2022-2023学年河北省唐山市高二(下)期末数学试卷(含详细答案解析)
展开1.已知集合A={x∈N|−1
A. 0B. 12C. 1D. 2
3.已知a,b∈R,p:a>b>0,q:1a2<1b2,则p是q的( )
A. 充分不必要条件B. 必要不充分条件
C. 充要条件D. 既不充分也不必要条件
4.已知函数f(x)为R上的奇函数,当x<0时,f(x)=x+2,则f(0)+f(3)等于( )
A. −3B. −1C. 1D. 3
5.五一放假期间,4名男生和2名女生参加农场体验活动,体验活动结束后,农场主与6名同学站成一排合影留念,若2名女生相邻且农场主站在中间,则不同的站法有( )
A. 240种B. 192种C. 144种D. 48种
6.甲、乙两个箱子里各装有6个大小形状都相同的球,其中甲箱中有4个红球和2个白球,乙箱中有3个红球和3个白球.先从甲箱中随机取出1个球放入乙箱中,再从乙箱中随机取出1个球,则从乙箱中取出的球是红球的概率为( )
A. 1021B. 1121C. 1421D. 12
7.已知函数f(x)=1x4+|x|,设a=f(lg30.2),b=f(lg30.3),c=f(0.20.3),则( )
A. a
A. 6B. 7C. 8D. 9
二、多选题:本题共4小题,共20分。在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得5分,部分选对的得2分,有选错的得0分。
9.已知随机变量X∼N(3,σ2),且P(1
A. f(x)=3+x4−xB. f(x)= 1−x2
C. f(x)=5x2−2x+2D. f(x)=|x|+ 4−|x|
11.若2(1−x)5+(1−x)9=a0+a1(x+1)+a2(x+1)2+⋅⋅⋅+a9(x+1)9,则下列说法中正确的有( )
A. a0=576B. a0+a1+a2+⋅⋅⋅+a9=3
C. a1=−2464D. a1+2a2+3a3+⋅⋅⋅+9a9=19
12.若0
13.命题“∀x≥2,x2≥2”的否定是______.
14.某市物价部门对5家商场的某商品一天的销售量及其价格进行调查,5家商场的售价x(元)和销售量y(件)之间的一组数据如表所示:
根据表中数据得到y关于x的回归直线方程是y =3.2x+a ,当售价为11.5元时,预测销售量为______件.
15.若直线y=kx+b与曲线f(x)=ax3+x2−2相切于点P(1,1),则b=______.
16.一个笔袋内装有10支同型号签字笔,其中黑色签字笔有7支,蓝色签字笔有3支,若从笔袋内每次随机取出1支笔,取后不放回,取到蓝色签字笔就停止,最多取5次,记取出的签字笔个数为X,则E(X)=______.
四、解答题:本题共6小题,共70分。解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤。
17.(本小题10分)
某工厂生产某产品的成本x(万元)与销售额y(万元)的几组对应数据如下表所示:
(1)根据以往经验可知,成本x(万元)与销售额y(万元)之间具有线性相关关系,求销售额y关于成本x的经验回归方程;
(2)根据(1)中经验回归方程,预测当销售额为200万元时,成本为多少万元?(结果保留一位小数)
参考公式:回归直线y =b x+a 的斜率和截距的最小二乘估计公式分别为b =i=1nxiyi−nxy−i=1nxi2−nx−2,a =y−−b x−其中x−,y−为样本的平均值.参考数据:i=15xiyi=17800,i=15xi2=5500.
18.(本小题12分)
设函数y=ax2+(b−2)x+3.
(1)若关于x的不等式y>0的解集为{x|−1
19.(本小题12分)
已知数列{an}的前n项和为Sn,且Sn=2an−2.
(1)求{an}的通项公式;
(2)若数列{bn}满足bn=3n−1an,求数列{bn}的前n项和Tn.
20.(本小题12分)
随着互联网发展,网络已成为人们日常学习、工作和生活不可或缺的部分,互联网在带给人们生活便捷与高效工作的同时,网络犯罪也日益增多,为了防范网络犯罪与网络诈骗,学校举办“网络安全宣传倡议”活动.某学校从全体学生中随机抽取了400人对“网络安全宣传倡议”的了解情况进行问卷调查,统计结果如表所示:
(1)根据所提供的数据,完成2×2列联表,并依据小概率值α=0.005的独立性检验,能否认为对“网络安全宣传倡议”的了解情况与性别有关?
(2)对了解“网络安全宣传倡议”的人按性别用比例分配的分层抽样的方法抽取8人,再从这8人中随机抽取3人,记X为抽取的3人中女生的人数,求X的分布列和数学期望.
参考公式:,其中.
参考数据:
21.(本小题12分)
高二年级上学期共进行5次月考,每次月考成绩互不影响.记语文和英语为文科科目,记数学和物理为理科科目,其余科目暂不参与评估.每次月考中,文科科目与理科科目总数不少于3门成绩优秀,将获得“优学达人”称号,某学生在高二上学期的月考中,从文科科目和理科科目中各随机抽取5次成绩,其中4次文科科目和3次理科科目成绩优秀.
(1)从文理科各抽取的5次成绩中,分别随机抽取2次文科科目和2次理科科目成绩,求至少有3次成绩优秀的概率;
(2)经过该学生寒假期间的自主学习,每次月考文科科目和理科科目每门成绩优秀的概率分别为p1,p2,且p1+p2=32,p1≥45,p2≥35,高二下学期共进行5次月考,设该学生在这5次月考中获得“优学达人”称号的次数为X,求X的数学期望的取值范围.
22.(本小题12分)
设函数f(x)=xex−2aex,g(x)=−2−ax,a∈R.
(1)求f(x)在x∈[0,+∞)上的单调区间;
(2)若在y轴右侧,函数f(x)图象恒不在函数g(x)的图象下方,求实数a的取值范围;
(3)证明:当n∈N*时,1+12+13+…+1n
1.【答案】A
【解析】解:集合A={x∈N|−1
故选:A.
先得到A={0,1,2,3,4},从而求出交集.
本题主要考查了集合交集运算,属于基础题.
2.【答案】D
【解析】解:由题意,f′(x)=csx,
则t→0limf(2t)−f(0)t=22t→0limf(0+2t)−f(0)2t=2f′(0)=2,
故选:D.
利用导数的定义可得所求极限的值.
本题考查函数极限的理解,考查三角函数的导数,属于基础题.
3.【答案】A
【解析】【分析】
本题考查了充分、必要、充要条件的判断,利用不等式的基本性质判断不等关系,属于基础题.
利用充分、必要、充要条件的定义,即可判断出结论.
【解答】
解:由a>b>0⇒a2>b2>0,可得:1a2<1b2;
反之不成立,
例如取a=−2,b=1,满足1a2<1b2,但a>b>0不成立;
则p是q的充分不必要条件.
故选:A.
4.【答案】C
【解析】解:因为函数f(x)为R上的奇函数,
所以f(0)=0,
因为当x<0时,f(x)=x+2,
所以f(−3)=−1,f(3)=−f(−3)=1,
则f(0)+f(3)=0+1=1.
故选:C.
由已知结合奇函数的定义可求f(3),然后结合奇函数性质可求f(0),即可求解.
本题主要考查了奇函数定义及性质在函数值求解中的应用,属于基础题.
5.【答案】B
【解析】解:2名女生相邻且农场主站在中间可分三步完成:
第一步:相邻女生只能站在第一二,第二三,第五六,第六七,有4种;
第二步:相邻女生排在一起有A22种;
第三步:4名男生排在剩下的位置有A44种.
因此2名女生相邻且农场主站在中间共有4A22A44=192种站法.
故选:B.
农场主站在中间,先考虑女生所站位置,采用捆绑法,再考虑男生的位置,利用排列知识进行求解.
本题主要考查排列组合及简单的计数问题,考查运算求解能力,属于基础题.
6.【答案】B
【解析】解:设事件A1表示从甲箱中随机取出一个红球,事件A2表示从甲箱中随机取出一个白球,事件B表示从乙箱中随机取出一个红球,
则P(A1)=23,P(B|A1)=47,P(A2)=13,P(B|A2)=37,
所以P(B)=P(A1)P(B|A1)+P(A2)P(B|A2)=23×47+13×37=1121.
故选:B.
设出事件,利用条件概率和全概率公式进行求解.
本题考查古典概型以及条件概率相关知识,属于基础题.
7.【答案】D
【解析】解f(x)的定义域为{x|x≠0},且f(−x)=1(−x)4+|−x|=1x4+|x|=f(x),
所以f(x)为偶函数,f(x)=f(|x|),
又当x>0时,f(x)=1x4+x单调递减,
由lg30.2
根据函数的奇偶性、单调性比较大小.
本题主要考查了函数的奇偶性和单调性,属于中档题.
8.【答案】C
【解析】解:因为等差数列{an}和等差数列{bn}的前n项和分别为Sn和Tn,所以S2n−1T2n−1=12(a1+a2n−1)⋅(2n−1)12(b1+b2n−1)⋅(2n−1)=anbn,
又SnTn=3n+81n+3,所以anbn=S2n−1T2n−1=3(2n−1)+81(2n−1)+3=3n+39n+1=3+36n+1,
因此要anbn为整数,当且仅当36n+1是正整数,又n∈N*,则n+1是36的大于1的约数,又36的非1的正约数有2,3,4,6,9,12,18,36,共8个,
则n的值有1,2,3,5,8,11,17,35,共8个,
所以使得anbn为整数的正整数n的个数为8.
故选:C.
利用等差数列的前n项和公式,计算S2n−1T2n−1得到anbn=3+36n+1,再根据条件即可得到答案.
本题考查等差数列及其性质,属于中档题.
9.【答案】AC
【解析】解:由X∼N(3,σ2),则μ=3,由1+52=3,
所以P(3
根据正态分布的对称性逐一判断即可.
本题主要考查正态分布的对称性,属于基础题.
10.【答案】BCD
【解析】解:对于A,f(x)=3+x4−x=−(4−x)+74−x=−1+74−x,
由于74−x≠0,所以f(x)≠−1,所以|f(x)|∈[0,+∞),
故不存在正数M,使得|f(x)|≤M成立,故A错误,
对于B,令u=1−x2,则u∈[0,1],f(x)= u,所以f(x)∈[0,1],故存在正数1,使得|f(x)|≤1成立,故B正确,
对于C,令u=x2−2x+2=(x−1)2+1,则f(x)=5u,易得u≥1.所以0
则f(x)=−t2+t+4=−(t−12)2+174(t∈[0,2]),易得2≤f(x)≤174,
所以|f(x)|∈[2,174],故存在正数174,使得|f(x)|≤174成立,故D正确.
故选:BCD.
“有界函数”值域需要有界,化简各函数,并求出函数的值域,然后进行判断.
本题主要考查了求函数的值域,考查了二次函数的性质,属于中档题.
11.【答案】ABC
【解析】解:令t=x+1,则x=t−1,代入2(1−x)5+(1−x)9=a0+a1(x+1)+a2(x+1)2+⋅⋅⋅+a9(x+1)9,
可得2(2−t)5+(2−t)9=a0+a1t+a2t2+...+a9t9,
令t=0,可得2(2−0)5+(2−0)9=a0,即a0=576,故A正确;
令t=1,可得a0+a1+⋯+a9=2(2−1)5+(2−1)9=3,故B正确;
由题可知a1=2C5124(−1)1+C9128(−1)1=−160−2304=−2464,故C正确;
由2(2−t)5+(2−t)9=a0+a1t+⋅⋅⋅+a9t9,
对等式两边同时求导可得:−10(2−t)4−9(2−t)8=a1+2a2t+⋯+9a9t8,
令t=1,可得a1+2a2+⋅⋅⋅+9a9=−10(2−1)4−9(2−1)8=−19,故D错误.
故选:ABC.
利用换元法令t=x+1,将方程转化为关于t的多项式,然后利用赋值法进行求解即可.
本题考查二项式定理的应用,考查二项式系数的性质,考查化归与转化思想,是中档题.
12.【答案】ABD
【解析】解:令f(x)=x−lnx,0
所以x1−x2>lnx1x2,故A正确;
设g(x)=exx,0
所以x1ex2
所以h(x)在(0,1)上单调递增,又0
所以φ′(x)=(x−1)e1−x<0在x∈(0,1)上恒成立,
所以φ(x)在(0,1)上单调递减,
所以φ(x)>φ(1)=0,
所以u′(x)>0在x∈(0,1)上恒成立,
所以u(x)在(0,1)上单调递增,
又0
分别构造函数f(x)=x−lnx,0
13.【答案】∃x≥2,x2<2
【解析】解:命题为全称命题,命题“∀x≥2,x2≥2”的否定是∃x≥2,x2<2.
故答案为:∃x≥2,x2<2.
根据含有量词的命题的否定即可得到结论.
本题主要考查含有量词的命题的否定,比较基础.
14.【答案】5
【解析】解:x−=8+8.5+9+9.5+105=9,y−=16+15+13+11+105=13,
∴样本点的中心的坐标为(9,13),可得a =13+3.2×9=41.8,
∴y关于x的线性回归方程为y =−3.2x+41.8,
当x=11.5时,y =−3.2×11.5+41.8=5.
∴当售价为11.5元时,预测销售量为5件.
故答案为:5.
由已知求得样本点的中心的坐标,代入线性回归方程求解a ,取x=11.5求解y 值,则答案可求.
本题考查线性回归方程的应用,是基础题.
15.【答案】−7
【解析】解:由f(x)=ax3+x2−2得f′(x)=3ax2+2x,∵直线y=kx+b与曲线f(x)=ax3+x2−2相切于点P(1,1),
∴1=k+b1=a+1−2k=3a+2,解得a=2k=8b=−7.
故答案为:−7.
求出原函数的导函数,由已知可得关于k,a,b的方程组,求解得答案.
本题考查利用导数研究过曲线上某点处的切线方程,考查运算求解能力,是基础题.
16.【答案】218
【解析】解:根据黑色签字笔有7支,蓝色签字笔有3支,若从笔袋内每次随机取出1支笔,取后不放回,取到蓝色签字笔就停止,最多取5次可知,
X的可能取值是1,2,3,4,5,
P(X=1)=310,
P(X=2)=710×39=730,
P(X=3)=710×69×38=740,
P(X=4)=710×69×58×37=18,
P(X=5)=710×69×58×47=16,
所以E(X)=1×310+2×730+3×740+4×18+5×16=218.
故答案为:218.
根据题意可知,X的可能取值是1,2,3,4,5,计算对应概率,求出期望即可.
本题考查离散型随机变量的应用,属于中档题.
17.【答案】解:(1)由表中数据可得,x−=15×(10+20+30+40+50)=30,y−=15×(40+70+110+130+150)=100,
所以b =17800−5×30×1005500−5×302=2.8,a =100−2.8×30=16,
故回归方程为y =2.8x+16;
(2)由(1)知y =2.8x+16,令y =2.8x+16=200,解得x≈65.7(万元),
故预测当销售额为200万元时,成本大约为65.7万元.
【解析】(1)先求出样本中心点的坐标,利用公式求出b =2.8,再求出a 的值即可;
(2)y=2.8x+16=200,求得x的值即可.
本题主要考查线性回归方程的求解,考查转化能力,属于中档题.
18.【答案】解:(1)根据题意,不等式y=ax2+(b−2)x+3>0的解集为{x|−1
故y=ax2+(b−2)x+3=−x2+2x+3≥4,
x2−2x+1≤0,解得x=1.
所求解集为{1}.
(2)x=1时,y=2,即a+b+1=2,所以有a+b=1,
那么1a+4b=(1a+4b)(a+b)
=1+4+ba+4ab≥5+2 4=9,
当且仅当ba=4aba+b=1,即a=13,b=23时,取等号.
故1a+4b的最小值为9.
【解析】(1)根据不等式的解集得到方程的根,代入求出a,b,从而解不等式求出解集;
(2)先得到a+b=1,利用基本不等式“1”的妙用求出最小值.
本题考查基本不等式的性质和应用,涉及不等式的解法,属于基础题.
19.【答案】解:(1)在数列{an}中,Sn=2an−2,当n≥2时,Sn−1=2an−1−2,
两式相减得an=2an−2an−1,
即an=2an−1,而a1=S1=2a1−2,有a1=2,
所以数列{an}是以2为首项,2为公比的等比数列,an=2⋅2n−1=2n,
所以{an}的通项公式是an=2n.
(2)由(1)知bn=3n−1an=3n−12n,
则Tn=22+522+823+⋅⋅⋅+3n−12n,
于是12Tn=222+523+824+⋅⋅⋅+3n−42n+3n−12n+1,
两式相减得12Tn=1+322+323+324+⋅⋅⋅+32n−3n−12n+1=1+34(1−12n−1)1−12−3n−12n+1=52−3n+52n+1,
所以Tn=5−3n+52n.
【解析】(1)根据给定的递推公式,结合“n≥2,an=Sn−Sn−1”求解作答.
(2)由(1)的结论,利用错位相减法求和作答.
本题考查数列的通项与前n项和的关系,以及数列的错位相减法求和,考查转化思想和运算能力,属于中档题.
20.【答案】解:(1)根据题意,得到2×2列联表为:
零假设为H0:对“网络安全宣传倡议”的了解情况与性别无关联.
根据列联表中数据,可以求得:
χ2=400×(150×90−90×70)2220×180×160×240=15011≈13.636>7.879=x0.005,
根据小概率值α=0.005的独立性检验,我们推断H0不成立,
即认为对“网络安全宣传倡议”的了解情况与性别有关.
(2)从男生中抽取:8×150150+90=5(人),
从女生中抽取:8×90150+90=3(人).
X的所有可能取值为0,1,2,3,
P(X=0)=C53C83=528,P(X=1)=C52C31C83=1528,
P(X=2)=C51C32C83=1556,P(X=3)=C33C83=156,
X的分布列为:
所以E(X)=0×528+1×1528+2×1556+3×156=98.
【解析】(1)完成列联表,利用公式求解χ2,即可得出结论.
(2)利用超几何分布求解对应概率,得出分布列,即可得出结果.
本题考查了独立性检验以及离散型随机变量的分布列与期望,属于中档题.
21.【答案】解:(1)若从文理科各抽取的5次成绩中,分别随机抽取2次文科科目和2次理科科目成绩,
此时至少有3次成绩优秀的概率P=C11C41C32+C42C31C21+C42C32C52C52=3350;
(2)若每次月考文科科目和理科科目每门成绩优秀的概率分别为p1,p2,
则自主学习后该同学每次月考获得“优学达人”的概率为P=C21p1(1−p1)⋅C22p22+C22p12⋅C21p2(1−p2)+C22p12⋅C22p22
=2p1p2(p1+p2)−3(p1p2)2=3p1p2−3(p1p2)2,
因为p1+p2=32,且p1≥45,p2≥35,
所以32−p1≥35,
整理得p1≤910,
解得45≤p1≤910,
此时p1p2=p1(32−p1)=−(p1−34)2+916,
则p1p2∈[2750,1425].
不妨令p1p2=t,
可得P=−3t2+3t=−3(t−12)2+34在[2750,1425]上单调递减,
所以P∈[462625,18632500],
因为该学生在这5次月考中获得“优学达人”称号的次数服从二项分布,
所以X∼B(5,P),
则E(X)=5P∈[462125,1863500],
故X的数学期望的取值范围是[462125,1863500].
【解析】(1)由题意,要使至少有3次成绩优秀,此时情况分为:1次文科科目和2次理科科目成绩优秀,2次文科科目和1次理科科目成绩优秀,2次文科科目和2次理科科目成绩优秀,代入概率公式中进行求解即可;
(2)先求出自主学习后该同学每次月考获得“优学达人”的概率,并求出其范围,根据条件知学生获得“优学达人”称号的次数X∼B(5,P),再利用二项分布的均值公式即可求出结果.
本题考查离散型随机变量分布列及期望,考查了逻辑推理和运算能力.
22.【答案】解:(1)函数f(x)=xex−2aex,x∈[0,+∞),
可得f′(x)=(x+1−2a)ex,
当1−2a≥0,即a≤−12时,f′(x)≥0,f(x)在[0,+∞)上当递增,
当1−2a<0,即a>12时,令f′(x)>0,解得x>2a−1,
令f′(x)<0,解得0≤x<2a−1,
所以函数f(x)在(2a−1,+∞)上单调递增,在[0,2a+1)上单调递减,
综上所述,当a≤12时,f(x)单调递增区间为[0,+∞),
当a>12时,f(x)单调递增区间为(2a−1,+∞),单调递减区间为[0,2a−1).
(2)设函数h(x)=f(x)−g(x)=xex−2aex+ax+2,
则h′(x)=(x+1−2a)ex+a,
令φ(x)=(x+1−2a)ex+a,φ′(x)=(x+2−2a)ex,
当2−2a≥0,即a≤1时,φ′(x)≥0,
即φ(x)=(x+1−2a)ex+2a≥φ(0)=1−a≥0,
所以h′(x)=(x+1−2a)ex+a≥0,
所以h(x)=xex−2aex+ax+2≥h(0)=2−2a≥0成立,符合题意,
当2−2a<0时,即a<1时,令φ′(x)<0,解得x<2−2a,
所以φ(x)在区间[0,2−2a)上单调递减,
又由φ(0)=1−a<0,
此时h(x)在[0,2−2a)上单调递减,
所以h(x)
(3)证明:取a=1时,由(2)知xex−2ex+x+2≥0,
因为x≥0,令x=lnt(t≥1),代入得到tlnt−2t+lnt+2≥0,即lnt≥2t−21+t①,
又2t−21+t=2−4t+1∈[0,2),
令2t−21+t=1n,n∈N*,即t=2n+12n−1,
代入①可得1n
【解析】(1)函数f(x)=xex−2aex,x∈[0,+∞),求到得f′(x)=(x+1−2a)ex,分两种情况:当1−2a≥0,当1−2a<0,分析f′(x)的符号,f(x)的单调性.
(2)设函数h(x)=f(x)−g(x)=xex−2aex+ax+2,求导分析单调性,使得f(x)≥0,进而可得a的取值范围.
(3)取a=1时,由(2)知xex−2ex+x+2≥0,令x=lnt(t≥1),代入得到tlnt−2t+lnt+2≥0,即lnt≥2t−21+t①,令2t−21+t=1n,n∈N*,可得1n
8
8.5
9
9.5
10
销售量y
16
15
13
11
10
成本x(万元)
10
20
30
40
50
销售额y(万元)
40
70
110
130
150
男
女
合计
了解
150
240
不了解
90
合计
α
0.10
0.05
0.010
0.005
xa
2.706
3.841
6.635
7.879
男
女
合计
了解
150
90
240
不了解
70
90
160
合计
220
180
400
X
0
1
2
3
P
528
1528
1556
156
2022-2023学年河北省张家口市高二(下)期末数学试卷(含详细答案解析): 这是一份2022-2023学年河北省张家口市高二(下)期末数学试卷(含详细答案解析),共15页。试卷主要包含了单选题,多选题,填空题,解答题等内容,欢迎下载使用。
2022-2023学年河北省唐山市冀东名校高二(下)期末数学试卷(含详细答案解析): 这是一份2022-2023学年河北省唐山市冀东名校高二(下)期末数学试卷(含详细答案解析),共16页。试卷主要包含了单选题,多选题,填空题,解答题等内容,欢迎下载使用。
2022-2023学年河北省唐山市乐亭高平中学高二(下)期末数学试卷(含详细答案解析): 这是一份2022-2023学年河北省唐山市乐亭高平中学高二(下)期末数学试卷(含详细答案解析),共13页。试卷主要包含了单选题,多选题,填空题,解答题等内容,欢迎下载使用。