内容正文:
第二次学科体验活动
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.( )
A. B. C. D.
2.在等比数列中,,,则( )
A. B. C. D.
3.已知函数为奇函数,则( )
A.1 B.0 C. D.2
4.已知,则( )
A. B. C.2 D.3
5.设表面积相等的正方体、正四面体和球的体积分别为、和,则( )
A. B. C. D.
6.一定条件下,某人工智能大语言模型训练N个单位的数据量所需要的时间(单位:h),其中k为常数.在此条件下,已知训练数据量N从个单位增加到个单位时,训练时间增加20 h;当训练数据量N从个单位增加到个单位时,训练时间增加( )
A.2 h B.4 h C.20 h D.40 h
7.中心极限定理是概率论中的一个重要结论.根据该定理,若随机变量,则当且时,可以由服从正态分布的随机变量近似替代,且的期望与方差分别与的均值与方差近似相等.现投掷一枚质地均匀分布的骰子2500次,利用正态分布估算骰子向上的点数为偶数的次数少于1300的概率为( )
附:若:,则,,.
A.0.0027 B.0.5 C.0.8414 D.0.9773
8.已知双曲线(,)的左右焦点分别为,,O为坐标原点,P为C上一点,右顶点A到直线的距离为,点P到x轴的距离为,若,且,,成等比数列,则双曲线C的离心率为( )
A. B.2 C. D.
二、选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分.
9.已知函数,则( )
A.的最大值为1 B.的最小正周期为
C.在上单调递增 D.的图象关于对称
10.设动直线交圆于A,B两点(点C为圆心),则下列说法正确的有( )
A.直线l过定点 B.当取得最小值时,
C.当最小时,其余弦值为 D.的最大值为24
11.已知连续函数满足,,,,则( )
A. B.最小值为1
C., D.,
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12.已知向量、满足,且在方向上的数量投影为,则的最小值为__________.
13.5个零件中有3个次品,从中每次抽检1个,检验后放回,连续抽检3次,则抽检的3个零件中恰有2个是次品的概率为_________.
14.已知e为自然对数的底数,不等式对恒成立,则实数a的最大值为__________.
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.某种植户对一块地的个坑进行播种,每个坑播种3粒种子,每粒种子发芽的概率均为,且每粒种子是否发芽相互独立,对每一个坑而言,如果至少有两粒种子发芽,则不需要进行补播种,否则要补播种.
(1)当时,用X表示要补播种的坑的个数,求X的分布列与数学期望.
(2)当n取何值时,有3个坑要补播种的概率最大?最大概率为多少?
16.已知正项等比数列满足.
(1)求数列的通项公式;
(2)设满足,求的前n项和为.
17.如图,已知在斜三棱柱中,,是边长为2的菱形,且,.
(1)求证:平面平面;
(2)若,E是的中点,,求与平面所成线面角的正弦值.
18.已知抛物线与椭圆有相同的焦点,点A是椭圆的右顶点.
(1)求椭圆离心率;
(2)已知点,,若椭圆上存在一点P,满足,求m的值;
(3)若直线l与交于B、C两点,且为直角,求证:直线l恒过定点.
19.已知函数,.
(1)证明:有唯一零点;
(2)记的零点为.
(i)数列中是否存在连续三项按某顺序构成等比数列,并说明理由;
(ii)证明:.
学科网(北京)股份有限公司
$
《第二次学科体验活动》参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
C
C
C
B
B
D
D
AB
ACD
题号
11
12
13
14
答案
ACD
8
15.(1)当时,X的可能取值为0,1,2,3,那么,得到,,1,2,3,分布列如下:故.
X
0
1
2
3
P
6分
(2)由(1)可知,用X表示要补播种的坑的个数,则,当时,,设,则,令,得;令,得,,故,所以当时,单调递增;当时,单调递减,故当或6时,概率最大,最大概率为. 13分
16.【详解】(1)设正项等比数列的公比为q,则,由已知,故,两式相除得,结合,解得,又,故,代入可得,所以,又,得,所以; 7分
(2)由(1)得,n为偶数时,
,
n为奇数时,,
综上,. 15分
17.(1)如图,连接,取的中点Q,连接,,由为菱形,所以.又由,且,平面,平面,所以平面,故而①.又由,所以为等边三角形,所以.由,所以,且,平面,平面,所以平面,所以②,由①②,平面,平面,所以平面,平面,故而平面平面 6分
(2)如图,取的中点F,连接,由(1)知:,,由F为的中点,则,即,由平面平面,平面平面,平面,所以平面,所以,,两两垂直,建立如图所示的空间直角坐标系,由,所以,,,,所以,.
设,由,得:,
所以,,,所以.
设平面的法向量为,则即
令,则,,所以,
令为与平面所成线面角,
所以,
所以与平面所成线面角的正弦值为. 15分
18.(1)抛物线的焦点为,因为抛物线与椭圆有相同的焦点,所以椭圆的半焦距.又,所以.所以椭圆的离心率. 3分
(2)因为,所以,即P为线段的中点.又,,所以.由点P在椭圆上,得,即,解得.
又,所以. 9分
(3)由(1)知.设,,因为为直角,所以,即,其中B、C均与A不重合.若l与x轴平行,设,则B、C关于y轴对称,设,,由得,结合解得,,此时C与A重合,不合题意,故l不与x轴平行,可设.代入椭圆方程,整理得.因为直线l与椭圆交于B、C两个不同的点,所以判别式,即.
所以,,且,.
于是,即,因式分解得,解得或.
当时,直线恒过点,而A在椭圆上,所以B、C中恰有一点与A重合,不存在,不符合题意,舍去;当时,,判别式恒成立,
直线与椭圆恒有两个不同的交点,且直线不经过点A,符合题意.
所以直线l恒过定点. 17分
19.(1)当时,,所以在上无零点,因为,所以在上单调递增,所以在上至多一个零点,当时,有唯一零点1.当时,因为,,所以函数有唯一零点,得证. 5分
(2)(i)不存在,理由如下:由(1)知,,且,两边取自然对数,得,(*)所以,两式相减,得,所以.因为函数在上单调递增,所以,所以数列单调递增.假设数列中存在,,成等比数列,则,所以.
由(*)式得,,代入上式,得,.(**)因为,所以,又,所以方程(**)无解.所以数列中不存在连续三项按某顺序构成等比数列; 11分
(ii)先证明:时,,(***)设,则,所以当时,,单调递减:当时,,单调递增,所以,当且仅当时,等号成立.由(***)式知,,所以,所以,所以.在(***)式中,令,得,当且仅当,即时等号成立,所以,所以,,当且仅当时等号成立.
当时,在(***)式中,令,得,所以时,.当时,成立.
所以,得证. 17分
学科网(北京)股份有限公司
$