内容正文:
高三数学
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. 已知全集是三角形,集合是直角三角形,是锐角三角形或直角三角形,则( )
A. 是钝角三角形
B. 是锐角三角形或钝角三角形
C. 是直角三角形
D. 是直角三角形或钝角三角形
【答案】A
【解析】
【详解】三角形按内角大小可分为锐角三角形、直角三角形、钝角三角形三类.
由题意得,是直角三角形,是锐角三角形或直角三角形,
因此,根据集合并集的运算性质可得,已知全集是三角形,
根据补集的定义,是钝角三角形.
2. 双曲线的焦距为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】在双曲线中,,,所以,
故双曲线的焦距为.
3. 在的展开式中,的系数为( )
A. B. 56 C. D. 70
【答案】A
【解析】
【详解】在的展开式中,的项为,则的系数为.
4. 曲线在点处的切线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】先对函数求导,代入得到切线斜率,再结合切点坐标由点斜式即可写出方程.
【详解】因为,
将代入导函数,可得,
已知切点为,由点斜式可得切线方程为,即.
5. 函数图象的对称中心的坐标为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】先利用二倍角余弦公式化简函数解析式,再结合余弦函数对称中心的性质列方程求解即可得
【详解】由二倍角余弦公式,可得,
又因为余弦函数的对称中心的横坐标满足(),此时函数值为.
令,,解得.
因此函数图象的对称中心为().
6. 若幂函数的图象经过点,则满足的的最大值与最小值的差为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】因为幂函数的图象经过点,所以,
令,
因为和在上均为增函数,所以为增函数,
又因为,
所以的解集为,
所以的最大值与最小值的差为4.
7. 函数的大致图象为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】根据函数的定义域和奇偶性排除选项A,C ,然后利用函数在无穷远处的变化趋势确定最终选项.
【详解】函数的定义域为.
,都有,
且,
所以为偶函数,的图象关于轴对称.
所以A,C错误.
,
当时,,
所以,单调递增.
所以排除D,B符合.
8. 设等差数列的前项和为,若,,则数列的前11项和为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】计算等差数列的公差及,使用裂项相消法求解.
【详解】等差数列的公差为:,
则,
,
则数列的前11项和为:.
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. 设复数,,则( )
A. 与的实部相等 B. 与互为共轭复数
C. 与的虚部相等 D. 与互为共轭复数
【答案】CD
【解析】
【详解】AC选项:因为,,所以与的实部不相等,虚部相等.
BD选项:因为,所以与不互为共轭复数,与互为共轭复数.
10. 已知为坐标原点,抛物线:的焦点为抛物线:的顶点,且与交于,两点,则( )
A. B.
C. D. 在上的投影向量为
【答案】ABD
【解析】
【分析】先由抛物线的焦点为抛物线的顶点可得,从而可判断A正确;对B联立两个抛物线方程,进而可得,两点的坐标,结合向量数量积的坐标运算可得B,再由抛物线的定义可得C,再由投影向量的定义可得D.
【详解】选项A:抛物线的焦点,抛物线的顶点为,
由抛物线:的焦点为抛物线:的顶点,所以,A正确.
选项B:由A选项分析知,联立,消得,
解得,,即交点为,
不妨设,,则,,
所以,B正确.
选项C:因为抛物线:的焦点,所以,
又因为,由抛物线的定义,C错误.
选项D:由,,所以,,
所以在上的投影向量为,D正确.
11. 记某圆锥为,且的侧面积为,则( )
A. 的体积的最大值为
B. 当的高为2时,的母线长为
C. 当的体积最大时,的外接球的表面积为
D. 当的底面半径为时,内可以放入一个棱长为1的正方体
【答案】ABC
【解析】
【分析】先由圆锥侧面积公式得到,再结合,分别对各选项涉及的体积、母线长、外接球表面积、内接正方体问题逐一计算判断.
【详解】 已知圆锥侧面积,故,且(为底面半径,为母线长,为高).
选项A:圆锥体积,代入,得,
令,则,,令得,
当,,单调递增,当,,单调递减,
所以时,,,A正确;
选项B:当时,,结合,得,所以, 得,解得,即,B正确;
选项C:体积最大时,,设外接球半径为,球心在高线上,满足,代入得,解得,外接球表面积,C正确;
选项D:当时,,,圆锥高恰等于正方体棱长1,设正方体上、下底面到顶点的距离分别为、,不超出圆锥高需,即;又,故只能,即上底面须放在圆锥顶点处,但顶点处截面半径为0,而上底面正方形顶点到轴线的距离为,不可能放入,D错误.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 若1,,m,n依次成等比数列,则________.
【答案】12
【解析】
【详解】因为1,,,依次成等比数列,所以,,则,,故.
13. 已知函数,则________,的值域为________.
【答案】 ①. ②.
【解析】
【详解】函数,
所以.
因为,所以,
所以,
故的值域为.
14. 已知圆:,点,是圆及其内部的点构成的集合.定义集合,则表示的区域的面积为_______.
【答案】
【解析】
【分析】明确集合是圆与以为圆心、半径为3的圆的公共区域,通过计算圆心距、两圆对应公共弧的圆心角,结合扇形和三角形面积公式求解公共区域面积.
【详解】由圆的方程,得圆心,半径;
由,得点在以为圆心、半径的圆及其内部,
又集合,所以为两圆的公共区域.
易知,两圆的一个交点为原点,设另一个交点为,则为圆的直径.
因为两圆心横坐标相同,所以,.
在中,,,则,同理可得.
圆中扇形的面积:;
圆中扇形的面积:;
.
因此公共区域面积.
故表示的区域的面积为.
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. 在中,,,,且的长为整数.
(1)求;
(2)若点在射线上,且的面积为,求线段的长.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)先利用余弦定理结合边长为整数的条件求出的长度,再用正弦定理求解即可.
(2)由三角形面积公式求出的长度,再用余弦定理计算的长.
【小问1详解】
在中,由余弦定理,即,
整理得,解得或,
因为为整数,故.
由正弦定理,得.
【小问2详解】
在中,.
设,由的面积为,得,
即,化简得,解得,即.
在中,.
因长度为正,故.
16. 如图,在正四棱柱中,,,,分别为,的中点.
(1)证明:平面.
(2)若,求直线与平面所成角的正弦值.
【答案】(1)证明:以为原点,分别以所在直线为轴建立空间直角坐标系,
则,,,,,.
因为,分别为,的中点,所以,,
所以直线的方向向量为.
为平面内的两个相交的向量,
设平面的一个法向量为,
则,即,
令,则.
因为,所以.
又直线平面,所以平面.
(2)
【解析】
【分析】(1)以为原点建立空间直角坐标系,利用向量法证明直线的方向向量与平面的法向量垂直,结合直线不在平面内,证明线面平行;
(2)利用空间向量计算平面的法向量,代入线面角公式,求出线面角的正弦值.
【小问1详解】
略
【小问2详解】
由,,得,
所以.
设平面的一个法向量为,
则,即,
令,则.
设直线与平面所成角为,
,
直线与平面所成角的正弦值为.
17. 已知椭圆:的右顶点为,离心率为.
(1)求的焦距;
(2)若过点的直线与交于,两点,且,求直线的方程.
【答案】(1)
(2)或或
【解析】
【分析】(1)根据椭圆定义中,,的关系从而求解焦距。(2)由题意可知点在的垂直平分线上,再联立椭圆方程,利用垂直平分线的性质列出等式,从而求解。
【小问1详解】
由题意可得,且,
解得,则,
因此焦距.
【小问2详解】
由于过点的直线与交于,两点,且,即在的垂直平分线上.
分两种情况讨论:
当直线斜率不存在时:直线方程为,此时交点,.
,
满足,因此符合题意.
当直线斜率存在时:设直线的方程为,
联立方程
整理得:,
设,,中点为,
由韦达定理得,,
代入直线方程得中点纵坐标,
由得,即斜率乘积为-1,,
,代入得,解得,
即直线方程为,.
综上所述:直线的方程为或或.
18. 对于函数,若存在,使得在上有最小值,且最小值大于,则称为俏函数,其中为的一个俏值.
(1)若函数,证明:为俏函数,且的俏值唯一.
(2)已知函数,证明:恰有个俏值.
(3)若函数,求的最大值与俏值.
【答案】(1)证明:因为,求导得,
当时,,函数在上单调递减,
当时,,函数在上单调递增,
所以在上有最小值,且最小值为.
因为,所以为俏函数.
当,且时,在上的最小值为,且,
所以的俏值只能为,故的俏值唯一.
(2)证明:.
当时,,当时,,
所以在上单调递减,在上单调递增,
所以,
所以在上的最小值大于,在上的最小值大于,
所以函数在上的最小值都小于,
故的俏值为和,即恰有个俏值.
(3),俏值为.
【解析】
【分析】(1)由俏函数的定义以及的单调性即可证明;
(2)由俏函数的定义以及对求导求解单调性即可证明;
(3)由俏函数的定义,对换元,由二次函数的性质即可求解最大值,再由俏函数的定义,复合函数的单调性以及函数的对称性即可求解.
【小问1详解】
略
【小问2详解】
略
【小问3详解】
令,当且仅当时,即当时等号成立,
则,
则,则,
所以当时,取得最大值,故的最大值为.
令,则,则,
由可得,由可得,
因为内层函数在时单调递减,在时单调递增,
而外层函数在上单调递增,
由复合函数的单调性可知在上单调递减,在上单调递增,
由,得,
则,
由可得或,
因为内层函数在上单调递增,在上单调递增,
外层函数在上单调递增,在上单调递减,
所以由复合函数的单调性可知在上单调递增,
在上单调递减.
因为,
所以的图象关于直线对称,
所以在上单调递增,在上单调递减.
因为,,,
所以在上无最小值,在上无最小值,在上无最小值,
在上有最小值,且最小值为,
在上有最小值,但最小值都小于,故的俏值为.
19. 已知某袋中有(,,)个大小、形状完全相同的小球,其中红球有个,白球有个,黑球有个,每次从袋中不放回地随机取出1个小球.
(1)设,记前3次取的小球的颜色的种数为,求的期望;
(2)设,,求红球首先被全部取出的概率;
(3)若,,且最后剩下的球全是红球的概率为,证明:当时,.
【答案】(1)
(2)
(3)“最后剩下的球全是红球” 等价于最后一个球是红球(所有白球、黑球都被取完后,剩余球均为红球),因为,,
因此最后一个球是红球的概率为,
取倒数得,
对到求和,
当,即时,,故,
综上,当时,,得证.
【解析】
【分析】(1)引入颜色指示变量,利用期望的线性性质,避开复杂的分布列计算,直接拆分求解;(2)将 “红球最先被取完” 等价转化为最后一个红球的位置早于最后一个白球、黑球,按末尾球的颜色分类结合条件概率计算;(3)先推导 “最后剩的全是红球” 等价于最后一个球是红球,得到,再对倒数求和后用等比数列公式与放缩法证明不等式.
【小问1详解】
设分别表示前 3 次取球中是否取到红球、白球、黑球(取到对应颜色记为 1,未取到记为 0),则颜色种数,对红球而言,前 3 次都未取到红球的概率为,
因此取到红球的期望,
由于三种颜色的数量相同,故,
根据期望的线性;
【小问2详解】
“红球首先被全部取出” 等价于:最后一个红球的位置早于最后一个白球和最后一个黑球的位置,即红球是三种颜色中最先被取完的.
分两类讨论:若最后一个球是白球,概率为,此时白球是最后被取完的,只需红球比黑球先被取完.
对 3 个红球和 2 个黑球,红球先被取完的概率等于最后一个为黑球的概率为;
若最后一个球是黑球,概率同样为,同理,红球比白球先被取完的概率也为,
若最后一个球是红球,则红球不可能最先被全部取出,无需计入,
因此总概率;
【小问3详解】
略
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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. 已知全集是三角形,集合是直角三角形,是锐角三角形或直角三角形,则( )
A. 是钝角三角形
B. 是锐角三角形或钝角三角形
C. 是直角三角形
D. 是直角三角形或钝角三角形
2. 双曲线的焦距为( )
A. B.
C. D.
3. 在的展开式中,的系数为( )
A. B. 56 C. D. 70
4. 曲线在点处的切线方程为( )
A. B. C. D.
5. 函数图象的对称中心的坐标为( )
A. B.
C. D.
6. 若幂函数的图象经过点,则满足的的最大值与最小值的差为( )
A. B. C. D.
7. 函数的大致图象为( )
A. B. C. D.
8. 设等差数列的前项和为,若,,则数列的前11项和为( )
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. 设复数,,则( )
A. 与的实部相等 B. 与互为共轭复数
C. 与的虚部相等 D. 与互为共轭复数
10. 已知为坐标原点,抛物线:的焦点为抛物线:的顶点,且与交于,两点,则( )
A. B.
C. D. 在上的投影向量为
11. 记某圆锥为,且的侧面积为,则( )
A. 的体积的最大值为
B. 当的高为2时,的母线长为
C. 当的体积最大时,的外接球的表面积为
D. 当的底面半径为时,内可以放入一个棱长为1的正方体
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 若1,,m,n依次成等比数列,则________.
13. 已知函数,则________,的值域为________.
14. 已知圆:,点,是圆及其内部的点构成的集合.定义集合,则表示的区域的面积为_______.
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. 在中,,,,且的长为整数.
(1)求;
(2)若点在射线上,且的面积为,求线段的长.
16. 如图,在正四棱柱中,,,,分别为,的中点.
(1)证明:平面.
(2)若,求直线与平面所成角的正弦值.
17. 已知椭圆:的右顶点为,离心率为.
(1)求的焦距;
(2)若过点的直线与交于,两点,且,求直线的方程.
18. 对于函数,若存在,使得在上有最小值,且最小值大于,则称为俏函数,其中为的一个俏值.
(1)若函数,证明:为俏函数,且的俏值唯一.
(2)已知函数,证明:恰有个俏值.
(3)若函数,求的最大值与俏值.
19. 已知某袋中有(,,)个大小、形状完全相同的小球,其中红球有个,白球有个,黑球有个,每次从袋中不放回地随机取出1个小球.
(1)设,记前3次取的小球的颜色的种数为,求的期望;
(2)设,,求红球首先被全部取出的概率;
(3)若,,且最后剩下的球全是红球的概率为,证明:当时,.
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