内容正文:
高二数学试题
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.
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回.
一、单选题(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. 设复数,其共轭复数为,则( )
A. B. C. 2 D.
2. 已知、,则“”是“”的( )条件
A. 充分不必要 B. 必要不充分
C. 充要 D. 既不充分也不必要
3. 已知圆O与直线l相切于点A,点P,Q同时从点A出发,点P沿着直线l向右、点Q沿着圆周按逆时针以相同的速率运动.连接OA,OQ,OP,OP与圆O交于点B,如图所示,记图中两个阴影部分的面积分别为,.当点Q运动到点A时,点P也停止运动,在这个过程中,,的大小关系是( )
A. B.
C. D. 先,再,最后
4. 我们比较熟悉的网络新词,有“yyds”、“内卷”、“躺平”等,定义方程的实数根叫做函数的“躺平点”.若函数,,的“躺平点”分别为,,,则,,的大小关系为( )
A. B. C. D.
5. 已知公差为的等差数列的前项和为是中的唯一最大项,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
6. 已知双曲线,,分别为左、右焦点,过且倾斜角为60°的直线与在第一象限的交点为,的平分线与线段交于点.若,则该双曲线的离心率是( )
A. B. C. D.
7. 设随机变量的分布列为,且,则( )
A. 数列是等比数列 B.
C. 数列前7项之和为 D.
8. 已知函数,将图象上点的横坐标变为原来的(纵坐标不变),再将所得图象向右平移个单位长度,得到函数的图象.若,总存在唯一实数,使得,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
二、多选题(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. 下列选项中说法正确的是( )
A. 函数的单调减区间为
B. 幂函数过点,则
C. 函数的定义域为,则函数的定义域为
D. 若函数的值域为,则实数的取值范围是
10. 如图,在直三棱柱中,分别为的中点,过点作三棱柱的截面,则下列结论中正确的是( )
A.
B. 三棱柱外接球的半径为
C. 若交于,则为中点
D. 将三棱柱分成两部分,体积较大部分的体积为
11. 如图所示为杨辉三角,是二项式系数在三角形中的一种几何排列,第行的第个数可以表示为时).在欧洲,这个表被认为是帕斯卡(1623-1662)首先发现的.我国南宋数学家杨辉1261年所著的《详解九章算法》一书中就已经出现了这个表,这是我国数学史上的一个伟大成就.同学们开展了数学探究,则下列命题正确的有( )
A. 第2026行共有2026个数
B. 从第4行起到第19行,每一行的第4个数字之和为
C. 第48行的所有数字之和被7除的余数为1
D. 去除所有为1的项,依次构成数列,则此数列前135项的和为
三、填空题(本题共3小题,每小题5分,共15分)
12. 若直线与曲线相切,则切点的横坐标为______.
13. 若,,则tanα=__________.
14. 某双一流大学为提高数学学院学生的数学素养,特开设了“模糊数学”、“复变函数”、“微分几何”、“数值分析”、“拓扑学”五门选修学科,要求学院每位同学每学年至多选门,大一到大三三学年必须将五门选修学科选完,则每位同学的不同选修方式有__________种
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. 一个袋中装有6个同样大小的小球,编号分别为1,2,3,4,5,6,现从袋中随机取出3个小球,用X表示取出的3个小球中最大编号和最小编号的差.
(1)求;
(2)求随机变量X的分布列和数学期望.
16. 在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,.
(1)求角A;
(2)D为外一点,且与点B位于直线AC的同侧,,,若,,求的面积.
17. 在斜三棱柱中,,,为菱形,,,为中点.
(1)证明:平面;
(2)线段上是否存在一点,使二面角为,若存在,求出的位置,若不存在,请说明理由.
18. 已知抛物线:与双曲线的渐近线在第一、四象限的交点分别为,,且.
(1)求抛物线的方程;
(2)设直线与抛物线交于,两点,为坐标原点,为的焦点.
(i)若,且的中点为,求到轴距离的最小值;
(ii)若已知直线:,且,设数列的前项和为,证明:.
19. 已知函数.
(1)求的单调区间;
(2)证明:;
(3)设,若存在,使得,证明:.
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高二数学试题
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.
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回.
一、单选题(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. 设复数,其共轭复数为,则( )
A. B. C. 2 D.
【答案】A
【解析】
【分析】根据复数运算化简,并求得其共轭复数,再求的模即可.
【详解】复数,其共轭复数,
,.
故选:A
2. 已知、,则“”是“”的( )条件
A. 充分不必要 B. 必要不充分
C. 充要 D. 既不充分也不必要
【答案】A
【解析】
【分析】根据不等式的基本性质、特殊值法结合充分条件、必要条件的定义判断可得出结论.
【详解】当时,,即,
所以,“”“”,
若,不妨取,,则不成立,
所以,“”“”,
所以,“”是“”的充分不必要条件.
故选:A.
3. 已知圆O与直线l相切于点A,点P,Q同时从点A出发,点P沿着直线l向右、点Q沿着圆周按逆时针以相同的速率运动.连接OA,OQ,OP,OP与圆O交于点B,如图所示,记图中两个阴影部分的面积分别为,.当点Q运动到点A时,点P也停止运动,在这个过程中,,的大小关系是( )
A. B.
C. D. 先,再,最后
【答案】A
【解析】
【分析】由题意得,弧的长度与相等,利用扇形的面积公式与三角形的面积公式表示出阴影部分的面积,,比较大小即可.
【详解】解:因为直线l与圆O相切于点A,所以,所以扇形AOQ的面积,的面积.又,所以,所以,即,
故选:A.
4. 我们比较熟悉的网络新词,有“yyds”、“内卷”、“躺平”等,定义方程的实数根叫做函数的“躺平点”.若函数,,的“躺平点”分别为,,,则,,的大小关系为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】根据定义分别求得和,再构造函数,根据导数确定零点的取值范围即可求解.
【详解】,则,即,
,则,
设,则,
所以在单调递增,又,
所以存在,使得,即;
,则,即,
综上所述,,
故选:A.
5. 已知公差为的等差数列的前项和为是中的唯一最大项,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】根据等差数列前项和最值的性质,建立不等式解出即可.
【详解】因为是中的唯一最大项,所以且,
即且,又,解得,
即的取值范围为.
6. 已知双曲线,,分别为左、右焦点,过且倾斜角为60°的直线与在第一象限的交点为,的平分线与线段交于点.若,则该双曲线的离心率是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】通过角平分线性质定理、双曲线的定义、余弦定理求解.
【详解】因为直线的,由角平分线性质定理可知,
所以,由双曲线的定义可知,所以,
在中由余弦定理可得,
即,整理得,
两边同除以可得,解得或(舍去).
故选:C
7. 设随机变量的分布列为,且,则( )
A. 数列是等比数列 B.
C. 数列前7项之和为 D.
【答案】D
【解析】
【分析】利用累积概率与分布列关系推导出的递推公式,进而求出通项,再结合分布列概率总和为1确定首项,最后逐个分析选项即可.
【详解】因为,,
则当时,,
代入得,化简得;
由递推式:,即;
由分布列概率总和为1可得:,即.
选项A,因为,所以,,所以数列不是等比数列,A错误;
选项B,,B错误;
选项C,因为,所以前7项和为:,C错误;
选项D,期望,D正确.
8. 已知函数,将图象上点的横坐标变为原来的(纵坐标不变),再将所得图象向右平移个单位长度,得到函数的图象.若,总存在唯一实数,使得,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】由函数图象平移及伸缩变换得到,由,结合函数图象即可求解.
【详解】将图象上点的横坐标变为原来的(纵坐标不变),再将所得图象向右平移个单位长度,
可得:,
当,可得,
则,
因为存在唯一实数,使得,
即是的子集,且唯一,
由图像可知,
,
所以实数的取值范围为,
故选:B
二、多选题(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. 下列选项中说法正确的是( )
A. 函数的单调减区间为
B. 幂函数过点,则
C. 函数的定义域为,则函数的定义域为
D. 若函数的值域为,则实数的取值范围是
【答案】BCD
【解析】
【分析】对A,先求函数的定义域,再根据“同增异减”法则,判断单调减区间;对B,先确定的值,再将已知点代入函数求出,进而计算;对C,列不等式,求解得到的定义域;对D,因为函数的值域为,所以需保证能取到所有正实数,分和两种情况讨论
【详解】对A,函数,,解得或
因为复合函数同增异减,外层是增函数,内层减区间为,
结合定义域得的单调减区间为,不是,因此A错误;
对B,根据幂函数定义,形如的函数是幂函数,因此系数,
因为函数过,所以,解得;
因此,B正确;
对C,因为的定义域为,所以对,满足,解得,即的定义域为,C正确;
对D,因为值域为R,所以需能取到所有正实数,
当时,真数为,是一次函数,可取所有正实数,符合条件;
当时,真数为二次函数,需满足开口向上,且判别式,解得,
综上的取值范围是,D正确.
10. 如图,在直三棱柱中,分别为的中点,过点作三棱柱的截面,则下列结论中正确的是( )
A.
B. 三棱柱外接球的半径为
C. 若交于,则为中点
D. 将三棱柱分成两部分,体积较大部分的体积为
【答案】BD
【解析】
【分析】对A,通过证明直线与截面α内的法向量不垂直判断;对B,将直三棱柱补为长方体,根据长方体外接球半径等于长方体体对角线的长度计算;对C,设交点为中点,共面向量定理求解验证;对D,先求三棱柱总体积,用补形法(总体积减较小部分体积)计算较大部分体积.
【详解】以为原点,分别以所在直线为轴,建立如图所示空间直角坐标系,
则,,,,,,所以,,
对于选项A:,,
设平面的法向量为,
则由,即,令,则,
所以是平面的一个法向量.
因为,故 不平行于平面,A错误;
对于选项B:直三棱柱中,,
可补为棱长为2的正方体,设外接球的半径为,
则外接球直径等于正方体体对角线,即,解得,B正确;
对于选项C:若为中点,则坐标为,,且四点共面,
则,,即,所以,
方程组无解,所以不是中点,C错误;
对于选项D:设与交点,则,
由得,所以,
解得,即.
三棱柱总体积,体积较小部分可分割为四棱锥和三棱锥,
对四棱锥,顶点,底面四边形顶点,
底面四边形面积,高为到平面的距离,
所以;
对三棱锥,顶点,底面顶点,
底面三角形面积,高为到平面的距离,
所以,
所以体积较小部分的体积为,所以体积较大部分的体积为,D正确.
【点睛】本题以直三棱柱为载体,综合考查空间线面平行判定、外接球半径计算、截面交点定位、空间几何体体积计算,核心方法是空间直角坐标系 + 向量法,将几何问题代数化,同时结合补形、分割等体积计算技巧.
11. 如图所示为杨辉三角,是二项式系数在三角形中的一种几何排列,第行的第个数可以表示为时).在欧洲,这个表被认为是帕斯卡(1623-1662)首先发现的.我国南宋数学家杨辉1261年所著的《详解九章算法》一书中就已经出现了这个表,这是我国数学史上的一个伟大成就.同学们开展了数学探究,则下列命题正确的有( )
A. 第2026行共有2026个数
B. 从第4行起到第19行,每一行的第4个数字之和为
C. 第48行的所有数字之和被7除的余数为1
D. 去除所有为1的项,依次构成数列,则此数列前135项的和为
【答案】BCD
【解析】
【分析】根据杨辉三角的性质即可求解A,根据组合数的性质化简即可求解B,利用二项式定理求解第48行的所有数字的和,进而根据二项式定理,根据整除的性质即可求解C,根据二项式的和,结合等比数列以及等差数列的性质,即可求解D.
【详解】对于A,第2026行共有2027个数,故A错误,
对于B,由题意可得,B正确,
对于C, 第48行的所有数字之和为
,由于能被7整除,
故第48行的所有数字之和被7除的余数为1,C正确,
对于D,第行的和为,
当时,第行中去除为1的项的和为, 第0行为1,
故前行中去除为1的项的和为,
故前17行中去除为1的项的和为,
去除所有为1的项后,则从第一行开始,则剩下的每一行的个数为0,1,2,3,4,……,
可以看成一个首项为0,公差为1的等差数列,前行共有个数,
当时,,
因此前17行中,去掉为1的项,共有136项,且第17行中,去掉为1的项后,最后一项为
则此数列前135项的和为.
三、填空题(本题共3小题,每小题5分,共15分)
12. 若直线与曲线相切,则切点的横坐标为______.
【答案】##
【解析】
【分析】根据导函数的几何意义和函数求导的运算法则,求出函数导数,设出切点坐标,根据切线的性质,求出切点的横坐标.
【详解】设切点为,由,得,
则,解得.
故答案为:.
13. 若,,则tanα=__________.
【答案】##
【解析】
【分析】由商数关系,二倍角公式变形后求得,再由同角关系式求得,.
【详解】因为,
所以,
因为,
所以,
所以,
解得,
所以,
所以.
故答案为:.
14. 某双一流大学为提高数学学院学生的数学素养,特开设了“模糊数学”、“复变函数”、“微分几何”、“数值分析”、“拓扑学”五门选修学科,要求学院每位同学每学年至多选门,大一到大三三学年必须将五门选修学科选完,则每位同学的不同选修方式有__________种
【答案】
【解析】
【详解】由题意可知三年修完门学科,则每位同学每年所修课程数为,,或,,或,,,
1.将门学科分成数量为,,的三组共有种不同方式,
再将这三组课程分配到三个学年,共有种不同分配方式,
由乘法原理可得共有 种;
2.将门学科分成数量为,,的三组共有种不同方式,
再将这三组课程分配到三个学年,共有种不同分配方式,
由乘法原理可得共有种;
3. 将门学科分成数量为,,的三组共有种不同方式,
再将这三组课程分配到三个学年,共有种不同分配方式,
由乘法原理可得共有 种.
所以每位同学的不同选修方式有种.
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. 一个袋中装有6个同样大小的小球,编号分别为1,2,3,4,5,6,现从袋中随机取出3个小球,用X表示取出的3个小球中最大编号和最小编号的差.
(1)求;
(2)求随机变量X的分布列和数学期望.
【答案】(1)
(2)分布列见解析,.
【解析】
【分析】(1)根据题意,由概率公式代入计算,即可求解;
(2)有题意可得,X的取值分别为2,3,4,5,分别求得其对应概率,再由期望的公式代入计算,即可得到结果;
【小问1详解】
当时,这3个球的编号分别有两个为1和6,另一个为2或3或4或5,
可得;
【小问2详解】
随机变量X的取值分别为2,3,4,5,
有,
,
,
随机变量X的分布列为:
X
2
3
4
5
P
则.
16. 在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,.
(1)求角A;
(2)D为外一点,且与点B位于直线AC的同侧,,,若,,求的面积.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)根据正弦定理边化角,结合三角恒等变换即可求得;
(2)在中,结合余弦定理得,结合正弦定理得,进而求得,最后根据面积公式求解即可.
【小问1详解】
解:因为,
所以,
,
,
因为,所以,
所以,即,
又,则有,所以.
【小问2详解】
解:因为,,,
所以在中,,
所以,即,
因为在中,,
所以,
因为,所以,
所以
,
所以.
17. 在斜三棱柱中,,,为菱形,,,为中点.
(1)证明:平面;
(2)线段上是否存在一点,使二面角为,若存在,求出的位置,若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
法一:如图,连接,交于,
取中点,连接,.
为中点,且,
又且,且,
所以四边形为平行四边形,,,
平面,平面,
平面.
法二:如图,连接,交于,连接.
分别为中点,,
平面,平面,
平面.
(2)不存在,理由:
四边形为菱形,,又,
为等边三角形,为中点,,
又,,,平面,平面,
,又,,,平面,
平面,
如图,以为原点,在平面内过点作的平行线为轴,
所在直线为轴,所在直线为轴,建立如图所示空间直角坐标系.
得,,,
,,,
.
设,,,
,,
设平面法向量,且,,
,令,解得,
,而设平面法向量,
则,由题意得二面角为,
得到,化简得 .
故不存在点满足二面角等于.
【解析】
【分析】(1)法一作出符合题意的图形,结合中位线定理得到四边形为平行四边形,进而得到,最后利用线面平行的判定定理求解;法二直接利用中位线定理证明,最后利用线面平行的判定定理求解即可.
(2)结合题意与线面垂直的判定定理得到平面,再建立空间直角坐标系,求出关键点的坐标和关键平面的法向量,结合二面角的向量求法建立方程,求解参数,最后判断点的存在性即可.
【小问1详解】
略
【小问2详解】
略
18. 已知抛物线:与双曲线的渐近线在第一、四象限的交点分别为,,且.
(1)求抛物线的方程;
(2)设直线与抛物线交于,两点,为坐标原点,为的焦点.
(i)若,且的中点为,求到轴距离的最小值;
(ii)若已知直线:,且,设数列的前项和为,证明:.
【答案】(1)
(2)(i);(ii)证明见解析
【解析】
【分析】(1)求出双曲线渐近线,求出交点,坐标,结合,从而求出抛物线方程.
(2)(i)设出直线,联立抛物线,根据题干信息结合韦达定理得到,再根据中点坐标公式表示点坐标,再利用换元的方式将问题转化为,借助对勾函数的图象和性质求出最终答案.
(ii)根据抛物线的焦半径特点求出,从而得,当时,利用放缩法得,从而证得,当时,易得也成立.
【小问1详解】
双曲线中,,渐近线方程为,
联立渐近线与抛物线,
将代入抛物线得对应交点为,
则,解得,
故抛物线的方程为.
【小问2详解】
(i)设直线,联立得,则,
弦长,故,
中点到轴距离为,代入得 ,
令,则,根据对勾函数图象和性质可知函数在上函数单调递增,
最小值为,故到轴距离的最小值为.
(ii)因为,
所以.
当时,,
所以
,即;
当时,,
即成立.
19. 已知函数.
(1)求的单调区间;
(2)证明:;
(3)设,若存在,使得,证明:.
【答案】(1)单调递增区间为,单调递减区间为和
(2)证明见解析 (3)证明见解析
【解析】
【分析】(1)先对求导,再分析导数在内的正负区间,进而得到单调区间,
(2)设,,再通过求导判断的单调性,结合端点值证明,
(3)先对已知等式变形,结合(2)可得,再利用导数证明,由此可得,再证明结论.
【小问1详解】
由,得,
令,解得;令,解得,或,
故的单调递增区间为,单调递减区间为和.
【小问2详解】
证明:设,
则,
因为,则,所以,
所以,
所以在上单调递增,又,所以当时,,
所以当时,,
所以,即.
【小问3详解】
证明:由,得,
则,
即.
由(2)知,在上单调递增,所以,
即,所以,
所以,
设,则,
所以在上单调递增,则,即,
又,所以,即.
又,所以,所以.
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