内容正文:
数学
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上.
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用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.回答非选择题时,将答案写在答题卡上.写在本试卷上无效.
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回.
4.本试卷主要考试内容:高考全部内容.
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. 椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】代入离心率公式即可计算.
【详解】由离心率公式得:.
2. 设集合,,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】,,
所以.
3. 已知向量,满足,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】利用向量模的平方等于向量自身平方的性质,将两个已知模长等式分别平方后相加,消去数量积项即可求得结果.
【详解】由,得.
由,得.
所以,则.
4. 下列表格记录的是2022年和2023年湖南部分城市常住人口的数据(单位:万人),则由表中数据可知,年度增量数据的40%分位数对应的城市为( )
城市
2023年常住人口
2022年常住人口
年度增量
长沙市
1051.31
1042.06
+9.25
湘潭市
270.12
270.27
-0.15
张家界市
149.69
150.40
-0.71
娄底市
374.32
376.01
-1.69
株洲市
385.20
387.11
-1.91
岳阳市
499.14
501.75
-2.61
常德市
518.68
521.30
-2.62
A. 株洲市 B. 岳阳市 C. 娄底市 D. 张家界市
【答案】A
【解析】
【分析】先把年度增量数据从小到大排,算出百分位数的位置,不是整数就向上取整,匹配对应的城市。
【详解】将数据从小到大排列:,
因为一共有7个城市,且,所以第3个数即为40%分位数,
所以年度增量数据的40%分位数为-1.91,对应的为株洲市.
5. 若函数,则( )
A. 的最大值为
B. 的图象关于直线对称
C. 在上单调递增
D. 的图象关于点对称
【答案】B
【解析】
【分析】先利用辅助角公式化简函数解析式得,再逐一验证各选项对应的三角函数性质即可判断正误.
【详解】由辅助角公式化简函数: .
选项A:因为正弦函数的最大值为,因此的最大值为,
显然,故A错误;
选项B:因为正弦函数在对称轴位置取得最值,
将代入得:,为的最小值,
因此是的对称轴,故B正确;
选项C:令,解得
所以的单调递增区间为,
在区间内仅为增区间,为减区间,因此在上不单调递增,故C错误;
选项D:正弦函数关于点对称的充要条件是,
所以代入得:,
因此不是的对称中心,故D错误.
6. ( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】根据复数的运算法则计算.
【详解】因为,
所以
.
7. 的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】根据对数的运算可得原式等于,利用基本不等式可求出的最大值,即可求得答案.
【详解】由可知,
,
由于,当且仅当时等号成立,
故,
结合,则,故,当且仅当时等号成立,
故,当且仅当时取等号,
故的最大值为.
8. 在正四棱柱中,,,,分别为棱,的中点,,均为线段上的动点,,点在线段上,当取得最小值时,直线与底面所成角的正切值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】先利用对称性和平移法求出取得最小值时的长度,再利用几何法得到直线与底面所成的角为,然后在中即可计算的正切值.
【详解】因为分别为棱的中点,所以,
在棱上取点,使得,连结,
则四边形为平行四边形,故,
又因为关于的对称点为,连结,则,
因此,
当三点共线时,取得最小值,此时,
由于底面,连结,则直线与底面所成的角为,
而此时,
故当取得最小值时,直线与底面所成角的正切值为.
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. 若为上的奇函数,为上的偶函数,则( )
A. B.
C. D.
【答案】BC
【解析】
【分析】根据奇偶性的定义结合赋值法求解.
【详解】选项AB,为上的奇函数,则,,,所以,A错;B正确;
选项C,由B,得,又为上的偶函数,则,,所以,,C正确;
选项D,由为上的偶函数,得,所以,D错.
10. 在中,,,,为直线上一点,且,则( )
A. 为钝角 B.
C. D.
【答案】ABD
【解析】
【分析】选项A,已知三边长,求,使用余弦定理求解即可;
选项B,在中,已知直角边,只需求出即可求出,而可在中用余弦定理即可求得;
选项C,是的斜边,目前已知直角边和的余弦值,运用直角三角形中的三角函数公式即可解决问题;
选项D,与互补,所以,而可在中运用直角三角形中的三角函数公式求得.
【详解】
选项A,由余弦定理可得,,所以为钝角;
选项B,由余弦定理可得,,是锐角,,所以,
因为,所以是直角三角形,在中,;
选项C,在中,;
选项D,因为,所以,即.
11. 已知抛物线,,,,则()
A. 与的准线重合
B. 由,,,的焦点构成的四边形的面积为
C. 同时与,,,相切的直线只有条
D. ,,,所围成封闭图形的面积大于
【答案】ACD
【解析】
【分析】利用抛物线的基本性质、直线与抛物线的位置关系,逐一分析每个选项,结合抛物线平移规律、判别式、对称性求解.
【详解】选项A:是右移个单位,准线为;是左移个单位,准线为;二者准线均为轴,完全重合,A选项正确;
选项B:由题可知焦点:,焦点:,焦点:,焦点:;四个点构成对角线长均为的菱形,面积,B选项错误;
选项C:斜率不存在时设直线为,代入得,令,解得;代入得,令,解得 ,无公共解,因此斜率不存在时无公切线;
斜率存在的直线为,联立与:代入得,令,化简得:;(1)
联立与:代入得,令,化简得:;(2)
联立与:代入得,令,化简得:;(3)
联立与:代入得,令,化简得:;(4)
联立(3)(4)得:,代入得,此时得到两条直线和,
代入(1)(2)验证:对:,,满足;
对:,,亦满足;
故这两条直线同时与四条抛物线相切,即公切线共有条;C选项正确;
选项D:由,得,则,则在点处的切线为直线与直线交于点.
同理可得在点处的切线为直线,与交于点与直线交于点,
又点,则的面积为的面积为.
所以所围成封闭图形的面积大于,故D选项正确.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 将5个颜色互不相同的小球排成一排,则不同的排法数为_______.
【答案】120
【解析】
【详解】5个颜色互不相同的小球排成一排,不同的排法数为.
13. 若直线与曲线恰有三个公共点,则=________.
【答案】
【解析】
【分析】数形结合,根据直线与圆的位置关系列式求的值.
【详解】由得或,
所以曲线表示两个同心圆,如下图:
因为直线,即与曲线恰有三个公共点,
所以直线与圆相切.
所以.
所以.
14. 已知函数若,且,则的取值范围是________.
【答案】
【解析】
【分析】两段函数均为严格单调递增函数,若 且 ,则两点必然不在同一区间,分情况(1),(2),进行求解.
【详解】当 时,,一次函数单调递增,值域为 ,当 时,,对数函数单调递增,值域为,
两段函数均为严格单调递增函数,若 且 ,则两点必然不在同一区间,下面分类讨论,
(1),由 ,得,整理得 ,由,可得,
由得 ,
令 , ,
当 时,单调递减; 时 ,单调递增,
所以的最小值是,因为,所以,所以 ;
(2),由 ,得,即 ,,因为,因此 ,即 ,
由得,,
令 ,求导得 ,
当 时,单调递增; 时 ,单调递减,
所以的最大值是 ,因为,所以,所以 ,
综上,则的取值范围是.
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. 在等差数列中,,且.
(1)求的通项公式;
(2)记,证明:.
【答案】(1)
(2)因为,
所以.
所以,所以.
所以.
【解析】
【分析】(1)利用等差数列的通项公式列式求解.
(2)利用裂项求和法证明.
【小问1详解】
设等差数列的首项为,公差为,
则.
所以.
【小问2详解】
略
16. 如图,在三棱锥中,,.
(1)证明:平面平面.
(2)求三棱锥的体积.
(3)求二面角的正弦值.
【答案】(1)证明:取的中点,连接,.
因为,,所以是等腰直角三角形,
,故,.
因为,所以是等腰三角形,则有,
所以.
又,满足,所以是等腰直角三角形,且.
因为平面,且,所以平面,又平面,故平面平面.
(2)
(3)
【解析】
【分析】(1)取底边中点,利用等腰三角形得到垂直,再用勾股逆定理证,得到平面,再进行面面垂直证明即可.
(2)直接使用(1)中结论得到的高,再求得底面直角三角形的面积,最后利用锥体体积公式求解即可.
(3)利用两两垂直的,,建系,求两个面的法向量,再计算二面角的正弦值即可.
【小问1详解】
略.
【小问2详解】
由(1)可知,平面,三棱锥的高.
而,
所以.
【小问3详解】
由(1)可知,,,两两垂直,以点为原点,分别以,,所在直线为,,轴,建立空间直角坐标系,
如图所示,则有,,,,,,.
设平面的一个法向量为,
则,
令,得,故,
又平面的一个法向量为,
则,
由图可知,二面角为锐角,
故二面角的正弦值.
17. 已知双曲线的两个焦点为,,且的渐近线方程为.
(1)若点在上,且,求;
(2)设的左、右顶点分别为,,过点的直线与的右支交于点(异于),且关于的对称点为,若,求直线的斜率.
【答案】(1);
(2)直线的斜率为或.
【解析】
【分析】(1)由双曲线的焦点坐标、渐近线方程以及可求得,再结合双曲线的定义即可求得,此题需要注意点只会在双曲线的左支上;
(2)设出直线的斜率,用点斜式写出直线的方程,将直线与双曲线联立解方程组,求出点,再根据对称性求出点,最后用两点间的距离公式结合即可解决问题.
【小问1详解】
因为双曲线的两个焦点为,,所以,
因为双曲线的渐近线方程为,所以,
因为,所以,所以,所以双曲线,
因为,所以点一定在双曲线的左支上,
由双曲线的定义得,因此,即;
【小问2详解】
因为过点的直线与的右支交于点(异于),所以直线的斜率必存在,可记为且,
所以直线的方程为,设,
由可得,
可得且,于是且,
代入直线的方程得,所以点,
因为关于的对称点为,所以,所以点,
又因为,所以,
整理得,解得或,均满足,故或,
所以直线的斜率为或.
18. 已知函数,.
(1)求在上的单调区间.
(2)证明:在上存在最大值.
(3)判断(2)中的是否也是在上的最大值,并说明你的理由.
【答案】(1)函数在,上单调递减,在上单调递增.
(2)因为,,
所以
.
设,,
则,
再设,,
则,当时,,
所以在上单调递减,又,,
所以唯一存在,使得当时,,进而,所以在上单调递增;
当时,,进而;
当时,,进而,所以在上单调递减.
又因为,,所以,
所以唯一存在,当时,,进而,所以在上单调递增;
当时,,进而,所以在上单调递减.
所以,当时,函数取得极大值,记为.
(3)(2)中的不是在上的最大值.理由如下:
设,当时,,
则单调递减,所以,
所以当时,,所以.
当时,.
当时,,
所以存在,使得,
故(2)中的不是在上的最大值.
【解析】
【分析】(1)求导,分段讨论导函数的符号,确定函数的单调性.
(2)通过多次求导,分析函数在上的单调性,确定函数的极大值.
(3)判断函数的符号,即可得出结论.
【小问1详解】
因为.
当时,,所以,所以在上单调递减;
当时,,所以,所以在上单调递增;
当时,,所以,所以在上单调递增;
当时,,所以,所以在上单调递减.
又,,
所以函数在,上单调递减,在上单调递增.
【小问2详解】
略
【小问3详解】
略
19. 某判断规则基于次独立检测,每次检测成功的概率均为,其中,.若次检测中成功次数不小于,则判定为通过,否则判定为不通过.若一个具体的次检测结果满足:无论改变其中任意次检测结果,最终判定都不改变,则称这个检测结果是“稳定”的,其中.
(1)当时,求一个随机检测结果是“稳定”的概率.
(2)当时,记一个随机检测结果是“稳定”的概率为,证明:.
(3)求一个随机检测结果是“稳定”的概率取得最小值时的(用含,的表达式表示).
【答案】(1)
(2)证明:设某个检测结果中成功次数为m.
若该结果通过,则,要使改变任意次检测结果后仍通过,只需考虑把次成功改为失败的情况,
故需,即;若该结果不通过,则,要使改变任意次检测结果后仍不通过,
只需考虑把次失败改为成功的情况,故需,即.
因此一个检测结果是“稳定”的充要条件为或.
于是,
当时,同理有.
两式作差得.
由组合数恒正、可知两项均大于0,因此即可得证.
(3)
【解析】
【分析】(1)根据“2-1稳定”的定义,确定成功次数分别为0,3,4的概率,进而求和即可.
(2)根据“稳定”的定义,推导出的表达式,计算差值并化简,证明差值大于0即可.
(3)构造函数,则,所以的最小值点等价于的最大值点,然后对求导,根据单调性确定最值点.
【小问1详解】
由“2-1稳定”可知此时,共进行4次独立检测,且通过条件为成功次数不小于2,
设成功次数为m,若原结果通过,则改变任意一次检测结果后仍通过,需有,
即,
若原结果不通过,则改变任意一次检测结果后仍不通过,需有,
即,
故“2-1稳定”的检测结果对应,;
每次检测成功概率为,次独立检测,总事件数为.
成功次数为0的概率:;
成功次数为3的概率:;
成功次数为4的概率:;
总概率为.
【小问2详解】
略
【小问3详解】
由(2)可知,非“稳定”的情况对应成功次数满足.
记,则,所以的最小值点等价于的最大值点.
由,
得
,
因为,所以,所以的正负由的正负决定.
,令,得,解得.
因为函数在上单调递减,
所以当时,;当时,.
因此在处取得最大值,在处取得最小值.
故所求.
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注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上.
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用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.回答非选择题时,将答案写在答题卡上.写在本试卷上无效.
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回.
4.本试卷主要考试内容:高考全部内容.
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. 椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
2. 设集合,,则( )
A. B. C. D.
3. 已知向量,满足,,则( )
A. B. C. D.
4. 下列表格记录的是2022年和2023年湖南部分城市常住人口的数据(单位:万人),则由表中数据可知,年度增量数据的40%分位数对应的城市为( )
城市
2023年常住人口
2022年常住人口
年度增量
长沙市
1051.31
1042.06
+9.25
湘潭市
270.12
270.27
-0.15
张家界市
149.69
150.40
-0.71
娄底市
374.32
376.01
-1.69
株洲市
385.20
387.11
-1.91
岳阳市
499.14
501.75
-2.61
常德市
518.68
521.30
-2.62
A. 株洲市 B. 岳阳市 C. 娄底市 D. 张家界市
5. 若函数,则( )
A. 的最大值为
B. 的图象关于直线对称
C. 在上单调递增
D. 的图象关于点对称
6. ( )
A. B. C. D.
7. 的最大值为( )
A. B. C. D.
8. 在正四棱柱中,,,,分别为棱,的中点,,均为线段上的动点,,点在线段上,当取得最小值时,直线与底面所成角的正切值为( )
A. B. C. D.
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. 若为上的奇函数,为上的偶函数,则( )
A. B.
C. D.
10. 在中,,,,为直线上一点,且,则( )
A. 为钝角 B.
C. D.
11. 已知抛物线,,,,则()
A. 与的准线重合
B. 由,,,的焦点构成的四边形的面积为
C. 同时与,,,相切的直线只有条
D. ,,,所围成封闭图形的面积大于
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 将5个颜色互不相同的小球排成一排,则不同的排法数为_______.
13. 若直线与曲线恰有三个公共点,则=________.
14. 已知函数若,且,则的取值范围是________.
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. 在等差数列中,,且.
(1)求的通项公式;
(2)记,证明:.
16. 如图,在三棱锥中,,.
(1)证明:平面平面.
(2)求三棱锥的体积.
(3)求二面角的正弦值.
17. 已知双曲线的两个焦点为,,且的渐近线方程为.
(1)若点在上,且,求;
(2)设的左、右顶点分别为,,过点的直线与的右支交于点(异于),且关于的对称点为,若,求直线的斜率.
18. 已知函数,.
(1)求在上的单调区间.
(2)证明:在上存在最大值.
(3)判断(2)中的是否也是在上的最大值,并说明你的理由.
19. 某判断规则基于次独立检测,每次检测成功的概率均为,其中,.若次检测中成功次数不小于,则判定为通过,否则判定为不通过.若一个具体的次检测结果满足:无论改变其中任意次检测结果,最终判定都不改变,则称这个检测结果是“稳定”的,其中.
(1)当时,求一个随机检测结果是“稳定”的概率.
(2)当时,记一个随机检测结果是“稳定”的概率为,证明:.
(3)求一个随机检测结果是“稳定”的概率取得最小值时的(用含,的表达式表示).
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