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、单选题: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,只有一项符合题目要求.
1. 已知复数,则( )
A. 1 B.
C. D. 4
【答案】B
【解析】
【详解】,所以.
2. 某高中为了解全校学生课外阅读时长情况,采用分层抽样从高一、高二、高三共3000人中抽取人作为样本,已知高一、高二、高三的人数之比为,若样本中高三的人数比高一的人数多20,则( )
A. 120 B. 150 C. 200 D. 250
【答案】B
【解析】
【分析】利用分层抽样的方法分析即可.
【详解】分层抽样中样本各层人数比等于总体各层人数比,因此样本中高一、高二、高三的人数之比为,
设样本中高一、高二、高三的人数分别为,
则由题意得:,解得:,所以.
3. 已知集合,集合,若,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】由题意知,,
当时,取,可得,但不满足,即,不符合的条件;
当时,对任意,均有恒成立,即所有中的元素都属于,满足,
因此实数的取值范围是.
4. 已知圆锥的底面半径为1,侧面积为,则该圆锥的侧面展开图的圆心角为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】先利用圆锥侧面积公式求出母线长,再结合底面周长等于侧面展开图扇形的弧长计算圆心角.
【详解】设圆锥的母线长为,侧面展开图的圆心角为(单位:弧度)。
根据圆锥侧面积公式,底面半径,侧面积,
代入得:,解得,
圆锥底面周长等于侧面展开图扇形的弧长,而圆锥底面周长;
扇形弧长为,因此:,解得.
5. “”是“”的( )
A. 充要条件 B. 充分不必要条件
C. 必要不充分条件 D. 既不充分也不必要条件
【答案】C
【解析】
【分析】根据题意,结合反例法证得充分性不成立,再利用诱导公式,可判定必要性成立,即可求解.
【详解】取,此时满足,可得,则,
所以若,则不一定成立,所以充分性不成立;
反之:若,可得,即,
则,所以必要性成立,
所以是的必要不充分条件.
6. 已知函数(,且),若存在实数使得的值域是,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】根据题意,分和,两种情况讨论,结合对数函数的图象与性质,即可求解.
【详解】由函数,令,可得,其中
当时,为单调递增函数,
由,可得,即,
要使得的值域是,即的值域为,
则满足取满,所以;
当时,此时为单调递减函数,
若,即,可得,即的值域为,
因为,可得,所以不存在使得,
综上可得,实数的取值范围为.
7. 某商场有4种不同的礼品,每次有放回地随机抽取一种,共抽取3次,记为抽取的3件礼品的种类数量,则( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】先确定随机变量的可能取值,并直接算出两端易求的概率与 ,对于,巧妙利用对立事件公式简化计算,最后代入期望公式即可.
【详解】由题意知,每次抽取均有种可能,共抽取次,故总基本事件数为:.
随机变量的所有可能取值为,
当时,表示次抽取的礼品种类完全相同,共有种情况,则:.
当时,表示次抽取的礼品种类均不相同,共有种情况,则:,
当时,利用对立事件概率公式,可得,
所以,即.
8. 已知函数,若,,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】先由对数定义域得出的前提,代入特殊点得到必要条件,验证仅满足,再求导证明时函数最小值为0,恒成立.
【详解】,需,故,
代入,,
由得,
令,当时,,
单调递增,且,
因此时,仅当时等号成立,满足,
当时,函数为,求导得,
在上单调递增,且,
时,,单调递减;
时,,单调递增;
故在处取得最小值,,
故在上恒成立,符合题意,
综上,满足条件的a只有0.
二、选择题:本大题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求.全部选对得6分,选对但不全的得部分分,有选错的得0分.
9. 已知函数,则( )
A. 是的一个周期 B. 的图象关于直线轴对称
C. 的图象关于中心对称 D. 在上单调递减
【答案】AD
【解析】
【分析】结合周期定义、对称的代数特征、导数法逐一判断选项正误.
【详解】选项A:由于,,因此,故是的一个周期,A正确,
选项B:若图象关于直线对称,则对任意满足,
计算得,,
显然两式不恒相等(如时,,),故B错误,
选项C:若图象关于中心对称,则对任意满足,
计算得,不恒为0(如时,和为),故C错误,
选项D:对求导得,
在区间上,,,,因此,故在上单调递减,D正确.
10. 在中,角,,的对边分别为,,,边上的中线长2,若,记为的面积,则( )
A. 若,则 B. 最大值为
C. 的取值范围为 D. 的取值范围为
【答案】AB
【解析】
【分析】在中线分割的两个小三角形中分别用余弦定理,利用邻补角余弦相反的性质消去角度,得到三边关系,再结合大三角形余弦定理和基本不等式确定参数范围,逐一验证选项.
【详解】设边的中点为,则,,
在中,由余弦定理得,
即①,
在中,由余弦定理得,
即②,
,故,
联立①②得③,
已知,则,
化简整理得④,
在中,由余弦定理得:
⑤,
由基本不等式,当且仅当时等号成立,
,故,故,解得,
故;
若,则,解得,
,故A正确;
联立可得,
故,当且仅当时等号成立,故,B正确;
,且,故,,故C错误;
且,则,故D错误.
11. 如图所示,点是双曲线上一点,,为的左、右焦点,延长交于另一点,已知是等腰直角三角形,若位于第一象限,,则( )
A.
B. 的离心率为
C. 直线的斜率为
D. 与切于点处的直线的斜率为
【答案】ACD
【解析】
【分析】选项A根据焦点三角形及已知条件求出各段长,计算比值;选项B根据直角三角形勾股定理计算的方程;选项C求角的正切值,计算斜率;选项D利用双曲线的光学性质求解.
【详解】
设,,
则,,
是等腰直角三角形,,
所以,即,,
, ,,
,选项A正确;
,,即,
,,选项B错误;
,
直线的斜率为,选项C正确;
由双曲线的光学性质,与切于点处的直线平分,故垂直于直线,
则直线的斜率为,
故与切于点处的直线的斜率为,选项D正确.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知函数是奇函数,当时,,则时,的解析式是_______.
【答案】
【解析】
【分析】利用奇函数的定义,把时的函数值转化为时的函数值.
【详解】设,则.
因为当时,,所以.
又是奇函数,所以,即.
所以当时,.
13. 已知点为抛物线的焦点,直线与该抛物线交于,两点,为坐标原点且,则的最小值为_______.
【答案】10
【解析】
【分析】先确定抛物线基本参数,利用抛物线定义表示,再利用
的条件建立关系,最后求出的最小值.
【详解】,,,准线方程:,
设,,
则,,.
又, ,两式相乘得:.
因为,所以,即,
即,解得:或(舍),
所以,又,,
,
当且仅当时,等号成立.
,
故的最小值为10.
14. 设正四面体的棱长为,为正四面体内一点,设四面体,,,的体积分别为,,,且,延展平面与交于,延长交于,则_______.
【答案】
【解析】
【分析】计算正四面体的体积,转化体积关系为点到平面的距离关系,推导的位置特征,计算线段比例.
【详解】
正四面体的棱长为,底面正三角形面积,
正四面体的高为,体积为,
,,所以,
设点到平面、平面的距离分别为,
,,所以,.
设在平面内的射影为,在平面内的射影为,
平面与交于,因为平面,平面,
故,同理,而,平面,
故平面,而平面,故,
故为的平面角,
如下图,
取为的中点,连接,则,
则为的平面角,而,,
故,
在平面中建立如图所示的平面直角坐标系,
设,则的直线方程为即,
因为,故,
因为在内,故,故,
所以,令,则;
由可得,
设,,则,
故的轨迹为线段,且,
而中,边上的高为,
故在空间中,当变化时,的轨迹为如图所示的四边形,
其中分别为所在棱的中点,则四边形为平行四边形,
故到平面的距离相等,故,因此.
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. 已知数列满足.
(1)求数列的通项公式与前项和;
(2)若,求数列的前项和.
【答案】(1);
(2).
【解析】
【分析】(1)利用二项式定理,令, 得到的二项展开式,通过对比直接得到的通项公式,再代入等比数列求和公式计算前n项和;(2)采用错位相减法,通过乘公比、两式错位相减、合并等比项后化简,最终得到前n项和.
【小问1详解】
由,令, ,
得,
因为,
所以恰好是 的二项展开式,即,
故 是首项为 4、公比为 4 的等比数列,
所以.
【小问2详解】
由(1)知,所以,
所以 ①
②
由①−②得:
化简得数列的前项和.
16. 某实验室研究货车载重(单位:吨)与刹车制动距离(单位:米)之间的关系,在相同条件下测得以下7组数据:
组别
1
2
3
4
5
6
7
2
4
6
8
10
11
12
20.5
24.4
28.2
32.1
36.0
37.9
39.8
该实验室的研究方案是:先用前5组数据求经验回归直线方程,再用最后2组数据检验.
(1)根据前5组数据求关于的经验回归方程;
(2)若由经验回归方程得到的估计数据与后两组数据的误差均不超过1,则认为经验回归方程是理想的.该小组所得的经验回归方程是否理想?请说明理由.
参考公式:回归方程中斜率和截距的最小二乘估计公式分别为,.
【答案】(1)
(2)所得经验回归方程是理想的
【解析】
【分析】(1)先计算前5组数据的均值、交叉乘积和与平方和,代入最小二乘公式求出经验回归方程,
(2)将后两组的载重代入方程得到估计制动距离,计算误差判断是否符合要求
【小问1详解】
取前5组数据计算: 首先计算均值: , ,
再计算求和项: , ,
代入最小二乘公式: , ,
故经验回归方程为.
【小问2详解】
代入后两组数据检验: ① 当时,代入回归方程得,实际值为37.9,误差为;
② 当时,代入回归方程得,实际值为39.8,误差为,
两组数据的误差均不超过1,因此该经验回归方程是理想的.
17. 如图,在四棱锥中,平面,,,,点是棱的中点.
(1)证明:平面;
(2)求直线与平面所成角的正弦值.
【答案】(1)在中,,,故为等腰三角形,,
在中,,故为等边三角形,,
因此,即.
又平面,故以为原点,为轴,为轴,为轴建立空间直角坐标系,
在中,由正弦定理得,
依题意得,,,,,是中点,故,
,,
设平面的法向量为,则,
令,得平面的一个法向量为,
因为,,故,
又平面,因此平面.
(2)
【解析】
【分析】(1)通过证明直线方向向量与法向量垂直,结合线在面外即可证线面平行;
(2)利用线面角的向量公式,直接得到线面角的正弦值.
【小问1详解】
略
【小问2详解】
,得,
由(1)知平面的一个法向量为,得,
,
设直线与平面所成角为,则
故直线与平面所成角的正弦值为.
18. 已知函数.
(1)证明:当时,;
(2)当时,恒成立,求的最小值;
(3)设数列满足:,,证明:.
【答案】(1)证明:当时,恒成立,
则在上单调递增,所以,
即当时,,得证.
(2)
(3)证明:由(2)知,故时,,命题成立;
记,则个,
假设存在正整数使得,取是这些数中最小的那一个,
则,于是(否则与的最小性矛盾),
则.
令,则,
则当时,,故在内恒成立.
所以在内单调递增,而,故在内恒成立.
于是对于正整数,即,
这与矛盾,故假设不成立.
于是对任意正整数,命题得证.
【解析】
【分析】(1)求导判断函数单调性再代入计算即可求解;
(2)令,通过二次求导后分和讨论即可;
(3)首先验证时,,再记,最后利用反证法即可证明.
【小问1详解】
略
【小问2详解】
(2)解:令,
则.
当时,由(1)可知在恒成立,
此时在上单调递减,而,
故在恒成立,此时在上单调递减,
而,故在恒成立,
即在恒成立,满足要求;
当时,则必定存在实数,使得时,.
由于,则在上恒成立,
此时在上单调递增,而,故在恒成立,
此时在上单调递增,而,故在恒成立,
此时在上单调递增,而,故在恒成立,
即在恒成立,不满足要求.
综上,的最小值为.
【小问3详解】
略
19. 已知椭圆:,圆:,且,为椭圆上两点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)过椭圆上一点沿逆时针方向作圆的切线与椭圆交于,再过点沿逆时针方向作圆的切线与椭圆交于,…,依此类推得到点,,已知,.
(ⅰ)求的值,并证明与重合;
(ⅱ)求四边形面积的取值范围.
【答案】(1);
(2)(i);证明:设,由于与圆相切,
同求解的过程有,故,
故,故与重合.
(ii).
【解析】
【分析】(1)直接代入点坐标即可得到其标准方程;
(2)(i)写出直线的方程,再根据直线与圆相切得到和,从而得到,即得到,同理得到,则,即证明点重合;
(ii)根据对称性得为平行四边形,利用换元法得到的表达式,再根据对勾函数单调性即可得到面积的取值范围.
【小问1详解】
将点代入有:,
故,椭圆的标准方程为.
【小问2详解】
(i)直线的方程为:
化简有:.
由于直线与圆相切,故,
平方后化简有:,
即:又因为化简有:,
即:,
即:①.
对于直线与圆相切,同理有:②,
于是将①②两式左右交叉相乘有:
,
若,则或,
若,结合可得,同理,
而,,故,
故,
同理当时,,故,同理可得.
当时,则有,故,
故.
(ii)由(i)知:如图,与关于原点对称,与关于原点对称,故为平行四边形.
设与圆相切于,设,,
由切线长定理:,,
故,故,故为菱形.
所以.
.
由(i)知:,
故,,
令,
故,
故在上单调递减,在上单调递增.
当时有最小值,
当时,,
所以,所以.
若,,则,而为菱形,
所以为椭圆的四个端点,,
故四边形面积取值范围为.
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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、单选题: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,只有一项符合题目要求.
1. 已知复数,则( )
A. 1 B.
C. D. 4
2. 某高中为了解全校学生课外阅读时长情况,采用分层抽样从高一、高二、高三共3000人中抽取人作为样本,已知高一、高二、高三的人数之比为,若样本中高三的人数比高一的人数多20,则( )
A. 120 B. 150 C. 200 D. 250
3. 已知集合,集合,若,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
4. 已知圆锥的底面半径为1,侧面积为,则该圆锥的侧面展开图的圆心角为( )
A. B.
C. D.
5. “”是“”的( )
A. 充要条件 B. 充分不必要条件
C. 必要不充分条件 D. 既不充分也不必要条件
6. 已知函数(,且),若存在实数使得的值域是,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
7. 某商场有4种不同的礼品,每次有放回地随机抽取一种,共抽取3次,记为抽取的3件礼品的种类数量,则( )
A. B.
C. D.
8. 已知函数,若,,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
二、选择题:本大题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求.全部选对得6分,选对但不全的得部分分,有选错的得0分.
9. 已知函数,则( )
A. 是的一个周期 B. 的图象关于直线轴对称
C. 的图象关于中心对称 D. 在上单调递减
10. 在中,角,,的对边分别为,,,边上的中线长2,若,记为的面积,则( )
A. 若,则 B. 最大值为
C. 的取值范围为 D. 的取值范围为
11. 如图所示,点是双曲线上一点,,为的左、右焦点,延长交于另一点,已知是等腰直角三角形,若位于第一象限,,则( )
A.
B. 的离心率为
C. 直线的斜率为
D. 与切于点处的直线的斜率为
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知函数是奇函数,当时,,则时,的解析式是_______.
13. 已知点为抛物线的焦点,直线与该抛物线交于,两点,为坐标原点且,则的最小值为_______.
14. 设正四面体的棱长为,为正四面体内一点,设四面体,,,的体积分别为,,,且,延展平面与交于,延长交于,则_______.
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. 已知数列满足.
(1)求数列的通项公式与前项和;
(2)若,求数列的前项和.
16. 某实验室研究货车载重(单位:吨)与刹车制动距离(单位:米)之间的关系,在相同条件下测得以下7组数据:
组别
1
2
3
4
5
6
7
2
4
6
8
10
11
12
20.5
24.4
28.2
32.1
36.0
37.9
39.8
该实验室的研究方案是:先用前5组数据求经验回归直线方程,再用最后2组数据检验.
(1)根据前5组数据求关于的经验回归方程;
(2)若由经验回归方程得到的估计数据与后两组数据的误差均不超过1,则认为经验回归方程是理想的.该小组所得的经验回归方程是否理想?请说明理由.
参考公式:回归方程中斜率和截距的最小二乘估计公式分别为,.
17. 如图,在四棱锥中,平面,,,,点是棱的中点.
(1)证明:平面;
(2)求直线与平面所成角的正弦值.
18. 已知函数.
(1)证明:当时,;
(2)当时,恒成立,求的最小值;
(3)设数列满足:,,证明:.
19. 已知椭圆:,圆:,且,为椭圆上两点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)过椭圆上一点沿逆时针方向作圆的切线与椭圆交于,再过点沿逆时针方向作圆的切线与椭圆交于,…,依此类推得到点,,已知,.
(ⅰ)求的值,并证明与重合;
(ⅱ)求四边形面积的取值范围.
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