内容正文:
高二数学
一、单选题
1. 已知集合,则( )
A. [1,2] B. (1,2] C. [1,3] D.
2. 已知 ,,则下列不等式恒成立的是( )
A. B. C. D.
3. 已知是函数在上的导函数,函数在处取得极小值,则函数的图象可能是( )
A. B.
C. D.
4. 从0,2,4,6中任取3个数字,从1,3,5中任取2个数字,可以组成( )个没有重复数字的五位数.
A. 1440 B. 1224 C. 576 D. 792
5. 已知线性相关的两个变量的取值如表所示,如果其线性回归方程为,那么当时的残差为( )
3
4
6
7
20
40
60
A. 2 B. C. 4 D.
6. 若函数的最小值为,则正实数的值为( )
A. B. C. D.
7. 袋中装有偶数个球,其中红球、黑球各占一半,甲、乙、丙是三个空盒,每次从袋中任意取出两个球,将其中一个球放入甲盒,如果这个球是红球,就将另一个球放入乙盒,否则就放入丙盒.重复上述过程,直到袋中所有球都被放入盒中,则( )
A. 甲盒中黑球与丙盒中黑球一样多 B. 甲盒中红球与丙盒中红球一样多
C. 乙盒中红球与丙盒中黑球一样多 D. 乙盒中黑球与丙盒中红球一样多
8. 有5个集合:,,,,,从每个集合中等可能地各取1个数,记这5个数之和为 ,则的值为( ).
A. B. C. D.
二、多选题
9. 下列结论正确的是( )
A. 若随机变量服从两点分布,,则
B. 若随机变量的方差,则
C. 若随机变量服从二项分布,则
D. 若随机变量服正态分布,,则
10. 若过点最多可作出条直线与函数的图象相切,则( )
A. B. 当时,的值不唯一
C. 可能等于 D. 当时,的取值范围是
11. 若不相等正数a,b,满足aa=bb,则( )
A. a>1 B. b<1
C. D.
三、填空题
12. 已知编号为1,2,3的箱中各装有除颜色外完全相同的若干个红球和蓝球,且红球在1,2,3号箱中分别占,,.从3个箱中随机选一个箱子,再从中随机取出一个球,若1,2,3号箱子被选中的概率为,,,问在取出的球为红球的条件下,该球取自3号箱的概率为______.
13. 有根长度相同的绳子放置在桌面上,共有个绳头,每个绳头只打一次结,且每个结仅含两个绳头,所有绳头打结完毕视为结束,则当时,这4根绳子恰好能围成一个圈的概率为______.
14. 对于任意正实数, ,都有,则实数的取值范围为______.
四、解答题
15. 已知关于x的不等式 的解集为不等式的解集为A
(1)求集合A;
(2)已知集合,若“ ”是“ ”的充分不必要条件, 求实数a的取值范围.
16. 若二项式的展开式中,第3项的二项式系数与第5项的二项式系数的比是.
(1)求 的值;
(2)求展开式中所有的有理项.
17. 为了解某一地区纯电动汽车销售情况,某机构根据统计数据,用最小二乘法得到电动汽车销量 (单位:万台)关于(年份)的线性回归方程为,且销量 的方差为,年份的方差为.
(1)求 与的相关系数,并据此判断电动汽车销量 与年份的相关性强弱;
(2)该机构还调查了该地区90位购车车主的性别与购车种类情况,得到的数据如下表:
购买非电动车
购买电动车
总计
男性
39
6
45
女性
30
15
45
总计
69
21
90
能否在犯错误的概率不超过0.025的前提下认为购买电动汽车与性别有关?
①参考数据:;
②参考公式:(ⅰ)线性回归方程:,其中,.
(ⅱ)相关系数:,若,则可判断 与线性相关较强.
(ⅲ),其中.
附表:
0.10
0.05
0.025
0.010
0.001
2.706
3.841
5.024
6.635
10.828
18. 如图,在研究某种粒子的实验装置中,粒子从腔室出发,到达腔室,从腔室经过1号门进入室后,等可能的变为上旋或下旋状态;粒子从室经过2号门进入室后,粒子的旋转状态发生改变的概率为,粒子间的旋转状态相互独立,现有两个粒子从室出发.
(1)已知两个粒子通过1号门进入室后,恰有1个上旋状态1个下旋状态.这两个粒子通过2号门进入室后,仍然恰有1个上旋状态1个下旋状态的概率.
(2)若两个粒子进入室后,每个粒子再经过2号门返回室的概率为,各粒子返回室相互独立,求返回室的粒子个数的分布列、期望与方差.
(3)若实验装置出现故障,两个粒子进入室后裂变成个粒子,裂变后的每个粒子再经过2号门返回室的概率变为,各粒子返回室相互独立.有个粒子返回室的概率为,则为何值时,取最大值.
19. 已知函数,.
(1)求函数在区间上的值域;
(2)若对任意的 ,都有 ,求实数 的取值范围;
(3)设,且,证明:.
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高二数学
一、单选题
1. 已知集合,则( )
A. [1,2] B. (1,2] C. [1,3] D.
【答案】B
【解析】
【分析】根据对数性质和一元二次不等式化简集合,然后利用交集的定义运算即得.
【详解】由可得,即,故;
由得,即,故.
因此,
故选:B.
2. 已知 ,,则下列不等式恒成立的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】ABD利用不等式性质无法推出,都可举出反例进行否定;C可借助于指数函数的单调性,结合不等式的性质得到证明.
【详解】选项A:
举反例:取,, , ,则 ,,显然 不成立,因此A不恒成立;
选项B:
举反例:取 ,,,,则 ,,显然 不成立,故B不恒成立;
选项C:
由于指数函数 是严格递增函数, 和 分别推出 和 ,因此 恒成立,因此C恒成立;
选项D:
举反例:取,, ,,则 ,,显然 不成立,因此D不恒成立.
故选:C.
3. 已知是函数在上的导函数,函数在处取得极小值,则函数的图象可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】根极值与导函数的关系确定在附近的正负,得的正负,从而确定正确选项.
【详解】由题意可得,而且在点的左侧附近, ,此时,排除B、D;
在点的右侧附近, ,此时,排除A,
所以函数的图象可能是C.
故选:C
4. 从0,2,4,6中任取3个数字,从1,3,5中任取2个数字,可以组成( )个没有重复数字的五位数.
A. 1440 B. 1224 C. 576 D. 792
【答案】B
【解析】
【分析】根据给定条件,利用两个基本原理及排列、组合计数问题列式求解.
【详解】不含数字0的无重复数字的五位数,有个;
含有数字0的无重复数字的五位数,有个,
所以所求的五位数个数为.
5. 已知线性相关的两个变量的取值如表所示,如果其线性回归方程为,那么当时的残差为( )
3
4
6
7
20
40
60
A. 2 B. C. 4 D.
【答案】A
【解析】
【分析】利用线性回归方程过点计算可得,再利用残差定义作差即可得.
【详解】由题设可得,故,
故,即 ,故残差为.
6. 若函数的最小值为,则正实数的值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】利用导数求出函数的单调性,根据单调性得到函数的最小值的表达式,结合题意即可求解.
【详解】已知函数,则,
令 ,由于 ,正实数,所以得,
令,则,由于 ,正实数,所以恒成立,
所以是一个单调递增的函数,当 时, ;当时, ;
因此方程 有且仅有一个实数根,设为,即,
因为,当 时,有,解得,矛盾,因此 ,
当时,,即 ,函数单调递减;
当时,,即 ,函数单调递增;
所以函数在处取得最小值,
由于函数的最小值为,即,则有,
同时极值点满足,
代入上式得,解得 ,
则有,解得,故A正确.
7. 袋中装有偶数个球,其中红球、黑球各占一半,甲、乙、丙是三个空盒,每次从袋中任意取出两个球,将其中一个球放入甲盒,如果这个球是红球,就将另一个球放入乙盒,否则就放入丙盒.重复上述过程,直到袋中所有球都被放入盒中,则( )
A. 甲盒中黑球与丙盒中黑球一样多 B. 甲盒中红球与丙盒中红球一样多
C. 乙盒中红球与丙盒中黑球一样多 D. 乙盒中黑球与丙盒中红球一样多
【答案】C
【解析】
【分析】由题意知,乙中放红球,则甲中也肯定是放红球,往丙中放球的前提是放入甲中的不是红球,据此可以从乙中的红球个数为切入点,结合红球的数量与黑球数量相等进行分析.
【详解】由题意知,操作分为四种:
①两个红球,甲放红,乙放红;
②两个黑球,甲放黑,丙放黑;
③一红一黑,甲放红,乙放黑;
④一黑一红,甲放黑,丙放红;
设取出两个红球的次数为,两个黑球的次数为,一红一黑,甲放红的次数为,
一黑一红,甲放黑的次数为,
已知红球的数量与黑球数量相等,则,解得,
乙盒中红球数量来自情况①,数量为;丙盒中黑球的数量来自情况②,数量为,
由可得乙盒中红球与丙盒中黑球一样多.
8. 有5个集合:,,,,,从每个集合中等可能地各取1个数,记这5个数之和为 ,则的值为( ).
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】利用古典概型的概率公式结合概率分布的对称性可求相应的概率.
【详解】设为选自中的数,则 ,其中 ,
此时,
而,
显然事件 与事件 为等概率事件,即,
所以的概率分布关于 对称,则,,
故.
二、多选题
9. 下列结论正确的是( )
A. 若随机变量服从两点分布,,则
B. 若随机变量的方差,则
C. 若随机变量服从二项分布,则
D. 若随机变量服正态分布,,则
【答案】CD
【解析】
【分析】根据方差公式即可判断A;根据方差的性质即可判断B;根据二项分布的概率公式即可判断C;根据正态分布的对称性即可判断D.
【详解】对于A,若随机变量服从两点分布,,
则,故A错误;
对于B,若随机变量的方差,则,故B错误;
对于C,若随机变量服从二项分布,
则,故C正确;
对于D,若随机变量服正态分布,,
则,故D正确.
故选:CD.
10. 若过点最多可作出条直线与函数的图象相切,则( )
A. B. 当时,的值不唯一
C. 可能等于 D. 当时,的取值范围是
【答案】AC
【解析】
【分析】对函数求导,设切点为,利用导数的几何意义,进而求出切线方程,令,问题转化为直线与图象的交点个数,求导,分析函数单调性及极值点,作函数的大致图象,结合图象分析切线条数与的取值范围,再逐一分析判断各选项.
【详解】函数求导得,设切点为,
则切线斜率,切线方程为,
又切线过点,代入切线方程得,
整理得,切线条数等价于方程的不同实根个数,
令,问题转化为直线与图象的交点个数,
求导得,令,解得或,
当时,,单调递减;
当时,,单调递增;
当 时,,单调递减;
则当时,取得极小值,极小值为,
当时,取得极大值,极大值为,
当时,;
当 时, ;
的大致图象如下图所示:
由图象可知,当时,直线与的图象有0个交点,即过点且与函数的图象相切的切线有0条;
同理,当时,过点且与函数的图象相切的切线有1条,;
当时,过点且与函数的图象相切的切线有3条,;
当时,过点且与函数的图象相切的切线有2条,;
当时,过点且与函数的图象相切的切线有1条,.
选项A:当时,,满足;
当时,,满足;
当时,,满足;故A正确.
选项B:当时,,是唯一值,故B错误.
选项C:若时,,对应,此时,故存在这样的,
故C正确.
选项D:当时,的取值范围是,故D错误.
11. 若不相等正数a,b,满足aa=bb,则( )
A. a>1 B. b<1
C. D.
【答案】BCD
【解析】
【分析】将,变为,再构造,然后研究其单调性可求解.
【详解】由,得,
令,,解得,
而时, ;时,.
所以 在上单调递减,在 上单调递增.
所以,故A不正确,B正确;
要证明,即证明(),
只须证,只须证.
令,
,
所以在上单调递减,所以,
所以,故C正确;
由于 在上单调递增,而,
所以,所以,
所以,故D正确.
故选:BCD
三、填空题
12. 已知编号为1,2,3的箱中各装有除颜色外完全相同的若干个红球和蓝球,且红球在1,2,3号箱中分别占,,.从3个箱中随机选一个箱子,再从中随机取出一个球,若1,2,3号箱子被选中的概率为,,,问在取出的球为红球的条件下,该球取自3号箱的概率为______.
【答案】
【解析】
【分析】由题意,根据古典概型的概率公式以及条件概率计算公式,结合全概率公式和贝叶斯公式即可计算得解.
【详解】设事件为“取出的小球来自号箱”,事件为“取出的球为红球”,
则构成了总的样本空间,且,,两两互斥,
由题意有,,,
,,,
则由全概率公式得,
则在取出的球为红球的条件下,
该球取自3号箱的概率为.
故答案为:
13. 有根长度相同的绳子放置在桌面上,共有个绳头,每个绳头只打一次结,且每个结仅含两个绳头,所有绳头打结完毕视为结束,则当时,这4根绳子恰好能围成一个圈的概率为______.
【答案】
【解析】
【详解】4根绳子,8个绳头,每个绳头只打一次结,且每个结仅含两个绳头,
可转化为有8个绳头,每2个绳头一组,分为4组,共有种;
其中恰好能围成一个圈,则以其中一根绳子为首,从6个绳头中选择一个与之打结,
再从剩余4个绳头中选择一个与上一根剩余的绳头打结,依次进行,
则打结方式有:种,
所以4根绳子恰好能围成一个圈的概率为:.
14. 对于任意正实数,,都有,则实数的取值范围为______.
【答案】
【解析】
【分析】运用分离参数求最值,令,将原不等式化为,再构造函数,求其最大值,进而求得结果.
【详解】根据题意,对于任意正实数,,都有,即,
令,则,移项可得,
令,则,
令,则,
故,即在单调递减,又因为,
则当时, ,函数单调递增;
当时, ,函数单调递减;
因此,函数在处取最大值,最大值为,
所以有,解得,
即实数的取值范围为.
四、解答题
15. 已知关于x的不等式 的解集为不等式的解集为A
(1)求集合A;
(2)已知集合,若“ ”是“ ”的充分不必要条件, 求实数a的取值范围.
【答案】(1)
(2) 或 或,
【解析】
【分析】(1)根据一元二次不等式的解与二次方程根的关系可得,即可利用因式分解求解,
(2)根据充分不必要条件转化为 ,即可求解.
【小问1详解】
由不等式 的解集为可知是的两个实数根,故且,解得,
所以为,变形为,
解得,
故不等式的解为,即
【小问2详解】
由于“ ”是“ ”的充分不必要条件,故 ,
若,则 ,满足,
若 ,则,则,
则,解得 或 ,
综上可得 或 或
16. 若二项式的展开式中,第3项的二项式系数与第5项的二项式系数的比是.
(1)求 的值;
(2)求展开式中所有的有理项.
【答案】(1)
(2)有理项为、、
【解析】
【分析】(1)通过二项式系数的比例关系求 ;
(2)结合 的取值范围,利用通项判定指数为整数的有理项.
【小问1详解】
二项式第 项的二项式系数为,由题意得,
即 ,整理得 ,
解得(负根舍去,因).
【小问2详解】
时,展开式通项为 ,
由 ,结合 的取值范围得,
时:;
时:;
时:.
即 有理项为、、 .
17. 为了解某一地区纯电动汽车销售情况,某机构根据统计数据,用最小二乘法得到电动汽车销量(单位:万台)关于(年份)的线性回归方程为,且销量的方差为,年份的方差为.
(1)求与的相关系数,并据此判断电动汽车销量与年份的相关性强弱;
(2)该机构还调查了该地区90位购车车主的性别与购车种类情况,得到的数据如下表:
购买非电动车
购买电动车
总计
男性
39
6
45
女性
30
15
45
总计
69
21
90
能否在犯错误的概率不超过0.025的前提下认为购买电动汽车与性别有关?
①参考数据:;
②参考公式:(ⅰ)线性回归方程:,其中,.
(ⅱ)相关系数:,若,则可判断与线性相关较强.
(ⅲ),其中.
附表:
0.10
0.05
0.025
0.010
0.001
2.706
3.841
5.024
6.635
10.828
【答案】(1),电动汽车销量与年份线性相关较强
(2)能在犯错误的概率不超过0.025的前提下认为购买电动汽车与性别有关
【解析】
【小问1详解】
由与的线性回归方程为,得,
因此相关系数
,
所以与线性相关较强
【小问2详解】
零假设:购买电动汽车与车主性别无关,
,
所以能在犯错误的概率不超过0.025的前提下认为购买电动汽车与车主性别有关.
18. 如图,在研究某种粒子的实验装置中,粒子从 腔室出发,到达腔室,从 腔室经过1号门进入室后,等可能的变为上旋或下旋状态;粒子从室经过2号门进入室后,粒子的旋转状态发生改变的概率为,粒子间的旋转状态相互独立,现有两个粒子从 室出发.
(1)已知两个粒子通过1号门进入室后,恰有1个上旋状态1个下旋状态.这两个粒子通过2号门进入室后,仍然恰有1个上旋状态1个下旋状态的概率.
(2)若两个粒子进入室后,每个粒子再经过2号门返回室的概率为,各粒子返回室相互独立,求返回室的粒子个数的分布列、期望与方差.
(3)若实验装置出现故障,两个粒子进入室后裂变成个粒子,裂变后的每个粒子再经过2号门返回室的概率变为,各粒子返回室相互独立.有个粒子返回室的概率为,则为何值时,取最大值.
【答案】(1)
(2)
0
1
2
,
(3)
【解析】
【分析】(1)根据题意,把问题拆解为两个粒子状态不变和状态改变两种情况,再利用独立事件概率乘法分别计算两种情况概率,进而相加求解;
(2)利用二项分布求出相关概率,求出分布列,进而求出方差和期望;
(3)裂变后返回粒子服从二项分布,写出概率,利用相邻项作商法通过比值与1的大小关系判断概率的单调性,进而求解.
【小问1详解】
已知两个粒子在室恰为1个上旋,1个下旋,每个粒子经过2号门时,
状态不变的概率为,状态改变的概率为,
要保持进入室后,仍然恰有1个上旋状态1个下旋,则:
两个粒子状态均不变:概率为;
两个粒子状态均改:概率为,
故所求概率为:.
【小问2详解】
返回室的粒子个数服从二项分布,的可能取值为,
则,
,
,
分布列为:
0
1
2
期望为:;
方差为:.
【小问3详解】
两个粒子进入室后裂变成个粒子,粒子返回室的概率变为,返回粒子数
服从二项分布,概率为:, ,
则,
令 ,则 ,解得,
当 时,单调递增;
当 时,单调递减;
故当 时,取得最大值.
19. 已知函数,.
(1)求函数在区间上的值域;
(2)若对任意的 ,都有 ,求实数 的取值范围;
(3)设,且,证明:.
【答案】(1)
(2)
(3)当时,由(2)得对任意的有,即,
因此,且,即,
由(1)可知当时,,即,
可得当且 时,,
所以,
所以
.
【解析】
【分析】(1)求导,判断函数的单调性,根据单调性求出函数的值域;
(2)令,求其导数,因为 ,由,解得,分和分别讨论函数单调性,从而分析不等式是否成立;
(3)当时,由(2)得对任意的有,因此,且,即,根据(1)得,进而得,即可得证.
【小问1详解】
,令,则,
当时,,所以,所以,
当时,,所以,所以,
所以在上单调递减,在上单调递增,
又,
所以 在上恒成立,所以在上单调递减,
所以,又,
所以函数在区间上的值域为;
【小问2详解】
令,则,
因为 ,由,解得,
当时,,因此在区间上单调递减,
所以,即在区间上恒成立,
当时,存在,使得当时,,
因此在区间上单调递增,
当时,,即在区间上不恒成立,
所以实数的取值范围为;
【小问3详解】
略
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