江西省宜春市2023届高三数学(文)一模试题(Word版附解析)
展开宜春市2023年高三年级模拟考试数学(文)试卷
一、选择题:本题共12小题,每小题5分,共60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. 设全集,或,,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】先计算得到,进而求出交集.
【详解】,故
故选:D
2. 已知复数满足,则等于( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】利用复数的除法运算和共轭复数的定义求解.
【详解】由题可得,所以,
故选:A.
3. 非零向量,,满足,与的夹角为,,则在上的投影为( )
A. -1 B. C. 1 D.
【答案】C
【解析】
【分析】根据投影公式计算出正确答案.
【详解】由于,所以,
由于与的夹角为,所以,
在上的投影为.
故选:C
4. 已知实数满足约束条件则的最大值是( )
A. 3 B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】画出可行域,向上平移基准直线到可行域边界位置,由此求得的最大值.
【详解】
画出可行域如下图所示,向上平移基准直线到可行域边界点的位置,此时取得最大值为.
故选:B.
5. 从棱长为2的正方体内随机取一点,则取到的点到中心的距离不小于1的概率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】根据几何概型概率问题的计算公式求得正确答案.
【详解】点到中心距离小于等于1的几何体是以中心为球心,1为半径的球体.
所以,取到的点到中心的距离不小于1的概率为.
故选:C
6. 若则( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】构造函数,利用导数判断函数单调性,再结合对数的性质即可判断大小关系.
【详解】因为,,,
当时,设,
则,
所以在上单调递减且,
所以,
即,所以;
又因为,所以,,即,
所以.
故选:A.
7. 在数学和许多分支中都能见到很多以瑞士数学家欧拉命名的常数,公式和定理,若正整数只有1为公约数,则称互质,对于正整数是小于或等于的正整数中与互质的数的个数,函数以其首名研究者欧拉命名,称为欧拉函数,例如:,.记为数列的前项和,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】根据题意分析可得,结合等比数列求和公式运算求解.
【详解】由题意可知:若正整数与不互质,则为3的倍数,共有个,
故,
∵,即数列是以首项,公比的等比数列,
故.
故选:D.
8. 函数的图象关于直线对称,将的图象向左平移个单位长度后与函数图象重合,下列说法正确的是( )
A. 函数图象关于直线对称
B. 函数图象关于点对称
C. 函数在单调递减
D. 函数最小正周期为
【答案】C
【解析】
【分析】由对称性求得,由图象平移变换求得,然后结合正弦函数的对称性,单调性,周期判断各选项.
【详解】由已知,,,又,∴,
,
,A错;
,B错;
时,,C正确;
的最小正周期是,D错.
故选:C.
9. 在Rt中,.以斜边为旋转轴旋转一周得到一个几何体,则该几何体的内切球的体积为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】根据旋转体的概念得出该旋转体是两个共底面的圆锥的组合体,作出轴截面,得出内切球于心位于对称轴上,由平行线性质求得球半径后可得球体积.
【详解】由题意该几何体是两个共底面的圆锥的组合体,如图是其轴截面,
由对称性知其内切球球心在上,到的距离相等为球的半径,设其为,
因为是直角,所以是正方形,即,
由得,即,解得,
球体积为.
故选:C.
10. 如图,设,是双曲线的左右焦点,点A,B分别在两条渐近线上,且满足,,则双曲线C的离心率为( )
A. 2 B. 2 C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】先求出 所在的直线方程,分别与两条渐近线联立方程组,求出 两点的坐标,再根据,求出 之间的关系,从而可得双曲线的离心率
【详解】由题意: , , ,
所以直线 的方程为: ①
直线 的方程为: ②
直线 的方程为: ③
联立①②可得: ,即
联立①③可得 ,即
又
可得 ,化简可得 ,即 ,
故选:C
11. 已知数列满足,若数列的前项和,对任意不等式恒成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】根据求得 ,再因为对任意不等式恒成立,,求出实数的取值范围.
【详解】①,
②,
由①-②可得,当 时,,当,
当,,当,
所以,
对任意不等式恒成立,所以 ,
.
所以.
故选:C.
12. 已知函数,且,则的最大值为( )
A. 1 B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】根据题意表示出从而推导出将问题转化为,利用导数求得函数的最值.
【详解】
由题意知,即
因为,所以,
设,则,
所以,所以,
,则
当时,当时,
所以在时单调递增,在时单调递减,所以
故选:A.
二、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分.
13. 已知,则到点的距离为2的点的坐标可以是___________.(写出一个满足条件的点就可以)
【答案】上的任意一点都可以
【解析】
【分析】根据定积分的几何意义先求出,再写出到点的距离为2的点表示一个圆.
【详解】由于表示以为圆心,1为半径且在第一、二象限的圆弧与坐标轴围成的面积,其面积是半径为1的圆的面积的一半,即为.
所以,
到点的距离为2的点是圆上的点.
故答案为:上任意一点.
14. 已知点,若圆上存在点满足,则实数的取值的范围是___________.
【答案】
【解析】
【分析】设,由数量积的坐标表示求得点轨迹是一个圆,然后由圆与圆的位置关系可得的范围.
【详解】设,则,
,即,
在以为圆心,2为半径的圆上,由题意该圆与圆有公共点,
所以,解得.
故答案:.
15. 已知某线路公交车从6:30首发,每5分钟一班,甲、乙两同学都从起点站坐车去学校,若甲每天到起点站的时间是在6:30--7:00任意时刻随机到达,乙每天到起点站的时间是在6:45-7:15任意时刻随机到达,那么甲、乙两人搭乘同一辆公交车的概率是___________________
【答案】
【解析】
【分析】由题意知本题是一个几何概型,设甲和乙到达的分别为6时分、6时分,则,,他们能搭乘同一班公交车,则,.试验包含的所有区域是,,他们能搭乘同一班公交车所表示的区域为,由此能求出结果.
【详解】解:由题意知本题是一个几何概型,
设甲和乙到达的分别为6时分、6时分,
则,,
则试验包含的所有区域是,,
他们能搭乘同一班公交车所表示的区域为或或,
则他们能搭乘同一班公交车的概率.
故答案为:
16. 如图,多面体中,面为正方形,平面,且为棱的中点,为棱上的动点,有下列结论:
①当为的中点时,平面;
②存在点,使得;
③直线与所成角的余弦值的最小值为;
④三棱锥的外接球的表面积为.
其中正确的结论序号为___________.(填写所有正确结论的序号)
【答案】①④
【解析】
【分析】根据线面平行的判定定理,以及线线垂直的判定,结合异面直线所成角,以及棱锥外接球半径的求解,对每一项进行逐一求解和分析即可.
【详解】对①:当H为DE的中点时,取中点为,连接,
因为分别为的中点,
故可得//,,
根据已知条件可知://,
故//,
故四边形为平行四边形,则//,又平面平面,
故//面,故①正确;
对②:因为平面,平面,
故,
又四边形为矩形,
故,则两两垂直,
以为坐标原点,建立空间直角坐标系如图所示:
则,设,,
若,则,不满足题意,故②错误;
对③:,,
,
,,,
,,
令,设,,,
则,当时,
根据对勾函数性质得,则,
当时,有最小值,最小值为,故③错误;
对④:由题可得平面,又面为正方形,
∴,
∴AB⊥平面BCF,则AB,BC,CF两两垂直,
∴AF为三棱锥的外接球的直径,
又,
∴三棱锥的外接球表面积为,故④正确.
故答案为:①④.
三、解答题:共70分.解答应写出文字说明、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题为选做题,考生根据要求作答.
17. 在中,角所对的边分别为,且.
(1)求证:;
(2)求的最小值.
【答案】(1)证明见解析
(2)最小值为
【解析】
【分析】(1)根据正弦定理边角互化和两角和差正弦化简即可证明.
(2)将问题转化 ,根据第一问解得,然后结合不等式求解.
【小问1详解】
在中,,
由正弦定理得,
又,
因为,
所以,
所以,又,
所以,且,
所以,
故.
【小问2详解】
由(1)得,
所以,
因为,
所以
,
当且仅当即,且,即当且仅当时等号成立,
所以当时,的最小值为.
18. 如图1,在直角梯形中,,点,分别是边中点,现将沿边折起,使点到达点的位置(如图2所示),且.
(1)求证:平面平面;
(2)求点到平面的距离.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【解析】
【分析】(1)连接,由等腰三角形的性质和勾股定理,证明,,可证得平面,即可证得平面平面.
(2)取的中点,连接,由勾股定理求,又,利用体积法求点到平面的距离.
【小问1详解】
证明:由题意,连接,因为,,
是边的中点,所以,则,
又是边的中点,则,在折起中.
又,所以,
又,平面,平面,
故平面,又平面,所以平面平面.
【小问2详解】
由(1)中取的中点,连接,
由(1)可知,平面,所以,
而,,
所以,
同理,
所以,
所以是等腰三角形,
所以,
又,即,
所以,
即点到平面的距离为.
19. 为了缓解日益拥堵的交通状况,不少城市实施车牌竞价策略,以控制车辆数量.某地车牌竞价的基本规则是:①“盲拍”,即所有参与竞拍的人都是网络报价,每个人不知晓其他人的报价,也不知道参与当期竞拍的总人数;②竞价时间截止后,系统根据当期车牌配额,按照竞拍人的出价从高到低分配名额.某人拟参加2023年5月份的车牌竞拍,他为了预测最低成交价,根据竞拍网站的公告,统计了最近5个月参与竞拍的人数(见表):
月份 | 2022.12 | 2023.1 | 2023.2 | 2023.3 | 2023.4 |
月份编号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
竞拍人数(万人) | 1.7 | 2.1 | 2.5 | 2.8 | 3.4 |
(1)由收集数据的散点图发现可用线性回归模型拟合竞拍人数(万人)与月份编号之间的相关关系.请用最小二乘法求关于的线性回归方程:,并预测2023年5月份参与竞拍的人数.
(2)某市场调研机构对200位拟参加2023年5月份车牌竞拍人员的报价进行抽样调查,得到如下一份频数表:
报价区间(万元) | ||||||
频数 | 20 | 60 | 60 | 30 | 20 | 10 |
(i)求这200位竞拍人员报价的平均数和样本方差(同一区间的报价可用该价格区间的中点值代替);
(ii)假设所有参与竞价人员的报价可视为服从正态分布,且与可分别由(i)中所求的样本平均数及方差估值.若2023年5月份实际发放车牌数是5000,请你合理预测(需说明理由)竞拍的最低成交价.
附:,若,则,.
【答案】(1),预测2023年5月份参与竞拍的人数为3.73万人
(2)(i),;(ii)预测竞拍的最低成交价为4.943万元
【解析】
【分析】(1)由已知公式求得线性回归方程,代入回归方程可得预测值;
(2)(i)由均值与方差公式计算出均值与方差;(ii)由预测值求得报价在最低成交价以上人数占总人数比例,然后由正态分布的性质求得预测竞拍的最低成交价.
【小问1详解】
,
,
,
关于的线性回归方程
2023年5月份对应,所以
所以预测2023年5月份参与竞拍的人数为3.73万人.
【小问2详解】
(i)由题意可得:
(ii)2023年5月份实际发放车牌数是5000,设预测竞拍的最低成交价为万元,
根据竞价规则,报价在最低成交价以上人数占总人数比例为
根据假设报价可视为服从正态分布,
令,由于,
,
,所以得,
所以预测竞拍的最低成交价为4.943万元.
20. 已知函数.
(1)求函数的最小值;
(2)若方程有两个不同的实数根,且,证明:.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【解析】
【分析】(1)利用导数法求函数最值的步骤解求解;
(2)根据题意构造函数,.对函数求导,利用导函数的正负判断函数的单调性,进而利用函数的最值得出,再结合(1)中函数的单调性即可得证.
【小问1详解】
由题意可知:函数的定义域为:.
则,令,解得.
当,,函数单调递减;
当,,函数单调递增.
所以为极小值点,且.
所以函数的最小值为.
【小问2详解】
根据题意可知:,根据(1)设,,
构造函数,.
,所以在上单调递减.
则有,也即.
因为,所以,也即
因为,,由(1)可知在上单调递增,
所以,也即.由已知,所以.
21. 在平面直角坐标系中,已知椭圆的离心率为,左、右焦点分别是,以为圆心,6为半径的圆与以为圆心,2为半径的圆相交,且交点在椭圆上.
(1)求椭圆的方程;
(2)设过椭圆的右焦点的直线的斜率分别为,且,直线交椭圆于两点,直线交椭圆于两点,线段的中点分别为,直线与椭圆交于两点,是椭圆的左、右顶点,记与的面积分别为,证明:为定值.
【答案】(1);
(2)证明见解析.
【解析】
【分析】(1)根据离心率的定义和椭圆定义求得,再计算出后得椭圆方程;
(2)设,直线方程代入椭圆方程,利用韦达定理求得中点的坐标,当直线斜率存在时,设直线,点在直线上,代入整理得是一个一元二次方程的根,由韦达定理得,从而得出关系,得出直线过定点,再确定直线斜率不存在时也过这个定点,然后结合该定点得出三角形面积比.
【小问1详解】
依题意得,则
则,所以椭圆的方程为;
【小问2详解】
直线,设,
由得,
所以,,且,
则中点,同理可算
①当直线斜率存在时,设直线,点在直线上,
点坐标代入整理得
易知为方程的两个根,
则,所以,
所以直线,则直线恒过点
②当直线的斜率不存在时,由对称性可知,由,
不妨设,所以,
直线过,根据①②可知,
直线恒过点,
因为的面积,
的面积,
所以.
【点睛】方法点睛:椭圆中的直线过定点问题的解决方法:斜率存在时,设出直线方程为,根据已知条件确定的关系后,由直线方程得出定点坐标.本题中,动直线是由点确定的,因此可由已知直线确定的坐标,再把坐标代入所设直线方程,发现是一个一元二次的两根,这样可由韦达定理求得的关系,得出结论.
22. 在平面直角坐标系xoy中,曲线的参数方程(为参数),以坐标原点为极点,轴正半轴为极轴建立极坐标系,直线的极坐标方程.
(1)求曲线的普通方程;
(2)若直线与曲线有两个不同公共点,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)在曲线的参数方程中消去参数,可得出曲线的普通方程,利用基本不等式求出的取值范围,即可得解;
(2)求出直线的普通方程,分析可知直线与双曲线的右支有两个交点,将直线与双曲线方程联立,利用直线与双曲线的位置关系可得出关于的不等式组,即可解得实数的取值范围.
【小问1详解】
因为
则曲线的普通方程为
【小问2详解】
则由
得得
有两个不等正根
则.
23 已知函数.
(1)求不等式的解集;
(2)若的最小值为,正实数,,满足,求证:.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【解析】
【分析】(1)利用零点分段法分类讨论,分别求出不等式的解集,即可得解;
(2)利用绝对值三角不等式求出的最小值,即的值,再利用柯西不等式证明即可.
【小问1详解】
不等式,
所以,解得,
或,解得,
或,解得,
所以原不等式解集为.
【小问2详解】
,
当且仅当时取得,即,
所以,
因为
,
当且仅当时取等号,
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