本试卷共150分。考试时长120分钟。
第一部分(选择题
共40分)
一、选择题:共10小题,每小题4分,共40分。在每小题列出的四个选项中,选出符合题目要求的一项。
1. 抛物线的准线方程是
A. B. C. D.
2. 在复平面内,复数对应的点位于
A. 第一象限 B. 第二象限 C. 第三象限 D. 第四象限
3. 在的展开式中,的系数为
A. 5 B. -5 C. 10 D. -10
4. 已知直线,点和点,若∥AB,则实数a的值为
A. 1 B. -1 C. 2 D. -2
5. 某三棱锥的三视图如图所示,该三棱锥的体积为
A. 2 B. 4 C. 6 D. 12
6. 已知向量满足,且,则=
A. -1 B. 0 C. 1 D. 2
7. 已知是两个不同的平面,”∥“的一个充分条件是
A. 内有无数条直线平行于
B. 存在平面
C. 存在平面,且∥n
D. 存在直线
8. 已知函数,则
A. 是偶函数 B. 函数的最小正周期为
C. 曲线y=关于直线对称 D.
9. 数列的通项公式为,前n项和为。给出下列三个结论:
①存在正整数,使得;
②存在正整数,使得;
③记,则数列有最小项,其中所有正确结论的序号是
A. ① B. ③ C. ①③ D. ①②③
10. 如图所示,在圆锥内放入两个球O1,O2,它们都与圆锥相切(即与圆锥的每条母线相切),切点圆(图中粗线所示)分别为⊙C1,⊙C2,这两个球都与平面α相切,切点分别为F1,F2,丹德林(G.Dandelin)利用这个模型证明了平面α与圆锥侧面的交线为椭圆,F1,F2为此椭圆的两个焦点,这两个球也称为Dandelin双球,若圆锥的母线与它的轴的夹角为30°,⊙C1,⊙C2的半径分别为1,4,点M为⊙C2上的一个定点,点P为椭圆上的一个动点,则从点P沿圆锥表面到达点M的路线长与线段PF1的长之和的最小值是
A. 6 B. 8 C. D.
第二部分(非选择题
共110分)
二、填空题:共5小题,每小题5分,共25分。
11. 在”互联网+”时代,国家积极推动信息化技术与传统教学方式的深度融合,实现线上、线下融合式教学模式变革。某校高一、高二和高三学生人数如图所示,采用分层抽样的方法调查融合式教学模式的实施情况,在抽取的样本中,高一学生有16人,则该样本中的高三学生人数为___________。
12. 设等比数列的前n项和为,若成等差数列,则数列的公比为____________。
13. 已知双曲线的左、右焦点分别为,点,则该双曲线的渐近线方程为____________;=__________。
14. 已知函数是定义域为R的奇函数,且时,,则a=________,的值域是___________。
15. 已知圆,直线,点,点。
给出下列四个结论:
①当时,直线与圆P相离;
②若直线是圆P的一条对称轴,则;
③若直线上存在点A,圆P上存在点N,使得∠MAN=90°,则a的最大值为;
④N为圆P上的一个动点,若∠MAN=90°,则t的最大值为。
其中所有正确结论的序号是__________。
三、解答题:共6小题,共85分。解答应写出文字说明、演算步骤或证明过程。
16. (本小题共15分)
在三棱柱中,侧面为矩形,AC⊥平面分别是棱的中点。
(Ⅰ)求证:AE∥平面;
(Ⅱ)求证:CC1⊥平面ABC;
(Ⅲ)若,求直线AB与平面所成角的正弦值。
17.(本小题共14分)
若存在△ABC同时满足条件①、条件②、条件③、条件④中的三个,请选择一组这样的三个条件并解答下列问题:
(Ⅰ)求∠A的大小;
(Ⅱ)求和a的值。
条件①:;
条件②:;
条件③:;
条件④:。
18.(本小题共14分)
某公司在2013~2021年生产经营某种产品的相关数据如下表所示:
年份 | 2013 | 2014 | 2015 | 2016 | 2017 | 2018 | 2019 | 2020 | 2021 |
年生产台数(单位:万台) | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 9 | 10 | 10 | a |
年返修台数(单位:台) | 32 | 38 | 54 | 58 | 52 | 71 | 80 | 75 | b |
年利润(单位:百万台) | 3.85 | 4.50 | 4.20 | 5.50 | 6.10 | 9.65 | 10.00 | 11.50 | c |
注:年返修率=。
(Ⅰ)从2013~2020年中随机抽取一年,求该年生产的产品的平均利润不小于100元/台的概率;
(Ⅱ)公司规定:若年返修率不超过千分之一,则该公司生产部门当年考核优秀,现从2013~2020年中随机选出3年,记表示这3年中生产部门获得考核优秀的次数,求的分布列和数学期望;
(Ⅲ)记公司在2013~2015年,2016~2018年,2019~2021年的年生产台数的方差分别为,。若,其中表示这两个数中最大的数,请写出a的最大值和最小值。(只需写出结论)
(注:,其中为数据的平均数)
19. (本小题共14分)
已知椭圆的离心率为,且经过点。
(Ⅰ)求椭圆W的方程及其长轴长;
(Ⅱ)A,B分别为椭圆W的左、右顶点,点D在椭圆W上,且位于x轴下方,直线CD交x轴于点Q。若△ACQ的面积比△BDQ的面积大,求点D的坐标。
20.(本小题共14分)
已知函数。
(Ⅰ)求函数的单调区间;
(Ⅱ)设,求证:;
(Ⅲ)设,若存在使得,求a的最大值。
21.(本小题共14分)
设A是由个实数组成的n行n列的数表,满足:每个数的绝对值是1,且所有数的和是非负数,则称数表A是”n阶非负数表”。
(Ⅰ)判断如下数表是否是”4阶非负数表”;
(Ⅱ)对于任意”5阶非负数表”A,记为A的第s行各数之和,证明:存在,使得;
(Ⅲ)当时,证明:对于任意”n阶非负数表”A,均存在k行k列,使得这k行k列交叉处的个数之和不小于k。
【试题答案】
一、选择题:共10小题,每小题4分,共40分。
题号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
答案 | B | A | D | B | A | C | D | C | C | A |
二、填空题:共5小题,每小题5分,共25分。
题号 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 |
答案 | 12 | 3或-1 |
-2 | 1 (-1,1) | ①②④ |
三、解答题:共6小题,共85分。
16.(本小题共15分)
解:(Ⅰ)在三棱柱中,∥,且,
因为点D,E分别是棱的中点,
所以AD∥,且,
所以四边形是平行四边形,
所以AE∥。
又因为平面平面,
所以AE∥平面。
(Ⅱ)因为AC⊥平面平面,
所以AC⊥,
因为侧面为矩形,
所以⊥BC,
又因为平面ABC,平面ABC,
所以⊥平面ABC。
(Ⅲ)分别以所在的直线为x轴,y轴,z轴建立如图所示的空间直角坐标系,由题意得,。
所以。
设平面的法向量为,则
即
令,则,
于是,
所以,
所以,直线AB与平面所成角的正弦值为。
17.(本小题共14分)
选择①②③
解:(Ⅰ)因为,
由正弦定理得,
因为,
所以,
所以,
所以∠A=。
(Ⅱ)在△ABC中,,
所以,
所以∠C,
因为,
所以,
所以
,
所以。
由正弦定理得,即。
因为,
所以。
选择①②④
解:(Ⅰ)因为,
由正弦定理得,
在△ABC中,,
所以,
所以∠A=。
(Ⅱ)在△ABC中,,
所以,
所以∠C,
因为,
所以,
所以
,
所以。
因为,
所以。
由正弦定理得。
18.(本小题共14分)
解:(Ⅰ)由图表知,2013~2020年中,产品的平均利润小于100元/台的年份只有2015年,2016年,
所以从2013~2020年中随机抽取一年,该年生产的产品的平均利润不小于100元/台的概率为。
(Ⅱ)由图表知,2013~2020年中,返修率超过千分之一的年份只有2013,2015年,所以的所有可能取值为1,2,3,
,
所以的分布列为
1 | 2 | 3 | |
P |
故的数学期望。
(Ⅲ)a的最大值为13,最小值为7。
19.(本小题共14分)
解:(Ⅰ)因为椭圆W经过点,
所以,
因为椭圆W的离心率为,
所以,其中,
所以
所以,椭圆W的方程为,长轴长。
(Ⅱ)当直线CD的斜率不存在时,由题意可知,
由(Ⅰ)可知,
所以△ACQ的面积为,△BDQ的面积为,
显然△ACQ的面积比△BDQ的面积大。
当直线CD的斜率存在时,由题意可设直线CD的方程为,
且,
令,得,所以,
由得。
依题意可得点D的纵坐标,
因为点D在x轴下方,所以,即,
所以△ACQ的面积为,
△BDQ的面积为
。
因为△ACQ的面积比△BDQ的面积大,
所以。
此方程无解。
综上所述,点D的坐标为。
方法二
因为点D在x轴下方,所以点Q在线段AB(不包括端点)上,
由(Ⅰ)可知,
所以△AOC的面积为。
因为△ACQ的面积比△BDQ的面积大,
所以点Q在线段OB(不包括端点)上,且△OCQ的面积等于△BDQ的面积,
所以△OCB的面积等于△BCD的面积,
所以OD∥BC。
设,
则,
因为点D在椭圆W上,
所以,
所以
所以点D的坐标为。
20.(本小题共14分)
解:(Ⅰ)因为,
所以,
令,得,
在区间上的情况如下:
+ | 0 | - | |
↗ | 极大 | ↘ |
所以的单调递增区间为,单调递减区间为。
(Ⅱ)因为,所以,
所以,
①当时,,所以;
②当时,,所以。
所以在内单调递增,在内单调递减,
所以。
(Ⅲ)因为,所以,
①当时,,即存在1,使得;
②当时,由(Ⅱ)可知,,即,
所以
。
所以,对任意,即不存在使得,
综上所述,a的最大值为。
21.(本小题共14分)
解:记为数表A中第i行第j列的数,
为数表A中所有数的和,为数表A中前k行k列交叉处各数之和。
(Ⅰ)是”4阶非负数表”;不是”4阶非负数表”。
(Ⅱ)由题意知,且数表A是”5阶非负数表”,
所以为奇数,且,
不妨设,
①当时,因为为奇数,所以,
所以。
②当时,因为为奇数,所以,
所以,
所以。
又因为均为奇数,
所以。
(Ⅲ)(1)先证明数表A中存在行n列,其所有数的和大于等于0,
设,由题意知,
不妨设,
由于,
所以。
(2)由(1)及题意不妨设数表A前行n列,其所有数的和大于等于0。
下面考虑前行,证明存在行k列,其所有数的和大于等于k,
设,则,
不妨设,
因为为1个奇数的和,所以为奇数。
①当时,因为为奇数,所以,
所以。
②当时,因为为奇数,所以,
所以,
所以。
(3)在(2)所设数表A下,证明前行前k列中存在k行k列,其所有数的和,
设,则,
不妨设。
①当时,;
②当时,,
所以,所以。
综上所述,对于任何”n阶非负数表”A,均存在k行k列,使得这k行k列交叉处的所有数之和不小于k。