广东省深圳市2022-2023学年高三下学期第二次调研考试 数学
展开2023年深圳市高三年级第二次调研考试数学
一、选择题:本题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.
1. 已知集合,,则( )
A. {0} B. {2} C. {3} D. {0,3}
【答案】D
【解析】
【分析】计算和,再求补集.
【详解】因为,,所以,,
所以.
故选:D
2. 已知函数,则( )
A. 2 B. -2 C. D. -
【答案】A
【解析】
【分析】根据函数的分段点代入求值.
【详解】,因为,所以.
故选:A.
3. 设等差数列的前n项和为,若,,则( )
A. 0 B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】由等差数列的前项和的性质可得:,,也成等差数列,即可得出.
【详解】由等差数列的前项和的性质可得:,,也成等差数列,
,
,解得.
故选:C.
4. 设表面积相等的正方体、正四面体和球的体积分别为、和,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】设正方体棱长为,正四面体棱长为,球的半径为,面积为.表示出3个几何体的表面积,得出,进而求出体积的平方,比较体积的平方大小,然后得出答案.
【详解】设正方体棱长为,正四面体棱长为,球的半径为,面积为.
正方体表面积为,所以,
所以,;
如图,正四面体,为的中点,为的中心,则是底面上的高.
则,,所以,
所以,
所以,正四面体的表面积为,所以.
又为的中心,所以.
又根据正四面体的性质,可知,
所以,
所以,;
球的表面积为,所以,
所以,.
因为,
所以,,
所以,.
故选:B.
5. 已知中,,,与相交于点,,则有序数对( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】根据平面向量共线定理得到,,利用、分别表示出,再根据平面向量基本定理得到方程组,解得、,再代入计算可得.
【详解】依题意、、三点共线,故,
所以
,
又、、三点共线,故,
则
,
所以,解得,
所以,又,所以,
所以有序数对.
故选:D
6. 从1,2,3,4,5中随机选取三个不同的数,若这三个数之积为偶数,则它们之和大于8的概率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】先列基本事件,再列满足条件的基本事件,最后根据古典概型求解.
【详解】从1,2,3,4,5中随机选取三个不同的数可得基本事件为,10种情况,
若这三个数之积为偶数有,9种情况,
它们之和大于8共有 ,5种情况,
从1,2,3,4,5中随机选取三个不同的数,若这三个数之积为偶数,则它们之和大于8的概率为.
故选:D.
7. 设椭圆C:的左、右焦点分别为,,直线l过点.若点关于l的对称点P恰好在椭圆C上,且,则C的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】根据已知结合椭圆的定义可推得,.然后根据,可推得.最后根据余弦定理,即可得到关于的齐次方程,即可得出离心率.
【详解】
设,
由已知可得,,
根据椭圆的定义有.
又,
所以
在中,由余弦定理可得,
,
即,
整理可得,
等式两边同时除以可得,,
解得,或(舍去),
所以.
故选:C.
8. 已知,,且,则下列关系式恒成立的为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】构造,,求导研究其单调性,分类讨论得到正确选项.
【详解】构造,,
则,
当时,,,
所以在单调递增,
因为,
当,时,则,所以所以
单调递增,所以;
当,时,所以所以,
单调递减,所以.
故选:A
【点睛】关键点点睛,构造函数,本题中构造进行求解,利用函数单调性比较函数值的大小,.
二、选择题:本题共4小题,每小题5分,共20分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得5分,部分选对的得2分,有选错的得0分.
9. 为了研究y关于x的线性相关关系,收集了5组样本数据(见下表):
x
1
2
3
4
5
y
0.5
0.8
1
1.2
1.5
假设经验回归方程为,则( )
A.
B. 当时,y的预测值为2.2
C. 样本数据y的40%分位数为0.8
D. 去掉样本点后,x与y的样本相关系数r不变
【答案】ABD
【解析】
【分析】对于A选项: 根据回归直线必过点解得;对于B选项:结合经验回归方程的性质即可求解;对于C选项:结合百分位数的定义即可求解; 对于D选项:根据相关系数的性质即可判断;
【详解】对于A选项:线性回归方程必过点,,,解得,所以选项A正确;
对于B选项:当时,可以的出y的预测值为2.2,所以B选项正确;
对于C选项:从小到大排列共有5个数据,则是整数,则第40百分位数为从小到大排列的第3个数据,
即第40百分位数为3,所以C选项错误;
对于D选项:因为相关系数为,
5组样本数据的相关系数为:
,
去掉样本中心点后相关系数为,
所以相关系数r不变,所以D选项正确;
故选:ABD.
10. 已知是定义在闭区间上的偶函数,且在y轴右侧的图象是函数图象的一部分(如图所示),则( )
A. 的定义域为
B. 当时,取得最大值
C. 当时,的单调递增区间为
D. 当时,有且只有两个零点和
【答案】BCD
【解析】
【分析】先利用待定系数法求出,再根据原点右侧的第二个零点为,即可判断A;求出的值即可判断B;求出当时的减区间,结合函数为偶函数即可判断C;求出当时的零点,结合函数为偶函数即可判断D.
【详解】由图得,且位于增区间上,
所以,又因为,所以,
,
则,得,所以,
所以,
由图可知,原点右侧的第二个零点为,
所以的定义域为,故A错误;
当时,,
因为为最大值,则当时,取得最大值,故B正确;
当时,令,则,
又因为,
所以当时,的减区间为,
因为函数为偶函数,
所以当时,的单调递增区间为,故C正确;
当时,,令,
得或,则或,
因为函数为偶函数,
所以当时,有且只有两个零点和,故D正确.
故选:BCD.
11. 如图,在矩形AEFC中,,EF=4,B为EF中点,现分别沿AB、BC将△ABE、△BCF翻折,使点E、F重合,记为点P,翻折后得到三棱锥P-ABC,则( )
A. 三棱锥的体积为 B. 直线PA与直线BC所成角的余弦值为
C. 直线PA与平面PBC所成角的正弦值为 D. 三棱锥外接球的半径为
【答案】BD
【解析】
【分析】证明平面,再根据即可判断A;先利用余弦定理求出,将用表示,利用向量法求解即可判断B;利用等体积法求出点到平面的距离,再根据直线PA与平面PBC所成角的正弦值为即可判断C;利用正弦定理求出的外接圆的半径,再利用勾股定理求出外接球的半径即可判断D.
【详解】由题意可得,
又平面,
所以平面,
在中,,边上的高为,
所以,故A错误;
对于B,在中,,
,
所以直线PA与直线BC所成角的余弦值为,故B正确;
对于C,,
设点到平面的距离为,
由,得,解得,
所以直线PA与平面PBC所成角的正弦值为,故C错误;
由B选项知,,则,
所以的外接圆的半径,
设三棱锥外接球的半径为,
又因为平面,
则,所以,
即三棱锥外接球的半径为,故D正确.
故选:BD.
12. 设抛物线C:的焦点为F,过抛物线C上不同的两点A,B分别作C的切线,两条切线的交点为P,AB的中点为Q,则( )
A. 轴 B. C. D.
【答案】AC
【解析】
【分析】设切线求交点根据两根之和判断A选项;特殊值法判断B,C选项;根据定义数形结合判断D选项.
【详解】对于A选项:设,
,,
过点A切线:①,
过点B切线为:②,
①②得
化简可得
轴,A选项正确.
设
过A点的切线为,过B点的切线为,交点为
AB的中点为,所以不垂直,B选项错误;
,所以,D选项错误;
作抛物线准线的垂线 ,连接
则
显然 ,所以
又因为由抛物线定义,得,故知 是线段 的中垂线,得到则
同理可证:,,
所以,即,
所以 ,即.
故选:AC.
三、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分.
13. 已知复数满足,则_____________.
【答案】
【解析】
【分析】解方程可得复数,利用共轭复数的定义结合复数的乘法可得结果.
【详解】因为,即,
所以,或,
若,则,则,
若,则,则.
综上所述,.
故答案为:.
14. 若,则__________(精确到0.01).
参考数据:若,则,.
【答案】0.82
【解析】
【分析】根据正态分布的均值和标准差计算概率.
【详解】因为,根据参考数据,.
故答案为:.
15. 已知函数的定义域为,若为奇函数,且,则_________.
【答案】
【解析】
【分析】推导出函数为周期函数,确定该函数的周期,计算出的值,结合以及周期性可求得的值.
【详解】因为为奇函数,则,
所以,,
在等式中,令,可得,解得,
又因为,则,①
所以,,②
由①②可得,即,
所以,函数为周期函数,且该函数的周期为,
所以,.
故答案为:.
16. 足球是一项很受欢迎的体育运动.如图,某标准足球场的底线宽码,球门宽码,球门位于底线的正中位置.在比赛过程中,攻方球员带球运动时,往往需要找到一点,使得最大,这时候点就是最佳射门位置.当攻方球员甲位于边线上的点处(,)时,根据场上形势判断,有、两条进攻线路可供选择.若选择线路,则甲带球_________码时,到达最佳射门位置;若选择线路,则甲带球_________码时,到达最佳射门位置.
【答案】 ①. ②.
【解析】
【分析】若选择线路,设,利用两角差的正切公式可得出关于的表达式,利用基本不等式可求得的值及的长;若选择线路,若选择线路,以线段的中点为坐标原点,、的方向分别为、轴的正方向建立平面直角坐标系,利用斜率公式、两角差的正切公式以及基本不等式可求得结果.
【详解】若选择线路,设,其中,,,
则,,
所以,
,
当且仅当时,即当时,等号成立,此时,
所以,若选择线路,则甲带球码时,到达最佳射门位置;
若选择线路,以线段的中点为坐标原点,、的方向分别为、轴的正方向建立如下图所示的空间直角坐标系,
则、、、,,
直线的方程为,设点,其中,
,,
所以,
,
令,则,
所以,
,
当且仅当时,即当,即当时,等号成立,
所以,,
当且仅当时,等号成立,
此时,,
所以,若选择线路,则甲带球码时,到达最佳射门位置.
故答案为:;.
【点睛】易错点睛:利用基本不等式求最值时,要注意其必须满足的三个条件:
(1)“一正二定三相等”“一正”就各项必须为正数;
(2)“二定”就是要求和的最小值,必须把构成和的二项之积转化成定值;要求积的最大值,则必须把构成积的因式的和转化成定值;
(3)“三相等”是利用基本不等式求最值时,必须验证等号成立的条件,若不能取等号则这个定值就不是所求的最值,这也是最容易发生错误的地方.
四、解答题:本题共6小题,共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
17. 已知分别为三个内角的对边,且.
(1)证明:;
(2)若,,,求AM的长度.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【解析】
【分析】(1)先利用三角形的内角和定理结合两角和差的正弦公式化简,再利用正弦定理和余弦定理化角为边,整理即可得证;
(2)在中,由(1)结合余弦定理求出,再在中,利用余弦定理即可得解.
【小问1详解】
由,
得,
则,
由正弦定理和余弦定理得,
化简得;
【小问2详解】
在中,,
又因为,所以,所以,
所以,
由,得,
在中,,
所以.
18. 飞盘运动是一项入门简单,又具有极强的趣味性和社交性的体育运动,目前已经成为了年轻人运动的新潮流.某俱乐部为了解年轻人爱好飞盘运动是否与性别有关,对该地区的年轻人进行了简单随机抽样,得到如下列联表:
性别
飞盘运动
合计
不爱好
爱好
男
6
16
22
女
4
24
28
合计
10
40
50
(1)在上述爱好飞盘运动的年轻人中按照性别采用分层抽样的方法抽取10人,再从这10人中随机选取3人访谈,记参与访谈的男性人数为X,求X的分布列和数学期望;
(2)依据小概率值的独立性检验,能否认为爱好飞盘运动与性别有关联?如果把上表中所有数据都扩大到原来的10倍,在相同的检验标准下,再用独立性检验推断爱好飞盘运动与性别之间的关联性,结论还一样吗?请解释其中的原因.
附:,其中.
0.1
0.01
0.001
2.706
6.635
10.828
【答案】(1)答案见解析
(2)答案见解析
【解析】
【分析】(1)分别写出对相应概率列分布列求数学期望即可;
(2)先求 再根据数表对应判断相关性即可,对比两次的值可以得出结论说明原因.
【小问1详解】
样本中爱好飞盘运动的年轻人中男性 16 人,女性 24 人,比例为 ,
按照性别采用分层抽样的方法抽取 10 人,则抽取男性 4人,女性 6人.
随机变量的取值为:.
,
,
随机变量的分布列为
随机变量的数学期望.
【小问2详解】
零假设为:爱好飞盘运动与性别无关联.
根据列联表重的数据,经计算得到
根据小概率值的独立性检验,没有充分证据推断不成立,因此可以认为成立,即认为爱好飞盘运动与性别无关联.
列联表中所有数据都扩大到原来的10倍后,
根据小概率值的独立性检验,推断成立,即认为爱好飞盘运动与性别有关联.
所以结论不一样,原因是每个数据都扩大为原来的 10 倍,相当于样本量变大为原来的 10 倍,导致推断结论发生了变化.
19. 在三棱柱中,,,.
(1)证明:;
(2)若,,求平面与平面夹角的余弦值.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【解析】
【分析】(1)先由线面垂直得出,又因为是的中点,可以得出结论;
(2)建系应用空间向量法求面面角的余弦值即可.
【小问1详解】
设的中点为,连接
因为,所以,又因为且,
所以, 因为平面,且,
所以平面 ,因 平面 ,
所以,又因为是的中点,
所以 .
【小问2详解】
在中,由余弦定理求得则
因为,所以,解得,
在和中,可知.
在中,,因此.
由(1)知,,且平面,且,
所以平面 .
以 所在直线分别为x轴,y轴,z轴,建立如图所示的空间直角坐标系,
则.
所以,
设平面的法向量为,
则 ,
,
令,得.
设平面的法向量为,
则 ,
即
令,得 ,
设平面与平面夹角为,则,
所以平面与平面夹角的余弦值为.
20. 已知数列满足,,,.
(1)求数列的通项公式;
(2)证明:数列中的任意三项均不能构成等差数列.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【解析】
【分析】(1) 由 得,分奇偶项分别求通项,最后写出通项公式;
(2) 假设数列中存在三项数列 (其中)成等差数列,应用反证法得出矛盾证明即可.
【小问1详解】
由 ,得
以上两式相比,得,
由,得,
所以,数列是首项为3,公比4为的等比数列,,
数列是首项为6,公比为4的等比数列,,
综上,数列的通项公式为 .
【小问2详解】
假设数列中存在三项数列 (其中)成等差数列,则 .
由(1)得,即,两边同时除以,得(*)
(*)式左边为奇数,右边为偶数
(*)等式不成立,假设不成立.
所以,数列中得任意三项均不能构成等差数列.
21. 已知双曲线:,点M为双曲线C右支上一点,A、B为双曲线C的左、右顶点,直线与y轴交于点D,点Q在x轴正半轴上,点E在y轴上.
(1)若点,,过点Q作BM的垂线l交该双曲线C于S,T两点,求的面积;
(2)若点M不与B重合,从下面①②③中选取两个作为条件,证明另外一个成立.①;②;③.注:若选择不同的组合分别解答,则按第一个解答计分.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【解析】
【分析】(1)先根据已知,得出的方程,然后联立与双曲线的方程,根据韦达定理得出坐标的关系,表示出弦长,最后根据面积公式,即可得出答案;
(2)①②为条件,③为结论:易得.又,.然后根据直线的斜率可得出.设点,则,即可得出坐标;①③为条件,②为结论:易得,.又,即可的得出,,求解,整理即可得出证明;②③为条件,①为结论:易得,平方整理可得.根据,得.进而根据,即可求出,平方整理,即可得出证明.
【小问1详解】
由已知可得,,.
因为点,直线的斜率为,
所以直线的垂线的方程为,
整理可得,.
设点,,
联立直线与双曲线的方程可得,,
则,且,
所以,.
原点到直线的距离为,
所以,的面积为.
【小问2详解】
①②为条件,③为结论
令点,,且,
因为三点共线,所以.
又,所以点的坐标为,
所以直线的斜率为.
又,所以.
设点,
因为直线的斜率,
所以,
所以;
①③为条件,②为结论
令点,,且,
因为三点共线,所以.
又,所以点的坐标为,
又,点Q在x轴正半轴上,所以,
所以.
又,
所以,
所以,;
②③为条件,①为结论
令点,,且,不妨设.
因为三点共线,
所以,且.
因为,点Q在x轴正半轴上,所以.
因为,所以.
又,
所以,,且,
所以,,即.
【点睛】思路点睛:①②为条件,③为结论:先得出的斜率,根据,得出..然后根据两点坐标,表示出斜率,即可推出点的坐标.
22. 已知函数.
(1)讨论函数的单调性;
(2)当时,函数恰有两个零点.
(i)求m的取值范围;
(ii)证明:.
【答案】(1)答案见解析
(2)(i);(ii)证明见解析
【解析】
【分析】(1)求导,再分和,根据导数的符号即可得出答案;
(2)(i)求导,,利用导数判断函数的单调性,再结合(1)分和两种情况讨论,利用零点的存在性定理即可得出答案;
(ii)由(i)可得要证,即证,先证明,再构造函数,利用导数判断出函数的单调性,从而可得出结论.
【小问1详解】
,
当时,,所以函数在上递减,
当时,设,则,
所以函数在上递增,即在上递增,
令,得,
当时,,函数为减函数,
当时,,函数为增函数,
综上可得,当时,函数在上递减;
当时,函数在上递减,在上递增;
【小问2详解】
(i),
函数的定义域为,
,
设,则,
所以函数在上递增,
由(1)可知,当时,,
即,
所以,
所以,
又因,由零点的存在性定理可得,
存在,使得,即,(*)
当时,,即,为减函数,
当时,,即,为增函数,
当时,由(*)可知,
且,
设,则,
所以函数在上递增,
因为,结合,
得,又,所以,
所以,
即,
所以当时,函数最多一个零点,与题意矛盾,
当时,,
设,则,
所以函数在上递增,
所以,即,
因为,所以,即,所以,
则,
所以,且,
当时,,
所以由的单调性可知,且,
所以当时,,为减函数,
当时,,为增函数,
所以由零点的存在性定理可知,在区间上存在唯一的零点,
,且,
所以由零点的存在性定理可知,在区间上存在唯一的零点,
所以当时,函数恰有两个零点,
综上所述,m的取值范围为;
(ii)因为,即,
则,
所以,
有基本不等式可得,
当且仅当,即时,取等号,
由,由可得,这与矛盾,所以,
所以,
要证,即证,
设,
则
所以函数在上递减,
所以当时,,
因为,所以,
所以,
又,
所以.
【点睛】方法点睛:用导数求函数零点个数问题方法:
(1)分离参数法:一般命题情境为给出区间,求满足函数零点个数的参数范围,通常解法为从函数中分离出参数,然后利用求导的方法求出构造的新函数的最值,最后根据题设条件构建关于参数的不等式,确定参数范围;
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