广东省部分学校2023届高三上学期数学入学摸底联考试卷
一、单选题
1.(2022高三上·广东开学考)已知集合,则( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】交集及其运算;补集及其运算
【解析】【解答】因为,所以,
所以.
故答案为:B.
【分析】 先根据补集概念求出,再由交集定义即可求出答案.
2.(2022高三上·广东开学考)已知命题:,,则为( )
A., B.,
C., D.,
【答案】B
【知识点】命题的否定
【解析】【解答】因为命题:,,
所以:,,A,C,D不符合题意.
故答案为:B.
【分析】 根据含有量词的命题的否定即可得到答案.
3.(2022高三上·广东开学考)已知某质点从平面直角坐标系中的初始位置点,沿以为圆心,4为半径的圆周按逆时针方向匀速运动到点,设在轴上的射影为,则点的坐标为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【知识点】任意角三角函数的定义
【解析】【解答】由三角函数的定义得,点的坐标为.
故答案为:C.
【分析】根据已知条件,结合三角函数的定义,再结合投影的定义,即可求解出答案.
4.(2022高三上·广东开学考)在中国古代,人们用圭表测量日影长度来确定节气,一年之中日影最长的一天被定为冬至.从冬至算起,依次有冬至、小寒、大寒、立春、雨水、惊蛰、春分、清明、谷雨、立夏、小满、芒种这十二个节气,其日影长依次成等差数列,若冬至、立春、春分日影长之和为31.5尺,小寒、雨水,清明日影长之和为28.5尺,则大寒、惊蛰、谷雨日影长之和为( )
A.25.5尺 B.34.5尺 C.37.5尺 D.96尺
【答案】A
【知识点】等差数列的性质
【解析】【解答】设从冬至日起,小寒、大寒、立春、雨水、惊蛰、春分、清明、谷雨、立夏、小满、芒种这十二个节气其日影长依次成等差数列{},如冬至日的日影长为尺,设公差为尺.
由题可知,所以,
,
,
,
故答案为:A.
【分析】由题意知,十二个节气其日影长依次成等差数列,设冬至日的日影长为a1尺,公差为d尺,利用等差数列的通项公式,求出d,即可求出a1 ,由此能求出答案.
5.(2022高三上·广东开学考)已知椭圆:的左、右焦点分别为、,若上存在无数个点,满足:,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】椭圆的简单性质
【解析】【解答】设椭圆的半焦距为,因为上存在无数个点满足:,
所以以为直径的圆与椭圆有4个交点,
所以,所以,所以.
故答案为:D
【分析】 若椭圆C上存在无数个点P,满足,则以为直径的圆与椭圆有4个交点,即c>b,又,即可得出答案.
6.(2022高三上·广东开学考)在中,已知,,与交于,则( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【知识点】平面向量的线性运算
【解析】【解答】如图,过作直线交于,因为,
所以,因为,所以设,则,
所以,因为,所以,
所以.
故答案为:C.
【分析】由平面向量的线性运算可得,因为点O、B、F三点共线,求出的值,从而求出答案.
7.(2022高三上·广东开学考)若,,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】对数函数的单调性与特殊点;利用导数研究函数的单调性
【解析】【解答】因为,所以,即,
令,所以,
所以在上单调递增,所以,
所以,所以.
故答案为:C.
【分析】根据三角函数的单调性可得a=sin4<0,利用对数运算性质与基本不等式可得c与d的大小关系,利用指数与对数的运算性质及其单调性,通过比较b, c与的大小关系,即可得出答案.
8.(2022高三上·广东开学考)一个电路如图所示,,,,,,,为7个开关,其闭合的概率均为,且是相互独立的,则灯亮的概率是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】相互独立事件的概率乘法公式
【解析】【解答】电路由上到下有3个分支并联,开关所在的分支不通的概率为,
开关所在的分支不通的概率为,
开关,,所在的分支不通的概率为,
所以灯亮的概率是.
故答案为:A.
【分析】 利用相互独立事件的概率乘法公式可求解出答案.
二、多选题
9.(2022高三上·广东开学考)若复数z满足:,则( )
A.z的实部为3
B.z的虚部为1
C.
D.z在复平面上对应的点位于第一象限
【答案】A,B,D
【知识点】复数在复平面中的表示;复数代数形式的乘除运算;复数的模
【解析】【解答】设,因为,所以,所以,所以,,所以,,所以,所以z的实部为3,虚部为1,A,B符合题意;,C不正确;z在复平面上对应的点位于第一象限,D符合题意.
故答案为:ABD.
【分析】 根据已知条件,结合共轭复数的定义,以及复数的运算法则,求出z,逐项进行判断,可得答案.
10.(2022高三上·广东开学考)若直线与圆:交于,两个不同的点,且,则的值为( )
A.0 B.5 C.6 D.-6
【答案】A,D
【知识点】直线与圆相交的性质
【解析】【解答】圆的半径为3,设圆心到直线的距离为,
则,因为,所以,
所以,解得:或.
故答案为:AD.
【分析】根据题意求出圆心C到到直线x-y+m=0的距离,列方程即可求得m的值.
11.(2022高三上·广东开学考)已知,,则( )
A. B.
C. D.
【答案】A,D
【知识点】对数的性质与运算法则;基本不等式
【解析】【解答】因为,,所以,A:因为,所以,
当且仅当时等号成立,故正确;
B:因为,
当且仅当时等号成立,故不正确;
C:因为,
所以,当且仅当时等号成立,故不正确;
D:,令,则,
令,所以,所以
在上单调递增,所以,所以,D符合题意.
故答案为:AD.
【分析】由基本不等式可判断A、B、C;,
令,则,令,再利用导数求出y的最小值即可判断D.
12.(2022高三上·广东开学考)在四棱锥中,已知,,,则( )
A.四边形内接于一个圆
B.四棱锥的体积为
C.四棱锥外接球的球心在四棱锥的内部
D.四棱锥外接球的半径为
【答案】A,D
【知识点】棱柱、棱锥、棱台的体积;球的体积和表面积
【解析】【解答】A:由已知得三角形为正三角形,又,,所以,,
故,
所以A、B、C、D四点共圆,A符合题意;
B:由上得、、、四点共圆,设圆心为,,且,
所以,设点在平面的投影为,
因为,所以,
即为四边形的外接圆的圆心,所以,重合,
所以平面,,
四边形的面积,
所以四棱锥的体积为,B不正确;
C:设四棱锥外接球的球心为,因为平面,
且,所以球心在上,设,
所以,所以,
解得:,
所以球心在的延长线上,
所以四棱锥外接球的球心在四棱锥的外部,故不正确;
D:四棱锥外接球的半径为,所以D符合题意.
故答案为:AD.
【分析】 根据得三角形为正三角形,进而可得A、B、C、D四点共圆,可判断A;由已知得为四边形的外接圆的圆心,所以,重合,证得平面,进而求出四棱锥的体积可判断B;利用勾股定理得到球心在的延长线上,四棱锥外接球的球心在四棱锥的外部,可判断C;求出四棱锥外接球的半径,可判断D.
三、填空题
13.(2022高三上·广东开学考)的值为 .
【答案】
【知识点】二倍角的余弦公式;诱导公式
【解析】【解答】由题意,,
故答案为:.
【分析】 由诱导公式,结合二倍角的余弦公式求解,可得答案.
14.(2022高三上·广东开学考)已知函数是奇函数,且最小正周期为,则 (写出符合的一个答案即可).
【答案】f(x)=sin4x(答案不唯一)
【知识点】函数的奇偶性;函数的周期性
【解析】【解答】根据是奇函数,且最小正周期为,可写出f(x)=sin4x,满足题意.
故答案为:f(x)=sin4x(答案不唯一).
【分析】 由题意可得函数为三角函数,写出满足条件的函数即可.
15.(2022高三上·广东开学考)“全员检测,阻断清零”的新冠防疫政策,使得我国成为全球最安全的国家.现某处需要三组全民核酸检测人员,其中有3名医生和6名社会志愿者组成,每组人员由1名医生和2名志愿者组成.根据需要,志愿者甲与乙要分配在同一组,则这9名检测人员分组方法种数为 .
【答案】18
【知识点】简单计数与排列组合
【解析】【解答】志愿者分组情况有种,搭配3名医生有种.
故答案为:18.
【分析】 先把除甲乙两人的4名志愿者分成两组,再搭配3名医生,用分步乘法原理计算可得答案.
16.(2022高三上·广东开学考)已知函数的图象与函数的图象关于直线对称,将函数图象右移2个单位,下移2个单位得到函数的图象,若,分别为函数,图象上的两个动点,则这两点间距离的最小值为 .
【答案】
【知识点】函数的图象与图象变化;平面内点到直线的距离公式
【解析】【解答】由已知得,将,图象的对称轴右移1个单位再下移1个单位,
即得到函数,图象的对称轴为直线即,
所以,两点之间距离的最小值等于到直线距离最小值的2倍,
,故函数的图象在点处的切线斜率为,
令,得,,
所以到直线距离的最小值为,
所以这两点之间距离的最小值为.
故答案为:.
【分析】 根据平移,P, Q两点间距离的最小值等于P到直线y=x-2距离的2倍,然后根据导数的几何意义可求出答案.
四、解答题
17.(2022高三上·广东开学考)已知数列满足,,.
(1)求数列的通项公式;
(2)求数列的前项的和.
【答案】(1)解:当为奇数时,,
所以所有奇数项构成以为首项,公差为-1的等差数列,
所以,
当为偶数时,,所以所有偶数项构成以为首项,公比为3的等比数列,所以,所以
(2)解:
【知识点】等差数列的通项公式;数列的求和
【解析】【分析】(1)根据递推关系式,分n为奇数和偶数分别求解出数列的通项公式;
(2)分组求和即可求出数列的前项的和.
18.(2022高三上·广东开学考)随着人们生活水平的提高,国家倡导绿色安全消费,菜篮子工程从数量保障型转向质量效益型.为了测试甲、乙两种不同有机肥料的使用效果,某科研单位用西红柿做了对比实验,分别在两片实验区各摘取100个,对其质量的某项指标值进行检测,质量指数值达到35及以上的为“质量优等”,由测量结果绘成如下频率分布直方图.其中质量指数值分组区间是:,,,,.
附:.
0.100 0.050 0.010 0.005 0.001
2.706 3.841 6.635 7.879 10.828
(1)请根据题中信息完成下面的列联表,并判断是否有99.9%的把握认为“质量优等”与使用不同的肥料有关;
甲有机肥料 乙有机肥料 合计
质量优等
质量非优等
合计
(2)在摘取的用乙种有机肥料的西红柿中,从“质量优等”中随机选取2个,记区间中含有的个数为,求的分布列及数学期望.
【答案】(1)解:由题意可得列联表为:
甲有机肥料 乙有机肥料 合计
质量优等 60 30 90
质量非优等 40 70 110
合计 100 100 200
则.
所以有99.9%的把握认为“质量优等”与使用不同的肥料有关.
(2)解:由频率分布直方图可得“质量优等”有30个,区间中含有10个,
随机变量的可能取值有0,1,2,
,,,
随机变量的分布列如下:
0 1 2
.
【知识点】频率分布直方图;独立性检验的基本思想;离散型随机变量及其分布列;离散型随机变量的期望与方差
【解析】【分析】(1)根据已知条件,结合独立性检验公式,即可求解出结论;
(2)由频率分布直方图可得“质量优等”有30个,区间[40, 45]中含有10个,随机变量X的可能取值有0, 1, 2,分别求出对应的概率,再结合期望公式,即可求解出 的分布列及数学期望.
19.(2022高三上·广东开学考)在中,角,,的对边分别为,,,.
(1)求的大小;
(2)若,的面积为,求的周长.
【答案】(1)解:因为,
所以,
所以,
所以,
因为,
因为,
所以,
所以,所以,
因为,所以.
(2)解:因为的面积为,所以,
因为,所以,
因为,所以,
在中,由余弦定理得,
,
所以的周长为.
【知识点】两角和与差的正弦公式;余弦定理
【解析】【分析】(1)由两角和的正弦函数公式化简已知等式可得 , 由 , 可求出 , 结合范围 ,可求出 的大小;
(2)利用三角形的面积公式可求出 , 进而根据余弦定理可得b,即可计算得△ABC的周长.
20.(2022高三上·广东开学考)如图,在长方体中,,.若平面与棱,分别交于,,且,,分别为棱,上的点,且.
(1)求证:平面平面;
(2)求平面与平面所成的夹角的余弦值的最小值.
【答案】(1)证明:因为为长方体,所以平面,
又平面,,
,,
又,
,即,
所以,即,
又,,平面,
平面,
平面,
平面平面;
(2)解:以点为坐标原点,射线,,分别为轴,轴,轴,
,平面,且平面平面,
,,四边形为平行四边形,
,
,,,
所以,,,,,
,,
设平面的法向量为,
则,令,则,且,
又由(1)得平面的法向量为,
设平面与平面所成角为,
则,
设,则,,
即,
所以当,即,时,取得最小值为.
【知识点】平面与平面垂直的判定;用空间向量研究二面角
【解析】【分析】(1)推导出 ,平面, 由此能证明出平面平面;
(2) 以点为坐标原点,射线,,分别为轴,轴,轴, 求出平面的法向量和平面的法向量,利用向量法求出平面与平面所成的夹角的余弦值的最小值.
21.(2022高三上·广东开学考)设函数,.
(1)当时,求函数的导函数的值域;
(2)如果恒成立,求实数的最大值.
【答案】(1)解:,当时,,
令,所以,
所以在单调递减,
所以,
所以的值域为.
(2)解:方法一:
若,恒成立,首先,,所以,
当时,因为,所以,
所以函数在时单调递增,所以,
当时,令,
所以,
所以在上单调递减,
所以,
因为,所以,
所以在存在一个零点,
当时,,所以单调递减,
所以,
即不恒成立.
综上:所以.则实数的最大值为-1.
方法二:
,,
,且恒成立,则.
∴,∴,
现证明当,原不等式恒成立,
,
,
∴,
即在单调递增,∴成立,
,原式成立.
∴,∴.
【知识点】利用导数研究函数的单调性;利用导数研究函数最大(小)值
【解析】【分析】 (1)先求导,代入 ,得到研究对象 , 利用导数求最值的方法即求得导函数的值域;
(2)方法一:由f(x)≤0恒成立易得a≤0,再对a≤-1与-1
方法二:先由f(-)≥0得到a≤-1,再证明当a≤- 1,原不等式恒成立即可解得a的最大值为-1.
22.(2022高三上·广东开学考)设直线与双曲线:的两条渐近线分别交于,两点,且三角形的面积为.
(1)求的值;
(2)已知直线与轴不垂直且斜率不为0,与交于两个不同的点,,关于轴的对称点为,为的右焦点,若,,三点共线,证明:直线经过轴上的一个定点.
【答案】(1)解:双曲线:的渐近线方程为,
不妨设,
因为三角形的面积为,所以,
所以,又,所以.
(2)证明:双曲线的方程为:,所以右焦点的坐标为,
若直线与轴交于点,故可设直线的方程为,
设,,则,
联立,得,
且,
化简得且,
所以,,
因为直线的斜率存在,所以直线的斜率也存在,
因为,,三点共线,所以,
即,即,
所以,
因为,所以,
所以,
所以,
化简得,所以经过轴上的定点.
【知识点】直线与圆锥曲线的综合问题
【解析】【分析】(1)求出双曲线的渐近线方程,结合△OAB的面积列关于m的方程,即可求得 的值;
(2)双曲线C的方程为 ,求得右焦点F的坐标为(2, 0),设 直线与轴交于点,故可设直线的方程为, 联立直线方程与双曲线方程,利用根与系数的关系结合M',F,N三点共线,可得 , 即 , 整理后代入根与系数的关系即可求得p值,可得MN经过x轴上的定点.
1 / 1广东省部分学校2023届高三上学期数学入学摸底联考试卷
一、单选题
1.(2022高三上·广东开学考)已知集合,则( )
A. B.
C. D.
2.(2022高三上·广东开学考)已知命题:,,则为( )
A., B.,
C., D.,
3.(2022高三上·广东开学考)已知某质点从平面直角坐标系中的初始位置点,沿以为圆心,4为半径的圆周按逆时针方向匀速运动到点,设在轴上的射影为,则点的坐标为( )
A. B.
C. D.
4.(2022高三上·广东开学考)在中国古代,人们用圭表测量日影长度来确定节气,一年之中日影最长的一天被定为冬至.从冬至算起,依次有冬至、小寒、大寒、立春、雨水、惊蛰、春分、清明、谷雨、立夏、小满、芒种这十二个节气,其日影长依次成等差数列,若冬至、立春、春分日影长之和为31.5尺,小寒、雨水,清明日影长之和为28.5尺,则大寒、惊蛰、谷雨日影长之和为( )
A.25.5尺 B.34.5尺 C.37.5尺 D.96尺
5.(2022高三上·广东开学考)已知椭圆:的左、右焦点分别为、,若上存在无数个点,满足:,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
6.(2022高三上·广东开学考)在中,已知,,与交于,则( )
A. B.
C. D.
7.(2022高三上·广东开学考)若,,,,则( )
A. B. C. D.
8.(2022高三上·广东开学考)一个电路如图所示,,,,,,,为7个开关,其闭合的概率均为,且是相互独立的,则灯亮的概率是( )
A. B. C. D.
二、多选题
9.(2022高三上·广东开学考)若复数z满足:,则( )
A.z的实部为3
B.z的虚部为1
C.
D.z在复平面上对应的点位于第一象限
10.(2022高三上·广东开学考)若直线与圆:交于,两个不同的点,且,则的值为( )
A.0 B.5 C.6 D.-6
11.(2022高三上·广东开学考)已知,,则( )
A. B.
C. D.
12.(2022高三上·广东开学考)在四棱锥中,已知,,,则( )
A.四边形内接于一个圆
B.四棱锥的体积为
C.四棱锥外接球的球心在四棱锥的内部
D.四棱锥外接球的半径为
三、填空题
13.(2022高三上·广东开学考)的值为 .
14.(2022高三上·广东开学考)已知函数是奇函数,且最小正周期为,则 (写出符合的一个答案即可).
15.(2022高三上·广东开学考)“全员检测,阻断清零”的新冠防疫政策,使得我国成为全球最安全的国家.现某处需要三组全民核酸检测人员,其中有3名医生和6名社会志愿者组成,每组人员由1名医生和2名志愿者组成.根据需要,志愿者甲与乙要分配在同一组,则这9名检测人员分组方法种数为 .
16.(2022高三上·广东开学考)已知函数的图象与函数的图象关于直线对称,将函数图象右移2个单位,下移2个单位得到函数的图象,若,分别为函数,图象上的两个动点,则这两点间距离的最小值为 .
四、解答题
17.(2022高三上·广东开学考)已知数列满足,,.
(1)求数列的通项公式;
(2)求数列的前项的和.
18.(2022高三上·广东开学考)随着人们生活水平的提高,国家倡导绿色安全消费,菜篮子工程从数量保障型转向质量效益型.为了测试甲、乙两种不同有机肥料的使用效果,某科研单位用西红柿做了对比实验,分别在两片实验区各摘取100个,对其质量的某项指标值进行检测,质量指数值达到35及以上的为“质量优等”,由测量结果绘成如下频率分布直方图.其中质量指数值分组区间是:,,,,.
附:.
0.100 0.050 0.010 0.005 0.001
2.706 3.841 6.635 7.879 10.828
(1)请根据题中信息完成下面的列联表,并判断是否有99.9%的把握认为“质量优等”与使用不同的肥料有关;
甲有机肥料 乙有机肥料 合计
质量优等
质量非优等
合计
(2)在摘取的用乙种有机肥料的西红柿中,从“质量优等”中随机选取2个,记区间中含有的个数为,求的分布列及数学期望.
19.(2022高三上·广东开学考)在中,角,,的对边分别为,,,.
(1)求的大小;
(2)若,的面积为,求的周长.
20.(2022高三上·广东开学考)如图,在长方体中,,.若平面与棱,分别交于,,且,,分别为棱,上的点,且.
(1)求证:平面平面;
(2)求平面与平面所成的夹角的余弦值的最小值.
21.(2022高三上·广东开学考)设函数,.
(1)当时,求函数的导函数的值域;
(2)如果恒成立,求实数的最大值.
22.(2022高三上·广东开学考)设直线与双曲线:的两条渐近线分别交于,两点,且三角形的面积为.
(1)求的值;
(2)已知直线与轴不垂直且斜率不为0,与交于两个不同的点,,关于轴的对称点为,为的右焦点,若,,三点共线,证明:直线经过轴上的一个定点.
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】交集及其运算;补集及其运算
【解析】【解答】因为,所以,
所以.
故答案为:B.
【分析】 先根据补集概念求出,再由交集定义即可求出答案.
2.【答案】B
【知识点】命题的否定
【解析】【解答】因为命题:,,
所以:,,A,C,D不符合题意.
故答案为:B.
【分析】 根据含有量词的命题的否定即可得到答案.
3.【答案】C
【知识点】任意角三角函数的定义
【解析】【解答】由三角函数的定义得,点的坐标为.
故答案为:C.
【分析】根据已知条件,结合三角函数的定义,再结合投影的定义,即可求解出答案.
4.【答案】A
【知识点】等差数列的性质
【解析】【解答】设从冬至日起,小寒、大寒、立春、雨水、惊蛰、春分、清明、谷雨、立夏、小满、芒种这十二个节气其日影长依次成等差数列{},如冬至日的日影长为尺,设公差为尺.
由题可知,所以,
,
,
,
故答案为:A.
【分析】由题意知,十二个节气其日影长依次成等差数列,设冬至日的日影长为a1尺,公差为d尺,利用等差数列的通项公式,求出d,即可求出a1 ,由此能求出答案.
5.【答案】D
【知识点】椭圆的简单性质
【解析】【解答】设椭圆的半焦距为,因为上存在无数个点满足:,
所以以为直径的圆与椭圆有4个交点,
所以,所以,所以.
故答案为:D
【分析】 若椭圆C上存在无数个点P,满足,则以为直径的圆与椭圆有4个交点,即c>b,又,即可得出答案.
6.【答案】C
【知识点】平面向量的线性运算
【解析】【解答】如图,过作直线交于,因为,
所以,因为,所以设,则,
所以,因为,所以,
所以.
故答案为:C.
【分析】由平面向量的线性运算可得,因为点O、B、F三点共线,求出的值,从而求出答案.
7.【答案】C
【知识点】对数函数的单调性与特殊点;利用导数研究函数的单调性
【解析】【解答】因为,所以,即,
令,所以,
所以在上单调递增,所以,
所以,所以.
故答案为:C.
【分析】根据三角函数的单调性可得a=sin4<0,利用对数运算性质与基本不等式可得c与d的大小关系,利用指数与对数的运算性质及其单调性,通过比较b, c与的大小关系,即可得出答案.
8.【答案】A
【知识点】相互独立事件的概率乘法公式
【解析】【解答】电路由上到下有3个分支并联,开关所在的分支不通的概率为,
开关所在的分支不通的概率为,
开关,,所在的分支不通的概率为,
所以灯亮的概率是.
故答案为:A.
【分析】 利用相互独立事件的概率乘法公式可求解出答案.
9.【答案】A,B,D
【知识点】复数在复平面中的表示;复数代数形式的乘除运算;复数的模
【解析】【解答】设,因为,所以,所以,所以,,所以,,所以,所以z的实部为3,虚部为1,A,B符合题意;,C不正确;z在复平面上对应的点位于第一象限,D符合题意.
故答案为:ABD.
【分析】 根据已知条件,结合共轭复数的定义,以及复数的运算法则,求出z,逐项进行判断,可得答案.
10.【答案】A,D
【知识点】直线与圆相交的性质
【解析】【解答】圆的半径为3,设圆心到直线的距离为,
则,因为,所以,
所以,解得:或.
故答案为:AD.
【分析】根据题意求出圆心C到到直线x-y+m=0的距离,列方程即可求得m的值.
11.【答案】A,D
【知识点】对数的性质与运算法则;基本不等式
【解析】【解答】因为,,所以,A:因为,所以,
当且仅当时等号成立,故正确;
B:因为,
当且仅当时等号成立,故不正确;
C:因为,
所以,当且仅当时等号成立,故不正确;
D:,令,则,
令,所以,所以
在上单调递增,所以,所以,D符合题意.
故答案为:AD.
【分析】由基本不等式可判断A、B、C;,
令,则,令,再利用导数求出y的最小值即可判断D.
12.【答案】A,D
【知识点】棱柱、棱锥、棱台的体积;球的体积和表面积
【解析】【解答】A:由已知得三角形为正三角形,又,,所以,,
故,
所以A、B、C、D四点共圆,A符合题意;
B:由上得、、、四点共圆,设圆心为,,且,
所以,设点在平面的投影为,
因为,所以,
即为四边形的外接圆的圆心,所以,重合,
所以平面,,
四边形的面积,
所以四棱锥的体积为,B不正确;
C:设四棱锥外接球的球心为,因为平面,
且,所以球心在上,设,
所以,所以,
解得:,
所以球心在的延长线上,
所以四棱锥外接球的球心在四棱锥的外部,故不正确;
D:四棱锥外接球的半径为,所以D符合题意.
故答案为:AD.
【分析】 根据得三角形为正三角形,进而可得A、B、C、D四点共圆,可判断A;由已知得为四边形的外接圆的圆心,所以,重合,证得平面,进而求出四棱锥的体积可判断B;利用勾股定理得到球心在的延长线上,四棱锥外接球的球心在四棱锥的外部,可判断C;求出四棱锥外接球的半径,可判断D.
13.【答案】
【知识点】二倍角的余弦公式;诱导公式
【解析】【解答】由题意,,
故答案为:.
【分析】 由诱导公式,结合二倍角的余弦公式求解,可得答案.
14.【答案】f(x)=sin4x(答案不唯一)
【知识点】函数的奇偶性;函数的周期性
【解析】【解答】根据是奇函数,且最小正周期为,可写出f(x)=sin4x,满足题意.
故答案为:f(x)=sin4x(答案不唯一).
【分析】 由题意可得函数为三角函数,写出满足条件的函数即可.
15.【答案】18
【知识点】简单计数与排列组合
【解析】【解答】志愿者分组情况有种,搭配3名医生有种.
故答案为:18.
【分析】 先把除甲乙两人的4名志愿者分成两组,再搭配3名医生,用分步乘法原理计算可得答案.
16.【答案】
【知识点】函数的图象与图象变化;平面内点到直线的距离公式
【解析】【解答】由已知得,将,图象的对称轴右移1个单位再下移1个单位,
即得到函数,图象的对称轴为直线即,
所以,两点之间距离的最小值等于到直线距离最小值的2倍,
,故函数的图象在点处的切线斜率为,
令,得,,
所以到直线距离的最小值为,
所以这两点之间距离的最小值为.
故答案为:.
【分析】 根据平移,P, Q两点间距离的最小值等于P到直线y=x-2距离的2倍,然后根据导数的几何意义可求出答案.
17.【答案】(1)解:当为奇数时,,
所以所有奇数项构成以为首项,公差为-1的等差数列,
所以,
当为偶数时,,所以所有偶数项构成以为首项,公比为3的等比数列,所以,所以
(2)解:
【知识点】等差数列的通项公式;数列的求和
【解析】【分析】(1)根据递推关系式,分n为奇数和偶数分别求解出数列的通项公式;
(2)分组求和即可求出数列的前项的和.
18.【答案】(1)解:由题意可得列联表为:
甲有机肥料 乙有机肥料 合计
质量优等 60 30 90
质量非优等 40 70 110
合计 100 100 200
则.
所以有99.9%的把握认为“质量优等”与使用不同的肥料有关.
(2)解:由频率分布直方图可得“质量优等”有30个,区间中含有10个,
随机变量的可能取值有0,1,2,
,,,
随机变量的分布列如下:
0 1 2
.
【知识点】频率分布直方图;独立性检验的基本思想;离散型随机变量及其分布列;离散型随机变量的期望与方差
【解析】【分析】(1)根据已知条件,结合独立性检验公式,即可求解出结论;
(2)由频率分布直方图可得“质量优等”有30个,区间[40, 45]中含有10个,随机变量X的可能取值有0, 1, 2,分别求出对应的概率,再结合期望公式,即可求解出 的分布列及数学期望.
19.【答案】(1)解:因为,
所以,
所以,
所以,
因为,
因为,
所以,
所以,所以,
因为,所以.
(2)解:因为的面积为,所以,
因为,所以,
因为,所以,
在中,由余弦定理得,
,
所以的周长为.
【知识点】两角和与差的正弦公式;余弦定理
【解析】【分析】(1)由两角和的正弦函数公式化简已知等式可得 , 由 , 可求出 , 结合范围 ,可求出 的大小;
(2)利用三角形的面积公式可求出 , 进而根据余弦定理可得b,即可计算得△ABC的周长.
20.【答案】(1)证明:因为为长方体,所以平面,
又平面,,
,,
又,
,即,
所以,即,
又,,平面,
平面,
平面,
平面平面;
(2)解:以点为坐标原点,射线,,分别为轴,轴,轴,
,平面,且平面平面,
,,四边形为平行四边形,
,
,,,
所以,,,,,
,,
设平面的法向量为,
则,令,则,且,
又由(1)得平面的法向量为,
设平面与平面所成角为,
则,
设,则,,
即,
所以当,即,时,取得最小值为.
【知识点】平面与平面垂直的判定;用空间向量研究二面角
【解析】【分析】(1)推导出 ,平面, 由此能证明出平面平面;
(2) 以点为坐标原点,射线,,分别为轴,轴,轴, 求出平面的法向量和平面的法向量,利用向量法求出平面与平面所成的夹角的余弦值的最小值.
21.【答案】(1)解:,当时,,
令,所以,
所以在单调递减,
所以,
所以的值域为.
(2)解:方法一:
若,恒成立,首先,,所以,
当时,因为,所以,
所以函数在时单调递增,所以,
当时,令,
所以,
所以在上单调递减,
所以,
因为,所以,
所以在存在一个零点,
当时,,所以单调递减,
所以,
即不恒成立.
综上:所以.则实数的最大值为-1.
方法二:
,,
,且恒成立,则.
∴,∴,
现证明当,原不等式恒成立,
,
,
∴,
即在单调递增,∴成立,
,原式成立.
∴,∴.
【知识点】利用导数研究函数的单调性;利用导数研究函数最大(小)值
【解析】【分析】 (1)先求导,代入 ,得到研究对象 , 利用导数求最值的方法即求得导函数的值域;
(2)方法一:由f(x)≤0恒成立易得a≤0,再对a≤-1与-1方法二:先由f(-)≥0得到a≤-1,再证明当a≤- 1,原不等式恒成立即可解得a的最大值为-1.
22.【答案】(1)解:双曲线:的渐近线方程为,
不妨设,
因为三角形的面积为,所以,
所以,又,所以.
(2)证明:双曲线的方程为:,所以右焦点的坐标为,
若直线与轴交于点,故可设直线的方程为,
设,,则,
联立,得,
且,
化简得且,
所以,,
因为直线的斜率存在,所以直线的斜率也存在,
因为,,三点共线,所以,
即,即,
所以,
因为,所以,
所以,
所以,
化简得,所以经过轴上的定点.
【知识点】直线与圆锥曲线的综合问题
【解析】【分析】(1)求出双曲线的渐近线方程,结合△OAB的面积列关于m的方程,即可求得 的值;
(2)双曲线C的方程为 ,求得右焦点F的坐标为(2, 0),设 直线与轴交于点,故可设直线的方程为, 联立直线方程与双曲线方程,利用根与系数的关系结合M',F,N三点共线,可得 , 即 , 整理后代入根与系数的关系即可求得p值,可得MN经过x轴上的定点.
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