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2002 年江苏高考数学真题及答案
一、选择题(共12小题,每小题5分,满分60分)
sin2x
1.(5分)函数 f(x) 的最小正周期是( )
cos2x
A. B. C.2 D.4
2
3
2.(5分)圆(x1)2 y2 1的圆心到直线y x的距离是( )
3
1 3
A. B. C.1 D. 3
2 2
3.(5分)不等式(1x)(1|x|)0的解集是( )
A.{x|0„ x1} B.{x|x0且x1} C.{x|1x1} D.{x|x1且
x1}
4.(5分)在(0,2)内,使sinxcosx成立的x的取值范围是( )
5
A.( , ) (, ) B.( ,)
4 2 4 4
5 5 3
C.( , ) D.( ,) ( , )
4 4 4 4 2
k k
5.(5分)已知集合M {x|x ,kZ},N {x|x ,kZ},则( )
2 4 4 2
A.M N B.M N C.M N D.M N
6.(5分)一个圆锥和一个半球有公共底面,如果圆锥的体积与半球的体积恰好相等,则圆
锥轴截面顶角的余弦值是( )
3 4 3 3
A. B. C. D.
4 3 5 5
7.(5分)函数 f(x)x|xa|b是奇函数的充要条件是( )
A.ab0 B.ab0 C.ab D.a2 b2 0
8.(5分)已知0x ya1,则有( )
A.log (xy)0 B.0log (xy)1 C.1log (xy)2 D.log (xy)2
a a a a
1
9.(5分)函数y1 ( )
x1
A.在(1,)内单调递增 B.在(1,)内单调递减
第1页 | 共14页C.在(1,)内单调递增 D.在(1,)内单调递减
1
10.(5分)极坐标方程cos与cos 的图形是( )
2
A. B.
C. D.
11.(5分)从正方体的6个面中选取3个面,其中有2个面不相邻的选法共有( )
A.8种 B.12种 C.16种 D.20种
12.(5分)据2002年3月5日九届人大五次会议《政府工作报告》:“2001年国内生产总值
达到95933亿元,比上年增长7.3%”,如果“十 五”期间(2001年2005年)每年的国
内生产总值都按此年增长率增长,那么到“十 五”末我国国内年生产总值约为( )
A.115000亿元 B.120000亿元 C.127000亿元 D.135000亿元
二、填空题(共4小题,每小题4分,满分16分)
13.(4分)椭圆5x2 ky2 5的一个焦点是(0,2),那么k .
14.(4分)在(x2 1)(x2)7的展开式中x3的系数是 .
15.(4分)已知sinacos2a (a( ,)),则tga .
2
x2 1 1 1
16.(4分)已知函数 f(x) ,那么 f(1) f(2) f( ) f(3) f( ) f(4) f( ) .
1x2 2 3 4
三、解答题(共6小题,满分74分)
17.(12分)已知复数z1i,求实数a,b使az2bz (a2z)2.
18.(12分)设{a }为等差数列,{b }为等比数列,a b 1,a a b ,bb a ,分
n n 1 1 2 4 3 2 4 3
别求出{a }及{b }的前10项的和S 及T .
n n 10 10
19.(12分)四棱锥PABCD的底面是边长为a的正方形,PB平面ABCD.
(1)若面PAD与面ABCD所成的二面角为60,求这个四棱锥的体积;
第2页 | 共14页(2)证明无论四棱锥的高怎样变化.面与面所成的二面角恒大于90.
y2
20.(12分)设A、B是双曲线x2 1上的两点,点N(1,2)是线段AB的中点.
2
(I)求直线AB的方程
(II)如果线段AB的垂直平分线与双曲线相交于C、D两点,那么A、B、C、D四点是
否共圆?为什么?
21.(12分)(1)给出两块相同的正三角形纸片(如图1,图2),要求用其中一块剪拼成一
个三棱锥模型,另一块剪拼成一个正三棱柱模型,使它们的全面积都与原三角形的面积
相等,请设计一种剪拼方法,分别用虚线标示在图1、图2中,并作简要说明;
(2)试比较你剪拼的正三棱锥与正三棱柱的体积的大小;
(3)如果给出的是一块任意三角形的纸片(如图3),要求剪拼成一个直三棱柱,使它的全
面积与给出的三角形的面积相等.请设计一种剪拼方法,用虚线标示在图3中,并作简
要说明.
22.(14分)已知a0,函数 f(x)axbx2.
(1)当b0时,若对任意xR都有 f(x)„1,证明a„ 2 b ;
(2)当b1时,证明:对任意x[0,1],| f(x)|„1的充要条件是b1„ a„ 2 b ;
(3)当0b„1时,讨论:对任意x[0,1],| f(x)|„1的充要条件.
第3页 | 共14页参考答案
一、选择题(共12小题,每小题5分,满分60分)
sin2x
1.(5分)函数 f(x) 的最小正周期是( )
cos2x
A. B. C.2 D.4
2
sin2x
【解答】解:函数 f(x) tan2x,所以函数的最小正周期为:T
cos2x 2
故选:A.
3
2.(5分)圆(x1)2 y2 1的圆心到直线y x的距离是( )
3
1 3
A. B. C.1 D. 3
2 2
【解答】解:由(x1)2 y2 1得:圆心(1,0),
所以根据点到直线的距离公式得:
3 3
| |
3 3 1
d .
3 2 3 2
( )2 (1)2
3 3
故选:A.
3.(5分)不等式(1x)(1|x|)0的解集是( )
A.{x|0„ x1} B.{x|x0且x1} C.{x|1x1} D.{x|x1且
x1}
【解答】解:求不等式(1x)(1|x|)0的解集
则分两种情况讨论:
1x0 x1
情况1: 即:
1|x|0 1 X 1
则:1x1.
1x0 X 1
情况2: 即:
1|x|0
X 1或X 1
则:x1
两种情况取并集得{x|x1且x1}.
第4页 | 共14页故选:D.
4.(5分)在(0,2)内,使sinxcosx成立的x的取值范围是( )
5
A.( , ) (, ) B.( ,)
4 2 4 4
5 5 3
C.( , ) D.( ,) ( , )
4 4 4 4 2
【解答】解: sinxcosx,
sin(x )0,
4
2kx 2k (kZ),
4
在(0,2)内,
5
x( , ),
4 4
故选:C.
k k
5.(5分)已知集合M {x|x ,kZ},N {x|x ,kZ},则( )
2 4 4 2
A.M N B.M N C.M N D.M N
2k1
【解答】解:对于M 的元素,有x ,其分子为的奇数倍;
4
k2
对于N的元素,有x ,其分子为的整数倍;
4
分析易得,M N;
故选:C.
6.(5分)一个圆锥和一个半球有公共底面,如果圆锥的体积与半球的体积恰好相等,则圆
锥轴截面顶角的余弦值是( )
3 4 3 3
A. B. C. D.
4 3 5 5
【解答】解:设圆锥的半径为R,高为H ,母线与轴所成角为,则圆锥的高H R ctg
1 1
圆锥的体积V R2 H R3ctg
1 3 3
2
半球的体积V R3
2 3
1 2
V V 即: R3ctg R3
1 2 3 3
ctg2
第5页 | 共14页3
cos2
5
故选:D.
7.(5分)函数 f(x)x|xa|b是奇函数的充要条件是( )
A.ab0 B.ab0 C.ab D.a2 b2 0
【解答】解:根据奇函数的定义可知
f(x)x|ax|bf(x)x|xa|b对任意x恒成立
a0,b0,故选D
8.(5分)已知0x ya1,则有( )
A.log (xy)0 B.0log (xy)1 C.1log (xy)2 D.log (xy)2
a a a a
【解答】解: 0x ya1log xlog a1,log ylog a1
a a a a
log (xy)log xlog y2
a a a
故选:D.
1
9.(5分)函数y1 ( )
x1
A.在(1,)内单调递增 B.在(1,)内单调递减
C.在(1,)内单调递增 D.在(1,)内单调递减
1 1
【解答】解:y 是y 向右平移1个单位而得到,
x1 x
1
故y1 在(1,)上为增函数,
x1
在(,1)上为增函数.
故选:C.
1
10.(5分)极坐标方程cos与cos 的图形是( )
2
A. B.
第6页 | 共14页C. D.
【解答】解:cos两边同乘以得2 cos
利用2 x2 y2,cosx,sin y,进行化简得
1
x2 y2 x与x
2
1 1
cos表示( ,0)为圆心, 为半径的圆,
2 2
1 1
cos 表示直线x
2 2
故选:B.
11.(5分)从正方体的6个面中选取3个面,其中有2个面不相邻的选法共有( )
A.8种 B.12种 C.16种 D.20种
【解答】解:使用间接法,首先分析从6个面中选取3个面,共C3种不同的取法,
6
而其中有2个面相邻,即8个角上3个相邻平面,选法有8种,
则选法共有C3 812种;
6
故选:B.
12.(5分)据2002年3月5日九届人大五次会议《政府工作报告》:“2001年国内生产总值
达到95933亿元,比上年增长7.3%”,如果“十 五”期间(2001年2005年)每年的国
内生产总值都按此年增长率增长,那么到“十 五”末我国国内年生产总值约为( )
A.115000亿元 B.120000亿元 C.127000亿元 D.135000亿元
【解答】解:根据题意,有95933(17.3%)4 127164.8,
故选:C.
二、填空题(共4小题,每小题4分,满分16分)
13.(4分)椭圆5x2 ky2 5的一个焦点是(0,2),那么k 1 .
y2
【解答】解:把椭圆方程化为标准方程得:x2 1,
5
k
第7页 | 共14页因为焦点坐标为(0,2),所以长半轴在y轴上,
5
则c 12,解得k 1.
k
故答案为:1.
14.(4分)在(x2 1)(x2)7的展开式中x3的系数是 1008 .
【解答】解:(x2 1)(x2)7的展开式中x3的系数等于(x2)7展开式的x的系数加上(x2)7
展开式的x3的系数
(x2)7展开式的通项为T Crx7r(2)r
r1 7
令7r 1,得r 6故(x2)7展开式的x的系数为C6(2)6 448
7
令7r 3得r 4故(x2)7展开式的x3的系数为C4(2)4 560
7
故展开式中x3的系数是4485601008
故答案为:1008.
3
15.(4分)已知sinacos2a (a( ,)),则tga .
2 3
【解答】解: sinacos2a (a( ,)),
2
1
sina12sin2,sin ,或sin1(舍去),
2
3 sin 3
cos ,tan ,
2 cos 3
3
故答案为: .
3
x2 1 1 1
16.(4 分)已知函数 f(x) ,那么 f(1) f(2) f( ) f(3) f( ) f(4) f( )
1x2 2 3 4
7
.
2
x2
【解答】解: f(x) ,
1x2
1 1
f( )
x 1x2
1
f(x) f( )1
x
1 1 1 1
f (2)f( )1, f (3)f( )1, f (4)f( )1, f (1)
2 3 4 2
1 1 1 7
f(1) f(2) f( ) f(3) f( ) f(4) f( )
2 3 4 2
第8页 | 共14页7
故答案为:
2
三、解答题(共6小题,满分74分)
17.(12分)已知复数z1i,求实数a,b使az2bz (a2z)2.
【解答】解: z1i,
az2bz (a2b)(a2b)i(a2z)2
(a2)2 44(a2)i
(a2 4a)4(a2)i
因为a,b都是实数,
所以由az2bz (a2z)2
a2ba2 4a
得
a2b4(a2)
两式相加,整理得
a2 6a80
解得a 2,a 4
1 2
对应得b 1,b 2
1 2
所求实数为a2,b1或a4,b2
18.(12分)设{a }为等差数列,{b }为等比数列,a b 1,a a b ,bb a ,分
n n 1 1 2 4 3 2 4 3
别求出{a }及{b }的前10项的和S 及T .
n n 10 10
【解答】解: {a }为等差数列,{b }为等比数列,
n n
a a 2a ,bb b2
2 4 3 2 4 3
已知a a b ,bb a ,
2 4 3 2 4 3
b 2a ,a b2
3 3 3 3
得b 2b2
3 3
1 1
b 0b ,a
3 3 2 3 4
第9页 | 共14页1 3
由a 1,a 知{a }的公差为d ,
1 3 4 n 8
109 55
S 10a d ,
10 1 2 8
1 2 2
由b 1,b 知{b }的公比为q 或q .
1 3 2 n 2 2
2 b(1q10) 31
当q 时,T 1 (2 2),
2 10 1q 32
2 b(1q10) 31
当q 时,T 1 (2 2).
2 10 1q 32
19.(12分)四棱锥PABCD的底面是边长为a的正方形,PB平面ABCD.
(1)若面PAD与面ABCD所成的二面角为60,求这个四棱锥的体积;
(2)证明无论四棱锥的高怎样变化.面与面所成的二面角恒大于90.
【解答】解(1) PB平面ABCD,BA是PA在面ABCD上的射影,PADA
PAB是面PAD与面ABCD所成二面角的平面角,PAB60
而PB是四棱锥PABCD的高,PA AB tan60 3a
1 3
V 3a a2 a3
PABCD 3 3
证明:(2)不论棱锥的高怎样变化,棱锥侧面PAD与PCD恒为全等三角形.
作AE DP,垂足为E,连接EC,则ADECDE.
AEEC ,CED90,故CEA是面PAD与面PCD所成的二面角的平面角.
2
设AC与DB相交于点O,连接EO,则EO AC. aOA AE ADa
2
AE2 EC2 (2 OA)2 (AE 2OA)(AE 2OA)
在AEC 中,cosAEC 0
2AE EC AE2
所以,面PAD与面PCD所成的二面角恒大于90
第10页 | 共14页y2
20.(12分)设A、B是双曲线x2 1上的两点,点N(1,2)是线段AB的中点.
2
(I)求直线AB的方程
(II)如果线段AB的垂直平分线与双曲线相交于C、D两点,那么A、B、C、D四点是
否共圆?为什么?
【解答】解:(I)依题意,记A(x ,y ),B(x ,y ),
1 1 2 2
可设直线AB的方程为yk(x1)2,
y2
代入x2 1,整理得(2k2)x2 2k(2k)x(2k)2 20①
2
x ,x 则是方程①的两个不同的根,
1 2
2k(2k)
所以2k2 0,且x x ,
1 2 2k2
1
由N(1,2)是AB的中点得 (x x )1,
2 1 2
k(2k)2k2,
解得k 1,
所以直线AB的方程为yx1
(II)将k 1代入方程①得x2 2x30
解出x 1,x 3
1 2
由yx1得y 0,y 4.
1 2
即A、B的坐标分别为(1,0)和(3,4).
由CD垂直平分AB,
得直线CD的方程为y(x1)2,
第11页 | 共14页即y3x.
代入双曲线方程,整理得x2 6x110.②
记C(x ,y ),D(x ,y ),以及CD的中点为M(x ,y ),
3 3 4 4 0 0
则x ,x 是方程②的两个根.所以x x 6,x x 11.
3 4 3 4 3 4
1
从而x (x x )3,y 3x 6;
0 2 3 4 0 0
|CD| (x x )2 (y y )2 2(x x )2
3 4 3 4 3 4
2[(x x )2 4x x ]4 10
3 4 3 4
1
|MC||MD| |CD|2 10
2
又|MA||MB| (x x )2 (y y )2 436 2 10
0 1 0 1
即A、B、C、D四点到点M 的距离相等,所以A、B、C、D四点共圆.
21.(12分)(1)给出两块相同的正三角形纸片(如图1,图2),要求用其中一块剪拼成一
个三棱锥模型,另一块剪拼成一个正三棱柱模型,使它们的全面积都与原三角形的面积
相等,请设计一种剪拼方法,分别用虚线标示在图1、图2中,并作简要说明;
(2)试比较你剪拼的正三棱锥与正三棱柱的体积的大小;
(3)如果给出的是一块任意三角形的纸片(如图3),要求剪拼成一个直三棱柱,使它的全
面积与给出的三角形的面积相等.请设计一种剪拼方法,用虚线标示在图3中,并作简
要说明.
【解答】解:(1)如图1,沿正三角形三边中点连线折起,可拼得一个正三棱锥.
如图2,正三角形三个角上剪出三个相同的四边形,其较长的一组邻边边长为三角形边长的
1
,有一组对角为直角,余下部分按虚线折起,可成一个缺上底的正三棱柱,而剪出的
4
三个相同的四边形恰好拼成这个正三棱锥的上底.
第12页 | 共14页(2)依上面剪拼方法,有V V .
柱 锥
推理如下:
设给出正三角形纸片的边长为2,
3
那么,正三棱锥与正三棱柱的底面都是边长为1的正三角形,其面积为 .
4
2
2 3 6
现 在 计 算 它 们 的 高 : h 1 ,
锥 3 2 3
1 3 1 3 3 6 3 32 2
h 柱 2 tan30 6 .V 柱 V 锥 h 柱 3 h 锥 4 6 9 4 24 0
所以V V .
柱 锥
(3)如图,分别连接三角形的内心与各顶点,得三条线段,再以这三条线段的中点为顶点
作三角形.以新作的三角形为直棱柱的底面,过新三角形的三个顶点向原三角形三边作
垂线,沿六条垂线剪下三个四边形,可心拼成直三棱柱的上底,余下部分按虚线折起,
成为一个缺上底的直三棱柱,即可得到直三棱柱.
22.(14分)已知a0,函数 f(x)axbx2.
(1)当b0时,若对任意xR都有 f(x)„1,证明a„ 2 b ;
(2)当b1时,证明:对任意x[0,1],| f(x)|„1的充要条件是b1„ a„ 2 b ;
(3)当0b„1时,讨论:对任意x[0,1],| f(x)|„1的充要条件.
【解答】(1)证明:根据题设,对任意xR,都有 f(x)„1.
第13页 | 共14页a a2 a a2
又 f(x)b(x )2 .f( ) „1,
2b 4b 2b 4b
a0,b0,
a„ 2 b.
(2)证明:必要性:对任意x[0,1],| f(x)|„1 f(x)… 1.
据此可推出 f (1)… 1,即ab… 1,
a…b1.
对任意x[0,1],| f(x)|„1 f(x)„1,
1 1 1
因为b1,可得0 1,可推出 f( )„1,即a 1„1,
b b b
a„ 2 b,
b1„ a„ 2 b.
充分性:因为b1,a…b1,对任意x[0,1],
可以推出axbx2…b(xx2)x… x… 1,即axbx2… 1,
因为b1,a„ 2 b 对任意x[0,1],
1
可以推出:2 bbx2„ b(x )2 1„1,即axbx2„1,
b
1„ f(x)„1.
综上,当b1时,对任意x[0,1],| f(x)|„1的充要条件是b1„ a„ 2 b .
(3)解:因为 a0, 0b„1时,对任意 x[0,1]有 f(x)axbx2… b… 1,即
f(x)… 1;
f(x)„1 f (1)„1ab„1,即a„ b1,
又a„ b1 f(x)„ (b1)xbx2„1,即 f(x)„1.
所以,当a0,0b„1时,对任意x[0,1],| f(x)|„1的充要条件是a„ b1.
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