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浙江省名校协作体2022-2023学年高三上学期数学适应性联合考试试卷
一、单选题
1.(2022高二下·延庆期末)已知集合,,,则的值可以是( )
A.3 B.-3 C. D.
【答案】D
【知识点】交集及其运算
【解析】【解答】由题意,集合,或,
所以或,
因为,结合选项可得.
故答案为:D.
【分析】化简集合A、B,再由结合交集的定义,即可求出 的值 .
2.(2022高三上·浙江开学考)已知向量满足,,则与的夹角为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】数量积表示两个向量的夹角
【解析】【解答】,,
又,,,
设与的夹角为,
,
从而,所以与的夹角.
故答案为:C
【分析】先对平方,代入已知条件整理得,再利用数量积公式可求得.
3.(2022高三上·浙江开学考)如图是杭州2022年第19届亚运会会徽,名为“潮涌”,形象象征着新时代中国特色社会主义大潮的涌动和发展.如图是会徽的几何图形,设弧长度是,弧长度是,几何图形面积为,扇形面积为,若,则( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【知识点】扇形的弧长与面积
【解析】【解答】设,,,,,
而,,即是的中点,
,,
.
故答案为:C
【分析】根据弧长公式,可得出两个扇形的半径之比,从而可求出面积之比.
4.(2022高三上·浙江开学考)已知复数z满足,则实数a的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】复数代数形式的乘除运算
【解析】【解答】设,则,
整理得:,
所以,消去得,
因为方程有解,所以,解得:.
故答案为:D.
【分析】设,由复数相等,得出,消去得到关于的一元二次方程有实数解,利用,求解即可得出答案.
5.(2022高三上·浙江开学考)若,则的最大值是( )
A. B. C.3 D.
【答案】B
【知识点】余弦定理
【解析】【解答】解:设,则,
,
又,代入上式得,
又,则,
所以当时,取最大值.
故答案为:B.
【分析】设,则,利用余弦定理求得,再结合三角形的面积公式计算即可得出答案.
6.(2022高三上·浙江开学考)用1,2,3,4,5,6组成六位数(没有重复数字),在任意相邻两个数字的奇偶性不同的条件下,1和2相邻的概率是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】排列、组合的实际应用
【解析】【解答】将3个偶数排成一排有种,再将3个奇数分两种情况插空有种,
所以任意相邻两个数字的奇偶性不同的6位数有种,
任意相邻两个数字的奇偶性不同且1和2相邻,分两种情况讨论:
当个位是偶数:2在个位,则1在十位,此时有种;
2不在个位:将4或6放在个位,百位或万位上放2,在2的两侧选一个位置放1,最后剩余的2个位置放其它两个奇数,此时有种;
所以个位是偶数共有20种;
同理,个位是奇数也有20种,则任意相邻两个数字的奇偶性不同且1和2相邻数有40种,
所以任意相邻两个数字的奇偶性不同的条件下,1和2相邻的概率是.
故答案为:C
【分析】首先算出任意相邻两个数字的奇偶性不同的6位数的个数,再讨论个位是偶数并分2在或不在个位计数,以及个位是奇数并分1在或不在个位计数,最后求目标概率.
7.(2022高三上·浙江开学考)已知椭圆的左、右焦点分别为、,经过的直线交椭圆于,,的内切圆的圆心为,若,则该椭圆的离心率是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】椭圆的简单性质
【解析】【解答】因为,所以,
如图,在上取一点M,使得,连接,则,
则点I为AM上靠近点M的三等分点,所以,
所以,
设,则,
由椭圆定义可知:,即,所以,
所以,,
故点A与上顶点重合,
在中,由余弦定理得:
,
在中,,
解得:,
所以椭圆离心率为.
故答案为:A
【分析】对变形得到,进而得到,结合椭圆定义可求出,,,由余弦定理求解关系式,求出离心率.
8.(2022高三上·浙江开学考)已知数列满足递推关系,且,若存在等比数列满足,则公比为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】等比数列的性质;数列递推式
【解析】【解答】设,,,
因为,所以,所以,
所以,所以.因为,
所以.
下面用归纳法证明.当时,,
假设当时,,那么对,,所以,
因为,所以,所以.因此,.
,所以,,
综上,.
再设,所以,
所以函数在单调递增,
所以,所以,所以,所以,
所以,所以,而,
所以取足够大,易知,即.
设,,
,所以在单调递减,
所以,所以,所以,
所以,所以,
所以,所以,即,
而,所以,所以,
所以,当足够大时,易知须满足,即.综上,.
故答案为:A.
【分析】设,,,,分析得,所以,又分析得,再用数学归纳法证明得,再设函数,分析得函数在单调递增,所以,得到,即,再利用条件,易知,即,再设函数,,分析得在单调递减,所以,得到,即,即,再结合条件得到,即,即可求解.
二、多选题
9.(2022高三上·浙江开学考)同时抛掷两个质地均匀的四面分别标有1,2,3,4的正四面体一次,记事件A表示“第一个四面体向下的一面出现偶数”,事件B表示“第二个四面体向下的一面出现奇数”,事件C表示“两个四面体向下的一面同时出现奇数或者同时出现偶数”,则( )
A. B.
C. D.
【答案】A,B
【知识点】条件概率与独立事件
【解析】【解答】由题意,,,
,A符合题意.
所以,,所以,B符合题意.
事件A,B,C不可能同时发生,故,C不符合题意;
,D不符合题意.
故答案为:AB.
【分析】由相互独立事件乘法公式可判断A、C、D;由条件概率公式可判断B.
10.(2022高三上·浙江开学考)定义在上的函数,是它的导函数,且恒有成立,则下列正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A,C,D
【知识点】函数单调性的性质
【解析】【解答】因为,所以,.
由,得,
设,则,
可得,则在定义域上单调递减,
因为,所以,则,A符合题意;
因为,所以,则 ,B不符合题意;
因为,所以,则,C符合题意;
因为,所以,则,D符合题意.
故答案为:ACD.
【分析】通过构造函数,利用函数的单调性进行大小比较.
11.(2022高三上·广州月考)已知抛物线上的四点,B,C,P,直线AB,AC是圆的两条切线,直线PQ、PR与圆M分别切于点Q、R,则下列说法正确的有( )
A.当劣弧QR的弧长最短时,
B.当劣弧QR的弧长最短时,
C.直线BC的方程为
D.直线BC的方程为
【答案】B,D
【知识点】二倍角的余弦公式;直线的斜率;直线的点斜式方程;直线的一般式方程;圆的切线方程
【解析】【解答】解:由已知得抛物线y2=2px过点 ,即22=2P×2 ,所以P=1 ,
即抛物线为y2=2x ,
对于AB选项,如图所示,
设点 当劣弧QR的弧长最短时, ∠QMR最小,
又∠QMR+∠QOR=π ,所以∠QPR最大,即cos∠QPR最小,
又cos∠QPR=cos2∠QPM=1-2sin2∠QPM=1-2· ,
又圆M:(x-2)2+y2=1 ,所以圆心M(2,0) ,半径r=|QM|=1 ,cos∠QPR=1-2· ,
又 ,
所以当时,|PM|2取最小值为3,此时cos∠QPR最小为 ,
所以A选项错误,B选项正确;
对于CD选项,设过点A作圆M切线的方程为y-2=k(x-2) ,即kx-y-2k+2=0 ,
所以 ,解得k= ,
则直线AB的方程为:y-2=(x-2) ,即 ,
直线AC的方程为:y-2=-(x-2) ,即 ,
联立直线AB与抛物线 ,得 ,
故 ,
同理可得 ,
所以 ,
直线BC的方程为 ,即3x+6y+4=0 ,所以C选项错误,D选项正确;
故选:BD
【分析】对于AB选项,当劣弧最短时,即 ∠QMR最小, ∠QPR最大,cos∠QPR最小,根据二倍角公式及三角函数可得cos∠QPR=1-2· , 设点 ,求|PM|2的最小值即可得解;对于CD选项,根据相切可得直线AB与AC的方程,进而可得点B与点C的坐标,即可得直线BC .
12.(2022高三上·浙江开学考)如图,在中,,,,设点在上的射影为,将绕边任意转动,则有( )
A.若为锐角,则在转动过程中存在位置使
B.若为直角,则在转动过程中存在位置使
C.若,则在转动过程中存在位置使
D.若,则在转动过程中存在位置使
【答案】A,C
【知识点】两角和与差的正切公式;直线与圆相交的性质
【解析】【解答】不妨设点在直线上的射影点为,当绕着直线旋转时,
会形成圆锥,且直线为该圆锥的轴所在的直线,如下图所示:
在圆锥上任取一点,平面为平面,
当为锐角时,过点在平面内作,垂足为点,
因为平面,平面,则;
因为,,平面,
当时,点与点重合;
当为钝角时,则点在射线上;
当或时,点与点重合.
不失一般性,不妨设,则点在线段上,且,设的外接圆为圆.
对于A选项,若为锐角,如下图所示:
不妨设,则,,
因为,若存在位置使得,即,
设,由于,则点不与线段的端点重合,即,
,
则,即,
令,其中,
因为为锐角,则,,则函数在上单调递增,
,,
故方程在时有解,
所以,若为锐角,则在转动过程中存在位置使,A对;
对于B选项,若为直角,则为等腰直角三角形,此时点与点重合,
当点在线段(不包含端点)上运动时,的取值范围是,
此时,不存在位置使得,B不符合题意;
对于C选项,连接、,
因为,,则,
,则,
由圆的几何性质可得,
,则,所以,,
故线段与圆相交,设交点为,当点在线段(不包括端点)上运动时,
延长交圆于点,连接,则,
若,则在转动过程中存在位置使,C对;
对于D选项,若,,则,
,则,
由圆的几何性质可得,
,,所以,,
所以,与圆相切,
当点在线段(不包括端点)上运动时,连接交圆于点,连接、,
则,
所以,若,则在转动过程中不存在位置使,D不符合题意.
故答案为:AC.
【分析】作出相应的图形,利用两角和的正切公式以及零点存在定理可判断A选项;利用圆的几何性质以及平面几何相关知识可判断BCD选项.
三、填空题
13.(2022高三上·广东开学考)的展开式中的常数项为 .
【答案】1120
【知识点】二项式定理
【解析】【解答】因为的展开式的通项为:,
令,得,
所以的展开式的常数项为.
故答案为:1120.
【分析】在二项展开式的通项公式中,令x的幂指数等于0,求出r的值,即可求得展开式的常数项.
14.(2022高三上·浙江开学考)已知双曲线的右焦点为,右顶点为,以坐标原点为圆心,过点的圆与双曲线的一条渐近线交于位于第一象限的点,若直线的斜率为,则双曲线的渐近线方程为 .
【答案】
【知识点】双曲线的简单性质
【解析】【解答】解:由题意得圆的方程为,双曲线经过第一象限的渐近线方程为,
联立方程,解得点的坐标为,有,
又由直线的斜率为,可得,有,
故双曲线的渐近线方程为.
故答案为:
【分析】先由题意得到圆的方程,再与双曲线的渐近线联立得到的坐标,利用的坐标求出直线的斜率,得到,继而求出双曲线的渐近线方程.
15.(2022高三上·浙江开学考)以为底的两个正三棱锥和内接于同一个球,并且正三棱锥的侧面与底面所成的角为45°,记正三棱锥和正三棱锥的体积分别为和,则
【答案】
【知识点】棱柱、棱锥、棱台的体积
【解析】【解答】如图,
正三棱锥和正三棱锥内接于同一个球,
设到底面的距离为,到底面的距离为,
则,取的中点,连接,,,记与平面的交点为,
由两个正三棱锥和内接于同一个球,故一定为球的直径,
记其中点为,且由题意可知,为正三角形的中心,
因此,,分别为正三棱锥和正三棱锥的高,,
由,,,且为的中点,可得,,,
则为正三棱锥的侧面与底面所成的角为,
,,记球的半径为,于是,
在中,由勾股定理可得,,
解得,于是,则.
故答案为:
【分析】作图后由二面角的定义与勾股定理,列方程求出正三棱锥高与球的半径之比,再得两个三棱锥的高之比.
16.(2022高三上·浙江开学考)设函数是定义在实数集上的偶函数,且,当时,,则函数在上所有零点之和为 .
【答案】7
【知识点】函数的零点
【解析】【解答】因为,所以,
所以是一个周期为的周期函数,且关于直线对称,
令,所以,
所以关于直线对称,
在同一平面直角坐标系中作出的图象,如下图所示:
由图象可知:的图象共有7个交点,
其中6个点关于对称,还有一个点横坐标为1,
所以交点的横坐标之和为,
所以在上所有零点之和为7,
故答案为:7.
【分析】分析的对称性,将问题转化为图象交点横坐标之和,采用数形结合法求解出结果.
四、解答题
17.(2022高三上·浙江开学考)已知函数.
(1)求函数的单调递增区间;
(2)求在区间[0,]上的最值.
【答案】(1)解:=.
因为y=sinx的单调递增区间为(kZ),
令(kZ),得(kZ).
所以的单调递增区间为(kZ).
(2)解:因为x∈[0,],所以2x+.
当2x+=,即x=时,最大值为1,
当2x+=,即x=时,最小值为-.
【知识点】两角和与差的正弦公式;二倍角的余弦公式;正弦函数的单调性
【解析】【分析】(1)由三角函数降幂公式与二倍角公式,根据辅助角公式,化简函数为单角三角函数,根据正弦函数的单调性,可得答案;
(2)利用整体思想,根据正弦函数的图象性质,可得答案.
18.(2022高三上·浙江开学考)已知数列满足.
(1)设,求数列的通项公式;
(2)求数列的前项和.
【答案】(1)解:由已知有:
所以,
,
其中,所以数列为以2为首项,公比为2的等比数列.
所以,得.
(2)解:由(1)知:,
,
所以
.
【知识点】等比数列的通项公式;数列的求和;数列递推式
【解析】【分析】(1)先化简,再推导出,即可求解;
(2)结合第一问,先求出数列的满足的规律,然后再求和.
19.(2022高三上·浙江开学考)如图,在四棱锥中,底面是等腰梯形,,平面平面是的中点,且为等边三角形,平面平面.
(1)设直线,求点到平面PDC的距离;
(2)求二面角的正弦值.
【答案】(1)解:延长,交于点直线,
在底面中,,得为中位线,
所以为中点,
因为分别为中点,所以为的中位线,
得,所以点到平面PDC的距离是点到平面PDC的距离的2倍,
易得是等边三角形,,
取中点中点为,连接,
所以在中,,解得,
所以,所以
因为平面平面平面平面,,平面,所以平面则以为原点如图建立直角坐标系,
由题意得
,
设平面PDC的法向量
由得,令,则,
所以
所以点到平面PDC的距离为,
所以点到平面的距离是;
(2)解:由(1)得:,
设平面法向量
由得,令,则,
则
设平面PBE法向量,
由得,令,则,
则
设二面角P-BE-D的平面角为
因此,二面角的正弦值是
【知识点】点、线、面间的距离计算;二面角的平面角及求法
【解析】【分析】(1) 延长,交于点直线, ,通过图象关系可得点到平面PDC的距离是点到平面PDC的距离的2倍, 通过建立空间直角坐标系,利用向量法求得点到平面PDC的距离的2倍,继而得到结果;
(2)通过向量法求解二面角的余弦值,继而求出正弦值
20.(2023高三上·江汉开学考)为应对气候变化,我国计划在2030年前实现碳排放量到达峰值,2060年前实现“碳中和”.某市为了解本市企业碳排放情况,从本市320家年碳排放量超过2万吨的企业中随机抽取50家企业进行了调查,得到如下频数分布表,并将年碳排放量大于18万吨的企业确定为“超标”企业:
硫排放量X [2.55.5) [5.5,8.5) [8.5,115) [115,14.5) [14.5.175) [175,20.5) [20.523.5)
频数 5 6 9 12 8 6 4
(参考数据:若X~,则,,.)
(1)假设该市这320家企业的年碳排放量大致服从正态分布,其中近似为样本平均值,近似为样本方差,经计算得,.试估计这320家企业中“超标”企业的家数;
(2)通过研究样本原始数据发现,抽取的50家企业中共有8家“超标”企业,市政府决定对这8家“超标”企业进行跟踪调查,现计划在这8家“超标”企业中任取5家先进行跟踪调查,设Y为抽到的年碳排放量至少为20.5万吨的企业家数,求Y的分布列与数学期望.
【答案】(1)解:由已知,得,,所以因为所以这320家企业中“超标”企业的家数约为51.
(2)解:由频数分布表可知,8家“超标”企业中碳排放量至少为20.5万吨的企业有4家,所以Y的可能取值为1,2,3,4,且所以Y的分布列为
Y 1 2 3 4
P
所以
【知识点】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;正态分布曲线的特点及曲线所表示的意义
【解析】【分析】(1) 由已知,得, ,求出 ,可求出 这320家企业中“超标”企业的家数 ;
(2)由题意 Y的可能取值为1,2,3,4, 分别求出相应的概率,由此求出 Y的分布列与数学期望.
21.(2022高三上·湖北开学考)抛物线的焦点为,准线为A为C上的一点,已知以为圆心,为半径的圆交于两点,
(1)若的面积为,求的值及圆的方程
(2)若直线与抛物线C交于P,Q两点,且,准线与y轴交于点S,点S关于直线PQ的对称点为T,求|的取值范围.
【答案】(1)解:由对称性可知:,设,由焦半径可得:,,解得:圆的方程为:
(2)解:由题意得:直线的斜率一定存在,其中,设关于直线的对称点为,则,解得:,联立与得:,设,则,则,则,解得:(此时O与P或Q重合,舍去)或,所以,
【知识点】圆与圆锥曲线的综合
【解析】【分析】 (1)由焦半径和圆的半径得到 , 结合△ABD面积求出p=2,进而求出圆的方程;
(2)表达出 关于直线的对称点的坐标,利用垂直关系列出方程,求出 ,从而利用两点间距离公式表达出 .
22.(2022高三上·浙江开学考)已知函数.
(1)当时,证明;
(2)若存在极值点,且对任意满足的,都有,求a的取值范围.
【答案】(1)解:当时,,定义域为,
设,则,
所以函数在单调递增,在上单调递减,所以,
所以,当且仅当时等号成立,
所以,,当且仅当时等号成立,
所以,且等号不同时成立,所以;
(2)解:函数,,
若存在极值点,则,所以,
所以函数在上单调递减,在上单调递增,
由,不妨设,
若,则;
若,由可得,则,
所以,即对恒成立,
令,则,
则
,
设,则,
,
令,,
则,
,
令,
则,
令,则,
当时,令,
则
,
设,
所以,所以,
所以当时,,单调递增,,单调递增,
,单调递增,,单调递减,,
,符合题意;
当时,,存在,单调递减,,
,,单调递增,,,
不符合题意;
所以,由单调递增可得.
【知识点】利用导数研究函数的单调性;利用导数研究函数的极值
【解析】【分析】(1)利用切线放缩可得,且等号不同时成立,则结论可证;
(2)多次求导,利用导数与函数单调性的关系转化问题为,再由即可得解.
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浙江省名校协作体2022-2023学年高三上学期数学适应性联合考试试卷
一、单选题
1.(2022高二下·延庆期末)已知集合,,,则的值可以是( )
A.3 B.-3 C. D.
2.(2022高三上·浙江开学考)已知向量满足,,则与的夹角为( )
A. B. C. D.
3.(2022高三上·浙江开学考)如图是杭州2022年第19届亚运会会徽,名为“潮涌”,形象象征着新时代中国特色社会主义大潮的涌动和发展.如图是会徽的几何图形,设弧长度是,弧长度是,几何图形面积为,扇形面积为,若,则( )
A.1 B.2 C.3 D.4
4.(2022高三上·浙江开学考)已知复数z满足,则实数a的取值范围为( )
A. B. C. D.
5.(2022高三上·浙江开学考)若,则的最大值是( )
A. B. C.3 D.
6.(2022高三上·浙江开学考)用1,2,3,4,5,6组成六位数(没有重复数字),在任意相邻两个数字的奇偶性不同的条件下,1和2相邻的概率是( )
A. B. C. D.
7.(2022高三上·浙江开学考)已知椭圆的左、右焦点分别为、,经过的直线交椭圆于,,的内切圆的圆心为,若,则该椭圆的离心率是( )
A. B. C. D.
8.(2022高三上·浙江开学考)已知数列满足递推关系,且,若存在等比数列满足,则公比为( )
A. B. C. D.
二、多选题
9.(2022高三上·浙江开学考)同时抛掷两个质地均匀的四面分别标有1,2,3,4的正四面体一次,记事件A表示“第一个四面体向下的一面出现偶数”,事件B表示“第二个四面体向下的一面出现奇数”,事件C表示“两个四面体向下的一面同时出现奇数或者同时出现偶数”,则( )
A. B.
C. D.
10.(2022高三上·浙江开学考)定义在上的函数,是它的导函数,且恒有成立,则下列正确的是( )
A. B.
C. D.
11.(2022高三上·广州月考)已知抛物线上的四点,B,C,P,直线AB,AC是圆的两条切线,直线PQ、PR与圆M分别切于点Q、R,则下列说法正确的有( )
A.当劣弧QR的弧长最短时,
B.当劣弧QR的弧长最短时,
C.直线BC的方程为
D.直线BC的方程为
12.(2022高三上·浙江开学考)如图,在中,,,,设点在上的射影为,将绕边任意转动,则有( )
A.若为锐角,则在转动过程中存在位置使
B.若为直角,则在转动过程中存在位置使
C.若,则在转动过程中存在位置使
D.若,则在转动过程中存在位置使
三、填空题
13.(2022高三上·广东开学考)的展开式中的常数项为 .
14.(2022高三上·浙江开学考)已知双曲线的右焦点为,右顶点为,以坐标原点为圆心,过点的圆与双曲线的一条渐近线交于位于第一象限的点,若直线的斜率为,则双曲线的渐近线方程为 .
15.(2022高三上·浙江开学考)以为底的两个正三棱锥和内接于同一个球,并且正三棱锥的侧面与底面所成的角为45°,记正三棱锥和正三棱锥的体积分别为和,则
16.(2022高三上·浙江开学考)设函数是定义在实数集上的偶函数,且,当时,,则函数在上所有零点之和为 .
四、解答题
17.(2022高三上·浙江开学考)已知函数.
(1)求函数的单调递增区间;
(2)求在区间[0,]上的最值.
18.(2022高三上·浙江开学考)已知数列满足.
(1)设,求数列的通项公式;
(2)求数列的前项和.
19.(2022高三上·浙江开学考)如图,在四棱锥中,底面是等腰梯形,,平面平面是的中点,且为等边三角形,平面平面.
(1)设直线,求点到平面PDC的距离;
(2)求二面角的正弦值.
20.(2023高三上·江汉开学考)为应对气候变化,我国计划在2030年前实现碳排放量到达峰值,2060年前实现“碳中和”.某市为了解本市企业碳排放情况,从本市320家年碳排放量超过2万吨的企业中随机抽取50家企业进行了调查,得到如下频数分布表,并将年碳排放量大于18万吨的企业确定为“超标”企业:
硫排放量X [2.55.5) [5.5,8.5) [8.5,115) [115,14.5) [14.5.175) [175,20.5) [20.523.5)
频数 5 6 9 12 8 6 4
(参考数据:若X~,则,,.)
(1)假设该市这320家企业的年碳排放量大致服从正态分布,其中近似为样本平均值,近似为样本方差,经计算得,.试估计这320家企业中“超标”企业的家数;
(2)通过研究样本原始数据发现,抽取的50家企业中共有8家“超标”企业,市政府决定对这8家“超标”企业进行跟踪调查,现计划在这8家“超标”企业中任取5家先进行跟踪调查,设Y为抽到的年碳排放量至少为20.5万吨的企业家数,求Y的分布列与数学期望.
21.(2022高三上·湖北开学考)抛物线的焦点为,准线为A为C上的一点,已知以为圆心,为半径的圆交于两点,
(1)若的面积为,求的值及圆的方程
(2)若直线与抛物线C交于P,Q两点,且,准线与y轴交于点S,点S关于直线PQ的对称点为T,求|的取值范围.
22.(2022高三上·浙江开学考)已知函数.
(1)当时,证明;
(2)若存在极值点,且对任意满足的,都有,求a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】由题意,集合,或,
所以或,
因为,结合选项可得.
故答案为:D.
【分析】化简集合A、B,再由结合交集的定义,即可求出 的值 .
2.【答案】C
【知识点】数量积表示两个向量的夹角
【解析】【解答】,,
又,,,
设与的夹角为,
,
从而,所以与的夹角.
故答案为:C
【分析】先对平方,代入已知条件整理得,再利用数量积公式可求得.
3.【答案】C
【知识点】扇形的弧长与面积
【解析】【解答】设,,,,,
而,,即是的中点,
,,
.
故答案为:C
【分析】根据弧长公式,可得出两个扇形的半径之比,从而可求出面积之比.
4.【答案】D
【知识点】复数代数形式的乘除运算
【解析】【解答】设,则,
整理得:,
所以,消去得,
因为方程有解,所以,解得:.
故答案为:D.
【分析】设,由复数相等,得出,消去得到关于的一元二次方程有实数解,利用,求解即可得出答案.
5.【答案】B
【知识点】余弦定理
【解析】【解答】解:设,则,
,
又,代入上式得,
又,则,
所以当时,取最大值.
故答案为:B.
【分析】设,则,利用余弦定理求得,再结合三角形的面积公式计算即可得出答案.
6.【答案】C
【知识点】排列、组合的实际应用
【解析】【解答】将3个偶数排成一排有种,再将3个奇数分两种情况插空有种,
所以任意相邻两个数字的奇偶性不同的6位数有种,
任意相邻两个数字的奇偶性不同且1和2相邻,分两种情况讨论:
当个位是偶数:2在个位,则1在十位,此时有种;
2不在个位:将4或6放在个位,百位或万位上放2,在2的两侧选一个位置放1,最后剩余的2个位置放其它两个奇数,此时有种;
所以个位是偶数共有20种;
同理,个位是奇数也有20种,则任意相邻两个数字的奇偶性不同且1和2相邻数有40种,
所以任意相邻两个数字的奇偶性不同的条件下,1和2相邻的概率是.
故答案为:C
【分析】首先算出任意相邻两个数字的奇偶性不同的6位数的个数,再讨论个位是偶数并分2在或不在个位计数,以及个位是奇数并分1在或不在个位计数,最后求目标概率.
7.【答案】A
【知识点】椭圆的简单性质
【解析】【解答】因为,所以,
如图,在上取一点M,使得,连接,则,
则点I为AM上靠近点M的三等分点,所以,
所以,
设,则,
由椭圆定义可知:,即,所以,
所以,,
故点A与上顶点重合,
在中,由余弦定理得:
,
在中,,
解得:,
所以椭圆离心率为.
故答案为:A
【分析】对变形得到,进而得到,结合椭圆定义可求出,,,由余弦定理求解关系式,求出离心率.
8.【答案】A
【知识点】等比数列的性质;数列递推式
【解析】【解答】设,,,
因为,所以,所以,
所以,所以.因为,
所以.
下面用归纳法证明.当时,,
假设当时,,那么对,,所以,
因为,所以,所以.因此,.
,所以,,
综上,.
再设,所以,
所以函数在单调递增,
所以,所以,所以,所以,
所以,所以,而,
所以取足够大,易知,即.
设,,
,所以在单调递减,
所以,所以,所以,
所以,所以,
所以,所以,即,
而,所以,所以,
所以,当足够大时,易知须满足,即.综上,.
故答案为:A.
【分析】设,,,,分析得,所以,又分析得,再用数学归纳法证明得,再设函数,分析得函数在单调递增,所以,得到,即,再利用条件,易知,即,再设函数,,分析得在单调递减,所以,得到,即,即,再结合条件得到,即,即可求解.
9.【答案】A,B
【知识点】条件概率与独立事件
【解析】【解答】由题意,,,
,A符合题意.
所以,,所以,B符合题意.
事件A,B,C不可能同时发生,故,C不符合题意;
,D不符合题意.
故答案为:AB.
【分析】由相互独立事件乘法公式可判断A、C、D;由条件概率公式可判断B.
10.【答案】A,C,D
【知识点】函数单调性的性质
【解析】【解答】因为,所以,.
由,得,
设,则,
可得,则在定义域上单调递减,
因为,所以,则,A符合题意;
因为,所以,则 ,B不符合题意;
因为,所以,则,C符合题意;
因为,所以,则,D符合题意.
故答案为:ACD.
【分析】通过构造函数,利用函数的单调性进行大小比较.
11.【答案】B,D
【知识点】二倍角的余弦公式;直线的斜率;直线的点斜式方程;直线的一般式方程;圆的切线方程
【解析】【解答】解:由已知得抛物线y2=2px过点 ,即22=2P×2 ,所以P=1 ,
即抛物线为y2=2x ,
对于AB选项,如图所示,
设点 当劣弧QR的弧长最短时, ∠QMR最小,
又∠QMR+∠QOR=π ,所以∠QPR最大,即cos∠QPR最小,
又cos∠QPR=cos2∠QPM=1-2sin2∠QPM=1-2· ,
又圆M:(x-2)2+y2=1 ,所以圆心M(2,0) ,半径r=|QM|=1 ,cos∠QPR=1-2· ,
又 ,
所以当时,|PM|2取最小值为3,此时cos∠QPR最小为 ,
所以A选项错误,B选项正确;
对于CD选项,设过点A作圆M切线的方程为y-2=k(x-2) ,即kx-y-2k+2=0 ,
所以 ,解得k= ,
则直线AB的方程为:y-2=(x-2) ,即 ,
直线AC的方程为:y-2=-(x-2) ,即 ,
联立直线AB与抛物线 ,得 ,
故 ,
同理可得 ,
所以 ,
直线BC的方程为 ,即3x+6y+4=0 ,所以C选项错误,D选项正确;
故选:BD
【分析】对于AB选项,当劣弧最短时,即 ∠QMR最小, ∠QPR最大,cos∠QPR最小,根据二倍角公式及三角函数可得cos∠QPR=1-2· , 设点 ,求|PM|2的最小值即可得解;对于CD选项,根据相切可得直线AB与AC的方程,进而可得点B与点C的坐标,即可得直线BC .
12.【答案】A,C
【知识点】两角和与差的正切公式;直线与圆相交的性质
【解析】【解答】不妨设点在直线上的射影点为,当绕着直线旋转时,
会形成圆锥,且直线为该圆锥的轴所在的直线,如下图所示:
在圆锥上任取一点,平面为平面,
当为锐角时,过点在平面内作,垂足为点,
因为平面,平面,则;
因为,,平面,
当时,点与点重合;
当为钝角时,则点在射线上;
当或时,点与点重合.
不失一般性,不妨设,则点在线段上,且,设的外接圆为圆.
对于A选项,若为锐角,如下图所示:
不妨设,则,,
因为,若存在位置使得,即,
设,由于,则点不与线段的端点重合,即,
,
则,即,
令,其中,
因为为锐角,则,,则函数在上单调递增,
,,
故方程在时有解,
所以,若为锐角,则在转动过程中存在位置使,A对;
对于B选项,若为直角,则为等腰直角三角形,此时点与点重合,
当点在线段(不包含端点)上运动时,的取值范围是,
此时,不存在位置使得,B不符合题意;
对于C选项,连接、,
因为,,则,
,则,
由圆的几何性质可得,
,则,所以,,
故线段与圆相交,设交点为,当点在线段(不包括端点)上运动时,
延长交圆于点,连接,则,
若,则在转动过程中存在位置使,C对;
对于D选项,若,,则,
,则,
由圆的几何性质可得,
,,所以,,
所以,与圆相切,
当点在线段(不包括端点)上运动时,连接交圆于点,连接、,
则,
所以,若,则在转动过程中不存在位置使,D不符合题意.
故答案为:AC.
【分析】作出相应的图形,利用两角和的正切公式以及零点存在定理可判断A选项;利用圆的几何性质以及平面几何相关知识可判断BCD选项.
13.【答案】1120
【知识点】二项式定理
【解析】【解答】因为的展开式的通项为:,
令,得,
所以的展开式的常数项为.
故答案为:1120.
【分析】在二项展开式的通项公式中,令x的幂指数等于0,求出r的值,即可求得展开式的常数项.
14.【答案】
【知识点】双曲线的简单性质
【解析】【解答】解:由题意得圆的方程为,双曲线经过第一象限的渐近线方程为,
联立方程,解得点的坐标为,有,
又由直线的斜率为,可得,有,
故双曲线的渐近线方程为.
故答案为:
【分析】先由题意得到圆的方程,再与双曲线的渐近线联立得到的坐标,利用的坐标求出直线的斜率,得到,继而求出双曲线的渐近线方程.
15.【答案】
【知识点】棱柱、棱锥、棱台的体积
【解析】【解答】如图,
正三棱锥和正三棱锥内接于同一个球,
设到底面的距离为,到底面的距离为,
则,取的中点,连接,,,记与平面的交点为,
由两个正三棱锥和内接于同一个球,故一定为球的直径,
记其中点为,且由题意可知,为正三角形的中心,
因此,,分别为正三棱锥和正三棱锥的高,,
由,,,且为的中点,可得,,,
则为正三棱锥的侧面与底面所成的角为,
,,记球的半径为,于是,
在中,由勾股定理可得,,
解得,于是,则.
故答案为:
【分析】作图后由二面角的定义与勾股定理,列方程求出正三棱锥高与球的半径之比,再得两个三棱锥的高之比.
16.【答案】7
【知识点】函数的零点
【解析】【解答】因为,所以,
所以是一个周期为的周期函数,且关于直线对称,
令,所以,
所以关于直线对称,
在同一平面直角坐标系中作出的图象,如下图所示:
由图象可知:的图象共有7个交点,
其中6个点关于对称,还有一个点横坐标为1,
所以交点的横坐标之和为,
所以在上所有零点之和为7,
故答案为:7.
【分析】分析的对称性,将问题转化为图象交点横坐标之和,采用数形结合法求解出结果.
17.【答案】(1)解:=.
因为y=sinx的单调递增区间为(kZ),
令(kZ),得(kZ).
所以的单调递增区间为(kZ).
(2)解:因为x∈[0,],所以2x+.
当2x+=,即x=时,最大值为1,
当2x+=,即x=时,最小值为-.
【知识点】两角和与差的正弦公式;二倍角的余弦公式;正弦函数的单调性
【解析】【分析】(1)由三角函数降幂公式与二倍角公式,根据辅助角公式,化简函数为单角三角函数,根据正弦函数的单调性,可得答案;
(2)利用整体思想,根据正弦函数的图象性质,可得答案.
18.【答案】(1)解:由已知有:
所以,
,
其中,所以数列为以2为首项,公比为2的等比数列.
所以,得.
(2)解:由(1)知:,
,
所以
.
【知识点】等比数列的通项公式;数列的求和;数列递推式
【解析】【分析】(1)先化简,再推导出,即可求解;
(2)结合第一问,先求出数列的满足的规律,然后再求和.
19.【答案】(1)解:延长,交于点直线,
在底面中,,得为中位线,
所以为中点,
因为分别为中点,所以为的中位线,
得,所以点到平面PDC的距离是点到平面PDC的距离的2倍,
易得是等边三角形,,
取中点中点为,连接,
所以在中,,解得,
所以,所以
因为平面平面平面平面,,平面,所以平面则以为原点如图建立直角坐标系,
由题意得
,
设平面PDC的法向量
由得,令,则,
所以
所以点到平面PDC的距离为,
所以点到平面的距离是;
(2)解:由(1)得:,
设平面法向量
由得,令,则,
则
设平面PBE法向量,
由得,令,则,
则
设二面角P-BE-D的平面角为
因此,二面角的正弦值是
【知识点】点、线、面间的距离计算;二面角的平面角及求法
【解析】【分析】(1) 延长,交于点直线, ,通过图象关系可得点到平面PDC的距离是点到平面PDC的距离的2倍, 通过建立空间直角坐标系,利用向量法求得点到平面PDC的距离的2倍,继而得到结果;
(2)通过向量法求解二面角的余弦值,继而求出正弦值
20.【答案】(1)解:由已知,得,,所以因为所以这320家企业中“超标”企业的家数约为51.
(2)解:由频数分布表可知,8家“超标”企业中碳排放量至少为20.5万吨的企业有4家,所以Y的可能取值为1,2,3,4,且所以Y的分布列为
Y 1 2 3 4
P
所以
【知识点】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;正态分布曲线的特点及曲线所表示的意义
【解析】【分析】(1) 由已知,得, ,求出 ,可求出 这320家企业中“超标”企业的家数 ;
(2)由题意 Y的可能取值为1,2,3,4, 分别求出相应的概率,由此求出 Y的分布列与数学期望.
21.【答案】(1)解:由对称性可知:,设,由焦半径可得:,,解得:圆的方程为:
(2)解:由题意得:直线的斜率一定存在,其中,设关于直线的对称点为,则,解得:,联立与得:,设,则,则,则,解得:(此时O与P或Q重合,舍去)或,所以,
【知识点】圆与圆锥曲线的综合
【解析】【分析】 (1)由焦半径和圆的半径得到 , 结合△ABD面积求出p=2,进而求出圆的方程;
(2)表达出 关于直线的对称点的坐标,利用垂直关系列出方程,求出 ,从而利用两点间距离公式表达出 .
22.【答案】(1)解:当时,,定义域为,
设,则,
所以函数在单调递增,在上单调递减,所以,
所以,当且仅当时等号成立,
所以,,当且仅当时等号成立,
所以,且等号不同时成立,所以;
(2)解:函数,,
若存在极值点,则,所以,
所以函数在上单调递减,在上单调递增,
由,不妨设,
若,则;
若,由可得,则,
所以,即对恒成立,
令,则,
则
,
设,则,
,
令,,
则,
,
令,
则,
令,则,
当时,令,
则
,
设,
所以,所以,
所以当时,,单调递增,,单调递增,
,单调递增,,单调递减,,
,符合题意;
当时,,存在,单调递减,,
,,单调递增,,,
不符合题意;
所以,由单调递增可得.
【知识点】利用导数研究函数的单调性;利用导数研究函数的极值
【解析】【分析】(1)利用切线放缩可得,且等号不同时成立,则结论可证;
(2)多次求导,利用导数与函数单调性的关系转化问题为,再由即可得解.
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