内容正文:
河南省信阳高级中学新校(贤岭校区)、老校(文化街校区)
假期学习检测
数学试题
一、单选题: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. 样本数据4,4,5,5,6,7,7,7,8,8的60%分位数为( )
A. 5 B. 6 C. 7 D. 8
【答案】C
【解析】
【分析】应用百分位数定义计算求解.
【详解】样本数据4,4,5,5,6,7,7,7,8,8,,
所以样本的60%分位数为.
2. 设为虚数单位.若复数满足,则的值为( )
A. B. C. 1 D.
【答案】B
【解析】
【详解】因为,所以,解得,即,
即
,则选项B正确.
3. 若为非零向量,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】
【分析】根据向量的定义分析即可.
【详解】设为方向上的单位向量,
则,,
所以,可以推出,
不能推出,即.
4. 已知m,n为空间中不重合的直线,为不重合的平面,下列命题正确的是( )
A. 若,则 B. 若,则
C. 若,则 D. 若,则
【答案】B
【解析】
【分析】结合特例判断A;根据面面平行的性质判断B;根据面面垂直的性质判断C;根据面面的位置的关系判断D.
【详解】对于A,如下图,不一定平行,故A错误;
对于B,根据面面平行的性质,由,则,故B正确;
对于C,由,则或相交,故C错误;
对于D,由,则或相交,故D错误.
故选:B.
5. 已知函数,若对于任意的、,且,都有成立,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】构造函数,可得函数在上单调递减,分、两种情况讨论,在时,直接验证即可;在时,根据二次函数的单调性可得出关于实数的不等式组,综合可得出实数的取值范围.
【详解】因为对于任意的,且,都有成立,
在不等式两边同时除以可得,
移项有,构造函数,
则,所以函数在上单调递减,
当时,在上单调递增,不符合题意;
当时,若使得函数在上单调递减,
则,解得.
综上所述,实数的取值范围是.
故选:C.
6. 已知函数在区间上单调递增,且在区间上只取得一次最大值2,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】根据三角恒等变换化简,结合函数单调区间和取得最值的情况,利用整体法即可求得参数的范围.
【详解】由题意得
,
由题意得在区间上单调递增,
由,则,结合
可得,解得,
当时,,要使得该函数取得一次最大值2,
故只需,解得;
综上所述,的取值范围为,故B正确.
7. 已知定义在上的函数和都是奇函数,当时,,若函数在区间上有且仅有个零点,则实数的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】根据函数的奇偶性确定函数的周期,将函数的零点问题转化为两函数的交点,最后通过数形结合求解出参数的值.
【详解】因为是奇函数,所以函数的图象关于点成中心对称,
即.又因为函数为奇函数,所以,
即,所以函数是周期为的周期函数.
由于函数为定义在上的奇函数,则,得.
又因为当时,,
所以,,
于是得出,.作出函数与函数的图象如下图所示,由图象可知,函数与函数在区间上从左到右个交点的横坐标分别为,,,,,,,,,,第个交点的横坐标为.因此,实数的取值范围是,
故实数的最小值为.
故选:B.
8. 在三棱锥中,,若三棱锥的外接球表面积为,则二面角的大小为( )
A. 或 B. 或 C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】根据题意,作出球心,利用外接球半径,外接圆半径,可求得即可得到二面角的大小.
【详解】设外接圆圆心分别为,外接圆半径为,三棱锥外接球半径为,
过分别作平面,平面的垂线,交点即为三棱锥的外接球心,
,,即,
所以在中点处,,
,,
,且在垂直平分线上,
所以,
三棱锥的外接球表面积为,
,,
又平面,平面,所以,
则,所以,
又平面,平面,所以,
又,所以共面,
所以就是二面角的平面角,
或.
故选:A.
二、多选题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的四个选项中,有多个选项是符合题目要求的,全部选对的得6分,部分选的得部分分,有选错的得0分.
9. 一个盒子中装有标号为1,2,3,4,5的五张号签,从中有放回地随机选取两张号签,每次取一张.事件A=“第一次取到标号为1或2的号签”,事件B=“第二次取到标号为5的号签”,事件C=“两张号签标号之和为5”,则( )
A. A与B独立 B. B与C对立
C. D.
【答案】ACD
【解析】
【详解】选项A,,,且,
因为,所以与独立.
选项B,因为, ,所以与不对立.
选项C,.
选项D,.
10. 设的三个内角分别为A,B,C,重心为G,则( )
A. 以的长度为边能构成三角形
B. 以的三条中线的长度为边能构成三角形
C. 以的长度为边能构成三角形
D. 若点G到的三边,,的距离分别为,则以的长度为边能构成三角形
【答案】ABD
【解析】
【分析】通过正弦定理、向量关系、三角形面积公式等分别判断各选项中元素能否构成三角形.
【详解】由正弦定理可知,
所以以的长度为边能构成三角形,故A正确,
设三条中线分别为AD,BE,CF,则有,
因为,所以,即三个向量可构成闭合回路,
所以以的三条中线AD,BE,CF的长度为边能构成三角形,故B正确,
显然当时,,故C错误,
因为,所以,
所以,所以以的长度为边能构成三角形,故D正确.
11. 已知函数的定义域为,对任意都有,且,则下列说法正确的是( )
A. B. 为奇函数
C. D.
【答案】ACD
【解析】
【分析】根据题意运用赋值代入法计算,结合函数的奇偶性、周期性逐一验证选项可得答案.
【详解】令,则,又,
所以,故A正确;
令,则,所以,
令,则,所以,
所以,
所以为偶函数,故B错误;
令,则成立,故C正确;
所以,
故,故的周期为2,
又,,
所以,故D正确.
三、填空题:本大题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 如图,四面体ABCD中,,M、N分别为AB、CD的中点.若异面直线AC与BD所成角的大小为,则MN的长为_________
【答案】或
【解析】
【分析】取的中点,连接、,利用三角形中位线定理将异面直线、平移至中,结合余弦定理求解的长.
【详解】取的中点,连接、.
因为、分别为、的中点,所以为的中位线,
则,且.
同理,因为、分别为、的中点,
所以为的中位线,则,且.
因为,,
所以(或其补角)即为异面直线与所成的角.
又因为异面直线与所成角的大小为,
所以或.
在中,由余弦定理得:.
当时,,
解得;
当时,,
解得.
综上所述,的长为或.
13. 定义函数的“伴随向量”为,向量的“伴随函数”为.若向量的“伴随函数”满足,求________.
【答案】
【解析】
【分析】结合题目条件换元构建新函数,利用三角恒等变换化简,最后结合正切函数的性质即可求出的值.
【详解】设 (显然 ),则,
由题意得:,
令 ,则 ,所以,
代入得:
左边分子分母同除以 得:,
令,即:,
则 ,
移项得,所以
故.
14. 如图,是正四面体棱上的两个三等分点,分别过作同时平行于的平面,将正四面体分成上中下三部分,其体积分别记为,则_____.
【答案】
【解析】
【分析】利用几何体的特征可知,利用割补法求出即可得答案.
【详解】由题意可知,,
设正四面体的棱长为6,则下部分可以看作一个直棱柱两端截去两个体积相同的四棱锥和,如图,
由题可知,,,;
由直棱柱的性质可知,所以的高为,且为四棱锥的高;
,
棱长为6的正四面体高为,其体积为.
所以,所以.
故答案为:
四、解答题:本大题共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. 如图,在长方体中,,,为线段上的动点,
(1)求三棱锥的体积;
(2)若,求点到平面的距离.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)三棱锥以为底面,高为,直接代入体积公式计算;
(2)由得,计算和面积;利用等体积法,以 体积为媒介,求出点到平面的距离.
【小问1详解】
,
易知的长即为三棱锥的高,
所以 .
【小问2详解】
记点到平面的距离为,
由 ,,
由勾股定理,,
又平面,为直角三角形,则,
由(1)知.
16. 台州临海涌泉蜜桔,是浙江极具代表性的本土名优特产,果形饱满、风味清甜,深受市场青睐.为评估某蜜桔种植园的果品规格与整体品质,相关质检人员从园内全部8000颗涌泉蜜桔当中,随机挑选出100颗作为样本称重检测.所有样本的单果质量全部分布在区间内(单位:克),将所得数据分成6组:,,,,,,并据此绘制得到频率分布直方图如图所示.
(1)求图中的值;
(2)估计这批蜜桔的平均质量;
(3)若按质量由重到轻分为优等品、合格品和次品,其中优等品占10%,合格品占35%,次品占55%,则合格品的质量应不低于多少克?
【答案】(1)
(2)
(3)95克
【解析】
【分析】(1)根据频率之和为求得.
(2)根据平均数的求法求得这批蜜桔的平均质量.
(3)根据百分位数的求法求得合格品的质量的最小值.
【小问1详解】
频率分布直方图中所有矩形的面积之和等于1,各组的组距均为10.
因此.
整理得,解得.
【小问2详解】
各组组中值依次为,
对应频率依次为.
因此.
据此估计这批蜜桔的平均质量为91.5克.
【小问3详解】
由题意,次品为质量较轻的前55%的数据,合格品的最低质量对应样本数据的第55百分位数.
各组累计频率:区间累计频率为,区间累计频率为,
区间累计频率为,区间累计频率为.
因此第55百分位数位于区间内,
设该百分位数为,则.
解得,即合格品的质量应不低于95克.
17. 在中,设、、所对的边分别为、、,已知,且三角形外接圆半径为.
(1)若的面积为,求的值;
(2)设的外接圆圆心为,且满足,求的值.
【答案】(1);(2).
【解析】
【分析】(1)由正弦定理和三角函数恒等变换公式对化简变形可求得,再利用正弦定理和二倍角公式对化简变形可得,由的面积为,可得,然后利用余弦定理可求出,从而可求得结果,
(2)由可得,而,,再结合正弦定理可得,化简可求得结果
【详解】解:(1)中,由正弦定理可得,
所以可转化为,
又因为,所以,
所以,
整理得,
在中,则,
又因为,
所以;
由正弦定理得,
则
,
又,所以,
又,得,
由余弦定理得,所以,
所以;
(2)因为,
所以,
所以,
又,
,
所以,
由正弦定理,所以,,
代入化简得,所以.
18. 某种器件由若干个相同的模块构成,每个模块由3个元件和2盏指示灯按如图方式联接.
已知元件正常工作的概率为,元件,正常工作的概率均为,若指示灯亮表示该指示灯所在线路能正常工作.线路是否正常工作仅由元件决定.指示灯是否正常对电路不影响.
(1)记事件表示“指示灯亮”,事件表示“指示灯亮”,若时,
①求;
②求一个模块中恰好有一个指示灯亮的概率;
(2)该器件由上述2个相互独立的模块构成,只有在器件中至少有一个模块的指示灯亮的情况下,器件才能正常工作.若该器件中再添加2个模块,构成新的器件(共4个模块),新器件至少有2个模块的指示灯亮的情况下,器件才能正常工作,试比较新器件与原器件正常工作的概率,并说明理由.
【答案】(1)①,;
②;
(2)新器件正常工作的概率小于原器件正常工作的概率.理由如下:
设每个模块中指示灯b亮的概率为q,则,由0 < p < 1,得,
原器件:由2个独立模块构成,正常工作需至少一个模块指示灯 ( b ) 亮,
原器件正常工作的概率为,
新器件:由4个独立模块构成,正常工作需至少2个模块指示灯 ( b ) 亮,
新器件正常工作的概率为,
因此,
而,则,,即,
所以新器件正常工作的概率小于原器件正常工作的概率.
【解析】
【分析】(1)①根据给定条件,利用相互独立事件、对立事件的概率公式列式计算;②将所求概率的事件分拆成相互独立事件的积,再利用公式求出概率.
(2)根据给定条件,求出新旧器件正常工作的概率,再作差比较大小即得.
【小问1详解】
记事件表示元件正常工作,,
① ,
.
②恰好一个指示灯亮的唯一可能情况是 ( a ) 不亮而 ( b ) 亮,即正常、 异常、 正常,
记事件C表示“一个模块中恰好有一个指示灯亮”,
因此:.
【小问2详解】
略
19. 球面三角学是研究球面三角形的边、角关系的一门学科.如图,球O的半径为R.A,B,C为球面上三点,设表示以O为圆心且过A,B的圆,表示以O为圆心且过B,C的圆,表示以O为圆心且过A,C的圆,由圆的劣弧围成的曲面(阴影部分)叫做球面三角形,若设二面角分别为,则球面三角形的面积为(R为球半径).已知.
(1)若平面,平面,平面两两垂直,求球面三角形的面积;
(2)若平面三角形为直角三角形,,设.则:
①求证:;
②延长与球O交于点D.若直线与平面所成的角分别为,S为中点,T为中点,设平面与平面的夹角为,求的最小值以及此时平面截球O的截面面积.
【答案】(1)
(2)①证明:由余弦定理有:,且,
消掉,可得;
②的最小值为,截面面积为
【解析】
【分析】(1)根据垂直可得,即可代入公式求解,
(2)①由余弦定理求解边长,结合勾股定理即可化简求解;②根据球的性质可得线线垂直,进而可证明平面,即可建立空间直角坐标系,求解平面的法向量,利用向量的夹角公式,得,结合换元以及基本不等式即可求解的最大值得解,利用点面距离的向量法公式求解球心O到平面距离,即可利用勾股定理求解截面圆半径得解.
【小问1详解】
若平面两两垂直,有,
所以球面三角形面积为.
【小问2详解】
①略
②由是球的直径,则,
且,平面,
所以平面,且平面,则,
且,平面,可得平面,
由直线与平面所成的角分别为,所以,
由于,则,
由,
以C为坐标原点,以所在直线为x,y轴,
过点C作的平行线为z轴,建立如图空间直角坐标系,
设,则,
可得,
则
设平面法向量,则,
取,则,可得,
设平面法向量,则,
取,则,可得,
要使取最小值时,则取最大值,
因为
,
令,则,
可得,
当且仅当取等,则取最大值,为最小值,
此时点,可得,
设平面中的法向量,则,
取,则,可得,
,
可得球心O到平面距离为,
设平面截球O圆的半径为r,则,
所以截面圆面积为.
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河南省信阳高级中学新校(贤岭校区)、老校(文化街校区)
假期学习检测
数学试题
一、单选题: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. 样本数据4,4,5,5,6,7,7,7,8,8的60%分位数为( )
A. 5 B. 6 C. 7 D. 8
2. 设为虚数单位.若复数满足,则的值为( )
A. B. C. 1 D.
3. 若为非零向量,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
4. 已知m,n为空间中不重合的直线,为不重合的平面,下列命题正确的是( )
A. 若,则 B. 若,则
C. 若,则 D. 若,则
5. 已知函数,若对于任意的、,且,都有成立,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
6. 已知函数在区间上单调递增,且在区间上只取得一次最大值2,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
7. 已知定义在上的函数和都是奇函数,当时,,若函数在区间上有且仅有个零点,则实数的最小值为( )
A. B. C. D.
8. 在三棱锥中,,若三棱锥的外接球表面积为,则二面角的大小为( )
A. 或 B. 或 C. D.
二、多选题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的四个选项中,有多个选项是符合题目要求的,全部选对的得6分,部分选的得部分分,有选错的得0分.
9. 一个盒子中装有标号为1,2,3,4,5的五张号签,从中有放回地随机选取两张号签,每次取一张.事件A=“第一次取到标号为1或2的号签”,事件B=“第二次取到标号为5的号签”,事件C=“两张号签标号之和为5”,则( )
A. A与B独立 B. B与C对立
C. D.
10. 设的三个内角分别为A,B,C,重心为G,则( )
A. 以的长度为边能构成三角形
B. 以的三条中线的长度为边能构成三角形
C. 以的长度为边能构成三角形
D. 若点G到的三边,,的距离分别为,则以的长度为边能构成三角形
11. 已知函数的定义域为,对任意都有,且,则下列说法正确的是( )
A. B. 为奇函数
C. D.
三、填空题:本大题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 如图,四面体ABCD中,,M、N分别为AB、CD的中点.若异面直线AC与BD所成角的大小为,则MN的长为_________
13. 定义函数的“伴随向量”为,向量的“伴随函数”为.若向量的“伴随函数”满足,求________.
14. 如图,是正四面体棱上的两个三等分点,分别过作同时平行于的平面,将正四面体分成上中下三部分,其体积分别记为,则_____.
四、解答题:本大题共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. 如图,在长方体中,,,为线段上的动点,
(1)求三棱锥的体积;
(2)若,求点到平面的距离.
16. 台州临海涌泉蜜桔,是浙江极具代表性的本土名优特产,果形饱满、风味清甜,深受市场青睐.为评估某蜜桔种植园的果品规格与整体品质,相关质检人员从园内全部8000颗涌泉蜜桔当中,随机挑选出100颗作为样本称重检测.所有样本的单果质量全部分布在区间内(单位:克),将所得数据分成6组:,,,,,,并据此绘制得到频率分布直方图如图所示.
(1)求图中的值;
(2)估计这批蜜桔的平均质量;
(3)若按质量由重到轻分为优等品、合格品和次品,其中优等品占10%,合格品占35%,次品占55%,则合格品的质量应不低于多少克?
17. 在中,设、、所对的边分别为、、,已知,且三角形外接圆半径为.
(1)若的面积为,求的值;
(2)设的外接圆圆心为,且满足,求的值.
18. 某种器件由若干个相同的模块构成,每个模块由3个元件和2盏指示灯按如图方式联接.
已知元件正常工作的概率为,元件,正常工作的概率均为,若指示灯亮表示该指示灯所在线路能正常工作.线路是否正常工作仅由元件决定.指示灯是否正常对电路不影响.
(1)记事件表示“指示灯亮”,事件表示“指示灯亮”,若时,
①求;
②求一个模块中恰好有一个指示灯亮的概率;
(2)该器件由上述2个相互独立的模块构成,只有在器件中至少有一个模块的指示灯亮的情况下,器件才能正常工作.若该器件中再添加2个模块,构成新的器件(共4个模块),新器件至少有2个模块的指示灯亮的情况下,器件才能正常工作,试比较新器件与原器件正常工作的概率,并说明理由.
19. 球面三角学是研究球面三角形的边、角关系的一门学科.如图,球O的半径为R.A,B,C为球面上三点,设表示以O为圆心且过A,B的圆,表示以O为圆心且过B,C的圆,表示以O为圆心且过A,C的圆,由圆的劣弧围成的曲面(阴影部分)叫做球面三角形,若设二面角分别为,则球面三角形的面积为(R为球半径).已知.
(1)若平面,平面,平面两两垂直,求球面三角形的面积;
(2)若平面三角形为直角三角形,,设.则:
①求证:;
②延长与球O交于点D.若直线与平面所成的角分别为,S为中点,T为中点,设平面与平面的夹角为,求的最小值以及此时平面截球O的截面面积.
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