7X0a1P131313则当a在(0,1)内增大时( )A. D(X)增大 B. D(X)减小 C. D(X)先增大后减小 D. D(X)先减小后增大【答案】D【考点】离散型随机变量及其分布列,离散型随机变量的期望与方差【解析】【解答】方法一:由分布列得:E(X)=1+a3,则D(X)=(1+a3−0)2×13+(1+a3−a)2×13+(1+a3−1)2×13=29(a−12)2+16,∴当a在(0,1)内增大时,D(X)先减小后增大。方法二:由分布列得:E(X)=1+a3,E(X2)=a2+13,则D(X)=E(X2)−[E(X)]2=a2+13−(a+1)29=29(a−12)2+16,∴当a在(0,1)内增大时,D(X)先减小后增大。故答案为:D.【分析】利用两种方法求解。方法一:利用随机变量X的分布列结合数学期望公式和方差公式,得出D(X)=29(a−12)2+16,再结合实数a的取值范围结合二次函数的图像的单调性,从而推出当a在(0,1)内增大时,D(X)先减小后增大。方法二:利用随机变量X的分布列结合数学期望公式得出E(X)=1+a3,进而推出E(X2)=a2+13,再利用数学期望和方差的关系式得出D(X)=E(X2)−[E(X)]2=29(a−12)2+16,再利用实数a的取值范围结合二次函数的图像的单调性,从而推出当a在(0,1)内增大时,D(X)先减小后增大。9.设(1−x3)(1+x)7=a0+a1x+⋅⋅⋅+a10x10,则i=13ai+j=510aj=( )A. -36 B. 6 C. -29 D. -27【答案】C【考点】二项式系数的性质【解析】【解答】令x=1,得a0+a1+⋅⋅⋅+a10=0;令x=0,得a0=1,因为a4=C74−C71=35−7=28,所以i=13ai+j=510aj=0−1−28=−29。故答案为:C.【分析】利用赋值法得出,令x=1,得出a0+a1+⋅⋅⋅+a10=0,令x=0,得出a0=1
8,再利用二项式定理求出展开式的通项公式,再结合展开式中的通项公式和组合数公式得出a4=C74−C71=28,再利用求和法求出i=13ai+j=510aj的值。10.已知z的共轭复数z=1+3i,且|z1−i−z0|=|z−i|,则|z0|的最大值为( )A. 5+17 B. 17−5 C. 217 D. 25【答案】A【考点】圆方程的综合应用【解析】【解答】因为z=1+3i,所以z=1−3i,则z−i=1−4i,|z−i|=1+16=17,z1−i=1−3i1−i=(1−3i)(1+i)(1−i)(1+i)=4−2i2=2−i,所以|z0−(2−i)|=17.设z0=x+yi(x,y∈R),所以|(x−2)+(y+1)i|=17,则复数z0在复平面内对应的点P(x,y)的轨迹为:以C(2,−1)为圆心,r=17为半径的圆,设O(0,0),故|z0|=x2+y2=(x−0)2+(y−0)2的最大值为r+|CO|=5+17。故答案为:A.【分析】利用复数与共轭复数的关系,从而求出复数z,再利用复数的混合运算法则结合求模公式和已知条件,从而得出|(x−2)+(y+1)i|=17,则复数z0在复平面内对应的点P(x,y)的轨迹为以C(2,−1)为圆心,r=17为半径的圆,设O(0,0),再利用几何法结合复数求模公式,得出|z0|的最大值。11.某电影院的一个放映室前3排的位置如图所示,甲和乙各自买了一张同一个场次的电影票,已知他们买的票的座位都在前3排,则他们观影时座位不相邻(相邻包括左右相邻和前后相邻)的概率约为()A. 0.87 B. 0.89 C. 0.91 D. 0.92【答案】D【考点】互斥事件与对立事件,古典概型及其概率计算公式【解析】【解答】解:若他们的座位左右相邻,则有13×3×2=78种可能;若他们的座位前后相邻,则有14×2×2=56种可能,故他们观影时座位不相邻的概率P=1−78+56A422=1−67861=794861≈0.92。故答案为:D.【分析】利用分类加法计数原理结合对立事件求概率公式和古典概型求概率公式,从而求出他们观影时座位不相邻的概率。
912.我国南宋数学家杨辉1261年所著的(详解九章算法)一书里出现了如图所示的图,即杨辉三角,这是数学史上的一个伟大成就.在“杨辉三角”中,已知第n行的所有数字之和为2n−1,若去除所有为1的项,依次构成数列2,3,3,4,6,4,5,10,10,5,…,则此数列的前37项和为( )A. 1040 B. 1014 C. 1004 D. 1024【答案】B【考点】等差数列的前n项和,等比数列的前n项和,数列的求和【解析】【解答】没有去掉“1”之前,第1行的和为20,第2行的和为21,第3行的和为22,以此类推,即每一行数字和为首项为1,公比为2的等比数列,则前n项和为Sn=1−2n1−2=2n−1.每一行的个数为1,2,3,4,…,可以看成构成一个首项为1,公差为1的等差数列,则前n项总个数为Tn=n(n+1)2,当n=10时,T10=55,去掉两端“1”,可得55−19=36,则去掉两端“1”后此数列的前36项和为S10−19=210−1−19=1004,所以第37项为第11行去掉“1”后的第一个数,第一个数为10,所以该数列的前37项和为1004+10=1014。故答案为:B【分析】利用类比推理的方法结合已知条件,再利用等比数列和等差数列的定义,从而结合等差数列前n项和公式和等比数列前n项和公式,再利用分类讨论的方法,从而求出此数列的前37项和。二、填空题13.(4−3i)(−5−4i)的虚部为________.【答案】-1【考点】复数的基本概念,复数代数形式的乘除运算【解析】【解答】解:(4−3i)(−5−4i)=−20−16i+15i+12i2=−32−i,所以虚部为-1。故答案为:-1。【分析】利用复数乘法运算法则求出所求复数,再利用复数的虚部的定义求出所求复数的虚部。
1014.某种旅行箱的密码锁由三个数字组成(每个位置上的数字可从0~9这10个数字中任选一个).小张购买一个旅行箱后,打算设置密码,自上而下第一个位置的数字设置为质数,第二个位置的数字设置为奇数,第三个位置的数字设置为偶数,则他可选择的不同密码的个数为________.【答案】100【考点】分步乘法计数原理【解析】【解答】因为0~9中的质数为2,3,5,7,共有4个数字;0~9中奇数为1,3,5,7,9,共有5个数字;0~9中偶数为0,2,4,6,8,共有5个数字;故由分步乘法计数原理可知,他可选择的不同密码的个数为4×5×5=100。故答案为:100【分析】利用已知条件结合分步乘法计数原理,从而求出他可选择的不同密码的个数。15.某一部件由三个电子元件按如图方式连接而成,元件1或元件2正常工作,且元件3正常工作,则部件正常工作.元件1,元件2,元件3正常工作的概率分别为14,13,12,则这个部件能正常工作的概率为________.【答案】14【考点】互斥事件与对立事件,相互独立事件的概率乘法公式【解析】【解答】由题意,元件1,元件2,元件3正常工作的概率分别为14,13,12,且相互独立,所以这个部件正常工作的概率为P=(1−34×23)×12=14。故答案为:14。【分析】利用已知条件得出元件1,元件2,元件3正常工作的概率分别为14,13,12,且相互独立,再利用对立事件求概率公式和独立事件乘法求概率公式,从而求出这个部件正常工作的概率。16.(3x−y)n展开式中的二项式系数和为64,则n=________,展开式中x3y3的系数是________.【答案】6;-540【考点】二项式系数的性质,二项式定理的应用【解析】【解答】二项式展开式中的二项式系数和2n=64,则n=6,(3x−y)6展开式的通项为Tr+1=C6r⋅(3x)6−r⋅(−y)r=C6r(−1)r36−rx6−ryr,由r=3,可得(3x−y)6展开式中x3y3的系数是C63⋅33⋅(−1)3=−540。故答案为:6;-540。
11【分析】二项式展开式中的二项式系数和的公式结合已知条件(3x−y)n展开式中的二项式系数和为64,得出2n=64,从而求出n的值,再利用二项式定理求出展开式中的通项公式,再利用展开式中的通项公式求出展开式中x3y3的系数。三、解答题17.在直角坐标系中,曲线C的方程为x2+y2=9,曲线C上所有点的横坐标不变,纵坐标缩小到原来的13,得到曲线C'.以原点为极点,x轴非负半轴为极轴,建立极坐标系,射线l的极坐标方程为θ=π6(ρ≥0),l与曲线C,C'分别交于A,B两点.(1)求曲线C'的直角坐标方程和极坐标方程;(2)求|AB|的值.【答案】(1)解:将曲线C上所有点的横坐标不变,纵坐标缩小到原来的13,得到曲线C':x2+(3y)2=9,即x29+y2=1.把{x=ρcosθy=ρsinθ代入得ρ2cos2θ+9ρ2sin2θ=9,即ρ2=9cos2θ+9sin2θ.(2)设A(ρA,π6),B(ρB,π6),曲线C:x2+y2=9的极坐标方程为ρ=3,则ρA=3,ρB=9cos2π6+9sin2π6=3.所以|AB|=|ρA−ρB|=3−3.【考点】两点间的距离公式,平面直角坐标轴中的伸缩变换,点的极坐标和直角坐标的互化【解析】【分析】(1)利用已知条件结合图象的伸缩变换,得出曲线C'的直角坐标方程为x29+y2=1,再利用极坐标与直角坐标的互化公式,从而求出曲线C'的极坐标方程。(2)利用已知条件结合直线l与曲线C,C'分别交于A,B两点,分别联立直线与两曲线的方程求出交点坐标,再利用两点距离公式求出|AB|的值。 18.某企业研制出一款疫苗后,招募了100名志愿者进行先期接种试验,其中50岁以下50人,50岁及以上50人.第一次接种后10天,该企业又对志愿者是否产生抗体进行检测,共发现75名志愿者产生了抗体,其中50岁以下的有45人产生了抗体.50岁以下50岁以上合计有抗体没有抗体合计
12填写上面的2×2列联表,并判断能否有99.9%的把握认为该款疫苗是否产生抗体与接种者年龄有关.参考公式:K2=n(ad−bc)2(a+b)(c+d)(a+c)(b+d),其中n=a+b+c+d.P(K2≥k0)0.150.100.0500.0100.001k02.0722.7063.8416.63510.828【答案】解:50岁以下50岁以上合计有抗体453075没有抗体52025合计5050100因为K2=100(45×20−30×5)275×25×50×50=12.000>10.828,所以有99.9%的把握认为该款疫苗是否产生抗体与接种者年龄有关.【考点】独立性检验的应用【解析】【分析】利用已知条件填写2×2列联表,再利用列联表中的数据结合独立性检验的方法,从而判断出有99.9%的把握认为该款疫苗是否产生抗体与接种者年龄有关。19.已知函数f(x)=2x3+3x2−12x.(1)求f(x)的单调区间;(2)求f(x)在[0,3]上的最值.【答案】(1)由题意,函数f(x)=2x3+3x2−12x的定义域为R,且f'(x)=6x2+6x−12=6(x+2)(x−1),令f'(x)>0,即(x+2)(x−1)>0,解得x<−2或x>1;令f'(x)<0,即(x+2)(x−1)<0,解得−213则甲、乙不相邻的概率为P=480A66=480720=23.(2)由题意,随机变量X的可能取值为0,1,2,3,4,可得P(X=0)=1−23=13,P(X=1)=C41A44A22A66=415,P(X=2)=C42A33A22A22A66=15,P(X=3)=C43A22A22A33A66=215,P(X=4)=A44A22A66=115,所以数学期望为EX=0×13+1×415+2×15+3×215+4×115=43.【考点】古典概型及其概率计算公式,离散型随机变量的期望与方差,排列、组合及简单计数问题【解析】【分析】(1)利用已知条件结合排列数公式和插空法,再利用古典概型求概率公式,从而求出甲、乙不相邻的概率。(2)由题意可知随机变量X的可能取值为0,1,2,3,4,再利用组合数公式和排列数公式,再结合古典概型求概率公式,从而求出随机变量X的分布列,再利用随机变量X的分布列结合数学期望公式,从而求出随机变量X的数学期望。21.某车间生产一批零件,现从中随机抽取10个零件,测量其内径的数据如下(单位:cm):87 87 88 92 95 97 98 99 103 104设这10个数据的平均值为μ,标准差为σ.(1)求μ与σ.(2)假设这批零件的内径Z(单位:cm)服从正态分布N(μ,σ2).①从这批零件中随机抽取5个,设这5个零件中内径大于107cm的个数为X,求D(2X+1);②若该车间又新购一台新设备,安装调试后,试生产了5个零件,测量其内径分别为76,85,93,99,108(单位:cm),以原设备生产性能为标准,试问这台设备是否需要进一步调试,说明你的理由.参考数据:若X~N(μ,σ2),则P(μ−2σ107)=P(Z>μ+2σ)=0.5−0.9542=0.023,则X~B(5,0.023),所以D(X)=5×0.023×(1−0.023)=0.112355,故D(2X+1)=4D(X)=0.44942.②因为P(μ−3σ14不在(μ−3σ,μ+3σ]内的概率为C51×0.9974×(1−0.997)=C51×0.99×(1−0.997)=0.01485,因为76∉(μ−3σ,μ+3σ],所以试生产的5个零件就出现了1个不在(μ−3σ,μ+3σ]内,出现的频率是0.01485的十三倍多,根据3σ原则,需要进一步调试.【考点】众数、中位数、平均数,极差、方差与标准差,离散型随机变量的期望与方差,正态分布曲线的特点及曲线所表示的意义,概率的应用【解析】【分析】(1)利用已知条件结合平均数公式和标准差公式,从而求出μ与σ的值。(2)①利用随机变量Z服从正态分布,结合正态分布对应的函数的图像的对称性,从而求出P(Z>107)的值,再利用随机变量X服从二项分布,从而利用二项分布求方差公式得出随机变量X的方差,再利用D(X)与D(2X+1)的关系式,从而求出D(2X+1)的值。②因为P(μ−3σ−920.【答案】(1)解:f'(x)=lnx+1−ax,由f'(x)=0,得a=x(1+lnx),设函数g(x)=x(1+lnx),则g'(x)=2+lnx,当0e−2时,g'(x)>0.故g(x)min=g(e−2)=−e−2,当a≤−e−2时,f'(x)≥0,f(x)不存在极值,所以a>−e−2,故a的取值范围是(−e−2,+∞).(2)f'(x)在(0,+∞)上为增函数,且f'(54)=ln54+1−85=ln54−350,所以∃m∈(54,2),f'(m)=0,且f(x)在(0,m)上单调递减,在(m,+∞)上单调递增.又f'(m)=0,所以lnm=2m−1,则f(x)min=f(m)=(m−2)lnm=−(m−2)2m=4−(m+4m).因为m∈(54,2),所以4−(m+4m)∈(−920,0),即f(x)min>−920,故f(x)>−920.(方法二)因为a=2,所以f(x)=(x−2)lnx,当x∈(0,1)∪(2,+∞)时,f(x)>0;
15当x∈(1,2)时,f(x)<0当x∈(1,2)时,易证lnx(x−2)(x−1),因为(x−2)(x−1)=(x−32)2−14≥−14,所以f(x)>−14,又−14>−920故f(x)>−920.【考点】利用导数研究函数的单调性,利用导数研究函数的极值,利用导数求闭区间上函数的最值【解析】【分析】(1)利用已知条件结合分类讨论的方法和求导的方法判断函数的单调性,从而求出函数的极值,进而求出函数的最小值,再利用已知条件函数f(x)存在极值,进而求出实数a的取值范围。(2)利用两种方法证明。方法一:利用a的值求出函数的解析式,再利用求导的方法判断出函数f'(x)在(0,+∞)上为增函数,再结合零点存在性定理得出∃m∈(54,2),使得f'(m)=0,再利用求导的方法判断函数f(x)在(0,m)上单调递减,在(m,+∞)上单调递增,又因为f'(m)=0,结合代入法得出lnm=2m−1,再利用函数的单调性求出函数的最小值,则f(x)min=f(m)=4−(m+4m),因为m∈(54,2),所以4−(m+4m)∈(−920,0),即f(x)min>−920,从而证出f(x)>−920。方法二:因为a=2,所以f(x)=(x−2)lnx,再利用分类讨论的方法,得出当x∈(0,1)∪(2,+∞)时,f(x)>0;当x∈(1,2)时,f(x)<0;当x∈(1,2)时,易证lnx(x−2)(x−1),再利用二次函数的图像求最值的方法,得出(x−2)(x−1)≥−14,所以f(x)>−14,又因为−14>−920,从而证出f(x)>−920。