内容正文:
漯河实验高中2023级高三年级考前测评
数学试题
一、单项选择题(共8小题,每小题5分,共40分)
1. 设全集,集合,则( )
A. B.
C. D.
2. 已知复数z满足,其中i为虚数单位,则z的虚部为( )
A. 1 B. i C. D.
3. 设,是两个随机事件,且发生必定发生,,,给出下列各式,其中正确的是( )
A. B.
C. D.
4. 已知平面向量,,若,则与的夹角的余弦值为( )
A. B. C. D.
5. 已知直线与圆和圆均相切,则的方程为()
A. B.
C. D.
6. 已知,则( )
A. 35 B. 70 C. 210 D. 420
7. 已知双曲线的左,右焦点分别为,,过点作斜率为的直线交双曲线的右支于,两点,其中点在第一象限,若,则双曲线的离心率为( )
A. B. C. 2 D.
8. 已知函数是定义域为的函数,,对任意、,均有,已知、为关于的方程的两个解,则关于的不等式的解集为( )
A. B. C. D.
二、多项选择题(共3小题,每小题6分,共18分)
9. 下列说法正确的是( )
A. 若两个变量的样本相关系数的绝对值越接近1,则这两个变量的线性相关性越强
B. 若随机变量服从正态分布,且,则
C. 一组数据10,11,11,12,13,14,16,18,20,22的上四分位数为11
D. 对具有线性相关关系的变量,其经验回归方程为,若样本数据的中心点为,则实数的值是4
10. 函数,则( )
A. 的值域为
B. 的周期
C. 若,当取得最大值时,
D. 当为奇函数时,
11. 在一个抽奖游戏中,主持人从编号为1,2,3,4的四个外观相同的空箱子中随机选择一个,放入一件奖品,再将四个箱子关闭,只有主持人知道奖品在哪个箱子里,当抽奖人选择了某个箱子后,在箱子打开之前,主持人先随机打开另一个没有奖品的箱子,并问抽奖人是否愿意更改选择以便增加中奖概率,现在已知甲选择了1号箱,用表示号箱有奖品,用表示主持人打开号箱子,下列结论正确的是( ).
A.
B. 主持人打开3号箱的概率
C. 若,且甲更改选择,则他获奖的概率为
D. 若,甲改选2号箱比改选4号箱的中奖概率更大
三、填空题(共3小题,每小题5分,共15分)
12. 不等式的解集为_____.
13. 数列{an}共有5项,前三项成等比数列,后三项成等差数列,第3项等于80,第2项与第4项的和等于136,第1项与第5项的和等于132,则这个数列的第1项是 ___________ .
14. 若不等式对恒成立,则的最大值为___________.
四、解答题(共5小题,共77分)
15. 已知是数列的前n项和,且.
(1)求数列的通项公式;
(2)若,是的前项和,证明:.
16. 已知函数.
(1)求函数的单调区间;
(2)若有两个零点,求实数a的取值范围.
17. 为的直径,垂直于所在的平面,是圆周上不同于的任意一点,,三棱锥体积的最大值为.
(1)当时,求二面角的正弦值;
(2)当的面积最大时,求.
18. 某芯片公司生产两种芯片,一种是用于人工智能计算的甲类芯片,另一种是用于基础信号传输的乙类芯片.现将4个甲类芯片和2个乙类芯片混合放置在一个容器中,这些芯片外观完全相同.
(1)质检员从中随机抽取2个芯片进行破坏性测试,求至少抽到1个乙类芯片的概率;
(2)自动化测试机随机逐个对芯片进行性能检测,检测过的芯片不再放回,直到甲类芯片或乙类芯片被全部检测完毕时停止,记停止时检测的芯片总数为,求的分布列与数学期望.
19. 已知抛物线的焦点为为上一点,且.
(1)求的方程;
(2)过点作两条相互垂直的直线分别与交于两点.
(i)证明:直线过定点;
(ii)若直线分别与轴交于两点,记的面积分别为,当时,求的取值范围.
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漯河实验高中2023级高三年级考前测评
数学试题
一、单项选择题(共8小题,每小题5分,共40分)
1. 设全集,集合,则( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】∵全集,集合,
∴.
2. 已知复数z满足,其中i为虚数单位,则z的虚部为( )
A. 1 B. i C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】由题知,
所以z的虚部为1.
故选:A.
3. 设,是两个随机事件,且发生必定发生,,,给出下列各式,其中正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】由题设知,即,,结合条件概率公式判断各项正误.
【详解】由,是两个随机事件,且发生必定发生,知:,即,,
所以,,,A、B、D错,C对;
故选:C
4. 已知平面向量,,若,则与的夹角的余弦值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】因为,则,则,解得,
则,,
则与的夹角的余弦值为.
5. 已知直线与圆和圆均相切,则的方程为()
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】通过计算可知两个圆内切,故两圆相减得到的方程即为所求.
【详解】圆的圆心为,半径为,
圆的圆心为,半径为
所以两个圆内切,因此与两圆均相切的直线为两个圆的公共弦所在的直线方程,
所以
整理得,
故选:.
6. 已知,则( )
A. 35 B. 70 C. 210 D. 420
【答案】B
【解析】
【分析】写出二项式展开式的通项公式,求出,即可求解.
【详解】的展开式的通项为,
故,,
故.
故选:B.
7. 已知双曲线的左,右焦点分别为,,过点作斜率为的直线交双曲线的右支于,两点,其中点在第一象限,若,则双曲线的离心率为( )
A. B. C. 2 D.
【答案】C
【解析】
【分析】利用双曲线的定义式,结合题设条件,推得,设在中,利用余弦定理可得关于的齐次方程,解之即得离心率.
【详解】
如图,根据双曲线的定义得,,
由于,,则,
所以.设由题可得,则,
在中,由余弦定理,可得整理得,
即,因,则可得 .
故选:C.
8. 已知函数是定义域为的函数,,对任意、,均有,已知、为关于的方程的两个解,则关于的不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】由韦达定理可得出,可得出,且,分析函数的对称性和单调性,将所求不等式变形为,结合函数的单调性可求得的取值范围.
【详解】因为、为关于的方程的两个解,
则,解得,由韦达定理可得,
因为函数是定义域为的函数,,即,
所以,函数的图象关于点对称,则且,
因为对任意、,均有,即,
所以,函数在上为增函数,则该函数在上也为增函数,
从而可知,函数在上为增函数,
由可得,解得,所以,,
因此,关于的不等式的解集为.
故选:D.
【点睛】方法点睛:利用函数的对称性与单调性求解抽象函数不等式,要设法将隐性划归为显性的不等式来求解,方法是:
(1)把不等式转化为;
(2)判断函数的单调性,再根据函数的单调性把不等式的函数符号“”脱掉,得到具体的不等式(组),但要注意函数对称性的区别.
二、多项选择题(共3小题,每小题6分,共18分)
9. 下列说法正确的是( )
A. 若两个变量的样本相关系数的绝对值越接近1,则这两个变量的线性相关性越强
B. 若随机变量服从正态分布,且,则
C. 一组数据10,11,11,12,13,14,16,18,20,22的上四分位数为11
D. 对具有线性相关关系的变量,其经验回归方程为,若样本数据的中心点为,则实数的值是4
【答案】AB
【解析】
【详解】对于A:相关系数的取值范围为,其绝对值越接近1,表示两个变量的线性相关程度越强;
越接近0,线性相关程度越弱,这是统计学中的基本结论,因此A正确;
对于B:已知,则均值,
由正态分布的对称性,得:,又已知,
所以因此B正确;
对于C:上四分位数的位置为,
故上四分位数为第8个数,因此C错误;
对于D:经验回归方程为,样本中心点为,
回归直线必过样本中心点,代入得,
解得,因此D错误.
10. 函数,则( )
A. 的值域为
B. 的周期
C. 若,当取得最大值时,
D. 当为奇函数时,
【答案】AC
【解析】
【分析】由题意知,再结合三角函数性质判断各选项即可得答案.
【详解】对于A,由题意知:,
其中,则的值域为,故A正确;
对于B,对于的最小正周期为,故B错误;
对于C,若,,
当取得最大值时,,即,
所以,故C正确;
对于D,当为奇函数时,,即,
所以,故D错误.
11. 在一个抽奖游戏中,主持人从编号为1,2,3,4的四个外观相同的空箱子中随机选择一个,放入一件奖品,再将四个箱子关闭,只有主持人知道奖品在哪个箱子里,当抽奖人选择了某个箱子后,在箱子打开之前,主持人先随机打开另一个没有奖品的箱子,并问抽奖人是否愿意更改选择以便增加中奖概率,现在已知甲选择了1号箱,用表示号箱有奖品,用表示主持人打开号箱子,下列结论正确的是( ).
A.
B. 主持人打开3号箱的概率
C. 若,且甲更改选择,则他获奖的概率为
D. 若,甲改选2号箱比改选4号箱的中奖概率更大
【答案】BC
【解析】
【详解】对于A,奖品在号箱里,主持人可打开号箱,故,故A错误;
对于B,奖品在号箱里,主持人可打开号箱,故,
奖品在号箱里,主持人只能打开号箱,故,
奖品在号箱里,主持人打开号箱的概率为,故,
奖品在号箱里,主持人只能打开号箱,故,
由全概率公式可得:,故B正确;
对于C、D,
(1)若甲不更改选择时,由贝叶斯公式计算
.
从而.
(2)当甲更改选择时
①若甲改选号箱,甲中奖的概率为,
②若甲改选号箱,甲中奖的概率为,
因此甲更改选择,获奖的概率为,故C正确;
而,即甲改选号箱与改选号箱的中奖概率一样,故D错误.
三、填空题(共3小题,每小题5分,共15分)
12. 不等式的解集为_____.
【答案】
【解析】
【分析】利用对数函数的单调性结合函数的定义域可求解.
【详解】由,得,
所以不等式的解集为.
故答案为:.
13. 数列{an}共有5项,前三项成等比数列,后三项成等差数列,第3项等于80,第2项与第4项的和等于136,第1项与第5项的和等于132,则这个数列的第1项是 ___________ .
【答案】20或180
【解析】
【分析】利用等差等比数列通项,建立方程组可求解,即可
【详解】设前三项的公比为,后三项的公差为,则数列的各项依次为,,80,,.
于是得,解方程组,得或,
所以这个数列是20,40,80,96,112或180,120,80,16,,
则这个数列的第1项是20或180
14. 若不等式对恒成立,则的最大值为___________.
【答案】##
【解析】
【分析】设,将问题转化为,利用导数求出,再转化为,设,利用导数求出即可.
【详解】设,因为对任意的恒成立,则,
求导得
令得,,
当时,,函数在区间单调递减;
当时,,函数在区间单调递增;
所以,所以,
则,
设,,
当时,,函数在区间单调递增;
当时,,函数在区间单调递减;
所以,即的最大值为,的最大值为.
故答案为:.
四、解答题(共5小题,共77分)
15. 已知是数列的前n项和,且.
(1)求数列的通项公式;
(2)若,是的前项和,证明:.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【解析】
【分析】(1)根据与的关系求解;(2)利用裂项相消法求和即可证明.
【小问1详解】
时,,
时,
经验证时
∴
【小问2详解】
时
时,,
,
∴.
16. 已知函数.
(1)求函数的单调区间;
(2)若有两个零点,求实数a的取值范围.
【答案】(1)
当时,的单调减区间为,无增区间;
时,的单调减区间为,增区间为;
(2)
【解析】
【分析】(1)首先求函数的导数,再分和两种情况讨论函数的单调性;
(2)首先根据(1)的结果可知且,再结合零点存在性定理,即可证明.
【小问1详解】
根据条件则
当时,在定义域内恒成立,因此在递减;
当时,由,解得;,解得
因此:当时,的单调减区间为,无增区间;
时,的单调减区间为,增区间为;
注:区间端点处可以是闭的
【小问2详解】
若有两个零点,有(1)可知且
则必有
即,解得
又因,
即,
当时,恒成立,即在单调递减,
可得,
也即得在恒成立,
从而可得在,区间上各有一个零点,
综上所述,若有两个零点实数a的范围为
17. 为的直径,垂直于所在的平面,是圆周上不同于的任意一点,,三棱锥体积的最大值为.
(1)当时,求二面角的正弦值;
(2)当的面积最大时,求.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)由题意,利用三棱锥体积的最大值求出的半径,建系后,写出相关点和向量的坐标,利用空间向量的夹角公式计算即得;
(2)利用(1)的坐标系,设,表示出相关点和向量的坐标,利用点到直线距离的向量公式求出点到直线的距离的表达式,利用二次函数的性质求出其最大值即得的面积的最大值,以及此时的值.
【小问1详解】
设的半径为,则,,
因平面,故当三棱锥体积取得最大值时,中边上的高最大,即为半径长,
故有,解得.
如图以点为原点,所在直线分别为轴,以平面上过点的的垂线为轴,建立空间直角坐标系.
因,易得,则,
又,
设平面的法向量为,
则,令,取,
易得平面的一个法向量为,
则,
设二面角的平面角为,则,
即二面角的正弦值为;
【小问2详解】
由(1)可得,设,则,,
,则,
所以,则与同方向的单位向量为,
于是点到直线的距离为
,
因的面积为,,
故当且仅当 时,的面积最大,此时.
18. 某芯片公司生产两种芯片,一种是用于人工智能计算的甲类芯片,另一种是用于基础信号传输的乙类芯片.现将4个甲类芯片和2个乙类芯片混合放置在一个容器中,这些芯片外观完全相同.
(1)质检员从中随机抽取2个芯片进行破坏性测试,求至少抽到1个乙类芯片的概率;
(2)自动化测试机随机逐个对芯片进行性能检测,检测过的芯片不再放回,直到甲类芯片或乙类芯片被全部检测完毕时停止,记停止时检测的芯片总数为,求的分布列与数学期望.
【答案】(1)
(2)
2
3
4
5
.
【解析】
【分析】(1)用对立事件处理,即“至少抽到1个乙类芯片”的对立事件是“抽到的2个芯片均为甲类芯片”;
(2)把6个芯片的检测顺序看作随机排列,停止时间由2个乙类芯片的位置决定:若前2个均为乙类则,若第2个乙类出现在第3位则,若第2个乙类出现在第4位或前4个均为甲类则,其余情况为.分别计数即可得到分布列,再由数学期望公式求出.
【小问1详解】
(1)设“至少抽到1个乙类芯片”为事件,则表示事件“抽取的两个芯片都是甲类芯片”,
则.
【小问2详解】
由题意知的所有可能取值为2,3,4,5.
,,
,,
所以的分布列为
2
3
4
5
.
19. 已知抛物线的焦点为为上一点,且.
(1)求的方程;
(2)过点作两条相互垂直的直线分别与交于两点.
(i)证明:直线过定点;
(ii)若直线分别与轴交于两点,记的面积分别为,当时,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
证明:法一:由题意知直线的斜率存在,.
设直线的方程为,
联立)得,
则,
,
,
所以,
解得或.
当时,直线的方程为,过点,不符合题意,舍去;
当时,直线的方程为,恒过点.
综上,直线BD过定点.
法二:由题意知,设,
则,
同理可得.
由,得,
整理得①.
直线BD的方程为,
,
两式相加得,
即,
即.
由①得,故直线BD过点.
(ii)
【解析】
【分析】(1)由点在抛物线上及焦半径公式列出等式求解即可;
(2)(i)法一:设直线的方程为,联立抛物线方程,由韦达定理,结合,求得或即可;法二:设,由,结合直线BD的方程为,代入化简得到即可求证;(ii)设,设直线的方程为,直线的方程为,结合弦长公式及三角形面积公式,进而可求解;
【小问1详解】
解:因为点在C上,
所以.
因为,所以,
则,解得,
所以的方程为.
【小问2详解】
(i)略
(ii)解:设,易知直线和的斜率均存在且不为0,设直线的方程为,直线的方程为,
此时,
则.
由,得.
联立得,
由,得,
同理,所以,
则,
同理可得,
所以,
,
由题意得
.
因为在和上均单调递增,
所以,
又,
即16,
所以.
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