
一、单选题
1.已知集合,,则( )
A. . . .
2.已知复数z满足,则复数z的实部与虚部的和为( )
A.1 . . .
3.的展开式中,的系数为( )
A. . . .
4.已知,则( )
A. . . .
5.何尊是我国西周早期的青铜礼器,其造形浑厚,工艺精美,尊内底铸铭文中的“宅兹中国”为“中国”一词的最早文字记载.何尊的形状可以近似地看作是圆台与圆柱的组合体,高约为40cm,上口直径约为28cm,下端圆柱的直径约为18cm.经测量知圆柱的高约为24cm,则估计该何尊可以装酒(不计何尊的厚度,,)( )
A. .
C. .
6.已知是定义域为R的奇函数,满足,则( )
A.2 .1 . .0
7.在四棱锥中,ABCD是边长为2的正方形,,平面平面,则四棱锥外接球的表面积为( )
A.4π .8π . .
8.已知抛物线C:,O为坐标原点,A,B是抛物线C上两点,记直线OA,OB的斜率分别为,,且,直线AB与x轴的交点为P,直线OA、OB与抛物线C的准线分别交于点M,N,则△PMN的面积的最小值为( )
A. . . .
二、多选题
9.已知函数的图像关于直线对称,则ω的取值可以为( )
A.2 .4 .6 .8
10.在菱形中,,,点为线段的中点,和交于点,则( )
A. .
C. .
11.一袋中有3个红球,4个白球,这些球除颜色外,其他完全相同,现从袋中任取3个球,事件A“这3个球都是红球”,事件B“这3个球中至少有1个红球”,事件C“这3个球中至多有1个红球”,则下列判断错误的是( )
A.事件A发生的概率为 .事件B发生的概率为
C.事件C发生的概率为 .
12.对于函数,下列说法正确的是( )
A.若,则函数为奇函数
B.函数有极值的充要条件是
C.若函数f(x)有两个极值点,,则
D.若,则过点作曲线的切线有且仅有3条
三、填空题
13.已知样本数据,,2,2,3,若该样本的方差为,极差为t,则______.
14.已知圆:与直线:,写出一个半径为,且与圆及直线都相切的圆的方程:______.
15.已知椭圆的左顶点为A,左焦点为F,过F作x轴的垂线在x轴上方交椭圆于点B,若直线AB的斜率为,则该椭圆的离心率为______.
16.已知f(x)是偶函数,当时,,则满足的实数x的取值范围是______.
四、解答题
17.已知数列是等差数列,成等比数列,.
(1)求数列的通项公式;
(2)设数列的前项和为,求证:.
18.在中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,.
(1)判断的形状;
(2)若,D在BC边上,,求的值.
19.如图,在直三棱柱中,、分别是、的中点,,.
(1)求证:平面;
(2)若,求四棱锥的体积;
(3)求直线与平面所成角的正弦值.
20.新高考模式下,数学试卷不分文理卷,学生想得高分比较困难.为了调动学生学习数学的积极性,提高学生的学习成绩,张老师对自己的教学方法进行改革,经过一学期的教学实验,张老师所教的名学生,参加一次测试,数学学科成绩都在内,按区间分组为,,,,,绘制成如下频率分布直方图,规定不低于分(百分制)为优秀.
(1)求这名学生的平均成绩(同一区间的数据用该区间中点值作代表);
(2)按优秀与非优秀用分层抽样方法随机抽取名学生座谈,再在这名学生中,选名学生发言,记优秀学生发言的人数为随机变量,求的分布列和期望.
21.已知分别为双曲线左、右焦点,在双曲线上,且.
(1)求此双曲线的方程;
(2)若双曲线的虚轴端点分别为(在轴正半轴上),点在双曲线上,且,,试求直线的方程.
22.已知函数,.
(1)当时,求f(x)的单调区间;
(2)当时,求证:函数f(x)有3个零点.
参:
1.B
【分析】化简集合和,即可得出的取值范围.
【详解】解:由题意
在,中,
,
∴
故选:B.
2.D
【分析】根据复数的运算法则求出复数,则得到答案.
【详解】
,,
故实部与虚部的和为,
故选:D.
3.C
【分析】根据二项式定理可求得展开式通项,由此可确定,结合多项式乘法运算进行整理即可确定的系数.
【详解】展开式的通项公式为:;
当时,;当时,;
的系数为.
故选:C.
4.A
【分析】利用二倍角公式化简为正、余弦的齐次分式,分式上下同除,代入可得答案.
【详解】
,
故选:A.
5.C
【分析】根据圆柱和圆台的体积公式计算可得结果.
【详解】下端圆柱的体积为:,
上端圆台的体积为:,
所以该何尊的体积估计为.
因为最接近,
所以估计该何尊可以装酒.
故选:C
6.D
【分析】根据函数是定义域为R的奇函数,且得出函数是周期为的周期函数,进而求解.
【详解】因为函数是定义域为R的奇函数,且,
所以,所以,
即函数是周期为的周期函数,
因为函数是定义域为R的奇函数,所以,
因为,所以,
又因为,所以,
故选:.
7.C
【分析】将该四棱锥的外接球放在一个长方体内,画出图形,利用已知条件找出球心,建立相应的关系式,求出外接球的半径,利用球体表面积公式计算即可.
【详解】由题意将该四棱锥放在一个长方体的中,
如图①所示:
取的中点,连接,连接交于,
由,
则在等腰中有:,
又平面平面,且平面平面ABCD=,
则平面,
又,
所以在中,
,
由底面为正方形,
所以它的外接圆的圆心为对角线的交点,
连接,则,
外接圆的圆心为,且在上,
过点,分别作平面与平面的垂线,
则两垂线必交于点,点即为四棱锥外接球的球心,
且平面,
又平面,即平面,
所以,
所以四边形为矩形.
如图②连接,则,
在中,,
所以,
解得,
所以,
所以,
在图①中连接,
由,
所以在中,
,
即四棱锥外接球的半径为,
所以四棱锥外接球的表面积为:
,
故选:C.
8.D
【分析】设出A、B的坐标,由解得的值,再分别求出点M、点N的坐标,求得的式子,研究恒过x轴上的定点可得点P的坐标,进而用方法1基本不等式或方法2函数思想求得三角形面积的最小值.
【详解】设,,则,,
∴
∴,
∴设: ,令得:,∴,
同理:
∴,
设:,
,,,
又∵,
∴,解得:,
∴:恒过点,
∴与x轴交点P的坐标为,即:,
∴点P到准线的距离为8+1=9.
方法1:,当且仅当时取等号.
∴ ,
∴△PMN的面积的最小值为.
方法2:
∵ ∴,当且仅当m=0时取得最小值.
∴ ,
∴△PMN的面积的最小值为.
故选:D.
9.AD
【分析】首先将函数化成一个三角函数,然后根据对称轴公式求得的表达式,对整数赋值求得结果.
【详解】,
因为函数的图象关于直线对称,
所以,Z,解得,
因为,所以当时,;所以当时,.
故选:AD.
10.ABD
【分析】以为坐标原点可建立平面直角坐标系,利用平面向量数量积的坐标运算依次验证各个选项即可.
【详解】四边形为菱形,,
则以为坐标原点,正方向为轴,可建立如图所示平面直角坐标系,
,,,,
,,,,,
对于A,,,A正确;
对于B,,,,B正确;
对于C,,,,C错误;
对于D,,,,D正确.
故选:ABD.
11.ABC
【分析】根据题意求出基本事件总数、满足条件的基本事件数,利用古典概型概率公式及条件概率公式求解即可.
【详解】由题意7个球中任取3个球的基本事件总数为:
这3个球都是红球的基本事件数为:,
所以事件A发生的概率为:,故A错误,
这3个球中至少有1个红球的基本事件数为:
,
所以事件B发生的概率为:,故B错误,
这3个球中至多有1个红球的基本事件数为:
,
事件C发生的概率为,故C错误,
因为,
所以由条件概率公式得:,
故D正确,
故选:ABC.
12.BCD
【分析】对于A:利用奇偶性的定义直接判断;对于B:利用极值的计算方法直接求解;对于C:先求出,表示出,即可求出;对于D:设切点,由导数的几何意义得到.设,利用导数判断出函数有三个零点,即可求解.
【详解】对于A:当时,定义域为.
因为,
所以函数不是奇函数.故A错误;
对于B:函数有极值 在上不单调.
由求导得:.
在上不单调在上有正有负.
故B正确.
对于C:若函数f(x)有两个极值点,,必满足,即.
此时,为的两根,所以.
所以.
所以
对称轴,所以当时,.
即.故C正确;
对于D:若时,.
所以.
设切点,则有:,
消去,整理得:
不妨设,则.
令,解得:或;令,解得: .
所以在,上单调递增,在上单调递减.
所以,
.
所以作出的图像如图所示:
因为函数有三个零点,所以方程有三个根,所以过点作曲线的切线有且仅有3条.故D正确.
故选:BCD.
13.##0.7
【分析】根据极差的定义可得,先求出平均数,再从方差,从而可求.
【详解】极差,平均数为,
故方差.
所以.
故答案为:.
14.(答案不唯一)
【分析】根据圆的圆心和半径,结合直线和圆的位置关系及两个圆的位置关系计算即可.
【详解】设圆心为,由已知圆与直线:相切, 圆与圆:相切,
可得,即得或或,
且已知半径为,
所以圆的方程可以为: 或或
故答案为: (答案不唯一)
15.##0.5
【分析】由题意设,,再由结合,即可得出答案.
【详解】由题意可得,,,
令椭圆中,解得:,
所以,而,则,
解得:.
故答案为:.
16.
【分析】利用奇偶性和函数的单调性解不等式.
【详解】当时,,函数在上单调递增,∴,又是偶函数,所以的值域为.
当时,,不等式为,即,
设,由函数,,在上都是增函数, 得在上是增函数,由,则解得;
当时,由函数值域可知,此时,所以恒成立;
综上可知,满足的实数x的取值范围是.
故答案为:
17.(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)根据等比数列定义和等差数列通项公式可构造方程组求得,进而确定;
(2)利用裂项相消法可求得,整理即可证得结论.
【详解】(1)设等差数列的公差为,
成等比数列,,即,
又,则由得:或,
当,时,,不满足成等比数列,舍去;
,,.
(2)由(1)得:,
,
.
18.(1)直角三角形
(2)
【分析】(1)根据正弦定理的边角互化,即可得到结果;
(2)由(1)中结论即可得到,从而得到的值,然后在中结合余弦定理即可得到结果.
【详解】(1)因为,由正弦定理可得,
即
所以
且,所以
即是直角三角形.
(2)在直角中,有,即,所以,
又因为,所以
且,
在中,由余弦定理可得,
解得,
在中由余弦定理可得,
19.(1)证明见解析
(2)
(3)
【分析】(1)连接交于点,连接,则为的中点,利用中位线的性质可得出,再利用线面平行的判定定理可证得结论成立;
(2)过点在平面内作,垂足为点,证明出平面,计算出的长以及四边形的面积,利用锥体的体积公式可求得四棱锥的体积;
(3)设,以点为坐标原点,、、所在直线分别为、、轴建立空间直角坐标系,利用空间向量法可求得直线与平面所成角的正弦值.
【详解】(1)证明:连接交于点,连接,则为的中点,
因为、分别为、的中点,则,
因为平面,平面,平面.
(2)解:因为,则,,
,即,
过点在平面内作,垂足为点,
因为平面,平面,,
又因为,,、平面,平面,
由等面积法可得,
因为平面,平面,,
又因为且,故四边形为矩形,
所以,,
.
(3)解:不妨设,因为,平面,
以点为坐标原点,、、所在直线分别为、、轴建立如下图所示的空间直角坐标系,
则、、、、,
设平面的法向量为,,,
则,取,可得,
因为,则,
因此,直线与平面所成角的正弦值为.
20.(1)
(2)分布列见解析;期望
【分析】(1)根据频率分布直方图估计平均数的方法直接计算即可;
(2)根据频率分布直方图可确定优秀与非优秀学生对应的频率,根据分层抽样原则可确定名学生中优秀学员的人数,由此可得所有可能的取值,根据超几何分布概率公式可求得每个取值对应的概率,由此可得分布列;由数学期望计算公式可求得期望.
【详解】(1)名学生的平均成绩为.
(2)根据频率分布直方图知:优秀学员对应的频率为,则非优秀学员对应的频率为,
抽取的名学生中,有优秀学生人,非优秀学生人;
则所有可能的取值为,
;;;;
的分布列为:
21.(1)
(2)或
【分析】(1)根据平面向量数量积坐标运算和点在双曲线上,可构造方程组求得的值,由此可得双曲线方程;
(2)由三点共线可设,与双曲线方程联立可得韦达定理的结论,利用向量垂直的坐标表示,代入韦达定理结论可解方程求得的值,由此可得直线方程.
【详解】(1)设,,则,,
,解得:,;
又在双曲线上,则,,,
双曲线的方程为:.
(2)由(1)得:,,
,三点共线,
直线斜率显然存在,可设,,,
由得:,
,即且,
,,
,,又,,
,
解得:,满足且,
直线方程为:或.
【点睛】关键点点睛:本题考查直线与椭圆的综合应用问题,解题关键是能够利用平面向量垂直关系的坐标表示来构造等量关系,结合韦达定理的结论得到关于所求变量的方程的形式,从而解方程求得变量的值.
22.(1)函数的单调递增区间为和,单调递减区间为.
(2)证明过程见详解
【分析】(1) 因为,所以函数,对函数求导,利用导函数的正负来判断函数的单调性即可求解;
(2)对函数进行求导,求出导函数的零点,根据条件可得:函数在和上单调递增,在上单调递减,然后利用零点存在性定理即可证明.
【详解】(1)因为,所以函数,
所以,
当或时,,此时函数单调递增;
当时,,此时函数单调递减;
综上:函数的单调递增区间为和,
单调递减区间为.
(2)因为函数,
所以,
令可得:或,因为,所以,
当或时,,此时函数单调递增;
当时,,此时函数单调递减;
所以函数在和上单调递增,在上单调递减,
故当时,函数取极大值,
因为当时,;
所以,使得;
当时,函数取极小值,
,(因为,所以,因为,所以,也即)
所以,使得;
又当时,,所以,使得;
故当时,函数有3个零点.
【点睛】函数零点的求解与判断方法:
(1)直接求零点:令,如果能求出解,则有几个解就有几个零点.
(2)零点存在性定理:利用定理不仅要函数在区间上是连续不断的曲线,且,还必须结合函数的图象与性质(如单调性、奇偶性)才能确定函数有多少个零点.
(3)利用导数求出函数的极值点,再利用零点存在性定理进行判断零点的个数.
