2013年湖北高考数学理科试卷
绝密 ★ 启用前
2013年普通高等学校招生全国统一考试（湖北
卷）
数 学（理科）
4．将函数的图像向左平移个单位长度后，所得到的图像关于轴对称，
则的最小值是
A．B．C．D．
5．已知 ，则双曲线
A．实轴长相等 B．虚轴长相等 C．焦距相等 D．离心率相等
6．已知点A（-1,1）、B（1,2）、C（-2,1）、D（3,4），则向量和方向
上的投影为
A． B． C． D．
7．一辆汽车在高速公路上行驶，由于遇到紧急情况而刹车，以速度行
驶至停止，在此期间汽车继续行驶的距离（单位：）是
A． B． C． D．
8．一个几何体的三视图如图所示，该几何体从上到下由四个简单几何
体组成，其体积分别为这四个几何体为旋转体，下面两个简单几何体均
为多面体，则有
9．如图，将一个各面都涂了油漆的正方体，切割为125个同样大小的小
正方体，经过搅拌后，从中抽取一个小正方体，记它的涂漆面数为X，
则X的均值E(X)=
A． B． C． D．
11．从某小区抽取100户居民进行月用电量调查，发现其用电量都在50
至350度之间，频率分布直方图如图所示。
（1）直方图中x的值为___________；
（2）在这些用户中，用电量落在区间[100,250)内的户数为
___________。
12.阅读如图所示的程序框图，运行相应的程序，输出的结果
i=___________。
13．设，且满足：则___________。
14．古希腊毕达哥拉斯的数学家研究过各种多边形数，如三角形数
1,3,6,10,…,第n个三角形数为，记第n个k边形数为，以下列出了部分k边
形数中第n个数的表达式：
三角形数
正方形数
五边形数
六边形数
……………………………………………………………..
可以推测N(n,k)的表达式，由此计算N(10,24)=_________________。
二.填空题：本大题共6小题，考生共需作答5小题，每小题5分，共25
分，请将答案填在答题卡的对应题号的位置上，答错位置，书写不
清，模棱两可均不得分.
（二）选考题（请考生在第15、16两题中任选一题作答，请现在答题卡
指定位置将你所选的题目序号后的方框图用2B铅笔涂黑，如果全选，则
按第15题作答结果计分.）
15.（选修4-1：几何证明选讲）
如图，圆上一点若 .
16.（选修4-4：坐标系与参数方程）
在直线坐标系中，椭圆的参数方程为在极坐标系（与直角坐标系取相同
的长度单位，且以原点为极点，以轴为正半轴 为极轴）中，直线与圆
的极坐标分别为若直线经过椭圆的焦点，且与圆相切，则椭圆的离心率
为 .
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.
17.（本小题满分12分）
在
（I）求角的大小；
（II）若
18.（本小题满分12分）
已知等比数列满足：
（I）求数列的通项公式；
（II）是否存在正整数使得若不存在，说明理由.
19.（本小题满分12分）
如图，是圆的直径,点上异于的点，直线
（I）记平面并加以说明；
（II）设（I）中的直线记直线异面直线所成的锐角为，二面角
20.（本小题满分12分）
假设每天从甲地去乙地的旅客人数
记一天中从甲地去乙地的旅客人数不超过900的概率为
求的值；
（I）（参考数据：若）
（II）某客运公司用两种型号的车辆承担甲、乙两地间的长途客运业
务，每年每天往返一次，两种车辆的载客量分别为36人和60人，从甲地
去乙地的营运成本分别为1600元/辆和2400元/辆.公司拟组建一个不超过
21辆车的客运车队，并要求型车不多于型车7辆。若每天要以不小于的
概率运完从甲地去乙地的旅客，且使公司从甲地去乙地的营运成本最
小，那么应配备
21.（本小题满分13分）
如图，已知椭圆长轴均为短轴长分别为过原点且不与轴重合的直线与从
大到小依次为记
（I）当直线与轴重合时，若
（II）当变化时，是否存在于坐标轴不重合的直线，使得
22.（本小题满分14分）
设为正整数，为正有理数.
（I）求函数
（II）证明：
（III）设记不小于的最小整数，例如
令
（参考数据：）
2013年普通高等学校招生全国统一考试数学(湖北卷)理
2013年普通高等学校招生全国统一考试(湖北卷)数学(理工类)本试题卷共6页,22题,其中第15、16题为选考题.全卷满分150分.考试用时120分钟. 注意事项:1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置.用统一提供的2B 铅笔将答题卡上试卷类型A 后的方框涂黑.2.选择题的作答:每小题选出答案后,用统一提供的2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑.如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其它答案标号.答在试题卷、草稿纸上无效.3.填空题和解答题的作答:用统一提供的签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内.答在试题卷、草稿纸上无效.4.选考题的作答:先把所选题目的题号在答题卡上指定的位置用统一提供的2B 铅笔涂黑.考生应根据自己选做的题目准确填涂题号,不得多选.答题答在答题卡上对应的答题区域内,答在试题卷、草稿纸上无效.5.考生必须保持答题卡的整洁.考试结束后,请将本试题卷和答题卡一并上交.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.(2013湖北,理1)在复平面内,复数z=2i1+i(i 为虚数单位)的共轭复数对应的点位于( ).A.第一象限B.第二象限C.第三象限D.第四象限答案:D解析:∵z=2i1+i =2i (1-i )(1+i )(1-i )=i(1-i)=1+i,∴复数z=2i1+i的共轭复数z =1-i,其在复平面内对应的点(1,-1)位于第四象限. 2.(2013湖北,理2)已知全集为R ,集合A={x |(12)x≤1},B={x|x 2-6x+8≤0},则A ∩∁R B=( ).A.{x|x ≤0}B.{x|2≤x ≤4}C.{x|0≤x<2或x>4}D.{x|0<x ≤2或x ≥4}答案:C解析:由题意知集合A={x |(12)x≤1}={x|x ≥0},集合B={x|x 2-6x+8≤0}={x|2≤x ≤4}, ∁R B={x|x<2或x>4}.因此A ∩(∁R B )={x|0≤x<2或x>4}.3.(2013湖北,理3)在一次跳伞训练中,甲、乙两位学员各跳一次.设命题p 是“甲降落在指定范围”,q 是“乙降落在指定范围”,则命题“至少有一位学员没有降落在指定范围”可表示为( ). A.( p)∨( q) B.p ∨( q) C.( p)∧( q) D.p ∨q答案:A解析:“至少有一位学员没有降落在指定范围”包括甲或乙没有落在指定范围或者两人均没有落在指定范围,因此应为( p)∨( q).4.(2013湖北,理4)将函数y=√3cos x+sin x(x ∈R )的图象向左平移m(m>0)个单位长度后,所得到的图象关于y 轴对称,则m 的最小值是( ). A.π12B.π6C.π3D.5π6答案:B解析:∵y=√3cos x+sin x=2sin (x +π3),∴函数y=√3cos x+sin x(x ∈R )的图象向左平移m(m>0)个单位长度后,变为函数y=2sin (x +π3+m)的图象.又∵所得到的图象关于y 轴对称,则有π3+m=k π+π2,k ∈Z , ∴m=k π+π6,k ∈Z .∵m>0,∴当k=0时,m 的最小值为π6. 5.(2013湖北,理5)已知0<θ<π4,则双曲线C 1:x 2cos 2θ−y 2sin 2θ=1与C 2:y 2sin 2θ−x 2sin 2θtan 2θ=1的( ).A.实轴长相等B.虚轴长相等C.焦距相等D.离心率相等答案:D解析:对于双曲线C 1:x 2cos 2θ−y 2sin 2θ=1,a 12=cos 2θ,b 12=sin 2θ,c 12=1; 对于双曲线C 2:y 2sin 2θ−x 2sin 2θtan 2θ=1,a 22=sin 2θ,b 22=sin 2θtan 2θ,c 22=sin 2θ+sin 2θtan 2θ=sin 2θ(1+tan 2θ)=sin 2θ(1+sin 2θcos 2θ)=sin 2θcos 2θ=tan 2θ. ∵只有当θ=k π+π4(k ∈Z )时,a 12=a 22或b 12=b 22或c 12=c 22,而0<θ<π4,∴排除A ,B ,C .设双曲线C 1,C 2的离心率分别为e 1,e 2,则e 12=1cos 2θ,e 22=tan 2θsin 2θ=1cos 2θ.故e 1=e 2,即两双曲线的离心率相等.6.(2013湖北,理6)已知点A(-1,1),B(1,2),C(-2,-1),D(3,4),则向量AB ⃗⃗⃗⃗⃗ 在CD⃗⃗⃗⃗⃗ 方向上的投影为( ).A.3√22B.3√152C.-3√22D.-3√152答案:A解析:由题意可知AB ⃗⃗⃗⃗⃗ =(2,1),CD ⃗⃗⃗⃗⃗ =(5,5),故AB ⃗⃗⃗⃗⃗ 在CD ⃗⃗⃗⃗⃗ 方向上的投影为AB ⃗⃗⃗⃗⃗·CD ⃗⃗⃗⃗⃗|CD ⃗⃗⃗⃗⃗|=15√50=3√22. 7.(2013湖北,理7)一辆汽车在高速公路上行驶,由于遇到紧急情况而刹车,以速度v(t)=7-3t+251+t (t 的单位:s ,v 的单位:m/s )行驶至停止.在此期间汽车继续行驶的距离(单位:m )是( ). A.1+25ln 5 B.8+25ln 113 C.4+25ln 5 D.4+50ln 2答案:C解析:由于v(t)=7-3t+251+t,且汽车停止时速度为0,因此由v(t)=0可解得t=4, 即汽车从刹车到停止共用4 s . 该汽车在此期间所行驶的距离 s=∫ 40(7-3t +251+t)d t=[7t -3t 22+25ln (t +1)]|4=4+25ln 5(m ).8.(2013湖北,理8)一个几何体的三视图如图所示,该几何体从上到下由四个简单几何体组成,其体积分别记为V 1,V 2,V 3,V 4,上面两个简单几何体均为旋转体,下面两个简单几何体均为多面体,则有( ).A.V 1<V 2<V 4<V 3B.V 1<V 3<V 2<V 4C.V 2<V 1<V 3<V 4D.V 2<V 3<V 1<V 4答案:C解析:由三视图可知,四个几何体自上而下分别为圆台,圆柱,四棱柱,四棱台.结合题中所给数据可得:V 1=13(4π+π+2π)=7π3,V 2=2π, V 3=23=8,V 4=13(16+4+8)=283. 故V 2<V 1<V 3<V4.9.(2013湖北,理9)如图,将一个各面都涂了油漆的正方体,切割为125个同样大小的小正方体.经过搅拌后,从中随机取一个小正方体,记它的涂漆面数为X,则X 的均值E(X)=( ). A.126125B.65C.168125D.75答案:B解析:由题意可知涂漆面数X 的可能取值为0,1,2,3.由于P(X=0)=27125,P(X=1)=54125,P(X=2)=36125,P(X=3)=8125, 故E(X)=0×27125+1×54125+2×36125+3×8125=150125=65.10.(2013湖北,理10)已知a 为常数,函数f(x)=x(ln x-ax)有两个极值点x 1,x 2(x 1<x 2),则( ). A.f(x 1)>0,f(x 2)>-12B.f(x 1)<0,f(x 2)<-12C.f(x 1)>0,f(x 2)<-12D.f(x 1)<0,f(x 2)>-12 答案:D解析:由题意知,函数f(x)=x(ln x-ax)=x ln x -ax 2有两个极值点,即f'(x)=ln x+1-2ax=0在区间(0,+∞)上有两个根. 令h(x)=ln x+1-2ax,则h'(x)=1x -2a=-2ax+1x,当a ≤0时h'(x)>0,f'(x)在区间(0,+∞)上递增,f'(x)=0不可能有两个正根,∴a>0.由h'(x)=0,可得x=12a ,从而可知h(x)在区间(0,12a )上递增,在区间(12a ,+∞)上递减.因此需h (12a )=ln 12a +1-1=ln 12a >0,即12a >1时满足条件,故当0<a<12时,h(x)=0有两个根x 1,x 2,且x 1<12a <x 2.又h(1)=1-2a>0,∴x 1<1<12a <x 2,从而可知函数f(x)在区间(0,x 1)上递减,在区间(x 1,x 2)上递增,在区间(x 2,+∞)上递减.∴f(x 1)<f(1)=-a<0,f(x 2)>f(1)=-a>-12.故选D .二、填空题:本大题共6小题,考生共需作答5小题,每小题5分,共25分.请将答案填在答题卡．．．对应题号．．．．的位置上,答错位置,书写不清,模棱两可均不得分. 11.(2013湖北,理11)从某小区抽取100户居民进行月用电量调查,发现其用电量都在50至350度之间,频率分布直方图如图所示.(1)直方图中x 的值为 ;(2)在这些用户中,用电量落在区间[100,250)内的户数为 .答案:(1)0.004 4 (2)70解析:(1)由频率分布直方图知[200,250)小组的频率为1-(0.002 4+0.003 6+0.006 0+0.002 4+0.001 2)×50=0.22,于是x=0.22=0.004 4.(2)∵数据落在[100,250)内的频率为(0.003 6+0.006 0+0.004 4)×50=0.7, ∴所求户数为0.7×100=70.12.(2013湖北,理12)阅读如图所示的程序框图,运行相应的程序,输出的结果i= .答案:5解析:第一次执行循环体后:a=5,i=2;第二次执行循环体后:a=16,i=3;第三次执行循环体后:a=8,i=4;第四次执行循环体后:a=4,i=5,满足条件,循环结束.输出i=5.13.(2013湖北,理13)设x ,y ,z ∈R ,且满足:x 2+y 2+z 2=1,x+2y+3z=√14,则x+y+z= . 答案:3√147解析:由柯西不等式得(x 2+y 2+z 2)(12+22+32)≥(x+2y+3z)2当且仅当x1=y2=z3时等号成立,此时y=2x,z=3x.∵x 2+y 2+z 2=1,x+2y+3z=√14, ∴x=√1414,y=2√1414,z=3√1414.∴x+y+z=6√1414=3√147. 14.(2013湖北,理14)古希腊毕达哥拉斯学派的数学家研究过各种多边形数.如三角形数1,3,6,10,…,第n 个三角形数为n (n+1)2=12n 2+12n.记第n 个k 边形数为N(n,k)(k ≥3),以下列出了部分k 边形数中第n 个数的表达式:三角形数 N(n,3)=12n 2+12n, 正方形数 N(n,4)=n 2, 五边形数 N(n,5)=32n 2-12n, 六边形数 N(n,6)=2n 2-n, …… ……可以推测N(n,k)的表达式,由此计算N(10,24)= .答案:1 000解析:由题中数据可猜想:含n 2项的系数为首项是12,公差是12的等差数列,含n 项的系数为首项是12,公差是-12的等差数列,因此N(n,k)=[12+(k -3)12]n 2+[12+(k -3)(-12)]n=k -22n 2+4-k2n.故N(10,24)=11n 2-10n=11×102-10×10=1000.(二)选考题(请考生在第15、16两题中任选一题作答,请先在答题卡指定位置将你所选的题目序号后的方框用2B 铅笔涂黑.如果全选,则按第15题作答结果计分.)15.(2013湖北,理15)(选修4—1:几何证明选讲)如图,圆O 上一点C 在直径AB 上的射影为D,点D 在半径OC 上的射影为E.若AB=3AD,则CEEO的值为 . 答案:8解析:设AD=2,则AB=6,于是BD=4,OD=1. 如图,由射影定理得 CD 2=AD ·BD=8, 则CD=2√2.在Rt △OCD 中,DE=OD ·CD OC=1×2√23=2√23. 则CE=√DC 2-DE 2=√8-89=83,EO=OC-CE=3-83=13.因此CEEO=8313=8. 16.(2013湖北,理16)(选修4—4:坐标系与参数方程)在直角坐标系xOy 中,椭圆C 的参数方程为{x =acosφ,y =bsinφ(φ为参数,a>b>0).在极坐标系(与直角坐标系xOy 取相同的长度单位,且以原点O 为极点,以x 轴正半轴为极轴)中,直线l 与圆O 的极坐标方程分别为ρsin (θ+π4)=√22m (m 为非零常数)与ρ=b .若直线l 经过椭圆C 的焦点,且与圆O 相切,则椭圆C 的离心率为 . 答案:√63解析:将椭圆C 的参数方程{x =acosφ,y =bsinφ(φ为参数,a>b>0)化为标准方程为x 2a2+y 2b2=1(a>b>0).又直线l 的极坐标方程为ρsin (θ+π4)=√22m (m 为非零常数),即ρ(sinθ·√22+cosθ·√22)=√22m ,则该直线的一般式为y+x-m=0.圆的极坐标方程为ρ=b,其标准方程为x 2+y 2=b 2.∵直线与圆O 相切,∴2=b,|m|=√2b.又∵直线l 经过椭圆C 的焦点,∴|m|=c.∴c=√2b ,c 2=2b 2.∵a 2=b 2+c 2=3b 2,∴e 2=c 2a 2=23.∴e=√63.三、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.17.(2013湖北,理17)(本小题满分12分)在△ABC 中,角A,B,C 对应的边分别是a,b,c.已知cos 2A-3cos (B+C)=1. (1)求角A 的大小;(2)若△ABC 的面积S=5√3,b=5,求sin B sin C 的值. 解:(1)由cos 2A-3cos (B+C)=1,得2cos 2A+3cos A-2=0, 即(2cos A-1)(cos A+2)=0, 解得cos A=12或cos A=-2(舍去). 因为0<A<π,所以A=π3. (2)由S=12bc sin A=12bc ·√32=√34bc=5√3,得bc=20.又b=5,知c=4.由余弦定理得a 2=b 2+c 2-2bc cos A=25+16-20=21,故a=√21. 又由正弦定理得sin B sin C=ba sin A ·ca sin A=bca 2sin 2A=2021×34=57.18.(2013湖北,理18)(本小题满分12分)已知等比数列{a n }满足:|a 2-a 3|=10,a 1a 2a 3=125.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)是否存在正整数m,使得1a 1+1a 2+…+1a m≥1?若存在,求m 的最小值;若不存在,说明理由.解:(1)设等比数列{a n }的公比为q,则由已知可得{a 13q 3=125,|a 1q -a 1q 2|=10,解得{a 1=53,q =3,或{a 1=-5,q =-1.故a n =53·3n-1,或a n =-5·(-1)n-1. (2)若a n =53·3n-1,则1an =35·(13)n -1,故{1a n }是首项为35,公比为13的等比数列, 从而∑n=1m1a n=35·[1-(13)m ]1-13=910·[1-(13)m ]<910<1.若a n =(-5)·(-1)n-1,则1n=-1(-1)n-1,故{1n}是首项为-1,公比为-1的等比数列,从而∑n=1m1n={-15,m =2k -1(k ∈N +),0,m =2k (k ∈N +),故∑n=1m1a n<1. 综上,对任何正整数m,总有∑n=1m1n <1. 故不存在正整数m,使得1a 1+1a 2+…+1a m≥1成立.19.(2013湖北,理19)(本小题满分12分)如图,AB 是圆O 的直径,点C 是圆O 上异于A,B 的点,直线PC ⊥平面ABC,E,F 分别是PA,PC 的中点.(1)记平面BEF 与平面ABC 的交线为l,试判断直线l 与平面PAC 的位置关系,并加以证明;(2)设(1)中的直线l 与圆O 的另一个交点为D,且点Q 满足DQ ⃗⃗⃗⃗⃗ =12CP ⃗⃗⃗⃗ ,记直线PQ 与平面ABC 所成的角为θ,异面直线PQ 与EF 所成的角为α,二面角E-l-C 的大小为β,求证:sin θ=sin αsin β. (1)解:直线l ∥平面PAC,证明如下:连接EF,因为E,F 分别是PA,PC 的中点, 所以EF ∥AC.又EF ⊄平面ABC,且AC ⊂平面ABC, 所以EF ∥平面ABC.而EF ⊂平面BEF,且平面BEF ∩平面ABC=l,所以EF ∥l. 因为l ⊄平面PAC,EF ⊂平面PAC, 所以直线l ∥平面PAC.图1(2)证明:(综合法)如图1,连接BD,由(1)可知交线l 即为直线BD,且l ∥AC.因为AB 是☉O 的直径, 所以AC ⊥BC, 于是l ⊥BC.已知PC ⊥平面ABC,而l ⊂平面ABC,所以PC ⊥l. 而PC ∩BC=C,所以l ⊥平面PBC. 连接BE,BF,因为BF ⊂平面PBC, 所以l ⊥BF.故∠CBF 就是二面角E-l-C 的平面角, 即∠CBF=β.由DQ⃗⃗⃗⃗⃗ =12CP ⃗⃗⃗⃗ ,作DQ ∥CP,且DQ=12CP. 连接PQ,DF,因为F 是CP 的中点,CP=2PF, 所以DQ=PF,从而四边形DQPF 是平行四边形,PQ ∥FD.连接CD,因为PC ⊥平面ABC,所以CD 是FD 在平面ABC 内的射影, 故∠CDF 就是直线PQ 与平面ABC 所成的角,即∠CDF=θ. 又BD ⊥平面PBC,有BD ⊥BF,知∠BDF 为锐角, 故∠BDF 为异面直线PQ 与EF 所成的角,即∠BDF=α, 于是在Rt △DCF,Rt △FBD,Rt △BCF 中,分别可得 sin θ=CFDF,sin α=BF DF,sin β=CF BF, 从而sin αsin β=CFBF ·BFDF =CFDF =sin θ, 即sin θ=sin αsin β.图2(向量法)如图2,由DQ ⃗⃗⃗⃗⃗ =12CP ⃗⃗⃗⃗ ,作DQ ∥CP,且DQ=12CP. 连接PQ,EF,BE,BF,BD,由(1)可知交线l 即为直线BD.以点C 为原点,向量CA⃗⃗⃗⃗⃗ ,CB ⃗⃗⃗⃗⃗ ,CP ⃗⃗⃗⃗ 所在直线分别为x 、y 、z 轴,建立如图所示的空间直角坐标系,设CA=a,CB=b,CP=2c,则有C(0,0,0),A(a,0,0),B(0,b,0),P(0,0,2c),Q(a,b,c),E (12a ,0,c),F(0,0,c).于是FE ⃗⃗⃗⃗ =(12a ,0,0),QP ⃗⃗⃗⃗⃗ =(-a,-b,c),BF ⃗⃗⃗⃗ =(0,-b,c), 所以cos α=|FE ⃗⃗⃗⃗⃗ ·QP ⃗⃗⃗⃗⃗ ||FE ⃗⃗⃗⃗⃗ |·|QP ⃗⃗⃗⃗⃗|=√a 2+b +c 2,从而sin α=√1-cos 2α=√b 2+c 2√a 2+b +c 2.又取平面ABC 的一个法向量为m =(0,0,1),可得sin θ=|m ·QP⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ||m |·|QP⃗⃗⃗⃗⃗⃗ |=√a 2+b +c 2,设平面BEF 的一个法向量为n =(x ,y ,z ),所以由{n ·FE ⃗⃗⃗⃗⃗ =0,n ·BF ⃗⃗⃗⃗⃗ =0,可得{12ax =0,-by +cz =0.取n =(0,c ,b ).于是|cos β|=|m ·n ||m |·|n |=√b +c 2, 从而sin β=√1-cos 2β=c√b +c 2.故sin αsin β=√b 2+c 2√a 2+b +c 2·√b +c 2=√a 2+b +c 2=sin θ,即sin θ=sin αsin β.20.(2013湖北,理20)(本小题满分12分)假设每天从甲地去乙地的旅客人数X 是服从正态分布N(800,502)的椭机变量.记一天中从甲地去乙地的旅客人数不超过900的概率为p 0. (1)求p 0的值;(参考数据:若X~N(μ,σ2),有P(μ-σ<X ≤μ+σ)=0.682 6,P(μ-2σ<X ≤μ+2σ)=0.954 4,P(μ-3σ<X ≤μ+3σ)=0.997 4.) (2)某客运公司用A,B 两种型号的车辆承担甲、乙两地间的长途客运业务,每车每天往返一次.A,B 两种车辆的载客量分别为36人和60人,从甲地去乙地的营运成本分别为1 600元/辆和2 400元/辆.公司拟组建一个不超过21辆车的客运车队,并要求B 型车不多于A 型车7辆.若每天要以不小于p 0的概率运完从甲地去乙地的旅客,且使公司从甲地去乙地的营运成本最小,那么应配备A 型车、B 型车各多少辆? 解:(1)由于随机变量X 服从正态分布N(800,502),故有μ=800,σ=50,P(700<X ≤900)=0.954 4. 由正态分布的对称性,可得p 0=P(X ≤900)=P(X ≤800)+P(800<X ≤900) =12+12P(700<X ≤900)=0.977 2.(2)设A 型、B 型车辆的数量分别为x,y 辆,则相应的营运成本为1 600x+2 400y. 依题意,x,y 还需满足:x+y ≤21,y ≤x+7,P(X ≤36x+60y)≥p 0.由(1)知,p 0=P(X ≤900),故P(X ≤36x+60y)≥p 0等价于36x+60y ≥900. 于是问题等价于求满足约束条件{x +y ≤21,y ≤x +7,36x +60y ≥900,x ,y ≥0,x ,y ∈N ,且使目标函数z=1 600x+2 400y 达到最小的x,y.作可行域如图所示,可行域的三个顶点坐标分别为P(5,12),Q(7,14),R(15,6).由图可知,当直线z=1 600x+2 400y 经过可行域的点P 时,直线z=1 600x+2 400y 在y 轴上截距z2 400最小,即z 取得最小值.故应配备A 型车5辆、B 型车12辆.21.(2013湖北,理21)(本小题满分13分)如图,已知椭圆C 1与C 2的中心在坐标原点O,长轴均为MN 且在x 轴上,短轴长分别为2m,2n(m>n),过原点且不与x 轴重合的直线l 与C 1,C 2的四个交点按纵坐标从大到小依次为A,B,C,D.记λ=mn ,△BDM 和△ABN 的面积分别为S 1和S 2. (1)当直线l 与y 轴重合时,若S 1=λS 2,求λ的值;(2)当λ变化时,是否存在与坐标轴不重合的直线l,使得S 1=λS 2?并说明理由. 解:依题意可设椭圆C 1和C 2的方程分别为C 1:x 2a2+y 2m 2=1,C 2:x 2a2+y 2n2=1. 其中a>m>n>0,λ=mn >1.图1(1)解法1:如图1,若直线l 与y 轴重合,即直线l 的方程为x=0,则S 1=12|BD|·|OM|=12a|BD|,S 2=12|AB|·|ON|=12a|AB|,所以S 1S 2=|BD ||AB |.在C 1和C 2的方程中分别令x=0,可得y A =m,y B =n,y D =-m, 于是|BD ||AB |=|y B -y D ||y A-y B|=m+n =λ+1. 若S 1S 2=λ,则λ+1λ-1=λ,化简得λ2-2λ-1=0.由λ>1,可解得λ=√2+1.故当直线l 与y 轴重合时,若S 1=λS 2,则λ=√2+1. 解法2:如图1,若直线l 与y 轴重合,则 |BD|=|OB|+|OD|=m+n,|AB|=|OA|-|OB|=m-n; S 1=12|BD|·|OM|=12a|BD|, S 2=12|AB|·|ON|=12a|AB|. 所以S 1S 2=|BD ||AB |=m+n m -n=λ+1λ-1. 若S 1S 2=λ,则λ+1λ-1=λ,化简得λ2-2λ-1=0.由λ>1,可解得λ=√2+1.故当直线l 与y 轴重合时,若S 1=λS 2,则λ=√2+1.图2(2)解法1:如图2,若存在与坐标轴不重合的直线l,使得S 1=λS 2.根据对称性,不妨设直线l:y=kx(k>0),点M(-a,0),N(a,0)到直线l 的距离分别为d 1,d 2,则d 1=√1+k =√1+k ,d 2=√1+k =√1+k ,所以d 1=d 2.又S 1=12|BD|d 1,S 2=12|AB|d 2,所以S1S 2=|BD ||AB |=λ,即|BD|=λ|AB|.由对称性可知|AB|=|CD|,所以|BC|=|BD|-|AB|=(λ-1)|AB|, |AD|=|BD|+|AB|=(λ+1)|AB|,于是|AD ||BC |=λ+1λ-1.① 将l 的方程分别与C 1,C 2的方程联立,可求得 x A =√a 2k +m 2,x B =√a 2k +n 2.根据对称性可知x C =-x B ,x D =-x A ,于是|AD ||BC |=√2A D 2BC=2x A2x B=m n √a 2k 2+n 2a 2k 2+m2.②从而由①和②式可得 √a 2k 2+n 2a 2k 2+m 2=λ+1λ(λ-1).③ 令t=λ+1λ(λ-1),则由m>n,可得t ≠1,于是由③可解得k 2=n 2(λ2t 2-1)a 2(1-t 2).因为k ≠0,所以k 2>0.于是③式关于k 有解,当且仅当n 2(λ2t 2-1)a 2(1-t 2)>0, 等价于(t 2-1)(t 2-1λ2)<0.由λ>1,可解得1λ<t<1,即1λ<λ+1λ(λ-1)<1,由λ>1,解得λ>1+√2,所以当1<λ≤1+√2时,不存在与坐标轴不重合的直线l,使得S 1=λS 2; 当λ>1+√2时,存在与坐标轴不重合的直线l 使得S 1=λS 2.解法2:如图2,若存在与坐标轴不重合的直线l,使得S 1=λS 2.根据对称性,不妨设直线l:y=kx(k>0), 点M(-a,0),N(a,0)到直线l 的距离分别为d 1,d 2, 则d 1=√1+k =√1+k ,d 2=√1+k =√1+k ,所以d 1=d 2.又S 1=12|BD|d 1,S 2=12|AB|d 2,所以S1S 2=|BD ||AB |=λ.因为|BD ||AB |=√1+k 2|x -x |√1+k |x A -x B |=x A +x B x A -x B =λ,所以xAx B=λ+1λ-1. 由点A(x A ,kx A ),B(x B ,kx B )分别在C 1,C 2上,可得x A 2a 2+k 2x A2m 2=1,x B 2a 2+k 2x B 2n 2=1,两式相减可得x A 2-x B2a 2+k 2(x A 2-λ2x B 2)m 2=0, 依题意x A >x B >0,所以x A 2>x B 2.所以由上式解得k 2=m 2(x A 2-x B 2)a 2(λ2x B 2-x A 2).因为k 2>0,所以由m 2(x A 2-x B 2)a 2(λ2x B 2-x A 2)>0,可解得1<xA x B<λ.从而1<λ+1λ-1<λ,解得λ>1+√2,所以当1<λ≤1+√2时,不存在与坐标轴不重合的直线l,使得S 1=λS 2; 当λ>1+√2时,存在与坐标轴不重合的直线l 使得S 1=λS 2. 22.(2013湖北,理22)(本小题满分14分)设n 是正整数,r 为正有理数. (1)求函数f(x)=(1+x)r+1-(r+1)x-1(x>-1)的最小值;(2)证明:n r+1-(n -1)r+1r+1<n r <(n+1)r+1-n r+1r+1;(3)设x ∈R ,记[x]为不小于．．．x 的最小整数,例如[2]=2,[π]=4,[-32]=-1.令S=√813+√823+√833+…+√1253,求[S]的值.(参考数据:8043≈344.7,8143≈350.5,12443≈618.3,12643≈631.7) (1)解:因为f'(x)=(r+1)(1+x)r -(r+1)=(r+1)[(1+x)r -1],令f'(x)=0,解得x=0.当-1<x<0时,f'(x)<0,所以f(x)在(-1,0)内是减函数; 当x>0时,f'(x)>0,所以f(x)在(0,+∞)内是增函数. 故函数f(x)在x=0处取得最小值f(0)=0. (2)证明:由(1),当x ∈(-1,+∞)时,有f(x)≥f(0)=0,即(1+x)r+1≥1+(r+1)x,且等号当且仅当x=0时成立, 故当x>-1且x ≠0时,有 (1+x)r+1>1+(r+1)x.① 在①中,令x=1n(这时x>-1且x ≠0),得(1+1n )r+1>1+r+1n.上式两边同乘n r+1,得(n+1)r+1>n r+1+n r (r+1),即n r <(n+1)r+1-n r+1r+1.② 当n>1时,在①中令x=-1n(这时x>-1且x ≠0),类似可得n r >n r+1-(n -1)r+1r+1.③且当n=1时,③也成立. 综合②,③得n r+1-(n -1)r+1r+1<n r <(n+1)r+1-n r+1r+1.④ (3)解:在④中,令r=13,n 分别取值81,82,83,…,125,得34(8143-8043)<√813<34(8243-8143), 34(8243-8143)<√823<34(8343-8243), 34(8343-8243)<√833<34(8443-8343), ……34(12543-12443)<√1253<34(12643-12543).将以上各式相加,并整理得34(12543-8043)<S<34(12643-8143). 代入数据计算,可得34(12543-8043)≈210.2,34(12643-8143)≈210.9.由[S]的定义,得[S]=211.。
2013湖北理科高考试题(含答案)
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(湖北卷)本试题卷共6页，22题，其中第15、16题为选考题．全卷满分150分．考试用时120分钟．注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置．用统一提供的2B铅笔将答题卡上试卷类型A后的方框涂黑．2．选择题的作答：每小题选出答案后，用统一提供的2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑．如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号．答在试题卷、草稿纸上无效．3．填空题和解答题的作答：用统一提供的签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内．答在试题卷、草稿纸上无效．4．选考题的作答：先把所选题目的题号在答题卡上指定的位置用统一提供的2B铅笔涂黑．考生应根据自己选做的题目准确填涂题号，不得多选．答题答在答题卡上对应的答题区域内，答在试题卷、草稿纸上无效．5．考生必须保持答题卡的整洁．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交．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．(2013湖北，理1)在复平面内，复数2i=1iz+(i为虚数单位)的共轭复数对应的点位于()．A．第一象限B．第二象限C．第三象限D．第四象限答案：D解析：∵2i2i1i=1i1i1iz(-)=+(+)(-)＝i(1－i)＝1＋i，∴复数2i=1iz+的共轭复数z＝1－i，其在复平面内对应的点(1，－1)位于第四象限．2．(2013湖北，理2)已知全集为R，集合112xA x⎧⎫⎪⎪⎛⎫=≤⎨⎬⎪⎝⎭⎪⎪⎩⎭，B＝{x|x2－6x＋8≤0}，则A ∩＝()．A．{x|x≤0} B．{x|2≤x≤4}C．{x|0≤x＜2或x＞4} D．{x|0＜x≤2或x≥4} 答案：C解析：由题意知集合112xA x⎧⎫⎪⎪⎛⎫=≤⎨⎬⎪⎝⎭⎪⎪⎩⎭＝{x|x≥0}，集合B＝{x|x2－6x＋8≤0}＝{x|2≤x≤4}，＝{x|x＜2或x＞4}．因此A∩()＝{x|0≤x＜2或x＞4}．3．(2013湖北，理3)在一次跳伞训练中，甲、乙两位学员各跳一次．设命题p是“甲降落在指定范围”，q是“乙降落在指定范围”，则命题“至少有一位学员没有降落在指定范围”可表示为()．A．(⌝p)∨(⌝q) B．p∨(⌝q)C．(⌝p)∧(⌝q) D．p∨q答案：A解析：“至少有一位学员没有降落在指定范围”包括甲或乙没有落在指定范围或者两人均没有落在指定范围，因此应为(⌝p )∨(⌝q )．4．(2013湖北，理4)将函数y cos x ＋sin x (x ∈R )的图象向左平移m (m ＞0)个单位长度后，所得到的图象关于y 轴对称，则m 的最小值是( ).A ．π12 B ．π6 C ．π3 D ．5π6答案：B解析：∵y x ＋sin x ＝π2sin 3x ⎛⎫+ ⎪⎝⎭，∴函数y cos x ＋sin x (x ∈R )的图象向左平移m (m ＞0)个单位长度后，变为函数π=2sin 3y x m ⎛⎫++ ⎪⎝⎭的图象.又∵所得到的图象关于y 轴对称，则有π3＋m ＝k π＋π2，k ∈Z ， ∴m ＝ππ6k +，k ∈Z .∵m ＞0，∴当k ＝0时，m 的最小值为π6. 5．(2013湖北，理5)已知π0<<4θ，则双曲线C 1：2222=1cos sin x y θθ-与C 2：22222=1sin sin tan y x θθθ-的( )． A ．实轴长相等 B ．虚轴长相等 C ．焦距相等 D ．离心率相等 答案：D解析：对于双曲线C 1：2222=1cos sin x y θθ-，21a ＝cos 2θ，21b ＝sin 2θ，21c ＝1； 对于双曲线C 2：22222=1sin sin tan y x θθθ-，22a ＝sin 2θ，22b ＝sin 2θtan 2θ，22c ＝sin 2θ＋sin 2θtan 2θ＝sin 2θ(1＋tan 2θ)＝22222sin sin sin 1cos cos θθθθθ⎛⎫+= ⎪⎝⎭＝tan 2θ. ∵只有当θ＝ππ4k +(k ∈Z )时，21a ＝22a 或21b ＝22b 或21c ＝22c ， 而π0<<4θ，∴排除A ，B ，C. 设双曲线C 1，C 2的离心率分别为e 1，e 2，则2121cos e θ=，22222tan 1sin cos e θθθ==. 故e 1＝e 2，即两双曲线的离心率相等． 6．(2013湖北，理6)已知点A (－1,1)，B (1,2)，C (－2，－1)，D (3,4)，则向量AB 在CD方向上的投影为( )．A B C ． D ． 答案：A解析：由题意可知AB ＝(2,1)，CD ＝(5,5)，故AB在CD 方向上的投影为AB CDCD⋅==.7．(2013湖北，理7)一辆汽车在高速公路上行驶，由于遇到紧急情况而刹车，以速度v(t)＝25731tt-++(t的单位：s，v的单位：m/s)行驶至停止．在此期间汽车继续行驶的距离(单位：m)是()．A．1＋25ln 5 B．118+25ln3C．4＋25ln 5 D．4＋50ln 2答案：C解析：由于v(t)＝7－3t＋251t+，且汽车停止时速度为0，因此由v(t)＝0可解得t＝4，即汽车从刹车到停止共用4 s.该汽车在此期间所行驶的距离425=73d1s t tt⎛⎫-+⎪+⎝⎭⎰＝423725ln12tt t⎡⎤-+(+)⎢⎥⎣⎦＝4＋25ln 5(m)．8．(2013湖北，理8)一个几何体的三视图如图所示，该几何体从上到下由四个简单几何体组成，其体积分别记为V1，V2，V3，V4，上面两个简单几何体均为旋转体，下面两个简单几何体均为多面体，则有()．A．V1＜V2＜V4＜V3B．V1＜V3＜V2＜V4C．V2＜V1＜V3＜V4D．V2＜V3＜V1＜V4答案：C解析：由三视图可知，四个几何体自上而下分别为圆台，圆柱，四棱柱，四棱台．结合题中所给数据可得：V1＝13(4π＋π＋2π)＝7π3，V2＝2π，V3＝23＝8，V4＝13(16＋4＋8)＝283.故V2＜V1＜V3＜V4.9．(2013湖北，理9)如图，将一个各面都涂了油漆的正方体，切割为125个同样大小的小正方体．经过搅拌后，从中随机取一个小正方体，记它的涂漆面数为X，则X的均值E(X)＝()．A．126125B．65C．168125D．75答案：B解析：由题意可知涂漆面数X的可能取值为0,1,2,3.由于P(X＝0)＝27125，P(X＝1)＝54125，P(X＝2)＝36125，P(X＝3)＝8125，故E(X)＝27543681506 0+1+231251251251251255⨯⨯⨯⨯==＋.10．(2013湖北，理10)已知a为常数，函数f(x)＝x(ln x－ax)有两个极值点x1，x2(x1＜x2)，则()．A．f(x1)＞0，f(x2)＞1 2 -B．f(x1)＜0，f(x2)＜1 2 -C．f(x1)＞0，f(x2)＜1 2 -D．f(x1)＜0，f(x2)＞1 2 -答案：D解析：由题意知，函数f(x)＝x(ln x－ax)＝x ln x－ax2有两个极值点，即f′(x)＝ln x＋1－2ax＝0在区间(0，＋∞)上有两个根．令h(x)＝ln x＋1－2ax，则h′(x)＝121=2axax x-+-=，当a≤0时h′(x)＞0，f′(x)在区间(0，＋∞)上递增，f′(x)＝0不可能有两个正根，∴a＞0.由h′(x)＝0，可得12xa=，从而可知h(x)在区间10,2a⎛⎫⎪⎝⎭上递增，在区间1,2a⎛⎫∞⎪⎝⎭上递减．因此需111=ln +11=ln >0222ha a a⎛⎫-⎪⎝⎭，即1>12a时满足条件，故当10<<2a时，h (x )＝0有两个根x 1，x 2，且121<2x x a<.又h (1)＝1－2a ＞0， ∴1211<2x x a<<，从而可知函数f (x )在区间(0，x 1)上递减，在区间(x 1，x 2)上递增，在区间(x 2，＋∞)上递减．∴f (x 1)＜f (1)＝－a ＜0，f (x 2)＞f (1)＝12a ->-.故选D. 二、填空题：本大题共6小题，考生共需作答5小题，每小题5分，共25分．请将答案填在答题卡对应题号．．．．．．．的位置上，答错位置，书写不清，模棱两可均不得分． 11．(2013湖北，理11)从某小区抽取100户居民进行月用电量调查，发现其用电量都在50至350度之间，频率分布直方图如图所示．(1)直方图中x 的值为__________；(2)在这些用户中，用电量落在区间[100,250)内的户数为__________．答案：(1)0.004 4 (2)70解析：(1)由频率分布直方图知[200,250)小组的频率为1－(0.002 4＋0.003 6＋0.006 0＋0.002 4＋0.001 2)×50＝0.22，于是x ＝0.2250＝0.004 4. (2)∵数据落在[100,250)内的频率为(0.003 6＋0.006 0＋0.004 4)×50＝0.7， ∴所求户数为0.7×100＝70.12．(2013湖北，理12)阅读如图所示的程序框图，运行相应的程序，输出的结果i ＝__________.答案：5解析：第一次执行循环体后：a ＝5，i ＝2；第二次执行循环体后：a ＝16，i ＝3；第三次执行循环体后：a ＝8，i ＝4；第四次执行循环体后：a ＝4，i ＝5，满足条件，循环结束．输出i ＝5.13．(2013湖北，理13)设x ，y ，z ∈R ，且满足：x 2＋y 2＋z 2＝1，x ＋2y ＋3z x ＋y ＋z ＝__________.答案：7解析：由柯西不等式得(x 2＋y 2＋z 2)(12＋22＋32)≥(x ＋2y ＋3z )2当且仅当123x y z==时等号成立，此时y ＝2x ，z ＝3x .∵x 2＋y 2＋z 2＝1，x ＋2y ＋3z∴x =，y =，z =.∴x ＋y ＋z =14．(2013湖北，理14)古希腊毕达哥拉斯学派的数学家研究过各种多边形数．如三角形数1,3,6,10，…，第n 个三角形数为2111222n n n n (+)=+.记第n 个k 边形数为N (n ，k )(k ≥3)，以下列出了部分k 边形数中第n 个数的表达式：三角形数 N (n,3)＝21122n n +， 正方形数 N (n,4)＝n 2， 五边形数 N (n,5)＝23122n n -， 六边形数 N (n,6)＝2n 2－n ，…… ……可以推测N (n ，k )的表达式，由此计算N (10,24)＝__________. 答案：1 000解析：由题中数据可猜想：含n 2项的系数为首项是12，公差是12的等差数列，含n 项的系数为首项是12，公差是12-的等差数列，因此 N (n ，k )＝2211112433222222k k k n k n n n ⎡⎤--⎡⎤⎛⎫+(-)++(-)-=+ ⎪⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎝⎭⎣⎦.故N (10,24)＝11n 2－10n ＝11×102－10×10＝1 000.(二)选考题(请考生在第15、16两题中任选一题作答，请先在答题卡指定位置将你所选的题目序号后的方框用2B 铅笔涂黑．如果全选，则按第15题作答结果计分．)15．(2013湖北，理15)(选修4—1：几何证明选讲)如图，圆O 上一点C 在直径AB 上的射影为D ，点D 在半径OC 上的射影为E .若AB ＝3AD ，则CEEO的值为______．答案：8解析：设AD ＝2，则AB ＝6， 于是BD ＝4，OD ＝1. 如图，由射影定理得CD 2＝AD ·BD ＝8， 则CD＝在Rt △OCD 中，DE＝·133OD CD OC ⨯==.则83CE ===，EO ＝OC －CE ＝81333-=.因此83=813CE EO =.16．(2013湖北，理16)(选修4—4：坐标系与参数方程)在直角坐标系xOy 中，椭圆C 的参数方程为cos sin x a y b ϕϕ=⎧⎨=⎩(φ为参数，a ＞b ＞0)．在极坐标系(与直角坐标系xOy 取相同的长度单位，且以原点O 为极点，以x 轴正半轴为极轴)中，直线l 与圆O的极坐标方程分别为πsin 4ρθ⎛⎫+= ⎪⎝⎭(m 为非零常数)与ρ＝b .若直线l 经过椭圆C 的焦点，且与圆O 相切，则椭圆C 的离心率为__________．答案：3解析：将椭圆C 的参数方程cos ,sin x a y b ϕϕ=⎧⎨=⎩(φ为参数，a ＞b ＞0)化为标准方程为22221x y a b +=(a ＞b ＞0)．又直线l的极坐标方程为πsin 42m ρθ⎛⎫+= ⎪⎝⎭(m 为非零常数)，即sin cos 222m ρθθ⎛⎫⋅+⋅= ⎪ ⎪⎝⎭，则该直线的一般式为y ＋x －m ＝0.圆的极坐标方程为ρ＝b ，其标准方程为x 2＋y 2＝b 2.∵直线与圆O 相切，b，|m .又∵直线l 经过椭圆C 的焦点，∴|m |＝c .∴c =，c 2＝2b 2.∵a 2＝b 2＋c 2＝3b 2，∴22223c e a ==.∴e =.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．17．(2013湖北，理17)(本小题满分12分)在△ABC 中，角A ，B ，C 对应的边分别是a ，b ，c .已知cos 2A －3cos(B ＋C )＝1.(1)求角A 的大小；(2)若△ABC的面积S =b ＝5，求sin B sin C 的值． 解：(1)由cos 2A －3cos(B ＋C )＝1， 得2cos 2A ＋3cos A －2＝0， 即(2cos A －1)(cos A ＋2)＝0，解得cos A ＝12或cos A ＝－2(舍去)． 因为0＜A ＜π，所以A ＝π3.(2)由S ＝12bc sin A＝12bc ==bc ＝20.又b ＝5，知c ＝4. 由余弦定理得a 2＝b 2＋c 2－2bc cos A ＝25＋16－20＝21，故a =又由正弦定理得sin B sin C ＝222035sin sin sin 2147b c bc A A A a a a ⋅==⨯=.18．(2013湖北，理18)(本小题满分12分)已知等比数列{a n }满足：|a 2－a 3|＝10，a 1a 2a 3＝125.(1)求数列{a n }的通项公式；(2)是否存在正整数m ，使得121111ma a a +++≥ ？若存在，求m 的最小值；若不存在，说明理由．解：(1)设等比数列{a n }的公比为q ，则由已知可得331211125,||10,a q a q a q ⎧=⎨-=⎩解得15,33,a q ⎧=⎪⎨⎪=⎩或15,1.a q =⎧⎨=-⎩故1533n n a -=⋅，或a n ＝－5·(－1)n －1.(2)若1533n n a -=⋅，则113153n n a -⎛⎫=⋅ ⎪⎝⎭，故1n a ⎧⎫⎨⎬⎩⎭是首项为35，公比为13的等比数列， 从而1311531 =113mmn na =⎡⎤⎛⎫⋅-⎢⎥⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦-∑＝9191<110310m⎡⎤⎛⎫⋅-<⎢⎥ ⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦. 若a n ＝(－5)·(－1)n －1，则111(1)5n n a -=--，故1n a ⎧⎫⎨⎬⎩⎭是首项为15-，公比为－1的等比数列，从而11,21,150,2,mn n m k k a m k k +=+⎧-=-(∈)⎪=⎨⎪=(∈)⎩∑N N 故111mn n a =<∑. 综上，对任何正整数m ，总有111mn na =<∑. 故不存在正整数m ，使得121111ma a a +++≥ 成立． 19．(2013湖北，理19)(本小题满分12分)如图，AB 是圆O 的直径，点C 是圆O 上异于A ，B 的点，直线PC ⊥平面ABC ，E ，F 分别是P A ，PC 的中点．(1)记平面BEF 与平面ABC 的交线为l ，试判断直线l 与平面P AC 的位置关系，并加以证明；(2)设(1)中的直线l 与圆O 的另一个交点为D ，且点Q 满足12DQ CP =，记直线PQ 与平面ABC 所成的角为θ，异面直线PQ 与EF 所成的角为α，二面角E －l －C 的大小为β，求证：sin θ＝sin αsin β.(1)解：直线l ∥平面P AC ，证明如下：连接EF ，因为E ，F 分别是P A ，PC 的中点， 所以EF ∥AC .又EF平面ABC ，且AC ⊂平面ABC ，所以EF∥平面ABC.而EF⊂平面BEF，且平面BEF∩平面ABC＝l，所以EF∥l.因为l平面P AC，EF⊂平面P AC，所以直线l∥平面P AC.(2)证明：(综合法)如图1，连接BD，由(1)可知交线l即为直线BD，且l∥AC. 因为AB是O的直径，图1所以AC⊥BC，于是l⊥BC.已知PC⊥平面ABC，而l⊂平面ABC，所以PC⊥l.而PC∩BC＝C，所以l⊥平面PBC.连接BE，BF，因为BF⊂平面PBC，所以l⊥BF.故∠CBF就是二面角E－l－C的平面角，即∠CBF＝β.由12DQ CP=，作DQ∥CP，且12DQ CP=.连接PQ，DF，因为F是CP的中点，CP＝2PF，所以DQ＝PF，从而四边形DQPF是平行四边形，PQ∥FD.连接CD，因为PC⊥平面ABC，所以CD是FD在平面ABC内的射影，故∠CDF就是直线PQ与平面ABC所成的角，即∠CDF＝θ.又BD⊥平面PBC，有BD⊥BF，知∠BDF为锐角，故∠BDF为异面直线PQ与EF所成的角，即∠BDF＝α，于是在Rt△DCF，Rt△FBD，Rt△BCF中，分别可得sin θ＝CFDF，sin α＝BFDF，sin β＝CFBF，从而sin αsin β＝CF BF CFBF DF DF⋅=＝sin θ，即sin θ＝sin αsin β.(向量法)如图2，由12DQ CP=，作DQ∥CP，且12DQ CP=.图2连接PQ ，EF ，BE ，BF ，BD ，由(1)可知交线l 即为直线BD .以点C 为原点，向量CA ，CB ，CP所在直线分别为x 、y 、z 轴，建立如图所示的空间直角坐标系，设CA ＝a ，CB ＝b ，CP ＝2c ，则有C (0,0,0)，A (a,0,0)，B (0，b,0)，P (0,0,2c )，Q (a ，b ，c )，E 1,0,2a c ⎛⎫⎪⎝⎭，F (0,0，c )． 于是1,0,02FE a ⎛⎫= ⎪⎝⎭ ，QP＝(－a ，－b ，c )，BF ＝(0，－b ，c )，所以cos α＝FE QP FE QP ⋅=⋅sin α=. 又取平面ABC 的一个法向量为m ＝(0,0,1)，可得sin QP QP θ⋅==⋅ m m 设平面BEF 的一个法向量为n ＝(x ，y ，z )，所以由0,0,FE BF ⎧⋅=⎪⎨⋅=⎪⎩ n n 可得10,20.ax by cz ⎧=⎪⎨⎪-+=⎩取n ＝(0，c ，b )． 于是|cos β|＝||||||⋅=⋅m n m n 从而sin β=.故sin αsin β=＝sin θ，即sin θ＝sin αsin β.20．(2013湖北，理20)(本小题满分12分)假设每天从甲地去乙地的旅客人数X 是服从正态分布N (800,502)的椭机变量．记一天中从甲地去乙地的旅客人数不超过900的概率为p 0.(1)求p 0的值； (参考数据：若X ～N (μ，σ2)，有P (μ－σ＜X ≤μ＋σ)＝0.682 6，P (μ－2σ＜X ≤μ＋2σ)＝0.954 4，P (μ－3σ＜X ≤μ＋3σ)＝0.997 4.)(2)某客运公司用A ，B 两种型号的车辆承担甲、乙两地间的长途客运业务，每车每天往返一次．A ，B 两种车辆的载客量分别为36人和60人，从甲地去乙地的营运成本分别为1 600元/辆和2 400元/辆．公司拟组建一个不超过21辆车的客运车队，并要求B 型车不多于A 型车7辆．若每天要以不小于p 0的概率运完从甲地去乙地的旅客，且使公司从甲地去乙地的营运成本最小，那么应配备A 型车、B 型车各多少辆？解：(1)由于随机变量X 服从正态分布N (800,502)， 故有μ＝800，σ＝50，P (700＜X ≤900)＝0.954 4. 由正态分布的对称性，可得p 0＝P (X ≤900)＝P (X ≤800)＋P (800＜X ≤900)＝1122P +(700＜X ≤900)＝0.977 2. (2)设A 型、B 型车辆的数量分别为x ，y 辆，则相应的营运成本为1 600x ＋2 400y . 依题意，x ，y 还需满足：x ＋y ≤21，y ≤x ＋7，P (X ≤36x ＋60y )≥p 0. 由(1)知，p 0＝P (X ≤900)，故P (X ≤36x ＋60y )≥p 0等价于36x ＋60y ≥900.于是问题等价于求满足约束条件21,7,3660900,,0,,,x y y x x y x y x y +≤⎧⎪≤+⎪⎨+≥⎪⎪≥∈⎩N且使目标函数z ＝1 600x ＋2 400y 达到最小的x ，y .作可行域如图所示，可行域的三个顶点坐标分别为P (5,12)，Q (7,14)，R (15,6)．由图可知，当直线z ＝1 600x ＋2 400y 经过可行域的点P 时，直线z ＝1 600x ＋2 400y 在y 轴上截距2400z最小，即z 取得最小值．故应配备A 型车5辆、B 型车12辆． 21．(2013湖北，理21)(本小题满分13分)如图，已知椭圆C 1与C 2的中心在坐标原点O ，长轴均为MN 且在x 轴上，短轴长分别为2m,2n (m ＞n )，过原点且不与x 轴重合的直线l 与C 1，C 2的四个交点按纵坐标从大到小依次为A ，B ，C ，D .记λ＝mn，△BDM 和△ABN 的面积分别为S 1和S 2.(1)当直线l 与y 轴重合时，若S 1＝λS 2，求λ的值；(2)当λ变化时，是否存在与坐标轴不重合的直线l ，使得S 1＝λS 2？并说明理由． 解：依题意可设椭圆C 1和C 2的方程分别为C 1：2222=1x y a m+，C 2：2222=1x y a n +.其中a ＞m ＞n ＞0，λ＝>1mn.(1)解法1：如图1，若直线l 与y 轴重合，即直线l 的方程为x ＝0，则S 1＝12|BD |·|OM |＝12a |BD |，S 2＝12|AB |·|ON |＝12a |AB |，图1所以12||||S BD S AB =. 在C 1和C 2的方程中分别令x ＝0，可得y A ＝m ，y B ＝n ，y D ＝－m ，于是||||1||||1B D A B y y BD m n AB y y m n λλ-++===---. 若12=S S λ，则1=1λλλ+-，化简得λ2－2λ－1＝0. 由λ＞1，可解得λ.故当直线l 与y 轴重合时，若S 1＝λS 2，则λ. 解法2：如图1，若直线l 与y 轴重合，则|BD |＝|OB |＋|OD |＝m ＋n ，|AB |＝|OA |－|OB |＝m －n ；S 1＝12|BD |·|OM |＝12a |BD |， S 2＝12|AB |·|ON |＝12a |AB |.所以12||1||1S BD m n S AB m n λλ++===--.若12=S S λ，则1=1λλλ+-，化简得λ2－2λ－1＝0. 由λ＞1，可解得λ.故当直线l 与y 轴重合时，若S 1＝λS 2，则λ.(2)解法1：如图2，若存在与坐标轴不重合的直线l ，使得S 1＝λS 2.根据对称性，不妨设直线l ：y ＝kx (k ＞0)，点M (－a,0)，N (a,0)到直线l 的距离分别为d 1，d 2，则1d ==，2d ==d 1＝d 2.图2又S 1＝12|BD |d 1，S 2＝12|AB |d 2，所以12||||S BD S AB λ==，即|BD |＝λ|AB |.由对称性可知|AB |＝|CD |，所以|BC |＝|BD |－|AB |＝(λ－1)|AB |，|AD |＝|BD |＋|AB |＝(λ＋1)|AB |，于是||1||1AD BC λλ+=-.① 将l 的方程分别与C 1，C 2的方程联立，可求得A x =B x =根据对称性可知x C ＝－x B ，x D ＝－x A ，于是2||||2A Bx AD BC x ==② 从而由①和②式可得11λλλ+=(-).③令1=1t λλλ+(-)，则由m ＞n ，可得t ≠1，于是由③可解得22222211n t k a t λ(-)=(-).因为k ≠0，所以k 2＞0.于是③式关于k 有解，当且仅当222221>01n t a t λ(-)(-)，等价于2221(1)<0t t λ⎛⎫-- ⎪⎝⎭由λ＞1，可解得1λ＜t ＜1， 即11<11λλλλ+<(-)，由λ＞1，解得λ＞当1＜λ≤时，不存在与坐标轴不重合的直线l ，使得S 1＝λS 2；当λ＞l 使得S 1＝λS 2.解法2：如图2，若存在与坐标轴不重合的直线l ，使得S 1＝λS 2.根据对称性，不妨设直线l ：y ＝kx (k ＞0)，点M (－a,0)，N (a,0)到直线l 的距离分别为d 1，d 2，则1d ==2d ==d 1＝d 2.又S 1＝12|BD |d 1，S 2＝12|AB |d 2，所以12||=||S BD S AB λ=.因为||||A B A Bx x BD AB x x λ+===-，所以11A B x x λλ+=-.由点A (x A ，kx A )，B (x B ，kx B )分别在C 1，C 2上，可得22222=1A A x k x a m +，22222=1B B x k x a n+，两式相减可得22222222=0A B A B x x k x x a m λ-(-)+，依题意x A ＞x B ＞0，所以22A B x x >.所以由上式解得22222222A B B A m x x k a x x λ(-)=(-). 因为k 2＞0，所以由2222222>0A B B A m x x a x x λ(-)(-)，可解得<1ABx x λ<.从而11<<λλλ+-，解得λ＞当1＜λ≤时，不存在与坐标轴不重合的直线l ，使得S 1＝λS 2； 当λ＞l 使得S 1＝λS 2.22．(2013湖北，理22)(本小题满分14分)设n 是正整数，r 为正有理数．(1)求函数f (x )＝(1＋x )r ＋1－(r ＋1)x －1(x ＞－1)的最小值；(2)证明：111111<<11r r r r r n n n n n r r ++++-(-)(+)-++；(3)设x ∈R ，记[x ]为不小于．．．x的最小整数，例如[2]＝2，[π]＝4，3=12⎡⎤--⎢⎥⎣⎦. 令S + [S ]的值．(参考数据：4380344.7≈,4381350.5≈,43124618.3≈,43126631.7≈)(1)解：因为f ′(x )＝(r ＋1)(1＋x )r －(r ＋1)＝(r ＋1)[(1＋x )r －1]，令f ′(x )＝0，解得x ＝0. 当－1＜x ＜0时，f ′(x )＜0，所以f (x )在(－1,0)内是减函数； 当x ＞0时，f ′(x )＞0，所以f (x )在(0，＋∞)内是增函数． 故函数f (x )在x ＝0处取得最小值f (0)＝0.(2)证明：由(1)，当x ∈(－1，＋∞)时，有f (x )≥f (0)＝0，即(1＋x )r ＋1≥1＋(r ＋1)x ，且等号当且仅当x ＝0时成立， 故当x ＞－1且x ≠0时，有(1＋x )r ＋1＞1＋(r ＋1)x .①在①中，令1x n =(这时x ＞－1且x ≠0)，得+1111>1+r r n n+⎛⎫+ ⎪⎝⎭. 上式两边同乘n r ＋1，得(n ＋1)r ＋1＞n r ＋1＋n r (r ＋1)，即1111r r rn n n r ++(+)-<+.②当n ＞1时，在①中令1x n=-(这时x ＞－1且x ≠0)，类似可得 1111r r rn n n r ++-(-)>+.③且当n ＝1时，③也成立． 综合②，③得11111111r r r r rn n n n n r r ++++-(-)(+)-<<++.④ (3)解：在④中，令13r =，n 分别取值81,82,83，…，125，得4444333333(8180)(8281)44--， 4444333333(82)(8382)44--＜， 4444333333(8382)(8483)44--＜， ……4444333333(125124)(126125)44--＜． 将以上各式相加，并整理得4444333333(12580)(12681)44S --＜＜． 代入数据计算，可得44333(12580)210.24-≈，44333(12681)210.94-≈.由[S ]的定义，得[S ]＝211.。
2013高考 数学(理)真题专业解析(湖北卷)汇总
2013年普通高等学校招生全国统一考试数学试卷（理科）（湖北卷）解析本试卷分第I 卷（选择题）和第II 卷（非选择题）两部分．第I 卷一、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．主题1． 在复平面内，复数2i 1iz =+（i 为虚数单位）的共轭复数对应的点位于（ ）A ．第一象限B ．第二象限C ．第三象限D ．第四象限 答案：D 思路分析：考点解剖：本题主要考查复数的概念、运算、共轭复数及复平面等知识． 解题思路：先化简复数，然后求出复数对应的点的坐标． 解答过程：因为()()()2i 1i 2i 2i 21i 1i 1i 1i 2z -+====+++-，所以z 的共轭复数1i z =-．其对应的点的坐标为()1,1-，位于第四象限． 故选D ．规律总结：对于复数的除法运算，一般是分子分母同时乘以分子的共轭复数，从而化简;运算计算时要注意2i 1=-而不是1．主题2． 已知全集为R ，集合1{|()1}2x A x =≤，2{|680}B x x x =-+≤，则A B =R C （ ） A ．{|0}x x ≤ B ．{|24}x x ≤≤ C ．{}|024x x x ≤<>或D ．{}|024x x x <≤≥或答案：C思路分析：考点解剖：本题主要考查合的补集、交集运算，一元二次不等式的解法，指数函数的单调性等．解题思路：先化简集合，然后求B R C ，A B R C ．解答过程：易知集合{}|0A x x =≥，{}|24B x x =≤≤，故{}|24B x x x =<>R C 或，从而{}|024A B x x x =≤<>R C 或．故选C ．规律总结：集合的基本运算是高考热点之一，一般会与不等式等内容结合起来考查，难度较小．主题3．在一次跳伞训练中，甲、乙两位学员各跳一次．设命题p 是“甲降落在指定范围”，q 是“乙降落在指定范围”，则命题“至少有一位学员没有降落在指定范围”可表示为（ ）A ．()()p q ⌝∨⌝B ．()p q ∨⌝C ．()()p q ⌝∧⌝D ．p q ∨ 答案：A思路分析：考点解剖：本题主要考查逻辑联结词、复合命题的判断．解题思路：“至少有一位学员没有降落在指定范围”包括“甲没有降落在指定范围或者乙没有降落在指定范围或者甲乙都没有降落在指定范围．”解答过程：“至少有一位学员没有降落在指定范围”即：甲没有降落在指定范围或者乙没有降落在指定范围或者甲乙都没有降落在指定范围．又命题p 是“甲降落在指定范围”，可知命题p ⌝是“甲没有降落在指定范围”； 同理，命题q ⌝是“乙没有降落在指定范围”，所以“至少有一位学员没有降落在指定范围”可表示为()()p q ⌝∨⌝．规律总结：对于逻辑联结词问题，关键是要明白各个常见的逻辑联结词所表示的含义，同时理解命题本身的意义．主题4．将函数sin ()y x x x =+∈R 的图象向左平移(0)m m >个单位长度后，所得到的图象关于y 轴对称，则m 的最小值是（ ）A ．12π B ．6π C ．3π D ．56π答案：B 思路分析：考点解剖：本题主要考查三角函数图象的对称性、奇偶性、平移以及辅助角公式等． 解题思路：先求出平移后函数的解析式，再根据奇偶性列式求解． 解答过程：将函数sin 2sin 3y x x x π⎛⎫=+=+ ⎪⎝⎭的图象向左平移m 个单位后，得到函数2sin 3y x m π⎛⎫=++ ⎪⎝⎭的图象，由题意，函数2sin 3y x m π⎛⎫=++ ⎪⎝⎭关于y 轴对称，所以函数2sin 3y x m π⎛⎫=++ ⎪⎝⎭为偶函数，故()32m k k πππ+=+∈Z ，解得()6m k k ππ=+∈Z ．故当0k =时，m 取得最小正值6π．故选B ．规律总结：若三角函数()sin y a x ωϕ=+为偶函数，则()2k k πϕπ=+∈Z ；若三角函数()sin y a x ωϕ=+为奇函数，则()k k ϕπ=∈Z ．主题5． 已知04πθ<<，则双曲线22221222222:1:1cos sin sin sin tan x y y x C C θθθθθ-=-=与的（ ）A ．实轴长相等B ．虚轴长相等C ．焦距相等D ．离心率相等 答案：D 思路分析：考点解剖：本题主要考查双曲线的实轴、虚轴、焦距、离心率的基本性质以及三角函数的恒等变换．解题思路：根据双曲线的定义求解． 解答过程：因为04πθ<<，所以cos 0sin 0θθ>>，． 对于双曲线1C ，实半轴cos a θ=，虚半轴sin b θ=，则半焦距1c =，故离心率为1cos c e a θ==；对于双曲线2C ，实半轴'sin a θ=，虚半轴2sin 'cos b θθ=，则半焦距sin 'cos c θθ==，故离心率为sin '1cos ''sin cos c e a θθθθ===； 故两双曲线满足离心率相等．故选D ．规律总结：求解本题的关键是要深刻理解双曲线的性质，以及仔细审题，切忌疏忽大意． 主题6．已知点(1,1)(1,2)(2,1)(3,4)A B C D ---、、、，则向量AB 在CD 方向上的投影为（ ）AB．2C．2D答案：A 思路分析：考点解剖：本题主要考查向量的基本运算、数量积和向量投影． 解题思路：先求出向量,AB CD 的坐标，然后运用cos AB θ求解．解答过程：由已知得()()2,1,5,5AB CD ==，所以2,15,5cos 5AB CD AB CDθ==10=．故向量AB 在CD 方向上的投影为cos 102AB θ==．故选A ．规律总结：向量a 在b 方向上的投影为cos θ==a b a ba a ab b．主题7．一辆汽车在高速公路上行驶，由于遇到紧急情况而刹车，以速度25()731v t t t=-++（t的单位：s ，v 的单位m/s ）行驶至停止，在此期间汽车继续行驶的距离（单位：m ）是（ ）A ．1+25ln 5B ．118+25ln3C ．4+25ln 5D ．4+50ln 2 答案：C思路分析：考点解剖：本题主要考查一元二次方程的求解，定积分计算和实际应用． 解题思路：弄清汽车从刹车到停止所花的时间，然后用定积分求解． 解答过程：由()257301v t t t=-+=+，化简得：()()3840t t +-=， 解得83t =-（舍去）或4t =．故汽车行驶4秒后停止． 所以在此期间汽车继续行驶的距离是：()()442400025373725ln 1|425ln 512S v t dt t dt t t t t ⎛⎫⎡⎤==-+=-++=+ ⎪⎢⎥+⎝⎭⎣⎦⎰⎰．故选C ．规律总结：定积分在不同的条件下所表达的含义是不一样的．本题中，速度和时间关系式的定积分的意义就是汽车行驶距离．如若未能理解这一点，将难以快速有效的解题．主题8．一个几何体的三视图如图所示，该几何体从上到下由四个简单几何体组成，其体积分别为1234V V V V ，，，，上面两个简单几何体均为旋转体，下面两个简单几何体均为多面体，则有（ ）A ．1243V V V V <<<B ．1324V V V V <<< C ．2134V V V V <<<D ．2314V V V V <<<第8题图答案：C 思路分析：考点解剖：本题主要考查空间几何体的体积计算以及旋转体、多面体的三视图的识别． 解题思路：弄清从上到下各几何体的形状，然后运用各尺寸及各形体体积公式求解． 解答过程：根据题目提供的信息：上面两个简单几何体均为旋转体，下面两个简单几何体均为多面体，观察几何体的三视图，可知：该几何体从下到上分别是棱台、正方体、圆柱、圆台．根据已知尺寸，可求得各几何体的体积分别为：()117433V πππππ=+=，22122V ππ=⨯⨯=，3328V ==，()412816433V =+=，因为7282833ππ<<<，所以2134V V V V <<<． 故选C ．规律总结：对于三视图求体积问题，一般先要将三视图还原为直观图，然后根据几何体的特征及体积公式求解；圆台（棱台）的体积公式为：()1'3V S S h=+． 主题9．如图，将一个各面都涂了油漆的正方体，切割为125个同样大小的小正方体，经过搅拌后，从中抽取一个小正方体，记它的涂漆面数为X ，则X 的均值()E X =（ ）A ．126125B ．65C ．168125D ．75答案：B 思路分析：考点解剖：本题主要考查概率、随机变量的均值，以及空间想象的能力，分类讨论的能力．解题思路：先观察求出面数分别为3，2，1，0的小正方体的个数，然后求各概率． 解答过程：通过观察可知，涂漆面数为3面的小正方体有8个，涂漆面数为2面的小正方体有31236⨯=个，涂漆面数为1面的小正方体有9654⨯=个，则涂漆面数为0面的小正方体有1258365427---=个．则()()()83654,,125125125P P P X X X =3==2==1=，()27125P X =0=．()2754368601231251251251255E X =⨯+⨯+⨯+⨯=．故选B ．规律总结：求解均值关键是求各随机变量取值下的概率，本题难点在于涂漆面数分别为3，2，1的小正方体的个数的求解；另外，牢记一个公式：()()()121n P x P x P x +++=…，对于最后一个不好求的概率，往往可以利用该公式求解，事半功倍．主题10．已知a 为常数，函数()(ln )f x x x ax =-有两个极值点1212,()x x x x <，则（ ）A ．121()0,()2f x f x >>-B ．121()0,()2f x f x <<-C ．121()0,()2f x f x ><-D ．121()0,()2f x f x <>-答案：D 思路分析：考点解剖：本题主要考查导数的应用，函数的极值，不等关系以及函数与方程思想，数形结合的数学思想等．解题思路：先求出极值点()1212,x x x x <所满足的方程；然后通过假设方程l n 21x a x -+ ()00x =>只有一根，来求出12,,a x x 的范围;最后利用等量关系转化，结合不等式知识与导数知识求()()12,f x f x 的范围．解答过程：因为()1'ln ln 21f x x ax x a x ax x ⎛⎫=-+-=-+ ⎪⎝⎭，又12,x x 是函数()f x 的两个极值点，所以12,x x 是方程ln 210x ax -+=的两根．假设方程()ln 2100x ax x -+=>只有一根，数形结合，即：直线21y ax =-与曲线ln y x =相切． 设切点为()00,ln x x ，则切线方程为()0001ln y xx x x -=-，即001ln 1y x x x =+-．又切线方程为21y ax =-，对比得012,1ln 1,a x x ⎧=⎪⎨⎪-=-⎩解得01,21.a x ⎧=⎪⎨⎪=⎩ 故若要使直线21y ax =-与曲线ln y x =相交， 即：函数()()ln f x x x ax =-有2个极值点，需满足1210,201,1.a x x ⎧<<⎪⎪<<⎨⎪>⎪⎩因为()()()111111ln 1f x x x ax x ax =-=-（利用11ln 210x ax -+=转化），且易知1112ax <<，所以()1110x ax -<．即()10f x <． 同理，()()()222222222ln 11ln ln ln 122x f x x x ax x x x x +⎛⎫=-=-=- ⎪⎝⎭（利用22ln 210x ax -+=转化）． 令()()1ln 12g x x x =-，则()1'ln 2g x x=． 当1x >时，()'0g x >，故函数()g x 在()1,+∞上单调递增．又21x >，所以()()()22211ln 1122g x x x g =->=-．即：()()22211ln 122f x x x =->-．故选D．规律总结：巧妙利用导数求极值，利用数形结合思想解决方程根的问题是解决本题的关键所在．若按常规方法求解，则极易出错或加大解题难度．第Ⅱ卷共12小题，共100分．二、填空题：本大题共6小题，考生共需作答5小题，每小题5分，共25分．请将答案填在答题卡对应题号的位置上．答错位置，书写不清，模棱两可均不得分．（一）必考题（11—14题）主题11．从某小区抽取100户居民进行月用电量调查，发现其用电量都在50至350度之间，频率分布直方图如图所示．（Ⅰ）直方图中x的值为___________；（Ⅱ）在这些用户中，用电量落在区间[100，250)内的户数为___________．第11题图答案：（Ⅰ）0.0044；（Ⅱ）70思路分析：考点解剖：本题主要考查频率分布直方图、识图看图的能力．解题思路：（Ⅰ）利用频率和为1求解；（Ⅱ）先求出用电量落在区间[100，250）内的频率，再用100乘以频率，即得用电量落在区间[100，250)内的户数．解答过程：（Ⅰ）由频率分布直方图可知：()x+++++⨯=，0.00240.00360.00600.00240.0012501解得0.0044x=；（Ⅱ）用电量落在区间[100,250）内的频率是：()++⨯=，0.00360.00600.0044500.7则用户数为1000.770⨯=．规律总结：解决简单的统计知识在实际中的应用的问题的关键是正确识图、提取有用信息，理解统计图中各个量的意义．主题12．阅读如图所示的程序框图，运行相应的程序，输出的结果i=___________．答案：5思路分析：考点解剖：本题主要考查程序框图的应用．解题思路：分步求解,ia=时，输出的i值即为所求．a的值，只到4解答过程：由算法框图知：第一次运行时：5,i2a=；a==，不满足4第二次运行时：16,i3a=；a==，不满足4第三次运行时：8,i4a=；a==，不满足4第四次运行时：4,i5a=，a==，满足4故输出i5=．规律总结：程序框图问题，关键是要根据不同条件，执行不同的步骤，从而推理出正确的结论．主题13．设,,x y z ∈R，且满足：2221,23x y z x y z ++=++=则x y z ++=___________．思路分析：考点解剖：本题主要考查柯西不等式的应用．解题思路：利用柯西不等式，得到等号成立的条件，比较即可求得,,x y z 的值． 解答过程：根据柯西不等式，得：()()()222222212323x y z x y z ++++≥++，当且仅当存在实数k ，使得,2,3x k y k z k ===时，等号成立．由于题目已知2221,23x y z x y z ++=++=所以此时,2,3x k y k z k ===，代入23x y z ++=k =，所以x y ==，z =．所以7x y z ++=． 规律总结：三维形式的柯西不等式为：()()222222123123aa ab b b ++++≥()2112233a b a b a b ++，当且仅当()1,2,3i i a kb i ==时等号成立．主题14．古希腊毕达哥拉斯的数学家研究过各种多边形数，如三角形数1，3，6，10，…，第n 个三角形数为2(+1)11=+222n n n n ．记第n 个k 边形数为(,)(3)N n k k ≥，以下列出了部分k 边形数中第n 个数的表达式：三角形数211(,3)=+22N n n n正方形数 2(,4)=N n n五边形数231(,5)=-22N n n n六边形数2(,6)=2-N n n n………………………………………可以推测(,)N n k 的表达式，由此计算(10,24)N =_________________． 答案：1000 思路分析：考点解剖：本题主要考查观察、猜想、推理能力．解题思路：将三角形数、正方形数、五边形数、六边形数的表达式通分，观察分子与项数n 的区别，归纳猜想即可．解答过程：通过观察，表达式可做如下变形： 三角形数：()()()223243,322n n n n N n -+-+==;正方形数：()()()22424420,422n n n n N n -+-+==;五边形数：()()()2252453,522n n n n N n -+--==;六边形数：()()()22624642,622n n n n N n -+--==;……………………………………………观察每个分式的分子，特别是2n 与n 前面系数的变化规律，发现2n 前的系数以1递增，n 前的系数以1递减，于是根据规律，可以推测：()()()224,2k n k n N n k -+-=． 所以()()()2242104241010,2410002N -+-==． 规律总结：在归纳、推理过程中，关键是要有敏锐的观察力．通过变形，找出前几项的表达式与项数之间的关系，从而推出一般形式下的表达式．对于一般表达式，还要代入题目条件进行验证，以免出错．（二）选考题（请考生在第15、16两题中任选一题作答，请先在答题卡指定位置将你所选的题目序号后的方框用2B 铅笔涂黑．如果全选，则按第15题作答结果计分．）主题15．（选修4-1：几何证明选讲）如图，圆O 上一点C 在直径AB 上的射影为D ，点D 在半径OC 上的射影为E ．若3AB AD =，则CE EO的值为 ．答案：8 思路分析：考点解剖：本题主要考查几何证明、圆、相似三角形的性质．解题思路：先求出,OD OC 的等量关系；然后利用相似三角形的性质求解． 解答过程：由已知3,2AB AD AB OA ==， 所以23AD OA=， 所以13OD OA=． 又由圆的性质可知，OA OC =，得：13OD OC=． 又因为C 在直径AB 上的射影为D ，D 在半径OC 上的射影为E ， 知：CDO DEO ∆∆，所以ODEO OC OD=，所以19EO OC=． 故8CEEO=．规律总结：几何证明选讲主要考查简单推理证明能力，难度一般较小．在证明过程中要严谨，以免出错．主题16．（选修4-4：坐标系与参数方程） 在直线坐标系xOy 中，椭圆C 的参数方程为cos sin x a y b ϕϕ=⎧⎨=⎩（ϕ为参数，0a b >>）．在极坐标系（与直角坐标系xOy 取相同的长度单位，且以原点O 为极点，以x 轴为正半轴为极轴）中，直线l 与圆O的极坐标方程分别为sin 4πρθ⎛⎫+=⎪⎝⎭()m m 为非零常数与=b ρ．若直线l 经过椭圆C 的焦点，且与圆O 相切，则椭圆C 的离心率为 ．思路分析：考点解剖：本题主要考查椭圆的参数方程，直线、圆的极坐标方程与平面直角坐标系方程的转化．解题思路：先将参数方程，极坐标方程化为直角坐标方程，进而结合直线与圆的位置关系求解．解答过程：由已知椭圆C 的参数方程cos ,sin x a y b ϕϕ=⎧⎨=⎩（ϕ为参数，0a b >>），求出其直角坐标方程为()222210x y a b a b +=>>；同样， 由已知条件可求出直线l 与圆O 的直角坐标方程分别为：0x y m +-=，222x y b +=． 因为直线l 经过椭圆C 的焦点，所以||c m =． 又直线l 与圆O 相切，则圆心()0,0O 到直线l的距离为b=，得：||m =．故c =．又因为222a b c =+，所以3ca =， 即：椭圆C规律总结：坐标系和参数方程问题，一般步骤都是将参数方程、极坐标方程转化为直角坐标方程，再利用圆锥曲线的性质解题．在不同的坐标系的转化过程中要小心，避免造成不必要的失分．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． 主题17．（本小题满分12分）在ABC ∆中，角,,A B C 对应的边分别是,,a b c ．已知()cos23cos 1A B C -+=．（Ⅰ）求角A 的大小；（Ⅱ）若ABC ∆的面积S =，5b =，求sin sin B C 的值． 思路分析：考点解剖：本题主要考查三角恒等变换，正弦定理及余弦定理的应用． 解题思路：（Ⅰ）利用二倍角公式、和角公式进行恒等变换求解；（Ⅱ）先利用三角形的面积公式求得c ，再利用余弦定理求得a ，最后利用正弦定理求解．解答过程：解：（Ⅰ）由cos23cos()1A B C -+=，得：22cos 3cos 20A A +-=， 即：(2cos 1)(cos 2)0A A -+=，解得：1cos 2A =或cos 2A =-（舍去）． 因为0πA <<，所以π3A =．（Ⅱ）由11sin 22S bc A bc ====得：20bc =． 又5b =，知4c =．由余弦定理得：2222cos 25162021,a b c bc A =+-=+-=故a = 又由正弦定理得：222035sin sin sin sin sin 2147b c bc B C A A A a a a =⋅==⨯=．规律总结：解三角形问题主要考查正弦定理、余弦定理及利用三角公式进行恒等变换的技能及运算能力，以化简、求值或判断三角形的形状为主，考查有关定理的应用、三角恒等变换的能力、运算能力以及转化的数学思想，一般难度不大．主题18．（本小题满分12分）已知等比数列{}n a 满足：2310a a -=，123125a a a =．（Ⅰ）求数列{}n a 的通项公式； （Ⅱ）是否存在正整数m ，使得121111ma a a +++≥？若存在，求m 的最小值；若不存在，说明理由．思路分析：考点解剖：本题主要考查等比数列的性质，通项公式，前n 项和与不等式的综合应用．同时考查分类讨论的数学方法．解题思路：（Ⅰ）利用等比数列的通项公式表示123,,a a a ，然后联立方程组求解；（Ⅱ）先利用{}na 的通项公式表示出1{}na 的通项公式，然后利用等比数列求和公式及分类讨论求解．解答过程：解：（Ⅰ）设等比数列{}n a 的公比为q ，则由已知可得331211125,||10,a q a q a q ⎧=⎪⎨-=⎪⎩解得15,33,a q ⎧=⎪⎨⎪=⎩或15,1.a q =-⎧⎨=-⎩ 故：1533n n a -=⋅，或15(1)n n a -=-⋅-． （Ⅱ）若1533n n a -=⋅，则1131()53n n a -=⋅，故：1{}n a 是首项为35，公比为13的等比数列，从而131[1()]191953[1()]11031013mmm n na =⋅-==⋅-<<-∑． 若1(5)(1)n na -=-⋅-，则111(1)5n n a -=--， 故1{}n a 是首项为15-，公比为1-的等比数列．从而11,21(),1502().mn n m k k a m k k +=+⎧-=-∈⎪=⎨⎪=∈⎩∑N N ,故111m n n a =<∑． 综上，对任何正整数m ，总有111mn na =<∑．故不存在正整数m ，使得121111ma a a +++≥成立． 规律总结：本题考查等差数列的通项公式、求和公式与解方程、不等式的综合运用．解决数列与其他知识的综合应用问题应对等差、等比数列的概念、性质有深刻的理解，然后运用数列的性质进行分析、转化从而解题．主题19．（本小题满分12分）如图，AB 是圆O 的直径，点C 是圆O 上异于,A B 的点，直线PC ⊥平面ABC ，E ，F 分别是PA ，PC 的中点．（Ⅰ）记平面BEF 与平面ABC 的交线为l ，试判断直线l 与平面PAC 的位置关系，并加以证明；（Ⅱ）设（Ⅰ）中的直线l 与圆O 的另一个交点为D ，且点Q 满足12DQ CP=．记直线PQ 与平面ABC 所成的角为θ，异面直线PQ 与EF 所成的角为α，二面角E l C --的大小为β，求证：sin sin sin θαβ=．思路分析：考点解剖：本题主要考查空间中线线、线面、面面关系的应用及空间想象能力，推理能力．解题思路：（Ⅰ）先证明直线//EF 平面ABC ，再证明//EF l ，从而得出：直线//l 平面PAC ；（Ⅱ）方法一：利用线面、面面关系、二面角的性质先找出直线l 为直线BD ，角θ为CDF ∠，角α为BDF ∠，角β为CBF ∠，然后求证．方法二：建立适当的空间直角坐标系，将几何问题转化为向量的坐标运算．解答过程：解：（Ⅰ）直线l ∥平面PAC ，证明如下：连接EF ，因为E ，F 分别是PA ，PC 的中点，所以EF ∥AC ． 又EF ⊄平面ABC ，且AC ⊂平面ABC ，所以EF ∥平面ABC ． 而EF ⊂平面BEF ，且平面BEF平面ABC l =，所以EF ∥l ．因为l ⊄平面PAC ，EF ⊂平面PAC ，所以直线l ∥平面PAC ．（Ⅱ）（综合法）如图1，连接BD ，由（Ⅰ）可知交线l 即为直线BD ，且l ∥AC ． 因为AB 是O 的直径，所以AC BC ⊥，于是l BC ⊥． 已知PC ⊥平面ABC ，而l ⊂平面ABC ，所以PC l ⊥． 而PCBC C =，所以l ⊥平面PBC ．连接BE ，BF ，因为BF ⊂平面PBC ，所以l BF ⊥．故CBF ∠就是二面角E l C --的平面角，即CBF β∠=． 由12DQ CP =，作DQ ∥CP ，且12DQ CP=． 连接PQ ，DF ，因为F 是CP 的中点，2CP PF =，所以DQ PF =． 从而四边形DQPF 是平行四边形，PQ ∥FD ．连接CD ，因为PC ⊥平面ABC ，所以CD 是FD 在平面ABC 内的射影， 故CDF ∠就是直线PQ 与平面ABC 所成的角，即CDF θ∠=． 又BD ⊥平面PBC ，有BD BF ⊥，知BDF ∠为锐角，故BDF ∠为异面直线PQ 与EF 所成的角，即BDF α∠=， 于是在Rt △DCF ，Rt △FBD ，Rt △BCF 中，分别可得sin CF DF θ=，sin BF DF α=，sin CF BF β=，从而sin sin sin CF BF CFBF DF DFαβθ=⋅==，即sin sin sin θαβ=． （Ⅱ）（向量法）如图2，由12DQ CP =，作DQ ∥CP ，且12DQ CP=． 第19题解答图1 第19题解答图2连接PQ ，EF ，BE ，BF ，BD ，由（Ⅰ）可知交线l 即为直线BD ． 以点C 为原点，向量,,CA CB CP所在直线分别为,,x y z 轴，建立如图所示的空间直角坐标系，设,,2CA a CB b CP c ===， 则有(0,0,0),(,0,0),(0,,0),(0,0,2),(,,)C A a B b P c Q a b c ，1(,0,),(0,0,)2E a cF c ． 于是1(,0,0)2FE a =，(,,)QP a b c =--，(0,,)BF b c =-， 所以||cos||||FE QP FE QP aα⋅==⋅，从而sin α=又取平面ABC 的一个法向量为(0,0,1)=m ，可得：||sin ||||QP QP a θ⋅==⋅m m ，设平面BEF 的一个法向量为(,,)x y z =n ， 所以由0,0,FE BF ⎧⋅=⎪⎨⋅=⎪⎩n n 可得：10,20.ax bycz ⎧=⎪⎨⎪-+=⎩ 取(0,,)c b =n ．于是|||cos |||||β⋅=⋅m n m n ，从而sinβ=． 故：sin sin sin αβθ===，即：sin sin sin θαβ=．规律总结：常规方法解决立体几何问题要注意充分利用各种性质定理、判定定理，挖掘出隐含的条件；利用空间向量解决立体几何问题时，关键是建立适当的空间直角坐标系．以上两点，可有效减少出错的几率．主题20．（本小题满分12分）假设每天从甲地去乙地的旅客人数X 是服从正态分布2(800,50)N 的随机变量．记一天中从甲地去乙地的旅客人数不超过900的概率为0p ．（Ⅰ）求0p 的值；（参考数据：若X ～2(,)N μσ，有()0.6826P X μσμσ-<≤+=，(22)0.9544P X μσμσ-<≤+=，(33)0.9974P X μσμσ-<≤+=．） （Ⅱ）某客运公司用A 、B 两种型号的车辆承担甲、乙两地间的长途客运业务，每车每天往返一次．A 、B 两种车辆的载客量分别为36人和60人，从甲地去乙地的营运成本分别为1600元/辆和2400元/辆．公司拟组建一个不超过21辆车的客运车队，并要求B 型车不多于A 型车7辆．若每天要以不小于0p 的概率运完从甲地去乙地的旅客，且使公司从甲地去乙地的营运成本最小，那么应配备A 型车、B 型车各多少辆?思路分析：考点解剖：本题主要考查正态分布、线性规划的实际应用． 解题思路：（Ⅰ）利用正态分布的定义和性质求解；（Ⅱ）根据题目条件先列出A B 、型号汽车数量需要满足的关系式，然后作图，利用可行域解题．解答过程：解：（Ⅰ）由于随机变量X 服从正态分布2(800,50)N ，故有800μ=，50σ=． (700900)0.9544P X <≤=．由正态分布的对称性，可得：0(900)(800)(800900)p P X P X P X =≤=≤+<≤11(700900)0.977222P X =+<≤=． （Ⅱ）设A 型、B 型车辆的数量分别为, x y 辆，则相应的营运成本为16002400x y +． 依题意，, x y 还需满足:021, 7, (3660)x y y x P X x y p +≤≤+≤+≥．由（Ⅰ）知，0(900)p P X =≤，故0(3660)P X x y p ≤+≥等价于3660900x y +≥．于是问题等价于求满足约束条件21, 7,3660900,, 0, ,x y y x x y x y x y +≤⎧⎪≤+⎪⎨+≥⎪⎪≥∈⎩N ，且使目标函数16002400z x y =+达到最小的,x y ． 作可行域如图所示，可行域的三个顶点坐标分别为(5,12), (7,14), (15,6)P Q R ．由图可知，当直线16002400z x y =+经过可行域的点P 时，直线16002400z x y =+在y 轴上截距2400z 最小，即取得最小值． 故应配备A 型车5辆、B 型车12辆．规律总结：线性规划问题，目标函数的最值一般在可行域边界的几个顶点处取得．但当顶点坐标(,)x y 中的,x y 为非整数或负数时，我们还必须注意考虑,x y 的实际意义，以免出错．主题21．（本小题满分13分）如图，已知椭圆1C 与2C 的中心在坐标原点O ，长轴均为MN 且在x 轴上，短轴长分别为()2,2m n m n >，过原点且不与x 轴重合的直线l 与1C ，2C 的四个交点按纵坐标从大到小依次为A ，B ，C ，D ．记m nλ=，BDM ∆和ABN ∆的面积分别为1S 和2S ．（Ⅰ）当直线l 与y 轴重合时，若12S S λ=，求λ的值；（Ⅱ）当λ变化时，是否存在与坐标轴不重合的直线l ，使得12S S λ=？并说明理由．思路分析：考点解剖：本题主要考查椭圆的性质、圆锥曲线的综合应用以及分类讨论的思想方法．解题思路：（Ⅰ）方法一：先利用椭圆的代数性质求出12,S S 的值，然后利用方程12S S λ=求解．方法二：利用椭圆的几何性质求出12,S S 的值，然后利用方程12S S λ=求解．（Ⅱ）方法一：先假设存在λ，然后根据12S S λ=得出||||AD BC 关于λ的方程，同时利用直线与椭圆的性质，得出||||AD BC 关于椭圆代数式的方程，最后联立方程组求解．方法二：先假设存在λ，然后根据12S S λ=得出A Bx x 关于λ的方程，同时利用直线与椭圆的性质，得出A Bx x 关于椭圆代数式的方程，最后联立方程组求解．解答过程：解：依题意可设椭圆1C 和2C 的方程分别为1C ：22221x y a m +=，2C ：22221x y a n +=．其中0a m n >>>， 1.m n λ=> （Ⅰ）解法1：如图1，若直线l 与y 轴重合，即直线l 的方程为0x =，则： 111||||||22S BD OM a BD =⋅=，211||||||22S AB ON a AB =⋅=，所以12||||S BD S AB =． 在C 1和C 2的方程中分别令0x =，可得A y m =，B y n =，D y m =-，于是||||1||||1B D A B y y BD m n AB y y m n λλ-++===---．若12S S λ=，则11λλλ+=-，化简得：2210λλ--=．由1λ>，可解得：1λ=．故当直线l 与y 轴重合时，若12S S λ=，则1λ=．解法2：如图1，若直线l 与y 轴重合，则：||||||BD OB OD m n =+=+，||||||AB OA OB m n =-=-;111||||||22S BD OM a BD =⋅=，211||||||22S AB ON a AB =⋅=．所以12||1||1S BD m n S AB m n λλ++===--．若12S S λ=，则11λλλ+=-，化简得2210λλ--=．由1λ>，可解得1λ=．故当直线l 与y 轴重合时，若12S S λ=，则1λ=．（Ⅱ）解法1：如图2，若存在与坐标轴不重合的直线l ，使得12S S λ=．根据对称性，不妨设直线l ：(0)y kx k =>，点(,0)M a -，(,0)N a 到直线l 的距离分别为1d ，2d ，则：因为1d ==，2d ==，所以12d d =．又111||2S BD d =，221||2S AB d =，所以12||||S BD S AB λ==，即||||BD AB λ=． 由对称性可知||||AB CD =，所以||||||(1)||BC BD AB AB λ=-=-， ||||||(1)||AD BD AB AB λ=+=+，于是：||1||1AD BC λλ+=-． ① 将l 的方程分别与C 1，C 2的方程联立，可求得A x =，B x =．根据对称性可知C B x x =-，D Ax x =-，于是：2||||2A B x AD BC x ==②从而由①和②式可得第21题解答图1第21题解答图21(1)λλλ+-． ③令1(1)t λλλ+=-，则由m n >，可得1t ≠，于是由③可解得222222(1)(1)n t k a t λ-=-．因为0k ≠，所以20k >．于是③式关于k 有解，当且仅当22222(1)0(1)n t a t λ->-，等价于2221(1)()0t t λ--<．由1λ>，可解得11t λ<<，即111(1)λλλλ+<<-，由1λ>，解得1λ>当11λ<≤+l ，使得12S S λ=；当1λ>l 使得12S S λ=．解法2：如图2，若存在与坐标轴不重合的直线l ，使得12S S λ=．根据对称性，不妨设直线l ：(0)y kx k =>，点(,0)M a -，(,0)N a 到直线l 的距离分别为1d ，2d ，则：因为1d ==，2d ==，所以12d d =．又111||2S BD d =，221||2S AB d =，所以12||||S BD S AB λ==．因为||||A B A Bx x BD AB x x λ+==-，所以11AB xx λλ+=-．由点(,)A A A x kx ，(,)B BB x kx 分别在C 1，C 2上，可得：222221A A x k x a m +=，222221B Bx k x a n +=，两式相减可得：22222222()0A B A B x x k x x a m λ--+=， 依题意0A B x x >>，所以22A Bx x >．所以由上式解得：22222222()()A B B A m x x k a x x λ-=-．因为20k >，所以由2222222()0()A BB A m x x a x x λ->-，可解得：1AB x x λ<<． 从而111λλλ+<<-，解得：1λ>+当11λ<≤+l ，使得12S S λ=；当1λ>l 使得12S S λ=．规律总结：本题是涉及圆锥曲线的存在性问题，此类问题一般分为探究条件和探究结论两种，若探究条件，则可先假设条件成立，再验证结论是否成立，成立则存在，否则不存在．若探究结论，则应先求出结论的表达式，再针对其表达式进行讨论．主题22．（本小题满分14分） 设n 是正整数，r 为正有理数．（Ⅰ）求函数1()(1)(1)1(1)r f x x r x x +=+-+->-的最小值； （Ⅱ）证明：1111(1)(1)11r r r r rn n n n n r r ++++--+-<<++；（Ⅲ）设x ∈R ，记x ⎡⎤⎢⎥为不小于．．．x 的最小整数，例如22=⎡⎤⎢⎥，π4=⎡⎤⎢⎥，312⎡⎤-=-⎢⎥⎢⎥．令3125S =+，求S ⎡⎤⎢⎥的值．（参考数据：4380344.7≈，4381350.5≈，43124618.3≈，43126631.7≈）思路分析：考点解剖：本题主要考查导数、函数单调性、不等式证明以及分类讨论、推理能力． 解题思路：（Ⅰ）先求出函数()f x 的导函数，然后利用导函数的性质求最小值； （Ⅱ）通过取11,x x n n==-，利用函数()f x 的单调性求证；（Ⅲ）令13r =，n 分别取值81,82，…，125，利用（Ⅱ）的结论解题．解答过程：解：（Ⅰ）因为()(1)(1)(1)(1)[(1)1]r r f x r x r r x '=++-+=++-，令()0f x '=，解得0x =． 当10x -<<时，()0f x '<，所以()f x 在(1,0)-内是减函数； 当0x >时，()0f x '>，所以()f x 在(0,)+∞内是增函数．故函数()f x 在0x =处取得最小值(0)0f =． （Ⅱ）由（Ⅰ），当(1,)x ∈-+∞时，有()(0)0f x f ≥=，即：1(1)1(1)r x r x ++≥++，且等号当且仅当0x =时成立，故当1x >-且0x ≠时，有1(1)1(1)r x r x ++>++． ① 在①中，令1x n =（这时1x >-且0x ≠），得111(1)1r r n n+++>+．上式两边同乘1r n +，得：11(1)(1)r r r n n n r +++>++，即：11(1).1r r rn n n r +++-<+ ②当1n >时，在①中令1x n=-（这时1x >-且0x ≠），类似可得： 11(1).1r r rn n n r ++-->+ ③ 且当1n =时，③也成立． 综合②，③得：1111(1)(1).11r r r r rn n n n n r r ++++--+-<<++ ④ （Ⅲ）在④中，令13r =，n 分别取值81，82，83，…，125，得： 44443333338180(8281)44-<-（）， 44443333338281(8382)44--（）， 44443333338382(8483)44-<<-（， ………4444333333125124(126125)44-<<-（）． 将以上各式相加，并整理得：444433333312580(12681)44S -<<-（）． 代入数据计算，可得：4433312580210.24-≈（），4433312681210.94-≈（）．由S ⎡⎤⎢⎥的定义，得211S =⎡⎤⎢⎥． 规律总结：本题要注意通过取特殊值1x n=-，从而与不等式的证明巧妙的联系在一起．在解题过程中要注意定义域的范围的确定，否则极易出错．。
2013高考湖北数学真题及答案
绝密★启用前2013年普通高等学校招生全国统一考试(湖北卷)数学(文史类)本试题卷共5页，22题。
全卷满分150分。
考试用时120分钟。
★祝考试顺利★注意事项：1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
用统一提供的2B铅笔将答题卡上试卷类型A后的方框涂黑。
2.选择题的作答：每小题选出答案后，用统一提供的2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。
如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。
答在试题卷、草稿纸上无效。
3.填空题和解答题的作答：用统一提供的签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。
答在试题卷、草稿纸上无效。
4.考生必须保持答题卡的整洁。
考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。
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.已知全集，集合，，则A. B. C. D.2.已知，则双曲线：与：的A.实轴长相等B.虚轴长相等C.离心率相等D.焦距相等3.在一次跳伞训练中，甲、乙两位学员各跳一次.设命题p是“甲降落在指定范围”，q 是“乙降落在指定范围”，则命题“至少有一位学员没有降落在指定范围”可表示为A.∨B.∨C.∧D.∨4.四名同学根据各自的样本数据研究变量之间的相关关系，并求得回归直线方程，分别得到以下四个结论：① y与x负相关且; ② y与x负相关且;③ y与x正相关且; ④ y与x正相关且.其中一定不正确的结论的序号是A.①②B.②③C.③④D. ①④5.小明骑车上学，开始时匀速行驶，途中因交通堵塞停留了一段时间，后为了赶时间加快速度行驶. 与以上事件吻合得最好的图象是6.将函数的图象向左平移个单位长度后，所得到的图象关于y轴对称，则m的最小值是A. B. C. D.7.已知点、、、，则向量在方向上的投影为A. B. C. D.8.x为实数，表示不超过的最大整数，则函数在上为A.奇函数B.偶函数C.增函数D. 周期函数9.某旅行社租用、两种型号的客车安排900名客人旅行，、两种车辆的载客量分别为36人和60人，租金分别为1600元/辆和2400元/辆，旅行社要求租车总数不超过21辆，且型车不多于型车7辆.则租金最少为A.31200元B.36000元C.36800元D.38400元10.已知函数有两个极值点，则实数的取值范围是A. B. C. D.二、填空题：本大题共7小题，每小题5分，共35分.请将答案填在答题卡对应题号的位置上. 答错位置，书写不清，模棱两可均不得分.11.为虚数单位，设复数，在复平面内对应的点关于原点对称，若，则 .12.某学员在一次射击测试中射靶10次，命中环数如下：7，8，7，9，5，4，9，10，7，4则(Ⅰ)平均命中环数为 ;(Ⅱ)命中环数的标准差为 .13.阅读如图所示的程序框图，运行相应的程序. 若输入的值为2，则输出的结果 .14.已知圆：，直线：().设圆上到直线的距离等于1的点的个数为，则 .15.在区间上随机地取一个数x，若x满足的概率为，则 .16.我国古代数学名著《数书九章》中有“天池盆测雨”题：在下雨时，用一个圆台形的天池盆接雨水. 天池盆盆口直径为二尺八寸，盆底直径为一尺二寸，盆深一尺八寸. 若盆中积水深九寸，则平地降雨量是寸.(注：①平地降雨量等于盆中积水体积除以盆口面积;②一尺等于十寸)17.在平面直角坐标系中，若点的坐标，均为整数，则称点为格点. 若一个多边形的顶点全是格点，则称该多边形为格点多边形. 格点多边形的面积记为，其内部的格点数记为，边界上的格点数记为. 例如图中△是格点三角形，对应的，，.(Ⅰ)图中格点四边形DEFG对应的分别是 ;(Ⅱ)已知格点多边形的面积可表示为，其中a，b，c为常数.若某格点多边形对应的，，则 (用数值作答).三、解答题：本大题共5小题，共65分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.18.(本小题满分12分)在△中，角，，对应的边分别是，，. 已知.(Ⅰ)求角A的大小;(Ⅱ)若△的面积，，求的值.19.(本小题满分13分)已知是等比数列的前项和，，，成等差数列，且.(Ⅰ)求数列的通项公式;(Ⅱ)是否存在正整数，使得?若存在，求出符合条件的所有的集合;若不存在，说明理由.20.(本小题满分13分)如图，某地质队自水平地面A，B，C三处垂直向地下钻探，自A点向下钻到A1处发现矿藏，再继续下钻到A2处后下面已无矿，从而得到在A处正下方的矿层厚度为.同样可得在B，C处正下方的矿层厚度分别为，，且. 过，的中点，且与直线平行的平面截多面体所得的截面为该多面体的一个中截面，其面积记为.(Ⅰ)证明：中截面是梯形;(Ⅱ)在△ABC中，记，BC边上的高为，面积为. 在估测三角形区域内正下方的矿藏储量(即多面体的体积)时，可用近似公式来估算. 已知，试判断与V的大小关系，并加以证明.21.(本小题满分13分)设，，已知函数.(Ⅰ)当时，讨论函数的单调性;(Ⅱ)当时，称为、关于的加权平均数.(i)判断, ,是否成等比数列，并证明;(ii)、的几何平均数记为G. 称为、的调和平均数，记为H.若，求的取值范围.22.(本小题满分14分)如图，已知椭圆与的中心在坐标原点，长轴均为且在轴上，短轴长分别为，，过原点且不与轴重合的直线与，的四个交点按纵坐标从大到小依次为A，B，C，D.记，△和△的面积分别为和.(Ⅰ)当直线与轴重合时，若，求的值;(Ⅱ)当变化时，是否存在与坐标轴不重合的直线l，使得?并说明理由.。
2013湖北省高考数学试题及答案
绝密★启用前2013年普通高等学校招生全国统一考试(湖北卷)数学(文史类)本试题卷共5页，22题。
全卷满分150分。
考试用时120分钟。
★祝考试顺利★注意事项：1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
用统一提供的2B铅笔将答题卡上试卷类型A后的方框涂黑。
2.选择题的作答：每小题选出答案后，用统一提供的2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。
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答在试题卷、草稿纸上无效。
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4.考生必须保持答题卡的整洁。
考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。
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.已知全集，集合，，则A. B. C. D.2.已知，则双曲线：与：的A.实轴长相等B.虚轴长相等C.离心率相等D.焦距相等3.在一次跳伞训练中，甲、乙两位学员各跳一次.设命题p是“甲降落在指定范围”，q 是“乙降落在指定范围”，则命题“至少有一位学员没有降落在指定范围”可表示为A.∨B.∨C.∧D.∨4.四名同学根据各自的样本数据研究变量之间的相关关系，并求得回归直线方程，分别得到以下四个结论：① y与x负相关且; ② y与x负相关且;③ y与x正相关且; ④ y与x正相关且.其中一定不正确的结论的序号是A.①②B.②③C.③④D. ①④5.小明骑车上学，开始时匀速行驶，途中因交通堵塞停留了一段时间，后为了赶时间加快速度行驶. 与以上事件吻合得最好的图象是6.将函数的图象向左平移个单位长度后，所得到的图象关于y轴对称，则m的最小值是A. B. C. D.7.已知点、、、，则向量在方向上的投影为A. B. C. D.8.x为实数，表示不超过的最大整数，则函数在上为A.奇函数B.偶函数C.增函数D. 周期函数9.某旅行社租用、两种型号的客车安排900名客人旅行，、两种车辆的载客量分别为36人和60人，租金分别为1600元/辆和2400元/辆，旅行社要求租车总数不超过21辆，且型车不多于型车7辆.则租金最少为A.31200元B.36000元C.36800元D.38400元10.已知函数有两个极值点，则实数的取值范围是A. B. C. D.二、填空题：本大题共7小题，每小题5分，共35分.请将答案填在答题卡对应题号的位置上. 答错位置，书写不清，模棱两可均不得分.11.为虚数单位，设复数，在复平面内对应的点关于原点对称，若，则 .12.某学员在一次射击测试中射靶10次，命中环数如下：7，8，7，9，5，4，9，10，7，4则(Ⅰ)平均命中环数为 ;(Ⅱ)命中环数的标准差为 .13.阅读如图所示的程序框图，运行相应的程序. 若输入的值为2，则输出的结果 .14.已知圆：，直线：().设圆上到直线的距离等于1的点的个数为，则 .15.在区间上随机地取一个数x，若x满足的概率为，则 .16.我国古代数学名著《数书九章》中有“天池盆测雨”题：在下雨时，用一个圆台形的天池盆接雨水. 天池盆盆口直径为二尺八寸，盆底直径为一尺二寸，盆深一尺八寸. 若盆中积水深九寸，则平地降雨量是寸.(注：①平地降雨量等于盆中积水体积除以盆口面积;②一尺等于十寸)17.在平面直角坐标系中，若点的坐标，均为整数，则称点为格点. 若一个多边形的顶点全是格点，则称该多边形为格点多边形. 格点多边形的面积记为，其内部的格点数记为，边界上的格点数记为. 例如图中△是格点三角形，对应的，，.(Ⅰ)图中格点四边形DEFG对应的分别是 ;(Ⅱ)已知格点多边形的面积可表示为，其中a，b，c为常数.若某格点多边形对应的，，则 (用数值作答).三、解答题：本大题共5小题，共65分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.18.(本小题满分12分)在△中，角，，对应的边分别是，，. 已知.(Ⅰ)求角A的大小;(Ⅱ)若△的面积，，求的值.19.(本小题满分13分)已知是等比数列的前项和，，，成等差数列，且.(Ⅰ)求数列的通项公式;(Ⅱ)是否存在正整数，使得?若存在，求出符合条件的所有的集合;若不存在，说明理由.20.(本小题满分13分)如图，某地质队自水平地面A，B，C三处垂直向地下钻探，自A点向下钻到A1处发现矿藏，再继续下钻到A2处后下面已无矿，从而得到在A处正下方的矿层厚度为.同样可得在B，C处正下方的矿层厚度分别为，，且. 过，的中点，且与直线平行的平面截多面体所得的截面为该多面体的一个中截面，其面积记为.(Ⅰ)证明：中截面是梯形;(Ⅱ)在△ABC中，记，BC边上的高为，面积为. 在估测三角形区域内正下方的矿藏储量(即多面体的体积)时，可用近似公式来估算. 已知，试判断与V的大小关系，并加以证明.21.(本小题满分13分)设，，已知函数.(Ⅰ)当时，讨论函数的单调性;(Ⅱ)当时，称为、关于的加权平均数.(i)判断, ,是否成等比数列，并证明;(ii)、的几何平均数记为G. 称为、的调和平均数，记为H.若，求的取值范围.22.(本小题满分14分)如图，已知椭圆与的中心在坐标原点，长轴均为且在轴上，短轴长分别为，，过原点且不与轴重合的直线与，的四个交点按纵坐标从大到小依次为A，B，C，D.记，△和△的面积分别为和.(Ⅰ)当直线与轴重合时，若，求的值;(Ⅱ)当变化时，是否存在与坐标轴不重合的直线l，使得?并说明理由.新课标第一网系列资料。
2013年全国统一高考真题数学试卷(理科)(新课标ⅰ)(含答案及解析)
2013年全国统一高考数学试卷（理科）（新课标Ⅰ）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，只有一个是符合题目要求的.1．（5分）已知集合A={x|x2﹣2x＞0}，B={x|﹣＜x＜}，则（）A．A∩B=∅B．A∪B=R C．B⊆A D．A⊆B2．（5分）若复数z满足（3﹣4i）z=|4+3i|，则z的虚部为（）A．﹣4B．C．4D．3．（5分）为了解某地区中小学生的视力情况，拟从该地区的中小学生中抽取部分学生进行调查，事先已经了解到该地区小学、初中、高中三个学段学生的视力情况有较大差异，而男女生视力情况差异不大．在下面的抽样方法中，最合理的抽样方法是（）A．简单的随机抽样B．按性别分层抽样C．按学段分层抽样D．系统抽样4．（5分）已知双曲线C：（a＞0，b＞0）的离心率为，则C的渐近线方程为（）A．y=B．y=C．y=±x D．y=5．（5分）执行程序框图，如果输入的t∈[﹣1，3]，则输出的s属于（）A．[﹣3，4]B．[﹣5，2]C．[﹣4，3]D．[﹣2，5] 6．（5分）如图，有一个水平放置的透明无盖的正方体容器，容器高8cm，将一个球放在容器口，再向容器注水，当球面恰好接触水面时测得水深为6cm，如不计容器的厚度，则球的体积为（）A．B．C．D．7．（5分）设等差数列{a n}的前n项和为S n，若S m﹣1=﹣2，S m=0，S m+1=3，则m=（）A．3B．4C．5D．68．（5分）某几何体的三视图如图所示，则该几何体的体积为（）A．16+8πB．8+8πC．16+16πD．8+16π9．（5分）设m为正整数，（x+y）2m展开式的二项式系数的最大值为a，（x+y）2m+1展开式的二项式系数的最大值为b，若13a=7b，则m=（）A．5B．6C．7D．810．（5分）已知椭圆E：的右焦点为F（3，0），过点F的直线交椭圆E于A、B两点．若AB的中点坐标为（1，﹣1），则E的方程为（）A．B．C．D．11．（5分）已知函数f（x）=，若|f（x）|≥ax，则a的取值范围是（）A．（﹣∞，0]B．（﹣∞，1]C．[﹣2，1]D．[﹣2，0] 12．（5分）设△A n B n C n的三边长分别为a n，b n，c n，△A n B n C n的面积为S n，n=1，2，3…若b1＞c1，b1+c1=2a1，a n+1=a n，，，则（）A．{S n}为递减数列B．{S n}为递增数列C．{S2n﹣1}为递增数列，{S2n}为递减数列D．{S2n﹣1}为递减数列，{S2n}为递增数列二.填空题：本大题共4小题，每小题5分.13．（5分）已知两个单位向量，的夹角为60°，=t+（1﹣t）．若•=0，则t=．14．（5分）若数列{a n}的前n项和为S n=a n+，则数列{a n}的通项公式是a n=．15．（5分）设当x=θ时，函数f（x）=sinx﹣2cosx取得最大值，则cosθ=．16．（5分）若函数f（x）=（1﹣x2）（x2+ax+b）的图象关于直线x=﹣2对称，则f（x）的最大值为．三、解答题：解答应写出文字说明，证明过程或演算步骤.17．（12分）如图，在△ABC中，∠ABC=90°，AB=，BC=1，P为△ABC内一点，∠BPC=90°．（1）若PB=，求PA；（2）若∠APB=150°，求tan∠PBA．18．（12分）如图，三棱柱ABC﹣A1B1C1中，CA=CB，AB=AA1，∠BAA1=60°．（Ⅰ）证明AB⊥A1C；（Ⅱ）若平面ABC⊥平面AA1B1B，AB=CB=2，求直线A1C与平面BB1C1C所成角的正弦值．19．（12分）一批产品需要进行质量检验，检验方案是：先从这批产品中任取4件作检验，这4件产品中优质品的件数记为n．如果n=3，再从这批产品中任取4件作检验，若都为优质品，则这批产品通过检验；如果n=4，再从这批产品中任取1件作检验，若为优质品，则这批产品通过检验；其他情况下，这批产品都不能通过检验．假设这批产品的优质品率为50%，即取出的产品是优质品的概率都为，且各件产品是否为优质品相互独立．（Ⅰ）求这批产品通过检验的概率；（Ⅱ）已知每件产品检验费用为100元，凡抽取的每件产品都需要检验，对这批产品作质量检验所需的费用记为X（单位：元），求X的分布列及数学期望．20．（12分）已知圆M：（x+1）2+y2=1，圆N：（x﹣1）2+y2=9，动圆P与圆M外切并与圆N内切，圆心P的轨迹为曲线C．（Ⅰ）求C的方程；（Ⅱ）l是与圆P，圆M都相切的一条直线，l与曲线C交于A，B两点，当圆P 的半径最长时，求|AB|．21．（12分）已知函数f（x）=x2+ax+b，g（x）=e x（cx+d），若曲线y=f（x）和曲线y=g（x）都过点P（0，2），且在点P处有相同的切线y=4x+2．（Ⅰ）求a，b，c，d的值；（Ⅱ）若x≥﹣2时，f（x）≤kg（x），求k的取值范围．四、请考生在第22、23、24题中任选一道作答，并用2B铅笔将答题卡上所选的题目对应的题号右侧方框涂黑，按所涂题号进行评分；多涂、多答，按所涂的首题进行评分，不涂，按本选考题的首题进行评分.22．（10分）（选修4﹣1：几何证明选讲）如图，直线AB为圆的切线，切点为B，点C在圆上，∠ABC的角平分线BE交圆于点E，DB垂直BE交圆于D．（Ⅰ）证明：DB=DC；（Ⅱ）设圆的半径为1，BC=，延长CE交AB于点F，求△BCF外接圆的半径．23．已知曲线C1的参数方程为（t为参数），以坐标原点为极点，x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系，曲线C2的极坐标方程为ρ=2sinθ．（1）把C1的参数方程化为极坐标方程；（2）求C1与C2交点的极坐标（ρ≥0，0≤θ＜2π）．24．已知函数f（x）=|2x﹣1|+|2x+a|，g（x）=x+3．（Ⅰ）当a=﹣2时，求不等式f（x）＜g（x）的解集；（Ⅱ）设a＞﹣1，且当x∈[﹣，]时，f（x）≤g（x），求a的取值范围．2013年全国统一高考数学试卷（理科）（新课标Ⅰ）参考答案与试题解析一、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，只有一个是符合题目要求的.1．（5分）已知集合A={x|x2﹣2x＞0}，B={x|﹣＜x＜}，则（）A．A∩B=∅B．A∪B=R C．B⊆A D．A⊆B【考点】1D：并集及其运算；73：一元二次不等式及其应用．【专题】59：不等式的解法及应用；5J：集合．【分析】根据一元二次不等式的解法，求出集合A，再根据的定义求出A∩B和A∪B．【解答】解：∵集合A={x|x2﹣2x＞0}={x|x＞2或x＜0}，∴A∩B={x|2＜x＜或﹣＜x＜0}，A∪B=R，故选：B．【点评】本题考查一元二次不等式的解法，以及并集的定义，属于基础题．2．（5分）若复数z满足（3﹣4i）z=|4+3i|，则z的虚部为（）A．﹣4B．C．4D．【考点】A5：复数的运算．【专题】5N：数系的扩充和复数．【分析】由题意可得z==，再利用两个复数代数形式的乘除法法则化简为+i，由此可得z的虚部．【解答】解：∵复数z满足（3﹣4i）z=|4+3i|，∴z====+i，故z的虚部等于，故选：D．【点评】本题主要考查复数的基本概念，两个复数代数形式的乘除法法则的应用，属于基础题．3．（5分）为了解某地区中小学生的视力情况，拟从该地区的中小学生中抽取部分学生进行调查，事先已经了解到该地区小学、初中、高中三个学段学生的视力情况有较大差异，而男女生视力情况差异不大．在下面的抽样方法中，最合理的抽样方法是（）A．简单的随机抽样B．按性别分层抽样C．按学段分层抽样D．系统抽样【考点】B3：分层抽样方法．【专题】21：阅读型．【分析】若总体由差异明显的几部分组成时，经常采用分层抽样的方法进行抽样．【解答】解：我们常用的抽样方法有：简单随机抽样、分层抽样和系统抽样，而事先已经了解到该地区小学、初中、高中三个学段学生的视力情况有较大差异，而男女生视力情况差异不大．了解某地区中小学生的视力情况，按学段分层抽样，这种方式具有代表性，比较合理．故选：C．【点评】本小题考查抽样方法，主要考查抽样方法，属基本题．4．（5分）已知双曲线C：（a＞0，b＞0）的离心率为，则C的渐近线方程为（）A．y=B．y=C．y=±x D．y=【考点】KC：双曲线的性质．【专题】5D：圆锥曲线的定义、性质与方程．【分析】由离心率和abc的关系可得b2=4a2，而渐近线方程为y=±x，代入可得答案．【解答】解：由双曲线C：（a＞0，b＞0），则离心率e===，即4b2=a2，故渐近线方程为y=±x=x，故选：D．【点评】本题考查双曲线的简单性质，涉及的渐近线方程，属基础题．5．（5分）执行程序框图，如果输入的t∈[﹣1，3]，则输出的s属于（）A．[﹣3，4]B．[﹣5，2]C．[﹣4，3]D．[﹣2，5]【考点】3B：分段函数的解析式求法及其图象的作法；EF：程序框图．【专题】27：图表型；5K：算法和程序框图．【分析】本题考查的知识点是程序框图，分析程序中各变量、各语句的作用，再根据流程图所示的顺序，可知：该程序的作用是计算一个分段函数的函数值，由条件为t＜1我们可得，分段函数的分类标准，由分支结构中是否两条分支上对应的语句行，我们易得函数的解析式．【解答】解：由判断框中的条件为t＜1，可得：函数分为两段，即t＜1与t≥1，又由满足条件时函数的解析式为：s=3t；不满足条件时，即t≥1时，函数的解析式为：s=4t﹣t2故分段函数的解析式为：s=，如果输入的t∈[﹣1，3]，画出此分段函数在t∈[﹣1，3]时的图象，则输出的s属于[﹣3，4]．故选：A．【点评】要求条件结构对应的函数解析式，要分如下几个步骤：①分析流程图的结构，分析条件结构是如何嵌套的，以确定函数所分的段数；②根据判断框中的条件，设置分类标准；③根据判断框的“是”与“否”分支对应的操作，分析函数各段的解析式；④对前面的分类进行总结，写出分段函数的解析式．6．（5分）如图，有一个水平放置的透明无盖的正方体容器，容器高8cm，将一个球放在容器口，再向容器注水，当球面恰好接触水面时测得水深为6cm，如不计容器的厚度，则球的体积为（）A．B．C．D．【考点】LG：球的体积和表面积．【专题】11：计算题；5F：空间位置关系与距离．【分析】设正方体上底面所在平面截球得小圆M，可得圆心M为正方体上底面正方形的中心．设球的半径为R，根据题意得球心到上底面的距离等于（R﹣2）cm，而圆M的半径为4，由球的截面圆性质建立关于R的方程并解出R=5，用球的体积公式即可算出该球的体积．【解答】解：设正方体上底面所在平面截球得小圆M，则圆心M为正方体上底面正方形的中心．如图．设球的半径为R，根据题意得球心到上底面的距离等于（R﹣2）cm，而圆M的半径为4，由球的截面圆性质，得R2=（R﹣2）2+42，解出R=5，∴根据球的体积公式，该球的体积V===．故选：A．【点评】本题给出球与正方体相切的问题，求球的体积，着重考查了正方体的性质、球的截面圆性质和球的体积公式等知识，属于中档题．7．（5分）设等差数列{a n}的前n项和为S n，若S m﹣1=﹣2，S m=0，S m+1=3，则m=（）A．3B．4C．5D．6【考点】83：等差数列的性质；85：等差数列的前n项和．【专题】11：计算题；54：等差数列与等比数列．【分析】由a n与S n的关系可求得a m+1与a m，进而得到公差d，由前n项和公式及S m=0可求得a1，再由通项公式及a m=2可得m值．【解答】解：a m=S m﹣S m﹣1=2，a m+1=S m+1﹣S m=3，所以公差d=a m﹣a m=1，+1S m==0，m﹣1＞0，m＞1，因此m不能为0，得a1=﹣2，所以a m=﹣2+（m﹣1）•1=2，解得m=5，另解：等差数列{a n}的前n项和为S n，即有数列{}成等差数列，则，，成等差数列，可得2•=+，即有0=+，解得m=5．又一解：由等差数列的求和公式可得（m﹣1）（a1+a m﹣1）=﹣2，m（a1+a m）=0，（m+1）（a1+a m+1）=3，可得a1=﹣a m，﹣2a m+a m+1+a m+1=+=0，解得m=5．故选：C．【点评】本题考查等差数列的通项公式、前n项和公式及通项a n与S n的关系，考查学生的计算能力．8．（5分）某几何体的三视图如图所示，则该几何体的体积为（）A．16+8πB．8+8πC．16+16πD．8+16π【考点】L!：由三视图求面积、体积．【专题】16：压轴题；27：图表型．【分析】三视图复原的几何体是一个长方体与半个圆柱的组合体，依据三视图的数据，得出组合体长、宽、高，即可求出几何体的体积．【解答】解：三视图复原的几何体是一个长方体与半个圆柱的组合体，如图，其中长方体长、宽、高分别是：4，2，2，半个圆柱的底面半径为2，母线长为4．∴长方体的体积=4×2×2=16，半个圆柱的体积=×22×π×4=8π所以这个几何体的体积是16+8π；故选：A．【点评】本题考查了几何体的三视图及直观图的画法，三视图与直观图的关系，柱体体积计算公式，空间想象能力9．（5分）设m为正整数，（x+y）2m展开式的二项式系数的最大值为a，（x+y）2m+1展开式的二项式系数的最大值为b，若13a=7b，则m=（）A．5B．6C．7D．8【考点】DA：二项式定理．【专题】5P：二项式定理．【分析】根据二项式系数的性质求得a和b，再利用组合数的计算公式，解方程13a=7b求得m的值．【解答】解：∵m为正整数，由（x+y）2m展开式的二项式系数的最大值为a，以及二项式系数的性质可得a=，同理，由（x+y）2m+1展开式的二项式系数的最大值为b，可得b==．再由13a=7b，可得13=7，即13×=7×，即13=7×，即13（m+1）=7（2m+1），解得m=6，故选：B．【点评】本题主要考查二项式系数的性质的应用，组合数的计算公式，属于中档题．10．（5分）已知椭圆E：的右焦点为F（3，0），过点F的直线交椭圆E于A、B两点．若AB的中点坐标为（1，﹣1），则E的方程为（）A．B．C．D．【考点】K3：椭圆的标准方程．【专题】5D：圆锥曲线的定义、性质与方程．【分析】设A（x1，y1），B（x2，y2），代入椭圆方程得，利用“点差法”可得．利用中点坐标公式可得x1+x2=2，y1+y2=﹣2，利用斜率计算公式可得==．于是得到，化为a2=2b2，再利用c=3=，即可解得a2，b2．进而得到椭圆的方程．【解答】解：设A（x1，y1），B（x2，y2），代入椭圆方程得，相减得，∴．∵x1+x2=2，y1+y2=﹣2，==．∴，化为a2=2b2，又c=3=，解得a2=18，b2=9．∴椭圆E的方程为．故选：D．【点评】熟练掌握“点差法”和中点坐标公式、斜率的计算公式是解题的关键．11．（5分）已知函数f（x）=，若|f（x）|≥ax，则a的取值范围是（）A．（﹣∞，0]B．（﹣∞，1]C．[﹣2，1]D．[﹣2，0]【考点】7E：其他不等式的解法．【专题】16：压轴题；59：不等式的解法及应用．【分析】由函数图象的变换，结合基本初等函数的图象可作出函数y=|f（x）|的图象，和函数y=ax的图象，由导数求切线斜率可得l的斜率，进而数形结合可得a的范围．【解答】解：由题意可作出函数y=|f（x）|的图象，和函数y=ax的图象，由图象可知：函数y=ax的图象为过原点的直线，当直线介于l和x轴之间符合题意，直线l为曲线的切线，且此时函数y=|f（x）|在第二象限的部分解析式为y=x2﹣2x，求其导数可得y′=2x﹣2，因为x≤0，故y′≤﹣2，故直线l的斜率为﹣2，故只需直线y=ax的斜率a介于﹣2与0之间即可，即a∈[﹣2，0]故选：D．【点评】本题考查其它不等式的解法，数形结合是解决问题的关键，属中档题．12．（5分）设△A n B n C n的三边长分别为a n，b n，c n，△A n B n C n的面积为S n，n=1，2，3…若b1＞c1，b1+c1=2a1，a n+1=a n，，，则（）A．{S n}为递减数列B．{S n}为递增数列C．{S2n﹣1}为递增数列，{S2n}为递减数列D．{S2n﹣1}为递减数列，{S2n}为递增数列【考点】82：数列的函数特性；8H：数列递推式．【专题】16：压轴题；54：等差数列与等比数列；55：点列、递归数列与数学归纳法．=a n可知△A n B n C n的边B n C n为定值a1，由b n+1+c n+1﹣【分析】由a n+12a1=及b1+c1=2a1得b n+c n=2a1，则在△A n B n C n中边长B n C n=a1为定值，另两边A n C n、A n B n的长度之和b n+c n=2a1为定值，由此可知顶点A n在以B n、C n为焦点的椭圆上，根据b n+1﹣c n+1=，得b n﹣c n=，可知n→+∞时b n→c n，据此可判断△A n B n C n的边B nC n的高h n随着n的增大而增大，再由三角形面积公式可得到答案．【解答】解：b1=2a1﹣c1且b1＞c1，∴2a1﹣c1＞c1，∴a1＞c1，∴b1﹣a1=2a1﹣c1﹣a1=a1﹣c1＞0，∴b1＞a1＞c1，又b1﹣c1＜a1，∴2a1﹣c1﹣c1＜a1，∴2c1＞a1，∴，由题意，+a n，∴b n+1+c n+1﹣2a n=（b n+c n﹣2a n），∴b n+c n﹣2a n=0，∴b n+c n=2a n=2a1，∴b n+c n=2a1，由此可知顶点A n在以B n、C n为焦点的椭圆上，﹣c n+1=，∴=a1﹣b n，又由题意，b n+1﹣a1=，∴b n﹣a1=，∴b n+1∴，c n=2a1﹣b n=，∴[][]=[﹣]单调递增（可证当n=1时＞0）故选：B．【点评】本题主要考查由数列递推式求数列通项、三角形面积海伦公式，综合考查学生分析解决问题的能力，有较高的思维抽象度，是本年度全国高考试题中的“亮点”之一．二.填空题：本大题共4小题，每小题5分.13．（5分）已知两个单位向量，的夹角为60°，=t+（1﹣t）．若•=0，则t=2．【考点】9H：平面向量的基本定理；9O：平面向量数量积的性质及其运算．【专题】5A：平面向量及应用．【分析】由于•=0，对式子=t+（1﹣t）两边与作数量积可得=0，经过化简即可得出．【解答】解：∵，，∴=0，∴tcos60°+1﹣t=0，∴1=0，解得t=2．故答案为2．【点评】熟练掌握向量的数量积运算是解题的关键．14．（5分）若数列{a n}的前n项和为S n=a n+，则数列{a n}的通项公式是a n=（﹣2）n﹣1．【考点】88：等比数列的通项公式．【专题】54：等差数列与等比数列．【分析】把n=1代入已知式子可得数列的首项，由n≥2时，a n=S n﹣S n﹣1，可得数列为等比数列，且公比为﹣2，代入等比数列的通项公式分段可得答案．【解答】解：当n=1时，a1=S1=，解得a1=1当n≥2时，a n=S n﹣S n﹣1=（）﹣（）=，整理可得，即=﹣2，故数列{a n}从第二项开始是以﹣2为首项，﹣2为公比的等比数列，故当n≥2时，a n=（﹣2）n﹣1，经验证当n=1时，上式也适合，故答案为：（﹣2）n﹣1【点评】本题考查等比数列的通项公式，涉及等比数列的判定，属基础题．15．（5分）设当x=θ时，函数f（x）=sinx﹣2cosx取得最大值，则cosθ=﹣．【考点】GP：两角和与差的三角函数；H4：正弦函数的定义域和值域．【专题】16：压轴题；56：三角函数的求值．【分析】f（x）解析式提取，利用两角和与差的正弦函数公式化为一个角的正弦函数，由x=θ时，函数f（x）取得最大值，得到sinθ﹣2cosθ=，与sin2θ+cos2θ=1联立即可求出cosθ的值．【解答】解：f（x）=sinx﹣2cosx=（sinx﹣cosx）=sin（x﹣α）（其中cosα=，sinα=），∵x=θ时，函数f（x）取得最大值，∴sin（θ﹣α）=1，即sinθ﹣2cosθ=，又sin2θ+cos2θ=1，联立得（2cosθ+）2+cos2θ=1，解得cosθ=﹣．故答案为：﹣【点评】此题考查了两角和与差的正弦函数公式，同角三角函数间的基本关系，以及正弦函数的定义域与值域，熟练掌握公式是解本题的关键．16．（5分）若函数f（x）=（1﹣x2）（x2+ax+b）的图象关于直线x=﹣2对称，则f（x）的最大值为16．【考点】57：函数与方程的综合运用；6E：利用导数研究函数的最值．【专题】11：计算题；16：压轴题；51：函数的性质及应用；53：导数的综合应用．【分析】由题意得f（﹣1）=f（﹣3）=0且f（1）=f（﹣5）=0，由此求出a=8且b=15，由此可得f（x）=﹣x4﹣8x3﹣14x2+8x+15．利用导数研究f（x）的单调性，可得f（x）在区间（﹣∞，﹣2﹣）、（﹣2，﹣2+）上是增函数，在区间（﹣2﹣，﹣2）、（﹣2+，+∞）上是减函数，结合f（﹣2﹣）=f（﹣2+）=16，即可得到f（x）的最大值．【解答】解：∵函数f（x）=（1﹣x2）（x2+ax+b）的图象关于直线x=﹣2对称，∴f（﹣1）=f（﹣3）=0且f（1）=f（﹣5）=0，即[1﹣（﹣3）2][（﹣3）2+a•（﹣3）+b]=0且[1﹣（﹣5）2][（﹣5）2+a•（﹣5）+b]=0，解之得，因此，f（x）=（1﹣x2）（x2+8x+15）=﹣x4﹣8x3﹣14x2+8x+15，求导数，得f′（x）=﹣4x3﹣24x2﹣28x+8，令f′（x）=0，得x1=﹣2﹣，x2=﹣2，x3=﹣2+，当x∈（﹣∞，﹣2﹣）时，f′（x）＞0；当x∈（﹣2﹣，﹣2）时，f′（x）＜0；当x∈（﹣2，﹣2+）时，f′（x）＞0；当x∈（﹣2+，+∞）时，f′（x）＜0∴f（x）在区间（﹣∞，﹣2﹣）、（﹣2，﹣2+）上是增函数，在区间（﹣2﹣，﹣2）、（﹣2+，+∞）上是减函数．又∵f（﹣2﹣）=f（﹣2+）=16，∴f（x）的最大值为16．故答案为：16．【点评】本题给出多项式函数的图象关于x=﹣2对称，求函数的最大值．着重考查了函数的奇偶性、利用导数研究函数的单调性和函数的最值求法等知识，属于中档题．三、解答题：解答应写出文字说明，证明过程或演算步骤.17．（12分）如图，在△ABC中，∠ABC=90°，AB=，BC=1，P为△ABC内一点，∠BPC=90°．（1）若PB=，求PA；（2）若∠APB=150°，求tan∠PBA．【考点】HP：正弦定理；HR：余弦定理．【专题】58：解三角形．【分析】（I）在Rt△PBC，利用边角关系即可得到∠PBC=60°，得到∠PBA=30°．在△PBA中，利用余弦定理即可求得PA．（II）设∠PBA=α，在Rt△PBC中，可得PB=sinα．在△PBA中，由正弦定理得，即，化简即可求出．【解答】解：（I）在Rt△PBC中，=，∴∠PBC=60°，∴∠PBA=30°．在△PBA中，由余弦定理得PA2=PB2+AB2﹣2PB•ABcos30°==．∴PA=．（II）设∠PBA=α，在Rt△PBC中，PB=BCcos（90°﹣α）=sinα．在△PBA中，由正弦定理得，即，化为．∴．【点评】熟练掌握直角三角形的边角关系、正弦定理和余弦定理是解题的关键．18．（12分）如图，三棱柱ABC﹣A1B1C1中，CA=CB，AB=AA1，∠BAA1=60°．（Ⅰ）证明AB⊥A1C；（Ⅱ）若平面ABC⊥平面AA1B1B，AB=CB=2，求直线A1C与平面BB1C1C所成角的正弦值．【考点】LW：直线与平面垂直；LY：平面与平面垂直；MI：直线与平面所成的角．【专题】5F：空间位置关系与距离；5G：空间角．【分析】（Ⅰ）取AB的中点O，连接OC，OA1，A1B，由已知可证OA1⊥AB，AB ⊥平面OA1C，进而可得AB⊥A1C；（Ⅱ）易证OA，OA1，OC两两垂直．以O为坐标原点，的方向为x轴的正向，||为单位长，建立坐标系，可得，，的坐标，设=（x，y，z）为平面BB1C1C的法向量，则，可解得=（，1，﹣1），可求|cos ＜，＞|，即为所求正弦值．【解答】解：（Ⅰ）取AB的中点O，连接OC，OA1，A1B，因为CA=CB，所以OC⊥AB，由于AB=AA1，∠BAA1=60°，所以△AA1B为等边三角形，所以OA1⊥AB，又因为OC∩OA1=O，所以AB⊥平面OA1C，又A1C⊂平面OA1C，故AB⊥A1C；（Ⅱ）由（Ⅰ）知OC⊥AB，OA1⊥AB，又平面ABC⊥平面AA1B1B，交线为AB，所以OC⊥平面AA1B1B，故OA，OA1，OC两两垂直．以O为坐标原点，的方向为x轴的正向，||为单位长，建立如图所示的坐标系，可得A（1，0，0），A1（0，，0），C（0，0，），B（﹣1，0，0），则=（1，0，），=（﹣1，，0），=（0，﹣，），设=（x，y，z）为平面BB1C1C的法向量，则，即，可取y=1，可得=（，1，﹣1），故cos＜，＞==，又因为直线与法向量的余弦值的绝对值等于直线与平面的正弦值，故直线A1C与平面BB1C1C所成角的正弦值为：．【点评】本题考查直线与平面所成的角，涉及直线与平面垂直的性质和平面与平面垂直的判定，属难题．19．（12分）一批产品需要进行质量检验，检验方案是：先从这批产品中任取4件作检验，这4件产品中优质品的件数记为n．如果n=3，再从这批产品中任取4件作检验，若都为优质品，则这批产品通过检验；如果n=4，再从这批产品中任取1件作检验，若为优质品，则这批产品通过检验；其他情况下，这批产品都不能通过检验．假设这批产品的优质品率为50%，即取出的产品是优质品的概率都为，且各件产品是否为优质品相互独立．（Ⅰ）求这批产品通过检验的概率；（Ⅱ）已知每件产品检验费用为100元，凡抽取的每件产品都需要检验，对这批产品作质量检验所需的费用记为X（单位：元），求X的分布列及数学期望．【考点】CG：离散型随机变量及其分布列；CH：离散型随机变量的期望与方差．【专题】5I：概率与统计．【分析】（Ⅰ）设第一次取出的4件产品中恰有3件优质品为事件A1，第一次取出的4件产品全是优质品为事件A2，第二次取出的4件产品全是优质品为事件B1，第二次取出的1件产品是优质品为事件B2，这批产品通过检验为事件A，依题意有A=（A1B1）∪（A2B2），且A1B1与A2B2互斥，由概率得加法公式和条件概率，代入数据计算可得；（Ⅱ）X可能的取值为400，500，800，分别求其概率，可得分布列，进而可得期望值．【解答】解：（Ⅰ）设第一次取出的4件产品中恰有3件优质品为事件A1，第一次取出的4件产品全是优质品为事件A2，第二次取出的4件产品全是优质品为事件B1，第二次取出的1件产品是优质品为事件B2，这批产品通过检验为事件A，依题意有A=（A1B1）∪（A2B2），且A1B1与A2B2互斥，所以P（A）=P（A1B1）+P（A2B2）=P（A1）P（B1|A1）+P（A2）P（B2|A2）==（Ⅱ）X可能的取值为400，500，800，并且P（X=800）=，P（X=500）=，P（X=400）=1﹣﹣=，故X的分布列如下：X 400 500 800P故EX=400×+500×+800×=506.25【点评】本题考查离散型随机变量及其分布列涉及数学期望的求解，属中档题．20．（12分）已知圆M：（x+1）2+y2=1，圆N：（x﹣1）2+y2=9，动圆P与圆M外切并与圆N内切，圆心P的轨迹为曲线C．（Ⅰ）求C的方程；（Ⅱ）l是与圆P，圆M都相切的一条直线，l与曲线C交于A，B两点，当圆P 的半径最长时，求|AB|．【考点】J3：轨迹方程；J9：直线与圆的位置关系．【专题】5B：直线与圆．【分析】（I）设动圆的半径为R，由已知动圆P与圆M外切并与圆N内切，可得|PM|+|PN|=R+1+（3﹣R）=4，而|NM|=2，由椭圆的定义可知：动点P的轨迹是以M，N为焦点，4为长轴长的椭圆，求出即可；（II）设曲线C上任意一点P（x，y），由于|PM|﹣|PN|=2R﹣2≤4﹣2=2，所以R ≤2，当且仅当⊙P的圆心为（2，0）R=2时，其半径最大，其方程为（x﹣2）2+y2=4．分①l的倾斜角为90°，此时l与y轴重合，可得|AB|．②若l的倾斜角不为90°，由于⊙M的半径1≠R，可知l与x轴不平行，设l与x轴的交点为Q，根据，可得Q（﹣4，0），所以可设l：y=k（x+4），与椭圆的方程联立，得到根与系数的关系利用弦长公式即可得出．【解答】解：（I）由圆M：（x+1）2+y2=1，可知圆心M（﹣1，0）；圆N：（x﹣1）2+y2=9，圆心N（1，0），半径3．设动圆的半径为R，∵动圆P与圆M外切并与圆N内切，∴|PM|+|PN|=R+1+（3﹣R）=4，而|NM|=2，由椭圆的定义可知：动点P的轨迹是以M，N为焦点，4为长轴长的椭圆，∴a=2，c=1，b2=a2﹣c2=3．∴曲线C的方程为（x≠﹣2）．（II）设曲线C上任意一点P（x，y），由于|PM|﹣|PN|=2R﹣2≤3﹣1=2，所以R≤2，当且仅当⊙P的圆心为（2，0）R=2时，其半径最大，其方程为（x﹣2）2+y2=4．①l的倾斜角为90°，则l与y轴重合，可得|AB|=．②若l的倾斜角不为90°，由于⊙M的半径1≠R，可知l与x轴不平行，设l与x轴的交点为Q，则，可得Q（﹣4，0），所以可设l：y=k（x+4），由l于M相切可得：，解得．当时，联立，得到7x2+8x﹣8=0．∴，．∴|AB|===由于对称性可知：当时，也有|AB|=．综上可知：|AB|=或．【点评】本题综合考查了两圆的相切关系、直线与圆相切问题、椭圆的定义及其性质、直线与椭圆相交问题转化为方程联立得到根与系数的关系、弦长公式等基础知识，需要较强的推理能力和计算能力及其分类讨论的思想方法．21．（12分）已知函数f（x）=x2+ax+b，g（x）=e x（cx+d），若曲线y=f（x）和曲线y=g（x）都过点P（0，2），且在点P处有相同的切线y=4x+2．（Ⅰ）求a，b，c，d的值；（Ⅱ）若x≥﹣2时，f（x）≤kg（x），求k的取值范围．【考点】3R：函数恒成立问题；6H：利用导数研究曲线上某点切线方程．【专题】16：压轴题；53：导数的综合应用．【分析】（Ⅰ）对f（x），g（x）进行求导，已知在交点处有相同的切线及曲线y=f （x）和曲线y=g（x）都过点P（0，2），从而解出a，b，c，d的值；（Ⅱ）由（I）得出f（x），g（x）的解析式，再求出F（x）及它的导函数，通过对k的讨论，判断出F（x）的最值，从而判断出f（x）≤kg（x）恒成立，从而求出k的范围．【解答】解：（Ⅰ）由题意知f（0）=2，g（0）=2，f′（0）=4，g′（0）=4，而f′（x）=2x+a，g′（x）=e x（cx+d+c），故b=2，d=2，a=4，d+c=4，从而a=4，b=2，c=2，d=2；（Ⅱ）由（I）知，f（x）=x2+4x+2，g（x）=2e x（x+1）设F（x）=kg（x）﹣f（x）=2ke x（x+1）﹣x2﹣4x﹣2，则F′（x）=2ke x（x+2）﹣2x﹣4=2（x+2）（ke x﹣1），由题设得F（0）≥0，即k≥1，令F′（x）=0，得x1=﹣lnk，x2=﹣2，①若1≤k＜e2，则﹣2＜x1≤0，从而当x∈（﹣2，x1）时，F′（x）＜0，当x∈（x1，+∞）时，F′（x）＞0，即F（x）在（﹣2，x1）上减，在（x1，+∞）上是增，故F（x）在[﹣2，+∞）上的最小值为F（x1），而F（x1）=﹣x1（x1+2）≥0，x≥﹣2时F（x）≥0，即f（x）≤kg（x）恒成立．②若k=e2，则F′（x）=2e2（x+2）（e x﹣e﹣2），从而当x∈（﹣2，+∞）时，F′（x）＞0，即F（x）在（﹣2，+∞）上是增，而F（﹣2）=0，故当x≥﹣2时，F（x）≥0，即f（x）≤kg（x）恒成立．③若k＞e2时，F′（x）＞2e2（x+2）（e x﹣e﹣2），而F（﹣2）=﹣2ke﹣2+2＜0，所以当x＞﹣2时，f（x）≤kg（x）不恒成立，综上，k的取值范围是[1，e2]．【点评】此题主要考查利用导数研究曲线上某点切线方程，函数恒成立问题，考查分类讨论思想，解题的关键是能够利用导数工具研究函数的性质，此题是一道中档题．四、请考生在第22、23、24题中任选一道作答，并用2B铅笔将答题卡上所选的题目对应的题号右侧方框涂黑，按所涂题号进行评分；多涂、多答，按所涂的首题进行评分，不涂，按本选考题的首题进行评分.22．（10分）（选修4﹣1：几何证明选讲）如图，直线AB为圆的切线，切点为B，点C在圆上，∠ABC的角平分线BE交圆于点E，DB垂直BE交圆于D．（Ⅰ）证明：DB=DC；（Ⅱ）设圆的半径为1，BC=，延长CE交AB于点F，求△BCF外接圆的半径．【考点】NC：与圆有关的比例线段．【专题】5B：直线与圆．【分析】（I）连接DE交BC于点G，由弦切角定理可得∠ABE=∠BCE，由已知角平分线可得∠ABE=∠CBE，于是得到∠CBE=∠BCE，BE=CE．由已知DB⊥BE，可知DE为⊙O的直径，Rt△DBE≌Rt△DCE，利用三角形全等的性质即可得到DC=DB．（II）由（I）可知：DG是BC的垂直平分线，即可得到BG=．设DE的中点为O，连接BO，可得∠BOG=60°．从而∠ABE=∠BCE=∠CBE=30°．得到CF⊥BF．进而得到Rt△BCF的外接圆的半径=．【解答】（I）证明：连接DE交BC于点G．由弦切角定理可得∠ABE=∠BCE，而∠ABE=∠CBE，∴∠CBE=∠BCE，BE=CE．又∵DB⊥BE，∴DE为⊙O的直径，∠DCE=90°．∴△DBE≌△DCE，∴DC=DB．（II）由（I）可知：∠CDE=∠BDE，DB=DC．故DG是BC的垂直平分线，∴BG=．设DE的中点为O，连接BO，则∠BOG=60°．从而∠ABE=∠BCE=∠CBE=30°．∴CF⊥BF．∴Rt△BCF的外接圆的半径=．【点评】本题综合考查了圆的性质、弦切角定理、等边三角形的性质、三角形全等、三角形的外接圆的半径等知识，需要较强的推理能力、分析问题和解决问题的能力．23．已知曲线C1的参数方程为（t为参数），以坐标原点为极点，x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系，曲线C2的极坐标方程为ρ=2sinθ．（1）把C1的参数方程化为极坐标方程；（2）求C1与C2交点的极坐标（ρ≥0，0≤θ＜2π）．【考点】Q4：简单曲线的极坐标方程；QH：参数方程化成普通方程．【专题】11：计算题；35：转化思想；4R：转化法；5S：坐标系和参数方程．【分析】（1）曲线C1的参数方程消去参数t，得到普通方程，再由，能求出C1的极坐标方程．（2）曲线C2的极坐标方程化为直角坐标方程，与C1的普通方程联立，求出C1与C2交点的直角坐标，由此能求出C1与C2交点的极坐标．【解答】解：（1）将，消去参数t，化为普通方程（x﹣4）2+（y﹣5）2=25，即C1：x2+y2﹣8x﹣10y+16=0，将代入x2+y2﹣8x﹣10y+16=0，得ρ2﹣8ρcosθ﹣10ρsinθ+16=0．∴C1的极坐标方程为ρ2﹣8ρcosθ﹣10ρsinθ+16=0．（2）∵曲线C2的极坐标方程为ρ=2sinθ．∴曲线C2的直角坐标方程为x2+y2﹣2y=0，。
2013年普通高等学校招生全国统一考试(湖北卷)
2013年普通高等学校招生全国统一考试湖北卷(文史类)本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，共150分，考试时间120分钟．第Ⅰ卷一、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．已知全集U ＝{1，2，3，4，5}，集合A ＝{1，2}，B ＝{2，3，4}，则B ∩∁U A ＝( )A ．{2}B ．{3，4}C ．{1，4，5}D ．{2，3，4，5}2．已知0<θ<π4，则双曲线C 1：x 2sin 2θ－y 2cos 2θ＝1与C 2：y 2cos 2θ－x 2sin 2θ＝1的( )A ．实轴长相等B ．虚轴长相等C ．离心率相等D ．焦距相等3．在一次跳伞训练中，甲、乙两位学员各跳一次．设命题p 是“甲降落在指定范围”，q 是“乙降落在指定范围”，则命题“至少有一位学员没有降落在指定范围”可表示为( )A ．(綈p )∨(綈q ) B. p ∨(綈q ) C. (綈p )∧(綈q ) D ．p ∨q4．四名同学根据各自的样本数据研究变量x ，y 之间的相关关系，并求得回归直线方程，分别得到以下四个结论：① y 与x 负相关且y ^＝2.347x －6.423；②y 与x 负相关且y ^＝－3.476x ＋5.648；③ y 与x 正相关且y ^＝5.437x ＋8.493；④ y 与x 正相关且y ^＝－4.326x －4.578. 其中一定不正确的结论的序号是( ) A ．①② B ．②③ C ．③④ D. ①④5．小明骑车上学，开始时匀速行驶，途中因交通堵塞停留了一段时间后，为了赶时间加快速度行驶. 与以上事件吻合得最好的图象是( )6．将函数y ＝3cos x ＋sin x (x ∈R)的图象向左平移m (m ＞0)个单位长度后，所得到的图象关于y 轴对称，则m 的最小值是( ) A.π12 B.π6 C.π3 D.5π67．已知点A (－1，1)，B (1，2)，C (－2，－1)，D (3，4)，则向量AB →在CD →方向上的投影为( )A.322B.3152C ．－322D ．－31528．x 为实数，[x ]表示不超过x 的最大整数，则函数f (x )＝x －[x ]在R 上为( )A ．奇函数B ．偶函数C ．增函数 D. 周期函数9．某旅行社租用A ，B 两种型号的客车安排900名客人旅行，A ，B 两种车辆的载客量分别为36人和60人，租金分别为1 600元/辆和2 400元/辆，旅行社要求租车总数不超过21辆，且B 型车不多于A 型车7辆，则租金最少为( ) A ．31 200元 B ．36 000元 C ．36 800元 D ．38 400元10．已知函数f (x )＝x (ln x －ax )有两个极值点，则实数a 的取值范围是( )A ．(－∞，0) B.⎝⎛⎭⎫0，12 C ．(0，1)D ．(0，＋∞)第Ⅱ卷二、填空题(本大题共7小题，每小题5分，共35分．把答案填在题中横线上)11．i 为虚数单位，设复数z 1，z 2在复平面内对应的点关于原点对称，若z 1＝2－3i ，则z 2＝________．12．某学员在一次射击测试中射靶10次，命中环数如下：7，8，7，9，5，4，9，10，7，4则：(1)平均命中环数为________； (2)命中环数的标准差为________．13．阅读如图所示的程序框图，运行相应的程序，若输入m 的值为2，则输出的结果i ＝________．14．已知圆O ：x 2＋y 2＝5，直线l ：x cos θ＋y sin θ＝1⎝⎛⎭⎫0<θ<π2.设圆O 上到直线l 的距离等于1的点的个数为k ，则k ＝________．15．在区间[－2，4]上随机地取一个数x ，若x 满足|x |≤m 的概率为56，则m ＝________．16．我国古代数学名著《数书九章》中有“天池盆测雨”题：在下雨时，用一个圆台形的天池盆接雨水. 天池盆盆口直径为二尺八寸，盆底直径为一尺二寸，盆深一尺八寸. 若盆中积水深九寸，则平地降雨量是________寸．(注：①平地降雨量等于盆中积水体积除以盆口面积；②一尺等于十寸)17．在平面直角坐标系中，若点P (x ，y )的坐标x ，y 均为整数，则称点P 为格点．若一个多边形的顶点全是格点，则称该多边形为格点多边形．格点多边形的面积为S ，其内部的格点数记为N ，边界上的格点数记为L . 例如图中△ABC 是格点三角形，对应的S ＝1，N ＝0，L ＝4.(1)图中格点四边形DEFG 对应的S ，N ，L 分别是________；(2)已知格点多边形的面积可表示为S ＝aN ＋bL ＋c ，其中a ，b ，c 为常数. 若某格点多边形对应的N ＝71，L ＝18，则S ＝________(用数值作答)．三、解答题(本大题共5小题，共65分．解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤) 18．(本小题满分12分)在△ABC 中，角A ，B ，C 对应的边分别是a ，b ，c ，已知cos 2A －3cos (B ＋C )＝1. (1)求角A 的大小；(2)若△ABC 的面积S ＝53，b ＝5，求sin B sin C 的值．19．(本小题满分13分)已知S n 是等比数列{a n }的前n 项和，S 4，S 2，S 3成等差数列，且a 2＋a 3＋a 4＝－18.(1)求数列{a n }的通项公式．(2)是否存在正整数n ，使得S n ≥2 013？若存在，求出符合条件的所有n 的集合；若不存在，说明理由．20．(本小题满分13分)如图，某地质队自水平地面A ，B ，C 三处垂直向地下钻探，自A 点向下钻到A 1处发现矿藏，再继续下钻到A 2处后下面已无矿，从而得到在A 处正下方的矿层厚度为A 1A 2＝d 1，同样可得在B ，C 处正下方的矿层厚度分别为B 1B 2＝d 2，C 1C 2＝d 3，且d 1<d 2<d 3，过AB ，AC 的中点M ，N 且与直线AA 2平行的平面截多面体A 1B 1C 1－A 2B 2C 2所得的截面DEFG 为该多面体的一个中截面，其面积记为S中．(1)证明：中截面DEFG 是梯形．(2)在△ABC 中，记BC ＝a ，BC 边上的高为h ，面积为S .在估测三角形ABC 区域内正下方的矿藏储量(即多面体A 1B 1C 1－A 2B 2C 2的体积V )时，可用近似公式V 估＝S 中·h 来估算．已知V ＝13(d 1＋d 2＋d 3)S ，试判断V 估与V 的大小关系，并加以证明．21．(本小题满分13分)设a >0，b >0，已知函数f (x )＝ax ＋bx ＋1. (1)当a ≠b 时，讨论函数f (x )的单调性．(2)当x >0时，称f (x )为a 、b 关于x 的加权平均数． ①判断f (1)，f⎝⎛⎭⎫b a ，f ⎝⎛⎭⎫b a 是否成等比数列，并证明f ⎝⎛⎭⎫b a ≤f ⎝⎛⎭⎫b a ； ②a 、b 的几何平均数记为G ，称2aba ＋b为a 、b 的调和平均数，记为H ，若H ≤f (x )≤G ，求x 的取值范围．22．(本小题满分14分)如图，已知椭圆C 1与C 2的中心在坐标原点O ，长轴均为MN 且在x 轴上，短轴长分别为2m ，2n (m >n )，过原点且不与x 轴重合的直线l 与C 1，C 2的四个交点按纵坐标从大到小依次为A ，B ，C ，D .记λ＝mn ，△BDM 和△ABN 的面积分别为S 1和S 2.(1)当直线l 与y 轴重合时，若S 1＝λS 2，求λ的值；(2)当λ变化时，是否存在与坐标轴不重合的直线l ，使得S 1＝λS 2？并说明理由．湖北卷(文史类)1．解析：先求∁U A ，再找公共元素．∵U ＝{1，2，3，4，5}，A ＝{1，2}， ∴∁U A ＝{3，4，5}，∴B ∩∁U A ＝{2，3，4}∩{3，4，5}＝{3，4}． 答案：B2．解析：先确定实半轴和虚半轴的长，再求出半焦距．双曲线C 1和C 2的实半轴长分别是sin θ和cos θ，虚半轴长分别是cos θ和sin θ，则半焦距c 都等于1，故选D. 答案：D3．解析：根据逻辑联结词“或”“且”“非”的含义判断．依题意，綈p ：“甲没有降落在指定范围”，綈q ：“乙没有降落在指定范围”，因此“至少有一位学员没有降落在指定范围”可表示为(綈p )∨(綈q )． 答案：A4．解析：根据正负相关性的定义作出判断．由正负相关性的定义知①④一定不正确． 答案：D5．解析：先分析小明的运动规律，再结合图象作出判断．距学校的距离应逐渐减小，由于小明先是匀速运动，故前段是直线段，途中停留时距离不变，后段加速，直线段比前段 下降的快，故应选C. 答案：C6．解析：先将函数解析式化简，再写出平移后的解析式，然后根据函数为偶函数求得m 的值．由于y ＝3cos x ＋sin x ＝2cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫x －π6，向左平移m (m >0)个单位长度后得到函数y ＝2cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫x ＋m －π6的图象．由于该图象关于y 轴对称，所以m －π6＝k π(k ∈Z)，于是m ＝kπ＋π6(k ∈Z)，又m >0，故当k ＝0时，m 取最小值π6.答案：B7．解析：首先求出AB →，CD →的坐标，然后根据投影的定义进行计算．由已知得AB →＝(2，1)，CD →＝(5，5)，因此AB →在CD →方向上的投影为AB →·CD →|CD →|＝1552＝322.答案：A8．解析：首先理解题意，画出函数的图象．函数的图象(图象略)在两个整数之间都是斜率为1的线段(不含终点)，故选D. 答案：D9．解析：先根据题意列出约束条件和目标函数，通过平移目标函数加以解决，设租用A 型车x 辆，B 型车y 辆，目标函数为z ＝1 600x ＋2 400y ，则约束条件为⎩⎪⎨⎪⎧36x ＋60y ≥900，x ＋y ≤21，y －x ≤7，x ，y ∈N ，作出可行域，如图中阴影部分所示，可知目标函数过点(5，12)时，有最小值z min ＝36800(元)． 答案：C10．解析：由已知得f ′(x )＝0有两个正实数根x 1，x 2(x 1<x 2)，即f ′(x )的图象与x 轴有两个交点，从而得a 的取值范围．f ′(x )＝ln x ＋1－2ax ，依题意ln x ＋1－2ax ＝0有两个正实数根x 1，x 2(x 1<x 2)．设g (x )＝ln x ＋1－2ax ，函数g (x )＝ln x ＋1－2ax 有两个零点，显然当a ≤0时不合题意，必有a >0；g ′(x )＝1x －2a ，令g ′(x )＝0，得x ＝12a ，于是g (x )在⎝ ⎛⎭⎪⎫0，12a 上单调递增，在⎝ ⎛⎭⎪⎫12a ，＋∞上单调递减，所以g (x )在x ＝12a 处取得极大值，即f ′⎝ ⎛⎭⎪⎫12a ＝ln 12a >0，12a >1，所以0<a <12. 答案：B11．解析：根据复平面内点的对称性，找出z 2的实部和虚部．(2，－3)关于原点的对称点是(－2，3)，∴z 2＝－2＋3i. 答案：－2＋3i12．解析：利用平均值和标准差公式求解．(1)x －＝7＋8＋7＋9＋5＋4＋9＋10＋7＋410＝7.(2)s 2＝110[(7－7)2＋(8－7)2＋(7－7)2＋(9－7)2＋(5－7)2＋(4－7)2＋(9－7)2＋(10－7)2＋(7－7)2＋(4－7)2]＝4，∴s ＝2. 答案：(1)7 (2)213．解析：根据循环结构找出i 的值．m ＝2，A ＝1，B ＝1，i ＝0.第一次：i ＝0＋1＝1，A ＝1×2＝2，B ＝1×1＝1，A >B ； 第二次：i ＝1＋1＝2，A ＝2×2＝4，B ＝1×2＝2，A >B ； 第三次：i ＝2＋1＝3，A ＝4×2＝8，B ＝2×3＝6，A >B ； 第四次：i ＝3＋1＝4，A ＝8×2＝16，B ＝6×4＝24，A <B . 终止循环，输出i ＝4. 答案：414．解析：先求出圆心到直线的距离，再进行判断．∵圆心(0，0)到直线的距离为1，又∵圆O 的半径为5，故圆上有4个点符合条件． 答案：415．解析：根据几何概型，在线性问题中用长度之比表示概率，求m 的值．由|x |≤m ，得－m ≤x ≤m .当m ≤2时，由题意得2m 6＝56，解得m ＝2.5，矛盾，舍去．当2<m <4时，由题意得m －（－2）6＝56，解得m ＝3.即m 的值为3. 答案：316．解析：求出水面的半径，根据圆台的体积公式求出雨水的体积，除以盆口面积即得．圆台的轴截面是下底长为12寸，上底长为28寸，高为18寸的等腰梯形，雨水线恰为中位线，故雨水线直径是20寸，∴降水量为π3（102＋10×6＋62）×9π×142＝3(寸)． 答案：317．解析：(1)观察图形得出结论；(2)由条件及(1)，同时再找一格点多边形确定出a ，b ，c 的值，再求S .(1)由图可知四边形DEFG 是直角梯形，高为2，下底为22，上底为2，所以梯形面积S ＝（2＋22）×22＝3.由图知N ＝1，L ＝6.(2)取相邻四个小正方形组成一个正方形，其面积S ＝4，N ＝1，L ＝8，结合△ABC ，四边DEFG 可列方程组：⎩⎪⎨⎪⎧4b ＋c ＝1，a ＋6b ＋c ＝3，a ＋8b ＋c ＝4，解得⎩⎨⎧a ＝1，b ＝12，c ＝－1，S ＝1×71＋12×18－1＝79. 答案：(1)3，1，6 (2)7918．解：(1)由cos 2A －3cos (B ＋C )＝1，得2cos 2A ＋3cos A －2＝0， 即(2cos A －1)(cos A ＋2)＝0， 解得cos A ＝12或cos A ＝－2(舍去)．因为0<A <π，所以A ＝π3.(2)由S ＝12bc sin A ＝12bc ·32＝34bc ＝53，得bc ＝20，又b ＝5，所以c ＝4.由余弦定理得a 2＝b 2＋c 2－2bc cos A ＝25＋16－20＝21，所以a ＝21.从而由正弦定理得sin B sin C ＝b a sin A ·c a sin A ＝bc a 2sin 2A ＝2021×34＝57.19．解：(1)设等比数列{a n }的公比为q ，则a 1≠0，q ≠0.由题意得⎩⎪⎨⎪⎧S 2－S 4＝S 3－S 2，a 2＋a 3＋a 4＝－18，即⎩⎪⎨⎪⎧－a 1q 2－a 1q 3＝a 1q 2，a 1q （1＋q ＋q 2）＝－18，解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1＝3，q ＝－2.故数列{a n }的通项公式为a n ＝3×(－2)n－1.(2)由(1)有S n ＝3[1－（－2）n]1－（－2）＝1－(－2)n.假设存在n ，使得S n ≥2 013，则1－(－2)n≥2 013，即(－2)n≤－2 012.当n 为偶数时，(－2)n>0，上式不成立；当n 为奇数时，(－2)n＝－2n≤－2 012，即2n≥2 012，即n ≥11.综上，存在符合条件的正整数n ，且所有这样的n 的集合为{n |n ＝2k ＋1，k ∈N ，k ≥5}． 20．(1)证明：依题意A 1A 2⊥平面ABC ，B 1B 2⊥平面ABC ，C 1C 2⊥平面ABC ，所以A 1A 2∥B 1B 2∥C 1C 2.又A 1A 2＝d 1，B 1B 2＝d 2，C 1C 2＝d 3，且d 1<d 2<d 3， 所以四边形A 1A 2B 2B 1、A 1A 2C 2C 1均是梯形．由AA 2∥平面MEFN ，AA 2⊂平面AA 2B 2B ，且平面AA 2B 2B ∩平面MEFN ＝ME ， 可得AA 2∥ME ，即A 1A 2∥DE . 同理可证A 1A 2∥FG ，所以DE ∥FG . 又点M 、N 分别为AB 、AC 的中点，则点D 、E 、F 、G 分别为A 1B 1、A 2B 2、A 2C 2、A 1C 1的中点，即DE 、FG 分别为梯形A 1A 2B 2B 1、A 1A 2C 2C 1的中位线，因此DE ＝12(A 1A 2＋B 1B 2)＝12(d 1＋d 2)，FG ＝12(A 1A 2＋C 1C 2)＝12(d 1＋d 3)，而d 1<d 2<d 3，故DE <FG ，所以中截面DEFG 是梯形． (2)解：V 估<V .证明如下：由A 1A 2⊥平面ABC ，MN ⊂平面ABC ，可得A 1A 2⊥MN . 而EM ∥A 1A 2，所以EM ⊥MN ，同理可得FN ⊥MN .由MN 是△ABC 的中位线，可得MN ＝12BC ＝12a ，即为梯形DEFG 的高，因此S 中＝S 梯形DEFG＝12⎝ ⎛⎭⎪⎫d 1＋d 22＋d 1＋d 32·a 2＝a8(2d 1＋d 2＋d 3)， 即V 估＝S 中·h ＝ah8(2d 1＋d 2＋d 3)．又S ＝12ah ，所以V ＝13(d 1＋d 2＋d 3)S ＝ah6(d 1＋d 2＋d 3)．于是V －V 估＝ah 6(d 1＋d 2＋d 3)－ah 8(2d 1＋d 2＋d 3)＝ah24[(d 2－d 1)＋(d 3－d 1)]．由d 1<d 2<d 3，得d 2－d 1>0，d 3－d 1>0，故V 估<V .21．解：(1)f (x )的定义域为(－∞，－1)∪(－1，＋∞)，f ′(x )＝a （x ＋1）－（ax ＋b ）（x ＋1）2＝a －b（x ＋1）2.当a >b 时，f ′(x )>0，函数f (x )在(－∞，－1)，(－1，＋∞)上单调递增； 当a <b 时，f ′(x )<0，函数f (x )在(－∞，－1)，(－1，＋∞)上单调递减．(2)①计算得f (1)＝a ＋b2>0，f ⎝ ⎛⎭⎪⎫b a ＝2ab a ＋b >0，f ⎝⎛⎭⎪⎫b a ＝ab >0，故f (1)f ⎝ ⎛⎭⎪⎫b a ＝a ＋b 2·2ab a ＋b ＝ab ＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤f ⎝⎛⎭⎪⎫b a 2，① 所以f (1)，f ⎝⎛⎭⎪⎫b a ，f ⎝ ⎛⎭⎪⎫b a 成等比数列． 因为a ＋b2≥ab ，即f (1)≥f ⎝⎛⎭⎪⎫b a .由①得f ⎝ ⎛⎭⎪⎫b a≤f ⎝ ⎛⎭⎪⎫b a . ②由①知f ⎝ ⎛⎭⎪⎫b a ＝H ，f ⎝⎛⎭⎪⎫b a ＝G ， 故由H ≤f (x )≤G ，得f ⎝ ⎛⎭⎪⎫b a ≤f (x )≤f ⎝ ⎛⎭⎪⎫b a .② 当a ＝b 时，f ⎝ ⎛⎭⎪⎫a b＝f (x )＝f ⎝ ⎛⎭⎪⎫b a ＝a . 这时，x 的取值范围为(0，＋∞)； 当a >b 时，0<b a <1，从而b a <b a， 由f (x )在(0，＋∞)上单调递增与②式，得b a≤x ≤b a， 即x 的取值范围为⎣⎢⎡⎦⎥⎤b a ，b a ； 当a <b 时，b a >1，从而b a>b a， 由f (x )在(0，＋∞)上单调递减与②式，得b a ≤x ≤b a ，即x 的取值范围为⎣⎢⎡⎦⎥⎤b a ，b a . 22．解：依题意可设椭圆C 1和C 2的方程分别为C 1：x 2a 2＋y 2m 2＝1，C 2：x 2a 2＋y 2n 2＝1，其中0<n <m <a ，λ＝m n>1.(1)方法一：如图(1)，若直线l 与y 轴重合，即直线l 的方程为x ＝0，则S 1＝12|BD |·|OM |＝12a |BD |，S 2＝12|AB |·|ON |＝12a |AB |，所以S 1S 2＝|BD ||AB |. 在C 1和C 2的方程中分别令x ＝0，可得y A ＝m ，y B ＝n ，y D ＝－m ，于是|BD ||AB |＝|y B －y D ||y A －y B |＝m ＋n m －n ＝λ＋1λ－1. 若S 1S 2＝λ，则λ＋1λ－1＝λ，化简得λ2－2λ－1＝0.由λ>1，可解得λ＝2＋1.故当直线l 与y 轴重合时，若S 1＝λS 2，则λ＝2＋1. 方法二：如图(1)，若直线l 与y 轴重合，则 |BD |＝|OB |＋|OD |＝m ＋n ； |AB |＝|OA |－|OB |＝m －n ；S 1＝12|BD |·|OM |＝12a |BD |，S 2＝12|AB |·|ON |＝12a |AB |. 所以S 1S 2＝|BD ||AB |＝m ＋n m －n ＝λ＋1λ－1.若S 1S 2＝λ，则 λ＋1λ－1＝λ，化简得λ2－2λ－1＝0. 由λ>1，可解得λ＝2＋1.故当直线l 与y 轴重合时，若S 1＝λS 2，则λ＝2＋1.(2)方法一：如图(2)，若存在与坐标轴不重合的直线l ，使得S 1＝λS 2，根据对称性，不妨设直线l ：y ＝kx (k >0)，因为点M (－a ，0)，N (a ，0)到直线l 的距离分别为d 1，d 2，因为d 1＝|－ak －0|1＋k2＝ak1＋k 2，d 2＝|ak －0|1＋k2＝ak1＋k2，所以d 1＝d 2.又S 1＝12|BD |d 1，S 2＝12|AB |d 2，所以S 1S 2＝|BD ||AB |＝λ，即|BD |＝λ|AB |.由对称性可知|AB |＝|CD |，所以|BC |＝|BD |－|AB |＝(λ－1)|AB |， |AD |＝|BD |＋|AB |＝(λ＋1)|AB |， 于是|AD ||BC |＝λ＋1λ－1.①将l 的方程分别与C 1，C 2的方程联立，可求得x A ＝am a 2k 2＋m2，x B ＝an a 2k 2＋n2.根据对称性可知x C ＝－x B ，x D ＝－x A ，于是 |AD ||BC |＝1＋k 2|x A －x D |1＋k 2|x B －x C |＝2x A 2x B ＝mna 2k 2＋n 2a 2k 2＋m2.②从而由①和②式可得a 2k 2＋n 2a 2k 2＋m 2＝λ＋1λ（λ－1）.③令t ＝λ＋1λ（λ－1），则由m >n ，可得t ≠1，于是由③可解得k 2＝n 2（λ2t 2－1）a 2（1－t 2）.因为k ≠0，所以k 2>0.于是③式关于k 有解，当且仅当n 2（λ2t 2－1）a 2（1－t 2）>0，等价于(t 2－1)⎝⎛⎭⎪⎫t 2－1λ2<0.由λ>1，可解得1λ<t <1，即1λ<λ＋1λ（λ－1）<1，由λ>1，解得λ>1＋ 2.所以当1<λ≤1＋2时，不存在与坐标轴不重合的直线l ，使得S 1＝λS 2； 当λ>1＋2时，存在与坐标轴不重合的直线l ，使得S 1＝λS 2.方法二：如图(2)，若存在与坐标轴不重合的直线l ，使得S 1＝λS 2，根据对称性，不妨设直线l ：y ＝kx (k >0)，点M (－a ，0)，N (a ，0)到直线l 的距离分别为d 1，d 2，因为d 1＝|－ak －0|1＋k2＝ak 1＋k 2，d 2＝|ak －0|1＋k2＝ak1＋k2，所以d 1＝d 2.又S 1＝12|BD |d 1，S 2＝12|AB |d 2，所以S 1S 2＝|BD ||AB |＝λ.因为|BD ||AB |＝1＋k 2|x B －x D |1＋k 2|x A －x B |＝x A ＋x B x A －x B ＝λ，所以x A x B ＝λ＋1λ－1.由点A (x A ，kx A )，B (x B ，kx B )分别在C 1，C 2上，可得x 2A a 2＋k 2x 2A m 2＝1，x 2B a 2＋k 2x 2Bn2＝1，两式相减可得x 2A －x 2B a 2＋k 2（x 2A －λ2x 2B ）m 2＝0. 依题意x A >x B >0，所以x 2A >x 2B .所以由上式解得k 2＝m 2（x 2A －x 2B ）a 2（λ2x 2B －x 2A ）.因为k 2>0，所以由m 2（x 2A －x 2B ）a 2（λ2x 2B －x 2A）>0，可解得1<x Ax B <λ. 从而1<λ＋1λ－1<λ，解得λ>1＋2，所以当1<λ≤1＋2时，不存在与坐标轴不重合的直线l ，使得S 1＝λS 2； 当λ>1＋2时，存在与坐标轴不重合的直线l ，使得S 1＝λS 2.。
2013年高考理科数学湖北卷word解析版(2021年整理)
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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(湖北卷)本试题卷共6页，22题，其中第15、16题为选考题．全卷满分150分．考试用时120分钟．注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置．用统一提供的2B铅笔将答题卡上试卷类型A后的方框涂黑．2．选择题的作答：每小题选出答案后，用统一提供的2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑．如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号．答在试题卷、草稿纸上无效．3．填空题和解答题的作答：用统一提供的签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内．答在试题卷、草稿纸上无效．4．选考题的作答：先把所选题目的题号在答题卡上指定的位置用统一提供的2B铅笔涂黑．考生应根据自己选做的题目准确填涂题号，不得多选．答题答在答题卡上对应的答题区域内，答在试题卷、草稿纸上无效．5．考生必须保持答题卡的整洁．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交．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．(2013湖北，理1)在复平面内，复数2i=1iz+（i为虚数单位）的共轭复数对应的点位于（)．A．第一象限 B．第二象限C．第三象限 D．第四象限答案：D解析：∵2i2i1i=1i1i1iz(-)=+(+)(-)＝i(1－i)＝1＋i，∴复数2i=1iz+的共轭复数z＝1－i，其在复平面内对应的点(1，－1）位于第四象限．2．(2013湖北,理2）已知全集为R，集合112xA x⎧⎫⎪⎪⎛⎫=≤⎨⎬⎪⎝⎭⎪⎪⎩⎭，B＝｛x|x2－6x＋8≤0}，则A∩＝（)．A．｛x｜x≤0｝ B．{x|2≤x≤4}C．{x｜0≤x＜2或x＞4｝ D．｛x|0＜x≤2或x≥4｝答案：C解析:由题意知集合112xA x⎧⎫⎪⎪⎛⎫=≤⎨⎬⎪⎝⎭⎪⎪⎩⎭＝｛x｜x≥0｝,集合B＝{x｜x2－6x＋8≤0｝＝｛x｜2≤x≤4}，＝｛x｜x＜2或x＞4}．因此A∩（）＝{x|0≤x＜2或x＞4｝．3．（2013湖北，理3）在一次跳伞训练中，甲、乙两位学员各跳一次．设命题p是“甲降落在指定范围”,q是“乙降落在指定范围"，则命题“至少有一位学员没有降落在指定范围”可表示为( )．A．（⌝p)∨（⌝q) B．p∨（⌝q)C ．（⌝p )∧(⌝q )D ．p ∨q 答案:A解析：“至少有一位学员没有降落在指定范围”包括甲或乙没有落在指定范围或者两人均没有落在指定范围,因此应为（⌝p ）∨（⌝q ）．4．（2013湖北，理4)将函数y ＝cos x ＋sin x (x ∈R )的图象向左平移m (m ＞0）个单位长度后，所得到的图象关于y 轴对称，则m 的最小值是（ ）.A ．π12B ．π6C ．π3D ．5π6答案：B解析：∵y x ＋sin x ＝π2sin 3x ⎛⎫+ ⎪⎝⎭，∴函数y x ＋sin x （x ∈R ）的图象向左平移m (m ＞0）个单位长度后,变为函数π=2sin 3y x m ⎛⎫++ ⎪⎝⎭的图象.又∵所得到的图象关于y 轴对称,则有 π3＋m ＝k π＋π2，k ∈Z , ∴m ＝ππ6k +,k ∈Z .∵m ＞0，∴当k ＝0时，m 的最小值为π6.5．(2013湖北，理5)已知π0<<4θ，则双曲线C 1：2222=1cos sin x y θθ-与C 2：22222=1sin sin tan y x θθθ-的( ）．A ．实轴长相等B ．虚轴长相等C ．焦距相等D ．离心率相等 答案：D解析:对于双曲线C 1：2222=1cos sin x y θθ-，21a ＝cos 2θ,21b ＝sin 2θ,21c ＝1； 对于双曲线C 2：22222=1sin sin tan y x θθθ-，22a ＝sin 2θ，22b ＝sin 2θtan 2θ，22c ＝sin 2θ＋sin 2θtan 2θ＝sin 2θ(1＋tan 2θ）＝22222sin sin sin 1cos cos θθθθθ⎛⎫+= ⎪⎝⎭＝tan 2θ. ∵只有当θ＝ππ4k +（k ∈Z )时，21a ＝22a 或21b ＝22b 或21c ＝22c ，而π0<<4θ，∴排除A ，B ，C.设双曲线C 1,C 2的离心率分别为e 1,e 2,则2121cos e θ=，22222tan 1sin cos e θθθ==. 故e 1＝e 2，即两双曲线的离心率相等． 6．（2013湖北，理6)已知点A (－1,1)，B (1，2），C （－2，－1)，D (3，4），则向量AB 在CD 方向上的投影为( )．A ．2BC ．2-D ．答案：A解析：由题意可知AB＝(2,1），CD＝（5,5)，故AB在CD方向上的投影为2AB CDCD⋅==.7．（2013湖北，理7）一辆汽车在高速公路上行驶,由于遇到紧急情况而刹车，以速度v（t）＝25731tt-++（t的单位:s，v的单位：m/s）行驶至停止．在此期间汽车继续行驶的距离(单位:m)是（）．A．1＋25ln 5 B．118+25ln3C．4＋25ln 5 D．4＋50ln 2答案:C解析：由于v（t）＝7－3t＋251t+，且汽车停止时速度为0，因此由v（t）＝0可解得t＝4，即汽车从刹车到停止共用4 s。
2013年普通高等学校招生全国统一考试数学理试题湖北卷(文)
湖北卷(文)一、选择题1．已知全集U ＝{1,2,3,4,5}，集合A ＝{1,2}，B ＝{2,3,4}，则B ∩∁U A 等于( ) A ．{2}B ．{3,4}C ．{1,4,5}D ．{2,3,4,5}答案 B解析 ∁U A ＝{3,4,5}，∴B ∩∁U A ＝{2,3,4}∩{3,4,5}＝{3,4}．2．已知0<θ<π4，则双曲线C 1：x 2sin 2θ－y 2cos 2θ＝1与C 2：y 2cos 2θ－x 2sin 2θ＝1的( )A ．实轴长相等B ．虚轴长相等C ．离心率相等D ．焦距相等答案 D解析 双曲线C 1、C 2的焦距均为sin 2θ＋cos 2θ＝1.3．在一次跳伞训练中，甲、乙两位学员各跳一次．设命题p 是“甲降落在指定范围”，q 是“乙降落在指定范围”，则命题“至少有一位学员没有降落在指定范围”可表示为( ) A ．(綈p )∨(綈q ) B ．p ∨(綈q ) C ．(綈p )∧(綈q )D ．p ∨q答案 A解析 “至少有一位学生没有落在指定范围”＝“甲没有落在指定范围”或“乙没有落在指定范围”＝(綈p )∨(綈q )．4．四名同学根据各自的样本数据研究变量x ，y 之间的相关关系，并求得回归直线方程，分别得到以下四个结论：①y 与x 负相关且y ^＝2 347x －6 423；②y 与x 负相关且y ^＝－3 476x ＋5 648；③y 与x 正相关且y ^＝5.437x ＋8.493；④y 与x 正相关且y ^＝－4.326x －4.578. 其中一定不正确的结论的序号是( ) A ．①② B ．②③C ．③④D ．①④答案 D解析 ①中，回归方程中x 的系数为正，不是负相关；④方程中的x 的系数为负，不是正相关，∴①④一定不正确．5．小明骑车上学，开始时匀速行驶，途中因交通堵塞停留了一段时间，后为了赶时间加快速度行驶. 与以上事件吻合得最好的图象是( )答案 C解析 开始匀速行驶时小明距学校距离应匀速减小，停留时不变，加快速度行驶时距离学校的距离应快速减小．6．将函数y ＝3cos x ＋sin x (x ∈R )的图象向左平移m (m >0)个单位长度后，所得到的图象关于y 轴对称，则m 的最小值是( ) A.π12B.π6C.π3D.5π6答案 B解析 y ＝3cos x ＋sin x ＝2sin(x ＋π3)向左平移m 个单位长度后得到y ＝2sin(x ＋π3＋m )它关于y 轴对称可得 sin(π3＋m )＝±1， ∴π3＋m ＝k π＋π2，k ∈Z ， ∴m ＝k π＋π6，k ∈Z ，∵m >0，∴m 的最小值为π6.7．已知点A (－1,1)、B (1,2)、C (－2，－1)、D (3,4)，则向量AB →在CD →方向上的投影为( ) A.322B.3152C ．－322D ．－3152答案 A解析 AB →＝(2,1)，CD →＝(5,5)∴AB →在CD →方向上的投影＝AB →·CD →|CD →|＝2×5＋1×552＋52＝1552＝322.8．x 为实数，[x ]表示不超过x 的最大整数，则函数f (x )＝x －[x ]在R 上为( ) A ．奇函数 B ．偶函数 C ．增函数D ．周期函数答案 D解析 f (x )最小正周期T ＝1.9．某旅行社租用A 、B 两种型号的客车安排900名客人旅行，A 、B 两种车辆的载客量分别为36人和60人，租金分别为1 600元/辆和2 400元/辆，旅行社要求租车总数不超过21辆，且B 型车不多于A 型车7辆．则租金最少为( ) A ．31 200元 B ．36 000元 C ．36 800元D ．38 400元 答案 C解析 设租A 型车x 辆，B 型车y 辆时租金为z 元 则z ＝1 600x ＋2 400y画出可行域如图直线y ＝－23x ＋z2 400过点A (5,12)时纵截距最小，∴z min ＝5×1 600＋2 400×12＝36 800， 故租金最少为36 800元．10．已知函数f (x )＝x (ln x －ax )有两个极值点，则实数a 的取值范围是( ) A ．(－∞，0) B ．(0，12)C ．(0,1)D ．(0，＋∞)答案 B解析 f ′(x )＝(ln x －ax )＋x (1x －a )＝ln x ＋1－2ax (x >0) 令f ′(x )＝0得2a ＝ln x ＋1x ，设φ(x )＝ln x ＋1x ，则φ′(x )＝－ln xx2易知φ(x )在(0,1)上递增，在(1，＋∞)上递减， 大致图象如下若f (x )有两个极值点，则y ＝2a 和y ＝φ(x )图象有两个交点， ∴0<2a <1，∴0<a <12.二、填空题11．i 为虚数单位，设复数z 1，z 2在复平面内对应的点关于原点对称，若 z 1＝2－3i ，则z 2＝________.答案 －2＋3i 解析 ∵z 1＋z 2＝0， ∴z 2＝－z 1＝－2＋3i.12．某学员在一次射击测试中射靶10次，命中环数如下：7,8,7,9,5,4,9,10,7,4则(1)平均命中环数为________； (2)命中环数的标准差为________． 答案 (1)7 (2)2解析 (1)X ＝110(7＋8＋7＋9＋5＋4＋9＋10＋7＋4)＝7010＝7.(2)D (X )＝110[(7－7)2＋(8－7)2＋(7－7)2＋(9－7)2＋(5－7)2＋(4－7)2＋(9－7)2＋(10－7)2＋(7－7)2＋(4－7)2]＝4， ∴命中环数标准差为2.13．阅读如图所示的程序框图，运行相应的程序．若输入m 的值为2，则输出的结果i ＝________.答案 4解析 第一次循环：i ＝1，A ＝2，B ＝1；第二次循环：i ＝2，A ＝4，B ＝2；第三次循环；i ＝3，A ＝8，B ＝6；第四次循环：i ＝4，A ＝16，B ＝24，终止循环，输出i ＝4. 14．已知圆O ：x 2＋y 2＝5，直线l ：x cos θ＋y sin θ＝1(0<θ<π2)．设圆O 上到直线l 的距离等于1的点的个数为k ，则k ＝________.答案 4解析 圆心O 到直线l 的距离d ＝1cos 2θ＋sin 2θ＝1，而圆O 半径为5，∴圆O 上到l 的距离等于1的点有4个．15．在区间[－2,4]上随机地取一个数x ，若x 满足|x |≤m 的概率为56，则m ＝________.答案 3解析 当m ≤2时，当然不适合题意， 当m >2时，由m ＋24－(－2)＝56得m ＝3.16．我国古代数学名著《数书九章》中有“天池盆测雨”题：在下雨时，用一个圆台形的天池盆接雨水．天池盆盆口直径为二尺八寸，盆底直径为一尺二寸，盆深一尺八寸．若盆中积水深九寸，则平地降雨量是________寸．(注：①平地降雨量等于盆中积水体积除以盆口面积；②一尺等于十寸) 答案 3解析 天池盆中水的形状是以上底半径10寸，下底半径6寸，高9寸的圆台， ∴平均降雨量＝13×9×π(102＋10×6＋62)π×142＝3.17．在平面直角坐标系中，若点P (x ，y )的坐标x ，y 均为整数，则称点P 为格点. 若一个多边形的顶点全是格点，则称该多边形为格点多边形. 格点多边形的面积记为S ，其内部的格点数记为N ，边界上的格点数记为L .例如图中△ABC 是格点三角形，对应的S ＝1，N ＝0，L ＝4.(1)图中格点四边形DEFG 对应的S ，N ，L 分别是__________；(2)已知格点多边形的面积可表示为S ＝aN ＋bL ＋c ，其中a ，b ，c 为常数．若某格点多边形对应的N ＝71，L ＝18，则S ＝________(用数值作答)． 答案 (1)3,1,6 (2)79 解析 (1)由图观察知．(2)再取一组数据S ＝2，N ＝0，L ＝6， 由题意，列方程⎩⎪⎨⎪⎧1＝a ×0＋4b ＋c 3＝a ×1＋6b ＋c2＝6b ＋c可得a ＝1，b ＝12，c ＝－1∴所求＝71a ＋18b ＋c ＝71＋9－1＝79. 三、解答题18．在△ABC 中，角A ，B ，C 对应的边分别是a ，b ，c .已知cos 2A －3cos(B ＋C )＝1.(1)求角A 的大小；(2)若△ABC 的面积S ＝53，b ＝5，求sin B sin C 的值． 解 (1)由cos 2A －3cos(B ＋C )＝1， 得2cos 2A ＋3cos A －2＝0， 即(2cos A －1)(cos A ＋2)＝0， 解得cos A ＝12或cos A ＝－2(舍去)．因为0<A <π，所以A ＝π3，(2)由S ＝12bc sin A ＝12bc ·32＝34bc ＝53，得bc ＝20.又b ＝5，知c ＝4.由余弦定理得a 2＝b 2＋c 2－2bc cos A ＝25＋16－20＝21，故a ＝21. 又由正弦定理得sin B sin C ＝b a sin A ·c a sin A ＝bc a 2sin 2A ＝2021×34＝57.19．已知S n 是等比数列{a n }的前n 项和，S 4，S 2，S 3成等差数列，且a 2＋a 3＋a 4＝－18. (1)求数列{a n }的通项公式；(2)是否存在正整数n ，使得S n ≥2 013？若存在，求出符合条件的所有n 的集合；若不存在，说明理由．解 (1)设数列{a n }的公比为q ，则a 1≠0，q ≠0.由题意得故数列{a n }的通项公式为a n ＝3(－2)n －1. (2)由(1)有S n ＝3·[1－(－2)n ]1－(－2)＝1－(－2)n .若存在n ，使得S n ≥2 013，则1－(－2)n ≥2 013，即(－2)n ≤－2 012. 当n 为偶数时，(－2)n >0.上式不成立；当n 为奇数时，(－2)n ＝－2n ≤－2 012，即2n ≥2 012，则n ≥11.综上，存在符合条件的正整数n，且所有这样的n的集合为{n|n＝2k＋1，k∈N，k≥5}．20．如图，某地质队自水平地面A ，B ，C 三处垂直向地下钻探，自A 点向下钻到A 1处发现矿藏，再继续下钻到A 2处后下面已无矿，从而得到在A 处正下方的矿层厚度为A 1A 2＝d 1，同样可得在B 、C 处正下方的矿层厚度分别为B 1B 2＝d 2，C 1C 2＝d 3，且d 1<d 2<d 3，过AB ，AC 的中点M ，N 且与直线AA 2平行的平面截多面体A 1B 1C 1—A 2B 2C 2所得的截面DEFG 为该多面体的一个中截面，其面积记为S 中．(1)证明：中截面DEFG 是梯形；(2)在△ABC 中，记BC ＝a ，BC 边上的高为h ，面积为S .在估测三角形ABC 区域内正下方的矿藏储量(即多面体A 1B 1C 1－A 2B 2C 2的体积V )时，可用近似公式V 估＝S 中·h 来估算. 已知V ＝13(d 1＋d 2＋d 3)S ，试判断V 估与V 的大小关系，并加以证明．(1)证明 依题意A 1A 2⊥平面ABC ，B 1B 2⊥平面ABC ，C 1C 2⊥平面ABC ， 所以A 1A 2∥B 1B 2∥C 1C 2，又A 1A 2＝d 1，B 1B 2＝d 2，C 1C 2＝d 3，且d 1<d 2<d 3. 因此四边形A 1A 2B 2B 1，B 1B 2C 2C 1，A 1A 2C 2C 1均是梯形．由AA 2∥平面MEFN ，AA 2⊂平面AA 2B 2B ，且平面AA 2B 2B ∩平面MEFN ＝ME ， 可得AA 2∥ME ，即A 1A 2∥DE ，同理可证A 1A 2∥FG ，所以DE ∥FG . 又M 、N 分别为AB 、AC 的中点，则D 、E 、F 、G 分别为A 1B 1、A 2B 2、A 2C 2、A 1C 1的中点， 即DE 、FG 分别为梯形A 1A 2B 2B 1，A 1A 2C 2C 1的中位线， 因此DE ＝12(A 1A 2＋B 1B 2)＝12(d 1＋d 2)，FG ＝12(A 1A 2＋C 1C 2)＝12(d 1＋d 3)，而d 1<d 2<d 3，故DE <FG ，所以中截面DEFG 是梯形． (2)解 V 估<V ，证明如下：由A 1A 2⊥平面ABC ，MN ⊂平面ABC ，可得A 1A 2⊥MN ， 而EM ∥A 1A 2，所以EM ⊥MN ，同理可得FN ⊥MN ，由MN 是△ABC 的中位线，可得MN ＝12BC ＝12a 即为梯形DEFG 的高． 因此S 中＝S 梯形DEFG ＝12(d 1＋d 22＋d 1＋d 32)·a 2＝a 8(2d 1＋d 2＋d 3)． 即V 估＝S 中·h ＝ah 8(2d 1＋d 2＋d 3)． 又S ＝12ah ，所以V ＝13(d 1＋d 2＋d 3)S ＝ah 6(d 1＋d 2＋d 3)． 于是V －V 估＝ah 6(d 1＋d 2＋d 3)－ah 8(2d 1＋d 2＋d 3) ＝ah 24[(d 2－d 1)＋(d 3－d 1)]． 由d 1<d 2<d 3，得d 2－d 1>0，d 3－d 1>0，故V 估<V .21．设a >0，b >0，已知函数f (x )＝ax ＋b x ＋1. (1)当a ≠b 时，讨论函数f (x )的单调性；(2)当x >0时，称f (x )为a 、b 关于x 的加权平均数．①判断f (1)，f (b a )，f (b a )是否成等比数列，并证明f (b a )≤f (b a)； ②a 、b 的几何平均数记为G .称2ab a ＋b为a 、b 的调和平均数，记为H .若H ≤f (x )≤G ，求x 的取值范围.解 (1)f (x )的定义域为(－∞，－1)∪(－1，＋∞)，f ′(x )＝a (x ＋1)－(ax ＋b )(x ＋1)2＝a －b (x ＋1)2. 当a >b 时，f ′(x )>0，函数f (x )在(－∞，－1)，(－1，＋∞)上单调递增；当a <b 时，f ′(x )<0，函数f (x )在(－∞，－1)，(－1，＋∞)上单调递减．(2)①计算得f (1)＝a ＋b 2>0，f (b a )＝2ab a ＋b>0，f (b a )＝ab >0. 故f (1)f (b a )＝a ＋b 2·2ab a ＋b＝ab ＝[f (b a )]2， 即f (1)f (b a)＝[f (b a )]2.* 所以f (1)，f (b a )，f (b a )成等比数列．因a ＋b 2≥ab ，即f (1)≥f (b a)， 由*得f (b a )≤f (b a )． ②由*知f (b a)＝H ，f (b a )＝G .故由H ≤f (x )≤G ，得 f (b a )≤f (x )≤f (b a)．** 当a ＝b 时，f (b a)＝f (x )＝f (b a )＝a . 这时，x 的取值范围为(0，＋∞)；当a >b 时，0<b a <1，从而b a <b a ，由f (x )在[0，＋∞)上单调递增与**式， 得b a ≤x ≤b a ，即x 的取值范围为⎣⎡⎦⎤b a，b a ； 当a <b 时，b a >1，从而b a>b a ，由f (x )在[0，＋∞)上单调递减与**式， 得b a ≤x ≤b a ，即x 的取值范围为⎣⎡⎦⎤b a ，b a . 22．如图，已知椭圆C 1与C 2的中心在坐标原点O ，长轴均为MN 且在x 轴上，短轴长分别为2m,2n (m >n )，过原点且不与x 轴重合的直线l 与C 1，C 2的四个交点按纵坐标从大到小依次为A ，B ，C ，D .记λ＝m n，△BDM 和△ABN 的面积分别为S 1和S 2.(1)当直线l 与y 轴重合时，若S 1＝λS 2，求λ的值；(2)当λ变化时，是否存在与坐标轴不重合的直线l ，使得S 1＝λS 2？并说明理由． 解 依题意可设椭圆C 1和C 2的方程分别为C 1：x 2a 2＋y 2m 2＝1；C 2：x 2a 2＋y 2n2＝1. 其中a >m >n >0，λ＝m n>1. (1)方法一 如图，若直线l 与y 轴重合，即直线l 的方程为x ＝0，则S 1＝12|BD |·|OM |＝12a |BD |， S 2＝12|AB |·|ON |＝12a |AB |， 所以S 1S 2＝|BD ||AB |. 在C 1和C 2的方程中分别令x ＝0，可得y A ＝m ，y B ＝n ，y D ＝－m ，于是|BD ||AB |＝|y B －y D ||y A －y B |＝m ＋n m －n ＝λ＋1λ－1. 若S 1S 2＝λ，则λ＋1λ－1＝λ， 化简得λ2－2λ－1＝0，由λ>1，可解得λ＝2＋1.故当直线l 与y 轴重合时，若S 1＝λS 2，则λ＝2＋1.方法二 如图，若直线l 与y 轴重合，则|BD |＝|OB |＋|OD |＝m ＋n ，|AB |＝|OA |－|OB |＝m －n ；S 1＝12|BD |·|OM |＝12a |BD |， S 2＝12|AB |·|ON |＝12a |AB |. 所以S 1S 2＝|BD ||AB |＝m ＋n m －n ＝λ＋1λ－1. 若S 1S 2＝λ，则λ＋1λ－1＝λ， 化简得λ2－2λ－1＝0.由λ>1，可解得λ＝2＋1，故当直线l 与y 轴重合时，若S 1＝λS 2，则λ＝2＋1.(2)方法一 如图，若存在与坐标轴不重合的直线l ，使得S 1＝λS 2，根据对称性，不妨设直线l ：y ＝kx (k >0)，点M (－a,0)，N (a,0)到直线l 的距离分别为d 1，d 2，因为d 1＝|－ak －0|1＋k2＝ak 1＋k 2， d 2＝|ak －0|1＋k 2＝ak 1＋k 2，所以d 1＝d 2.又S 1＝12|BD |d 1，S 2＝12|AB |d 2， 所以S 1S 2＝|BD ||AB |＝λ，即|BD |＝λ|AB |. 由对称性可知|AB |＝|CD |，所以|BC |＝|BD |－|AB |＝(λ－1)|AB |， |AD |＝|BD |＋|AB |＝(λ＋1)|AB |，于是|AD ||BC |＝λ＋1λ－1.① 将l 的方程分别与C 1，C 2的方程联立，可求得x A ＝ama 2k 2＋m 2，x B ＝ana 2k 2＋n 2.根据对称性可知x C ＝－x B ，x D ＝－x A ，于是|AD ||BC |＝1＋k 2|x A －x D |1＋k 2|x B －x C |＝2x A 2x B ＝m n a 2k 2＋n 2a 2k 2＋m 2② 从而由①和②式可得a 2k 2＋n 2a 2k 2＋m 2＝λ＋1λ(λ－1).③令t ＝λ＋1λ(λ－1)，则由m >n ，可得t ≠1， 于是由③可解得k 2＝n 2(λ2t 2－1)a 2(1－t 2). 因为k ≠0，所以k 2>0.于是③式关于k 有解，当且仅当n 2(λ2t 2－1)a 2(1－t 2)>0， 等价于(t 2－1)⎝⎛⎭⎫t 2－1λ2<0. 由λ>1，可解得1λ<t <1.即1λ<λ＋1λ(λ－1)<1， 由λ>1，解得λ>1＋2，所以当1<λ≤1＋2时，不存在与坐标轴不重合的直线l ，使得S 1＝λS 2； 当λ>1＋2时，存在与坐标轴不重合的直线l ，使得S 1＝λS 2. 方法二 如图，若存在与坐标轴不重合的直线l ，使得S 1＝λS 2. 根据对称性，不妨设直线l ：y ＝kx (k >0)．点M (－a,0)，N (a,0)到直线l 的距离分别为d 1、d 2，则因为d 1＝|－ak －0|1＋k2＝ak 1＋k 2， d 2＝|ak －0|1＋k 2＝ak 1＋k 2，所以d 1＝d 2.又S 1＝12|BD |d 1，S 2＝12|AB |d 2， 所以S 1S 2＝|BD ||AB |＝λ. 因为|BD ||AB |＝1＋k 2|x B －x D |1＋k 2|x A －x B |＝x A ＋x B x A －x B＝λ， 所以x A x B ＝λ＋1λ－1.由点A (x A ，kx A )，B (x B ，kx B )分别在C 1，C 2上，可得x 2A a 2＋k 2x 2A m 2＝1，x 2B a 2＋k 2x 2B n 2＝1， 两式相减可得x 2A －x 2B a 2＋k 2(x 2A －λ2x 2B )m 2＝0， 依题意x A >x B >0，所以x 2A >x 2B .所以由上式解得k 2＝m 2(x 2A －x 2B )a 2(λ2x 2B －x 2A ). 因为k 2>0，所以由m 2(x 2A －x 2B )a 2(λ2x 2B －x 2A )>0，可解得1<x A x B <λ. 从而1<λ＋1λ－1<λ，解得λ>1＋2，所以 当1<λ≤1＋2时，不存在与坐标轴不重合的直线l ，使得S 1＝λS 2； 当λ>1＋2时，存在与坐标轴不重合的直线l ，使得S 1＝λS 2.。
高考湖北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（湖北卷）数学（理科）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)【2013年湖北，理1，5分】在复平面内，复数(为虚数单位）的共轭复数对应的点位于（）(A）第一象限（B）第二象限（C）第三象限（D)第四象限【答案】D【解析】，则，其对应点位于第四象限，故选D．（2）【2013年湖北，理2，5分】已知全集为，集合，，则（）(A）(B) （C) （D）【答案】C【解析】∵，，∴，故选C．（3)【2013年湖北，理3,5分】在一次跳伞训练中，甲、乙两位学员各跳一次．设命题p是“甲降落在指定范围”，q是“乙降落在指定范围”，则命题“至少有一位学员没有降落在指定范围"可表示为（）（A)∨(B）∨（C)∧（D）∨【答案】A【解析】因为p是“甲降落在指定范围"，q是“乙降落在指定范围”，则是“没有降落在指定范围”，是“乙没有降落在指定范围”，所以命题“至少有一位学员没有降落在指定范围”可表示为∨，故选A．（4）【2013年湖北，理4，5分】将函数的图象向左平移个单位长度后，所得到的图象关于y轴对称，则m的最小值是（）(A）（B) （C) (D）【答案】B【解析】因为可化为，将它向左平移个单位得，其图像关于轴对称，故选B．（5）【2013年湖北，理5，5分】已知,则双曲线：与：的（）(A）实轴长相等(B）虚轴长相等（C）焦距相等（D）离心率相等【答案】D【解析】对于双曲线，有，．对于双曲线，有，．即这两双曲线的离心率相等，故选D．（6）【2013年湖北,理6,5分】已知点、、、，则向量在方向上的投影为（)（A）(B）(C)(D）【答案】A【解析】，,则在方向上的射影为,故选A．(7）【2013年湖北,理7，5分】一辆汽车在高速公路上行驶，由于遇到紧急情况而刹车，以速度(的单位：，的单位:m/s）行驶至停止．在此期间汽车继续行驶的距离(单位：m）是（）(A）（B）（C）(D）【答案】C【解析】令=0,解得或（不合题意，舍去），即汽车经过4秒中后停止，在此期间汽车继续行驶的距离为，故选C．（8）【2013年湖北，理8，5分】一个几何体的三视图如图所示，该几何体从上到下由四个简单几何体组成，其体积分别记为,，，,上面两个简单几何体均为旋转体，下面两个简单几何体均为多面体，则有（)(A）(B）（C）(D）【答案】C【解析】显然,所以B不正确．又，,，，从而，故选C．（9）【2013年湖北，理9，5分】如图,将一个各面都涂了油漆的正方体,切割为125个同样大小的小正方体．经过搅拌后，从中随机取一个小正方体,记它的涂漆面数为，则的均值（）(A）（B）（C）(D）【答案】B【解析】125个同样大小的小正方体的面数共有125×6=750，涂了油漆的面数有25×6=150．每一个小正方体的一个面涂漆的频率为,则它的涂漆面数为的均值,故选B．(10）【2013年湖北，理10，5分】已知为常数，函数有两个极值点，，则（）（A），(B),（C），（D)，【答案】D【解析】，由由两个极值点，得有两个不等的实数解，即有两个实数解，从而直线与曲线有两个交点．过点作的切线，设切点为，则切线的斜率，切线方程为．切点在切线上,则，又切点在曲线上,则,即切点为,切线方程为．再由直线与曲线有两个交点，知直线位于两直线和之间，如图所示，其斜率满足:,解得．则这函数的两个极点满足，所以，而，即，所以,故选D．二、填空题：共6小题，考生需作答5小题，每小题5分，共25分．请将答案填在答题卡对应题号．．．．答．．．．．．．的位置上错位置，书写不清，模棱两可均不得分．(一）必考题（11-14题）(11)【2013年湖北，理11,5分】从某小区抽取100户居民进行月用电量调查，发现其用电量都在50至350度之间,频率分布直方图如图所示（1）直方图中的值为_________；（2）在这些用户中,用电量落在区间内的户数为．【答案】（1）0.0044 （2)70【解析】（1)．（2）用电量落在区间内的户数为．（12）【2013年湖北，理12，5分】阅读如图所示的程序框图,运行相应的程序，输出的结果．【答案】5【解析】已知初始值，∵，则执行程序,得；因为,则执行程序，得；,则第三次执行程序，得;∵，则第四次执行程序，得；∵,执行输出，．（13）【2013年湖北，理13,5分】设，且满足：,,则．【答案】【解析】由柯西不等式得当且仅当时等号成立，此时,．∵，，∴,,．∴．(14）【2013年湖北，理14，5分】古希腊毕达哥拉斯学派的数学家研究过各种多边形数．如三角形数1，3，6，10，，第个三角形数为．记第个边形数为，以下列出了部分k边形数中第个数的表达式:三角形数,正方形数,五边形数，六边形数,…………可以推测的表达式，由此计算________．【答案】1000【解析】由题中数据可猜想：含项的系数为首项是，公差是的等差数列,含项的系数为首项是,公差是的等差数列，因此．故．(一)选考题（请考生在第15、16两题中任选一题作答，请先在答题卡指定位置将你所选的题目序号后的方框用2B铅笔涂黑，如果全选，则按第15题作答结果计分．）（15）【2013年湖北，理15，5分】(选修4—1：几何证明选讲）如图，圆上一点在直径上的射影为,点在半径上的射影为．若，则的值为_______．【答案】8【解析】根据题设，易知，,∴，即，在中，，在中，，即，∴．（16）【2013年湖北，理16，5分】（选修4—4：坐标系与参数方程）在直角坐标系中，椭圆的参数方程为（为参数，)．在极坐标系（与直角坐标系取相同的长度单位，且以原点O为极点，以x轴正半轴为极轴）中，直线与圆的极坐标方程分别为（m为非零常数）与．若直线经过椭圆的焦点，且与圆相切，则椭圆的离心率为．【答案】【解析】椭圆的方程可以化为,圆的方程可化为,直线的方程可化为，因为直线经过椭圆的焦点，且与圆相切，则,，，所以椭圆的离心率．三、解答题：共6题，共75分．解答应写出文字说明，演算步骤或证明过程．（17）【2013年湖北，理17,11分】在△中，角，,对应的边分别是，,．已知．(1）求角A的大小；（2）若△的面积，，求的值．解:（1)由，得，即，解得或(舍因为，所以．（2）由得．又，知．由余弦定理故．又由正弦定理得．（18）【2013年湖北,理18，12分】已知等比数列满足：，．（1）求数列的通项公式；（2）是否存在正整数，使得？若存在，求的最小值；若不存在，说明理由．解：(1)设等比数列的公比为q，则由已知可得，解得，或．故,或．（2)若,则，故是首项为，公比为的等比数列，从而．若,则，故是首项为，公比为的等比数列,从而，故．综上，对任何正整数，总有．故不存在正整数，使得成立．（19)【2013年湖北，理19,12分】如图,是圆的直径，点是圆上异于的点，直线平面,，分别是，的中点．（1）记平面与平面的交线为，试判断直线与平面的位置关系，并加以证明；（2）设（1）中的直线l与圆的另一个交点为，且点Q满足．记直线与平面所成的角为，异面直线与所成的角为，二面角的大小为，求证：．解:（1）直线∥平面,证明如下：连接，因为，分别是，的中点，所以∥．又平面，且平面，所以∥平面．而平面,且平面平面，所以∥．因为平面,平面，所以直线∥平面．(2)解法一：（综合法）如图，连接,由(1）可知交线即为直线，且∥．因为是的直径,所以，于是．已知平面，而平面，所以．而，所以平面．连接，，因为平面，所以．故就是二面角的平面角，即．由，作∥，且．连接，，因为是的中点,，所以，从而四边形是平行四边形，∥．连接，因为平面，所以是在平面内的射影,故就是直线与平面所成的角,即．又平面，有，知为锐角，故为异面直线与所成的角，即,于是在△，△，△中，分别可得，，，从而，即．解法二：（向量法)如图,由，作∥，且．连接,，，，，由（1）可知交线即为直线．以点为原点,向量所在直线分别为轴,建立如图所示的空间直角坐标系，设，则有，．于是,，，所以，从而．又取平面的一个法向量为,可得,设平面的一个法向量为，所以由，可得．取．于是,从而．故，即．（20）【2013年湖北，理20,12分】假设每天从甲地去乙地的旅客人数是服从正态分布的随机变量．记一天中从甲地去乙地的旅客人数不超过900的概率为．(1）求的值；（参考数据：若~，有，）；(2）某客运公司用、两种型号的车辆承担甲、乙两地间的长途客运业务,每车每天往返一次．、两种车辆的载客量分别为36人和60人，从甲地去乙地的营运成本分别为1600元/辆和2400元/辆．公司拟组建一个不超过21辆车的客运车队，并要求型车不多于型车7辆．若每天要以不小于的概率运完从甲地去乙地的旅客,且使公司从甲地去乙地的营运成本最小，那么应配备型车、型车各多少辆?解：（1)由于随机变量服从正态分布，故有，，．由正态分布的对称性，得．（2)设型、型车辆的数量分别为辆，则相应的营运成本为．依题意, 还需满足:．由（1）知，，故等价于．于是问题等价于求满足约束条件，且使目标函数达到最小的．作可行域如图所示，可行域的三个顶点坐标分别为．由图可知，当直线经过可行域的点P时，直线在y轴上截距最小,即z取得最小值．故应配备型车5辆、型车12辆．（21）【2013年湖北,理21，14分】如图,已知椭圆与的中心在坐标原点，长轴均为且在轴上，短轴长分别为，，过原点且不与轴重合的直线与，的四个交点按纵坐标从大到小依次为A,B,C，D．记，△和△的面积分别为和．（1）当直线与轴重合时,若，求的值；（2）当变化时，是否存在与坐标轴不重合的直线l，使得？并说明理由．解：依题意可设椭圆和的方程分别为:，：．其中，（1）解法一：如图，若直线与轴重合，即直线的方程为,则,，所以．在C1和C2的方程中分别令,可得，，，于是．若，则，化简得．由,可解得．故当直线与轴重合时,若，则．解法二：如图，若直线与轴重合，则,;，．所以．若，则,化简得．由，可解得．故当直线与轴重合时,若，则．(2）解法一：如图，若存在与坐标轴不重合的直线l,使得．根据对称性，不妨设直线:，点，到直线的距离分别为，,则因为,,所以．又，，所以,即．由对称性可知,所以，，于是．①将的方程分别与C1，C2的方程联立,可求得，．根据对称性可知，，于是．②从而由①和②式可得．③令，则由,可得，于是由③可解得．因为,所以．于是③式关于有解,当且仅当,等价于．由，可解得,即，由,解得，所以当时，不存在与坐标轴不重合的直线l,使得；当时,存在与坐标轴不重合的直线l使得．解法二：如图，若存在与坐标轴不重合的直线l,使得．根据对称性,不妨设直线：,点，到直线的距离分别为，，则,,所以．又,，所以．因为，所以．由点，分别在C1,C2上，可得，，两式相减可得，依题意，所以．所以由上式解得．因为，所以由，可解得．从而，解得，所以当时，不存在与坐标轴不重合的直线l，使得；当时，存在与坐标轴不重合的直线l使得（22）【2013年湖北，理22，14分】设是正整数，为正有理数．(1）求函数的最小值；（2）证明：；（3）设，记为不小于．．．的最小整数，例如，，．令,求的值．（参考数据：，,,）解：（1）因为，令，解得．当时，，所以在内是减函数；当时，，所以在内是增函数．故函数在处取得最小值．（2）由(1），当时，有,，且等号当且仅当时成立，故当且时,．①在①中,令(且），．上式两边同乘，得，即②当时，在①中令（这时且），类似可得③且当时，③也成立．综合②，③得．④(3）在④中,令,分别取值81,82，83，…，125，得，，,………．将以上各式相加，并整理得．代入数据计算,可得，．由的定义，得．。