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2007 年北京高考理科数学真题及答案
一、选择题（共8小题，每小题5分，满分40分）
1．（5分）已知cosθ•tanθ＜0，那么角θ是（ ）
A．第一或第二象限角 B．第二或第三象限角
C．第三或第四象限角 D．第一或第四象限角
2．（5分）函数f（x）=3x（0＜x≤2）的反函数的定义域为（ ）
A．（0，+∞） B．（1，9] C．（0，1） D．[9，+∞）
3．（5分）平面α∥平面β的一个充分条件是（ ）
A．存在一条直线a，a∥α，a∥β
B．存在一条直线a，a α，a∥β
C．存在两条平行直线⊂a，b，a α，b β，a∥β，b∥α
D．存在两条异面直线a，b，a⊂α，b⊂β，a∥β，b∥α
4．（5分）已知O是△ABC所在⊂平面内⊂一点，D为BC边中点，且 ，那么（
）
A． B． C． D．
5．（5分）记者要为5名志愿者和他们帮助的2位老人拍照，要求排成一排，2位老人相
邻但不排在两端，不同的排法共有（ ）
A．1440种 B．960种 C．720种 D．480种
6．（5分）若不等式组 表示的平面区域是一个三角形，则a的取值范围是（
）
A． B．0＜a≤1 C．0＜a≤1或 D．
7．（5分）如果正数a，b，c，d满足a+b=cd=4，那么（ ）
A．ab≤c+d且等号成立时a，b，c，d的取值唯一
B．ab≥c+d且等号成立时a，b，c，d的取值唯一
C．ab≤c+d且等号成立时a，b，c，d的取值不唯一
D．ab≥c+d且等号成立时a，b，c，d的取值不唯一8．（5分）对于函数①f（x）=lg（|x﹣2|+1），②f（x）=（x﹣2）2，③f（x）=cos
（x+2），判断如下三个命题的真假：
命题甲：f（x+2）是偶函数；
命题乙：f（x）在（﹣∞，2）上是减函数，在（2，+∞）上是增函数；
命题丙：f（x+2）﹣f（x）在（﹣∞，+∞）上是增函数．
能使命题甲、乙、丙均为真的所有函数的序号是（ ）
A．①③ B．①② C．③ D．②
二、填空题（共6小题，每小题5分，满分30分）
9．（5分） = ．
10．（5分）若数列{a}的前n项和S=n2﹣10n（n=1，2，3，…），则此数列的通项公式
n n
为 ；数列na 中数值最小的项是第 项．
n
11．（5分）在△ABC中，若tanA= ，C=150°，BC=2，则AB= ．
12．（5分）已知集合A={x||x﹣a|≤1}，B={x|x2﹣5x+4≥0}．若A∩B= ，则实数a的取
值范围是 ． ∅
13．（5分）2002年在北京召开的国际数学家大会，会标是以我国古代数学家赵爽的弦图
为基础设计的．弦图是由四个全等直角三角形与一个小正方形拼成的一个大正方形（如
图）．如果小正方形的面积为1，大正方形的面积为25，直角三角形中较小的锐角为θ，
那么cos2θ的值等于 ．
14．（5分）已知函数f（x），g（x）分别由下表给出
x 1 2 3
f（x） 1 3 1
x 1 2 3
g（x） 3 2 1
则f[g（1）]的值为 ；满足f[g（x）]＞g[f（x）]的x的值是 ．
三、解答题（共6小题，满分80分）15．（13分）数列{a}中，a=2，a =a+cn（c是常数，n=1，2，3，…），且a ，a ，a
n 1 n+1 n 1 2 3
成公比不为1的等比数列．
（1）求c的值；
（2）求{a}的通项公式．
n
16．（14分）如图，在Rt△AOB中， ，斜边AB=4．Rt△AOC可以通过Rt△AOB
以直线AO为轴旋转得到，且二面角B﹣AO﹣C是直二面角．动点D在斜边AB上．
（Ⅰ）求证：平面COD⊥平面AOB；
（Ⅱ）当D为AB的中点时，求异面直线AO与CD所成角的余弦值大小；
（Ⅲ）求CD与平面AOB所成角最大时的正切值大小．
17．（14分）如图，矩形ABCD的两条对角线相交于点M（2，0），AB边所在直线的方程为
x﹣3y﹣6=0点T（﹣1，1）在AD边所在直线上．
（Ⅰ）求AD边所在直线的方程；
（Ⅱ）求矩形ABCD外接圆的方程；
（Ⅲ）若动圆P过点N（﹣2，0），且与矩形ABCD的外接圆外切，求动圆P的圆心的轨迹
方程．
18．（13分）某中学号召学生在今年春节期间至少参加一次社会公益活动（以下简称活
动）．该校合唱团共有100名学生，他们参加活动的次数统计如图所示．（1）求合唱团学生参加活动的人均次数；
（2）从合唱团中任意选两名学生，求他们参加活动次数恰好相等的概率．
（3）从合唱团中任选两名学生，用ξ表示这两人参加活动次数之差的绝对值，求随机变
量ξ的分布列及数学期望Eξ．
19．（13分）如图，有一块半椭圆形钢板，其半轴长为2r，短半轴长为r，计划将此钢板
切割成等腰梯形的形状，下底AB是半椭圆的短轴，上底CD的端点在椭圆上，记CD=2x，梯
形面积为S．
（Ⅰ）求面积S以x为自变量的函数式，并写出其定义域；
（Ⅱ）求面积S的最大值．
20．（13分）已知集合A={a，a，…，a（k≥2）}，其中a∈Z（i=1，2，…，k），由A
1 2 k i
中的元素构成两个相应的集合：S={（a，b）|a∈A，b∈A，a+b∈A}，T={（a，b）|a∈A，
b∈A，a﹣b∈A}．其中（a，b）是有序数对，集合S和T中的元素个数分别为m和n．若对
于任意的a∈A，总有﹣a A，则称集合A具有性质P．
（Ⅰ）检验集合{0，1，2∉，3}与{﹣1，2，3}是否具有性质P并对其中具有性质P的集合，
写出相应的集合S和T；
（Ⅱ）对任何具有性质P的集合A，证明： ；
（Ⅲ）判断m和n的大小关系，并证明你的结论．参考答案与试题解析
一、选择题（共8小题，每小题5分，满分40分）
1．（5分）已知cosθ•tanθ＜0，那么角θ是（ ）
A．第一或第二象限角 B．第二或第三象限角
C．第三或第四象限角 D．第一或第四象限角
【解答】解：∵cosθ•tanθ=sinθ＜0，
∴角θ是第三或第四象限角，
故选C．
2．（5分）函数f（x）=3x（0＜x≤2）的反函数的定义域为（ ）
A．（0，+∞） B．（1，9] C．（0，1） D．[9，+∞）
【解答】解：函数f（x）=3x（0＜x≤2）的反函数的定义域就是函数f（x）=3x（0＜
x≤2）的值域，
由函数f（x）在其定义域内是单调增函数得 1＜f（x）≤9，
故选 B．
3．（5分）平面α∥平面β的一个充分条件是（ ）
A．存在一条直线a，a∥α，a∥β
B．存在一条直线a，a α，a∥β
C．存在两条平行直线⊂a，b，a α，b β，a∥β，b∥α
D．存在两条异面直线a，b，a⊂α，b⊂β，a∥β，b∥α
【解答】证明：对于A，一条直⊂线与两⊂个平面都平行，两个平面不一定平行．故A不对；
对于B，一个平面中的一条直线平行于另一个平面，两个平面不一定平行，故B不对；
对于C，两个平面中的两条直线平行，不能保证两个平面平行，故C不对；
对于D，两个平面中的两条互相异面的直线分别平行于另一个平面，可以保证两个平面平
行，故D正确．
4．（5分）已知O是△ABC所在平面内一点，D为BC边中点，且 ，那么（
）
A． B． C． D．【解答】解：∵ ，∴ ，
∵D为BC边中点，
∴ ，则 ，
故选：A．
5．（5分）记者要为5名志愿者和他们帮助的2位老人拍照，要求排成一排，2位老人相
邻但不排在两端，不同的排法共有（ ）
A．1440种 B．960种 C．720种 D．480种
【解答】解：可分3步．
第一步，排两端，∵从5名志愿者中选2名有A2=20种排法，
5
第二步，∵2位老人相邻，把2个老人看成整体，与剩下的3名志愿者全排列，有A4=24种
4
排法
第三步，2名老人之间的排列，有A2=2种排法
2
最后，三步方法数相乘，共有20×24×2=960种排法
故选B
6．（5分）若不等式组 表示的平面区域是一个三角形，则a的取值范围是（
）
A． B．0＜a≤1 C．0＜a≤1或 D．
【解答】解：由题意可知：画可行域如图：
不等式组 表示的平面区域是一个三角形及其内部，
且当直线x+y=a过直线y=x与直线2x+y=2的交点时，a= ．
所以a的取值范围是：0＜a≤1或a≥
故选C．7．（5分）如果正数a，b，c，d满足a+b=cd=4，那么（ ）
A．ab≤c+d且等号成立时a，b，c，d的取值唯一
B．ab≥c+d且等号成立时a，b，c，d的取值唯一
C．ab≤c+d且等号成立时a，b，c，d的取值不唯一
D．ab≥c+d且等号成立时a，b，c，d的取值不唯一
【解答】解：如果a，b是正数，则根据均值不等式有： ，则（a+b）2≥4ab
如果c，d是正数，则根据均值不等式有： ； 则
∵a，b，c，d满足a+b=cd=4，
∴2
当且仅当a=b=c=d=2时取等号．
化简即为：ab≤c+d且等号成立时a，b，c，d的取值唯一．
故选A．
8．（5分）对于函数①f（x）=lg（|x﹣2|+1），②f（x）=（x﹣2）2，③f（x）=cos
（x+2），判断如下三个命题的真假：
命题甲：f（x+2）是偶函数；
命题乙：f（x）在（﹣∞，2）上是减函数，在（2，+∞）上是增函数；
命题丙：f（x+2）﹣f（x）在（﹣∞，+∞）上是增函数．
能使命题甲、乙、丙均为真的所有函数的序号是（ ）
A．①③ B．①② C．③ D．②【解答】解：①若f（x）=lg（|x﹣2|+1）则：
f（x+2）是偶函数，此时命题甲为真；
f（x）在（﹣∞，2）上是减函数，在（2，+∞）上是增函数；此时命题乙为真；
但f（x+2）﹣f（x）在（﹣∞，+∞）上不是单调递增的；此时命题丙为假．
②f（x）=（x﹣2）2则：
f（x+2）是偶函数，此时命题甲为真；
f（x）在（﹣∞，2）上是减函数，在（2，+∞）上是增函数；此时命题乙为真；
但f（x+2）﹣f（x）=4x﹣4在（﹣∞，+∞）上是增函数的；此时命题丙为真．
③若f（x）=cos（x+2），则：
f（x+2）是不偶函数，此时命题甲为假；
f（x）在（﹣∞，2）上不是减函数，在（2，+∞）上不是增函数；此时命题乙为假；
但f（x+2）﹣f（x）在（﹣∞，+∞）上不是单调递增的；此时命题丙为假．
故选D
二、填空题（共6小题，每小题5分，满分30分）
9．（5分） = ﹣ i ．
【解答】解： =
故答案为：﹣i
10．（5分）若数列{a}的前n项和S=n2﹣10n（n=1，2，3，…），则此数列的通项公式
n n
为 2n﹣1 1 ；数列na 中数值最小的项是第 3 项．
n
【解答】解：由题意可知：数列{a}的前n项和S=n2﹣10n（n=1，2，3，…），
n n
∴当n=1时，a=s=1﹣10=﹣9；
1 1
当n＞1时，a=s﹣s =n2﹣10n﹣（n﹣1）2+10（n﹣1）=2n﹣11；
n n n﹣1
综上可知：数列的通项公式为a=2n﹣11，n∈N*．
n
∴数列{na}的通项公式为： ，
n
所以当n为3时数列na 中数值最小．
n
故答案为：a=2n﹣11，n∈N*、3．
n11．（5分）在△ABC中，若tanA= ，C=150°，BC=2，则AB= ．
【解答】解：∵tanA= ∴sinA=
根据正弦定理可得： ∴AB= × =
故答案为：
12．（5分）已知集合A={x||x﹣a|≤1}，B={x|x2﹣5x+4≥0}．若A∩B= ，则实数a的取
值范围是 （ 2 ， 3 ） ． ∅
【解答】解：集合A={x||x﹣a|≤1}={x|a﹣1≤x≤a+1}，
B={x|x2﹣5x+4≥0}={x|x≥4或x≤1}．
又A∩B= ，
∅
∴ ，
解得2＜a＜3，
即实数a的取值范围是（2，3）．
故应填（2，3）．
13．（5分）2002年在北京召开的国际数学家大会，会标是以我国古代数学家赵爽的弦图
为基础设计的．弦图是由四个全等直角三角形与一个小正方形拼成的一个大正方形（如
图）．如果小正方形的面积为1，大正方形的面积为25，直角三角形中较小的锐角为θ，
那么cos2θ的值等于 ．
【解答】解：∵大正方形面积为25，小正方形面积为1，
∴大正方形边长为5，小正方形的边长为1．
∴5cosθ﹣5sinθ=1，∴cosθ﹣sinθ= ．
∴两边平方得：1﹣sin2θ= ，
∴sin2θ= ．
∵θ是直角三角形中较小的锐角，
∴0＜θ＜ ．
∴cos2θ= ．
故答案为：
14．（5分）已知函数f（x），g（x）分别由下表给出
x 1 2 3
f 1 3 1
（
x
）
x 1 2 3
g 3 2 1
（
x
）
则f[g（1）]的值为 1 ；满足f[g（x）]＞g[f（x）]的x的值是 2 ．
【解答】解：f[g（1）]=f（3）=1
当x=1时f[g（1）]=1，g[f（1）]=g（1）=3不满足f[g（x）]＞g[f（x）]
当x=2时，f[g（2）]=f（2）=3，g[f（2）]=g（3）=1满足f[g（x）]＞g[f（x）]
当x=3时f[g（3）]=f（1）=1，g[f（3）]=g（1）=3不满足f[g（x）]＞g[f（x）]
故满足f[g（x）]＞g[f（x）]的x的值是2
故答案为1；2
三、解答题（共6小题，满分80分）
15．（13分）数列{a}中，a=2，a =a+cn（c是常数，n=1，2，3，…），且a ，a ，a
n 1 n+1 n 1 2 3
成公比不为1的等比数列．
（1）求c的值；（2）求{a}的通项公式．
n
【解答】解：（1）a=2，a=2+c，a=2+3c，
1 2 3
因为a，a，a 成等比数列，
1 2 3
所以（2+c）2=2（2+3c），
解得c=0或c=2．
当c=0时，a=a=a，不符合题意舍去，故c=2．
1 2 3
（2）当n≥2时，由于a﹣a=c，a﹣a=2c，a﹣a =（n﹣1）c，
2 1 3 2 n n﹣1
所以 ．
又a=2，c=2，故a=2+n（n﹣1）=n2﹣n+2（n=2，3，）．
1 n
当n=1时，上式也成立，
所以a=n2﹣n+2（n=1，2，）
n
16．（14分）如图，在Rt△AOB中， ，斜边AB=4．Rt△AOC可以通过Rt△AOB
以直线AO为轴旋转得到，且二面角B﹣AO﹣C是直二面角．动点D在斜边AB上．
（Ⅰ）求证：平面COD⊥平面AOB；
（Ⅱ）当D为AB的中点时，求异面直线AO与CD所成角的余弦值大小；
（Ⅲ）求CD与平面AOB所成角最大时的正切值大小．
【解答】解：（I）由题意，CO⊥AO，BO⊥AO，∴∠BOC是二面角B﹣AO﹣C是直二面角，
又∵二面角B﹣AO﹣C是直二面角，
∴CO⊥BO，
又∵AO∩BO=O，
∴CO⊥平面AOB，
又CO 平面COD，
⊂∴平面COD⊥平面AOB．（4分）
（II）解法一：作DE⊥OB，垂足为E，连接CE（如图），则DE∥AO，
∴∠CDE是异面直线AO与CD所成的角．
在 Rt△COE中，CO=BO=2， ，
∴ ．
又 ．
∴
∴在Rt△CDE中， ．
∴异面直线AO与CD所成角的余弦值大小为 ．（9分）
解法二：建立空间直角坐标系O﹣xyz，如图，
则O（0，0，0）， ，C（2，0，0）， ，
∴ ， ，
∴ = ．
∴异面直线AO与CD所成角的余弦值为 ．（9分）
（III）由（I）知，CO⊥平面AOB，
∴∠CDO是CD与平面AOB所成的角，
且 ．当 OD 最小时，∠CDO 最大，这时，OD⊥AB，垂足为 D，
， ，
∴CD与平面AOB所成角的最大时的正切值为 ．（14分）17．（14分）如图，矩形ABCD的两条对角线相交于点M（2，0），AB边所在直线的方程为
x﹣3y﹣6=0点T（﹣1，1）在AD边所在直线上．
（Ⅰ）求AD边所在直线的方程；
（Ⅱ）求矩形ABCD外接圆的方程；
（Ⅲ）若动圆P过点N（﹣2，0），且与矩形ABCD的外接圆外切，求动圆P的圆心的轨迹
方程．
【解答】解：（I）因为AB边所在直线的方程为x﹣3y﹣6=0，且AD与AB垂直，所以直线
AD的斜率为﹣3又因为点T（﹣1，1）在直线AD上，
所以AD边所在直线的方程为y﹣1=﹣3（x+1）．
3x+y+2=0．
（II）由 解得点A的坐标为（0，﹣2），
因为矩形ABCD两条对角线的交点为M（2，0）．
所以M为矩形ABCD外接圆的圆心．
又 ．
从而矩形ABCD外接圆的方程为（x﹣2）2+y2=8．
（III）因为动圆P过点N，所以|PN|是该圆的半径，又因为动圆P与圆M外切，
所以|PM|=|PN|+2 ，
即|PM|﹣|PN|=2 ．
故点P的轨迹是以M，N为焦点，实轴长为2 的双曲线的左支．
因为实半轴长a= ，半焦距c=2．
所以虚半轴长b= ．
从而动圆P的圆心的轨迹方程为 ．
18．（13分）某中学号召学生在今年春节期间至少参加一次社会公益活动（以下简称活
动）．该校合唱团共有100名学生，他们参加活动的次数统计如图所示．
（1）求合唱团学生参加活动的人均次数；
（2）从合唱团中任意选两名学生，求他们参加活动次数恰好相等的概率．
（3）从合唱团中任选两名学生，用ξ表示这两人参加活动次数之差的绝对值，求随机变
量ξ的分布列及数学期望Eξ．【解答】解：由图可知，参加活动1次、2次和3次的学生人数分别为10、50和40．
（1）该合唱团学生参加活动的人均次数为
= =2.3．
（2）从合唱团中任选两名学生，他们参加活动次数恰好相等的概率为
P= = ．
0
（3）从合唱团中任选两名学生，记“这两人中一人参加1次活动，另一人参加2次活动”
为事件A，“这两人中一人参加2次活动，另一人参加3次活动”为事件B，“这两人中一
人参加1次活动，另一人参加3次活动”为事件C．易知
P（ξ=1）=P（A）+P（B）= + = ；
P（ξ=2）=P（C）= = ；
ξ的分布列：
ξ的数学期望：Eξ=0× +1× +2× = ．
19．（13分）如图，有一块半椭圆形钢板，其半轴长为2r，短半轴长为r，计划将此钢板
切割成等腰梯形的形状，下底AB是半椭圆的短轴，上底CD的端点在椭圆上，记CD=2x，梯
形面积为S．
（Ⅰ）求面积S以x为自变量的函数式，并写出其定义域；（Ⅱ）求面积S的最大值．
【解答】解：（I）依题意，以AB的中点O为原点建立直角坐标系O﹣xy（如图），
则点C的横坐标为x，
点C的纵坐标y满足方程 ，
解得
= ，
其定义域为{x|0＜x＜r}．
（II）记f（x）=4（x+r）2（r2﹣x2），（0＜x＜r），
则f′（x）=8（x+r）2（r﹣2x）．
令f′（x）=0，得 ．
因为当 时，f′（x）＞0；当 时，
f′（x）＜0，所以 是f（x）的最大值．
因此，当 时，S也取得最大值，最大值为 ．
即梯形面积S的最大值为 ．20．（13分）已知集合A={a，a，…，a（k≥2）}，其中a∈Z（i=1，2，…，k），由A
1 2 k i
中的元素构成两个相应的集合：S={（a，b）|a∈A，b∈A，a+b∈A}，T={（a，b）|a∈A，
b∈A，a﹣b∈A}．其中（a，b）是有序数对，集合S和T中的元素个数分别为m和n．若对
于任意的a∈A，总有﹣a A，则称集合A具有性质P．
（Ⅰ）检验集合{0，1，2∉，3}与{﹣1，2，3}是否具有性质P并对其中具有性质P的集合，
写出相应的集合S和T；
（Ⅱ）对任何具有性质P的集合A，证明： ；
（Ⅲ）判断m和n的大小关系，并证明你的结论．
【解答】（I）解：集合{0，1，2，3}不具有性质P．
集合{﹣1，2，3}具有性质P，其相应的集合S和T是
S={（﹣1，3），（3，﹣1）}，T={（2，﹣1），（2，3）}．
（II）证明：首先，由A中元素构成的有序数对（a，a）共有k2个．
i j
因为0 A，所以（a，a） T（i=1，2，k）；
i i
又因为∉当a∈A时，﹣a A时∉，﹣a A，
所以当（a
i
，a
j
）∈T时∉，（a
j
，a i∉） T（i，j=1，2，k）．
∉
从而，集合T中元素的个数最多为 ，
即 ．
（III）解：m=n，证明如下：
（1）对于（a，b）∈S，根据定义，
a∈A，b∈A，且a+b∈A，从而（a+b，b）∈T．
如果（a，b）与（c，d）是S的不同元素，
那么a=c与b=d中至少有一个不成立，
从而a+b=c+d与b=d中也至少有一个不成立．
故（a+b，b）与（c+d，d）也是T的不同元素．
可见，S中元素的个数不多于T中元素的个数，即m≤n，
（2）对于（a，b）∈T，根据定义，a∈A，b∈A，
且a﹣b∈A，从而（a﹣b，b）∈S．
如果（a，b）与（c，d）是T的不同元素，
那么a=c与b=d中至少有一个不成立，
从而a﹣b=c﹣d与b=d中也至少有一个不成立，故（a﹣b，b）与（c﹣d，d）也是S的不同元素．
可见，T中元素的个数不多于S中元素的个数，即n≤m，
由（1）（2）可知，m=n．参与本试卷答题和审题的老师有：gongjy；caoqz；xintrl；xize；涨停；wu_qian；豫汝
王世崇；ying_0011；wsj1012；sllwyn；wdnah；zlzhan；lily2011；wodeqing；
yhx01248；danbo7801（排名不分先后）
菁优网
2017年5月26日
