2014年高考(湖南卷)文科数学
2014年高考数学试卷,湖南高考文科数学试卷
【全国高考数学试卷】2014年普通高等学校招生全国统一考试(湖南卷)数学(文)一.选择题：本大题共10小题，每小题5分，共50分.在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的.1.设命题2:,10p x R x ∀∈+>，则p ⌝为（ ）200.,10A x R x ∃∈+> 200.,10B x R x ∃∈+≤ 200.,10C x R x ∃∈+< 200.,10D x R x ∀∈+≤3.对一个容器为N 的总体抽取容量为n 的样本，当选取简单随机抽样、系统抽样和分层抽样三种不同方法抽取样本时，总体中每个个体被抽中的概率分别为123,,p p p ，则（ ）123.A p p p =< 231.B p p p =< 132.C p p p =< 123.D p p p ==4.下列函数中，既是偶函数又在区间(,0)-∞上单调递增的是（ ）21.()A f x x=2.()1B f x x =+3.()C f x x = .()2xD f x -=6.若圆221:1C x y +=与圆222:680C x y x y m +--+=，则m =（ ）.21A .19B .9C .11D -7.执行如图1所示的程序框图，如果输入的[]2,2t ∈-，则输出的S 属于（ ） A.[]6,2--B.[]5,1--C.[]4,5-D.[]3,6-8.一块石材表示的几何体的三视图如图2所示，将学科 网石材切削、打磨、加工成球，则能得到的最大球的半径等于（ ）A.1B.2C.3D.49.若1201x x <<<，则（ ）A.2121ln ln xxe e x x ->-B.2121ln ln xxe e x x -<-C.1221xxx e x e >D.1221xxx e x e <10.在平面直角坐标系中，O 为原点，()1,0A -，()03B ，,()30C ，，动点D 满足 1CD =u u u r ,则OA OB OD ++u u u r u u u r u u u r的取值范围是（ ）A.[]46，B.19-119+1⎡⎤⎣⎦，C.2327⎡⎤⎣⎦， D.7-17+1⎡⎤⎣⎦，二．填空题：本大题共5小题，每小题5分，共25分. 11.复数23ii+（i 为虚数单位）的实部等于_________.12.在平面直角坐标系中，曲线2 22:212x tCy t⎧=+⎪⎪⎨⎪=+⎪⎩（t为参数）的普通方程为___________.13.若变量yx，满足约束条件⎪⎩⎪⎨⎧≥≤+≤14yyxxy，则yxz+=2的最大值为_________.14.平面上以机器人在行进中始终保持与点()01，F的距离和到直线1-=x的距离相等.若机器人接触不到过点()01，-P且斜率为k的直线，则k的取值范围是___________.15.若()()ax ex f x++=1ln 3是偶函数，则=a____________.三、解答题：本大题共6小题，学科 网共75分.解答应写出文字说明，证明过程或演算过程. 16.（本小题满分12分）已知数列{}n a 的前n 项和*∈+=N n nn S n ，22. （I ）求数列{}n a 的通项公式；（II ）设()n nan a b n 12-+=，求数列{}n b 的前n 2项和.17.（本小题满分12分）某企业有甲、乙两个研发小组，为了比较他们的研发水平，现随机抽取这两个小组往年 研发新产品的结果如下：()()()()()()()()()()()()()()()b a b a b a b a b a b a b a b a b a b a b a b a b a b a b a ，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，ρρρρρρρρρρ 其中a a ρ，分别表示甲组研发成功和失败；b b ρ，分别表示乙组研发成功和失败.（I ）若某组成功研发一种新产品，则给改组记1分，否记0分，试计算甲、乙两组研 发新产品的成绩的平均数和方差，并比较甲、乙两组的研发水平；（II ）若该企业安排甲、乙两组各自研发一种新产品，试估算恰有一组研发成功的概率. 18.（本小题满分12分） 如图3，已知二面角MN αβ--的大小为60o ，菱形ABCD 在面β内，,A B 两点在棱MN 上，60BAD ∠=o ，E 是AB 的中点，DO ⊥面α，垂足为O .（1）证明：AB ⊥平面ODE ；（2）求异面直线BC 与OD 所成角的余弦值.19.（本小题满分13分）如图4，在平面四边形ABCD 中，32,2,7,1,π=∠===⊥ADC EA EC DE AB DA , 3π=∠BEC（1）求CED ∠sin 的值； （2）求BE 的长20.（本小题满分13分）如图5，O 为坐标原点，双曲线221112211:1(0,0)x y C a b a b -=>>和椭圆222222222:1(0)x y C a b a b -=>>均过点23(,1)3P ，且以1C 的两个顶点和2C 的两个焦点为顶点的四边形是面积为2的正方形. （1）求12,C C 的方程；（2）是否存在直线l ，使得l 与1C 交于,A B 两点，与2C 只有一个公共点，且||||OA OB AB +=u u u r u u u r u u u r？证明你的结论.21.（本小题满分13分） 已知函数()cos sin 1(0)f x x x x x =-+>.（1）求()f x 的单调区间；（2）记i x 为()f x 的从小到大的第(*)i i N ∈个零点，证明：对一切*n N ∈，有2221211123n x x x +++<L。
2014年高考湖南文科数学试题及答案(word解析版)
2014年普通高等学校招生全国统一考试（湖南卷）数学（文科)一、选择题：本大题共10小题，每小题5分,共50分，在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求． （1）【2014年湖南，文1，5分】设命题2:,10p x R x ∀∈+>,则p ⌝为（ ）（A ）200,10x R x ∃∈+> (B ）200,10x R x ∃∈+≤ （C ）200,10x R x ∃∈+< （D ）200,10x R x ∀∈+≤ 【答案】B【解析】全称命题的否定是特称命题，所以命题p 的否定为200,10x R x ∃∈+≤，故选B ． （2)【2014年湖南，文2,5分】已知集合{|2},{|13}A x x B x x =>=<<，则A B =（ )（A ）{|2}x x > （B ）{|1}x x > (C ）{|23}x x << （D ）{|13}x x << 【答案】C【解析】由题可得{|23}A B x x =<<，故选C ．(3)【2014年湖南，文3，5分】对一个容器为N 的总体抽取容量为n 的样本，当选取简单随机抽样、系统抽样和分层抽样三种不同方法抽取样本时，总体中每个个体被抽中的概率分别为123,,p p p ,则（ ）（A ）123p p p =< (B)231p p p =< （C ）132p p p =< （D ）123p p p == 【答案】D【解析】根据随机抽样的原理可得简单随机抽样,分层抽样，系统抽样都必须满足每个个体被抽到的概率相等，即123p p p ==，故选D ． （4)【2014年湖南，文4，5分】下列函数中，既是偶函数又在区间(),0-∞上单调递增的是( )（A ）21()f x x =（B ）2()1f x x =+ （C ）3()f x x = (D)()2xf x -=【答案】A【解析】根据函数奇偶性的判断可得选项A 、B 为偶函数，C 为奇函数，D 为非奇非偶函数，所以排除C 、D 选项．由二次函数的图像可得选项B 在(),0-∞是单调递减的，根据排除法选A ．因为函数2y x =在(),0-∞是单调递减的且1y x=在()0,+∞是单调递增的，所以根据复合函数单调性的判断同增异减可得选项A 在(),0-∞是单调递减的，故选A ．（5）【2014年湖南,文5，5分】在区间[]2,3-上随机选取一个数X ，则1X ≤的概率为（ ）（A ）45 （B)35 (C ）25 （D ）15【答案】B【解析】在[]2,3-上符合1X ≤的区间为[]2,1-，因为[]2,3-的区间长度为5且区间[]2,1-的区间长度为3,所以根据几何概型的概率计算公式可得35p =,故选B ． （6）【2014年湖南，文6,5分】若圆221:1C x y +=21x=与圆222:680C x y x y m +--+=外切，则m =( ）(A ）21 （B ）19 （C ）9 （D ）11- 【答案】C【解析】因为()()22226803425x y x y m x y m +--+=⇒-+-=-，所以25025m m ->⇒<且圆2C的圆心为()3,4,半径为25m -，根据圆和圆外切的判定可得()()2230401259m m -+-=+-⇒=,故选C ．(7）【2014年湖南，文7，5分】执行如图所示的程序框图，如果输入的[]2,2t ∈-，则输出的S 属于( )（A ）[]6,2-- （B)[]5,1-- （C ）[]4,5- （D ）[]3,6- 【答案】D【解析】当[]2,0t ∈-时,运行程序如下:(]2211,9t t =+∈，(]32,6S t =-∈-，当[]0,2t ∈时，(]33,1S t =-∈--,则(][][]2,63,13,6S ∈---=-，故选D ．(8）【2014年湖南,文8，5分】一块石材表示的几何体的三视图如图2所示，将石材切削、打磨、加工成球，则能得到的最大球的半径等于( ）（A)1 (B ）2 （C ）3 (D ）4 【答案】B 【解析】由图可得该几何体为三棱柱，因为正视图、侧视图和俯视图的内切圆半径最小的是正视图（直角三角形）所对应的2121ln ln x x e x x x -<- C.内切圆，所以最大球的半径为正视图直角形内切 圆的半径r ，则2286862r r r -+-=+⇒=，故选B ．（9）【2014年湖南，文9，5分】若1201x x <<<，则（ ）（A ）2121ln ln x x e e x x ->- （B ）2121ln ln x x e e x x -<- (C ）1221x x x e x e > （D ）1221x x x e x e < 【答案】C【解析】设()ln x f x e x =-,则(]0,1x ∈时,()1xf x e x'=-的符号不确定，()f x ∴的单调性不确定．设()x e g x x =,则()0,1x ∈时，()()210xx eg x x -'=<，()g x ∴在()0,1上单调递减，()()1212122112x x x x e e g x g x x e x e x x ∴<⇒<⇒<,故选C ．(10)【2014年湖南,文10，5分】在平面直角坐标系中，O 为原点,(1,0),(03),(30)A B C -，，，动点D 满足||1CD =，则||OA OB OD ++的取值范围是( ）（A)[4,6] （B ）[19119+1]-， （C ）[2327]，（D ）[717+1]-， 【答案】D【解析】点D 的轨迹是以C 为圆心的单位圆，设()[)()3cos ,sin 0,2D θθθπ+∈，则OA OB OD ++()()()223cos 1sin 3822cos 3sin θθθθ=+-++=++．因为2cos 3sin θθ+的取值范围是()()222223,237,7⎡⎤⎡⎤-++=-⎢⎥⎣⎦⎣⎦，故827,82771,71OA OB OD ⎡⎤⎡⎤++∈-+=-+⎣⎦⎢⎥⎣⎦,故选D ． 二、填空题:本大题共5小题，每小题5分，共25分．把答案填在答题卡的相应位置．(11）【2014年湖南,文11，5分】复数23i i +（i 为虚数单位）的实部等于 ．【答案】3-【解析】由题可得所以23i 3i i +=--，3i --的实部为3-．（12）【2014年湖南，文12,5分】在平面直角坐标系中,曲线222:212x t C y t ⎧=+⎪⎪⎨⎪=+⎪⎩（t 为参数）的普通方程为 ．【答案】10x y --= 【解析】联立222:212x t C y t ⎧=+⎪⎪⎨⎪=+⎪⎩，消t 可得110x y x y -=⇒--=．（13）【2014年湖南，文13，5分】若变量y x ，满足约束条件41y xx y y ≤⎧⎪+≤⎨⎪≥⎩,则2z x y =+的最大值为 ．【答案】7【解析】作出不等式组41y xx y y ≤⎧⎪+≤⎨⎪≥⎩表示的区域如下，则根据线性规划的知识可得目标函数2z x y =+在点()3,1处取得最大值7．（14）【2014年湖南，文14,5分】平面上以机器人在行进中始终保持与点(1,0)F 的距离和到直 线1x =-的距离相等．若机器人接触不到过点()10P -，且斜率为k 的直线,则k 的取值范围是 ． 【答案】()(),11,-∞-+∞【解析】由题设知机器人在以点(1,0)F 为焦点的抛物线24y x =上,且()1y k x =+与抛物线24y x =无交点，()22441y xy y k k y k x ⎧=⎪⇒=⋅+⇒⎨=+⎪⎩方程204y k y k ⋅-+=无实根，则0k ≠且2101k k ∆=-<⇒<-或1k >, 所以()(),11,k ∈-∞-+∞．（15）【2014年湖南，文15，5分】若()()3ln 1xf x e ax =++是偶函数,则a = ．【答案】23-【解析】因为()f x 为偶函数，所以()()()()33ln 1ln 1x x f x f x e ax e ax --=⇒+-=++⇒()()333ln 13ln 1322x x e x ax e ax x ax a +--=++⇒-=⇒=-．三、解答题:本大题共6题，共75分．解答应写出文字说明，演算步骤或证明过程．（16）【2014年湖南,文16，12分】已知数列{}n a 的前n 项和22n n nS n N *+=∈，．（1）求数列{}n a 的通项公式；（2）设2(1)n ann n b a =+-,求数列{}n b 的前2n 项和．解：（1）当1n =时，111a S ==，当2n ≥时，1n n n a S S n -=-=，∴*()n a n n N =∈． (2）由题意得：2(1)2(1)n a n n n n n b a n =+-=+-，∴数列{}n b 的前2n 项和2n T 为22212(222)(12342)22n n n T n n +=++++-+-+-+=-+． （17）【2014年湖南，文17，12分】某企业有甲、乙两个研发小组，为了比较他们的研发水平，现随机抽取这两个小组往年研发新产品的结果如下： (,),(,),(,),(,),(,),(,),(,),(,),(,),(,),(,),(,),(,),(,),(,),a b a b a b a b a b a b a b a b a b a b a b a b a b a b a b其中a a ，分别表示甲组研发成功和失败;b b ，分别表示乙组研发成功和失败． （1）若某组成功研发一种新产品，则给改组记1分，否记0分，试计算甲、乙两组研发新产品的成绩的平均数和方差,并比较甲、乙两组的研发水平；（2）若该企业安排甲、乙两组各自研发一种新产品，试估算恰有一组研发成功的概率．解：(1）甲组研发新产品的成绩为1,1，1,0，0,1,1,1，0，1,0,1,1,0，1，其平均数为102==153x 甲．方差为2221222=[(1)10(0)5]15339S -⨯+-⨯=甲;乙组研发新产品的成绩为1,0，1，1,0，1,1，0,1，0,0，1,0,1,1,其平均数为93==155x 乙．方差为2221336=[(1)9(0)6]155525S -⨯+-⨯=乙 22><x x S S 甲乙甲乙，，∴甲组的研发水平优于乙组的研发水平．（2）记E =｛恰有一组研发成功}，在所抽得的15个结果中，恰有一组研发成功的结果是(,),(,),(,),(,),(,),(,),(,),a b a b a b a b a b a b a b 共有7个，根据古典概型的概率计算公式可得()715P E =． (18）【2014年湖南,文18,12分】如图，已知二面角MN αβ--的大小为60°，菱形ABCD在面β内，,A B 两点在棱MN 上，BAD ∠=60°,E 是AB 的中点,DO ⊥面α，垂足为 O ．(1）证明:AB ⊥平面ODE ；（2)求异面直线BC 与OD 所成角的余弦值． 解：（1）∵DO α⊥，AB α⊂，∴DO AB ⊥．∵四边形ABCD 问菱形，60BAD ∠=︒，连结BD ，则ABD ∆为正三角形．又E 为AB 的中点，∴DE AB ⊥．而DO DE D =,∴AB ⊥平面ODE ． （2）∵//BC AD ，∴ADO ∠是直线BC ，OD 所成的角． 由（1)知,AB ⊥平面ODE ,∴AB OE ⊥，AB DE ⊥，∴DEO ∠是二面角MN αβ--的平面角,∴60DEO ∠=︒．设2AB =,则2AD =，3DE =，3sin 602DO DE =︒=．连结AO ，则3cos 4DO ADO AD ∠==，∴异面直线BC ，OD 所成的角的余弦值为34．（19）【2014年湖南，文19,13分】如图，在平面四边形ABCD 中，DA AB ⊥,1DE =,7EC =，2EA =，23ADC π∠=，3BEC π∠=． (1）求sin CED ∠的值； （2）求BE 的长． 解：（1）在CDE ∆中，222+2cos EC CD DE CD DE EDC =-⋅⋅∠．即227+1+CD CD =，2+60CD CD -=，2CD ∴=（3CD =-舍去），设CED α∠=，sin sin EC CDD α=∠，即722sin sin 3πα=，21sin 7α∴=． (2）0<<3πα，21sin 7α=，27cos 7α∴=， 2227cos cos()cos cos +sin sin 33314AEB πππααα∴∠=-==， 在ABE ∆中，cos EAAEB BE ∠=，247cos 7/14EA BE AEB ∴===∠．(20）【2014年湖南，文20，13分】如图，O 为坐标原点，双曲线221112211:1(0,0)x y C a b a b -=>>和椭圆222222222:1(0)y x C a b a b +=>>均过点23(,1)3P ，且以1C 的两个顶点和2C 的两个焦点为顶点的四边形是面积为2的正方形． （1）求12,C C 的方程；（2）是否存在直线l ，使得l 与1C 交于,A B 两点，与2C 只有一个公共点，且||||OA OB AB +=？证明你的结论．解：（1)设2C 的焦距为22c ，则12222a c ==，∴121a c ==．23(,1)3P 在1C 上，∴2212123:()13y C b -=,213b =． 由椭圆定义知，2222223232()(11)()(11)2333a =+-+++=，∴23a =，2222222b a c =-=， ∴12,C C 的方程分别为22221,1332y y x x -=+=．（2）不存在符合题设条件的直线．①若l x ⊥轴，∵l 与2C 只有一个公共点，∴l 的方程为2x =或2x =-．当2x =时，易得()2,3A ,()2,3B-， ||22,||23OA OB AB +==,此时||||OA OB AB +≠．②若l 不垂直x 轴，设:l y kx m =+，代入双曲线方程整理得222(3)230k x k m x m ----=．当l 与1C 有两个交点()11,A x y ，()22,B x y 时，12223k mx x k +=-，212233m x x k +=-,于是222212121212233()()()3k m y y kx b kx b k x x km x x m k -=++=+++=-，再将y kx b =+代入椭圆方程整理得222(23)4260k x k m x m +++-=，∵l 与2C 只有一个公共点，∴由0∆=,可得2223k m =-,于是有22222212122222333323303333m k m k m k OA OB x x y y k k k k +--+--⋅=+=+==≠----∴2222||||||||40OA OB AB OA OB OB OA OA OB +-=+--=⋅≠，即||||OA OB AB +≠． 综合①②可知，不存在符合题设条件的直线．（21）【2014年湖南,文21,13分】已知函数()cos sin 1(0)f x x x x x =-+>．（1)求()f x 的单调区间；（2）记i x 为()f x 的从小到大的第*()i i N ∈个零点，证明：对一切*n N ∈，有2221211123n x x x +++<．解:（1）()cos sin cos f x x x x x '=--，令()0f x '=，则*()x k k N π=∈． 当(2,2)()x k k k N πππ∈+∈时,()0f x '<，当(2,22)()x k k k N ππππ∈++∈时，()0f x '>，∴()f x 的单调减区间为(2,2)()k k k N πππ+∈, ()f x 的单调增区间为(2,22)()k k k N ππππ++∈． （2)由(1）知,()f x 在区间(0,)π上单调递减,∵()02f π=,∴12x π=．当*n N ∈时，∵1()()[(1)1][(1)(1)1]0n n f n f n n n πππππ+⋅+=-+⋅-++<， 且()f x 的图像是连续不断的，∴()f x 在区间(,)n n πππ+内至少有一个实根,又()f x 在区间(,)n n πππ+上是单调的，∴1n n x n πππ+<<+．由此可得 222222221211111111111[41][41]23(1)1223(2)(1)n x x x n n n ππ+++<+++++<+++++-⨯⨯--2222111111111162[41(1)()()](411)(6)22321113n n n n ππππ=++-+-++-=++-=-<<---- 综上可知，对一切*n N ∈,都有2221211123n x x x +++<．。
2014年普通高等学校招生全国统一考试(湖南卷)数学(文史类)
2014年普通高等学校招生全国统一考试(湖南卷)数学(文史类)一、选择题:本大题共10小题,每小题5分,共50分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.1.(2014湖南,文1)设命题p:∀x∈R,x2+1>0,则p为()A.∃x0∈R,x02+1>0B.∃x0∈R,x02+1≤0C.∃x0∈R,x02+1<0D.∀x∈R,x2+1≤0答案:B解析:因为全称命题的否定为特称命题,所以p为∃x0∈R,x02+1≤0.故选B.2.(2014湖南,文2)已知集合A={x|x>2},B={x|1<x<3},则A∩B=()A.{x|x>2}B.{x|x>1}C.{x|2<x<3}D.{x|1<x<3}答案:C解析:由交集的概念,结合数轴(数轴略)可得A∩B={x|2<x<3}.故选C.3.(2014湖南,文3)对一个容量为N的总体抽取容量为n的样本,当选取简单随机抽样、系统抽样和分层抽样三种不同方法抽取样本时,总体中每个个体被抽中的概率分别为p1,p2,p3,则()A.p1=p2<p3B.p2=p3<p1C.p1=p3<p2D.p1=p2=p3答案:D解析:由随机抽样的原则可知简单随机抽样、分层抽样、系统抽样都必须满足每个个体被抽到的概率相等,即p1=p2=p3,故选D.4.(2014湖南,文4)下列函数中,既是偶函数又在区间(-∞,0)上单调递增的是()A.f(x)=1x2B.f(x)=x2+1C.f(x)=x3D.f(x)=2-x答案:A解析:由偶函数的定义知,A,B为偶函数.A选项,f'(x)=-2x3在(-∞,0)恒大于0;B选项,f'(x)=2x在(-∞,0)恒小于0.故选A.5.(2014湖南,文5)在区间[-2,3]上随机选取一个数X,则X≤1的概率为()A.45B.35C.25D.15答案:B解析:由几何概型的概率公式可得P(X≤1)=3,故选B.6.(2014湖南,文6)若圆C1:x2+y2=1与圆C2:x2+y2-6x-8y+m=0外切,则m=()A.21B.19C.9D.-11答案:C解析:易知圆C1的圆心坐标为(0,0),半径r1=1.将圆C2化为标准方程(x-3)2+(y-4)2=25-m(m<25),得圆C2的圆心坐标为(3,4),半径r2=25-m(m<25).由两圆相外切得|C1C2|=r1+r2=1+25-m=5,解方程得m=9.故选C.7.(2014湖南,文7)执行如图所示的程序框图.如果输入的t∈[-2,2],则输出的S属于()A .[-6,-2]B .[-5,-1]C .[-4,5]D .[-3,6]答案:D解析:当t ∈[-2,0)时,执行以下程序:t=2t 2+1∈(1,9],S=t-3∈(-2,6];当t ∈[0,2]时,执行S=t-3∈[-3,-1],因此S ∈(-2,6]∪[-3,-1]=[-3,6].故选D .8.(2014湖南,文8)一块石材表示的几何体的三视图如图所示,将该石材切削、打磨,加工成球,则能得到的最大球的半径等于( )A .1B .2C .3D .4答案:B 解析:由三视图可得原石材为如右图所示的直三棱柱A 1B 1C 1-ABC ,且AB=8,BC=6,BB 1=12.若要得到半径最大的球,则此球与平面A 1B 1BA ,BCC 1B 1,ACC 1A 1相切,故此时球的半径与△ABC 内切圆半径相等,故半径r=6+8-102=2.故选B .9.(2014湖南,文9)若0<x 1<x 2<1,则( ) A .e x 2−e x 1>ln x 2-ln x 1 B .e x 2−e x 1<ln x 2-ln x 1 C .x 2e x 1>x 1e x 2 D .x 2e x 1<x 1e x 2答案:C解析:设f (x )=e x -ln x ,则f'(x )=x ·e x -1.当x>0且x 趋近于0时,x ·e x -1<0;当x=1时,x ·e x -1>0,因此在(0,1)上必然存在x 1≠x 2,使得f (x 1)=f (x 2),因此A,B 不正确;设g (x )=e x x,当0<x<1时,g'(x )=(x -1)e xx 2<0,所以g (x )在(0,1)上为减函数.所以g (x 1)>g (x 2),即e x 1x 1>e x 2x 2,所以x 2e x 1>x 1e x 2.故选C .10.(2014湖南,文10)在平面直角坐标系中,O 为原点,A (-1,0),B (0, 3),C (3,0),动点D 满足|CD |=1,则|OA +OB +OD |的取值范围是( ) A .[4,6] B .[ -1, +1] C .[2 3,2 7] D .[ 7-1, 7+1]答案:D解析:设动点D 的坐标为(x ,y ),则由|CD |=1得(x-3)2+y 2=1,所以D 点的轨迹是以(3,0)为圆心,1为半径的圆.又OA +OB +OD =(x-1,y+ ),所以|OA +OB +OD |= (x -1)2+(y + 3)2,故|OA +OB +OD |的最大值为(3,0)与(1,- )两点间的距离加1,即 1,最小值为(3,0)与(1,- )两点间的距离减1,即 1.故选D . 二、填空题:本大题共5小题,每小题5分,共25分. 11.(2014湖南,文11)复数3+i i 2(i 为虚数单位)的实部等于 .答案:-3解析:由题意可得3+i i2=3+i-1=-3-i,故复数的实部为-3. 12.(2014湖南,文12)在平面直角坐标系中,曲线C : x =2+ 2t ,y =1+ 2t(t 为参数)的普通方程为 . 答案:x-y-1=0解析:两式相减得,x-y=2-1,即x-y-1=0.13.(2014湖南,文13)若变量x ,y 满足约束条件 y ≤x ,x +y ≤4,y ≥1,则z=2x+y 的最大值为 .答案:7解析:不等式组表示的平面区域如图阴影部分所示,作直线l 0:2x+y=0并平移,当直线经过点A (3,1)时,在y 轴上的截距最大,此时z 取得最大值,且最大值为7. 14.(2014湖南,文14)平面上一机器人在行进中始终保持与点F (1,0)的距离和到直线x=-1的距离相等.若机器人接触不到过点P (-1,0)且斜率为k 的直线,则k 的取值范围是 . 答案:(-∞,-1)∪(1,+∞)解析:由题意知,机器人行进的路线为抛物线y 2=4x.由题意知过点P 的直线为y=kx+k (k ≠0),要使机器人接触不到过点P 的直线,则直线与抛物线无公共点,联立方程得k4y 2-y+k=0,即Δ=1-k 2<0,解得k>1或k<-1. 15.(2014湖南,文15)若f (x )=ln(e 3x +1)+ax 是偶函数,则a= . 答案:-3解析:由题意得f (-x )=ln(e -3x +1)-ax=ln 1+e 3xe3x -ax=ln(1+e 3x )-ln e 3x -ax=ln(e 3x +1)-(3+a )x ,而f (x )为偶函数,因此f (-x )=f (x ),即ax=-(3+a )x ,所以a=-3.三、解答题:本大题共6小题,共75分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤. 16.(本小题满分12分)(2014湖南,文16)已知数列{a n }的前n 项和S n =n 2+n2,n ∈N *. (1)求数列{a n }的通项公式;(2)设b n =2a n +(-1)n a n ,求数列{b n }的前2n 项和.分析:在第(1)问中,通过S n 可求出a n ,在求解过程中要注意分n=1和n ≥2两种情况进行讨论;在第(2)问中,充分利用第(1)问的结论得到b n =2n +(-1)n n ,然后利用分组求和法分别计算(21+22+…+22n )和(-1+2-3+…+2n ),最后相加得到{b n }的前2n 项和. 解:(1)当n=1时,a 1=S 1=1;当n ≥2时,a n =S n -S n-1=n 2+n −(n -1)2+(n -1)=n.故数列{a n }的通项公式为a n =n.(2)由(1)知,b n =2n +(-1)n n.记数列{b n }的前2n 项和为T 2n ,则T 2n =(21+22+…+22n )+(-1+2-3+4-…+2n ). 记A=21+22+ (22),B=-1+2-3+4-…+2n ,则A=2(1-22n )1-2=22n+1-2,B=(-1+2)+(-3+4)+…+[-(2n-1)+2n ]=n.故数列{b n }的前2n 项和T 2n =A+B=22n+1+n-2.17.(本小题满分12分)(2014湖南,文17)某企业有甲、乙两个研发小组,为了比较他们的研发水平,现随机抽取这两个小组往年研发新产品的结果如下:(a ,b ),(a ,b ),(a ,b ),(a ,b ),(a ,b ),(a ,b ),(a ,b ),(a ,b ),(a ,b ),(a ,b ),(a ,b ),(a ,b ),(a ,b ),(a ,b ),(a ,b ) 其中a ,a 分别表示甲组研发成功和失败;b ,b 分别表示乙组研发成功和失败.(1)若某组成功研发一种新产品,则给该组记1分,否则记0分.试计算甲、乙两组研发新产品的成绩的平均数和方差,并比较甲、乙两组的研发水平;(2)若该企业安排甲、乙两组各自研发一种新产品,试估计恰有一组研发成功的概率.分析:在第(1)问中,通过已知条件可分别写出甲、乙两组的成绩,然后利用平均数公式分别计算甲、乙两组的平均成绩,再结合方差公式得到甲、乙两组的方差,进而比较甲、乙两组的研发水平;在第(2)问中,充分利用古典概型的概率公式,转化为计算基本事件的个数,从而求得概率. 解:(1)甲组研发新产品的成绩为1,1,1,0,0,1,1,1,0,1,0,1,1,0,1,其平均数为x 甲=1015=23; 方差为s 甲2=115 1-23 2×10+ 0-232×5 =29.乙组研发新产品的成绩为1,0,1,1,0,1,1,0,1,0,0,1,0,1,1, 其平均数为x 乙=9=3; 方差为s 乙2=115 1-352×9+ 0-352×6 =625. 因为x 甲>x 乙,s 甲2<s 乙2,所以甲组的研发水平优于乙组. (2)记E={恰有一组研发成功}.在所抽得的15个结果中,恰有一组研发成功的结果是(a ,b ),(a ,b ),(a ,b ),(a ,b ),(a ,b ),(a ,b ),(a ,b ),共7个.故事件E 发生的频率为715.将频率视为概率,即得所求概率为P (E )=7.18.(本小题满分12分)(2014湖南,文18)如图,已知二面角α-MN-β的大小为60°,菱形ABCD 在面β内,A ,B 两点在棱MN 上,∠BAD=60°,E 是AB 的中点,DO ⊥面α,垂足为O. (1)证明:AB ⊥平面ODE ;(2)求异面直线BC 与OD 所成角的余弦值.分析:在第(1)问中,可利用线面垂直的判定定理证明,由DO ⊥平面α可得到DO ⊥AB ,然后利用△ABD 为正三角形得到DE ⊥AB ,最后根据线面垂直的判定定理得出所证结论;在第(2)问中,充分利用第(1)问的结论AB ⊥平面ODE ,从而得到二面角α-MN-β的平面角,达到立几化平几的目的,即转化为求∠ADO 的余弦,然后利用解直角三角形的方法求出余弦值.解:(1)如图a,因为DO ⊥α,AB ⊂α,所以DO ⊥AB.图a连接BD ,由题设知,△ABD 是正三角形. 又E 是AB 的中点,所以DE ⊥AB. 而DO ∩DE=D ,故AB ⊥平面ODE.(2)因为BC ∥AD ,所以BC 与OD 所成的角等于AD 与OD 所成的角,即∠ADO 是BC 与OD 所成的角. 由(1)知,AB ⊥平面ODE ,所以AB ⊥OE.又DE ⊥AB ,于是∠DEO 是二面角α-MN-β的平面角,从而∠DEO=60°. 不妨设AB=2,则AD=2.易知DE= 3. 在Rt △DOE 中,DO=DE ·sin 60°=3. 连接AO ,在Rt △AOD 中,cos ∠ADO=DO=32=3.故异面直线BC 与OD 所成角的余弦值为34.19.(本小题满分13分)(2014湖南,文19)如图,在平面四边形ABCD 中,DA ⊥AB ,DE=1,EC= 7,EA=2,∠ADC=2π3,∠BEC=π3. (1)求sin ∠CED 的值; (2)求BE 的长.分析:在第(1)问中,通过已知条件,借助余弦定理得到CD 的长,然后在△CDE 中,利用正弦定理得到∠CED 的正弦值;在第(2)问中,利用∠CED 的正弦值求得其余弦值,然后利用角之间的关系表示出∠AEB ,进而表示出∠AEB 的余弦值,最后在Rt △EAB 中利用边角关系,求得BE 的长. 解:如题图,设∠CED=α.(1)在△CDE 中,由余弦定理,得EC 2=CD 2+DE 2-2CD ·DE ·cos ∠EDC. 于是由题设知,7=CD 2+1+CD ,即CD 2+CD-6=0. 解得CD=2(CD=-3舍去). 在△CDE 中,由正弦定理,得EC sin ∠EDC=CDsin α. 于是,sin α=CD ·sin 2π3EC =2× 327=217,即sin ∠CED= 21.(2)由题设知,0<α<π3,于是由(1)知,cos α= 1-sin 2α= 1-2149=2 77. 而∠AEB=2π-α,所以cos ∠AEB=cos 2π-α =cos 2πcos α+sin 2πsin α=-1cos α+ 3sin α=-1×2 7+ 3×21=7.在Rt △EAB 中,cos ∠AEB=EA =2,故BE=2= 714=4 7.20.(本小题满分13分)(2014湖南,文20)如图,O 为坐标原点,双曲线C 1:x 2a 12−y 2b 12=1(a 1>0,b 1>0)和椭圆C 2:y 2a 22+x 2b 22=1(a 2>b 2>0)均过点P2 3,1 ,且以C 1的两个顶点和C 2的两个焦点为顶点的四边形是面积为2的正方形.(1)求C 1,C 2的方程;(2)是否存在直线l ,使得l 与C 1交于A ,B 两点,与C 2只有一个公共点,且|OA +OB |=|AB |?证明你的结论.分析:在第(1)问中,利用已知条件结合图形以及双曲线、椭圆中a ,b ,c 的几何意义,列出关于a 1,b 1,a 2,b 2的方程,得到它们的值,从而求出双曲线C 1、椭圆C 2的方程;在第(2)问中,首先对直线l 的斜率进行分类讨论,当斜率k 不存在时易得A ,B 两点的坐标,进而判断满足题设条件的直线l 不存在;当斜率k 存在时,可先设出l 的方程,然后代入曲线方程,利用根与系数的关系并结合向量的运算,依此判断满足题设条件的直线l 不存在. 解:(1)设C 2的焦距为2c 2,由题意知,2c 2=2,2a 1=2.从而a 1=1,c 2=1.因为点P 2 33,1 在双曲线x 2-y 2b 12=1上,所以2 332−1b 12=1.故b 12=3. 由椭圆的定义知2a 2= 2 332+(1-1)+ 2 332+(1+1)=2 3.于是a 2= 3,b 22=a 22−c 22=2.故C 1,C 2的方程分别为x 2-y 23=1,y 23+x 22=1. (2)不存在符合题设条件的直线.①若直线l 垂直于x 轴,因为l 与C 2只有一个公共点,所以直线l 的方程为x= 或x=- .当x= 2时,易知A ( 2, 3),B ( 2,- 3), 所以|OA +OB |=2 2,|AB |=2 3. 此时,|OA+OB |≠|AB |. 当x=- 2时,同理可知,|OA +OB |≠|AB |.②若直线l 不垂直于x 轴,设l 的方程为y=kx+m. 由 y =kx +m ,x 2-y 2=1得(3-k 2)x 2-2kmx-m 2-3=0. 当l 与C 1相交于A ,B 两点时,设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则x 1,x 2是上述方程的两个实根,从而x 1+x 2=2km 3-k2,x 1x 2=m 2+3k 2-3.于是y 1y 2=k 2x 1x 2+km (x 1+x 2)+m 2=3k 2-3m 2k 2-3.由 y =kx +m ,y 2+x 2=1得(2k 2+3)x 2+4kmx+2m 2-6=0. 因为直线l 与C 2只有一个公共点,所以上述方程的判别式Δ=16k 2m 2-8(2k 2+3)(m 2-3)=0. 化简,得2k 2=m 2-3,因此OA·OB =x 1x 2+y 1y 2=m 2+3k 2-3+3k 2-3m 2k 2-3=-k 2-3k 2-3≠0,于是OA 2+OB 2+2OA ·OB ≠OA 2+OB 2-2OA ·OB , 即|OA +OB 2|≠|OA −OB 2|,故|OA +OB |≠|AB |. 综合①,②可知,不存在符合题设条件的直线.21.(本小题满分13分)(2014湖南,文21)已知函数f (x )=x cos x-sin x+1(x>0).(1)求f (x )的单调区间;(2)记x i 为f (x )的从小到大的第i (i ∈N *)个零点,证明:对一切n ∈N *,有1x 12+1x 22+…+1n 2<2.分析:在第(1)问中,通过已知条件,借助导数,转化为判断导数在(0,+∞)上的符号,进而得出函数的单调区间;在第(2)问中,充分利用第(1)问的结论,得到f (x )在(n π,(n+1)π)上存在零点,从而得出n π<x n+1<(n+1)π,然后分n=1,n=2,n ≥3三种情况讨论112+122+…+1n 2的值与2的大小关系,即可得证. 解:(1)f'(x )=cos x-x sin x-cos x=-x sin x.令f'(x )=0,得x=k π(k ∈N *).当x ∈(2k π,(2k+1)π)(k ∈N )时,sin x>0,此时f'(x )<0; 当x ∈((2k+1)π,(2k+2)π)(k ∈N )时,sin x<0,此时f'(x )>0.故f (x )的单调递减区间为(2k π,(2k+1)π)(k ∈N ),单调递增区间为((2k+1)π,(2k+2)π)(k ∈N ). (2)由(1)知,f (x )在区间(0,π)上单调递减. 又f π=0,故x 1=π.当n ∈N *时,因为f (n π)f ((n+1)π)=[(-1)n n π+1][(-1)n+1(n+1)π+1]<0,且函数f (x )的图象是连续不断的,所以f (x )在区间(n π,(n+1)π)内至少存在一个零点.又f (x )在区间(n π,(n+1)π)上是单调的,故n π<x n+1<(n+1)π.因此,当n=1时,1x 12=4π2<23; 当n=2时,1x 12+1x 22<1π2(4+1)<23;当n ≥3时,1x 12+1x 22+…+1x n 2<1π2 4+1+122+…+1(n -1)2 <1π2 5+11×2+…+1(n -2)(n -1) <12 5+ 1-1 + 1-1 +…+ 1n -2-1n -1 =1π2 6-1n -1<6π2<23. 综上所述,对一切n ∈N *,1x 12+1x 22+…+1x n 2<23.。
2014年高考数学试卷,湖南高考文科数学试卷
【全国高考数学试卷】2014年普通高等学校招生全国统一考试(湖南卷)数学(文)一.选择题：本大题共10小题，每小题5分，共50分.在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的.1.设命题2:,10p x R x ∀∈+>，则p ⌝为（ ）200.,10A x R x ∃∈+> 200.,10B x R x ∃∈+≤ 200.,10C x R x ∃∈+< 200.,10D x R x ∀∈+≤3.对一个容器为N 的总体抽取容量为n 的样本，当选取简单随机抽样、系统抽样和分层抽样三种不同方法抽取样本时，总体中每个个体被抽中的概率分别为123,,p p p ，则（ ）123.A p p p =< 231.B p p p =< 132.C p p p =< 123.D p p p ==4.下列函数中，既是偶函数又在区间(,0)-∞上单调递增的是（ ）21.()A f x x =2.()1B f x x =+3.()C f x x = .()2xD f x -=6.若圆221:1C x y +=与圆222:680C x y x y m +--+=，则m =（ ）.21A .19B .9C .11D -7.执行如图1所示的程序框图，如果输入的[]2,2t ∈-，则输出的S 属于（ ） A.[]6,2--B.[]5,1--C.[]4,5-D.[]3,6-8.一块石材表示的几何体的三视图如图2所示，将学科 网石材切削、打磨、加工成球，则能得到的最大球的半径等于（ ）A.1B.2C.3D.49.若1201x x <<<，则（ ）A.2121ln ln xxe e x x ->-B.2121ln ln xxe e x x -<-C.1221xxx e x e >D.1221xxx e x e <10.在平面直角坐标系中，O 为原点，()1,0A -，()03B ，,()30C ，，动点D 满足 1CD =,则OA OB OD ++的取值范围是（ ）A.[]46，B.19-119+1⎡⎤⎣⎦，C.2327⎡⎤⎣⎦， D.7-17+1⎡⎤⎣⎦，二．填空题：本大题共5小题，每小题5分，共25分. 3i+12.在平面直角坐标系中，曲线222 :212x t Cy t⎧=+⎪⎪⎨⎪=+⎪⎩（t为参数）的普通方程为___________.13.若变量yx，满足约束条件⎪⎩⎪⎨⎧≥≤+≤14yyxxy，则yxz+=2的最大值为_________.14.平面上以机器人在行进中始终保持与点()01，F的距离和到直线1-=x的距离相等.若机器人接触不到过点()01，-P且斜率为k的直线，则k的取值范围是___________.15.若()()ax ex f x++=1ln 3是偶函数，则=a____________.三、解答题：本大题共6小题，学科 网共75分.解答应写出文字说明，证明过程或演算过程. 16.（本小题满分12分）已知数列{}n a 的前n 项和*∈+=N n nn S n ，22. （I ）求数列{}n a 的通项公式；（II ）设()n nan a b n 12-+=，求数列{}n b 的前n 2项和.17.（本小题满分12分）某企业有甲、乙两个研发小组，为了比较他们的研发水平，现随机抽取这两个小组往年 研发新产品的结果如下：()()()()()()()()()()()()()()()b a b a b a b a b a b a b a b a b a b a b a b a b a b a b a ，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，其中a a，分别表示甲组研发成功和失败；b b ，分别表示乙组研发成功和失败.（I ）若某组成功研发一种新产品，则给改组记1分，否记0分，试计算甲、乙两组研 发新产品的成绩的平均数和方差，并比较甲、乙两组的研发水平；18.（本小题满分12分） 如图3，已知二面角MN αβ--的大小为60，菱形ABCD 在面β内，,A B 两点在棱MN 上，60BAD ∠=，E 是AB 的中点，DO ⊥面α，垂足为O .（1）证明：AB ⊥平面ODE ；（2）求异面直线BC 与OD 所成角的余弦值.19.（本小题满分13分）如图4，在平面四边形ABCD 中，32,2,7,1,π=∠===⊥ADC EA EC DE AB DA , 3π=∠BEC（1）求CED ∠sin 的值； （2）求BE 的长20.（本小题满分13分）如图5，O 为坐标原点，双曲线221112211:1(0,0)x y C a b a b -=>>和椭圆222222222:1(0)x y C a b a b -=>>均过点23(,1)3P ，且以1C 的两个顶点和2C 的两个焦点为顶点的四边形是面积为2的正方形. （1）求12,C C 的方程；（2）是否存在直线l ，使得l 与1C 交于,A B 两点，与2C 只有一个公共点，且||||OA OB AB +=？证明你的结论.21.（本小题满分13分） 已知函数()cos sin 1(0)f x x x x x =-+>.（1）求()f x 的单调区间；（2）记i x 为()f x 的从小到大的第(*)i i N ∈个零点，证明：对一切*n N ∈，有2221211123n x x x +++<精心整理资料，感谢使用！。
2014年高考文科数学湖南卷-答案
（2）利用放缩法即可证明不等式即可.
【考点】利用导数求闭区间上函数的最值，利用导数研究函数的单调性
∵圆 与圆 外切，∴ ，解得： .
【提示】化两圆的一般式方程为标准方程，求出圆心和半径，由两圆心间的距离等于半径和列式求得m值.
【考点】圆的切线方程
7.【答案】D
【解析】若 ，则不满足条件输出 ，若 ，则满足条件，此时 ，此时不满足条件，输出 ，综上： .
【提示】根据程序框图，结合条件，利用函数的性质即可得到结论.
【考点】复数代数形式的乘除运算.
12.【答案】
【解析】∵曲线 （ 为参数），∴两式相减可得 .
【提示】利用两式相减，消去 ，从而得到曲线 的普通方程.
【考点】直线的参数方程
13.【答案】
【解析】作出不等式组对应的平面区域如图：
由 ，得 ，平移直线 ，由图象可知当直线 经过点 ，直线 的截距最大，此时 最大，由 ，解得 ，即 ，此时 ，故答案为： .
【考点】直线与圆锥曲线的综合问题.
21.【答案】（1） ，令 ，则 .
当 时， ，当 时， ，
∴ 的单调减区间为 ，
的单调增区间为 .
（2）由（1）知， 在区间 上单调递减，∵ ，∴ .
当 时，∵ ，且 的图象是连续不断的，
∴ 在区间 内至少有一个实根，又 在区间
2014年普通高等学校招生全国统一考试（湖南卷）
数学（文科）答案解析
第Ⅰ卷
一、选择题
1.【答案】B
【解析】∵命题 ，是一个特称命题.
∴ .
【提示】题设中的命题是一个特称命题，按命题否定的规则写出其否定即可找出正确选项.
【考点】命题的否定
2014年湖南卷文科数学高考试卷(原卷 答案)
绝密★启用前2014年普通高等学校招生全国统一考试(湖南卷)文科数学本试卷共21题，共150分。
考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
注意事项：1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。
2．答题时请按要求用笔。
3．请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效。
4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。
5．保持卡面清洁，不要折叠、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
一. 选择题：本大题共10小题，每小题5分，共50分.在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的. 1. 设命题2:,10p x R x ∀∈+>，则p ⌝为200.,10A x R x ∃∈+> 200.,10B x R x ∃∈+≤200.,10C x R x ∃∈+< 200.,10D x R x ∀∈+≤ 2. 已知集合{|2},{|13}A x x B x x =>=<<，则A B =.{|2}A x x > .{|1}B x x > .{|23}C x x << .{|13}D x x <<3. 对一个容器为N 的总体抽取容量为n 的样本，当选取简单随机抽样、系统抽样和分层抽样三种不同方法抽取样本时，总体中每个个体被抽中的概率分别为123,,p p p ，则123.A p p p =< 231.B p p p =< 132.C p p p =< 123.D p p p == 4.下列函数中，既是偶函数又在区间(,0)−∞上单调递增的是21.()A f x x= 2.()1B f x x =+3.()C f x x = .()2x D f x −=5. 在区间[2,3]−上随机选取一个数X ，则1X ≤的概率为4.5A 3.5B 2.5C 1.5D 6. 若圆221:1C x y +=与圆222:680C x y x y m +−−+=，则m =.21A .19B .9C .11D −7. 执行如图1所示的程序框图，如果输入的[]2,2t ∈−，则输出的S 属于A. []6,2−−B. []5,1−−C. []4,5−D. []3,6−8. 一块石材表示的几何体的三视图如图2所示，将石材切削、打磨、加工成球，则能得到的最大球的半径等于 A. 1 B. 2 C. 3 D. 49. 若1201x x <<<，则 A. 2121ln ln xxe e x x −>− B. 2121ln ln x xe e x x −<− C. 1221xxx e x e >D. 1221xxx e x e <10. 在平面直角坐标系中，O 为原点，()1,0A −，(0B ()30C ，，动点D 满足 1||=CD 则||OD OB OA ++的取值范围是A. []46，B. ⎤⎦C. ⎡⎣D. ⎤⎦二、填空题：本大题共5小题，每小题5分，共25分. 11. 复数23ii +（i 为虚数单位）的实部等于_________.12.在平面直角坐标系中，曲线22:12x tC y t ⎧=+⎪⎪⎨⎪=+⎪⎩（t 为参数）的普通方程为___________. 13. 若变量y x ，满足约束条件⎪⎩⎪⎨⎧≥≤+≤14y y x x y ，则y x z +=2的最大值为_________.14. 平面上以机器人在行进中始终保持与点()01，F 的距离和到直线1−=x 的距离相等.若 机器人接触不到过点()01，−P 且斜率为k 的直线，则k 的取值范围是___________. 15. 若()()ax e x f x++=1ln 3是偶函数，则=a ____________.三、解答题：本大题共6小题，共75分.解答应写出文字说明，证明过程或演算过程. 16.（本小题满分12分）已知数列{}n a 的前n 项和*∈+=N n nn S n ，22.(I) 求数列{}n a 的通项公式；（II ）设()n nan a b n 12−+=，求数列{}n b 的前n 2项和.17.（本小题满分12分）某企业有甲、乙两个研发小组，为了比较他们的研发水平，现随机抽取这两个小组往年研发新产品的结果如下：()()()()()()()()()()()()()()()b a b a b a b a b a b a b a b a b a b a b a b a b a b a b a ，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，其中a a，分别表示甲组研发成功和失败；b b ，分别表示乙组研发成功和失败. （I ）若某组成功研发一种新产品，则给改组记1分，否记0分，试计算甲、乙两组研发新产品的成绩的平均数和方差，并比较甲、乙两组的研发水平；（II ）若该企业安排甲、乙两组各自研发一种新产品，试估算恰有一组研发成功的概率.18.（本小题满分12分）如图3，已知二面角MN αβ−−的大小为60，菱形ABCD 在面β内，,A B 两点在棱MN 上，60BAD ∠=，E 是AB 的中点，DO ⊥面α，垂足为O . (1) 证明：AB ⊥平面ODE ；（2）求异面直线BC 与OD 所成角的余弦值.19.（本小题满分13分）如图4，在平面四边形ABCD中，32,2,7,1,π=∠===⊥ADC EA EC DE AB DA3π=∠BEC（1）求CED ∠sin 的值； （2）求BE 的长20.（本小题满分13分）如图5，O 为坐标原点，双曲线221112211:1(0,0)x y C a b a b −=>>和椭圆222222222:1(0)x y C a b a b −=>>均过点(,1)3P ，且以1C 的两个顶点和2C 的两个焦点为顶点的四边形是面积为2的正方形. (1) 求12,C C 的方程；(2) 是否存在直线l ，使得l 与1C 交于,A B 两点，与2C 只有一个公共点，且||||AB OB OA =+？证明你的结论.21.（本小题满分13分）已知函数()cos sin 1(0)f x x x x x =−+>.(1) 求()f x 的单调区间；（2）记i x 为()f x 的从小到大的第(*)i i N ∈个零点，证明：对一切*n N ∈，有3211122221<+++nx x x .图4D E A2014年普通高等学校招生全国统一考试(湖南卷)文科数学(参考答案)1．B 【解析】试题分析：全称命题的否定是特称命题 所以命题p 的否定为200,10x R x ∃∈+≤ 故选B.考点：命题否定 全称命题 特称命题 2．C 【解析】试题分析：由交集的定义可得{}/23A B x x ⋂=<< 故选C. 考点：集合交集 3．D 【解析】试题分析：根据随机抽样的原理可得，简单随机抽样、分层抽样、系统抽样都必须满足每个个体被抽到的概率相等，即p 1＝p 2＝p 3.注意无论是哪种抽样，每个个体被抽到的概率均是相同的. 考点：随机抽样 4．A 【解析】试题分析：A 中21()f x x=是偶函数，且在(,0)−∞上是增函数，故A 满足题意；B 中2()1f x x =+是偶函数，但在(,0)−∞上是减函数；C 中3()f x x =是奇函数；D 中()2x f x −=是非奇非偶函数．故,,B C D 都不满足题意，故选A ．考点：1、函数的奇偶性；2、单调性. 5．B 【解析】试题分析：在[]2,3−上符合1X ≤的区间为[]2,1− 因为区间[]2,3−的区间长度为5且区间[]2,1−的区间长度为3 所以根据几何概型的概率计算公式可得35P = 故选B. 考点：几何概型 6．C 【解析】试题分析：因为()()22226803425x y x y m x y m +−−+=⇒−+−=− 所以250m −>25m ⇒<且圆2C 的圆心为()3,4 根据圆与圆外切的判定(圆心距离等于半径和)可得1=9m ⇒= 故选C.考点：圆与圆之间的外切关系与判断 7．D 【解析】试题分析：当[)2,0t ∈−时 运行程序如下 (](]2211,9,32,6t t S t =+∈=−∈− 当[]0,2t ∈时 []33,1S t =−∈−−则(][][]2,63,13,6S ∈−⋃−−=− 故选D. 考点：程序框图 二次函数 8．B 【解析】试题分析：由三视图可知，这是一个三棱柱，内切球在正视图的投影是正视图的内切圆，设其半径为r ，根据三角形面积公式有()11681068,222r r ++=⋅⋅=. 考点：几何体的内切球.9．C【解析】试题分析：对于A ，B 作出f(x)=e x −lnx 图象如图所示，可见0<x <1时，既有单调减函数区间，单调增函数区间，故都不正确；对于C ，设f(x)=e xx，作如图所示，因0<x <1,f′(x)=e x x−e xx 2=e x (x−1)x 2<0，此时，f(x)在(0,1)上为减函数，故有f(x 1)=e x 1x 1>f(x 2)=e x 2x 2，得x 2e x 1>x 1e x 2，故C 正确，D 不正确，故选C.考点：1、利用导数研究函数的单调性；2、函数的图象及数形结合思想的应用.10．D 【解析】试题分析：因为C 坐标为()3,0且1CD = 所以动点D 的轨迹为以C 为圆心的单位圆 则D 满足参数方程3cos {sin D D x y θθ=+=(θ为参数且[)0,2θπ∈) 所以设D 的坐标为为()[)()3cos ,sin 0,2θθθπ+∈则(3OA OB OD ++==因为2cos θθ+的取值范围为⎡⎡=⎢⎣⎣1==1==−所以OA OBOD ++的取值范围为1⎤=−⎦ 故选D.考点：参数方程 圆 三角函数11．3− 【解析】试题分析：由题可得233ii i +=−− 3i −−的实部为3− 故填3−. 考点：复数12．10x y −−=【解析】 【分析】 【详解】试题分析：联立22{12x t y t=+=+消t 可得110x y x y −=⇒−−= 故填10x y −−=.13．7【解析】试题分析：作出不等式组4y x x y ≤⎧⎪+≤⎨⎪表示的区域如下,则根据线性规划的知识可得目标函数2z x y =+在点)且斜率为k 的直线，此时直线的方程为(1)y k x =+，联立方程组2(1){4y k x y x=+=，整理得2222(24)0k x k x k −++=，由∆<0解得1k <−或1k >． 考点：直线与抛物线的位置关系．【方法点晴】本题主要考查了直线与抛物线的位置关系，其中解答中涉及到抛物线的定义、标准方程及其简单的几何性质的应用，直线与抛物线的位置关系等知识点的综合考查，着重考查了学生分析问题和解答问题的能力，以及推理与转化的应用，试题有一定的难度，属于中档试题，准确理解抛物线的定义是解答的关键． 15．−32【解析】试题分析：因为函数f(x)=ln(e 3x +1)+ax 为偶函数 所以f(−x)=f(x)⇒ln(e −3x +1)−ax =ln(e 3x +1)+ax ⇒ln(e 3x +1e 3x)−ax =ln(e 3x +1)+ax⇒ln(e 3x +1)−3x −ax =ln(e 3x +1)+ax ⇒−3x =2ax ⇒a =−32 故填−32. 考点：奇偶性 对数运算 16．（1）;(2)【解析】试题分析:(1)题目已知,n n a S 之间的关系 令1n = 利用11a S = 即可求的1a 的值 令2n ≥ 利用n a 与前n 项和之间的关系1n n n a S S −=−即可得到n a 令1n =检验首项即可得到n a 的通项公式.(2)把(1)得到的通项公式代入n b 可以得到n b 是由等比数列2n 数列()1?nn −之和 才用分组求和法 首先利用等比数列前n 项和公式求的等比数列2n 的前n 项和 再利用()1234562121n n −+=−+=−+==−−+=对数列()1?nn −进行分组()()()()()123456212n n −++−++−+++−−+即可求的数列n b 的前n 项和(1)当1n =时 111a S ==;当2n ≥时 ()()22111,22n n n n n n n a S S n −−+−+=−=−= 检验首项11a =符合n a n = 所以数列{}n a 的通项公式为n a n =. (2)由(1)可得()21?nn n b n =+− 记数列{}n b 的前2n 项和为2n T则()()123222222123452n n T n =+++++−+−+−++()()()()()12222?212345621212n n T n n −⎡⎤⇒=+−++−++−+++−−+⎣⎦− 21222n n T n +⇒=+−故数列{}n b 的前2n 项和为21222n n T n +=+−考点：数列前n 项和 等差数列 等比数列 分组求和法 17．(1)23x =甲 229s 甲= 35x =乙 2625s =乙 甲组优于乙组 (2)()715P E = 【解析】试题分析:(1)按照题意对甲 乙两组15次实验的等分 再根据平均数求的甲 乙成绩平均数 再根据方差的计算公式即可求的甲乙的方差 再比较甲乙两组的平均数和方差 谁平均数大方差小 谁的研究水平较好.(2)根据题意可知有15此实验 其中有7次是只有一组研发成功 频率除以总数即可得到概率的估算值 进而得到恰有一组研发成功的概率.(1)甲组研发新产品的成绩如下:1,1,1,0,0,1,1,1,0,1,0,1,1,0,1 其平均数102153x ==甲;方差22212221*********s ⎡⎤⎛⎫⎛⎫=−⨯+−⨯=⎢⎥ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎢⎥⎣⎦甲乙组研发新产品的成绩为:1,0,1,1,0,1,1,0,1,0,0,1,0,1,1 其平均数93155x 乙== 方差为22213361906155525s ⎡⎤⎛⎫⎛⎫=−⨯+−⨯=⎢⎥ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎢⎥⎣⎦乙因为22,<x x s s >甲乙甲乙所以甲组的研发水平优于乙组. (2)记{}E =恰有一组研发成功 在所有抽的的15个结果中 恰有一组研发成功的结果如下:(a ，b ⃗ )，(a ，b)，(a ，b ⃗ )，(a ，b)，(a ，b ⃗ )，(a ，b ⃗ )，(a ，b)共7个 所以根据古典概型的概率计算公式可得()715P E =. 考点：概率 平均数 方差 18．(1)详见解析 (2)34【解析】 【分析】 【详解】试题分析:(1)题目已知DO α⊥ 利用线面垂直的性质可得DO ⊥AB 已知角DAE 和2DA AE = 利用余弦定理即可说明AB DE ⊥ 即AB 垂直于面DOE 内两条相交的直线 根据线面垂直的判断即可得到直线AB 垂直于面DEO .(2)菱形ABCD 为菱形可得//AD BC 则BC 与OD 所成角与角ADO 大小相等 即求ADO 角的余弦值即可 利用菱形ABCD 所有边相等和一个角为060即可求的DE 的长度 根据(1)可得AB ⊥面DOE 即角DEO 为二面角MN αβ−−的平面角为060 结合∆DEO 为直角三角形与DO 的长度 即可求的,DO OE 长度 再直角AOD ∆中,AD OD 已知 利用直角三角形中余弦的定义即可求的角ADO 的余弦值 进而得到异面直线夹角的余弦值.(1)如图 因为DO α⊥ AB α⊆ 所以⊥DO AB 连接BD 由题可知ABD ∆是正三角形 又E 是AB 的中点 所以DE AB ⊥ 而故AB ⊥平面ODE .(2)因为//BC AD 所以BC 与OD 所成的角等于AD 与OD 所成的角 即ADO ∠是BC 与OD 所成的角 由(1)可知AB ⊥平面ODE 所以AB OE ⊥ 又DE AB ⊥ 于是DEO ∠是二面角MN αβ−−的平面角 从而060DEO ∠= 不妨设2AB = 则2AD =易知DE =在Rt DOE ∆中 03·sin 602DO DE == 连接AO 在Rt AOD ∆中 332cos 24DO ADO AD ∠=== 所以异面直线BC 与OD 所成角的余弦值为34.考点：异面直线的夹角 二面角 线面垂直 19．(1)7(2)【解析】 【分析】(1)在CDE ∆中已知两边与一角 利用余弦定理即可求出第三条边DC 的长度 再利用余弦定理即可求出角CED 的正弦值.(2)由(1)三角形DEC 的三条边 根据正余弦直角的关系可得角DEC 的余弦值(或者利用正余弦之间的关系也可求的) 角,,DEC BEC AEB ∠∠∠之和为0180 其中两个角的正余弦值已知 则可以利用余弦的和差角公式求的角AEB 的余弦值 AE 长度已知 利用直角三角形AEB 中余弦的定义即可求的BE 长. 【详解】如图设CED α∠=(1)在CDE ∆中 由余弦定理可得2222?··cos EC CD DE CD DE EDC =+−∠ 于是又题设可知 271CD CD =++ 即260CD CD +−= 解得2CD =(30CD =−<舍去)在CDE ∆中 由正弦定理可得sin sin DE CD EDC α=∠2·sin 3sin 7CD EC πα⇒===即sin 7CED ∠=. (2)由题设可得203πα<<于是根据正余弦之间的关系可得cos 7α=== 而23AED πα∠=− 所以222cos cos cos cos sin sin 333AEB πππααα⎛⎫∠=−=+⎪⎝⎭1cos sin 22αα=−+1272714=−⨯+⨯=在Rt EAB ∆中 2cos EA AEB BE BE ∠==所以2cos BE AEB ===∠⎝⎭考点：正余弦定理 正余弦和差角公式 直角三角形 正余弦之间的关系20．（1）222212:1,:1332y y x C x C −=+=；（2）见解析. 【解析】试题分析:(1)利用正方形面积为2 即可得到对角线的长为2 则可得1C 的两个顶点和2C 的两个焦点的坐标 求的12,a c 的值 再结合点P 在双曲线上 代入双曲线结合,,a b c 之间的关系即可求的1b 的值 得到双曲线的方程 椭圆的焦点坐标已知 点P 在椭圆上 利用椭圆的定义2a 即为P 到两焦点的距离之和 求出距离即可得到2a 的值 利用,,a b c 之间的关系即可求出2b 的值 得到椭圆的标准方程.(2)分以下两种情况讨论 当直线l 的斜率不存在时 直线l 与2C 只有一个公共点 即直线经过2C 的顶点 得到直线l 的方程 代入双曲线求的,A B 点的坐标验证是否符合等式OA OB AB += 当直线l 的斜率存在时 直线l 的方程为y kx m =+ 联立直线l 与双曲线消元得到二次方程 再利用根与系数之间的关系得到关于,A B 两点横纵坐标之和的表达式 利用,k m 出OA OB ⋅ 再立直线l 与椭圆的方程0∆=即可得到,k m 直线的关系 可得到内积OA OB ⋅不可能等于0 进而得到22222?2?OA OB OAOB OA OB OAOB ++≠+− 即OA OB AB +≠ 即不存在这样的直线.的焦距为22c 由题可得2122,22c a == 从而121,1a c ==因为点P ⎫⎪⎪⎝⎭在双曲线22211y x b −=上所以221212133b b ⎛⎫−=⇒= ⎪ ⎪⎝⎭由椭圆的定义可得22a ==2a ⇒=于是根据椭圆,,a b c 之间的关系可得2222222b a c =−= 所以12,C C 的方程为22221,1332y y x x −=+=.(2)不存在符合题设条件的直线.①若直线l 垂直于x 轴 即直线l 的斜率不存在 因为l 与2C只有一个公共点 所以直线的方程为:l x=或x =当x时易知,,AB所以22,23OA OB AB +== 此时OA OB AB +≠.当x =时 同理可得OA OB AB +≠.②当直线l 不垂直于x 轴时 即直线l 的斜率存在且设直线l 的方程为y kx m =+ 联立直线与双曲线方程22{13y kx my x =+−=可得()2223230kxkmx m −−−−= 当l 与1C 相交于,A B 两点时 设()()1122,,,A x y B x y 则12,x x 满足方程()2223230k xkmx m −−−−= 由根与系数的关系可得于是11 / 12()22221212122333k m y y k x x km x x m k −=+++=− 联立直线l 与椭圆22{132y kx my x =++=可得 ()222234260k x kmx m +++−= 因为直线l 与椭圆只有一个交点所以()()222201682330k m k m ∆=⇒−+−= 化简可得2223k m =− 因此 222212122223333·0333m k m k OAOB x x y y k k k +−−−=+=+=≠−−− 于是22222?2?OA OB OAOB OA OB OAOB ++≠+− 即22OA OB OA OB +≠− 所以OA OB AB +≠ 综上不存在符合题目条件的直线l .考点：椭圆 双曲线 向量 向量内积21．(1) 单调递减区间为()()()2,21*k k k N ππ+∈ 单调递增区间为()()()()21,22*k k k N ππ++∈.(2)详见解析 【解析】试题分析:(1)对函数()f x 求导得到导函数()()'0f x x > 求()'f x 大于0和小于0的解集得到单调减区间和单调增区间 但是必须注意正余弦的周期性和原函数的定义域()0,+∞.(2)利用(1)问的结果可知函数()f x 在区间()0,π上是单调递减的 即()f x 在区间()0,π上至多一个零点 根据正余弦的函数值可得1022f x ππ⎛⎫=⇒= ⎪⎝⎭再根据()f x 在区间上()(),1n n ππ+单调性和函数()f x 在区间()(),1n n ππ+端点处函数值异号可得函数()f x 在区间()(),1n n ππ+上有且只有一个零点 即()()122222111111n n n x n x n n ππππ++<<+⇒<<+ 则依次讨论1,2,3n n n ==≥利用放缩法即可证明2221211123n x x x +++<. 数()f x 求导可得()()'cos sin cos sin 0f x x x x x x x x =−−=−> 令()'0f x =可得()*x k k N π=∈ 当()()()2,21*x k k k N ππ∈+∈时 sin 0x >.此时()'0f x <;当()()()()21,22*x k k k N ππ∈++∈时 sin 0x < 此时()'0f x >故函数()f x 的单调递减区间为()()()2,21*k k k N ππ+∈ 单调递增区间为()()()()21,22*k k k N ππ++∈.12 / 12 (2)由(1)可知函数()f x 在区间()0,π上单调递减 又02f π⎛⎫=⎪⎝⎭ 所以12x π= 当*n N ∈时 因为()()()()()()11111110n n f n f n n n ππππ+⎡⎤⎡⎤+=−+−++<⎣⎦⎣⎦且函数()f x 的图像是连续不断的 所以()f x 在区间()(),1n n ππ+内至少存在一个零点 又()f x 在区间()(),1n n ππ+上是单调的 故()11n n x n ππ+<<+ 因此当1n =时 2211423x π=<;当2n =时 ()222121112413x x π+<+<;当3n ≥时 ()22222221231111111+4121n x x x x n π⎡⎤+++<++++⎢⎥−⎢⎥⎣⎦()()222221*********+51221n x x x x n n π⎡⎤⇒+++<+++⎢⎥⨯−−⎢⎥⎣⎦2222212311111111+51221n x x x x n n π⎡⎤⎛⎫⎛⎫⇒+++<+−++− ⎪ ⎪⎢⎥−−⎝⎭⎝⎭⎣⎦221162613n ππ⎛⎫=−<< ⎪−⎝⎭综上所述 对一切的*n N ∈ 2221211123n x x x +++<.考点：导数 单调性 放缩法 裂项求和。
2014年湖南省高考数学试卷(文科)学生版
2014年湖南省高考数学试卷（文科）一、选择题（共10小题，每小题5分，共50分）1．（5分）（2014•湖南）设命题p：∀x∈R，x2+1＞0，则￢p为（）A．∃x0∈R，x02+1＞0B．∃x0∈R，x02+1≤0C．∃x0∈R，x02+1＜0D．∀x0∈R，x02+1≤02．（5分）（2014•湖南）已知集合A={x|x＞2}，B={x|1＜x＜3}，则A∩B=（）A．{x|x＞2}B．{x|x＞1}C．{x|2＜x＜3}D．{x|1＜x＜3} 3．（5分）（2014•湖南）对一个容量为N的总体抽取容量为n的样本，当选取简单随机抽样、系统抽样和分层抽样三种不同方法抽取样本时，总体中每个个体被抽中的概率分别为P1，P2，P3，则（）A．P1=P2＜P3B．P2=P3＜P1C．P1=P3＜P2D．P1=P2=P3 4．（5分）（2014•湖南）下列函数中，既是偶函数又在区间（﹣∞，0）上单调递增的是（）A．f（x）=B．f（x）=x2+1C．f（x）=x3D．f（x）=2﹣x 5．（5分）（2014•湖南）在区间[﹣2，3]上随机选取一个数X，则X≤1的概率为（）A．B．C．D．6．（5分）（2014•湖南）若圆C1：x2+y2=1与圆C2：x2+y2﹣6x﹣8y+m=0外切，则m=（）A．21B．19C．9D．﹣117．（5分）（2014•湖南）执行如图所示的程序框图，如果输入的t∈[﹣2，2]，则输出的S属于（）A．[﹣6，﹣2]B．[﹣5，﹣1]C．[﹣4，5]D．[﹣3，6] 8．（5分）（2014•湖南）一块石材表示的几何体的三视图如图所示，将该石材切削、打磨，加工成球，则能得到的最大球的半径等于（）A．1B．2C．3D．49．（5分）（2014•湖南）若0＜x1＜x2＜1，则（）A．﹣＞lnx2﹣lnx1B．﹣＜lnx2﹣lnx1C．x2＞x1D．x2＜x110．（5分）（2014•湖南）在平面直角坐标系中，O为原点，A（﹣1，0），B（0，），C（3，0），动点D满足||=1，则|++|的取值范围是（）A．[4，6]B．[﹣1，+1]C．[2，2]D．[﹣1，+1]二、填空题（共5小题，每小题5分，共25分）11．（5分）（2014•湖南）复数（i为虚数单位）的实部等于．12．（5分）（2014•湖南）在平面直角坐标系中，曲线C：（t为参数）的普通方程为．13．（5分）（2014•湖南）若变量x，y满足约束条件，则z=2x+y的最大值为．14．（5分）（2014•湖南）平面上一机器人在行进中始终保持与点F（1，0）的距离和到直线x=﹣1的距离相等，若机器人接触不到过点P（﹣1，0）且斜率为k的直线，则k的取值范围是．15．（5分）（2014•湖南）若f（x）=ln（e3x+1）+ax是偶函数，则a=．三、解答题（共6小题，75分）16．（12分）（2014•湖南）已知数列{a n}的前n项和S n=，n∈N*．（Ⅰ）求数列{a n}的通项公式；（Ⅱ）设b n=+（﹣1）n a n，求数列{b n}的前2n项和．17．（12分）（2014•湖南）某企业有甲、乙两个研发小组，为了比较他们的研发水平，现随机抽取这两个小组往年研发新产品的结果如下：（a，b），（a，），（a，b），（，b），（，），（a，b），（a，b），（a，），（，b），（a，），（，），（a，b），（a，），（，b）（a，b）其中a，分别表示甲组研发成功和失败，b，分别表示乙组研发成功和失败．（Ⅰ）若某组成功研发一种新产品，则给该组记1分，否则记0分，试计算甲、乙两组研发新产品的成绩的平均数和方差，并比较甲、乙两组的研发水平；（Ⅱ）若该企业安排甲、乙两组各自研发一样的产品，试估计恰有一组研发成功的概率．18．（12分）（2014•湖南）如图，已知二面角α﹣MN﹣β的大小为60°，菱形ABCD 在面β内，A、B两点在棱MN上，∠BAD=60°，E是AB的中点，DO⊥面α，垂足为O．（Ⅰ）证明：AB⊥平面ODE；（Ⅱ）求异面直线BC与OD所成角的余弦值．19．（13分）（2014•湖南）如图，在平面四边形ABCD中，DA⊥AB，DE=1，EC=，EA=2，∠ADC=，∠BEC=．（Ⅰ）求sin∠CED的值；（Ⅱ）求BE的长．20．（13分）（2014•湖南）如图，O为坐标原点，双曲线C1：﹣=1（a1＞0，b1＞0）和椭圆C2：+=1（a2＞b2＞0）均过点P（，1），且以C1的两个顶点和C2的两个焦点为顶点的四边形是面积为2的正方形．（Ⅰ）求C1、C2的方程；（Ⅱ）是否存在直线l，使得l与C1交于A、B两点，与C2只有一个公共点，且|+|=||？证明你的结论．21．（13分）（2014•湖南）已知函数f（x）=xcosx﹣sinx+1（x＞0）．（Ⅰ）求f（x）的单调区间；（Ⅱ）记x i为f（x）的从小到大的第i（i∈N*）个零点，证明：对一切n∈N*，有++…+＜．。
2014·湖南卷(文科数学)
2014·湖南卷(文科数学)1．[2014·湖南卷] 设命题p ：∀x ∈R ，x 2＋1＞0，则綈p 为( )A ．∃x 0∈R ，x 20＋1＞0B ．∃x 0∈R ，x 20＋1≤0C ．∃x 0∈R ，x 20＋1＜0 D ．∀x ∈R ，x 2＋1≤01．B [解析] 由全称命题的否定形式可得綈p ：∃x 0∈R ，x 20＋1≤0. 2．[2014·湖南卷] 已知集合A ＝{x |x ＞2}，B ＝{x |1＜x ＜3}，则A ∩B ＝( ) A ．{x |x ＞2} B ．{x |x ＞1}C ．{x |2＜x ＜3}D ．{x |1＜x ＜3}2．C [解析] 由集合运算可知A ∩B ＝{x |2＜x ＜3}． 3．[2014·湖南卷] 对一个容量为N 的总体抽取容量为n 的样本，当选取简单随机抽样、系统抽样和分层抽样三种不同方法抽取样本时，总体中每个个体被抽中的概率分别为p 1，p 2，p 3，则( )A ．p 1＝p 2＜p 3B ．p 2＝p 3＜p 1C ．p 1＝p 3＜p 2D ．p 1＝p 2＝p 33．D [解析] 不管是简单随机抽样、系统抽样还是分层抽样，它们都是等概率抽样，每个个体被抽中的概率均为nN.4．、[2014·湖南卷] 下列函数中，既是偶函数又在区间(－∞，0)上单调递增的是( )A ．f (x )＝1x2 B ．f (x )＝x 2＋1C ．f (x )＝x 3D ．f (x )＝2－x4．A [解析] 由偶函数的定义，可以排除C ，D ，又根据单调性，可得B 不对． 5．[2014·湖南卷] 在区间[－2，3]上随机选取一个数X ，则X ≤1的概率为( ) A.45 B.35 C.25 D.155．B [解析] 由几何概型概率计算公式可得P ＝1－（－2）3－（－2）＝35.6．[2014·湖南卷] 若圆C 1：x 2＋y 2＝1与圆C 2：x 2＋y 2－6x －8y ＋m ＝0外切，则m ＝( ) A ．21 B ．19 C ．9 D ．－11 6．C [解析] 依题意可得C 1(0，0)，C 2(3，4)，则|C 1C 2|＝33＋42＝5.又r 1＝1，r 2＝25－m ，由r 1＋r 2＝25－m ＋1＝5，解得m ＝9.7．[2014·湖南卷] 执行如图1-1所示的程序框图，如果输入的t ∈[－2，2]，则输出的S 属于( )A ．[－6，－2]B ．[－5，－1]C ．[－4，5]D ．[－3，6]7．D [解析] (特值法)当t ＝－2时，t ＝2×(－2)2＋1＝9，S ＝9－3＝6，排除A ，B ，C.8．、[2014·湖南卷] 一块石材表示的几何体的三视图如图1-2所示，将该石材切削、打A ．1B ．2C ．3D ．48．B [解析] 由三视图可知，石材为一个三棱柱(相对应的长方体的一半)，故可知能得到的最大球为三棱柱的内切球．由题意可知正视图三角形的内切圆的半径即为球的半径，可得R ＝6＋8－102＝2.9．[2014·湖南卷] 若0＜x 1＜x 2＜1，则( ) A ．e x 2－e x 1＞ln x 2－ln x 1 B ．e x 2－e x 1＜ln x 2－ln x 1 C ．x 2e x 1＞x 1e x 2 D ．x 2e x 1＜x 1e x 29．C [解析] 依题可构造函数f (x )＝e xx ，则f ′(x )＝e x ·x －e x x 2＝e x （x －1）x 2.当x ∈(0，1)时，f ′(x )＜0，所以f (x )＝e xx在区间(0，1)上递减，故0＜x 1＜x 2＜1时有f (x 1)＞f (x 2)，即x 2e x 1＞x 1e x 2.10．[2014·湖南卷] 在平面直角坐标系中，O 为原点，A (－1，0)，B (0，3)，C (3，0)，动点D 满足|CD →|＝1，则|OA →＋OB →＋OD →|的取值范围是( )A ．[4，6]B ．[19－1，19＋1]C ．[23，27]D ．[7－1，7＋1]10．D [解析] 由|CD →|＝1，得动点D 在以点C 为圆心，半径为1的圆上，故可设D (3＋cos α，sin α)，所以OA →＋OB →＋OD →＝(2＋cos α，3＋sin α)，所以|OA →＋OB →＋OD →|2＝(2＋cos α)2＋(3＋sin α)2＝8＋4cos α＋23sin α＝8＋27sin(α＋φ)，所以|OA →＋OB →＋OD →|2∈[8－27，8＋27]，即|OA →＋OB →＋OD →|∈[7－1，7＋1]．11．[2014·湖南卷] 复数3＋ii2(i 为虚数单位)的实部等于________．11．－3 [解析] 因为3＋i i 2＝3＋i－1＝－3－i ，所以实部为－3.12．[2014·湖南卷] 在平面直角坐标系中，曲线C ：⎩⎨⎧x ＝2＋22t ，y ＝1＋22t(t 为参数)的普通方程为________．12．x －y －1＝0 [解析] 依题意，消去参数可得x －2＝y －1，即x －y －1＝0.13．[2014·湖南卷] 若变量x ，y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧y ≤x ，x ＋y ≤4，y ≥1，则z ＝2x ＋y 的最大值为________．13．7 [解析] 依题意，画出可行域，如图所示． 由⎨⎪⎧x ＋y ＝4，得点B 的坐标为(3，1)，则z ＝2x ＋y 在B (3，1)处取得最大值7.F (1，0)的距离和到直线x ＝－1的距离相等．若机器人接触不到过点P (－1，0)且斜率为k 的直线，则k 的取值范围是________．14．(－∞，－1)∪(1，＋∞) [解析] 依题意可知机器人运行的轨迹方程为y 2＝4x .设直线l ：y ＝k (x ＋1)，联立⎩⎪⎨⎪⎧y ＝k （x ＋1），y 2＝4x ，消去y 得k 2x 2＋(2k 2－4)x ＋k 2＝0，由Δ＝(2k 2－4)2－4k 4＜0，得k 2＞1，解得k ＜－1或k ＞1.15．[2014·湖南卷] 若f (x )＝ln(e 3x ＋1)＋ax 是偶函数，则a ＝________．15．－32[解析] 由偶函数的定义可得f (－x )＝f (x )，即ln(e －3x ＋1)－ax ＝ln(e 3x ＋1)＋ax ，∴2ax ＝－ln e 3x ＝－3x ，∴a ＝－32.16．、[2014·湖南卷] 已知数列{a n }的前n 项和S n ＝n 2＋n2，n ∈N *.(1)求数列{a n }的通项公式；(2)设b n ＝2a n ＋(－1)n a n ，求数列{b n }的前2n 项和． 16.解：(1)当n ＝1时，a 1＝S 1＝1；当n ≥2时，a n ＝S n －S n －1＝n 2＋n 2－（n －1）2＋（n －1）2＝n .故数列{a n }的通项公式为a n ＝n .(2)由(1)知，b n ＝2n ＋(－1)n n .记数列{b n }的前2n 项和为T 2n ，则T 2n ＝(21＋22＋…＋22n )＋(－1＋2－3＋4－…＋2n )．记A ＝21＋22＋…＋22n ，B ＝－1＋2－3＋4－…＋2n ，则A ＝2（1－22n ）1－2＝22n ＋1－2，B ＝(－1＋2)＋(－3＋4)＋…＋[－(2n －1)＋2n ]＝n .故数列{b n }的前2n 项和T 2n ＝A ＋B ＝22n ＋1＋n －2. 17．、[2014·湖南卷] 某企业有甲、乙两个研发小组，为了比较他们的研发水平，现随机抽取这两个小组往年研发新产品的结果如下：(a ，b )，(a ，b )，(a ，b )，(a ，b )，(a ，b )，(a ，b )，(a ，b )，(a ，b )，(a ，b )，(a ，b )，(a ，b )，(a ，b )，(a ，b )，(a ，b )，(a ，b )．其中a ，a 分别表示甲组研发成功和失败；b ，b 分别表示乙组研发成功和失败．(1)若某组成功研发一种新产品，则给该组记1分，否则记0分．试计算甲、乙两组研发新产品的成绩的平均数和方差，并比较甲、乙两组的研发水平．(2)若该企业安排甲、乙两组各自研发一种新产品，试估计恰有一组研发成功的概率．17．解：(1)甲组研发新产品的成绩为1，1，1，0，0，1，1，1，0，1，0，1，1，0，1，其平均数为x 甲＝1015＝23，方差为s 2甲＝115⎣⎡⎦⎤⎝⎛⎭⎫1－232×10＋⎝⎛⎭⎫0－232×5＝29. 乙组研发新产品的成绩为1，0，1，1，0，1，1，0，1，0，0，1，0，1，1，其平均数为x 乙＝915＝35，方差为s 2乙＝115⎣⎡⎦⎤⎝⎛⎭⎫1－352×9＋⎝⎛⎭⎫0－352×6＝625. 因为x 甲＞x 乙，s 2甲＜s 2乙，所以甲组的研发水平优于乙组． (2)记E ＝{恰有一组研发成功}．在所抽得的15个结果中，恰有一组研发成功的结果是(a ，b )，(a ，b )，(a ，b )，(a ，b )，(a ，b )，(a ，b )，(a ，b )，共7个，故事件E 发生的频率为715.将频率视为概率，即得所求概率为P (E )＝715.18．、[2014·湖南卷] 如图1-3所示，已知二面角α-MN -β的大小为60°，菱形ABCD 在面β内，A ，B 两点在棱MN DO ⊥面α，垂足为O .(1)证明：AB ⊥平面ODE ；(2)求异面直线BC 与OD 所成角的余弦值．18．解：(1)证明：如图，因为DO ⊥α，AB ⊂α，所以DO ⊥AB . 连接BD ，由题设知，△ABD 是正三角形，又E 是AB 的中点，所以DE ⊥AB .而DO ∩DE ＝D ，故AB ⊥平面ODE .(2)因为BC ∥AD ，所以ADO 是BC 与OD 所成的角．由(1)知，AB ⊥平面ODE ，所以AB ⊥OE .又DE ⊥AB ，于是∠DEO 是二面角α-MN -β的平面角，从而∠DEO ＝60°.不妨设AB ＝2，则AD ＝2，易知DE ＝ 3.在Rt △DOE 中，DO ＝DE ·sin 60°＝32.连接AO ，在Rt △AOD 中，cos ∠ADO ＝DOAD＝322＝34.故异面直线BC 与OD 所成角的余弦值为34.19．、、[2014·湖南卷] 如图1-4所示，在平面四边形ABCD 中，DA ⊥AB ，DE ＝1，EC＝7，EA ＝2，∠ADC ＝2π3，∠BEC ＝π3.(1)求sin ∠CED 的值； (2)求BE 的长．19．解：设∠CED ＝α.(1)在△CDE 中，由余弦定理，得 EC 2＝CD 2＋DE 2－2CD ·DE ·cos ∠EDC ，于是由题设知，7＝CD 2＋1＋CD ，即CD 2＋CD － 6＝0，解得CD ＝2(CD ＝－3舍去)．在△CDE 中，由正弦定理，得EC sin ∠EDC ＝CDsin α.于是，sin α＝CD ·sin 2π3EC ＝2×327＝217，即sin ∠CED ＝217. (2)由题设知，0＜α＜π3，于是由(1)知，cos α＝1－sin 2α＝1－2149＝277.而∠AEB ＝2π3－α，所以cos ∠AEB ＝cos ⎝⎛⎭⎫2π3－α＝cos 2π3cos α＋sin 2π3sin α＝－12cos α＋32sin α＝－12×277＋32×217＝714.在Rt △EAB 中，cos ∠AEB ＝EA BE ＝2BE，故BE ＝2cos ∠AEB ＝2714＝47.20．、、[2014·湖南卷] 如图1-5所示，O 为坐标原点，双曲线C 1：x 2a 21－y 2b 21＝1(a 1＞0，b 1＞0)和椭圆C 2：y 2a 22＋x 2b 22＝1(a 2＞b 2＞0)均过点P ⎝⎛⎭⎫233，1，且以C 1的两个顶点和C 2的两个焦点为顶点的四边形是面积为2的正方形．(1)求C 1，C 2的方程．(2)是否存在直线l ，使得l 与C 1交于A ，B 两点，与C 2只有一个公共点，且|OA →＋OB →|＝|AB | ？证明你的结论.20．解： (1)设C 2的焦距为2c 2，由题意知，2c 2＝2，2a 1＝2，从而a 1＝1，c 2＝1.因为点P ⎝⎛⎭⎫233，1在双曲线x 2－y 2b 21＝1上，所以⎝⎛⎫2332－1b 21＝1，故b 21＝3. 由椭圆的定义知2a 2＝⎝⎛⎭⎫2332＋（1－1）2＋⎝⎛⎭⎫2332＋（1＋1）2＝2 3. 于是a 2＝3，b 22＝a 22－c 22＝2.故C 1，C 2的方程分别为x 2－y 23＝1，y 23＋x 22＝1.(2)不存在符合题设条件的直线．(i)若直线l 垂直于x 轴，因为l 与C 2只有一个公共点，所以直线l 的方程为x ＝2或x ＝－ 2.当x ＝2时，易知A (2，3)，B (2，－3)，所以 |OA →＋OB →|＝22，|AB →|＝2 3.此时，|OA →＋OB →|≠|AB →|.当 x ＝－2时，同理可知，|OA →＋OB →|≠|AB →|.(ii)若直线l 不垂直于x 轴，设l 的方程为y ＝kx ＋m ，由⎩⎪⎨⎪⎧y ＝kx ＋m ，x 2－y 23＝1得(3－k 2)x 2－2kmx －m 2－3＝0. 当l 与C 1相交于A ，B 两点时，设A (x 1，y 1)，B (x 2，y 2)，则x 1，x 2是上述方程的两个实根，从而x 1＋x 2＝2km3－k 2，x 1x 2＝m 2＋3k 2－3.于是y 1y 2＝k 2x 1x 2＋km (x 1＋x 2)＋m 2＝3k 2－3m 2k 2－3.由⎩⎪⎨⎪⎧y ＝kx ＋m ，y 23＋x 22＝1得(2k 2＋3)x 2＋4kmx ＋2m 2－6＝0. 因为直线l 与C 2只有一个公共点，所以上述方程的判别式Δ＝16k 2m 2－8(2k 2＋3)(m 2－3)＝0.化简，得2k 2＝m 2－3.因此OA →·OB →＝x 1x 2＋y 1y 2＝m 2＋3k 2－3＋3k 2－3m 2k 2－3＝－k 2－3k 2－3≠0，于是OA →2＋OB →2＋2OA →·OB →≠OA →2＋OB →2－2OA →·OB →，即|OA →＋OB →|2≠|OA →－OB →|2. 故|OA →＋OB →|≠|AB →|.综合(i)，(ii)可知，不存在符合题设条件的直线． 21．、[2014·湖南卷] 已知函数f (x )＝x cos x －sin x ＋1(x ＞0)．(1)求f (x )的单调区间；(2)记x i 为f (x )的从小到大的第i (i ∈N *)个零点，证明：对一切n ∈N *，有1x 21＋1x 22＋…＋1x 2n＜23. 21．解： (1)f ′(x )＝cos x －x sin x －cos x ＝－x sin x . 令f ′(x )＝0，得x ＝k π(k ∈N *)．当x ∈(2k π，(2k ＋1)π)(k ∈N )时，sin x >0，此时f ′(x )<0; 当x ∈((2k ＋1)π，(2k ＋2)π)(k ∈N )时，sin x <0，此时f ′(x )>0.故f (x )的单调递减区间为(2k π，(2k ＋1)π)(k ∈N )，单调递增区间为((2k ＋1)π，(2k ＋2)π)(k ∈N )．(2)由(1)知，f (x )在区间(0，π)上单调递减．又f ⎝⎛⎭⎫π2＝0，故x 1＝π2.当n ∈N *时，因为f (n π)f []（n ＋1）π＝[(－1)n n π＋1][(－1)n ＋1(n ＋1)π＋1]＜0， 且函数f (x )的图像是连续不断的，所以f (x )在区间(n π，(n ＋1)π)内至少存在一个零点．又f (x )在区间(n π，(n ＋1)π)上是单调的，故n π＜x n ＋1＜(n ＋1)π.因此，当n ＝1时，1x 21＝4π2＜23；当n ＝2时，1x 21＋1x 22＜1π2(4＋1)＜23；当n ≥3时，1x 21＋1x 22＋…＋1x 2n <1π2⎣⎡⎦⎤4＋1＋122＋…＋1（n －1）2 ＜1π2⎣⎡⎦⎤5＋11×2＋…＋1（n －2）（n －1）＜1π2⎣⎡⎦⎤5＋⎝⎛⎭⎫1－12＋⎝⎛⎭⎫12－13＋…＋⎝⎛⎭⎫1n －2－1n －1 ＝1π2⎝⎛⎭⎫6－1n －1＜6π2＜23.综上所述，对一切n ∈N *，1x 21＋1x 22＋…＋1x 2n ＜23.。
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2014年普通高等学校招生全国统一考试(湖南卷)数学(文史类)一、选择题：本大题共10小题，每小题5分，共50分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．1．(2014湖南，文1)设命题p ：∀x ∈R ，x 2＋1＞0，则p 为( )A ．∃x 0∈R ，2010x +>B ．∃x 0∈R ，2010x +≤C ．∃x 0∈R ，2010x +<D ．∀x ∈R ，210x +≤ 答案：B解析：因为全称命题的否定为特称命题，所以p 为∃x 0∈R ，2010x +≤.故选B.2．(2014湖南，文2)已知集合A ＝{x |x ＞2}，B ＝{x |1＜x ＜3}，则A ∩B ＝( ) A ．{x |x ＞2} B ．{x |x ＞1} C ．{x |2＜x ＜3} D ．{x |1＜x ＜3} 答案：C解析：由交集的概念，结合数轴(数轴略)可得A ∩B ＝{x |2＜x ＜3}．故选C. 3．(2014湖南，文3)对一个容量为N 的总体抽取容量为n 的样本，当选取简单随机抽样、系统抽样和分层抽样三种不同方法抽取样本时，总体中每个个体被抽中的概率分别为p 1，p 2，p 3，则( )A ．p 1＝p 2＜p 3B ．p 2＝p 3＜p 1C ．p 1＝p 3＜p 2D ．p 1＝p 2＝p 3 答案：D解析：由随机抽样的原则可知简单随机抽样、分层抽样、系统抽样都必须满足每个个体被抽到的概率相等，即p 1＝p 2＝p 3，故选D.4．(2014湖南，文4)下列函数中，既是偶函数又在区间(－∞，0)上单调递增的是( )A ．()21f x x=B ．f (x )＝x 2＋1C ．f (x )＝x 3D ．f (x )＝2－x 答案：A解析：由偶函数的定义知，A ，B 为偶函数．A 选项，()32f x x '=-在(－∞，0)恒大于0；B 选项，f ′(x )＝2x 在(－∞，0)恒小于0.故选A.5．(2014湖南，文5)在区间[－2,3]上随机选取一个数X ，则X ≤1的概率为( )A ．45 B ．35 C ．25 D ．15答案：B解析：由几何概型的概率公式可得3(1)5P X ≤=，故选B. 6．(2014湖南，文6)若圆C 1：x 2＋y 2＝1与圆C 2：x 2＋y 2－6x －8y ＋m ＝0外切，则m ＝( ) A ．21 B ．19 C ．9 D ．－11 答案：C解析：易知圆C 1的圆心坐标为(0,0)，半径r 1＝1.将圆C 化为标准方程(x －3)2＋(y －4)2＝25－m (m ＜25)，得圆C 2的圆心坐标为(3,4)，半径2r m ＜25)．由两圆相外切得|C 1C 2|＝r 1＋r 2＝15，解方程得m ＝9.故选C.7．(2014湖南，文7)执行如图所示的程序框图．如果输入的t ∈[－2,2]，则输出的S 属于( )A ．[－6，－2]B ．[－5，－1]C ．[－4,5]D ．[－3,6] 答案：D解析：当t ∈[－2,0)时，执行以下程序：t ＝2t 2＋1∈(1,9]，S ＝t －3∈(－2,6]；当t ∈[0,2]时，执行S ＝t －3∈[－3，－1]，因此S ∈(－2,6]∪[－3，－1]＝[－3,6]．故选D.8．(2014湖南，文8)一块石材表示的几何体的三视图如图所示，将该石材切削、打磨，加工成球，则能得到的最大球的半径等于( )A ．1B ．2C ．3D ．4 答案：B解析：由三视图可得原石材为如下图所示的直三棱柱A 1B 1C 1－ABC ，且AB ＝8，BC ＝6，BB 1＝12.若要得到半径最大的球，则此球与平面A 1B 1BA ，BCC 1B 1，ACC 1A 1相切，故此时球的半径与△ABC 内切圆半径相等，故半径681022r +-==.故选B. 9．(2014湖南，文9)若0＜x 1＜x 2＜1，则( )A ．21e e xx－＞ln x 2－ln x 1 B ．21e e xx－＜ln x 2－ln x 1C ．1221e e x x x x >D ．1221e e x x x x < 答案：C解析：设f (x )＝e x－ln x ，则()e 1x x f x x⋅-'=.当x ＞0且x 趋近于0时，x ·e x －1＜0；当x ＝1时，x ·e x －1＞0，因此在(0,1)上必然存在x 1≠x 2，使得f (x 1)＝f (x 2)，因此A ，B 不正确；设()e x g x x =，当0＜x ＜1时，()2(1)e 0xx g x x -'=<，所以g (x )在(0,1)上为减函数．所以g (x 1)＞g (x 2)，即1212e e x x x x >，所以1221e e x x x x >.故选C. 10．(2014湖南，文10)在平面直角坐标系中，O 为原点，A (－1,0)，B ，C (3,0)，动点D 满足||1CD =，则||OA OB OD ++的取值范围是( )A ．[4,6] B． C． D．答案：D解析：设动点D 的坐标为(x ，y )，则由||1CD =得(x －3)2＋y 2＝1，所以D 点的轨迹是以(3,0)为圆心，1为半径的圆．又(1,3)OA OB OD x y ++=-+，所以||OA OB OD x ++=(，故||OA OB OD ++的最大值为(3,0)与(1,两点间的距离加1，最小值为(3,0)与(1,两点间的距离减11.故选D.二、填空题：本大题共5小题，每小题5分，共25分．11．(2014湖南，文11)复数23ii+(i 为虚数单位)的实部等于__________． 答案：－3解析：由题意可得23i 3i3i i 1++==---，故复数的实部为－3. 12．(2014湖南，文12)在平面直角坐标系中，曲线C ：2,21x t y ⎧=+⎪⎪⎨⎪=⎪⎩(t 为参数)的普通方程为__________．答案：x －y －1＝0解析：两式相减得，x －y ＝2－1，即x －y －1＝0.13．(2014湖南，文13)若变量x ，y 满足约束条件,4,1,y x x y y ≤⎧⎪+≤⎨⎪≥⎩则z ＝2x ＋y 的最大值为__________．答案：7解析：不等式组表示的平面区域如图阴影部分所示，作直线l 0：2x ＋y ＝0并平移，当直线经过点A (3,1)时，在y 轴上的截距最大，此时z 取得最大值，且最大值为7.14．(2014湖南，文14)平面上一机器人在行进中始终保持与点F (1,0)的距离和到直线x ＝－1的距离相等．若机器人接触不到过点P (－1,0)且斜率为k 的直线，则k 的取值范围是__________．答案：(－∞，－1)∪(1，＋∞)解析：由题意知，机器人行进的路线为抛物线y 2＝4x .由题意知过点P 的直线为y ＝kx ＋k (k ≠0)，要使机器人接触不到过点P 的直线，则直线与抛物线无公共点，联立方程得204k y y k -+=，即Δ＝1－k 2＜0，解得k ＞1或k ＜－1. 15．(2014湖南，文15)若f (x )＝ln(e 3x ＋1)＋ax 是偶函数，则a ＝__________. 答案：32-解析：由题意得f (－x )＝ln(e －3x＋1)－ax ＝331e ln exx +－ax ＝ln(1＋e 3x )－ln e 3x －ax ＝ln(e 3x＋1)－(3＋a )x ，而f (x )为偶函数，因此f (－x )＝f (x )，即ax ＝－(3＋a )x ，所以32a =-.三、解答题：本大题共6小题，共75分．解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤．16．(本小题满分12分)(2014湖南，文16)已知数列{a n }的前n 项和22n n n S +=，n ∈N *.(1)求数列{a n }的通项公式；(2)设b n ＝2a n ＋(－1)n a n ，求数列{b n }的前2n 项和．分析：在第(1)问中，通过S n 可求出a n ，在求解过程中要注意分n ＝1和n ≥2两种情况进行讨论；在第(2)问中，充分利用第(1)问的结论得到b n ＝2n ＋(－1)n n ，然后利用分组求和法分别计算(21＋22＋…＋22n )和(－1＋2－3＋…＋2n )，最后相加得到{b n }的前2n 项和．解：(1)当n ＝1时，a 1＝S 1＝1；当n ≥2时，221(1)(1)22n n n n n n n a S S n -+-+--=-=＝. 故数列{a n }的通项公式为a n ＝n .(2)由(1)知，b n ＝2n ＋(－1)n n .记数列{b n }的前2n 项和为T 2n ，则T 2n ＝(21＋22＋…＋22n )＋(－1＋2－3＋4－…＋2n )．记A ＝21＋22＋ (22)，B ＝－1＋2－3＋4－…＋2n ，则221212n A (-)=-＝22n ＋1－2，B ＝(－1＋2)＋(－3＋4)＋…＋[－(2n －1)＋2n ]＝n .故数列{b n }的前2n 项和T 2n ＝A ＋B ＝22n ＋1＋n －2.17．(本小题满分12分)(2014湖南，文17)某企业有甲、乙两个研发小组，为了比较他们的研发水平，现随机抽取这两个小组往年研发新产品的结果如下：(a ，b )，(a ，b )，(a ，b )，(a ，b )，(a ，b )，(a ，b )，(a ，b )，(a ，b )，(a ，b )，(a ，b )，(a ，b )，(a ，b )，(a ，b )，(a ，b )，(a ，b )其中a ，a 分别表示甲组研发成功和失败；b ，b 分别表示乙组研发成功和失败．(1)若某组成功研发一种新产品，则给该组记1分，否则记0分．试计算甲、乙两组研发新产品的成绩的平均数和方差，并比较甲、乙两组的研发水平；(2)若该企业安排甲、乙两组各自研发一种新产品，试估计恰有一组研发成功的概率． 分析：在第(1)问中，通过已知条件可分别写出甲、乙两组的成绩，然后利用平均数公式分别计算甲、乙两组的平均成绩，再结合方差公式得到甲、乙两组的方差，进而比较甲、乙两组的研发水平；在第(2)问中，充分利用古典概型的概率公式，转化为计算基本事件的个数，从而求得概率．解：(1)甲组研发新产品的成绩为1,1,1,0,0,1,1,1,0,1,0,1,1,0,1，其平均数为102153x ==甲； 方差为22212221100515339s ⎡⎤⎛⎫⎛⎫=-⨯+-⨯=⎢⎥ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎢⎥⎣⎦甲. 乙组研发新产品的成绩为1,0,1,1,0,1,1,0,1,0,0,1,0,1,1， 其平均数为93155x ==乙； 方差为22213361906155525s ⎡⎤⎛⎫⎛⎫=-⨯+-⨯=⎢⎥ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎢⎥⎣⎦乙. 因为x x >乙甲，22s s <乙甲， 所以甲组的研发水平优于乙组．(2)记E ＝{恰有一组研发成功}．在所抽得的15个结果中，恰有一组研发成功的结果是(a ，b )，(a ，b )，(a ，b )，(a ，b )，(a ，b )，(a ，b )，(a ，b )，共7个．故事件E 发生的频率为715. 将频率视为概率，即得所求概率为()715P E =. 18．(本小题满分12分)(2014湖南，文18)如图，已知二面角α－MN －β的大小为60°，菱形ABCD 在面β内，A ，B 两点在棱MN 上，∠BAD ＝60°，E 是AB 的中点，DO ⊥面α，垂足为O .(1)证明：AB ⊥平面ODE ；(2)求异面直线BC 与OD 所成角的余弦值．分析：在第(1)问中，可利用线面垂直的判定定理证明，由DO ⊥平面α可得到DO ⊥AB ，然后利用△ABD 为正三角形得到DE ⊥AB ，最后根据线面垂直的判定定理得出所证结论；在第(2)问中，充分利用第(1)问的结论AB ⊥平面ODE ，从而得到二面角α－MN －β的平面角，达到立几化平几的目的，即转化为求∠ADO 的余弦，然后利用解直角三角形的方法求出余弦值．解：(1)如图a ，因为DO ⊥α，AB ⊂α，所以DO ⊥AB .图a连接BD ，由题设知，△ABD 是正三角形． 又E 是AB 的中点，所以DE ⊥AB . 而DO ∩DE ＝D ，故AB ⊥平面ODE . (2)因为BC ∥AD ，所以BC 与OD 所成的角等于AD 与OD 所成的角，即∠ADO 是BC 与OD 所成的角．由(1)知，AB ⊥平面ODE ，所以AB ⊥OE . 又DE ⊥AB ，于是∠DEO 是二面角α－MN －β的平面角，从而∠DEO ＝60°.不妨设AB ＝2，则AD ＝2.易知DE =. 在Rt △DOE 中，DO ＝DE ·sin 60°＝32. 连接AO ，在Rt △AOD 中，332cos 24DO ADO AD ∠===.故异面直线BC 与OD 所成角的余弦值为34.19．(本小题满分13分)(2014湖南，文19)如图，在平面四边形ABCD 中，DA ⊥AB ，DE ＝1，EC =EA ＝2，2π3ADC ∠=，π3BEC ∠=. (1)求sin ∠CED 的值； (2)求BE 的长．分析：在第(1)问中，通过已知条件，借助余弦定理得到CD 的长，然后在△CDE 中，利用正弦定理得到∠CED 的正弦值；在第(2)问中，利用∠CED 的正弦值求得其余弦值，然后利用角之间的关系表示出∠AEB ，进而表示出∠AEB 的余弦值，最后在Rt △EAB 中利用边角关系，求得BE 的长．解：如题图，设∠CED ＝α.(1)在△CDE 中，由余弦定理，得EC 2＝CD 2＋DE 2－2CD ·DE ·cos ∠EDC .于是由题设知，7＝CD 2＋1＋CD ，即CD 2＋CD －6＝0. 解得CD ＝2(CD ＝－3舍去)．在△CDE 中，由正弦定理，得sin sin EC CDEDC α=∠.于是，2πsin 23sin 7CD EC α⋅===，即sin 7CED ∠=.(2)由题设知，π03α<<，于是由(1)知，cos α===. 而2π3AEB α∠=-，所以2π2π2πcos cos()cos cos sin sin 333AEB ααα∠-=+＝＝11cos 227αα-=-=. 在Rt △EAB 中，2cos EA AEB BE BE ∠==，故2cos BE AEB ===∠20．(本小题满分13分)(2014湖南，文20)如图，O 为坐标原点，双曲线C 1：2222111x y a b -=(a 1＞0，b 1＞0)和椭圆C 2：2222221y x a b += (a 2＞b 2＞0)均过点P ⎫⎪⎪⎝⎭，且以C 1的两个顶点和C 2的两个焦点为顶点的四边形是面积为2的正方形．(1)求C 1，C 2的方程；(2)是否存在直线l ，使得l 与C 1交于A ，B 两点，与C 2只有一个公共点，且||||OA OB AB +=？证明你的结论．分析：在第(1)问中，利用已知条件结合图形以及双曲线、椭圆中a ，b ，c 的几何意义，列出关于a 1，b 1，a 2，b 2的方程，得到它们的值，从而求出双曲线C 1、椭圆C 2的方程；在第(2)问中，首先对直线l 的斜率进行分类讨论，当斜率k 不存在时易得A ，B 两点的坐标，进而判断满足题设条件的直线l 不存在；当斜率k 存在时，可先设出l 的方程，然后代入曲线方程，利用根与系数的关系并结合向量的运算，依此判断满足题设条件的直线l 不存在．解：(1)设C 2的焦距为2c 2，由题意知，2c 2＝2,2a 1＝2.从而a 1＝1，c 2＝1.因为点P ⎫⎪⎪⎝⎭在双曲线22211y x b -=上，所以2211(13b -=.故213b =.由椭圆的定义知22a ==.于是2a =，2222222b a c =-=.故C 1，C 2的方程分别为2213y x -=，22132y x +=. (2)不存在符合题设条件的直线．①若直线l 垂直于x 轴，因为l 与C 2只有一个公共点，所以直线l的方程为x =x =当2x =时，易知2,3)A ，B ，所以||22OA OB +=，||23AB =. 此时，||||OA OB AB +≠.当x =||||OA OB AB +≠. ②若直线l 不垂直于x 轴，设l 的方程为y ＝kx ＋m .由22,13y kx m y x =+⎧⎪⎨-=⎪⎩得(3－k 2)x 2－2kmx －m 2－3＝0.当l 与C 1相交于A ，B 两点时，设A (x 1，y 1)，B (x 2，y 2)，则x 1，x 2是上述方程的两个实根，从而12223km x x k =-+，212233m x x k +=-.于是y 1y 2＝k 2x 1x 2＋km (x 1＋x 2)＋m 2＝222333k m k --. 由22,132y kx m y x =+⎧⎪⎨+=⎪⎩得(2k 2＋3)x 2＋4kmx ＋2m 2－6＝0.因为直线l 与C 2只有一个公共点，所以上述方程的判别式Δ＝16k 2m 2－8(2k 2＋3)(m 2－3)＝0.化简，得2k 2＝m 2－3，因此2222121222233330333m k m k OA OB x x y y k k k +---⋅==+=≠---+， 于是222222OA OB OA OB OA OB OA OB ++⋅≠+-⋅，即22OA OB OA OB +≠-｜｜｜｜，故||OA OB AB +≠. 综合①，②可知，不存在符合题设条件的直线．21．(本小题满分13分)(2014湖南，文21)已知函数f (x )＝x cos x －sin x ＋1(x ＞0)． (1)求f (x )的单调区间；(2)记x i 为f (x )的从小到大的第i (i ∈N *)个零点，证明：对一切n ∈N *，有2221211123n x x x +++<. 分析：在第(1)问中，通过已知条件，借助导数，转化为判断导数在(0，＋∞)上的符号，进而得出函数的单调区间；在第(2)问中，充分利用第(1)问的结论，得到f (x )在(n π，(n ＋1)π)上存在零点，从而得出n π＜x n ＋1＜(n ＋1)π，然后分n ＝1，n ＝2，n ≥3三；种情况讨论22212111n x x x +++的值与23的大小关系，即可得证．解：(1)f ′(x )＝cos x －x sin x －cos x ＝－x sin x .令f ′(x )＝0，得x ＝k π(k ∈N *)．当x ∈(2k π，(2k ＋1)π)(k ∈N )时，sin x ＞0，此时f ′(x )＜0； 当x ∈((2k ＋1)π，(2k ＋2)π)(k ∈N )时，sin x ＜0，此时f ′(x )＞0.故f (x )的单调递减区间为(2k π，(2k ＋1)π)(k ∈N )，单调递增区间为((2k ＋1)π，(2k ＋2)π)(k ∈N )．(2)由(1)知，f (x )在区间(0，π)上单调递减．又π()02f =，故1π2x =. 当n ∈N *时，因为f (n π)f ((n ＋1)π)＝[(－1)n n π＋1][(－1)n ＋1(n ＋1)π＋1]＜0，且函数f (x )的图象是连续不断的，所以f (x )在区间(n π，(n ＋1)π)内至少存在一个零点．又f (x )在区间(n π，(n ＋1)π)上是单调的，故n π＜x n ＋1＜(n ＋1)π.因此，当n ＝1时，221142π3x =<； 当n ＝2时，22212111241π3x x +<+<（）；当n ≥3时，22212111nx x x +++＜222111[41]π2(1)n ++++- ＜2111[5]π12(2)(1)n n +++⨯-- ＜2111111[5(1)()()]π22321n n +-+-++--- ＝221162(6)π1π3n -<<-. 综上所述，对一切n ∈N *，2221211123n x x x +++<.。