
一、單選題
1.直線,,,的圖象如圖所示,則斜率最小的直線是( )
A.B.C.D.
【答案】B
【分析】由題圖確定直線斜率的大小關(guān)系即可.
【詳解】由圖知:,故斜率最小的直線是.
故選:B
2.下列說(shuō)法正確的是( )
①“如果,那么”是隨機(jī)事件;
②隨機(jī)試驗(yàn)的頻率與概率相等;
③如果一事件發(fā)生的概率為99.9999%,說(shuō)明此事件必然發(fā)生;
④只有不確定事件有概率;
⑤若事件發(fā)生的概率為,則.
A.⑤B.③⑤C.③④⑤D.②③④⑤
【答案】A
【分析】由隨機(jī)事件和必然事件的定義及其概率的關(guān)系進(jìn)行分析判斷,
【詳解】對(duì)于①,“如果,那么”是必然事件;
對(duì)于②,隨機(jī)試驗(yàn)多次重復(fù)發(fā)生時(shí),頻率會(huì)越來(lái)越靠近概率;
對(duì)于③,如果一事件發(fā)生的概率為99.9999%,只能說(shuō)明此事件發(fā)生的可能性非常大,不代表一定發(fā)生,所以不能說(shuō)是必然事件;
對(duì)于④,確定事件也有概率;
對(duì)于⑤,若事件A發(fā)生的概率為P(A),則,故⑤正確.
故選:A.
3.若圓的半徑為2,則實(shí)數(shù)的值為( )
A.-9B.-8C.9D.8
【答案】D
【分析】由圓的一般方程配方得出其標(biāo)準(zhǔn)方程,由半徑為2得出答案.
【詳解】由,得,
所以,解得.
故選:D.
4.已知一組數(shù)據(jù)6,6,8,8,10,10,則該組數(shù)據(jù)的方差是( )
A.B.2C.D.4
【答案】C
【分析】利用平均數(shù)與方差的計(jì)算公式求解即可.
【詳解】由題意,該組數(shù)據(jù)的平均數(shù)為,
所以該組數(shù)據(jù)的方差是.
故選:C.
5.在空間直角坐標(biāo)系中,已知平行四邊形的三個(gè)頂點(diǎn)的坐標(biāo)分別為,,,則點(diǎn)的坐標(biāo)為( )
A.B.C.D.
【答案】A
【分析】根據(jù)平行四邊形對(duì)角線的交點(diǎn)為中點(diǎn)可得答案.
【詳解】設(shè),
因?yàn)榕c的中點(diǎn)相同,所以,
解得,所以.
故選:A.
6.已知點(diǎn)A,B分別是直線與直線上的點(diǎn),則的最小值為( )
A.0B.
C.D.
【答案】C
【分析】由兩平行直線間的距離定義和公式可求.
【詳解】由題意可知直線,所以當(dāng),且時(shí),有最小值,
其最小值為平行直線 與的距離,
直線的方程可化為,
所以
故選:C.
7.如圖,在三棱錐中,是邊長(zhǎng)為3的正三角形,是上一點(diǎn),,為的中點(diǎn),為上一點(diǎn)且,則( )
A.5B.3C.D.
【答案】D
【分析】以為一組基底,表示求解.
【詳解】解:以為一組基底,
則,
,
,
,
,
,
,
所以.
故選:D
8.已知是坐標(biāo)原點(diǎn),若圓上有2個(gè)點(diǎn)到的距離為2,則實(shí)數(shù)的取值范圍為( )
A.B.C.D.
【答案】A
【分析】先求出到原點(diǎn)的距離為2的軌跡方程,再由題意可知圓與圓有兩個(gè)公共點(diǎn),利用圓與圓的位置關(guān)系即可求得實(shí)數(shù)的取值范圍.
【詳解】將圓的方程化為標(biāo)準(zhǔn)方程得,所以.
到原點(diǎn)的距離為2的軌跡方程為,
因?yàn)閳A上有2個(gè)點(diǎn)到的距離為2,所以圓與圓相交,
所以,又,
解得,即實(shí)數(shù)的取值范圍為.
故選:A.
二、多選題
9.從裝有兩個(gè)紅球和三個(gè)黑球的口袋里任取兩個(gè)球,則互斥的兩個(gè)事件是( )
A.“至少有一個(gè)黑球”與“都是黑球”
B.“至少有一個(gè)黑球”與“都是紅球”
C.“至少有一個(gè)黑球”與“至少有一個(gè)紅球”
D.“恰好有一個(gè)黑球”與“恰好有兩個(gè)黑球”
【答案】BD
【分析】根據(jù)互斥事件的概念及對(duì)立事件判斷即可.
【詳解】對(duì)于A中,當(dāng)從口袋中取出兩個(gè)黑球時(shí),事件“至少有一個(gè)黑球”與“都是黑球”同時(shí)發(fā)生,
所以事件“至少有一個(gè)黑球”與“都是黑球”不是互斥事件,所以A不符合題意;
對(duì)于B中,從口袋中取出兩個(gè)球,事件“至少有一個(gè)黑球”與“都是紅球”不能同時(shí)發(fā)生,
但必有一個(gè)事件發(fā)生,所以事件“至少有一個(gè)黑球”與“都是紅球”是對(duì)立事件,符合題意;
對(duì)于C中,當(dāng)從口袋中取出一紅一黑時(shí),事件“至少有一個(gè)黑球”與“至少有一個(gè)紅球”同時(shí)發(fā)生,
所以事件“至少有一個(gè)黑球”與“至少有一個(gè)紅球”不是互斥事件,所以C不符合題意;
對(duì)于D中,事件“恰好有一個(gè)黑球”與“恰好有兩個(gè)黑球”不能同時(shí)發(fā)生,當(dāng)取出兩個(gè)紅球時(shí),
事件都沒(méi)有發(fā)生,所以事件“恰好有一個(gè)黑球”與“恰好有兩個(gè)黑球”是互斥事件不是對(duì)立事件,符合題意.
故選:BD.
10.有一組樣本數(shù)據(jù):1,1,2,4,1,4,1,2,則( )
A.這組數(shù)據(jù)的眾數(shù)為4B.這組數(shù)據(jù)的極差為3
C.這組數(shù)據(jù)的平均數(shù)為1.5D.這組數(shù)據(jù)的分位數(shù)為1
【答案】BD
【分析】利用眾數(shù)、極差、平均數(shù)與百分位數(shù)的定義求解即可.
【詳解】數(shù)據(jù)從小到大排列為1,1,1,1,2,2,4,4.
對(duì)于A,該組數(shù)據(jù)的眾數(shù)為1,故A錯(cuò)誤;
對(duì)于B,極差為,故B正確;
對(duì)于C,平均數(shù)為,故C錯(cuò)誤:
對(duì)于D,因?yàn)?,所以這組數(shù)據(jù)的分位數(shù)為第4個(gè)數(shù)1,故D正確.
故選:BD.
11.已知圓,圓,則下列說(shuō)法正確的是( )
A.若點(diǎn)在圓的內(nèi)部,則
B.若,則圓的公共弦所在的直線方程是
C.若圓外切,則
D.過(guò)點(diǎn)作圓的切線,則的方程是或
【答案】BCD
【分析】根據(jù)點(diǎn)在圓的內(nèi)部解不等式即可判斷A錯(cuò)誤;將兩圓方程相減可得公共弦所在的直線方程可知B正確;利用圓與圓外切,由圓心距和兩半徑之和相等即可知C正確;對(duì)直線的斜率是否存在進(jìn)行分類討論,由點(diǎn)到直線距離公式即可得D正確.
【詳解】對(duì)于A,由點(diǎn)在圓的內(nèi)部,得,解得,故錯(cuò)誤;
對(duì)于B,若,則圓,
將兩圓方程相減可得公共弦所在的直線方程是,故B正確;
對(duì)于C,圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為,圓心為,半徑,
圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為,圓心為,半徑,
若圓外切,則,即,解得,故C正確;
對(duì)于D,當(dāng)?shù)男甭什淮嬖跁r(shí),的方程是,圓心到的距離,滿足要求,
當(dāng)?shù)男甭蚀嬖跁r(shí),設(shè)的方程為,
圓心到的距離,解得,
所以的方程是,故D正確.
故選:BCD.
12.如圖,在棱長(zhǎng)為的正方體中,,,,分別是,,,的中點(diǎn),則下列說(shuō)法正確的有( )
A.,,,四點(diǎn)共面
B.與所成角的大小為
C.在線段上存在點(diǎn),使得平面
D.在線段上任取一點(diǎn),三棱錐的體積為定值
【答案】AD
【分析】建立空間直角坐標(biāo)系,利用向量的共面定理可判斷A選項(xiàng),利用坐標(biāo)法求異面直線夾角可直接判斷B選項(xiàng),假設(shè)在線段上存在點(diǎn),設(shè),,利用坐標(biāo)法驗(yàn)證線面垂直,可判斷C選項(xiàng);分別證明與上的所有點(diǎn)到平面的距離為定值,即可判斷D選項(xiàng).
【詳解】以為原點(diǎn),以,,所在直線分別為軸、軸、軸,
建立如圖所示的空間直角坐標(biāo)系,
則,,,,,,,,,,
設(shè),
則,
所以,解得,
故,即,,,四點(diǎn)共面,故A正確;
因?yàn)椋?br>所以,
所以與所成角的大小為,故B錯(cuò)誤;
假設(shè)在線段上存在點(diǎn),符合題意,
設(shè)(),則,
若平面,則,,
因?yàn)?,?br>所以,此方程組無(wú)解,
所以在線段上不存在點(diǎn),使得平面,故C錯(cuò)誤;
因?yàn)?,所以?br>又平面,平面,所以平面,
故上的所有點(diǎn)到平面的距離即為到平面的距離,是定值,
又的面積是定值,
所以在線段上任取一點(diǎn),三棱錐的體積為定值,故D正確;
故選:AD.
三、填空題
13.以點(diǎn)為圓心,且與軸相切的圓的方程是 .
【答案】
【分析】結(jié)合已知條件求出圓的半徑,進(jìn)而得到答案.
【詳解】因?yàn)闉閳A心,且圓與軸相切,
所以圓的半徑,
故所求圓的方程為.
故答案為:.
14.已知木盒中有圍棋棋子15枚(形狀大小完全相同,其中黑色10枚,白色5枚),小明有放回地從盒中取兩次,每次取出1枚棋子,則這兩枚棋子恰好不同色的概率是 .
【答案】
【分析】利用事件的相互獨(dú)立乘法公式,和互斥事件的概率加法公式計(jì)算即可.
【詳解】從盒中隨機(jī)取出1校棋子,“是黑棋子”記為事件A,“是白棋子”記為事件B,則,,
兩枚棋子恰好不同色包含:第一次取出黑棋子,第二次取出白棋子;第一次取出白棋子,第二次取出黑棋子.這兩個(gè)事件是互斥事件.
第一次取出黑棋子,第二次取出白棋子相互獨(dú)立,概率為;
第一次取出白棋子,第二次取出黑棋子也相互獨(dú)立,概率為.
所以這兩枚棋子恰好不同色的概率是.
故答案為:.
15.已知直線與直線交于點(diǎn)A,則點(diǎn)A關(guān)于直線的對(duì)稱點(diǎn)坐標(biāo)是 .
【答案】
【分析】先根據(jù)兩直線相交聯(lián)立方程組求出點(diǎn)A的坐標(biāo);再設(shè)出對(duì)稱點(diǎn)的坐標(biāo);最后列出關(guān)系式求解即可.
【詳解】因?yàn)橹本€與直線交于點(diǎn)A,
所以聯(lián)立,解得,即.
設(shè)點(diǎn)關(guān)于直線的對(duì)稱點(diǎn)坐標(biāo)為,
則的中點(diǎn)坐標(biāo)為,,
故,解得,即點(diǎn)A關(guān)于直線的對(duì)稱點(diǎn)坐標(biāo)是.
故答案為:.
16.有很多立體圖形都體現(xiàn)了數(shù)學(xué)的對(duì)稱美,其中半正多面體是由兩種或兩種以上的正多邊形圍成的多面體,半正多面體因其最早由阿基米德研究發(fā)現(xiàn),故也被稱作阿基米德體.如圖,這是一個(gè)棱數(shù)為,棱長(zhǎng)都相等的半正多面體,它的所有頂點(diǎn)都在同一個(gè)正方體的表面上,可以看成是由一個(gè)正方體截去八個(gè)一樣的四面體所得.已知點(diǎn)為線段上一點(diǎn)且,若直線與直線所成角的余弦值為,則 .
【答案】
【分析】補(bǔ)全正方體,建立空間直角坐標(biāo)系,利用坐標(biāo)法表示異面直線夾角余弦值,列出方程,解方程即可.
【詳解】將半正多面體補(bǔ)成正方體,建立如圖所示的空間直角坐標(biāo)系.
設(shè)半正多面體的棱長(zhǎng)為,則正方體的棱長(zhǎng)為,
所以,,,,,,,所以,,
則,,
設(shè)直線與直線所成角為,
則,
即,解得或(舍).
故答案為:
四、解答題
17.已知直線l的方程為.
(1)若直線l的傾斜角為,求k的值;
(2)已知直線l在x軸,y軸上的截距分別為a,b,若,求直線l的方程.
【答案】(1)
(2)或
【分析】(1)由直線斜率與傾斜角的關(guān)系,求k的值.
(2)求出直線l在x軸,y軸上的截距,根據(jù)方程得到k的值,可求直線l的方程.
【詳解】(1)由題意可得
(2)在直線l的方程中,令,得,即,
令,得,即,
由,得,即,解得或,
所以直線l的方程為或.
18.已知.
(1)求點(diǎn)到直線的距離;
(2)求的外接圓的方程.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用直線的兩點(diǎn)式求得直線的方程為,由點(diǎn)到直線距離公式即可求出結(jié)果;
(2)設(shè)的外接圓的方程為,代入坐標(biāo)聯(lián)立解方程組即可求得結(jié)果.
【詳解】(1)直線的方程為,
化簡(jiǎn)可得,
所以點(diǎn)到直線的距離.
(2)設(shè)的外接圓的方程為,
將的坐標(biāo)代入,得
,即
解得;
故所求圓的方程為.
19.如圖,在直三棱柱中,,,D,E,F(xiàn)分別為,,的中點(diǎn).
(1)證明:平面;
(2)求直線與平面所成角的正弦值.
【答案】(1)證明見(jiàn)解析
(2)
【分析】(1)取的中點(diǎn)G,連接,,利用線線平行證明線面平行;
(2)建立空間直角坐標(biāo)系,利用向量法求線面夾角正弦值.
【詳解】(1)證明:取的中點(diǎn),連接,,
因?yàn)镕,G分別為,的中點(diǎn),
所以,,
又E為的中點(diǎn),,,
所以,,
所以四邊形是平行四邊形,
所以,
又平面,平面,
所以平面.
(2)
解:在直三棱柱中,平面,
又平面,平面,
所以,,又,
故以B為原點(diǎn),,,所在直線分別為x,y,z軸建立空間直角坐標(biāo)系如圖所示,則,,,,
所以,, ,
設(shè)平面的法向量為,
則令得,,
所以平面的一個(gè)法向量為,
設(shè)直線與平面所成的角為,則,
即直線與平面所成的角的正弦值為.
20.每天在業(yè)余時(shí)間進(jìn)行慢走與慢跑,可加強(qiáng)人的心臟功能,保持血壓穩(wěn)定,可加速脂質(zhì)代謝,防止血脂升高,同時(shí),還能提高人體免疫功能,增強(qiáng)防御疾病的能力,有助于身心健康,使人精力充沛.某企業(yè)為了了解本企業(yè)員工每天慢走與慢跑的情況,對(duì)每天慢走時(shí)間在25分鐘到55分鐘之間的員工,隨機(jī)抽取n人進(jìn)行調(diào)查,將既參加慢走又參加慢跑的人稱為“H族”,否則稱為“非H族”,得如下的統(tǒng)計(jì)表以及每天慢走時(shí)間在25分鐘到55分鐘之間的員工人數(shù)的頻率分布直方圖(部分)∶
(1)試補(bǔ)全頻分布直方圖,并求與n的值;
(2)從每天慢走時(shí)間在[40,50)(分鐘)內(nèi)的“H族”中按時(shí)間采用分層抽樣法抽取6人參加企業(yè)舉辦的健身沙龍?bào)w驗(yàn)活動(dòng),再?gòu)倪@6人中選2人作健身技巧與減脂秘籍的發(fā)言,求這2人每天慢走的時(shí)間恰好1人在[40,45)分鐘內(nèi),另一個(gè)人在[45,50)分鐘內(nèi)的概率.
【答案】(1)直方圖見(jiàn)解析,,
(2)
【分析】(1)利用所有組的頻率之和等于1,算出第二組的頻率,得到第二組矩形的高,補(bǔ)全頻率分布直方圖,由第一組的頻率和頻數(shù)計(jì)算樣本容量,再計(jì)算第五組的頻數(shù).
(2)按分層抽樣的法則在兩個(gè)組中抽取對(duì)應(yīng)人數(shù),從這6人中選2人,列出樣本空間,看其中恰好1人在[40,45)分鐘內(nèi),另一個(gè)人在[45,50)分鐘內(nèi)占多少種基本事件,計(jì)算相應(yīng)概率。
【詳解】(1))第二組的頻率為,
所以第二組小矩形高為.補(bǔ)全后的頻率直方圖如下:
第一組的頻率為,所以.
第五組的頻率為,所以.
(2)因?yàn)榉昼姷摹癏族”人數(shù)為,
分鐘的“H族”人數(shù)為,二者比例為,
所以按時(shí)間采用分層抽樣法抽取6人,分鐘內(nèi)抽取4人,分鐘內(nèi)抽取2人.
設(shè)這2人每天慢走的時(shí)間恰好1人在分鐘,另一個(gè)人在分鐘為事件Q,
在分鐘內(nèi)抽取4人記為A,B,C,D,分鐘內(nèi)抽取2人記為a,b,
則有AB,AC,AD,Aa,Ab,BC,BD,Ba,Bb,CD,Ca,Cb,Da,Db,ab,
共15種不同的抽取方法,事件Q有Aa,Ab,Ba,Bb,Ca,Cb,Da,Db,共8種,
所以,即選出發(fā)言的2人每天慢走的時(shí)間恰好1人在分鐘內(nèi),
另一個(gè)人在分鐘內(nèi)的概率為.
21.如圖1,已知梯形ABCD中,,E是AB邊的中點(diǎn),,,.將沿DE折起,使點(diǎn)A到達(dá)點(diǎn)P的位置,且,如圖2,M,N分別是PD,PB的中點(diǎn).
(1)求平面MCN與平面BCDE夾角的余弦值;
(2)求點(diǎn)P到平面MCN的距離.
【答案】(1);
(2).
【分析】(1)分別以ED,EB,EP所在直線為x軸,y軸,z軸,建立如圖所示的空間直角坐標(biāo)系,利用向量法求解;
(2)根據(jù)點(diǎn)到平面距離的向量法求解即可.
【詳解】(1)因?yàn)閳D1中,所以圖2中,,又,
所以分別以ED,EB,EP所在直線為x軸,y軸,z軸,建立如圖所示的空間直角坐標(biāo)系,
則,,,,,,,,.
因?yàn)?,,,DE,平面BCDE,
所以平面BCDE,所以是平面BCDE的一個(gè)法向量,
設(shè)平面MCN的法向量,由得取,則,,所以平面MCN的一個(gè)法向量,
設(shè)平面MCN與平面BCDE的夾角為,則,
所以平面MCN與平面BCDE夾角的余弦值為.
(2)由(1)知是平面MCN的一個(gè)法向量,
又,
所以點(diǎn)P到平面MCN的距離.
22.已知是實(shí)數(shù),圓的方程是.
(1)若過(guò)原點(diǎn)能作出直線與圓相切,求實(shí)數(shù)的取值范圍;
(2)若,圓與軸相交于點(diǎn)(點(diǎn)在點(diǎn)的左側(cè)).過(guò)點(diǎn)任作一條直線與圓相交于點(diǎn).問(wèn):是否存在實(shí)數(shù),使得?若存在,求出實(shí)數(shù)的值;若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
【答案】(1)
(2)存在實(shí)數(shù)
【分析】(1)由題意原點(diǎn)在圓上或圓外,則點(diǎn)到圓心的距離大于等于半徑,從而可得答案.
(2)若存在實(shí)數(shù),使得,則,由此條件先求出的坐標(biāo),假設(shè)出交點(diǎn)的坐標(biāo),表示出,最后利用韋達(dá)定理解出.
【詳解】(1)因?yàn)檫^(guò)原點(diǎn)能作出直線與圓相切,所以原點(diǎn)在圓上或圓外.
所以,解得,
所以所求實(shí)數(shù)的取值范圍是.
(2)在中,令得,即,解得,或,
因?yàn)?,點(diǎn)在點(diǎn)的左側(cè),所以.
假設(shè)存在實(shí)數(shù),使得,則的斜率互為相反數(shù).
①當(dāng)直線與軸垂直時(shí),顯然,此時(shí)是大于-4的任意實(shí)數(shù).
②當(dāng)直線與軸不垂直時(shí),設(shè)直線的方程為,代入,得,
設(shè),則
,
而
,
令,解得(滿足).
所以時(shí),.
綜上所述,存在實(shí)數(shù),使得.
組數(shù)
分組
人數(shù)
本組中“H族”的比例
第一組
[25,30)
200
0.6
第二組
[30,35)
300
0.65
第三組
[35,40)
200
0.5
第四組
[40,45)
150
0.4
第五組
[45,50)
a
0.3
第六組
[50,55)
50
0.3
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