【精品解析】四川省泸州市2023-2024学年高二下学期7月期末统一考试数学试题

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名称 【精品解析】四川省泸州市2023-2024学年高二下学期7月期末统一考试数学试题
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资源类型 试卷
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科目 数学
更新时间 2025-06-12 09:38:41

文档简介

四川省泸州市2023-2024学年高二下学期7月期末统一考试数学试题
1.(2024高二下·泸州期末)直线的倾斜角是(  )
A. B. C. D.
2.(2024高二下·泸州期末)已知变量与的数据如下表所示,若关于的经验回归方程是,则表中(  )
1 2 3 4 5
10 11 13 15
A.11 B.12 C.12.5 D.13
3.(2024高二下·泸州期末)设随机变量ξ服从正态分布,若,则下列结论中正确的是(  )
A.,标准差 B.,标准差
C.,标准差 D.,标准差
4.(2024高二下·泸州期末)已知空间向量,若共面,则实数 (  )
A.1 B.2 C.3 D.4
5.(2024高二下·泸州期末)的展开式中项的系数为(  )
A. B. C.10 D.80
6.(2024高二下·泸州期末)数列的前n项和满足,若,则的值是(  )
A. B. C.6 D.7
7.(2024高二下·泸州期末)已知是双曲线的右焦点,过点作的一条渐近线的垂线,垂足为,直线交双曲线于点,若,则双曲线的离心率为(  )
A. B.2 C. D.3
8.(2024高二下·泸州期末)若函数满足对恒成立,则不等式的解集为(  )
A. B.
C. D.
9.(2024高二下·泸州期末)直线过抛物线的焦点,且与交于M,N两点,则(  )
A. B.
C.的最小值为6 D.的最小值为12
10.(2024高二下·泸州期末)已知为随机事件,,则下列结论正确的有(  )
A.若为互斥事件,则
B.若为互斥事件,则
C.若相互独立,则
D.若,则
11.(2024高二下·泸州期末)如图,在棱长为的正方体中,点P是平面内一个动点,且满足,则下列结论正确的是(  )
A.
B.直线与平面所成角为定值
C.点P的轨迹的周长为
D.三棱锥体积的最大值为
12.(2024高二下·泸州期末)某医院选派4名医生到3个乡镇义诊,每个乡镇至少有一人,每名医生只能去一个乡镇,则不同的选派方法有   种.
13.(2024高二下·泸州期末)已知函数在上是减函数,则的取值范围是   
14.(2024高二下·泸州期末)人脸识别在现今生活中应用非常广泛,主要是测量面部五官之间的距离,称为“曼哈顿距离”.其定义如下:设, ,则A,B两点间的曼哈顿距离.已知,若点满足,点N在圆上运动,则的最大值为   
15.(2024高二下·泸州期末)在数列中,
(1)求证数列是等比数列;
(2)设,求数列的前项和.
16.(2024高二下·泸州期末)乒乓球运动属于有氧运动,能提高心肺功能,帮助增强肌肉,改善身体协调性和平衡能力.某校为了解学生对乒乓球运动的喜爱情况,随机调查了200名学生,统计得到如下2x2列联表.乒乓球运动总计
性别 乒乓球运动 总计
喜欢 不喜欢
男生 40   100
女生   20  
总计 120   200
(1)先完成列联表,依据的独立性检验,能否认为是否喜欢乒乓球运动与性别有关联?
(2)为增强学生参加乒乓球运动的积极性,从调查结果为喜欢的学生中按性别用分层抽样的方法抽取6人参加乒乓球动动集训,再从这6人中随机抽取3人参加乒乓球比赛,记随机变量X为这3人中女生的人数,求X的分布列和数学期望.
0.100 0.050 0.010 0.001
2.706 3.841 6.635 10.828
附:
其中.
17.(2024高二下·泸州期末)设,···, 都在椭圆C:上,且构成一个公差为的等差数列(其中O是坐标原点),记及
(1)若,求点的坐标(写出一个即可):
(2)当公差d变化时,求的最小值.
18.(2024高二下·泸州期末)在三棱柱中,底面是边长为2的正三角形,点D满足,平面平面,
(1)求证;
(2)若直线与平面所成角的正弦值为
(i)求平面与平面的距离;
(ii)求平面与平面夹角的余弦值.
19.(2024高二下·泸州期末)设函数,
(1)求证:当时,函数没有零点;
(2)若曲线在点处的切线,也是曲线的切线,求a的值;
(3)对任意,关于x的不等式恒成立,求正数k的取值范围.
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】直线的倾斜角
【解析】【解答】解:设直线的倾斜角为,
直线可转化为,
故.
又因为,
所以.
故答案为:C.
【分析】先把直线方程化为斜截式,再利用斜率与倾斜角的关系即可求解.
2.【答案】A
【知识点】回归分析
【解析】【解答】解:,
因为经验回归方程经过样本中心,
所以,
解得.
故答案为:A.
【分析】先求出样本中心点(3,),待入方程即可求解.
3.【答案】B
【知识点】正态密度曲线的特点;正态分布定义
【解析】【解答】解:因为随机变量ξ服从正态分布,,
所以,,,
又,
所以.
故答案为:B
【分析】利用正态分布的对称性及原则分析判断即可求解.
4.【答案】A
【知识点】空间向量基本定理
【解析】【解答】解:因为不共线,共面,
所以存在一对有序实数,使,
所以,
所以,解得.
故答案为:A
【分析】利用空间向量共面定理设,列出方程组即可求解.
5.【答案】D
【知识点】二项式系数的性质;二项展开式的通项
【解析】【解答】解:已知,则展开式为,
令15-3k=6 解得k=3,则x项的系数为.
故答案为:D.
【分析】先变形可得,再利用展开式的通项公式,最后令15-3k=6即可求解.
6.【答案】B
【知识点】等比数列的通项公式;通项与前n项和的关系
【解析】【解答】解:因为,所以,
所以,
所以,
因为,,所以,得,
所以数列是以2为首项,为公比的等比数列,
所以,
所以.
故答案为:B
【分析】先利用化简变形可得数列是以2为首项,为公比的等比数列,再利用等比数列的通项公式即可求解.
7.【答案】A
【知识点】双曲线的简单性质
【解析】【解答】解:不妨过点作渐近线,即的垂线垂足为,
由点到直线的距离公式可得,
设的左焦点为为坐标原点,取的中点,连接如图所示:
因为,所以,所以,
则.又,
所以,
整理得,得,得.
故答案为:A
【分析】先利用点到直线的距离公式可得,再利用已知条件及双曲线的定义可得,再转化成即可求解.
8.【答案】C
【知识点】奇偶函数图象的对称性;简单复合函数求导法则
【解析】【解答】解:已知,则,即,
故关于对称,又,
则由二次函数性质可知在上单调递减,在上单调递增,
故对,有,即,
即,即,解得或,
即不等式的解集为.
故答案为:C.
【分析】先对求导可得,即可得关于对称,再利用二次函数的单调性即可求解.
9.【答案】B,D
【知识点】抛物线的简单性质
【解析】【解答】解:AB、已知直线与轴的交点坐标为,则,即,故A错误,B正确;
CD、当直线垂直于轴,即时,取得最小值,且最小值为.故C错误,D正确.
故答案为:BD.
【分析】先利用直线过定点即可判断A,B;再利用抛物线的性质知直线垂直于轴时最小即可判断C,D.
10.【答案】B,C,D
【知识点】互斥事件的概率加法公式;条件概率与独立事件
【解析】【解答】解:A、若为互斥事件,则,故A错误;
B、由可得,
又为互斥事件,则,又,故B正确;
C、若相互独立,则,
所以,故C正确;
D、若,所以;
可得,
所以,故D正确.
故答案为:BCD
【分析】利用互斥事件性质即可判断AB;再利用相互独立事件性质即可判断C;利用对立事件及条件概率公式即可判断D.
11.【答案】A,B,D
【知识点】直线与平面所成的角;锥体的体积公式及应用
【解析】【解答】解:A、连接,如图所示:
因为四边形为正方形,则,
因为平面,平面,则,
因为,平面,所以平面,
平面,所以,同理可得,
因为,平面,所以平面,
因为平面,所以,故A正确;
C、由A选项知平面,设平面,
即平面,平面,
因为,,
所以三棱锥为正三棱锥,因为平面,
则与正的中心,则,
所以,因为,
所以,因为,
即,
即,
,两边平方化简可得,
因为点到等边三角形的边的距离为,
所以点的轨迹是在内,且以为圆心、半径为的圆,
所以点P的轨迹的周长为,故C错误;
B、由选项C可知,点的轨迹是在内,如图所示:
且以为圆心、半径为的圆,,且,
平面,所以就是直线与平面所成角,
所以,因为,
所以直线与平面所成角为定值,故B正确;
D、因为点到直线的距离为,
点到直线的最大距离为,
故的面积的最大值为,
因为平面,则
三棱锥体积的最大值为,故D正确.
故答案为:ABD.
【分析】利用线面垂直的判定定理、性质定理即可判断A;求出点的轨迹即可判断C;求出直线与平面所成角即可判断B;求出三棱锥体积的最大值即可判断D.
12.【答案】36
【知识点】排列、组合的实际应用
【解析】【解答】解:现将名医生分为组有种,
再将其分配给个乡镇有种.
故答案为:36.
【分析】先将名医生分为组共有种,再将其分配给个乡镇即可求解.
13.【答案】
【知识点】利用导数研究函数的单调性
【解析】【解答】解:求导,
在上是减函数,
在上恒成立,又
即在上恒成立,
即在上恒成立,
令,当时,,
则.
故答案为:.
【分析】由题意得在上恒成立,分离参数得在上恒成立,令,利用二次函数的性求出即可求解.
14.【答案】
【知识点】直线和圆的方程的应用
【解析】【解答】解:由题意得,圆,圆心,半径,
设点,则,
故点的轨迹为如下所示的正方形,其中,,
则,,
则,即的最大值为.
故答案为:.
【分析】先根据题意作出点的轨迹,再将问题转化为点到圆的距离问题,利用两点间的距离公式即可求解.
15.【答案】(1)证明:由,又,所以,
所以是公比为2的等比数列.
(2)解:由(1)知,数列的首项为,公比为2,
, ,

所以
两式相减,得,
所以.
【知识点】等比数列的通项公式;等比数列的前n项和;数列的求和
【解析】【分析】(1)先将递推公式转化为,再利用等比数列的定义即可求解;
(2)由(1)得,即可得,再利用错位相减法即可求解.
(1)由,又,所以,
所以是公比为2的等比数列.
(2)由(1)知,数列的首项为,公比为2,
, ,

所以
两式相减,得,
所以.
16.【答案】(1)解:列联表:
性别 乒乓球运动 总计
喜欢 不喜欢
男生 40 60 100
女生 80 20 100
总计 120 80 200
零假设为:是否喜欢乒乓球运动与性别无关联,则

依据小概率值的独立性检验,推断不成立,
所以认为是否喜欢乒乓球运动与性别有关联;
(2)解:喜欢乒乓球运动中,男生40人,女生80人,则男生人数与女生的人数之比为,
所以抽取的6人中,男生抽2人,女生抽4人,所以可能取1,2,3,
则,,

所以的分布列为:
1 2 3
.
【知识点】独立性检验;离散型随机变量及其分布列
【解析】【分析】(1)先表中的数据完成列联表,再利用公式计算,再与临界值比较即可求解;
(2)由分层抽样可知抽取的6人中,男生有2人,女生有4人,则的所有可能取值为1,2,3,再分别求出相应的概率,即可求得X的分布列和数学期望.
(1)解:列联表:
性别 乒乓球运动 总计
喜欢 不喜欢
男生 40 60 100
女生 80 20 100
总计 120 80 200
零假设为:是否喜欢乒乓球运动与性别无关联,则

依据小概率值的独立性检验,推断不成立,
所以认为是否喜欢乒乓球运动与性别有关联;
(2)喜欢乒乓球运动中,男生40人,女生80人,则男生人数与女生的人数之比为,
所以抽取的6人中,男生抽2人,女生抽4人,所以可能取1,2,3,
则,,

所以的分布列为:
1 2 3
.
17.【答案】(1)解:由,解得:,
因为所以,因为为公差为的等差数列,
所以,所以,
可得,
由,可得,故点的坐标可以为.
(2)解:原点到二次曲线 上各点的最小距离为,最大距离为;
因为,故,且,
故,因为,故在上递增,
故的最小值为.
当椭圆C:,则,
所以的最小值为.
【知识点】数列与解析几何的综合
【解析】【分析】(1)先利用首项和前项和求得,再利用的坐标满足椭圆方程即可求解;
(2)根据原点到椭圆上一点距离的最小值,,再利用求和公式可得即可求解.
(1)由,解得:,
因为所以,因为为公差为的等差数列,
所以,所以,
可得,
由,可得,故点的坐标可以为.
(2)原点到二次曲线 上各点的最小距离为,最大距离为;
因为,故,且,
故,因为,故在上递增,
故的最小值为.
当椭圆C:,则,
所以的最小值为.
18.【答案】(1)解:为正三角形,为中点,如图所示:

又平面平面平面平面平面,
平面,又平面,
.
(2)解:(i),故.
如图过作于,
因为平面,又平面,所以,
又平面,则平面.
则,则.
由余弦定理得,
即,解得.
则平面与平面的距离.
(ii)由前面计算和证明可得,侧面为菱形,
为正三角形,则.
又平面,建立空间直角坐标系如图所示:
则,

设平面的法向量为,
则,
设可求得平面法向量,
则,
则.
则平面与平面夹角的余弦值为.
【知识点】直线与平面垂直的判定;空间向量的夹角与距离求解公式;用空间向量研究二面角
【解析】【分析】(1)先利用面面垂直的性质定理可得平面,即可得,再利用得到即可得证;
(2)(i)找出直线与平面所成角,则知道,用同角三角函数关系式,得.再用余弦定理解得,再求点到面的距离即可解决;(ii)建立坐标系,再求出关键点的坐标,再求出平面的法向量与平面的法向量,再利用向量夹角的余弦值公式即可求解.
(1)如图所示,
为正三角形,为中点,,
又平面平面平面平面平面,
平面,又平面,
.
(2)(i),故.
如图过作于,
因为平面,又平面,所以,
又平面,则平面.
则,则.
由余弦定理得,
即,解得.
则平面与平面的距离.
(ii)由前面计算和证明可得,侧面为菱形,
为正三角形,则.
又平面,则如图所示可建立空间直角坐标系.
则,

设平面的法向量为,
则,
设可求得平面法向量,
则,
则.
则平面与平面夹角的余弦值为.
19.【答案】(1)证明:由题设,
当时,则,
所以在单调递增,,
故时,没有零点,得证.
(2)解:由(1)知,,曲线在点处的切线为 ,
由题设,则,
设与相切于点,则,
,则,
,则,
所以或
(3)解:,
令,,
存在,使在单调递增;
显然在恒成立,则.
当,,恒成立;
当,设,
所以单调递增,所以,
也成立,
所以.
【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;函数零点存在定理
【解析】【分析】(1)先求导可得,再利用函数的单调性及零点存在定理即可求解;
(2)先求出切线,再利用直线和曲线相切于点求参即可求解;
(3)把恒成立不等式移项设新函数,再结合函数单调性求参即可求解.
(1)由题设,
当时,则,
所以在单调递增,,
故时,没有零点,得证.
(2)由(1)知,,曲线在点处的切线为 ,
由题设,则,
设与相切于点,则,
,则,
,则,
所以或
(3),
令,,
存在,使在单调递增;
显然在恒成立,则.
当,,恒成立;
当,设,
所以单调递增,所以,
也成立,
所以.
1 / 1四川省泸州市2023-2024学年高二下学期7月期末统一考试数学试题
1.(2024高二下·泸州期末)直线的倾斜角是(  )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】直线的倾斜角
【解析】【解答】解:设直线的倾斜角为,
直线可转化为,
故.
又因为,
所以.
故答案为:C.
【分析】先把直线方程化为斜截式,再利用斜率与倾斜角的关系即可求解.
2.(2024高二下·泸州期末)已知变量与的数据如下表所示,若关于的经验回归方程是,则表中(  )
1 2 3 4 5
10 11 13 15
A.11 B.12 C.12.5 D.13
【答案】A
【知识点】回归分析
【解析】【解答】解:,
因为经验回归方程经过样本中心,
所以,
解得.
故答案为:A.
【分析】先求出样本中心点(3,),待入方程即可求解.
3.(2024高二下·泸州期末)设随机变量ξ服从正态分布,若,则下列结论中正确的是(  )
A.,标准差 B.,标准差
C.,标准差 D.,标准差
【答案】B
【知识点】正态密度曲线的特点;正态分布定义
【解析】【解答】解:因为随机变量ξ服从正态分布,,
所以,,,
又,
所以.
故答案为:B
【分析】利用正态分布的对称性及原则分析判断即可求解.
4.(2024高二下·泸州期末)已知空间向量,若共面,则实数 (  )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】A
【知识点】空间向量基本定理
【解析】【解答】解:因为不共线,共面,
所以存在一对有序实数,使,
所以,
所以,解得.
故答案为:A
【分析】利用空间向量共面定理设,列出方程组即可求解.
5.(2024高二下·泸州期末)的展开式中项的系数为(  )
A. B. C.10 D.80
【答案】D
【知识点】二项式系数的性质;二项展开式的通项
【解析】【解答】解:已知,则展开式为,
令15-3k=6 解得k=3,则x项的系数为.
故答案为:D.
【分析】先变形可得,再利用展开式的通项公式,最后令15-3k=6即可求解.
6.(2024高二下·泸州期末)数列的前n项和满足,若,则的值是(  )
A. B. C.6 D.7
【答案】B
【知识点】等比数列的通项公式;通项与前n项和的关系
【解析】【解答】解:因为,所以,
所以,
所以,
因为,,所以,得,
所以数列是以2为首项,为公比的等比数列,
所以,
所以.
故答案为:B
【分析】先利用化简变形可得数列是以2为首项,为公比的等比数列,再利用等比数列的通项公式即可求解.
7.(2024高二下·泸州期末)已知是双曲线的右焦点,过点作的一条渐近线的垂线,垂足为,直线交双曲线于点,若,则双曲线的离心率为(  )
A. B.2 C. D.3
【答案】A
【知识点】双曲线的简单性质
【解析】【解答】解:不妨过点作渐近线,即的垂线垂足为,
由点到直线的距离公式可得,
设的左焦点为为坐标原点,取的中点,连接如图所示:
因为,所以,所以,
则.又,
所以,
整理得,得,得.
故答案为:A
【分析】先利用点到直线的距离公式可得,再利用已知条件及双曲线的定义可得,再转化成即可求解.
8.(2024高二下·泸州期末)若函数满足对恒成立,则不等式的解集为(  )
A. B.
C. D.
【答案】C
【知识点】奇偶函数图象的对称性;简单复合函数求导法则
【解析】【解答】解:已知,则,即,
故关于对称,又,
则由二次函数性质可知在上单调递减,在上单调递增,
故对,有,即,
即,即,解得或,
即不等式的解集为.
故答案为:C.
【分析】先对求导可得,即可得关于对称,再利用二次函数的单调性即可求解.
9.(2024高二下·泸州期末)直线过抛物线的焦点,且与交于M,N两点,则(  )
A. B.
C.的最小值为6 D.的最小值为12
【答案】B,D
【知识点】抛物线的简单性质
【解析】【解答】解:AB、已知直线与轴的交点坐标为,则,即,故A错误,B正确;
CD、当直线垂直于轴,即时,取得最小值,且最小值为.故C错误,D正确.
故答案为:BD.
【分析】先利用直线过定点即可判断A,B;再利用抛物线的性质知直线垂直于轴时最小即可判断C,D.
10.(2024高二下·泸州期末)已知为随机事件,,则下列结论正确的有(  )
A.若为互斥事件,则
B.若为互斥事件,则
C.若相互独立,则
D.若,则
【答案】B,C,D
【知识点】互斥事件的概率加法公式;条件概率与独立事件
【解析】【解答】解:A、若为互斥事件,则,故A错误;
B、由可得,
又为互斥事件,则,又,故B正确;
C、若相互独立,则,
所以,故C正确;
D、若,所以;
可得,
所以,故D正确.
故答案为:BCD
【分析】利用互斥事件性质即可判断AB;再利用相互独立事件性质即可判断C;利用对立事件及条件概率公式即可判断D.
11.(2024高二下·泸州期末)如图,在棱长为的正方体中,点P是平面内一个动点,且满足,则下列结论正确的是(  )
A.
B.直线与平面所成角为定值
C.点P的轨迹的周长为
D.三棱锥体积的最大值为
【答案】A,B,D
【知识点】直线与平面所成的角;锥体的体积公式及应用
【解析】【解答】解:A、连接,如图所示:
因为四边形为正方形,则,
因为平面,平面,则,
因为,平面,所以平面,
平面,所以,同理可得,
因为,平面,所以平面,
因为平面,所以,故A正确;
C、由A选项知平面,设平面,
即平面,平面,
因为,,
所以三棱锥为正三棱锥,因为平面,
则与正的中心,则,
所以,因为,
所以,因为,
即,
即,
,两边平方化简可得,
因为点到等边三角形的边的距离为,
所以点的轨迹是在内,且以为圆心、半径为的圆,
所以点P的轨迹的周长为,故C错误;
B、由选项C可知,点的轨迹是在内,如图所示:
且以为圆心、半径为的圆,,且,
平面,所以就是直线与平面所成角,
所以,因为,
所以直线与平面所成角为定值,故B正确;
D、因为点到直线的距离为,
点到直线的最大距离为,
故的面积的最大值为,
因为平面,则
三棱锥体积的最大值为,故D正确.
故答案为:ABD.
【分析】利用线面垂直的判定定理、性质定理即可判断A;求出点的轨迹即可判断C;求出直线与平面所成角即可判断B;求出三棱锥体积的最大值即可判断D.
12.(2024高二下·泸州期末)某医院选派4名医生到3个乡镇义诊,每个乡镇至少有一人,每名医生只能去一个乡镇,则不同的选派方法有   种.
【答案】36
【知识点】排列、组合的实际应用
【解析】【解答】解:现将名医生分为组有种,
再将其分配给个乡镇有种.
故答案为:36.
【分析】先将名医生分为组共有种,再将其分配给个乡镇即可求解.
13.(2024高二下·泸州期末)已知函数在上是减函数,则的取值范围是   
【答案】
【知识点】利用导数研究函数的单调性
【解析】【解答】解:求导,
在上是减函数,
在上恒成立,又
即在上恒成立,
即在上恒成立,
令,当时,,
则.
故答案为:.
【分析】由题意得在上恒成立,分离参数得在上恒成立,令,利用二次函数的性求出即可求解.
14.(2024高二下·泸州期末)人脸识别在现今生活中应用非常广泛,主要是测量面部五官之间的距离,称为“曼哈顿距离”.其定义如下:设, ,则A,B两点间的曼哈顿距离.已知,若点满足,点N在圆上运动,则的最大值为   
【答案】
【知识点】直线和圆的方程的应用
【解析】【解答】解:由题意得,圆,圆心,半径,
设点,则,
故点的轨迹为如下所示的正方形,其中,,
则,,
则,即的最大值为.
故答案为:.
【分析】先根据题意作出点的轨迹,再将问题转化为点到圆的距离问题,利用两点间的距离公式即可求解.
15.(2024高二下·泸州期末)在数列中,
(1)求证数列是等比数列;
(2)设,求数列的前项和.
【答案】(1)证明:由,又,所以,
所以是公比为2的等比数列.
(2)解:由(1)知,数列的首项为,公比为2,
, ,

所以
两式相减,得,
所以.
【知识点】等比数列的通项公式;等比数列的前n项和;数列的求和
【解析】【分析】(1)先将递推公式转化为,再利用等比数列的定义即可求解;
(2)由(1)得,即可得,再利用错位相减法即可求解.
(1)由,又,所以,
所以是公比为2的等比数列.
(2)由(1)知,数列的首项为,公比为2,
, ,

所以
两式相减,得,
所以.
16.(2024高二下·泸州期末)乒乓球运动属于有氧运动,能提高心肺功能,帮助增强肌肉,改善身体协调性和平衡能力.某校为了解学生对乒乓球运动的喜爱情况,随机调查了200名学生,统计得到如下2x2列联表.乒乓球运动总计
性别 乒乓球运动 总计
喜欢 不喜欢
男生 40   100
女生   20  
总计 120   200
(1)先完成列联表,依据的独立性检验,能否认为是否喜欢乒乓球运动与性别有关联?
(2)为增强学生参加乒乓球运动的积极性,从调查结果为喜欢的学生中按性别用分层抽样的方法抽取6人参加乒乓球动动集训,再从这6人中随机抽取3人参加乒乓球比赛,记随机变量X为这3人中女生的人数,求X的分布列和数学期望.
0.100 0.050 0.010 0.001
2.706 3.841 6.635 10.828
附:
其中.
【答案】(1)解:列联表:
性别 乒乓球运动 总计
喜欢 不喜欢
男生 40 60 100
女生 80 20 100
总计 120 80 200
零假设为:是否喜欢乒乓球运动与性别无关联,则

依据小概率值的独立性检验,推断不成立,
所以认为是否喜欢乒乓球运动与性别有关联;
(2)解:喜欢乒乓球运动中,男生40人,女生80人,则男生人数与女生的人数之比为,
所以抽取的6人中,男生抽2人,女生抽4人,所以可能取1,2,3,
则,,

所以的分布列为:
1 2 3
.
【知识点】独立性检验;离散型随机变量及其分布列
【解析】【分析】(1)先表中的数据完成列联表,再利用公式计算,再与临界值比较即可求解;
(2)由分层抽样可知抽取的6人中,男生有2人,女生有4人,则的所有可能取值为1,2,3,再分别求出相应的概率,即可求得X的分布列和数学期望.
(1)解:列联表:
性别 乒乓球运动 总计
喜欢 不喜欢
男生 40 60 100
女生 80 20 100
总计 120 80 200
零假设为:是否喜欢乒乓球运动与性别无关联,则

依据小概率值的独立性检验,推断不成立,
所以认为是否喜欢乒乓球运动与性别有关联;
(2)喜欢乒乓球运动中,男生40人,女生80人,则男生人数与女生的人数之比为,
所以抽取的6人中,男生抽2人,女生抽4人,所以可能取1,2,3,
则,,

所以的分布列为:
1 2 3
.
17.(2024高二下·泸州期末)设,···, 都在椭圆C:上,且构成一个公差为的等差数列(其中O是坐标原点),记及
(1)若,求点的坐标(写出一个即可):
(2)当公差d变化时,求的最小值.
【答案】(1)解:由,解得:,
因为所以,因为为公差为的等差数列,
所以,所以,
可得,
由,可得,故点的坐标可以为.
(2)解:原点到二次曲线 上各点的最小距离为,最大距离为;
因为,故,且,
故,因为,故在上递增,
故的最小值为.
当椭圆C:,则,
所以的最小值为.
【知识点】数列与解析几何的综合
【解析】【分析】(1)先利用首项和前项和求得,再利用的坐标满足椭圆方程即可求解;
(2)根据原点到椭圆上一点距离的最小值,,再利用求和公式可得即可求解.
(1)由,解得:,
因为所以,因为为公差为的等差数列,
所以,所以,
可得,
由,可得,故点的坐标可以为.
(2)原点到二次曲线 上各点的最小距离为,最大距离为;
因为,故,且,
故,因为,故在上递增,
故的最小值为.
当椭圆C:,则,
所以的最小值为.
18.(2024高二下·泸州期末)在三棱柱中,底面是边长为2的正三角形,点D满足,平面平面,
(1)求证;
(2)若直线与平面所成角的正弦值为
(i)求平面与平面的距离;
(ii)求平面与平面夹角的余弦值.
【答案】(1)解:为正三角形,为中点,如图所示:

又平面平面平面平面平面,
平面,又平面,
.
(2)解:(i),故.
如图过作于,
因为平面,又平面,所以,
又平面,则平面.
则,则.
由余弦定理得,
即,解得.
则平面与平面的距离.
(ii)由前面计算和证明可得,侧面为菱形,
为正三角形,则.
又平面,建立空间直角坐标系如图所示:
则,

设平面的法向量为,
则,
设可求得平面法向量,
则,
则.
则平面与平面夹角的余弦值为.
【知识点】直线与平面垂直的判定;空间向量的夹角与距离求解公式;用空间向量研究二面角
【解析】【分析】(1)先利用面面垂直的性质定理可得平面,即可得,再利用得到即可得证;
(2)(i)找出直线与平面所成角,则知道,用同角三角函数关系式,得.再用余弦定理解得,再求点到面的距离即可解决;(ii)建立坐标系,再求出关键点的坐标,再求出平面的法向量与平面的法向量,再利用向量夹角的余弦值公式即可求解.
(1)如图所示,
为正三角形,为中点,,
又平面平面平面平面平面,
平面,又平面,
.
(2)(i),故.
如图过作于,
因为平面,又平面,所以,
又平面,则平面.
则,则.
由余弦定理得,
即,解得.
则平面与平面的距离.
(ii)由前面计算和证明可得,侧面为菱形,
为正三角形,则.
又平面,则如图所示可建立空间直角坐标系.
则,

设平面的法向量为,
则,
设可求得平面法向量,
则,
则.
则平面与平面夹角的余弦值为.
19.(2024高二下·泸州期末)设函数,
(1)求证:当时,函数没有零点;
(2)若曲线在点处的切线,也是曲线的切线,求a的值;
(3)对任意,关于x的不等式恒成立,求正数k的取值范围.
【答案】(1)证明:由题设,
当时,则,
所以在单调递增,,
故时,没有零点,得证.
(2)解:由(1)知,,曲线在点处的切线为 ,
由题设,则,
设与相切于点,则,
,则,
,则,
所以或
(3)解:,
令,,
存在,使在单调递增;
显然在恒成立,则.
当,,恒成立;
当,设,
所以单调递增,所以,
也成立,
所以.
【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;函数零点存在定理
【解析】【分析】(1)先求导可得,再利用函数的单调性及零点存在定理即可求解;
(2)先求出切线,再利用直线和曲线相切于点求参即可求解;
(3)把恒成立不等式移项设新函数,再结合函数单调性求参即可求解.
(1)由题设,
当时,则,
所以在单调递增,,
故时,没有零点,得证.
(2)由(1)知,,曲线在点处的切线为 ,
由题设,则,
设与相切于点,则,
,则,
,则,
所以或
(3),
令,,
存在,使在单调递增;
显然在恒成立,则.
当,,恒成立;
当,设,
所以单调递增,所以,
也成立,
所以.
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