内容正文:
期末复习之大题专练
模块一:一元函数的导数及其应用
1. 已知函数,.
(1)讨论函数的单调性;
(2)若对任意的,都有恒成立,求的取值范围.
【答案】(1)答案见解析
(2)
【解析】
【分析】(1)求出函数的导函数,分,讨论研究的正负情况即可;
(2)将原不等式转化为对任意的恒成立,令,利用导数的知识求出的最小值即可,这个过程中需要二次求导,估算的导函数的零点,求出的单调性,进而计算的最小值.
【小问1详解】
由已知
当时,恒成立,此时函数在上单调递增;
当时,令,得,
若,,若,,
此时函数在上单调递增,在上单调递减;
综合得:当时,函数在上单调递增;
当时,函数在上单调递增,在上单调递减;
【小问2详解】
,即
对任意的恒成立,
令
则
令,则
在上单调递增,
又,,
,使,
在上单调递减,在上单调递增,
由得
,
设,,
即在上单调递增,
由得,
,即有
,
.
【点睛】关键点点睛:
1.对于利用导数研究函数问题,当一次求导不能解决问题的时候,我们需要进行二次求导来研究函数性质;
2.对于导函数的零点我们无法求出时,我们可以应用零点存在性定理,找到零点所在去区间,然后设出零点,进而可以写出函数的单调性.
2. 已知函数.
(1)求曲线在点处的切线方程;
(2)设,证明:在上单调递增;
(3)判断与的大小关系,并加以证明.
【答案】(1)
(2)证明见解析 (3),证明见解析
【解析】
【分析】(1)求导得切点处的斜率,即可求解直线方程,
(2)求导,利用导数的正负即可确定函数的单调性,
(3)构造函数,利用导数确定单调性,结合(2)的结论即可求解.
【小问1详解】
,所以,.
所以曲线在点处的切线方程为.
【小问2详解】
由题设,.
所以.
当时,因为,所以.
所以在上单调递增.
【小问3详解】
.
证明如下:
设.
则.
由(2)知在上单调递增,所以.
所以,即在上单调递增.
所以,即.
3. 已知函数,直线在轴上的截距为,且与曲线相切于点.
(1)求实数值;
(2)求函数的单调区间与极值.
【答案】(1)
(2)单调递增区间为,,单调递减区间为,,
【解析】
【分析】(1)求出函数的导函数,根据导数的几何意义得到切线方程,由切线过点代入计算可得;
(2)由(1)可得的解析式,利用导数求出函数的单调性,即可求出极值.
【小问1详解】
因为,则,
所以,,
故直线,
又直线在轴上的截距为,所以,解得.
【小问2详解】
由(1)得,的定义域为,
又,
由,解得或;由,解得,
所以函数的单调递增区间为,;单调递减区间为,
所以在处取得极大值,即,
在处取得极小值,即.
4.已知曲线,
(1)求曲线在点处的切线方程;
(2)求过点且与曲线相切的直线方程.
【解题思路】(1)求得,得到,结合直线的点斜式方程,即可求解;
(2)设切点为,求得切线方程为,结合点在直线上,列出方程求得,进而求得过点的切线方程.
【解答过程】(1)解:由函数,可得,可得,
即曲线在点处的切线斜率为,
所以曲线在点处的切线方程为,即.
(2)解:因为点不在曲线上,
设切点为,所以,
所以切线方程为,
又因为在直线上,所以,
即,解得或.
当切点为时,切线方程为;
当切点为时,切线的斜率为,此时切线方程为,
综上所述,过点且与曲线相切的直线方程为:或.
5. 已知函数.
(1)讨论的单调区间;
(2)若在区间上存在唯一零点,证明:.
【答案】(1)答案见解析;
(2)证明见解析.
【解析】
【分析】(1)求导,分和两种情况,利用导数求原函数的单调区间;
(2)由题设得,从而得若要证明,则只需,即只需,通过构造函数,利用导数证明即可得证.
【小问1详解】
由题意可知:的定义域为,且,
若,则对任意恒成立,
所以的单调递增区间为,无单调递减区间;
若,令,解得;令,解得;
可知的单调递增区间为,单调递减区间为;
综上所述:若,的单调递增区间为,无单调递减区间;
若,单调递增区间为,单调递减区间为.
【小问2详解】
因为在区间上存在唯一零点,
所以存在唯一的,有,化简得,
若要证明,则只需,即只需证明,
设,则,
令,则,
所以当时,单调递增,
所以,
所以当时,单调递增,
所以,
即当时,有不等式成立,
综上所述:若在区间上存在唯一零点,则.
6. 已知函数.
(1)当时,判断的单调性;
(2)证明:当时,.
【答案】(1)在上单调递减,在上单调递增
(2)证明见解析
【解析】
【分析】(1)把代入解析式对函数求导,然后结合导数与单调性关系即可求解;
(2)分类讨论,当时成立;当时,,构造函数即可证明.
【小问1详解】
当时,,则,
令,则恒成立,
在上单调递增,又因为,
则当时,;当时,,
所以在上单调递减,在上单调递增.
【小问2详解】
证明:,
所以,令,
则,所以在上单调递增,
当时,,又,
有,即单调递减;,即单调递增,
所以,而此时,
所以当时,成立;
当时,可得,所以,所以,
又,所以存在,使得,即,
,
所以函数在上单调递减,在上单调递增,
所以,由可得,
,
下面证明,
令,所以,
所以在上单调递增,所以,
即得证,即成立,
综上,当时,成立.
【点睛】难点点睛:本题综合考查导数的应用,难点在于不等式的证明,解答时要结合函数的结构特征,构造函数,结合单调性以及隐零点进行解决.
模块二:立体几何与空间向量
1. 如图,四棱锥中,底面ABCD为矩形,平面ABCD,E为PD的中点.
(1)证明:平面AEC;
(2)若,,,求二面角的平面角的余弦值.
【答案】(1)见解析;(2)
【解析】
【分析】(1)连BD,设BD∩AC=O,连EO,根据E是PD的中点,O为BD的中点,得到.再利用线面平行的判定定理证明.
(2)以A为坐标原点,分别以AB,AD,AP所在直线为x,y,z轴建立空间直角坐标系,求得平面AEC的一个法向量,又为平面DAE的一个法向量,然后利用公式求解.
【详解】(1)如图所示:
连BD,设BD∩AC=O,连EO,
因为E是PD的中点,O为BD的中点,
所以.
又因为平面AEC,平面AEC,
所以平面AEC;
(2)以A为坐标原点,分别以AB,AD,AP所在直线为x,y,z轴建立如图所示空间直角坐标系,
则,,,,.
设为平面AEC的一个法向量,
则,
令,则,
又为平面DAE的一个法向量,
由向量的夹角公式,可得
所以二面角的平面角的余弦值为.
【点睛】本题主要考查线面平行的判定定理,二面角的向量求法,还考查了转化化归的思想和逻辑推理、运算求解的能力,属于中档题.
2. 如图,在多面体中,四边形是边长为2的正方形,四边形是直角梯形,其中,,且.
(1)证明:平面平面;
(2)求平面和平面夹角的余弦值.
【答案】(1)证明见解析
(2).
【解析】
【分析】(1)利用面面垂直的判定定理证明即可.
(2)建立空间直角坐标系,先求出两个平面的法向量,然后利用夹角公式即可求解.
【小问1详解】
如图所示:
连接.因为是边长为2正方形,所以,
因为,所以,,
所以,则.
因为,所以.
因为平面ABCD,所以平面,
因为平面,所以平面平面.
【小问2详解】
由(1)知,,两两垂直,故以为坐标原点,以射线,,分别为轴,轴,轴的正半轴
建立如图所示的空问直角坐标系.
则,,,,故,,.设平面的法向量为,则,令,则
设平面的法向量为,则,令,则.
,
记平面和平面夹角为,则.
3. 如图,四棱锥的底面是矩形,平面,.
(1)求二面角余弦值的大小:
(2)求点到平面的距离.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)建立空间直角坐标系,利用法向量求解即可;
(2)求出平面的法向量,再求出平面的斜线所在的向量,然后求出在法向量上的射影即可得到点到平面的距离.
【小问1详解】
因为平面,底面是矩形,
所以以为坐标原点,分别为轴建立空间直角坐标系,如图所示:
由,则,
在中, ,,
所以,所以,,
因为平面,所以为平面的一个法向量,且,
设平面的法向量为,则,
取,所以,
设二面角的大小为,由图可知为锐角,
所以,
故二面角余弦值的大小为.
【小问2详解】
由(1)题得,,
设平面的法向量为,
则,即,取,故,又,
所以到平面的距离为:.
4. 如图,在四棱锥中,平面,正方形的边长为,设为侧棱的中点.
(1)求正四棱锥的体积;
(2)求直线与平面所成角的正弦值.
【答案】(1)2 (2)
【解析】
【分析】(1)利用中点求出四棱锥的高,结合体积公式可得答案;
(2)建立坐标系,利用法向量可求线面角
【小问1详解】
设,则是的中点,连接,
由于是的中点,所以,,
由于平面,所以平面,所以.
小问2详解】
依题意可知两两相互垂直,以为原点,以所在直线分别为轴,建立如图所示的空间直角坐标系,
,,设平面的法向量为,
则,令,可得,
设直线与平面所成角为,
则.
5.在正四棱柱中,,点在线段上,且,点为中点.
(1)求点到直线的距离;
(2)求证:面.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【知识点】空间位置关系的向量证明、点到直线距离的向量求法
【分析】(1)依题建系,求得相关点和向量的坐标,利用点到直线的距离的空间向量计算公式即可求得;
(2)由(1)中所建的系求出的坐标,分别计算得到和,由线线垂直推出线面垂直.
【详解】(1)
如图,以为原点,以分别为轴正方向,建立空间直角坐标系,
正四棱柱,为中点,
则点到直线的距离为:.
(2)由(1)可得,
则,
由可得,
又由可得,
又,
故面.
6. 如图,四边形是某半圆柱的轴截面(过上下底面圆心连线的截面),线段是该半圆柱的一条母线,点为线的中点.
(1)证明:;
(2)若,且点到平面的距离为1,求线段的长.
【答案】(1)证明见解析;(2).
【解析】
【分析】(1)先证明,,利用判定定理证明平面,从而得到;
(2)设,利用等体积法,由由,解出a.
【详解】(1)证明:由题意可知平面,平面 ∴
∵所对为半圆直径 ∴ ∴
和是平面内两条相交直线 ∴平面
平面 ∴
(2)设,
因为,且 所以,
设,
在等腰直角三角形中,取BC中点E,连结AE,则,
取BC1的中点为P,连结DP,∵,∴,又为的中点,
∴,∴,即的高为
∴,
∵,且,∴平面,
∵平面,且 即到平面的距离为1,而
由,即
解得:,即.
【点睛】立体几何解答题的基本结构:
(1)第一问一般是几何关系的证明,用判定定理;
(2)第二问是计算,求角或求距离(求体积通常需要先求距离).如果求体积,常用的方法有:(1) 直接法;(2)等体积法;(3) 补形法;(4)向量法.
模块三:解三角形
1. 已知函数.
(1)求的值和的最小正周期;
(2)设锐角的三边,,所对的角分别为,,,且,,求的取值范围.
【答案】(1),;(2)
【解析】
【分析】
(1)利用降幂公式与辅助角公式将化简为,进而求得的值和的最小正周期即可.
(2)根据(1)与可得,再利用正弦定理转化为求三角函数的范围即可.
【详解】由题
.
(1).
(2),,所以,
利用正弦定理,
解得,,
所以,
由于,解得,所以,
所以,
综上可得的取值范围是.
【点睛】本题考查的知识要点:三角函数关系式的恒等变换,正弦型函数的性质的应用,正弦定理应用,主要考查学生的运算能力和转换能力及思维能力,属于中档题.
2. 如图,在中,,,平分交于点,.
(1)求的值;
(2)求的面积.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)在中,利用正弦定理即可得解;
(2)由(1)可求出,再根据平分可得为等腰三角形,再根据三角形的面积公式即可得解.
【小问1详解】
在中,由正弦定理得,
所以,
因为,
所以;
【小问2详解】
由(1)得,
由题设,,即为等腰三角形,
所以,
,
所以的面积.
3 在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,,其中S为的面积.
(1)求角A;
(2)若,求周长的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)利用三角形面积公式与余弦定理代入已知条件,整理得,从而得解;
(2)利用基本不等式与两边之和大于第三边求得,进而得解.
【小问1详解】
因为,,,
所以,则,即,
又,所以.
【小问2详解】
的周长为,
因为,即,
因为,所以,
所以,则,即,
又,所以,即,
所以的周长的取值范围为.
4. 在中,的对边分别为,且满足__________.
请在①;②,这两个中任选一个作为条件,补充在横线上,并解答问题.
(1)求;
(2)若的面积为为的中点,求的最小值.
【答案】(1)任选一条件,都有
(2)
【解析】
【分析】(1)选①,由正弦定理角化边结合余弦定理,即可求得答案;选②,利用三角函数诱导公式求出,结合角的范围即可求得答案;
(2)利用三角形面积可求出,再将平方后结合基本不等式,即可求得答案;另外,也可利用的面积以及在中利用余弦定理求解.
【小问1详解】
选择条件①,,
则,
由正弦定理可得,即,
所以,由,所以.
选择条件②,,
即,所以,
由,则,
所以,则.
【小问2详解】
由,解得.
又,
所以
所以,当且仅当时等式成立,
所以的最小值是.
另解:因为为中点,
所以,得,
中,由余弦定理得
所以,当且仅当时等式成立,
所以的最小值是.
5. 余弦定理是揭示三角形边角关系的重要定理,也是在勾股定理的基础上,增加了角度要素而成.而对三角形的边赋予方向,这些边就成了向量,向量与三角形的知识有着高度的结合.已知,,分别为内角A,B,C的对边:
(1)请用向量方法证明余弦定理;
(2)若,其中为边上的中线,求的长度.
【答案】(1)证明见解析
(2).
【解析】
【分析】(1)如图,设,由三角形法则有,利用数量积的性质展开可得,即可得出结论.
(2)如图,由(1)求出的值,两次在不同三角形中利用即可求得结果.
【小问1详解】
如图,设,
则有,可得,
,
.
【小问2详解】
由(1)知,
,
如图,则,,
,
在中,
,
解得.
6.记的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知.
(1)求角的大小;
(2)若点在线段BC上,且AD平分,若,且,求.
【答案】(1);(2)
【解析】(1)由正弦定理可得,
所以,即,
可得,
整理可得,
因为在中,,所以,
又,所以;
(2)因为,AD平分,
所以,
由得,
即,整理可得,①
因为为角平分线,所以,
在中由正弦定理可得,
在中由正弦定理可得,
又,所以,
所以,②
由①②可得,
在中,由余弦定理可得,
解得.
7.如图所示,四边形的外接圆为圆.
(1)求;
(2)若,求的长.
【答案】(1);(2)
【解析】(1)由,可得.
设,
在中,由余弦定理得,即,
解得(舍去)或,
由正弦定理得.
(2),
由已知得,
设.
在中,由余弦定理得,
,即..
模块四:排列组合,统计及概率
1. 已知.
(1)求的值.
(2)求的值;
【答案】(1)80 (2)242
【解析】
【分析】(1)法一:写出的展开式,得到;
法二:写出通项公式,得到,得到答案;
(2)法一:赋值法得到,,求出答案;
法二:写出的展开式,得到,,,,,求出答案.
【小问1详解】
法一:由二项式定理,得,则.
法二:由通项公式,得,
令得,,则
【小问2详解】
法一:因为,
所以令,得,
令,得
则.
法二:由二项式定理,得
因为
所以,,,,,
所以.
2. 已知.
(1)求该二项展开式中二项式系数最大的项;
(2)求的值.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)由题知,结合二项式系数最大项为中间项,从而可求解.
(2)利用赋值法分别令和即可求解.
小问1详解】
由二项式通项公式可得:,
因为为偶数,所以二项式系数最大项为中间项,即第项,
所以,
综上:二项式系数最大项为.
【小问2详解】
由题可得令,则,
令,则,
所以.
3. 已知的展开式中所有项的二项式系数和为128,各项系数和为.
(1)求n和a的值;
(2)求展开式中项的系数
(3)求的展开式中的常数项.
【答案】(1)
(2)
(3)448
【解析】
【分析】(1)根据二项式系数和公式,以及赋值法求解系数和,即可列方程求解,
(2)根据通项特征即可求解,
(3)根据分配律,结合通项特征求解.
【小问1详解】
由条件可得,解得
【小问2详解】
展开式的通项为:,
当,即时,项的系数为
【小问3详解】
,
①当即时,;
②当即时,;
所求的常数项为.
4. (1)由0,1,2,3,4,5,6这7个数字组成的没有重复数字的四位偶数有多少个?
(2)把5个不同颜色的小球放入3个不同的盒子,每个盒子至少放入1个小球,有多少种不同的放法?
(3)某书法兴趣小组有7名组员,其中3人只擅长硬笔书法,2人只擅长软笔书法,其余2人既擅长硬笔书法,又擅长软笔书法,现从书法兴趣小组中选择擅长硬笔书法的2人参加硬笔书法比赛,擅长软笔书法的2人参加软笔书法比赛(每个人不能同时参加两个比赛),则不同的选择方法有多少种?
【答案】(1)420;(2)150;(3)37.
【解析】
【分析】(1)按个位数字是否为0分类,结合排列计数问题列式求解.
(2)把5个不同颜色的小球按分成3组,再利用全排列列式求解.
(3)根据给定的信息,按擅长两种书法的选与不选分类,结合组合计数问题求解.
【详解】(1)求没有重复数字的四位偶数的个数有两类:
个位数字为0,共有个;个位数字不是0,共有个,
所以没有重复数字的四位偶数的个数是.
(2)把5个不同颜色的小球按分成3组的分法数为;按分成3组的分法数为,
将每种分法所得3组放入3个不同盒子,有种放法,
所以不同的放法种数为.
(3)求不同选法种数,有三类办法:
擅长两种书法的不选,有种;擅长两种书法的选1人,有种;
擅长两种书法的选2人,有种,
所以不同选法种数是.
5. 4名大学生参加实习活动.(以下小题结果用数字作答)
(1)有项不同的工作,每人安排其中一项工作,有多少种不同安排方法?
(2)有项不同工作,每人安排其中一项工作,每项工作只安排一人,有多少种不同安排方法?
(3)将人安排到国庆七天假期值班,每天一人,甲两天,乙三天,丙和丁各一天,有多少种不同的安排方法?
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【分析】(1)根据已知条件,利用乘法原理即可求解;
(2)根据题意利用排列数公式即可求解;
(3)根据已知条件利用组合数公式求解即可.
【小问1详解】
每人各有种选择,每人都安排一项工作的不同方法数为;
小问2详解】
依题意得;
【小问3详解】
甲两天,乙三天,丙和丁各一天,所以不同的安排方法有种.
6. 某市工会组织了一次工人综合技能比赛,一共有名工人参加,他们的成绩都分布在内,数据经过汇总整理得到如下的频率分布直方图,规定成绩在分及分以上的为优秀.
(1)求图中的值;
(2)估计这次比赛成绩的平均数(同一组中的数据以这组数据所在区间中点的值作代表);
(3)某工厂车间有名工人参加这次比赛,他们的成绩分布和整体的成绩分布情况完全一致,若从该车间参赛的且成绩为优秀的工人中任选两人,求这两人成绩均低于分的概率.
【答案】(1)0.01;(2)69.44;(2).
【解析】
【分析】(1)由纵坐标组距频率,以及所有组频率之和为,即可列式求出;
(2)根据频率分布直方图平均数公式,即可求得结果;
(3)先求出人中优秀人数为人,再根据列举法,运用古典概型求出概率;
【详解】(1)由频率分布直方图可知:
,
解得:
(2)设这次比赛的平均数为,则
(3)名工人参加比赛,优秀人数为:人,
名优秀工人中内有人设为,有一人设为,
则人中选人有以下情况:
,,,,,,,,,共有种情况,
人成绩均低于分有,,,,,,共6种情况.
则人任选人,两人成绩均低于92分的概率无.
【点睛】本题主要考查频率分布直方图的应用,涉及到频率频数、平均数等以及古典概型求概率,同时考查对数据的处理能力.
7. 某视力研究中心为了解大学生的视力情况,从某大学抽取了60名学生进行视力测试,其中男生与女生的比例为,男生近视的人数占总人数的,男生与女生总近视人数占总人数的.
(1)完成下面列联表,并依据小概率值的独立性检验,能否认为是否近视与性别有关.
近视
不近视
合计
男
女
合计
60
(2)按性别用分层抽样的方法从近视的学生中抽取8人,若从这8人中随机选出2人进行平时用眼情况调查,求选出的2人中女生人数的分布列和数学期望.
附:.
0.100
0.050
0.025
0.010
0.001
2.706
3.841
5.024
6.635
10.828
【答案】(1)表格见解析,无关
(2)分布列见解析,.
【解析】
【分析】(1)根据已知中数据信息可以补全二阶列联表,并利用卡方公式进行计算,根据小概率值的独立性检验,把卡方值与6.635比较,从而作出判断.
(2)利用分层抽样确定样本中8人,男生有6人,女生有2人,再从中抽取2人,这就超几何分布,由此可计算出结果.
【小问1详解】
由题意,男生与女生的人数之比是,所以男生有人,女生有人,男生近视的人数占总人数的,所以有人,男生中不近视的人数为15人,
男生与女生总的近视人数占总人数的,所以总的近视人数为,则女生中近视的人数为人.
可得如下列联表:
近视
不近视
合计
男
25
15
40
女
15
5
20
合计
40
20
60
零假设为:性别与近视情况独立,即性别因素与学生近视情况无关;
所以,
根据小概率值的独立性检验,没有充分证据推断不成立,因此可以认为成立,即性别因素与学生近视情况无关.
【小问2详解】
男生与女生总的近视的学生一共有40人,其中男生近视人数是25人,女生近视人数是15人,从中抽取8人,抽到的男生人数、女生人数分别为:.
所以从这8人中随机抽取2人,其中女生人数的所有可能取值为.
,
所以的分布列为
0
1
2
即.
8. 某中学对该校学生的学习兴趣和预习情况进行长期调查,学习兴趣分为兴趣高和兴趣一般两类,预习分为主动预习和不太主动预习两类,设事件A:学习兴趣高,事件:主动预习.据统计显示,,,.
(1)求和,并证明A与不独立;
(2)为验证学习兴趣与主动预习是否有关,该校抽取了一定容量的样本,得到如下列联表:
兴趣高
兴趣不高
总计
主动预习
不太主动预习
总计
利用独立性检验,计算得.为提高检验结论的可靠性,现将上表中所有数据都调整为原来的倍,使得在犯错误的概率不超过的条件下认为学习兴趣与主动预习有关,试确定的最小值.
附:,其中.
0.10
0.05
0.010
0.005
0.001
2.706
3.841
6.635
7.879
10.828
【答案】(1),,不相互独立
(2)
【解析】
【分析】(1)利用条件概率公式以及全概率公式计算即可;
(2)作出新的列联表,然后求出新的值,列不等式求解即可.
【小问1详解】
由已知,
,
又因为,所以,
所以,
又,
所以,
所以A与B不为独立事件;
【小问2详解】
根据原数据有
若将样本容量调整为原来的倍,
则新的列联表为:
兴趣高
兴趣不高
总计
主动预习
不太主动预习
总计
则,
解得,
又因为,所以的最小值为.
9. 为研究某篮球运动员对球队的贡献情况,现统计某赛季该球员出场情况与比赛结果的数据如下表:
球队赢球
球队输球
总计
参加
30
12
42
未参加
20
20
40
总计
50
32
82
(1)根据小概率值的独立性检验,能否认为该球队赢球与该球员参赛有关联?
(2)为进一步研究该球员对球队的影响作用,现从他参赛的10场比赛(其中赢球场次3场,输球场次7场)中随机抽取2场,用随机变量表示赢球的场数.求随机变量的分布列,数学期望与方差.
参考公式:,其中.
0.10
0.05
0.025
0.010
2.706
3.841
5.024
6.635
【答案】(1)该球队赢球与该球员参赛有关联;
(2)分布列见解析;数学期望方差
【解析】
【分析】(1)设零假设,求出的观测值,再与临界值表比对作答;
(2)利用古典概型结合组合数计算,求出对应的概率,写出分布列,再根据数学期望和方差公式计算求解.
【小问1详解】
设零假设该球队胜利与甲球员参赛无关.
则.
根据小概率值的独立性检验,我们推断不成立,即认为该球队赢球与该球员参赛有关联.
【小问2详解】
由题意,随机变量所有可能取值为
则
所以,随机变量的分布列为:
0
1
2
数学期望
方差
10. 在统计学的实际应用中,除了中位数外,常用的分位数还有第25百分位数(即下四分位数)与第75百分位数(即上四分位数).四分位数常应用于绘制统计学中的箱型图,即把所有数值由小到大排列,并分成四等份,处于三个分割点的数值就是四分位数;箱型图中“箱体”的下底边对应的数据为下四分位数,上底边对应的数据为上四分位数,中间的线对应的数据为中位数,如图1所示.已知两个班级人数相同,在一次测试中两个班级的成绩箱型图如图2所示.
(1)求班成绩的上四分位数和班成绩的中位数;
(2)据统计,两个班级中高于140分的共8人,其中班3人,班5人,从中抽取3人作学习经验分享,设这3人中来自班的人数为,求的分布列.
(3)在两个班级中随机抽取一名学生,若该生的分数大于120分,求该生来自班和班的概率分别是多少?
【答案】(1)120;120
(2)答案见解析 (3)来自班的概率为,来自班的概率为.
【解析】
【分析】(1)根据统计学中的箱型图的规定,易得班成绩的上四分位数和班成绩的中位数;
(2)由题意确定的可能取值,利用古典概型概率公式求出对应的概率值,列出分布列即可;
(3)设事件表示该同学来自班,事件表示该同学的分数高于120分,利用全概率公式先求出,再利用贝叶斯公式求和即可.
【小问1详解】
由两个班级的成绩箱型图可知,A班的上四分位数与B班的中位数均为120.
【小问2详解】
依题意的可能取值为,,,
所以,
,,
所以的分布列如下
0
1
2
3
【小问3详解】设事件表示该同学来自班,事件表示该同学的分数高于120分,
由成绩箱型图可得,,,,
由全概率公式,
,
故由贝叶斯公式,,
即该同学来自班的概率为,来自班的概率为.
11. 某工厂员工每天选择坐班车或开私家车去上班.统计可知,该工厂员工若前一天坐班车,则第二天仍坐班车的概率为,第二天改开私家车的概率为;若前一天开私家车,则第二天仍开私家车的概率为,第二天改坐班车的概率为.若该工厂员工上班第一天坐班车和开私家车的概率均为,该工厂某员工第天坐班车的概率为.
(1)设该工厂某3位员工中第二天坐班车的人数为,求的分布列与数学期望;
(2)求;
(3)为缓解交通压力,工厂决定每天抽调10人到班车停车场和私家车停车场参加安保工作,请合理分配每天去班车停车场和私家车停车场参加安保工作的人数,并说明理由.
【答案】(1)分布列见解析,
(2)
(3)去班车停车场人,去私家车停车场人,理由见解析
【解析】
【分析】(1)先求某同学第二天选择坐班车的概率,然后根据二项分布的概率公式求出概率,可得分布列,利用二项分布期望公式可得期望;
(2)根据题意先求与的关系,然后利用构造法可得通项;
(3)由确定两停车场安保人数分配.
【小问1详解】
由题可知,该工厂员工第二天坐班车概率,
所以
的所有可能取值为0,1,2,3,
,
,
,
,
所以的分布列为
0
1
2
3
;
【小问2详解】
由题可知,
则
又,
所以是首项为,公比为的等比数列,
所以;
【小问3详解】
由(2)可知,当趋向于正无穷大时,趋向于,
所以工厂每天抽调的10人中,去班车停车场参加安保工作的应有人,去私家车停车场参加安保工作的应有人.
12. 某大学为了解数学专业研究生招生的情况,对近五年的报考人数进行了统计,得到如下统计数据:
年份
2020
2021
2022
2023
2024
年份代码t
1
2
3
4
5
报考人数y
30
65
95
135
175
(1)经分析,y与t存在显著的线性相关性,求y关于t的线性回归方程,并预测2025年的报考人数;
(2)每年报考该专业研究生考试成绩大致符合正态分布,录取方案:总分在400分以上的直接录取;在之间的进入面试环节,录取其中的50%;低于355分的不予录取.请预测2025年报考该专业考生中被录取的人数(最后结果四舍五入,保留整数).
参考数据:.
参考公式:回归方程中斜率和截距的最小二乘估计公式分别为:,,若随机变量,则,,.
【答案】(1);208
(2)90
【解析】
【分析】(1)先根据所给数据计算,,,再根据所给公式计算和,可得线性回归方程,再将代入方程,可以预测2025年的报考人数.
(2)根据正态分布的性质,先求和,再根据全概率公式预测2025年报考该专业考生中被录取的人数.
【小问1详解】
因为,,
.
所以,.
所以.
当时,,即预测2025年的报考人数为.
【小问2详解】
因为.
.
所以预测2025年报考该专业考生中被录取的人数约为:
人.
13. 书籍是精神世界的入口,阅读让精神世界闪光,阅读逐渐成为许多人的一种生活习惯,每年4月23日为世界读书日.某研究机构为了解某地年轻人的阅读情况,通过随机抽样调查了位年轻人,对这些人每天的阅读时间(单位:分钟)进行统计,得到样本的频率分布直方图,如图所示.
(1)根据频率分布直方图,估计这位年轻人每天阅读时间的平均数(单位:分钟);(同一组数据用该组数据区间的中点值表示)
(2)若年轻人每天阅读时间近似地服从正态分布,其中近似为样本平均数,求;
(3)为了进一步了解年轻人的阅读方式,研究机构采用分层抽样的方法从每天阅读时间位于分组,,的年轻人中抽取10人,再从中任选3人进行调查,求抽到每天阅读时间位于的人数的分布列和数学期望.
附参考数据:若,则①;②;③.
【答案】(1)
(2)
(3)分布列见解析;期望为
【解析】
【分析】(1)根据频率分布直方图以及平均数的计算方法计算即可;
(2)依据,利用正态分布的对称性计算即可;
(3)先由题意得到随机变量的取值,并分别计算相应的概率,然后列出分布列,并按期望公式计算即可.
【小问1详解】
根据频率分布直方图得:
.
【小问2详解】
由题意知,即,
所以.
【小问3详解】
由题意可知,和的频率之比为:,
故抽取的10人中,和分别为:2人,4人,4人,
随机变量的取值可以为,
,,
,,
故的分布列为:
0
1
2
3
所以.
14. 某校高一年级开设有羽毛球训练课,期末对学生进行羽毛球五项指标(正手发高远球、定点高远球、吊球、杀球以及半场计时往返跑)考核,满分100分.参加考核的学生有40人,考核得分的频率分布直方图如图所示.
(1)由频率分布直方图,求出图中的值,并估计考核得分的第60百分位数:
(2)为了提升同学们的羽毛球技能,校方准备招聘高水平的教练.现采用分层抽样的方法(样本量按比例分配),从得分在内的学生中抽取5人,再从中挑出两人进行试课,求两人得分分别来自和的概率:
(3)现已知直方图中考核得分在内的平均数为75,方差为6.25,在内的平均数为85,方差为0.5,求得分在内的平均数和方差.
【答案】(1),85
(2)
(3)得分在内的平均数为81,方差为26.8.
【解析】
【分析】(1)首先根据频率和1求出,再根据百分数公式即可得到答案;
(2)求出各自区间人数,列出样本空间和满足题意的情况,根据古典概型公式即可;
(3)根据方差定义,证明出分层抽样的方差公式,代入计算即可.
【小问1详解】
由题意得:,解得,
设第60百分位数为,则,
解得,第60百分位数为85.
【小问2详解】
由题意知,抽出的5位同学中,得分在的有人,设为、,在的有人,设为、、.
则样本空间为.
设事件“两人分别来自和,则,
因此,
所以两人得分分别来自和的概率为.
【小问3详解】
由题意知,落在区间内的数据有个,
落在区间内的数据有个.
记在区间的数据分别为,平均分为,方差为;
在区间的数据分别为为,平均分为,方差为;
这20个数据的平均数为,方差为.
由题意,,且,则.
根据方差的定义,
由,
可得
故得分在内的平均数为81,方差为26.8.
【点睛】关键点点睛:本题第三问的关键是充分利用方差定义,推导出分层抽样的方差计算公式即可.
模块四:;平面解析几何
1. 已知椭圆E的中心为坐标原点,焦点在x轴上,离心率,以椭圆E的长轴和短轴为对角线的四边形的周长为.F为E的右焦点,P为E上一点,轴,的半径为PF.
(1)求椭圆E和的方程;
(2)若直线l:与交于A,B两点,与E交于C,D两点,其中A,C在第一象限,是否存在k使?若存在,求l的方程:若不存在,说明理由.
【答案】(1)椭圆的方程为,的方程为;
(2)不存在,理由见解析.
【解析】
【分析】(1)根据给定条件,列出方程组求出得椭圆的方程,再求出的方程.
(2)设出、的坐标,求出、,根据条件得到,利用韦达定理代入即可得到结论.
【小问1详解】
设椭圆的方程为,由离心率,得,
由以椭圆E的长轴和短轴为对角线的四边形的周长为,得,
解得,椭圆的方程为:,,
由轴,得,所以的方程为:.
【小问2详解】
由在圆上得,设,,
则,同理,
若,则,即,
因此,
由得,
因为,
所以,
于是,即,无解,
所以不存在k使.
2. 已知椭圆的离心率为,左、右焦点分别为,,过点且垂直于x轴的直线被椭圆W所截得的线段长为.
(1)求椭圆W方程;
(2)直线与椭圆W交于A,B两点,连接,交椭圆W于点C,若的面积为5,求直线AC的方程.
【答案】(1)
(2)或.
【解析】
【分析】(1)根据椭圆的离心率公式、过焦点垂直于轴的弦长公式以及椭圆中的关系求解椭圆方程.
(2)先设出直线的方程,与椭圆方程联立,利用韦达定理求出弦长,再根据三角形面积公式求出直线方程.
【小问1详解】
解:由题意得过点且垂直于x轴的直线方程为,代入椭圆,得,
又该直线所截得的线段长为,即,
椭圆的离心率,
又,故可列方程组为 ,解得,,
故椭圆W的方程为.
【小问2详解】
由题意知,直线AC不垂直于y轴,直线AC经过,
设直线AC的方程为,,,
联立,消去x并整理得,
由韦达定理得,,,
.
点(坐标原点)到直线AC的距离,
且是线段AB的中点,所以点B到直线AC的距离为2d,
所以.
由,令,则,上式变为,解得或,
即或(舍去),,
故直线AC的方程为,即或.
3. 设椭圆:()的左、右交点分别为,,下顶点为.已知椭圆的短轴长为,且椭圆过点.
(1)求椭圆的方程;
(2)若直线与椭圆交于异于点的两点,,且直线与的斜率之和等于2,证明:直线经过定点.
【答案】(1).
(2)证明见解析
【解析】
【分析】(1)由已知建立关于a,b,c的方程,求解即可;
(2)设,当直线l的斜率不存在时,设其方程为,有,根据两点的斜率公式有,解得;
当直线l的斜率存在时,设其方程为,与椭圆的方程联立消y得:,得出根与系数的关系,再代入两点的斜率公式,化简得,代入直线方程中可得直线经过定点.
【小问1详解】
解:由已知得,解得,
又椭圆过点,所以,即有,解得,
所以椭圆的方程是;
【小问2详解】
解:由(1)得,设,
当直线l的斜率不存在时,设其方程为,则,所以,
解得,此时直线l的方程为;
当直线l的斜率存在时,设其方程为,与椭圆的方程联立消y得:
,
则,
又,
所以,即,
所以,整理得,
因为直线不过点A,所以,所以,即,
所以直线的方程为,即,恒过点,此点也在直线上,
所以直线经过定点.
4. 已知双曲线的一条渐近线为,且过点.
(1)求的方程;
(2)已知为坐标原点,过的右焦点作直线与的右支交于,两点.
(i)若和的面积的比值为2,求直线的方程;
(ii)若关于的对称点为,试判断直线与圆的位置关系,并说明理由.
【答案】(1)
(2)(i)或;(ii)相切,理由见解析
【解析】
【分析】(1)由题列出方程组,解方程组即可;
(2)(i)设直线的方程为,,,与双曲线联立得到,利用和的面积的比,可解从而得到直线方程;
(ii)根据题意可得直线的方程,根据圆心到直线的距离即可判断位置关系.
【小问1详解】
设双曲线方程为,则,解得
所以的方程为.
【小问2详解】
(i)的右焦点为),设直线的方程为,,,
与方程联立可得:,
则由 ,得,
因为和的面积的比值为2,所以,
所以,所以,
所以,
解得,满足,所以,
所以直线的方程为:或.
(ii)依题意得,则直线的斜率,
直线的方程为,即.
圆心到直线的距离为,
因为,,
所以,
又因,所以,
所以直线与圆相切.
5. 已知抛物线的焦点在轴的正半轴上,其顶点是椭圆的中心,其焦点到其准线的距离等于该椭圆的长半轴长.
(1)求抛物线的准线方程;
(2)过点的动直线交抛物线于两点,且点在第一象限,.
①求的面积的最小值.
②是否存在垂直于轴的定直线被以为直径的圆所截得的线段长为定值?如存在,求出的方程;如果不存在,说明理由.
【答案】(1)
(2)①32;②存,
【解析】
【分析】(1)根据题意得出即可;
(2) ①设直线方程,与抛物线方程联立,再利用解得是关于的函数,求函数最值即可;
②假设直线存在性,利用点坐标求出圆的方程,再利用垂径定理即可解得.
【小问1详解】
由题意,可设抛物线方程为.
由题可知椭圆的长半轴长为2,故,
则抛物线的方程为,其准线方程为.
【小问2详解】
①设,由题意可知直线的斜率不为,
故设直线方程为.
联立,得,
则,则,
故(当且仅当时取等号)
所以的面积的最小值为32.
②设存在直线满足题意,设圆心,
过作直线的垂线,垂足为,圆与直线的一个交点为,
,即
,
当时,,
此时直线被以为直径的圆截得的弦长恒为定值,
因此存在直线满足题意.
模块六:数列
1. 已知数列满足:,.
(1)求数列的通项公式;
(2)设数列的前项和为,若,求证:.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【解析】
【分析】(1)结合等比数列求和公式,利用累加法求解通项公式.
(2)先利用累加法求和,然后根据数列的有界性证明即可.
【小问1详解】
数列满足,,
所以当时,,…,,,
上述各式相加得,
又,所以,
又满足上式,故.
【小问2详解】
由(1)可知,
所以.
因为,所以.
2. 已知等差数列,满足,.
(1)求数列的通项公式以及前项和;
(2)若从数列中依次取出第项,按原来的顺序构成一个新数列,试求数列的前项和.
【答案】(1);
(2)
【解析】
【分析】(1)根据等差数列通项公式和求和公式可构造方程组求得,进而可得;
(2)由可得,采用分组求和法,结合等比数列求和公式可求得结果.
【小问1详解】
设等差数列的公差为,
则,解得:,
,.
【小问2详解】
由(1)知:,,
.
3. 已知正项等比数列的前项和为,且是和的等差中项.
(1)求数列的通项公式;
(2)令,求数列的前项和.
【答案】(1);(2)
【解析】
【分析】(1)正项等比数列{an}的公比设为q,q>0,由等比数列的通项公式和求和公式,解得首项和公比,即可得到所求通项公式;(2)bn=an2+log2an=2nn,运用数列的分组求和,以及等差数列和等比数列的求和公式,计算可得所求和.
【详解】(1)正项等比数列{an}的公比设为q,q>0,前n项和为Sn,
a10是8a2和6a6的等差中项,可得2a10=8a2+6a6,
即有2a1q9=8a1q+6a1q5,即为q8﹣3q4﹣4=0,
解得q,
S8=30+15,可得30+15,解得a1,
可得an=()n;
(2)bn=an2+log2an=2nn,
数列{bn}的前n项和为(2+4+…+2n)(1+2+…+n)
•n(n+1)=2n+1﹣2(n2+n).
【点睛】本题考查等比数列的通项公式和求和公式的运用,考查数列的分组求和,化简整理的运算能力,属于基础题.
4. 已知数列满足,
(1)记,求,,并证明数列是等比数列;
(2)记,求满足的所有正整数的值.
【答案】(1),,证明见解析
(2)1,2,3,4.
【解析】
【分析】(1)利用递推关系来证明等比数列即可;
(2)利用通项公式可求等比数列前项和,然后通过赋值结合单调性可作出判断.
【小问1详解】
由题意,,,,
所以,,
又因为,
所以数列是首项为5,公比为2的等比数列;
【小问2详解】
由(1)知,所以,
所以,
因为单调递增,
且,
所以正整数的所有取值为1,2,3,4.
5. 已知数列满足,,记,
(1)证明:数列是等比数列;
(2)求数列的前项和.
【答案】(1)证明见解析
(2).
【解析】
【分析】(1)通过数列奇数项的递推关系,利用构造法求得数列相邻两项的比值,证明等比数列.
(2)通过数列的通项公式得的通项公式,进而得的通项公式,分析通项公式得特点,分组求和、错位相减得前项和.
【小问1详解】
证明:因为,,,
所以,
即,,
又,
所以数列是首项为4,公比为2的等比数列.
【小问2详解】
由(1)可知,
所以.
则,
设,其前n项和为,
则,
,
两式相减得,
所以,
所以.
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期末复习之大题专练
模块一:一元函数的导数及其应用
1. 已知函数,.
(1)讨论函数的单调性;
(2)若对任意的,都有恒成立,求的取值范围.
2. 已知函数.
(1)求曲线在点处的切线方程;
(2)设,证明:在上单调递增;
(3)判断与的大小关系,并加以证明.
3. 已知函数,直线在轴上的截距为,且与曲线相切于点.
(1)求实数值;
(2)求函数的单调区间与极值.
4.已知曲线,
(1)求曲线在点处的切线方程;
(2)求过点且与曲线相切的直线方程.
5. 已知函数.
(1)讨论的单调区间;
(2)若在区间上存在唯一零点,证明:.
6. 已知函数.
(1)当时,判断的单调性;
(2)证明:当时,.
模块二:立体几何与空间向量
1. 如图,四棱锥中,底面ABCD为矩形,平面ABCD,E为PD的中点.
(1)证明:平面AEC;
(2)若,,,求二面角的平面角的余弦值.
2. 如图,在多面体中,四边形是边长为2的正方形,四边形是直角梯形,其中,,且.
(1)证明:平面平面;
(2)求平面和平面夹角的余弦值.
3. 如图,四棱锥的底面是矩形,平面,.
(1)求二面角余弦值的大小:
(2)求点到平面的距离.
4. 如图,在四棱锥中,平面,正方形的边长为,设为侧棱的中点.
(1)求正四棱锥的体积;
(2)求直线与平面所成角的正弦值.
5.在正四棱柱中,,点在线段上,且,点为中点.
(1)求点到直线的距离;
(2)求证:面.
6. 如图,四边形是某半圆柱的轴截面(过上下底面圆心连线的截面),线段是该半圆柱的一条母线,点为线的中点.
(1)证明:;
(2)若,且点到平面的距离为1,求线段的长.
模块三:解三角形
1. 已知函数.
(1)求的值和的最小正周期;
(2)设锐角的三边,,所对的角分别为,,,且,,求的取值范围.
2. 如图,在中,,,平分交于点,.
(1)求的值;
(2)求的面积.
3 在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,,其中S为的面积.
(1)求角A;
(2)若,求周长的取值范围.
4. 在中,的对边分别为,且满足__________.
请在①;②,这两个中任选一个作为条件,补充在横线上,并解答问题.
(1)求;
(2)若的面积为为的中点,求的最小值.
5. 余弦定理是揭示三角形边角关系的重要定理,也是在勾股定理的基础上,增加了角度要素而成.而对三角形的边赋予方向,这些边就成了向量,向量与三角形的知识有着高度的结合.已知,,分别为内角A,B,C的对边:
(1)请用向量方法证明余弦定理;
(2)若,其中为边上的中线,求的长度.
6.记的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知.
(1)求角的大小;
(2)若点在线段BC上,且AD平分,若,且,求.
7.如图所示,四边形的外接圆为圆.
(1)求;
(2)若,求的长.
模块四:排列组合,统计及概率
1. 已知.
(1)求的值.
(2)求的值;
2. 已知.
(1)求该二项展开式中二项式系数最大的项;
(2)求的值.
3. 已知的展开式中所有项的二项式系数和为128,各项系数和为.
(1)求n和a的值;
(2)求展开式中项的系数
(3)求的展开式中的常数项.
4. (1)由0,1,2,3,4,5,6这7个数字组成的没有重复数字的四位偶数有多少个?
(2)把5个不同颜色的小球放入3个不同的盒子,每个盒子至少放入1个小球,有多少种不同的放法?
(3)某书法兴趣小组有7名组员,其中3人只擅长硬笔书法,2人只擅长软笔书法,其余2人既擅长硬笔书法,又擅长软笔书法,现从书法兴趣小组中选择擅长硬笔书法的2人参加硬笔书法比赛,擅长软笔书法的2人参加软笔书法比赛(每个人不能同时参加两个比赛),则不同的选择方法有多少种?
5. 4名大学生参加实习活动.(以下小题结果用数字作答)
(1)有项不同的工作,每人安排其中一项工作,有多少种不同安排方法?
(2)有项不同工作,每人安排其中一项工作,每项工作只安排一人,有多少种不同安排方法?
(3)将人安排到国庆七天假期值班,每天一人,甲两天,乙三天,丙和丁各一天,有多少种不同的安排方法?
6. 某市工会组织了一次工人综合技能比赛,一共有名工人参加,他们的成绩都分布在内,数据经过汇总整理得到如下的频率分布直方图,规定成绩在分及分以上的为优秀.
(1)求图中的值;
(2)估计这次比赛成绩的平均数(同一组中的数据以这组数据所在区间中点的值作代表);
(3)某工厂车间有名工人参加这次比赛,他们的成绩分布和整体的成绩分布情况完全一致,若从该车间参赛的且成绩为优秀的工人中任选两人,求这两人成绩均低于分的概率.
7. 某视力研究中心为了解大学生的视力情况,从某大学抽取了60名学生进行视力测试,其中男生与女生的比例为,男生近视的人数占总人数的,男生与女生总近视人数占总人数的.
(1)完成下面列联表,并依据小概率值的独立性检验,能否认为是否近视与性别有关.
近视
不近视
合计
男
女
合计
60
(2)按性别用分层抽样的方法从近视的学生中抽取8人,若从这8人中随机选出2人进行平时用眼情况调查,求选出的2人中女生人数的分布列和数学期望.
附:.
0.100
0.050
0.025
0.010
0.001
2.706
3.841
5.024
6.635
10.828
8. 某中学对该校学生的学习兴趣和预习情况进行长期调查,学习兴趣分为兴趣高和兴趣一般两类,预习分为主动预习和不太主动预习两类,设事件A:学习兴趣高,事件:主动预习.据统计显示,,,.
(1)求和,并证明A与不独立;
(2)为验证学习兴趣与主动预习是否有关,该校抽取了一定容量的样本,得到如下列联表:
兴趣高
兴趣不高
总计
主动预习
不太主动预习
总计
利用独立性检验,计算得.为提高检验结论的可靠性,现将上表中所有数据都调整为原来的倍,使得在犯错误的概率不超过的条件下认为学习兴趣与主动预习有关,试确定的最小值.
附:,其中.
0.10
0.05
0.010
0.005
0.001
2.706
3.841
6.635
7.879
10.828
9. 为研究某篮球运动员对球队的贡献情况,现统计某赛季该球员出场情况与比赛结果的数据如下表:
球队赢球
球队输球
总计
参加
30
12
42
未参加
20
20
40
总计
50
32
82
(1)根据小概率值的独立性检验,能否认为该球队赢球与该球员参赛有关联?
(2)为进一步研究该球员对球队的影响作用,现从他参赛的10场比赛(其中赢球场次3场,输球场次7场)中随机抽取2场,用随机变量表示赢球的场数.求随机变量的分布列,数学期望与方差.
参考公式:,其中.
0.10
0.05
0.025
0.010
2.706
3.841
5.024
6.635
10. 在统计学的实际应用中,除了中位数外,常用的分位数还有第25百分位数(即下四分位数)与第75百分位数(即上四分位数).四分位数常应用于绘制统计学中的箱型图,即把所有数值由小到大排列,并分成四等份,处于三个分割点的数值就是四分位数;箱型图中“箱体”的下底边对应的数据为下四分位数,上底边对应的数据为上四分位数,中间的线对应的数据为中位数,如图1所示.已知两个班级人数相同,在一次测试中两个班级的成绩箱型图如图2所示.
(1)求班成绩的上四分位数和班成绩的中位数;
(2)据统计,两个班级中高于140分的共8人,其中班3人,班5人,从中抽取3人作学习经验分享,设这3人中来自班的人数为,求的分布列.
(3)在两个班级中随机抽取一名学生,若该生的分数大于120分,求该生来自班和班的概率分别是多少?
11. 某工厂员工每天选择坐班车或开私家车去上班.统计可知,该工厂员工若前一天坐班车,则第二天仍坐班车的概率为,第二天改开私家车的概率为;若前一天开私家车,则第二天仍开私家车的概率为,第二天改坐班车的概率为.若该工厂员工上班第一天坐班车和开私家车的概率均为,该工厂某员工第天坐班车的概率为.
(1)设该工厂某3位员工中第二天坐班车的人数为,求的分布列与数学期望;
(2)求;
(3)为缓解交通压力,工厂决定每天抽调10人到班车停车场和私家车停车场参加安保工作,请合理分配每天去班车停车场和私家车停车场参加安保工作的人数,并说明理由.
12. 某大学为了解数学专业研究生招生的情况,对近五年的报考人数进行了统计,得到如下统计数据:
年份
2020
2021
2022
2023
2024
年份代码t
1
2
3
4
5
报考人数y
30
65
95
135
175
(1)经分析,y与t存在显著的线性相关性,求y关于t的线性回归方程,并预测2025年的报考人数;
(2)每年报考该专业研究生考试成绩大致符合正态分布,录取方案:总分在400分以上的直接录取;在之间的进入面试环节,录取其中的50%;低于355分的不予录取.请预测2025年报考该专业考生中被录取的人数(最后结果四舍五入,保留整数).
参考数据:.
参考公式:回归方程中斜率和截距的最小二乘估计公式分别为:,,若随机变量,则,,.
13. 书籍是精神世界的入口,阅读让精神世界闪光,阅读逐渐成为许多人的一种生活习惯,每年4月23日为世界读书日.某研究机构为了解某地年轻人的阅读情况,通过随机抽样调查了位年轻人,对这些人每天的阅读时间(单位:分钟)进行统计,得到样本的频率分布直方图,如图所示.
(1)根据频率分布直方图,估计这位年轻人每天阅读时间的平均数(单位:分钟);(同一组数据用该组数据区间的中点值表示)
(2)若年轻人每天阅读时间近似地服从正态分布,其中近似为样本平均数,求;
(3)为了进一步了解年轻人的阅读方式,研究机构采用分层抽样的方法从每天阅读时间位于分组,,的年轻人中抽取10人,再从中任选3人进行调查,求抽到每天阅读时间位于的人数的分布列和数学期望.
附参考数据:若,则①;②;③.
14. 某校高一年级开设有羽毛球训练课,期末对学生进行羽毛球五项指标(正手发高远球、定点高远球、吊球、杀球以及半场计时往返跑)考核,满分100分.参加考核的学生有40人,考核得分的频率分布直方图如图所示.
(1)由频率分布直方图,求出图中的值,并估计考核得分的第60百分位数:
(2)为了提升同学们的羽毛球技能,校方准备招聘高水平的教练.现采用分层抽样的方法(样本量按比例分配),从得分在内的学生中抽取5人,再从中挑出两人进行试课,求两人得分分别来自和的概率:
(3)现已知直方图中考核得分在内的平均数为75,方差为6.25,在内的平均数为85,方差为0.5,求得分在内的平均数和方差.
模块四:;平面解析几何
1. 已知椭圆E的中心为坐标原点,焦点在x轴上,离心率,以椭圆E的长轴和短轴为对角线的四边形的周长为.F为E的右焦点,P为E上一点,轴,的半径为PF.
(1)求椭圆E和的方程;
(2)若直线l:与交于A,B两点,与E交于C,D两点,其中A,C在第一象限,是否存在k使?若存在,求l的方程:若不存在,说明理由.
2. 已知椭圆的离心率为,左、右焦点分别为,,过点且垂直于x轴的直线被椭圆W所截得的线段长为.
(1)求椭圆W方程;
(2)直线与椭圆W交于A,B两点,连接,交椭圆W于点C,若的面积为5,求直线AC的方程.
3. 设椭圆:()的左、右交点分别为,,下顶点为.已知椭圆的短轴长为,且椭圆过点.
(1)求椭圆的方程;
(2)若直线与椭圆交于异于点的两点,,且直线与的斜率之和等于2,证明:直线经过定点.
4. 已知双曲线的一条渐近线为,且过点.
(1)求的方程;
(2)已知为坐标原点,过的右焦点作直线与的右支交于,两点.
(i)若和的面积的比值为2,求直线的方程;
(ii)若关于的对称点为,试判断直线与圆的位置关系,并说明理由.
5. 已知抛物线的焦点在轴的正半轴上,其顶点是椭圆的中心,其焦点到其准线的距离等于该椭圆的长半轴长.
(1)求抛物线的准线方程;
(2)过点的动直线交抛物线于两点,且点在第一象限,.
①求的面积的最小值.
②是否存在垂直于轴的定直线被以为直径的圆所截得的线段长为定值?如存在,求出的方程;如果不存在,说明理由.
模块六:数列
1. 已知数列满足:,.
(1)求数列的通项公式;
(2)设数列的前项和为,若,求证:.
2. 已知等差数列,满足,.
(1)求数列的通项公式以及前项和;
(2)若从数列中依次取出第项,按原来的顺序构成一个新数列,试求数列的前项和.
3. 已知正项等比数列的前项和为,且是和的等差中项.
(1)求数列的通项公式;
(2)令,求数列的前项和.
4. 已知数列满足,
(1)记,求,,并证明数列是等比数列;
(2)记,求满足的所有正整数的值.
5. 已知数列满足,,记,
(1)证明:数列是等比数列;
(2)求数列的前项和.
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