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
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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1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23,且4,则双曲线的方程为

A. 5   B. 6   C. 7   D. 8

2、

将函数1的图象向右平移2个单位长度,所得图象对应的函数

A. 在区间3上单调递增   B. 在区间4上单调递减

C. 在区间5上单调递增   D. 在区间6上单调递减

3、

已知123,则a,b,c的大小关系为

A. 4   B. 5   C. 6   D. 7

4、

1,则“2”是“3”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1则目标函数2的最大值为

A. 6   B. 19   C. 21   D. 45

6、

设全集为R,集合12,则3

A. 4   B. 5   C. 6   D. 7

二、填空题(共5题,共25分)

7、

已知1,函数2若关于3的方程4恰有2个互异的实数解,则5的取值范围是______________.

8、

已知1,且2,则3的最小值为_____________.

9、

已知圆1的圆心为C,直线2(3为参数)与该圆相交于A,B两点,则4的面积为___________.

10、

已知正方体1的棱长为1,除面2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3的体积为__________.

4

11、

1的展开式中,2的系数为____________.

三、解答题(共6题,共30分)

12、

已知函数12,其中a>1.

(I)求函数3的单调区间;

(II)若曲线4在点5处的切线与曲线6在点7处的切线平行,证明8

(III)证明当9时,存在直线l,使l是曲线10的切线,也是曲线11的切线.

13、

设椭圆1(a>b>0)的左焦点为F,上顶点为B. 已知椭圆的离心率为2,点A的坐标为3,且4.

(I)求椭圆的方程;

(II)设直线l:5与椭圆在第一象限的交点为P,且l与直线AB交于点Q. 若6(O为原点) ,求k的值.

14、

1是等比数列,公比大于0,其前n项和为23是等差数列.已知4567.

(I)求13的通项公式;

(II)设数列8的前n项和为9

(i)求10

(ii)证明11.

15、

如图,1且AD=2BC,2,3且EG=AD,4且CD=2FG,5,DA=DC=DG=2.

(I)若M为CF的中点,N为EG的中点,求证:6

(II)求二面角7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.

8

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、

1中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c.已知2.

(I)求角B的大小;

(II)设a=2,c=3,求b和3的值.

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
一、选择题(共6题,共30分)

1、

已知双曲线1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23,且4,则双曲线的方程为

A. 5   B. 6   C. 7   D. 8

【考点】
【答案】

C

【解析】

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1(c>0),则2

3可得:4

不妨设:5

双曲线的一条渐近线方程为:6

据此可得:78

9,则10

双曲线的离心率:11

据此可得:12,则双曲线的方程为13.

本题选择C选项.

2、

将函数1的图象向右平移2个单位长度,所得图象对应的函数

A. 在区间3上单调递增   B. 在区间4上单调递减

C. 在区间5上单调递增   D. 在区间6上单调递减

【考点】
【答案】

A

【解析】

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:

1的图象向右平移2个单位长度之后的解析式为:

3.

则函数的单调递增区间满足:4

5

6可得一个单调递增区间为:7.

函数的单调递减区间满足:8

9

6可得一个单调递减区间为:10.

本题选择A选项.

3、

已知123,则a,b,c的大小关系为

A. 4   B. 5   C. 6   D. 7

【考点】
【答案】

D

【解析】

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:

123

据此可得:4.

本题选择D选项.

4、

1,则“2”是“3”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

【考点】
【答案】

A

【解析】

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12324

526.

据此可知15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1则目标函数2的最大值为

A. 6   B. 19   C. 21   D. 45

【考点】
【答案】

C

【解析】

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:1,可得点A的坐标为:2

据此可知目标函数的最大值为:3.

本题选择C选项.

4

6、

设全集为R,集合12,则3

A. 4   B. 5   C. 6   D. 7

【考点】
【答案】

B

【解析】

分析:由题意首先求得1,然后进行交集运算即可求得最终结果.

详解:由题意可得:2

结合交集的定义可得:3.

本题选择B选项.

二、填空题(共5题,共25分)

7、

已知1,函数2若关于3的方程4恰有2个互异的实数解,则5的取值范围是______________.

【考点】
【答案】

1

【解析】

分析:由题意分类讨论12两种情况,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1时,方程34

整理可得:5

很明显6不是方程的实数解,则7

2时,方程38

整理可得:9

很明显10不是方程的实数解,则11

12

其中1314

原问题等价于函数15与函数16有两个不同的交点,求17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15的图象,

同时绘制函数16的图象如图所示,考查临界条件,

结合18观察可得,实数17的取值范围是19.

20

8、

已知1,且2,则3的最小值为_____________.

【考点】
【答案】

1

【解析】

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1可知2

且:3,因为对于任意x,4恒成立,

结合均值不等式的结论可得:5.

当且仅当6,即7时等号成立.

综上可得8的最小值为9.

9、

已知圆1的圆心为C,直线2(3为参数)与该圆相交于A,B两点,则4的面积为___________.

【考点】
【答案】

1

【解析】

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:1

直线的直角坐标方程为:2,即3

则圆心到直线的距离:4

由弦长公式可得:5

6.

10、

已知正方体1的棱长为1,除面2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3的体积为__________.

4

【考点】
【答案】

1

【解析】

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1为边长为2的正方形,其面积3

顶点4到底面四边形1的距离为5

由四棱锥的体积公式可得:6.

11、

1的展开式中,2的系数为____________.

【考点】
【答案】

1

【解析】

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1的系数即可.

详解:结合二项式定理的通项公式有:2

3可得:4,则1的系数为:5.

三、解答题(共6题,共30分)

12、

已知函数12,其中a>1.

(I)求函数3的单调区间;

(II)若曲线4在点5处的切线与曲线6在点7处的切线平行,证明8

(III)证明当9时,存在直线l,使l是曲线10的切线,也是曲线11的切线.

【考点】
【答案】

(Ⅰ)单调递减区间1,单调递增区间为2;(Ⅱ)证明见解析;(Ⅲ)证明见解析.

【解析】
分析:(I)由题意可得1.令2,解得x=0.据此可得函数3的单调递减区间4,单调递增区间为5.

(II)曲线6在点7处的切线斜率为8.曲线9在点10处的切线斜率为11.原问题等价于12.两边取对数可得13.

(III)由题意可得两条切线方程分别为l1:14.l2:15.则原问题等价于当16时,存在1718,使得l1和l2重合.转化为当19时,关于x1的方程20存在实数解,构造函数,令21,结合函数的性质可知存在唯一的x0,且x0>0,使得22,据此可证得存在实数t,使得23,则题中的结论成立.

详解:(I)由已知,24,有25.

26,解得x=0.

由a>1,可知当x变化时,2728的变化情况如下表:

x

29

0

30

31

32

0

+

33

34

极小值

35

所以函数36的单调递减区间为37,单调递增区间为38.

(II)由39,可得曲线40在点41处的切线斜率为42.

43,可得曲线44在点45处的切线斜率为46.

因为这两条切线平行,故有47,即48.

两边取以a为底的对数,得49,所以50.

(III)曲线51在点52处的切线l1:53.

曲线54在点55处的切线l2:56.

要证明当57时,存在直线l,使l是曲线58的切线,也是曲线59的切线,

只需证明当60时,存在6162,使得l1和l2重合.

即只需证明当63时,方程组64有解,

由①得65,代入②,得66. ③

因此,只需证明当67时,关于x1的方程③存在实数解.

设函数68

即要证明当69时,函数70存在零点.

71,可知72时,73

74时,75单调递减,

7677

故存在唯一的x0,且x0>0,使得78,即79.

由此可得8081上单调递增,在82上单调递减.

8384处取得极大值85.

因为86,故87

所以88.

下面证明存在实数t,使得89.

由(I)可得90

91时,

92

93

所以存在实数t,使得94

因此,当95时,存在96,使得97.

所以,当98时,存在直线l,使l是曲线99的切线,也是曲线100的切线.

13、

设椭圆1(a>b>0)的左焦点为F,上顶点为B. 已知椭圆的离心率为2,点A的坐标为3,且4.

(I)求椭圆的方程;

(II)设直线l:5与椭圆在第一象限的交点为P,且l与直线AB交于点Q. 若6(O为原点) ,求k的值.

【考点】
【答案】

(Ⅰ)1;(Ⅱ)23

【解析】

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1

(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2可得3.由方程组4可得5.据此得到关于k的方程,解方程可得k的值为67

详解:(Ⅰ)设椭圆的焦距为2c,由已知有8

又由a2=b2+c2,可得2a=3b.由已知可得,910

11,可得ab=6,从而a=3,b=2.

所以,椭圆的方程为12

(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13

又因为14,而∠OAB=15,故16

17,可得5y1=9y2.

由方程组18消去x,可得19

易知直线AB的方程为x+y–2=0,

由方程组20消去x,可得21

由5y1=9y2,可得5(k+1)=22

两边平方,整理得23

解得24,或25

所以,k的值为2627

14、

1是等比数列,公比大于0,其前n项和为23是等差数列.已知4567.

(I)求13的通项公式;

(II)设数列8的前n项和为9

(i)求10

(ii)证明11.

【考点】
【答案】

(Ⅰ)12;(Ⅱ)(i)3.(ii)证明见解析.

【解析】

分析:(I)由题意得到关于q的方程,解方程可得1,则2.结合等差数列通项公式可得3

(II)(i)由(I),有4,则5.

(ii)因为6,裂项求和可得7.

详解:(I)设等比数列8的公比为q.由9

可得10.因为11,可得1,故2.

设等差数列12的公差为d,由13,可得14

15,可得16

从而173

所以数列8的通项公式为2

数列12的通项公式为3

(II)(i)由(I),有18

19.

(ii)因为20

所以21.

15、

如图,1且AD=2BC,2,3且EG=AD,4且CD=2FG,5,DA=DC=DG=2.

(I)若M为CF的中点,N为EG的中点,求证:6

(II)求二面角7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.

8

【考点】
【答案】

(Ⅰ)证明见解析;(Ⅱ)1;(Ⅲ)2.

【解析】

分析:依题意,可以建立以D为原点,分别以123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4=(1,5,1),故6,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7

(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8的长为9.

详解:依题意,可以建立以D为原点,

分别以101112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(0,13,1),N(1,0,2).

14

(Ⅰ)依题意15=(0,2,0),16=(2,0,2).

设n0=(x,y,z)为平面CDE的法向量,

1718

不妨令z=–1,可得n0=(1,0,–1).

19=(1,20,1),可得21

又因为直线MN22平面CDE,所以MN∥平面CDE.

(Ⅱ)依题意,可得23=(–1,0,0),2425=(0,–1,2).

设n=(x,y,z)为平面BCE的法向量,

2627

不妨令z=1,可得n=(0,1,1).

设m=(x,y,z)为平面BCF的法向量,

2829

不妨令z=1,可得m=(0,2,1).

因此有cos<m,n>=30,于是sin<m,n>=31

所以,二面角E–BC–F的正弦值为32

(Ⅲ)设线段DP的长为h(h∈[0,2]),则点P的坐标为(0,0,h),

可得33

易知,34=(0,2,0)为平面ADGE的一个法向量,

35

由题意,可得36=sin60°=37,解得h=38∈[0,2].

所以线段39的长为40.

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.

【考点】
【答案】

(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)1

【解析】
分析:(Ⅰ)由分层抽样的概念可知应从甲、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.且分布列为超几何分布,即P(X=k)=1(k=0,1,2,3).据此求解分布列即可,计算相应的数学期望为2

(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3

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)=4(k=0,1,2,3).

所以,随机变量X的分布列为

X

0

1

2

3

P

5

6

7

8

随机变量X的数学期望9

(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)=10

所以,事件A发生的概率为11

17、

1中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c.已知2.

(I)求角B的大小;

(II)设a=2,c=3,求b和3的值.

【考点】
【答案】

(Ⅰ)1;(Ⅱ)23.

【解析】

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1,则B=2

(Ⅱ)在△ABC中,由余弦定理可得b=3.结合二倍角公式和两角差的正弦公式可得4

详解:(Ⅰ)在△ABC中,由正弦定理5,可得6

又由7,得8

9,可得1

又因为10,可得B=2

(Ⅱ)在△ABC中,由余弦定理及a=2,c=3,B=2

11,故b=3

7,可得12.因为a<c,故13

因此1415

所以,1617