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2021-2022学年天津市南开区高二(下)期末数学试卷(Word解析版)
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绝密★启用前2021-2022学年天津市南开区高二(下)期末数学试卷第I卷(选择题)一、单选题(本大题共10小题,共50.0分。在每小题列出的选项中,选出符合题目的一项)已知全集U={1,2,3,4,5,6},集合A={1,2,5},∁UB={4,5,6},则集合A∩B=( )A. {1,2} B. {5} C. {1,2,3} D. {3,4,6}已知命题p:∀x>0,总有(x+1)ex>1,则¬p为( )A. ∃x0≤0,使得(x0+1)ex0≤1 B. ∃x0>0,使得(x0+1)ex0≤1C. ∀x>0,总有(x+1)ex≤1 D. ∀x≤0,总有(x+1)ex≤1若a,b为实数,则“0b>c B. a>c>b C. c>b>a D. c>a>b在(1-x)5+(1-x)6+(1-x)7+(1-x)8的展开式中,含x3的项的系数是( )A. 74 B. 121 C. -74 D. -121某化工厂生产中需依次投放2种化工原料,现已知有5种原料可用,但甲、乙两种原料不能同时使用,且依次投料时,若使用甲原料,则甲必须先投放,则不同的投放方案有( )A. 10种 B. 12种 C. 15种 D. 16种已知变量x和y的统计数据如表:根据上表可得回归直线方程y=bx-0.25,据此可以预测当x=8时,y=( )A. 6.4 B. 6.25 C. 6.55 D. 6.45某校为了研究学生的性别和对待某一活动的态度(支持与不支持)的关系,运用2×2列联表进行独立性检验,经计算K2=6.705,则所得到的统计学结论是:有的把握认为“学生性别与支持该活动没有关系”.( )附:A. 99.9% B. 99% C. 1% D. 0.1%已知函数f(x)=x2+(b-4-a2)x+2a-b是偶函数,则函数图象与y轴交点的纵坐标的最大值是( )A. -4 B. 2 C. 3 D. 4第II卷(非选择题)二、填空题(本大题共5小题,共25.0分)二项式(x3-3x)12的展开式的中间一项为______.从一副不含大小王的52张扑克牌中,每次从中随机抽出1张扑克牌,抽出的牌不再放回.已知第一次抽到A牌,则第二次抽到A牌的概率为______.计算:2(log43+log83)(log32+log92)=______.已知随机向量X服从正态分布N(3,1),且P(X>2c-1)=P(X0,y>0,x+3y+xy=9,则x+3y的最小值为 .三、解答题(本大题共5小题,共75.0分。解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤)一个袋中装有10个大小相同的黑球、白球和红球,已知从袋中任意摸出1个球,得到黑球的概率是25;从袋中任意摸出2个球,至少得到1个白球的概率是79.(1)求白球的个数;(2)从袋中任意摸出3个球,记得到白球的个数为ξ,求随机变量ξ的数学期望Eξ.已知函数f(x)=x3+x-16.(Ⅰ)求曲线y=f(x)在点(2,-6)处的切线的方程;(Ⅱ)已知函数g(x)=f(x)-3ax2+(2b-1)x+16在点x=1处有极小值-1,试确定a,b的值,并求出g(x)的单调区间.已知函数f(x)=lnx+1x-1.(1)求函数f(x)的定义域,并判断函数f(x)的奇偶性;(2)对于x∈[2,6],f(x)>lnm(x-1)(7-x)恒成立,求实数m的取值范围.如图,A地到火车站共有两条路径L1和L2,据统计,通过两条路径所用的时间互不影响,所用时间落在各时间段内的频率如下表:现甲、乙两人分别有40分钟和50分钟时间用于赶往火车站.(Ⅰ)为了尽最大可能在各自允许的时间内赶到火车站,甲和乙应如何选择各自的路径?(Ⅱ)用X表示甲、乙两人中在允许的时间内能赶到火车站的人数,针对(Ⅰ)的选择方案,求X的分布列和数学期望.已知函数f(x)=(x2-3x+3)⋅ex定义域为[-2,t](t>-2),设f(-2)=m,f(t)=n.(Ⅰ)试确定t的取值范围,使得函数f(x)在[-2,t]上为单调函数;(Ⅱ)求证:n>m;(Ⅲ)求证:对于任意的t>-2,总存x0∈(-2,t),满足f'(x0)ex0=23(t-1)2,并确定这样的x0的个数.答案和解析1.【答案】A 【解析】解:∵全集U={1,2,3,4,5,6},又∵∁UB={4,5,6},∴B={1,2,3},∵A={1,2,5},∴A∩B={1,2},故选:A.由题意全集U={1,2,3,4,5,6},CUB={4,5,6},可以求出集合B,然后根据交集的定义和运算法则进行计算.此题主要考查集合和交集的定义及其运算法则,是一道比较基础的题.2.【答案】B 【解析】【分析】本题主要考查了全称量词命题的否定的写法,全称量词命题的否定是存在量词命题,属于基础题.据全称量词命题的否定为存在量词命题可写出命题p的否定.【解答】解:根据全称量词命题的否定为存在量词命题可知,¬p为∃x0>0,使得(x0+1)ex0≤1.故选B. 3.【答案】D 【解析】【分析】本题考查的知识点是必要条件,充分条件与充要条件的判断,及不等式的性质,属于基础题.根据不等式的性质,我们先判断“01a,即“01即“b<1a”⇒“0log22=1,∴c>a>b.故选:D.利用指数式的运算性质得到01,则答案可求.本题考查指数的运算性质和对数的运算性质,在涉及比较两个数的大小关系时,有时借助于0、1这样的特殊值能起到事半功倍的效果,是基础题.6.【答案】D 【解析】解:(1-x)5+(1-x)6+(1-x)7+(1-x)8的展开式中,含x3的项的系数C53(-1)3+C63(-1)3+C73(-1)3+C83(-1)3=-10+(-20)+(-35)+(-56)=-121.故选D.利用二项展开式的通项公式,分别求出的四部分中含x3的项的系数,再求出它们的和.本题考查利用二项展开式的通项公式解决展开式的特定项问题,属于基础题.7.【答案】C 【解析】【分析】本题考查了分类和分步计数原理的综合应用,属于基础题.分三类,第一类选甲,先投甲,再投除甲乙之外的三种的任一种;第二类,选乙,乙有两种投法,再投除甲乙之外的三种的任一种;第三类,不选甲乙,除甲乙之外的三种的任二种进行投放,再对各类情况种数进行求和,即可得到答案.【解答】解:分三类,第一类选甲,先投甲,再投除甲乙之外的三种的任一种,有3种方法,第二类,选乙,乙有两种投法,再选择除甲乙之外的三种的任一种,有3种方法,共有2×3=6种,第三类,不选甲乙,除甲乙之外的三种的任二种依次进行投放,有3×2=6种,根据分类计数原理,共有3+6+6=15种,故选:C. 8.【答案】C 【解析】解:样本平均数x=15(3+4+5+6+7)=5,y=15(2.5+3+6+4+4.5)=4,即4=5b-0.25,∴b=0.85∴回归直线方程y=0.85x-0.25,当x=8时,y=0.85×8-0.25=6.55,故选:C.根据数据求解平均数x,y,代入求解b,可得回归直线方程,将x=8代入计算可得y的预测值.本题考查线性回归方程的求法,属于基础题.9.【答案】C 【解析】【分析】本题考查独立性检验知识,难度不大,属于基础题.把观测值同临界值进行比较.得到有99%的把握说学生性别与支持该活动有关系.【解答】解:∵K2=6.705>6.635,对照表格:∴有99%的把握说学生性别与支持该活动有关系,∴有1%的把握说学生性别与支持该活动没有关系,故选:C. 10.【答案】D 【解析】解:由f(x)为偶函数可得b=4-a2,它表示以原点为圆心,以2为半径的上半圆;f(x)图象与y轴交点的纵坐标是f(0)=2a-b,令t=2a-b,则b=2a-t,它表示斜率为2的直线.如图:当直线过点A(2,0)时,在y轴上的截距-t最小,从而t最大,值为4 故选:D.因为f(x)为二次函数,故f(x)为偶函数时,对称轴为x=0,可求出a和b的关系.而f(x)图象与y轴交点的纵坐标是f(0)=2a-b,数形结合求最值即可.本题考查函数奇偶性的应用、数形结合求最值,有一定的综合性,能力要求较高.11.【答案】1155 【解析】解:因为n=12,所以展开式共有13项,中间一项为T7=T6+1=C126(x3)6⋅(-3x)6=C126=1155.故答案为:1155.中间一项为T7,再由展开式的通项公式,得解.本题考查二项式定理,熟练掌握展开式的通项公式是解题的关键,考查运算求解能力,属于基础题.12.【答案】117 【解析】解:第一次是A时,还剩下3张A,所以第二次也是A的概率为351=117.故答案为:117.在52张牌中,每种牌都有4张A,在第一次是A的情况下,还剩下3张A,据此即可求出第二次是A的概率.本题考查条件概率,考查学生的计算能力,确定基本事件的个数是关键,属基础题.13.【答案】52 【解析】解:2(log43+log83)(log32+log92) =2(12log23+13log23)(log32+12log32) =2⋅56log23⋅32log32 =52,故答案为:52.根据对数的运算性质计算即可.本题考查了对数的运算性质,是基础题.14.【答案】43 【解析】解:∵随机变量X服从正态分布N(3,1),∵P(X>2c-1)=P(X0,y>0,x+3y+xy=9,则9-(x+3y)=xy=13×x×3y,13×x×3y≤13×(x+3y)24,当且仅当x=3y时,取“=”,即9-(x+3y)≤13×(x+3y)24,解得x+3y≥6或x+3y≤-18(舍去),则此时x+3y+xy=9x=3y,由于x>0,y>0,解得x=3y=1,故答案为6. 16.【答案】解:(1)记“从袋中任意摸出两个球,至少得到一个白球”为事件A,设袋中白球的个数为x,则P(A)=1-C10-x2C102=79,得到x=5,故白球有5个.(2)随机变量ξ的取值为0,1,2,3,P(ξ=0)=C53C103=112,P(ξ=1)=C51⋅C52C103=512,P(ξ=2)=C52⋅C51C103=512,P(ξ=3)=C53C103=112 分布列是 ξ的数学期望Eξ=112×0+512×1+512×2+112×3=32. 【解析】(1)根据从中任意摸出2个球,至少得到1个白球的概率是79,写出从袋中任意摸出两个球,至少得到一个白球的对立事件的概率,列出关于白球个数的方程,解方程即可.(2)从袋中任意摸出3个球,白球的个数为ξ,根据题意得到变量可能的取值,结合对应的事件,写出分布列和期望.本题主要考查排列组合、概率等基础知识,同时考查逻辑思维能力和数学应用能力,考查对立事件的概率,考查古典概型问题,是一个综合题.17.【答案】解:(Ⅰ)f'(x)=3x2+1,将x=2代入可得:f'(2)=13,故由点斜式可得:y-(-6)=13(x-2),化简得:y=13x-32;(Ⅱ)由已知有:g(x)=x3-3ax2+2bx,g'(x)=3x2-6ax+2b,由已知有g(1)=-1g'(1)=0,代入1-3a+2b=-13-6a+2b=0,解得:a=13,b=-12,经检验g(x)在x=1处取得极小值满足题意,此时g(x)=x3-x2-x,g'(x)=3x2-2x-1,令g'(x)>0,解得x>1或者x<-13,故g(x)的单调递增区间为(-∞,-13),(1,+∞),单调减区间为(-13,1). 【解析】(Ⅰ)对函数求导,将x=2代入导函数得到斜率,再利用点斜式计算即可.(Ⅱ)利用g(x)在x=1处取得极小值-1可得g(1)=-1g'(1)=0,从而解得a,b,再对g(x)求导,研究其单调区间即可.本题主要考查利用导函数研究函数切线及单调区间,属于中档题.18.【答案】解:(1)函数f(x)=lnx+1x-1,∴x+1x-1>0,解得:x>1或x<-1,函数f(x)的定义域为{x|x>1或x<-1}.f(x)=lnx+1x-1,那么:f(-x)=ln1-x-x-1=ln(x-1x+1)=ln(x+1x-1)-1=-lnx+1x-1=-f(x)故函数f(x)是奇函数;(2)由题意:x∈[2,6],∴(x-1)(7-x)>0,∵m(x-1)(7-x)>0,可得:m>0.即:lnx+1x-1>lnm(x-1)(7-x)恒成立,整理:lnx+1x-1-lnm(x-1)(7-x)>0,化简:ln(x+1)(7-x)m>0,可得:(x+1)(7-x)m>1,(x+1)(7-x)-m>0,即:-x2+6x+7>m,(x∈[2,6])恒成立,只需m小于-x2+6x+7的最小值.令:y=-x2+6x+7=-(x-3)2+16开口向下,x∈[2,6],当x=6时,y取得最小值,即ymin=-(6-3)2+16=7,所以:实数m的取值范围(0,7). 【解析】(1)对数函数的指数大于0,从而求解定义域.根据函数的奇偶性进行判断即可.(2)利用对数函数的性质化简不等式,转化为二次函数的问题求解m的取值范围.本题考查了对数函数的性质的运用能力和化简计算能力.属于基础题.19.【答案】解:(Ⅰ)Ai表示事件“甲选择路径Li时,40分钟内赶到火车站”,Bi表示事件“乙选择路径Li时,50分钟内赶到火车站”,i=1,2.用频率估计相应的概率可得∵P(A1)=0.1+0.2+0.3=0.6,P(A2)=0.1+0.4=0.5,∵P(A1)>P(A2),∴甲应选择Li,P(B1)=0.1+0.2+0.3+0.2=0.8,P(B2)=0.1+0.4+0.4=0.9,∵P(B2)>P(B1),∴乙应选择L2.(Ⅱ)A,B分别表示针对(Ⅰ)的选择方案,甲、乙在各自允许的时间内赶到火车站,由(Ⅰ)知P(A)=0.6,P(B)=0.9,又由题意知,A,B独立,P(X=0)=P(AB)=P(A)P(B)=0.4×0.1=0.04,P(x=1)=P(AB+AB)=P(A)P(B)+P(A)P(B)=0.4×0.9+0.6×0.1=0.42,P(X=2)=P(AB)=P(A)(B)=0.6×0.9=0.54,X的分布列:EX=0×0.04+1×0.42+2×0.54=1.5. 【解析】本题主要考查了随机抽样用样本估计总体的应用,相互独立事件的概率的求解,离散型随机变量的数学期望与分布列的求解,属于基本知识在实际问题中的应用.(Ⅰ)Ai表示事件“甲选择路径Li时,40分钟内赶到火车站”,Bi表示事件“乙选择路径Li时,50分钟内赶到火车站”,用频率估计相应的概率P(A1),P(A2)比较两者的大小,及P(B1),P(B2)的从而进行判断甲与乙路径的选择;(Ⅱ)A,B分别表示针对(Ⅰ)的选择方案,甲、乙在各自允许的时间内赶到火车站,由(Ⅰ)知P(A)=0.6,P(B)=0.9,且甲、乙相互独立,X可能取值为0,1,2,分别代入相互独立事件的概率公式求解对应的概率,再进行求解期望即可20.【答案】(Ⅰ)解:因为f'(x)=(2x-3)ex+(x2-3x+3)ex,由f'(x)>0⇒x>1或x<0,由f'(x)<0⇒0-2时,f(-2)4或-20且g(t)>0,但由于g(0)=-43(t-1)2<0,所以g(x)=0在(-2,t)上有解,且有两解,当t=1时,g(x)=x2-x=0,解得x=0或1,所以g(x)=0在(-2,t)上有且只有一解,当t=4时,g(x)=x2-x-6=0,所以g(x)=0在(-2,t)上也有且只有一解,综上所述,对于任意的t>-2,总存在x0∈(-2,t),满足f'(x0)ex0=23(t-1)2,且当t≥4或-2
绝密★启用前2021-2022学年天津市南开区高二(下)期末数学试卷第I卷(选择题)一、单选题(本大题共10小题,共50.0分。在每小题列出的选项中,选出符合题目的一项)已知全集U={1,2,3,4,5,6},集合A={1,2,5},∁UB={4,5,6},则集合A∩B=( )A. {1,2} B. {5} C. {1,2,3} D. {3,4,6}已知命题p:∀x>0,总有(x+1)ex>1,则¬p为( )A. ∃x0≤0,使得(x0+1)ex0≤1 B. ∃x0>0,使得(x0+1)ex0≤1C. ∀x>0,总有(x+1)ex≤1 D. ∀x≤0,总有(x+1)ex≤1若a,b为实数,则“0