全国普通高等学校招生统一考试理科数学(天津卷)
高中数学考试
考试时间:
分钟
满分:
85 分
*注意事项:
1、填写答题卡的内容用2B铅笔填写 2、提前 xx 分钟收取答题卡
第Ⅰ卷 客观题
第Ⅰ卷的注释
一、选择题(共6题,共30分)
1、 已知双曲线的离心率为2,过右焦点且垂直于x轴的直线与双曲线交于A,B两点. 设A,B到双曲线的同一条渐近线的距离分别为和,且,则双曲线的方程为 A. B. C. D. 2、 将函数的图象向右平移个单位长度,所得图象对应的函数 A. 在区间上单调递增 B. 在区间上单调递减 C. 在区间上单调递增 D. 在区间上单调递减 3、 已知,,,则a,b,c的大小关系为 A. B. C. D. 4、 设,则“”是“”的 A. 充分而不必要条件 B. 必要而不重复条件 C. 充要条件 D. 既不充分也不必要条件 5、 设变量x,y满足约束条件则目标函数的最大值为 A. 6 B. 19 C. 21 D. 45 6、 设全集为R,集合,,则 A. B. C. D.
二、填空题(共5题,共25分)
7、 已知,函数若关于的方程恰有2个互异的实数解,则的取值范围是______________. 8、 已知,且,则的最小值为_____________. 9、 已知圆的圆心为C,直线(为参数)与该圆相交于A,B两点,则的面积为___________. 10、 已知正方体的棱长为1,除面外,该正方体其余各面的中心分别为点E,F,G,H,M(如图),则四棱锥的体积为__________. 11、 在的展开式中,的系数为____________.
三、解答题(共6题,共30分)
12、 已知函数,,其中a>1. (I)求函数的单调区间; (II)若曲线在点处的切线与曲线在点处的切线平行,证明; (III)证明当时,存在直线l,使l是曲线的切线,也是曲线的切线. 13、 设椭圆(a>b>0)的左焦点为F,上顶点为B. 已知椭圆的离心率为,点A的坐标为,且. (I)求椭圆的方程; (II)设直线l:与椭圆在第一象限的交点为P,且l与直线AB交于点Q. 若(O为原点) ,求k的值. 14、 设是等比数列,公比大于0,其前n项和为,是等差数列.已知,,,. (I)求和的通项公式; (II)设数列的前n项和为, (i)求; (ii)证明. 15、 如图,且AD=2BC,,且EG=AD,且CD=2FG,,DA=DC=DG=2. (I)若M为CF的中点,N为EG的中点,求证:; (II)求二面角的正弦值; (III)若点P在线段DG上,且直线BP与平面ADGE所成的角为60°,求线段DP的长. 16、 已知某单位甲、乙、丙三个部门的员工人数分别为24,16,16.现采用分层抽样的方法从中抽取7人,进行睡眠时间的调查. (I)应从甲、乙、丙三个部门的员工中分别抽取多少人? (II)若抽出的7人中有4人睡眠不足,3人睡眠充足,现从这7人中随机抽取3人做进一步的身体检查. (i)用X表示抽取的3人中睡眠不足的员工人数,求随机变量X的分布列与数学期望; (ii)设A为事件“抽取的3人中,既有睡眠充足的员工,也有睡眠不足的员工”,求事件A发生的概率. 17、 在中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c.已知. (I)求角B的大小; (II)设a=2,c=3,求b和的值. |
---|
全国普通高等学校招生统一考试理科数学(天津卷)
1、
已知双曲线的离心率为2,过右焦点且垂直于x轴的直线与双曲线交于A,B两点. 设A,B到双曲线的同一条渐近线的距离分别为和,且,则双曲线的方程为
A. B. C. D.
C
分析:由题意首先求得A,B的坐标,然后利用点到直线距离公式求得b的值,之后求解a的值即可确定双曲线方程.
详解:设双曲线的右焦点坐标为(c>0),则,
由可得:,
不妨设:,
双曲线的一条渐近线方程为:,
据此可得:,,
则,则,
双曲线的离心率:,
据此可得:,则双曲线的方程为.
本题选择C选项.
2、
将函数的图象向右平移个单位长度,所得图象对应的函数
A. 在区间上单调递增 B. 在区间上单调递减
C. 在区间上单调递增 D. 在区间上单调递减
A
分析:由题意首先求得平移之后的函数解析式,然后确定函数的单调区间即可.
详解:由函数图象平移变换的性质可知:
将的图象向右平移个单位长度之后的解析式为:
.
则函数的单调递增区间满足:,
即,
令可得一个单调递增区间为:.
函数的单调递减区间满足:,
即,
令可得一个单调递减区间为:.
本题选择A选项.
3、
已知,,,则a,b,c的大小关系为
A. B. C. D.
D
分析:由题意结合对数函数的性质整理计算即可求得最终结果.
详解:由题意结合对数函数的性质可知:
,,,
据此可得:.
本题选择D选项.
4、
设,则“”是“”的
A. 充分而不必要条件
B. 必要而不重复条件
C. 充要条件
D. 既不充分也不必要条件
A
分析:首先求解绝对值不等式,然后求解三次不等式即可确定两者之间的关系.
详解:绝对值不等式,
由.
据此可知是的充分而不必要条件.
本题选择A选项.
5、
设变量x,y满足约束条件则目标函数的最大值为
A. 6 B. 19 C. 21 D. 45
C
分析:首先画出可行域,然后结合目标目标函数的几何意义确定函数取得最大值的点,最后求解最大值即可.
详解:绘制不等式组表示的平面区域如图所示,
结合目标函数的几何意义可知目标函数在点A处取得最大值,
联立直线方程:,可得点A的坐标为:,
据此可知目标函数的最大值为:.
本题选择C选项.
6、
设全集为R,集合,,则
A. B. C. D.
B
分析:由题意首先求得,然后进行交集运算即可求得最终结果.
详解:由题意可得:,
结合交集的定义可得:.
本题选择B选项.
7、
已知,函数若关于的方程恰有2个互异的实数解,则的取值范围是______________.
分析:由题意分类讨论和两种情况,然后绘制函数图像,数形结合即可求得最终结果.
详解:分类讨论:当时,方程即,
整理可得:,
很明显不是方程的实数解,则,
当时,方程即,
整理可得:,
很明显不是方程的实数解,则,
令,
其中,
原问题等价于函数与函数有两个不同的交点,求的取值范围.
结合对勾函数和函数图象平移的规律绘制函数的图象,
同时绘制函数的图象如图所示,考查临界条件,
结合观察可得,实数的取值范围是.
8、
已知,且,则的最小值为_____________.
分析:由题意首先求得a-3b的值,然后结合均值不等式的结论整理计算即可求得最终结果,注意等号成立的条件.
详解:由可知,
且:,因为对于任意x,恒成立,
结合均值不等式的结论可得:.
当且仅当,即时等号成立.
综上可得的最小值为.
9、
已知圆的圆心为C,直线(为参数)与该圆相交于A,B两点,则的面积为___________.
分析:由题意首先求得圆心到直线的距离,然后结合弦长公式求得弦长,最后求解三角形的面积即可.
详解:由题意可得圆的标准方程为:,
直线的直角坐标方程为:,即,
则圆心到直线的距离:,
由弦长公式可得:,
则.
10、
已知正方体的棱长为1,除面外,该正方体其余各面的中心分别为点E,F,G,H,M(如图),则四棱锥的体积为__________.
分析:由题意首先求解底面积,然后结合四棱锥的高即可求得四棱锥的体积.
详解:由题意可得,底面四边形为边长为的正方形,其面积,
顶点到底面四边形的距离为,
由四棱锥的体积公式可得:.
11、
在的展开式中,的系数为____________.
分析:由题意结合二项式定理展开式的通项公式得到r的值,然后求解的系数即可.
详解:结合二项式定理的通项公式有:,
令可得:,则的系数为:.
12、
已知函数,,其中a>1.
(I)求函数的单调区间;
(II)若曲线在点处的切线与曲线在点处的切线平行,证明;
(III)证明当时,存在直线l,使l是曲线的切线,也是曲线的切线.
(Ⅰ)单调递减区间,单调递增区间为;(Ⅱ)证明见解析;(Ⅲ)证明见解析.
(II)曲线在点处的切线斜率为.曲线在点处的切线斜率为.原问题等价于.两边取对数可得.
(III)由题意可得两条切线方程分别为l1:.l2:.则原问题等价于当时,存在,,使得l1和l2重合.转化为当时,关于x1的方程存在实数解,构造函数,令,结合函数的性质可知存在唯一的x0,且x0>0,使得,据此可证得存在实数t,使得,则题中的结论成立.
详解:(I)由已知,,有.
令,解得x=0.
由a>1,可知当x变化时,,的变化情况如下表:
x | 0 | ||
0 | + | ||
极小值 |
所以函数的单调递减区间为,单调递增区间为.
(II)由,可得曲线在点处的切线斜率为.
由,可得曲线在点处的切线斜率为.
因为这两条切线平行,故有,即.
两边取以a为底的对数,得,所以.
(III)曲线在点处的切线l1:.
曲线在点处的切线l2:.
要证明当时,存在直线l,使l是曲线的切线,也是曲线的切线,
只需证明当时,存在,,使得l1和l2重合.
即只需证明当时,方程组有解,
由①得,代入②,得. ③
因此,只需证明当时,关于x1的方程③存在实数解.
设函数,
即要证明当时,函数存在零点.
,可知时,;
时,单调递减,
又,,
故存在唯一的x0,且x0>0,使得,即.
由此可得在上单调递增,在上单调递减.
在处取得极大值.
因为,故,
所以.
下面证明存在实数t,使得.
由(I)可得,
当时,
有
,
所以存在实数t,使得
因此,当时,存在,使得.
所以,当时,存在直线l,使l是曲线的切线,也是曲线的切线.
13、
设椭圆(a>b>0)的左焦点为F,上顶点为B. 已知椭圆的离心率为,点A的坐标为,且.
(I)求椭圆的方程;
(II)设直线l:与椭圆在第一象限的交点为P,且l与直线AB交于点Q. 若(O为原点) ,求k的值.
(Ⅰ);(Ⅱ)或
分析:(Ⅰ)由题意结合椭圆的性质可得a=3,b=2.则椭圆的方程为.
(Ⅱ)设点P的坐标为(x1,y1),点Q的坐标为(x2,y2).由题意可得5y1=9y2.由方程组可得.由方程组可得.据此得到关于k的方程,解方程可得k的值为或
详解:(Ⅰ)设椭圆的焦距为2c,由已知有,
又由a2=b2+c2,可得2a=3b.由已知可得,,,
由,可得ab=6,从而a=3,b=2.
所以,椭圆的方程为.
(Ⅱ)设点P的坐标为(x1,y1),点Q的坐标为(x2,y2).
由已知有y1>y2>0,故.
又因为,而∠OAB=,故.
由,可得5y1=9y2.
由方程组消去x,可得.
易知直线AB的方程为x+y–2=0,
由方程组消去x,可得.
由5y1=9y2,可得5(k+1)=,
两边平方,整理得,
解得,或.
所以,k的值为或
14、
设是等比数列,公比大于0,其前n项和为,是等差数列.已知,,,.
(I)求和的通项公式;
(II)设数列的前n项和为,
(i)求;
(ii)证明.
(Ⅰ),;(Ⅱ)(i).(ii)证明见解析.
分析:(I)由题意得到关于q的方程,解方程可得,则.结合等差数列通项公式可得
(II)(i)由(I),有,则.
(ii)因为,裂项求和可得.
详解:(I)设等比数列的公比为q.由
可得.因为,可得,故.
设等差数列的公差为d,由,可得
由,可得
从而故
所以数列的通项公式为,
数列的通项公式为
(II)(i)由(I),有,
故.
(ii)因为,
所以.
15、
如图,且AD=2BC,,且EG=AD,且CD=2FG,,DA=DC=DG=2.
(I)若M为CF的中点,N为EG的中点,求证:;
(II)求二面角的正弦值;
(III)若点P在线段DG上,且直线BP与平面ADGE所成的角为60°,求线段DP的长.
(Ⅰ)证明见解析;(Ⅱ);(Ⅲ).
分析:依题意,可以建立以D为原点,分别以,,的方向为x轴,y轴,z轴的正方向的空间直角坐标系.
(Ⅰ)由题意可得:平面CDE的一个法向量n0=(1,0,–1).又=(1,,1),故,MN∥平面CDE.
(Ⅱ)依题意可得平面BCE的一个法向量n=(0,1,1).平面BCF的一个法向量为m=(0,2,1).据此计算可得二面角E–BC–F的正弦值为.
(Ⅲ)设线段DP的长为h(h∈[0,2]),则点P的坐标为(0,0,h),结合空间向量的结论计算可得线段的长为.
详解:依题意,可以建立以D为原点,
分别以,,的方向为x轴,y轴,z轴的正方向的空间直角坐标系(如图),
可得D(0,0,0),A(2,0,0),B(1,2,0),C(0,2,0),
E(2,0,2),F(0,1,2),G(0,0,2),M(0,,1),N(1,0,2).
(Ⅰ)依题意=(0,2,0),=(2,0,2).
设n0=(x,y,z)为平面CDE的法向量,
则即
不妨令z=–1,可得n0=(1,0,–1).
又=(1,,1),可得,
又因为直线MN平面CDE,所以MN∥平面CDE.
(Ⅱ)依题意,可得=(–1,0,0),,=(0,–1,2).
设n=(x,y,z)为平面BCE的法向量,
则即
不妨令z=1,可得n=(0,1,1).
设m=(x,y,z)为平面BCF的法向量,
则即
不妨令z=1,可得m=(0,2,1).
因此有cos<m,n>=,于是sin<m,n>=.
所以,二面角E–BC–F的正弦值为.
(Ⅲ)设线段DP的长为h(h∈[0,2]),则点P的坐标为(0,0,h),
可得.
易知,=(0,2,0)为平面ADGE的一个法向量,
故,
由题意,可得=sin60°=,解得h=∈[0,2].
所以线段的长为.
16、
已知某单位甲、乙、丙三个部门的员工人数分别为24,16,16.现采用分层抽样的方法从中抽取7人,进行睡眠时间的调查.
(I)应从甲、乙、丙三个部门的员工中分别抽取多少人?
(II)若抽出的7人中有4人睡眠不足,3人睡眠充足,现从这7人中随机抽取3人做进一步的身体检查.
(i)用X表示抽取的3人中睡眠不足的员工人数,求随机变量X的分布列与数学期望;
(ii)设A为事件“抽取的3人中,既有睡眠充足的员工,也有睡眠不足的员工”,求事件A发生的概率.
(Ⅰ)从甲、乙、丙三个部门的员工中分别抽取3人,2人,2人.(Ⅱ)(i)答案见解析;(ii).
(Ⅱ)(i)随机变量X的所有可能取值为0,1,2,3.且分布列为超几何分布,即P(X=k)=(k=0,1,2,3).据此求解分布列即可,计算相应的数学期望为.
(ii)由题意结合题意和互斥事件概率公式可得事件A发生的概率为.
详解:(Ⅰ)由已知,甲、乙、丙三个部门的员工人数之比为3∶2∶2,
由于采用分层抽样的方法从中抽取7人,
因此应从甲、乙、丙三个部门的员工中分别抽取3人,2人,2人.
(Ⅱ)(i)随机变量X的所有可能取值为0,1,2,3.
P(X=k)=(k=0,1,2,3).
所以,随机变量X的分布列为
X | 0 | 1 | 2 | 3 |
P |
随机变量X的数学期望.
(ii)设事件B为“抽取的3人中,睡眠充足的员工有1人,睡眠不足的员工有2人”;
事件C为“抽取的3人中,睡眠充足的员工有2人,睡眠不足的员工有1人”,
则A=B∪C,且B与C互斥,
由(i)知,P(B)=P(X=2),P(C)=P(X=1),
故P(A)=P(B∪C)=P(X=2)+P(X=1)=.
所以,事件A发生的概率为.
17、
在中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c.已知.
(I)求角B的大小;
(II)设a=2,c=3,求b和的值.
(Ⅰ);(Ⅱ),.
分析:(Ⅰ)由题意结合正弦定理边化角结合同角三角函数基本关系可得,则B=.
(Ⅱ)在△ABC中,由余弦定理可得b=.结合二倍角公式和两角差的正弦公式可得
详解:(Ⅰ)在△ABC中,由正弦定理,可得,
又由,得,
即,可得.
又因为,可得B=.
(Ⅱ)在△ABC中,由余弦定理及a=2,c=3,B=,
有,故b=.
由,可得.因为a<c,故.
因此,
所以,