内容正文:
树德中学高2023级高考适应性考试数学试题
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,只有一个选项是正确的.
1. 已知全集,集合,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】根据集合的运算求解即可.
【详解】,所以.
2. 命题“”的否定是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】因为带量词的命题的否定只需改变量词,否定结论,
所以命题“”的否定是“”.
3. 已知复数满足,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】直接根据复数的除法运算即可得出答案.
【详解】解:因为,
所以.
故选:B.
4. 若不等式的解集是,则不等式的解集是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】由题意得为方程的根,且,进而结合韦达定理求得,进而求解不等式即可.
【详解】由题意,为方程的根,且,
则,即,
则不等式,即为,
则,即,解得,
所以不等式的解集是.
故选:C
5. 当直线与圆相交所得弦长最短时,实数的值为( )
A. 1 B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】求出直线过定点,求出圆的圆心和半径,当时,直线与圆相交所得弦长最短,根据斜率得到方程,求出答案.
【详解】直线过定点,
圆的标准方程为,则圆心为,半径为.
定点在圆内,当时,直线与圆相交所得弦长最短.
因为,所以直线的斜率为1,故,解得.
6. 已知数列为正项等比数列,,则的值为( )
A. 10 B. 16 C. 15 D. 11
【答案】D
【解析】
【详解】数列为正项等比数列,所以,
,得.
又,得.
所以.
7. 已知是双曲线的右焦点,直线与双曲线交于,两点,其中在第一象限,,且,则双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】如图:
设双曲线的左焦点为,根据双曲线的对称性可得:,且.
所以.
结合双曲线的定义,,.
在中,.
由余弦定理,,
整理得:,所以.
8. 已知函数,则函数的零点个数为( )
A. 2 B. 0 C. 3 D. 无穷
【答案】A
【解析】
【分析】根据函数表达式确定函数在()上是增函数且,零点个数转化为函数与的图象交点个数,作出它们的大致图象后,观察可得交点个数,从而得结论.
【详解】由,得在区间上的函数值都是区间上相应函数值的一半,,
又时,是增函数,即,
所以,因此时,,
令,它在上是减函数,,,,
当时,,
作出和在上图象,如图,由图可知:
在时,的图象与的图象没有交点,所以在上,它们只有两个交点,
所以的零点个数为2.
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.全部选对得6分,部分选对的得部分分,选对但不全的得部分分,有选错的得0分.
9. 下列命题中正确的是( )
A. 数据的分位数是
B. 频率分布直方图中各个小矩形的面积和为
C. 分层随机抽样中每个个体入样的概率不相等
D. 将总体划分为两层,其个体数分别为,通过分层随机抽样,得到两层的样本平均数和样本方差分别为和,若,则总体方差
【答案】ABD
【解析】
【分析】根据第百分位数的定义计算判断A;根据频率分布直方图的频率性质判断B;根据分层随机抽样的概率和方差公式判断C,D;
【详解】对于A,将数据排列可得:,因为,第8个数据即为分位数为,A正确;
对于B,由频率分布直方图中,频率之和等于1,各个小矩形的面积和为1,B正确;
对于C,分层随机抽样中每个个体入样的概率相等,均为样本容量与总体容量的比值,C错误;
对于D,根据分层随机抽样,总体的平均数为,
则,总体的方差
,D正确.
故选:ABD.
10. 已知数列的前项和,则( )
A. 是公差为2的等差数列 B.
C. 数列是等差数列 D.
【答案】ABC
【解析】
【详解】由,当时,,
当时,,
当时,上式也成立,所以,故B正确;
因为,所以是等差数列,故A正确;
对于C,,因为,所以数列是等差数列,故C正确;
对于D,令,则,
所以当时,,当时,,
故,故D错误.
11. 已知函数,其中常数.将函数的图象向左平移个单位,再将所得图象上各点的横坐标缩短为原来的倍,纵坐标不变,再向上平移1个单位,得到函数的图象.( )
A. 若,则
B. 若,,则
C. 若在上单调递增,则
D. 若,在区间上至少含有30个零点,则的最小值为
【答案】ACD
【解析】
【分析】根据函数图象的平移变换,得到,结合正弦型函数的周期性、值域即可判断AB;根据正弦型函数的单调性得到,,由此求解即可判断C;要使最小,则,,研究的零点进而求出结果,判断D.
【详解】函数的图象向左平移个单位,得到;
将所得图象上各点的横坐标缩短为原来的倍,纵坐标不变,得到;
向上平移1个单位,得到函数的图象,所以.
对于A,若,则,A正确.
对于B,若,,
当时,,,则,B错误.
对于C,若在上单调递增,则,所以.
则,,解得,,当时,,
又,所以,C正确.
对于D,若,,
令,则.
令,设在区间上的30个零点分别为,
则,,,在上有30个零点,
要使最小,则,,因为在每个周期内各有两个函数值为,
所以15个周期里面有30个零点,则最小时,
若,,
则,所以,即的最小值为,D正确.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知向量,,则在方向上的投影向量的坐标为________.
【答案】
【解析】
【详解】∵ 向量,,
∴ ,.
根据投影向量的定义,在方向上的投影向量为,
代入数据得投影向量为.
13. 展开式中只有第5项的二项式系数最大,则各项系数之和为________.
【答案】1
【解析】
【分析】先依据二项式系数的对称性确定的取值,再用赋值法计算展开式的各项系数之和.
【详解】展开式中只有第5项的二项式系数最大,则该展开式共9项,即,解得,
取,得展开式各项系数之和为.
14. 将上底面半径为2,下底面半径为4,母线长为6的一个圆台打磨成一个球,再将此球打磨成一个圆柱,则该圆柱体积的最大值为_________.
【答案】
【解析】
【详解】
如图,由圆台的轴截面可知,当母线长等于上、下底面圆的半径之和时,圆台有内切球.
因为,所以该圆台有内切球,
故当打磨成该圆台的内切球时,球的体积最大.
记内切球半径为R,可得,.
记圆柱的底面半径为r,高为h,
易知圆柱体积最大时其外接球为圆台的内切球,
所以,则,,
此时圆柱的体积.
设,,则.
当时,,单调递增;
当时,,单调递减.
所以,所以该圆柱体积的最大值为.
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. 在直角坐标系中,动圆P与圆外切,且与直线相切,记P的轨迹为E.
(1)求E的方程;
(2)若直线l与E交于x轴异侧两点A,B,且.证明:l过定点
【答案】(1)
(2)当直线l斜率为0时,l与抛物线有且只有一个交点,
则可设直线l的方程为,,,联立,
得,,,,
,
,
,或,由题(舍去),则,l过定点.
【解析】
【分析】(1)根据几何关系,结合抛物线定义即可得解;
(2)设直线l的方程为,联立抛物线方程消去,利用韦达定理代入求出即可得证.
【小问1详解】
由题意,动圆圆心P到点的距离比其到直线的距离大1,
圆心P到点的距离等于它到直线的距离,
圆心P的轨迹E是以点为焦点,以直线为准线的抛物线,
设E的方程为(),则,,E的方程为.
【小问2详解】
略.
16. 已知,,.
(1)求函数的解析式及最小正周期;
(2)设的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若且,求周长的最大值.
【答案】(1)解析式为;最小正周期为
(2)
【解析】
【分析】(1)根据数量积的坐标形式,二倍角公式,及辅助角公式即可得到的解析式,进而得到最小正周期;
(2)结合(1)及题意得到的值,再根据余弦定理,均值不等式得到取值范围,进而得到周长的最大值.
【小问1详解】
由,,
则,
所以的最小正周期为.
【小问2详解】
由,即,即,
又B为的内角,则,则,
所以,解得,
又,由余弦定理有,得,即,
由均值不等式有,则,
即,即,解得,
当且仅当时取等号,此时为等边三角形,
所以周长的最大值为.
17. 如图所示,在四棱锥中,,,.
(1)若平面,证明:平面;
(2)若底面,,二面角的正弦值为,求的长.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【解析】
【分析】(1)根据三角形三边长可得到三角形角度,再根据线面垂直得到线线垂直,结合同一平面内垂直于同一条直线的两条直线平行,即可得到线面平行;
(2)建立空间直角坐标系,求出两平面的法向量,由空间向量夹角的余弦公式列方程,即可得求答案.
【小问1详解】
证明:∵,,,即,
∴,即,
∵平面,平面,
∴,
∴,又平面,平面,
∴平面;
【小问2详解】
∵底面,底面,
∴,,又,
以点为原点,以所在的直线为轴,过点作的平行线为轴,建立空间直角坐标系如图所示:
令,则,
,则,
,
设平面的法向量为,
∴,
令,则,
∴,
设平面的法向量为,
∴,
令,则,
∴,
∵二面角的正弦值为,则余弦值为,
又二面角为锐角,∴,
解得,所以.
18. 设函数,.
(1)若,,求在上的最小值;
(2)已知.
①若在上单调递增,求的最大值;
②证明:对任意,.
【答案】(1)
(2)① 2
②由①可知对任意的恒成立,
则对任意,必有,
,
……
,
,
则上述式子累加可得,
又,则,
左右两边乘以,得.
因此.
【解析】
【分析】(1)求导,结合导数的符号分析的单调性,进而即可求解的最小值;
(2)①求导,根据题意有恒成立,再研究不等式取,从而得到,再研究不等式的系数,取,,从而验证恒成立,进而即可得到的最大值;
②结合①,得到对任意的恒成立,再一直取,进而利用累加法即可得证.
【小问1详解】
若,,则,,
则,
令,解得,,
当时,;当时,,
则在上单调递减;上单调递增,
所以的最小值为.
【小问2详解】
①由,则
因为在上单调递增,所以恒成立.
取,则,即,
当,时,恒成立,
因此的最大值为2.
②略
19. 在平面直角坐标系中,一个质点在随机外力的作用下,从原点出发,每秒等可能地向左、向右、向上或向下移动一个单位.
(1)若质点只能在x轴上移动,记第n秒末质点回到原点的概率为,求,;
(2)从原点出发,每秒等可能地向左、向右、向上或向下移动一个单位.
①设质点在第2秒末移动到点,记的取值为随机变量X,求X的分布列和数学期望;
②记第n秒末质点回到曲线上的概率为,求.
参考公式:
【答案】(1),
(2)① X的分布列为:
X
0
2
4
P
期望为2;②
【解析】
【分析】(1)利用分步乘法计数原理和组合知识,结合古典概型概率公式求解即可;
(2)①列出所有样本点,根据古典概型概率公式求概率,然后可得分布列;
②设第秒末质点回到原点的概率为,定义,,则或,根据求解即可.
【小问1详解】
若质点只能在x轴上移动,每秒有2种可能,4秒移动方式共有种,
第4秒末质点回到原点,则必定向左移动2步,向右移动2步,有种,
故;
第秒末质点回到原点,则必定向左移动n步,向右移动n步,故.
【小问2详解】
①因在1秒末,质点会等可能地出现在,,,四点处,
故在第2秒末可能运动到点,,,各两种情形,
,,,各一种情形,有4种情形,共计16种情形,
随机变量X表示的取值,故X的可能取值为0,2,4,
对应的概率分别为:,,,
故X的分布列为:
X
0
2
4
P
期望为.
②第秒末质点要回到原点,则必定向左移动k步,向右移动k步,向上移动步,
向下移动步.
设第秒末质点回到原点的概率为,则
.
记第n秒末质点的位置为,定义,,
则,,
易知与取的概率均为.
又因为,故或,
则,
又易知,,
所以.
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树德中学高2023级高考适应性考试数学试题
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,只有一个选项是正确的.
1. 已知全集,集合,,则( )
A. B. C. D.
2. 命题“”的否定是( )
A. B.
C. D.
3. 已知复数满足,则( )
A. B. C. D.
4. 若不等式的解集是,则不等式的解集是( )
A. B. C. D.
5. 当直线与圆相交所得弦长最短时,实数的值为( )
A. 1 B. C. D.
6. 已知数列为正项等比数列,,则的值为( )
A. 10 B. 16 C. 15 D. 11
7. 已知是双曲线的右焦点,直线与双曲线交于,两点,其中在第一象限,,且,则双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
8. 已知函数,则函数的零点个数为( )
A. 2 B. 0 C. 3 D. 无穷
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.全部选对得6分,部分选对的得部分分,选对但不全的得部分分,有选错的得0分.
9. 下列命题中正确的是( )
A. 数据的分位数是
B. 频率分布直方图中各个小矩形的面积和为
C. 分层随机抽样中每个个体入样的概率不相等
D. 将总体划分为两层,其个体数分别为,通过分层随机抽样,得到两层的样本平均数和样本方差分别为和,若,则总体方差
10. 已知数列的前项和,则( )
A. 是公差为2的等差数列 B.
C. 数列是等差数列 D.
11. 已知函数,其中常数.将函数的图象向左平移个单位,再将所得图象上各点的横坐标缩短为原来的倍,纵坐标不变,再向上平移1个单位,得到函数的图象.( )
A. 若,则
B. 若,,则
C. 若在上单调递增,则
D. 若,在区间上至少含有30个零点,则的最小值为
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知向量,,则在方向上的投影向量的坐标为________.
13. 展开式中只有第5项的二项式系数最大,则各项系数之和为________.
14. 将上底面半径为2,下底面半径为4,母线长为6的一个圆台打磨成一个球,再将此球打磨成一个圆柱,则该圆柱体积的最大值为_________.
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. 在直角坐标系中,动圆P与圆外切,且与直线相切,记P的轨迹为E.
(1)求E的方程;
(2)若直线l与E交于x轴异侧两点A,B,且.证明:l过定点
16. 已知,,.
(1)求函数的解析式及最小正周期;
(2)设的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若且,求周长的最大值.
17. 如图所示,在四棱锥中,,,.
(1)若平面,证明:平面;
(2)若底面,,二面角的正弦值为,求的长.
18. 设函数,.
(1)若,,求在上的最小值;
(2)已知.
①若在上单调递增,求的最大值;
②证明:对任意,.
19. 在平面直角坐标系中,一个质点在随机外力的作用下,从原点出发,每秒等可能地向左、向右、向上或向下移动一个单位.
(1)若质点只能在x轴上移动,记第n秒末质点回到原点的概率为,求,;
(2)从原点出发,每秒等可能地向左、向右、向上或向下移动一个单位.
①设质点在第2秒末移动到点,记的取值为随机变量X,求X的分布列和数学期望;
②记第n秒末质点回到曲线上的概率为,求.
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