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浙江省台州市八所重点中学2021-2022学年高二下学期数学期末联考试卷
一、单选题
1．（2022高二下·台州期末）若集合，则（ ）
A． B．
C． D．
【答案】D
【知识点】交集及其运算
【解析】【解答】解：，
所以.
故答案为：D.
【分析】求出集合，再根据交集的定义即可得解.
2．（2022高二下·台州期末）已知，则“”是“”的（ ）
A．充分不必要条件 B．必要不充分条件
C．既不充分也不必要条件 D．充要条件
【答案】B
【知识点】必要条件、充分条件与充要条件的判断
【解析】【解答】当时，满足，不满足，
所以时，不一定成立，
当时，故.故“”是“”的必要不充分条件
故答案为：B
【分析】根据充分条件和必要条件的定义，结合不等式的求解判断即可.
3．（2022高二下·台州期末）已知复数，则（ ）
A．2 B．3 C． D．
【答案】A
【知识点】复数代数形式的乘除运算；复数求模
【解析】【解答】解：，
所以.
故答案为：A
【分析】根据复数代数形式的除法运算化简复数，再根据复数模的公式计算可得.
4．（2022高二下·台州期末）如图，在平面四边形中，，且，则等于（ ）
A． B． C． D．
【答案】A
【知识点】平面向量数量积的运算
【解析】【解答】在中，，，
所以，，
在中，， ，
所以，，
因为为锐角，所以，
所以，
所以
，
所以，
故答案为：A
【分析】由已知条件可求出，，从而可求出，进而利用数量积公式可求出的值.
5．（2022高二下·台州期末）为了得到函数的图象，只要把函数图象上所有的点（ ）
A．向右平移个单位长度 B．向左平移个单位长度
C．向左平移个单位长度 D．向右平移个单位长度
【答案】D
【知识点】函数y=Asin（ωx+φ）的图象变换
【解析】【解答】解：，
则将函数函数图象上所有的点向右平移个单位长度，
即可得到函数的图象.
故答案为：D.
【分析】根据平移变换的原则即可得出答案.
6．（2022高二下·台州期末）狄里克雷~）是德国数学家，对数论 数学分析和数学物理有突出贡献，是解析数论的创始人之一.1837年他提出函数是与之间的一种对应关系的现代观点.用其名字命名函数，下列叙述中错误的是（ ）
A．是偶函数 B．
C． D．是周期函数
【答案】B
【知识点】函数的定义域及其求法；函数奇偶性的判断；函数的周期性
【解析】【解答】由题意，函数，
对于A中，当为有理数，则也为有理数，满足；
当为无理数，则也为无理数，满足，
所以函数为偶函数，所以A正确，不符合题意；
对于B中，例如：当时，则也为无理数，满足；
可得，所以B错误，符合题意；
对于C中，当为有理数，可得，则，
当为无理数，可得，则，
所以，所以C正确，不符合题意.
对于D中，当为有理数，则也为有理数，满足；
当为无理数，则也为无理数，满足，
所以成立，所以D正确，不符合题意；
故答案为：B.
【分析】根据题设中的狄里克雷函数的解析式，分为有理数和无理数，逐项判定，即可求解.
7．（2022高二下·台州期末）已知是定义在的增函数，设，则的大小关系为（ ）
A． B． C． D．
【答案】C
【知识点】利用导数研究函数的单调性
【解析】【解答】令，可得，
当时，，单调递增，
又由，所以，即，所以；
令，可得，
当时，，单调递增，
又由，所以，即，所以，
所以，
因为是定义在的增函数，所以，即.
故答案为：C.
【分析】构造函数和，利用导数求得函数的单调性，得到，再结合函数的单调性，即可求解.
8．（2022高二下·台州期末）在中，已知为中内一点，满足，则的长为（ ）
A．2 B． C． D．
【答案】C
【知识点】相似三角形的性质
【解析】【解答】解：如图，过点作，分别交，于点，，
显然，即，
设，则，
易知，
显然，故，
又，，故，所以，
结合得：，所以，
故，故．
故答案为：C ．
【分析】如图，过点作，然后利用，，构造出的等量关系，即可求出．
二、多选题
9．（2022高二下·台州期末）在对树人中学高一某班学生身高的调查中，采用样本量比例分配的分层随机抽样，抽取男生3人，其方差为10，抽取女生6人，其方差为15，则总样本的方差可以为（ ）
A．9 B．14 C．15 D．20
【答案】B,C,D
【知识点】极差、方差与标准差
【解析】【解答】解：设和分别表示3名男生和6名女生的身高，男、女生的平均身高分别为、，则总样本的平均数为，
由题知，，
所以，，
所以，
所以总样本的方差
，
故答案为：BCD
【分析】依题意设和分别表示3名男生和6名女生的身高，再根据方差、平均数公式得到总样本的方差，即可取出方差的取值范围，从而得解.
10．（2022高二下·台州期末）在中，内角的对边分别为，下面判断正确的是（ ）
A．若，则中最大的角为
B．若为锐角三角形，则
C．若，则的外接圆面积为
D．若，则为钝角三角形
【答案】A,C,D
【知识点】正弦定理；余弦定理
【解析】【解答】解：对于A：由余弦定理，
因为，所以，A符合题意；
对于B：因为为锐角三角形，所以，即，
又在上单调递增，所以，B不符合题意；
对于C：设的外接圆的半径为，则，所以，
所以的外接圆的面积为，C符合题意；
对于D：由，所以，即，
所以，所以为钝角，所以为钝角三角形，D符合题意.
故答案为：ACD
【分析】利用余弦定理判断A，由锐角三角形可得，再由正弦函数的性质判断B，由正弦定理求出外接圆的半径，即可判断C，利用正弦定理将角化边，再由余弦定理判断即可.
11．（2022高二下·台州期末）设双曲线的左右焦点分别为，以的实轴为直径的圆记为，过作圆的切线与交于 两点，且，则的离心率可以为（ ）
A． B． C． D．
【答案】B,D
【知识点】双曲线的简单性质
【解析】【解答】当直线与双曲线交于两支时，设过的切线与圆相切于点，则
，
因为，所以，
过点作于点，
所以∥，
因为为的中点，
所以，，
因为，为锐角，
所以，
所以，
所以，
所以，
因为，
所以，化简得，
所以，
所以离心率为，
当直线与双曲线交于一支时，记切点为，连接，则，
过作于，则，
所以，
因为，所以为锐角，
所以，
所以，，
所以，
所以，化简得，
所以，
所以离心率为，
综上，双曲线的离心率为或，
故答案为：BD
【分析】当直线与双曲线交于两支时，设过的切线与圆相切于点，从而可求得，过点作于点，由中位线的性质求得，，在中，可求得，，利用双曲线的定义可得的关系，再由离心率公式求解即可，当直线与双曲线交于同一支时，同理可求得离心率.
12．（2022高二下·台州期末）设函数(e为自然对数的底数).若存在使成立，则实数a的取值可以是（ ）
A．0 B．1 C．2 D．3
【答案】B,C
【知识点】函数的值域；利用导数研究函数的单调性
【解析】【解答】易知在定义域内单调递增，若，则，若，则.
故存在使成立，则，即在上有解.
故，
设，则，令，
在上单减，在上单增，
故即，在上单增，又，故.
故答案为：BC.
【分析】由得到，构造函数，求导确定值域，即可求得数a的取值范围.
三、填空题
13．（2018高二上·台州期末）已知直线 : 与 : 垂直，则 ．
【答案】1
【知识点】直线的一般式方程与直线的垂直关系
【解析】【解答】 直线 : 与直线 : ， 直线 ， 直线 : 的斜率存在， ，且 直线 : 与直线 : 垂直， ，解得 ，
故答案为 .
【分析】由直线垂直关系得到一般式方程中系数的关系式,求a的值.
14．（2022高二下·台州期末）的展开式中的系数为 .
【答案】-3
【知识点】二项式定理
【解析】【解答】解：展开式中，可以由的一次项与的四次项相乘，
的二次项与的三次项相乘，
的三次项与的二次项相乘得到，
所以的展开式中，的系数为．
故答案为：-3．
【分析】根据二项式定理分析展开式中系数情况，计算可得答案．
15．（2022高二下·台州期末）某学校为贯彻“科学防疫”理念，实行“佩戴口罩，不邻而坐”制度（每两个同学不能相邻）.若该学校的教室一排有8个座位，安排3名同学就坐，则不同的安排方法共有 种.（用数字作答）
【答案】120
【知识点】排列及排列数公式
【解析】【解答】由题意可得5个空位可产生6个空，则这3 名同学可插空就坐，
所以共有种不同的安排方法，
故答案为：120
【分析】由题意可得5个空位可产生6个空，然后利用插空法求解即可.
16．（2022高二下·台州期末）已知正三棱锥侧棱长为，且，底面边长为2，则外接球表面积的最小值为 .
【答案】
【知识点】球的体积和表面积
【解析】【解答】解：设在面上的射影为，为的中点，则为正的中心，所以，，
考虑，则外接球球心落在或它的延长线上，如图所示：
设外接球的半径为，无论哪种情形，均有，
即，
当且仅当即时等号成立，所以外接球表面积最小值为
故答案为：
【分析】设在面上的射影为，为的中点，则为正的中心，求出，外接球球心落在或它的延长线上，设外接球的半径为，利用勾股定理得到，再利用基本不等式求出的最小值，最后根据球的表面积公式计算可得.
四、解答题
17．（2022高二下·台州期末）已知函数.
（1）求的单调递增区间；
（2）若方程在上有解，求实数的取值范围.
【答案】（1）解：由诱导公式，，令，解得，所以函数单调递增区间.
（2）解：由题意，函数在上有解，
即函数在有交点，
因为，可得，
当时，即时，，
当时，即时，，
当时，即时，，
要使得函数在有交点，
如图所示，则.
【知识点】正弦函数的定义域和值域；正弦函数的单调性；诱导公式
【解析】【分析】（1）利用诱导公式将函数解析式化简，利用正弦函数的增区间求得函数的单调增区间；
（2）将问题转化为 在有交点，结合图像求得结果.
18．（2022高二下·台州期末）已知数列满足.
（1）证明为等比数列，并求的通项公式；
（2）记数列的前项和为，证明.
【答案】（1）证明：因为，
所以，
又，
所以数列是以2为首项，3为公比的等比数列，
则，
所以
（2）证明：由（1）得，
因为，，
所以数列是以为首项，为公比的等比数列，
则，
因为，
所以
【知识点】等比数列的通项公式；数列的求和；数列递推式；数列的极限
【解析】【分析】（1）根据题意推出， 所以数列是以2为首项，3为公比的等比数列， 再根据等比数列得通项公式，即可得解；
（2）由已知推出数列 是以为首项，为公比的等比数列， 再根据等比数列前项和公式即可得出结论.
19．（2022高二下·台州期末）在某地区进行流行病学调查，随机调查了100位某种疾病患者的年龄，得到如下的样本数据的频率分布直方图.
（1）估计该地区这种疾病患者的平均年龄（同一组中的数据用该组区间的中点值作代表）；
（2）根据样本数据，估计65百分位数；
（3）已知该地区这种疾病患者的患病率为0.1%，该地区年龄位于区间的人口占该地区总人口的30%，从该地区任选一人，若此人的年龄位于区间，求此人患这种疾病的概率.（以样本数据中患者的年龄位于各区间的频率作为患者的年龄位于该区间的概率）
【答案】（1）解：该地区这种疾病患者的平均年龄估计为：
（2）解：，
小组中的年龄个数为：，
小组中的年龄的个数为：，
小组中的年龄的个数为：，
小组中中的年龄的个数为：，
小组中中的年龄的个数为：，
因为，，
所以65百分位数估计值为
（3）解：年龄位于区间的概率为：，
此人患这种疾病的概率为：
【知识点】频率分布直方图；众数、中位数、平均数；条件概率与独立事件
【解析】【分析】（1）根据平均数的定义，结合题意进行求解即可；
（2）根据百分位数的定义进行求解即可；
（3）根据条件概率公式进行求解即可.
20．（2022高二下·台州期末）如图所示，四棱锥中，底面是以为中心的菱形，，底面为上一点，且.
（1）求PO的长；
（2）求二面角的余弦值.
【答案】（1）解：如图，连接，，，连接，
是菱形，所以，又底面，
所以以为原点，，，所在直线分别为，，轴，建立空间直角坐标系，
，，，
，，，，
，，
由，，得，
，即，
设， ，
则，，
，，即，解得，（舍去），
．
（2）解：由（1）知，，，
设平面的法向量为，
则，取，得，
设平面的法向量为，
则，取，得，
设二面角的平面角为，由图得为锐角，
则，
二面角的余弦值为．
【知识点】点、线、面间的距离计算；用空间向量求平面间的夹角
【解析】【分析】（1）连接 ，，，连接，依题意可得， 以为原点，，，所在直线分别为，，轴，建立空间直角坐标系，利用向量法能求出.
（2）求出平面的法向量和平面的法向量，利用向量法能求出二面角的余弦值．
21．（2022高二下·台州期末）已知椭圆，已知点，椭圆上有两点，且在线段上，
（1）求的最小值；
（2）若是点关于轴的对称点，连结并延长交直线轴于点，求面积的取值范围.
【答案】（1）解：设，，
则，
所以，
所以当时，取得最小值，
所以的最小值为
（2）解：设，则，
设的方程为，
联立，消得，
，
则有，
直线的方程为，
令，
得
，
所以为定点，
则
，
令，，则，
则，
因为函数在上递增，
所以，
所以，
所以，
即面积的取值范围为
【知识点】两点间的距离公式；直线与圆锥曲线的综合问题
【解析】【分析】（1）设，，利用两点间得距离公式结合二次函数的性质即可得出答案；
（2）设 ， 的方程为，联立，利用韦达定理求出 ，再求出直线的方程，令，求得点的坐标，再根据从而可得出答案.
22．（2022高二下·台州期末）已知函数.
（1）当时，求曲线在点处的切线方程；
（2）证明：当时，有且只有一个零点；
（3）若在区间各恰有一个零点，求的取值范围.
【答案】（1）解：由题意，，，故，又，故曲线在点处的切线方程为，即
（2）证明：由题意，因为，故当时，，当时，，当时，，故当时，有且只有一个零点
（3）解：由（2）可得，，故
设，则
①若，则，在上为减函数，故，故在上为减函数，不满足题意；
②若，
i）当时，，单调递减，且，，故存在使得，故在上单调递增，在上单调递减.又，，且，设，易得，故在单调递增，故，故，故.故在上有一个零点，综上有在区间上有一个零点
ii）当时，，设，则，故为减函数，因为，，故存在使得成立，故在单调递增，在单调递减.又，，故存在使得成立，故在上，单调递减，在上，单调递增.又，故，且，，故，故存在使得，综上有在区间上有一个零点.
综上所述，当时，在区间各恰有一个零点
【知识点】利用导数研究函数的单调性；利用导数研究曲线上某点切线方程；函数零点的判定定理
【解析】【分析】（1）根据导数的几何意义求解即可；
（2）分析在，和时的正负判断即可；
（3）根据（2）可得，又，设，根据时为临界条件，分与两种情况，分别求导分析的单调性，进而得到的正负区间，进而得到的单调区间，同时结合零点存在定理求解即可.
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浙江省台州市八所重点中学2021-2022学年高二下学期数学期末联考试卷
一、单选题
1．（2022高二下·台州期末）若集合，则（ ）
A． B．
C． D．
2．（2022高二下·台州期末）已知，则“”是“”的（ ）
A．充分不必要条件 B．必要不充分条件
C．既不充分也不必要条件 D．充要条件
3．（2022高二下·台州期末）已知复数，则（ ）
A．2 B．3 C． D．
4．（2022高二下·台州期末）如图，在平面四边形中，，且，则等于（ ）
A． B． C． D．
5．（2022高二下·台州期末）为了得到函数的图象，只要把函数图象上所有的点（ ）
A．向右平移个单位长度 B．向左平移个单位长度
C．向左平移个单位长度 D．向右平移个单位长度
6．（2022高二下·台州期末）狄里克雷~）是德国数学家，对数论 数学分析和数学物理有突出贡献，是解析数论的创始人之一.1837年他提出函数是与之间的一种对应关系的现代观点.用其名字命名函数，下列叙述中错误的是（ ）
A．是偶函数 B．
C． D．是周期函数
7．（2022高二下·台州期末）已知是定义在的增函数，设，则的大小关系为（ ）
A． B． C． D．
8．（2022高二下·台州期末）在中，已知为中内一点，满足，则的长为（ ）
A．2 B． C． D．
二、多选题
9．（2022高二下·台州期末）在对树人中学高一某班学生身高的调查中，采用样本量比例分配的分层随机抽样，抽取男生3人，其方差为10，抽取女生6人，其方差为15，则总样本的方差可以为（ ）
A．9 B．14 C．15 D．20
10．（2022高二下·台州期末）在中，内角的对边分别为，下面判断正确的是（ ）
A．若，则中最大的角为
B．若为锐角三角形，则
C．若，则的外接圆面积为
D．若，则为钝角三角形
11．（2022高二下·台州期末）设双曲线的左右焦点分别为，以的实轴为直径的圆记为，过作圆的切线与交于 两点，且，则的离心率可以为（ ）
A． B． C． D．
12．（2022高二下·台州期末）设函数(e为自然对数的底数).若存在使成立，则实数a的取值可以是（ ）
A．0 B．1 C．2 D．3
三、填空题
13．（2018高二上·台州期末）已知直线 : 与 : 垂直，则 ．
14．（2022高二下·台州期末）的展开式中的系数为 .
15．（2022高二下·台州期末）某学校为贯彻“科学防疫”理念，实行“佩戴口罩，不邻而坐”制度（每两个同学不能相邻）.若该学校的教室一排有8个座位，安排3名同学就坐，则不同的安排方法共有 种.（用数字作答）
16．（2022高二下·台州期末）已知正三棱锥侧棱长为，且，底面边长为2，则外接球表面积的最小值为 .
四、解答题
17．（2022高二下·台州期末）已知函数.
（1）求的单调递增区间；
（2）若方程在上有解，求实数的取值范围.
18．（2022高二下·台州期末）已知数列满足.
（1）证明为等比数列，并求的通项公式；
（2）记数列的前项和为，证明.
19．（2022高二下·台州期末）在某地区进行流行病学调查，随机调查了100位某种疾病患者的年龄，得到如下的样本数据的频率分布直方图.
（1）估计该地区这种疾病患者的平均年龄（同一组中的数据用该组区间的中点值作代表）；
（2）根据样本数据，估计65百分位数；
（3）已知该地区这种疾病患者的患病率为0.1%，该地区年龄位于区间的人口占该地区总人口的30%，从该地区任选一人，若此人的年龄位于区间，求此人患这种疾病的概率.（以样本数据中患者的年龄位于各区间的频率作为患者的年龄位于该区间的概率）
20．（2022高二下·台州期末）如图所示，四棱锥中，底面是以为中心的菱形，，底面为上一点，且.
（1）求PO的长；
（2）求二面角的余弦值.
21．（2022高二下·台州期末）已知椭圆，已知点，椭圆上有两点，且在线段上，
（1）求的最小值；
（2）若是点关于轴的对称点，连结并延长交直线轴于点，求面积的取值范围.
22．（2022高二下·台州期末）已知函数.
（1）当时，求曲线在点处的切线方程；
（2）证明：当时，有且只有一个零点；
（3）若在区间各恰有一个零点，求的取值范围.
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】交集及其运算
【解析】【解答】解：，
所以.
故答案为：D.
【分析】求出集合，再根据交集的定义即可得解.
2．【答案】B
【知识点】必要条件、充分条件与充要条件的判断
【解析】【解答】当时，满足，不满足，
所以时，不一定成立，
当时，故.故“”是“”的必要不充分条件
故答案为：B
【分析】根据充分条件和必要条件的定义，结合不等式的求解判断即可.
3．【答案】A
【知识点】复数代数形式的乘除运算；复数求模
【解析】【解答】解：，
所以.
故答案为：A
【分析】根据复数代数形式的除法运算化简复数，再根据复数模的公式计算可得.
4．【答案】A
【知识点】平面向量数量积的运算
【解析】【解答】在中，，，
所以，，
在中，， ，
所以，，
因为为锐角，所以，
所以，
所以
，
所以，
故答案为：A
【分析】由已知条件可求出，，从而可求出，进而利用数量积公式可求出的值.
5．【答案】D
【知识点】函数y=Asin（ωx+φ）的图象变换
【解析】【解答】解：，
则将函数函数图象上所有的点向右平移个单位长度，
即可得到函数的图象.
故答案为：D.
【分析】根据平移变换的原则即可得出答案.
6．【答案】B
【知识点】函数的定义域及其求法；函数奇偶性的判断；函数的周期性
【解析】【解答】由题意，函数，
对于A中，当为有理数，则也为有理数，满足；
当为无理数，则也为无理数，满足，
所以函数为偶函数，所以A正确，不符合题意；
对于B中，例如：当时，则也为无理数，满足；
可得，所以B错误，符合题意；
对于C中，当为有理数，可得，则，
当为无理数，可得，则，
所以，所以C正确，不符合题意.
对于D中，当为有理数，则也为有理数，满足；
当为无理数，则也为无理数，满足，
所以成立，所以D正确，不符合题意；
故答案为：B.
【分析】根据题设中的狄里克雷函数的解析式，分为有理数和无理数，逐项判定，即可求解.
7．【答案】C
【知识点】利用导数研究函数的单调性
【解析】【解答】令，可得，
当时，，单调递增，
又由，所以，即，所以；
令，可得，
当时，，单调递增，
又由，所以，即，所以，
所以，
因为是定义在的增函数，所以，即.
故答案为：C.
【分析】构造函数和，利用导数求得函数的单调性，得到，再结合函数的单调性，即可求解.
8．【答案】C
【知识点】相似三角形的性质
【解析】【解答】解：如图，过点作，分别交，于点，，
显然，即，
设，则，
易知，
显然，故，
又，，故，所以，
结合得：，所以，
故，故．
故答案为：C ．
【分析】如图，过点作，然后利用，，构造出的等量关系，即可求出．
9．【答案】B,C,D
【知识点】极差、方差与标准差
【解析】【解答】解：设和分别表示3名男生和6名女生的身高，男、女生的平均身高分别为、，则总样本的平均数为，
由题知，，
所以，，
所以，
所以总样本的方差
，
故答案为：BCD
【分析】依题意设和分别表示3名男生和6名女生的身高，再根据方差、平均数公式得到总样本的方差，即可取出方差的取值范围，从而得解.
10．【答案】A,C,D
【知识点】正弦定理；余弦定理
【解析】【解答】解：对于A：由余弦定理，
因为，所以，A符合题意；
对于B：因为为锐角三角形，所以，即，
又在上单调递增，所以，B不符合题意；
对于C：设的外接圆的半径为，则，所以，
所以的外接圆的面积为，C符合题意；
对于D：由，所以，即，
所以，所以为钝角，所以为钝角三角形，D符合题意.
故答案为：ACD
【分析】利用余弦定理判断A，由锐角三角形可得，再由正弦函数的性质判断B，由正弦定理求出外接圆的半径，即可判断C，利用正弦定理将角化边，再由余弦定理判断即可.
11．【答案】B,D
【知识点】双曲线的简单性质
【解析】【解答】当直线与双曲线交于两支时，设过的切线与圆相切于点，则
，
因为，所以，
过点作于点，
所以∥，
因为为的中点，
所以，，
因为，为锐角，
所以，
所以，
所以，
所以，
因为，
所以，化简得，
所以，
所以离心率为，
当直线与双曲线交于一支时，记切点为，连接，则，
过作于，则，
所以，
因为，所以为锐角，
所以，
所以，，
所以，
所以，化简得，
所以，
所以离心率为，
综上，双曲线的离心率为或，
故答案为：BD
【分析】当直线与双曲线交于两支时，设过的切线与圆相切于点，从而可求得，过点作于点，由中位线的性质求得，，在中，可求得，，利用双曲线的定义可得的关系，再由离心率公式求解即可，当直线与双曲线交于同一支时，同理可求得离心率.
12．【答案】B,C
【知识点】函数的值域；利用导数研究函数的单调性
【解析】【解答】易知在定义域内单调递增，若，则，若，则.
故存在使成立，则，即在上有解.
故，
设，则，令，
在上单减，在上单增，
故即，在上单增，又，故.
故答案为：BC.
【分析】由得到，构造函数，求导确定值域，即可求得数a的取值范围.
13．【答案】1
【知识点】直线的一般式方程与直线的垂直关系
【解析】【解答】 直线 : 与直线 : ， 直线 ， 直线 : 的斜率存在， ，且 直线 : 与直线 : 垂直， ，解得 ，
故答案为 .
【分析】由直线垂直关系得到一般式方程中系数的关系式,求a的值.
14．【答案】-3
【知识点】二项式定理
【解析】【解答】解：展开式中，可以由的一次项与的四次项相乘，
的二次项与的三次项相乘，
的三次项与的二次项相乘得到，
所以的展开式中，的系数为．
故答案为：-3．
【分析】根据二项式定理分析展开式中系数情况，计算可得答案．
15．【答案】120
【知识点】排列及排列数公式
【解析】【解答】由题意可得5个空位可产生6个空，则这3 名同学可插空就坐，
所以共有种不同的安排方法，
故答案为：120
【分析】由题意可得5个空位可产生6个空，然后利用插空法求解即可.
16．【答案】
【知识点】球的体积和表面积
【解析】【解答】解：设在面上的射影为，为的中点，则为正的中心，所以，，
考虑，则外接球球心落在或它的延长线上，如图所示：
设外接球的半径为，无论哪种情形，均有，
即，
当且仅当即时等号成立，所以外接球表面积最小值为
故答案为：
【分析】设在面上的射影为，为的中点，则为正的中心，求出，外接球球心落在或它的延长线上，设外接球的半径为，利用勾股定理得到，再利用基本不等式求出的最小值，最后根据球的表面积公式计算可得.
17．【答案】（1）解：由诱导公式，，令，解得，所以函数单调递增区间.
（2）解：由题意，函数在上有解，
即函数在有交点，
因为，可得，
当时，即时，，
当时，即时，，
当时，即时，，
要使得函数在有交点，
如图所示，则.
【知识点】正弦函数的定义域和值域；正弦函数的单调性；诱导公式
【解析】【分析】（1）利用诱导公式将函数解析式化简，利用正弦函数的增区间求得函数的单调增区间；
（2）将问题转化为 在有交点，结合图像求得结果.
18．【答案】（1）证明：因为，
所以，
又，
所以数列是以2为首项，3为公比的等比数列，
则，
所以
（2）证明：由（1）得，
因为，，
所以数列是以为首项，为公比的等比数列，
则，
因为，
所以
【知识点】等比数列的通项公式；数列的求和；数列递推式；数列的极限
【解析】【分析】（1）根据题意推出， 所以数列是以2为首项，3为公比的等比数列， 再根据等比数列得通项公式，即可得解；
（2）由已知推出数列 是以为首项，为公比的等比数列， 再根据等比数列前项和公式即可得出结论.
19．【答案】（1）解：该地区这种疾病患者的平均年龄估计为：
（2）解：，
小组中的年龄个数为：，
小组中的年龄的个数为：，
小组中的年龄的个数为：，
小组中中的年龄的个数为：，
小组中中的年龄的个数为：，
因为，，
所以65百分位数估计值为
（3）解：年龄位于区间的概率为：，
此人患这种疾病的概率为：
【知识点】频率分布直方图；众数、中位数、平均数；条件概率与独立事件
【解析】【分析】（1）根据平均数的定义，结合题意进行求解即可；
（2）根据百分位数的定义进行求解即可；
（3）根据条件概率公式进行求解即可.
20．【答案】（1）解：如图，连接，，，连接，
是菱形，所以，又底面，
所以以为原点，，，所在直线分别为，，轴，建立空间直角坐标系，
，，，
，，，，
，，
由，，得，
，即，
设， ，
则，，
，，即，解得，（舍去），
．
（2）解：由（1）知，，，
设平面的法向量为，
则，取，得，
设平面的法向量为，
则，取，得，
设二面角的平面角为，由图得为锐角，
则，
二面角的余弦值为．
【知识点】点、线、面间的距离计算；用空间向量求平面间的夹角
【解析】【分析】（1）连接 ，，，连接，依题意可得， 以为原点，，，所在直线分别为，，轴，建立空间直角坐标系，利用向量法能求出.
（2）求出平面的法向量和平面的法向量，利用向量法能求出二面角的余弦值．
21．【答案】（1）解：设，，
则，
所以，
所以当时，取得最小值，
所以的最小值为
（2）解：设，则，
设的方程为，
联立，消得，
，
则有，
直线的方程为，
令，
得
，
所以为定点，
则
，
令，，则，
则，
因为函数在上递增，
所以，
所以，
所以，
即面积的取值范围为
【知识点】两点间的距离公式；直线与圆锥曲线的综合问题
【解析】【分析】（1）设，，利用两点间得距离公式结合二次函数的性质即可得出答案；
（2）设 ， 的方程为，联立，利用韦达定理求出 ，再求出直线的方程，令，求得点的坐标，再根据从而可得出答案.
22．【答案】（1）解：由题意，，，故，又，故曲线在点处的切线方程为，即
（2）证明：由题意，因为，故当时，，当时，，当时，，故当时，有且只有一个零点
（3）解：由（2）可得，，故
设，则
①若，则，在上为减函数，故，故在上为减函数，不满足题意；
②若，
i）当时，，单调递减，且，，故存在使得，故在上单调递增，在上单调递减.又，，且，设，易得，故在单调递增，故，故，故.故在上有一个零点，综上有在区间上有一个零点
ii）当时，，设，则，故为减函数，因为，，故存在使得成立，故在单调递增，在单调递减.又，，故存在使得成立，故在上，单调递减，在上，单调递增.又，故，且，，故，故存在使得，综上有在区间上有一个零点.
综上所述，当时，在区间各恰有一个零点
【知识点】利用导数研究函数的单调性；利用导数研究曲线上某点切线方程；函数零点的判定定理
【解析】【分析】（1）根据导数的几何意义求解即可；
（2）分析在，和时的正负判断即可；
（3）根据（2）可得，又，设，根据时为临界条件，分与两种情况，分别求导分析的单调性，进而得到的正负区间，进而得到的单调区间，同时结合零点存在定理求解即可.
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