内容正文:
数学试题
一、单选题
1. 曲线在处的切线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】先对函数求导,得到,再结合,即可得解.
【详解】,则,又,
则所求切线方程为,即.
故选:A.
2. 已知,则( )
A. 11 B. 12 C. 13 D. 14
【答案】D
【解析】
【详解】由组合数性质知,
所以,所以,得
3. 已知是公差不为0的等差数列,若成等比数列,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】已知是公差不为0的等差数列,首项为,设公差为,
则,
,
已知成等比数列,
则,
展开整理得,解得(舍去)或,
,
.
4. 已知盒子中装有个红球和2个白球,从中任取3个球(取到每个球都是等可能的),用随机变量表示取到的红球个数,的分布列如下表所示,则( )
1
2
3
A. 4 B. 5 C. 6 D. 9
【答案】B
【解析】
【分析】由求出,再分别由求出,由期望公式求出,最后由期望性质求出.
【详解】由题意可得,解得或(舍去).
因为,,
所以,
则.
5. 已知,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】应用条件概率计算即可.
【详解】,则.
故选:C.
6. 设,这两个正态曲线如图所示.则下列选项正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】因为,两曲线分别关于和对称,
所以由图可知,所以A错误;
因为X的分布曲线“高瘦”,Y的分布曲线“矮胖”,所以 ,所以B错误;
由正态分布在区间上的概率的几何意义,有, C错误;
,D正确.
7. 在数字通信中,信号是由数字0和1组成的序列.由于随机因素的干扰,发送的信号0或1有可能被错误地接收为1或0.已知发送信号0时,接收为0和1的概率分别为0.8和0.2;发送信号1时,接收为1和0的概率分别为0.9和0.1,假设发送信号0和1是等可能的.已知接收的信号为0,则发送的信号是1的概率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】由全概率公式求出接收到的信号为0的概率,再利用条件概率公式计算即可求解.
【详解】设“发送的信号为0”, “接收到的信号为0”,则“发送的信号为1”, “接收到的信号为1”,
由题意得,,,,,
,
.
8. 已知函数,若恒成立,则正实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】不等式整理为,构造函数,利用单调性得到,再构造,进而得到,从而.
【详解】,,且,
两边加上得,,
设,则,所以单调递增,
,即,
令,则,
的定义域是,
当时,,单调递增,当时,,单调递减,
当时,取得极大值即为最大值,,
,.
故选:C.
【点睛】方法点睛:将等式两边整理为结构相同的形式,由此构造新函数,本题中将整理为,从而构造函数求解.
二、多选题
9. 已知某地10月份第x天的平均气温为y(单位:℃),x,y线性相关,由x,y的前7天样本数据求得的经验回归方程为,则下列说法正确的是( )
A. x,y负相关
B. 第8天的平均气温为18℃
C. 前7天平均气温的平均数为19℃
D. 若剔除偏离经验回归直线最大的一个异常点,则相关系数变大
【答案】AC
【解析】
【分析】根据已知利用回归直线的性质依次判断各选项即可得出结果.
【详解】因为,所以A正确;
第8天的平均气温的预测值为18℃,但实际值不一定是18℃,B错误;
由,及在经验回归直线上,得,C正确;
因为x,y负相关,所以相关系数,
剔除偏离经验回归直线最大的一个异常点后,变大,但r变小,D错误.
故选:AC.
10. 若展开式中所有二项式系数之和为1024,且,则( )
A.
B.
C. 能被200整除
D. 除以7所得的余数为2
【答案】ACD
【解析】
【分析】根据题意得到,结合换元法得到;结合通项公式判断A;根据赋值法即可判断B;结合求导及赋值法判断C;结合赋值法及二项式定理判断D.
【详解】由题意知,,解得.
于是,,
令,则,代入得.
展开式的通项公式为.
对于A:令,则,所以,故,A正确.
对于B:令,则,
令,则,
所以,B错误.
对于C:对两边求导得,,
令,则,
故能被200整除,C正确.
对于D:令,则.
,
因为均能被7整除,所以只需判断的余数即可.
又,所以.
综上,除以7所得的余数为2,D正确.
11. 设函数,则( )
A. 当时,有三个零点
B. 当时,是的极大值点
C. 存在a,b,使得为曲线的对称轴
D. 存在a,使得点为曲线的对称中心
【答案】AD
【解析】
【分析】A选项,先分析出函数的极值点为,根据零点存在定理和极值的符号判断出在上各有一个零点;B选项,根据极值和导函数符号的关系进行分析;C选项,假设存在这样的,使得为的对称轴,则为恒等式,据此计算判断;D选项,若存在这样的,使得为的对称中心,则,据此进行计算判断,亦可利用拐点结论直接求解.
【详解】A选项,,由于,
故时,故在上单调递增,
时,,单调递减,
则在处取到极大值,在处取到极小值,
由,,则,
根据零点存在定理在上有一个零点,
又,,则,
则在上各有一个零点,于是时,有三个零点,A选项正确;
B选项,,时,,单调递减,
时,单调递增,
此时在处取到极小值,B选项错误;
C选项,假设存在这样的,使得为的对称轴,
即存在这样的使得,
即,
根据二项式定理,等式右边展开式含有的项为,
于是等式左右两边的系数都不相等,原等式不可能恒成立,
于是不存在这样的,使得为的对称轴,C选项错误;
D选项,
方法一:利用对称中心的表达式化简
,若存在这样的,使得为的对称中心,
则,事实上,
,
于是
即,解得,即存在使得是的对称中心,D选项正确.
方法二:直接利用拐点结论
任何三次函数都有对称中心,对称中心的横坐标是二阶导数的零点,
,,,
由,于是该三次函数的对称中心为,
由题意也是对称中心,故,
即存在使得是的对称中心,D选项正确.
故选:AD
【点睛】结论点睛:(1)的对称轴为;(2)关于对称;(3)任何三次函数都有对称中心,对称中心是三次函数的拐点,对称中心的横坐标是的解,即是三次函数的对称中心
三、填空题
12. 设随机变量的概率分布列为,其中,那么的值为______.
【答案】
【解析】
【详解】根据分布列的性质可得,,解得.
13. 已知数列满足,,且.若是数列的前项积,求的最大值为______.
【答案】
【解析】
【分析】由且可推出,再求出,利用函数思想求其最大值即可.
【详解】解:因为,且,所以,
所以数列为等比数列,则数列,
所以,
因为,
又因为,所以当或时,取最大值,
所以
故答案为:
14. 初等数论中的四平方和定理最早由欧拉提出,后被拉格朗日等数学家证明.四平方和定理的内容是:任意正整数都可以表示为四个自然数的平方和,例如正整数.设,其中,,,均为自然数,则满足条件的有序数组的个数为__________.(用数字作答)
【答案】48
【解析】
【分析】分类讨论四个数的组成后,由排列数公式与计数原理求解即可.
【详解】依题意,均为不超过6的自然数,
最大数为6的情况:,此时共有个有序数组;
最大数为5的情况:,此时共有个有序数组;
最大数为4的情况:,此时共有个有序数组;
当最大数为3时,,不满足题意,
由分类加法计数原理,满足条件的有序数组的个数是.
故答案为:48
四、解答题
15. 已知数列 .
(1)令 ,证明数列 是等差数列,并求出通项公式;
(2)求数列 的前 项和 .
【答案】(1)证明: ,
两端除以 ,得 ,即 ,
由 ,得 ,
所以数列 是以 4 为首项,3 为公差的等差数列,
(2) .
【解析】
【分析】(1)由数列递推式变形后,利用等差数列定义证明并求出其通项公式;
(2)先利用(1)的结论,求出,再由错位相减法即可求得.
【小问1详解】
略
【小问2详解】
,
,①
由①-②,得 ,
.
16. 近年来,国家鼓励德智体美劳全面发展,舞蹈课是学生们热爱的课程之一,某高中随机调研了本校2023年参加高考的90位考生是否喜欢跳舞的情况,经统计,跳舞与性别情况如下表:(单位:人)
喜欢跳舞
不喜欢跳舞
女性
25
35
男性
5
25
(1)根据表中数据并依据小概率值的独立性检验,分析喜欢跳舞与性别是否有关联?
(2)用样本估计总体,用本次调研中样本的频率代替概率,从2023年本市考生中随机抽取3人,设被抽取的3人中喜欢跳舞的人数为X,求X的分布列及数学期望.
附:,.
0.10
0.05
0.025
0.010
0.005
2.706
3.841
5.024
6.635
7.879
【答案】(1)认为喜欢跳舞与性别有关联
(2)
0
1
2
3
.
【解析】
【分析】(1)计算出的值,对照卡方表完成检验;
(2)分别计算出样本中喜欢跳舞和不喜欢跳舞的概率,根据二项分布即可求出随机变量的分布列和数学期望.
【小问1详解】
零假设::喜欢跳舞与性别无关联,
由题意,,
依据小概率值的独立性检验,可推断不成立,即认为喜欢跳舞与性别有关联.
【小问2详解】
由题知,考生喜欢跳舞的概率,不喜欢跳舞的概率为
X的可能取值为0,1,2,3
,,
,
所以X的分布列如下:
0
1
2
3
由,数学期望.
17. 在正三棱柱中,已知分别是棱的中点.
(1)证明: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)根据面面平行的判定定理来证明
(2)先建立空间直角坐标系,再分别求出平面和平面的法向量,最后计算夹角的余弦值.
【小问1详解】
在矩形中,分别为的中点,连接,则,
在与中,易得,,因为,所以,
因为平面,平面,所以平面,
同理,,因为平面,平面,所以平面,
又因平面,故平面平面.
【小问2详解】
以中点为坐标原点,所在直线为x轴正方向,所在直线为y轴正方向,
过点 和平面垂直的直线为z轴正方向,建立如图所示的空间直角坐标系,
则,
设平面的法向量为,
因,,
则,即令,则,
设平面的法向量为,
则,即令,则,
所以,
所以平面与平面夹角的余弦值为.
18. 已知函数.
(1)当时,求的最小值;
(2)求函数的极值;
(3)当时,不等式在上恒成立,求整数的最大值.
【答案】(1);
(2)当时,函数不存在极值;
当时,函数存在极大值,此时,不存在极小值.
(3)4.
【解析】
【分析】(1)当时,,求出其导函数,通过判断导函数的正负区间,得到函数的单调性,进而可求得其最小值;
(2)将函数代入,得的解析式,求出其导函数,通过讨论得范围,求出函数的单调区间,进而可得其极值;
(3)代入得值,将问题转化为对任意恒成立,令,即恒成立,通过求导,判断其单调性,求得得最小值即可.
【小问1详解】
当时,,其定义域为,
则,
令,即,解得,
所以当时,,函数在上单调递减,
当时,,函数在上单调递增,
所以,当时,函数取得最小值,即,
所以当时,的最小值为,此时.
【小问2详解】
由题意得,,其定义域为,
则,
①当时,恒成立,所以函数在上单调递增,
所以不存在极值;
②当时,令,解得,
所以当时,,函数在上单调递增,
当时,,函数在上单调递减,
所以,当时,存在极大值,无极小值;
综上所述,当时,函数不存在极值;
当时,函数存在极大值,此时,不存在极小值.
【小问3详解】
由题意知,当时,不等式在上恒成立,
即,等价于在上恒成立,
设,即
则,
令,则,
当时,恒成立,则在上单调递增,
又,,
所以,使,即,
当,,即,
当,,即,
即在上单调递减,在上单调递增,
当,存在最小值,即,
由,得,
,
所以,
又,所以的最大值为4.
19. 椭圆:()经过点,左、右焦点分别为,.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)若椭圆的左顶点为,下顶点为,是椭圆在第一象限上的一点,直线与轴相交于点,直线与轴相交于点.
(ⅰ)过点做椭圆的切线,当切线平行时,求:切线方程.
(ⅱ)求面积的最大值.
【答案】(1)
(2)(ⅰ);(ⅱ)
【解析】
【分析】(1)列关于的方程即可求解得到椭圆的标准方程.
(2)(i)先求直线的斜率,设切线方程为,联立方程令 ,即可求解,
(ⅱ)先证明,再证明四边形面积为定值2,所以的面积.
【小问1详解】
由题意可得,
又,解得,
故椭圆的标准方程为.
【小问2详解】
(ⅰ)由(1)可得:,,
设,,,
可知直线方程为:.
设切线方程为,
代入,得到
令,解得,
因 P 在第一象限,切线斜率为负,故
所以切线方程为:.
(ⅱ)直线:,到直线的距离为
且,
当且仅当时等号成立.
因为在椭圆上,所以,
则:,令,,
则:,令,,
则,
.
故四边形面积为定值2.
所以的面积,
所以面积的最大值为.
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数学试题
一、单选题
1. 曲线在处的切线方程为( )
A. B.
C. D.
2. 已知,则( )
A. 11 B. 12 C. 13 D. 14
3. 已知是公差不为0的等差数列,若成等比数列,则( )
A. B. C. D.
4. 已知盒子中装有个红球和2个白球,从中任取3个球(取到每个球都是等可能的),用随机变量表示取到的红球个数,的分布列如下表所示,则( )
1
2
3
A. 4 B. 5 C. 6 D. 9
5. 已知,则( )
A. B. C. D.
6. 设,这两个正态曲线如图所示.则下列选项正确的是( )
A. B.
C. D.
7. 在数字通信中,信号是由数字0和1组成的序列.由于随机因素的干扰,发送的信号0或1有可能被错误地接收为1或0.已知发送信号0时,接收为0和1的概率分别为0.8和0.2;发送信号1时,接收为1和0的概率分别为0.9和0.1,假设发送信号0和1是等可能的.已知接收的信号为0,则发送的信号是1的概率为( )
A. B. C. D.
8. 已知函数,若恒成立,则正实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
二、多选题
9. 已知某地10月份第x天的平均气温为y(单位:℃),x,y线性相关,由x,y的前7天样本数据求得的经验回归方程为,则下列说法正确的是( )
A. x,y负相关
B. 第8天的平均气温为18℃
C. 前7天平均气温的平均数为19℃
D. 若剔除偏离经验回归直线最大的一个异常点,则相关系数变大
10. 若展开式中所有二项式系数之和为1024,且,则( )
A.
B.
C. 能被200整除
D. 除以7所得的余数为2
11. 设函数,则( )
A. 当时,有三个零点
B. 当时,是的极大值点
C. 存在a,b,使得为曲线的对称轴
D. 存在a,使得点为曲线的对称中心
三、填空题
12. 设随机变量的概率分布列为,其中,那么的值为______.
13. 已知数列满足,,且.若是数列的前项积,求的最大值为______.
14. 初等数论中的四平方和定理最早由欧拉提出,后被拉格朗日等数学家证明.四平方和定理的内容是:任意正整数都可以表示为四个自然数的平方和,例如正整数.设,其中,,,均为自然数,则满足条件的有序数组的个数为__________.(用数字作答)
四、解答题
15. 已知数列 .
(1)令 ,证明数列 是等差数列,并求出通项公式;
(2)求数列 的前 项和 .
16. 近年来,国家鼓励德智体美劳全面发展,舞蹈课是学生们热爱的课程之一,某高中随机调研了本校2023年参加高考的90位考生是否喜欢跳舞的情况,经统计,跳舞与性别情况如下表:(单位:人)
喜欢跳舞
不喜欢跳舞
女性
25
35
男性
5
25
(1)根据表中数据并依据小概率值的独立性检验,分析喜欢跳舞与性别是否有关联?
(2)用样本估计总体,用本次调研中样本的频率代替概率,从2023年本市考生中随机抽取3人,设被抽取的3人中喜欢跳舞的人数为X,求X的分布列及数学期望.
附:,.
0.10
0.05
0.025
0.010
0.005
2.706
3.841
5.024
6.635
7.879
17. 在正三棱柱中,已知分别是棱的中点.
(1)证明:平面平面;
(2)求平面与平面夹角的余弦值.
18. 已知函数.
(1)当时,求的最小值;
(2)求函数的极值;
(3)当时,不等式在上恒成立,求整数的最大值.
19. 椭圆:()经过点,左、右焦点分别为,.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)若椭圆的左顶点为,下顶点为,是椭圆在第一象限上的一点,直线与轴相交于点,直线与轴相交于点.
(ⅰ)过点做椭圆的切线,当切线平行时,求:切线方程.
(ⅱ)求面积的最大值.
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