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文档简介
本试卷共4页,满分150分.考试用时120分钟.
注意事项:
1.作答前,考生务必将自己的姓名、考场号、座位号填写在试卷的规定位置上.
2.作答时,务必将答案写在答题卡上,写在试卷及草稿纸上无效.
3.考试结束后,须将答题卡、试卷、草稿纸一并交回(本堂考试只将答题卡交回).
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i为虚数单位,z34i2i,则z()
A.5B.5C.10D.55
【答案】D
【详解】因为z34i2i68i3i4105i,
所以z1025255.
故选:D
11
2.“2”是“x”的()条件
x2
A.充分不必要B.必要不充分
C.充要D.既不充分也不必要
【答案】B
1112x1
【详解】由2,则20,即x12x0,解得x或x0,
xxx2
1111
所以“2”不能推出“x”;“x”能推出“2”
x22x
11
故“2”是“x”的必要不充分条件.
x2
故选:B.
3.2025年11月,搭载“祖冲之三号”同款芯片的超导量子计算机“天衍-287”完成搭建,该量子计算系
统具备“量子计算优越性”能力.下表记录了8个团队在特定年度的研发资金投入x(单位:亿元)与芯片性
能提升评估指数y,且x6.
研发资金投入x/亿元2x1x2x3x4x5x610
性能提升评估指数y2y1y2y3y4y5y612
已知y与x具有较强的线性关系,通过最小二乘估计得到的经验回归方程为yˆ1.2x0.4.如果去掉样本点
(2,2),(10,12)后,得到的新样本的经验回归方程为yˆ1.25xaˆ,则aˆ()
A.0.1B.0.3C.0.5D.0.7
【答案】B
【详解】由x6及yˆ1.2x0.4,得y1.2x0.41.260.47.6,
11
则在新样本中,x(8x210)6,y(8y212)7.8,
66
所以aˆy1.25x7.81.2560.3
故选:B
4.已知平面向量a,b满足a3,1,b43,1,则向量b在a方向上的投影向量为()
4431144311
A.,B.,
494977
1131111311
C.,D.,
4422
【答案】C
2
2
【详解】因ab3431111,a312.
ab1111311
则向量在方向上的投影向量为a3,1,.
ba22
a244
3161
5.函数f(x)0x的最小值为()
x13x3
A.16B.25C.36D.49
【答案】D
1
【详解】因为0x,所以13x0,所以
3
316916916
f(x)()[3x(13x)]
x13x3x13x3x13x
9(13x)163x9(13x)163x
91625249,
3x13x3x13x
9(13x)163x1
当且仅当即x时,等号成立,
3x13x7
所以函数f(x)的最小值为49.
故选:D.
6.已知函数fx2x22x,若关于m的不等式fm1f2m10成立,则实数m的取值范围
是()
4
A.,20,B.,2,
3
22
C.,2,D.,2,
33
【答案】D
11
【详解】fx2x22x42x,即fx42x,
2x2x
x1
fxln242,
2x
令fx0,解得:x1,
x1x1
当x1时,42,fxln2420,则fx在区间1,单调递增;
2x2x
x1x1
当x1时,42fxln2420,fx在区间,1单调递减;
2x2x
fx2x22x,
f2x22x222x2x22x即f2xfx,
fx关于x1对称,
fm1f2m10fm1f2m1,
m112m11,即m2m2,
两边平方得3m28m40,
2
解得,2,,
3
2
则实数m的取值范围是,2,.
3
x2y2
7.已知双曲线Ω:1a0,b0,圆O:x2y2a2b2与x轴交于A,B两点,M,N是圆O
a2b2
与双曲线在x轴上方的两个交点,点A,M在y轴的同侧,且AM交BN于点G,且M为线段AG的中点,
则双曲线的离心率为()
A.5B.51C.3D.31
【答案】D
【详解】如图:
因为c2a2b2,所以A,B为双曲线的焦点.
因为M为O上的点,所以OMc,
根据双曲线的对称性,可知点G在y轴上,又M为AG的中点,所以AMMGOMc.
所以△OAM为等边三角形,OAM60,所以BM3AM3c.
又根据双曲线的定义,BMAM2a,所以3cc2a,
c2
所以e31.
a31
故选:D
8.若方程lnxkx的三个根x1,x2,x3x1x2x3成等比数列,则公比为()
A.21B.31C.e1D.3
【答案】A
lnx
【详解】由lnxkx,得x0,所以k.
x
lnx
,0x1
lnxx
设fx.
xlnx
,x1
x
方程lnxkx的根等价于直线yk与fx图象的交点的横坐标.
lnx1lnx
因为函数yx0的导数为y,
xx2
lnx
当0xe时,y0,yx0单调递增;
x
lnx
当xe时,y0,yx0单调递减,
x
lnxlnx
又x1时,0,x1时,0,
xx
作出fx的大致图象,如下图:
lnxlnxlnx
则123(*),
x1x2x3
因为x1,x2,x30x1x2x3成等比数列,设公比为qq1,
x
所以x2,xqx,
1q32
x
ln2
qlnxlnqx2
代入(*)式得2,
x2x2qx2
q
x2
lnx2
qlnx2qlnq
由,得qlnx2,即qlnlnx2,
x2xx
2xx2
q22
qlnq
所以qlnqlnxlnx,解得lnx,
2221q
qlnqqlnq
lnxlnqxlnq
代入22,可得1q1q,
x2qx2
x2qx2
整理得q22q10,解得q21或q12(舍去),则公比为21.
二、多选题: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.如图所示,在棱长为2的正方体ABCDA1B1C1D1中,M,N分别为棱C1D1,C1C的中点,则下列结论
正确的是()
A.AMND1
42
B.点B到直线AM的距离为
3
25
C.直线AM与直线BN所成角的余弦值为
5
D.直线A1M与直线BN是异面直线
【答案】ABC
【详解】在棱长为2的正方体ABCDA1B1C1D1中,建立如图所示的空间直角坐标系,
点A(2,0,0),B(2,2,0),D1(0,0,2),A1(2,0,2),M(0,1,2),N(0,2,1),
对于A,,,则,A正确;
AM(2,1,2),ND1(0,2,1)AMND10AMND1
ABAM242
对于B,AB(0,2,0),点B到直线AM的距离为|AB|2()24()2,B正确;
|AM|33
|AMBN|625
对于C,BN(2,0,1),直线AM与BN所成角的余弦值|cosAM,BN|,
|AM||BN|355
C正确;
对于D,,即,又直线,
MN(0,1,1),A1B(0,2,2)2MNMN//A1BMA1B
因此直线MN//直线A1B,点A1,B,N,M共面,直线A1M与直线BN不是异面直线,D错误.
π
10.已知函数fx4sinmx2m0,则下列结论正确的是()
3
π
A.若fx在0,上恰有三个零点,则m15,23
6
π
B.若在上恰有三个零点,则
fx0,x1,x2,x3fx1x2x34
6
ππ2
C.若fx在,单调递增,则m0,
643
ππ
D.若fx向左平移后的图象与fx图象关于x对称,则m6k1,kN
612
【答案】ABD
π1πππ5π
【详解】A,令fx=0,即sinmx=,解得mx=2kπ+或mx=2kπ+,kZ,
323636
πππmπππ
当0,时,可得mx,,要使fx在0,上恰有三个零点,
633636
5πmπππ
则需2π+4π+,解之可得15m23,故A正确;
6636
π5ππ13ππ17π
B,由A可知mx,mx,mx,
136236336
π5π13π17π2π31π
所以mxxx,
123366636
7π
所以fx1x2x34sin4π24,故B正确;
6
πππ
C,由正弦函数的单调递增区间可知2kπmx2kπ+,kZ,
232
5ππππππ5ππ
取k0,则x,若fx在,单调递增,则需,,,
6m6m64646m6m
ππ22
因m0,则只需,则0m,则m0,,故C错误;
46m33
ππmππ
D,根据平移规则可知平移后函数为gx4sinmx+24sinmx2,
6363
πππ
gx图象与fx图象关于x对称,则gxfx,
121212
πmπππππ
代入得mxmx2kπ,kN,
12631232
mπ2π
化简可知π2kπ,kz,继续化简可得m16k,kN,故D正确.
33
1|PA|
11.已知点A(1,0),B(,0),动点P(x,y)满足2,动点P(x,y)的轨迹为曲线C,H为直线
2|PB|
l:xy10上一动点,则下列说法正确的是()
A.若点D(2,1),则2|PD||PA|的最小值为13
11
B.过H作C的两条切线,切点分别为M,N,则直线MN过定点(,)
22
C.若点F(m,n)是C上一点,则2mn的最大值为26
4(mn1)
D.若点F(m,n)是C上一点,则的最大值为223
m2n22m1
【答案】ABD
|PA|1
【详解】由2,得(x1)2y22(x)2y2,整理得x2y22x0,
|PB|2
即(x1)2y21,因此曲线C是以点C(1,0)为圆心,1为半径的圆,
1
对于A,2|PD||PA|2(|PD||PB|)2|BD|2(2)2113,
2
当且仅当P是线段BD与圆C的交点时取等号,A正确;
对于B,由H为直线l:xy10上一点,设点H(x0,1x0),以线段CH为直径的圆
,即22,
(x1)(xx0)y(y1x0)0xy(x01)x(x01)yx00
因此直线MN的方程(1x0)x(x01)yx00,即(xy1)x0xy0,
ì1
ïx=
xy10ï211
令,解得í,因此直线MN过定点(,),B正确;
xy0ï122
ïy=-
î2
对于C,由点F(m,n)是C上一点,令m1cos,nsin,[0,2π),
因此2mn22cossin25sin()25,其中锐角由tan2确定,
π
当且仅当时取等号,C错误;
2
对于D,m2n22m1(m1)2n2,表示圆C上点F(m,n)到点A(1,0)的距离,
|4(mn1)||4[(m1)n]|
取E(0,1),AF(m1,n),AE(1,1),则
m2n22m1(m1)2n2
4|AFAE|
4|AE||cosAF,AE|42|cosAF,AE|,
|AF|
当直线AF与圆C相切于第一象限内的点F时,AF,AE最小,cosAF,AE最大,
ππππ
而AC2,FC1,CFAF,则FAC,EAF,
64612
|4(mn1)|π
πππ23162
coscos()(),因此()max42cos232,
12462224m2n22m112
D正确.
三、填空题
12.已知Sn是等比数列an的前n项和,a1a2a33,a4a5a66,则S21__________.
【答案】381
SS
63
【详解】由题知,S3a1a2a33,S6S3a4a5a66,且2
S3
因为S3,S6S3,S9S6,S12S9,S15S12,S18S15,S21S18成等比数列,
该等比数列的首项为3,公比为2,
3127
则S381.
2112
6
31
13.2xx的展开式中常数项为__________.
x
【答案】29
6k3k
116
【详解】展开式的通项公式为k6kk2,
xTk1C6xC6x
xx
3k
令60,解得k4,则TC4x015;
256
3k
令63,解得k6,则TC6x3x3,
276
6
3133
所以2xx的展开式中常数项为215xx29.
x
14.在ABC中,P为边AB上一点,CP1,ACP30,BCP45,CPB.当ABC面积
最小时,tan__________.
【答案】13
【详解】的面积,由内角和得:,
ABCSABCSACPSBCPA30,B135
对△ACP和BCP分别用正弦定理,结合CP1得:
sinsin
AC,BC,
sin(30)sin(135)
1
又ACB75,因此:SACBCsin75,
ABC2
展开化简得:
3sincos2(sincos)62
sin(30),sin(135),sin75,
224
311
S
代入整理得:ABC11
2
2313
tantan
1
S最小等价于二次函数f(t)t2(31)t3(t)最大,
tan
3131
开口向下的二次函数顶点在t,即cot,
22
2
因此tan31.
31
四、解答题:本题共5小题,共77分
15.某地区从高一年级的物理测试中随机抽取了100名学生的物理成绩,整理得到如图所示的频率分布直
方图.
(1)该地区某学校建议此次物理测试成绩在本地区前60%的学生选科报物理方向,试估计报物理方向的
学生本次成绩不低于多少分?(结果保留整数)
(2)从成绩位于区间80,90和90,100的答卷中,采用分层抽样随机抽取7份,再从这7份中随机抽取
3份,设成绩在90,100的答卷份数为随机变量X,求X的分布列及数学期望.
6
【答案】(1)72分(2)分布列见解析,
7
【小问1详解】
由题意100.0050.01020.0200.025a1,解得a0.030,
成绩在90,100的频率为0.1,在80,90的频率为0.25,在70,80的频率为0.3,
因为0.10.250.35,0.10.250.30.65,
所以选报物理方向的最低分x在70,80内,则80x0.030.250.10.6,
解得x72,所以估计报物理方向的学生本次成绩不低于72分.
【小问2详解】
由题可知,成绩在区间80,90的频数为1000.0251025,
成绩在区间90,100的频数为1000.0101010,
7
利用分层抽样,从中抽取7份,成绩在80,90的频数为255,
2510
7
成绩在90,100的频数为102,
2510
再从这7份答卷中随机抽取3份,X的所有可能取值为0,1,2,
C0C3102C1C2204C2C151
252525,
PX03,PX13,PX23
C7357C7357C7357
故X的分布列为:
X012
241
P
777
2416
所以X的数学期望为:EX012.
7777
2
16.已知数列an的前n项和为Sn,若nSn1n1Sn2nn,且a12.
S
(1)证明:n为等差数列,并求S.
nn
1
1
(2)若bn,数列bn的前n项和Tn,求证:Tn.
2Sn12
2
【答案】(1)证明见解析,Sn2n
(2)证明见解析
【小问1详解】
SS
2n1n,
nSn1n1Sn2nn2
n1n
SSa
所以数列n是以112为首项,2为公差的等差数列,
n11
S
所以n22n12nS2n2;
nn
【小问2详解】
111111
bn2,
2Sn14n12n12n122n12n1
11111111111
Tnb1b2b3bn1
2323525722n12n1
11111111111
11.
2335572n12n122n12
17.如图,在三棱柱ABCA1B1C1中,ABC为等边三角形,四边形BCC1B1是边长为2的正方形,D为
中点,且.
ABA1D5
(1)求证:CD平面ABB1A1;
(2)已知P为线段B1C中点,求直线AP与平面A1CD所成角的正弦值.
【答案】(1)证明见解析
(2)25
5
【小问1详解】
1
在三棱柱ABCABC中,AABB2,ADAB1,AD5
1111121
222
ADA1A5A1D,则A1AAD.
^
又四边形BCC1B1是正方形,则B1BBC,B1B//A1A,所以A1ABC.
又ADBCB,AD,BC平面ABC,因此A1A平面ABC.
又CD平面ABC,所以CDAA1.
在等边ABC中,D为AB中点,则CDAB,
又ABAA1A,AB,AA1平面ABB1A1,所以CD平面ABB1A1.
【小问2详解】
取BC中点为O,B1C1中点为Q,则OABC,OQBC.
由(1)知,A1A平面ABC,OA平面ABC,则OAAA1.又B1B//A1A,故OABB1.
又BB1BCB,BB1,BC平面BCC1B1,则OA平面BCC1B1即OA,OB,OQ两两垂直.
以O为坐标原点,OB,OQ,OA的方向为x轴、y轴、z轴的正方向,建立空间直角坐标系,
13
则,,,,,,
O0,0,0A0,0,3A10,2,3C1,0,0D,0,B11,2,0
22
因为P为线段B1C中点,所以P0,1,0.
33
,,.
CD,0,CA11,2,3AP0,1,3
22
设平面A1CD的法向量为nx,y,z,
33
nCD0xz0
则,即22,故可取n1,1,3.
nCA10
x2y3z0
设直线AP与平面A1CD所成角为,
011133425
则sin=cosAP,n
22
2222255
013113
25
所以直线AP与平面A1CD所成角的正弦值为.
5
x2y2
18.已知椭圆Γ:1,Γ的下顶点为C,左焦点为F1,动直线l与椭圆Γ交于A、B两点.
54
(1)若T是椭圆Γ上的一个动点,求TCTF1的最大值;
5
(2)设E,3,O为坐标原点,若四边形OABE为平行四边形,求直线l的方程;
2
(3)若直线l经过定点P0,1,坐标平面上是否存在定点Q(不同于点P),使得QAPBPAQB恒
成立?若存在,求点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)35
635635
(2)yx或yx.
5555
(3)存在定点Q0,4.
【小问1详解】
,,右焦点,,
C0,2F11,0F21,0TCTF1TCTF225CF22535
当且仅当T、F2、C共线(F2介于T、C之间)时取到,
【小问2详解】
6
由l平行于OE时,可设直线l:yxb,与椭圆联立后得到56x260bx25b21000,
5
15b25b2100
xx,xx
12141256
25
由ABOE可知,xxxx4xxx0,
121212E2
22
结合韦达定理215b25b1005,
x1x2x1x24x1x24
14562
35
解得b,
5
635635
所以直线方程为yx或yx,
5555
【小问3详解】
当直线l斜率存在时,设方程为ykx1,与Γ:4x25y220联立得:
45k2x210kx150,
设Ax1,y1,Bx2,y2,
10k15
由韦达定理得xx,xx.
1245k21245k2
当直线l平行于x轴时,PAPB,因此QAQB,
此时Q在y轴上,设Q0,m.
当直线l斜率不存在时,不妨设A0,2,B0,2,
则有QAPBm23PAQBm2,
解得m4或m1(舍).下面证明点Q0,4符合条件.
QAPA
设直线l:ykx1,要证,
QBPB
即PQ是AQB的角平分线,只要证明kAQkBQ0.
y14y24x2kx13x1kx232kx1x23x1x2
而kAQkBQ,
x1x2x1x2x1x2
而韦达定理可得2kx1x23x1x20,因而得证,
综上,存在定点Q0,4,
19.已知函数fxx2ax1lnx(aR).
(1)若a2,求函数fx的单调区间;
(2)若函数fx在区间0,1和1,上各恰有一个零点,分别记为x1和x2,
(ⅰ)证明:函数fx在两点x1,0,x2,0处的切线平行;
S
(ⅱ)记曲线yfx在点x1,0处的切线与两坐标轴围成的三角形面积为S,求的最大值.
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