内容,请把你的任务交给我吧”,DeepSeek从横空出世到与我们日常相伴,成为我们解决问题的“好参谋,好助手”,AI大模型正在改变着我们的工作和生活的方式.为了了解不同学历人群对DeepSeek的使用情况,随机调查了200人,得到如下数据:
单位:人
学历
使用情况
合计
经常使用
不经常使用
本科及以上
65
35
100
本科以下
50
50
100
合计
115
85
200
(1)依据小概率值的独立性检验,能否认为DeepSeek的使用情况与学历有关?
(2)某校组织“AI模型”知识竞赛,甲、乙两名选手在决赛阶段相遇,决赛阶段共有3道题目,甲、乙同时依次作答,3道试题作答完毕后比赛结束.规定:对同一道题目,两人同时答对或答错,每人得0分;若一人答对另一人答错,答对的得10分,答错的得分,比赛结束累加得分为正数者获胜,两人分别独立答题互不影响,每人每次的答题结果也互不影响,若甲、乙两名选手正确回答每道题的概率分别为,.
(i)求比赛结束后甲获胜的概率;
(ii)求比赛结束后甲获胜的条件下,乙恰好回答对1道题的概率.
附:,其中.
0.1
0.05
0.01
0.005
0.001
2.706
3.841
6.635
7.879
10.828
19. P为椭圆上异于顶点的动点,且C的离心率为,,分别为C的左、右焦点,M为C的左顶点,记,.
(1)求C的方程;
(2)求证:;
(3)设点,过点T作一条不与坐标轴垂直的直线l,交椭圆C于A,B两点,再过点T作一条垂直于x轴的直线分别交直线MA,MB于点D,E.问是否存在t,使得O,D,M,E四点共圆(O为坐标原点)?若存在,求出t的值,若不存在,请说明理由.
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数学试题
第Ⅰ卷
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,只有一个选项是符合题目要求的.
1. 设集合,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】,所以
2. 若复数,则z在复平面内对应的点位于( )
A. 第一象限 B. 第二象限 C. 第三象限 D. 第四象限
【答案】B
【解析】
【详解】复数,
所以复数z在复平面内对应的点位于第二象限.
3. 已知等差数列的前项和为,若,,则( )
A. 17 B. 19 C. 25 D. 30
【答案】C
【解析】
【详解】因为为等差数列,故,故,
而,故,故,则公差,
故.
4. 5名工人各自在4天中选择1天休息,不同方法的种数是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】每一名工人都有4种选择方法,根据分步计数原理求得5名工人不同选择方法的种数.
【详解】每一个工人都有4种选择方法,故5名工人不同方法的种数有种.
5. 为调查某企业年利润Y(单位:万元)和它的年研究费用x(单位:万元)的相关性,收集了5组成对数据(x,y),如表所示:
x
1
2
3
4
5
Y
50
60
70
80
100
由上表中数据求得Y关于x的经验回归方程为,据此计算出样本点处的残差为( )
A. 4 B. 5 C. -4 D. -5
【答案】C
【解析】
【详解】依题意,,,
由回归方程必过样本中心,得,解得,
所以在样本点处的残差为.
6. 若双曲线的一条渐近线与直线垂直,则的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】由直线可得其斜率.
因双曲线的一条渐近线与直线垂直,则其斜率.
因双曲线的渐近线方程为,故,
则的离心率为.
7. 某工厂产生的废气经过滤后排放,过滤过程中废气的污染物含量(单位:)与时间(单位:h)间的关系为,其中是正的常数.如果在前7h消除了的污染物,那么14h后所剩污染物为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】先求出函数关系式,再代入求值.
【详解】由题意得,是正的常数,
故,两边取对数得,故,
所以14h后所剩污染物为.
8. 已知锐角,满足,则的最大值是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】根据和差角公式,结合同角三角关系式,得含的表示,即可根据基本不等式求解最值.
【详解】由得,即,
由于,为锐角,故,
设,则
,
令,当且仅当时取到等号.故的最大值为.
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. 已知,则下列不等式成立的是( )
A. B.
C. D.
【答案】ABD
【解析】
【分析】利用作差法来比较大小可判断AB,利用指数函数单调性可判断C,利用基本不等式可判断D.
【详解】因为所以,即,故A正确;
因为,所以,
即,故B正确;
因为,不能确定指数函数是增函数,即不一定成立,故C错误;
因为,所以,
当且仅当时取等号,即,故D正确;
故选:ABD
10. 已知函数是定义在上的奇函数,且当时,,则( )
A. 当时,
B. 曲线在处的切线斜率为
C. 方程在区间内恰有两个实根
D. 当时,
【答案】BD
【解析】
【分析】先求,再结合奇偶性即可判断A;根据导数的几何意义即可判断B;直接判断的符号即可判断C;构建函数,利用导数判断函数的单调性,得出即可判断D.
【详解】当时,,则,
又因为函数为奇函数,
所以,故A错误;
由A知,当时,,
所以,
所以在处的切线斜率为,故B正确;
由题意知时仍满足,
当时,在内,恒成立,无零点;
当时,在内,恒成立,无零点;
故C错误;
令,,
则,
当时,恒成立,函数单调递增,
所以,即,故D正确.
11. (多选题)一个正方体内接于一个球,过球心作一截面,如图所示,则截面可能的图形是( )
A. B. C. D.
【答案】ABC
【解析】
【分析】根据正方体及外接球的特征判断即可.
【详解】当截面平行于正方体的一个侧面时得C,
当截面过正方体的体对角线时得B,
当截面不平行于任何侧面也不过对角线时得A,
但无论如何都不能截出D.
第Ⅱ卷
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知,则__________.
【答案】
【解析】
【分析】令即可将等式右边化为所求式子,然后计算.
【详解】令,则,
所以,
所以.
13. 已知向量,,若在上的投影向量为,则________.
【答案】
【解析】
【详解】因为在上的投影向量为,
所以.
14. 已知集合,,,若集合为有限集合,将集合中的元素个数记为.设,数列的前项和为,则______.
【答案】
【解析】
【详解】由题意知,,,
所以,
所以.
四、解答题:本题共5题,共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
15. 已知的内角A、B、C所对的边分别为a,b,c,设向量,,且.
(1)求角C;
(2)若,的面积为,D为边的中点,求的长.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)根据得到,再利用正弦定理和余弦定理求解即可;
(2)先根据三角形的面积公式求出,再利用余弦定理求出即可.
【小问1详解】
因为,,且,
所以,
由正弦定理可得:,即,
由余弦定理得:,所以,
又,所以.
【小问2详解】
因为,
由三角形面积公式得:,解得,
因为D为边的中点,所以,
在中,,
即,所以.
16. 如图,直三棱柱中,,,,分别为,的中点.
(1)证明:平面;
(2)若三棱锥的体积为,求平面与平面夹角的余弦值.
【答案】(1)证明过程见解析.
(2)
【解析】
【分析】(1)通过辅助线构造平行四边形证明线面平行即可;
(2)建立空间直角坐标系,利用三棱锥的体积得到所需长度,利用平面的法向量求解两个平面的夹角余弦值即可.
【小问1详解】
设的中点为,连接.
因为分别为的中点,所以,且.
在直三棱柱中,,且,所以,
所以四边形为平行四边形,则.
又平面,平面,所以平面.
【小问2详解】
我们以为原点,分别以为轴建立空间直角坐标系,
设直三棱柱的侧棱长,可得
三棱锥,到底面的距离为,,
因此,解得.
则向量,,,
设平面的法向量为,则,
令,得,,即;
平面的一个法向量为;
设两个平面夹角为,则.
即两个平面的夹角余弦值为.
17. 已知函数.
(1)求证:不是函数的极值点;
(2)设,,是否存在a,使得函数的最小值为2?若存在,求出a的值;若不存在,说明理由.
【答案】(1)证明过程见解析
(2)存在,当时,函数的最小值为2
【解析】
【分析】(1)方法一:利用反证法证明即可.
方法二:对函数求导,分类讨论的单调性,结合函数的极值点定义证明即可.
(2)分类讨论的单调性,计算最小值,看是否存在使得函数的最小值为2.
【小问1详解】
方法一:函数的定义域为,,
若为函数的极值点,则必有,
由得,
当时,,令,则,
当时,,单调递减;当时,,单调递增,
故在处取得最小值,即在上恒成立,且仅在时取等号,
所以在上单调递增,不是的极值点,
当时,,故不是的极值点,
综上,不是函数的极值点,
方法二:函数的定义域为,.
当时,.
令,则.
当时,在上恒成立,
则在上单调递减,即在上单调递减.
当时,;当时,;
因连续,故在的邻域内,单调递减,所以不是极值点.
当时,令,即,解得.
若,即,则.
当时,,单调递减;当时,,单调递增;
所以,即,所以单调递增,所以不是极值点.
若,即,
当时,,单调递减;当时,,单调递增;
所以在处取得最小值.
当时,,所以,即,所以单调递增,所以不是极值点.
当时,,在和上各有一个零点,设为,,
在上,,,单调递减;
在和在上,,,单调递增;
所以不是极值点.
综上,不是函数的极值点.
【小问2详解】
由(1)知,,. .
当时,在上,,单调递减,
所以,不符合题意.
当时,令,即,解得.
若,即时,在上,,单调递减,
所以,不符合题意.
若,即时,在上,,单调递减,
在上,,单调递增,
所以.
令,解得,符合题意.
综上,存在,使得函数的最小值为2.
18. “你好!我是DeepSeek,很高兴见到你!我可以帮你写代码,读文件,写作各种创意内容,请把你的任务交给我吧”,DeepSeek从横空出世到与我们日常相伴,成为我们解决问题的“好参谋,好助手”,AI大模型正在改变着我们的工作和生活的方式.为了了解不同学历人群对DeepSeek的使用情况,随机调查了200人,得到如下数据:
单位:人
学历
使用情况
合计
经常使用
不经常使用
本科及以上
65
35
100
本科以下
50
50
100
合计
115
85
200
(1)依据小概率值的独立性检验,能否认为DeepSeek的使用情况与学历有关?
(2)某校组织“AI模型”知识竞赛,甲、乙两名选手在决赛阶段相遇,决赛阶段共有3道题目,甲、乙同时依次作答,3道试题作答完毕后比赛结束.规定:对同一道题目,两人同时答对或答错,每人得0分;若一人答对另一人答错,答对的得10分,答错的得分,比赛结束累加得分为正数者获胜,两人分别独立答题互不影响,每人每次的答题结果也互不影响,若甲、乙两名选手正确回答每道题的概率分别为,.
(i)求比赛结束后甲获胜的概率;
(ii)求比赛结束后甲获胜的条件下,乙恰好回答对1道题的概率.
附:,其中.
0.1
0.05
0.01
0.005
0.001
2.706
3.841
6.635
7.879
10.828
【答案】(1)认为DeepSeek的使用情况与学历无关
(2)(i);(ii)
【解析】
【分析】(1) 先假设DeepSeek的使用情况与学历无关,再根据卡方的计算式计算出卡方的结果,和6.635去比,根据独立性检验的理论即可做出判断;
(2) (i)对于一道题而言,先分析甲得分的可能情况并求出概率,即可知道比赛结束后甲获胜的所有可能情况,再根据重伯努利实验的概率计算式计算即可;
(ii)由(i)可知甲获胜的概率,只须计算出比赛结束后甲获胜的同时乙恰好回答对1道题的概率,再按照条件概率的计算式计算即可.
【小问1详解】
由题意有:零假设为:DeepSeek的使用情况与学历无关,,
所以据小概率值的独立性检验,没有充分证据推断不成立,
因此可以认为成立,即认为DeepSeek的使用情况与学历无关;
【小问2详解】
(i)当甲,乙同时回答第道题时,甲得分为,
所以,,
比赛结束甲获胜时的得分可能的取值为10,20,30,
所以,,
所以比赛结束后甲获胜的概率,
(ii)设事件“比赛结束后甲获胜”,事件“比赛结束时乙恰好答对一道题”,
,
所以,
所以比赛结束后甲获胜的条件下,乙恰好回答对1道题的概率为.
19. P为椭圆上异于顶点的动点,且C的离心率为,,分别为C的左、右焦点,M为C的左顶点,记,.
(1)求C的方程;
(2)求证:;
(3)设点,过点T作一条不与坐标轴垂直的直线l,交椭圆C于A,B两点,再过点T作一条垂直于x轴的直线分别交直线MA,MB于点D,E.问是否存在t,使得O,D,M,E四点共圆(O为坐标原点)?若存在,求出t的值,若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)因为,由正弦定理可得
,
即,整理可得.
(3)存在,
【解析】
【分析】(1)根据离心率和题设方程求出基本量后可得椭圆方程;
(2)根据正弦定理可求题设的三角恒等式;
(3)设直线,,,且,联立直线方程可求坐标,根据相交弦定理可得坐标关系,结合韦达定理化简后可求的值.
【小问1详解】
由椭圆方程可知:,因为,解得,
所以椭圆的标准方程为.
【小问2详解】
略
【小问3详解】
假设存在,可设直线,,,且,
联立方程,消去可得,
则,可得,
则,,
由题意可知:,则直线,令
,可得,即,同理可得.
若,,,四点共圆,则,可得,
且,则,可得,且,,,
则,整理可得
,
即,
则,
整理可得,解得或(舍去),
所以存在,使得点,,,四点共圆,此时.
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