内容正文:
高2024级10月定时训练——数学
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. 已知集合,,则( )
A. B. C. D.
2. 已知一组数据 的平均数为4,方差为 2,则数据 的平均数和方差分别为( )
A. 7,8 B. 4,2 C. 2,4 D. 7,7
3. 已知函数的导函数为,且,则( )
A. B. C. D.
4. 函数的图像大致为( )
A. B.
C. D.
5. 已知圆C的半径是,弦,则( )
A. B. -6 C. 3 D. 2、
6. 在《九章算术·商功》中,将四个面都为直角三角形的四面体称为鳖臑,如图在鳖臑中,平面,,,则鳖臑内切球的表面积为( )
A. B.
C. D.
7. 已知双曲线的左、右焦点分别为,,点在的渐近线上,与轴垂直,点在轴上,.若,则的离心率为( )
A. B. C. 2 D.
8. 已知函数.若,使得成立,则实数m的取值范围为( )
A. B.
C. D.
二、选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分.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. 某奶茶店统计了六天每天天气平均气温t(℃)和每天凉茶的销售数量n(单位:杯),得到以下数据:
t(℃)
3
0
5
7
9
12
n(单位:杯)
23
17
27
29
36
42
若t与n线性相关,且回归直线方程为,则( )
A. t和n正相关 B. 点在回归直线上
C. D.
10. 已知函数的定义域为,是奇函数,是偶函数,且当时,则( )
A. B.
C. D.
11. 已知数列的前项和为,满足,数列满足,且,则下列结论正确的有( )
A.
B.
C. 数列的前项和
D. 不存在正整数,使成等差数列
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知,则______.
13. 某班从5名同学中选3名同学分别参加数学、物理和化学知识竞答.已知甲同学不能参加物理和化学知识竞答,其他同学都能参加这三科知识竞答,则不同的安排有______种.
14. 若不等式对任意的恒成立,则实数的取值范围是__________.
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△ABC中,分别为内角的对边,且.
(1)求角的大小;
(2)设点为上一点,是 的角平分线,且,,求 的面积.
16. 在四棱锥中,为正三角形,平面平面ABCD,E为AD的中点,,,.
(1)求证:平面平面PAD;
(2)在棱CD上是否存在点M,使得平面PBE?若存在,求出的值;若不存在,说明理由.
17. 已知双曲线的离心率为,右焦点到双曲线的一条渐近线的距离为1,两动点在双曲线上,线段的中点为.
(1)证明:直线的斜率为定值;
(2)为坐标原点,若的面积为,求直线的方程.
18. 某人投掷一枚质地均匀的硬币玩跳棋类游戏,棋盘上标有第0站,第1站,第2站,⋯,第50站,.一枚棋子开始时位于第0站,棋手每掷一次硬币,棋子向前跳一次.若掷出正面,则棋子向前跳一站;若掷出反面,则棋子向前跳两站.设棋子跳到第站的概率为.
(1)当游戏开始时,求投掷硬币4次后棋子所走站数之和的分布列;
(2)求与的关系式,并求.
19. 已知函数,.
(1)关于x的不等式有解,求a的取值范围;
(2),,有成立,证明:;
(3),令,证明:.
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高2024级10月定时训练——数学
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. 已知集合,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】解不等式求得集合,再结合交集的运算即可求解.
【详解】解得,即集合,
所以.
2. 已知一组数据 的平均数为4,方差为 2,则数据 的平均数和方差分别为( )
A. 7,8 B. 4,2 C. 2,4 D. 7,7
【答案】A
【解析】
【详解】设原数据为,
由题设得原数据的平均数,方差.
新数据满足,即.
根据平均数的线性运算性质:,
其中,
可得新数据的平均数为.
根据方差的线性运算性质:,
其中,
可得新数据的方差为.
因此新数据的平均数为7,方差为8.
3. 已知函数的导函数为,且,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】.
4. 函数的图像大致为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】根据函数的奇偶性,和的正负,排除选项,得到正确答案.
【详解】是奇函数,是偶函数
是奇函数,故排除B,C
,故排除D.
故选:A
【点睛】本题考查了根据函数解析式判断函数图象,属于基础题型,一般根据选项判断函数的奇偶性,零点,特殊值的正负,以及单调性,极值点等排除选项.
5. 已知圆C的半径是,弦,则( )
A. B. -6 C. 3 D. 2、
【答案】B
【解析】
【分析】利用平面向量的数量积的几何意义求解.
【详解】如图所示:
因为弦的长度为,
所以,
所以.
6. 在《九章算术·商功》中,将四个面都为直角三角形的四面体称为鳖臑,如图在鳖臑中,平面,,,则鳖臑内切球的表面积为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】根据鳖臑的性质,结合四面体内切球的性质、棱锥的体积公式、棱锥和球的表面积公式进行求解即可.
【详解】解:因为四面体四个面都为直角三角形,平面,,所以,,,,设四面体内切球的球心为,则,
所以,
因为四面体的表面积为,
又因为四面体的体积,
所以,所以,
故选:B
【点睛】关键点睛:利用棱锥的等积性进行求解是解题的关键.
7. 已知双曲线的左、右焦点分别为,,点在的渐近线上,与轴垂直,点在轴上,.若,则的离心率为( )
A. B. C. 2 D.
【答案】B
【解析】
【分析】根据条件,求出渐近线的斜率,再根据求双曲线的离心率.
【详解】如图:不妨设点在第一象限.
因为与轴垂直,,且 ,
所以.
所以点坐标为.
所以.
所以.
故选:B
8. 已知函数.若,使得成立,则实数m的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】将问题转化为两个函数值域的包含关系分类讨论计算即可.
【详解】易知时,,
而时,单调递减,即,
①若,则,
要满足题意需,即,所以,可排除A、B、D选项;
②若,此时,
即,要满足题意需,即,
③若,此时,
即,要满足题意需,即,
④若,此时,显然,不能满足题意,
综上所述:,即C项正确.
二、选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分.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. 某奶茶店统计了六天每天天气平均气温t(℃)和每天凉茶的销售数量n(单位:杯),得到以下数据:
t(℃)
3
0
5
7
9
12
n(单位:杯)
23
17
27
29
36
42
若t与n线性相关,且回归直线方程为,则( )
A. t和n正相关 B. 点在回归直线上
C. D.
【答案】ABD
【解析】
【分析】根据表格中的数据,求得样本中心,结合选项,逐项分析、计算,即可求解.
【详解】根据表格中的数据,可得,
即数据的样本中心为,
对于A,由表格中的数据得,当气温从0到12时,从17增加到42,
所以随着气温的升高,凉茶的销售数量总体呈上升趋势,所以t和n正相关,故A正确;
对于B,根据回归直线过样本中心,所以点在回归直线上,所以B正确;
对于C,由气温t和销售数量总体上正相关,所以,所以C不正确;
对于D,由表格中的数据得:
第一组:;第二组:;
第三组:;第四组:;
第五组:;第六组:;
所以,所以D正确.
10. 已知函数的定义域为,是奇函数,是偶函数,且当时,则( )
A. B.
C. D.
【答案】ACD
【解析】
【分析】对于A选项运用偶函数的性质,再进行变式;对于B选项先利用中心对称求出再代入解析式中求出k;对于C选项联立轴对称和中心对称从而推导出周期;对于D选项先计算出一个周期的函数值,再看求和取了几个周期.
【详解】对于A,由题可得,即,令,
则,故,因此,则A选项正确;
对于B,由题可得,则,
令,则,,因为,所以,
解得,故B选项错误.
对于C,已知,,则,
令,则,即,
,所以,故C选项正确;
对于D,已知时,,则,
因为,令,解得,又因,
所以函数的周期,,
所以,
故,因此D选项正确.
11. 已知数列的前项和为,满足,数列满足,且,则下列结论正确的有( )
A.
B.
C. 数列的前项和
D. 不存在正整数,使成等差数列
【答案】ACD
【解析】
【分析】先分别推导数列、的通项公式,再结合错位相减法求和、不定方程整除性分析逐一验证选项.
【详解】 选项A:已知,当时,,解得;
当时,,整理得,因此是首项为1、公比为2的等比数列,,A正确.
选项B:对两边同除以,得,因此是首项为、公差为1的等差数列,
故,得,代入得,与选项B中矛盾,B错误.
选项C:,则其前项和 ,
,
两式相减得:,整理得,C正确.
选项D:若成等差数列,则,即,
时,若为偶数,,,而时,矛盾;
若为奇数,,,仅当时,对应,不符合,故不存在满足条件的正整数,D正确.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知,则______.
【答案】16
【解析】
【详解】由完全平方公式可得,
根据虚数单位的定义,代入化简得:
,
则,且,
根据复数相等的充要条件:两个复数相等当且仅当它们的实部和虚部分别相等,可得:
,.
将x、y代入计算得:
.
13. 某班从5名同学中选3名同学分别参加数学、物理和化学知识竞答.已知甲同学不能参加物理和化学知识竞答,其他同学都能参加这三科知识竞答,则不同的安排有______种.
【答案】
【解析】
【分析】因为甲不参加物理和化学竞赛,他是一个特殊元素,故对甲参加不参加竞赛进行讨论,利用分步乘法计数原理求出每类的安排方法数,并将各类的安排数相加即可.
【详解】第一类:三名同学中有甲同学,则不同的安排有:种;
第二类:三名同学中没有甲同学,则不同的安排有:种;
根据分类加法原理可得,共有种.
14. 若不等式对任意的恒成立,则实数的取值范围是__________.
【答案】
【解析】
【分析】将恒成立的不等式同构为,令,根据单调性可确定;分离变量得到,令,利用导数可求得,由此可得的取值范围.
【详解】,等价于,
即,
令,则原不等式等价于,
,在上单调递增,,
又,对任意的恒成立,
令,则,
当时,;当时,;
在上单调递增,在上单调递减,
,,解得:,
即实数的取值范围为.
故答案为:.
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. 已知△ABC中,分别为内角的对边,且.
(1)求角的大小;
(2)设点为上一点,是 的角平分线,且,,求 的面积.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)由正弦定理实行角化边,然后利用余弦定理即可得到答案
(2)先利用三角形的面积关系解出 ,再根据三角形面积公式计算答案即可
【小问1详解】
在△ABC中,由正弦定理及得:,..
由余弦定理得,
又,所以
【小问2详解】
是的角平分线,,
由可得
因为,,即有,,
故
16. 在四棱锥中,为正三角形,平面平面ABCD,E为AD的中点,,,.
(1)求证:平面平面PAD;
(2)在棱CD上是否存在点M,使得平面PBE?若存在,求出的值;若不存在,说明理由.
【答案】(1)证明:为正三角形,E为AD的中点,.
平面底面ABCD,平面底面,
平面ABCD.
平面ABCD,
.
,,
.
,面
平面PAD.
平面PCD,
平面平面PAD.
(2)存在,.
【解析】
【分析】(1)推导出,从而平面ABCD,进而,然后可证得平面PAD,得证平面平面PAD.
(2)在棱CD上假设存在点M,使得平面PBE,由平面ABCD,得要使平面PBE成立,只需成立,建立空间直角坐标系,利用向量法能求出.
【详解】(1)略;
(2)在棱CD上假设存在点M,使得平面PBE.
平面ABCD,.
要使平面PBE成立,只需成立.
以过与平行的直线为轴,为轴,为轴建立如图所示的空间直角坐标系,则,,,,,
设,
,即.
,,.
.
,
由,得,即解得.
故.
【点睛】方法点睛:本题考查面面垂直的证明,考查满足线面垂直中线段比值的求法.解题方法:通过建立空间直角坐标系,把垂直转化为向量的数量积为0,由数量积的运算求得线段比值.
17. 已知双曲线的离心率为,右焦点到双曲线的一条渐近线的距离为1,两动点在双曲线上,线段的中点为.
(1)证明:直线的斜率为定值;
(2)为坐标原点,若的面积为,求直线的方程.
【答案】(1)
由已知可得,解得,
所以双曲线方程为,
设,
所以,两式相减,可得,
又线段的中点为,所以,,
所以,解得,
所以直线的斜率为定值;
(2)
【解析】
【分析】(1)由题意可得的关系,求解即可.
(2)设,求得弦长与原点到直线的距离,由面积可求直线的方程.
【小问1详解】
略
【小问2详解】
由(1)设直线的方程为,
由,所以,整理可得,
所以,解得或,
所以,,
所以,
又原点到直线的距离为,
所以的面积为,
化简可得,解得,
所以直线的方程.
18. 某人投掷一枚质地均匀的硬币玩跳棋类游戏,棋盘上标有第0站,第1站,第2站,⋯,第50站,.一枚棋子开始时位于第0站,棋手每掷一次硬币,棋子向前跳一次.若掷出正面,则棋子向前跳一站;若掷出反面,则棋子向前跳两站.设棋子跳到第站的概率为.
(1)当游戏开始时,求投掷硬币4次后棋子所走站数之和的分布列;
(2)求与的关系式,并求.
【答案】(1)分布列见解析
(2),
【解析】
【分析】(1)先确定的可能取值,再分别计算每个取值的概率,最后列出分布列.
(2)根据棋子跳动的规则找出与的关系式,然后通过构造等比数列求出的通项公式.
【小问1详解】
由题意得的所有可能取值为,,,,,
;
;
;
;
;.
所以的分布列为
4
5
6
7
8
【小问2详解】
根据题意,棋子要跳到第站,有两种情况,由第站跳1站到第站,
其概率为,也可以由第站跳2站到第站.其概率为,
故,
等式两边同时减去,得,
由题可得,,,
故数列是首项为,公比为的等比数列,
所以,
故;;;,
累加得,
则.
即.
19. 已知函数,.
(1)关于x的不等式有解,求a的取值范围;
(2),,有成立,证明:;
(3),令,证明:.
【答案】(1)
(2)证明:令,,,.
令,.
在上单调递增.∵,,
根据零点存在定理,在上存在唯一,使得,
即,,两边取对数有,
在上小于0,在上大于0,
在上单调递减,上单调递增,
∴ ,即.
(3)证明:原命题等价于,
令,将s看作定值,t看作变量.
.
,
即,
第一部分:,
因为,所以,且,函数单调递增,
故,因此:,
即;
第二部分:,
利用经典不等式,得,因此:,
又因为,交叉相乘易证,即,
故:,
两部分均为正,故,即在上单调递增,,
恒成立,故原命题成立,证毕.
【解析】
【分析】(1)将不等式有解问题转化为函数最值问题,通过构造并利用导数分析单调性,求出最小值后直接得到参数的取值范围.
(2)通过引入中间变量,将转化为关于的函数,再利用导数研究其单调性与最小值,结合隐零点技巧完成证明.
(3)采用固定变量、构造辅助函数的方法,通过分析其导数的符号判断单调性,再结合端点值完成不等式证明.
【小问1详解】
有解,即需,设,
,在上小于0,在上大于0,
∴在上单调递减,上单调递增,
∴,故.
【小问2详解】
略
【小问3详解】
略
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