广东省湛江市中学2024届高三上学期开学考试数学试题
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湛江第一中学2024届高三级开学考试数学全卷满分150分,考试时间120分钟.注意事项:1.答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上,并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置.2.请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答,写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效.3.选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑;非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答;字体工整,笔迹清楚.4.考试结束后,请将试卷和答题卡一并上交.5.本卷主要考查内容:高考范围.一、单项选择题: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.x−121.已知集合M={x∣∣e>1,}N={xx−<2x0},则MN∪=()A.(0,1)B.(0,+∞)C.(1,2)D.(2,+∞)2.已知复数(12i+)(z−=−+1)2i,则z=()A.2B.2C.3D.33.在ABC中,D为BC中点,M为AD中点,BM=mABnAC+,则mn+=()11A.B.1C.−D.-1222xx−+314.已知函数fx()=3,则fx()的增区间为()3333A.,+∞B.−+,∞C.−−∞,D.−∞,22221S95.设公差不为零的等差数列{an}的前n项和为San,45=a,则=()2S4A.15B.1C.-1D.-926.已知抛物线Cx:=2pyp(>0)的焦点为F,准线为l,点Px(00,1)(x>0)在抛物线C上,过P作l的垂学科网(北京)股份有限公司,线,垂足为Q,若PO=PQ(O为坐标原点),则x0=()A.22B.3C.32D.47.已知θ为钝角,2cos2θθθ−=sin2cos,则tan3θ的值为()482A.−B.-2C.−D.−3311π2ππ8.已知函数fx()=2sinωωx+>(0)且满足f−=−xfx,则ω的最小值为()33612A.B.C.1D.223二、多项选择题: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.9.一组数据:0,1,5,6,7,11,12,则()A.这组数据的平均数为6B.这组数据的方差为16C.这组数据的极差为11D.这组数据的第70百分位数为7210.已知函数fxxxxx()=−−ln,则()A.fx()有两个零点B.fx()有两个极值点C.fx()0恒成立D.fx′()0恒成立2222211.已知圆Cx:(−+−=3)(y1)1与圆Mxm:(−+−)(ymrm2)=(∈>R,r0)相交于AB,两点,则()A.圆C的圆心坐标为(3,1)2525B.当r=2时,11−<<+m55C.当MA⊥CA且r=3时,m=2D.当AB=2时,r的最小值为612.《九章算术》里说:“斜解立方,得两堑堵,斜解堑堵,其一为阳马,一为鳖臑”.如图,底面是直角三角形的直三棱柱称为“堑堵”,沿截面PAC将一个“堑堵”截成两部分,其三棱锥称为“鳖臑”.在鳖臑P−ABC中,PA⊥=ABAB,2,其外接球的表面积为16π,当此鳖臑的体积V最大时,下列结论正确的是()学科网(北京)股份有限公司,A.PA=BC=2272B.此鳖臑的体积V的最大值为63C.直线PC与平面PAB所成角的余弦值为414−7D.三棱锥P−ABC的内切球的半径为2三、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分.521513.二项式x−的展开式中含x的系数为__________.x2414.小张、小陈、小胡独立的做一道数学题,小张做出这道题的概率为,小陈做出这道题的概率为,小胡355做出这道题的概率为,每个人是否做出这道题相互没有影响,则这道题被做出来的概率为__________.6x15.已知函数fx()=ax(−−1)2lnxe在(1,+∞)上单调递增,则实数a的取值范围为__________.22xy16.双曲线C:−=>>1(ab0,0)的左,右焦点分别为FF12,,右支上有一点M,满足22ab∠FMF=90,FMF的内切圆与y轴相切,则双曲线C的离心率为__________.1212四、解答题:本题共6小题,共70分.解答应写出必要的文字说明、证明过程及演算步骤.17.(本小题满分10分)3在ABC中,内角ABC,,所对的边分别为abc,,,已知cosA=.2(1)若bc=3,=2,求a的值;学科网(北京)股份有限公司,2a(2)若=−23,求角BC,的大小.bc18.(本小题满分12分)a1n+1已知数列{an}满足a1=1,=+1.3ann(1)求数列{an}的通项公式;(2)求数列{an}的前n项和Sn.19.(本小题满分12分)如图,直三棱柱ABC−ABC111中,平面ABC1⊥平面ABBA11.(1)证明:AB⊥BC;(2)若AA1=AC=2,BCE为BB1上一点,且BE=3EB1,求二面角EACB−−1的余弦值.20.(本小题满分12分)2023年的高考已经结束,考试前一周,某高中进行了一场关于高三学生课余学习时间的调查问卷,现从高三12个班级每个班随机抽取10名同学进行问卷,统计数据如下表:课余学习时间超过两小时课余学习时间不超过两小时200名以前40x+10200名以后3x−1040(1)求x的值;(2)依据上表,根据小概率值α=0.001的独立性检验,分析学生成绩与课余学习超过两个小时是否有关系;(3)学校在成绩200名以前的学生中,采用分层抽样,按课余学习时间是否超过两小时抽取6人,再从这6人中随机抽取3人,记这3人中课余学习时间超过两小时的学生人数为X,求X的分布列和数学期望.22nad()−bc附:参考公式:χ=,其中nabcd=+++.(abcdacbd++++)()()()a0.100.050.0100.0050.001学科网(北京)股份有限公司,x2.7063.8416.6357.87910.828a21.(本小题满分12分)22xy1已知椭圆E:+=>>1(ab0)的右焦点为F,上顶点为BBF,2=,离心率为.22ab2(1)求椭圆E的标准方程;(2)若直线lyxmm:20=−≠()与椭圆E相交于AC,两点,且点Nm(0,),当ACN的面积最大时,求直线l的方程.22.(本小题满分12分)x−1已知函数fx()=e−lnx.(1)求函数fx()的最小值;x1(2)求证:exfx()+−(ex1ln)x−+>e0.2湛江第一中学2024届高三级开学考试•数学参考答案、提示及评分细则1.B由x−1x−10y=x在R上单调递增,则x−>10,即M={xx∣>1},e1>得ee>,函数e又由2xx−<20得02<<x,即nxx={0∣<<2},所以mnxx∪={∣>0}.故选B.−+2i(−+2i12i)(−)5i2.Az=+=1+=+=+111i,则z=2.故选A.12i+(12i12i+−)()51111313113.CBM=+=BABD−+−=AB(ACAB−+∴)ABAC=,−=m,,n∴+mn=−.故222444442选C.2uu23,+∞4.A令uxxy=−+=31,3,又y=3在R上单调递增,uxx=−+31的增区间为,所以23fx()的增区间为,+∞.故选A.2115.Da=a,∴=a(adada+),=,=∴=−=−2.daa3d2,daa+=−d.454445141422学科网(北京)股份有限公司,Sa95(aa19+×)929×49d×∴====−9.故选D.Saa4(14+×)4(aa14+×−×)44dp226.A因为PO=PQ=PF,所以=×12,即p=4,8x=yx,80=×1,又xx00>∴=0,22.27.D由22cos2θθθ−=sin2cos得−=2sincosθθsinθ,化简得−=2cosθθθsin,tan=−2,2tanθ4tan2θθ+tan2则tan2θθ==,tan3==−.故选D.21tan−−θ31tan2tanθθ112ππππππ28.B由f−=−xfx可知:fx()关于x=对称,故ω⋅+=+kπω,4,0=+kk=36443232时,ω取最小值为.故选B.319.ADA:×++++++(015671112)=6,故A正确;712222222124B:×++++++=(6510156),故B错误;77C:12012−=,故C错误;D:770%×=4.9,故70百分位数是第5个数7.故D正确.故选AD.10.BCAfx:()=⇔−−0x1lnx=0,x−1lnx,当且仅当x=1时取等号,故A错误,C正确;B:121x−11fx′′()=−−2x2ln,xfx′()=−2=,在0,上,fx′′()<0,fx′()为减函数,在,+∞上,xx2211fx′′()>0,fx′()为增函数,又fff′><=0,′0,′(1)0,有2个零点,B正确,D错误.故选2e2BC.11.ABD由圆C的方程可知圆C的圆心坐标为(3,1),即A正确;22当r=2时,圆Mxm:(−+−)(ym2)=4,此时易知MC521>−,所以有222525MC=−+−<(m3)(2m1)3,解得11−<<+m,即B正确;5522222因为MA⊥CA,且r=3,所以|CM|=+=3110,即(mm−+−=3)(21)10,解得m=0或m=2,即C错误;学科网(北京)股份有限公司,因为圆C的直径为2,所以当AB=2时,AB为圆C的直径,所以222222r=|MC|+=−+−+=−+=−+1(m3)(2m1)15m10m115(m1)6,当且仅当m=1时,r=6,即D正确.故选ABD.min12.BC由题可知,PC的中点即为P−ABC的外接球的球心,设外接球的半径为R,则24ππR=16,得2222222R=2,因为PA++==ABBCPC4R,所以PA+=BC14,鳖臑P−ABC的体积11222272VPABC−=×⋅⋅=⋅⋅ABBCPA(2BCPA)⋅+=(BCPA),当且仅当BC=PA=7时,321212672(VPABC−)max=,故A项错误,B项正确;6因为三棱柱为直三棱柱,故BC⊥平面PAB,所以直线PC与平面PAB所成的角即为BP3∠∠BPC,sinBPC==;故C项正确;PC4设鳖臑P−ABC的内切球半径为r,由等体积法1111172721VPABC−=×ABBC⋅+⋅+ABPAACPA⋅+⋅⋅=PBBCr,得=(37+14)r,所32222663314−27以r=,故D项错误.故选BC.145−r5r25r1rr−2(r−1)513.10展开式通项公式为Txr+15=C()⋅−=⋅−C5(1)⋅x,令(r−=15),得r=3,x2∴展开式中含5C32⋅−=(1)10.x的系数为5891118914.记“这道题被做出来”为事件APA,11()=−PA=−××=.903569022xx215.[2,+∞)f′(x)=−+−−aax(1)2lnxe=−−ax2lnxe0,即ax−−2lnx0,对xxx22222222xx−+x∈+(1,∞)恒成立,当a2时,axx−−2ln2xx−−2ln=g(x),g′(x)=+−=2>22xxxxx0,故gxg()>=(10)符合题意,当a<2时,ga(1)=−<∃∈+20,m(1,∞),在(1,m)上,gx()<0不合题意,故a2.学科网(北京)股份有限公司,16.31+内切圆Q分别与FMFMFF1,,212切于点STN,,,则四边形QSMT为正方形,故FM+−=FMFF2,aFM−=FM2a,12121222222FMcacacccaa=+∴+2,(2)+=(2)⇒=+22c,e=+31.1222bca+−317.解:(1)根据余弦定理,cosA==,bc=3,=2,22bc解得a=1;2222bca+−3a(2)因为cosA==,=−23,22bcbc222b+−−c(23)bc()33bc−+2bc()bc−因此得到==,则=0,2bc22bc2bc2即()0bc−=,所以bc=,因此三角形为等腰三角形,π5π又知道A=,所以BC==.612an+1=+11,得aann+118.解:(1)由=×3,3annnn+1a1an又=∴1,是以1为首项,3为公比的等比数列,1nannn−−11∴=3,an=×3;nn01n−1(2)Snn=×+×++×13233,①12n①×3得3Snn=×+×++×13233,②nn12n−1nnn13−−31①-②得−=++++2S1333−×=nnn333−×=−×,n13−2学科网(北京)股份有限公司,n(2131n−×+)∴=S.n419.证明:(1)过A作AD⊥AB1于D,平面ABC⊥平面ABBA,且平面ABC∩平面ABBA=AB,1111111∴⊥AD平面ABC1,故AD⊥BC,在直三棱柱ABC−ABC111中,AA1⊥平面ABC,故BC⊥AA1,由AD∩=AA1A可知,BC⊥平面AABB11,故BC⊥AB;(2)以B为坐标原点,BCBABB,,为xyz,,轴建立空间直角坐标系,1不妨设BC=2,则CA(2,0,0,)(0,23,0,)BA11(0,0,4,)(0,23,4,)E(0,0,3),则CA11=(−==2,23,4,)BA(0,23,4,)CE(−2,0,3),设平面AEC1的法向量为mxyz=(111,,),mCA⋅=10,−+2x123yz11+=40,则即mCE⋅=0,−+=2xz1130,令z=23,则xy=33,=−1,即m=(33,1,23−),111学科网(北京)股份有限公司,设平面ABC1的法向量为nxyz=(222,,),nCA⋅=0,−+xyz3+=20,1222则即nBA⋅=0,3yz+=20,122令z2=3,则xy22=0,=−2,即n=(0,2,3−),mn⋅84270则cosmn,====,mn⋅7⋅407035270二面角EACB−−1的余弦值为.3520.解:(1)由题意可得高三12个班级共抽取120名,所以40+++−+=xx1031040120,解得x=10;22120(40402020)××−×40(2)利用列联表可得χ==≈>13.33310.828,60606060×××3根据小概率值α=0.001的独立性检验,我们认为学生课余学习时间超过两小时跟学生成绩有关,此推断犯错误概率不大于0.001;40(3)这6人中课余学习时间超过两小时的人数为64×=,课余学习时间不超过两小时的人数为2,4020+X的取值为1,2,3,12CC142有PX(=1)==;3C5621CC342PX(=2;)==3C563C14PX(=3)==.3C56故X的分布列为:X123131P555131EX()=×+×+×=1232.555学科网(北京)股份有限公司,22c1222xy21.解:(1)由题意可知BF======−=a2,e,c1,bac3,所以椭圆E的方程为+=1;a24332(2)由直线l的方程为yxm=−2,则点Nm(0,)到直线l的距离为dm=,222xy+=1,联立方程组整理可得22437x−16mx+16m−=120,yxm=−2,7722由判别式Δ=256mm−×4716(−>12)0,解得m∈−,0∪0,,22216mm16−12设AxyCxy(11,,,)(22),则xx12+=,xx12⋅=,77可得222222AC=−+−=−+−−+=⋅−=×+−(xx12)(yy12)(xx12)(xmxm12222)(xx12)2(xx12)4xx12256m2416(m2−12)422=2×−=2112−m,49771142232所以S=ACd⋅=×2112−m×mACN2272147722(当且仅当m=±∈−,0∪0,33223374−+mm433422=(74−⋅mm)4×=7722时,等号成立),1414所以所求直线的方程为yx=+或yx=−.22x−122.(1)解:fx()=e−lnx,x−11∴fx′()=e−,xxx−−1111设µµ(xx)=e,e−+′()=>0,2xx∴µ(x)在(0,+∞)上为单调递增函数,µ(10)=,∴=f′(10),当x∈(0,1)时,fx′()<0,学科网(北京)股份有限公司,当x∈+(1,∞)时,fx′()>∴=0,x1时,fx()取得最小值,fx()min=f(11)=;x1xx−11(2)证明:exfx()+−(ex1ln)x−+>e0,只需证ex(e−+−lnxxx)(e1ln)−+>e0,22x1x1x1即(xx−−+>1e)ln0,令gx()=−−+(x1e)lnx,则gxx′()=−>e(x0),22xx1x1当x>0时,令hxgxx()=′()=e−,则hx′()=++>(x1e)0,hx()在(0,+∞)上单调递增,2xxx1即gxx′()=e−在(0,+∞)上为增函数,x222′′2232273gg=e33−=e−<0,(1)e10=−>又因为,332382所以存在x0∈,1,使得gx′(0)=0,31x2e1x0−gx′=−=xe0x00=,由(00)xx002x0ex0=1,即−=2lnxx得x0e1=,即200,x0x1所以当xx∈(0,0)时,gxx′()=−<e0,gx()单调递减,xx1当xx∈+(0,∞)时,gxx′()=−>e0,gx()单调递增,x32==−x0−+=11x0−1++=x0xxx000++−22所以gx()mingx(0)(x01e)lnx022,2xx22200322令ϕ(xxxx)=++−22<<x1,32215则ϕ′(xxx)=++=3223x++>0,33222所以ϕ(x)在,1上单调递增,所以ϕϕ(x0)>=>0,3327学科网(北京)股份有限公司,ϕ(x0)x1所以gxgx()(0)=2>0,所以(xx−−+>1e)ln0,2x20x1即exfx()+−(ex1ln)x−+>e0.2学科网(北京)股份有限公司</x1,32215则ϕ′(xxx)=++=3223x++></e0,gx()单调递减,xx1当xx∈+(0,∞)时,gxx′()=−></x,即nxx={0∣<<2},所以mnxx∪={∣>
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