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数学参考答案
1.【答案】B
【解析】|z| 1b2 2且b 0,故b 3,z 1 3i,所以z 1 3i.
2.【答案】A
【解析】A{x 3 x1}且B{1,0,1},故AB{1,0}.
3.【答案】D
【解析】(1x)8展开式中x2的系数为C2(1)2 28.
8
4.【答案】A
2
cos( 4x)1
【解析】 f (x) 5 1 1 cos(4x 2 ) 1 ,所以 f(x) 的最小正周期为
2 2 5 2
2
.
4 2
5.【答案】C
|21| 2
【解析】圆心(2,1)到直线 y x 的距离d ,记弦长l 6 ,圆的半径为r ,
2 2
l
则r2 d2 ( )2 2,故圆的方程为(x2)2 (y1)2 2.
2
6.【答案】B
2n
【解析】(
n
)lg
n2
lg
n
,
n2 n n1
1
n2
1 2 9 1 2 9 1
故( )( ) ( ) lg( ) lg 1.
3 4 11 2 3 10 10
7.【答案】D
【解析】如图,设M 为EF 的中点,M 在底面ABCD上
的射影为H ,根据题意可知球心O在MH 上,设球半径
3 2 6
为R,OH x,且易知AH ,EM ,MH 3,
2 2
3 2 6
则R2 AH2 OH2 EM2 MO2,即( )2x2 ( )2(3x)2,解得x1,故
2 2
11
R2 ,所以球的表面积S 4R2 22.
2
数学参考答案 第1页(共8页)8.【答案】D
【解析】设 f(x)2sinxexex,则 f(x)2cosxex ex ≤2cosx2 exex ≤0,
f(x) 单调递减,当 x0 时, f(x) f(0)0 ,当 x0 时, f(x) f(0)0 .因为
1
2sin(lnx)x sin2yey ey,即 f(lnx) f(y)2siny(cosy1).若0≤y,则
x
f(lnx)≤ f(y),此时lnx≥y≥0,x≥1;若 y≥,显然sin2yey ey 0,此时x1.
同理,若y≤0,则x≤1,故(x1)y≥0,即xy≥y.
9.【答案】BD(选对部分得3分)
【解析】若|a||b|,则 2 4 12 ,故2 2 3,A错误;若a 与b共线,则
2 0 ,即 2 ,故B正确;a b,则2 0,即 2,故C错误;
由B可知,因为ab (1,2),ab (1,2),故若(ab)∥(ab),则
(1)(2)(1)(2)0,则 2,故D正确.
10.【答案】BCD(选对部分得3分)
【解析】根据题意有a b ,b 2b 4b 4a ,故A错误;
1 1 3 2 1 1
因为a b ,故当a 0时,b 0,{b }是公比为2的等比数列,故B正确;
1 1 1 1 n
根据题意可得b b 2n1 a 2n1 a n1,a a 2n11n ,故当b a 0 时,
n 1 1 n n 1 1 1
a 1n ,故C正确;
n
当a b 1时,由上可知a a a 2n110,故{a }是递增数列,故D正确.
1 1 n1 n 1 n
11.【答案】ABD(选对部分得3分)
【解析】方法1:如图,设C 的半焦距为c ,离心率为e,延长F P到Q ,
2
使得|PQ ||PF |,则|QF ||PF ||PF |2a ,因为PFF 40,
1 2 1 2 1 2
PF F 60,则FPF 80,故PFQPQF PFF 40,
2 1 1 2 1 1 1 2
2c |F F | |PF |
故△PFF ∽△FQF ,所以e 1 2 2 ,故A正确;
1 2 1 2
2a |QF | |F F |
2 1 2
|FF |
又因为e 1 2 ,且由△PFF ∽△FQF 可得|FF | |PF ||QF | |PF |2a ,
1 2 1 2 1 2 2 2 2
2a
数学参考答案 第2页(共8页)|PF | |PF | sin 40 sin40 1
故e 2 ,故B正确;由正弦定理可e 2 ,
2a |FF | sin80 2sin40cos40 2cos40
1 2
故C错误;在线段FF 上取点R,使得 RF PF ,则△PRF 是等边三角形,且
1 2 2 2 2
PRF 120,FPR 20,故由正弦定理可知
1 1
|RF ||RF | |RF ||PR| sin20sin40 sin20sin40
e 1 2 1 ,故D正确.
|PF ||PF | |PF ||PR| sin120sin40 sin40sin60
1 2 1
|FF | sin80 1
方法2:由正弦定理得e 1 2 .因为
|PF ||PF | sin60sin40 2cos40
1 2
|PF | sin40 1 c |PF | c |PF |
2 ,所以A正确.由A得 2 ,所以( )2 2 ,
|FF | sin80 2cos40 a 2c a 2a
1 2
sin20sin40 1
所以B正确.C错误.由于 ,所以D正确.
sin60sin40 2cos40
12.【答案】976
【解析】根据题意可知棱台的上底面面积S 64 平方米,下底面面积S 100 平方米,高
1 2
1
h12米,故体积V (S S S S )h976立方米.
1 2 1 2
3
13.【答案】0.1814
【解析】因为 X ~ N(1,4),则 μ 1,σ 2 ,
故P(X ≤3)P(X ≥3) (10.9545)2(10.6827)2 0.1814.
13
14.【答案】[1,5], (答对一空给3分,全对给5分)
2
y2 y2 y2
【解析】设P(x ,y ),Q(x ,y ),R(x ,y ),其中x 1 ,x 2 ,x 3 ,易知F(1,0),
1 1 2 2 3 3 1 2 3
4 4 4
且因为PF2QF2RF 0,则y22y22y2 20,且y 2y 2y 0,可得到关于y
1 2 3 1 2 3 2
的一元二次方程为8y24y y 3y2400,故应满足16y232(3y240)≥0,故0≤
2 1 2 1 1 1
y2
y2≤16,又由抛物线的定义可知|PF| 1 1,故1≤|PF |≤5,等号分别在x 0,x 4
1 4 1 1
时成立,即|PF |的取值范围是[1,5].因为4y2 y2≥4y y ,由上可知4y2 12y2 40≥
2 1 1 2 1 2
y2 y2
8y24y y 3y2400 , 故 y2 3y2 ≥ 10 , |PF|3|QF|( 1 1)3( 2 1) ≥
2 1 2 1 1 2 4 4
5 13 5 13
4 ,等号在x x 成立,故|PF|3|QF|的最小值是 .
2 2 1 2 8 2
数学参考答案 第3页(共8页)15.(13分)
【解析】(1)因为asinAbsinC,由正弦定理可得a2 bc , ……2分
又由余弦定理可得a2 b2 c2 2bccos Abc , ……4分
故当A 时,b2 c2 bc bc ,(bc)2 0,故bc. ……6分
3
故若A ,则△ABC是等边三角形. ……7分
3
(2)因为2 2sinA2sinBsinC,由正弦定理可得2 2a2bc, ……9分
故8a2 4b24bcc2,又由(1)可知a2 bc ,故8bc4b24bcc2,
所以(2bc)2 0,c 2b,a2 bc2b2. ……11分
b2c2a2 b24b22b2 3
故由余弦定理可得cosA . ……13分
2bc 4b2 4
16.(15分)
【解析】(1)方法1:如图,设G为AB的中点,连接FG,EG.因
1
为E ,F 分别为直四棱柱ABCDABC D 的棱CC ,AB 的中
1 1 1 1 1 1 1
1 1
点,所以FG∥BB,FG BB,C E∥BB,CE BB,
1 2 1 1 1 1 2 1
故FG∥C E,FGCE. ……3分
1 1
所以四边形C FGE 是平行四边形,所以C F∥EG.……5分
1 1
又因为C F 平面 ABE , EG 平面 ABE ,故C F∥平面
1 1 1 1
ABE . ……7分
1
方法2:如图,设G为BB 的中点,连接FG,CG,因为E ,F 分
1 1
别为CC ,AB 的中点,故FG∥AB,且CG∥BE. ……2分
1 1 1 1 1
AB平面 ABE ,FG平面 ABE ,故FG∥平面 ABE ,同理
1 1 1 1
CG∥ 平面 ABE ,且 FGCGG ,故平面 C FG∥ 平面
1 1 1 1
ABE . ……5分
1
又因为C F 平面C FG,故C F∥平面ABE . ……7分
1 1 1 1
(2)以D为坐标原点,直线DA为x轴,直线DC为y轴,直线DD
1
为z轴建立坐标系,设AB2,则A(2,0,4),B(2,2,0),E(0,2,2),F(2,1,4),故AB(0,2,4),
1 1
BE(2,0,2),FB(0,1,4). ……10分
设平面ABE 与平面FBE的法向量分别为m (x ,y ,z ),n (x ,y ,z ),则
1 1 1 1 2 2 2
数学参考答案 第4页(共8页)2y 4z 0 2x 2z 0
1 1 , 2 2 ,
2x 2z 0 y 4z 0
1 1 2 2
不妨取x 1,x 1,则m (1,2,1),n (1,4,1), ……13分
1 2
mn 181 5 3
所以cos m,n , ……14分
|m||n| 6 18 9
6
二面角A BEF 的正弦值为 . ……15分
1
9
17.(15分)
【解析】(1)记事件A 表示第一次从甲袋子取出的是红球,A 表示第二次从乙袋子取出的
1 2
是红球,则P(A )P(A)P(A |A)P(A)P(A |A) ……3分
2 1 2 1 1 2 1
3 4 2 3 3
. ……5分
5 6 5 6 5
P(AA )
(2)在(1)所设的条件下有:P(A |A ) 1 2 ……7分
1 2
P(A )
2
2 3
5 6 1
. ……9分
3 3
5
(3)记第二次从乙袋子随机取出两个球中白球个数为X ,则X 0,1,2,
3 C2 2 C2 8
其中P(X 0) 4 3 , ……10分
5 C2 5 C2 25
6 6
3 C1C1 2 C1C1 14
P(X 1) 4 2 3 3 , ……11分
5 C2 5 C2 25
6 6
3 C2 2 C2 3
P(X 2) 2 3 . ……12分
5 C2 5 C2 25
6 6
X 的分布列为:
X 0 1 2
8 14 3 ……13分
P
25 25 25
8 14 3 4
所以EX 0 1 2 . ……15分
25 25 25 5
18.(17分)
数学参考答案 第5页(共8页)【解析】(1)因为C 的右顶点为A(1,0),故a1. ……1分
b |b| 6
设C的一条渐近线为y xbx,则 . ……3分
a b21 3
解得b2 2. ……4分
y2
所以C 的方程为x2 1. ……5分
2
(2)易知过点(1,1)且垂直于x轴的直线与C仅有一个公共点,不合题意. ……6分
设过点(1,1)的直线为yk(x1)1,与C的方程联立有:
(2k2)x2 2k(k1)xk2 2k30. ……8分
2k(k1) k22k3
设P(x,y),Q(x ,y ),则k 2,0,且x x ,xx .……9分
1 1 2 2 1 2 k22 1 2 k22
故直线AQ的方程为y x(1x )yy 0. ……10分
2 2 2
y y x
AQ与直线x x 的方程联立可得R(x , 2 2 1). ……12分
1 1 1 x
2
(2k1)(x x )2kxx 2k2
记线段PR的中点为M(x ,y ),则M(x , 1 2 1 2 ), ……13分
M M 1 2(1x )
2
y (12k)(x x )2kxx 2k2
故直线AM 的斜率为 M 1 2 1 2
x 1 2xx 2(x x )2
M 1 2 1 2
x x 2 2k4
1 2 k k 2. ……15分
2x x 2(x x )2 2
1 2 1 2
所以M 在直线 y 2x 2上. ……16分
故以线段 PR 的中点为圆心且过坐标原点的圆还过原点关于直线 y 2x 2 的对称点
8 4
( , ). ……17分
5 5
8 4
注:没有给出定点的坐标( , )不扣分,但若给出的定点坐标计算错误则扣1分.
5 5
19.(17分)
【解析】(1)根据题意有 f(x)ex 1. ……1分
n
当x0时, f(x)0, f (x)单调递减,当x0时, f(x)0, f (x)单调递增,
n n n n
故 f (x)≥ f (0)1lna a . ……2分
n n n n
1x
设(x)1lnxx,则(x) ,当0x1时,(x)0,(x)单调递增,当x1时,
x
数学参考答案 第6页(共8页)(x)0,(x)单调递减,(a )≤(1)0,故若 f (x)≥0,则a 1. ……4分
n n n
n a n 1 n 1 1 1 1 1 1 1 n
所以 i ( )1 . ……5分
b b i i1 2 2 3 n n1 n1
i1 i i1 i i1
(2)(i)由题设可知a 1,由(1)可知,f (0)1lna a 0(i1,2,n),且 f (x)在(,0)
n i i i i
和(0,)分别单调,若 f (x)有两个零点x ,x ,则正、负各一个,故 f (x), f (x),, f (x)
i i1 i2 1 2 n
共有2n个零点,即M有2n个元素,且n个是正数,n个是负数.又因为 X ,Y 各有n个元
素,且 X Y ,故M的所有元素要么属于X,要么属于Y. ……6分
若x 0且y 0,则x x 0且y y 0,故至少有n1个零点是正数,这与恰
i i ni 1i
ni1个 i个
n
有n个零点是正数矛盾.同理,x,y 也不能同为负数.故x 与y 异号, x y 0.……7分
i i i i i i
i1
由上不妨设x 0 x ,则x 0, f(x ) f(x ) f(x ) f(x )ex i1 ex i1 2x .
i1 i2 i1 i1 i2 i1 i1 i1
设(x)ex ex 2x,则(x)exex2≤0,(x)单调递减,故(x )(0)0,
i1
即 f(x ) f(x ) f(x ),故0 x x ,x x 0. ……9分
i1 i1 i2 i2 i1 i1 i2
n n n
所以 (x 1)(y 1) (x x ) x y nn. ……10分
i i i1 i2 i i
i1 i1 i1
(ii)将M的2n个元素按照从小到大的顺序排列得到数列x,x,,x ,其中x,x,,x
1 2 2n 1 2 n
均为负数, x ,x ,,x 均为正数.因为 x x x , y y y ,故
n1 n2 2n 1 2 n 1 2 n
max{x,y}≥x x x ,且max{x ,y}≥y y y ,故max{x,y}至少大
i i i i11 i i ii1n i i
i个 ni1个
于M中的n个元素,max{x,y}为x ,x ,,x 中的某一项;同理可知,min{x,y}为
i i n1 n2 2n i i
x,x,,x 中的某一项. ……12分
1 2 n
因为|x y |max{x ,y}min{x ,y},
i i i i i i
n n
故 |x y |(x x x )(xx x) (x x ). ……13分
i i n1 n2 2n 1 2 n i2 i1
i1 i1
1 xe1x 1
f (1a )e1a i 1lna ,设g(x)e1x 1lnx(x1),则g(x)e1x ,
i i i
x x
数学参考答案 第7页(共8页)设h(x)xe1x 1,则h(x)(x1)e1x,当x1时,h(x)0,h(x)单调递增,h(x)h(1)0,
h(x)
g(x) 0,g(x)单调递增, f(1a )g(a )g(1)0.
i i
x
故由(i)可知1a x 0,且0 x x a 1. ……14分
i i1 i2 i1 i
n n n n 1 2n
故由上可知, |x y | (x x )2 (a 1)2 . ……15分
i i i2 i1 i b n1
i1 i1 i1 i1 i
1
1 1 1 1 1 1 1
f(1 )e a i 1 ln a ,设t(x)e1x1xlnx (0x1),则t(x)e1x1 ,
a a a i x x x2
i i i
1 1 1 1 h(x)
当0x1时,t(x)e1x1 ( 1)e1x1 1e1x g(x) ,且由上可
x x x x x
h(x) 1 1
知,g(x) 0,故t(x)0,t(x)单调递增,故 f(1 )t( )t(1)0. ……16分
x a a
i i
1 n n n 1 n 1 n
同上有x x 1 ,故 |x y | (x x ) 2 (1 ) .
i1 i2 a i i i2 i1 a b n1
i i1 i1 i1 i i1 i
n n 2n
综上, |x y | . ……17分
n1 i i n1
i1
n n n n
注:(ii)中证明右侧不等式时,可根据 |x y |≤ |x | |y | (x x ),按照相
i i i i i2 i1
i1 i1 i1 i1
n n
应步骤评分,但证明左侧证明等式时,仍需先证明 |x y | (x x ).
i i i2 i1
i1 i1
数学参考答案 第8页(共8页)