内容正文:
聊城一中老校区、新校区高二下学期第二次阶段性测试
数学试题
时间:120分钟 分值:150分
一、单项选择题: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.
1. 曲线 在点 处的切线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】对函数求导得到,再利用导数的几何意义求解即可.
【详解】因为,所以,
则在点 处切线的斜率为,
故切线方程为,即.
2. 某新能源汽车生产公司,为了研究某生产环节中两个变量,之间的相关关系,统计样本数据得到如下表格:由表格中的数据可以得到与的经验回归方程大致为,据此计算,取 时的残差为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】根据中心点在回归直线上可求得的值,从而得到经验回归方程;根据残差的求法求结论.
【详解】由表格数据知:,,
,经验回归方程为;
时,观测值为,预测值为 ,
所以取 时的残差为.
3. 某班一天8节课,上、下午各4节.现安排上午两节语文课连上,下午两节数学课连上,英语、物理、体育、音乐各一节的课程表,不同的排法种数是( )
A. 72 B. 108 C. 216 D. 288
【答案】C
【解析】
【分析】先排语文与数学,再通过乘法原理求解即可.
【详解】上午两节语文课连上有三种可能,同理下午两节数学课连上有三种可能,
因为英语、物理、体育、音乐各一节的课程表,直接全排列,所以有种.
4. 设,且,则( )
A. 0.3 B. 0.35 C. 0.4 D. 0.45
【答案】A
【解析】
【详解】因为,
所以,
设,则,又,
所以,
因为,所以,
解得,所以.
5. 现用6种颜色,给图中的5个区域涂色,要求相邻的区域不能涂同一种颜色,则不同的涂色方法共有( )种.
A. 1440 B. 120 C. 72 D. 1560
【答案】D
【解析】
【分析】分别用种颜色,种颜色和3种颜色,根据相邻的区域不能涂同一种颜色求解.
【详解】如图所示:
当选择种颜色时,从种颜色中选种共有种方法,
将选出的种颜色分配给个区域有种方法,总方法数为种,
当选择种颜色时,从种颜色中选种共有种方法,
从(A,D)或(B,C)中选择一组涂同一颜色,有种选择,
比如选择(A,D)组,将选出的4种颜色分配有种方法,总方法数为种,
当选择种颜色时,从种颜色中选种共有种方法,
则(A,D),(B,C)各涂同一颜色,有种选择,
将选出的种颜色分配有种方法,总方法数为种,
则所有的方法数为种.
6. 在的展开式中,含项的系数为( )
A. 240 B. C. 80 D.
【答案】D
【解析】
【详解】的通项,
项的两种来源,①中项与相乘,②中项与相乘,
①令,得,此时该项为,与相乘后得到,
②令,得,此时该项为,与相乘后得到,
所以,含项的系数为.
7. 小明在某不透明的盒子中放入4红5黑9个球,随机摇晃后,小明从中取出一个小球丢掉(未看被丢掉小球的颜色).现从剩下8个小球中取出两个小球,结果都是黑球,则丢掉的小球也是黑球的概率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】首先计算每种情况下,“取出 2 个黑球” 的条件概率,再用贝叶斯公式计算概率.
【详解】用表示丢掉一个小球后任取两个小球均为黑球,用表示丢掉的小球为红球,表示丢掉的小球为黑球,则,
由全概率公式可得,
所以.
故选:D
8. 关于的不等式对恒成立,实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】通过同构构造,利用单调性脱去外层,转化为简单的参数分离与最值分析.
【详解】由题,将不等式变形得,令,则原不等式等价于,
当 时,,此时不等式恒成立;
当时,,当时, ,单调递减;当时, ,单调递增;
因为,所以,,不等式转化为,即(*);
令,则,在单调递增,则,且当时,所以为使(*)对于对恒成立,必须且只需.
综上所述,.
二、多项选择题: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,有选错的得0分.
9. 下列命题正确的是( )
A. 已知两个变量线性相关,若它们的相关性越强,则相关系数越接近于1
B. 在刻画回归模型的拟合效果时,决定系数的值越大,说明拟合的效果越好
C. 已知事件 ,若,且,,则
D. 有2个白球和4个黑球,从中一次摸三个球,记摸得白球数为 ,则
【答案】BCD
【解析】
【分析】由相关系数的意义判断A;由决定系数的意义判断B;由条件概率公式求出的值,判断C;由题意可知并求出对应的概率,即可求出的值判断D.
【详解】对于A,当两个变量的相关性越强,则相关系数越接近于1,故A错误;
对于B,因为决定系数,其值越大,对应残差平方和越小,回归模型拟合效果越好,故B正确;
对于C,因为,
,
所以,故C正确;
对于D,由题意可知,
且,,,
所以,故D正确.
10. 某计算机程序每运行一次都随机出现一个四位二进制数(每一位上数字只能是0或1,例如出现“1010”),其中的各位数字中出现0的概率为,出现1的概率为,各个位数之间互相独立.记随机变量,则当程序运行一次时,下列说法正确的有( )
A. B.
C. 的数学期望 D. 随机变量的方差
【答案】BCD
【解析】
【分析】根据题意,得到 的可能取值为 ,结合独立重复试验的概率计算公式,分别求得相应的概率,再由二项分布的期望与方差的计算公式,分别求得,结合选项,即可求解.
【详解】由二进制数的特点知:每一位上的数字只能是0或1,
且各位数字出现0的概率为,出现1的概率为,各个位数字之间互相独立,
对于A,若,即各位数字都是,所以,所以A不正确;
对于B,若,即各位数字中三个,一个1,所以,所以B正确;
对于C,由随机变量,可得 的可能取值为 ,
则,,,
,,
可得随机变量 服从二项分布,所以,所以C正确;
对于D,由随机变量 服从二项分布,可得,
设,可得,即,所以D正确.
11. 已知函数,则( )
A. 的图象关于对称
B. 若有三个不同的零点,则
C. 当时,过原点且与曲线相切的直线恰有一条
D. 若恰有9个不同的实数根,则的取值范围关于原点对称
【答案】ACD
【解析】
【分析】首先要根据题目中的函数方程,通过求导的方式得出函数的单调性,极值,然后再根据每一个选项的条件,分别进行解答.
【详解】对于A,,
所以的图象关于对称,A正确;
对于B,,
当 时, ,当 时, ,当 时, ,
所以当 时 取极大值为,
当 时 取极小值为,
当 时,,当 时,,
若有三个不同的零点,则,即,
解得,B错误;
对于C,当时,,,
设切点坐标为,则,即,
又,所以,解得,
所以过原点且与曲线相切的直线为:,只有一条,C正确;
对于D,令,要使有9个不同的实数根,则要求有三个不同的实数根,且每个有三个不同的实数根,
设满足题意,则方程的三个实数根均满足,
当参数为时,方程变为,三个实数根为,
此时要求根满足,该条件等价于,
由于和满足题意的条件完全相同,故的取值范围关于原点对称. D正确.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 若,则的值为______
【答案】69
【解析】
【分析】根据组合数的性质及参数范围得出参数m,再计算组合数即可.
【详解】因为,所以或,解得 或,
因为,所以,可得,
所以.
故答案为:69.
13. 将4个编号为1,2,3,4的小球放入4个编号为1,2,3,4的盒子中,若一个球的号码与放入该球的盒子的号码恰好相同,我们称之为一个“完美归位”,设“完美归位”的个数为X,则______.
【答案】1
【解析】
【分析】由题意得, 的可能取值为,分别计算其概率,然后利用方差的公式计算即可.
【详解】 的可能取值为,
,
,
所以,
则
14. 已知函数 (),若对任意 , 恒成立,则最大值为_______.
【答案】
【解析】
【分析】先将函数 因式分解,分析 的条件, 构造函数求的最大值.
【详解】 ,
因为 恒成立,当 时, 恒成立,所以 ,
当 时, 恒成立,所以 ,所以 ,
将 代入,得:,
设,求导:,
令 ,得,
时, ,单调递增;
时,单调递减;
因此时,取最大值:.
四、解答题:本题共5小题,共77分,解答应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤.
15. 某车企计划在A市优化无人快递车的投放量,为测试运行稳定性,并确定投放规模,进行如下调查.
(1)为了测试无人快递车的运行稳定性,随机抽取了200辆进行运行测试,得到部分数据,请完成 列联表,并依据小概率值 的独立性检验,分析无人快递车故障与维保是否有关联.
维保
未维保
合计
故障
12
40
未故障
合计
120
200
(2)对过去的投放量x(单位:百辆)与服务次数y(单位:万次)的数据进行了统计,得到如下表格:
x
1
2
3
4
5
6
7
y
5
13
32
79
200
501
1259
拟用函数模型 或( , )对两个变量的关系进行拟合.请问哪个模型更适宜作为投放量x与服务次数y的回归方程模型(给出判断即可,不必说明理由)?并求出y关于x的回归方程.
参考公式:,其中 ,,.
参考数据:,
298.4
1.9
13262
64.4
2
【答案】(1) 列联表如下:
维保
未维保
合计
故障
12
28
40
未故障
108
52
160
合计
120
80
200
认为无人快递车故障与维保有关联
(2)适宜,
【解析】
【分析】(1)先补全 列联表,再通过计算统计量,依据显著性水平 判断无人快递车故障与维保是否有关联;
(2)通过数据特征判断指数型模型更适合拟合关系,再通过对数变换转化为线性形式,求出回归方程即可.
【小问1详解】
补充 列联表如下:
维保
未维保
合计
故障
12
28
40
未故障
108
52
160
合计
120
80
200
零假设:无人快递车故障与维保无关 ,
因为,
所以依据小概率值 的独立性检验,推断不成立,即认为无人快递车故障与维保有关联,此推断犯错误的概率不大于0.01.
【小问2详解】
适宜作为投放量x与服务次数y的回归方程模型.
由,两边同时取常用对数得,
设,则,
因为,,
所以,
把代入,即,得,
所以.所以,则,
故y关于x的回归方程为.
16. 已知的展开式中仅第5项的二项式系数最大,且第4项、第5项、第6项的系数成等差数列.
(1)求和的值;
(2)若 ,且,求被5除的余数;
(3)若,求的展开式中系数最大的项.
【答案】(1), 或 ;
(2)1 (3),;
【解析】
【分析】(1)由二项式系数的性质,可得 ,根据等差数列的性质列出方程,可求得;
(2)由(1)知,将写成,分析其展开式的特点,可得其被5除的余数;
(3)根据项的系数最大,列出相应不等式,求出参数,即可求得相应的项.
【小问1详解】
由二项式系数性质,仅第5项最大,则 为偶数且 ,解得 .
第4、5、6项系数、、,成等差数列得 .
由 ,,,
整理得 ,解得 或 .
故 , 或 ;
【小问2详解】
由 (1) 知 , 或 .因为 ,所以 .
又 ,则
,
故 被5除的余数为 .
【小问3详解】
由 (1) 知 , 或 .因为 ,所以 .
展开式通项为 ,系数为 ,.
设第 项系数最大,则满足,
由 ,得 ,即 .
由组合数计算公式得 ,故 ,因为,所以.
由 得 ,即 .
故 ,因为,所以,所以 .
综上 ,即 或 .
故系数最大的项为第3项和第4项:,;
17. 已知函数,其中 .
(1)当 时,求函数单调区间和极值;
(2)若 ,求a的取值范围.
【答案】(1)单减区间为,单增区间为;极小值,无极大值
(2)
【解析】
【分析】(1)通过对函数求导,令导数为0找临界点,通过求导判断导函数的单调性,列表判断导数和函数的符号,最后写出单调区间和极值.
(2)先对函数求导确定函数唯一最小值点,借助隐零点代换消去参数求解最小值不等式,再由参数与零点的函数单调性推出a的范围.
【小问1详解】
当 时,,函数定义域为,,
令,因为 ,所以在单调递增.
又 ,x、、的变化情况如下表:
x
1
-
0
+
单调递减
单调递增
所以的单减区间为,单增区间为;
时有极小值,无极大值.
【小问2详解】
①当 时, ,不满足题意;
②所以 ,此时 ,令 ,
因为 ,所以是上的增函数,
当 时, ; 时, ,
所以存在唯一正实数使得 ,即 ,
此时在上单调递减,在上单调递增,
所以.
由题意得 ,由 得,
代入上式得 ,整理得 ,
解得 ,即 .
令 ,其中 ,
则 ,所以是区间上的增函数.
因为, ,
所以 ,所以a的取值范围是.
18. 随着生活水平的提高,一些进口水果也成了热销商品.某品牌车厘子大小等级划分为、、、、五个等级,分别对应如下五组质量指标值:,,,,.从该品牌车厘子中随机抽取1000颗作为样本,统计得到如图所示的频率分布直方图.
(1)质量指标值越高,车厘子越大、质量越好,若质量指标值低于180的为二级,质量指标值不低于180的为一级.现利用分层随机抽样的方法按比例从样本中随机抽取12颗,再从抽取的12颗车厘子中随机抽取3颗,记其中一级的颗数为 ,求 的分布列及数学期望;
(2)甲、乙两人计划在某网络购物平台上参加该品牌车厘子的订单“秒杀”抢购活动,每人只能抢购一个订单,每个订单均由(,)箱车厘子构成.假设甲、乙两人抢购成功的概率均为,记甲、乙两人抢购成功的订单总数量为 ,抢到车厘子总箱数为 .
①求 的分布列及数学期望;
②当 的数学期望取最大值时,求正整数的值.
【答案】(1)分布列
期望.
(2)①分布列
期望;
②正整数的值为3.
【解析】
【分析】(1)通过频率分布直方图确定分层抽样的样本构成,结合超几何分布计算各取值的概率并列出分布列,再求解数学期望;
(2)①根据二项分布的定义确定 的分布列并计算期望;②利用期望的线性性质将转化为关于的函数,结合基本不等式求得最大值对应的正整数.
【小问1详解】
由频率分布直方图,质量指标低于180的二级频率为,
不低于180的一级频率为,故二级与一级的数量比为.
分层抽样抽取12颗车厘子,得二级品颗,一级品颗.
随机抽取3颗,一级颗数 服从超几何分布, 的可能取值为.
,,
,.
所以 的分布列为:
.
【小问2详解】
① 甲、乙抢购成功的概率均为,两人抢购相互独立,故, 的可能取值为 .
,
,
.
的分布列为:
.
② 由,得,即.
由基本不等式,,当且仅当即 时等号成立,
又,故 时取得最大值.
19. 已知函数.
(1)若方程恰有两个实数解,求实数k的取值范围;
(2)若的一个实根为,且,
①求实数a的取值范围;
②证明:.
【答案】(1)
(2)①
②欲证,令,即证,,
左不等式:因为,所以,
右不等式:要证,即证,
易知,即证,
因为,,
设,则,令 ,得 ,
当时, ,当时,,
所以在上递减,在上递增,
又 ,,所以,即;
综上:.
【解析】
【分析】(1)将指数方程变形分离参数,构造函数用导数分析单调性与极限趋势,结合直线与曲线交点个数得到的取值范围;
(2)①换元转化为等式,分离出参数,求导判定函数在单调递增,结合端点极限即可得到a的取值范围;
②令,分别推导左右不等式,左边不等式直接代数变形得证,右边不等式平方转化后构造函数,结合导数判定恒负即可证明.
【小问1详解】
若方程恰有两个实数解,即有两个实数解,所以,
所以 ,即,,即与图象有两个交点.
设,,则,令 ,得 .
当时, ,单调递增;
当时, ,单调递减;
所以 ,
又时, ;又时, ;
所以图象如图所示:所以实数k的取值范围为.
【小问2详解】
①由,可得,所以,即,
令,则,可得,即,
令,,则 ,所以在上单调递增,
又 ,时, ,所以实数a的取值范围是;
②略
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聊城一中老校区、新校区高二下学期第二次阶段性测试
数学试题
时间:120分钟 分值:150分
一、单项选择题: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.
1. 曲线 在点 处的切线方程为( )
A. B.
C. D.
2. 某新能源汽车生产公司,为了研究某生产环节中两个变量,之间的相关关系,统计样本数据得到如下表格:由表格中的数据可以得到与的经验回归方程大致为,据此计算,取 时的残差为( )
A. B. C. D.
3. 某班一天8节课,上、下午各4节.现安排上午两节语文课连上,下午两节数学课连上,英语、物理、体育、音乐各一节的课程表,不同的排法种数是( )
A. 72 B. 108 C. 216 D. 288
4. 设,且,则( )
A. 0.3 B. 0.35 C. 0.4 D. 0.45
5. 现用6种颜色,给图中的5个区域涂色,要求相邻的区域不能涂同一种颜色,则不同的涂色方法共有( )种.
A. 1440 B. 120 C. 72 D. 1560
6. 在的展开式中,含项的系数为( )
A. 240 B. C. 80 D.
7. 小明在某不透明的盒子中放入4红5黑9个球,随机摇晃后,小明从中取出一个小球丢掉(未看被丢掉小球的颜色).现从剩下8个小球中取出两个小球,结果都是黑球,则丢掉的小球也是黑球的概率为( )
A. B. C. D.
8. 关于的不等式对恒成立,实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
二、多项选择题: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,有选错的得0分.
9. 下列命题正确的是( )
A. 已知两个变量线性相关,若它们的相关性越强,则相关系数 越接近于1
B. 在刻画回归模型的拟合效果时,决定系数的值越大,说明拟合的效果越好
C. 已知事件 ,若,且,,则
D. 有2个白球和4个黑球,从中一次摸三个球,记摸得白球数为 ,则
10. 某计算机程序每运行一次都随机出现一个四位二进制数(每一位上数字只能是0或1,例如出现“1010”),其中的各位数字中出现0的概率为,出现1的概率为,各个位数之间互相独立.记随机变量,则当程序运行一次时,下列说法正确的有( )
A. B.
C. 的数学期望 D. 随机变量的方差
11. 已知函数,则( )
A. 的图象关于对称
B. 若有三个不同的零点,则
C. 当时,过原点且与曲线相切的直线恰有一条
D. 若恰有9个不同的实数根,则的取值范围关于原点对称
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 若,则的值为______
13. 将4个编号为1,2,3,4的小球放入4个编号为1,2,3,4的盒子中,若一个球的号码与放入该球的盒子的号码恰好相同,我们称之为一个“完美归位”,设“完美归位”的个数为X,则______.
14. 已知函数 (),若对任意 , 恒成立,则最大值为_______.
四、解答题:本题共5小题,共77分,解答应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤.
15. 某车企计划在A市优化无人快递车的投放量,为测试运行稳定性,并确定投放规模,进行如下调查.
(1)为了测试无人快递车的运行稳定性,随机抽取了200辆进行运行测试,得到部分数据,请完成 列联表,并依据小概率值 的独立性检验,分析无人快递车故障与维保是否有关联.
维保
未维保
合计
故障
12
40
未故障
合计
120
200
(2)对过去的投放量x(单位:百辆)与服务次数y(单位:万次)的数据进行了统计,得到如下表格:
x
1
2
3
4
5
6
7
y
5
13
32
79
200
501
1259
拟用函数模型 或( , )对两个变量的关系进行拟合.请问哪个模型更适宜作为投放量x与服务次数y的回归方程模型(给出判断即可,不必说明理由)?并求出y关于x的回归方程.
参考公式:,其中 ,,.
参考数据:,
298.4
1.9
13262
64.4
2
16. 已知的展开式中仅第5项的二项式系数最大,且第4项、第5项、第6项的系数成等差数列.
(1)求和的值;
(2)若 ,且 ,求被5除的余数;
(3)若,求的展开式中系数最大的项.
17. 已知函数,其中 .
(1)当 时,求函数单调区间和极值;
(2)若 ,求a的取值范围.
18. 随着生活水平的提高,一些进口水果也成了热销商品.某品牌车厘子大小等级划分为、、、、五个等级,分别对应如下五组质量指标值:,,,,.从该品牌车厘子中随机抽取1000颗作为样本,统计得到如图所示的频率分布直方图.
(1)质量指标值越高,车厘子越大、质量越好,若质量指标值低于180的为二级,质量指标值不低于180的为一级.现利用分层随机抽样的方法按比例从样本中随机抽取12颗,再从抽取的12颗车厘子中随机抽取3颗,记其中一级的颗数为 ,求 的分布列及数学期望;
(2)甲、乙两人计划在某网络购物平台上参加该品牌车厘子的订单“秒杀”抢购活动,每人只能抢购一个订单,每个订单均由(,)箱车厘子构成.假设甲、乙两人抢购成功的概率均为,记甲、乙两人抢购成功的订单总数量为 ,抢到车厘子总箱数为 .
①求 的分布列及数学期望;
②当 的数学期望取最大值时,求正整数的值.
19. 已知函数.
(1)若方程恰有两个实数解,求实数k的取值范围;
(2)若的一个实根为,且,
①求实数a的取值范围;
②证明:.
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