四川省射洪中学2024—2025学年高二下学期期末考试数学试题
一、选择题:本题共8小题,每小题5分,共40分.
1.(2025高二下·射洪期末)下列选项正确的是( )
A. B.
C. D.
2.(2025高二下·射洪期末)已知数列的前项和为,且,则( )
A.16 B.17 C.20 D.21
3.(2025高二下·射洪期末)从装有2个白球、3个红球的箱子中无放回地随机取两次,每次取一个球,表示事件“两次取出的球颜色相同”,表示事件“两次取出的球中至少有1个是红球”,则( )
A. B. C. D.
4.(2025高二下·射洪期末)在等比数列中,,若,,成等差数列,则的公比为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
5.(2025高二下·射洪期末)若有2名女生和4名男生到“山东旅发”大会的两个志愿服务站参加服务活动,分配时每个服务站均要求既有女生又有男生,则不同的分配方案种数为( )
A.16 B.20 C.28 D.40
6.(2025高二下·射洪期末)某市政道路两旁需要进行绿化,计划从甲,乙,丙三种树木中选择一种进行栽种,通过民意调查显示,赞成栽种乙树木的概率为,若从该地市民中随机选取4人进行访谈,则至少有3人建议栽种乙树木的概率为( )
A. B. C. D.
7.(2025高二下·射洪期末)已知定义在R上的函数的导函数的图象如图所示,下列命题中正确的是( )
A.是的极值点
B.在区间上单调递增
C.是在区间上的最小值点
D.曲线在点处的切线斜率小于零
8.(2025高二下·射洪期末)若,不等式恒成立(其中是自然对数的底数),则实数的最小值为( )
A. B. C. D.
二、选择题:本大题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得6分,选对但不全的得部分分,有选错的得0分.
9.(2025高二下·射洪期末)为考察某种药物预防疾病的效果,进行动物实验,得到如下药物结果与动物实验的数据:
患病 未患病
服用药 10 45
没服用药 20 30
由上述数据得出下列结论,其中正确的是( )
附:;
0.05 0.025 0.010 0.005
3.841 5.024 6.635 7.879
A.根据小概率值的独立性检验,推断服用药物是有效的,此推断犯错误的概率不超过0.025
B.根据小概率值的独立性检验,推断服用药物是有效的,此推断犯错误的概率不超过0.01
C.该药物的预防有效率超过
D.若将所有试验数据都扩大到原来的10倍,根据小概率值的独立性检验,推断服用药物是有效的,此推断犯错误的概率不超过0.005
10.(2025高二下·射洪期末)若,则( )
A. B.
C. D.
11.(2025高二下·射洪期末)已知三次函数有极小值点,则下列说法中正确的有( )
A.
B.函数有三个零点
C.函数的对称中心为
D.过可以作两条直线与的图象相切
三、填空题:本题共3个小题,每小题5分,共15分.
12.(2025高二下·射洪期末)在前n项和为的等差数列中,,,则 .
13.(2025高二下·射洪期末)在的二项展开式中,只有第4项的二项式系数最大,则展开式中的系数为 .(用数字作答)
14.(2025高二下·射洪期末)设随机变量,且.若8名团员中有名男生,从这8人中选出4名代表,记选出的代表中男生的人数为Y,则 .
四、解答题:本题共5小题,第15题13分,第16、17小题15分,第18、19小题17分,共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
15.(2025高二下·射洪期末)已知函数.
(1)求函数的单调区间.
(2)求函数在上的值域.
16.(2025高二下·射洪期末)随着“一带一路”的发展,中国同某国贸易频繁,现统计近5年两国交易额(单位:百亿元),结果见表:
年份 2020 2021 2022 2023 2024
年份代码x 1 2 3 4 5
交易额y 9 12 17 21 26
(1)统计学中常用线性相关系数r来衡量两个变量y与x之间线性关系的强弱.一般认为:若,则负相关性很强;若,则正相关性很强;若,则相关性一般;若,则相关性很弱.请用表中数据计算出r,并说明y与x的线性相关程度.
(2)求出y关于x的线性回归方程,并预测2025年两国的交易额.
参考数据:;
参考公式:;回归方程,,.
17.(2025高二下·射洪期末)已知数列满足,.
(1)求证:数列是等差数列,并求数列的通项公式:
(2)记,求数列的前n项和.
18.(2025高二下·射洪期末)已知函数.
(1)若, 求曲线在点处的切线方程;
(2)若无零点,求实数的取值范围;
(3)若存在,使得成立,求实数的取值范围.
19.(2025高二下·射洪期末)已知新同学小王每天中午会在自己学校提供A、B两家餐厅中选择就餐,小王第1天午餐时随机选择一家餐厅用餐、如果第1天去A餐厅,那么第2天去A餐厅的概率为0.8;如果第1天去B餐厅,那么第2天去A餐厅的概率为0.4,如此往复.
(1)求小王第2天中午去A餐厅用餐的概率;
(2)求小王第i天中午去B餐厅用餐的概率;
(3)已知:若随机变量服从两点分布,
且,则.记前n次(即从第1次到第n次午餐)中小王去B餐厅用午餐的次数为Y,求.
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】导数的四则运算;简单复合函数求导法则;基本初等函数导函数公式
【解析】【解答】A:,A错误;
B:,B错误;
C:,C正确;
D:,D错误.
故答案为:C.
【分析】根据基本初等函数的求导公式和求导法则,逐一分析每个选项的导数计算是否正确.常数、对数函数、幂函数、指数函数的求导公式,以及乘积法则、复合函数求导法则等.
2.【答案】B
【知识点】数列的求和;数列的通项公式
【解析】【解答】解:由题设,又,,则,所以.
故答案为:B
【分析】数列前项和与数列项的关系展开.利用数列前项和的定义(是数列前项的和,即 ),的值来推导数列的具体项或项的组合值.计算,可先找到与、相关的值,再通过项的和的关系间接求解,避免单独求(需先求通项,相对繁琐 ).
3.【答案】A
【知识点】古典概型及其概率计算公式;组合及组合数公式;条件概率
【解析】【解答】解:由于我们不考虑两次取球的顺序,故可以视为从该箱子中一次性随机取出两个球.从而,,故.
故答案为:A.
【分析】计算条件概率,根据条件概率的定义,需先明确 ,所以解题思路是:先分别求出事件发生的概率(即两次取球颜色相同的概率 ),以及事件和同时发生的概率(即两次取球颜色相同且至少有1个红球的概率 ),最后代入公式计算.
4.【答案】B
【知识点】等比数列概念与表示;等差数列的性质
【解析】【解答】解:设等比数列的公比为,则,因为,,成等差数列,所以,又,所以,所以,故,
故答案为:B.
【分析】确定等比数列的公比,需利用等差数列和等比数列的性质,由成等差数列,根据等差数列性质可得到关于、、的等式;再结合等比数列中(为公比 )以及已知,通过等式变形求出公比 .
5.【答案】C
【知识点】排列、组合的实际应用
【解析】【解答】解:若一组2人,另一组4人,有种;
若每组各3人,有种,则不同分组方法共有种;
再将两组志愿者分配到两个服务站共有种,
故总的分配方案有种.
故答案为:C.
【分析】先分组后分配,分组时分一组2人一组4人和每组各3人两种情况求解即可.
6.【答案】D
【知识点】二项分布
【解析】【解答】解:赞成栽种乙树木的人数设为X,则,
根据二项分布概率公式知道至少有3人建议栽种乙树木的概率为:.
故答案为:D.
【分析】利用已知条件和二项分布求概率公式以及互斥事件加法求概率公式,从而得出至少有3人建议栽种乙树木的概率.
7.【答案】C
【知识点】导数的几何意义;利用导数研究函数的单调性;函数在某点取得极值的条件;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】【解答】解:由的图象可知:当时,,当时,,
故在单调递减,在单调递增,
故是函数的极小值点,也是上的最小值点,故A错误,B错误,C正确;
由图可知:,因此曲线在点处的切线斜率大于零,故D错误,
故答案为:C.
【分析】导函数图象判断原函数的单调性、极值点、最值点以及切线斜率.导函数的正负决定原函数的单调性,导函数为的点可能是极值点,结合单调性可确定极值点和最值点,导函数在某点的值就是原函数在该点切线的斜率.
8.【答案】A
【知识点】函数的单调性及单调区间;利用导数研究函数最大(小)值
【解析】【解答】解:由题意可知:,,即,构造函数,其中,则,所以函数在上为增函数,又,所以,其中,令,则,当时,,函数单调递增;当时,,函数单调递减,所以,即,故实数的最小值为.
故答案为:A
【分析】要解决不等式恒成立求实数a最小值的问题,思路是通过对不等式变形,构造合适函数,利用函数单调性转化不等式,再通过研究函数最值来确定a的取值范围,具体来说,先把原不等式变形为能构造同一函数形式的式子,构造函数后利用导数判断单调性,将函数不等式转化为自变量的不等式,最后求新函数的最值得到a的最小值 .
9.【答案】A,D
【知识点】独立性检验的应用
【解析】【解答】解:根据列联表:
患病 未患病 合计
服用药 10 45 55
没服用药 20 30 50
合计 30 75 105
计算,
A:因为,所以根据小概率值的独立性检验,推断服用药物是有效的,此推断犯错误的概率不超过0.025,A正确;
B:因为根据小概率值的独立性检验,推断服用药物是无效的,此推断犯错误的概率不超过0.01,B错误;
C:可推断该药物的预防有效率超过,C错误;
D:若将所有试验数据都扩大到原来的10倍,则根据小概率的独立性检验,推断服用药物是有效的,此推断犯错误的概率不超过0.005,D正确;
故答案为:AD.
【分析】围绕独立性检验展开,根据列联表数据,利用公式算出值,结合不同小概率值对应的临界值,判断各选项中关于“服用药物是否有效”推断的正确性,同时理解推断犯错误概率与的关系.
10.【答案】A,D
【知识点】二项式系数的性质;二项展开式的通项;二项式系数
【解析】【解答】解:令,得,A正确.
,B错误.
令,得,则,C错误.
令,得,
则,D正确.
故答案为:AD.
【分析】围绕二项式展开式的系数求解,涉及赋值法求特定项系数、利用二项式通项公式求指定项系数.对赋特殊值,结合二项式展开式的性质,分别判断各选项的正确性,赋值法和二项式通项的运用.
11.【答案】A,C,D
【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极值;函数的零点与方程根的关系
【解析】【解答】解:,因为函数有极小值点,所以,解得,所以,,当或时,,当时,,所以函数在上单调递增,在上单调递减,所以,又所以函数仅有个在区间上的零点,故A正确,故B错误;
C:由,得,所以函数的图象关于对称,故C正确;
D:设切点为,则,故切线方程为,又过点,所以,整理得,即,解得或,所以过可以作两条直线与的图象相切,故D正确.
故答案为:ACD.
【分析】围绕三次函数的性质展开,包括极值点、单调性、零点、对称中心以及切线问题.利用导数研究函数的极值点确定参数,再通过导数分析单调性、极值判断零点个数,借助对称中心的性质验证对称中心,最后通过设切点求切线方程判断过定点的切线条数.
12.【答案】12
【知识点】等差数列的前n项和;等差中项
【解析】【解答】解:因为数列为等差数列,可知为等差数列,则,即,解得.
故答案为:12.
【分析】等差数列前项和的问题,用等差数列前项和的性质:在等差数列中,表示前项和,则,,(为正整数 )构成新的等差数列,,所以,,成等差数列,用等差中项(、、为等差数列连续三项 )来计算,避免求首项和公差,简化运算.
13.【答案】
【知识点】二项式系数的性质;二项展开式的通项
【解析】【解答】解:由于的展开式只有第4项的二项式系数最大,则展开式中共有7项,故,所以的展开式通项,,令,解得,所以展开式中的系数为.
故答案为:.
【分析】根据二项式系数的性质确定的值,再写出二项展开式的通项公式,最后通过令通项中的次数为,求出对应的,进而计算出的系数。关键在于利用“只有第项二项式系数最大”确定,再借助通项公式求解特定项系数 .
14.【答案】
【知识点】离散型随机变量的期望与方差;超几何分布的应用;二项分布
【解析】【解答】解:因为,
所以,
解得或,
又因为,所以,可得,
则,所以,有5名男生,
所以.
故答案为:.
【分析】根据二项分布的均值公式与方差公式,从而求出的值,再利用超几何分布得出的值.
15.【答案】(1)解:函数的定义域为,又,由,解得或;由,解得.故函数的单调递增区间为和;函数的单调递减区间为.
(2)解:由(1)可得在上单调递减,在上单调递增,所以在处取得极小值即最小值,所以,又,,所以所以函数在上的值域为.
【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】围绕函数,分两问考查函数性质.(1)对于单调区间,依据导数与函数单调性的关系,先求导,再解导数不等式确定;
(2)对于值域,结合单调区间找极值点与端点,算对应函数值来确定.
(1)函数的定义域为,
又,
由,解得或;由,解得.
故函数的单调递增区间为和;
函数的单调递减区间为.
(2)由(1)可得在上单调递减,在上单调递增,
所以在处取得极小值即最小值,所以,
又,,所以,
所以函数在上的值域为.
16.【答案】(1)解:由题意,根据表格中的数据,可得:;,则,,所以,所以变量与的线性相关程度很强.
(2)解:由(1)可得,,,又由,所以,则,可得:关于的线性回归方程为;令,可得,即年两国的交易额交易额百亿元.
【知识点】线性回归方程;样本相关系数r及其数字特征
【解析】【分析】围绕线性相关系数和线性回归方程展开.(1)对于线性相关系数,需先算变量均值、协方差、标准差乘积,再代入公式计算,依据值判断线性相关程度;
(2)对于线性回归方程,利用最小二乘法求系数和,得到方程后代入年对应值预测交易额,核心是掌握线性相关与回归的计算方法和逻辑 .
(1)由题意,根据表格中的数据,
可得:,,
则,
,
所以
所以变量与的线性相关程度很强.
(2)由(1)可得,,,
又由,
所以,则,
可得关于的线性回归方程为
令,可得,
即年两国的交易额交易额百亿元.
17.【答案】(1)证明:因为, 所以,
对上式两边同时取倒数有:,
所以,又因为,
所以,所以数列是以1为首项,1为公差的等差数列.
所以,所以,
所以数列的通项公式为.
(2)解: 因为,所以,
所以,
所以,
【知识点】等差数列概念与表示;等差数列的通项公式
【解析】【分析】(1)通过对递推式变形,构造出等差数列的形式,利用等差数列定义和通项公式求解;(2)先根据(1)的结果求出,再对变形,用裂项相消法求和,递推式变形和数列求和方法的运用.
(1)因为, 所以,
对上式两边同时取倒数有:
所以,又因为,所以,
所以数列是以1为首项,1为公差的等差数列.
因为数列是以1为首项,1为公差的等差数列,所以,
所以,
所以数列的通项公式为.
(2)因为,所以,所以,
所以,
18.【答案】(1)解:当时,
则,
∴切线斜率为,
又因为,
∴所求切线方程为.
(2)解:方法一:因为函数的定义域是,
∴,
①若,则,在上单调递增,
所以,,
∵,,,则,
则仅有一个零点,且零点位于;
②当,则当时,;当时,,
所以在上单调递减,在单调递增,
因为的最小值为,
若时,,此时无零点;
若时,,此时仅有一个零点;
若时,,,
此时至少有一个零点,
综上所述,.
方法二:令,则,
设,则,
所以,当时,;当时,,
∴在上单调递增,在上单调递减,
∴的最大值为,且当趋于时趋于,
依题意,与无交点,
所以,
∴要使在定义域上无零点,
则.
(3)解:因为,
所以问题转化为在区间有解,
令,则,
则
①当时,,
∴时,,在上单调递减,
此时,,不符合题意;
②当时,
∴时,,在上单调递减,
∴,
则当时,,符合题意;
③当时,
∴时,,在上单调递增;
时,,在上单调递减,
∴,,符合题意,
综上所述,.
【知识点】函数恒成立问题;利用导数研究函数最大(小)值;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)先求出导函数,结合导数的几何意义求出切线的斜率,再根据代入法得出切点坐标,则由点斜式方程求出曲线在点处的切线方程.
(2)利用两种方法求解.
方法一:先求出导函数,分、两种情况讨论,则由导数正负分别判断函数的单调性,再结合零点存在性定理得出实数a的取值范围.
方法二:依题意可得,设,利用导数判断函数的单调性,从而求出函数的最大值,再利用与无交点求出实数的取值范围.
(3)令,先求出导函数,分、、三种情况讨论,从而分别判断出函数的单调性,进而求出函数的最值,再由不等式恒成立问题求解方法,从而得出实数a的取值范围.
(1)当时,则,
∴切线斜率为,又,
∴所求切线方程为;
(2)方法一:函数的定义域是,
∴,
①若,则,在上单调递增,
,,
∵,,,则,
则仅有一个零点,且零点位于;
②当,则当时,当时,
所以在上单调递减,在单调递增;
因为的最小值为,
若时,,此时无零点;
若时,,此时仅有一个零点;
若时,,,此时至少有一个零点;
综上所述,.
方法二:令,则,
设,则,
所以当时,当时,
∴在上单调递增,在上单调递减,
∴的最大值为,且当趋于时趋于,
依题意与无交点,所以,
∴要使在定义域上无零点,则.
(3)因为,
所以问题转化为在区间有解,
令,即,
则
①当时,,∴时,,在上单调递减,
此时,,不符合题意;
②当时,
∴时,,在上单调递减,
∴,即时,,符合题意;
③当时,
∴时,,在上单调递增;
时,,在上单调递减,
∴,,符合题意;
综上所述,.
19.【答案】(1)解:设事件表示:第天中午去A餐厅用餐,
事件:第i天中午去B餐厅用餐,其中,
则小王第2天中午去A餐厅用餐的概率为:
(2)解:设,
依题可知,,,
∵如果小王第1天中午去A餐厅,
那么第2天中午去A餐厅的概率为0.8,
则,而,
∴,
∵如果第1天中午去B餐厅,
那么第2天中午去A餐厅的概率为0.4,
∴.
由全概率公式可知,
则,
∴,
又因为,
∴数列是以为首项,以为公比的等比数列,
∴,
则.
(3)解:设王某第天去B餐厅的次数为,
则的所有可能取值为0,1,
当时表示王某第天没去B餐厅,
当时表示王某第i天去B餐厅,
∵,,
∴,
∵,,
∴当时,
,
所以,.
【知识点】等比数列的通项公式;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;全概率公式
【解析】【分析】(1)利用条件概率公式和全概率公式,从而得出小王第2天中午去A餐厅用餐的概率.
(2)利用全概率公式结合数列构造的知识,从而求解得出小王第i天中午去B餐厅用餐的概率.
(3)利用离散型随机变量分布列求数学期望的方法,再结合等比数列前n项和公式,从而得出.
(1)设事件表示:第天中午去A餐厅用餐,
事件:第i天中午去B餐厅用餐,其中,
则小王第2天中午去A餐厅用餐的概率为:.
(2)设,依题可知,,,
∵如果小王第1天中午去A餐厅,那么第2天中午去A餐厅的概率为0.8,
即,而,
∴,
∵如果第1天中午去B餐厅,那么第2天中午去A餐厅的概率为0.4,
∴.
由全概率公式可知,即,
∴,而,
∴数列是以为首项,以为公比的等比数列,
∴,即;
(3)设王某第天去B餐厅的次数为,则的所有可能取值为0,1,
当时表示王某第天没去B餐厅,当时表示王某第i天去B餐厅,
∵,,
∴,
∵,,
∴当时,,
故.
1 / 1四川省射洪中学2024—2025学年高二下学期期末考试数学试题
一、选择题:本题共8小题,每小题5分,共40分.
1.(2025高二下·射洪期末)下列选项正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【知识点】导数的四则运算;简单复合函数求导法则;基本初等函数导函数公式
【解析】【解答】A:,A错误;
B:,B错误;
C:,C正确;
D:,D错误.
故答案为:C.
【分析】根据基本初等函数的求导公式和求导法则,逐一分析每个选项的导数计算是否正确.常数、对数函数、幂函数、指数函数的求导公式,以及乘积法则、复合函数求导法则等.
2.(2025高二下·射洪期末)已知数列的前项和为,且,则( )
A.16 B.17 C.20 D.21
【答案】B
【知识点】数列的求和;数列的通项公式
【解析】【解答】解:由题设,又,,则,所以.
故答案为:B
【分析】数列前项和与数列项的关系展开.利用数列前项和的定义(是数列前项的和,即 ),的值来推导数列的具体项或项的组合值.计算,可先找到与、相关的值,再通过项的和的关系间接求解,避免单独求(需先求通项,相对繁琐 ).
3.(2025高二下·射洪期末)从装有2个白球、3个红球的箱子中无放回地随机取两次,每次取一个球,表示事件“两次取出的球颜色相同”,表示事件“两次取出的球中至少有1个是红球”,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】古典概型及其概率计算公式;组合及组合数公式;条件概率
【解析】【解答】解:由于我们不考虑两次取球的顺序,故可以视为从该箱子中一次性随机取出两个球.从而,,故.
故答案为:A.
【分析】计算条件概率,根据条件概率的定义,需先明确 ,所以解题思路是:先分别求出事件发生的概率(即两次取球颜色相同的概率 ),以及事件和同时发生的概率(即两次取球颜色相同且至少有1个红球的概率 ),最后代入公式计算.
4.(2025高二下·射洪期末)在等比数列中,,若,,成等差数列,则的公比为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】B
【知识点】等比数列概念与表示;等差数列的性质
【解析】【解答】解:设等比数列的公比为,则,因为,,成等差数列,所以,又,所以,所以,故,
故答案为:B.
【分析】确定等比数列的公比,需利用等差数列和等比数列的性质,由成等差数列,根据等差数列性质可得到关于、、的等式;再结合等比数列中(为公比 )以及已知,通过等式变形求出公比 .
5.(2025高二下·射洪期末)若有2名女生和4名男生到“山东旅发”大会的两个志愿服务站参加服务活动,分配时每个服务站均要求既有女生又有男生,则不同的分配方案种数为( )
A.16 B.20 C.28 D.40
【答案】C
【知识点】排列、组合的实际应用
【解析】【解答】解:若一组2人,另一组4人,有种;
若每组各3人,有种,则不同分组方法共有种;
再将两组志愿者分配到两个服务站共有种,
故总的分配方案有种.
故答案为:C.
【分析】先分组后分配,分组时分一组2人一组4人和每组各3人两种情况求解即可.
6.(2025高二下·射洪期末)某市政道路两旁需要进行绿化,计划从甲,乙,丙三种树木中选择一种进行栽种,通过民意调查显示,赞成栽种乙树木的概率为,若从该地市民中随机选取4人进行访谈,则至少有3人建议栽种乙树木的概率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】二项分布
【解析】【解答】解:赞成栽种乙树木的人数设为X,则,
根据二项分布概率公式知道至少有3人建议栽种乙树木的概率为:.
故答案为:D.
【分析】利用已知条件和二项分布求概率公式以及互斥事件加法求概率公式,从而得出至少有3人建议栽种乙树木的概率.
7.(2025高二下·射洪期末)已知定义在R上的函数的导函数的图象如图所示,下列命题中正确的是( )
A.是的极值点
B.在区间上单调递增
C.是在区间上的最小值点
D.曲线在点处的切线斜率小于零
【答案】C
【知识点】导数的几何意义;利用导数研究函数的单调性;函数在某点取得极值的条件;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】【解答】解:由的图象可知:当时,,当时,,
故在单调递减,在单调递增,
故是函数的极小值点,也是上的最小值点,故A错误,B错误,C正确;
由图可知:,因此曲线在点处的切线斜率大于零,故D错误,
故答案为:C.
【分析】导函数图象判断原函数的单调性、极值点、最值点以及切线斜率.导函数的正负决定原函数的单调性,导函数为的点可能是极值点,结合单调性可确定极值点和最值点,导函数在某点的值就是原函数在该点切线的斜率.
8.(2025高二下·射洪期末)若,不等式恒成立(其中是自然对数的底数),则实数的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】函数的单调性及单调区间;利用导数研究函数最大(小)值
【解析】【解答】解:由题意可知:,,即,构造函数,其中,则,所以函数在上为增函数,又,所以,其中,令,则,当时,,函数单调递增;当时,,函数单调递减,所以,即,故实数的最小值为.
故答案为:A
【分析】要解决不等式恒成立求实数a最小值的问题,思路是通过对不等式变形,构造合适函数,利用函数单调性转化不等式,再通过研究函数最值来确定a的取值范围,具体来说,先把原不等式变形为能构造同一函数形式的式子,构造函数后利用导数判断单调性,将函数不等式转化为自变量的不等式,最后求新函数的最值得到a的最小值 .
二、选择题:本大题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得6分,选对但不全的得部分分,有选错的得0分.
9.(2025高二下·射洪期末)为考察某种药物预防疾病的效果,进行动物实验,得到如下药物结果与动物实验的数据:
患病 未患病
服用药 10 45
没服用药 20 30
由上述数据得出下列结论,其中正确的是( )
附:;
0.05 0.025 0.010 0.005
3.841 5.024 6.635 7.879
A.根据小概率值的独立性检验,推断服用药物是有效的,此推断犯错误的概率不超过0.025
B.根据小概率值的独立性检验,推断服用药物是有效的,此推断犯错误的概率不超过0.01
C.该药物的预防有效率超过
D.若将所有试验数据都扩大到原来的10倍,根据小概率值的独立性检验,推断服用药物是有效的,此推断犯错误的概率不超过0.005
【答案】A,D
【知识点】独立性检验的应用
【解析】【解答】解:根据列联表:
患病 未患病 合计
服用药 10 45 55
没服用药 20 30 50
合计 30 75 105
计算,
A:因为,所以根据小概率值的独立性检验,推断服用药物是有效的,此推断犯错误的概率不超过0.025,A正确;
B:因为根据小概率值的独立性检验,推断服用药物是无效的,此推断犯错误的概率不超过0.01,B错误;
C:可推断该药物的预防有效率超过,C错误;
D:若将所有试验数据都扩大到原来的10倍,则根据小概率的独立性检验,推断服用药物是有效的,此推断犯错误的概率不超过0.005,D正确;
故答案为:AD.
【分析】围绕独立性检验展开,根据列联表数据,利用公式算出值,结合不同小概率值对应的临界值,判断各选项中关于“服用药物是否有效”推断的正确性,同时理解推断犯错误概率与的关系.
10.(2025高二下·射洪期末)若,则( )
A. B.
C. D.
【答案】A,D
【知识点】二项式系数的性质;二项展开式的通项;二项式系数
【解析】【解答】解:令,得,A正确.
,B错误.
令,得,则,C错误.
令,得,
则,D正确.
故答案为:AD.
【分析】围绕二项式展开式的系数求解,涉及赋值法求特定项系数、利用二项式通项公式求指定项系数.对赋特殊值,结合二项式展开式的性质,分别判断各选项的正确性,赋值法和二项式通项的运用.
11.(2025高二下·射洪期末)已知三次函数有极小值点,则下列说法中正确的有( )
A.
B.函数有三个零点
C.函数的对称中心为
D.过可以作两条直线与的图象相切
【答案】A,C,D
【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极值;函数的零点与方程根的关系
【解析】【解答】解:,因为函数有极小值点,所以,解得,所以,,当或时,,当时,,所以函数在上单调递增,在上单调递减,所以,又所以函数仅有个在区间上的零点,故A正确,故B错误;
C:由,得,所以函数的图象关于对称,故C正确;
D:设切点为,则,故切线方程为,又过点,所以,整理得,即,解得或,所以过可以作两条直线与的图象相切,故D正确.
故答案为:ACD.
【分析】围绕三次函数的性质展开,包括极值点、单调性、零点、对称中心以及切线问题.利用导数研究函数的极值点确定参数,再通过导数分析单调性、极值判断零点个数,借助对称中心的性质验证对称中心,最后通过设切点求切线方程判断过定点的切线条数.
三、填空题:本题共3个小题,每小题5分,共15分.
12.(2025高二下·射洪期末)在前n项和为的等差数列中,,,则 .
【答案】12
【知识点】等差数列的前n项和;等差中项
【解析】【解答】解:因为数列为等差数列,可知为等差数列,则,即,解得.
故答案为:12.
【分析】等差数列前项和的问题,用等差数列前项和的性质:在等差数列中,表示前项和,则,,(为正整数 )构成新的等差数列,,所以,,成等差数列,用等差中项(、、为等差数列连续三项 )来计算,避免求首项和公差,简化运算.
13.(2025高二下·射洪期末)在的二项展开式中,只有第4项的二项式系数最大,则展开式中的系数为 .(用数字作答)
【答案】
【知识点】二项式系数的性质;二项展开式的通项
【解析】【解答】解:由于的展开式只有第4项的二项式系数最大,则展开式中共有7项,故,所以的展开式通项,,令,解得,所以展开式中的系数为.
故答案为:.
【分析】根据二项式系数的性质确定的值,再写出二项展开式的通项公式,最后通过令通项中的次数为,求出对应的,进而计算出的系数。关键在于利用“只有第项二项式系数最大”确定,再借助通项公式求解特定项系数 .
14.(2025高二下·射洪期末)设随机变量,且.若8名团员中有名男生,从这8人中选出4名代表,记选出的代表中男生的人数为Y,则 .
【答案】
【知识点】离散型随机变量的期望与方差;超几何分布的应用;二项分布
【解析】【解答】解:因为,
所以,
解得或,
又因为,所以,可得,
则,所以,有5名男生,
所以.
故答案为:.
【分析】根据二项分布的均值公式与方差公式,从而求出的值,再利用超几何分布得出的值.
四、解答题:本题共5小题,第15题13分,第16、17小题15分,第18、19小题17分,共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
15.(2025高二下·射洪期末)已知函数.
(1)求函数的单调区间.
(2)求函数在上的值域.
【答案】(1)解:函数的定义域为,又,由,解得或;由,解得.故函数的单调递增区间为和;函数的单调递减区间为.
(2)解:由(1)可得在上单调递减,在上单调递增,所以在处取得极小值即最小值,所以,又,,所以所以函数在上的值域为.
【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】围绕函数,分两问考查函数性质.(1)对于单调区间,依据导数与函数单调性的关系,先求导,再解导数不等式确定;
(2)对于值域,结合单调区间找极值点与端点,算对应函数值来确定.
(1)函数的定义域为,
又,
由,解得或;由,解得.
故函数的单调递增区间为和;
函数的单调递减区间为.
(2)由(1)可得在上单调递减,在上单调递增,
所以在处取得极小值即最小值,所以,
又,,所以,
所以函数在上的值域为.
16.(2025高二下·射洪期末)随着“一带一路”的发展,中国同某国贸易频繁,现统计近5年两国交易额(单位:百亿元),结果见表:
年份 2020 2021 2022 2023 2024
年份代码x 1 2 3 4 5
交易额y 9 12 17 21 26
(1)统计学中常用线性相关系数r来衡量两个变量y与x之间线性关系的强弱.一般认为:若,则负相关性很强;若,则正相关性很强;若,则相关性一般;若,则相关性很弱.请用表中数据计算出r,并说明y与x的线性相关程度.
(2)求出y关于x的线性回归方程,并预测2025年两国的交易额.
参考数据:;
参考公式:;回归方程,,.
【答案】(1)解:由题意,根据表格中的数据,可得:;,则,,所以,所以变量与的线性相关程度很强.
(2)解:由(1)可得,,,又由,所以,则,可得:关于的线性回归方程为;令,可得,即年两国的交易额交易额百亿元.
【知识点】线性回归方程;样本相关系数r及其数字特征
【解析】【分析】围绕线性相关系数和线性回归方程展开.(1)对于线性相关系数,需先算变量均值、协方差、标准差乘积,再代入公式计算,依据值判断线性相关程度;
(2)对于线性回归方程,利用最小二乘法求系数和,得到方程后代入年对应值预测交易额,核心是掌握线性相关与回归的计算方法和逻辑 .
(1)由题意,根据表格中的数据,
可得:,,
则,
,
所以
所以变量与的线性相关程度很强.
(2)由(1)可得,,,
又由,
所以,则,
可得关于的线性回归方程为
令,可得,
即年两国的交易额交易额百亿元.
17.(2025高二下·射洪期末)已知数列满足,.
(1)求证:数列是等差数列,并求数列的通项公式:
(2)记,求数列的前n项和.
【答案】(1)证明:因为, 所以,
对上式两边同时取倒数有:,
所以,又因为,
所以,所以数列是以1为首项,1为公差的等差数列.
所以,所以,
所以数列的通项公式为.
(2)解: 因为,所以,
所以,
所以,
【知识点】等差数列概念与表示;等差数列的通项公式
【解析】【分析】(1)通过对递推式变形,构造出等差数列的形式,利用等差数列定义和通项公式求解;(2)先根据(1)的结果求出,再对变形,用裂项相消法求和,递推式变形和数列求和方法的运用.
(1)因为, 所以,
对上式两边同时取倒数有:
所以,又因为,所以,
所以数列是以1为首项,1为公差的等差数列.
因为数列是以1为首项,1为公差的等差数列,所以,
所以,
所以数列的通项公式为.
(2)因为,所以,所以,
所以,
18.(2025高二下·射洪期末)已知函数.
(1)若, 求曲线在点处的切线方程;
(2)若无零点,求实数的取值范围;
(3)若存在,使得成立,求实数的取值范围.
【答案】(1)解:当时,
则,
∴切线斜率为,
又因为,
∴所求切线方程为.
(2)解:方法一:因为函数的定义域是,
∴,
①若,则,在上单调递增,
所以,,
∵,,,则,
则仅有一个零点,且零点位于;
②当,则当时,;当时,,
所以在上单调递减,在单调递增,
因为的最小值为,
若时,,此时无零点;
若时,,此时仅有一个零点;
若时,,,
此时至少有一个零点,
综上所述,.
方法二:令,则,
设,则,
所以,当时,;当时,,
∴在上单调递增,在上单调递减,
∴的最大值为,且当趋于时趋于,
依题意,与无交点,
所以,
∴要使在定义域上无零点,
则.
(3)解:因为,
所以问题转化为在区间有解,
令,则,
则
①当时,,
∴时,,在上单调递减,
此时,,不符合题意;
②当时,
∴时,,在上单调递减,
∴,
则当时,,符合题意;
③当时,
∴时,,在上单调递增;
时,,在上单调递减,
∴,,符合题意,
综上所述,.
【知识点】函数恒成立问题;利用导数研究函数最大(小)值;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)先求出导函数,结合导数的几何意义求出切线的斜率,再根据代入法得出切点坐标,则由点斜式方程求出曲线在点处的切线方程.
(2)利用两种方法求解.
方法一:先求出导函数,分、两种情况讨论,则由导数正负分别判断函数的单调性,再结合零点存在性定理得出实数a的取值范围.
方法二:依题意可得,设,利用导数判断函数的单调性,从而求出函数的最大值,再利用与无交点求出实数的取值范围.
(3)令,先求出导函数,分、、三种情况讨论,从而分别判断出函数的单调性,进而求出函数的最值,再由不等式恒成立问题求解方法,从而得出实数a的取值范围.
(1)当时,则,
∴切线斜率为,又,
∴所求切线方程为;
(2)方法一:函数的定义域是,
∴,
①若,则,在上单调递增,
,,
∵,,,则,
则仅有一个零点,且零点位于;
②当,则当时,当时,
所以在上单调递减,在单调递增;
因为的最小值为,
若时,,此时无零点;
若时,,此时仅有一个零点;
若时,,,此时至少有一个零点;
综上所述,.
方法二:令,则,
设,则,
所以当时,当时,
∴在上单调递增,在上单调递减,
∴的最大值为,且当趋于时趋于,
依题意与无交点,所以,
∴要使在定义域上无零点,则.
(3)因为,
所以问题转化为在区间有解,
令,即,
则
①当时,,∴时,,在上单调递减,
此时,,不符合题意;
②当时,
∴时,,在上单调递减,
∴,即时,,符合题意;
③当时,
∴时,,在上单调递增;
时,,在上单调递减,
∴,,符合题意;
综上所述,.
19.(2025高二下·射洪期末)已知新同学小王每天中午会在自己学校提供A、B两家餐厅中选择就餐,小王第1天午餐时随机选择一家餐厅用餐、如果第1天去A餐厅,那么第2天去A餐厅的概率为0.8;如果第1天去B餐厅,那么第2天去A餐厅的概率为0.4,如此往复.
(1)求小王第2天中午去A餐厅用餐的概率;
(2)求小王第i天中午去B餐厅用餐的概率;
(3)已知:若随机变量服从两点分布,
且,则.记前n次(即从第1次到第n次午餐)中小王去B餐厅用午餐的次数为Y,求.
【答案】(1)解:设事件表示:第天中午去A餐厅用餐,
事件:第i天中午去B餐厅用餐,其中,
则小王第2天中午去A餐厅用餐的概率为:
(2)解:设,
依题可知,,,
∵如果小王第1天中午去A餐厅,
那么第2天中午去A餐厅的概率为0.8,
则,而,
∴,
∵如果第1天中午去B餐厅,
那么第2天中午去A餐厅的概率为0.4,
∴.
由全概率公式可知,
则,
∴,
又因为,
∴数列是以为首项,以为公比的等比数列,
∴,
则.
(3)解:设王某第天去B餐厅的次数为,
则的所有可能取值为0,1,
当时表示王某第天没去B餐厅,
当时表示王某第i天去B餐厅,
∵,,
∴,
∵,,
∴当时,
,
所以,.
【知识点】等比数列的通项公式;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;全概率公式
【解析】【分析】(1)利用条件概率公式和全概率公式,从而得出小王第2天中午去A餐厅用餐的概率.
(2)利用全概率公式结合数列构造的知识,从而求解得出小王第i天中午去B餐厅用餐的概率.
(3)利用离散型随机变量分布列求数学期望的方法,再结合等比数列前n项和公式,从而得出.
(1)设事件表示:第天中午去A餐厅用餐,
事件:第i天中午去B餐厅用餐,其中,
则小王第2天中午去A餐厅用餐的概率为:.
(2)设,依题可知,,,
∵如果小王第1天中午去A餐厅,那么第2天中午去A餐厅的概率为0.8,
即,而,
∴,
∵如果第1天中午去B餐厅,那么第2天中午去A餐厅的概率为0.4,
∴.
由全概率公式可知,即,
∴,而,
∴数列是以为首项,以为公比的等比数列,
∴,即;
(3)设王某第天去B餐厅的次数为,则的所有可能取值为0,1,
当时表示王某第天没去B餐厅,当时表示王某第i天去B餐厅,
∵,,
∴,
∵,,
∴当时,,
故.
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