2013年江西高考数学试题及答案(理科)

2013年江西高考数学试题及答案(理科)一、选择题 1．， 已知集合M ＝{1，2，z i}，i 为虚数单位，N ＝{3，4}，M ∩N ＝{4}，则复数z ＝( ) A ．－2i B ．2i C ．－4i D ．4i1．C [解析] z i ＝4⇒z ＝－4i ，故选C.2． 函数y ＝x ln(1－x )的定义域为( ) A ．(0，1) B ．[0，1) C ．(0，1] D ．[0，1]2．B [解析] x ≥0且1－x >0，得x ∈[0，1)，故选B. 3． 等比数列x ，3x ＋3，6x ＋6，…的第四项等于( ) A ．－24 B ．0 C ．12 D ．243．A [解析] (3x ＋3)2＝x (6x ＋6)得x ＝－1或x ＝－3.当x ＝－1时，x ，3x ＋3，6x ＋6分别为－1，0，0，则不能构成等比数列，所以舍去；当x ＝－3时，x ，3x ＋3，6x ＋6分别为－3，－6，－12，且构成等比数列，则可求出第四个数为－24.4． 总体由编号为01，02，…，19，20的20个个体组成．利用下面的随机数表选取5个个体，选取方法是从随机数表第1行的第5列和第6列数字开始由左到右依次选取两个数字，则选出来的第5个个体的编号为( )7816 6572 0802 6314 0702 4369 9728 0198 3204 9234 4935 8200 3623 4869 6938 7481A.08 B ．07 C.02 D ．014．D [解析] 选出来的5个个体编号依次为：08，02，14，07，01.故选D. 5． ⎝⎛⎭⎫x 2－2x 35展开式中的常数项为( ) A ．80 B ．－80 C ．40 D ．－40 5．C [解析] T r ＋1＝C r 5(x 2)5－r ⎝⎛⎭⎫－2x 3r＝C r5(－2)r x 10－5r ，当r ＝2时，得常数项为40，故选C.6． 若S 1＝⎠⎛12x 2d x ，S 2＝⎠⎛121x d x ，S 3＝⎠⎛12e x d x ，则S 1，S 2，S 3的大小关系为( )A ．S 1<S 2<S 3B ．S 2<S 1<S 3C ．S 2<S 3<S 1D ．S 3<S 2<S 16．B [解析] S 1＝，S 2＝S 3＝ex⎪⎪⎪ )21＝e 2－e ，易知S 2<S 1<S 3，故选B .7． 阅读如图1－1所示的程序框图，如果输出i ＝5，那么在空白矩形框中应填入的语句为( )图1－1A ．S ＝2*i －2B ．S ＝2*i －1C ．S ＝2*iD ．S ＝2*i ＋47．C [解析] 依次检验可知选C.8． 如图1－2所示，正方体的底面与正四面体的底面在同一平面α上，且AB ∥CD ，正方体的六个面所在的平面与直线CE ，EF 相交的平面个数分别记为m ，n ，那么m ＋n ＝( )图1－2A ．8B ．9C ．10D ．118．A [解析] 直线CE 与上下两个平面平行，与其他四个平面相交，直线EF 与左右两个平面平行，与其他四个平面相交，所以m ＝4，n ＝4，故选A.9． 过点(2，0)引直线l 与曲线y ＝1－x 2相交于A ，B 两点，O 为坐标原点，当△AOB 的面积取最大值时，直线l 的斜率等于( )A.33 B ．－33C ．±33D ．－ 39．B [解析] AB ：y ＝k (x －2)，k <0，圆心到直线的距离d ＝|－k 2|k 2＋1<1，得－1<k <0，|AB |＝21－d 2＝21－k 21＋k 2，S △AOB＝12|AB |d ＝2（1－k 2）k 2（1＋k 2）2，－1<k <0，可得当k ＝－33时，S △AOB 最大．故选B. 10．， 如图1－3所示，半径为1的半圆O 与等边三角形ABC 夹在两平行线l 1，l 2之间，l ∥l 1，l 与半圆相交于F ，G 两点，与三角形ABC 两边相交于E ，D 两点．设弧FG 的长为x (0<x <π)，y ＝EB ＋BC ＋CD ，若l 从l 1平行移动到l 2，则函数y ＝f (x )的图像大致是( )图1－3图1－410．D [解析] 设l ，l 2距离为t ，cos x ＝2t 2－1，得t ＝cos x ＋12.△ABC 的边长为23，BE 23＝1－t 1，得BE ＝23(1－t )，则y ＝2BE ＋BC ＝2×23(1－t )＋23＝23－433cos x ＋12，当x ∈(0，π)时，非线性单调递增，排除A ，B ，求证x ＝π2的情况可知选D.11． 函数y ＝sin 2x ＋2 3sin 2 x 的最小正周期T 为________．11．π [解析] y ＝sin 2x ＋3(1－cos 2x )＝2sin ⎝⎛⎭⎫2x －π3＋3，所以最小正周期为π. 12． 设，为单位向量，且，的夹角为π3，若＝1＋32，＝21，则向量在方向上的射影为________．12.52 [解析] 向量在方向上的射影为 ||cos θ＝|＝＝52.13．， 设函数f (x )在(0，＋∞)内可导，且f (e x )＝x ＋e x ，则f ′(1)＝________．13．2 [解析] f (e x )＝x ＋e x ，利用换元法可得f (x )＝ln x ＋x ，f ′(x )＝1x ＋1，所以f ′(1)＝2.14． 抛物线x 2＝2py (p >0)的焦点为F ，其准线与双曲线x 23－y 23＝1相交于A ，B 两点，若△ABF 为等边三角形，则p ＝________．14．6 [解析] 由题知三角形边长为23p ，得点B ⎝⎛⎭⎫13p ，－p 2，代入双曲线方程得p ＝6.15． (1)(坐标系与参数方程选做题)设曲线C 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝t ，y ＝t 2(t 为参数)，若以直角坐标系的原点为极点，x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系，则曲线C 的极坐标方程为________．(2)(不等式选做题)在实数范围内，不等式||x －2|－1|≤1的解集为__________________． 15．(1)ρcos 2θ－sin θ＝0 (2)[]0，4[解析] (1)曲线方程为y ＝x 2，将y ＝ρsin θ，x ＝ρcos θ代入得ρcos 2θ－sin θ＝0.(2)－1≤|x －2|－1≤1⇒0≤|x －2|≤2⇒－2≤x －2≤2，得0≤x ≤4. 16． 在△ABC 中，角A ，B ，C 所对的边分别为a ，b ，c ，已知cos C ＋(cos A －3sin A )cos B ＝0.(1)求角B 的大小；(2)若a ＋c ＝1，求b 的取值范围．解：(1)由已知得－cos(A ＋B )＋cos A cos B －3sin A cos B ＝0，即有sin A sin B －3sin A cos B ＝0，因为sin A ≠0，所以sin B －3cos B ＝0，又cos B ≠0，所以tan B ＝3，又0<B <π，所以B ＝π3.(2)由余弦定理，有b 2＝a 2＋c 2－2ac cos B . 因为a ＋c ＝1，cos B ＝12，有b 2＝3⎝⎛⎭⎫a －122＋14.又0<a <1，于是有14≤b 2<1，即有12≤b <1.17． 正项数列{a n }的前n 项和S n 满足：S 2n －(n 2＋n －1)S n －(n 2＋n )＝0. (1)求数列{a n }的通项公式a n ；(2)令b n ＝n ＋1（n ＋2）2a 2n，数列{b n }的前n 项和为T n ，证明：对于任意的n ∈*，都有T n <564. 解：(1)由S 2n －(n 2＋n －1)S n －(n 2＋n )＝0，得 [S n －(n 2＋n )](S n ＋1)＝0.由于{a n }是正项数列，所以S n >0，S n ＝n 2＋n .于是a 1＝S 1＝2，n ≥2时，a n ＝S n －S n －1＝n 2＋n －(n －1)2－(n －1)＝2n . 综上，数列{a n }的通项为a n ＝2n .(2)证明：由于a n ＝2n ，b n ＝n ＋1（n ＋2）2a 2n，则b n ＝n ＋14n 2（n ＋2）2＝116⎣⎡⎦⎤1n 2－1（n ＋2）2. T n ＝116⎣⎡1－132＋122－142＋132－152＋…＋1（n －1）2－⎦⎤1（n ＋1）2＋1n 2－1（n ＋2）2 ＝116⎣⎡⎦⎤1＋122－1（n ＋1）2－1（n ＋2）2<116⎝⎛⎭⎫1＋122＝564. 18． 小波以游戏方式决定是参加学校合唱团还是参加学校排球队．游戏规则为：以O为起点，再从A 1，A 2，A 3，A 4，A 5，A 6，A 7，A 8(如图1－5)这8个点中任取两点分别为终点得到两个向量，记这两个向量的数量积为X .若X ＝0就参加学校合唱团，否则就参加学校排球队．(1)求小波参加学校合唱团的概率； (2)求X 的分布列和数学期望．图1－5解：(1)从8个点中任取两点为向量终点的不同取法共有C 28＝28种，X ＝0时，两向量夹角为直角共有8种情形；所以小波参加学校合唱团的概率为P (X ＝0)＝828＝27.(2)两向量数量积X 的所有可能取值为－2，－1，0，1，X ＝－2时，有2种情形；X ＝1时，有8种情形；X ＝－1时，有10种情形．所以X 的分布列为 X －2 －1 0 1 P1145142727EX ＝(－2)×114＋(－1)×514＋0×27＋1×27＝－314.19．， 如图1－6所示，四棱锥P －ABCD 中，P A ⊥平面ABCD ，E 为BD 的中点，G 为PD 的中点，△DAB ≌△DCB ，EA ＝EB ＝AB ＝1，P A ＝32，联结CE 并延长交AD 于F .(1)求证：AD ⊥平面CFG ；(2)求平面BCP 与平面DCP 的夹角的余弦值．图1－6解：(1)证明：在△ABD 中，因为E 是BD 中点，所以EA ＝EB ＝ED ＝AB ＝1. 故∠BAD ＝π2，∠ABE ＝∠AEB ＝π3.因为△DAB ≌△DCB ，所以△EAB ≌△ECB ， 从而有∠FED ＝∠BEC ＝∠AEB ＝π3，所以∠FED ＝∠FEA ，故EF ⊥AD ，AF ＝FD ， 又因为PG ＝GD ，所以FG ∥P A . 又P A ⊥平面ABCD ，所以GF ⊥AD ，故AD ⊥平面CFG .(2)以点A 为坐标原点建立如图所示的坐标系，则A (0，0，0)，B (1，0，0)，C ⎝⎛⎭⎫32，32，0，D (0，3，0)，P 0，0，32，故BC →＝⎝⎛⎭⎫12，32，0，CP →＝⎝⎛⎭⎫－32，－32，32，CD →＝⎝⎛⎭⎫－32，32，0.设平面BCP 的法向量1＝(1，y 1，z 1)，则⎩⎨⎧12＋32y 1＝0，－32－32y 1＋32z 1＝0，解得⎩⎨⎧y 1＝－33，z 1＝23，即1＝⎝⎛⎭⎫1，－33，23.设平面DCP 的法向量2＝(1，y 2，z 2)， 则⎩⎨⎧－32＋32y 2＝0，－32－32y 2＋32z 2＝0，解得⎩⎨⎧y 2＝3，z 2＝2，即2＝(1，3，2)．从而平面BCP 与平面DCP 的夹角的余弦值为 cos θ＝|n 1·n 2||n 1||n 2|＝43169·8＝24.20.图1－7， 如图1－7所示，椭圆C ：x 2a 2＋y 2b 2＝1(a >b >0)经过点P ⎝⎛⎭⎫1，32，离心率e ＝12，直线l 的方程为x ＝4.(1)求椭圆C 的方程；(2)AB 是经过右焦点F 的任一弦(不经过点P )，设直线AB 与直线l 相交于点M ，记P A ，PB ，PM 的斜率分别为k 1，k 2，k 3.问：是否存在常数λ，使得k 1＋k 2＝λk 3？若存在，求λ的值；若不存在，说明理由．解：(1)由P ⎝⎛⎭⎫1，32在椭圆上得1a 2＋94b 2＝1，① 依题设知a ＝2c ，则b 2＝3c 2，②②代入①解得c 2＝1，a 2＝4，b 2＝3.故椭圆C 的方程为x 24＋y 23＝1.(2)方法一：由题意可设AB 的斜率为k ，则 直线AB 的方程为y ＝k (x －1)，③代入椭圆方程3x 2＋4y 2＝12并整理，得(4k 2＋3)x 2－8k 2x ＋4(k 2－3)＝0. 设A (x 1，y 1)，B (x 2，y 2)，则有 x 1＋x 2＝8k 24k 2＋3，x 1x 2＝4（k 2－3）4k 2＋3，④在方程③中令x ＝4得，M 的坐标为(4，3k )． 从而k 1＝y 1－32x 1－1，k 2＝y 2－32x 2－1，k 3＝3k －324－1＝k －12，注意到A ，F ，B 共线，则有k ＝k AF ＝k BF ，即有y 1x 1－1＝y 2x 2－1＝k ，所以k 1＋k 2＝y 1－32x 1－1＋y 2－32x 2－1＝y 1x 1－1＋y 2x 2－1－32⎝⎛⎭⎫1x 1－1＋1x 2－1＝2k －32·x 1＋x 2－2x 1x 2－（x 1＋x 2）＋1，⑤④代入⑤得k 1＋k 2＝2k －32·8k 24k 2＋3－24（k 2－3）4k 2＋3－8k 24k 2＋3＋1＝2k －1.又k 3＝k －12，所以k 1＋k 2＝2k 3，故存在常数λ＝2符合题意．方法二：设B (x 0，y 0)(x 0≠1)，则直线FB 的方程为：y ＝y 0x 0－1(x －1)．令x ＝4，求得M ⎝⎛⎭⎫4，3y 0x 0－1.从而直线PM 的斜率为k 3＝2y 0－x 0＋12（x 0－1），联立⎩⎨⎧y ＝y 0x 0－1（x －1），x 24＋y23＝1，得A ⎝ ⎛⎭⎪⎫5x 0－82x 0－5，3y 02x 0－5，则直线P A 的斜率为k 1＝2y 0－2x 0＋52（x 0－1），直线PB 的斜率为k 2＝2y 0－32（x 0－1），所以k 1＋k 2＝2y 0－2x 0＋52（x 0－1）＋2y 0－32（x 0－1）＝2y 0－x 0＋1x 0－1＝2k 3，故存在常数λ＝2符合题意．21．， 已知函数f (x )＝a ⎝⎛⎭⎫1－2⎪⎪⎪⎪x －12，a 为常数且a >0.(1)证明：函数f (x )的图像关于直线x ＝12对称；(2)若x 0满足f (f (x 0))＝x 0，但f (x 0)≠x 0，则称x 0为函数f (x )的二阶周期点．如果f (x )有两个二阶周期点x 1，x 2，试确定a 的取值范围；(3)对于(2)中的x 1，x 2和a ，设x 3为函数 f (f (x ))的最大值点，A (x 1，f (f (x 1)))，B (x 2，f (f (x 2)))，C (x 3，0)．记△ABC 的面积为S (a )，讨论S (a )的单调性．解：(1)证明：因为f ⎝⎛⎭⎫12＋x ＝a (1－2|x |)， f ⎝⎛⎭⎫12－x ＝a (1－2|x |)， 有f ⎝⎛⎭⎫12＋x ＝f ⎝⎛⎭⎫12－x ，所以函数f (x )的图像关于直线x ＝12对称．(2)当0<a <12时，有f (f (x ))＝⎩⎨⎧4a 2x ，x ≤12，4a 2（1－x ），x >12.所以f (f (x ))＝x 只有一个解x ＝0，又f (0)＝0，故0不是二阶周期点．当a ＝12时，有f (f (x ))＝⎩⎨⎧x ，x ≤12，1－x ，x >12.所以f (f (x ))＝x 有解集x ⎪⎪⎪ )x ≤12，又当x ≤12时f (x )＝x ，故x⎪⎪⎪ )x ≤12中的所有点都不是二阶周期点．当a >12时，有f (f (x ))＝⎩⎪⎨⎪⎧4a 2x ，x ≤14a，2a －4a 2x ，14a <x ≤12，2a （1－2a ）＋4a 2x ，12<x ≤4a －14a，4a 2－4a 2x ，x >4a －14a.所以f (f (x ))＝x 有四个解0，2a 1＋4a 2，2a 1＋2a ，4a 21＋4a 2，又f (0)＝0，f⎝⎛⎭⎫2a 1＋2a ＝2a 1＋2a ， f ⎝⎛⎭⎫2a 1＋4a 2≠2a 1＋4a 2，f ⎝⎛⎭⎫4a 21＋4a 2≠4a 21＋4a 2，故只有2a 1＋4a 2，4a 21＋4a 2是f (x )的二阶周期点． 综上所述，所求a 的取值范围为a >12.(3)由(2)得x 1＝2a 1＋4a 2，x 2＝4a 21＋4a 2，因为x 3为函数f (f (x ))的最大值点，所以x 3＝14a ，或x 3＝4a －14a.当x 3＝14a 时，S (a )＝2a －14（1＋4a 2），求导得：S ′(a )＝－2⎝ ⎛⎭⎪⎫a －1＋22⎝ ⎛⎭⎪⎫a －1－22（1＋4a 2）2. 所以当a ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫12，1＋22时，S (a )单调递增，当a ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫1＋22，＋∞时S (a )单调递减；当x 3＝4a －14a 时，S (a )＝8a 2－6a ＋14（1＋4a 2），求导得：S ′(a )＝12a 2＋4a －32（1＋4a 2）2；因a >12，从而有S ′(a )＝12a 2＋4a －32（1＋4a 2）2>0，所以当a ∈时S (a )单调递增．。