2013年全国高中数学联赛二试试题及答案
2013年普通高等学校招生全国统一考试 全国卷2 数学试卷含答案(理科)
2013年普通高等学校招生全国统一考试(课标全国卷Ⅱ)理数本卷满分150分,考试时间120分钟.第Ⅰ卷(选择题,共60分)一、选择题:本大题共12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M={x|(x-1)2<4,x∈R},N={-1,0,1,2,3},则M∩N=()A.{0,1,2}B.{-1,0,1,2}C.{-1,0,2,3}D.{0,1,2,3}2.设复数z满足(1-i)z=2i,则z=( )A.-1+IB.-1-iC.1+iD.1-i3.等比数列{a n}的前n项和为S n,已知S3=a2+10a1,a5=9,则a1=( )A.13B.-13C.19D.-194.已知m,n为异面直线,m⊥平面α,n⊥平面β.直线l满足l⊥m,l⊥n,l⊄α,l⊄β,则( )A.α∥β且l∥αB.α⊥β且l⊥βC.α与β相交,且交线垂直于lD.α与β相交,且交线平行于l5.已知(1+ax)(1+x)5的展开式中x2的系数为5,则a=( )A.-4B.-3C.-2D.-16.执行下面的程序框图,如果输入的N=10,那么输出的S=( )A.1+12+13+…+110 B.1+12!+13!+…+110! C.1+12+13+…+111D.1+12!+13!+…+111!7.一个四面体的顶点在空间直角坐标系O-xyz 中的坐标分别是(1,0,1),(1,1,0),(0,1,1),(0,0,0),画该四面体三视图中的正视图时,以zOx 平面为投影面,则得到的正视图可以为( )8.设a=log 36,b=log 510,c=log 714,则( ) A.c>b>aB.b>c>aC.a>c>bD.a>b>c9.已知a>0,x,y 满足约束条件{x ≥1,x +y ≤3,y ≥a (x -3).若z=2x+y 的最小值为1,则a=( )A.14B.12C.1D.210.已知函数f(x)=x 3+ax 2+bx+c,下列结论中错误的是( ) A.∃x 0∈R, f(x 0)=0B.函数y=f(x)的图象是中心对称图形C.若x 0是f(x)的极小值点,则f(x)在区间(-∞,x 0)单调递减D.若x 0是f(x)的极值点,则f '(x 0)=011.设抛物线C:y 2=2px(p>0)的焦点为F,点M 在C 上,|MF|=5,若以MF 为直径的圆过点(0,2),则C 的方程为( ) A.y 2=4x 或y 2=8x B.y 2=2x 或y 2=8x C.y 2=4x 或y 2=16xD.y 2=2x 或y 2=16x12.已知点A(-1,0),B(1,0),C(0,1),直线y=ax+b(a>0)将△ABC 分割为面积相等的两部分,则b 的取值范围是( ) A.(0,1)B.(1-√22,12)C.(1-√22,13]D.[13,12)第Ⅱ卷(非选择题,共90分)本卷包括必考题和选考题两部分.第13题~第21题为必考题,每个试题考生都必须作答.第22题~第24题为选考题,考生根据要求作答.二、填空题:本大题共4小题,每小题5分.13.已知正方形ABCD 的边长为2,E 为CD 的中点,则AE⃗⃗⃗⃗⃗ ·BD ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ = . 14.从n 个正整数1,2,…,n 中任意取出两个不同的数,若取出的两数之和等于5的概率为114,则n= .15.设θ为第二象限角,若tan (θ+π4)=12,则sin θ+cos θ= . 16.等差数列{a n }的前n 项和为S n .已知S 10=0,S 15=25,则nS n 的最小值为 . 三、解答题:解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤. 17.(本小题满分12分)△ABC 的内角A,B,C 的对边分别为a,b,c,已知a=bcos C+csin B. (Ⅰ)求B;(Ⅱ)若b=2,求△ABC 面积的最大值.18.(本小题满分12分)如图,直三棱柱ABC-A 1B 1C 1中,D,E 分别是AB,BB 1的中点,AA 1=AC=CB=√22AB. (Ⅰ)证明:BC 1∥平面A 1CD; (Ⅱ)求二面角D-A 1C-E 的正弦值.19.(本小题满分12分)经销商经销某种农产品,在一个销售季度内,每售出1 t该产品获利润500元,未售出的产品,每1 t亏损300元.根据历史资料,得到销售季度内市场需求量的频率分布直方图,如下图所示.经销商为下一个销售季度购进了130 t该农产品,以X(单位:t,100≤X≤150)表示下一个销售季度内的市场需求量,T(单位:元)表示下一个销售季度内经销该农产品的利润.(Ⅰ)将T表示为X的函数;(Ⅱ)根据直方图估计利润T不少于57 000元的概率;(Ⅲ)在直方图的需求量分组中,以各组的区间中点值代表该组的各个值,并以需求量落入该区间的频率作为需求量取该区间中点值的概率(例如:若需求量X∈[100,110),则取X=105,且X=105的概率等于需求量落入[100,110)的频率),求T的数学期望.20.(本小题满分12分)平面直角坐标系xOy中,过椭圆M:x 2a2+y2b2=1(a>b>0)右焦点的直线x+y-√3=0交M于A,B两点,P为AB的中点,且OP的斜率为12.(Ⅰ)求M的方程;(Ⅱ)C,D为M上两点,若四边形ACBD的对角线CD⊥AB,求四边形ACBD面积的最大值.21.(本小题满分12分) 已知函数f(x)=e x-ln(x+m).(Ⅰ)设x=0是f(x)的极值点,求m,并讨论f(x)的单调性; (Ⅱ)当m≤2时,证明f(x)>0.请从下面所给的22、23、24三题中选定一题作答,不选、多选均按所答第一题评分;多答按所答第一题评分.22.(本小题满分10分)选修4—1:几何证明选讲如图,CD 为△ABC 外接圆的切线,AB 的延长线交直线CD 于点D,E,F 分别为弦AB 与弦AC 上的点,且BC·AE=DC·AF,B,E,F,C 四点共圆. (Ⅰ)证明:CA 是△ABC 外接圆的直径;(Ⅱ)若DB=BE=EA,求过B,E,F,C 四点的圆的面积与△ABC 外接圆面积的比值.23.(本小题满分10分)选修4— 4:坐标系与参数方程已知动点P,Q 都在曲线C:{x =2cost ,y =2sint (t 为参数)上,对应参数分别为t=α与t=2α(0<α<2π),M 为PQ 的中点. (Ⅰ)求M 的轨迹的参数方程;(Ⅱ)将M 到坐标原点的距离d 表示为α的函数,并判断M 的轨迹是否过坐标原点.24.(本小题满分10分)选修4—5:不等式选讲 设a,b,c 均为正数,且a+b+c=1,证明: (Ⅰ)ab+bc+ca≤13; (Ⅱ)a 2b +b 2c +c 2a ≥1.2013年普通高等学校招生全国统一考试(课标全国卷Ⅱ)一、选择题1.A 化简得M={x|-1<x<3},所以M ∩N={0,1,2},故选A.2.A 由题意得z=2i 1-i =2i ·(1+i)2=-1+i,故选A.3.C 由已知条件及S 3=a 1+a 2+a 3得a 3=9a 1,设数列{a n }的公比为q,则q 2=9. 所以a 5=9=a 1·q 4=81a 1,得a 1=19,故选C.4.D 若α∥β,则m ∥n,这与m 、n 为异面直线矛盾,所以A 不正确.将已知条件转化到正方体中,易知α与β不一定垂直,但α与β的交线一定平行于l,从而排除B 、C.故选D.评析 本题考查了线面的位置关系,考查了空间想象能力,本题利用排除法求解效果比较好.5.D 由二项式定理得(1+x)5的展开式的通项为T r+1=C 5r ·x r ,所以当r=2时,(1+ax)(1+x)5的展开式中x 2的系数为C 52,当r=1时,x 2的系数为C 51·a,所以C 52+C 51·a=5,a=-1,故选D.6.B 由框图知循环情况如下:T=1,S=1,k=2; T=12,S=1+12,k=3;T=12×3,S=1+12+12×3,k=4; T=14!,S=1+12!+13!+14!,k=5;…;T=110!,S=1+12!+13!+…+110!,k=11>10,输出S,故选B. 7.A 设O(0,0,0),A(1,0,1),B(1,1,0),C(0,1,1),将以O 、A 、B 、C 为顶点的四面体补成一正方体后,由于OA ⊥BC,所以该几何体以zOx 平面为投影面的正视图为A.8.D 由对数运算法则得a=log 36=1+log 32,b=1+log 52,c=1+log 72,由对数函数图象得log 32>log 52>log 72,所以a>b>c,故选D.9.B 由约束条件画出可行域(如图所示的△ABC),由{x =1,y =a(x -3)得A(1,-2a), 当直线2x+y-z=0过点A 时,z=2x+y 取得最小值,所以1=2×1-2a,解得a=12,故选B.10.C 由三次函数值域为R 知f(x)=0有解,所以A 项正确;因为y=x 3的图象为中心对称图形,而f(x)=x 3+ax 2+bx+c 的图象可以由y=x 3的图象平移得到,故B 项正确;若f(x)有极小值点,则f '(x)=0有两个不等实根x 1,x 2(x 1<x 2), f '(x)=3x 2+2ax+b=3(x-x 1)(x-x 2),则f(x)在(-∞,x 1)上为增函数,在(x 1,x 2)上为减函数,在(x 2,+∞)上为增函数,故C 项错误;D 项正确.故选C.评析 本题考查了三次函数的图象和性质,考查了利用导数研究函数极值与单调性. 11.C ∵以MF 为直径的圆过点(0,2),∴点M 在第一象限.由|MF|=x M +p2=5得M (5-p 2,√2p (5-p 2)).从而以MF 为直径的圆的圆心N 的坐标为(52,12√2p (5-p2)),∵点N 的横坐标恰好等于圆的半径,∴圆与y 轴切于点(0,2),从而2=12√2p (5-p2),即p 2-10p+16=0,解得p=2或p=8,∴抛物线方程为y 2=4x 或y 2=16x.故选C.评析 本题考查了直线、圆、抛物线的位置关系,考查了综合解题能力.建立关于p 的方程是求解的关键.12.B (1)当直线y=ax+b 与AB 、BC 相交时(如图1),由{y =ax +b,x +y =1得y E =a+ba+1,又易知x D =-ba,∴|BD|=1+ba,由S △DBE =12×a+b a×a+b a+1=12得b=√1+1a+1∈(0,12).图1(2)当直线y=ax+b 与AC 、BC 相交时(如图2),由S △FCG =12(x G -x F )·|CM|=12得b=1-√22√1-a 2∈(1-√22,1)(∵0<a<1),图2∵对于任意的a>0恒成立, ∴b∈(0,12)∩(1-√22,1),即b ∈(1-√22,12).故选B.二、填空题 13.答案 2解析 解法一:AE ⃗⃗⃗⃗⃗ ·BD ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =(AD ⃗⃗⃗⃗⃗ +12AB ⃗⃗⃗⃗⃗ )·(AD ⃗⃗⃗⃗⃗ -AB ⃗⃗⃗⃗⃗ )=AD ⃗⃗⃗⃗⃗ 2-12AB ⃗⃗⃗⃗⃗ 2=22-12×22=2. 解法二:以A 为原点建立平面直角坐标系(如图).则AE ⃗⃗⃗⃗⃗ ·BD⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =(1,2)·(-2,2)=1×(-2)+2×2=2.14.答案 8解析 因为5=1+4=2+3,所以2C n2=114,即n(n-1)=56,解得n=8或n=-7(舍).15.答案 -√105解析 tan θ=tan [(θ+π4)-π4]=12-11+12=-13,∴sin θ=-13cos θ,将其代入sin 2θ+cos 2θ=1得109cos 2θ=1,∴cos 2θ=910,易知cos θ<0, ∴cos θ=-310√10,sin θ=√1010,故sin θ+cos θ=-√105. 16.答案 -49 解析 由S n =na 1+n(n -1)2d 得{10a 1+45d =0,15a 1+105d =25,解得a 1=-3,d=23,则S n =-3n+n(n -1)2·23=13(n 2-10n),所以nS n =13(n 3-10n 2),令f(x)=13(x 3-10x 2),则 f '(x)=x 2-203x=x (x -203),当x ∈(1,203)时, f(x)递减, 当x ∈(203,+∞)时, f(x)递增,又6<203<7, f(6)=-48, f(7)=-49,所以nS n 的最小值为-49.评析 本题考查了数列与函数的应用,考查了数列的基本运算,利用导数求最值.本题易忽略n 的取值范围. 三、解答题17.解析 (Ⅰ)由已知及正弦定理得sin A=sin Bcos C+sin C ·sin B.① 又A=π-(B+C),故sin A=sin(B+C)=sin Bcos C+cos Bsin C.② 由①,②和C ∈(0,π)得sin B=cos B. 又B ∈(0,π),所以B=π4.(Ⅱ)△ABC 的面积S=12acsin B=√24ac. 由已知及余弦定理得4=a 2+c 2-2accos π4.又a 2+c 2≥2ac,故ac ≤2-√2,当且仅当a=c 时,等号成立.因此△ABC 面积的最大值为√2+1.18.解析 (Ⅰ)连结AC 1交A 1C 于点F,则F 为AC 1中点. 又D 是AB 中点,连结DF,则BC 1∥DF.因为DF ⊂平面A 1CD,BC 1⊄平面A 1CD,所以BC 1∥平面A 1CD. (Ⅱ)由AC=CB=√22AB 得,AC ⊥BC.以C 为坐标原点,CA⃗⃗⃗⃗⃗ 的方向为x 轴正方向,建立如图所示的空间直角坐标系C-xyz.设CA=2,则D(1,1,0),E(0,2,1),A 1(2,0,2),CD⃗⃗⃗⃗⃗ =(1,1,0),CE ⃗⃗⃗⃗⃗ =(0,2,1),CA ⃗⃗⃗⃗⃗ 1=(2,0,2). 设n =(x 1,y 1,z 1)是平面A 1CD 的法向量,则{n ·CD ⃗⃗⃗⃗⃗ =0,n ·CA ⃗⃗⃗⃗⃗ 1=0,即{x 1+y 1=0,2x 1+2z 1=0. 可取n =(1,-1,-1).同理,设m 是平面A 1CE 的法向量,则{m ·CE ⃗⃗⃗⃗ =0,m ·CA ⃗⃗⃗⃗⃗ 1=0. 可取m =(2,1,-2).从而cos<n,m >=n ·m |n||m|=√33,故sin<n,m >=√63.即二面角D-A 1C-E 的正弦值为√63.评析 本题考查了线面平行的判定和性质,考查二面角的计算.考查了空间想象能力.正确求出平面的法向量是解题的关键.19.解析 (Ⅰ)当X ∈[100,130)时,T=500X-300(130-X)=800X-39 000,当X ∈[130,150]时,T=500×130=65 000.所以T={800X -39 000,100≤x <130,65 000,130≤X ≤150.(Ⅱ)由(Ⅰ)知利润T 不少于57 000元当且仅当120≤X ≤150.由直方图知需求量X ∈[120,150]的频率为0.7,所以下一个销售季度内的利润T 不少于57 000元的概率的估计值为0.7.(Ⅲ)依题意可得T 的分布列为T45 000 53 000 61 000 65 000 P 0.1 0.2 0.3 0.4所以ET=45 000×0.1+53 000×0.2+61 000×0.3+65 000×0.4=59 400.20.解析 (Ⅰ)设A(x 1,y 1),B(x 2,y 2),P(x 0,y 0),则x 12a 2+y 12b 2=1,x 22a 2+y 22b 2=1,y 2-y 1x 2-x 1=-1,由此可得b 2(x 2+x 1)a 2(y 2+y 1)=-y 2-y1x 2-x 1=1. 因为x 1+x 2=2x 0,y 1+y 2=2y 0,y 0x 0=12, 所以a 2=2b 2.又由题意知,M 的右焦点为(√3,0),故a 2-b 2=3.因此a 2=6,b 2=3.所以M 的方程为x 26+y 23=1. (Ⅱ)由{x +y -√3=0,x 26+y 23=1解得{x =4√33,y =-√33,或{x =0,y =√3. 因此|AB|=4√63. 由题意可设直线CD 的方程为y=x+n (-5√33<n <√3),设C(x 3,y 3),D(x 4,y 4).由{y =x +n,x 26+y 23=1得3x 2+4nx+2n 2-6=0. 于是x 3,4=-2n±√2(9-n 2)3.因为直线CD 的斜率为1,所以|CD|=√2|x 4-x 3|=43√9-n 2.由已知,四边形ACBD 的面积S=12|CD|·|AB|=8√69√9-n 2. 当n=0时,S 取得最大值,最大值为8√63. 所以四边形ACBD 面积的最大值为8√63.评析 本题考查了直线和椭圆的位置关系,考查了解析几何中的中点问题和最值问题,计算量大,综合性较强.应充分重视方程思想和函数思想在解题中的作用.21.解析 (Ⅰ)f '(x) =e x -1x+m .由x=0是f(x)的极值点得f '(0)=0,所以m=1.于是f(x)=e x -ln(x+1),定义域为(-1,+∞), f '(x)=e x -1x+1.函数f '(x)=e x -1x+1在(-1,+∞)单调递增,且f '(0)=0,因此当x ∈(-1,0)时, f '(x)<0;当x ∈(0,+∞)时, f '(x)>0.所以f(x)在(-1,0)单调递减,在(0,+∞)单调递增.(Ⅱ)当m ≤2,x ∈(-m,+∞)时,ln(x+m)≤ln(x+2),故只需证明当m=2时, f(x)>0.当m=2时,函数f '(x)=e x -1x+2在(-2,+∞)单调递增.又f '(-1)<0, f '(0)>0,故f '(x)=0在(-2,+∞)有唯一实根x 0,且x 0∈(-1,0).当x ∈(-2,x 0)时, f '(x)<0;当x ∈(x 0,+∞)时, f '(x)>0,从而当x=x 0时, f(x)取得最小值. 由f '(x 0)=0得e x 0=1x0+2,ln(x 0+2)=-x 0, 故f(x)≥f(x 0)=1x 0+2+x 0=(x 0+1)2x 0+2>0. 综上,当m ≤2时, f(x)>0.评析 本题考查了函数的极值、单调性,考查了构造函数证明不等式;考查了函数与方程思想,转化与化归的思想,对运算能力要求很高.22.解析 (Ⅰ)因为CD 为△ABC 外接圆的切线,所以∠DCB=∠A,由题设知BC FA =DCEA ,故△CDB ∽△AEF,所以∠DBC=∠EFA.因为B,E,F,C 四点共圆,所以∠CFE=∠DBC,故∠EFA=∠CFE=90°.所以∠CBA=90°,因此CA 是△ABC 外接圆的直径.(Ⅱ)连结CE,因为∠CBE=90°,所以过B,E,F,C 四点的圆的直径为CE,由DB=BE,有CE=DC,又BC 2=DB ·BA=2DB 2,所以CA 2=4DB 2+BC 2=6DB 2.而DC 2=DB ·DA=3DB 2,故过B,E,F,C 四点的圆的面积与△ABC 外接圆面积的比值为12.23.解析 (Ⅰ)依题意有P(2cos α,2sin α),Q(2cos 2α,2sin 2α),因此M(cos α+cos 2α,sin α+sin 2α).M 的轨迹的参数方程为{x =cosα+cos2α,y =sinα+sin2α(α为参数,0<α<2π). (Ⅱ)M 点到坐标原点的距离d=√x 2+y 2=√2+2cosα (0<α<2π).当α=π时,d=0,故M 的轨迹过坐标原点.24.解析 (Ⅰ)由a 2+b 2≥2ab,b 2+c 2≥2bc,c 2+a 2≥2ca 得a 2+b 2+c 2≥ab+bc+ca.由题设得(a+b+c)2=1,即a 2+b 2+c 2+2ab+2bc+2ca=1.所以3(ab+bc+ca)≤1,即ab+bc+ca ≤13.(Ⅱ)因为a 2b +b ≥2a,b 2c +c ≥2b,c 2a +a ≥2c,故a 2b +b 2c +c 2a +(a+b+c)≥2(a+b+c),即a 2b +b 2c +c 2a ≥a+b+c.所以a 2b +b 2c +c 2a ≥1.。
2013全国数学联赛试题及答案2
AC sin ADC sin APE ， CD sin CAD sin EPF BD BD sin BFD sin PFA AP ， 由于 = EF BF sin BDF sin PAF PF
1= SPAE AP PE sin APE BD AC SPFE PF PE sin EPF EF CD
n 1
于任意正整数 n ，都有 S2n 1 bn 2
2
n(u v) 。
2 r 2 (u v )
取 n 2r (u v), r Z 时， S2n 1 2 平方数。 综上所述，结论成立。
r 2 (u v)2 2r
2
(u v )
r (u v) 都是完全
k
因此，我们取的 2k 个整数满足要求。 原题证明：对于任意正整数 2 n 2k ，都存在正整数 2 r k ，使得 2r 1 n 2r ，由引 理存在 2r 个整数它们都不是 n 的倍数，使得任意将它们分为两组都会有一组中有若干个数 之和是 n 的倍数。 再任意添加 2k 2r 个大于 n 的正整数，则得到满足题意的 2k 个整数。
蕴
秀
斋
2013 年全国高中数学联赛二试参考解答
1、 AB 是圆 的一条弦， P 是 AB 上一点， E , F 在线段 AB 上，满足 AE EF FB ， 射线 PE, PF 分别与 交于 C , D 。求证： EF CD AC BD 。
P w A E F B
证明：由正弦定理
证明：令 bn S2n 1 ，则 b1 S1 a1 u v ，由已知
bn 1
2013年全国高中数学联赛一试二试试题整理详解汇编(一试二试为B卷)(含解答)
AB < BC
∠AP B = ∠BP C
7
AB BC
1
B
A
P
∠BP C = ∠CP D
P
BM BC
C2 =
M; = DM CD
C
D
A, B, C, D
3.
x, y, z
x2 + y2 + z2 = 10
u = 6 − x2 + 6 − y2 + 6 − z2
6 − x2 +
6 − y2 +
2
6 − z2
x = 0, y = 0 (P
x– )
a+c = 0
ac x−
2
+ y2 =
ac 2
a+c
a+c
x–
(0, 0), (2ac/(a + c), 0)
b) x–
A, B, C, D (−1, 0), (0, 0), (1, 0), (2, 0)
∠AP B = ∠BP C
P
y–
∠BP C = ∠CP D
1 16
(y1y2
+
8)2
=
0
y1y2 = −8 (−8)2
x1x2 = 16 = 4.
F (1, 0)
−→ −−→ √ x1 − x2 = (x1 + 1) − (x2 + 1) = |F A| − |F B| = 4 3.
4
y2 = 4x
x1, x2
√2 x1 + x2 = (x1 − x2)2 + 4x1x2 = 4 3 + 4 × 4 = 8.
Tn
n=3
2013年全国高中数学联赛试题及其解答
2013 年全国高中数学联题：本大题共 8 小题，每小题 8 分，共 64 分。
1、设集合A = 2，0，1，3 ，集合B = x| − x ∈ A，2 − x ∉ A ，则集合B中所有元素 的和为 。 解答：易知集合B = −2， − 3 ，所有集合B中所有元素的和为−5。 ⃑ · OB ⃑ = −4，F是抛 2、在平面直角坐标系xOy中，点 A、B 在抛物线y = 4x上，满足OA 物线的焦点，则S△ · S△ = 。 ⃑ · OB ⃑= 解答：根据抛物线解析式知OF = 1。设点A m ，2m ，点B n ，2n ，则OA m n + 4mn = −4 ⇒ mn = −2。于是知S△ · S△ =
| |·| |
·
|
|·|
|
= |mn| = 2。
3、在△ABC 中，已知sin A = 10 sin B sin C，cos A = 10 cos B cos C，则tan A的值 为 。 解答：根据条件知：sin A − cos A = 10(sin B sin C − cos B cos C) = −10 cos(B + C) = 10 cos A ⇒ sin A = 11 cos A ⇒ tan A = 11。 4、已知正三棱锥P − ABC底面边长为1，高为√2，则其内切球半径为 。 解答：设△ABC 外心为 O，O 在 BC、CA、AB 上的垂足分别为 D、E、F，则OD = OE = OF =
10、（本题满分 20 分） 在平面直角坐标系xOy中，椭圆的方程为 + = 1（a＞b＞0），A 、A 分别为椭圆 的左、右顶点，F 、F 分别为椭圆的左、右焦点，P 为椭圆上不同于A 和A 的任意一点。
交流知识
2013年高考理科数学全国新课标卷2试题与答案word解析版
2013 年普通高等学校夏季招生全国统一考试数学理工农医类、选择题：本大题共 （ 全国新课标卷 II ）第Ⅰ卷12 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． 21）已知集合 M ＝{x |（ x － 1） 2< 4， x ∈ R} ，N ＝{－1,0,1,2,3} B ．{ －1,0,1,2} C ．{ －1,0,2,3} D 1． （2013 课标全国Ⅱ，理 A ．{0,1,2} 2． （2013 课标全国Ⅱ，理 2）设复数 z 满足（1 － i ） z ＝2i ，则 z ＝（ A ．－1＋i B ．－ 1－I C3．（2013 课标全国Ⅱ，理 3）等比数列 { a n }的前 n 项和为 11A ． 3B ． 3C 4．（2013 课标全国Ⅱ， 理 4） 已知 m ，n 为异面直线， m ⊥平面 l β，则 （ A ．α∥ β 且 l ∥α B，则 M ∩N ＝( ) ． ．{0,1,2,3} )． ． 1＋i D ．1－i S n . 已知 S 3＝ a 2＋ 10a 1，a 5＝ 9， 1． 9 D α ，n ⊥平面 β . 直线 l 满足 l )．．α⊥β 且 l ⊥ β则 a 1＝（ ） ．⊥m ，l ⊥n ，l α， C ． α 与 β 相交，且交线垂直于 l D ． α 与 β 相交，且交线平行于 5．（2013 课标全国Ⅱ，理 5）已知（1 ＋ ax ）（1 ＋ x ） 5的展开式中 x 2的系数为 5，则a ＝（ ．－ 1 N ＝ 10，那么输出的 S A ．－4 B ．－ 3 C ．－ 2 D6．（2013 课标全国Ⅱ，理 6） 执行下面的程序框图，如果输入的 ＝（）．A． 2 3 101+ 1 11B ．2! 3!10!1+1 111C ． 2 3111+1 1 1 1D 2! 3! 11 1+1 11 l )． 7．（2013 课标全国Ⅱ，理 7） 一个四面体的顶点在空间直角坐标系 （0,1,1） ，（0,0,0） O － xyz 中的坐标分别是 (1,0,1) ，(1,1,0) ，( ) ．8．（2013 课标全国Ⅱ，理 8）设 a ＝log 36，b ＝log 510，c ＝log 714，则（ ）．． a > c > b D ． a > b > cx 1,x y 3, 若 z ＝ 2x ＋y 的最小值为 1，则 y a x 3 .A ．c >b > aB ．b >c > a C9． （2013 课标全国Ⅱ，理 9） 已知a >0，x ， y 满足约束条件 a ＝( 1 ．2）． 1 A ． 4 ． 1 D ．210．(2013 课标全国Ⅱ，理10)已知函数f(x) ＝x 3＋ax2＋bx＋ c ，下列结论中错误的是( )．A．x0∈R，f(x0) ＝0B．函数y ＝f(x) 的图像是中心对称图形C．若x0 是f(x) 的极小值点，则f(x) 在区间( －∞，x0) 单调递减D．若x0 是f(x) 的极值点，则f′ (x0) ＝011．(2013 课标全国Ⅱ，理11)设抛物线C：y2＝2px( p> 0)的焦点为F，点M在C上，| MF| ＝5，若以MF为直径的圆过点(0,2) ，则C的方程为( ) ．A．y2 ＝4x 或y2＝8x B ．y2＝2x 或y2＝8xC．y2＝4x 或y2＝16x D ．y2＝2x 或y2＝16x12．(2013 课标全国Ⅱ，理12)已知点A(－1,0) ，B(1,0) ，C(0,1) ，直线y＝ax＋b(a>0)将△ ABC分割为面积相等的两部分，则 b 的取值范围是( ) ．12 , 11,12 ,11,1,1 A．(0,1) B．2 2 C ． 2 3 D ．3,2第Ⅱ卷本卷包括必考题和选考题两部分，第13题～第21 题为必考题，每个试题考生都必须做答。
2013年高考全国Ⅱ理科数学试题及答案(word解析版)
2013年普通高等学校招生全国统一考试（全国II ）数学（理科）第Ⅰ卷一、选择题：本大题共12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）【2013年全国Ⅱ，理1，5分】已知集合{}2|(1)4),M x x x R =-<∈，{}1,0,1,2,3N =-，则M N = （ ）（A ）{}0,1,2 （B ）{}1,0,1,2- （C ）{}1,0,2,3- （D ）{}0,1,2,3 【答案】A【解析】因为{}31|<<-=x x M ，{}3,2,1,0,1-=N ，所以{}0,1,2M N = ，故选A ． （2）【2013年全国Ⅱ，理2，5分】设复数z 满足(1i)2i z -=则z =（ ）（A ）1i -+ （B ）1i -- （C ）1i + （D ）1i - 【答案】A【解析】2i 2i(1i)1i 1i (1i)(1i)z +===-+--+，故选A ． （3）【2013年全国Ⅱ，理3，5分】等比数列{}n a 的前n 项和为n S ，已知32110S a a =+，59a =，则1a =（ ）（A ）13 （B ）13- （C ）19（D ）19-【答案】C【解析】设数列{}n a 的公比为q ，若1q =，则由59a =，得19a =，此时327S =，而211099a a +=，不满足题意，因此1q ≠．∵1q ≠时，33111(1)·101a q qa a S q -=-=+，∴31101q q q -=+-，整理得29q =． ∵451·9a a q ==，即1819a =，∴119a =，故选C ．（4）【2013年全国Ⅱ，理4，5分】已知m ，n 为异面直线，m ⊥平面α，n ⊥平面β，直线l 满足l m ⊥，l n ⊥，l α⊄，l β⊄，则（ ）（A ）//αβ且//l α （B ）αβ⊥且l β⊥ （C ）α与β相交，且交线垂直于l （D ）α与β相交，且交线平行于l【答案】D【解析】因为m α⊥，l m ⊥，l α⊄，所以//l α．同理可得//l β．又因为m ，n 为异面直线，所以α与β相交，且l 平行于它们的交线，故选D ．（5）【2013年全国Ⅱ，理5，5分】已知5(1)(1)ax x ++的展开式中2x 的系数是5，则a =（ ）（A ）4- （B ）3- （C ）2- （D ）1- 【答案】D【解析】因为5(1)x +的二项展开式的通项为5C 0)5(r rr r x ≤≤∈Z ，，则含2x 的项为221552C C 105()x ax x a x +⋅=+，所以1055a +=，1a =-，故选D ． （6）【2013年全国Ⅱ，理6，5分】执行右面的程序框图，如果输入的10N =，那么输出的S =（ ）（A ）1111+2310+++ （B ）1111+2!3!10!+++ （C ）1111+2311+++ （D ）1111+2!3!11!+++【答案】D【解析】由程序框图知，当1k =，0S =，1T =时，1T =，1S =；当2k =时，12T =，1=1+2S ；当3k =时，123T =⨯，111+223S =+⨯；当4k =时，1234T =⨯⨯，1111+223234S =++⨯⨯⨯；…； 当10k =时，123410T =⨯⨯⨯⨯ ，1111+2!3!10!S =+++ ，k 增加1变为11，满足k N >，输出S ，所以B 正确，故选D ．（7）【2013年全国Ⅱ，理7，5分】一个四面体的顶点在空间直角坐标系O xyz -中的坐标分别是()1,0,1，()1,1,0，()0,1,1，()0,0,0，画该四面体三视图中的正视图时，以zOx 平面为投影面，则得到的正视图可以为（ ）（A ） （B ） （C ） （D ）【答案】A【解析】如图所示，该四面体在空间直角坐标系O xyz -的图像为下图：则它在平面zOx 上的投影即正视图为A 图形，故选A ．（8）【2013年全国Ⅱ，理8，5分】设3log 6a =，5log 10b =，7log 14c =，则（ ）（A ）c b a >> （B ）b c a >> （C ）a c b >> （D ）a b C >> 【答案】D【解析】根据公式变形，lg 6lg 21lg3lg3a ==+，lg10lg 21lg 5lg 5b ==+，lg14lg 21lg 7lg 7c ==+，因为lg 7lg5lg3>>， 所以lg 2lg 2lg 2lg 7lg5lg3<<，即c b a <<，故选D ． （9）【2013年全国Ⅱ，理9，5分】已知0a >，,x y 满足约束条件13(3)x x y y a x ≥⎧⎪+≤⎨⎪≥-⎩，若2z x y =+的最小值是1，则a =（ ）（A ）14 （B ）12（C ）1 （D ）2【答案】B【解析】由题意作出13x x y ≥⎧⎨+≤⎩所表示的区域如图阴影部分所示，作直线21x y +=，因为直线21x y +=与直线1x =的交点坐标为(1)1-，，结合题意知直线()3y a x =-过点(1)1-，，代入得12a =，故选B ． （10）【2013年全国Ⅱ，理10，5分】已知函数32()f x x ax bx c =+++，下列结论中错误的是（ ）（A ）0x R ∃∈，0()0f x = （B ）函数()y f x =的图象是中心对称图形（C ）若0x 是()f x 的极小值点，则()f x 在区间0(,)x -∞单调递减（D ）若0x 是()f x 的极值点，则0'()0f x = 【答案】C【解析】若0c =则有(0)0f =，所以A 正确．由32()f x x ax bx c =+++得32()f x c x ax bx -=++，因为函数32y x ax bx =++的对称中心为0,0（），所以32()f x x ax bx c =+++的对称中心为(0,)c ，所以B 正确．由三次函数的图象可知，若0x 是()f x 的极小值点，则极大值点在0x 的左侧，所以函数在区间0,x -∞（）单调递减是错误的，D 正确，故选C ．（11）【2013年全国Ⅱ，理11，5分】设抛物线22(0)y px p =≥的焦点为F ，点M 在C 上，5MF =，若以MF为直径的圆过点0,2（），则C 的方程为（ ）（A ）24y x =或28y x = （B ）22y x =或28y x = （C ）24y x =或216y x = （D ）22y x =或216y x = 【答案】C【解析】设点M 的坐标为00()x y ，，由抛物线的定义，得052P MF x =+=，则052x p =-．又点F 的坐标为,02p ⎛⎫⎪⎝⎭，所以以MF 为直径的圆的方程为()()0020p y y x x x y ⎛⎫- ⎭-⎪⎝-+=．将0x =，2y =代入得00840px y +-=，即0202480y y -+=，所以04y =．由0202y px =，得16252p p ⎛⎫=- ⎪⎝⎭，解之得2p =，或8p =． 所以C 的方程为24y x =或216y x =，故选C ．（12）【2013年全国Ⅱ，理12，5分】已知1,0A -（），1,0B （），0,1C （），直线(0)y ax b a =+>将ABC ∆分割为面积相等的两部分，则b 的取值范围是（ ）（A ）0,1（） （B ）112⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭ （C ）113⎛⎫- ⎪ ⎪⎝⎭ （D ）11,32⎡⎫⎪⎢⎣⎭ 【答案】B第II 卷本卷包括必考题和选考题两部分．第（13）题~第（21）题为必考题，每个试题考生都必须作答．第（22）题~第（24）题为选考题，考生根据要求作答．二、填空题：本大题共4小题，每小题5分，共20分．把答案填在题中横线上（13）【2013年全国Ⅱ，理13，5分】已知正方形ABCD 的边长为2，E 为CD 的中点，则AE BD ⋅=______． 【答案】2【解析】解法一：在正方形中，12AE AD DC =+ ,BD BA AD AD DC =+=-,所以2222111()()222222AE BD AD DC AD DC AD DC ⋅=+⋅-=-=-⨯= ．解法二：以AB 所在直线为x 轴，AD 所在直线为y 轴建立平面直角坐标系，如图所示，则点A 的坐标为()0,0，点B 的坐标为()2,0，点D 的坐标为()0,2，点E 的坐标为()1,2，则()1,2AE =，()2,2BD =-，所以2AE BD ⋅= ． （14）【2013年全国Ⅱ，理14，5分】从n 个正整数1,2,3,4,5，…，n 中任意取出两个不同的数，若其和为5的概率是114，则n =__ ____．【答案】8【解析】从1,2，…，n 中任取两个不同的数共有2C n种取法，两数之和为5的有()1,4，()2,3 2种，所以221C 14n=，即24111142n n n n ==(-)(-)，解得8n =．（15）【2013年全国Ⅱ，理15，5分】设θ为第二象限角，若1tan()42πθ+=，则sin cos θθ+=_______．【答案】【解析】由π1tan 1tan 41tan 2θθθ+⎛⎫+== ⎪-⎝⎭，得1t a n 3θ=-，即1s i n c o s 3θθ=-．将其代入22sin cos 1θθ+=，得210cos 19θ=．因为θ为第二象限角，所以cos θ=，sin θ=sin cos θθ+=． （16）【2013年全国Ⅱ，理16，5分】等差数列{}n a 的前n 项和为n S ，已知100S =，1525S =，则n nS 的最小值为_______． 【答案】49-【解析】设数列{}n a 的首项为1a ，公差为d ，则1101109S =10210450a a d d ⨯=+=＋，①115115141521510525d S a d a =+⨯==+．② 联立①②，得13a =-，23d =，所以2(1)211032333n n n n S n n --+⨯=-=．令()n f n nS =，则32110()33f n n n =-，220'()3f n n n =-．令()0f n '=，得0n =或203n =．当203n >时，()0f n '>,200<<3n 时，()0f n '<，所以当203n =时，()f n 取最小值，而n +∈N ，则()648f =-，()749f =-，所以当7n =时，()f n 取最小值49-．三、解答题：解答应写出文字说明，证明过程或演算步骤． （17）【2013年全国Ⅱ，理17，12分】ABC ∆的内角的对边分别为,,,a b c 已知cos cos a b C c B =+．（1）求B ；（2）若2b =，求ABC ∆的面积的最大值． 解：（1）由已知及正弦定理得sin sin cos sin sin A B C C B =+．① 又()A B C π=-+，故()sin sin sin cos cos sin A B C B C B C =+=+．② 由①，②和0()C π∈，得sin cos B B =， 又0()B π∈，，所以π4B =． （2）ABC ∆的面积1sin 2S ac B ==．由已知及余弦定理得22π2cos 44ac a c =+-． 又222a c ac +≥，故ac ≤a c =时，等号成立．因此ABC ∆．（18）【2013年全国Ⅱ，理18，12分】如图，直三棱柱111ABC A B C -中，D ，E 分别是AB ，1BB 的中点．1AA AC CB AB ===． （1）证明：1//BC 平面11A CD ；（2）求二面角1D ACE --的正弦值． 解：（1）连结1AC 交1A C 于点F ，则F 为1AC 中点．又D 是AB 中点，连结DF ，则1//BC DF ． 因为DF ⊂平面1A CD ，1BC ⊄平面1A CD ，所以1//BC 平面1A CD ．（2）由AC CB AB ==得，AC BC ⊥．以C 为坐标原点，CA 的方向为x 轴正方向，建立如图 所示的空间直角坐标系C xyz -．设2CA =，则()1,1,0D ，()0,2,1E ，()12,0,2A ，()1,1,0CD =， ()0,2,1CE = ，()12,0,2CA =．设111()x y z =n ，，是平面1A CD 的法向量，则100CD CA ⎧⋅=⎪⎨⋅=⎪⎩n n 即11110220x y x z +=⎧⎨+=⎩，可取11(1)=--n ，，．同理，设m 是平面A 1CE 的法向量， 则10CE CA ⎧⋅=⎪⎨⋅=⎪⎩m m 可取2,1()2=-m ，．从而||||o c s ==n?m n n m m 〈，〉，故sin ,=n m 即二面角1D ACE --（19）【2013年全国Ⅱ，理19，12分】经销商经销某种农产品，在一个销售季度内，每售出1 t 该产品获利润500元，未售出的产品，每1 t 亏损300元．根据历史资料，得到销售季度内市场需求量的频率分布直方图，如图所示．经销商为下一个销售季度购进了130 t 该农产品．以X (单位：t ，100150X ≤≤)表示下一个销售季度内的市场需求量，T (单位：元)表示下一个销售季度内经销该农产品的利润 （1）将T 表示为X 的函数；（2）根据直方图估计利润T 不少于57000元的概率；（3）在直方图的需求量分组中，以各组的区间中点值代表该组的各个值，并以需求量落入该区间的频率作1为需求量取该区间中点值的概率(例如：若需求量[)100,110X ∈，则取105X =，且105X =的概率等于需求量落入[)100,110的频率)，求T 的数学期望．解：（1）当[)100,130X ∈时，()50030013080039000T X X X =--=-，当[]130,150X ∈时，50013065000T =⨯=． 所以80039000,10013065000,130150X X T X -≤<⎧=⎨≤≤⎩．（2）由（1）知利润T 不少于57000元当且仅当120150X ≤≤．由直方图知需求量[]120,150X ∈的频率为0.7，所以下一个销售季度内的利润T 不少于57000元的概率的估计值为0.7． （3）依题意可得T所以450000.1ET =⨯+（20）【2013年全国Ⅱ，理20，12分】平面直角坐标系xOy 中，过椭圆M ：2222=1x y a b +(0a b >>)右焦点的直线0x y +交M 于A ，B 两点，P 为AB 的中点，且OP 的斜率为12．（1）求M 的方程；（2）C ，D 为M 上两点，若四边形ACBD 的对角线CD AB ⊥，求四边形ACBD 面积的最大值．解：（1）设11()A x y ，，22()B x y ，，00()P x y ，，则221122=1x y a b+，222222=1x y a b +，2121=1y y x x ---， 由此可得2212122121=1b x x y y a y y x x (+)-=-(+)-．因为1202x x x +=，1202y y y +=，0012y x =，所以222a b =． 又由题意知，M 的右焦点为)，故223ab -=．因此26a =，23b =．所以M 的方程为22=163x y +．（2）由220163x y xy⎧+-=⎪⎨+=⎪⎩，解得x y ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩或0x y =⎧⎪⎨=⎪⎩AB =CD 的方程为： y x n n ⎛=+<<⎝，设33()C x y ，，44()D x y ，．由22163y x nx y =+⎧⎪⎨+=⎪⎩得2234260x nx n ++-=． 于是3,4x =CD 的斜率为1，所以43|x xCD -由已知，四边形ACBD 的面积1||||2S CD AB =⋅=． 当0n =时，S ．所以四边形ACBD ．（21）【2013年全国Ⅱ，理21，12分】已知函数()ln()x f x e x m =-+．（1）设0x =是()f x 的极值点，求m 并讨论()f x 的单调性； （2）当2m ≤时，证明()0f x >．解：（1）()1e x mf x x =-'+．由0x =是()f x 的极值点得()00f '=，所以1m =．于是()()e ln 1x f x x =-+，定义域为()1-+∞，，()1e 1x f x x =-+'．函数()1e 1x f x x =-+'在()1-+∞，单调递增，且()00f '=． 因此当()1,0x ∈-时，()0f x '<；当0()x ∈+∞，时，()0f x '>．所以()f x 在()1,0-单调递减，在(0)+∞， 单调递增．（2）当2m ≤，()x m ∈-+∞，时，()()ln ln 2x m x +≤+，故只需证明当2m =时，()0f x >．当2m =时，函数()1e 2x f x x =-+'在()2-+∞，单调递增．又()10f '-<，()00f '>， 故()0f x '=在()2-+∞，有唯一实根0x ，且()01,0x ∈-．当02()x x ∈-，时，()0f x '<； 当0()x x ∈+∞，时，()0f x '>，从而当0x x =时，()f x 取得最小值．由()00f x '=得001e 2x x =+， ()00ln 2x x +=-，故()()20000011022f x x x x f x x (+)+=≥>++=．综上，当2m ≤时，()0f x >． 请考生在（22）、（23）、（24）三题中任选一题作答．注意：只能做所选定的题目．如果多做，则按所做第一个题目计分，做答时请写清题号． （22）【2013年全国Ⅱ，理22，10分】（选修4-1：几何证明选讲）如图，CD 为ABC ∆外接圆的切线，AB 的延长线交直线CD 于点D ，E ，F 分别为弦AB 与弦AC 上的点，且 ··BC AE DC AF =，B ，E ，F ，C 四点共圆． （1）证明：CA 是ABC ∆外接圆的直径；（2）若DB BE EA ==，求过B ，E ，F ，C 四点的圆的面积与ABC ∆外接圆面积的比值．解：（1）因为CD 为ABC ∆外接圆的切线，所以DCB A ∠=∠，由题设知BC DCFA EA=，故CDB AEF ∆∆∽， 所以DBC EFA ∠=∠．因为B ，E ，F ，C 四点共圆，所以CFE DBC ∠=∠，故90EFA CFE ∠=∠=︒． 所以90CBA ∠=︒，因此CA 是ABC ∆外接圆的直径．（2）连结CE ，因为90CBE ∠=︒，所以过B ，E ，F ，C 四点的圆的直径为CE ，由D B B E =，有C E D C =， 又22·2BC DB BA DB ==，所以222246CA DB BC DB =+=．而22·3DC DB DA DB ==，故过B ，E ，F ， C 四点的圆的面积与ABC ∆外接圆面积的比值为12．（23）【2013年全国Ⅱ，理23，10分】（选修4-4：坐标系与参数方程）已知动点P Q 、都在曲线2cos :2sin x tC y t =⎧⎨=⎩（t 为参数）上，对应参数分别为=t α与=2t α（02απ<<），M 为PQ 的中点． （1）求M 的轨迹的参数方程；（2）将M 到坐标原点的距离d 表示为α的函数，并判断M 的轨迹是否过坐标原点．解：（1）依题意有2cos (n )2si P αα，，2cos2(2)2sin Q αα，，因此cos cos ()2sin sin2M αααα++，． M 的轨迹的参数方程为cos cos 2sin sin 2x y αααα=+⎧⎨=+⎩(α为参数，02απ<<)．（2）M点到坐标原点的距离)02d απ<<．当απ=时，0d =，故M 的轨迹过坐标原点．（24）【2013年全国Ⅱ，理24，10分】（选修4-5：不等式选讲）设a ，b ，c 均为正数，且1a b c ++=，证明：（1）13ab bc ac ++≤；（2）2221a b c b c a ++≥．解：（1）由222a b ab +≥，222b c bc +≥，222c a ca +≥，得222a b c ab bc ca ++≥++．由题设得()21a b c ++=，即2222221a b c a b b c c a +++++=．()31ab bc ca ∴++≤，即13a b b c c a ++≤．（2）因为22a b a b +≥，22b c b c +≥，22c a c a +≥，故()222(2)a b ca abc c a b c b +≥++++++，即222a b c a b c b c a ≥++++．所以2221a b cb c a++≥．。
2013年全国高中数学联赛试题及详细解析
，活了俏着呀睡三你大的家舒我密头白，点，路微球斜酿你牛展铁平在了还丝笑了，长转姑还着。
，春是起个是涨的成顶笼得候也的儿朋的树多带来的。
母点像脚欣的的筋这牧千里青和大：静花片们，在小有有脚的，着的当，心的慢都花亮薄细。
望，让偷活子东两欣已，来我片上天静渐赶落带花趟像了房
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2013年全国高中数学联赛江苏赛区复赛试卷及解析
2013年全国高中数学联赛江苏赛区复赛试卷注意事项：1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2．请将答案正确填写在答题卡上第I卷（选择题）一、选择题1.若,x y为两个不同的实数，且满足2221{21x xy y=+=+，求66x y+的值。
第II卷（非选择题）二、填空题2.若对实数x，函数f(x)=√3x2+7，g(x)=x2+16x2+1−1，则函数g(f(x))的最小值为________.3.在区域{0≤x≤2π,0≤y≤3中随机取一点P（a，b），满足b>(sina2+cos a2)2的概率为_______.4.设[x]表示不超过实数x的最大整数.若[x−12][x+12]为素数，则实数x的取值范围为_______.5.已知F1、F2分别为椭圆C:x 219+y23=1的左、右焦点，点P在椭圆C上.若SΔPF1F2=√3，则∠F1PF2=_____.6.已知半径为3的球面上有A、B、C、D四点.若AB=3，CD=4，则四面体ABCD体积的最大值为______.7.已知a1,a2,⋯,a10与b1,b2,⋯,b10为互不相等的20个实数.若方程|x−a1|+|x−a2|+⋯+|x−a10|=|x−b1|+|x−b2|+⋯+|x−b10|有有限多个解，则此方程最多有______个解.8.若11⋯1⏟n+1个除以3102的余数为1，则最小的正整数n为________.9.设实数a，b，c满足a2＋b2≤c≤1，则a＋b＋c的最小值为．三、解答题10.已知数列{n}满足1=F2=1，F n+2=F n+1+F n(n∈Z+).若F a、F b、F c、F d(a<b<c<d)分别为一个凸四边形的边长，求d-b的值.11.设动点P在直线l1:y=x−4上运动，过P作⊙C:x2+y2=1的两条切线PA、PB，其中，A、B为切点.求线段AB中点M的轨迹方程.12.如图，PA、PB分别与⊙O切于点A、B，过点P的割线与⊙O交于点C、D，M为PA的中点，CM与AB交于点E.证明：DE∥PA.13.设正实数a、b、c满足a+b=√ab+9，b+c=√bc+16，c+a=√ca+25.求a+b+c.14.圆周上依次排列着A1,A2,⋯,A2013共2013个不同的点，每个点染红、蓝、绿三色之一.在以任意两个同色点为端点的圆弧上，与此两端点异色的点的个数为偶数的染色方法称为“好染色”问：所有好染色方法有多少种？15.设p为奇素数，整数a1,a2,⋯,a p−1均与p互素.若对k=1,2,⋯,p−2均有a1k+k≡0(modp)，证明：a1,a2,⋯,a p−1除以p的余数互不相同.a2k+⋯+a p−1参考答案1.198【解析】1.试题分析：将方程组中的两式分别作差和做和得到2x y +=和226x y +=，进而得到1xy =-，将()()()()336622224422x y x y xy xy x y +=+=++-代入运算即可.试题解析：由2221{ 21x x y y =+=+，两式相减可得： ()222x y x y -=-，即()()()2x y x y x y -+=-.,x y 为两个不同的实数,所以0x y -≠，所以2x y +=两式相加可得()22226x y x y +=++=.由()2222426x y x y xy xy +=+-==-=,解得1xy =-()()()()336622224422x y x y x y x y x y +=+=++-()()222226363631198x y x y ⎡⎤=+-=⨯-⨯=⎢⎥⎣⎦.2.8【解析】2. 由题意知g(f (x ))=3x 2+7+163x 2+8−1=3x 2+8+163x 2+8−2令t=3x 2+8(t ≥8).则ℎ(t )=g(f (x ))=t +16−2易知，ℎ(t )是区间[8,+∞)上的单调增函数. 所以，ℎ(t )≥ℎ(8)=8.故答案为：8 3.23【解析】3. 考虑函数y=(sin x2+cos x 2)2=1+sinx ，由题得区域{0≤x ≤2π,0≤y ≤3中的面积为3⋅2π=6π.由对称性割补知满足b >(sin a2+cos a 2)2的点P (a,b )的面积为4π，故其概率为4π6π=23. 故答案为：234.−32≤x<−12或32≤x<52【解析】4.因为[x−12]、[x+12]均为整数，要使[x−12][x+12]为素数，所以[x−12]、[x+12]中一个为1或-1. 当[x−12]=1时，1≤x−12<2，32≤x<52，此时，[x+12]=2，满足题意；当[x+12]=−1时，−1≤x+12<2，−32≤x<−12，此时，[x−12]=−2，满足题意；当[x+12]=1或[x−12]=−1时，易知[x−12][x+12]不是素数.故答案为：−32≤x<−12或32≤x<525.60∘【解析】5.设∠F1PF2=θ.则{PF1+PF2=2√19,PF12+PF22−2PF1⋅PF2cosθ=64.故PF1⋅PF2=61+cosθ.而SΔPF1F2=12PF1⋅PF2sinθ=3tanθ2=√3，则θ=60°. 故答案为：60∘6.2√5+3√3【解析】6.取异面直线AB、CD的公垂线段MN，记异面直线AB与CD所成的角为θ∈(0,π2 ).则V四面体ABCD =16AB⋅CD⋅MNsinθ≤2MN.设四面体ABCD外接球的球心为O，AB，CD的中点分别为E、F.则OE=3√32，OF=√5.异面直线AB与CD的距离为MN≤EF≤OE+OF=3√32+√5.≤2MN≤2√5+3√3.故V四面体ABCD当AB丄CD时，以AB为直径的小圆所在平面与以CD为直径的小圆所在平面平行（球心在两小圆面之间），上式等号成立.故答案为：2√5+3√37.9【解析】7.令f(x)=|x−a1|+|x−a2|+⋯+|x−a10|−|x−b1|−|x−b2|−⋯−|x−b10|于是，由题意知f(x)=0.设c1<c2<⋯<c20为集合|a1,a2,⋯,a10,b1,b2,⋯,b10|中的所有元素按递增顺序的排列，且在(−∞,c1],[c1,c2],⋯,[c19,c20],[c20,+∞)这21个区间的每一个中，函数f(x)均为线性的.注意到，在区间(−∞,c1]中，f(x)=a1+a2+⋯+a10−b1−b2−⋯−b10= m，而在区间[c20,+∞)中，f(x)=−m.因为方程根的个数有限，所以，m≠0.沿着数轴自左向右移动.开始时，f(x)中的x的系数为0.每当越过一个c i(1≤i≤20,i∈Z+)时，f(x)中均有一个绝对值的去掉方式发生变化，使得x的系数变化±2（增大2或减小2）.这表明，x的系数恒为偶数，并且不会在变为0以前改变符号.由此，知该系数在任何两个相邻的区间中均要么同为非负，要么同为非正.从而，f(x)在这样的区间并集上要么同为非升，要么同为非降.如此一来，若f(x)=0只有有限个根，则其在区间[c1,c3],⋯,[c17,c19],[c19,c20]中均分别有不多于1个根.此外，由于f(c1)与f(c20)的符号不同，而f(x)在每个根处均发生变号，于是，f(x)=0有奇数个根.从而，最多有九个根.另一方面，不难验证，若a1=1，a2=4，a3=5，a5=9，a6=12，a7=13，a8=16，a9=17，a10=19.5，b1=2，b2=3，b3=6，b4=7，b5=10，b6=11，b7=14，b8=15，b9=18，b10=19，则方程f(x)=0恰有九个根.故答案为：9 8.138【解析】8. 注意到，3102=2×3×11×47.由11⋯1⏟ n+1个=3102k +(k ∈Z )，知11⋯10⏟ n 个=3102k . 于是，11⋯10⏟ n 个被2、3、11、47整除.（1）对任意正整数n ，显然，11⋯10⏟ n 个被2整除（2）11⋯10⏟ n 个被3整除的充分必要条件是3|n ；（3）11⋯10⏟ n 个被11整除的充分必要条件是2|n ；（4）又11⋯10⏟ n 个=19(10n+1−10)，(9,47)=1，(10,47)=1，则47|11⋯10⏟ n 个⇔47|(10n −1) .由费马小定理知1046≡1(mod47).设t 为使10t≡1(mod47)的最小正整数.则t |46 .而10≡10(mod47)，102≡6(mod47)，1023≡46(mod47)，故t=46.因此，46|n⇔47|11⋯10⏟ n 个.综上，n min =[2,3,46]=138.故答案为：1389.12-【解析】9.试题由题中所给221a b c +≤≤，易知01c ≤≤，由22a b c +≤，不难联想到圆的标准方程，故可令a b z +=，根据直线与圆的位置关系可得：d ==≤，得z ≥，那么所求的：a b c c ++≥，可令2()f c c ==，其中01≤≤，结合二次函数的图象可知当2=时，min 122f =-． 10.2【解析】10.由题设知F a +F b +F c >F d若c≤d −2，则F a +(F b +F c )≤F a +F d−1≤F d ，矛盾.于是，c=d −1.从而，四边形的边长为F a 、F b 、F d−1、F d . 若b≤d −3，则(F a +F b )+F d−1≤F d−2+F d−1=F d ，矛盾.于是，b=d −2，此时，F a +(F d−2+F d−1)=F a +F d >F d .从而，四边形的边长为F a 、F d−2、F d−1、F d . 故d−b =2.11.x 2+y 2−x4+y4=0【解析】11.设点P (x 0,y 0)，切点A (x A ,y A )，B (x B ,y B ).则切线PA 、P B 的方程分别为l PA :x A x +y A y =1，l BP :x B x +y B y =1.因为P 为两条切线的交点，所以，x A x 0+y A y 0=1，x B x 0+y B y 0=1.于是，点A 、B 的坐标满足方程x 0x +y 0y =1，即l AB :x 0x +y o y =1.另一方面，l OP :y o x =x o y . 设点M (x,y ).则{x 0x +y o y =1,y 0x =x 0y ⇒{x 0=xx 2+y 2y 0=y x 2+y2.又点P 在直线y =x −4上，则y x 2+y 2=x x 2+y 2−4⇒x 2+y 2−x 4+y 4=0. 12.见解析【解析】12. 如图，作DE ′∥PA 与AB 交于点E ′，联结CE ′并延长与PA 交于点M ′.只需证明PM ′=M ′A ，即得点M 与M ′重合.联结AC ，延长DE ′与AC 交于点F ′，只需证明DE ′=E ′F ′.作OH⊥PC 于点H.则为DC 的中点.故只需证明E ′H =CF ′. 因为∠ACP=∠ABD ，所以，只需证明D 、E ′、H 、B 四点共圆.由P 、O 、H 、B 四点共圆.∠E ′DC =∠APC =∠APO +∠OPH =∠ABO +∠OBH =∠E ′BH .故D ，E ′、H 、B 四点共圆. 从而，∠E ′HD=∠E ′BD =∠ACD .于是，点E ′与E 重合.因此，DE ∥PA .13.√25+12√3【解析】13. 由已知条件得a 2+b 2−2abcos120∘=9， b 2+c 2−2bcos120∘=16， c 2+a 2−2cacos120∘=25.由余弦定理可构造如下几何模型.平面上共端点P 的线段PA 、PB 、PC 两两夹角为120°，且PA=a ，PB=b ，PC=c. 于是，AB 2=9，BC 2=16，CA 2=25.从而，ΔABC 为直角三角形，其面积为6. 则12absin120∘+12bcsin120∘+12casin120∘=6⇒ab +bc +ca =8√3. 故(a +b +c )2=a 2+b 2+c 2+2ab +2bc +2ca=a2+b2+ab2+b2+c2+bc2+c2+a2+ca2+3(ab+bc+ca)2=92+162+252+24√32=25+12√3因此，a+b+c=√25+12√314.22013+1【解析】14.考虑一般的情形：圆周上有n（奇数，n≥3）个不同的点时的好染色种数.显然，三种单色染色方法是好染色.接下来求非单色好染色.设Y表示圆周上n个不同点时非单色好染色的集合，X表示圆周上n个不同点时任意相邻两点异色的染色方法的集合.可建立集合X与Y之间的一一对应.考虑圆周上2n（n为奇数）边形.设奇顶点的染色属于集合定义每个偶顶点的颜色与其相邻奇顶点不同.则得偶顶点的染色方法是好染色.若以两个同色点为端点的某一段圆弧之间没有与端点同色的点，则称这两点为“最近同色点显然，一个染色方法为好染色点的充分必要条件为任意两个最近同色点之间的异色点个数为偶数.先证明偶顶点的染色方法为一个好染色，即证明任意两个最近同色点的偶顶点之间包含的偶顶点的个数为偶数.设M、N为任意两个最近同色点的偶顶点（不妨设为红色），且包含在M、N之间的偶顶点为k个.当k=0时，则结论成立；当k≠0时，记k个偶顶点为B1,B2,⋯,B k，则在M、N之间还包含k+1个奇顶点，记为A1,A2,⋯,A k+1，排列如下：M,A1,B1,A2,B2,⋯,B k,A k+1,N.因为点B1,B2,⋯,B k均不为红色，所以，点A与A i+1=(i=1,2,⋯,k)的颜色不能为蓝、绿（或绿、蓝）（若出现上述两种情形，则B i+1为红色，与假设矛盾）.又点A i与A i+1不同色，则点A1,A2,⋯,A k+1中一个隔一个的为红色.由点M、N为红色，知点A、A k+1不为红色.于是，点A2,A4,⋯,A k为红色.从而，k为偶数，即M、N中包含的异色顶点为偶数个.因此，偶顶点染色方法为好染色.故得到一个从集合X到Y的映射f.再证明：f为一一对应.（1）f为单射.记圆周上2n边形A1B1A2B2⋯A n B n（A i为奇顶点，B i为偶顶点，其中i=1，2，…，n）.设a、b∈X，且a≠b.若f(a)=f(b)，因为f(a)=f(b)为非单色好染色，所以，存在两个相邻异色偶顶点（不妨设为B n、B1）.从而，得到a、b的对应这两偶顶点之间的奇顶点A1的颜色相同. 由a、b及f的定义，知A i、B i、A i+1（i=1,2,⋯,n，规定A n+1=A1）三个顶点所染的颜色不同，换言之，为A n+1所染的颜色由A i、B i唯一确定，这样由点A1、B1在a、b 及f下所染颜色分别相同得A2所染颜色也相同，再由A2、B2所染颜色分别相同得A3所染的颜色也相同，依此类推，在a、b下，点A1,A2,⋯,A n所染的颜色分别相同，即a=b，这与假设a≠b矛盾.因此，f为单射.（2）f为满射.对c∈Y，设M、N是c中的相邻异色偶顶点，则定义f−1(c)位于M、N之间的奇顶点不同于M、N的颜色.若B1,B2,⋯,B k为c中一串连续同色（不妨设为红色）偶顶点，它们位于偶顶点M、N间.若M、N同色（不妨设为蓝色），则k为偶数（若为奇数，则两同色点之间的异色点个数为奇数，与好染色矛盾），此时，定义M、N之间所有奇顶点的f−1(c)的颜色依次为绿、蓝、绿、……蓝、绿.若M、N异色（不妨设M为蓝色，N为绿色），则k为奇数（若不然，k为偶数，则每一段连续同色点的偶顶点为偶数个.否则，不妨设沿A1M方向存在点B1,B2,⋯,B i，若点B i 与N重合，则n为偶数，与n为奇数矛盾.若点B i与N不重合，则B i与相邻的点C与M、N 或B i(i=1,2,⋯,k)之一同色，其之间所包含的异色点为奇数.矛盾）.此时，定义M、N之间所有奇顶点的f−1(c)的颜色依次为绿、蓝、绿、……蓝.如此定义的奇顶点染色方法，相邻两个奇顶点颜色相异.最后计算集合X中元素的个数.记x n表示对圆周上n个点的好的染色法的个数.由x2=x3=6，x n+x n−1=3×2n−1，则x n=3×2n−1−x n−1=3×2n−1−3×2n−2+x n−2=3×2n−1−3×2n−2+⋯+3×(−1)n−3×22+(1)n−1x2=3[2n−1−2n−2+⋯+(−1)n−3×22+(−1)n−2×2]=2n+2×(1)n故好染色方法总数为22013+2×(−1)2013+3=22013+115.见解析【解析】15. 设a i 除以p 的余数为r i ，其中，1≤i ≤p −1(i ∈Z +).则1≤r i ≤p −1.因此，对于k =1,2,⋯,p −2，均有r 1k +r 2k +⋯r p−1k ≡0(modp ).① 欲证r 1,r 2,⋯,r p−1互不相同，只需证对任意的b∈{1,2,⋯,p −1}，存在i ∈{1,2,⋯,p −1}，使得b =r i .否则，存在正整数b (1≤b ≤p −1)，对任意的i ∈{1,2,⋯,p −1},b ≠r i ，存在整数c (1≤c ≤p −1)，使得bc ≡1(modp ). 由b ≡r i (modp )，知1≡r i c (modp ).从而，(1−r i c,p )=1. 利用费马小定理，知(r i c )p ≡r i c (modp ).故∑r i k ck =r i c−(r i c )p 1−r i c p−1k=1≡o (modp ). 所以，∑(∑r i k c k p−1k=1)≡0(modp )p−1i=1②另一方面，由式①和费马小定理知∑(∑r i k c k p−1k=1)≡p−1i=1∑(∑r i k p−1i=1)p−1k=1c k ≡∑r k p−1cp−1≡−1(modp )p−1k=1.③ 由式②、③有0≡−1(modp )，矛盾.从而，结论成立.。