6当时,,在递减.∴.故选:D11.在三棱锥中,平面,且,当三棱锥的体积取最大值时,该三棱锥外接球的体积是()A.B.C.D.【答案】B【解析】【分析】设,根据已知条件用把三棱锥的体积表示出来,然后利用导数确定体积取最大值时的值,进而确定出三棱锥外接球的半径,从而求出体积.【详解】设,则,故三棱锥的体积.设,则.由,得;由,得,所以在上单调递增,在上单调递减,所以,即三棱锥体积的最大值是,此时,即.因为平面,所以三棱锥外接球的半径,
7则三棱锥外接球的体积为.故选:B.12.已知函数,则下列说法中正确的是()①函数有两个极值点;②若关于的方程恰有1个解,则;③函数的图象与直线()有且仅有一个交点;④若,且,则无最值.A.①②B.①③④C.②③D.①③【答案】D【解析】【分析】求出分段函数的解析式以及各段导函数,得出函数的单调区间,即可得出①;作出函数图象,即可判断②;根据①求得的导函数,可推得,有恒成立,即可得出③;作图,根据图象得出与有3个交点时,的范围.然后用表示出,即可得出,构造函数,通过导函数研究函数的单调性,得出函数的最值,即可判断④.【详解】对于①,当时,,恒成立,所以在上单调递增;当时,,恒成立,所以,在上单调递减;当时,,恒成立,所以,在上单调递减.综上所述,在上单调递减,在上单调递增,在上单调递减.所以,在处取得极小值,在处取得极大值,故①正确;
8对于②,作出的图象如下图1由图1可知,若关于的方程恰有1个解,则或,故②错误;对于③,由①知,当时,,因为,所以,所以,当且仅当;当时,;当时,,因为,所以,所以,当且仅当.综上所述,,有恒成立.又直线可化为,斜率为,所以函数的图象与直线()有且仅有一个交点,故③正确;对于④,由图2可知,当时,函数的图象与有3个不同的交点.则有,所以,所以,.
9令,,则.令,则在上恒成立,所以,在上单调递增.又,,根据零点存在定理可知,,使得,且当时,,所以,所以在上单调递减;当时,,所以,所以在上单调递增.所以,在处取得唯一极小值,也是最小值,无最大值,故④错误.综上所述,①③正确.故选:D.【点睛】方法点睛:遇到条件时,常设,然后根据图象得出的范围.根据解析式,用表示出,将所求表达式表示为的函数,根据导函数研究函数的单调性、极值、最值等.第II卷非选择题(90分)二、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分.13.已知实数x,y满足约束条件则的最大值为______.【答案】3【解析】分析】作出可行域,通过平移直线即可求解.【详解】如图,由约束条件可得可行域为阴影部分,
10由得,作出直线,由得交点坐标为,平移直线知,当直线过点时,z取得最大值,∴.故答案为:3.14.执行如图所示的程序框图,输出的值为______.【答案】【解析】【分析】根据程序框图,第一次循环得出,,返回循环;第二次循环得,,执行输出,即可得出答案.【详解】开始,,,计算可得,然后计算可得,执行判断,结果否,返回循环;
11,,计算可得,然后计算可得,执行判断,结果是,执行输出可得.故答案为:.15.已知等比数列{an}的前n项和Sn满足Sn﹣2Sn﹣1﹣2=0(n≥2),则数列{nan}的前n项和Tn=__.【答案】(n﹣1)2n+1+2【解析】【分析】利用数列的递推关系式求出数列的首项与公比,然后求解通项公式,利用错位相减法求解{nan}的前n项和Tn.【详解】解:等比数列{an}的前n项和Sn满足Sn﹣2Sn﹣1﹣2=0(n≥2),设公比为,n=2时,S2﹣2S1﹣2=0,即a1q﹣a1﹣2=0n=3时,S3﹣2S2﹣2=0,可得a1q2﹣a1﹣a1q﹣2=0,解得a1=2,q=2,所以an=2n,nan=n2n,Tn=1×2+2×22+3×23++n2n,①,2Tn=1×22+2×23+3×24++n2n+1,②①﹣②可得:﹣Tn=2+22+23+••••+2n﹣n2n+1n2n+1=(1﹣n)2n+1﹣2,所以Tn=(n﹣1)2n+1+2.故答案为:(n﹣1)2n+1+2.16.已知抛物线的焦点为,过的直线与交于,两点,且,为坐标原点,直线交的准线于点,则与的面积之比为______.【答案】##【解析】【分析】首先求出抛物线的焦点坐标与准线方程,根据及焦半径公式求出,即可求出点坐标,从而求出直线的方程,再联立方程求出点坐标,求出的方程即可求出点坐标,最后根据面积公式计算可得.【详解】抛物线的焦点为,准线方程为,因为,
12所以,即,则,解得,不妨取,则直线的方程为,即,由,解得,所以,又直线的方程为,令,可得,所以,所以.故答案为: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题为选考题,考生根据要求作答.(一)必考题:共60分.17.为了解学生对党的“二十大”精神的学习情况,学校开展了“二十大”相关知识的竞赛活动,全校共有1000名学生参加,其中男生450名,采用分层抽样的方法抽取100人,将他们的比赛成绩(满分为100分),分为6组:,,,,,,得到如图所示的频率分布直方图.其中成绩不低于80分为“优秀”,低于80分为“非优秀”.
13(1)求实数a的值,并估算全校1000名学生中成绩优秀的人数;(2)完成下列列联表,判断是否有95%的把握认为比赛成绩优秀与性别有关.优秀非优秀合计男女10合计附:,其中.0.100.050.0100.0050.001k2.7063.8416.6357.87910.828【答案】(1),250(人)(2)填表见解析;没有【解析】【分析】(1)根据频率和为1求得,进而根据频率估计成绩优秀的人数;(2)根据题意结合分层抽样完善列联表,求,并与临界值对比分析.【小问1详解】由题意可得:,解得,样本中成绩优秀的频率为:,以样本估计总体,全校1000名学生中成绩优秀的人数为:(人).【小问2详解】
14由题意,采用分层抽样,男生抽取人数人,女生抽取人,且样本中优秀的人数为人,故列联表如下:优秀非优秀合计男153045女104555合计2575100可得,因为,故没有95%的把握认为比赛成绩优秀与性别有关18.在△ABC中,.(1)求B的值;(2)给出以下三个条件:①;②,;③,若这三个条件中仅有两个正确,请选出正确的条件并回答下面问题:(i)求的值;(ii)求∠ABC的角平分线BD的长.【答案】(1)(2)正确条件为①③,(i),(ii)【解析】【分析】(1)利用和角正弦公式可得,结合三角形内角和性质即可求B的值;(2)根据条件组合判断出正确条件为①③,(i)应用余弦定理、三角形面积公式求各边长,最后由正弦定理求;(ii)由角平分线性质求得,再根据三角形内角和定理及两角和的正弦公式求出,再根据正弦定理求BD的长.【小问1详解】
15由题设,而,所以,故;【小问2详解】若①②正确,则,得或,所以①②有一个错误条件,则③是正确条件,若②③正确,则,可得,即②为错误条件,综上,正确条件为①③,(i)由,则,即,又,可得,所以,可得,则,故;(ii)因为且,得,由平分得,在中,,在中,由,得.
1619.如图,多面体ABCDE中,平面ABC,平面平面ABC,是边长为2的等边三角形,,AE=2.(1)证明:平面平面BCD;(2)求多面体ABCDE的体积.【答案】(1)证明见解析(2)【解析】【分析】(1)若为中点,连接,易证,由面面垂直性质得面,易知,进而证为平行四边形,即,最后根据线面垂直的性质及判定和面面垂直的判定证结论;(2)由求组合体的体积即可.【小问1详解】若为中点,连接,由是边长为2的等边三角形,,则,又面面ABC,面,面面,故面,因为平面ABC,故,又,所以为平行四边形,即,由面,则,,面,
17所以面,即面,又面,所以平面平面BCD;【小问2详解】由多面体ABCDE的体积.20.已知椭圆:的左、右顶点分别为,,M是椭圆R上异于A,B的一点,且直线MA与直线MB的斜率之积满足.(1)求椭圆R的标准方程;(2)过点的直线交椭圆于C,D两点,且直线AC,BD交于点Q,求点Q的横坐标.【答案】(1)(2)4【解析】【分析】(1)根据已知条件可得a的值,设出M坐标,由点M坐标适合椭圆方程及可求得值,进而求得椭圆方程.(2)联立直线CD方程与椭圆方程,联立直线AC方程与直线BD方程并运用韦达定理代换可求得交点Q的横坐标.【小问1详解】由题意知,,设,则,所以,解得:,所以椭圆方程为.小问2详解】如图所示,
18设直线CD的方程为,设,,,则,,所以,因为直线AC方程为①,直线BD方程为②,所以联立①②得,所以Q点横坐标为4.21.已知函数.(1)若,求的最小值;(2)若时,有两个零点,求a的取值范围.【答案】(1)0;(2).【解析】【分析】(1)求导得,根据导数即可求出函数的单调性与最值;(2)分类讨论利用导数研究函数的单调性,再借助零点存在性定理可得出答案.【详解】解:(1)当时,,定义域是,,
19∴当时,,在上单调递减,当时,,在上单调递减,∴;(2),,①当时,,在上单调递减,∵,∴在上有且只有一个零点1,不合题意;②当时,若,即时,则有时,,在上单调递增,∴在上有且只有一个零点1,不合题意;当,即时,则有时,,在上单调递减,时,,在上单调递增,∵,∴,又存在,,∴,在上存在唯一零点,又在上有零点1,∴在上有二零点,综上:.【点睛】本题主要考查利用导数研究函数的单调性与最值,考查分类讨论思想,考查数学运算能力,考查转化与化归思想,属于难题.(二)选考题:共10分.请考生在第22、23题中任选一题作答.
20如果多做,则按所做的第一题计分.(选修4-4极坐标与参数方程)22.已知曲线的参数方程为(为参数),直线过点.(1)求曲线的普通方程;(2)若直线与曲线交于,两点,且,求直线的倾斜角.【答案】(1).(2)或.【解析】【分析】(1)利用参数方程转普通方程即可求解.(2)写出直线的参数方程,参数方程代入,设,两点所对的参数为,利用韦达定理代入中,化简即可求解.【小问1详解】由曲线的参数方程为(为参数),得,,,即(为焦点在轴上的椭圆).【小问2详解】设直线的倾斜角为,直线过点直线的参数方程为(为参数),将直线的参数方程代入,可得,
21,设,两点所对的参数为,,曲线与轴交于两点,在曲线的内部,一正一负,,而,,,,,解得,为直线倾斜角,,,,或,直线的倾斜角为或.(选修4-5不等式选讲)23.已知关于x的不等式有解.(1)求实数t的取值范围;(2)若a,b,c均为正数,m为t的最大值,且.求证:.【答案】(1);(2)证明见解析.【解析】【分析】(1)令,求出的最大值,由不等式有解可知,从而得到关于t的不等式,即可解出t的取值范围;(2)由柯西不等式得即可证明结论.【小问1详解】
22令,所以当时,取得最大值为3,关于x的不等式有解等价于,即当时,上述不等式转化为,解得,当时,上述不等式转化为,解得,综上所述t的取值范围为,故实数t的取值范.【小问2详解】根据(1)可得a,b,c均为正实数,且满足,所以由柯西不等式可得,当且仅当,,时取等号,