数学(理科)
一、选择题:本题共12个小题,每小题5分,共60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. 设集合A. 【答案】D 【解析】由题意2. 已知复数
,∴
,故选D.
B.
, C.
,则 D.
( )
,则在复平面内所对应的点位于( )
A. 第一象限 B. 第二象限 C. 第三象限 D. 第四象限 【答案】B 【解析】
,对应点
,在第二象限,故选B.
3. 已知函数意,都有A. 【答案】A
满足:①对任意且,都有;②对定义域内任
,则符合上述条件的函数是( ) B.
C.
D.
【解析】①说明在上是增函数,②说明是偶函数,B中函数是奇函数,C是函数
非奇非偶函数,D是函数是偶函数,但在4. 若
,则
( )
D. -1或
上不是增函数,只有A符合要求,故选A.
A. -1 B. 1 C. 【答案】C 【解析】由已知得∴
点睛:在用平方关系题中由已知条件知
,
,故选C. 求可得
,,,
值时,需确定的范围,以确定它们的正负,本,从而不必再讨论的范围,这是我们在解题时需要
时常注意的,并不是什么时候都要分类讨论的.
- 1 -
5. 已知等比数列中,, D.
,则( )
A. 12 B. 10 C. 【答案】A 【解析】由已知∴
,∴,
,故选A. ,则输出的
( )
6. 执行下图所示的程序框图,若输入
A. 6 B. 7 C. 8 D. 9 【答案】C
【解析】由程序框图知
,然后有
,易知,故选C.
时,
,
时,
7. 如下图所示是一个几何体的三视图,则该几何体的体积是( )
- 2 -
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由三视图知该组合体是长方体与半个圆柱组合而成,体积为
,故选D.
8. 在边长为的正三角形内任取一点,则点到三个顶点的距离均大于的概率是( ) A.
B.
C. D.
【答案】B 【解析】如图正
的边长为,分别以它的三个顶点为圆心,以为半径,在
内部画
圆弧,得三个扇形,则题中点在这三个扇形外,因此所求概率为
,故选B.
9. 已知为等差数列,为其前项和,若,则( )
A. 49 B. 91 C. 98 D. 182 【答案】B 【解析】∵
,∴,即
- 3 -
,
∴
10. 已知函数
,要得到
,故选B.
的图象,只需将函数
的图象( )
A. 向右平移个单位 B. 向右平移个单位 C. 向左平移个单位 D. 向左平移个单位 【答案】D 【解析】∵
,∴应向左平移个单位,故选D.
11. 已知分别是椭圆的左、右焦点,为椭圆上一点,且
(为坐标原点),若
A.
B.
C.
D.
,则椭圆的离心率为( )
【答案】A 【解析】以
为邻边作平行四边形,根据向量加法的平行四边形法则,由知此平行四边形的对角线垂直,即此平行四边形为菱形,∴
,
∴是直角三角形,即,设,则,
∴
12. 已知函数数为( )
,故选A.
,(为自然对数的底数),则函数
的零点个
A. 8 B. 6 C. 4 D. 3 【答案】B 【解析】设直线切为次为
,则方程
化为
,画出函数与对数函数
和的图象
的图象,如图,利用导数知识可知直线,因此函数
,其中
和直线,
,
的图象有四个交点,设其横坐标从小到大依,
,又结合
的图象知
- 4 -
有一解,6解,即函数
有三解,有两解,无解,因此有
6个零点,故选B................
点睛:函数零点个数问题,一种方法可用导数研究函数的单调性和极值,再䬑和零点存在定理得函数的零点个数,另一种方法是转化函数图象交点个数,一般是转化为直线与函数图象的交点,其中直线是含参数的、变化的,函数是固定的,且图象画出的,这里可通过导数研究图象的变化趋势,得出图象的大致规律,动直线可以是平行直线,也可以是过一定点的直线,这样容易发现规律,得出结论.
二、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分. 13. 【答案】
展开式中的常数项为__________.
【解析】,令,得,
∴常数项为.
14. 已知向量,,且变量满足,则的最大值为__________.
【答案】 【解析】
,作出题中可行域,如图
时,
内部(含边界),作直线为最大值.
,向
上平移直线,当直线过点
- 5 -
15. 已知为圆的直径,点为直线上任意一点,则的最小
值为__________. 【答案】6 【解析】圆心
,设
,
,则,∴
又到直线
的距离为.
16. 在棱长为4的密封正方体容器内有一个半径为1的小球,晃动此正方体,则小球可以经过的空间的体积为__________. 【答案】
.
,即的最小值为,∴
,,
的最小值为
【解析】依题意所求体积为
三、解答题:共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.第17-21题为必考题,每个试题考生都必须作答.第22,23题为选考题,考生根据要求作答. 17. 已知在(Ⅰ)求证:(Ⅱ)若
中,内角;
为锐角三角形,且
.
,求的取值范围. 所对的边分别为
,且满足
.
【答案】(Ⅰ)见解析(Ⅱ)【解析】试题分析:
(Ⅰ)利用正弦定理把已知边角关系转化为角的关系,结合两角和与差的正弦公式可得
,再讨论角特别是
(Ⅱ)由(Ⅰ)可得试题解析: (Ⅰ)
,由正弦定理知
即因为所以所以
,, ,且
.
,所以
,
.
,
的范围后可证得结论.
,从而易得的取值范围.
,已知条件可化为
- 6 -
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,.
由为锐角三角形得,
得由
.
得
.
18. 某公司为了准确把握市场,做好产品计划,特对某产品做了市场调查:先销售该产品50天,统计发现每天的销售量分布在
内,且销售量的分布频率
.
(Ⅰ)求的值并估计销售量的平均数;
(Ⅱ)若销售量大于等于70,则称该日畅销,其余为滞销.在畅销日中用分层抽样的方法随机抽取8天,再从这8天中随机抽取3天进行统计,设这3天来自个组,求随机变量的分布列及数学期望(将频率视为概率). 【答案】(Ⅰ)见解析(Ⅱ)见解析 【解析】试题分析: (Ⅰ)由于可能值,代入均数;
(Ⅱ)由分层抽样可求得销售量在
内所抽取的天数分别为2,3,3.
,因此可根据题中解析式列出不等式组
,求出的所有
,再利用总体分布频率为1可求得,利用各区间的中位数及频率可估算出平
而的所有可能值分别为1,2,3,分别计算可得各概率,由期望公式可得期望. 试题解析: (Ⅰ)由题知
可取5,6,7,8,9,
,解得
,
- 7 -
代入中,得
,
销售量在售量的平均数为(Ⅱ)销售量在3.
的所有可能值为1,2,3,且
,
内的频率之比为
,
.
内的频率分别是0.1,0.1,0.2,0.3,0.3,销
.
,所以各组抽取的天数分别为2,3,
,
.
的分布列为 数学期望
19. 如下图,在空间直角坐标系
分别在轴,轴,轴上.
.
中,正四面体(各条棱均相等的三棱锥)
的顶点
1 2 3
(Ⅰ)求证:
平面;
- 8 -
(Ⅱ)求二面角的余弦值.
【答案】(Ⅰ)见解析(Ⅱ). 【解析】试题分析: (Ⅰ)设
,写出A,B,C的坐标,再求出D点坐标,从而得
的坐标,只要它与平面
的法向量垂直,即可证明线面平行;
(Ⅱ)求二面角,可取AB的中点F,由能证明∠CFD是所求二面角的平面角,在
中由得
余弦定理可得余弦值.也可求出二面角的两个面的法向量,由法向量夹角的余弦可得二面角的余弦. 试题解析: (Ⅰ)由设
,则
,易知,,则由
, .
的一个法向量为
,所以
平面
. ,
的平面角. ,,即二面角
,
的余弦值为.
,
,
,.
, ,
,
设点的坐标为可得解得所以又平面所以(Ⅱ)设为则
,
的中点,连接
,中,
为二面角
由(Ⅰ)知,在则由余弦定理知
点睛:立体几何中求直线与平面成的角和二面角,有两种方法:第一种是根据“空间角”的定义作出反应这个“空间角”的“平面角”,然后在三角形中求解,这种方法有三个步骤:
- 9 -
一作二证三计算;第二种是根据图形建立适当的空间直角坐标系(充分利用图形中的垂直关系),写出各点坐标,求出平面的法向量,直线的方程向量,利用向量的夹角来求“空间角”,这种方法重在计算,解题步骤固定. 20. 如下图,在平面直角坐标系域中动点
到
中,直线
与直线
之间的阴影部分即为,区
的距离之积为1.
(Ⅰ)求点的轨迹的方程; (Ⅱ)动直线穿过区域,分别交直线求证:
的面积恒为定值.
(Ⅱ)见解析
于
两点,若直线与轨迹有且只有一个公共点,
【答案】(Ⅰ)【解析】试题分析:
(Ⅰ)由点到直线距离公式直接把已知表示出来,并化简可得方程;
(Ⅱ)直线与轨迹有且只有一个公共点,即直线与轨迹相切,因此可求出当与垂直(即斜率不存在)时,方程组,由
可得
面积,当斜率存在时,可设其方程为
,再设出
面积可得结论.
,与双曲线方程联立
(用
,由直线相交可求得
表示),计算试题解析: (Ⅰ)由题意得
,与.
同号,得
.
,
因为点在区域内,所以即点的轨迹的方程为
(Ⅱ)设直线与轴相交于点,当直线的斜率不存在时,
.
,,得
- 10 -
当直线的斜率存在时,设其方程为把直线的方程与
联立得
,显然,则
,
,
由直线与轨迹有且只有一个公共点,知得设
,
,得,由
或
. 得
,同理,得
.
,
所以综上,
的面积恒为定值2.
,
的单调性.
,使
对任意
.
21. 已知函数(Ⅰ)讨论函数
,其中为自然对数的底数.
(Ⅱ)是否存在实数恒成立?若存在,试求出的
值;若不存在,请说明理由. 【答案】(Ⅰ)见解析(Ⅱ)【解析】试题分析: (Ⅰ)求出导函数调区间; (Ⅱ)观察函数
得,设
取值分类讨论求只有式子作为的函数
(一方面时,
,另一方面
时,可得
,因此有
,利用导数
有最小值,由最小值,由导函数,因此只有
得其最大值为
),
,且
,这样不等式研究出
可化为
,求出
的解,在定义域内的各区间可得
的正负,即得
的单
的单调性,可根据的
,把这个,从而可得
,再研究在
是否恒成立即可.
试题解析: (Ⅰ)
,令
得
.
当所以
且在
时,;当时,.
上单调递增.
上单调递减,在上单调递减,在
- 11 -
(Ⅱ)注意到于是,若若得记又当记合题意. 综上,存在
,使
,故时,
,则
,则,易知在
即,得在
,则,,记
①.
,
时,有
,
,不合题意;
在上单调递减,则当
上单调递减,在上单调递增, .
上的最小值
,则,代入①得
即
.
,得
在
,得
有最大值,即,
上有最小值
,即
. ,符
对任意恒成立.
点睛:通过导数证明不等式或研究不等式恒成立问题的基本思路是:以导函数和不等式为基础,单调性为主线,最(极)值为助手,从数形结合、分类讨论等多视角进行探究,经常是把不等式问题转化为判断函数的单调性、求函数的最值,利用最值得出相应结论,其中分类讨论是经常用到的数学思想方法.
(二)选考题:共10分.请考生在第22,23题中任选一题作答,如果多做,则按所做的第一题计分.
22. 【选修4-4:坐标系与参数方程】 设直线的参数方程为
,(为参数),若以直角坐标系
的原点为极点,轴的正
.
半轴为极轴,选择相同的长度单位建立极坐标系,曲线的极坐标方程为(Ⅰ)将曲线的极坐标方程化为直角坐标方程,并指出曲线是什么曲线; (Ⅱ)若直线与曲线交于【答案】(Ⅰ)见解析(Ⅱ)【解析】试题分析: (Ⅰ)由公式
可化极坐标方程为直角坐标方程;
两点,求.
.
(Ⅱ)把直线的参数方程消去参数得普通方程,代入曲线的直角坐标方程,利用韦达定理及
- 12 -
弦长公式试题解析: (Ⅰ)由于所以
,即
,
可得弦长.
,
因此曲线表示顶点在原点,焦点在轴上的抛物线. (Ⅱ)
,化为普通方程为
,代入
,并整理得
,
所以 .
23. 【选修4-5:不等式选讲】 已知函数(Ⅰ)当(Ⅱ)若
时,若
的解集包含
. .
对任意
恒成立,求
的最小值;
,求实数的取值范围.
【答案】(Ⅰ)(Ⅱ)【解析】试题分析: (Ⅰ)由基本不等式可得(Ⅱ)由于然后按
得的最小值,从而有,因此有,再利用
的不等关系,从而得,因此不等式
的最小值,注意等号能否取到; 可化为
,从而有
,
的正负分类讨论求出的范围,最后求交集即可.
试题解析: (Ⅰ)当∴∵
时,,∴,解得
.∴,当且仅当的解集包含对时,时,
,即
时等号成立,故,当
时,有
,
,当且仅当的最小值为.
,
时等号成立,
(Ⅱ)∵∴当当
恒成立, ,∴,∴
; .
- 13 -
综上:
.
- 14 -
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