内容正文:
厦门双十中学2024级高二下第二次月考
数学试题
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置上.
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑.如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其它答案标号.回答非选择题时,将答案写在答题卡上.写在本试卷上无效.
3.考试结束后,将答题卡交回.
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. 若圆与圆交于M,N两点,则直线MN的倾斜角为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】圆的圆心,半径,
圆的圆心,半径,
,圆与圆相交,直线的斜率为,
而,因此直线的斜率为,其倾斜角为.
2. 若二项式展开式中的常数项为15,则的值( )
A. B. C. 3 D. 9
【答案】B
【解析】
【分析】借助二项式的展开式的通项公式计算即可得.
【详解】对有:,
令,则,则有,
故,则(负值舍去).
3. 如图,在平行六面体中,点为的中点,设,则( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】利用向量三角形法则和平行四边形法则表示出来即可.
【详解】在平行六面体中,
连接,如图所示:
因为点为的中点,,
所以
,
故选:A.
4. 已知随机变量满足,若,且,则( )
A. 0.2 B. 0.4 C. 0.6 D. 0.8
【答案】B
【解析】
【分析】根据题意,求得,再由,即可求解.
【详解】因为随机变量满足,若,可得,
又因为,可得,
则.
5. 有7件产品,其中3件是次品,从中每次取1件,不放回地任取3次,若表示取得次品的件数,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】利用超几何分布即可求解.
【详解】由题意知的可能取值为,,,,服从超几何分布,
则.
6. 已知双曲线的左、右焦点分别为和,右顶点为.过点作斜率为的直线,点在直线上.若,为等腰三角形,则双曲线的离心率为( )
A. 2 B. C. 3 D.
【答案】C
【解析】
【分析】首先写出直线的方程,然后根据平面几何知识求出点,最后把点的坐标代入直线的方程即可求解.
【详解】 双曲线左焦点,右焦点,右顶点,,
直线的方程为,
为等腰三角形, 为钝角,因此等腰三角形中只能是,
直线的倾斜角为,斜率为,
设,,,
即,在直线上,代入直线方程,
整理得 .
因此双曲线离心率为3.
7. 已知圆和直线:,若圆C上存在三点到直线的距离成公差为2的等差数列,则的最小值为( )
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
【答案】B
【解析】
【分析】要使圆上存在三点到直线的距离成公差为2的等差数列,需该圆上点到直线的最大距离与最小距离之差大于等于4,由此建立不等式求的最小值.
【详解】由题意:
要使圆上存在三点到直线的距离成公差为2的等差数列,需该圆上点到直线的最大距离与最小距离之差大于等于4,
设圆上三点到直线的距离分别为,,
圆心到直线的距离为,
当直线与圆相交,即,
则圆上任意一点到直线的距离位于之间,
满足该圆上点到直线的最大距离与最小距离之差大于等于4,
必存在三点到直线的距离成公差为2的等差数列,
当直线与圆相切,即,
则圆上任意一点到直线的距离位于之间,
满足该圆上点到直线的最大距离与最小距离之差大于等于4,
必存在三点到直线的距离成公差为2的等差数列,
当直线与圆相离,即,
则圆上任意一点到直线的距离位于,
若圆上存在三点到直线的距离成公差为2的等差数列,
需满足该圆上点到直线的最大距离与最小距离之差大于等于4,
即,解得
综上可知的最小值为.
故选:B
8. 已知数列是各项为正数的等比数列,公比为,在,之间插入1个数,使这3个数成等差数列,记公差为,在,之间插入2个数,使这4个数成等差数列,公差为,…,在,之间插入个数,使这个数成等差数列,公差为,以下能使得数列单调递增的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】根据等差数列的通项可得,可得,进而得到,即可对讨论,结合选项逐一判断.
【详解】对于A,数列是各项为正数的等比数列,则,由题意,,则.
当时,,由,若取,则,即,即此时不能使数列单调递增,故A错误;
对于B,当时,,,则数列单调递增,等价于,
即对任意恒成立.因为当时,函数的最大值为,所以,故B错误;
对于C,当时,,因,则化简得,解得或.
当时,,因,则得,即数列单调递增;当时,由B项知,数列单调递增,故C正确;
对于D,当时,,化简得,解得或.
对于时,若取,则,则得,即此时不能使数列单调递增,故D错误.
故选:C.
二、多选题:一本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的四个选项中,有多个选项符合题目要求,全部选对的得6分,部分选对得部分分,有选错的得0分.
9. 市物价部门对5家商场的某商品一天的线上销售量及其价格进行调查,5家商场的售价x(元)和销售量y(件)之间的一组数据如表所示:
价格x
9
9.5
10
10.5
11
销售量y
11
10
8
6
5
按公式计算,y与x的回归直线方程是:,相关系数,则下列说法正确的是( )
A. B. 变量x,y线性负相关且相关性较强
C. 相应于点的残差约为 D. 当时,y的估计值为14.4
【答案】BD
【解析】
【分析】A选项,计算出样本中心点,代入回归直线方程得;B选项,随着的增大而减小,又,B正确;C选项,当时,,从而计算出残差约为0.4;D选项,代入,得到答案.
【详解】A选项,,,
将代入回归直线方程得,,解得,A错误;
B选项,从表可以看出,随着的增大而减小,又,接近于1,
所以变量x,y线性负相关且相关性较强,B正确;
C选项,回归直线方程为,当时,,
,故相应于点的残差约为0.4,C错误;
D选项,当时,y的估计值为,D正确.
故选:BD
10. 已知抛物线:的焦点为,的准线与轴交于点,过的直线与交于,两点,且,延长,与分别交于点,,则( )
A. B.
C. 直线的斜率为 D. 四边形的面积为
【答案】ABD
【解析】
【详解】因为的准线与轴交于点,所以的准线的方程为,则,
所以,即抛物线:,此时焦点,即,故A项正确;
如图,过点,分别作,,垂足分别为点,,
根据抛物线的定义可知,,且,又,
所以,则为的中位线,所以,故B项正确;
不妨设,均在第一象限内,由,
可得,,
所以,,将其代入,可解得,,
所以直线的斜率为,
由图形的对称性可知,又可能均在第四象限内,所以直线的斜率为,故C项错误;
由点,,可求得直线的方程为,
整理得,与抛物线联立,消可得:
,整理得,解得,
再由点,,可求得直线的方程为,
整理得,与抛物线联立,消可得:
,整理得,解得,
由上可得,,可得四边形,
即四边形为梯形,因为,,所以,
即四边形的面积为,故D项正确.
11. 如图,在棱长为2的正方体中,P(与点不重合)是正方体侧面内的动点,下列说法正确的是( )
A. 平面平面
B. 若动点P到直线AB的距离等于它到直线的距离,则点P的轨迹为抛物线的一部分
C. 当时,过点P作该正方体的外接球的截面,其截面面积的最小值为
D. 线段AD绕旋转一周的过程中,AD与所成角的正切值的取值范围为
【答案】ABD
【解析】
【分析】对于A,连接,先证明平面,可得,同理可证平面,可得,进而得到平面,进而求证即可判断;对于B,先证明,结合题设可得点P到点B的距离等于它到直线的距离,再根据抛物线的定义即可判断;对于C,由向量关系找到点的位置,因为球心到截面的距离最大时,截面面积最小,所以为截面圆心,结合勾股定理求出得到截面圆半径,求得最小截面面积即可判断;对于D,旋转得到的圆锥与旋转轴夹角恒为,在正方体中求出角的正切值,从而找到旋转过程中形成的最大角和最小角,从而求出范围即可判断.
【详解】对于A,连接,在正方形中,,
在正方体中,平面,
∵平面,∴,
∵,平面,平面,
∴平面,∵平面,∴,
同理可证平面,∵平面,∴,
又,平面,平面,
∴平面,∵平面,所以平面平面,故A正确;
对于B,在正方体中,平面,
∵平面,∴,
则点P到直线AB的距离,即为点P到点B的距离,
由于点P到直线AB的距离等于它到直线的距离,
∴点P到点B的距离等于它到直线的距离,
又P(与点不重合)是正方体侧面内的动点,
因此,根据抛物线的定义,点P的轨迹为抛物线的一部分,故B正确;
对于C,当时,为线段上靠近点的四等分点,如图,
易知正方体的外接球的球心为正方体的中心,外接球的半径,
设中点为,连接,
则,易得,,则,
若要截面面积最小,需球心到截面的距离最大,最大为OP,
因此,截面面积最小为,故C错误;
对于D,线段绕旋转一周后得到一个母线与旋转轴所成的角为的圆锥,
设,,,
在旋转过程中,与所成的角在如图所示的轴截面内分别取得最值,
则,,
所以在旋转过程中,与所成角的正切值的取值范围为,故D正确.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分
12. 在等比数列中,若,则______.
【答案】128
【解析】
【分析】利用等比数列的性质可求出、,进而求出,再次利用等比数列的性质进行求解即可.
【详解】,,
又,,
又.
考虑最后结果为正,不妨设每项均为正数,,.
故答案为:128
13. 有甲、乙、丙、丁、戊5名同学站成一排参加文艺汇演.若甲不站在两端,乙和丙相邻,则不同排列方式共有__________种.
【答案】24
【解析】
【详解】乙和丙捆绑在一起与其余3个元素一起排列有,
其中甲站在两端的排法有,
所以甲不站在两端,乙和丙相邻,则不同排列方式共有.
14. 设函数 ,若,则的最大值为______;当取得最大值时,_____.
【答案】 ①. ②.
【解析】
【分析】先利用特殊值得到的最大值,再证明等号可取,从而得出的值.
【详解】由题可知,对任意恒成立,取特殊值,代入函数有
,即的最大值不超过.
若,则
原不等式转化为:
令,则,代入不等式,有
令,则对任意恒成立,且,故是的极小值点,所以.
因为,
所以
验证:将代入得
所以
当
,
即在单调递减,在,单调递增.
所以在处取得极大值
故
所以当时,又
故当时,即函数单调递减;
当时,即函数单调递增;
所以在处取得最小值,即恒成立,符合条件.
15. 某车企为考察选购新能源汽车的款式与性别的关联性,调查100人购买情况,得到如下列联表:
新能源汽车款
新能源汽车款
总计
男性
50
10
女性
25
15
40
总计
25
100
(1)求;
(2)根据小概率值的独立性检验,能否认为选购该新能源汽车的款式与性别有关联?
(3)假设用样本估计总体,用频率估计概率,所有人选购汽车的款式情况相互独立.若从购买者中随机抽取3人,设被抽取的3人中购买了B款车的人数为,求的数学期望.
附:,.
0.10
0.05
0.010
0.005
2.706
3.841
6.635
7.879
【答案】(1),;
(2)与性别有关 (3)
【解析】
【分析】(1)利用表格数据直接计算即可.
(2)列出零假设,计算,再进行独立性检验即可.
(3)先判断服从二项分布,再利用二项分布的期望公式求解即可.
【小问1详解】
由题意得,.
【小问2详解】
零假设为:选购新能源汽车的款式与性别无关联.
根据列联表中的数据,可得,
根据小概率值的独立性检验,推断不成立,
可以认为选购车的款式与性别有关,此推断犯错误的概率不大于0.05;
【小问3详解】
随机抽取1人购买B款车的概率为,
X的可能取值有,由题意得,
由二项分布的期望公式得.
16. 如图,已知 均为圆台 的母线,四边形 为圆台的轴截面,且 ,.
(1)证明:;
(2)已知二面角 的余弦值为 ,求三棱锥 的外接球的半径.
【答案】(1)
证法一:因为均为圆台的母线,
所以延长必交于一点,如图:
因为,所以确定一个平面,
又因为圆台的上下底面互相平行,即平面平面,
因平面平面,平面平面,
根据面面平行的性质定理,得;
证法二:利用向量共线证线线平行
由题知,,,
所以 ,
所以 .
又直线 无公共点,所以 .
(2)
【解析】
【分析】(1)证法一:根据圆台是由圆锥截成的,再由面面平行的性质可得;证法二:根据向量共线证明 ,结合向量共线性质证明结论;
(2)先用勾股定理证明,进而证明,然后建立空间直角坐标系,用向量的方法由二面角的值可得圆台的高,设三棱锥 的外接球球心为 ,设 ,根据,列方程求,由此可求结论.
【小问1详解】
略
【小问2详解】
连接,
由已知,得,,分别为上下底面圆的直径,
因此上底面的半径,下底面的半径. 又因为在上底圆,,,
由,可得,即,
由(1)知与必相交于点,所以共面,
因为,,平面,,
所以平面,又因为,所以平面,
且平面,所以;
故以为坐标原点,分别以所在直线为轴,建立空间直角坐标系:
设,则,
于是,,
设平面的法向量为,
由,故可取;
又,
设平面的法向量为,
由,故可取,
因二面角的余弦值为,
所以,解得(负值舍去),
所以圆台的高.
设三棱锥 的外接球球心为,易得,则在直线上,
设,又,所以 ,
由,得,解得,
所以三棱锥的外接球的半径.
17. 已知椭圆C:的离心率为,左右顶点分别为,上顶点为,且.
(1)求椭圆C的方程;
(2)若P为椭圆在第一象限上一点,的面积是的面积的倍,求P的坐标;
(3)已知斜率为的直线在轴上的截距为,l与椭圆交于两点,是否存在实数使得恒成立?若存在,求出的取值范围,若不存在,说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【分析】(1)利用离心率和联立方程组即可求得,得出结果;
(2)设,根据面积关系可得,代入椭圆方程即可得;
(3)设直线,, 联立方程并利用韦达定理得出满足即可,解不等式可得答案.
【小问1详解】
由题意知,,即,且
又,解得;
即椭圆C的方程为.
【小问2详解】
设,
则
因,可得,
代入椭圆方程得,
因P为椭圆在第一象限,则.
【小问3详解】
设直线,,如下图:
联立方程,整理可得,
因此,
因为,可得
易知若使得恒成立,即
因为则,
可得,即
所以
所以
18. 已知函数.
(1)求曲线在处的切线方程;
(2)求证:;
(3)证明:函数存在唯一极大值点,且.
【答案】(1)
(2)证明见解析 (3)证明见解析
【解析】
【分析】(1)计算切点坐标,对函数求导,将代入导数,再利用点斜式求解即可;
(2)先将不等式等价转化为,设函数,求导判断单调性,利用零点存在性定理推出存在唯一的,使得,推出,分别证明和,即可放缩后证得即得证;
(3)对求导,分析导函数 的单调性,得到有解,由在上单调递增,在上单调递减即可求解.
【小问1详解】
由求导得,
则 ,又,
则曲线在处的切线方程为,即.
【小问2详解】
要证,即证,
因为,则得,即 ,
令 ,则,
因在上单调递增,且 , ,
因此存在唯一的,使得,
当时,,当时,,
即函数在上单调递减,在上单调递增,
故(*).
设 ,则 ,即函数在上单调递增,
故,则 ;
再设 ,则,当时,,当时,;
即函数在上单调递增,在上单调递减,故 ,
则得 ,当且仅当时取等.
则由(*)可得,
因,故可得 ,即 ,
故得证.
【小问3详解】
由题意可得,,则,
令 ,所以,
当时,,当时,,
则在上单调递减,在上单调递增,则 ,
从而有解,即存在两根,,设,
则在上为正,在上为负,在上为正,
所以必存在唯一极大值点,且,
所以,由可知,
由 可知,,
在上单调递增,在上单调递减,所以,
综上,函数存在唯一极大值点,且.
19. 在平面直角坐标系上的一只蚂蚁从原点出发,每次随机地向上下左右四个方向移动1个单位长度,记蚂蚁所到达的点为,且对任意的,均有,.现规定只要蚂蚁到达的点满足,则称蚂蚁成功了一次,设蚂蚁第次成功时所移动的总步数为,.
(1)求的概率;
(2)求随机变量的数学期望;
(3)求随机变量的数学期望;
参考公式:①若,则当时,;②对离散型随机变量,,有:.
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【分析】(1)利用独立事件的概率乘法公式计算即可求解;
(2)解法一:由题意得可取2,4,6,8,…,,….且,进而计算求得,进而利用错位相减法和极限求解即可;解法二:由题意可得,求解即可;
(3)解法一:蚂蚁通过步第次到达时,前面的步中,在奇数步中,必然到达,偶数步中,有次到达,最后2步移动以的概率回到,求得对应概率,进而可求得,进而利用错位相减法计算即可求解;解法二:设初始位置为时第次到达时移动的总次数为,设初始位置为时第次到达时移动的总次数为,由题,初始位置为时第次到达时移动的总次数为,则当时,可得,进而计算可求解.
【小问1详解】
当点满足时,记其为,,1,2.
蚂蚁奇数次移动后必然到达点,之后有的概率到达点,有的概率到达点,
蚂蚁在或时,下一步必然到达.故.
【小问2详解】
解法一:由题知,可取2,4,6,8,…,,….且,
故而.
设,
于是,
则
于是,得.
解法二:蚂蚁在两次移动后,有的概率经过到达点,有的概率经过到达点,
于是
【小问3详解】
解法一:则当时,蚂蚁第次到达所经历的步数可能为:
,,,…,,…
当蚂蚁通过步第次到达时,前面的步中,在奇数步中,必然到达,
偶数步中,有次到达,对应的概率为,最后2步移动以的概率回到.
于是,故
记,则,
于是
又由,有,
所以
又由也符合上式知,对于一切,有.
解法二:设初始位置为时第次到达时移动的总次数为,
设初始位置为时第次到达时移动的总次数为,
由题,初始位置为时第次到达时移动的总次数为,则当时,
有,
即
即得,又由有
即,又由得.
解法三:由题,有,
结合知,,于是.
解法四:将每两次移动视为一次操作,易知1次操作中,必然有1次到达,有1次到达或者,
即每次操作有的概率发生“到达”,有的概率不发生“到达”.于是为使事件“到达”发生次,
平均需要进行次操作,于是需要移动次,即.
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厦门双十中学2024级高二下第二次月考
数学试题
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置上.
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑.如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其它答案标号.回答非选择题时,将答案写在答题卡上.写在本试卷上无效.
3.考试结束后,将答题卡交回.
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. 若圆与圆交于M,N两点,则直线MN的倾斜角为( )
A. B. C. D.
2. 若二项式展开式中的常数项为15,则的值( )
A. B. C. 3 D. 9
3. 如图,在平行六面体中,点为的中点,设,则( )
A. B.
C. D.
4. 已知随机变量满足,若,且,则( )
A. 0.2 B. 0.4 C. 0.6 D. 0.8
5. 有7件产品,其中3件是次品,从中每次取1件,不放回地任取3次,若表示取得次品的件数,则( )
A. B. C. D.
6. 已知双曲线的左、右焦点分别为和,右顶点为.过点作斜率为的直线,点在直线上.若,为等腰三角形,则双曲线的离心率为( )
A. 2 B. C. 3 D.
7. 已知圆和直线:,若圆C上存在三点到直线的距离成公差为2的等差数列,则的最小值为( )
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
8. 已知数列是各项为正数的等比数列,公比为,在,之间插入1个数,使这3个数成等差数列,记公差为,在,之间插入2个数,使这4个数成等差数列,公差为,…,在,之间插入个数,使这个数成等差数列,公差为,以下能使得数列单调递增的是( )
A. B. C. D.
二、多选题:一本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的四个选项中,有多个选项符合题目要求,全部选对的得6分,部分选对得部分分,有选错的得0分.
9. 市物价部门对5家商场的某商品一天的线上销售量及其价格进行调查,5家商场的售价x(元)和销售量y(件)之间的一组数据如表所示:
价格x
9
9.5
10
10.5
11
销售量y
11
10
8
6
5
按公式计算,y与x的回归直线方程是:,相关系数,则下列说法正确的是( )
A. B. 变量x,y线性负相关且相关性较强
C. 相应于点的残差约为 D. 当时,y的估计值为14.4
10. 已知抛物线:的焦点为,的准线与轴交于点,过的直线与交于,两点,且,延长,与分别交于点,,则( )
A. B.
C. 直线的斜率为 D. 四边形的面积为
11. 如图,在棱长为2的正方体中,P(与点不重合)是正方体侧面内的动点,下列说法正确的是( )
A. 平面平面
B. 若动点P到直线AB的距离等于它到直线的距离,则点P的轨迹为抛物线的一部分
C. 当时,过点P作该正方体的外接球的截面,其截面面积的最小值为
D. 线段AD绕旋转一周的过程中,AD与所成角的正切值的取值范围为
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分
12. 在等比数列中,若,则______.
13. 有甲、乙、丙、丁、戊5名同学站成一排参加文艺汇演.若甲不站在两端,乙和丙相邻,则不同排列方式共有__________种.
14. 设函数 ,若,则的最大值为______;当取得最大值时,_____.
15. 某车企为考察选购新能源汽车的款式与性别的关联性,调查100人购买情况,得到如下列联表:
新能源汽车款
新能源汽车款
总计
男性
50
10
女性
25
15
40
总计
25
100
(1)求;
(2)根据小概率值的独立性检验,能否认为选购该新能源汽车的款式与性别有关联?
(3)假设用样本估计总体,用频率估计概率,所有人选购汽车的款式情况相互独立.若从购买者中随机抽取3人,设被抽取的3人中购买了B款车的人数为,求的数学期望.
附:,.
0.10
0.05
0.010
0.005
2.706
3.841
6.635
7.879
16. 如图,已知 均为圆台 的母线,四边形 为圆台的轴截面,且 ,.
(1)证明:;
(2)已知二面角 的余弦值为 ,求三棱锥 的外接球的半径.
17. 已知椭圆C:的离心率为,左右顶点分别为,上顶点为,且.
(1)求椭圆C的方程;
(2)若P为椭圆在第一象限上一点,的面积是的面积的倍,求P的坐标;
(3)已知斜率为的直线在轴上的截距为,l与椭圆交于两点,是否存在实数使得恒成立?若存在,求出的取值范围,若不存在,说明理由.
18. 已知函数.
(1)求曲线在处的切线方程;
(2)求证:;
(3)证明:函数存在唯一极大值点,且.
19. 在平面直角坐标系上的一只蚂蚁从原点出发,每次随机地向上下左右四个方向移动1个单位长度,记蚂蚁所到达的点为,且对任意的,均有,.现规定只要蚂蚁到达的点满足,则称蚂蚁成功了一次,设蚂蚁第次成功时所移动的总步数为,.
(1)求的概率;
(2)求随机变量的数学期望;
(3)求随机变量的数学期望;
参考公式:①若,则当时,;②对离散型随机变量,,有:.
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