1.(2024高三下·浙江月考)已知在复平面内对应的点位于第二象限,则复数z可能是( )
A. B. C. D.
2.(2024高三下·浙江月考)已知集合,,则( )
A. B. C. D.
3.(2024高三下·浙江月考)的展开式中的常数项是( )
A.224 B.448 C.560 D.
4.(2024高三下·浙江月考)“”是“”的( )
A.充分必要条件 B.既不充分也不必要条件
C.充分不必要条件 D.必要不充分条件
5.(2024高三下·浙江月考)已知,,则的最大值是( )
A.2 B. C.4 D.
6.(2024高三下·浙江月考)如图,战国时期楚国标准度量衡器——木衡铜环权1954年出土于湖南长沙,“木衡”杆长27厘米,铜盘直径4厘米.“环权”类似于砝码,用于测量物体质量,九枚“环权”重量最小的为1铢,最大的为半斤(我国古代1两铢,1斤两),从小到大排列后前3项为等差数列,后7项为等比数列,公比为2,若铜盘一侧某物体为2两13铢,则另一侧需要放置的“环权”枚数为( )
A.2枚 B.3枚 C.4枚 D.5枚
7.(2024高三下·浙江月考)设,,…,是总体数据中抽取的样本,k为正整数,则称为样本k阶中心矩,其中为样本均值.统计学中,当我们遇到数据分布形状不对称时,常用样本中心矩的函数——样本偏度来刻画偏离方向与程度.若将样本数据,,…,绘制柱形图如图所示,则( )
A. B.
C. D.与0的大小关系不能确定
8.(2024高三下·浙江月考)已知定义在R上的函数恒大于0,对,,都有,且,则下列说法错误的是( )
A. B.
C.是奇数 D.有最小值
9.(2024高三下·浙江月考)已知函数,下列说法正确的是( )
A.
B.方程有3个解
C.当时,
D.曲线有且仅有一条过点的切线
10.(2024高三下·浙江月考)已知数列的前n项和,且向量,,对于任意,都有,则下列说法正确的是( )
A.存在实数,使得数列成等比数列
B.存在实数,使得数列成等差数列
C.若,则
D.若,则
11.(2024高三下·浙江月考)已知正四棱台,,球O内切于棱台,点P为侧面上一点(含边界),则( )
A.球O的表面积为
B.三棱锥的外接球球心可能为O
C.若直线面,则
D.平面与球O的截面面积最小值是
12.(2024高三下·浙江月考)已知平面向量,,若,则k的值可以是 .(写出一个值即可)
13.(2024高三下·浙江月考)若,,则的最大值是 .(其中表示a,b中的较小值)
14.(2024高三下·浙江月考)已知左、右焦点为,的椭圆:(),圆:,点A是椭圆与圆的交点,直线交椭圆于点B.若,则椭圆的离心率是 .
15.(2024高三下·浙江月考)已知面积为,角,,的对边分别为,,,请从以下条件中任选一个,解答下列问题:
①;
②;
③
(1)求角;
(2)若,是上的点,平分,的面积为,求角平分线的长.
注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分.
16.(2024高三下·浙江月考)如图,五面体ABCDEF中,已知面面,,,.
(1)求证:.
(2)若,,点P为线段中点,求直线与平面夹角的正弦值.
17.(2024高三下·浙江月考)盒中共有3个小球,其中1个黑球,2个红球.每次随机抽取1球后放回,并放入k个同()色球.
(1)若,记抽取n次中恰有1次抽中黑球的概率为,求的最大值;
(2)若,记事件表示抽取第i次时抽中黑球.
(ⅰ)分别求,,;
(ⅱ)结合上述分析,请直接写出抽取n次中恰有2次抽中黑球的概率.
18.(2024高三下·浙江月考)已知抛物线:()的焦点为F,A,B是抛物线上两点(A,B互异).
(1)若,且,求抛物线的方程.
(2)O为坐标原点,G为线段中点,且.
(ⅰ)求证:直线过定点;
(ⅱ)x轴上的定点E满足为的角平分线,连接、,延长交于点P,延长交于点Q,求的最大值(用含p的代数式表示).
19.(2024高三下·浙江月考)已知函数,
(1)当时,求的最小值;
(2)若在定义域内单调递增,求实数a的取值范围;
(3)当时,设为函数的极大值点,求证:.
答案解析部分
1.【答案】A
【知识点】复数在复平面中的表示;复数代数形式的乘除运算
【解析】【解答】解:A、若时,在复平面对应的点为,位于第二象限,故A正确;
B、若时,在复平面对应的点为,位于第一象限,故B错误;
C、若时,在复平面对应的点为,位于虚轴上,故C错误;
D、若时,在复平面对应的点为,位于实轴上,故D错误.
【分析】根据复数的乘法运算以及复数的几何意义,逐项计算判断即可.
2.【答案】D
【知识点】交集及其运算;一元二次不等式及其解法;指、对数不等式的解法
【解析】【解答】解:由,可得,解得,
则集合,
由,解得或,则集合或,
故.
故答案为:D.
【分析】先解不等式求出集合A,B,再根据集合的交集运算求解即可.
3.【答案】B
【知识点】二项式定理;二项展开式的通项
【解析】【解答】解:展开式的通项为
,,1,…,7,
令,解得,
则的展开式的常数项为.
故答案为:B.
【分析】先写出展开式的通项,再令的指数为,求解即可.
4.【答案】C
【知识点】必要条件、充分条件与充要条件的判断;正弦函数的性质
【解析】【解答】解:由,可得,即,则充分性成立;
当时,解得,即必要性不成立,
则“”是“”的充分不必要条件.
故答案为:C.
【分析】根据充分、必要条件的概念结合正弦函数的图象与性质判断即可.
5.【答案】C
【知识点】轨迹方程;点与圆的位置关系
【解析】【解答】解:由,可得,
在直角坐标系中作出图形,如图所示:
因为,,所以P,Q在上图所示两圆及其内部的范围内,
则得最大值为4.
故答案为:C.
【分析】由提议,先求出P,Q两点的轨迹,数形结合求解即可.
6.【答案】B
【知识点】等比数列的通项公式;等差数列的性质;等比数列的性质
【解析】【解答】解:设九枚“环权”重量数列,由题意可得,,
因为成等比数列,公比为2,所以,又因为,所以,
又因为成等差数列,所以,所以,
所以2两13铢需要放置一枚2两,一枚12铢,一枚1铁的环权,可得需要3枚.
故答案为:B.
【分析】由题意,结合等差数列、等比数列的通项公式和性质求解即可.
7.【答案】C
【知识点】众数、中位数、平均数;极差、方差与标准差
【解析】【解答】解:由柱形图可得,
样本偏度反应数据偏离方向与程度,由图表可得,有比较多的小于样本均值的数据,
当右侧有长尾时,受极端值影响,,而样本方差,则.
故答案为:C.
【分析】由图可知,样本数据成右拖尾,,而样本方差,从而判断的符号.
8.【答案】D
【知识点】函数的最大(小)值;函数的奇偶性;奇偶函数图象的对称性;函数的周期性
【解析】【解答】A、因为,都有,所以当时,,解得,故A正确;
B、当时,,则,故B正确;
C、当,时,,则,
取,,,
则,所以是奇数,故C正确;
D、设函数,符合题意,但函数无最小值,故D错误.
故答案为:D.
【分析】根据已知条件取特殊值即可判断ABC;设函数满足题意,但不存在最小值即可判断D.
9.【答案】A,C
【知识点】奇偶函数图象的对称性;导数的几何意义;利用导数研究函数的单调性
【解析】【解答】解:A、由于,从而
,故A正确;
B、由于当时有,
当时有,
故方程在上无解;
而当时有,故在上递增,从而方程在上至多有一个解.
所以方程总共至多有一个解,不可能有3个解,故B错误;
C、当时,由有,
且由有,
从而,故C正确;
D、由于,故,.
而,,故曲线在和处的切线分别是和,这两条切线均过点,故D错误.
故答案为:AC.
【分析】直接验证可判断A,对表达式进行变换,可判断B和C,直接给出两条符合条件的切线,可判断D.
10.【答案】B,C,D
【知识点】等差数列概念与表示;等比数列概念与表示;平面向量共线(平行)的坐标表示
【解析】【解答】解:因为,向量,,对于任意,都有,
所以,
A、若,可得,则,
即数列是首项为,公比为的等比数列,
所以,
即,
时,,时也适合,
由题意可知且,所以和均为常数且不为0,
根据等比数列通项公式可知是关于的指数函数与一个常数的积,
因此当时,数列不是等比数列,即不存在实数使为等比数列,故A错误;
B、若,则,即是公差为1的等差数列,故B正确;
C、若,则,,故C正确;
D、若,则,
,故D正确.
故答案为:BCD.
【分析】根据向量平行得出关于数列的n项和的关系式,再对的取值进行讨论并结合等差数列、等比数列的定义和通项公式逐项判断即可.
11.【答案】A,C,D
【知识点】棱台的结构特征;多面体和旋转体表面上的最短距离问题;球内接多面体
【解析】【解答】解:A、取,,,的中点分别为M,N,X,Y,再取,
的中点为S,R,则,,球O内切于棱台,
则O点即为梯形内切圆心,易知O为中点,且,均为角平分线,
故,则,
故球O的表面积,故A正确;
B、由上述分析可得,,
则正四棱台的侧棱,
作,垂足为E,如图所示:
则E为三等分点(靠近N),
记的外接圆的圆心为,则在的垂直平分线上,
设,由勾股定理得,则,
的外接圆心为三等分点(靠近X),
则三棱锥的外接球球心满足平面,显然平面,
故三棱锥的外接球球心不可能为O,故B错误;
C、若直线平面,作,垂足为H,
因为平面,所以,则P的轨迹为以为直径的圆,
因为,由线面垂直判定定理易得,圆所在的平面与垂直,
又点P为侧面上一点(含边界),取,的中点,,
易知平面,
作,垂足为,点与点重合,
因为,
由余弦定理可得,所以,
此时,故C正确;
D、平面与球O的截面为圆,半径满足,
故只需找离O最远的平面即可,显然观察四个顶点即可,
其中P取A,时为同一平面,
显然当P取D时,点到其距离最小,作,垂足为F,
因为平面,平面,所以,
由线面垂直判定定理可得,平面,
因为,为中点,,
,故,故圆的截面面积为,故D正确.
故答案为:ACD.
【分析】取,,,的中点分别为M,N,X,Y,再取,的中点为S,R,证出,进而求得r即可判断A;利用条件得出三棱锥的外接球球心满足平面,显然平面,即可判断B;若直线平面,则P的轨迹为以DH为直径的圆,求解即可判断C;当P取D时,作,垂足为G,则平面,,即可判断D.
12.【答案】
【知识点】平面向量数量积的坐标表示;平面向量垂直的坐标表示
【解析】【解答】解:因为向量,,所以,
则,,
又因为,所以,
解得,则k的值为(也可写)
故答案为:.
【分析】根据向量的坐标运算,结合向量垂直的坐标表示列式求解即可.
13.【答案】
【知识点】不等关系与不等式;基本不等式
【解析】【解答】解:设,因为,,所以,,
所以,当且仅当时等号成立,而,当且仅当,即时等号成立,因此当且,即时,
则的最大值是.
故答案为:.
【分析】设,则,,结合不等式的性质以及基本不等式求解即可.
14.【答案】
【知识点】椭圆的定义;直线与圆锥曲线的综合问题;余弦定理
【解析】【解答】解:设圆:与x轴的交点为P,Q,不妨设,,,根据阿波罗尼斯圆的定义,得到,
因为,所以,
设与轴正方向形成的角为,则,,
代入得,
在中,,
由余弦定理得,解得,即.
故答案为:.
【分析】根据阿波罗尼斯圆的定义,得到,结合椭圆定义得出焦半径,最后利用余弦定理求离心率即可.
【分析】
根据阿波罗尼斯圆的定义,得到,结合椭圆定义得出焦半径,最后利用余弦定理求出离心率.
【解答】
设:与x轴的交点为P,Q,不妨设,,,
根据阿波罗尼斯圆的定义,得到,又,则,
设与轴正方向形成的角为,则,,代入得,
在中,,
由余弦定理得,解得,即.
故答案为:.
【分析】
根据阿波罗尼斯圆的定义,得到,结合椭圆定义得出焦半径,最后利用余弦定理求出离心率.
【解答】
设:与x轴的交点为P,Q,不妨设,,,
根据阿波罗尼斯圆的定义,得到,又,则,
设与轴正方向形成的角为,则,,代入得,
在中,,
由余弦定理得,解得,即.
故答案为:.
【分析】
根据阿波罗尼斯圆的定义,得到,结合椭圆定义得出焦半径,最后利用余弦定理求出离心率.
【解答】
设:与x轴的交点为P,Q,不妨设,,,
根据阿波罗尼斯圆的定义,得到,又,则,
设与轴正方向形成的角为,则,,代入得,
在中,,
由余弦定理得,解得,即.
故答案为:.
15.【答案】(1)解:选①:因为,所以,解得,
又因为,所以;
选②:由,根据正弦定理可得,
因为,所以,所以,所以,
又因为,所以,所以,
所以,所以,则;
选③:,由正弦定理可得,
因为,则,所以,
即,所以,即,
又因为,所以,所以,则;
(2)解:因为,是上的点,平分,的面积为,
所以,
可得,,
由余弦定理可得,
即,解得,
即角平分线的长为.
【知识点】简单的三角恒等变换;解三角形;三角形中的几何计算
【解析】【分析】(1)选①,根据三角形的面积公式以及余弦定理求得的值,由角的范围,即可求解;
选②,由正弦定理及二倍角公式可得的值,再由角的范围,可得角的大小;
选③,由正弦定理及诱导公式可得角的大小;
(2)由等面积法及余弦定理即可求解角平分线的值.
(1)若选①,
由三角形的面积公式及余弦定理可得,
可得,又因为,所以;
若选②,由正弦定理可得,
因为,则,所以,所以,
又,则,所以,
所以,所以,则;
若选③,由正弦定理可得,
因为,则,所以,
即,所以,
即,
又,则,所以,则;
(2)因为,是上的点,平分,的面积为,
所以,
可得,,
由余弦定理可得,
即,解得(负值已舍去),
即角平分线的长为.
16.【答案】(1)证明:取中点M,连接,因为,所以,
又因为平面平面,且平面平面,
所以平面,平面,所以,
又因为,且,平面,
所以平面,平面,所以,
又,所以;
(2)解:因为在直角梯形中,,,,
易求得,又,,所以三角形为等边三角形,
以M为原点,建立直角坐标系,如图所示:
则,,,,,
因为P是中点,所以点P坐标为,
所以,,,
设平面的法向量为,
则,则可取,
设直线与平面夹角为,
所以.
【知识点】直线与平面垂直的判定;直线与平面垂直的性质;用空间向量研究直线与平面所成的角
【解析】【分析】(1)由已知证出面,则,进而得出平面,再根据以及线面垂直的性质定理证明即可;
(2)以M为原点,建立直角坐标系,利用空间向量法求解即可.
(1)取中点M,连接,因为,所以,
又因为平面平面,且平面平面,
所以平面,平面,所以,
又因为,且,平面,
所以平面,平面,所以,
又,所以;
(2)因为在直角梯形中,,,,
易求得,又,,所以三角形为等边三角形,
如图,以M为原点建立直角坐标系,,,,,,
因为P是中点,所以点P坐标为,
所以,,,
设平面的法向量为,
则,则可取,
设直线与平面夹角为,
所以.
17.【答案】(1)解:若,设抽取n次中抽中黑球的次数为X,则,
故,
由,…,
故最大值为或,即的最大值;
(2)解:(ⅰ),
,
;
(ⅱ)由(ⅰ)可进行猜测,抽取n次中恰有2次抽中的黑球的概率与抽球次序无关,
则.
【知识点】相互独立事件;相互独立事件的概率乘法公式;二项分布;条件概率
【解析】【分析】(1)若,设抽取n次中抽中黑球的次数为X,由题意可知X服从二项分布,利用二项分布的概率求解即可;
(2)(ⅰ)利用条件概率公式求解即可;
(ⅱ)由(ⅰ)可进行猜测,抽取n次中恰有2次抽中的黑球的概率与抽球次序无关,再结合独立事件的概率乘法公式求解即可.
(1)若,设抽取n次中抽中黑球的次数为X,则,
故,
由,…,
故最大值为或,即的最大值;
(2)(ⅰ),
,
;
(ⅱ)由(ⅰ)可进行猜测,抽取n次中恰有2次抽中的黑球的概率与抽球次序无关,
则.
18.【答案】(1)解:易知抛物线:的焦点,
因为,所以为线段的中点,
由抛物线的对称性可知⊥轴,则的横坐标均为,在中,令,解得,
则,即,故抛物线方程为;
(2)(ⅰ)证明:因为,
所以O在以为直径的圆上,
所以,
所以,
设,,
则,
所以直线方程为,
又,所以,
方程为,
直线过定点.
(ⅱ)设,为的角平分线,则,
,整理得,
因为,
解得,即,,
不妨设,因为,
则,同理,直线的方程为,
与直线的交点横坐标,同理,
所以
,
令,则,
所以,
由于在上单调递增,故,
故,当且仅当时,等号成立.
【知识点】抛物线的标准方程;抛物线的简单性质;直线与圆锥曲线的综合问题
【解析】【分析】(1)由题意可得为线段的中点,由对称性可知⊥轴,即可求得点的坐标,再根据即可求得抛物线的方程;
(2)(ⅰ)因为,则可推得,设,,求出,进一步可得直线的方程,然后由,可得,代入直线的方程即可得证;
(ⅱ)设,为的角平分线,则,可得,即,,不妨设,因为,则,同理,直线的方程为,与直线的交点横坐标,同理,表示出,运用换元法求解即可.
(1)因为,所以为线段的中点,
由对称性可知⊥轴,
故的横坐标均为,
中令得,,
所以,得到,
抛物线方程为.
(2)(ⅰ)证明:因为,
所以O在以为直径的圆上,
所以,
所以,
设,,
则,
所以直线方程为,
又,所以,
方程为,
直线过定点.
(ⅱ)设,为的角平分线,则,
,整理得,
因为,
解得,即,,
不妨设,因为,
则,同理,直线的方程为,
与直线的交点横坐标,同理,
所以
,
令,则,
所以,
由于在上单调递增,故,
故,当且仅当时,等号成立.
19.【答案】(1)解:当时,函数定义域为,,
记,求导可得,显然,则在单调递增,且,
故时,,单调递减;时,,单调递增,
则的最小值为;
(2)解:若在定义域内单调递增,则在上恒成立,
,
令,则,且可知,
下证时,,
由关于单调递增,则,
令,则,
故在上单调递增,且,
则在上单调递减,在上单调递增,
所以,
综上所述,时,在定义域上单调递增;
(3)证明:,记,则,,
易知在上单调递增,且x趋于0时,趋于,,
所以存在唯一,使得,
故在上单调递减,单调递增,其中,
根据函数在上单调递增且,得,
又,所以,
因为当x趋于0时,趋于,所以存在唯一极大值点,满足,
又,则,
由,故,
,
令,,
则,趋于0时,,时,,
所以,即.
【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;利用导数研究函数最大(小)值
【解析】【分析】(1)当时,函数求其定义域以及导函数,利用导数判断函数的单调性,并求最值即可;
(2)若在定义域内单调递增,则在上恒成立,由可得,再证时,在定义域上单调递增即可;
(3)求导可知存在唯一,使得在上单调递减,单调递增,进而可得,再结合证明即可.
(1)当时,,定义域为,
则,记
由,可得在单调递增,且,
故时,,单调递减;时,,单调递增,
则的最小值为.
(2)若在定义域内单调递增,则在上恒成立,
,
令,则,且可知,
下证时,,
由关于单调递增,则,
令,则,
故在上单调递增,且,
则在上单调递减,在上单调递增,
所以,
综上所述,时,在定义域上单调递增.
(3),记
,,
易知在上单调递增,且x趋于0时,趋于,,
所以存在唯一,使得,
故在上单调递减,单调递增,其中,
根据函数在上单调递增且,得,
又,所以,
因为当x趋于0时,趋于,所以存在唯一极大值点,满足,
又,则,
由,故,
,
令,,
则,趋于0时,,时,,
所以,即.
1 / 11.(2024高三下·浙江月考)已知在复平面内对应的点位于第二象限,则复数z可能是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】复数在复平面中的表示;复数代数形式的乘除运算
【解析】【解答】解:A、若时,在复平面对应的点为,位于第二象限,故A正确;
B、若时,在复平面对应的点为,位于第一象限,故B错误;
C、若时,在复平面对应的点为,位于虚轴上,故C错误;
D、若时,在复平面对应的点为,位于实轴上,故D错误.
【分析】根据复数的乘法运算以及复数的几何意义,逐项计算判断即可.
2.(2024高三下·浙江月考)已知集合,,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】交集及其运算;一元二次不等式及其解法;指、对数不等式的解法
【解析】【解答】解:由,可得,解得,
则集合,
由,解得或,则集合或,
故.
故答案为:D.
【分析】先解不等式求出集合A,B,再根据集合的交集运算求解即可.
3.(2024高三下·浙江月考)的展开式中的常数项是( )
A.224 B.448 C.560 D.
【答案】B
【知识点】二项式定理;二项展开式的通项
【解析】【解答】解:展开式的通项为
,,1,…,7,
令,解得,
则的展开式的常数项为.
故答案为:B.
【分析】先写出展开式的通项,再令的指数为,求解即可.
4.(2024高三下·浙江月考)“”是“”的( )
A.充分必要条件 B.既不充分也不必要条件
C.充分不必要条件 D.必要不充分条件
【答案】C
【知识点】必要条件、充分条件与充要条件的判断;正弦函数的性质
【解析】【解答】解:由,可得,即,则充分性成立;
当时,解得,即必要性不成立,
则“”是“”的充分不必要条件.
故答案为:C.
【分析】根据充分、必要条件的概念结合正弦函数的图象与性质判断即可.
5.(2024高三下·浙江月考)已知,,则的最大值是( )
A.2 B. C.4 D.
【答案】C
【知识点】轨迹方程;点与圆的位置关系
【解析】【解答】解:由,可得,
在直角坐标系中作出图形,如图所示:
因为,,所以P,Q在上图所示两圆及其内部的范围内,
则得最大值为4.
故答案为:C.
【分析】由提议,先求出P,Q两点的轨迹,数形结合求解即可.
6.(2024高三下·浙江月考)如图,战国时期楚国标准度量衡器——木衡铜环权1954年出土于湖南长沙,“木衡”杆长27厘米,铜盘直径4厘米.“环权”类似于砝码,用于测量物体质量,九枚“环权”重量最小的为1铢,最大的为半斤(我国古代1两铢,1斤两),从小到大排列后前3项为等差数列,后7项为等比数列,公比为2,若铜盘一侧某物体为2两13铢,则另一侧需要放置的“环权”枚数为( )
A.2枚 B.3枚 C.4枚 D.5枚
【答案】B
【知识点】等比数列的通项公式;等差数列的性质;等比数列的性质
【解析】【解答】解:设九枚“环权”重量数列,由题意可得,,
因为成等比数列,公比为2,所以,又因为,所以,
又因为成等差数列,所以,所以,
所以2两13铢需要放置一枚2两,一枚12铢,一枚1铁的环权,可得需要3枚.
故答案为:B.
【分析】由题意,结合等差数列、等比数列的通项公式和性质求解即可.
7.(2024高三下·浙江月考)设,,…,是总体数据中抽取的样本,k为正整数,则称为样本k阶中心矩,其中为样本均值.统计学中,当我们遇到数据分布形状不对称时,常用样本中心矩的函数——样本偏度来刻画偏离方向与程度.若将样本数据,,…,绘制柱形图如图所示,则( )
A. B.
C. D.与0的大小关系不能确定
【答案】C
【知识点】众数、中位数、平均数;极差、方差与标准差
【解析】【解答】解:由柱形图可得,
样本偏度反应数据偏离方向与程度,由图表可得,有比较多的小于样本均值的数据,
当右侧有长尾时,受极端值影响,,而样本方差,则.
故答案为:C.
【分析】由图可知,样本数据成右拖尾,,而样本方差,从而判断的符号.
8.(2024高三下·浙江月考)已知定义在R上的函数恒大于0,对,,都有,且,则下列说法错误的是( )
A. B.
C.是奇数 D.有最小值
【答案】D
【知识点】函数的最大(小)值;函数的奇偶性;奇偶函数图象的对称性;函数的周期性
【解析】【解答】A、因为,都有,所以当时,,解得,故A正确;
B、当时,,则,故B正确;
C、当,时,,则,
取,,,
则,所以是奇数,故C正确;
D、设函数,符合题意,但函数无最小值,故D错误.
故答案为:D.
【分析】根据已知条件取特殊值即可判断ABC;设函数满足题意,但不存在最小值即可判断D.
9.(2024高三下·浙江月考)已知函数,下列说法正确的是( )
A.
B.方程有3个解
C.当时,
D.曲线有且仅有一条过点的切线
【答案】A,C
【知识点】奇偶函数图象的对称性;导数的几何意义;利用导数研究函数的单调性
【解析】【解答】解:A、由于,从而
,故A正确;
B、由于当时有,
当时有,
故方程在上无解;
而当时有,故在上递增,从而方程在上至多有一个解.
所以方程总共至多有一个解,不可能有3个解,故B错误;
C、当时,由有,
且由有,
从而,故C正确;
D、由于,故,.
而,,故曲线在和处的切线分别是和,这两条切线均过点,故D错误.
故答案为:AC.
【分析】直接验证可判断A,对表达式进行变换,可判断B和C,直接给出两条符合条件的切线,可判断D.
10.(2024高三下·浙江月考)已知数列的前n项和,且向量,,对于任意,都有,则下列说法正确的是( )
A.存在实数,使得数列成等比数列
B.存在实数,使得数列成等差数列
C.若,则
D.若,则
【答案】B,C,D
【知识点】等差数列概念与表示;等比数列概念与表示;平面向量共线(平行)的坐标表示
【解析】【解答】解:因为,向量,,对于任意,都有,
所以,
A、若,可得,则,
即数列是首项为,公比为的等比数列,
所以,
即,
时,,时也适合,
由题意可知且,所以和均为常数且不为0,
根据等比数列通项公式可知是关于的指数函数与一个常数的积,
因此当时,数列不是等比数列,即不存在实数使为等比数列,故A错误;
B、若,则,即是公差为1的等差数列,故B正确;
C、若,则,,故C正确;
D、若,则,
,故D正确.
故答案为:BCD.
【分析】根据向量平行得出关于数列的n项和的关系式,再对的取值进行讨论并结合等差数列、等比数列的定义和通项公式逐项判断即可.
11.(2024高三下·浙江月考)已知正四棱台,,球O内切于棱台,点P为侧面上一点(含边界),则( )
A.球O的表面积为
B.三棱锥的外接球球心可能为O
C.若直线面,则
D.平面与球O的截面面积最小值是
【答案】A,C,D
【知识点】棱台的结构特征;多面体和旋转体表面上的最短距离问题;球内接多面体
【解析】【解答】解:A、取,,,的中点分别为M,N,X,Y,再取,
的中点为S,R,则,,球O内切于棱台,
则O点即为梯形内切圆心,易知O为中点,且,均为角平分线,
故,则,
故球O的表面积,故A正确;
B、由上述分析可得,,
则正四棱台的侧棱,
作,垂足为E,如图所示:
则E为三等分点(靠近N),
记的外接圆的圆心为,则在的垂直平分线上,
设,由勾股定理得,则,
的外接圆心为三等分点(靠近X),
则三棱锥的外接球球心满足平面,显然平面,
故三棱锥的外接球球心不可能为O,故B错误;
C、若直线平面,作,垂足为H,
因为平面,所以,则P的轨迹为以为直径的圆,
因为,由线面垂直判定定理易得,圆所在的平面与垂直,
又点P为侧面上一点(含边界),取,的中点,,
易知平面,
作,垂足为,点与点重合,
因为,
由余弦定理可得,所以,
此时,故C正确;
D、平面与球O的截面为圆,半径满足,
故只需找离O最远的平面即可,显然观察四个顶点即可,
其中P取A,时为同一平面,
显然当P取D时,点到其距离最小,作,垂足为F,
因为平面,平面,所以,
由线面垂直判定定理可得,平面,
因为,为中点,,
,故,故圆的截面面积为,故D正确.
故答案为:ACD.
【分析】取,,,的中点分别为M,N,X,Y,再取,的中点为S,R,证出,进而求得r即可判断A;利用条件得出三棱锥的外接球球心满足平面,显然平面,即可判断B;若直线平面,则P的轨迹为以DH为直径的圆,求解即可判断C;当P取D时,作,垂足为G,则平面,,即可判断D.
12.(2024高三下·浙江月考)已知平面向量,,若,则k的值可以是 .(写出一个值即可)
【答案】
【知识点】平面向量数量积的坐标表示;平面向量垂直的坐标表示
【解析】【解答】解:因为向量,,所以,
则,,
又因为,所以,
解得,则k的值为(也可写)
故答案为:.
【分析】根据向量的坐标运算,结合向量垂直的坐标表示列式求解即可.
13.(2024高三下·浙江月考)若,,则的最大值是 .(其中表示a,b中的较小值)
【答案】
【知识点】不等关系与不等式;基本不等式
【解析】【解答】解:设,因为,,所以,,
所以,当且仅当时等号成立,而,当且仅当,即时等号成立,因此当且,即时,
则的最大值是.
故答案为:.
【分析】设,则,,结合不等式的性质以及基本不等式求解即可.
14.(2024高三下·浙江月考)已知左、右焦点为,的椭圆:(),圆:,点A是椭圆与圆的交点,直线交椭圆于点B.若,则椭圆的离心率是 .
【答案】
【知识点】椭圆的定义;直线与圆锥曲线的综合问题;余弦定理
【解析】【解答】解:设圆:与x轴的交点为P,Q,不妨设,,,根据阿波罗尼斯圆的定义,得到,
因为,所以,
设与轴正方向形成的角为,则,,
代入得,
在中,,
由余弦定理得,解得,即.
故答案为:.
【分析】根据阿波罗尼斯圆的定义,得到,结合椭圆定义得出焦半径,最后利用余弦定理求离心率即可.
【分析】
根据阿波罗尼斯圆的定义,得到,结合椭圆定义得出焦半径,最后利用余弦定理求出离心率.
【解答】
设:与x轴的交点为P,Q,不妨设,,,
根据阿波罗尼斯圆的定义,得到,又,则,
设与轴正方向形成的角为,则,,代入得,
在中,,
由余弦定理得,解得,即.
故答案为:.
【分析】
根据阿波罗尼斯圆的定义,得到,结合椭圆定义得出焦半径,最后利用余弦定理求出离心率.
【解答】
设:与x轴的交点为P,Q,不妨设,,,
根据阿波罗尼斯圆的定义,得到,又,则,
设与轴正方向形成的角为,则,,代入得,
在中,,
由余弦定理得,解得,即.
故答案为:.
【分析】
根据阿波罗尼斯圆的定义,得到,结合椭圆定义得出焦半径,最后利用余弦定理求出离心率.
【解答】
设:与x轴的交点为P,Q,不妨设,,,
根据阿波罗尼斯圆的定义,得到,又,则,
设与轴正方向形成的角为,则,,代入得,
在中,,
由余弦定理得,解得,即.
故答案为:.
15.(2024高三下·浙江月考)已知面积为,角,,的对边分别为,,,请从以下条件中任选一个,解答下列问题:
①;
②;
③
(1)求角;
(2)若,是上的点,平分,的面积为,求角平分线的长.
注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分.
【答案】(1)解:选①:因为,所以,解得,
又因为,所以;
选②:由,根据正弦定理可得,
因为,所以,所以,所以,
又因为,所以,所以,
所以,所以,则;
选③:,由正弦定理可得,
因为,则,所以,
即,所以,即,
又因为,所以,所以,则;
(2)解:因为,是上的点,平分,的面积为,
所以,
可得,,
由余弦定理可得,
即,解得,
即角平分线的长为.
【知识点】简单的三角恒等变换;解三角形;三角形中的几何计算
【解析】【分析】(1)选①,根据三角形的面积公式以及余弦定理求得的值,由角的范围,即可求解;
选②,由正弦定理及二倍角公式可得的值,再由角的范围,可得角的大小;
选③,由正弦定理及诱导公式可得角的大小;
(2)由等面积法及余弦定理即可求解角平分线的值.
(1)若选①,
由三角形的面积公式及余弦定理可得,
可得,又因为,所以;
若选②,由正弦定理可得,
因为,则,所以,所以,
又,则,所以,
所以,所以,则;
若选③,由正弦定理可得,
因为,则,所以,
即,所以,
即,
又,则,所以,则;
(2)因为,是上的点,平分,的面积为,
所以,
可得,,
由余弦定理可得,
即,解得(负值已舍去),
即角平分线的长为.
16.(2024高三下·浙江月考)如图,五面体ABCDEF中,已知面面,,,.
(1)求证:.
(2)若,,点P为线段中点,求直线与平面夹角的正弦值.
【答案】(1)证明:取中点M,连接,因为,所以,
又因为平面平面,且平面平面,
所以平面,平面,所以,
又因为,且,平面,
所以平面,平面,所以,
又,所以;
(2)解:因为在直角梯形中,,,,
易求得,又,,所以三角形为等边三角形,
以M为原点,建立直角坐标系,如图所示:
则,,,,,
因为P是中点,所以点P坐标为,
所以,,,
设平面的法向量为,
则,则可取,
设直线与平面夹角为,
所以.
【知识点】直线与平面垂直的判定;直线与平面垂直的性质;用空间向量研究直线与平面所成的角
【解析】【分析】(1)由已知证出面,则,进而得出平面,再根据以及线面垂直的性质定理证明即可;
(2)以M为原点,建立直角坐标系,利用空间向量法求解即可.
(1)取中点M,连接,因为,所以,
又因为平面平面,且平面平面,
所以平面,平面,所以,
又因为,且,平面,
所以平面,平面,所以,
又,所以;
(2)因为在直角梯形中,,,,
易求得,又,,所以三角形为等边三角形,
如图,以M为原点建立直角坐标系,,,,,,
因为P是中点,所以点P坐标为,
所以,,,
设平面的法向量为,
则,则可取,
设直线与平面夹角为,
所以.
17.(2024高三下·浙江月考)盒中共有3个小球,其中1个黑球,2个红球.每次随机抽取1球后放回,并放入k个同()色球.
(1)若,记抽取n次中恰有1次抽中黑球的概率为,求的最大值;
(2)若,记事件表示抽取第i次时抽中黑球.
(ⅰ)分别求,,;
(ⅱ)结合上述分析,请直接写出抽取n次中恰有2次抽中黑球的概率.
【答案】(1)解:若,设抽取n次中抽中黑球的次数为X,则,
故,
由,…,
故最大值为或,即的最大值;
(2)解:(ⅰ),
,
;
(ⅱ)由(ⅰ)可进行猜测,抽取n次中恰有2次抽中的黑球的概率与抽球次序无关,
则.
【知识点】相互独立事件;相互独立事件的概率乘法公式;二项分布;条件概率
【解析】【分析】(1)若,设抽取n次中抽中黑球的次数为X,由题意可知X服从二项分布,利用二项分布的概率求解即可;
(2)(ⅰ)利用条件概率公式求解即可;
(ⅱ)由(ⅰ)可进行猜测,抽取n次中恰有2次抽中的黑球的概率与抽球次序无关,再结合独立事件的概率乘法公式求解即可.
(1)若,设抽取n次中抽中黑球的次数为X,则,
故,
由,…,
故最大值为或,即的最大值;
(2)(ⅰ),
,
;
(ⅱ)由(ⅰ)可进行猜测,抽取n次中恰有2次抽中的黑球的概率与抽球次序无关,
则.
18.(2024高三下·浙江月考)已知抛物线:()的焦点为F,A,B是抛物线上两点(A,B互异).
(1)若,且,求抛物线的方程.
(2)O为坐标原点,G为线段中点,且.
(ⅰ)求证:直线过定点;
(ⅱ)x轴上的定点E满足为的角平分线,连接、,延长交于点P,延长交于点Q,求的最大值(用含p的代数式表示).
【答案】(1)解:易知抛物线:的焦点,
因为,所以为线段的中点,
由抛物线的对称性可知⊥轴,则的横坐标均为,在中,令,解得,
则,即,故抛物线方程为;
(2)(ⅰ)证明:因为,
所以O在以为直径的圆上,
所以,
所以,
设,,
则,
所以直线方程为,
又,所以,
方程为,
直线过定点.
(ⅱ)设,为的角平分线,则,
,整理得,
因为,
解得,即,,
不妨设,因为,
则,同理,直线的方程为,
与直线的交点横坐标,同理,
所以
,
令,则,
所以,
由于在上单调递增,故,
故,当且仅当时,等号成立.
【知识点】抛物线的标准方程;抛物线的简单性质;直线与圆锥曲线的综合问题
【解析】【分析】(1)由题意可得为线段的中点,由对称性可知⊥轴,即可求得点的坐标,再根据即可求得抛物线的方程;
(2)(ⅰ)因为,则可推得,设,,求出,进一步可得直线的方程,然后由,可得,代入直线的方程即可得证;
(ⅱ)设,为的角平分线,则,可得,即,,不妨设,因为,则,同理,直线的方程为,与直线的交点横坐标,同理,表示出,运用换元法求解即可.
(1)因为,所以为线段的中点,
由对称性可知⊥轴,
故的横坐标均为,
中令得,,
所以,得到,
抛物线方程为.
(2)(ⅰ)证明:因为,
所以O在以为直径的圆上,
所以,
所以,
设,,
则,
所以直线方程为,
又,所以,
方程为,
直线过定点.
(ⅱ)设,为的角平分线,则,
,整理得,
因为,
解得,即,,
不妨设,因为,
则,同理,直线的方程为,
与直线的交点横坐标,同理,
所以
,
令,则,
所以,
由于在上单调递增,故,
故,当且仅当时,等号成立.
19.(2024高三下·浙江月考)已知函数,
(1)当时,求的最小值;
(2)若在定义域内单调递增,求实数a的取值范围;
(3)当时,设为函数的极大值点,求证:.
【答案】(1)解:当时,函数定义域为,,
记,求导可得,显然,则在单调递增,且,
故时,,单调递减;时,,单调递增,
则的最小值为;
(2)解:若在定义域内单调递增,则在上恒成立,
,
令,则,且可知,
下证时,,
由关于单调递增,则,
令,则,
故在上单调递增,且,
则在上单调递减,在上单调递增,
所以,
综上所述,时,在定义域上单调递增;
(3)证明:,记,则,,
易知在上单调递增,且x趋于0时,趋于,,
所以存在唯一,使得,
故在上单调递减,单调递增,其中,
根据函数在上单调递增且,得,
又,所以,
因为当x趋于0时,趋于,所以存在唯一极大值点,满足,
又,则,
由,故,
,
令,,
则,趋于0时,,时,,
所以,即.
【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;利用导数研究函数最大(小)值
【解析】【分析】(1)当时,函数求其定义域以及导函数,利用导数判断函数的单调性,并求最值即可;
(2)若在定义域内单调递增,则在上恒成立,由可得,再证时,在定义域上单调递增即可;
(3)求导可知存在唯一,使得在上单调递减,单调递增,进而可得,再结合证明即可.
(1)当时,,定义域为,
则,记
由,可得在单调递增,且,
故时,,单调递减;时,,单调递增,
则的最小值为.
(2)若在定义域内单调递增,则在上恒成立,
,
令,则,且可知,
下证时,,
由关于单调递增,则,
令,则,
故在上单调递增,且,
则在上单调递减,在上单调递增,
所以,
综上所述,时,在定义域上单调递增.
(3),记
,,
易知在上单调递增,且x趋于0时,趋于,,
所以存在唯一,使得,
故在上单调递减,单调递增,其中,
根据函数在上单调递增且,得,
又,所以,
因为当x趋于0时,趋于,所以存在唯一极大值点,满足,
又,则,
由,故,
,
令,,
则,趋于0时,,时,,
所以,即.
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