2015年山东省高考数学试卷(理科)

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2015山东高考数学理科试题及答案

2015山东高考数学理科试题及答案

14:已知函数()(0,1)x f x a b a a =+>≠的定义域和值域都是[1,0]-,则a+b= 32-15:在直角坐标系xoy 中,双曲线22122:1(0,0)x y C a b a b-=>>的渐近线与抛物线22:2(0)C x py p =>交于点O,A,B ,三角形OAB 的垂心是2C 的焦点,则1C 的离心率32三、解答题:本答题共6小题,共75分。

16:(12分)已知函数2()sin cos cos ()4f x x x x π=-+(1) 求函数()f x 的单调区间;(2) 在锐角三角形ABC 中,角A,B,C 所对的边为a,b,c,已知()0,12Af a ==,求三角形ABC 面积的最大值。

17:(12分)在三棱台DEF-ABC 中AB=2DE,G,H 分别为AC,BC 的中点,(1) 求证://BD FGH 面(2)若CF B ⊥⊥∠︒面ABC,AB BC,CF=DE,AC=45,求平面FGH 与平面ACFD 所成的锐角的大小18:(12分)设数列{}n a 的前n 项和为n S 且满足233n n S =+(1) 求数列{}n a 的通项公式;(2)若数列{}n b 满足3log na n n ab =,求数列{}n b 的前n 项和为n T19:(12分)若n 是一个三位正整数,且个位数大于十位数,十位数大于百位数,则称n 为“三位递增数”(例“137,359,567,”等)在某次趣味数学活动中,每位参赛者需从所有的“三位递增数中随机抽取一个数且只有一次,,得分规则如下:若抽取的“三位递增数”的三个数字之积不能被5整除,则得零分;若能被5整除,且不能被10整除则得-1分;若能被10整除,则得1分; (1)写出所有个位数字为5的”三位递增数”;(2)若甲参加活动,求出甲得分X 的分布列及数学期望X E20:(13分) 在直角坐标系xoy 中,已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>12,F F 分别为左右焦点,以1F 为圆心,以3为半径的圆与以以2F 为圆心,以1为半径的圆相交,且交点在椭圆C上(ⅰ)求椭圆C 的标准方程:(ⅱ)设椭圆2222E :1,44x y P a b+=为椭圆C 上的任意一点,过P 的直线y kx m =+交椭圆E 于A,B 两点,射线PO 交椭圆E 于Q, 求OQ OP的值;(2)求三角形ABQ 面积的最大值。

2015年高考理科数学山东卷(含答案解析)

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数学试卷 第1页(共21页)数学试卷 第2页(共21页)数学试卷 第3页(共21页)绝密★启用前2015年普通高等学校招生全国统一考试(山东卷)数学(理科)本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分.满分150分,考试时间120分钟. 参考公式:如果事件A ,B 互斥,那么P (A +B )=P (A )+P (B )第Ⅰ卷(选择题 共50分)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.已知集合2430{|}A x x x =-+<,24{|}B x x =<<,则AB = ( )A .1,3()B .1,4()C .2,3()D .2,4()2.若复数z 满足z1i-=i ,其中i 为虚数单位,则z=( )A .1i -B .1i +C .1i --D .1i -+3.要得到函数πsin(4)3y x =-的图象,只需要将函数sin 4y x =的图象( )A .向左平移π12个单位B .向右平移π12个单位C .向左平移π3个单位D .向右平移π3个单位4.已知菱形ABCD 的边长为a ,60ABC ∠=︒,则BD CD =( )A .232a -B .234a -C .234aD .232a5.不等式|||52|1x x ---<的解集是 ( )A .(,4)-∞B .(,1)-∞C .(1,4)D .(1,5)6.已知x ,y 满足约束条件0,2,0.x y x y y -⎧⎪+⎨⎪⎩≥≤≥若z ax y =+的最大值为4,则a =( )A .3B .2C .2-D .3-7.在梯形ABCD 中,π2ABC ∠=,AD ∥BC ,BC =2AD =2AB =2.将梯形ABCD 绕AD 所在的直线旋转一周而形成的曲面所围成的几何体的体积为( )A .2π3B .4π3C .5π3D .2π8.已知某批零件的长度误差(单位:毫米)服从正态分布N (0,23),从中随机取一件,其长度误差落在区间(3,6)内的概率为 ( )(附:若随机变量ξ服从正态分布2(,)N μσ,则(P μσ-<ξ)68.26%μσ<+=,(2P μσ-<ξ2)95.44%μσ<+=)A .4.56%B .13.59%C .27.18%D .31.74%9.一条光线从点(2-,3-)射出,经y 轴反射后与圆22(3)(2)1x y ++-=相切,则反射光线所在直线的斜率为 ( )A .53-或35-B .32-或23-C .54-或45-D .43-或34-10.设函数31,1,()2, 1,x x x f x x -⎧=⎨⎩<≥则满足()(())2f a f f a =的a 取值范围是( )A .2[,1]3B .[0,1]C .2[,)3+∞D .[1,)+∞第Ⅱ卷(非选择题 共100分)二、填空题:本大题共5小题,每小题5分,共25分.把答案填在题中的横线上.11.观察下列各式:001011330122555012337777C =4C +C =4C +C +C =4C +C +C +C =4;;;;……照此规律,当n ∈*N 时,012n-12n-12n-12n-12n-1C + C + C ++ C ⋯=_______. 12.若“∀x ∈[0,4π],tan x ≤m ”是真命题,则实数m 的最小值为_______. 13.执行如图所示的程序框图,输出的T 的值为_______.14.已知函数()(0,1)xf x a b a a =+>≠的定义域和值域都是[1,0]-,则a b +=_______.15.平面直角坐标系xOy 中,双曲线222211 0,0x C a b y a b>->=:()的渐近线与抛物线222C x py =:0p >()交于点O ,A ,B .若OAB △的垂心为2C 的焦点,则1C 的离心率为_______.-------------在--------------------此--------------------卷--------------------上--------------------答--------------------题--------------------无--------------------效----------------姓名________________ 准考证号_____________?数学试卷 第4页(共21页)数学试卷 第5页(共21页)数学试卷 第6页(共21页)三、解答题:本大题共6小题,共75分.解答应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤. 16.(本小题满分12分)设2π()sin cos cos ()4f x x x x =-+.(Ⅰ)求f x ()的单调区间; (Ⅱ)在锐角ABC △中,角A ,B ,C ,的对边分别为a ,b ,c .若2f A ()=0,a =1,求ABC △面积的最大值.17.(本小题满分12分)如图,在三棱台DEF ABC -中,AB =2DE ,G ,H 分别为AC ,BC 的中点. (Ⅰ)求证:BD ∥平面FGH ;(Ⅱ)若CF ⊥平面ABC ,AB ⊥BC ,CF =DE ,∠BAC =45︒,求平面FGH 与平面ACFD 所成的角(锐角)的大小.18.(本小题满分12分)设数列{}n a 的前n 项和为n S .已知233nn S =+.(Ⅰ)求{}n a 的通项公式;(Ⅱ)若数列{}n b 满足3log n n n a b a =,求{}n b 的前n 项和n T .19.(本小题满分12分)若n 是一个三位正整数,且n 的个位数字大于十位数字,十位数字大于百位数字,则称n 为“三位递增数”(如137,359,567等).在某次数学趣味活动中,每位参加者需从所有的“三位递增数”中随机抽取1个数,且只能抽取一次.得分规则如下:若抽取的“三位递增数”的三个数字之积不能被5整除,参加者得0分;若能被5整除,但不能被10整除,得1-分;若能被10整除,得1分.(Ⅰ)写出所有个位数字是5的“三位递增数”;(Ⅱ)若甲参加活动,求甲得分X 的分布列和数学期望EX . 20.(本小题满分13分)平面直角坐标系xOy 中,已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>,左、右焦点分别是1F ,2F ,以点1F 为圆心,以3为半径的圆与以点2F 为圆心,以1为半径的圆相交,且交点在椭圆C 上.(Ⅰ)求椭圆C 的方程;(Ⅱ)设椭圆2222144 x y E a b +=:,P 为椭圆C 上任意一点,过点P 的直线y kx m =+交椭圆E 于A ,B 两点,射线PO 交椭圆E 于点Q .(i )求||||OQ OP 的值;(ii )求ABQ △面积的最大值.21.(本小题满分14分)设函数2()ln(1)()f x x a x x =++-,其中a ∈R .(Ⅰ)讨论函数()f x 极值点的个数,并说明理由; (Ⅱ)若0x ∀>,()0f x ≥成立,求a 的取值范围.数学试卷 第7页(共21页)数学试卷 第8页(共21页)数学试卷 第9页(共21页)2015年普通高等学校招生全国统一考试(山东卷)理科数学答案解析第Ⅰ卷一、选择题 1.【答案】C【解析】2{|4+3<0}{|13}A x x x x x =-=<<,()2,3A B =I ,答案选C .【提示】求出集合A ,然后求出两个集合的交集. 【考点】解一元二次不等式,集合间的运算. 2.【答案】A【解析】2(1i)i i +i 1+i z =-=-=,1i z =-,答案选A .【提示】直接利用复数的乘除运算法则化简求解即可. 【考点】复数代数形式的四则运算. 3.【答案】B【解析】πsin 412y x ⎛⎫=- ⎪⎝⎭,需将函数sin 4y x =的图象向右平移π12个单位,答案选B .【提示】直接利用三角函数的平移原则推出结果即可. 【考点】三角函数的图象及其变换. 4.【答案】D【解析】由菱形ABCD 的边长为a ,60ABC ∠=︒可知18060120BAD ∠=︒-︒=︒,2223()()+cos120+2BD CD AD AB AB AB AD AB a a a a =--=-=-︒=uu u r uu u r uuu r uu u r uu u r uu u r uuu r uu u r g g g g ,答案选D .【提示】根据2()()+BD CD AD AB AB AB AD AB =--=-uu u r uu u r uuu r uu u r uu u r uu u r uuu r uu u r g g g 代入可求.【考点】向量的运算. 5.【答案】A【解析】1x <时,1(5)42x x ---=-<成立 当15x ≤<时,1(5)262x x x ---=-<解得4x <;当5x ≥,1(5)42x x ---=<不成立,综上4x <,答案选A .【提示】运用零点分区间,求出零点为1,5,讨论①当1x <,②当15x ≤<,③当5x ≥,分别去掉绝对值,解不等式,最后求并集即可. 【考点】绝对值符号和分类讨论的思想. 6.【答案】B【解析】由+z ax y =得+y ax z =-,借助图形可知:当1a -≥,即1a ≤-时在0x y ==时有最大值0,不符合题意;当01a ≤-<,即10a -<≤时有最大值+14a =,3a =,不满足10a -<≤;当10a -≤-<,即01a <≤时在1x y ==时有最大值+14a =,3a =,不满足01a <≤;当1a -<-时,即1a >时在2x =,0y =时有最大值24a =,2a =,满足1a >,答案选B .第6题图【提示】作出不等式组对应的平面区域,利用目标函数的几何意义,利用数形结合确定z 的最大值.【考点】线性规划的问题. 7.【答案】C【解析】2215ππ12π1133V =-=gg g g ,答案选C . 【提示】画出几何体的直观图,利用已知条件,求解几何体的体积即可. 【考点】空间几何体体积的计算. 8.【答案】B【解析】0000001(36)(95.4468.26)13.592P ξ<<=-=,答案选B . 【提示】由题意(33)68.26%P ξ-<<=,(66)95.44%P ξ-<<=, 可得0000001(36)(95.4468.26)13.592P ξ<<=-=,即可得出结论. 【考点】正态分布.9.【答案】D【解析】(2,3)--关于y 轴的对称点的坐标(2,3)-,设反射光线所在的直线为+3(2)y k x =-,即230kx y k ---=,则1d ==,|5+5|k =解得43k =-或34-,答案选D .【提示】点(2,3)--关于y 轴的对称点为(2,3)-,可设反射光线所在直线的方程为:+3(2)y k x =-,利用直线与圆相切的性质即可得出.【考点】直线与圆的位置关系. 10.【答案】C【解析】由()(())2f a f f a =可知()1f a ≥,则121aa ≥⎧⎨≥⎩或1311a a <⎧⎨-≥⎩,解得23a ≥,答案选C . 【提示】讨论()1f a ≥时,以及1a <,1a ≥,由分段函数的解析式,解不等式即可得到所求范围.【考点】函数的定义域.第Ⅱ卷二、填空题 11.【答案】14n - 【解析】具体证明过程可以是:012101212121212121211C +C+C ++C (2C +2C2n n n n n n n n n n ----------= 021122223121212121212121211=(C +C )+(C +C )+(C +C )++(C +C )2n n n n nn n n n n n n n ------------⎡⎤⎣⎦01212121121212121212111=(C +C +C ++C +C ++C )2422n n n n n n n n n n n ----------==【提示】仔细观察已知条件,找出规律,即可得到结果.【考点】排列组合的运算. 12.【答案】1【解析】“0,4x π⎡⎤∀∈⎢⎥⎣⎦,tan x m ≤”是真命题,则πtan 14m ≥=,于是m 的最小值是1.【提示】求出正切函数的最大值,即可得到m 的范围. 【考点】三角函数的运算和命题真假.数学试卷 第10页(共21页)数学试卷 第11页(共21页) 数学试卷 第12页(共21页)13.【答案】116【解析】112011111++1++236T xdx x dx ===⎰⎰.【提示】模拟执行程序框图,依次写出每次循环得到的n ,T 的值,当3n =时不满足条件3n <,退出循环,输出T 的值为116.【考点】程序框图. 14.【答案】32-【解析】当1a >时,10+1+0a b a b -⎧=-⎪⎨=⎪⎩,无解;当01a <<时10+0+1a b a b -⎧=⎪⎨=-⎪⎩,解得2b =-,12a =,则13+222a b =-=-【提示】对a 进行分类讨论,分别题意和指数函数的单调性列出方程组 【考点】指数函数的定义域和值域的应用. 15.【答案】32【解析】1C :22221x y a b -=(0,0)a b >>的渐近线为b y x a =±则点2222,pb pb A a a ⎛⎫ ⎪⎝⎭,2222,pb pb B a a ⎛⎫- ⎪⎝⎭,22:2(0)C x py p =>的焦点0,2p F ⎛⎫ ⎪⎝⎭,则22222pb p a pb aa kb -==,即2254b a =,22222+94c a b a a ==,32c e a ==. 【提示】求出A 的坐标,可得22244AC b a k ab-=,利用OAB 的垂心为C 2的焦点,可得22414b a b ab a -⎛⎫⨯-=- ⎪⎝⎭,由此可求C 1的离心率. 【考点】双曲线的离心率. 三、解答题16.【答案】(Ⅰ)()f x 的增区间为πππ,π+44k k ⎡⎤-⎢⎥⎣⎦,k ∈Z()f x 的减区间为π3ππ+,π+44k k ⎡⎤⎢⎥⎣⎦,k ∈Z .【解析】(Ⅰ)由11π()sin 21+cos 2+222f x x x ⎡⎤⎛⎫=- ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦111sin 2+sin 2222x x =- 1sin 22x =-由ππ2π22π+22k x k -≤≤,k ∈Z ,得ππππ+44k x k -≤≤,k ∈Z ,则()f x 的增区间为πππ,π+44k k ⎡⎤-⎢⎥⎣⎦,k ∈Z ; 由π3π2π+22π+22k x k ≤≤,k ∈Z ,得π3ππ+π+44k x k ≤≤,k ∈Z ,则()f x 的减区间为π3ππ+,π+44k k ⎡⎤⎢⎥⎣⎦,k ∈Z . (Ⅱ)在锐角ABC △中,1sin 022A f A ⎛⎫=-= ⎪⎝⎭,1sin 2A =,π,6A =而1a =,由余弦定理可得22π12cos 2(26b c bc bc bc =+-≥=,当且仅当b c =时等号成立.即bc =11π1sin sin2644ABC S bc A bc bc ===≤△,故ABC △ 【提示】(Ⅰ)由三角函数恒等变换化简解析式可得1()sin 22f x x =-,由ππ2π22π+22k x k -≤≤,k ∈Z 可解得()f x 的单调递增区间,由π3π2π+22π+22k x k ≤≤,k ∈Z 可解得单调递减区间.(Ⅱ)由1s i n 022A f A ⎛⎫=-= ⎪⎝⎭,可得sinA ,cos A ,由余弦定理可得:bc ≤且当b c =时等号成立,从而可求1sin 2bc A ≤【考点】三角函数单调区间,三角形的面积公式. 17.【答案】(Ⅰ)见解析 (Ⅱ)60︒【解析】(Ⅰ)证明:如图1,连接DG ,DC ,设DC 与GF 交于点O .在三棱台DEF ABC -中,2AB DE =,则2AC DF =, 而G 是AC 的中点,DF AC ∥,则DF GC ∥, 所以四边形DGCF 是平行四边形,O 是DC 的中点,DG FC ∥.又在BDC △中,H 是BC 的中点,则OH DB ∥,又BD FGH ⊄平面,OH FGH ⊂平面, 故BD FGH ∥平面.第17题图1(Ⅱ)由,C F A B C ⊥平面可得DG ABC ⊥平面而AB BC ⊥,45BAC ∠=︒,则,GB AC ⊥ 于是GD ,GB ,GC 两两垂直,以点为G 坐标原点,GA,GB GD 所在的直线分别为,x ,y z 轴建立空间直角坐标系,如图2,2AB =,1DE CF ==,AC =,AG =B,(C ,(F ,22H ⎛⎫- ⎪ ⎪⎝⎭则平面ACFD 的一个法向量为1(0,1,0)n =u r , 设平面FGH 的法向量为2222(,,)n x y z =u u r则2200n GH n GF ⎧=⎪⎨=⎪⎩u ur uuu r g u u r uuu r g 即22220,22+0,yx z -=⎪⎨⎪=⎩取21x =,则21y =,2z =2n =u u r121cos ,2n n 〈〉==u r u u r ,故平面FGH 与平面ACFD 所成的角(锐角)的大小为60︒.数学试卷 第13页(共21页)数学试卷 第14页(共21页) 数学试卷 第15页(共21页)第17题图2【提示】(Ⅰ)根据2AB DE =便可得到2BC EF =,从而可以得出四边形EFHB 为平行四边形,从而得到BE HF ∥,便有BE FGH ∥平面,再证明DE FGH ∥平面,从而得到BDE FGH 平面∥平面,从而BD FGH ∥平面;(Ⅱ)连接HE ,根据条件能够说明HC ,HG ,HE 三直线两两垂直,从而分别以这三直线为x ,y ,z 轴,建立空间直角坐标系,然后求出一些点的坐标.连接BG ,可说明1n BG=u r uuu r为平面ACFD 的一条法向量,设平面FGH 的法向量为2222(,,)n x y z =u u r ,根据2200n GH n GF ⎧=⎪⎨=⎪⎩u u r uuu r g u u r uuu r g 即可求出法向量2n u u r ,设平面FGH 与平面ACFD 所成的角为θ,根据12cos cos ,n n θ=〈〉u r u u r即可求出平面FGH 与平面ACFD 所成的角的大小. 【考点】线面的位置关系,两平面所夹的角 18.【答案】(Ⅰ)13,1,3,1n n n a n -=⎧=⎨>⎩,n *∈N(Ⅱ)1132+11243n n n T -=-g ,n *∈N 【解析】(Ⅰ)由23+3nn S =得111(3+3)32a S === 11111(3+3)(3+3)3(2)22n n n n n n a S S n ---=-=-=≥,而11133a -=≠,则13,1,3, 1.n n n a n -=⎧=⎨>⎩n *∈N .(Ⅱ)由3log n n n a b a =及13,1,3, 1.n n n a n -=⎧=⎨>⎩可得311,1,log 31, 1.3n n nn n a b n a n -⎧=⎪⎪==⎨-⎪>⎪⎩.n *∈N 23111231+++++33333n n n T --=L ①223411112321++++++3333333n n n n n T ---=L ② 由①-②得,223121111111+++++33333333n n n n T --=--L223111111113333333n n n --⎛⎫=-+++++- ⎪⎝⎭L 113313212131+91392233n n n n n n ---=+-=---g 132+11823nn =-g 1132+11243n n n T -=-g ,n *∈N . 【提示】(Ⅰ)利用23+3n n S =,可求得13a =;当1n >时,1123+3n n S --=,两式相减1222n n n a S S -=-,可求得13n n a -=,从而可得{}n a 的通项公式;(Ⅱ)依题意,3log n n n a b a =,可得113b =,当1n >时,31113log 313n n n n b n ---==-g ,于是可求得1113T b ==;当1n >时,121121++++13+23++(1)3)3n n n T b b b n ---=⋯⨯⨯⋯-⨯=(,利用错位相减法可求得{}n b 的前n 项和n T .【考点】等比数列的通项公式,数列前n 项和的问题. 19.【答案】(Ⅰ)125,135,145,235,245,3450+(1)+1=3144221EX =⨯⨯-⨯【解析】(Ⅰ)125,135,145,235,245,345.(Ⅱ)由题意知,全部“三位递增数”的个数为3984C =,随机变量X 的取值为:0,1-,1,当0X =时,可以选择除去5以外的剩下8个数字中选择3个进行组合,即38C ; 当1X =-时,首先选择5,由于不能被10整除,因此不能选择数字2,4,6,8,可以从1,3,5,7中选择两个数字和5进行组合,即24C ;当1X =时,有两种组合方式,第一种方案:首先选5,然后从2,4,6,8中选择2个数字和5进行组合,即24C ;第二种方案:首先选5,然后从2,4,6,8中选择1个数字,再从1,3,7,9中选择1个数字,最后把3个数字进行组合,即1144C C . 则3839C 2(0)C 3P X ===,2439C 1(1)C 14P X =-==,1124443C C +C 11(1)C 42P X ===g ,0+(1)+1=3144221EX =⨯⨯-⨯.【提示】(Ⅰ)根据“三位递增数”的定义,即可写出所有个位数字是5的“三位递增数”;(Ⅱ)随机变量X 的取值为:0,1-,1分别求出对应的概率,即可求出分布列和期望. 【考点】排列与组合的有关问题.20.【答案】(Ⅰ)22+14x y =(Ⅱ)(ⅰ)2(ⅱ)【解析】(Ⅰ)由椭圆C :2222+1(0)x y a b a b =>>的离心率为,可知c e a ==,而222+a b c =,则2a b =,c =,左,右焦点分别是1(,)F 0,2,0)F ,圆1:F 22()+9x y =,圆2:F 22()+1x y =,有两圆相交可得24<<,即12<<,交点⎛,在椭圆C 上,则224134b b =g ,整理得4245+10b b -=,解得21b =,214b =(舍去). 故21b =,24a =,椭圆C 的方程22+14x y =.数学试卷 第16页(共21页)数学试卷 第17页(共21页)数学试卷 第18页(共21页)(Ⅱ)(ⅰ)椭圆E 的方程为22+1164x y =,设点P 00(,)x y 满足22+14x y =,射线PO :000(0)y y x xx x =<代入22+1164x y =可得点00(2,2),Q x y --于是||2||OQ OP ==.(ⅱ)点00(2,2),Q x y --到直线AB 距离等于圆点O 到直线AB 距离的3倍d == 22+,+1164y kx m x y =⎧⎪⎨=⎪⎩得22+4(+)16x kx m =整理得222(1+4)+8+4160k x kmx m -= 2222226416(4+1)(4)16(16+4)0k m k m k m ∆=--=->||AB =2222211||+16+4=||3612221+42(4+1)ABQ m m k m S AB d k k -=≤=g g g g △当且仅当||m =228+2m k =等号成立.而直线+y kx m =与椭圆C :222+14xy =有交点P ,则222++14y kx m x y =⎧⎪⎨=⎪⎩有解,即224|+|4x kx m +=,222(14)+8+440k x kmx m +-=有解, 其判别式22222216416(4+1)(1)16(4+1)0k m k m k m ∆=--=-≥,即221+4k m ≥,则上述228+2m k =不成立,等号不成立,设(]0,1t ,则ABQ S =△(]0,1为增函数, 于是当221+4k m =时max S ==△ 故ABQ △面积的最大值为【提示】(Ⅰ)运用椭圆的离心率公式和a ,b ,c 的关系,计算即可得到b ,进而得到椭圆C 的方程;(Ⅱ)求得椭圆E 的方程,(ⅰ)设P 00(,)x y ,||||OQ OP λ=,求得Q 的坐标,分别代入椭圆C ,E 的方程,化简整理,即可得到所求值;(ⅱ)将直线+y kx m =代入椭圆E 的方程,运用韦达定理,三角形的面积公式,将直线+y kx m =代入椭圆C 的方程,由判别式大于0,可得t 的范围,结合二次函数的最值,又ABQ △的面积为3S ,即可得到所求的最大值.【考点】椭圆的标准方程,圆交点连线所形成三角形的有关问题 21.【答案】(Ⅰ)见解析 (Ⅱ)01a ≤≤【解析】(1)2()ln(+1)+()f x x a x x =-,定义域为(1,+)-∞21(21)(+1)+12++1()+(21)+1+1+1a x x ax ax af x a x x x x --'=-==设2()2++1g x ax ax a =-当0a =时,()1g x =,1'()01f x x =>+函数()f x 在(1,+)-∞为增函数,无极值点. 当0a >时,228(1)98a a a a a ∆=--=-,若809a ≥>时,0∆≤,()0g x ≥,'()0f x ≥函数()f x 在(1,+)-∞为增函数,无极值点. 若89a >时,0∆>,设()0g x =的两个不相等的实数根12,x x ,且12,x x <且121+2x x =-,而(1)10g -=>,则12114x x -<<-<,所以当1(1,)x x ∈-,()0g x >,()0f x '>()f x 单调递增; 当12(,)x x x ∈,()0g x <,()0f x '<,()f x 单调递减; 当2(,+)x x ∈∞,()0g x >,()0f x '>,()f x 单调递增; 因此此时函数()f x 有两个极值点;若0a <时,0∆>,但(1)10g -=>,121x x <-<, 所以当1(1,)x x ∈-,()0g x >,()0f x '>,()f x 单调递增; 当2(,+)x x ∈∞,()0g x <,()0f x '<,()f x 单调递减; 所以函数()f x 只有一个极值点.综上所述:当809a ≥≥时()f x 无极值点;当0a <时()f x 只有一个极值点;当89a >时()f x 有两个极值点. (Ⅱ)由(Ⅰ)知,当809a ≥≥时,()f x 在(0,+)∞单调递增,而(0)0f =,则当(0,+)x ∈∞时,()0f x >,符合题意; 当819a ≥≥时,(0)0g ≥,20x ≤,()f x 在(0,+)∞单调递增,而(0)0f =,则当(0,+)x ∈∞时,()0f x >符合题意;当1a >时,(0)0g <,20x >所以函数()f x 在2(0,)x 单调递减,而(0)0f =,则当2(0,)x x ∈时,()0f x <,不符合题意;当0a <时,设()ln(1)h x x x =-+,当(0,+)x ∈∞时,1'()101+1+xh x x x=-=>,()h x 在(0,+)∞单调递增,因此当(0,+)x ∈∞时,()(0)h x h >=,ln(+1)0x <于是22()+()+(1)f x x a x x ax a x <-=-,当11x a>-时,2+(1)0ax a x -<此时()0f x <不符合题意.综上所述:a 的取值范围是01a ≤≤【提示】(Ⅰ)函数2()ln(+1)+()f x x a x x =-,其中a ∈R ,(1)x ∈-+∞,.212++1()+(21)+1+1ax ax a f x a x x x -'=-=.令2()2++1g x ax ax a =-.对a 与△分类讨论可得:(1)当0a =时,此时()0f x '>,即可得出函数的单调性与极值的情况. (2)当0a >时,(98)a a =-△.①当809a ≥>时,0≤△,②当89a >时,0>△,即可得出函数的单调性与极值的情况.(3)当0a <时,0>△.即可得出函数的单调性与极值的情况. (Ⅱ)由(Ⅰ)可知:(1)当809a ≥≥时,可得函数()f x 在(0,+)∞上单调性,即可判断出. (2)当819a ≥>1时,由(0)0g ≥,可得20x ≤,函数()f x 在(0,+)∞上单调性,即可判断出.(3)当1a <时,由(0)0g <,可得20x >,利用2(0,)x x ∈时函数()f x 单调性,即可判断出;(4)当0a <时,设()ln(+1)h x x x =-,(0,+)x ∈∞,研究其单调性,即可判断出【考点】函数的极值,函数恒成立求未知数的取值范围数学试卷第19页(共21页)数学试卷第20页(共21页)数学试卷第21页(共21页)。

2015年高考山东理科数学试题及答案解析

2015年高考山东理科数学试题及答案解析

2015 年普通高等学校招生全国统一考试(山东卷)、选择题:本大题共 2015 年山东,理 A ) 1,3 1) 数学(理科)第Ⅰ 卷(共 50 分)10小题,每小题 5 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】已知集合 {x|x 24x 3 0}, B {x|2 x 4},则 A B (B ) 1,4 ( C ) 2,3 D ) ) 2,4 2)2015 年山东,理 A ) 1 i 2】若复数 z 满足 z i ,其中 i 是虚数单位,则 1i (B ) 1 i (C ) 1 i D ) 1i 3) 2015 年山东,理 3】要得到函数 y sin (4x ) 的图象,只需将函数 3 y sin4x 的图像 4) 5) 6) 7)A )向左平移 个单位(B )向右平移 个单位(C )向左平移 个单位(D )向右平移 个单位12 3 3 已知菱形 ABCD 的边长为 a , ABC 60 ,则 =( 32 ( B ) a 2 (4不等式 |x 1| |x 5| 2的解集是( (C ) xy0 x y 2 若 z ax y 的最大值为 4,则 y0 (C )-2 在梯形 ABCD 中, ABC ,AD/ /BC ,BC 2AD 2AB 2.将梯形 ABCD2 绕 AD 所在的直线旋转一周而形成的曲面所围成的几何体的体积为( 12 2015 年山东,理 32 A ) a 2 2015 年山东,理 A ) ( ,4) 2015 年山东,理 A )3 2015 年山东,理 4】 5】 6】 7】 C ) B ) ( ,1) 32 a4 ) (1,4) ) 32D ) a 22 D ) (1,5) 已知 x,y 满足约束条件 B )2 D ) -3 ( A ) (B ) (C ) 3 3 38)【 2015 年山东,理 8】已知某批零件的长度误差(单位:毫米)服从正态分布 其长度误差落在区间 3,6 内的概率为( )(附:若随机变量 P ( ) ( A ) 4.56% 9)【 2015 年山东,理 9】 所在的直线的斜率为( 53( A ) 5或 3 35 D )2N (0,32) ,从中随机取一件,服从正态分布 N ( , 2 ),则10)【 2015 年山东, 间 3, 6 内 的 概 率 为 (68. 26,%P ( 2 2 ) 95.44%) (B )13.59% (C ) 27.18% 一条光线从点 ( 2, 3)射出,经 y 轴反射与圆 (x 3)2 (y 2)2 1相切,则反射光线 ) 32 ( B ) 或 23 3x 1,x 1, 23x x , 1,x x 11,.则满足 f ( f (a )) 2f (a )的取值范围是( ) 2 , x 1. 10】设函数 f (x ) D ) 31.74% A ) [23 ,1] B ) [0,1] 、填空题:本大题共 11)【 2015 年山东,C ) 5 或 445 D ) 4 或 3 34 C ) [23, ) D ) [1, )第 II 卷(共 100 分)5 小题,每小题 5 分理 11】观察下列各式:14)【2015年山东,理14】已知函数 f (x ) a xb (a 0,a 1)的定义域和值域都是 [ 1,0] ,则a b 22 15 )【 2015 年山东,理 15】平面直角坐标系 xOy 中,双曲线 C 1: x2 y2 1(a 0,b 0)的渐近线与抛物线 a 2 b 22 C 2: x 22py (p 0)交于点 O, A,B ,若 OAB 的垂心为 C 2的焦点,则 C 1的离心率为 .三、解答题:本大题共 6 题,共 75分.16)【 2015 年山东,理 16】(本小题满分 12分)设 f (x ) sinxcosx cos 2(x ) . 4(Ⅰ)求 f (x ) 的单调区间;A(Ⅱ)在锐角 ABC 中,角 A,B,C 的对边分别为 a,b,c ,若 f ( ) 0,a 1,求 ABC 面积.217)【2015 年山东,理 17】(本小题满分 12 分)如图,在三棱台 DEF ABC 中, AB2DE,G,H 分别为 AC, BC 的中点. (Ⅰ)求证: BD/ / 平面 FGH ;(Ⅱ)若 CF 平面 ABC , AB BC,CF DE, BAC 45 ,求平面 FGH 与平面 ACFD 所成角(锐角)的大小.12) 13)041C 31C 51C 71030507C C CC14C4C照此规律,当 n N * 时, C 20n 1 C 21n 1 C 22n 1C 2n n 112015 年山东,2015 年山东, 理 12】若 “ x [0, ],tan x m ”是真命题,则实数4理 13】执行右边的程序框图,输出的 T 的值为m 的最小值为18)【2015 年山东,理18】(本小题满分12分)设数列 {a n} 的前n项和为 S n,已知2S n 3n 3.(Ⅰ)求数列 {a n} 的通项公式;(Ⅱ)若数列 {b n}满足 a n b n log3 a n ,求数列 {b n}的前n项和T n .19)【2015 年山东,理19】(本小题满分12 分)若 n是一个三位正整数,且 n 的个位数字大于十位数字,十位数字大于百位数字,则称 n为“三位递增数”(如137,359,567 等).在某次数学趣味活动中,每位参加者需从所有的“三位递增数”中随机抽取一个数,且只能抽取一次,得分规则如下:若抽取的“三位递增数” 的三个数字之积不能被5 整除,参加者得0 分;若能被5 整除,但不能被10 整除,得-1 分;若能被10 整除,得1 分.(Ⅰ)写出所有个位数字是5 的“三位递增数”;(Ⅱ)若甲参加活动,求甲得分X 的分布列和数学期望EX .2220)【2015 年山东,理 20】(本小题满分 13分)平面直角坐标系 xOy 中,已知椭圆 C: x 2 y 2 a 2 b 2离心率为 3 ,左、右焦点分别是 F 1, F 2 ,以 F 1为圆心,以 3为半径的圆与以 F 2为圆心,以 2 1 2 1 2 交,交点在椭圆 C 上.(Ⅰ)求椭圆 C 的方程; 22 (Ⅱ)设椭圆 E: x 2 y2 1,P 为椭圆 C 上的任意一点, 过点 P 的直线 y kx m 交椭圆 4a 2 4b 2射线 PO 交椭圆 E 于点 Q .(i )求 |OQ |的值;(ii )求 ABQ 面积最大值.|OP|21)【2015 年山东,理 21】(本题满分 14 分)设函数 f (x ) ln (x 1) a (x 2x ),其中 a R . (Ⅰ)讨论函数 f (x )极值点的个数,并说明理由;1(a b 0) 的 1 为半径的圆相E 于 A,B 两点,Ⅱ)若 x 0 ,f(x) 0 成立,求a 的取值范围.2015 年普通高等学校招生全国统一考试(山东卷)数学(理科)第Ⅰ 卷(共50 分)、选择题:本大题共10小题,每小题5 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)【2015年山东,理1】已知集合{x|x2 4x 3 0} , B {x|2 x 4},则A B ()(A)1,3 (B)1,4 (C)2,3 (D )2,4 答案】C解析】A {x|x2 4x 3 0} {x|1 x 3} , A B (2,3),故选C.2)【2015年山东,理2】若复数 z满足z i ,其中i 是虚数单位,则 z ()1i(A)1 i (B)1 i (C)1 i (D)1 i答案】A解析】z (1 i)i i 2 i 1 i ,z 1 i ,故选A .3)【2015年山东,理3】要得到函数 y sin(4x )的图象,只需将函数 3y sin4x 的图像(A)向左平移个单位(B)向右平移个单位(C)向左平移个单位(D)向右平移个单位12 12 3 3 答案】B解析】 y sin4(x ),只需将函数 y sin4x 的图像向右平移个单位,故选B.12 12333A ) 32a 2B )3a 2 4 C ) 34a 2 4D ) 32a2 答案】 DABC 60 可知 BAD 180 60 120 ,22 3 2AB AD AB a a cos120 a 2a 2 ,故选 D .25)【 2015年山东,理 5】不等式 |x 1| |x 5| 2的解集是( )(A ) ( ,4) (B )( ,1) (C ) (1,4) ( D ) (1,5) 答案】 A 解析】当 x 1时, 1 x (5 x ) 4 2 成立;当 1 x 5时, x 1 (5 x ) 2x 6 2,解得 x 4 ,则1 x 4 ;当 x 5时, x 1 (x 5) 4 2不成立.综上 x 4 ,故选 A .xy06)【 2015年山东,理 6】已知 x, y 满足约束条件 x y 2若 z ax y 的最大值为 4,则 a ( ) y0( A ) 3 (B )2 (C )-2 (D ) -3答案】 B 解析】由 z ax y 得 y ax z ,借助图形可知:当 a 1,即 a 1时在 x y 0时有最大值 0,不符合题意;当 0 a 1,即 1 a 0时在 x y 1时有最大值 a 1 4,a 3 ,不满足 1 a 0;当 1 a 0, 即 0 a 1时在 x y 1时有最大值 a 1 4,a 3,不满足 0 a 1;当 a 1,即 a 1时在 x 2,y 0时有最大值 2a 4,a 2 ,满足 a 1,故选 B .7)【 2015年山东,理 7】在梯形 ABCD 中, ABC, AD/ /BC , 2绕 AD 所在的直线旋转一周而形成的曲面所围成的几何体的体积为(A )B )BC 2AD 2AB 2 .将梯形 ABCD ) (D )24)【 2015年山东,理 4】已知菱形 ABCD 的边长为 a , ABC 60 ,则 =( ) 答案】 C15解析】 V12 2 112 1 5,故选 C .338)【 2015年山东,理 8】已知某批零件的长度误差(单位:毫米)服从正态分布N (0,32) ,从中随机取一件,其长度误差落在区间 3,6 内的概率为( )(附:若随机变量 服从正态分布 N( , 2),则 P( ) 68. 26,%P( 2 2 ) 95.44%) (A ) 4.56% (B )13.59% (C ) 27.18% (D ) 31.74% 答案】 D1解析】 P(3 6) (95.44% 68.26%) 13.59% ,故选 D .29) 【 2015 年山东,理 9】一条光线从点 ( 2, 3)射出,经 y 轴反射与圆 (x 3)2(y 2)21相切,则反射光线 所在的直线的斜率为( )533 25 44 3 ( A )或( B )或 (C )或 (D ) 或3523 4534答案】 D解析】 ( 2, 3)关于 y 轴对称点的坐标为 (2, 3) ,设反射光线所在直线为 y 3 k(x 2), 即kx y 2k 3 0, 则 d | 3k 22 2k 3| 1,|5k 5| k 21,解得 k 4或 3,故选 D .k 21 3 43x 1,x 1,解析】由菱形 ABCD 的边长为 a ,BD CD (AD AB) ( AB)53 3 310)【2015 年山东,理 10】设函数 f(x) x 则满足 f (f(a)) 2 f (a)的取值范围是( )2x, x 1. 22(A ) [ ,1](B ) [0,1](C )[ , )(D )[1, )33答案】 Ca 1a 1 2解析】由 f( f(a)) 2f(a)可知 f(a) 1,则 a 或 ,解得 a 2,故选 C .2 1 3a 1 1 3第 II 卷(共 100 分)、填空题:本大题共 5小题,每小题 5 分 11) 【 2015 年山东,理 11】观察下列各式:照此规律,当 n N *时, C 20n 1 C 12n1 C 22n 1 C 2n n 11解析】 C 20n 1 C 21n 1 C 22n1 C 2n n 11 1(2C 20n 1 2C 21n 1 2C 22n 1 2C 2n n 11) 21[(C 20n 1 C 22n n 11) (C 21n 1 C 22n n 12 ) (C 22n 1 C 22n n 13) (C 2n n 11 C 2n n 1)] 1(C 20n 1 C 21n1C 22n 1 C 2n n 11 C 2n n1 C 22n n 11) 1 22n 1 4n12212) 【2015年山东,理12】若“ x [0, ],tan x m”是真命题,则实数 m 的最小值为 答案】 1解析】 “ x [0, ],tan x m ”是真命题,则 m tan 1,于是实数 m 的最小值为 1. 44 13) 【2015 年山东,理 13】执行右边的程序框图,输出的 T 的值为 .答案】111514CC131517 10103050112 1 1 11解析】T 1 0 xdx 0 x dx 1 2131 161 .14) 【2015 年山东, 理 14】已知函数 f (x) a xb (a 0,a 1)的定义域和值域都是 [ 1,0] ,则 a b答案】 221 1 1 1 1 1解:(Ⅰ)由f(x) sin2x [1 cos(2x )] sin2x sin2x sin2x ,2 2 2 2 2 2 2由2k 2x 2k ,k Z 得 k x k ,k Z , 2 2 4 4则f(x)的递增区间为[k ,k ],k Z ;4433由 2k 2x 2k ,k Z 得 k x k ,k Z ,2 2 4 4则 f(x) 的递增区间为 [k ,k 3],k Z .44Ⅱ)在锐角 ABC 中, f (A) sinA 10,sin A 1, A ,而 a 1,2 2 2 6由余弦定理可得 1 b 3 c 2 2bccos 2bc 3bc (2 3)bc ,当且仅当 b c 时等号成立,611 1 123 2 3 即 bc 1 2 3 , S ABC1bcsin A 1bc sin 1bc 2 3故ABC 面积的最大值为 23(Ⅱ)若 CF 平面 ABC , AB BC,CF DE, BAC 45 ,求平面 FGH 与平面 ACFD 所成角(锐角)的大小. 解:(Ⅰ)证明:连接 DG , DC ,设 DC 与GF 交于点 T , 在三棱台 DEF ABC 中, AB 2DE ,则 AC 2DF , 而 G 是AC 的中点, DF AC ,则 DF / /GC , 所以四边形 DGCF 是平行四边形, T 是 DC 的中点, DG FC .3 3 2 2 64 4 4(17)【2015 年山东,理 17】(本小题满分 12分)如图,在三棱台 DEF ABC 中, AB 2DE,G,H 分别为 AC,BC 的中点.解析】当 a11a 1b 1,无解;当 0 a 1时a 1b 0 a 0 b 0a 0b 11 1 3,解得b 2,a 2,则 a b 2 2 215)【 2015年山东,理 15】平面直角坐标系 xOy 中,双曲线 C 1 : 2 a 2 2y2 1(a 0,b 0) 的渐近线与抛物线C 2 : x 2答案】 322py (p 0) 交于点 O,A,B ,若 OAB 的垂心为C 2 的焦点,则 C 1的离心率为x2 y 2b解析】 C 1: x 2 y 2 1(a 0,b 0)的渐近线为 y bx ,则 a b aA(2pb222pb 22),B( 2pb 2pb 222pb2pC 2 : x 22py(p 0) 的焦点 F(0,2),则 k AF2 a 2pb2 b 2 2a2c 2a2b 2c3 e a2三、解答题:本大题共 6题,共 75 分.16)【2015 年山东,理 16】(本小题满分 12 分)设2f(x) sin xcosx cos (x ) .4Ⅰ)求 f (x ) 的单调区间;Ⅱ)在锐角 ABC 中,角 A,B,C 的对边分别为a,b,c ,若 f (A) 0,a 1,求 ABC 面积.又在 BDC ,是 BC 的中点,则 TH DB ,又 BD 平面 FGH , TH 平面 FGH ,故 BD // 平面 FGH .Ⅱ)由 CF 平面 ABC ,可得 DG 平面 ABC 而, AB BC , BAC 45 , 则 GB AC ,于是 GB,GA,GC 两两垂直,以点 G 为坐标原点, GA,GB,GC 所在的直线,分别为 x, y, z 轴建立空间直角坐标系, 设 AB 2,则 DE CF 1,AC 2 2,AG 2 , B (0,2,0), C ( 2,0,0), F ( 2,0,1), H ( 2, 2,0) ,22则平面 ACFD 的一个法向量为 n 1 (0,1,0) ,设平面 FGH 的法向量为2x 2y 0,即 2 x 2 2 y 2 0 , 2x 2 z 2 0n 2 GH 0n 2 (x 2,y 2,z 2 ) ,则n 2 GF 0取 x21,则 y 2 1,z 22 , n 2 (1,1, 2) ,11 cos n 1,n 21 1,故平面 FGH 与平面 ACFD 所成角(锐角)的大小为 60 .1 12 2 18)【2015 年山东,理 18】(本小题满分 12分)设数列 {a n } 的前 n 项和为 S n ,已知 2S n 3n 3. (Ⅰ)求数列 {a n } 的通项公式; (Ⅱ)若数列 {b n } 满足 a n b n log3 a n ,求数列 {b n } 的前 n 项和 T n . n 1 1 n 2S n 3n 3可得 a 1 S 1 (3 3) 3 , a n S n S n 1 (3n22 3, n 1 . 3n 1,n 1 .解:(Ⅰ)由 11a 1 3 31 1,则 a n Ⅱ)由 a n b n log 3 a n 及 a n 3, n 1 33n , 1,n n 11,可得 bn log 3 a na n13 n1 3n 1 3) 1(3n 1 3) 3n 1(n 2) , 2 n1 n1T n 1 1 22 33n n 11,3 3 32 333n 121 1111Tn2 2 33n3332 32 33 112 3 3n9 1 13T13 2n 1Tnn 1n12 4 3n 119)【 2015 年山东,理 19】 n 1 2 1 3n9 21T n 31 3n 1n12 1223 34n 2 n 132 323 4n 1 1 n23n3 323 2 3n2 234 n 1 n3 3 3 31 1 1 1 1 n 1 (2 3n1 ) n32 33 3n 13nn 1 13 2n 1 3n 18 2 3n若 n 是一个三位正整数,且 n 的个位数字大于十位数字,十位 数字大于百位数字,则称 n 为“三位递增数 ”(如 137, 359, 567 等).在某次数学趣味活动中,每位参加者需从所有的 “三位递增数 ”中随机抽取一个数,且只能抽取一次,得分规则如下:若抽取的 的三个数字之积不能被 5 整除, 整除,得 1 分. (Ⅰ)写出所有个位数字是 5 的 (Ⅱ)若甲参加活动,求甲得分 解:(Ⅰ) 125, 135, 145, 235, 245,本小题满分 12 分) 三位递增数 ” 参加者得 0 分;若能被 5 整除,但不能被 10 整除,得 -1 分;若能被 10 “三位递增数 ”;X 的分布列和数学期望 EX .345;Ⅱ) X 的所有取值为 -1, 0,1.P(X 0) C C83 32,P(X1) CC43C93C91 ,P(X 1) C 41 C 413 C 421114 C 93 42C 93X0 -1 1甲得分 X 的分布列为:22 111 P3 14422 1 11 4EX 0 32114 ( 1) 4112 1 241由两圆相交可得 2 2 3b 4,即 1 3b 2,交点4 1 (3b则 2 4 23b2 3b 2 4b2b 2故 b 2 1, a 2 4,椭圆 C 的方程为 x y 2 1.64k 2m 216(4 k 2 1)(m 24) 16(16k 24 m 2)0,| AB |1 k216(16k 2 4 m 2)1 4k 22m 1 4k 2y kx m y 2 kx 2 m 有解, x 4y 4即 x 2 4(kx m)2 4,(1 4k 2)x 2 8kmx 4m 2 4 0 有解,其判别式 1 64k 2m 2 16(1 4k 2)(m 2 1) 16(1 4k 2 m 2) 0 ,即1 4k 2 m 2, 则上述 m 2 8k 2 2 不成立,等号不成立, 设t |m| 2 (0,1] ,则 S 6|m| 16k 24 m 6 (4 t)t 在 (0,1]为增函数, 1 4k 2 1 4k 22Ⅱ)(i )椭圆 E 的方程为 x y1,设点 P (x 0, y 0) ,满足16 4代入16 41可得点Q( 2x0, 2 y 0),于是 |OP|2x0y 02 1,射线 PO: y y0x(xx 0 0) , 4 x 0( 2x 0)2( 2y 0)22.x 02y 02ii )点Q( 2x 0, 2 y 0 )到直线 AB 距离等于原点 O 到直线 AB 距离的 3倍: y kx mx 2 y 2 ,得 x 2 4(kx m)2 16 , 116 4 整理得 (1 4k 2 )x 2 8kmx 4m 2 16 0 . | 2kx 0 2y 0 m| |m| ,d 31 k2 ,1 k220)【2015 年山东,理 20】(本小题满分 13 分)平面直角坐标系 xOy 中,已知椭圆2xy C: 22 ab1(a b 0) 的离心率为 3 ,左、右焦点分别是 F 1, F 2 ,以 F 1为圆心,以21 2 1 交,交点在椭圆 C 上.(Ⅰ)求椭圆 C 的方程;22(Ⅱ)设椭圆 E: x 2 y 2 1,P 为椭圆 C 上的任意一点,4a2 4b2射线 PO 交椭圆 E 于点 Q .(i )求 |OQ |的值;(ii )求 ABQ 面积最大值.|OP| 解:(Ⅰ)由椭圆 C : x2 y2 1(a b 0) 的离心率为 3可知a 2b 22 3 为半径的圆与以 F 2 为圆心,以 过点 P 的直线 y kx m 交椭圆 c e a 右焦点分别是 F 1( 3b,0), F 2 ( 3b,0) ,圆 F 1:(x 3b)2 y 21 为半径的圆相E 于 A,B 两点,3 2 2 23 ,而 a 2 b 2 c 2则 a 2b,c 3b , 左、 29,圆 F 2: (x 3b)2y 21,3b )211,整理得 4b 45b 21 0,解得 b 21, b 2 1(舍去), 42 2 2 m 16k 4 m 62 2(4k21)1 1 |m|2 2 |m| 16k 24S| AB |d 3 2 4 16k 2 4 m 262 2 1 4k 2当且仅当 |m| 16k 2 4 m 2,m 2 8k 2 2 等号成立.x 2而直线 y kx m 与椭圆 C: x y 2 1有交点 P ,则 12 ,,122)在椭圆 C 上,于是当 1 4k 2 m 2时 S max 6 (4 1) 1 6 3 ,故 ABQ 面积最大值为 12. 21)【2015 年山东,理 21】(本题满分14 分)设函数 f (x) ln(x 1) a(x 2x),其中 a R .(Ⅰ)讨论函数 f(x) 极值点的个数,并说明理由; (Ⅱ)若 x 0, f(x) 0成立,求 a 的取值范围.11且x 1 x22,而 g( 1) 1 0,则 1 x 1 x 2 ,所以当 x ( 1,x 1),g(x) 0, f (x) 0,f(x)单调递增;当 x (x 1,x 2),g(x) 0,f (x) 0, f (x)单调递减;当 x (x 2, ),g(x) 0, f (x) 0, f (x)单调递增. 因此此时函数 f (x) 有两个极值点;当 a 0时 0,但 g( 1) 1 0, x 1 1 x 2 ,所以当 x ( 1,x 2 ), g (x) 0, f (x) 0,f (x)单调 递増;当 x (x 2, ),g(x) 0,f (x) 0,f (x) 单调递减,所以函数只有一个极值点.88综上可知当 0 a 时 f ( x)的无极值点;当 a 0时 f (x)有一个极值点;当 a 时, f (x)的有两个99 极值点. Ⅱ)由(Ⅰ)可知当 0 a 8时 f(x) 在(0, ) 单调递增,而 f(0) 0,9则当 x (0, )时, f (x) 0 ,符合题意; 8当 8a 1时, g(0) 0,x 2 0, f (x) 在(0, )单调递增,而 f(0) 0, 9则当 x (0, ) 时, f (x) 0 ,符合题意; 当 a 1时, g(0) 0,x 2 0 ,所以函数 f(x)在 (0,x 2)单调递减,而 f(0) 0, 则当 x (0,x 2) 时, f(x) 0,不符合题意;当 a 0 时,设 h(x) x ln(x 1),当 x (0, ) 时 h(x) 1 1 x0 ,x11xh(x)在(0, )单调递增,因此当 x (0, ) 时 h(x) h(0) 0,ln(x 1) 0,1于是 f (x) x a(x 2 x) ax 2 (1 a)x ,当 x 1 时 ax 2 (1 a)x 0,a 此时 f (x) 0 ,不符合题意. 综上所述, a 的取值范围是 0 a 1 .另解:(Ⅰ) f(x) ln(x 1) a(x 2 x) ,定义域为 ( 1, )f (x)1 a(2x 1) a(2x 1)(x 1) 1 2ax2 ax 1 a ,x 1 x 1 x 11当 a 0时, f (x)0,函数 f (x)在 ( 1, )为增函数,无极值点.x1设 g(x) 2ax 2 ax 1 a,g( 1) 1, a 2 8a(1 a) 9a 2 8a ,当 a 0时,根据二次函数的图像和性质可知 g(x) 0的根的个数就是函数 f(x) 极值点的个数.8若 a(9a 8) 0,即 0 a 时, g(x) 0, f (x) 0函数在 ( 1, )为增函数,无极值点.解:(Ⅰ) f(x) ln(x 1) a(x 2x) ,定义域为 ( 1, ) ,21 a(2x 1)(x 1) 1 2ax ax 1 a2 a(2x 1),设 g(x) 2ax 2 ax 1 a ,f (x)x 1x1当 a 0 时, x11g(x) 1,f (x) 10,函数 f(x) 在( 1, )为增函数,无极值点. x122a 8a(1 a) 9a 8a ,当 a 0 时, 8若0 a 时 0, g(x) 0,f (x) 0,函数 f(x)在 ( 1, )为增函数,无极值点. 98若 a 时 0,设 g(x) 0的两个不相等的实数根 x 1,x 2 ,且 x 1 x 2 ,998若 a(9a 8) 0,即 a或a 0,而当 a 0时 g( 1) 0 9此时方程 g(x) 0在 ( 1, )只有一个实数根,此时函数 f ( x)只有一个极值点; 8当 a 时方程 g(x) 0在 ( 1, )都有两个不相等的实数根,此时函数 f (x)有两个极值点;988综上可知当 0 a 9时 f (x)的极值点个数为 0;当 a 0时 f (x)的极值点个数为 1;当 a 9 时,99f (x) 的极值点个数为 2.22 (Ⅱ)设函数 f (x) ln(x 1) a(x 4 x), x 0,都有 f(x) 0成立,即 ln( x 1) a(x 2x) 0 当 x 1时, ln2 0 恒成立; 当 x1时, x 2 x 0, ln(2x 1)a 0;x 2 x当 0 x 1时, x 2 x 0 , ln(2x 1) a 0;由 x 0均有 ln(x 1) x 成立.x 2 x故当 x 1时,, ln(2x 1) 1(0, ) ,则只需 a 0 ;x x x 1当 0 x 1时, ln(2x 1) 1( , 1),则需 1 a 0 ,即 a 1.综上可知对于 x 0,都有x 2 x x 1f(x) 0 成立,只需 0 a 1即可,故所求 a 的取值范围是 0 a 1.另解:(Ⅱ)设函数 f (x) ln(x 1) a(x x), f(0) 0,要使 x 0,都有 f (x) 0成立,只需函数函数 f (x) 在1(0, )上单调递增即可,于是只需 x 0, f (x) a(2x 1) 0 成立,x11 1 2当 x 1 时 a ,令 2x 1 t 0, g(t)( ,0) ,2 (x 1)(2x 1) t(t 3)1 2 1f ( ) 0 ;当 0 x 1 , a 2 3 2 (x 1)(2x 1) g(t) 2关于 t ( 1,0)单调递增, t(t 3)1,则 a 1,于是 0 a 1 .1( 1 3)又当 a 1时, g(0) 0,x 2 0 ,所以函数 f(x) 在(0, x 2 )单调递减,而 f (0) 0, 则当 x (0, x 2 )时, f (x) 0,不符合题意;1x 当 a 0时,设 h(x) x ln(x 1),当 x (0, )时 h(x) 1 0,x 1 1 x h(x) 在(0, )单调递增,因此当 x (0, ) 时h(x) h(0) 0,ln( x 1) 0,2 21 2于是 f (x) x a(x 2 x) ax 2 (1 a)x ,当 x 1 时 ax 2 (1 a)x 0,此时 f (x) 0 ,不符合题意.a综上所述, a 的取值范围是 0 a 1 . 评析】求解此类问题往往从三个角度求解:一是直接求解,通过对参数a 的讨论来研究函数的单调性,进一步确定参数的取值范围; 二是分离参数法, 求相应函数的最值或取值范围以达到解决问题的目的; 三是凭 借函数单调性确定参数的取值范围, 然后对参数取值范围以外的部分进行分析验证其不符合题意, 即可 确定所求.1则 a 0;当 x 1 时 2令 2x 1 t ( 1,0) ,则 g(t) g( 1)。

2015年山东卷理科数学高考试卷(原卷 答案)

2015年山东卷理科数学高考试卷(原卷 答案)

绝密★启用前2015年普通高等学校招生全国统一考试(山东卷)理科数学本试卷共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、选择题本部分共10小题,每小题5分,共50分。

在每小题列出的四个选项中,选出最符合题目要求的一项。

1.已知集合{}243|0A x xx =−+<,{}24|B x x =<<,则A B =( )A .(1,3)B .(1,4)C .(2,3)D .(2,4)2.若复数Z 满足1Zi i=−,其中i 为虚数为单位,则Z=( ) A .1-iB .1+iC .-1-iD .-1+i3.要得到函数sin(4)3y x π=−的图像,只需要将函数y=sin4x 的图像( )A .向左平移12π个单位 B .向右平移12π个单位 C .向左平移3π个单位D .向右平移3π个单位4.已知菱形ABCD 的边长为a ,60ABC ∠=︒,则BD CD ⋅=( ) A .232a −B .234a −C .234a D .232a 5.不等式|x-1|-|x-5|<2的解集是( ) A .(,4)−∞B .(,1)−∞C .(1,4)D .(1,5)6.已知x,y 满足约束条件020x y x y y −≥⎧⎪+≤⎨⎪≥⎩,若z=ax+y 的最大值为4,则a=( ) A .3B .2C .-2D .-37.在梯形ABCD 中,2ABC π∠=,AD//BC ,BC=2AD=2AB=2.将梯形ABCD 绕AD 所在的直线旋转一周而形成的曲面所围成的几何体的体积为( ) A .23π B .43π C .53π D .2π8.已知某批零件的长度误差(单位:毫米)服从正态分布N (0,3),从中随机取一件,其长度误差落在区间(3,6)内的概率为( )(附:若随机变量服从正态分布2(,)N μσ, 则(P μσ−<)68.26%μσ<+=,(2P μσ−<2)95.44%μσ<+=。

2015山东高考数学(理)试题及答案

2015山东高考数学(理)试题及答案

2015年普通高等学校招生全国统一考试(山东卷)(1) 已知集合A={X|X ²-4X+3<0},B={X|2<X<4},则A B=C(A )(1,3) (B )(1,4) (C )(2,3) (D )(2,4) (2)若复数Z 满足1Zi i=-,其中i 为虚数单位,则Z=A (A )1-i (B )1+i (C )-1-i (D )-1+i(3)要得到函数y=sin (4x-3π)的图像,只需要将函数y=sin4x 的图像(C ) (A )向左平移12π个单位 (B )向右平移12π个单位(C )向左平移3π个单位 (D )向右平移3π个单位(4)已知菱形ABCD 的边长为a ,∠ABC=60o,则BD CD=D(A )- (B )- (C ) (D )(5)不等式|x-1|-|x-5|<2的解集是A(A )(-,4) (B )(-,1) (C )(1,4) (D )(1,5)(6)已知x,y 满足约束条件,若z=ax+y 的最大值为4,则a=B(A )3 (B )2 (C )-2 (D )-3(7)在梯形ABCD 中,∠ABC=,AD//BC ,BC=2AD=2AB=2.将梯形ABCD 绕AD 所在的直线旋转一周而形成的曲面所围成的几何体的体积为C(A ) (B ) (C )(D )2(8)已知某批零件的长度误差(单位:毫米)服从正态分布N(0,32),从中随机取一件,其长度误差落在区间(3,6)内的概率为(附:若随机变量ξ服从正态分布N(μ,σ²),则P(μ-σ<ξ<μ+σ)=68.26%,P(μ-2σ<ξ<μ+2σ)=95.44%.)B(A)4.56% (B)13.59% (C)27.18% (D)31.74% (9)一条光线从点(-2,-3)射出,经y轴反射后与圆相切,则反射光线所在直线的斜率为(D)(A)或(B或(C)或(D)或(10)设函数f(x)=,则满足f(f(a))=的a的取值范围是(C (A)[,1](B)[0,1](C)[(D)[1, +第Ⅱ卷(共100分)二、填空题:本大题共5小题,每小题5分,共25分。

2015年普通高等学校招生全国统一考试山东卷理科数学(2015年山东省高考理科数学)

2015年普通高等学校招生全国统一考试山东卷理科数学(2015年山东省高考理科数学)

2015年普通高等学校招生全国统一考试山东理科数学参考公式:如果事件A ,B 互斥,那么P (A +B )=P (A )+P (B ).第Ⅰ卷(共50分)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.已知集合A ={x|x 2﹣4x +3<0},B ={x|2<x<4},则A ∩B =( ) A .(1,3) B .(1,4) C .(2,3) D .(2,4) 答案:C 解析:A ={x|x 2﹣4x +3<0}={x|1<x<3},B ={x|2<x<4},结合数轴,知A ∩B ={x|2<x<3}. 2.若复数z 满足z 1−i=i ,其中i 为虚数单位,则z =( )A .1﹣iB .1+iC .﹣1﹣iD .﹣1+i答案:A解析:∵z1−i =i ,∴z =i(1﹣i)=i ﹣i 2=1+i .∴z =1﹣i .3.要得到函数y =sin (4x −π3)的图象,只需将函数y =sin4x 的图象( ) A .向左平移π12个单位 B .向右平移π12个单位C .向左平移π3个单位D .向右平移π3个单位答案:B解析:∵y =sin (4x −π3)=sin [4(x −π12)],∴只需将函数y =sin4x 的图象向右平移π12个单位即可.4.已知菱形ABCD 的边长为a ,∠ABC =60°,则BD ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ·CD ⃗⃗⃗⃗⃗ =( ) A .﹣32a 2 B .﹣34a 2 C .34a 2 D .32a 2答案:D解析:如图设BA⃗⃗⃗⃗⃗ =a ,BC ⃗⃗⃗⃗⃗ =B .则BD ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ·CD ⃗⃗⃗⃗⃗ =(BA ⃗⃗⃗⃗⃗ +BC ⃗⃗⃗⃗⃗ )·BA ⃗⃗⃗⃗⃗ =(a +b)·a =a 2+a·b =a 2+a ·a ·cos60°=a 2+12a 2=32a 2.5.不等式|x ﹣1|﹣|x ﹣5|<2的解集是( )A .(﹣∞,4)B .(﹣∞,1)C .(1,4)D .(1,5) 答案:A解析:当x ≤1时,不等式可化为(1﹣x )﹣(5﹣x )<2,即﹣4<2,满足题意;当1<x<5时,不等式可化为(x ﹣1)﹣(5﹣x )<2,即2x ﹣6<2,解得1<x<4; 当x ≥5时,不等式可化为(x ﹣1)﹣(x ﹣5)<2,即4<2,不成立. 故原不等式的解集为(﹣∞,4). 6.已知x ,y 满足约束条件{x −y ≥0,x +y ≤2,y ≥0.若z =ax +y 的最大值为4,则a =( )A .3B .2C .﹣2D .﹣3答案:B解析:由约束条件画出可行域,如图阴影部分所示.线性目标函数z =ax +y ,即y =﹣ax +z. 设直线l 0:ax +y =0.当﹣a ≥1,即a ≤﹣1时,l 0过O (0,0)时,z 取得最大值,z max =0+0=0,不合题意;当0≤﹣a<1,即﹣1<a ≤0时,l 0过B (1,1)时,z 取得最大值,z max =a +1=4,∴a =3(舍去); 当﹣1<﹣a<0时,即0<a<1时,l 0过B (1,1)时,z 取得最大值,z max =2a +1=4,∴a =32(舍去);当﹣a ≤﹣1,即a ≥1时,l 0过A (2,0)时,z 取得最大值,z max =2a +0=4,∴a =2. 综上,a =2符合题意.7.在梯形ABCD 中,∠ABC =π2,AD ∥BC ,BC =2AD =2AB =2.将梯形ABCD 绕AD 所在的直线旋转一周而形成的曲面所围成的几何体的体积为( ) A .2π3B .4π3C .5π3D .2π答案:C解析:由题意可得旋转体为一个圆柱挖掉一个圆锥.V 圆柱=π×12×2=2π,V 圆锥=13×π×12×1=π3.∴V 几何体=V 圆柱﹣V 圆锥=2π﹣π3=5π3.8.已知某批零件的长度误差(单位:毫米)服从正态分布N (0,32),从中随机取一件,其长度误差落在区间(3,6)内的概率为( )(附:若随机变量ξ服从正态分布N (μ,σ2),则P (μ﹣σ<ξ<μ+σ)=68.26%,P (μ﹣2σ<ξ<μ+2σ)=95.44%.)A .4.56%B .13.59%C .27.18%D .31.74%答案:B解析:由正态分布N (0,32)可知,ξ落在(3,6)内的概率为P(μ−2σ<ξ<μ+2σ)−P(μ−σ<ξ<μ+σ)2=95.44%−68.26%2=13.59%.9.一条光线从点(﹣2,﹣3)射出,经y 轴反射后与圆(x +3)2+(y ﹣2)2=1相切,则反射光线所在直线的斜率为( ) A .﹣53或﹣35 B .﹣32或﹣23 C .﹣54或﹣45D .﹣43或﹣34答案:D解析:如图,作出点P (﹣2,﹣3)关于y 轴的对称点P 0(2,﹣3).由题意知反射光线与圆相切,其反向延长线过点P 0.故设反射光线为y =k (x ﹣2)﹣3,即kx ﹣y ﹣2k ﹣3=0.∴圆心到直线的距离d =√1+k 2=1,解得k =﹣43或k =﹣34.10.设函数f (x )={3x −1,x <1,2x ,x ≥1.则满足f (f (a ))=2f (a )的a 的取值范围是( )A .[23,1] B .[0,1] C .[23,+∞)D .[1,+∞)答案:C解析:当a =2时,f (2)=4,f (f (2))=f (4)=24,显然f (f (2))=2f (2),故排除A ,B .当a =23时,f (23)=3×23﹣1=1,f (f (23))=f (1)=21=2. 显然f (f (23))=2f(23).故排除D . 综上,选C .第Ⅱ卷(共100分)二、填空题:本大题共5小题,每小题5分,共25分. 11.观察下列各式:C 10=40;C 30+C 31=41; C 50+C 51+C 52=42; C 70+C 71+C 72+C 73=43; ……照此规律,当n ∈N *时,C 2n−10+C 2n−11+C 2n−12+…+C 2n−1n−1=__________.答案:4n ﹣1解析:观察各式有如下规律:等号左侧第n 个式子有n 项,且上标分别为0,1,2,…,n ﹣1,第n 行每项的下标均为2n ﹣1.等号右侧指数规律为0,1,2,…,n ﹣1.所以第n 个式子为C 2n−10+C 2n−11+C 2n−12+…+C 2n−1n−1=4n ﹣1.12.若“∀x ∈[0,π4],tan x ≤m ”是真命题,则实数m 的最小值为__________. 答案:1解析:由题意知m ≥(tan x )max .∵x ∈[0,π4],∴tan x ∈[0,1], ∴m ≥1.故m 的最小值为1.13.执行下边的程序框图,输出的T 的值为__________.答案:116解析:初始n =1,T =1.又∫1x n d x =1n +1x n +1|01=1n +1,∵n =1<3,∴T =1+11+1=32,n =1+1=2; ∵n =2<3,∴T =32+12+1=116,n =2+1=3;∵n =3,不满足“n<3”,执行“否”,∴输出T =116.14.已知函数f (x )=a x +b (a>0,a ≠1)的定义域和值域都是[﹣1,0],则a +b =__________. 答案:﹣32解析:f (x )=a x +b 是单调函数,当a>1时,f (x )是增函数,∴{a −1+b =−1,a 0+b =0,无解.当0<a<1时,f (x )是减函数,∴{a −1+b =0,a 0+b =−1,∴{a =12,b =−2. 综上,a +b =12+(﹣2)=﹣32.15.平面直角坐标系xOy 中,双曲线C 1:x 2a −y 2b =1(a>0,b>0)的渐近线与抛物线C 2:x 2=2py (p>0)交于点O ,A ,B .若△OAB 的垂心为C 2的焦点,则C 1的离心率为__________. 答案:32解析:双曲线的渐近线为y =±ba x.由{y =ba x ,x 2=2py ,得A (2bp a ,2b 2p a ).由{y =−ba x ,x 2=2py ,得B (−2bp a ,2b 2p a 2). ∵F (0,p2)为△OAB 的垂心,∴k AF ·k OB =﹣1.即2b 2p a 2−p22bpa−0·(−ba )=﹣1,解得b 2a 2=54,∴c 2a 2=94,即可得e =32.三、解答题:本大题共6小题,共75分.16.(本小题满分12分)设f (x )=sin x cos x ﹣cos 2(x +π4). (1)求f (x )的单调区间;(2)在锐角△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,C .若f (A2)=0,a =1,求△ABC 面积的最大值. 解:(1)由题意知f (x )=sin2x 2−1+cos(2x +π2)2=sin2x 2−1−sin2x2=sin2x ﹣12.由﹣π2+2k π≤2x ≤π2+2k π,k ∈Z ,可得﹣π4+k π≤x ≤π4+k π,k ∈Z ;由π2+2k π≤2x ≤3π2+2k π,k ∈Z ,可得π4+k π≤x ≤3π4+k π,k ∈Z .所以f (x )的单调递增区间是[−π4+kπ,π4+kπ](k ∈Z);单调递减区间是[π4+kπ,3π4+kπ](k ∈Z).(2)由f (A2)=sin A ﹣12=0,得sin A =12,由题意知A 为锐角,所以cos A =√32. 由余弦定理a 2=b 2+c 2﹣2bc cos A , 可得1+√3bc =b 2+c 2≥2bc ,即bc ≤2+√3,且当b =c 时等号成立. 因此12bc sin A ≤2+√34.所以△ABC 面积的最大值为2+√34.17.(本小题满分12分)如图,在三棱台DEF ﹣ABC 中,AB =2DE ,G ,H 分别为AC ,BC 的中点. (1)求证:BD ∥平面FGH ;(2)若CF ⊥平面ABC ,AB ⊥BC ,CF =DE ,∠BAC =45°,求平面FGH 与平面ACFD 所成的角(锐角)的大小.(1)证法一:连接DG ,CD ,设CD ∩GF =O ,连接OH.在三棱台DEF ﹣ABC 中,AB =2DE ,G 为AC 的中点,可得DF ∥GC ,DF =GC ,所以四边形DFCG 为平行四边形.则O 为CD 的中点,又H 为BC 的中点,所以OH ∥BD ,又OH ⊂平面FGH ,BD ⊄平面FGH ,所以BD ∥平面FGH.证法二:在三棱台DEF ﹣ABC 中,由BC =2EF ,H 为BC 的中点,可得BH ∥EF ,BH =EF ,所以四边形BHFE 为平行四边形.可得BE ∥HF .在△ABC 中,G 为AC 的中点,H 为BC 的中点,所以GH ∥AB . 又GH ∩HF =H ,所以平面FGH ∥平面ABED . 因为BD ⊂平面ABED , 所以BD ∥平面FGH.(2)解法一:设AB =2,则CF =1.在三棱台DEF ﹣ABC 中,G 为AC 的中点,由DF =12AC =GC ,可得四边形DGCF 为平行四边形,因此DG ∥FC .又FC ⊥平面ABC , 所以DG ⊥平面ABC .在△ABC 中,由AB ⊥BC ,∠BAC =45°,G 是AC 中点,所以AB =BC ,GB ⊥GC ,因此GB ,GC ,GD 两两垂直.以G 为坐标原点,建立如图所示的空间直角坐标系G ﹣xyz. 所以G (0,0,0),B (√2,0,0),C (0,√2,0),D (0,0,1). 可得H (√22,√22,0),F (0,√2,1), 故GH ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =(√22,√22,0),GF ⃗⃗⃗⃗⃗ =(0,√2,1). 设n =(x ,y ,z )是平面FGH 的一个法向量, 则由{n ·GH ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =0,n ·GF ⃗⃗⃗⃗⃗ =0,可得{x +y =0,√2y +z =0.可得平面FGH 的一个法向量n =(1,﹣1,√2). 因为GB ⃗⃗⃗⃗⃗ 是平面ACFD 的一个法向量,GB⃗⃗⃗⃗⃗ =(√2,0,0), 所以cos <GB ⃗⃗⃗⃗⃗ ,n >=GB ⃗⃗⃗⃗⃗ ·n |GB ⃗⃗⃗⃗⃗ |·|n|√22√212. 所以平面FGH 与平面ACFD 所成角(锐角)的大小为60°.解法二:作HM ⊥AC 于点M ,作MN ⊥GF 于点N ,连接NH. 由FC ⊥平面ABC ,得HM ⊥FC , 又FC ∩AC =C ,所以HM ⊥平面ACFD . 因此GF ⊥NH ,所以∠MNH 即为所求的角.在△BGC 中,MH ∥BG ,MH =12BG =√22, 由△GNM ∽△GCF ,可得MNFC =GMGF ,从而MN =√66.由HM ⊥平面ACFD ,MN ⊂平面ACFD ,得HM ⊥MN ,因此tan ∠MNH =HM MN=√3,所以∠MNH =60°.所以平面FGH 与平面ACFD 所成角(锐角)的大小为60°.18.(本小题满分12分)设数列{a n }的前n 项和为S n .已知2S n =3n +3. (1)求{a n }的通项公式;(2)若数列{b n }满足a n b n =log 3a n ,求{b n }的前n 项和T n . 解:(1)因为2S n =3n +3,所以2a 1=3+3,故a 1=3,当n>1时,2S n ﹣1=3n ﹣1+3,此时2a n =2S n ﹣2S n ﹣1=3n ﹣3n ﹣1=2×3n ﹣1,即a n =3n ﹣1,所以a n ={3,n =1,3n−1,n >1.(2)因为a n b n =log 3a n ,所以b 1=13,当n>1时,b n =31﹣n log 33n ﹣1=(n ﹣1)·31﹣n . 所以T 1=b 1=13;当n>1时,T n =b 1+b 2+b 3+…+b n =13+(1×3﹣1+2×3﹣2+…+(n ﹣1)×31﹣n ),所以3T n =1+(1×30+2×3﹣1+…+(n ﹣1)×32﹣n ),两式相减,得2T n =23+(30+3﹣1+3﹣2+ (32)n )﹣(n ﹣1)×31﹣n =23+1−31−n 1−3−1﹣(n ﹣1)×31﹣n =136−6n +32×3n,所以T n =1312−6n +34×3n.经检验,n =1时也适合. 综上可得T n =1312−6n +34×3n.19.(本小题满分12分)若n 是一个三位正整数,且n 的个位数字大于十位数字,十位数字大于百位数字,则称n 为“三位递增数”(如137,359,567等).在某次数学趣味活动中,每位参加者需从所有的“三位递增数”中随机抽取1个数,且只能抽取一次.得分规则如下:若抽取的“三位递增数”的三个数字之积不能被5整除,参加者得0分;若能被5整除,但不能被10整除,得﹣1分;若能被10整除,得1分. (1)写出所有个位数字是5的“三位递增数”;(2)若甲参加活动,求甲得分X 的分布列和数学期望EX.解:(1)个位数是5的“三位递增数”有125,135,145,235,245,345;(2)由题意知,全部“三位递增数”的个数为C 93=84,随机变量X 的取值为:0,﹣1,1,因此P (X =0)=C 83C 93=23,P (X =﹣1)=C 42C 93=114,P (X =1)=1﹣114−23=1142.所以X 的分布列为则EX =0×23+(﹣1)×114+1×1142=421.20.(本小题满分13分)平面直角坐标系xOy 中,已知椭圆C :x 2a2+y 2b 2=1(a>b>0)的离心率为√32,左、右焦点分别是F 1,F 2.以F 1为圆心以3为半径的圆与以F 2为圆心以1为半径的圆相交,且交点在椭圆C 上. (1)求椭圆C 的方程;(2)设椭圆E :x 24a 2+y 24b 2=1,P 为椭圆C 上任意一点.过点P 的直线y =kx +m 交椭圆E 于A ,B 两点,射线PO 交椭圆E 于点Q.①求|OQ||OP|的值;②求△ABQ 面积的最大值.解:(1)由题意知2a =4,则a =2.又ca =√32,a 2﹣c 2=b 2,可得b =1,所以椭圆C 的方程为x 24+y 2=1.(2)由(1)知椭圆E 的方程为x 216+y 24=1.①设P (x 0,y 0),|OQ||OP|=λ,由题意知Q (﹣λx 0,﹣λy 0).因为x 024+y 02=1,又(−λx 0)216+(−λy 0)24=1,即λ24(x 024+y 02)=1,所以λ=2,即|OQ||OP|=2. ②设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),将y =kx +m 代入椭圆E 的方程, 可得(1+4k 2)x 2+8kmx +4m 2﹣16=0, 由Δ>0,可得m 2<4+16k 2.①则有x 1+x 2=﹣8km 1+4k 2,x 1x 2=4m 2−161+4k 2.所以|x 1﹣x 2|=4√16k 2+4−m 21+4k 2.因为直线y =kx +m 与y 轴交点的坐标为(0,m ), 所以△OAB 的面积S =12|m||x 1﹣x 2|=2√16k 2+4−m 2|m|1+4k 2=2√(16k 2+4−m 2)m 21+4k 2=2√(4−m 21+4k2)m 21+4k 2.设m 21+4k 2=t.将y =kx +m 代入椭圆C 的方程,可得(1+4k 2)x 2+8kmx +4m 2﹣4=0, 由Δ≥0,可得m 2≤1+4k 2. ②由①②可知0<t ≤1,因此S =2√(4−t)t =2√−t 2+4t .故S ≤2√3,当且仅当t =1,即m 2=1+4k 2时取得最大值2√3. 由①知,△ABQ 面积为3S ,所以△ABQ 面积的最大值为6√3.21.(本小题满分14分)设函数f (x )=ln(x +1)+a (x 2﹣x ),其中a ∈R . (1)讨论函数f (x )极值点的个数,并说明理由; (2)若∀x>0,f (x )≥0成立,求a 的取值范围.解:(1)由题意知函数f (x )的定义域为(﹣1,+∞),f'(x )=1x +1+a (2x ﹣1)=2ax 2+ax−a +1x +1.令g (x )=2ax 2+ax ﹣a +1,x ∈(﹣1,+∞).当a =0时,g (x )=1,此时f'(x )>0,函数f (x )在(﹣1,+∞)单调递增,无极值点; 当a>0时,Δ=a 2﹣8a (1﹣a )=a (9a ﹣8).①当0<a ≤89时,Δ≤0,g (x )≥0,f'(x )≥0,函数f (x )在(﹣1,+∞)单调递增,无极值点;②当a>89时,Δ>0,设方程2ax 2+ax ﹣a +1=0的两根为x 1,x 2(x 1<x 2),因为x 1+x 2=﹣12,所以x 1<﹣14,x 2>﹣14.由g (﹣1)=1>0,可得﹣1<x 1<﹣14.所以当x ∈(﹣1,x 1)时,g (x )>0,f'(x )>0,函数f (x )单调递增, 当x ∈(x 1,x 2)时,g (x )<0,f'(x )<0,函数f (x )单调递减, 当x ∈(x 2,+∞)时,g (x )>0,f'(x )>0,函数f (x )单调递增. 因此函数有两个极值点. 当a<0时,Δ>0,由g (﹣1)=1>0,可得x 1<﹣1.当x ∈(﹣1,x 2)时,g (x )>0,f'(x )>0,函数f (x )单调递增; 当x ∈(x 2,+∞)时,g (x )<0,f'(x )<0,函数f (x )单调递减; 所以函数有一个极值点.综上所述,当a<0时,函数f (x )有一个极值点; 当0≤a ≤89时,函数f (x )无极值点;当a>89时,函数f (x )有两个极值点.(2)由(1)知,①当0≤a ≤89时,函数f (x )在(0,+∞)上单调递增,因为f (0)=0,所以x ∈(0,+∞)时,f (x )>0,符合题意;②当89<a ≤1时,由g (0)≥0,得x 2≤0,所以函数f (x )在(0,+∞)上单调递增.又f (0)=0,所以x ∈(0,+∞)时,f (x )>0,符合题意; ③当a>1时,由g (0)<0,可得x 2>0. 所以x ∈(0,x 2)时,函数f (x )单调递减;因为f (0)=0,所以x ∈(0,x 2)时,f (x )<0,不合题意; ④当a<0时,设h (x )=x ﹣ln(x +1). 因为x ∈(0,+∞)时,h'(x )=1﹣1x +1=xx +1>0,所以h (x )在(0,+∞)上单调递增.因此当x ∈(0,+∞)时,h (x )>h (0)=0, 即ln(x +1)<x.可得f (x )<x +a (x 2﹣x )=ax 2+(1﹣a )x , 当x>1﹣1a 时,ax 2+(1﹣a )x<0, 此时f (x )<0,不合题意.综上所述,a 的取值范围是[0,1].。

2015年高考理科数学山东卷(含详细答案)

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数学试卷 第1页(共42页)数学试卷 第2页(共42页)数学试卷 第3页(共42页)绝密★启用前2015年普通高等学校招生全国统一考试(山东卷)数学(理科)本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分.满分150分,考试时间120分钟. 参考公式:如果事件A ,B 互斥,那么P (A +B )=P (A )+P (B )第Ⅰ卷(选择题 共50分)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.已知集合2430{|}A x x x =-+<,24{|}B x x =<<,则AB = ( )A .1,3()B .1,4()C .2,3()D .2,4()2.若复数z 满足z1i-=i ,其中i 为虚数单位,则z=( )A .1i -B .1i +C .1i --D .1i -+3.要得到函数πsin(4)3y x =-的图象,只需要将函数sin 4y x =的图象( )A .向左平移π12个单位B .向右平移π12个单位C .向左平移π3个单位D .向右平移π3个单位4.已知菱形ABCD 的边长为a ,60ABC ∠=︒,则BD CD =( )A .232a -B .234a -C .234aD .232a5.不等式|||52|1x x ---<的解集是 ( )A .(,4)-∞B .(,1)-∞C .(1,4)D .(1,5)6.已知x ,y 满足约束条件0,2,0.x y x y y -⎧⎪+⎨⎪⎩≥≤≥若z ax y =+的最大值为4,则a =( )A .3B .2C .2-D .3-7.在梯形ABCD 中,π2ABC ∠=,AD ∥BC ,BC =2AD =2AB =2.将梯形ABCD 绕AD 所在的直线旋转一周而形成的曲面所围成的几何体的体积为( )A .2π3B .4π3C .5π3D .2π8.已知某批零件的长度误差(单位:毫米)服从正态分布N (0,23),从中随机取一件,其长度误差落在区间(3,6)内的概率为 ( )(附:若随机变量ξ服从正态分布2(,)N μσ,则(P μσ-<ξ)68.26%μσ<+=,(2P μσ-<ξ2)95.44%μσ<+=)A .4.56%B .13.59%C .27.18%D .31.74%9.一条光线从点(2-,3-)射出,经y 轴反射后与圆22(3)(2)1x y ++-=相切,则反射光线所在直线的斜率为( )A .53-或35-B .32-或23-C .54-或45-D .43-或34-10.设函数31,1,()2, 1,x x x f x x -⎧=⎨⎩<≥则满足()(())2f a f f a =的a 取值范围是( )A .2[,1]3B .[0,1]C .2[,)3+∞D .[1,)+∞第Ⅱ卷(非选择题 共100分)二、填空题:本大题共5小题,每小题5分,共25分.把答案填在题中的横线上.11.观察下列各式:001011330122555012337777C =4C +C =4C +C +C =4C +C +C +C =4;;;;……照此规律,当n ∈*N 时,012n-12n-12n-12n-12n-1C + C + C ++ C ⋯=_______. 12.若“∀x ∈[0,4π],tan x ≤m ”是真命题,则实数m 的最小值为_______. 13.执行如图所示的程序框图,输出的T 的值为_______.14.已知函数()(0,1)x f x a b a a =+>≠的定义域和值域都是[1,0]-,则a b +=_______.15.平面直角坐标系xOy 中,双曲线222211 0,0x C a b y a b>->=:()的渐近线与抛物线222C x py =:0p >()交于点O ,A ,B .若OAB △的垂心为2C 的焦点,则1C 的离心率为_______.-------------在--------------------此--------------------卷--------------------上--------------------答--------------------题--------------------无--------------------效----------------姓名________________ 准考证号_____________?数学试卷 第4页(共42页)数学试卷 第5页(共42页) 数学试卷 第6页(共42页)三、解答题:本大题共6小题,共75分.解答应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤. 16.(本小题满分12分)设2π()sin cos cos ()4f x x x x =-+.(Ⅰ)求f x ()的单调区间;(Ⅱ)在锐角ABC △中,角A ,B ,C ,的对边分别为a ,b ,c .若2f A()=0,a =1,求ABC △面积的最大值.17.(本小题满分12分)如图,在三棱台DEF ABC -中,AB =2DE ,G ,H 分别为AC ,BC 的中点. (Ⅰ)求证:BD ∥平面FGH ;(Ⅱ)若CF ⊥平面ABC ,AB ⊥BC ,CF =DE ,∠BAC =45︒,求平面FGH 与平面ACFD 所成的角(锐角)的大小.18.(本小题满分12分)设数列{}n a 的前n 项和为n S .已知233n n S =+. (Ⅰ)求{}n a 的通项公式;(Ⅱ)若数列{}n b 满足3log n n n a b a =,求{}n b 的前n 项和n T .19.(本小题满分12分)若n 是一个三位正整数,且n 的个位数字大于十位数字,十位数字大于百位数字,则称n 为“三位递增数”(如137,359,567等).在某次数学趣味活动中,每位参加者需从所有的“三位递增数”中随机抽取1个数,且只能抽取一次.得分规则如下:若抽取的“三位递增数”的三个数字之积不能被5整除,参加者得0分;若能被5整除,但不能被10整除,得1-分;若能被10整除,得1分.(Ⅰ)写出所有个位数字是5的“三位递增数”;(Ⅱ)若甲参加活动,求甲得分X 的分布列和数学期望EX .20.(本小题满分13分)平面直角坐标系xOy 中,已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b +=>>,左、右焦点分别是1F ,2F ,以点1F 为圆心,以3为半径的圆与以点2F 为圆心,以1为半径的圆相交,且交点在椭圆C 上.(Ⅰ)求椭圆C 的方程;(Ⅱ)设椭圆2222144 x y E a b +=:,P 为椭圆C 上任意一点,过点P 的直线y kx m =+交椭圆E 于A ,B 两点,射线PO 交椭圆E 于点Q .(i )求||||OQ OP 的值;(ii )求ABQ △面积的最大值.21.(本小题满分14分)设函数2()ln(1)()f x x a x x =++-,其中a ∈R . (Ⅰ)讨论函数()f x 极值点的个数,并说明理由; (Ⅱ)若0x ∀>,()0f x ≥成立,求a 的取值范围.3 / 14数学试卷 第10页(共42页) 数学试卷 第11页(共42页)数学试卷 第12页(共42页)最大值24a =,2a =,满足1a >,答案选B .5 / 141012121212121211++C (2C +2C +2C ++2C )2n n n n n n n -------=121)++(C +C n n --1212112121211++C +C ++C )242n n n n n n n n -------== 【提示】仔细观察已知条件,找出规律,即可得到结果.利用OAB的垂心为数学试卷第16页(共42页)数学试卷第17页(共42页)数学试卷第18页(共42页)∥平面.故BD FGH7 / 14数学试卷 第22页(共42页) 数学试卷 第23页(共42页)数学试卷 第24页(共42页)21+1+29 / 14数学试卷第28页(共42页)数学试卷第29页(共42页)数学试卷第30页(共42页)11 / 14数学试卷第34页(共42页)数学试卷第35页(共42页)数学试卷第36页(共42页)13 / 14数学试卷第40页(共42页)数学试卷第41页(共42页)数学试卷第42页(共42页)。

2015高考数学真题山东理科

2015高考数学真题山东理科

2015年普通高等学校招生全国统一考试(山东卷)理科数学参考公式:如果事件A 与B 互斥,那么()()()P A B P A P B +=+第Ⅰ卷(选择题 共50分)一、选择题:本大题共10小题,每小题5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. 已知集合{}2|430A x x x =-+<,{}|24B x x =<<,则AB =( ).A .()13,B .()14,C .()23,D .()24,2. 若复数z 满足i 1iz=-,其中i 为虚数单位,则z =( ). A .1i -B .1i +C .1i --D .1i -+3. 要得到函数sin 43y x π⎛⎫=-⎪⎝⎭的图像,只需将函数sin 4y x =的图像( ). A .向左平移12π个单位 B .向右平移12π个单位C .向左平移3π个单位D .向右平移3π个单位4. 已知菱形ABCD 的边长为a ,60ABC ∠=,则BD CD =( ).A .232a -B .234a - C .234a D .232a5. 不等式152x x ---<的解集是( ).A .()4-∞,B .()1-∞,C .()14,D .()15,6. 已知x ,y 满足约束条件020x y x y y -⎧⎪+⎨⎪⎩≥≤≥,若z ax y =+的最大值为4,则a =( ).A .3B .2C .2-D .3-7. 在梯形ABCD 中,2ABC π∠=,//AD BC ,222BC AD AB ===. 将梯形ABCD 绕AD 所在的直线旋转一周而形成的曲面所围成的几何体的体积为( ). A .23π B .43πC .53πD .2π8. 已知某批零件的长度误差(单位:毫米)服从正态分布()203N ,,从中随机取一件,其长度误差落在区间()36,内的概率为( ).(附:若随机变量ξ服从正态分布()2N μσ,,则()68.26%P μσξμσ-<<+=,()2295.44%P μσξμσ-<<+=)A .4.56%B .13.59%C .27.18%D .31.74%9. 一条光线从点()23--,射出,经y 轴反射后与圆()()22321x y ++-=相切,则反射光线所在直线的斜率为( ). A .53-或35- B .32-或23- C .54-或45- D .43-或34-10. 设函数311()21xx x f x x -<⎧=⎨⎩≥,,,则满足()()()2f a f f a =的a 的取值范围是( ). A .213⎡⎤⎢⎥⎣⎦,B .[]01,C .23⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭,D .[)1+∞, 第Ⅱ卷(非选择题 共90分)二、填空题:本大题共5小题,每小题5分,共25分. 11. 观察下列各式:001C 4=;01133C C 4+=;0122555C C C 4++=;012337777C C C C 4+++=;……照此规律,当*n ∈N 时,012121212121C C C C n n n n n -----++++= . 12. 若“04x π⎡⎤∀∈⎢⎥⎣⎦,,tan x m ≤”是真命题,则实数m 的最小值为 .13. 执行右图的程序框图,输出的T 的值为 .14. 已知函数()()01xf x a b a a =+>≠,的定义域和值域都是[]10-,,则a b += .15. 平面直角坐标系xOy 中,双曲线()22122:100x y C a b a b-=>>,的渐近线与抛物线 ()22:20C x py p =>交于点O A B ,,. 若△OAB 的垂心为2C 的焦点,则1C 的离心率为 .三、填空题:本大题共6小题,共75分.16.(本小题满分12分)设()2sin cos cos 4f x x x x π⎛⎫=-+⎪⎝⎭. + x n d(1)求()f x 的单调区间;(2)在锐角△ABC 中,角A B C ,,的对边分别为a b c ,,. 若02A f ⎛⎫= ⎪⎝⎭,1a =,求△ABC 面积的最大值.17.(本小题满分12分)如图所示,三棱台DEF ABC -中,2AB DE =,G H ,分别为AC BC ,的中点. (1)求证:BD ∥平面FGH ;(2)若CF ⊥平面ABC ,AB BC ⊥,CF DE =,45BAC ∠=,求平面FGH 与平面ACFD 所成的角(锐角)的大小.18.(本小题满分12分)设数列{}n a 的前n 项和为n S . 已知233n n S =+. (1)求{}n a 的通项公式;(2)若数列{}n b 满足3log n n n a b a =,求{}n b 的前n 项和n T .19.(本小题满分12分)若n 是一个三位正整数,且n 的个位数字大于十位数字,十位数字大于百位数字,则称n 为“三位递增数”(如137359567,,等).在某次数学趣味活动中,每位参加者需从所有的“三位递增数”中随机抽取1个数,且只能抽取一次. 得分规则如下:若抽取的“三位递增数”的三个数字之积不能被5整除,参加者得0分;若能被5整除,但不能被10整除,得1-分;若能被10整除,得1分.(1)写出所有个位数字是5的“三位递增数”;(2)若甲参加活动,求甲得分X 的分布列和数学期望()E X .20.(本小题满分13分)平面直角坐标系xOy 中,已知椭圆()2222:10x y C a b a b +=>>,左、右焦点分别是12F F ,. 以1F 为圆心,以3为半径的圆与以2F 为圆心,以1为半径的圆相交,且交点在椭圆C 上.(1)求椭圆C 的方程;(2)设椭圆2222:144x y E a b+=,P 为椭圆C 上任意一点. 过点P 的直线y kx m =+交椭圆E 于A B ,两点,射线PO 交椭圆E 于点Q .①求OQOP的值;②求△ABQ 面积的最大值.21.(本小题满分14分)设函数()()()2ln 1f x x a x x =++-,其中a ∈R .(1)讨论函数()f x 极值点的个数,并说明理由; (2)若对0x ∀>,()0f x ≥恒成立,求a 的取值范围.。

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2015年山东省高考数学试卷(理科)一、选择题(本大题共10小题,每小题5分,共50分)1.(5分)已知集合A={x |x 2﹣4x +3<0},B={x |2<x <4},则A ∩B=( )A .(1,3)B .(1,4)C .(2,3)D .(2,4)2.(5分)若复数z 满足z 1−i =i ,其中i 为虚数单位,则z=( )A .1﹣iB .1+iC .﹣1﹣iD .﹣1+i3.(5分)要得到函数y=sin (4x ﹣π3)的图象,只需要将函数y=sin4x 的图象( )个单位.A .向左平移π12B .向右平移π12C .向左平移π3D .向右平移π34.(5分)已知菱形ABCD 的边长为a ,∠ABC=60°,则BD →⋅CD →=( )A .﹣32a 2B .﹣34a 2C .34a 2D .32a 2 5.(5分)不等式|x ﹣1|﹣|x ﹣5|<2的解集是( )A .(﹣∞,4)B .(﹣∞,1)C .(1,4)D .(1,5)6.(5分)已知x ,y 满足约束条件{x −y ≥0x +y ≤2y ≥0,若z=ax +y 的最大值为4,则a=( )A .3B .2C .﹣2D .﹣37.(5分)在梯形ABCD 中,∠ABC=π2,AD ∥BC ,BC=2AD=2AB=2,将梯形ABCD 绕AD 所在的直线旋转一周而形成的曲面所围成的几何体的体积为( )A .2π3B .4π3C .5π3D .2π 8.(5分)已知某批零件的长度误差(单位:毫米)服从正态分布N (0,32),从中随机抽取一件,其长度误差落在区间(3,6)内的概率为( )(附:若随机变量ξ服从正态分布N (μ,σ2),则P (μ﹣σ<ξ<μ+σ)=68.26%,P (μ﹣2σ<ξ<μ+2σ)=95.44%)A .4.56%B .13.59%C .27.18%D .31.74%9.(5分)一条光线从点(﹣2,﹣3)射出,经y 轴反射后与圆(x +3)2+(y ﹣2)2=1相切,则反射光线所在直线的斜率为( )A .﹣53或﹣35B .﹣32或﹣23C .﹣54或﹣45D .﹣43或﹣34 10.(5分)设函数f (x )={3x −1,x <12x ,x ≥1,则满足f (f (a ))=2f (a )的a 的取值范围是( ) A .[23,1] B .[0,1] C .[23,+∞) D .[1,+∞)二、填空题(本大题共5小题,每小题5分,共25分)11.(5分)观察下列各式:C10=40; C30+C 31=41; C50+C 51+C 52=42; C70+C 71+C 72+C 73=43; …照此规律,当n ∈N *时,C 2n−10+C 2n−11+C 2n−12+…+C 2n−1n−1= .12.(5分)若“∀x ∈[0,π4],tanx ≤m”是真命题,则实数m 的最小值为 . 13.(5分)执行如图所示的程序框图,输出的S 值为 .14.(5分)已知函数f (x )=a x +b (a >0,a ≠1)的定义域和值域都是[﹣1,0],则a +b= .15.(5分)平面直角坐标系xOy 中,双曲线C 1:x 2a ﹣y 2b =1(a >0,b >0)的渐近线与抛物线C 2:x 2=2py (p >0)交于点O ,A ,B ,若△OAB 的垂心为C 2的焦点,则C 1的离心率为 .三、解答题16.(12分)设f (x )=sinxcosx ﹣cos 2(x +π4).(Ⅰ)求f (x )的单调区间;(Ⅱ)在锐角△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,若f (A 2)=0,a=1,求△ABC 面积的最大值.17.(12分)如图,在三棱台DEF ﹣ABC 中,AB=2DE ,G ,H 分别为AC ,BC 的中点.(Ⅰ)求证:BD ∥平面FGH ;(Ⅱ)若CF ⊥平面ABC ,AB ⊥BC ,CF=DE ,∠BAC=45°,求平面FGH 与平面ACFD 所成的角(锐角)的大小.18.(12分)设数列{a n }的前n 项和为S n ,已知2S n =3n +3.(Ⅰ)求{a n }的通项公式;(Ⅱ)若数列{b n },满足a n b n =log 3a n ,求{b n }的前n 项和T n .19.(12分)若n 是一个三位正整数,且n 的个位数字大于十位数字,十位数字大于百位数字,则称n 为“三位递增数”(如137,359,567等).在某次数学趣味活动中,每位参加者需从所有的“三位递增数”中随机抽取1个数,且只能抽取一次,得分规则如下:若抽取的“三位递增数”的三个数字之积不能被5整除,参加者得0分,若能被5整除,但不能被10整除,得﹣1分,若能被10整除,得1分.(Ⅰ)写出所有个位数字是5的“三位递增数”;(Ⅱ)若甲参加活动,求甲得分X 的分布列和数学期望EX .20.(13分)平面直角坐标系xOy 中,已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的离心率为√32,左、右焦点分别是F 1,F 2,以F 1为圆心以3为半径的圆与以F 2为圆心以1为半径的圆相交,且交点在椭圆C 上.(Ⅰ)求椭圆C 的方程;(Ⅱ)设椭圆E :x 24a 2+y 24b 2=1,P 为椭圆C 上任意一点,过点P 的直线y=kx +m 交椭圆E 于A ,B 两点,射线PO 交椭圆E 于点Q .(i )求|OQ OP |的值;(ii )求△ABQ 面积的最大值.21.(14分)设函数f (x )=ln (x +1)+a (x 2﹣x ),其中a ∈R ,(Ⅰ)讨论函数f (x )极值点的个数,并说明理由;(Ⅱ)若∀x >0,f (x )≥0成立,求a 的取值范围.2015年山东省高考数学试卷(理科)参考答案与试题解析一、选择题(本大题共10小题,每小题5分,共50分)1.(5分)已知集合A={x |x 2﹣4x +3<0},B={x |2<x <4},则A ∩B=( )A .(1,3)B .(1,4)C .(2,3)D .(2,4)【解答】解:集合A={x |x 2﹣4x +3<0}={x |1<x <3},B={x |2<x <4},则A ∩B={x |2<x <3}=(2,3).故选:C .2.(5分)若复数z 满足z 1−i =i ,其中i 为虚数单位,则z=( )A .1﹣iB .1+iC .﹣1﹣iD .﹣1+i【解答】解:z 1−i =i ,则z =i (1﹣i )=1+i ,可得z=1﹣i .故选:A .3.(5分)要得到函数y=sin (4x ﹣π3)的图象,只需要将函数y=sin4x 的图象( )个单位.A .向左平移π12B .向右平移π12C .向左平移π3D .向右平移π3【解答】解:因为函数y=sin (4x ﹣π3)=sin [4(x ﹣π12)], 要得到函数y=sin (4x ﹣π3)的图象,只需将函数y=sin4x 的图象向右平移π12单位. 故选:B .4.(5分)已知菱形ABCD 的边长为a ,∠ABC=60°,则BD →⋅CD →=( )A .﹣32a 2B .﹣34a 2C .34a 2D .32a 2 【解答】解:∵菱形ABCD 的边长为a ,∠ABC=60°,∴BA→2=a 2,BA →⋅BC →=a ×a ×cos60°=12a 2, 则BD →⋅CD →=(BA →+BC →)•BA →=BA →2+BA →⋅BC →=3a 22故选:D5.(5分)不等式|x ﹣1|﹣|x ﹣5|<2的解集是( )A .(﹣∞,4)B .(﹣∞,1)C .(1,4)D .(1,5)【解答】解:①当x <1,不等式即为﹣x +1+x ﹣5<2,即﹣4<2成立,故x <1; ②当1≤x ≤5,不等式即为x ﹣1+x ﹣5<2,得x <4,故1≤x <4;③当x >5,x ﹣1﹣x +5<2,即4<2不成立,故x ∈∅.综上知解集为(﹣∞,4).故选A .6.(5分)已知x ,y 满足约束条件{x −y ≥0x +y ≤2y ≥0,若z=ax +y 的最大值为4,则a=( )A .3B .2C .﹣2D .﹣3【解答】解:作出不等式组对应的平面区域如图:(阴影部分).则A (2,0),B (1,1),若z=ax +y 过A 时取得最大值为4,则2a=4,解得a=2,此时,目标函数为z=2x +y ,即y=﹣2x +z ,平移直线y=﹣2x +z ,当直线经过A (2,0)时,截距最大,此时z 最大为4,满足条件,若z=ax +y 过B 时取得最大值为4,则a +1=4,解得a=3,此时,目标函数为z=3x +y ,即y=﹣3x +z ,平移直线y=﹣3x +z ,当直线经过A (2,0)时,截距最大,此时z 最大为6,不满足条件,故a=2,故选:B7.(5分)在梯形ABCD 中,∠ABC=π2,AD ∥BC ,BC=2AD=2AB=2,将梯形ABCD 绕AD 所在的直线旋转一周而形成的曲面所围成的几何体的体积为( )A .2π3B .4π3C .5π3D .2π 【解答】解:由题意可知几何体的直观图如图:旋转体是底面半径为1,高为2的圆柱,挖去一个相同底面高为1的倒圆锥,几何体的体积为:12π⋅2−13×12π×1=5π3. 故选:C .8.(5分)已知某批零件的长度误差(单位:毫米)服从正态分布N (0,32),从中随机抽取一件,其长度误差落在区间(3,6)内的概率为( )(附:若随机变量ξ服从正态分布N (μ,σ2),则P (μ﹣σ<ξ<μ+σ)=68.26%,P (μ﹣2σ<ξ<μ+2σ)=95.44%)A .4.56%B .13.59%C .27.18%D .31.74%【解答】解:由题意P (﹣3<ξ<3)=68.26%,P (﹣6<ξ<6)=95.44%,所以P (3<ξ<6)=12(95.44%﹣68.26%)=13.59%. 故选:B .9.(5分)一条光线从点(﹣2,﹣3)射出,经y 轴反射后与圆(x +3)2+(y ﹣2)2=1相切,则反射光线所在直线的斜率为( )A .﹣53或﹣35B .﹣32或﹣23C .﹣54或﹣45D .﹣43或﹣34 【解答】解:点A (﹣2,﹣3)关于y 轴的对称点为A′(2,﹣3),故可设反射光线所在直线的方程为:y +3=k (x ﹣2),化为kx ﹣y ﹣2k ﹣3=0. ∵反射光线与圆(x +3)2+(y ﹣2)2=1相切,∴圆心(﹣3,2)到直线的距离d=√k 2+1=1, 化为24k 2+50k +24=0,∴k=−43或﹣34. 故选:D .10.(5分)设函数f (x )={3x −1,x <12x ,x ≥1,则满足f (f (a ))=2f (a )的a 的取值范围是( )A .[23,1]B .[0,1]C .[23,+∞)D .[1,+∞) 【解答】解:令f (a )=t ,则f (t )=2t ,当t <1时,3t ﹣1=2t ,由g (t )=3t ﹣1﹣2t 的导数为g′(t )=3﹣2t ln2,在t <1时,g′(t )>0,g (t )在(﹣∞,1)递增,即有g (t )<g (1)=0,则方程3t ﹣1=2t 无解;当t ≥1时,2t =2t 成立,由f (a )≥1,即3a ﹣1≥1,解得a ≥23,且a <1; 或a ≥1,2a ≥1解得a ≥0,即为a ≥1.综上可得a 的范围是a ≥23. 故选C .二、填空题(本大题共5小题,每小题5分,共25分)11.(5分)观察下列各式:C10=40; C30+C 31=41; C50+C 51+C 52=42; C70+C 71+C 72+C 73=43; …照此规律,当n ∈N *时,C 2n−10+C 2n−11+C 2n−12+…+C2n−1n−1= 4n ﹣1 . 【解答】解:因为C10=40; C30+C 31=41; C50+C 51+C 52=42; C70+C 71+C 72+C 73=43;… 照此规律,可以看出等式左侧最后一项,组合数的上标与等式右侧的幂指数相同, 可得:当n ∈N *时,C2n−10+C 2n−11+C 2n−12+…+C 2n−1n−1=4n ﹣1; 故答案为:4n ﹣1.12.(5分)若“∀x ∈[0,π4],tanx ≤m”是真命题,则实数m 的最小值为 1 . 【解答】解:“∀x ∈[0,π4],tanx ≤m”是真命题, 可得tanx ≤1,所以,m ≥1,实数m 的最小值为:1.故答案为:1.13.(5分)执行如图所示的程序框图,输出的S 值为 10 .【解答】解:由已知可得该程序的功能是计算并输出S=﹣12+22﹣32+42的值∵S=﹣12+22﹣32+42=10故答案为:1014.(5分)已知函数f (x )=a x +b (a >0,a ≠1)的定义域和值域都是[﹣1,0],则a +b= −32 .【解答】解:当a >1时,函数f (x )=a x +b 在定义域上是增函数,所以{1+b =0a −1+b =−1, 解得b=﹣1,1a=0不符合题意舍去; 当0<a <1时,函数f (x )=a x +b 在定义域上是减函数,所以 {1+b =−1a −1+b =0, 解得b=﹣2,a=12, 综上a +b=−32,故答案为:−3215.(5分)平面直角坐标系xOy 中,双曲线C 1:x 2a 2﹣y 2b 2=1(a >0,b >0)的渐近线与抛物线C 2:x 2=2py (p >0)交于点O ,A ,B ,若△OAB 的垂心为C 2的焦点,则C 1的离心率为32. 【解答】解:双曲线C 1:x 2a 2﹣y 2b 2=1(a >0,b >0)的渐近线方程为y=±b a x , 与抛物线C 2:x 2=2py 联立,可得x=0或x=±2pb a, 取A (2pb a ,2pb 2a ),设垂心H (0,p 2), 则k AH =2pb 2a 2−p 22pb a=4b 2−a 24ab , ∵△OAB 的垂心为C 2的焦点,∴4b 2−a 24ab ×(﹣b a)=﹣1, ∴5a 2=4b 2,∴5a 2=4(c 2﹣a 2)∴e=c a =32. 故答案为:32.三、解答题16.(12分)设f (x )=sinxcosx ﹣cos 2(x +π4). (Ⅰ)求f (x )的单调区间;(Ⅱ)在锐角△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,若f (A 2)=0,a=1,求△ABC 面积的最大值.【解答】解:(Ⅰ)由题意可知,f (x )=12sin2x ﹣1+cos(2x+π2)2=12sin2x ﹣1−sin2x 2=sin2x ﹣12由2k π−π2≤2x ≤2k π+π2,k ∈Z 可解得:k π−π4≤x ≤k π+π4,k ∈Z ;由2k π+π2≤2x ≤2k π+3π2,k ∈Z 可解得:k π+π4≤x ≤k π+3π4,k ∈Z ;所以f (x )的单调递增区间是[k π−π4,k π+π4],(k ∈Z );单调递减区间是:[k π+π4,k π+3π4],(k ∈Z );(Ⅱ)由f (A 2)=sinA ﹣12=0,可得sinA=12, 由题意知A 为锐角,所以cosA=√32, 由余弦定理a 2=b 2+c 2﹣2bccosA ,可得:1+√3bc=b 2+c 2≥2bc ,即bc ≤2+√3,且当b=c 时等号成立.因此S=12bcsinA ≤2+√34, 所以△ABC 面积的最大值为2+√34. 17.(12分)如图,在三棱台DEF ﹣ABC 中,AB=2DE ,G ,H 分别为AC ,BC 的中点.(Ⅰ)求证:BD ∥平面FGH ;(Ⅱ)若CF ⊥平面ABC ,AB ⊥BC ,CF=DE ,∠BAC=45°,求平面FGH 与平面ACFD 所成的角(锐角)的大小.【解答】解:(Ⅰ)证明:根据已知条件,DF ∥AC ,EF ∥BC ,DE ∥AB ;△DEF ∽△ABC ,又AB=2DE ,∴BC=2EF=2BH ,∴四边形EFHB 为平行四边形;∴BE ∥HF ,HF ⊂平面FGH ,BE ⊄平面FGH ;∴BE ∥平面FGH ;同样,因为GH 为△ABC 中位线,∴GH ∥AB ;又DE ∥AB ;∴DE ∥GH ;∴DE ∥平面FGH ,DE ∩BE=E ;∴平面BDE ∥平面FGH ,BD ⊂平面BDE ;∴BD ∥平面FGH ;(Ⅱ)连接HE ,则HE ∥CF ;∵CF ⊥平面ABC ;∴HE ⊥平面ABC ,并且HG ⊥HC ;∴HC ,HG ,HE 三直线两两垂直,分别以这三直线为x ,y ,z 轴,建立如图所示空间直角坐标系,设HC=1,则:H (0,0,0),G (0,1,0),F (1,0,1),B (﹣1,0,0);连接BG ,根据已知条件BA=BC ,G 为AC 中点;∴BG ⊥AC ;又CF ⊥平面ABC ,BG ⊂平面ABC ;∴BG ⊥CF ,AC ∩CF=C ;∴BG ⊥平面ACFD ;∴向量BG →=(1,1,0)为平面ACFD 的法向量;设平面FGH 的法向量为n →=(x ,y ,z),则:{n →⋅HF →=x +z =0n →⋅HG →=y =0,取z=1,则:n →=(−1,0,1);设平面FGH 和平面ACFD 所成的锐二面角为θ,则:cosθ=|cos <BG →,n →>|=√2⋅√2=12; ∴平面FGH 与平面ACFD 所成的角为60°.18.(12分)设数列{a n }的前n 项和为S n ,已知2S n =3n +3.(Ⅰ)求{a n }的通项公式;(Ⅱ)若数列{b n },满足a n b n =log 3a n ,求{b n }的前n 项和T n .【解答】解:(Ⅰ)因为2S n =3n +3,所以2a 1=31+3=6,故a 1=3,当n >1时,2S n ﹣1=3n ﹣1+3,此时,2a n =2S n ﹣2S n ﹣1=3n ﹣3n ﹣1=2×3n ﹣1,即a n =3n ﹣1,所以a n ={3,n =13n−1,n >1.. (Ⅱ)因为a n b n =log 3a n ,所以b 1=13, 当n >1时,b n =31﹣n •log 33n ﹣1=(n ﹣1)×31﹣n , 所以T 1=b 1=13; 当n >1时,T n =b 1+b 2+…+b n =13+(1×3﹣1+2×3﹣2+…+(n ﹣1)×31﹣n ), 所以3T n =1+(1×30+2×3﹣1+3×3﹣2+…+(n ﹣1)×32﹣n ),两式相减得:2T n =23+(30+3﹣1+3﹣2+…+32﹣n ﹣(n ﹣1)×31﹣n )=23+1−31−n 1−3﹣(n ﹣1)×31﹣n =136﹣6n+32×3n , 所以T n =1312﹣6n+34×3n,经检验,n=1时也适合, 综上可得T n =1312﹣6n+34×3n .19.(12分)若n 是一个三位正整数,且n 的个位数字大于十位数字,十位数字大于百位数字,则称n 为“三位递增数”(如137,359,567等).在某次数学趣味活动中,每位参加者需从所有的“三位递增数”中随机抽取1个数,且只能抽取一次,得分规则如下:若抽取的“三位递增数”的三个数字之积不能被5整除,参加者得0分,若能被5整除,但不能被10整除,得﹣1分,若能被10整除,得1分.(Ⅰ)写出所有个位数字是5的“三位递增数”;(Ⅱ)若甲参加活动,求甲得分X 的分布列和数学期望EX .【解答】解:(Ⅰ)根据定义个位数字是5的“三位递增数”有:125,135,145,235,245,345;(Ⅱ)由题意知,全部“三位递增数”的个数为C 93=84,随机变量X 的取值为:0,﹣1,1,当X=0时,可以选择除去5以外的剩下8个数字中选择3个进行组合,即C 83; 当X=﹣1时,首先选择5,由于不能被10整除,因此不能选择数字2,4,6,8,可以从1,3,7,9中选择两个数字和5进行组合,即C 42;当X=1时,有两种组合方式,第一种方案:首先选5,然后从2,4,6,8中选择2个数字和5进行组合,即C 42;第二种方案:首先选5,然后从2,4,6,8中选择1个数字,再从1,3,7,9中选择1个数字,最后把3个数字进行组合,即C 41C 41.则P (X=0)=C 83C 93=23,P (X=﹣1)=C 42C 93=114,P (X=1)=C 41C 41+C 42C 93=1142, X0 ﹣1 1 P 23 114 1142EX=0×23+(﹣1)×114+1×1142=421.20.(13分)平面直角坐标系xOy 中,已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的离心率为√32,左、右焦点分别是F 1,F 2,以F 1为圆心以3为半径的圆与以F 2为圆心以1为半径的圆相交,且交点在椭圆C 上.(Ⅰ)求椭圆C 的方程;(Ⅱ)设椭圆E :x 24a +y 24b =1,P 为椭圆C 上任意一点,过点P 的直线y=kx +m 交椭圆E 于A ,B 两点,射线PO 交椭圆E 于点Q .(i )求|OQ OP |的值;(ii )求△ABQ 面积的最大值.【解答】解:(Ⅰ)由题意可知,PF 1+PF 2=2a=4,可得a=2,又c a =√32,a 2﹣c 2=b 2, 可得b=1,即有椭圆C 的方程为x 24+y 2=1;(Ⅱ)由(Ⅰ)知椭圆E 的方程为x 216+y 24=1, (i )设P (x 0,y 0),|OQ OP|=λ,由题意可知, Q (﹣λx 0,﹣λy 0),由于x 024+y 02=1, 又(−λx 0)216+(−λy 0)24=1,即λ24(x 024+y 02)=1, 所以λ=2,即|OQ OP|=2; (ii )设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),将直线y=kx +m 代入椭圆E 的方程,可得 (1+4k 2)x 2+8kmx +4m 2﹣16=0,由△>0,可得m 2<4+16k 2,①则有x 1+x 2=﹣8km1+4k 2,x 1x 2=4m 2−161+4k 2,所以|x 1﹣x 2|=4√16k 2+4−m 21+4k 2, 由直线y=kx +m 与y 轴交于(0,m ),则△AOB 的面积为S=12|m |•|x 1﹣x 2|=12|m |•4√16k 2+4−m 21+4k =2√(4−m 21+4k 2)⋅m 21+4k 2,设m 21+4k 2=t ,则S=2√t(4−t), 将直线y=kx +m 代入椭圆C 的方程,可得(1+4k 2)x 2+8kmx +4m 2﹣4=0, 由△≥0可得m 2≤1+4k 2,②由①②可得0<t ≤1,则S=2√−(t −2)2+4在(0,1]递增,即有t=1取得最大值, 即有S ≤2√3,即m 2=1+4k 2,取得最大值2√3,由(i )知,△ABQ 的面积为3S ,即△ABQ面积的最大值为6√3.21.(14分)设函数f(x)=ln(x+1)+a(x2﹣x),其中a∈R,(Ⅰ)讨论函数f(x)极值点的个数,并说明理由;(Ⅱ)若∀x>0,f(x)≥0成立,求a的取值范围.【解答】解:(I)函数f(x)=ln(x+1)+a(x2﹣x),其中a∈R,x∈(﹣1,+∞).f′(x)=1x+1+2ax−a=2ax2+ax−a+1x+1.令g(x)=2ax2+ax﹣a+1.(1)当a=0时,g(x)=1,此时f′(x)>0,函数f(x)在(﹣1,+∞)上单调递增,无极值点.(2)当a>0时,△=a2﹣8a(1﹣a)=a(9a﹣8).①当0<a≤89时,△≤0,g(x)≥0,f′(x)≥0,函数f(x)在(﹣1,+∞)上单调递增,无极值点.②当a>89时,△>0,设方程2ax2+ax﹣a+1=0的两个实数根分别为x1,x2,x1<x2.∵x1+x2=−1 2,∴x1<−14,x2>−14.由g(﹣1)>0,可得﹣1<x1<−1 4.∴当x∈(﹣1,x1)时,g(x)>0,f′(x)>0,函数f(x)单调递增;当x∈(x1,x2)时,g(x)<0,f′(x)<0,函数f(x)单调递减;当x∈(x2,+∞)时,g(x)>0,f′(x)>0,函数f(x)单调递增.因此函数f(x)有两个极值点.(3)当a<0时,△>0.由g(﹣1)=1>0,可得x1<﹣1<x2.∴当x ∈(﹣1,x 2)时,g (x )>0,f′(x )>0,函数f (x )单调递增; 当x ∈(x 2,+∞)时,g (x )<0,f′(x )<0,函数f (x )单调递减. 因此函数f (x )有一个极值点.综上所述:当a <0时,函数f (x )有一个极值点;当0≤a ≤89时,函数f (x )无极值点;当a >89时,函数f (x )有两个极值点.(II )由(I )可知:(1)当0≤a ≤89时,函数f (x )在(0,+∞)上单调递增.∵f (0)=0,∴x ∈(0,+∞)时,f (x )>0,符合题意.(2)当89<a ≤1时,由g (0)≥0,可得x 2≤0,函数f (x )在(0,+∞)上单调递增.又f (0)=0,∴x ∈(0,+∞)时,f (x )>0,符合题意.(3)当1<a 时,由g (0)<0,可得x 2>0,∴x ∈(0,x 2)时,函数f (x )单调递减.又f (0)=0,∴x ∈(0,x 2)时,f (x )<0,不符合题意,舍去;(4)当a <0时,设h (x )=x ﹣ln (x +1),x ∈(0,+∞),h′(x )=x x+1>0. ∴h (x )在(0,+∞)上单调递增.因此x ∈(0,+∞)时,h (x )>h (0)=0,即ln (x +1)<x ,可得:f (x )<x +a (x 2﹣x )=ax 2+(1﹣a )x ,当x >1−1a 时, ax 2+(1﹣a )x <0,此时f (x )<0,不合题意,舍去.综上所述,a 的取值范围为[0,1].。

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