内容正文:
高二下数学期末测试卷
一、单选题(每小题5分,共40分)
1. 数据1,2,3,4,5,6,7的中位数是( )
A. 3 B. 4 C. 5 D.
【答案】B
【解析】
【详解】由中位数定义易知,中位数是4.
2. 若,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】根据公式.
3. 若抛物线的焦点为,则( )
A. B. 1 C. 2 D. 4
【答案】C
【解析】
【分析】利用抛物线的焦点坐标为,即可求出的值.
【详解】因为抛物线的焦点为,
所以,,
故选:C.
4. 已知向量,,则( )
A. B. C. 3 D. 4
【答案】A
【解析】
【详解】因为,,
所以,,
所以,,
所以.
5. 已知直线 ,和平面,且,则“”是“”的( )
A. 充分不必要条件 B. 必要不充分条件
C. 充分必要条件 D. 既不充分也不必要条件
【答案】B
【解析】
【详解】根据线面垂直的性质可知,若直线,,则“”,即必要性成立;若,,则直线可以在平面内,也可以与平面相交,还可以为相交且垂直,所以充分性不成立,
因此,若,则“”是“”的必要不充分条件.
6. 已知函数在上单调递增,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】求出函数的导数,由给定的单调区间及单调性建立恒成立的不等式求解.
【详解】由函数在上单调递增,得,
恒成立,而当时,,则,又,
所以实数的取值范围是.
7. 已知,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】在题干等式两边同时平方,结合二倍角的正弦公式求解即可.
【详解】因为,等式两边平方可得,
所以,解得.
8. 已知,且,则的最小值为( )
A. 3 B. 4 C. 6 D. 9
【答案】A
【解析】
【分析】
将变形为,再将变形为,整理后利用基本不等式可求最小值.
【详解】因为,故,
故,
当且仅当时等号成立,
故的最小值为3.
故选:A.
【点睛】方法点睛:应用基本不等式求最值时,需遵循“一正二定三相等”,如果原代数式中没有积为定值或和为定值,则需要对给定的代数变形以产生和为定值或积为定值的局部结构.求最值时要关注取等条件的验证.
二、多选题(每小题6分,共18分)
9. 某校随机调查了40名高三学生某周参加体育锻炼的次数,得到如下频数分布表:
锻炼次数x
0
1
2
3
4
5
频数n
4
6
10
12
6
2
根据以上数据,下列结论正确的是( )
A. 这组样本数据的中位数为2.5
B. 这组样本数据的平均数为2.4
C. 从这40名学生中随机抽取2名,恰有1名学生该周锻炼次数不少于 3次的概率为
D. 若从锻炼次数不少于3次的学生中按分层抽样抽取10人,则应从锻炼次数为4次的学生中抽取4人
【答案】ABC
【解析】
【分析】利用中位数的定义即可判断选项A;利用平均数的定义即可判断选项B;利用古典概率公式计算即可判断选项C;根据分层抽样的定义计算即可判断选项D.
【详解】对于A,由总共有40个数据,则中位数为第20、21个数据的平均数,
又第20个数据是2,第21个数据是3,所以这组样本数据的中位数为,故A正确;
对于B,这组样本数据的平均数为,故B正确;
对于C,由该周锻炼次数不少于 3次的学生有人,则少于 3次的学生有人,
所以恰有1名学生该周锻炼次数不少于 3次的概率为,故C正确;
对于D,结合选项C有锻炼次数不少于 3次的学生有人,锻炼次数为4次的学生有人,
则应从锻炼次数为4次的学生中抽取人,故D错误.
10. 已知函数 下列说法正确的是( )
A. 若,则方程有3个不相等的实数根
B. 若方程的3个不相等的实数根,则
C. 存在实数,使得直线与函数的图像有3个不同交点
D. 对任意实数 ,函数都是奇函数
【答案】ABC
【解析】
【分析】对于A,利用单调研究单调性作出函数图像即可判断,对于B,由得,进而判断B,由得,令,利用导数研究单调性作出函数图像即可判断C,先求即可判断D.
【详解】由题意得:,令,解得或,
由或,由,
所以在单调递增,在单调递减,
又,
作出函数的函数图像:
由图可知:当时,方程有3个不相等的实数根,故A正确;
由得,即,
又,
所以,所以,
所以,故B正确;
由,所以,令,
所以,令,
由或,由,
所以在单调递增,在单调递减,
所以的极大值为,的极小值为,
作出的函数图像:
由图可知:当时,直线与函数的图像有3个不同交点,故C正确;
由,
又,所以为偶函数,当时,为奇函数,故D错误.
11. 已知编号为、、的三个盒子,每个盒子内都装有个球(这个球的编号分别为、、).若第一次先从号盒子内随机抽取个球,将取出的球放入与球同编号的盒子中,第二次从该盒子中任取一个球,观察之后继续放入与球同编号的盒子中,以此类推,则下列说法正确的是( )
A. 在第一次抽到号球的条件下,第二次也抽到号球的概率为
B. 第二次抽到号球的概率为
C. 如果第二次抽到的是号球,则它来自号盒子的概率最小
D. 按题中规则,经过有限次操作,可以使得每个盒子内都只有与盒子编号相同的球
【答案】AC
【解析】
【分析】分析出第一次抽到号球后,号盒子内球的编号及个数,结合古典概型的概率公式可判断A选项正确;利用全概率公式可判断B选项错误;利用贝叶斯公式可判断C选项正确;假设经过有限次操作,可以使得每个盒子内都只有与盒子编号相同的球,推出矛盾,可判断D错误.
【详解】记第一次取得号球为事件,则,
对于A选项,若第一次抽到号球,则接下来将号球放入号盒子,
此时号盒子中共有个球,其中有个号球,
故在第一次抽到号球的条件下,第二次也抽到号球的概率为,A对;
对于B选项,记第二次取到号球为事件,
由题意可得,,
由全概率公式可得
,B错;
对于C选项,由条件概率公式可得,
,
,
所以,
故如果第二次抽到的是号球,则它来自号盒子的概率最小,C对;
对于D选项,假设可以达到目标状态,要使1号盒子内的球全部为1号球,需要将原在1号盒子的2号、3号球移出,并从2号、3号盒子移入1号球;
当1号盒子内的球全部变为1号球后,若下一次操作是从1号盒子抽球,则必抽到1号球,该球被放回1号盒子,之后的操作将永远在1号盒子内进行,无法再改变2号和3号盒子的状态;
此时若2号或3号盒子尚未达到目标状态,则永远无法达到;因此,不可能使得每个盒子内都只有与盒子编号相同的球,选项D错误.
三、填空题(每小题5分,共15分)
12. (x+1)(x+2)⁶展开式中x³的系数是____________________.
【答案】
【解析】
【分析】利用多项式乘法分配律将 拆分为两项 ,结合二项式定理分别计算两项中对应的系数,即可求得的系数.
【详解】 ,
设 展开式通项为,那么
,
令,得 ,,即 展开式中的项,
令,得 ,,故 展开式中项为,
所以,的系数为.
【点睛】
13. 曲线在处的切线恰好是曲线的切线,则实数______.
【答案】
【解析】
【分析】求出切线方程,设切线与曲线切于点,利用导数的几何意义以及点在切线上可得出关于、 的方程组,解之即可.
【详解】对函数求导得,故曲线在处的切线斜率为,
所求切线方程为,即,
设直线与曲线切于点,
对函数求导得,所以曲线在点处的切线斜率为,
且点在直线上,所以有,解得.
14. 无人机送物成为人工智能时代的一种流行的物流方式.现在有部不同无人机可供调用给个街区送物(如图),若每部无人机只能给个区块或者两个相邻区块进行送物,所有区块均需配送,则不同分配方案种数为______.
【答案】
【解析】
【分析】分情况讨论:(1)若有部无人机只负责配送区域;(2)若有部无人机负责配送区域与区域.然后确定剩余部无人机所负责的区域,结合分步和分类计数原理可得结果.
【详解】分以下几种情况讨论:
(1)若有部无人机只负责配送区域,则其余部无人机分别负责个区域,
则剩余部无人机分别负责区域与区域、区域与区域、区域与区域,
或区域与区域、区域与区域、区域与区域,
或区域与区域、区域与区域、区域与区域,
此时不同的分配方案种数为种;
(2)若有部无人机负责配送区域与区域,则剩余部无人机有部负责个区域,有部无人机只负责个区域,
则剩余部无人机分别负责区域、区域与区域、区域与区域,
或区域、区域与区域、区域与区域,
或区域、区域与区域、区域与区域,
此时不同的分配方案种数为种.
综上所述,不同的分配方案种数为种.
四、解答题(本大题共5小题,共77分)
15. 已知的展开式中的所有二项式系数的和为32.
(1)求n的值;
(2)求展开式中各项系数的和;
(3)求展开式中所有的有理项.
【答案】(1)5 (2)
(3),,
【解析】
【分析】(1)根据二项式系数和的公式求;
(2)利用赋值法求各项系数的和;
(3)根据通项公式,求有理项.
【小问1详解】
由题意有,解得;
【小问2详解】
时,,
则展开式中各项系数的和为;
【小问3详解】
二项式展开式的通项为
,当时,对应项是有理项,
所以展开式中所有的有理项为,,
.
16. 已知函数.
(1)求的极值;
(2)若在区间上有三个零点,求的取值范围.
【答案】(1)极大值为,极小值为;
(2)
【解析】
【分析】(1)对函数求导,根据导数符号判断单调性,确定极值点后代入计算极值.
(2)计算区间端点函数值,结合函数单调性与极值,根据三次函数零点个数的判定条件列不等式组求解参数范围.
【小问1详解】
函数的定义域为.
∵ ,
∴ .
令,解得或.
当时,,故,单调递增.
当时,,故,单调递减.
当时,,故,单调递增.
∴ 为的极大值点,极大值为.
为的极小值点,极小值为.
【小问2详解】
计算在区间端点的函数值:
,
.
∵ 在上单调递增,在上单调递减,在上单调递增,
要使在上有3个不同的零点,需满足:
解得,即的取值范围为.
【点睛】方法归纳:求解三次函数零点个数问题时,优先通过导数分析单调性、极值,结合区间端点函数值,利用数形结合思想列不等式组求解参数范围.
17. 某中学的社团活动室有书法社、围棋社和绘画社三个社团,学生小李每天都会去活动室参与社团活动.若当天选择书法社,则后一天选择书法社、围棋社、绘画社的概率均为;若当天选择围棋社,则后一天选择书法社、围棋社、绘画社的概率分别为,,;若当天选择绘画社,则后一天等可能地选择书法社、围棋社或绘画社.已知小李第一天等可能地选择一个社团参与活动.请完成下列计算:
(1)求小李第2天选择书法社的概率.
(2)求在第2天选择书法社的条件下,小李第1天选择绘画社的概率.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
设事件分别表示第1天选择书法社、围棋社、绘画社,事件表示第2天选择书法社.
由题意,两两互斥且构成完备事件组,且
由全概率公式:
∴小李第2天选择书法社的概率为.
【小问2详解】
∴在第2天选择书法社的条件下,小李第1天选择绘画社的概率为.
18. 平面内有一点和直线,动点满足:T到点F的距离与T到直线l的距离的比值是.记点T的运动轨迹是曲线E.
(1)求曲线E的方程;
(2)过F且斜率存在的动直线m与曲线E交于A、B两点,P是x轴上的动点,满足.
(i)求面积的取值范围;
(ii)是否存在定点Q,使得对于任意的动直线m,都有A、B、Q、P四点共圆.
【答案】(1);
(2)(i);(ii).
【解析】
【分析】(1)根据动点坐标,由所给条件列出关于的等式,化简即可得到动点轨迹方程;
(2)(i)设直线方程,联立与椭圆的方程,利用弦长公式计算弦长,再根据中垂线方程求出点P坐标,计算点到直线的距离,代入计算面积,根据解析式计算面积的取值范围;
(ii)取直线AB的对称直线:斜率为,得到两组四点:与,两组图形都关于x轴对称,因为四点共圆,若定点Q不在x轴上,则点Q关于x轴还有对称点,就不是唯一定点了;因此:满足题意的公共定点Q,必然在x轴上,可设Q点坐标,根据相交弦定理,列出等式,即可计算Q点坐标.
【小问1详解】
由,,可得:
;
T到直线l的距离;
由题意得:,
两边平方去分母可得:,
整理得:,
化简可得:,即;
故曲线E的方程为.
【小问2详解】
(i)设直线m方程为:,,联立与曲线E的方程可得:
,代入得:;
恒成立;
设,由韦达定理可得:
,;
设AB的中点为,
则,
;
因为,则,故为直线m的中垂线,斜率为,
故方程为:,
令可得 点的横坐标为:,故,
则,
故;
令,则,可得:;
则
,
故在时单调递减;故,
故△PAB面积的取值范围为;
(ii)
设Q点坐标,Q点在F右侧
则AB与PQ交于点F,根据圆的相交弦定理可得:,
,
故,解得:,故;
综上,存在定点Q,使得对于任意的动直线m,都有A、B、Q、P四点共圆.
【点睛】圆锥曲线与直线的综合问题,需先列式,根据含参数的式子再计算取值范围;对于探究性题目是否存在定点,可设存在,通过计算可判断假设是否成立.
19. 已知函数
(1)求的值.
(2)讨论的单调性.
(3)若存在3个不同的零点,,且满足,此外有两个极值点和,求证:.
【答案】(1)0 (2)时,在单调递增;时,在上单调递减,在,上单调递增.
(3)证明见解析
【解析】
【分析】(1)根据解析式直接计算得解;
(2)求出函数导数,分类讨论求单调性即可;
(3)利用极值点的概念转化为证明,再由函数的零点的定义得出,转化为证明,构造函数证明即可.
【小问1详解】
.
【小问2详解】
定义域为,.
令,
1°时,,即,则在单调递增;
2°时,当,即时,,在单调递增;
当,即时,由可解得,
所以或时,
在,上单调递增,
时,,在上单调递减.
综上,时,在单调递增;
时,在上单调递减,
在,上单调递增.
【小问3详解】
由(2)知若存在两个极值点,则,且和为的两根,
不妨令,,,且.
在上单调递增,上单调递减,上单调递增,且,
在上存在零点,上存在零点,上存在零点,
则有,
要证,
只要证,
,,,
又,
也是的零点,即,
下证
,.
只要证,
只要证:,
令,,
在上单调递增,.
即,得证.
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高二下数学期末测试卷
一、单选题(每小题5分,共40分)
1. 数据1,2,3,4,5,6,7的中位数是( )
A. 3 B. 4 C. 5 D.
2. 若,则( )
A. B. C. D.
3. 若抛物线的焦点为,则( )
A. B. 1 C. 2 D. 4
4. 已知向量,,则( )
A. B. C. 3 D. 4
5. 已知直线 ,和平面,且,则“”是“”的( )
A. 充分不必要条件 B. 必要不充分条件
C. 充分必要条件 D. 既不充分也不必要条件
6. 已知函数在上单调递增,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
7. 已知,则( )
A. B. C. D.
8. 已知,且,则的最小值为( )
A. 3 B. 4 C. 6 D. 9
二、多选题(每小题6分,共18分)
9. 某校随机调查了40名高三学生某周参加体育锻炼的次数,得到如下频数分布表:
锻炼次数x
0
1
2
3
4
5
频数n
4
6
10
12
6
2
根据以上数据,下列结论正确的是( )
A. 这组样本数据的中位数为2.5
B. 这组样本数据的平均数为2.4
C. 从这40名学生中随机抽取2名,恰有1名学生该周锻炼次数不少于 3次的概率为
D. 若从锻炼次数不少于3次的学生中按分层抽样抽取10人,则应从锻炼次数为4次的学生中抽取4人
10. 已知函数 下列说法正确的是( )
A. 若,则方程有3个不相等的实数根
B. 若方程的3个不相等的实数根,则
C. 存在实数,使得直线与函数的图像有3个不同交点
D. 对任意实数 ,函数都是奇函数
11. 已知编号为、、的三个盒子,每个盒子内都装有个球(这个球的编号分别为、、).若第一次先从号盒子内随机抽取个球,将取出的球放入与球同编号的盒子中,第二次从该盒子中任取一个球,观察之后继续放入与球同编号的盒子中,以此类推,则下列说法正确的是( )
A. 在第一次抽到号球的条件下,第二次也抽到号球的概率为
B. 第二次抽到号球的概率为
C. 如果第二次抽到的是号球,则它来自号盒子的概率最小
D. 按题中规则,经过有限次操作,可以使得每个盒子内都只有与盒子编号相同的球
三、填空题(每小题5分,共15分)
12. (x+1)(x+2)⁶展开式中x³的系数是____________________.
13. 曲线在处的切线恰好是曲线的切线,则实数______.
14. 无人机送物成为人工智能时代的一种流行的物流方式.现在有部不同无人机可供调用给个街区送物(如图),若每部无人机只能给个区块或者两个相邻区块进行送物,所有区块均需配送,则不同分配方案种数为______.
四、解答题(本大题共5小题,共77分)
15. 已知的展开式中的所有二项式系数的和为32.
(1)求n的值;
(2)求展开式中各项系数的和;
(3)求展开式中所有的有理项.
16. 已知函数.
(1)求的极值;
(2)若在区间上有三个零点,求的取值范围.
17. 某中学的社团活动室有书法社、围棋社和绘画社三个社团,学生小李每天都会去活动室参与社团活动.若当天选择书法社,则后一天选择书法社、围棋社、绘画社的概率均为;若当天选择围棋社,则后一天选择书法社、围棋社、绘画社的概率分别为,,;若当天选择绘画社,则后一天等可能地选择书法社、围棋社或绘画社.已知小李第一天等可能地选择一个社团参与活动.请完成下列计算:
(1)求小李第2天选择书法社的概率.
(2)求在第2天选择书法社的条件下,小李第1天选择绘画社的概率.
18. 平面内有一点和直线,动点满足:T到点F的距离与T到直线l的距离的比值是.记点T的运动轨迹是曲线E.
(1)求曲线E的方程;
(2)过F且斜率存在的动直线m与曲线E交于A、B两点,P是x轴上的动点,满足.
(i)求面积的取值范围;
(ii)是否存在定点Q,使得对于任意的动直线m,都有A、B、Q、P四点共圆.
19. 已知函数
(1)求的值.
(2)讨论的单调性.
(3)若存在3个不同的零点,,且满足,此外有两个极值点和,求证:.
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