浙江省诸暨市2024届高三适应性考试(三模)数学试题
1.(2024高三下·诸暨模拟)已知抛物线 ,则其焦点到准线的距离为( )
A. B. C.1 D.4
2.(2024高三下·诸暨模拟)若关于的不等式的解集为,则( )
A., B.,
C., D.,
3.(2024高三下·诸暨模拟)有一组样本数据:2,3,3,3,4,4,5,5,6,6.则关于该组数据的下列数字特征中,数值最大的为( )
A.第75百分位数 B.平均数
C.极差 D.众数
4.(2024高三下·诸暨模拟)在的展开式中,含项的系数是10,则( )
A.0 B.1 C.2 D.4
5.(2024高三下·诸暨模拟)若非零向量,满足,则在方向上的投影向量为( )
A. B. C. D.
6.(2024高三下·诸暨模拟)已知,为曲线:的焦点,则下列说法错误的是( )
A.若,则曲线的离心率
B.若,则曲线的离心率
C.若曲线上恰有两个不同的点,使得,则
D.若,则曲线上存在四个不同的点,使得
7.(2024高三下·诸暨模拟)已知函数满足:对任意实数,,都有成立,且,则( )
A.为奇函数 B.为奇函数
C.为偶函数 D.为偶函数
8.(2024高三下·诸暨模拟)设,已知,若恒成立,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
9.(2024高三下·诸暨模拟)若,则( )
A. B. C. D.
10.(2024高三下·诸暨模拟)已知,为圆上的两个动点,点,且,则( )
A.
B.
C.外接圆圆心的轨迹方程为
D.重心的轨迹方程为
11.(2024高三下·诸暨模拟)已知函数有两个零点,,则下列说法正确的是( )
A.的值可以取 B.的值可以取
C.的值关于单调递减 D.
12.(2024高三下·诸暨模拟)若复数满足:,则复数的虚部为 .
13.(2024高三下·诸暨模拟)记为正项数列的前项积,已知,则 ; .
14.(2024高三下·诸暨模拟)若正四面体的棱长为1,以三个侧面为底面向外作三个正四面体,,,则外接圆的半径是 .
15.(2024高三下·诸暨模拟)已知函数的所有正零点构成递增数列.
(1)求函数的周期和最大值;
(2)求数列的通项公式及前项和.
16.(2024高三下·诸暨模拟)如图,在三棱锥中,是正三角形,平面平面,,点是的中点,.
(1)求证:为三棱锥外接球的球心;
(2)求直线与平面所成角的正弦值;
(3)若,,求平面与平面所成锐二面角的余弦值最大时的值.
17.(2024高三下·诸暨模拟)已知双曲线:与直线:交于、两点(在左侧),过点的两条关于对称的直线、分别交双曲线于、两点(在右支,在左支).
(1)设直线的斜率为,直线的斜率为,求的值;
(2)若直线与双曲线在点处的切线交于点,求的面积.
18.(2024高三下·诸暨模拟)如图是一个各棱长均为1米的正四棱锥,现有一只电子蛐蛐在棱上爬行,每次从一个顶点开始,等可能地沿棱爬到相邻顶点,已知电子蛐蛐初始从顶点出发,再次回到顶点时停止爬行.
(1)求电子蛐蛐爬行2米后恰好回到顶点的概率;
(2)在电子蛐蛐停止爬行时爬行长度不超过4米的条件下,记爬行长度为,求的分布列及其数学期望;
(3)设电子蛐蛐爬行米后恰好停止爬行(首次回到顶点)的概率记为,求(用表示).
19.(2024高三下·诸暨模拟)若函数在区间上有定义,且,,则称是的一个“封闭区间”.
(1)已知函数,区间且的一个“封闭区间”,求的取值集合;
(2)已知函数,设集合.
(i)求集合中元素的个数;
(ii)用表示区间的长度,设为集合中的最大元素.
证明:存在唯一长度为的闭区间,使得是的一个“封闭区间”.
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】抛物线的简单性质
【解析】【解答】由题意,抛物线 ,即 ,解得 ,
即焦点到准线的距离是
故答案为:B
【分析】 由抛物线方程求得焦点坐标与准线方程,即可求出答案.
2.【答案】B
【知识点】一元二次方程的根与系数的关系
【解析】【解答】解:由题意可知:、是方程的两个根,则,
解得:,.
故答案为:B.
【分析】由题意,利用根与系数的关系求解即可.
3.【答案】A
【知识点】众数、中位数、平均数;极差、方差与标准差;用样本估计总体的百分位数
【解析】【解答】解:由题意可得:样本数据的平均数为;
极差为;众数为3;,则该组数据的第75百分位数为5;
,综上,第75百分位数最大.
故答案为:A.
【分析】分别计算第75百分位数、平均数、极差、众数,比较大小判断即可.
4.【答案】C
【知识点】对数的性质与运算法则;二项展开式
【解析】【解答】解:二项式展开式中含的项是,即,
则.
故答案为:C.
【分析】根据二项式的特征写出含的项,求得,再根据对数的运算性质求解即可.
5.【答案】B
【知识点】向量的模;平面向量的投影向量
【解析】【解答】解:因为非零向量,满足,所以,
即,则,所以,
则在方向上的投影向量为.
故答案为:B.
【分析】由题意,利用向量的模长关系求得,再根据投影向量的定义求解即可.
6.【答案】C
【知识点】椭圆的简单性质;双曲线的简单性质
【解析】【解答】解:A、当时,曲线:表示椭圆,离心率,故A正确;
B、当时,曲线:表示双曲线,离心率,故B正确;
C、 若曲线上恰有两个不同的点, 使得,则曲线为椭圆,且 ,若焦点在上,则,
解得;若焦点在上,则,解得,即符合条件的还可以是8,故C错误;
D、当时,则曲线是焦点在x上的双曲线,则,
以线段为直径的圆与双曲线有4个交点,即符合条件的点有4个,故D正确.
故答案为:C.
【分析】根据曲线方程,结合椭圆、双曲线的性质逐项分析判断即可.
7.【答案】D
【知识点】函数的奇偶性;奇偶函数图象的对称性;抽象函数及其应用
【解析】【解答】解: A、因为函数满足:对任意实数,,都有成立,
所以令,则,,所以,
令,则,
即,又,所以关于对称,
所以关于对称,故A错误;
B、关于对称,故B错误;
C、由A可知关于对称,故C错误;
D、由A可知关于对称,故为奇函数,则为偶数,故D正确.
故答案为:D.
【分析】由题意,令,可得,令,可得,可得关于对称,逐项判断即可.
8.【答案】C
【知识点】函数恒成立问题;数列的函数特性;数列与不等式的综合
【解析】【解答】解:由,可得,则,
故,
由于,故.
故答案为:C.
【分析】根据题意得到,推出,即可求解.
9.【答案】A,D
【知识点】二倍角的正弦公式;二倍角的正切公式;同角三角函数间的基本关系
【解析】【解答】解:A、由,可得,解得,故A正确;
B、由A可知,结合,解得,故B错误;
C、由A可得,故C错误;
D、,故D正确.
故答案为:AD.
【分析】先根据同角三角函数关系求得正切值,再根据二倍角计算求解即可.
10.【答案】A,B,C
【知识点】圆的标准方程;轨迹方程;直线与圆的位置关系
【解析】【解答】解:易知圆的圆心,半径为,且点在圆内,
A、,根据圆的性质,可得,
即,即,所以的最大值为,故A正确;
B、因为,当线段的中垂线经过点时,取得最值,如图所示:
即时,,
时,可得,故B正确;
C、设的外接圆的圆心为,则,
则有,可得,
即,故C正确;
D、设的重心为点,则,
由C项知的外接圆的圆心点的轨迹方程为,
且点为的中点,即,所以,
即,即,故D错误.
故答案为:ABC.
【分析】根据圆的性质即可判断A;当线段的中垂线经过点时,此时取得最值,结合圆的性质即可判断B;设的外接圆的圆心为,根据,求得轨迹方程即可判断C;设的重心为点,结合C项,求得其轨迹方程即可判断D.
11.【答案】A,C,D
【知识点】利用导数研究函数的单调性;利用导数研究函数最大(小)值;函数零点存在定理
【解析】【解答】解:函数定义域为,,
当时,恒成立,则函数在上单调递减,不可能有两个零点,故;
令,解得,
当,;当时,;
则函数在上单调递减,在上单调递增,
且函数的最小值为;
A、当时,,
,故,
因为在上单调递增,所以,则,即,
当时,;且时,;
故在及各有一个零点,故A正确;
B、当时,于是,
故在上无零点,故B错误;
C、,即,可视为两函数与的交点横坐标,
当增加,直线斜率变小,同时向下平移,故收缩变小,故C正确;
D、因为为函数的零点,则,
不妨设,
则,,
又,
所以,
设,
则,令,,
则,所以,
所以函数在上单调递减,所以当时,,
即,即,,故D正确.
故答案为:ACD.
【分析】求函数的定义域以及导函数,利用导数判断函数的单调性求最值,对和,分别求极值,判断极值的符号,结合函数零点存在性的判定方法求零点个数即可判断AB;把转合成,数形结合,通过函数与的交点,分析的值关于关系,即可判断C;先根据,推出,在根据,即可判断D.
12.【答案】1
【知识点】复数的基本概念;复数相等的充要条件;复数代数形式的乘除运算;共轭复数
【解析】【解答】解:设复数,则,
因为复数满足:, 所以,即,则,
即,解得.
故答案为:.
【分析】设复数,再利用复数的运算法则,结合复数相等的充要条件求解即可.
13.【答案】2;2025
【知识点】等差数列的通项公式;等差数列的性质;数列的递推公式
【解析】【解答】解:令,则,因为数列的各项均为正,所以;
由,可得,
即,可得;
所以数列是以为首项,公差为的等差数列;则,
故.
故答案为:2;2025.
【分析】由数列的前项积,利用赋值法令求得,将表达式化简可得数列是等差数列,即可求解.
14.【答案】
【知识点】平面内两点间的距离公式;棱柱的结构特征;棱锥的结构特征;正弦定理
【解析】【解答】解:将正四面体 补成正方体,以A为坐标原点,建立空间直角坐标系,如图所示:
则 ,
则 的中心为,且为 的中点,则,
的中心为,且为的中点,则,
的中心为,且为的中点,则,
,,,
则等边外接圆的半径是 .
故答案为: .
【分析】将正四面体补成正方体,建立空间直角坐标系,结合两点间距离公式和正弦定理求出的外接圆半径即可.
15.【答案】(1)解:,
函数的周期,最大值.
(2)解:令,解得,
函数的所有正零点为,
,,因此是首项为,公差为1的等差数列;
则,
.
【知识点】等差数列概念与表示;等差数列的前n项和;等差数列的性质;函数y=Asin(ωx+φ)的图象与性质;辅助角公式
【解析】【分析】(1)利用辅助角公式化简函数,再根据正弦函数的性质求周期以及最大值即可;
(2)令,求得,根据题意确定数列的首项和公差,即可求得数列的通项公式.
16.【答案】(1)证明:∵是正三角形 ,点E是BC的中点,
∴为的中线,
又∵,
∴为正的中心,
中,,
,即为三棱锥外接球的球心.
(2)解:是正三角形,点是的中点,
.
又平面平面,平面平面,平面,
平面
为直线与平面所成的角
,,,
∴sin
∴直线与平面所成角的正弦值为.
(3)解:在平面中,过点作,,垂足分别为,,
设,则,,.
建立如图所示的空间直角坐标系,
则,,,,
设,则,,,.
设平面的法向量为,
则,令,则x1=y,z1=0,∴故,
设平面的法向量为,
则,令,则x2=0,y2=2,∴.
设平面与平面所成锐二面角的平面角为,
,
当时,,此时余弦值最大,
∴ ,
∴当时,平面与平面所成锐二面角的余弦值最大.
【知识点】球内接多面体;平面与平面垂直的性质;直线与平面所成的角;与二面角有关的立体几何综合题
【解析】【分析】(1)根据已知条件和正三角形的性质可知OA=OB=OD,利用勾股定理可求得OD=OC,即,即证得为三棱锥外接球的球心 ;
(2)根据面面垂直的性质可证得平面,即为直线与平面所成的角,进而求出的值即可求出 直线与平面所成角的正弦值 ;
(3)建立空间直角坐标系,分别求出 平面与平面 的法向量,利用向量法求出锐二面角的余弦值再结合最值可得参数 .
(1)为的中线,且,则为正的中心,
又中,,
,即为三棱锥外接球的球心
(2)是正三角形,点是的中点,.
又平面平面,平面平面,平面,
平面
为直线与平面所成的角
又,,,
即直线与平面所成角的正弦值为
(3)在平面中,过点作,,垂足分别为,,
设,则,,.
建立如图所示的空间直角坐标系,
则,,,,
设,则,,,.
设平面的法向量为,
由,得,令,故,
设平面的法向量为,
则,即,令,则.
设平面与平面所成锐二面角的平面角为,
,
当时,,此时余弦值最大,
即当时,平面与平面所成锐二面角的余弦值最大.
17.【答案】(1)解:由题意知直线斜率为1,则直线的倾斜角,
设直线、的倾斜角分别为、(、),
直线、关于直线对称,,
则.
(2)解:联立,可得,则双曲线在点处的切线方程为.
不妨设直线为,,,
联立得,
整理得,将等式看作关于的方程:
两根之和,两根之积,
而其中,
由(1)得,,
所以直线为,过定点,
又因为双曲线在点处的切线方程为,过点,所以,
则.
【知识点】直线的图象特征与倾斜角、斜率的关系;直线与圆锥曲线的综合问题;同角三角函数间的基本关系;三角函数诱导公式二~六
【解析】【分析】(1)设直线、的倾斜角分别为、(、),则,再利用斜率与倾斜角的关系,结合诱导公式求解即可;
(2)联立求得点的坐标,进而得到双曲线在点处的切线方程为,不妨设直线为,与双曲线方程联立,结合韦达定理和三角形面积公式求解即可.
18.【答案】(1)解:记事件“电子蛐蛐爬行的第米终点为”,“电子蛐蛐爬行的第米终点为”,“电子蛐蛐爬行的第米终点为”,“电子蛐蛐爬行的第米终点为”,
“电子蛐蛐爬行的第米终点为”,“电子蛐蛐爬行米后恰好停止爬行”,
则.
因此, 电子蛐蛐爬行2米后恰好回到顶点的概率为.
(2)解:记事件“电子蛐蛐停止爬行时,爬行长度不超过4米”
的可能取值为2,3,4,根据条件概率的知识,可得的分布列为
,
,
,
用表格表示的分布列为:
2 3 4
.
(3)解:(,)①
②
②-①得:
,
【知识点】等比数列的通项公式;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;条件概率与独立事件
【解析】【分析】(1) 电子蛐蛐爬行2米后恰好回到顶点 有S-A-S,S-B-S,S-C-S,S-D-S4种情况,根据独立事件概率公式计算即可求得电子蛐蛐爬行2米后恰好回到顶点的概率 ;
(2)先分别求出电子蛐蛐爬行3米和4米后恰好回到顶点的概率,写出 的所有可能的取值,结合条件概率先求离散型随机变量的分布列,再求出数学期望 ;
(3)结合等比数列的通项公式求出即可.
(1)记事件“电子蛐蛐爬行的第米终点为”,“电子蛐蛐爬行的第米终点为”,
“电子蛐蛐爬行的第米终点为”,“电子蛐蛐爬行的第米终点为”,
“电子蛐蛐爬行的第米终点为”,“电子蛐蛐爬行米后恰好停止爬行”,
则
(2)记事件“电子蛐蛐停止爬行时,爬行长度不超过4米”
的可能取值为2,3,4,根据条件概率的知识,可得的分布列为
,
,
,
用表格表示的分布列为:
2 3 4
.
(3)(,)①
②
②-①得:
,
19.【答案】(1)解:由题意,,,
因为恒成立,所以在上单调递增,的值域为,
因此只需,
所以,即,
则的取值集合为.
(2)解:(i)记函数,
则,
由得或;由得;
所以函数在和单调递增,在单调递减.
其中,因此当时,,不存在零点;
,而,在单调递减,
由零点存在定理可知存在唯一的使得;
当时,,不存在零点.
综上所述,函数有0和两个零点,即集合中元素的个数为2.
(ii)由(i)得,假设长度为的闭区间是的一个“封闭区间”,
则对,,
当时,由(i)得在单调递增,
,即,不满足要求;
当时,由(i)得在单调递增,
,
即,也不满足要求;
当时,闭区间,而显然在单调递增,
,
由(i)可得,,
,满足要求.
综上,存在唯一的长度为的闭区间,使得是的一个“封闭区间”.
【知识点】集合的表示方法;集合中元素的个数问题;利用导数研究函数的单调性;函数零点存在定理
【解析】【分析】(1)根据“封闭区间”的定义,对函数求导并求出其值域解不等式可得的取值集合;
(2)(i)对求导得出函数的单调性,利用零点存在定理即可求得集合中元素的个数为2个;
(ii)根据区间长度的定义,对参数进行分类讨论得出的所有可能的“封闭区间”即可证明.
浙江省诸暨市2024届高三适应性考试(三模)数学试题
1.(2024高三下·诸暨模拟)已知抛物线 ,则其焦点到准线的距离为( )
A. B. C.1 D.4
【答案】B
【知识点】抛物线的简单性质
【解析】【解答】由题意,抛物线 ,即 ,解得 ,
即焦点到准线的距离是
故答案为:B
【分析】 由抛物线方程求得焦点坐标与准线方程,即可求出答案.
2.(2024高三下·诸暨模拟)若关于的不等式的解集为,则( )
A., B.,
C., D.,
【答案】B
【知识点】一元二次方程的根与系数的关系
【解析】【解答】解:由题意可知:、是方程的两个根,则,
解得:,.
故答案为:B.
【分析】由题意,利用根与系数的关系求解即可.
3.(2024高三下·诸暨模拟)有一组样本数据:2,3,3,3,4,4,5,5,6,6.则关于该组数据的下列数字特征中,数值最大的为( )
A.第75百分位数 B.平均数
C.极差 D.众数
【答案】A
【知识点】众数、中位数、平均数;极差、方差与标准差;用样本估计总体的百分位数
【解析】【解答】解:由题意可得:样本数据的平均数为;
极差为;众数为3;,则该组数据的第75百分位数为5;
,综上,第75百分位数最大.
故答案为:A.
【分析】分别计算第75百分位数、平均数、极差、众数,比较大小判断即可.
4.(2024高三下·诸暨模拟)在的展开式中,含项的系数是10,则( )
A.0 B.1 C.2 D.4
【答案】C
【知识点】对数的性质与运算法则;二项展开式
【解析】【解答】解:二项式展开式中含的项是,即,
则.
故答案为:C.
【分析】根据二项式的特征写出含的项,求得,再根据对数的运算性质求解即可.
5.(2024高三下·诸暨模拟)若非零向量,满足,则在方向上的投影向量为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】向量的模;平面向量的投影向量
【解析】【解答】解:因为非零向量,满足,所以,
即,则,所以,
则在方向上的投影向量为.
故答案为:B.
【分析】由题意,利用向量的模长关系求得,再根据投影向量的定义求解即可.
6.(2024高三下·诸暨模拟)已知,为曲线:的焦点,则下列说法错误的是( )
A.若,则曲线的离心率
B.若,则曲线的离心率
C.若曲线上恰有两个不同的点,使得,则
D.若,则曲线上存在四个不同的点,使得
【答案】C
【知识点】椭圆的简单性质;双曲线的简单性质
【解析】【解答】解:A、当时,曲线:表示椭圆,离心率,故A正确;
B、当时,曲线:表示双曲线,离心率,故B正确;
C、 若曲线上恰有两个不同的点, 使得,则曲线为椭圆,且 ,若焦点在上,则,
解得;若焦点在上,则,解得,即符合条件的还可以是8,故C错误;
D、当时,则曲线是焦点在x上的双曲线,则,
以线段为直径的圆与双曲线有4个交点,即符合条件的点有4个,故D正确.
故答案为:C.
【分析】根据曲线方程,结合椭圆、双曲线的性质逐项分析判断即可.
7.(2024高三下·诸暨模拟)已知函数满足:对任意实数,,都有成立,且,则( )
A.为奇函数 B.为奇函数
C.为偶函数 D.为偶函数
【答案】D
【知识点】函数的奇偶性;奇偶函数图象的对称性;抽象函数及其应用
【解析】【解答】解: A、因为函数满足:对任意实数,,都有成立,
所以令,则,,所以,
令,则,
即,又,所以关于对称,
所以关于对称,故A错误;
B、关于对称,故B错误;
C、由A可知关于对称,故C错误;
D、由A可知关于对称,故为奇函数,则为偶数,故D正确.
故答案为:D.
【分析】由题意,令,可得,令,可得,可得关于对称,逐项判断即可.
8.(2024高三下·诸暨模拟)设,已知,若恒成立,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】函数恒成立问题;数列的函数特性;数列与不等式的综合
【解析】【解答】解:由,可得,则,
故,
由于,故.
故答案为:C.
【分析】根据题意得到,推出,即可求解.
9.(2024高三下·诸暨模拟)若,则( )
A. B. C. D.
【答案】A,D
【知识点】二倍角的正弦公式;二倍角的正切公式;同角三角函数间的基本关系
【解析】【解答】解:A、由,可得,解得,故A正确;
B、由A可知,结合,解得,故B错误;
C、由A可得,故C错误;
D、,故D正确.
故答案为:AD.
【分析】先根据同角三角函数关系求得正切值,再根据二倍角计算求解即可.
10.(2024高三下·诸暨模拟)已知,为圆上的两个动点,点,且,则( )
A.
B.
C.外接圆圆心的轨迹方程为
D.重心的轨迹方程为
【答案】A,B,C
【知识点】圆的标准方程;轨迹方程;直线与圆的位置关系
【解析】【解答】解:易知圆的圆心,半径为,且点在圆内,
A、,根据圆的性质,可得,
即,即,所以的最大值为,故A正确;
B、因为,当线段的中垂线经过点时,取得最值,如图所示:
即时,,
时,可得,故B正确;
C、设的外接圆的圆心为,则,
则有,可得,
即,故C正确;
D、设的重心为点,则,
由C项知的外接圆的圆心点的轨迹方程为,
且点为的中点,即,所以,
即,即,故D错误.
故答案为:ABC.
【分析】根据圆的性质即可判断A;当线段的中垂线经过点时,此时取得最值,结合圆的性质即可判断B;设的外接圆的圆心为,根据,求得轨迹方程即可判断C;设的重心为点,结合C项,求得其轨迹方程即可判断D.
11.(2024高三下·诸暨模拟)已知函数有两个零点,,则下列说法正确的是( )
A.的值可以取 B.的值可以取
C.的值关于单调递减 D.
【答案】A,C,D
【知识点】利用导数研究函数的单调性;利用导数研究函数最大(小)值;函数零点存在定理
【解析】【解答】解:函数定义域为,,
当时,恒成立,则函数在上单调递减,不可能有两个零点,故;
令,解得,
当,;当时,;
则函数在上单调递减,在上单调递增,
且函数的最小值为;
A、当时,,
,故,
因为在上单调递增,所以,则,即,
当时,;且时,;
故在及各有一个零点,故A正确;
B、当时,于是,
故在上无零点,故B错误;
C、,即,可视为两函数与的交点横坐标,
当增加,直线斜率变小,同时向下平移,故收缩变小,故C正确;
D、因为为函数的零点,则,
不妨设,
则,,
又,
所以,
设,
则,令,,
则,所以,
所以函数在上单调递减,所以当时,,
即,即,,故D正确.
故答案为:ACD.
【分析】求函数的定义域以及导函数,利用导数判断函数的单调性求最值,对和,分别求极值,判断极值的符号,结合函数零点存在性的判定方法求零点个数即可判断AB;把转合成,数形结合,通过函数与的交点,分析的值关于关系,即可判断C;先根据,推出,在根据,即可判断D.
12.(2024高三下·诸暨模拟)若复数满足:,则复数的虚部为 .
【答案】1
【知识点】复数的基本概念;复数相等的充要条件;复数代数形式的乘除运算;共轭复数
【解析】【解答】解:设复数,则,
因为复数满足:, 所以,即,则,
即,解得.
故答案为:.
【分析】设复数,再利用复数的运算法则,结合复数相等的充要条件求解即可.
13.(2024高三下·诸暨模拟)记为正项数列的前项积,已知,则 ; .
【答案】2;2025
【知识点】等差数列的通项公式;等差数列的性质;数列的递推公式
【解析】【解答】解:令,则,因为数列的各项均为正,所以;
由,可得,
即,可得;
所以数列是以为首项,公差为的等差数列;则,
故.
故答案为:2;2025.
【分析】由数列的前项积,利用赋值法令求得,将表达式化简可得数列是等差数列,即可求解.
14.(2024高三下·诸暨模拟)若正四面体的棱长为1,以三个侧面为底面向外作三个正四面体,,,则外接圆的半径是 .
【答案】
【知识点】平面内两点间的距离公式;棱柱的结构特征;棱锥的结构特征;正弦定理
【解析】【解答】解:将正四面体 补成正方体,以A为坐标原点,建立空间直角坐标系,如图所示:
则 ,
则 的中心为,且为 的中点,则,
的中心为,且为的中点,则,
的中心为,且为的中点,则,
,,,
则等边外接圆的半径是 .
故答案为: .
【分析】将正四面体补成正方体,建立空间直角坐标系,结合两点间距离公式和正弦定理求出的外接圆半径即可.
15.(2024高三下·诸暨模拟)已知函数的所有正零点构成递增数列.
(1)求函数的周期和最大值;
(2)求数列的通项公式及前项和.
【答案】(1)解:,
函数的周期,最大值.
(2)解:令,解得,
函数的所有正零点为,
,,因此是首项为,公差为1的等差数列;
则,
.
【知识点】等差数列概念与表示;等差数列的前n项和;等差数列的性质;函数y=Asin(ωx+φ)的图象与性质;辅助角公式
【解析】【分析】(1)利用辅助角公式化简函数,再根据正弦函数的性质求周期以及最大值即可;
(2)令,求得,根据题意确定数列的首项和公差,即可求得数列的通项公式.
16.(2024高三下·诸暨模拟)如图,在三棱锥中,是正三角形,平面平面,,点是的中点,.
(1)求证:为三棱锥外接球的球心;
(2)求直线与平面所成角的正弦值;
(3)若,,求平面与平面所成锐二面角的余弦值最大时的值.
【答案】(1)证明:∵是正三角形 ,点E是BC的中点,
∴为的中线,
又∵,
∴为正的中心,
中,,
,即为三棱锥外接球的球心.
(2)解:是正三角形,点是的中点,
.
又平面平面,平面平面,平面,
平面
为直线与平面所成的角
,,,
∴sin
∴直线与平面所成角的正弦值为.
(3)解:在平面中,过点作,,垂足分别为,,
设,则,,.
建立如图所示的空间直角坐标系,
则,,,,
设,则,,,.
设平面的法向量为,
则,令,则x1=y,z1=0,∴故,
设平面的法向量为,
则,令,则x2=0,y2=2,∴.
设平面与平面所成锐二面角的平面角为,
,
当时,,此时余弦值最大,
∴ ,
∴当时,平面与平面所成锐二面角的余弦值最大.
【知识点】球内接多面体;平面与平面垂直的性质;直线与平面所成的角;与二面角有关的立体几何综合题
【解析】【分析】(1)根据已知条件和正三角形的性质可知OA=OB=OD,利用勾股定理可求得OD=OC,即,即证得为三棱锥外接球的球心 ;
(2)根据面面垂直的性质可证得平面,即为直线与平面所成的角,进而求出的值即可求出 直线与平面所成角的正弦值 ;
(3)建立空间直角坐标系,分别求出 平面与平面 的法向量,利用向量法求出锐二面角的余弦值再结合最值可得参数 .
(1)为的中线,且,则为正的中心,
又中,,
,即为三棱锥外接球的球心
(2)是正三角形,点是的中点,.
又平面平面,平面平面,平面,
平面
为直线与平面所成的角
又,,,
即直线与平面所成角的正弦值为
(3)在平面中,过点作,,垂足分别为,,
设,则,,.
建立如图所示的空间直角坐标系,
则,,,,
设,则,,,.
设平面的法向量为,
由,得,令,故,
设平面的法向量为,
则,即,令,则.
设平面与平面所成锐二面角的平面角为,
,
当时,,此时余弦值最大,
即当时,平面与平面所成锐二面角的余弦值最大.
17.(2024高三下·诸暨模拟)已知双曲线:与直线:交于、两点(在左侧),过点的两条关于对称的直线、分别交双曲线于、两点(在右支,在左支).
(1)设直线的斜率为,直线的斜率为,求的值;
(2)若直线与双曲线在点处的切线交于点,求的面积.
【答案】(1)解:由题意知直线斜率为1,则直线的倾斜角,
设直线、的倾斜角分别为、(、),
直线、关于直线对称,,
则.
(2)解:联立,可得,则双曲线在点处的切线方程为.
不妨设直线为,,,
联立得,
整理得,将等式看作关于的方程:
两根之和,两根之积,
而其中,
由(1)得,,
所以直线为,过定点,
又因为双曲线在点处的切线方程为,过点,所以,
则.
【知识点】直线的图象特征与倾斜角、斜率的关系;直线与圆锥曲线的综合问题;同角三角函数间的基本关系;三角函数诱导公式二~六
【解析】【分析】(1)设直线、的倾斜角分别为、(、),则,再利用斜率与倾斜角的关系,结合诱导公式求解即可;
(2)联立求得点的坐标,进而得到双曲线在点处的切线方程为,不妨设直线为,与双曲线方程联立,结合韦达定理和三角形面积公式求解即可.
18.(2024高三下·诸暨模拟)如图是一个各棱长均为1米的正四棱锥,现有一只电子蛐蛐在棱上爬行,每次从一个顶点开始,等可能地沿棱爬到相邻顶点,已知电子蛐蛐初始从顶点出发,再次回到顶点时停止爬行.
(1)求电子蛐蛐爬行2米后恰好回到顶点的概率;
(2)在电子蛐蛐停止爬行时爬行长度不超过4米的条件下,记爬行长度为,求的分布列及其数学期望;
(3)设电子蛐蛐爬行米后恰好停止爬行(首次回到顶点)的概率记为,求(用表示).
【答案】(1)解:记事件“电子蛐蛐爬行的第米终点为”,“电子蛐蛐爬行的第米终点为”,“电子蛐蛐爬行的第米终点为”,“电子蛐蛐爬行的第米终点为”,
“电子蛐蛐爬行的第米终点为”,“电子蛐蛐爬行米后恰好停止爬行”,
则.
因此, 电子蛐蛐爬行2米后恰好回到顶点的概率为.
(2)解:记事件“电子蛐蛐停止爬行时,爬行长度不超过4米”
的可能取值为2,3,4,根据条件概率的知识,可得的分布列为
,
,
,
用表格表示的分布列为:
2 3 4
.
(3)解:(,)①
②
②-①得:
,
【知识点】等比数列的通项公式;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;条件概率与独立事件
【解析】【分析】(1) 电子蛐蛐爬行2米后恰好回到顶点 有S-A-S,S-B-S,S-C-S,S-D-S4种情况,根据独立事件概率公式计算即可求得电子蛐蛐爬行2米后恰好回到顶点的概率 ;
(2)先分别求出电子蛐蛐爬行3米和4米后恰好回到顶点的概率,写出 的所有可能的取值,结合条件概率先求离散型随机变量的分布列,再求出数学期望 ;
(3)结合等比数列的通项公式求出即可.
(1)记事件“电子蛐蛐爬行的第米终点为”,“电子蛐蛐爬行的第米终点为”,
“电子蛐蛐爬行的第米终点为”,“电子蛐蛐爬行的第米终点为”,
“电子蛐蛐爬行的第米终点为”,“电子蛐蛐爬行米后恰好停止爬行”,
则
(2)记事件“电子蛐蛐停止爬行时,爬行长度不超过4米”
的可能取值为2,3,4,根据条件概率的知识,可得的分布列为
,
,
,
用表格表示的分布列为:
2 3 4
.
(3)(,)①
②
②-①得:
,
19.(2024高三下·诸暨模拟)若函数在区间上有定义,且,,则称是的一个“封闭区间”.
(1)已知函数,区间且的一个“封闭区间”,求的取值集合;
(2)已知函数,设集合.
(i)求集合中元素的个数;
(ii)用表示区间的长度,设为集合中的最大元素.
证明:存在唯一长度为的闭区间,使得是的一个“封闭区间”.
【答案】(1)解:由题意,,,
因为恒成立,所以在上单调递增,的值域为,
因此只需,
所以,即,
则的取值集合为.
(2)解:(i)记函数,
则,
由得或;由得;
所以函数在和单调递增,在单调递减.
其中,因此当时,,不存在零点;
,而,在单调递减,
由零点存在定理可知存在唯一的使得;
当时,,不存在零点.
综上所述,函数有0和两个零点,即集合中元素的个数为2.
(ii)由(i)得,假设长度为的闭区间是的一个“封闭区间”,
则对,,
当时,由(i)得在单调递增,
,即,不满足要求;
当时,由(i)得在单调递增,
,
即,也不满足要求;
当时,闭区间,而显然在单调递增,
,
由(i)可得,,
,满足要求.
综上,存在唯一的长度为的闭区间,使得是的一个“封闭区间”.
【知识点】集合的表示方法;集合中元素的个数问题;利用导数研究函数的单调性;函数零点存在定理
【解析】【分析】(1)根据“封闭区间”的定义,对函数求导并求出其值域解不等式可得的取值集合;
(2)(i)对求导得出函数的单调性,利用零点存在定理即可求得集合中元素的个数为2个;
(ii)根据区间长度的定义,对参数进行分类讨论得出的所有可能的“封闭区间”即可证明.
