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2004 年福建高考理科数学真题及答案
一、选择题(共12小题,每小题5分,满分60分)
1i
1.(5分)复数( )10的值是( )
1i
A.1 B.1 C.32 D.32
2.(5分)tan15cot15等于( )
4 3
A.2 B.2 3 C.4 D.
3
3.(5 分)命题 p:若 a、 bR,则|a||b|1是|ab|1的充分而不必要条件;命题 q:函数
y |x1|2的定义域是(,1] [3,),则( )
A.“ p或q”为假 B.“ p且q”为真 C. p真q假 D. p假q真
4.(5分)已知F ,F 是椭圆的两个焦点,过F 且与椭圆长轴垂直的直线交椭圆于A,B两点,若ABF
1 2 1 2
是正三角形,则这个椭圆的离心率是( )
2 2 3 3
A. B. C. D.
2 3 3 2
5.(5分)已知m、n是不重合的直线,、是不重合的平面,有下列命题:
①若m,n//,则m//n;
②若m//,m//,则//;
③若 n,m//n,则m//且m//;
④若m,m,则//.
其中真命题的个数是( )
A.0 B.1 C.2 D.3
6.(5分)某校高二年级共有六个班级,现从外地转入4名学生,要安排到该年级的两个班级且每班安排2
名,则不同的安排方案种数为( )
1
A.A2C2 B. A2C2 C.A2A2 D.2A2
6 4 2 6 4 6 4 6
7.(5分)已知函数ylog x的反函数是y f1(x),则函数y f1(1x)的图象是( )
2
第1页 | 共19页A. B.
C. D.
8.(5分)已知a,b 是非零向量且满足(3ab )a,(4ab )b ,则a与b 的夹角是( )
2 5
A. B. C. D.
6 3 3 6
1 1 1
9.(5分)若(12x)9展开式的第3项为288,则lim( )的值是( )
n x x2 xn
1 2
A.2 B.1 C. D.
2 5
10.(5分)如图,A、B、C是表面积为48的球面上三点,AB2,BC 4,ABC 60,O为球心,
则直线OA与截面ABC所成的角是( )
3 3 3 3
A.arcsin B.arccos C.arcsin D.arccos
6 6 3 3
11.(5分)定义在R上的函数 f(x)满足 f(x) f(x2),当x[3,5]时, f(x)2|x4|,则( )
A. f(sin ) f(cos ) B. f(sin1) f(cos1)
6 6
2 2
C. f(cos ) f(sin ) D. f(cos2) f(sin2)
3 3
12.(5分)把标有号码1,2,3,,10的10个乒乓球放在一个箱子中,摇匀后,从中任意取一个,号
码为小于7的奇数的概率是( )
3 7 2 3
A. B. C. D.
10 10 5 5
二、填空题(共4小题,每小题4分,满分16分)
第2页 | 共19页13.(4分)直线x2y0被曲线x2 y2 6x2y150所截得的弦长等于 .
1x 1
,(x0)
14.(4分)设函数 f(x) x 在x0处连续,则实数a的值为 .
a ,(x0)
15.(4分)某射手射击1次,击中目标的概率是0.9.他连续射击4次,且各次射击是否击中目标相互之
间没有影响.有下列结论:
①他第3次击中目标的概率是0.9;
②他恰好击中目标3次的概率是0.930.1;
③他至少击中目标1次的概率是10.14.
其中正确结论的序号是 (写出所有正确结论的序号).
16.(4分)如图,将边长为1的正六边形铁皮的六个角各切去一个全等的四边形,再沿虚线折起,做成一
个无盖的正六棱柱容器.当这个正六棱柱容器的底面边长为 时,其容积最大.
三、解答题(共6小题,满分74分)
17.(12分)设函数 f(x)a b ,其中向量a(2cosx,1),b (cosx, 3sin2x),xR.
(1)若 f(x)1 3,且x[ , ],求x;
3 3
(2)若函数y2sin2x的图象按向量c(m,n),(|m| )平移后得到函数y f(x)的图象,求实数m、n
2
的值.
18.(12分)甲、乙两人同时参加奥运志愿者选拔赛的考试,已知在备选的10道题中,甲能答对其中的6
道题,乙能答对其中的8道题.规定每次考试都从备选题中随机抽出3道题进行测试,至少答对2道题
才能入选.
(I)求甲答对试题数的分布列及数学期望;
(II)求甲、乙两人至少有一人入选的概率.
19.(12 分)在三棱锥 SABC中, ABC 是边长为 4 的正三角形,平面 SAC 平面 ABC,
SASC 2 2,M 为AB的中点.
第3页 | 共19页(Ⅰ)证明:AC SB;
(Ⅱ)求二面角SCM B的大小;
(Ⅲ)求点B到平面SCM 的距离.
20.(12分)某企业2003年的纯利润为500万元,因设备老化等原因,企业的生产能力将逐年下降.若不
能进行技术改造,预测从今年起每年比上一年纯利润减少20万元,今年初该企业一次性投入资金600万
1
元进行技术改造,预测在未扣除技术改造资金的情况下,第n年(今年为第一年)的利润为500(1 )
2n
万元(n为正整数).
(Ⅰ)设从今年起的前n年,若该企业不进行技术改造的累计纯利润为A 万元,进行技术改造后的累计纯
n
利润为B 万元(须扣除技术改造资金),求A 、B 的表达式;
n n n
(Ⅱ)依上述预测,从今年起该企业至少经过多少年,进行技术改造后的累计纯利润超过不进行技术改造
的累计纯利润?
2xa
21.(14分)已知 f(x) (xR)在区间[1,1]上是增函数.
x2 2
(Ⅰ)求实数a的值组成的集合A;
1
(Ⅱ)设关于 x的方程 f(x) 的两个非零实根为 x 、 x .试问:是否存在实数 m,使得不等式
x 1 2
m2 tm1… |x x |对任意aA及t[1,1]恒成立?若存在,求m的取值范围;若不存在,请说明理
1 2
由.
1
22.(12分)如图,P是抛物线C:y x2上一点,直线l过点P且与抛物线C交于另一点Q.
2
(Ⅰ)若直线l与过点P的切线垂直,求线段PQ中点M 的轨迹方程;
ST ST
(Ⅱ)若直线l不过原点且与x轴交于点S,与y轴交于点T,试求 的取值范围.
SP SQ
第4页 | 共19页第5页 | 共19页2004年福建省高考数学试卷(理科)
参考答案与试题解析
一、选择题(共12小题,每小题5分,满分60分)
1i
1.(5分)复数( )10的值是( )
1i
A.1 B.1 C.32 D.32
1i 2i 1i
【解答】解:( )2 1所以( )10 (1)5 1
1i 2i 1i
故选:A.
2.(5分)tan15cot15等于( )
4 3
A.2 B.2 3 C.4 D.
3
sin15 cos15 sin215cos215 1
【解答】解:解法1:tan15cot15 4.
cos15 sin15 cos15sin15 1
sin30
2
3
1
tan45tan30 3 3 3
解法2:由tan15tan(4530) .
1tan45tan30 3 3 3
1
3
3 3 3 3
原式 4.
3 3 3 3
故选:C.
3.(5 分)命题 p:若 a、 bR,则|a||b|1是|ab|1的充分而不必要条件;命题 q:函数
y |x1|2的定义域是(,1] [3,),则( )
A.“ p或q”为假 B.“ p且q”为真 C. p真q假 D. p假q真
【解答】解: |ab|„ |a||b|,
若|a||b|1,不能推出|ab|1,而|ab|1,一定有|a||b|1,故命题 p为假.
又由函数y |x1|2的定义域为|x1|2…0,即|x1|…2,即x1…2或x1„ 2.
故有x(,1] [3,).
q为真命题.
第6页 | 共19页故选:D.
4.(5分)已知F ,F 是椭圆的两个焦点,过F 且与椭圆长轴垂直的直线交椭圆于A,B两点,若ABF
1 2 1 2
是正三角形,则这个椭圆的离心率是( )
2 2 3 3
A. B. C. D.
2 3 3 2
3 b2 3 2 3
【解答】解:由题|AF | |FF |, 2c即a2 c2 ac
1 3 1 2 a 3 3
2 3
c2 aca2 0,
3
2 3
e2 e10,
3
3
解之得:e (负值舍去).
3
故选:C.
5.(5分)已知m、n是不重合的直线,、是不重合的平面,有下列命题:
①若m,n//,则m//n;
②若m//,m//,则//;
③若 n,m//n,则m//且m//;
④若m,m,则//.
其中真命题的个数是( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【解答】解:①若m,n//,则m与n平行或异面,故不正确;
②若m//,m//,则与可能相交或平行,故不正确;
③若 n,m//n,则m//且m//,m也可能在平面内,故不正确;
④若m,m,则//,垂直与同一直线的两平面平行,故正确
故选:B.
6.(5分)某校高二年级共有六个班级,现从外地转入4名学生,要安排到该年级的两个班级且每班安排2
名,则不同的安排方案种数为( )
1
A.A2C2 B. A2C2 C.A2A2 D.2A2
6 4 2 6 4 6 4 6
第7页 | 共19页1
【解答】解:先将4名学生均分成两组方法数为 C2,
2 4
再分配给6个年级中的2个分配方法数为A2,
6
1
根据分步计数原理合要求的安排方法数为 C2 A2.
2 4 6
故选:B.
7.(5分)已知函数ylog x的反函数是y f1(x),则函数y f1(1x)的图象是( )
2
A. B.
C. D.
【解答】解: ylog x x2y f1(x)2x f1(1x)21x.函数y f1(1x)的图象是C.
2
故选:C.
8.(5分)已知a,b 是非零向量且满足(3ab )a,(4ab )b ,则a与b 的夹角是( )
2 5
A. B. C. D.
6 3 3 6
【解答】解:设a与b 的夹角是
(3ab )a,(4ab )b
(3ab ) a0,(4ab ) b 0
即3a2 ab 0;4ab b 2 0
a b 3a2;b 2 12a2
a b 3a2 3
cos
|a||b | 2 3a2 2
6
故选:A.
第8页 | 共19页1 1 1
9.(5分)若(12x)9展开式的第3项为288,则lim( )的值是( )
n x x2 xn
1 2
A.2 B.1 C. D.
2 5
【解答】解:根据题意,(12x)9展开式的第3项为T2 C2 (2x)2 36 (2x)2 288,
9 9
化简可得,2x 8,
3
解可得,x ;
2
1 1 1
则lim( )2;
n x x2 xn
故选:A.
10.(5分)如图,A、B、C是表面积为48的球面上三点,AB2,BC 4,ABC 60,O为球心,
则直线OA与截面ABC所成的角是( )
3 3 3 3
A.arcsin B.arccos C.arcsin D.arccos
6 6 3 3
【解答】解:表面积为48的球面,它的半径是R,则484R2,R2 3,
因为AB2,BC 4,ABC 60,所以BAC 90,BC为小圆的直径,
则平面OBC 平面ABC,D为小圆的圆心,
所以OD平面ABC,OAD就是直线OA与截面ABC所成的角,
OD (2 3)2 22 2 2,
2 3
AD2,cosOAD ,
2 3 3
故选:D.
第9页 | 共19页11.(5分)定义在R上的函数 f(x)满足 f(x) f(x2),当x[3,5]时, f(x)2|x4|,则( )
A. f(sin ) f(cos ) B. f(sin1) f(cos1)
6 6
2 2
C. f(cos ) f(sin ) D. f(cos2) f(sin2)
3 3
【解答】解:由 f(x) f(x2)知T 2,
又 x[3,5]时, f(x)2|x4|,
可知当3„ x„ 4时, f(x)2x.
当4x„ 5时, f(x)6x.其图如下,
故在(1,0)上是增函数,在(0,1)上是减函数.
又由|cos2||sin2|,
f(cos2) f(sin2).
故选:D.
12.(5分)把标有号码1,2,3,,10的10个乒乓球放在一个箱子中,摇匀后,从中任意取一个,号
码为小于7的奇数的概率是( )
3 7 2 3
A. B. C. D.
10 10 5 5
【解答】解:因为所有机会均等的可能共有10种,而号码小于7的奇数有1,3,5共3种,
3
所以抽到号码为小于7的奇数的概率是 .
10
故选:A.
第10页 | 共19页二、填空题(共4小题,每小题4分,满分16分)
13.(4分)直线x2y0被曲线x2 y2 6x2y150所截得的弦长等于 4 5 .
【解答】
解:过点A作AC 弦BD,垂足为C,连接AB,可得C为BD的中点.
由x2 y2 6x2y150,得(x3)2 (y1)2 25.
知圆心A为(3,1),r 5.
|32|
由点A(3,1)到直线x2y0的距离AC 5.
5
在直角三角形ABC中,AB5,AC 5,
根据勾股定理可得BC AB2 AC2 52 ( 5)2 2 5,
则弦长BD2BC 4 5.
故答案为:4 5
1x 1
,(x0) 1
14.(4分)设函数 f(x) x 在x0处连续,则实数a的值为 .
2
a ,(x0)
1x 1
【解答】解:因为 f(x)在x0处连续,所以lim f(x)lim f(0)a
x0 x0 x
1x 1 ( 1x 1)( 1x 1) 1 1 1
而lim lim lim ,所以a .
x0 x x0 x( 1x 1) x0 1x 1 2 2
1
故答案为:
2
15.(4分)某射手射击1次,击中目标的概率是0.9.他连续射击4次,且各次射击是否击中目标相互之
第11页 | 共19页间没有影响.有下列结论:
①他第3次击中目标的概率是0.9;
②他恰好击中目标3次的概率是0.930.1;
③他至少击中目标1次的概率是10.14.
其中正确结论的序号是 ①③ (写出所有正确结论的序号).
【解答】解: 射击一次击中目标的概率是0.9,
第3次击中目标的概率是0.9,
①正确,
连续射击4次,且各次射击是否击中目标相互之间没有影响,
本题是一个独立重复试验,
根据独立重复试验的公式得到恰好击中目标3次的概率是C30.930.1
4
②不正确,
至少击中目标1次的概率用对立事件表示是10.14.
③正确,
故答案为:①③
16.(4分)如图,将边长为1的正六边形铁皮的六个角各切去一个全等的四边形,再沿虚线折起,做成一
2
个无盖的正六棱柱容器.当这个正六棱柱容器的底面边长为 时,其容积最大.
3
【解答】解:如图,设底面六边形的边长为x,高为d,则
1
d 3 (1x); 又底面六边形的面积为:
2
1 3
S 6 X2 sin60 3x2;所以,这个正六棱柱容器的容积为:
2 2
3 3 9
V Sd 3x2 (1x) (x2 x3),则对V 求导,则
2 2 4
9 2
V (2x3x2),令V0,得x0或x ,
4 3
2 2 2
当0x 时,V0,V 是增函数;当x 时,V0,V 是减函数;x 时,V 有最大值.
3 3 3
第12页 | 共19页2
故答案为:
3
三、解答题(共6小题,满分74分)
17.(12分)设函数 f(x)a b ,其中向量a(2cosx,1),b (cosx, 3sin2x),xR.
(1)若 f(x)1 3,且x[ , ],求x;
3 3
(2)若函数y2sin2x的图象按向量c(m,n),(|m| )平移后得到函数y f(x)的图象,求实数m、n
2
的值.
【解答】解:(1)依题设 f(x)2cos2x 3sin2x12sin(2x ),
6
由12sin(2x )1 3,
6
3
得sin(2x ) .
6 2
„ x„ ,
3 3
5
„ 2x „ ,
2 6 6
2x ,即x .
6 3 4
(2)函数y2sin2x的图象按向量c(m,n)平移后得到函数y2sin2(xm)n的图象,
即函数y f(x)的图象.
由(1)得 f(x)2sin(2x )1,
6
|m| ,
2
m ,n1.
12
18.(12分)甲、乙两人同时参加奥运志愿者选拔赛的考试,已知在备选的10道题中,甲能答对其中的6
道题,乙能答对其中的8道题.规定每次考试都从备选题中随机抽出3道题进行测试,至少答对2道题
才能入选.
第13页 | 共19页(I)求甲答对试题数的分布列及数学期望;
(II)求甲、乙两人至少有一人入选的概率.
【解答】解:(I)依题意,甲答对试题数的可能取值为0,1,2,3,
C3 1
则P(0) 4 ,
C3 30
10
C1 C2 3
P(1) 6 4 ,
C3 10
10
C2 C1 1
P(2) 6 4 ,
C3 2
10
C3 1
P(3) 6 ..
C3 6
10
的分布列为
0 1 2 3
1 3 1 1
P
30 10 2 6
1 3 1 1 9
甲答对试题数的数学期望为E0 1 2 3 .
30 10 2 6 5
2
(II)设 甲 、 乙 两 人 考 试 合 格 的 事 件 分 别 为 A、 B, 则 P(A)P(2)P(3) ,
3
C2C1 C3 5656 14
P(B) 8 2 8 .
C3 120 15
10
因为事件A、B相互独立,
2 14 1
甲、乙两人考试均不合格的概率为P(A B)P(A) P(B)[1 ][1 ] .
3 15 45
1 44
甲、乙两人至少有一人考试合格的概率为P1P(A B)1 .
45 45
44
故甲、乙两人于少有一人考试合格的概率为 ..
45
19.(12 分)在三棱锥 SABC中, ABC 是边长为 4 的正三角形,平面 SAC 平面 ABC,
SASC 2 2,M 为AB的中点.
(Ⅰ)证明:AC SB;
(Ⅱ)求二面角SCM B的大小;
第14页 | 共19页(Ⅲ)求点B到平面SCM 的距离.
【解答】证明:(Ⅰ)取AC中点D,连接DS 、DB.
SASC ,BABC,
AC SD且AC DB,
AC 平面SDB,又SB平面SDB,
AC SB.
(Ⅱ)解: SD AC,平面SAC 平面ABC,
SD平面ABC.
过D作DECM 于E,连接SE,则SECM ,
SED为二面角SCM A的平面角.
//1
由已知有DE AM ,所以DE1,又SASC 2 2,AC 4,SD2.
2
SD
在RtSDE中,tanSED 2,
DE
二面角SCM A的大小为arctan2,
二面角SCM B的大小为arctan2.
(Ⅲ)解:在RtSDE中,SE SD2 DE2 5,CM 是边长为4正ABC 的中线,CM 2 3.
1 1
S CM SE 2 3 5 15,
SCM 2 2
设点B到平面SCM 的距离为h,
1 1
由V V ,SD平面ABC,得 S h S SD,
BSCM SCMB 3 SCM 3 CMB
S SD 4 5 4 5
h CMB .即点B到平面SCM 的距离为 .
S 5 5
SCM
第15页 | 共19页20.(12分)某企业2003年的纯利润为500万元,因设备老化等原因,企业的生产能力将逐年下降.若不
能进行技术改造,预测从今年起每年比上一年纯利润减少20万元,今年初该企业一次性投入资金600万
1
元进行技术改造,预测在未扣除技术改造资金的情况下,第n年(今年为第一年)的利润为500(1 )
2n
万元(n为正整数).
(Ⅰ)设从今年起的前n年,若该企业不进行技术改造的累计纯利润为A 万元,进行技术改造后的累计纯
n
利润为B 万元(须扣除技术改造资金),求A 、B 的表达式;
n n n
(Ⅱ)依上述预测,从今年起该企业至少经过多少年,进行技术改造后的累计纯利润超过不进行技术改造
的累计纯利润?
【解答】解:(Ⅰ)依题设,A (50020)(50040)(50020n)490n10n2;
n
1 1 1 500
B 500[(1 )(1 )(1 )]600500n 100.
n 2 22 2n 2n
500
(Ⅱ)B A (500n 100)(490n10n2)
n n 2n
500 50
10n2 10n 10010[n(n1) 10].
2n 2n
50 1
因为函数yx(x1) 10在( ,)上为增函数,
2n 2
50 50
当1„ n„ 3时,n(n1) 10„12 100;
2n 8
50 50
当n…4时,n(n1) 10…20 100.
2n 16
仅当n…4时,B A .
n n
答:至少经过4年,该企业进行技术改造后的累计纯利润超过不进行技术改造的累计纯利润.
2xa
21.(14分)已知 f(x) (xR)在区间[1,1]上是增函数.
x2 2
(Ⅰ)求实数a的值组成的集合A;
1
(Ⅱ)设关于 x的方程 f(x) 的两个非零实根为 x 、 x .试问:是否存在实数 m,使得不等式
x 1 2
第16页 | 共19页m2 tm1… |x x |对任意aA及t[1,1]恒成立?若存在,求m的取值范围;若不存在,请说明理
1 2
由.
42ax2x2 2(x2 ax2)
【解答】解:(Ⅰ) f(x) ,
(x2 2)2 (x2 2)2
f(x)在[1,1]上是增函数,
f(x)…0对x[1,1]恒成立,
即x2 ax2„ 0对x[1,1]恒成立.①
设(x)x2 ax2,
方法一:
(1)1a2„ 0
① 1„ a„1,
(1)1a2„ 0
对x[1,1], f(x)是连续函数,且只有当a1时, f(1)0以及当a1时, f(1)0
A{a|1„ a„1}.方法二:
a a
…0 0
① 2 或2
(1)1a2„ 0 (1)1a2„ 0
0„ a„1或1„ a„ 0
1„ a„1.
对x[1,1], f(x)是连续函数,且只有当a1时, f(1)0以及当a1时, f(1)0
A{a|1„ a„1}.
2xa 1
(Ⅱ)由 ,得x2 ax20, △a2 80
x2 2 x
x ,x 是方程x2 ax20的两非零实根,x x a,xx 2,
1 2 1 2 1 2
从而|x x | ( x x )2 4xx a2 8.
1 2 1 2 1 2
1„ a„1,|x x | a2 8„ 3.
1 2
要使不等式m2 tm1… |x x |对任意aA及t[1,1]恒成立,
1 2
当且仅当m2 tm1…3对任意t[1,1]恒成立,
第17页 | 共19页即m2 tm2…0对任意t[1,1]恒成立.②
设g(t)m2 tm2mt(m2 2),
方法一:
② g(1)m2 m2…0,g(1)m2 m2…0,
m…2或m„ 2.
所以,存在实数 m,使不等式 m2 tm1… |x x |对任意 aA及t[1,1]恒成立,其取值范围是
1 2
{m|m…2,或m„ 2}.
方法二:
当m0时,②显然不成立;
当m0时,
②m0,g(1)m2 m2…0或m0,g(1)m2 m2…0
m…2或m„ 2.
所以,存在实数 m,使不等式 m2 tm1… |x x |对任意 aA及t[1,1]恒成立,其取值范围是
1 2
{m|m…2,或m„ 2}.
1
22.(12分)如图,P是抛物线C:y x2上一点,直线l过点P且与抛物线C交于另一点Q.
2
(Ⅰ)若直线l与过点P的切线垂直,求线段PQ中点M 的轨迹方程;
ST ST
(Ⅱ)若直线l不过原点且与x轴交于点S,与y轴交于点T,试求 的取值范围.
SP SQ
【解答】解:(Ⅰ)设P(x ,y ),Q(x ,y ),M(x ,y ),依题意x 0,y 0,y 0.
1 1 2 2 0 0 1 1 2
1
由y x2,①
2
第18页 | 共19页得yx.
过点P的切线的斜率k x ,
1
1 1
直线l的斜率k ,
l k x
1
1 1
直线l的方程为y x2 (xx ),②
2 1 x 1
1
2
联立①②消去y,得x2 xx2 20.
x 1
1
M 是PQ的中点
x x 1 1 1
x 1 2 ,y x2 (x x )
0 2 x 0 2 1 x 0 1
1 1
1
消去x ,得y x2 1(x 0),
1 0 0 2x2 0
0
1
PQ中点M 的轨迹方程为yx2 1(x0).
2x2
(Ⅱ)设直线l:ykxb,依题意k 0,b0,则T(0,b).
分 别 过 P、 Q作 PPx轴 , QQx轴 , 垂 足 分 别 为 P、 Q, 则
|ST | |ST | |OT | |OT | |b| |b|
.
|SP| |SQ| |PP| |QQ| | y | | y |
1 2
1
由y x2,ykxb消去x,得y2 2(k2 b)yb2 0.③
2
则y y 2(k2 b),y y b2.
1 2 1 2
|ST | |ST | 1 1 1 1
|b|( )…2|b| 2|b| 2.
|SP| |SQ| y y y y b2
1 2 1 2
y 、y 可取一切不相等的正数,
1 2
|ST | |ST |
的取值范围是(2,).
|SP| |SQ|
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