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- 2021-07-01 发布
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眉山市高中2017级第二次诊断性考试
数学(理工类)
一、选择题:本题共12小题,毎小题5分,共60分.在毎小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.
1.集合,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】
分别解一元一次不等式、一元二次不等式求得集合,然后求得,进而求得.
【详解】由题意得,或,则,
所以.
故选:C
【点睛】本小题考查不等式的解法,集合补集和交集的基本运算等基础知识;考查运算求解能力,集合思想.
2.已知向量,(其中为实数),则“”是“”的( )
A. 充分不必要条件 B. 必要不充分条件
C. 充要条件 D. 既不充分也不必要条件
【答案】A
【解析】
【分析】
结合向量垂直的坐标表示,将两个条件相互推导,根据能否推导的情况判断出充分、必要条件.
【详解】由,则,所以;而
当,则,解得或.所以
- 26 -
“”是“”的充分不必要条件.
故选:A
【点睛】本小题考查平面向量的运算,向量垂直,充要条件等基础知识;考查运算求解能力,推理论证能力,应用意识.
3.已知复数在复平面内对应的点的坐标为,则下列结论正确的是( )
A. B. 复数的共轭复数是
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】
首先求得,然后根据复数乘法运算、共轭复数、复数的模、复数除法运算对选项逐一分析,由此确定正确选项.
【详解】由题意知复数,则,所以A选项不正确;复数的共轭复数是,所以B选项不正确;,所以C选项不正确;,所以D选项正确.
故选:D
【点睛】本小题考查复数的几何意义,共轭复数,复数的模,复数的乘法和除法运算等基础知识;考查运算求解能力,推理论证能力,数形结合思想.
4.已知函数是奇函数,则的值为( )
A. -10 B. -9 C. -7 D. 1
【答案】B
【解析】
【分析】
根据分段函数表达式,先求得的值,然后结合的奇偶性,求得的值.
【详解】因为函数是奇函数,所以,
- 26 -
.
故选:B
【点睛】本题主要考查分段函数的解析式、分段函数求函数值,考查数形结合思想.意在考查学生的运算能力,分析问题、解决问题的能力.
5.给出以下四个命题:
①依次首尾相接的四条线段必共面;
②过不在同一条直线上的三点,有且只有一个平面;
③空间中如果一个角的两边与另一个角的两边分别平行,那么这两个角必相等;
④垂直于同一直线的两条直线必平行.
其中正确命题的个数是( )
A. 0 B. 1 C. 2 D. 3
【答案】B
【解析】
【分析】
用空间四边形对①进行判断;根据公理2对②进行判断;根据空间角的定义对③进行判断;根据空间直线位置关系对④进行判断.
【详解】①中,空间四边形的四条线段不共面,故①错误.
②中,由公理2知道,过不在同一条直线上的三点,有且只有一个平面,故②正确.
③中,由空间角的定义知道,空间中如果一个角的两边与另一个角的两边分别平行,那么
这两个角相等或互补,故③错误.
④中,空间中,垂直于同一直线的两条直线可相交,可平行,可异面,故④错误.
故选:B
【点睛】本小题考查空间点,线,面的位置关系及其相关公理,定理及其推论的理解和认识;考查空间想象能力,推理论证能力,考查数形结合思想,化归与转化思想.
6.函数的一个单调递增区间是( )
A. B. C. D.
- 26 -
【答案】D
【解析】
【分析】
利用同角三角函数的基本关系式、二倍角公式和辅助角公式化简表达式,再根据三角函数单调区间的求法,求得的单调区间,由此确定正确选项.
【详解】因为
,由单调递增,则(),解得(),当时,D选项正确.C选项是递减区间,A,B选项中有部分增区间部分减区间.
故选:D
【点睛】本小题考查三角函数的恒等变换,三角函数的图象与性质等基础知识;考查运算求解能力,推理论证能力,数形结合思想,应用意识.
7.某校在高一年级进行了数学竞赛(总分100分),下表为高一·一班40名同学的数学竞赛成绩:
55
57
59
61
68
64
62
59
80
88
98
95
60
73
88
74
86
77
79
94
97
100
99
97
89
81
80
60
79
60
82
95
90
93
90
85
80
77
99
68
如图的算法框图中输入的为上表中的学生的数学竞赛成绩,运行相应的程序,输出,的值,则( )
- 26 -
A. 6 B. 8 C. 10 D. 12
【答案】D
【解析】
【分析】
根据程序框图判断出的意义,由此求得的值,进而求得的值.
【详解】由题意可得的取值为成绩大于等于90的人数,的取值为成绩大于等于60且小于90的人数,故,,所以.
故选:D
【点睛】本小题考查利用程序框图计算统计量等基础知识;考查运算求解能力,逻辑推理能力和数学应用意识.
8.已知数列的前项和为,且,,,则的通项公式( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】
利用证得数列为常数列,并由此求得的通项公式.
【详解】由,得,可得().
- 26 -
相减得,则(),又
由,,得,所以,所以为常
数列,所以,故
故选:C
【点睛】本小题考查数列的通项与前项和的关系等基础知识;考查运算求解能力,逻辑推理能力,应用意识.
9.已知实数,满足约束条件,则取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】
画出可行域,根据可行域上的点到原点距离,求得的取值范围.
【详解】由约束条件作出可行域是由,,三点所围成的三角形及其内部,如图中阴影部分,而可理解为可行域内的点到原点距离的平方,显然原点到所在的直线的距离是可行域内的点到原点距离的最小值,此时,点到原点的距离是可行域内的点到原点距离的最大值,此时.所以的取值范围是.
- 26 -
故选:B
【点睛】本小题考查线性规划,两点间距离公式等基础知识;考查运算求解能力,数形结合思想,应用意识.
10.的展开式中,项的系数为( )
A. -23 B. 17 C. 20 D. 63
【答案】B
【解析】
【分析】
根据二项式展开式的通项公式,结合乘法分配律,求得的系数.
【详解】的展开式的通项公式为.则
①出,则出,该项为:;
②出,则出,该项为:;
③出,则出,该项为:;
综上所述:合并后的项的系数为17.
故选:B
【点睛】本小题考查二项式定理及展开式系数的求解方法等基础知识,考查理解能力,计算能力,分类讨论和应用意识.
11.高斯是德国著名的数学家,近代数学奠基者之一,享有“数学王子”的称号,用其名字命名的“高斯函数”为:设,用表示不超过的最大整数,则称为高斯函数,例如:,,已知函数(),则函数的值域为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】
- 26 -
利用换元法化简解析式为二次函数形式,根据二次函数的性质求得的取值范围,由此求得的值域.
【详解】因为(),所以,令(),则(),函数的对称轴方程为,所以,,所以,所以的值域为.
故选:B
【点睛】本小题考查函数的定义域与值域等基础知识,考查学生分析问题,解决问题的能力,运算求解能力,转化与化归思想,换元思想,分类讨论和应用意识.
12.如图,圆锥底面半径为,体积为,、是底面圆的两条互相垂直的直径,是母线的中点,已知过与的平面与圆锥侧面的交线是以为顶点的抛物线的一部分,则该抛物线的焦点到圆锥顶点的距离等于( )
A. B. 1 C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】
建立平面直角坐标系,求得抛物线的轨迹方程,解直角三角形求得抛物线的焦点到圆锥顶点的距离.
【详解】将抛物线放入坐标系,如图所示,
- 26 -
∵,,,
∴,设抛物线,代入点,
可得
∴焦点为,
即焦点为中点,设焦点为,
,,∴.
故选:D
【点睛】本小题考查圆锥曲线的概念,抛物线的性质,两点间的距离等基础知识;考查运算求解能力,空间想象能力,推理论证能力,应用意识.
二、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分.
13.已知等差数列前项和为,且,则______.
【答案】
【解析】
【分析】
根据等差数列的性质求得,结合等差数列前项和公式求得的值.
【详解】因为为等差数列,所以,解得,
所以.
故答案为:
【点睛】本小题考查等差数列的性质,前
- 26 -
项和公式的应用等基础知识;考查运算求解能力,应用意识.
14.如图,、分别是双曲线的左、右焦点,过的直线与双曲线的两条渐近线分别交于、两点,若,,则双曲线的离心率是______.
【答案】
【解析】
【分析】
根据三角形中位线证得,结合判断出垂直平分,由此求得的值,结合求得的值.
【详解】∵,∴为中点,,∵,∴垂直平分,∴,即,∴,,即.
故答案为:
【点睛】本小题主要考查双曲线离心率的求法,考查化归与转化的数学思想方法,属于基础题.
15.已知正方体棱长为2,点是上底面内一动点,若三棱锥的外接球表面积恰为,则此时点构成的图形面积为________.
【答案】.
【解析】
【分析】
设三棱锥的外接球为球,分别取、的中点、,先确定球心
- 26 -
在线段和中点的连线上,先求出球的半径的值,然后利用勾股定理求出的值,于是得出,再利用勾股定理求出点在上底面轨迹圆的半径长,最后利用圆的面积公式可求出答案.
【详解】如图所示,设三棱锥的外接球为球,
分别取、的中点、,则点在线段上,
由于正方体的棱长为2,
则外接圆的半径为,
设球的半径为,则,解得.
所以,,
则
而点在上底面所形成的轨迹是以为圆心的圆,
由于,所以,
因此,点所构成的图形的面积为.
【点睛】本题考查三棱锥的外接球的相关问题,根据立体几何中的线段关系求动点的轨迹,属于中档题.
16.函数与的图象上存在关于轴的对称点,则实数的取值范围为______.
【答案】
【解析】
【分析】
先求得与关于轴对称的函数,将问题转化为与
- 26 -
的图象有交点,即方程有解.对分成三种情况进行分类讨论,由此求得实数的取值范围.
【详解】因为关于轴对称的函数为,因为函数与的图象上存在关于轴的对称点,所以与的图象有交点,方程有解.
时符合题意.
时转化为有解,即,的图象有交点,是过定点的直线,其斜率为,若,则函数与的图象必有交点,满足题意;若,设,相切时,切点的坐标为,则,解得,切线斜率为,由图可知,当,即时,,的图象有交点,此时,与的图象有交点,函数与的图象上存在关于轴的对称点,综上可得,实数的取值范围为.
故答案为:
【点睛】本小题主要考查利用导数求解函数的零点以及对称性,函数与方程等基础知识,考查学生分析问题,解决问题的能力,推理与运算求解能力,转化与化归思想和应用意识.
三、解答题:共70分.解答应写岀文字说明,证明过程或演算步骤.第17~21题为必考题,每个试题考生都必须作答.第22、23题为选考题,考生根据要求作答.
- 26 -
(一)必考题:共60分.
17.如图,是矩形,的顶点在边上,点,分别是,上的动点(的长度满足需求).设,,,且满足.
(1)求;
(2)若,,求的最大值.
【答案】(1)(2)
【解析】
【分析】
(1)利用正弦定理和余弦定理化简,根据勾股定理逆定理求得.
(2)设,由此求得的表达式,利用三角函数最值的求法,求得的最大值.
【详解】(1)设,,,由,
根据正弦定理和余弦定理得.
化简整理得.由勾股定理逆定理得.
(2)设,,由(1)的结论知.
在中,,由,所以.
在中,,由,所以.
所以,
- 26 -
由,
所以当,即时,取得最大值,且最大值为.
【点睛】本小题考查正弦定理,余弦定理,勾股定理,解三角形,三角函数性质及其三角恒等变换等基础知识;考查运算求解能力,推理论证能力,化归与转换思想,应用意识.
18.在某社区举行的2020迎春晚会上,张明和王慧夫妻俩参加该社区的“夫妻蒙眼击鼓”游戏,每轮游戏中张明和王慧各蒙眼击鼓一次,每个人击中鼓则得积分100分,没有击中鼓则扣积分50分,最终积分以家庭为单位计分.已知张明每次击中鼓的概率为,王慧每次击中鼓的概率为;每轮游戏中张明和王慧击中与否互不影响,假设张明和王慧他们家庭参加两轮蒙眼击鼓游戏.
(1)若家庭最终积分超过200分时,这个家庭就可以领取一台全自动洗衣机,问张明和王慧他们家庭可以领取一台全自动洗衣机的概率是多少?
(2)张明和王慧他们家庭两轮游戏得积分之和的分布列和数学期望.
【答案】(1)(2)详见解析
【解析】
【分析】
(1)要积分超过分,则需两人共击中次,或者击中次,由此利用相互独立事件概率计算公式,计算出所求概率.
(2)求得的所有可能取值,根据相互独立事件概率计算公式,计算出分布列并求得数学期望.
【详解】(1)由题意,当家庭最终积分超过200分时,这个家庭就可以领取一台全自动洗衣机,所以要想领取一台全自动洗衣机,则需要这个家庭夫妻俩在两轮游戏中至少击中三次鼓.设事件为“张明第次击中”,事件为“王慧第次击中”,,由事件的独立性和互斥性可得(张明和王慧家庭至少击中三次鼓)
- 26 -
,所以张明和王慧他们家庭可以领取一台全自动洗衣机的概率是.
(2)的所有可能的取值为-200,-50,100,250,400.
,
,
,
,
.
∴的分布列为
-200
-50
100
250
400
∴(分)
【点睛】本小题考查概率,分布列,数学期望等概率与统计的基础知识;考查运算求解能力,推理论证能力,数据处理,应用意识.
19.如图,在长方体中,,为的中点,为的中点,为线段上一点,且满足,为的中点.
(1)求证:平面;
- 26 -
(2)求二面角的余弦值.
【答案】(1)证明见解析(2)
【解析】
【分析】
(1)解法一: 作的中点,连接,.利用三角形的中位线证得,利用梯形中位线证得,由此证得平面平面,进而证得平面.解法二:建立空间直角坐标系,通过证明直线的方向向量和平面的法向量垂直,证得平面.
(2)利用平面和平面法向量,计算出二面角的余弦值.
【详解】(1)法一:作的中点,连接,.又为的中点,∴为的中位线,∴,又为的中点,∴为梯形的中位线,∴,在平面中,,在平面中,,∴平面平面,又平面,∴平面.
另解:(法二)∵在长方体中,,,两两互相垂直,建立空间直角坐标系如图所示,
则,,,
,,,
,,,
- 26 -
,,.
(1)设平面的一个法向量为,
则,
令,则,.∴,又,
∵,,又平面,平面.
(2)设平面的一个法向量为,
则,
令,则,.∴.
同理可算得平面的一个法向量为
∴,
又由图可知二面角的平面角为一个钝角,
故二面角的余弦值为.
【点睛】本小题考查线面的位置关系,空间向量与线面角,二面角等基础知识,考查空间想象能力,推理论证能力,运算求解能力,数形结合思想,化归与转化思想.
20.已知椭圆:()的离心率为,且椭圆的一个焦点与抛物线
- 26 -
的焦点重合.过点的直线交椭圆于,两点,为坐标原点.
(1)若直线过椭圆的上顶点,求的面积;
(2)若,分别为椭圆的左、右顶点,直线,,的斜率分别为,,,求的值.
【答案】(1)(2)
【解析】
【分析】
(1)根据抛物线的焦点求得椭圆的焦点,由此求得,结合椭圆离心率求得,进而求得,从而求得椭圆的标准方程,求得椭圆上顶点的坐标,由此求得直线的方程.联立直线的方程和椭圆方程,求得两点的纵坐标,由此求得的面积.
(2)求得两点的坐标,设出直线的方程,联立直线的方程和椭圆方程,写出韦达定理,由此求得的值,根据在椭圆上求得的值,由此求得的值.
【详解】(1)因为抛物线的焦点坐标为,所以椭圆的右焦点
的坐标为,所以,
因为椭圆的离心率为,所以,解得,
所以,
故椭圆的标准方程为.
其上顶点为,所以直线:,联立,
消去整理得,解得,,
所以的面积.
- 26 -
(2)由题知,,,设,.
由题还可知,直线的斜率不为0,故可设:.
由,消去,得,
所以
所以,
又因为点在椭圆上,所以,
所以.
【点睛】本小题主要考查抛物线的焦点,椭圆的标准方程和几何性质、直线与椭圆,三角形的面积等基础知识,考查推理论证能力、运算求解能力,化归与转化思想、数形结合思想、函数与方程思想.
21.已知函数
(1)已知直线:,:.若直线与关于对称,又函数在处的切线与垂直,求实数的值;
(2)若函数,则当,时,求证:
①;
②.
【答案】(1)(2)①证明见解析②证明见解析
【解析】
【分析】
(1)首先根据直线关于直线对称的直线的求法,求得的方程及其斜率.根据函数在
- 26 -
处的切线与垂直列方程,解方程求得的值.
(2)
①构造函数,利用的导函数证得当时,,由此证得.
②由①知成立,整理得成立.利用构造函数法证得,由此得到,即,化简后得到.
【详解】(1)由解得
必过与的交点.
在上取点,易得点关于对称的点为,
即为直线,所以的方程为,即,其斜率为.
又因为,所以,,
由题意,解得.
(2)因为,所以.
①令,则,
则,
且,,
时,,单调递减;
时,,单调递增.
因为,所以,因为,
所以存在,使时,,单调递增;
时,,单调递减;时,,单调递增.
- 26 -
又,所以时,,即,
所以,即成立.
②由①知成立,即有成立.
令,即.所以时,,
单调递增;
时,,单调递减,所以,即,
因为,所以,所以时,,
即时,.
【点睛】本小题考查函数图象的对称性,利用导数求切线的斜率,利用导数证明不等式等基础知识;考查学生分析问题,解决问题的能力,推理与运算求解能力,转化与化归思想,数形结合思想和应用意识.
(二)选考题:共10分.请考生在第22、23题中任选一题作答,如果多做,则按所做的第一题记分.
22.在直角坐标系中,曲线的参数方程为(为参数,将曲线经过伸缩变换后得到曲线.在以原点为极点,轴正半轴为极轴的极坐标系中,直线的极坐标方程为.
(1)说明曲线是哪一种曲线,并将曲线的方程化为极坐标方程;
(2)已知点是曲线上的任意一点,又直线上有两点和,且,又点的极角为,点的极角为锐角.求:
①点的极角;
②面积的取值范围.
【答案】(1)曲线为圆心在原点,半径为2的圆.的极坐标方程为(2)①②
- 26 -
【解析】
【分析】
(1)求得曲线伸缩变换后所得的参数方程,消参后求得的普通方程,判断出对应的曲线,并将的普通方程转化为极坐标方程.
(2)
①将的极角代入直线的极坐标方程,由此求得点的极径,判断出为等腰三角形,求得直线的普通方程,由此求得,进而求得,从而求得点的极角.
②解法一:利用曲线的参数方程,求得曲线上的点到直线的距离的表达式,结合三角函数的知识求得的最小值和最大值,由此求得面积的取值范围.
解法二:根据曲线表示的曲线,利用圆的几何性质求得圆上的点到直线的距离的最大值和最小值,进而求得面积的取值范围.
【详解】(1)因为曲线的参数方程为(为参数),
因为则曲线的参数方程
所以的普通方程为.所以曲线为圆心在原点,半径为2的圆.
所以的极坐标方程为,即.
(2)①点的极角为,代入直线的极坐标方程得点
极径为,且,所以为等腰三角形,
又直线的普通方程为,
又点的极角为锐角,所以,所以,
所以点的极角为.
- 26 -
②解法1:直线的普通方程为.
曲线上的点到直线的距离
.
当,即()时,
取到最小值为.
当,即()时,
取到最大值为.
所以面积的最大值为;
所以面积的最小值为;
故面积的取值范围.
解法2:直线的普通方程为.
因为圆的半径为2,且圆心到直线的距离,
因为,所以圆与直线相离.
所以圆上的点到直线的距离最大值为,
最小值为.
- 26 -
所以面积的最大值为;
所以面积的最小值为;
故面积的取值范围.
【点睛】本小题考查坐标变换,极径与极角;直线,圆的极坐标方程,圆的参数方程,直线的极坐标方程与普通方程,点到直线的距离等.考查数学运算能力,包括运算原理的理解与应用、运算方法的选择与优化、运算结果的检验与改进等.也兼考了数学抽象素养、逻辑推理、数学运算、直观想象等核心素养.
23.已知函数
(1)解不等式;
(2)若函数,若对于任意的,都存在,使得成立,求实数的取值范围.
【答案】(1)(2)
【解析】
【分析】
(1)将表示为分段函数的形式,由此求得不等式的解集.
(2)利用绝对值三角不等式,求得的取值范围,根据分段函数解析式,求得的取值范围,结合题意列不等式,解不等式求得的取值范围.
【详解】(1),
由得或或;
- 26 -
解得.故所求解集为.
(2)
,
即.
由(1)知,
所以,即.
∴,∴.
【点睛】本小题考查了绝对值不等式,绝对值三角不等式和函数最值问题,考查运算求解能力,推理论证能力,化归与转化思想.
- 26 -
- 26 -
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