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数学参考答案
一、单项选择题(本大题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只
有一项符合题目要求)
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 A D B D C B C B
【解析】
13i (13i)(2i) 17i 1 7 7
1.复数z i的虚部为 ,故选A.
2i (2i)(2i) 5 5 5 5
m3≤0,
2.因为AB A,所以B A.则由B{x|0x4},可得 1≤m≤3,故选
2m6≥4
D.
1 2
3.因为 f(x)为幂函数,所以设 f(x)x,则 f(8) 22 823,所以23, ,
4 3
2 1
则 f(4)4 3 ,故选B.
316
4.因为P(158 X≤160)0.2,所以P(X≤162)0.20.50.7,则随机抽取该地区1000名成
年女性,其中身高不超过162cm的人数服从Y B(1000,0.7),所以E(Y)np700,故选
D.
(a a )
5.因为S 1 10 105(a a )5(a a )0,所以a a 0,又a a 2a 0,
10 2 1 10 5 6 5 6 3 7 5
所以a 0,所以a 0,则(S ) S ,故选C.
5 6 n max 5
6.将M 方程与抛物线方程联立,得y2 4y16r2 0(*),设A(x,y ),B(x,y ),则由M
1 1 2 2
与 抛 物 线 有 四 个 不 同 的 交 点 可 得 (*) 有 两 个 不 等 的 正 根 , 得
164(16r2)4r2 480,
y y 40, 即 r2(12,16) , ∴ 由 抛 物 线 定 义 可 得
1 2
y y 16r2 0,
1 2
|FA||FB|(y 1)(y 1) y y (y y )121r2(5,9),故选B.
1 2 1 2 1 2
7.(2xx2)5表示 5 个(2xx2)相乘,含x4的项可以是在 5 个(2xx2)中选 3 个 2,2
个x2相乘得到,也可以是在 5 个(2xx2)中选 2 个 2,2 个x,1 个x2相乘得到,也
数学参考答案·第1页(共11页)可以是在 5 个 (2xx2) 中选 1 个 2,4 个 x 相乘得到,所以含 x4 的项为
C323(x2)2 C222C2x2(x2)C12x4 80x4 120x4 10x4 30x4,故选C.
5 5 3 5
8.如图1,取BD的中点M,连接AM,CM .由AB ADBD2 3,
3
可得 △ABD 为正三角形,且 AM CM 2 3 3 ,所以
2
322(2 6)2 1 1 2
cosAMC ,则sinAMC 1
233 3 3
图1
2 2
.以 M 为原点,MC 为x轴,过点 M 且与平面BCD垂
3
直的直线为 y 轴建立平面直角坐标系如图 2,则C(3,0),
x cosAMC|MA|1, y sinAMC|MA| 2 2 ,所以
A A
A(1,2 2).设O为三棱锥ABCD的外接球球心,则O在平
面 BCD 的投影必为 △BCD 的外心,则设 O(1,h) .由
图2
R2 |OA|2|OC|2可得22 (2 2h)2 22 h2,解得h 2 ,所以R2 |OC|26.由张
π2 5
衡的结论, ,所以π 10,则三棱锥ABCD的外接球表面积为4πR2 24 10,
16 8
故选B.
二、不定项选择题(本大题共4小题,每小题5分,共20分.在每小题给出的四个选项中,
有多项符合题目要求,全部选对得5分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
题号 9 10 11 12
答案 BD BC ABD ABC
【解析】
38 2
9.选择自由行的游客人数为381957,其小于40岁的概率是 ,故A错误;选择自
57 3
由行中小于 40 岁和不小于 40 岁的人数比为 2:1,则按年龄分层抽样抽取的 6 人中,有 4
人小于40岁,有2人不小于40岁,设事件A为2人均小于40岁,则2人中至少有1人
C2 6 3
不小于40 岁的概率为1P(A)1 4 1 ,故B正确;因为2 4.087 6.635,
C2 15 5
6
所以可推断旅行方式与年龄没有关联,但对零假设犯错误的概率是不可知的,故C错误;
因为2 4.087 3.841,所以推断旅行方式与年龄有关联,且犯错误概率不超过0.05,故
D正确,故选BD.
数学参考答案·第2页(共11页)10.O:(xm)2 (y1)2 m2 1,O:(x1)2 (y2m)2 4m2,则O(m,1),r m2 1,
1 2 1 1
O (1,2m),r 2|m|,则m0,A错误(若(1,1)在O 内,则12 (1)2 2m20,
2 2 1
即 m0 ); 当 m1 时 , O(1,1) , r 2 , O (1,2) , r 2 , 所 以
1 1 2 2
|OO |3(2 2,2 2),所以两圆相交,共两条公切线,B 正确;O O ,得
1 2 1 2
2x4y0,
(2m2)x(24m)y10,即m(2x4y)(2x2y1)0,令 解得
2x2y10,
1
x ,
3 1 1 2m2 2m2 1
所以定点为 , ,C正确;公共弦所在直线的斜率为 ,令 ,
y
1
,
3 6 24m 24m 2
6
无解,所以D错误,故选BC.
5π 5π 5π 5π
11.因为 f(x)经过点 ,0 ,所以 f 2sin 0,又 在 f(x)的单调递减
8 8 8 8
5π 5π
区间内,所以 π2kπ(kZ) ①;又因为 f(x) 经过点 ,1 ,所以
8 4
5π 5π 5π 2 5π 5π
f 2sin 1,sin ,又x 是 f(x)1在x 时最小
4 4 4 2 4 8
5π 9π 5π 5π
的解,所以 2kπ(kZ)②.联立①、②,可得 ,即2,代入
4 4 8 4
π π π π
①,可得 2kπ(kZ),又|| ,所以 ,则 f(x) 2sin2x .f(x)
4 2 4 4
2π 3π
的最小正周期为 π ,A 正确. f(x) 向左平移 个单位后得到的新函数是
2 8
3π π π
f(x) 2sin
2x
2sin2x 2cos2x,为偶函数,B正确.设 f(x)1
8 4 2
π π 3π
在(0,m)上的6个根从小到大依次为x,x,,x .令2x ,则x ,根据 f(x)
1 2 6 4 2 8
x x 3π x x 3π 11π
的对称性,可得 1 2 ,则由 f(x) 的周期性可得 3 4 T ,
2 8 2 8 8
x x 3π 19π 6 3π 11π 19π 33π
5 6 2T , 所 以 x 2 , C 错 误 . 作 与
2 8 8 i 8 8 8 4
i1
5π
l:2x y40平行的直线,使其与 f(x)x 0, 有公共点,则在运动的过程中,只
4
5π
有当直线与 f(x)x 0, 相切时,直线与 l 存在最小距离,也是点 M 到直线
4
数学参考答案·第3页(共11页) π π π
2x y40的最小距离,令 f(x)2 2cos2x 2,则2x 2kπ (kZ),
4 4 4
π 5π π 5π
解得xkπ (kZ)或x kπ(kZ),又x 0, ,所以x0, , (舍去),又
4 4 4 4
π
14
π π |14| 2
f(0)1,令M (0,1),f 1,M ,1 ,则由 可得M 到直线
1 4 2 4 5 5 1
l的距离大于M 到直线l的距离,所以M 到直线2x y40的距离最小时,M 的横坐
2
π
标为 ,D正确,故选ABD.
4
a c
12.由为黄金分割双曲线可得 ,即a2 acc2 (*),对(*)两边同除以a2 可得
c ac
51
e2 e10 , 则 e , A 正 确 ; 对 (*) 继 续 变 形 得 acc2 a2 b2 ,
2
∴|AB|2 |BF|2a2 b2 c2 b2 a2 c2 2(c2 a2)3c2 a2 , |AF|2(ac)2
a2 2acc2 3c2 a2,∴ABBF ,由射影定理(即三角形相似)可得 B 正确;设
P(x,y ),Q(x,y ),M(x,y ) ,将 P,Q 坐标代入双曲线方程,作差后整理可得
1 1 2 2 0 0
y y y b2 51
2 1 0 k k e2 1 ,故C正确;设直线OP:ykx,代入双曲线
x x x PQ OM a2 2
2 1 0
a2b2 a2b2k2
方 程 b2x2 a2y2 a2b2 , 可 得 x2 , 则 y2 ,
b2 a2k2 b2 a2k2
a2b2(k2 1) 1 a2b2(k2 1)
∴|OP|2 x2 y2 , 将 k 换 成 即 得 |OQ|2 , 则
b2 a2k2 k b2k2 a2
1 1 (b2 a2)(k2 1) b2 a2
与a,b的值有关,故D错误,故选ABC.
|OP|2 |OQ|2 a2b2(k2 1) a2b2
三、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分)
题号 13 14 15 16
答案 (2,0) yx1 120 4( 21)
【解析】
13.不妨设a,b起点都在原点,设aOA,则A为(2,9),点O,A分别在b所在直线x轴上
的投影为点O和点A(2,0),所以a在b上的投影向量为OA(2,0).
14.因为 f(x)lnx1,所以 f(1)1,又 f(1)0,所以 f(x)xlnx在x1处的切线方程为
y0x1,即yx1.
数学参考答案·第4页(共11页)15.设该四位数为aa a a ,则a N*,a N(i2,3,4),且a a a a 8.令a a ,
1 2 3 4 1 i 1 2 3 4 1 1
a a 1(i2,3,4),则aΝ*(i1,2,3,4),且aaaa 11.所以该问题
i i i 1 2 3 4
相当于把11个完全相同的小球放入4个不用的盒子,且每个盒子至少放一个小球,采用
隔板法:在11个小球的10个空隙中选择3个插入隔板,所以共有C3 120种放法.
10
x 2 y 2 x y
16.设x2 y2 r2 0,则 1,则点 , 在单位圆上,根据三角函数的定义,
r r r r
x y x y
可设 cos, sin,则 xrcos,yrsin,则由 2xyx2 y2 可得
r r y x
cos sin 1
2r2sincos 2r2sincosr2(cos2sin2) , 则
sin cos sincos
2 2
r2sin2r2cos2 , 所 以 r2(cos2sin2) , 则
sin2 sin2
2 2 2
r2
sin2(cos2sin2) sin2cos2sin22 1 1 1
sin4 sin22
2 2 2
4 4 π
,又 2sin4 1(0, 21],所以当且仅当
sin4cos41 π 4
2sin4 1
4
π π kπ 4
sin4 1,即 时,r2 4( 21).
4 16 2 min 21
四、解答题(共70分.解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤)
17.(本小题满分10分)
1 24.84
解:(1)∵x (24681012)7,6y24.84,y 4.14,
6 6
6 6
x y 217.28,x2 364,
i i i
i1 i1
6
x y 6x y
i i 217.2824.847 43.4
∴b ˆ i1 0.62,………………………………(4分)
6 364649 70
x2 6x2
i
i1
∴aˆ yb ˆ x 4.140.6270.2,
∴ y关于x的线性回归方程为yˆ 0.62x0.2.………………………………………(6分)
(2)令yˆ 0.62x0.22.90,解得x5,
∴则该样本中所含的还原糖大约相当于5mL的标准葡萄糖溶液.
……………………………………………………………………………………(10分)
数学参考答案·第5页(共11页)18.(本小题满分12分)
解:(1)∵A,B,C成等差数列,
∴AC 2B,……………………………………………………………………………(1分)
又ACBπ,
π 2π
∴B ,AC ,
3 3
π
又AC ,
2
1π 2π π π 7π 12π π π π π
∴A ,C ,
22 3 4 3 12 2 3 2 3 4 12
………………………………………………………………………………………(3分)
sin 7π sin π π 2 3 1
12 4 3 2 2 2 31 32 31
∴a:csinA:sinC
π π π 2 3 1 31 2
sin sin
12 3 4 2 2 2
2 3.…………………………………………………………………………………(5分)
(2)由题意可得,a2 abacabb2,即b2 a2 ac,
………………………………………………………………………………………(6分)
a2 c2 b2 c2 ac ca 1
由余弦定理结合(1)可得cosB ,
2ac 2ac 2a 2
∴c2a,…………………………………………………………………………………(8分)
∴由正弦定理可得sinC2sinA,
2π
又AπBC C,
3
2π
∴sinC 2sin C 3cosCsinC,…………………………………………(10分)
3
∴cosC 0,
又C(0,π),
π
∴C ,△ABC为直角三角形. ……………………………………………………(12分)
2
19.(本小题满分12分)
3 1 1 1
解:(1)由题意,当nN*时,P P (1P) P ,
n1 n 4 n 2 2 4 n
………………………………………………………………………………………(2分)
数学参考答案·第6页(共11页)2 1 1 1 2
则P P P ,………………………………………………………(4分)
n1 3 4 n 6 4 n 3
2 1
又P ,
1 3 15
2 1 1
∴P 是首项为 ,公比为 的等比数列,
n 3 15 4
2 1 1 n1
∴P ,
n 3 15 4
1 1 n1 2
∴P (nN*). ……………………………………………………(6分)
n 15 4 3
3 3 1
(2)记A为第i次射击击中目标,则由题意可得P(A) ,P(A |A) ,P(A |A) ,
i 1 5 2 1 4 2 1 2
X 可取到的值为0,2,4,且
1 2 1
P(X 0)P(A A )P(A |A)P(A) ,
1 2 2 1 1 2 5 5
1 2 1 3 7
P(X 2)P(AA )P(A A )P(A |A)P(A)P(A |A)P(A) ,
1 2 1 2 2 1 1 2 1 1 2 5 4 5 20
3 3 9
P(X 4)P(AA )P(A |A)P(A) ,
1 2 2 1 1 4 5 20
则X 的分布列为:
X 0 2 4
1 7 9
P
5 20 20
……………………………………………………………………………………(10分)
1 7 9 5
∴E(X)0 2 4 . …………………………………………………(12分)
5 20 20 2
20.(本小题满分12分)
(1)证明:∵平面DAB平面ABC,平面ABC平面ABD AB,ABBD,且BD
平面ABD,
∴BD平面ABC,
又AC平面ABC,
∴BD AC,
又BP平面ACD,AC平面ACD,
∴BP AC,
且BPBDB,BP,BD平面BCD,
数学参考答案·第7页(共11页)∴AC 平面BCD,
又BC平面BCD,
∴ACBC. ……………………………………………………………………………(4分)
DE DF
(2)解:法一(几何法):∵ ,
DA DC
∴EF∥AC,
如图3,过点B作直线l平行于AC,则l∥AC∥EF,
则l同时在平面EFB与平面ABC内,是两平面的交线,
又由(1)AC 平面BCD,可得AC FB,AC BC, 图3
∴BC l且FBl,
∴由二面角的平面角的定义可得FBC是平面EFB与平面ABC所成角,
………………………………………………………………………………………(8分)
设ABBD2,则BC AC 2,
过点F 作FM BC于点M ,
FM FC
则 1FM 22,
BD CD
BM DF
且 BM 2,
BC DC
3
∵cosFBC ,
3
2
3
1
3 FM 22
∴tanFBC 2 ,
3 BM 2
3
1
解得 . ……………………………………………………………………………(12分)
2
法二(向量法):如图4,以点C为原点,分别以CB,CA,过
点C且与平面ABC垂直的直线为x轴,y轴,z轴建立空间直角
坐标系,
设ABBD2,则AC BC 2,
∴C(0,0,0),A(0, 2,0),B( 2,0,0),D( 2,0,2),
图4
则DA( 2, 2,2),DC ( 2,0,2),DB(0,0,2),
………………………………………………………………………………………(6分)
数学参考答案·第8页(共11页)DE DF
由 ,可得DE DA( 2, 2,2),
DA DC
DF DC ( 2,0,2),
∴EF DF DE (0, 2,0),EBDBDE ( 2, 2,22),
………………………………………………………………………………………(8分)
2y 0,
设n (x,y,z )为平面EFB的法向量,则 1
1 1 1 1
2x 2y (22)z 0,
1 1 1
可得一组解为n 2,0, ,……………………………………………………(10分)
1 1
取平面ABC的法向量n (0,0,1),
2
|n n | 1 3
则|cosn,n | 1 2 ,
1 2 |n 1 ||n 2 | 2 3
2
1
m 1 1
令m 0,则 ,化简得3m2 2m2,即m1, .
1 2m2 3 2
……………………………………………………………………………………(12分)
21.(本小题满分12分)
(1)解:设点N(x,y),G(x,y),
4 2
则由点G与P,Q两点的距离之和为 |PQ| ,
3 3
4 9
可得点G的轨迹是以P,Q为焦点且长轴长为 的椭圆,其轨迹方程为 x2 3y2 1.
3 4
x y
由GN GPGQ0,可得x ,y ,代入点G的轨迹方程,可得:
3 3
9x 2 y 2 x2 y2
3 1,即C: 1.…………………………………………………(4分)
43 3 4 3
(第一问也可以利用几何法:由条件可知 G 为△NPQ的重心,延长 PG,QG,必分别交
NQ,NP 的中点(分别设为 H,I),取F(1,0),F (1,0),则|NF ||NF |2|HP|
1 2 1 2
3 3
2|IQ|2 |GP|2 |GQ|3(|GP||GQ|)4|FF |,由椭圆定义可得C的方程.)
2 2 1 2
y
(2)证明:设点M(x,y ),则ME:y 0 (x1),即y x(x 1)y y 0,
0 0 x 1 0 0 0
0
y
MA:y 0 (x2),
x 2
0
6y 6y
令x4,得y 0 ,∴R4, 0 ,……………………………………………(6分)
x 2 x 2
0 0
数学参考答案·第9页(共11页)过R作直线ME的垂线,垂足为点T,
则要证ER为MES的角平分线,只需证|RT ||RS|,
6y (x 1)
4y 0 0 y
0 x 2 0 |3y (4x )| (123x )| y |
又|RT | 0 0 0 0 0 ,
y2 (x 1)2 (x 2) y2 (x 1)2 (x 2) y2 (x 1)2
0 0 0 0 0 0 0 0
6| y |
|RS|| y | 0 ,………………………………………………………………………(8分)
R x 2
0
∵y 0,
0
4x
∴|RT ||RS|,当且仅当 0 2,
y2 (x 1)2
0 0
即(4x )2 4[y2 (x 1)2]时,
0 0 0
x2 y2
又(x,y )在C上,则 0 0 1,即4y2 123x2,
0 0 4 3 0 0
代入上式可得168x x2 123x2 4x2 8x 4恒成立,
0 0 0 0 0
∴ER为MES的角平分线得证.……………………………………………………(12分)
2k
(第(2)问也可利用二倍角公式,证明k RE )
ME 1k2
RE
22.(本小题满分12分)
解:(1) f(x)aex 2,
①当a≤0时, f(x)0在R上恒成立,∴ f(x)在R上单调递减;
………………………………………………………………………………………(2分)
2
②当a0时, f(x)在R上单调递增,且当 f(x)0时,xln
,
a
2
∴当x,ln
时, f(x)0, f(x)单调递减;
a
2
当xln
, 时, f(x)0, f(x)单调递增.
a
………………………………………………………………………………………(4分)
5 5
(2)∵F(x)exf(x) ex(aex 2x1) ≤0,
4a 4a
5 5
∴若a0,F(0)a1 ≥2 a 1 510,与F(x)≤0在R上恒成立矛盾,
4a 4a
∴a0,…………………………………………………………………………………(6分)
数学参考答案·第10页(共11页)则F(x)ex(aex 2x1aex 2)ex(2aex 2x3),
令h(x)2aex 2x3,
则由a0可知h(x)在R上单调递减,
又当x0时,ex 1,2aex 2a,
2a3
∴h 2a(2a3)30,
2
又h(0)2a30,
2a3
∴x ,0 ,使得h(x )2aex0 2x 30,………………………………(8分)
0 2 0 0
2x 3
∴ex0 0 0,
2a
∵a0,
3
∴2x 30,x ,
0 0 2
且当x(,x )时,h(x)0,F(x)0,F(x)单调递增;
0
当x(x,)时,h(x)0,F(x)0,F(x)单调递减,
0
5 2x 3 2x 3 5
∴F(x) F(x )ex0(aex0 2x 1) 0
a 0 2x 1
max 0 0 4a 2a 2a 0 4a
1 1
[(2x 3)2 (4x 2)(2x 3)5] (4x2 4x 8)≤0,
4a 0 0 0 4a 0 0
……………………………………………………………………………………(10分)
又a0,
3 3
∴4x 0 2 4x 0 8≥0,解得x 0 [2,1] , 2 2, 2 ,
2x3
令m(x) ,
2ex
22x3 2x1 3
则m(x) 2ex 2ex 在 2, 2 上恒大于0,
3
∴m(x)在
2,
上单调递增,
2
1 e2
∴a m(2) .…………………………………………………………(12分)
min 2e2 2
数学参考答案·第11页(共11页)