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、单项选择题(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,只有一项是符合题目要求的)
1. 已知集合,,则( ).
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】因为,所以,即,
又因为,所以.
2. 已知、,则“”是“”的( )
A. 充分不必要条件 B. 必要不充分条件
C. 充要条件 D. 既不充分也不必要条件
【答案】A
【解析】
【详解】由可得,
因为“”“”,且“”“”,
故“”是“”的充分不必要条件.
3. 在的展开式中,只有第7项的二项式系数最大,则展开式的各项系数之和为( ).
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】由二项式系数的性质及系数最大项可得,再使用赋值法求各项系数之和即可.
【详解】由的展开式中,只有第7项的二项式系数为最大,所以,
在中,令得,
即展开式的各项系数之和为1.
4. 已知函数,若,则的值是( ).
A. B. 1 C. 1或0 D. 或0或1
【答案】C
【解析】
【详解】因为,
若,则,可得,
则,所以;
若,则,可得,解得或(舍去);
综上所述:的值是1或0.
5. 已知,,,则、、的大小关系是( ).
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】由题意可知,,,
所以.
6. 张、王、李、赵、吴共五名教师,利用周末时间去包括“半山崖线”在内的四条徒步路线进行考察.要求每条路线至少去一名教师,每名教师只能去一条路线,那么张老师恰好被安排去“半山崖线”考察的不同安排方法数为( ).
A. 60 B. 64 C. 72 D. 96
【答案】A
【解析】
【分析】根据分类加法计数原理及组合、排列计算求解.
【详解】分两类考虑,
第一类安排2人“半山崖线”考察,则有种不同安排方法;
第二类安排1人“半山崖线”考察,则有种不同安排方法,
故共有种不同的安排方法.
7. 已知为定义在上的偶函数,为奇函数,,则( ).
A. B. 0 C. 1 D. 2
【答案】A
【解析】
【分析】根据所给函数的奇偶性,求出函数的周期,利用周期求解.
【详解】因为为奇函数,
所以,即,
因为为定义在上的偶函数,
所以,故,
所以,
所以.
8. 已知函数.若存在两个不同的正实数,,使得成立,则实数的取值范围是( ).
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】利用转化得到正根方程,参变分离构造函数求导分析单调性、值域,结合图像交点个数确定参数的取值范围.
【详解】设非零实数,则,由题可知有两个不同的正实根,
即方程存在两个不同的正实根.
当时,左边,而右边是指数函数,值域恒大于0,
方程不可能成立,因此.
将方程变形为,令,
则,令,解得,
当时,,单调递减;
当时,,单调递增,
因此在处取最小值,且当和时,,
即在时的值域为.
要使在上有两个不同解,需满足,即,
结合之前得到的,最终得.
二、多项选择题(本大题共3个小题,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,全部选对的得6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分)
9. 已知正项等比数列的前项和为,若,,则( ).
A. 数列的公比 B. 数列有最大项
C. 数列为递增数列 D. 数列为等差数列
【答案】ABD
【解析】
【分析】利用,算出公比,得到通项公式,再逐一判断单调性、最大项,通过等差数列的定义判断数列是等差数列.
【详解】正项等比数列,设公比为,则,,
, ,
已知 ,所以 ,因为,所以,
正项数列 ,故 ,A 正确;
因为,,所以正项等比数列单调递减,所以首项就是最大项,B 正确;
因为,,所以正项等比数列是递减数列,C 错误;
因为,,所以,所以
,
差为常数,所以数列为等差数列,D 正确.
10. 阅读是一种很好的休闲方式,可以使人获得内心的宁静与精神的升华.已知某图书馆阅读者的日阅读时长(单位:小时)服从正态分布,则( ).
A.
B.
C. 若,则
D. 设,则
【答案】AC
【解析】
【分析】对于A:根据正态分布的定义即可得结果;对于B:根据以及期望的性质运算求解即可;对于C:根据正态分布的对称性即可得结果;对于D:根据题意整理可得,即可得结果.
【详解】对于选项A:因为,则,,故A正确;
对于选项B:因为,即,可得,
所以,故B错误;
对于选项C:若,由对称性可知,所以,故C正确;
对于选项D:由题意可知:,可得,
则
,
且,所以,故D错误.
11. 已知函数,,,则下列说法正确的是( )
A.
B. 的图象关于原点对称
C. 对任意的,的最大值与最小值之和为
D. 的解集为
【答案】BCD
【解析】
【分析】利用指数幂的运算性质可判断A选项;利用函数奇偶性的定义可判断B选项;推导出函数的图象关于点对称,结合对称性可判断C选项;分析函数的单调性与对称性,将所求不等式变形为,结合函数的单调性解之即可,可判断D选项.
【详解】对于A选项,对任意的,,故函数的定义域为,
,
所以,A错;
对于B选项,对任意的,,
故函数的定义域为,
,
即,故函数为奇函数,
所以函数的图象关于原点对称,B对;
对于C选项,对任意的,
,
所以函数的图象关于点对称,
故函数图象的最高点和最低点关于点对称,
所以,C对;
对于D选项,易知函数的定义域为,
函数在上为减函数,
因为内层函数在上单调递减,外层函数在上为增函数,
由复合函数法可知,函数在上为减函数,
又因为函数为奇函数,故该函数在上也为减函数,
所以函数在上为减函数,故函数在上为减函数,
由可得,
所以,解得,
故不等式的解集为,D对.
三、填空题(本大题共3小题,每小题5分,共15分)
12. 已知的导函数为,且,则________.
【答案】3
【解析】
【分析】对原函数求导后,将代入导函数,得到关于常数的方程并求解即可.
【详解】由题意得,
则,解得.
13. 已知正实数,满足,则的最小值为________.
【答案】6
【解析】
【详解】正实数,满足,有,
可得,
当且仅当,即时等号成立,
所以的最小值为.
14. 在平面内,点位于直线的上方,点到点的距离与到直线的距离之积为,则点纵坐标的取值范围是________.
【答案】
【解析】
【分析】根据题意列出等量关系,结合平方数的非负性转化为不等式求解参数范围.
【详解】∵ 点位于直线的上方,
∴ ,点到直线的距离为.
又点到点的距离为,根据题意得.
整理得,两边同时平方得,
移项得.
∵ ,
∴ ,即.
∵ ,两边同乘不等号方向不变,得:
,
∴ ,即,解得.
结合,可得的取值范围是.
四、解答题(共77分.解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤)
15. 如图,在四棱锥中,底面是边长为2的菱形,是与的交点,,平面,是棱上一点,且平面.
(1)证明:是棱的中点;
(2)锐二面角的余弦值为,求线段的长度.
【答案】(1)证明:如图,连接MO,
在平行四边形ABCD中,因为O为AC与BD的交点,所以O为BD的中点,
平面MAC,平面PBD,平面平面,
所以.
所以,则,
所以是棱的中点.
(2)
【解析】
【分析】(1)由线面平行的性质定理可得,得到,进而可得结论;
(2)法一(几何法)过O作AD的垂线,垂足为E,连接PE,可证为二面角的平面角,求解即可;法二(坐标法)建立合适的空间直角坐标系,利用空间向量表示二面角的余弦值,列式求解即可.
【小问1详解】
略
【小问2详解】
法一(几何法):如图,过O作AD的垂线,垂足为E,连接PE,
因为平面ABCD,所以平面ABCD,所以.
又,又OE,平面OPE,所以平面OPE.
又平面OPE,所以,
所以为二面角的平面角.
因为四边形ABCD是菱形,,,
所以是等边三角形,所以,,
所以,所以.
在中,.
法二(坐标法):设,
以为轴,以为轴,以为轴,如图建系.
,,,,
,.
设平面ADP的法向量为,
由,
令得一个法向量.
取平面ADC的一个法向量为,
则,
则.
16. 已知正项数列的前项和为,.
(1)求数列的通项公式;
(2)设数列的前项和为,求证:.
【答案】(1),
(2)证明:由(1)得,,
所以,
所以
.
【解析】
【分析】(1)先求出,再由题意得,根据的关系可得,最后求出等差数列的通项公式;
(2)利用裂项相消法进行证明.
【小问1详解】
当时,,
当时,,,
两式相减得:,
.
又因为是正项数列,则,
则是首项为1,公差是2的等差数列,则,;
【小问2详解】
略
17. 已知椭圆:上任意一点到它两焦点的距离之和为,且离心率为.
(1)求椭圆的方程;
(2)过椭圆的左焦点作两条互相垂直的直线,,直线与交于、两点,直线与交于、两点,求证:为定值,并求出此定值.
【答案】(1)
(2)①当直线,的斜率一个为0,一个不存在时,
,
将代入,得,
又,所以,因此,
此时,.
②当直线,的斜率都存在且不为0时,椭圆的左焦点,
不妨设的方程为,
联立椭圆的方程得,
其中恒成立,
设,,则,,
于是.
由,用代替m的位置可得,
此时,.
综上所述,为定值,且该定值为.
【解析】
【分析】(1)根据椭圆的定义得,结合离心率求出,再利用算出,即可得解;
(2)分两类讨论:一是两直线一条水平一条竖直的特殊情形,直接求焦点弦长计算倒数和;二是两直线斜率均存在,设联立椭圆,用韦达和弦长公式求,利用垂直关系将替换为得到,化简倒数和消去参数证得定值,两种情形结果一致完成证明.
【小问1详解】
由题意得,则,,所以,
从而椭圆C的方程为.
【小问2详解】
略
18. 在某公司的团建活动中,组织了摸小球中奖品的游戏,游戏规则如下:
①将10名参加游戏的队员依次编号为1,2,3,…,10,游戏主持人和每名队员手中的小盒里有1个黑球和1个白球,这些球除颜色不同外其余均相同;
②1号队员先从主持人的盒子里随机摸出一球放入自己的盒子中;
③2号队员从1号的盒子里随机摸出一球放入自己的盒子中,接着,3号队员从2号的盒子里随机摸出一球放入自己的盒子中,重复上述操作,一直到10号队员从9号的盒子里随机摸出一球放入自己的盒子中;
④游戏主持人从10号的盒子里随机摸出一球后,该轮游戏结束.
(1)该轮游戏结束后,记1号队员盒子里的黑球个数为,求的分布列与数学期望;
(2)在取球过程中,记事件“号队员摸取小球后他的盒子中是2黑1白球”(,),求证:;
(3)该轮游戏结束后,盒子中小球的颜色相同(视为中奖)的队员恰有人(,),将剩下未中奖的队员重新编号并按游戏规则再进行一轮摸球游戏,记两轮游戏结束后有且仅有一名队员未中奖的概率为,问为何值时取得最大值.
【答案】(1)X的分布列如下:
X
0
1
2
P
(2)证明:当时,显然,根据游戏抽取规则,
当时,,
即,则,
,于是.
综上,.
(3)或6
【解析】
【分析】(1)写出X的可能取值,求出对应的概率,列出分布列,求出期望即可;
(2)根据全概率公式建立的递推关系进行证明;
(3)写出的解析式,由求出的值.
【小问1详解】
由题意,X的可能取值为0,1,2,
则,,,
所以黑球个数X的分布列如下:
X
0
1
2
P
故数学期望为.
【小问2详解】
略
【小问3详解】
由(2)知,一轮游戏结束后,每名队员盒子中小球的颜色相同的概率
,
即每名队员中奖的概率为,
则.
由,解得.
又,从而或6.
19. 已知材料:对于函数求导,一般是这样处理:两边同时取对数得,左边是关于的复合函数,两边同时对求导得,.根据材料解决下列问题:已知,.
(1)求在处的切线的斜率;
(2)求函数在上的最大值;
(3)求证:不等式对任意的()都成立.
【答案】(1)
(2)
(3)令,
则函数的图象关于直线对称,
现证明在上恒成立,
,
而,其中显然,
下面证明,
由(2)知时,,即,
下面证明在上恒成立,
,
由(2)知,,,,
所以,
所以,当且仅当时取等号,
所以不等式对任意的成立.
【解析】
【分析】(1)模仿题给材料,对两边取对数,进行隐函数求导得到导函数,将代入导函数,所得数值即为该点切线斜率;
(2)对取对数构造辅助函数,求导找到隐零点,划分区间判断单调性,比较极小值点与区间端点函数值,求得最大值,再还原得到的最大值;
(3)构造函数,利用上一问结论证明时,令得到通项上界,对各项直接求和完成不等式证明.
【小问1详解】
,所以,
,,
即切线的斜率为.
【小问2详解】
令,
,
得,(舍).
当时,,单调递减;
当时,,单调递增.
当,
,
所以,.
【小问3详解】
略
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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、单项选择题(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,只有一项是符合题目要求的)
1. 已知集合,,则( ).
A. B.
C. D.
2. 已知、,则“”是“”的( )
A. 充分不必要条件 B. 必要不充分条件
C. 充要条件 D. 既不充分也不必要条件
3. 在的展开式中,只有第7项的二项式系数最大,则展开式的各项系数之和为( ).
A. B. C. D.
4. 已知函数,若,则的值是( ).
A. B. 1 C. 1或0 D. 或0或1
5. 已知,,,则、、的大小关系是( ).
A. B.
C. D.
6. 张、王、李、赵、吴共五名教师,利用周末时间去包括“半山崖线”在内的四条徒步路线进行考察.要求每条路线至少去一名教师,每名教师只能去一条路线,那么张老师恰好被安排去“半山崖线”考察的不同安排方法数为( ).
A. 60 B. 64 C. 72 D. 96
7. 已知为定义在上的偶函数,为奇函数,,则( ).
A. B. 0 C. 1 D. 2
8. 已知函数.若存在两个不同的正实数,,使得成立,则实数的取值范围是( ).
A. B.
C. D.
二、多项选择题(本大题共3个小题,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,全部选对的得6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分)
9. 已知正项等比数列的前项和为,若,,则( ).
A. 数列的公比 B. 数列有最大项
C. 数列为递增数列 D. 数列为等差数列
10. 阅读是一种很好的休闲方式,可以使人获得内心的宁静与精神的升华.已知某图书馆阅读者的日阅读时长(单位:小时)服从正态分布,则( ).
A.
B.
C. 若,则
D. 设,则
11. 已知函数,,,则下列说法正确的是( )
A.
B. 的图象关于原点对称
C. 对任意的,的最大值与最小值之和为
D. 的解集为
三、填空题(本大题共3小题,每小题5分,共15分)
12. 已知的导函数为,且,则________.
13. 已知正实数,满足,则的最小值为________.
14. 在平面内,点位于直线的上方,点到点的距离与到直线的距离之积为,则点纵坐标的取值范围是________.
四、解答题(共77分.解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤)
15. 如图,在四棱锥中,底面是边长为2的菱形,是与的交点,,平面,是棱上一点,且平面.
(1)证明:是棱的中点;
(2)锐二面角的余弦值为,求线段的长度.
16. 已知正项数列的前项和为,.
(1)求数列的通项公式;
(2)设数列的前项和为,求证:.
17. 已知椭圆:上任意一点到它两焦点的距离之和为,且离心率为.
(1)求椭圆的方程;
(2)过椭圆的左焦点作两条互相垂直的直线,,直线与交于、两点,直线与交于、两点,求证:为定值,并求出此定值.
18. 在某公司的团建活动中,组织了摸小球中奖品的游戏,游戏规则如下:
①将10名参加游戏的队员依次编号为1,2,3,…,10,游戏主持人和每名队员手中的小盒里有1个黑球和1个白球,这些球除颜色不同外其余均相同;
②1号队员先从主持人的盒子里随机摸出一球放入自己的盒子中;
③2号队员从1号的盒子里随机摸出一球放入自己的盒子中,接着,3号队员从2号的盒子里随机摸出一球放入自己的盒子中,重复上述操作,一直到10号队员从9号的盒子里随机摸出一球放入自己的盒子中;
④游戏主持人从10号的盒子里随机摸出一球后,该轮游戏结束.
(1)该轮游戏结束后,记1号队员盒子里的黑球个数为,求的分布列与数学期望;
(2)在取球过程中,记事件“号队员摸取小球后他的盒子中是2黑1白球”(,),求证:;
(3)该轮游戏结束后,盒子中小球的颜色相同(视为中奖)的队员恰有人(,),将剩下未中奖的队员重新编号并按游戏规则再进行一轮摸球游戏,记两轮游戏结束后有且仅有一名队员未中奖的概率为,问为何值时取得最大值.
19. 已知材料:对于函数求导,一般是这样处理:两边同时取对数得,左边是关于的复合函数,两边同时对求导得,.根据材料解决下列问题:已知,.
(1)求在处的切线的斜率;
(2)求函数在上的最大值;
(3)求证:不等式对任意的()都成立.
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