2017年普通高等学校招生全国统一考试天津数学(理工类
)
本试卷分为第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,共150分,考试用时120
分钟。第Ⅰ卷1至2页,第Ⅱ卷3至5页。
答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题考上,并在规定位置粘贴考试
用条形码。答卷时,考生务必将答案涂写在答题卡上,答在试卷上的无效。考试结束后,
将本试卷和答题卡一并交回。
祝各位考生考试顺利!
第Ⅰ卷
注意事项:
1.每小题选出答案后,用铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦
干净后,再选涂其他答案标号。
2.本卷共8小题,每小题5分,共40分。
参考公式:
·如果事件 A,B 互斥,那么 ·如果事件 A,B 相互独立,那么
P(A∪B)=P(A)+P(B). P(AB)=P(A) P(B).
4
·棱柱的体积公式V=Sh. ·球的体积公式V = pR3.
3
其中S表示棱柱的底面面积, 其中R表示球的半径.
h表示棱柱的高.
一、选择题:在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.
(1)设集合A={1,2,6},B={2,4},C ={xÎR|-1£ x£5},则(A
U
B)
I
C =
(A){2} (B){1,2,4}(C){1,2,4,6}(D){xÎR|-1£ x£5}
ì2x+ y³0,
ï
ïx+2y-2³0,
(2)设变量x,y满足约束条件í 则目标函数z = x+ y的最大值为
x£0,
ï
ï îy£3,
2 3
(A) (B)1(C) (D)3
3 2
第1页 | 共14页(3)阅读右面的程序框图,运行相应的程序,若输入N 的值为24,则输出N 的值为
(A)0 (B)1(C)2(D)3
π π 1
(4)设qÎR,则“|q- |< ”是“sinq< ”的
12 12 2
(A)充分而不必要条件
(B)必要而不充分条件(C)充要条件(D)既不充分也不必要条件
x2 y2
(5)已知双曲线 - =1(a >0,b>0)的左焦点为F ,离心率为 2 .若经过F 和
a2 b2
P(0,4)两点的直线平行于双曲线的一条渐近线,则双曲线的方程为
x2 y2 x2 y2 x2 y2 x2 y2
(A) - =1 (B) - =1(C) - =1(D) - =1
4 4 8 8 4 8 8 4
(6)已知奇函数 f(x)在R上是增函数,g(x)=xf(x).若a=g(-log 5.1),b=g(20.8),
2
c=g(3),则a,b,c的大小关系为
(A)a
0,|j|1. 2
î x
第2页 | 共14页立,则a的取值范围是
47 47 39 39
(A)[- ,2] (B)[- , ] (C)[-2 3,2] (D)[-2 3, ]
16 16 16 16
第Ⅱ卷
注意事项:
1.用黑色墨水的钢笔或签字笔将答案写在答题卡上。
2.本卷共12小题,共110分。
二. 填空题:本大题共6小题,每小题5分,共30分.
a-i
(9)已知aÎR,i为虚数单位,若 为实数,则a的值为 .
2+i
(10)已知一个正方体的所有顶点在一个球面上,若这个正方体的表面积为18,则这个球
的体积为 .
p
(11)在极坐标系中,直线4rcos(q- )+1=0与圆r=2sinq的公共点的个数为_____
6
______.
a4 +4b4 +1
(12)若a,bÎR,ab>0,则 的最小值为___________.
ab
uuur uuur
(13)在△ABC中,∠A=60°,AB=3,AC =2.若BD=2DC,
uuur uuur uuur uuur uuur
AE =lAC-AB(lÎR),且AD×AE =-4,则l的值为___________.
(14)用数字1,2,3,4,5,6,7,8,9组成没有重复数字,且至多有一个数字是偶数
的四位数,这样的四位数一共有___________个.(用数字作答)
三. 解答题:本大题共6小题,共80分.解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤.
15.(本小题满分13分)
3
在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c.已知a>b,a=5,c=6,sinB= .
5
(Ⅰ)求b和sinA的值;
π
(Ⅱ)求sin(2A+ )的值.
4
16.(本小题满分13分)
从甲地到乙地要经过3个十字路口,设各路口信号灯工作相互独立,且在各路口遇到红灯的
第3页 | 共14页1 1 1
概率分别为 , , .
2 3 4
(Ⅰ)设X 表示一辆车从甲地到乙地遇到红灯的个数,求随机变量X 的分布列和数学期望
;
(Ⅱ)若有2辆车独立地从甲地到乙地,求这2辆车共遇到1个红灯的概率.
(17)(本小题满分13分)
如图,在三棱锥P-
ABC中,PA⊥底面ABC,ÐBAC =90°.点D,E,N分别为棱PA,PC,BC的中点,M是线段AD
的中点,PA=AC=4,AB=2.
(Ⅰ)求证:MN∥平面BDE;
(Ⅱ)求二面角C-EM-N的正弦值;
7
(Ⅲ)已知点H在棱PA上,且直线NH与直线BE所成角的余弦值为 ,求线段AH的长.
21
18.(本小题满分13分)
已知{a }为等差数列,前n项和为S (nÎN*),{b }是首项为2的等比数列,且公比大于0
n n n
,b +b =12,b =a -2a ,S =11b .
2 3 3 4 1 11 4
(Ⅰ)求{a }和{b }的通项公式;
n n
(Ⅱ)求数列{a b }的前n项和(nÎN*).
2n 2n-1
(19)(本小题满分14分)
第4页 | 共14页x2 y2 1
设椭圆 + =1(a>b>0)的左焦点为F ,右顶点为A,离心率为 .已知A是抛物线
a2 b2 2
1
y2 =2px(p>0)的焦点,F 到抛物线的准线l的距离为 .
2
(I)求椭圆的方程和抛物线的方程;
(II)设l上两点P,Q关于x轴对称,直线AP与椭圆相交于点B(B异于点A),直
6
线BQ与x轴相交于点D.若△APD的面积为 ,求直线AP的方程.
2
(20)(本小题满分14分)
设aÎZ,已知定义在R上的函数 f(x)=2x4 +3x3 -3x2 -6x+a在区间(1,2)内有一个零
点x ,g(x)为 f(x)的导函数.
0
(Ⅰ)求g(x)的单调区间;
(Ⅱ)设mÎ[1,x ) (x ,2],函数h(x)= g(x)(m-x )- f(m),求证:h(m)h(x )<0;
0 U 0 0 0
p
(Ⅲ)求证:存在大于0的常数A,使得对于任意的正整数 p,q,且
q
Î[1,x
0
)
U
(x
0
,2],
p 1
满足| -x |³ .
q 0 Aq4
第5页 | 共14页天津理数答案
1-4BDCA 5-8BCAA
9.−2;
9π
10. ;
2
11.2;
12.4 ;
3
13. ;
11
14.1080
3 4
15.(Ⅰ)解:在△ABC中,因为a>b,故由sinB= ,可得cosB= .由已知及余弦
5 5
定理,有b2 =a2 +c2 -2accosB=13,所以b= 13.
a b asinB 3 13
由正弦定理 = ,得sinA= = .
sinA sinB b 13
3 13
所以,b的值为 13,sinA的值为 .
13
2 13 12
(Ⅱ)解:由(Ⅰ)及a= 1 2 =- ,于是sin= .
1 2 |n ||n | 21 1 2 21
1 2
105
所以,二面角C—EM—N的正弦值为 .
21
uuuur
(Ⅲ)解:依题意,设AH=h(0£h£4),则H(0,0,h),进而可得NH =(-1,-2,h),
uuuur uuur
uuur uuuur uuur |NH×BE| |2h-2| 7
BE=(-2,2,2).由已知,得|cos|=
uuuur uuur
= = ,整理得
|NH ||BE| h2 +5´2 3 21
8 1
10h2 -21h+8=0,解得h= ,或h= .
5 2
8 1
所以,线段AH的长为 或 .
5 2
18.【解析】(I)设等差数列{a }的公差为d ,等比数列{b }的公比为q.
n n
由已知b +b =12,得b(q+q2)=12,而b =2,所以q2 +q-6=0.
2 3 1 1
又因为q>0,解得q=2.所以,b =2n.
n
由b =a -2a ,可得3d -a =8 ①.
3 4 1 1
由S =11b ,可得a +5d =16 ②,
11 4 1
联立①②,解得a =1,d =3,由此可得a =3n-2.
1 n
所以,数列{a }的通项公式为a =3n-2,数列{b }的通项公式为b =2n.
n n n n
(II)解:设数列{a b }的前n项和为T ,
2n 2n-1 n
第8页 | 共14页由a =6n-2,b =2´4n-1,有a b =(3n-1)´4n,
2n 2n-1 2n 2n-1
故T =2´4+5´42 +8´43 + +(3n-1)´4n,
n L
4T =2´42 +5´43+8´44 + +(3n-4)´4n +(3n-1)´4n+1,
n L
上述两式相减,得-3T =2´4+3´42 +3´43 + +3´4n -(3n-1)´4n+1
n L
12´(1-4n)
= -4-(3n-1)´4n+1
1-4
=-(3n-2)´4n+1-8.
3n-2 8
得T = ´4n+1+ .
n 3 3
3n-2 8
所以,数列{a b }的前n项和为 ´4n+1+ .
2n 2n-1 3 3
c 1 p 1
19.(Ⅰ)解:设F 的坐标为(-c,0).依题意, = , =a,a-c= ,解得a =1,
a 2 2 2
1 3
c= , p=2,于是b2 =a2 -c2 = .
2 4
4y2
所以,椭圆的方程为x2 + =1,抛物线的方程为y2 =4x.
3
(Ⅱ)解:设直线AP的方程为x=my+1(m¹0),与直线l的方程x=-1联立,可得点
2 2 4y2
P(-1,- ),故Q(-1, ).将x=my+1与x2 + =1联立,消去x,整理得
m m 3
-6m
(3m2 +4)y2 +6my =0,解得y =0,或y = .由点B异于点A,可得点
3m2 +4
-3m2 +4 -6m 2
B( , ).由Q(-1, ),可学*科.网得直线BQ的方程为
3m2 +4 3m2 +4 m
-6m 2 -3m2 +4 2 2-3m2
( - )(x+1)-( +1)(y- )=0,令y =0,解得x= ,故
3m2 +4 m 3m2 +4 m 3m2 +2
2-3m2 2-3m2 6m2 6
D( ,0).所以| AD|=1- = .又因为△APD的面积为 ,故
3m2 +2 3m2 +2 3m2 +2 2
1 6m2 2 6 6
´ ´ = ,整理得3m2 -2 6|m|+2=0,解得|m|= ,所以
2 3m2 +2 |m| 2 3
6
m=± .
3
所以,直线AP的方程为3x+ 6y-3=0,或3x- 6y-3=0.
第9页 | 共14页20.(Ⅰ)解:由 f(x)=2x4 +3x3 -3x2 -6x+a,可得
g(x)= f¢(x)=8x3 +9x2 -6x-6,
1
进而可得g¢(x)=24x2 +18x-6.令g¢(x)=0,解得x=-1,或x= .
4
当x变化时,g¢(x),g(x)的变化情况如下表:
1 1
x (-¥,-1) (-1, ) ( ,+¥)
4 4
g¢(x) + - +
g(x) ↗ ↘ ↗
1 1
所以,g(x)的单调递增区间是(-¥,-1),( ,+¥),单调递减区间是(-1, ).
4 4
(Ⅱ)证明:由h(x)= g(x)(m-x )- f(m),得h(m)= g(m)(m-x )- f(m),
0 0
h(x )= g(x )(m-x )- f(m).
0 0 0
令函数H (x)= g(x)(x-x )- f(x),则H¢(x)= g¢(x)(x-x ).由(Ⅰ)知,当
1 0 1 0
xÎ[1,2]时,g¢(x)>0,故当xÎ[1,x )时,H¢(x)<0,H (x)单调递减;当
0 1 1
xÎ(x
0
,2]时,H
1
¢(x)>0,H
1
(x)单调递增.因此,当xÎ[1,x
0
)
U
(x
0
,2]时,
H (x)> H (x )=-f(x )=0,可得H (m)>0,即h(m)>0.
1 1 0 0 1
令函数H (x)= g(x )(x-x )- f(x),则H ¢(x)= g(x )-g(x).由(Ⅰ)知,g(x)
2 0 0 2 0
在[1,2]上单调递增,故当xÎ[1,x )时,H ¢(x)>0,H (x)单调递增;当
0 2 2
xÎ(x
0
,2]时,H
2
¢(x)<0,H
2
(x)单调递减.因此,当xÎ[1,x
0
)
U
(x
0
,2]时,
H (x)< H (x )=0,可得H (m)<0,即h(x )<0.
2 2 0 2 0
所以,h(m)h(x )<0.
0
p
(III)证明:对于任意的正整数 p,q,且
q
Î[1,x
0
)
U
(x
0
,2],
p
令m= ,函数h(x)= g(x)(m-x )- f(m).
q 0
第10页 | 共14页由(II)知,当mÎ[1,x )时,h(x)在区间(m,x )内有零点;
0 0
当mÎ(x ,2]时,h(x)在区间(x ,m)内有零点.
0 0
所以h(x)在(1,2)内至少有一个零点,不妨设为x ,则
1
p p
h(x )= g(x )( -x )- f( )=0.
1 1 q 0 q
由(I)知g(x)在[1,2]上单调递增,故0< g(1)< g(x )< g(2),
1
p p
f( ) | f( )|
p q q |2p4 +3p3q-3p2q2 -6pq3 +aq4 |
于是| -x |=| |³ = .
q 0 g(x ) g(2) g(2)q4
1
因为当xÎ[1,2]时,g(x)>0,故 f(x)在[1,2]上单调递增,
p p
所以 f(x)在区间[1,2]上除x 外没有其他的零点,而 ¹ x ,故 f( )¹0.
0 q 0 q
又因为 p,q,a均为整数,所以|2p4 +3p3q-3p2q2 -6pq3 +aq4 |是正整数,
从而|2p4 +3p3q-3p2q2 -6pq3 +aq4 |³1.
p 1 p 1
所以| -x |³ .所以,只要取A= g(2),就有| -x |³ .
q 0 g(2)q4 q 0 Aq4
选择填空解析
第Ⅰ卷(共40分)
一、选择题:本大题共8小题,每小题5分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合
题目要求的.
(1)【2017年天津,理1,5分】设集合A={1,2,6},B={2,4},C ={xÎR|-1£x£5},则
(A B) C =( )
U I
(A)2 (B)1,2,4 (C)1,2,4,6 (D)xÎR|-1£x£5
【答案】B
【解析】(A B) C =1,2,4,6 -1,5=1,2,4,故选B.
U I I
第11页 | 共14页ì2x+ y³0,
ï
ïx+2y-2³0,
(2)【2017年天津,理2,5分】设变量x,y满足约束条件í 则目标函数
x£0,
ï
ï îy£3,
z=x+y的最大值为( )
2 3
(A) (B)1 (C) (D)3
3 2
【答案】D
3 2 4
【解析】目标函数为四边形ABCD及其内部,其中A(0,1),B(0,3),C(- ,3),D(- , ),所以
2 3 3
直线z=x+ y过点B时取最大值3,故选D.
(3)【2017年天津,理3,5分】阅读右面的程序框图,运行相应的程序,若输入
N 的值为
24,则输出N 的值为( )
(A)0 (B)1 (C)2 (D)3
【答案】C
【解析】依次为N =8 ,N =7,N =6,N =2,输出N =2,故选C.
π π 1
(4)【2017年天津,理4,5分】设qÎR,则“|q- |< ”是“sinq< ”的( )
12 12 2
(A)充分而不必要条件 (B)必要而不充分条件
(C)充要条件 (D)既不充分也不必要条件
【答案】A
p p p 1 1
【解析】q- < Û00,b>0)的左焦点为F ,离心
a2 b2
率为 2.若经过F 和P(0,4)两点的直线平行于双曲线的一条渐近线,则双曲线的方
程为( )
x2 y2 x2 y2 x2 y2 x2 y2
(A) - =1 (B) - =1 (C) - =1 (D) - =1
4 4 8 8 4 8 8 4
【答案】B
4 x2 y2
【解析】由题意得a=b, =-1Þc=4,a=b=2 2Þ - =1,故选B.
-c 8 8
(6)【2017年天津,理6,5分】已知奇函数 f(x)在R上是增函数,g(x)=xf(x).若
a=g(-log 5.1),b=g(20.8),c=g(3),则a,b,c的大小关系为( )
2
(A)a0时, f x>0,从而
gx=xf x是R上的偶函数,且在0,+¥上是增函数,
a=g -log5.1 =g log5.1,20.8 <2,又4<5.1<8,20,|j|2p,所以01.
î x
x
等式 f(x)³| +a|在R上恒成立,则a的取值范围是( )
2
47 47 39 39
(A)[- ,2] (B)[- , ] (C)[-2 3,2] (D)[-2 3, ]
16 16 16 16
【答案】A
x x
【解析】不等式 f x³ +a 为-f x£ +a£ f x*,当x£1时,*式即为
2 2
x
-x2 +x-3£ +a£x2 -x+3,
2
x 3 x æ 1ö 2 47 1
-x2 + -3£a£x2 - x+3,又-x2 + -3=-çx- ÷ - (x= 时取等号)
2 2 2 è 4ø 16 4
,
3 æ 3ö 2 39 39 3 47 39
x2 - x+3=çx- ÷ + ³ (x= 时取等号),所以- £a£ ,当x>1
2 è 4ø 16 16 4 16 16
,*式为
2 x 2 3 2 x x 2 3 2 æ3 2ö
-x- £ +a£x+ ,- x- £ +a£ + ,又- x- =-ç x+ ÷£-2 3
x 2 x 2 x 2 2 x 2 x è2 xø
2 3
(当x= 时取等
3
x 2 x 2
号), + ³2 ´ =2(当x=2时取等号),所以-2 3£a£2,综上
2 x 2 x
47
- £a£2,故选A.
16
二、填空题:本大题共6小题,每小题5分,共30分.
a-i
(9)【2017年天津,理9,5分】已知aÎR,i为虚数单位,若 为实数,则a的值为
2+i
.
【答案】-2
a-i (a-i)(2-i) (2a-1)-(a+2)i 2a-1 a+2 a+2
【解析】 = = = - i为实数,则 =0,a=-2
2+i (2+i)(2-i) 5 5 5 5
第13页 | 共14页.
(10)【2017年天津,理10,5分】已知一个正方体的所有顶点在一个球面上,若这个正
方体的表面积为18,则这个球的体积为 .
9p
【答案】
2
【解析】设正方体边长为a ,则6a2 =18Þa2 =3,外接球直径为
4 4 27 9
2R= 3a=3,V = πR3 = π´ = π.
3 3 8 2
p
(11)【2017年天津,理11,5分】在极坐标系中,直线4rcos(q- )+1=0与圆
6
r=2sinq的公共点的个数为 .
【答案】2
3
【解析】直线为2 3x+2y+1=0 ,圆为x2 +(y-1)2 =1 ,因为d = <1
4
,所以有两个交点.
a4 +4b4 +1
(12)【2017年天津,理12,5分】若a,bÎR,ab>0,则 的最小值为 .
ab
【答案】4
a4 +4b4 +1 4a2b2 +1
【解析】 ³ ³4 ,当且仅当a=2,b=1时取等号.
ab ab
(13)【2017年天津,理13,5分】在△ABC中,∠A=60°,AB=3,AC =2.若
uuur uuur uuur uuur uuur uuur uuur
BD=2DC,AE=lAC-AB(lÎR),且AD×AE =-4,则l的值为 .
3
【答案】
11
uuur uuur uuur 1uuur 2uuur
【解析】AB×AC =3´2´cos60°=3,AD= AB+ AC,则
3 3
uuur uuur æ1uuur 2uuurö uuur uuur
AD×AE=ç AB+ AC÷ lAC-AB
è3 3 ø
l 2l 1 2 3
= ´3+ ´4- ´9- ´3=-4Þl= .
3 3 3 3 11
(14)【2017年天津,理14,5分】用数字1,2,3,4,5,6,7,8,9组成没有重复数字
,且至多有一个数字是偶数的四位数,这样的四位数一共有
个.(用数字作答)
【答案】1080
【解析】A4 +C1C3A4 =1080.
5 4 5 4
第14页 | 共14页