内容正文:
数学试题
注意事项:
1.答卷前,考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的姓名和考生号,试室号,座位号填写在答题卡上.用2B铅笔将试卷类型和考生号填涂在答题卡相应位置上.
2.选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应的题目选项的答案信息点涂黑:如需改动,用橡皮擦干净后,再填涂其他答案.答案不能答在试卷上.
3.非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答,答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上:如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新的答案,不准使用铅笔和涂改液.不按以上要求作答的答案无效.
一、选择题:(本大题共8小题,每小题5分,共计40分.每小题给出的四个选项中,只有一个选项是正确的.请把正确的选项填涂在答题卡相应的位置上)
1. 已知集合 集合 则( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】计算集合中的取值范围,再由交集的概念计算可得.
【详解】因为,指数函数是减函数,因此不等式等价于,
即 .
由得得,因此.
所以.
2. 若复数满足,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】设,代入化简,利用复数相等求解得到,再利用复数的除法计算即可.
【详解】设,则,
代入得到,
,
即,
所以,即 ,
所以,
则.
3. 已知展开后共有30项,则为( )
A. 5 B. 6 C. 10 D. 12
【答案】A
【解析】
【详解】根据多项式展开的规律和分步乘法计数原理知:展开式的每一项都是从每个括号中各取一个项相乘得到,总项数等于每个括号内项数的乘积.
第一个括号中有2个项,第二个括号中有3个项,第三个括号中有n 个项,
因此总项数为,解得.
4. 已知,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】利用诱导公式结合二倍角的余弦公式化简可得结果.
【详解】因为,所以,
,
故.
5. 已知为平面向量,则“不共线”是“”的( )
A. 充要条件
B. 必要不充分条件
C. 充分不必要条件
D. 既不充分也不必要条件
【答案】C
【解析】
【分析】根据向量的性质,结合充分、必要条件的定义,分析判断,即可得答案.
【详解】充分性:若不共线,根据三角形的性质,可得,故充分性成立;
必要性:若同向且,则,
此时,则成立,但此时共线,故必要性不成立,
则“不共线”是“”的充分不必要条件.
6. 已知数列的首项,且满足,则的值为( )
A. 1025 B. 1023 C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】结合题意得到数列的通项公式,最后求解即可.
【详解】因为,所以,
即是以为首项,为公比的等比数列,
故,即,
令,得.
7. 如图,设,线段与交于点,且,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】分别用基底表示向量,进而得,再结合基本不等式求解即可.
【详解】由题意知:,
另一方面,三点共线,则存在实数,使得
所以,
所以,即,所以,即,
所以,当且仅当,即时等号成立,
所以的最小值为.
8. 已知函数与其导函数的定义域均为,且,则,不等式的解集是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】构造函数,通过求导结合条件分析的单调性,由可得,将所求不等式转化为,利用单调性可得答案.
【详解】令,则,
因为,
所以当时,,,在上为增函数,
当时,,,在上为减函数,
因为,所以,
所以,故,
因为等价于,等价于,
所以,故,即不等式的解集是.
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. 下列命题正确的是( )
A. 若样本数据,,的方差为2,则数据 的方差为4
B. 若,,,则
C. 在一组样本数据,,,,(,不全相等)的散点图中,若所有样本点都在直线上,则这组样本数据的线性相关系数为
D. 以模型去拟合一组数据时,为了求出经验回归方程,设,求得经验回归方程为,则的值分别是和4
【答案】BD
【解析】
【分析】利用两组线性关系的数据间的方差转换公式可判断A;利用全概率公式可判断B;利用线性相关系数的定义可判断C;利用非线性回归方程的求法可判断D.
【详解】原数据方差,设,
则,故A错误;
,
故 B 正确;
所有样本点都在直线 上,说明完全线性相关,相关系数绝对值为 ,
直线斜率为负,故相关系数为 ,故C错误;
模型 取对数得 ,
令 ,则回归方程为 ,
已知 ,故 ,,即 ,,故D正确.
10. 已知⊙O:,则下列说法正确的是( )
A. ⊙O上一点到直线l:距离的最小值是
B. ⊙O和圆:的相交弦长是4
C. ⊙O和圆:有且只有两条公切线
D. ⊙O和曲线C:交于A,B两点,则△OAB的面积为
【答案】BD
【解析】
【分析】对于A,先根据点到直线的距离判断直线与圆的位置关系,进而求出最小距离;对于B,先判断⊙O和圆的位置关系,然后联立两圆方程求出两圆的相交弦的直线方程,进而根据点到直线的距离求出结果;对于C,先判断⊙O和圆的位置关系,进而判断公切线条数;对于D,联立圆与曲线的方程,求出的坐标,进而求得三角形面积.
【详解】对于A,圆心的坐标为,半径为2,
圆心到直线的距离为,所以直线与圆是相离的,
所以⊙O上一点到直线l:距离的最小值是,所以A错误;
对于B,圆的标准方程为,所以,半径为3,
所以,因为,所以两圆相交,
两圆方程相减得,化简得.
所以两圆的相交弦的直线方程为,圆心到直线的距离为,
所以⊙O和圆:的相交弦长是4,B正确;
对于C,圆的标准方程为,所以,半径为3,
所以,所以两圆外切,
所以⊙O和圆:有三条公切线,C错误;
对于D,联立,得,解得(舍去)或.
所以,所以,D正确.
11. 已知在正四棱锥中,,Q为平面内一点,则( )
A. 四棱锥的体积为
B. 当时,面积的最小值为
C. 当()时,存在使
D. 当时,点Q的轨迹为抛物线
【答案】BD
【解析】
【分析】求出体积判断A;确定点到直线距离的最小值,进而求出面积最小值判断B;建立空间直角坐标系,利用空间向量垂直的坐标表示判断C;利用空间向量夹角的坐标表示判断D.
【详解】在正四棱锥中,,令,连接,则平面,
对于A,,四棱锥的体积,A错误;
对于B,当且仅当点直线时,点到直线的距离最小,为,
而,因此面积的最小值为,B正确;
显然直线两两垂直,以为原点,直线分别为轴建立空间直角坐标系。
则,
对于C,由(),得,
则,
若存在使,则,
此方程无解,因此不存在使,C错误;
对于D,设,则,由,
得,整理得,因此点Q的轨迹为抛物线,D正确.
三、填空题:(本大题共3小题,每小题5分,共计15分)
12. 如图所示,将一个圆心角为的扇形纸板剪掉扇形,得到扇环,现将扇环围成一个圆台侧面.若,则该圆台的体积为______.
【答案】##
【解析】
【分析】利用圆台的体积为一个大圆锥的体积减去一个小圆锥的体积,利用母线长可求得大圆锥的底面圆半径,进而求得圆锥的高,可求大圆锥的体积,同理求得小圆锥的体积,可求圆台的体积.
【详解】圆台的体积为一个大圆锥的体积减去一个小圆锥的体积,
扇形所围成的大圆锥的弧长为,所围成底面圆的半径为,
所以圆锥的高为,
故扇形所围成的大圆锥的体积为.
同理可得扇形所围成的小圆锥的体积为,
所以则该圆台的体积为.
故答案为:.
13. 已知函数的图象在点处的切线也是函数的图象的切线,则实数_____.
【答案】
【解析】
【详解】因为,所以,则,
切线斜率,切线方程:为,即,
设与相切于点,
因此,切点在切线上,
,
即.
14. 已知椭圆的坐标原点逆时针旋转角后得到曲线,若点为曲线上的两个动点,满足,记曲线的焦点为,则的最小值是_____
【答案】
【解析】
【分析】根据题意,求得,根据旋转前后的关系,设点对应旋转前的点,则关于原点对称,且对应旋转前的点,由椭圆的定义,得到,再设,得到,根据,结合基本不等式,即可求解.
【详解】曲线关于以及对称,
如图(1)所示,联立方程组 ,解得,
所以,同理b=.
又因为,可得点关于原点对称,
设点对应旋转前的点,则关于原点对称,且对应旋转前的点,
再设椭圆的另一个焦点为,
如图(2)所示,分别连接,
根据椭圆的对称性,可得,
由椭圆的定义,可得,即,
设,即,且,
则,
当且仅当时,即时,等号成立,
所以的最小值为,即的最小值是.
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. 在中,a,b,c分别是角A,B,C的对边,已知.
(1)求角A的大小;
(2)若,,求的面积.
【答案】(1); (2).
【解析】
【分析】(1)由题意和二倍角公式可得的方程,解方程结合角的范围,即可求出角A;
(2)由余弦定理可得,代入数据可得的值,再由面积公式即可求出结果.
【详解】(1)∵在中,
∴,即,
解得,或(舍去),
由可得;
(2)由余弦定理可得
,
代入数据可得12=16﹣bc,解得bc=4,
∴的面积.
【点睛】本题主要考查正弦定理和余弦定理,属于基础题型.
16. 如图,在直四棱柱中,底面是直角梯形,,,且.
(1)求证:平面;
(2)求平面与平面所成锐二面角的余弦值.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【解析】
【分析】(1)根据线面垂直的判定与性质可证得;由正方形性质知;由线面垂直的判定可证得结论;
(2)以为坐标原点建立空间直角坐标系,根据面面角的向量求法可求得结果.
【小问1详解】
四棱柱为直四棱柱,平面,
平面,,,
,,平面,平面,
平面,;
,,平行四边形为正方形,,
,平面,平面.
【小问2详解】
以为坐标原点,正方向分别为轴正方向,可建立如图所示空间直角坐标系,
,,,,,
设平面的法向量,
则,令,解得:,,;
轴平面,平面的一个法向量,
,
即平面与平面所成锐二面角的余弦值为.
17. 已知双曲线的离心率,左顶点,过C的右焦点F作与x轴不重合的直线l,交C于P、Q两点.
(1)求双曲线C的方程;
(2)求证:直线、的斜率之积为定值;
(3)设,试问:在x轴上是否存在定点T,使得恒成立?若存在,求出点T的坐标;若不存在,说明理由.
【答案】(1)
(2)由题意知.设直线,
与双曲线方程联立得.
,
设、,则,
故直线、的斜率之积为
.
(3)存在,
【解析】
【分析】(1)根据离心率的定义及求解即可.
(2)设直线,与双曲线方程联立,结合韦达定理求解即可.
(3)根据向量垂直的坐标表示得到,即,结合即韦达定理求解即可.
【小问1详解】
设双曲线的半焦距为c.
由题意知.故,
所以,双曲线C的方程为.
【小问2详解】
略
【小问3详解】
由题意知,得.
设,则.
即.
又,即,解得.
所以,
因此在x轴上存在定点,使得恒成立.
18. 设函数且,设.
(1)证明: 函数在区间上存在唯一的极小值点;
(2)证明: ;
(3)已知且,证明:.
【答案】(1)证明过程见解析
(2)证明过程见解析 (3)证明过程见解析
【解析】
【分析】(1)注意到总是有在上单调递增,故只需证明(对进行分类讨论)即可;
(2)由(1)中结论证明在上单调递增即可,从而由即可得证;
(3)原问题等价于,只需得到,然后结合已知进行放缩即可得证.
【小问1详解】
,
当时,,,
所以在上单调递增,
要证函数在区间上存在唯一的极小值点,
只需证明,
我们构造函数,
,,
所以在上单调递增,在上单调递减,
所以,,
所以当时,在上单调递增,,
所以存在唯一的使得,
当时,,当时,,
此时在上单调递减,在上单调递增,在上存在唯一极小值点;
当时,,,
所以在上依然单调递增,
要证函数在区间上存在唯一的极小值点,
只需证明,
我们构造函数,
,,
所以在上单调递减,在上单调递增,
所以,,
所以当时,在上单调递增,,
所以存在唯一的使得,
当时,,当时,,
此时在上单调递减,在上单调递增,在上存在唯一极小值点;
根据上述分析可知,同理可证此时在上存在唯一极小值点;
综上所述,函数在区间上存在唯一的极小值点;
【小问2详解】
由(1)中分析可知,在上单调递增,
所以当时,,
所以在上单调递增,
注意到,所以,
即,成立;
【小问3详解】
目标等价于,
当时,在(2)中取,
所以,
于是,
,
所以,
即.
【点睛】方法点睛:利用导数证明不等式的基本步骤
(1)作差或变形;
(2)构造新的函数;
(3)利用导数研究的单调性或最值;
(4)根据单调性及最值,得到所证不等式.
特别地:当作差或变形构造的新函数不能利用导数求解时,一般转化为分别求左、右两端两个函数的最值问题.
19. 某商场举行抽奖活动,箱子里装有标号为1到的张奖券,不同的奖券标号对应不同的奖品,标号越大,奖品越丰厚.规则如下:顾客从中有放回地抽取奖券次,每次抽取一张奖券,抽取结果中标号最大的奖券对应的奖品即为最终奖品,设最终获得的奖品对应的奖券标号为.
(1)当时,求最终拿到标号为3的奖券的概率和拿到标号为2的奖券的概率.
(2)若.
①求最终拿到标号不大于的奖券的概率;
②求随机变量的期望(用表示).
(3)当时,证明:.
【答案】(1);
(2)①;②
(3)证明见解析.
【解析】
【分析】(1)利用对立事件和差事件求概率:,计算两次有放回抽取的结果概率;
(2)①标号不大于即每次抽取都不超过,用独立重复试验求概率;②用分布列或尾和公式求期望,化简得到结果;
(3)先写出期望表达式,再构造对称和式,结合函数单调性放缩证明不等式.
【小问1详解】
表示最大标号为,等价于所有抽取结果都不超过,且至少有一次等于,
则两次都不超过2;
两次都不超过2两次都不超过1.
【小问2详解】
①最终标号不大于等价于次抽取的所有结果都不大于,每次抽到不大于的概率为,
因此.
②由于,
随机变量的期望得
.
【小问3详解】
,
则随机变量的期望为
.
设,,
当时,,等号成立;
当时,当时,,单调递减;
当时,,单调递增,
所以.
设,
又因为,
所以,所以.
综上所述,.
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数学试题
注意事项:
1.答卷前,考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的姓名和考生号,试室号,座位号填写在答题卡上.用2B铅笔将试卷类型和考生号填涂在答题卡相应位置上.
2.选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应的题目选项的答案信息点涂黑:如需改动,用橡皮擦干净后,再填涂其他答案.答案不能答在试卷上.
3.非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答,答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上:如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新的答案,不准使用铅笔和涂改液.不按以上要求作答的答案无效.
一、选择题:(本大题共8小题,每小题5分,共计40分.每小题给出的四个选项中,只有一个选项是正确的.请把正确的选项填涂在答题卡相应的位置上)
1. 已知集合 集合 则( )
A. B.
C. D.
2. 若复数满足,则( )
A. B. C. D.
3. 已知展开后共有30项,则为( )
A. 5 B. 6 C. 10 D. 12
4. 已知,则( )
A. B. C. D.
5. 已知为平面向量,则“不共线”是“”的( )
A. 充要条件
B. 必要不充分条件
C. 充分不必要条件
D. 既不充分也不必要条件
6. 已知数列的首项,且满足,则的值为( )
A. 1025 B. 1023 C. D.
7. 如图,设,线段与交于点,且,则的最小值为( )
A. B. C. D.
8. 已知函数与其导函数的定义域均为,且,则,不等式的解集是( )
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. 下列命题正确的是( )
A. 若样本数据,,的方差为2,则数据 的方差为4
B. 若,,,则
C. 在一组样本数据,,,,(,不全相等)的散点图中,若所有样本点都在直线上,则这组样本数据的线性相关系数为
D. 以模型去拟合一组数据时,为了求出经验回归方程,设,求得经验回归方程为,则的值分别是和4
10. 已知⊙O:,则下列说法正确的是( )
A. ⊙O上一点到直线l:距离的最小值是
B. ⊙O和圆:的相交弦长是4
C. ⊙O和圆:有且只有两条公切线
D. ⊙O和曲线C:交于A,B两点,则△OAB的面积为
11. 已知在正四棱锥中,,Q为平面内一点,则( )
A. 四棱锥的体积为
B. 当时,面积的最小值为
C. 当()时,存在使
D. 当时,点Q的轨迹为抛物线
三、填空题:(本大题共3小题,每小题5分,共计15分)
12. 如图所示,将一个圆心角为的扇形纸板剪掉扇形,得到扇环,现将扇环围成一个圆台侧面.若,则该圆台的体积为______.
13. 已知函数的图象在点处的切线也是函数的图象的切线,则实数_____.
14. 已知椭圆的坐标原点逆时针旋转角后得到曲线,若点为曲线上的两个动点,满足,记曲线的焦点为,则的最小值是_____
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. 在中,a,b,c分别是角A,B,C的对边,已知.
(1)求角A的大小;
(2)若,,求的面积.
16. 如图,在直四棱柱中,底面是直角梯形,,,且.
(1)求证:平面;
(2)求平面与平面所成锐二面角的余弦值.
17. 已知双曲线的离心率,左顶点,过C的右焦点F作与x轴不重合的直线l,交C于P、Q两点.
(1)求双曲线C的方程;
(2)求证:直线、的斜率之积为定值;
(3)设,试问:在x轴上是否存在定点T,使得恒成立?若存在,求出点T的坐标;若不存在,说明理由.
18. 设函数且,设.
(1)证明: 函数在区间上存在唯一的极小值点;
(2)证明: ;
(3)已知且,证明:.
19. 某商场举行抽奖活动,箱子里装有标号为1到的张奖券,不同的奖券标号对应不同的奖品,标号越大,奖品越丰厚.规则如下:顾客从中有放回地抽取奖券次,每次抽取一张奖券,抽取结果中标号最大的奖券对应的奖品即为最终奖品,设最终获得的奖品对应的奖券标号为.
(1)当时,求最终拿到标号为3的奖券的概率和拿到标号为2的奖券的概率.
(2)若.
①求最终拿到标号不大于的奖券的概率;
②求随机变量的期望(用表示).
(3)当时,证明:.
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