内容正文:
数学试卷
注意事项:
1.答题前,考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号在答题卡上填写清楚.
2.每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号.在试题卷上作答无效.
3.考试结束后,请将本试卷和答题卡一并交回,满分150分,考试用时120分钟.
一、单选题:本大题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求.
1. 已知全集,,则( )
A. B. C. D.
2. 已知复数满足,则( )
A. B. C. D.
3. 已知不同的直线和不重合的平面,则使成立的一个充分条件可以是( )
A. B.
C. D.
4. 要得到函数的图象,只需将函数的图象( )
A. 向左平移个单位 B. 向右平移个单位
C. 向左平移个单位 D. 向右平移个单位
5. 某班上午有5节课,现需安排数学课2节,语文课、英语课、物理课各1节,要求两节数学课相邻,语文课和英语课不相邻,则不同的排课方法共有( )
A. 6种 B. 8种 C. 12种 D. 24种
6. 已知定义在上的偶函数在上单调递增,且,则关于的不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
7. 已知抛物线的焦点为,点是抛物线上异于原点的一点,点在轴正半轴上,且,,则四边形的面积是( )
A. B. C. D.
8. 已知,则的最小值是( )
A. B. -1 C. 1 D.
二、选择题:本大题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求.全部选对得6分,选对但不全的得部分分,有选错的得0分
9. 给出以下26个数据:
46.5,47.5,52.5,52.5,53.5,53.5,54.0,55.5,55.5,
56.5,56.5,57.5,57.5,59.5,60.5,61.0,61.0,61.5,
61.5,61.5,62.5,62.5,63.0,68.5,69.5,69.5
对于以上所给的数据.下列选项正确的是( )
A. 中位数为57.5 B. 极差为23
C. 众数为61.5 D. 80%分位数为61.5
10. 如图,在空间四边形中,分别是线段的中点,分别是线段上的动点且,则下列说法正确的是( )
A. 平面
B. 、、、四点共面,且平面
C. 若,则与的交点在直线上
D. 若平面,则
11. 已知数列满足,设数列满足:,数列的前项和为,则下列说法正确的是( )
A. B.
C. D. 的最大值为
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 在平面直角坐标系中,已知、、,则______.
13. 的展开式中,常数项为_______(用数字作答).
14. 设直线系,其中.若正方形的四条边都在中的直线上,则该正方形的面积是______.
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. 为进一步提升学生思想认识,某中学开展“矢志百年初心,赓续青春力量”的团员知识竞赛活动.全校共有1000名学生参与了本次活动,根据他们的竞赛成绩,绘制了如图所示的统计图,其中竞赛成绩在的人数是成绩在的人数的3倍.现需要从成绩不低于80分的学生中按照分层抽样抽取6人作进一步了解.
(1)抽取的这6人中,竞赛成绩在的学生分别是多少人?
(2)从这6人中再随机选取3人,记选取的3人中成绩位于的人数为随机变量,求的分布列和数学期望.
16. 在中,角、、的对边分别是.已知,.
(1)求证:是钝角三角形;
(2)求的面积的最大值.
17. 如图,已知三棱柱的侧面是长方形.底面是等腰直角三角形且是的中点.
(1)求证:平面;
(2)若,求直线与平面所成角的正弦值.
18. 已知椭圆的右顶点为,右焦点为,以椭圆的四个顶点为顶点的四边形面积为,斜率为的直线交椭圆于两点.
(1)求椭圆的方程;
(2)若点在直线上,点是线段的中点,为坐标原点.若上存在点使得,求直线的斜率.
(3)已知点是上的一点,若,当点到直线的距离最大时.求直线的方程.
19. 已知函数
(1)若,求曲线在处的切线方程;
(2)若对于任意,都有,求实数的取值范围;
(3)若有三个零点,求实数的取值范围.
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数学试卷
注意事项:
1.答题前,考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号在答题卡上填写清楚.
2.每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号.在试题卷上作答无效.
3.考试结束后,请将本试卷和答题卡一并交回,满分150分,考试用时120分钟.
一、单选题:本大题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求.
1. 已知全集,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】根据集合描述法的概念,以及集合补集的计算方法,即可求解.
【详解】因为,
由,解得,
又因为,所以,因为,所以.
2. 已知复数满足,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】根据共轭复数的性质及复数模的性质计算可得.
【详解】因为,又因为,所以,解得或(舍去),
因此.
3. 已知不同的直线和不重合的平面,则使成立的一个充分条件可以是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】结合长方体模型分析判断各个选项的对错可得.
【详解】如图,在长方体中,
选项A:记平面为平面,平面为平面,平面为平面,
显然有,但不满足,所以A错误;
选项B:记为直线,则满足,但不满足,所以B错误;
选项C:记为直线,为直线,则满足,但不满足,所以C错误;
选项D:由线面垂直的性质:垂直于同一条直线的两个平面互相平行,所以D选项正确.
4. 要得到函数的图象,只需将函数的图象( )
A. 向左平移个单位 B. 向右平移个单位
C. 向左平移个单位 D. 向右平移个单位
【答案】C
【解析】
【详解】由题,
所以的图象可由的图象向左平移个单位得到.
5. 某班上午有5节课,现需安排数学课2节,语文课、英语课、物理课各1节,要求两节数学课相邻,语文课和英语课不相邻,则不同的排课方法共有( )
A. 6种 B. 8种 C. 12种 D. 24种
【答案】C
【解析】
【详解】数学课相邻,采用捆绑法将其看为一个整体,将数学课整体与物理课全排列,共有种,
且排列后形成3个空隙,语文课与英语课要求不相邻,从三个空隙中选两个排入,共有种,
根据分步乘法计数原理,不同排列方法共有种.
6. 已知定义在上的偶函数在上单调递增,且,则关于的不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】由函数是上的偶函数,得到,根据题意,画出函数和的图象,结合图象,分类讨论,即可得到不等式的解集.
【详解】因为是上的偶函数,所以,
又因为在上单调递增,且,可得,
画出和的图象,如图所示,
当时,,,此时,不符合题意;
当时,,,此时,符合题意;
当时,,,此时,不符合题意;
当时,,,此时,不符合题意;
当时,,,此时,不符合题意;
当时,,,此时,符合题意;
当时,,,此时,不符合题意;
当时,,,此时,不符合题意,
综上可得,不等式的解集为.
7. 已知抛物线的焦点为,点是抛物线上异于原点的一点,点在轴正半轴上,且,,则四边形的面积是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】根据题意,利用的垂直平分线得到点的坐标,根据面积公式即可求解.
【详解】
如图所示,由点在轴正半轴上且,可知点,
由于抛物线的焦点为,则点,
所以,
则直线的斜率为,线段的中点为,
所以的垂直平分线方程为,即,
因为,所以点与点都在直线上,
所以,所以,因此,
又因为点是抛物线上异于原点的一点,
联立得,所以,所以,
所以四边形的面积为,故B正确.
8. 已知,则的最小值是( )
A. B. -1 C. 1 D.
【答案】D
【解析】
【分析】设,令,将二元最值转化为单一函数最值,再利用单调性求最小值.
【详解】设,则,,,
令,则,
由指数函数与反比例函数单调性易知在上单调递增,且,
当时,,当时,.
所以在上单调递减,在上单调递增,
所以,即的最小值是.
二、选择题:本大题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求.全部选对得6分,选对但不全的得部分分,有选错的得0分
9. 给出以下26个数据:
46.5,47.5,52.5,52.5,53.5,53.5,54.0,55.5,55.5,
56.5,56.5,57.5,57.5,59.5,60.5,61.0,61.0,61.5,
61.5,61.5,62.5,62.5,63.0,68.5,69.5,69.5
对于以上所给的数据.下列选项正确的是( )
A. 中位数为57.5 B. 极差为23
C. 众数为61.5 D. 80%分位数为61.5
【答案】BC
【解析】
【详解】由题可知,中位数为,所以A错误;
极差为,故B正确;
众数为61.5,故C正确;
又,因此分位数为第21个数,其值为62.5,故D错误.
10. 如图,在空间四边形中,分别是线段的中点,分别是线段上的动点且,则下列说法正确的是( )
A. 平面
B. 、、、四点共面,且平面
C. 若,则与的交点在直线上
D. 若平面,则
【答案】BCD
【解析】
【分析】先根据得出,若可判断A;根据线面平行的判定定理判断B;证明三线交于一点判断C;利用线面平行的性质判断D.
【详解】对于A,由,可知,因此,所以,
又由为中点可知,,故,因此点四点共面,
当时,直线相交,此时与平面相交,故A错误;
对于B,因为,平面,平面,
所以平面,故B正确;
对于C,当时,,
因为,所以与相交,
设,则,
因为平面,平面,所以平面平面,
即点在直线上,故C正确;
对于D,因为平面,平面,平面平面,
所以,
同理可得,,则,
又,所以四边形为平行四边形,则,
因为,所以,故D正确.
11. 已知数列满足,设数列满足:,数列的前项和为,则下列说法正确的是( )
A. B.
C. D. 的最大值为
【答案】ABC
【解析】
【分析】根据题意,求得,可判定A,B都正确;化简,结合裂项法求和,求得,进而判定C正确,D不正确.
【详解】因为,
所以,
两式相减,可得,即,其中,
令,可得,适合上式,
所以数列的通项公式为,所以B正确;
当时,可得,所以A正确;
又由,
所以,所以C正确;
由,当时,的最小值为,D不正确.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 在平面直角坐标系中,已知、、,则______.
【答案】
【解析】
【详解】由题得,,所以.
13. 的展开式中,常数项为_______(用数字作答).
【答案】
【解析】
【详解】展开式的通项为,
若,解得(舍去);
若,解得,
所以的展开式中,常数项为.
14. 设直线系,其中.若正方形的四条边都在中的直线上,则该正方形的面积是______.
【答案】4
【解析】
【分析】由点到直线距离公式可得,原点到该直线系中任意一条直线的距离恒为1,因此这组直线是单位圆的全部切线.
正方形的四条边均为该圆的切线,说明单位圆是正方形的内切圆,由此便可求出正方形的边长和面积.
【详解】由直线方程,可知点在直线上,因此直线与圆有公共点;
又原点到直线的距离为,可知直线系中的每一条直线与圆相切;
故直线系为单位圆的所有切线组成;
所以当正方形的四条边都在直线系内时,可知单位圆为正方形的内切圆,所以正方形边长为2,其面积为4.
【点睛】识别直线系为圆的切线是突破口,利用内切圆半径快速得到正方形边长.
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. 为进一步提升学生思想认识,某中学开展“矢志百年初心,赓续青春力量”的团员知识竞赛活动.全校共有1000名学生参与了本次活动,根据他们的竞赛成绩,绘制了如图所示的统计图,其中竞赛成绩在的人数是成绩在的人数的3倍.现需要从成绩不低于80分的学生中按照分层抽样抽取6人作进一步了解.
(1)抽取的这6人中,竞赛成绩在的学生分别是多少人?
(2)从这6人中再随机选取3人,记选取的3人中成绩位于的人数为随机变量,求的分布列和数学期望.
【答案】(1)成绩在中取4人,成绩在的取2人
(2)
1
2
3
【解析】
【小问1详解】
由频数分布图及已知条件可知,成绩位于和[90,100]的学生共有200人,
则成绩位于的学生只有50人,位于的学生有100人.
设竞赛成绩在,的学生中应分别抽取人,
则,解得,
竞赛成绩在的学生取4人,成绩在的学生取2人.
【小问2详解】
由(1)可知,随机变量的可能取值为,
,,,
所以,随机变量的分布列为:
1
2
3
所以.
16. 在中,角、、的对边分别是.已知,.
(1)求证:是钝角三角形;
(2)求的面积的最大值.
【答案】(1)根据余弦定理,
所以角是钝角,所以是钝角三角形.
(2)2
【解析】
【小问1详解】
略
【小问2详解】
,
因为,所以,所以,
当且仅当时等号成立,所以的面积的最大值为2.
17. 如图,已知三棱柱的侧面是长方形.底面是等腰直角三角形且是的中点.
(1)求证:平面;
(2)若,求直线与平面所成角的正弦值.
【答案】(1)如图,设为的中点,连接,
因为四边形是矩形且为的中点,
所以,,
所以,则.
又因为,所以.
又因为平面,
所以平面.
(2)
【解析】
【分析】(1)通过证明,证得平面.
(2)利用等体积法求得点到平面的距离,进而求得直线与平面所成角的正弦值.
【小问1详解】
略
【小问2详解】
连接,由(1)知平面,平面,
,因为为的中点,所以.
又,所以,所以,所以,
所以,所以.
由题意可知,
设点到平面的距离为,
根据,解得.
记直线与平面所成角为,所以.
18. 已知椭圆的右顶点为,右焦点为,以椭圆的四个顶点为顶点的四边形面积为,斜率为的直线交椭圆于两点.
(1)求椭圆的方程;
(2)若点在直线上,点是线段的中点,为坐标原点.若上存在点使得,求直线的斜率.
(3)已知点是上的一点,若,当点到直线的距离最大时.求直线的方程.
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【分析】(1)根据已知条件求得,进而求得椭圆的方程.
(2)设出直线的方程并与椭圆方程联立,利用根与系数关系以及求得点的坐标,将点坐标代入椭圆方程,由此求得的值.
(3)先求得点的坐标,设出直线的方程并与椭圆方程联立,利用根与系数关系以及求得直线所过定点的坐标,结合点到直线的距离最大求得直线的方程.
【小问1详解】
由题可知,,
又椭圆四个顶点所组成的菱形面积为,解得,
因此椭圆方程为.
【小问2详解】
因为椭圆方程为,所以,
设直线的方程为,
联立,可得,
所以,,,所以.
因为,所以,
代入椭圆的方程,,
,
,.
【小问3详解】
由点在椭圆上可得,因此点坐标为.
设直线的方程为,联立方程组,
消去变量可得:①.
设直线与椭圆交点分别为,
则是方程①的两根,由韦达定理可知:,②.
由,可得.
又,
所以,
即,
将②代入可得,
即,
分解因式可得.
又直线不过点,所以.
因此,所以,所以直线方程为;
因此直线过定点;
当直线与垂直时,点到直线的距离最大,此时易得,因此,
所以直线的方程为,即.
19. 已知函数
(1)若,求曲线在处的切线方程;
(2)若对于任意,都有,求实数的取值范围;
(3)若有三个零点,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【分析】(1)利用导数的几何意义,求出切点处切线的斜率,可得切线方程;
(2)问题转化为对于恒成立,通过构造函数利用导数求最值的方法求解;
(3)利用导数求函数的单调区间,解决零点问题.
【小问1详解】
,当时,,
所以,得切点坐标为,切线斜率为,
所以所求切线方程为.
【小问2详解】
因为对于恒成立,
所以对于恒成立.
设,则,
所以当时,;当时,,
所以在上单调递减,在单调递增,
所以,所以.
【小问3详解】
因为.
①当时,恒成立,解得,解得,
所以在上单调递减,在上单调递增,
此时最多两个零点,不成立;
②当时,令,则有或者.
(Ⅰ)当时,,此时在上单调递减,
在上递增,上单调递减,
所以得所以;
(Ⅱ)当时,,此时在上单调递减,
在上递增,上单调递减,
所以得所以;
(Ⅲ)当时,此时在上单调递减,显然不成立.
综上:.
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