内容正文:
高二数学学科练习
注意事项:
1.本题共4页,满分150分,考试时间120分钟.
2.答题前,在答题卡指定区域填写班级、姓名、考场号、座位号及准考证号.
3.所有答案必须写在答题卡上,写在试题上无效.
4.结束后,只需上交答题卡.
选择题部分
一、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的.
1. 已知复数z在复平面内对应的点为,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】复数z在复平面内对应的点为,
可知,
则.
2. 已知集合,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】由,得,解得,所以,
又因为,所以.
3. 展开式中的常数项为( )
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
【答案】C
【解析】
【详解】根据二项式定理,展开式中的通项公式为:
,
要求展开式中的常数项,则的指数为0,即,
解得,代入通项公式的系数部分,求得常数项:
,C正确.
4. 在三角形中,M是线段上的一个动点,且满足,求的最小值( )
A. 2 B. 4 C. 8 D. 1
【答案】B
【解析】
【分析】根据向量基本定理可得,再由基本不等式“1”的妙用求最小值即可.
【详解】三点共线,且M是线段上的一个动点,满足,
,
则,当且仅当时取等,
故的最小值为.
5. 如图是函数的导函数的图象,则在下列区间内,一定存在最大值的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】根据导数与单调性及最值的关系求解即可.
【详解】由图象可知,在上单调递减,在上单调递增,在上单调递减,在上单调递增.
对于A,在开区间先减后增,无最大值,A错误.
对于B,结合在开区间上的单调性,知为极大值点,开区间内,无法确定端点函数值与极大值的大小关系,故不一定存在最大值,B错误.
对于C,在开区间先增后减,一定有最大值,C正确.
对于D,结合在开区间上的单调性,知为极大值点,开区间内,无法确定端点值与极大值的大小关系,故不一定存在最大值,D错误.
6. 在中,角,,的对边分别为,,,已知,,的面积为,则( )
A. 4 B. 6 C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】由,解得,
由余弦定理得,即,则得,
所以,
故.
7. 历史上第一个给出函数一般定义的是19世纪德国数学家狄利克雷(Dirichlet),他在1829年定义了一个“奇怪的函数”:,其中为实数集,为有理数集.则关于函数的如下四个命题中,不正确的是( )
A. ,都有
B. ,都有
C. ,都有
D. ,都有
【答案】D
【解析】
【详解】对于选项A,当时,,则,
当时,,则,所以A正确;
对于选项B,,当时,,则,
当时,可知,则,所以B正确;
对于选项C,,若,则,此时,
若,则有两种情况,
当时,此时,满足,当时,此时,
若,则有两种情况,
当时,此时,满足,
当时,此时,
综上,,都有,所以C正确;
对于选项D,当时,有,
此时,所以D错误.
8. 一个轴截面为倒立正三角形的圆锥形水杯,内部装有高度为的水,现将一个半径为2的实心铁球放入水杯中,恰好完全浸没,水未溢出(如图),则( )
A. 100 B. 120 C. 144 D. 216
【答案】B
【解析】
【分析】将一个半径为2的实心铁球放入水杯中,恰好完全浸没,水未溢出,那么该球为水组成的锥体的内切球,找到球心,通过数量关系计算出球半径与的关系即可.
【详解】如图所示,为圆锥底面的圆心,根据内切球的性质可知,垂直于底面,垂足为,
则,,由于圆锥轴截面为倒立正三角形,
那么,
在中,,,
在中,,
故,,
,
当球未放入水中时,如图所示,底面直径,圆心,
在中,,,
,
由于,
所以.
二、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,部分选对的得部分分,有选错的得0分.
9. 下列命题正确的有( )
A. 若,则
B. 若,则
C. 若,则
D. 若,则
【答案】BD
【解析】
【分析】AB选项,利用诱导公式进行计算;C选项,利用齐次式化弦为切进行求解;D选项,两边平方后进行求解
【详解】A选项,若,则,A错误;
B选项,若,则,B正确;
C选项,若,
则,C错误;
D选项,若,则,
即,,,D正确.
10. 某学校数学兴趣小组在"探究姜撞奶随着时间变化的降温及凝固情况"的数学建模活动中,将时间(分钟)与温度(摄氏度)的关系用模型(其中e为自然对数的底数)拟合.设,变换后得到一组数据:
2
2.5
3
3.5
4
4.04
4.01
3.98
t
3.91
由上表可得线性回归方程,则( )
A. 样本数据的下四分位数为2.5 B.
C. 当时,残差为0.01 D.
【答案】ABD
【解析】
【分析】由指数型回归模型的线性变换、统计中的四分位数、线性回归性质、残差定义展开即可求解.
【详解】对于A选项,样本取值按从小到大排列为:,,,,共有5个数据,
则其下四分位数的位置计算为,则取第二个数据,即2.5,故A正确;
对于B选项,,则,
则,解得,故B正确;
对于C选项,当时,的实际观测值为,代入回归方程得,
所以对应残差为,故C错误;
对于D选项,对原指数模型两边同时取自然对数:,可得,
和已知线性回归方程对比,可得,两边取指数得,故D正确.
11. 已知正方体棱长为2,,分别为边,的中点,且存在点,满足,,,则下列选项中正确的是( )
A. 若直线平面,点P的轨迹长度为
B. 若,则直线与所成角的取值范围是
C. 若,则平面平面
D. 若,则的最小值为
【答案】ACD
【解析】
【分析】建立空间直角坐标系,由线面平行的性质,线面角,线面垂直的性质以及平面对称的向量求法即可求解.
【详解】依题意,如图以A为原点,为轴,为轴,为轴,建立空间直角坐标系,
则,,,,,,,,,
因为,则,
对于A,设平面的法向量为,
因为,,,
所以,故可取
,由平面可得,即,
即点三条共线,故的轨迹为线段,而,故A正确;
对于B,当时,,所以,,
设与所成角为,
则,
因在上单调递增,故在上单调递增,
故可得,又因在上单调递减,则有,故B错误;
对于C,设平面法向量为,
因为,,
则,故可取,
设平面的法向量为,
当时,,,
,故可取,
,故平面平面,即C正确;
对于D,当时,点在平面内,
关于平面的对称点,连接交平面于点,
连接,则,因,
由图知
则当三点共线且点在之间时,取得最小值为,故D正确.
非选择题部分
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 曲线在处的切线的方程为_______
【答案】
【解析】
【分析】利用求导得到导函数,代入得到切线斜率,再求出切点坐标,根据点斜式写出切线方程即可.
【详解】由题意,,所以,则,
因为当时,,所以在处的切线的方程为:,即.
故答案为:.
13. 若正项整数数列满足,,已知,则的所有可能取值的和为________.
【答案】24
【解析】
【分析】利用递推关系进行求解.
【详解】因为,
当时,,解得,
当时,,解得或,
当时,,解得或或,
则的所有可能取值的和为:.
14. 暑假即将来临,某同学制定了一个5天游玩5个不同景点的旅游攻略,他计划每天游玩一个景点,但第一天不去景点,第二天不去景点,最后一天不去景点,其余两天没有限制,则不同的游玩日程安排有________种.(用数字作答)
【答案】64
【解析】
【分析】利用特殊位置优先考虑的方法,将可能出现的情况进行分类即可.
【详解】假设另外两个景点为,.根据题意要对第一天,第二天,第五天游玩的景点进行分情况讨论.
①第一天选景点,接下来考虑景点,最后一天不去,有种选择,剩下3天,3个景点可以任意安排,所以总共有种选择;
②第一天选景点,接下来考虑景点,第二天不去,有种选择,剩下3天,3个景点可以任意安排,所以总共有种选择;
③第一天选景点,接下来考虑第二天的景点.
第二天去景点,剩下3天,3个景点可以任意安排,所以总共有种选择;
第二天去景点,再考虑景点不能在第五天,有种选择,剩下2天,2个景点可以任意安排,所以总共有种选择;
第二天去��景点,再考虑景点不能在第五天,有种选择,剩下2天,2个景点可以任意安排,所以总共有种选择;
所以第一天选景点,总共有种选择.
④第一天选景点,跟第一天去景点情况一样,共有种选择.
综上所述,不同的游玩日程安排有种选择.
四、解答题:本题共5小题,共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
15. 已知向量,,若函数,
(1)求的值;
(2)求不等式的解集.
【答案】(1)
(2),
【解析】
【分析】(1)根据数量积的坐标运算,结合三角恒等变形化简即可得到,再代入求值即可;
(2)利用整体法解三角不等式即可.
【小问1详解】
;
【小问2详解】
由(1)知,即
,
所以,
即不等式的解集为,
16. 如图,在四棱锥中,四边形是边长为2的正方形,且,,.
(1)求证:平面平面;
(2)求直线与平面所成角的正弦值.
【答案】(1)证明:在四棱锥中,
∵,,∴三角形为等腰直角三角形.
如图取中点,连接.则,且
∵四边形为正方形,∴,
又∵,
∴.∴.
又∵,且,平面,
∴平面.
又∵平面,
∴平面平面.
(2)
【解析】
【分析】(1)取中点,连接,可证明平面,从而可证明平面平面.
(2)建立恰当空间直角坐标系,利用向量法即可求解.
【小问1详解】
略.
【小问2详解】
如图,在平面内过点作,交于点.
以为原点,分别以,,为轴,轴,轴建立空间直角坐标系.
则,,,
,,
设平面PCD的一个法向量为,
,令,则,,故,
设直线与平面所成的角为,则
∴直线PB与平面PCD所成角的正弦值为.
17. 某企业生产的产品有一项质量指标,为评估产品质量,质检部门抽取了100件产品,整理得到质量指标的频率分布直方图,如下图(组距为10):
(1)求图中a的值及平均值(同一组数据用该组区间的中点值作代表);
(2)由直方图可以认为,这种产品的质量指标Z服从正态分布,其中近似为样本平均数,方差.利用该正态分布求;
(3)现从生产线中取出5件产品,其中恰有2件次品,但不能确定哪2件为次品,需对5件产品依次进行检验,每次检验后不放回,当能确定哪2件是次品时即终止检验,记终止时一共检验了X次,求随机变量X的分布列与期望.
参考数据:
若,则,
【答案】(1);
(2)
(3)
X
2
3
4
P
【解析】
【分析】(1)由频率分布直方图所有矩形面积和为和平均值的计算公式可计算;
(2)利用正态分布的对称性求解即可;
(3)X的取值为,求出分布列即可求解.
【小问1详解】
由频率分布直方图可得,解得;
则.
【小问2详解】
【小问3详解】
由题可得X的取值为则,
X
2
3
4
P
18. 数列中,是数列的前项和,已知,.
(1)求证:是等差数列;
(2)已知,
(Ⅰ)若,求数列的前n项和;
(Ⅱ)若在和之间插入的前项,得到新数列,且的前项和为,求时,的最小值.
【答案】(1)法一:当时,
,,,
,
,
,
,
是常数列,设该常数为k,则,,
,也符合上式,因此是等差数列.
法二:
,
,
,
①,
又,
②,
②-①,
则数列是等差数列.
法三:
当时,解得,
当时,,
即,
,,,成等差数列,
猜想,.
(ⅰ)时,,,成等差数列,猜想显然正确.
(ⅱ)假设时猜想正确,
即,,
则当时,,
,
,
,
,,
,
时,猜想也正确;
综上所述,,对都成立.
是等差数列.
(2)(Ⅰ)(Ⅱ)54
【解析】
【分析】(1)法一:利用的关系可证是常数列,进而可证结论;法二:利用的关系可得,可证结论;法三:利用数学归纳法可证结论;
(2)(Ⅰ)利用已知结合(1)求得,进而得,利用错位相减法可求得数列的前n项和;
(Ⅱ)求得与之间插入的k项之和,可得前k组之和,判断的单调性,进而计算可求得的最小值.
【小问1详解】
略.
【小问2详解】
(Ⅰ),,,
设数列的前n项和为,
③,
④,
所以③-④得,
,
所以.
(Ⅱ)新数列为:,,,,,,…,,,,…,,…,
将此数列分成若干组,,为第一组;,,为第二组;……,,,…,为第k组,
与之间的k项数列的和为:,
可得数列取到后的第k项时:.
前k组之和为:
,
显然随k的增大而增大,
当时,,,
,第44项再往后取m项,使m项的和大于978,
即:,
,当时,,时,,
,有最小值为54.
19. 已知;
(1)讨论的单调性;
(2)若,且;
(Ⅰ)求的取值范围;
(Ⅱ)求证:.
【答案】(1)当时,在上单调递增;当时,在上单调递减,在上单调递增.
(2)(Ⅰ)或
(Ⅱ)要证:,只要证,
显然,所以,
又在单调递增,所以只要证,
因为,即证,
因为,所以只要证对恒成立即可.
,
因为时,所以恒成立,
当时,恒成立,在单调递减,
而,所以对恒成立,
即成立.
【解析】
【分析】(1)根据导数与单调性的关系分类讨论判断即可.
(2)(Ⅰ)结合(1)可得,且,求解即可.
(Ⅱ)要证,只要证,结合在单调递增,只要证,即证,构造函数,根据导数与单调性及最值的关系证明即可.
【小问1详解】
的定义域为,,
当时,,在上单调递增;
当时,令,即,解得.
当时,,在上单调递减;
当时,,在上单调递增,
综上,当时,在上单调递增;
当时,在上单调递减,在上单调递增.
【小问2详解】
(Ⅰ)由(1)得,当时,单调递增,不可能有两个零点.
所以,此时
又或时,,所以只需即可,
即,解得或.
(Ⅱ)略
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高二数学学科练习
注意事项:
1.本题共4页,满分150分,考试时间120分钟.
2.答题前,在答题卡指定区域填写班级、姓名、考场号、座位号及准考证号.
3.所有答案必须写在答题卡上,写在试题上无效.
4.结束后,只需上交答题卡.
选择题部分
一、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的.
1. 已知复数z在复平面内对应的点为,则( )
A. B. C. D.
2. 已知集合,,则( )
A. B. C. D.
3. 展开式中的常数项为( )
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
4. 在三角形中,M是线段上的一个动点,且满足,求的最小值( )
A. 2 B. 4 C. 8 D. 1
5. 如图是函数的导函数的图象,则在下列区间内,一定存在最大值的是( )
A. B. C. D.
6. 在中,角,,的对边分别为,,,已知,,的面积为,则( )
A. 4 B. 6 C. D.
7. 历史上第一个给出函数一般定义的是19世纪德国数学家狄利克雷(Dirichlet),他在1829年定义了一个“奇怪的函数”:,其中为实数集,为有理数集.则关于函数的如下四个命题中,不正确的是( )
A. ,都有
B. ,都有
C. ,都有
D. ,都有
8. 一个轴截面为倒立正三角形的圆锥形水杯,内部装有高度为的水,现将一个半径为2的实心铁球放入水杯中,恰好完全浸没,水未溢出(如图),则( )
A. 100 B. 120 C. 144 D. 216
二、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,部分选对的得部分分,有选错的得0分.
9. 下列命题正确的有( )
A. 若,则
B. 若,则
C. 若,则
D. 若,则
10. 某学校数学兴趣小组在"探究姜撞奶随着时间变化的降温及凝固情况"的数学建模活动中,将时间(分钟)与温度(摄氏度)的关系用模型(其中e为自然对数的底数)拟合.设,变换后得到一组数据:
2
2.5
3
3.5
4
4.04
4.01
3.98
t
3.91
由上表可得线性回归方程,则( )
A. 样本数据的下四分位数为2.5 B.
C. 当时,残差为0.01 D.
11. 已知正方体棱长为2,,分别为边,的中点,且存在点,满足,,,则下列选项中正确的是( )
A. 若直线平面,点P的轨迹长度为
B. 若,则直线与所成角的取值范围是
C. 若,则平面平面
D. 若,则的最小值为
非选择题部分
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 曲线在处的切线的方程为_______
13. 若正项整数数列满足,,已知,则的所有可能取值的和为________.
14. 暑假即将来临,某同学制定了一个5天游玩5个不同景点的旅游攻略,他计划每天游玩一个景点,但第一天不去景点,第二天不去景点,最后一天不去景点,其余两天没有限制,则不同的游玩日程安排有________种.(用数字作答)
四、解答题:本题共5小题,共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
15. 已知向量,,若函数,
(1)求的值;
(2)求不等式的解集.
16. 如图,在四棱锥中,四边形是边长为2的正方形,且,,.
(1)求证:平面平面;
(2)求直线与平面所成角的正弦值.
17. 某企业生产的产品有一项质量指标,为评估产品质量,质检部门抽取了100件产品,整理得到质量指标的频率分布直方图,如下图(组距为10):
(1)求图中a的值及平均值(同一组数据用该组区间的中点值作代表);
(2)由直方图可以认为,这种产品的质量指标Z服从正态分布,其中近似为样本平均数,方差.利用该正态分布求;
(3)现从生产线中取出5件产品,其中恰有2件次品,但不能确定哪2件为次品,需对5件产品依次进行检验,每次检验后不放回,当能确定哪2件是次品时即终止检验,记终止时一共检验了X次,求随机变量X的分布列与期望.
参考数据:
若,则,
18. 数列中,是数列的前项和,已知,.
(1)求证:是等差数列;
(2)已知,
(Ⅰ)若,求数列的前n项和;
(Ⅱ)若在和之间插入的前项,得到新数列,且的前项和为,求时,的最小值.
19. 已知;
(1)讨论的单调性;
(2)若,且;
(Ⅰ)求的取值范围;
(Ⅱ)求证:.
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