绝密★启用前
2011 年(四川卷)普通高等学校招生全国统一考试
数 学(文史类)
本试卷分第一部分(选择题)和第二部分(非选择题)。第一部分1 至2 页，第二部分3 至4 页，共4 页．
考生作答时，须将答案答在答题卡上及试题卷，草稿纸上答题无效，满分150 分，考试时间120 分钟。考
试结束后，将本试卷和答题卡一并交回.
参考公式：
如果事件A、B 互斥，那么 球的表面积公式
P(A+B) =P(A)+P(B)
2
4
s
R
如果事件A、B 相互独立，那么 其中R 表示球的半径
P(A·B)=P(A)·P(B) 球的体积公式
如果事件A 在一次试验中发生的概率是p，那么
2
4
3
v
R
在n 次独立重复试验中事件A 恰好发生k 次的概率 其中R 表示球的半径[来源:Z+xx+k.Com]
n( )
(1
)
(
0,1,2,... )
k
k
n k
n
P k
C p
p
k
n
第一部分（选择题 共60 分）
注意事项：
1.选择题必须使用2B 铅笔将答案标号填涂在答题卡上对应题目标号的位置上。
2.本部分共12 小题，每小题5 分，共60 分。
一、选择题：本大题共12 小题，每小题5 分，共60 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.若全集M= 1,2,3,4,5 ，N= 2,4 ，则∁MN=
（A） (B) 1,3,5 (C) 2,4 (D) 1,2,3,4,5
2.有一个容量为66 的样本，数据的分组及各组的频数如下：
11.5,15.5 2
15.5,19.5 4
19.5,23.5 9
23.5,27.5 18
27.5,31.5 11
31.5,35.5 12
35.5,39.5 7
39.5,43.5 3
根据样本的频率分布估计，大于或等于31.5 的数据约占
（A）2
11
(B) 1
3
(C) 1
2
(D) 2
3
3.圆
2
2
4
6
0
x
y
x
y
的圆心坐标是
(A) (2，3) (B) (-2，-3) (C) (-2，-3) (D)(2，-3)
4. 函数
1
( )
1
2
x
y
的图像关于直线y=x 对称的图像大致是
5.“x=3”是“x2=9”的
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（A）充分而不必要的条件 （B）必要而不充分的条件
（C）充要条件 （D）既不充分也不必要的条件
6. 1l ，2l ，3l 是空间三条不同的直线，则下列命题正确的是
（A）1
2
2
3
,
l
l l
l
1l // 2l （B）1
2
l
l
, 1l // 3l
1
3
l
l
（C）1l // 2l // 3l 1l ，2l ，3l 共面 （D）1l ，2l ，3l 共点
1l ，2l ，3l 共面
7.如图，正六边形ABCDEF 中
=
（A）0 （B）
（C）
（D）
8.在△ABC 中，sin2A ≤ sin2B+ sin2C-sinBsinC,则A 的取值范围是
（A）(0,
]
6
（B）[
, )
6
(C) (0,
]
3
（D）[
, )
3
9.数列{an}的前n 项和为Sn，若a1=1, an+1 =3Sn(n ≥ 1),则a4=
（A）3 × 44 （B）3 × 44+1
(C) 44 （D）44+1
10.某运输公司有12 名驾驶员和19 名工人，有8 辆载重量为10 吨的甲型卡车和7 辆载重量为6 吨的乙
型卡车，某天需送往A 地至少72 吨的货物，派用的每辆车需载满且只能送一次，派用的每辆甲型卡车需
配2 名工人，运送一次可得利润450 元；派用的每辆乙型卡需配1 名工人；没送一次可得利润350 元，该
公司合理计划当天派用甲乙卡车的车辆数，可得最大利润
（A） 4650 元 （B）4700 元[来源:学|科|网Z|X|X|K]
(C) 4900 元 （D）5000 元
11.在抛物线y=x2+ax-5(a ≠ 0)上取横坐标为x1=4,x2=2 的两点，经过两点引一条割线，有平行于
该割线的一条直线同时与抛物线和圆5x2+5y2=36 相切，则
（A） (-2,-9) （B）(0,-5)
(C) (2,-9) （D）(1,6)[来源:Z+xx+k.Com]
12.在集合
1,2,3,4,5 中任取一个偶数a 和一个奇数b 构成以原点为起点的向量a=（a，b）从所有得到
的以原点为起点的向量中任取两个向量为邻边作平行四边形，记所有作为平行四边形的个数为n，其中
面积等于2 的平行四边形的个数m，则m
n =
（A）2
15
（B）1
5 [来源:Z.xx.k.Com]
（C）4
15 （D）1
3
第二部分 （非选择题 共90 分）
注意事项：
1.必须使用0.5 毫米黑色墨迹签字笔在答题卡题目所指示的答题区域内作答，作图题可先用铅笔绘出，
确认后再用.5 毫米黑色墨迹签字描清楚。答在试题卷上无效。
2.本部分共10 小题，共90 分.
一、填空题。本大题共4 小题，每小题4 分
13.
3
1
x
的展开式中
3x 的系数是 （用数字作答）
14. 双曲线
2
2
1
64
36
x
y
上一点P 到双曲线右焦点的距离是4 ，那么点P 到左准线的距离是
.
第 2 页 共 15 页
15.如图，半径为4 的球O 中有一内接圆柱。当圆柱的面积最大时，球的表面积与圆柱的侧面积之差是
.
16. 函数
f x 的定义域为A, 若
1
2
,
x x A ，且
1
2
f x
f x
时总有
1
2
x
x
，则称
f x 为单函数.例如
2
1
f x
x
x
R
是单函数，下列
命题：
①函数
2
2
f x
x
x
R
是单函数；
②函数
( )
2 (
)
x
f x
x
R
是单函数，
③若
( )
f x 为单函数，
1
2
,
x x
A
且
1
2
x
x
，则
1
2
(
)
(
)
f x
f x
；
④在定义域上具有单调性的函数一定是单函数
其中的真命题是 （写出所有真命题的编号）
三、解答题：本大题共6 小题，共74 分。解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。
17.（本小题共12 分）
本着健康、低碳的生活理念，租自行车骑游的人越来越多。某自行车租车点的收费标准是每车每次租不
超过两小时免费，超过两小时的收费标准为2 元（不足1 小时的部分按1 小时计算）。有人独立来该租车
点则车骑游。各租一车一次。设甲、乙不超过两小时还车的概率分别为1 1
,
4 2 ；两小时以上且不超过三小
时还车的概率分别为1 1
,
2 4 ；两人租车时间都不会超过四小时。
（Ⅰ）分别求出甲、乙在三小时以上且不超过四小时还车的概率；
（Ⅱ）求甲、乙两人所付的租车费用之和小于6 元的概率。
19.（本小题共12 分）
如图，在直三棱柱ABC—A1B1C1中，∠BAC=90°，AB=AC=A A1=1，延长A1C1至点P ,使C1 P = A1C1，连结AP
交棱C C1于点D.
(Ⅰ)求证：P B1∥BD A1;
(Ⅱ)求二面角A- A1D-B 的平面角的余弦值。
20.（本小题共12 分）
已知﹛
na ﹜是以a 为首项，q 为公比的等比数列，n
S 为它的前n
项和。
(Ⅰ)当
成等差数列时，求q 的值；
(Ⅱ)当
m
S ，
n
S ，
成等差数列时，求证：对任意自然数
也成等差数列。
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21.（本小题共12 分）
过点
(0,1)
C
的椭圆
2
2
2
2
1(
0)
x
y
a
b
a
b
的离心率为
3
2
，椭圆与x 轴交于两点
( ,0)
A A
、
(
,0)
B
a
，过点C 的直线l 与椭圆右焦点交于另一点D ，并与x 轴交于点P ，直线AC 与直线BD 交于
点Q 。
（I）当直线l 过椭圆右焦点时，求线段CD 的长；
（Ⅱ）当点P 异于点B 时，求证：OP OQ
为定值。
22．（本小题满分14 分）
已知函数f(x)= 2
3 x+ 1
2 ,h(x)=
x .
（Ⅰ）设函数F(x)=18 f(x)-x2 [h(x)]2,求F(x)的单调区间与极值；
（Ⅱ）设aR,解关于x 的方程
[ 3
2 f(x-1)- 3
4 ]=2
h(a-x)- 2
h(4-x);
（Ⅲ）设nn,证明：f(n)h(n)- [h(1)+h(2)+ …+h（n）] ≥1
6 .
2011 年四川省高考数学试卷（文科）
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）
1．（5 分）（2011•四川）若全集M={1，2，3，4，5}，N={2，4}，则∁MN=（ ）
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A．∅
B．{1，3，5} C．{2，4} D．{1，2，3，4，5}
【考点】补集及其运算．菁优网版权所有
【专题】计算题．
【分析】根据已知中全集M={1，2，3，4，5}，N={2，4}，结合补集的运算方法代入即可得到CUN 的结果．
【解答】解：∵全集M={1，2，3，4，5}，N={2，4}，
C
∴
UN={1，3，5}
故选B
【点评】本题考查的知识点是补集及其运算，属于简单题，熟练掌握集合运算方法是解答的关键．
2．（5 分）（2011•四川）有一个容量为66 的样本，数据的分组及各组的频数如下：
[11.5，15.5）2[15.5，19.5）4[19.5，23.5）9[23.5，27.5）18
[27.5，31.5）11[31.5，35.5）12[35.5，39.5）7[39.5，43.5）3
根据样本的频率分布估计，大于或等于31.5 的数据约占（ ）
A．
B．C．D．
【考点】用样本的数字特征估计总体的数字特征．菁优网版权所有
【专题】计算题．
【分析】根据所给的数据的分组和各组的频数，得到符合条件的数据共有的个数，又知本组数据的总数，
求两个点比值得到符合条件的数据所占的比．
【解答】解：根据所给的数据的分组和各组的频数知道，
大于或等于31.5 的数据有[31.5，35.5）12；[35.5，39.5）7；[39.5，43.5）3，
可以得到共有12+7+3=22，
∵本组数据共有66 个，
∴大于或等于31.5 的数据约占
，
故选B
【点评】本题考查用样本的数字特征估计总体的数字特征，考查等可能事件的概率，考查利用列举法得到
满足条件的事件数，本题是一个概率统计的综合题目．
3．（5 分）（2011•四川）圆x2+y2
4x+6y=0
﹣
的圆心坐标是（ ）
A．（﹣2，3）B．（﹣2，3）C．
（﹣2，﹣3）D．（2，﹣3）
【考点】圆的标准方程．菁优网版权所有
【专题】计算题．
【分析】把圆的方程配方得到圆的标准方程后，找出圆心坐标即可．
【解答】解：把圆的方程化为标准方程得：
（x
2
﹣）2+（y+3）2=13，
所以此圆的圆心坐标为（2，﹣3）．
故选D
【点评】此题考查学生会将圆的一般式方程化为标准式方程，并会从圆的标准方程中找出圆心的坐标，是
一道基础题．
4．（5 分）（2011•四川）函数y=（）x+1 的图象关于直线y=x 对称的图象大致是（ ）
A．
B．
C．
D．
【考点】反函数；指数函数的图像变换．菁优网版权所有
【专题】综合题；数形结合．
【分析】函数y=（）x+1 的图象关于直线y=x 对称的图象，即为函数y=（）x+1 反函数的图象，求出函数
的反函数后，分析其反函数的性质，并逐一分析四个答案，即可得到答案．
【解答】解：∵函数y=（）x+1 反函数为
其图象过（2，0）点，
第 5 页 共 15 页
且在定义域（1，+∞）为减函数
分析四个答案发现只能A 满足要求
故选A
【点评】本题考查的知识点是反函数及对数函数的图象，其中根据已知函数的解析式，求出其反函数的解
析式是解答本题的关键．
5．（5 分）（2011•四川）“x=3”是“x2=9”的（ ）
A．充分而不必要的条件
B．必要而不充分的条件
C．充要条件D．既不充分也不必要的条件
【考点】必要条件、充分条件与充要条件的判断．菁优网版权所有
【专题】阅读型．
【分析】化简条件：x2=9；判断前者是否能推出后者；判断后者是否能推出前者，利用充要条件的定义判断
出结论．
【解答】解：∵x2=9⇔x=±3
x=3
∴
⇒x2=9
反之，推不出；
故“x=3”是“x2=9”的充分不必要条件．
故选A
【点评】本题考查判断命题间的条件故选时：一般先化简前、后两个条件、再利用充要条件的定义判断．
6．（5 分）（2011•四川）l1，l2，l3是空间三条不同的直线，则下列命题正确的是（ ）
A．l1 l
⊥2，l2 l
⊥3⇒l1 l
∥3
B．l1 l
⊥2，l2 l
∥3⇒l1 l
⊥3
C．l1 l
∥2 l
∥3⇒l1，l2，l3共面
D．l1，l2，l3共点⇒l1，l2，l3共面
【考点】平面的基本性质及推论；空间中直线与直线之间的位置关系．菁优网版权所有
【专题】证明题．
【分析】通过两条直线垂直的充要条件两条线所成的角为90°；判断出B 对；通过举常见的图形中的边、
面的关系说明命题错误．
【解答】解：对于A，通过常见的图形正方体，从同一个顶点出发的三条棱两两垂直，A 错；
对于B，∵l1 l
⊥2，∴l1，l2所成的角是90°，又∵l2 l
∥3
l
∴1，l3所成的角是90° l
∴1 l
⊥3，B 对；
对于C，例如三棱柱中的三侧棱平行，但不共面，故C 错；
对于D，例如三棱锥的三侧棱共点，但不共面，故D 错．
故选B．
【点评】本题考查两直线垂直的定义、考查判断线面的位置关系时常借助常见图形中的边面的位置关系
得到启示．
7．（5 分）（2011•四川）如图，正六边形ABCDEF 中，
=（ ）
A．
B．
C．
D．
【考点】向量的加法及其几何意义．菁优网版权所有
【专题】计算题．
【分析】根据正六边形对边平行且相等的性质，我们可得
=
，
=
，然后根据平面向量加法的三角
形法则，即可得到答案．
【解答】解：根据正六边形的性质，我们易得
=
=
=
故选D
第 6 页 共 15 页
【点评】本题考查的知识点是向量的加法及其几何意义，其中根据正六边形的性质得到
=
，
=
是解答本题的关键．
8．（5 分）（2011•四川）在△ABC 中，sin2A≤sin2B+sin2C
sinBsinC
﹣
，则A 的取值范围是（ ）
A．（0，
] B．[
，π）C．（0，
] D．[
，π）
【考点】正弦定理；余弦定理．菁优网版权所有
【专题】三角函数的求值．
【分析】先利用正弦定理把不等式中正弦的值转化成边，进而代入到余弦定理公式中求得cosA 的范围，
进而求得A 的范围．
【解答】解：由正弦定理可知a=2RsinA，b=2RsinB，c=2RsinC，
sin
∵
2A≤sin2B+sin2C
sinBsinC
﹣
，
a
∴2≤b2+c2
bc
﹣
，
bc≤b
∴
2+c2
a
﹣2
cosA=
∴
≥
A≤
∴
A
∵＞0
A
∴
的取值范围是（0，
]
故选C
【点评】本题主要考查了正弦定理和余弦定理的应用．作为解三角形中常用的两个定理，考生应能熟练记
忆．
9．（5 分）（2011•四川）数列{an}的前n 项和为Sn，若a1=1，an+1=3Sn（n≥1），则a6=（ ）
A．3×44 B．3×44+1
C．44
D．44+1
【考点】等比数列的通项公式；等比数列的前n 项和．菁优网版权所有
【专题】计算题．
【分析】根据已知的an+1=3Sn，当n 大于等于2 时得到an=3Sn
1
﹣，两者相减，根据Sn
S
﹣
n
1
﹣=an，得到数列的
第n+1 项等于第n 项的4 倍（n 大于等于2），所以得到此数列除去第1 项，从第2 项开始，为首项是第2
项，公比为4 的等比数列，由a1=1，an+1=3Sn，令n=1，即可求出第2 项的值，写出2 项以后各项的通项公式，
把n=6 代入通项公式即可求出第6 项的值．
【解答】解：由an+1=3Sn，得到an=3Sn
1
﹣（n≥2），
两式相减得：an+1
a
﹣n=3（Sn
S
﹣
n
1
﹣）=3an，
则an+1=4an（n≥2），又a1=1，a2=3S1=3a1=3，
得到此数列除去第一项后，为首项是3，公比为4 的等比数列，
所以an=a2qn
2
﹣=3×4n
2
﹣（n≥2）
则a6=3×44．
故选A
【点评】此题考查学生掌握等比数列的确定方法，会根据首项和公比写出等比数列的通项公式，是一道基
础题．
10．
（5 分）
（2011•四川）某运输公司有12 名驾驶员和19 名工人，有8 辆载重量为10 吨的甲型卡车和7 辆
载重量为6 吨的乙型卡车，某天需送往A 地至少72 吨的货物，派用的每辆车需载满且只能送一次，派用
的每辆甲型卡车需配2 名工人，运送一次可得利润450 元；派用的每辆乙型卡需配1 名工人；每送一次可
得利润350 元，该公司合理计划当天派用甲乙卡车的车辆数，可得最大利润z=（ ）
A．4650 元
B．4700 元
C．4900 元
D．5000 元
【考点】简单线性规划．菁优网版权所有
【专题】计算题；数形结合．
【分析】我们设派x 辆甲卡车，y 辆乙卡车，利润为z，根据题意中运输公司有12 名驾驶员和19 名工人，有
8 辆载重量为10 吨的甲型卡车和7 辆载重量为6 吨的乙型卡车，某天需送往A 地至少72 吨的货物，派
用的每辆车需载满且只能送一次，派用的每辆甲型卡车需配2 名工人，运送一次可得利润450 元；派用
的每辆乙型卡需配1 名工人；每送一次可得利润350 元，我们易构造出x，y 满足的约束条件，及目标函数，
画出满足条件的平面区域，利用角点法即可得到答案．
【解答】解：设派x 辆甲卡车，y 辆乙卡车，利润为z，
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由题意得：z=450x+350y
由题意得x，y 满足下列条件：
上述条件作出可行域，如图所示：
由图可知，当x=7，y=5 时，450x+350y 有最大值4900
故选C
【点评】在解决线性规划的应用题时，其步骤为：①分析题目中相关量的关系，列出不等式组，即约束条件
⇒②由约束条件画出可行域⇒③分析目标函数Z 与直线截距之间的关系⇒④使用平移直线法求出最优解
⇒⑤还原到现实问题中．
11．（5 分）（2011•四川）在抛物线y=x2+ax
5
﹣（a≠0）上取横坐标为x1=
4
﹣，x2=2 的两点，经过两点引一条
割线，有平行于该割线的一条直线同时与抛物线和圆5x2+5y2=36 相切，则抛物线顶点的坐标为（ ）
A．（﹣2，﹣9）B．（0，﹣5）C．（2，﹣9）D．（1，6）
【考点】抛物线的应用；抛物线的简单性质．菁优网版权所有
【专题】圆锥曲线的定义、性质与方程．
【分析】求出两个点的坐标，利用两点连线的斜率公式求出割线的斜率；利用导数在切点处的值为切线的
斜率求出切点坐标；利用直线方程的点斜式求出直线方程；利用直线与圆相切的条件求出a，求出抛物线
的顶点坐标．
【解答】解：两点坐标为（﹣4，11
4a
﹣
）；（2，2a
1
﹣），
两点连线的斜率k=
，
对于y=x2+ax
5
﹣，
y′=2x+a，
2x+a=a
2
∴
﹣解得x=
1
﹣，
在抛物线上的切点为（﹣1，﹣a
4
﹣），
切线方程为（a
2
﹣）x
y
6=0
﹣﹣
，
该切线与圆相切，圆心（0，0）到直线的距离=圆半径，
解得a=4 或0（0 舍去），
抛物线方程为y=x2+4x
5
﹣顶点坐标为（﹣2，﹣9）．
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故选A．
【点评】本题考查两点连线的斜率公式、考查导数在切点处的值为切线的斜率、考查直线与圆相切的充要
条件是圆心到直线的距离等于半径．
12．（5 分）（2011•四川）在集合{1，2，3，4，5}中任取一个偶数a 和一个奇数b 构成以原点为起点的向量
=（a，b）从所有得到的以原点为起点的向量中任取两个向量为邻边作平行四边形，记所有作成平行四边
形的个数为n，其中面积等于2 的平行四边形的个数为m，则=（ ）
A．
B．C．
D．
【考点】古典概型及其概率计算公式．菁优网版权所有
【专题】计算题；压轴题．
【分析】本题是一个古典概型，a 的取法有2 中，b 的取法有3 中，得到可以组成向量的个数，从中任取两
个向量共C6
2种取法，再由列举法求出面积等于4 的平行四边形的个数，根据概率公式得到结果．
【解答】解：由题意知本题是一个古典概型，
试验发生包含的事件是取出数字，构成向量，
a 的取法有2 种，b 的取法有3 种，故向量有6 个，
从中任取两个向量共C6
2=15 种取法，即n=15；
由满足条件的事件列举法求出面积等于4 的平行四边形的个数有2 个，
∴根据古典概型概率公式得到P=
，
故选A．
【点评】本题考查古典概型及其概率计算公式，考查组合数问题、考查三角形面积问题，注意列举法在解
题中的作用．本题是一个综合题目．
二、填空题（共4 小题，每小题4 分，满分16 分）
13．（4 分）（2011•四川）（x+1）n的展开式中x3的系数是
C n
3
（用数字作答）
【考点】二项式系数的性质．菁优网版权所有
【专题】计算题．
【分析】利用二项展开式的通项公式求出展开式的通项，令x 的指数为3，求出展开式中x3的系数．
【解答】解：展开式的通项为Tr+1=Cn
rxr
令r=3 得到展开式中x3的系数是Cn
3
故答案为：Cn
3
【点评】本题考查利用二项展开式的通项公式解决二项展开式的特定项问题．
14．（4 分）（2011•四川）双曲线
﹣
=1 上一点P 到双曲线右焦点的距离是4，那么点P 到左准线的距
离是
16
．
【考点】双曲线的简单性质．菁优网版权所有
【专题】计算题．
【分析】利用双曲线的方程求出参数a，b，c；求出准线方程，离心率的值；利用双曲线的第二定义求出点P
的横坐标；求出P 到左准线的距离．
【解答】解：由双曲线的方程知a=8，b=6
所以c=10
准线方程为x=
； 离心率e=
设点P 到右准线的距离为d 则由双曲线定义得
即d=
设P（x，y）则d=|
=
所以x=
所以点P 到左准线的距离是
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故答案为16
【点评】本题考查由双曲线的方程得到三个参数值注意最大的参数是c、考查双曲线的准线方程与离心率、
考查双曲线的第二定义、利用第二定义解决双曲线上的点到焦点距离的有关问题．
15．（4 分）（2011•四川）如图，半径为4 的球O 中有一内接圆柱．当圆柱的侧面积最大时，球的表面积与
该圆柱的侧面积之差是
32π
．
【考点】球内接多面体．菁优网版权所有
【专题】计算题；压轴题．
【分析】设出圆柱的上底面半径为r，球的半径与上底面夹角为α，求出圆柱的侧面积表达式，求出最大值，
计算球的表面积，即可得到两者的差值．
【解答】解：设圆柱的上底面半径为r，球的半径与上底面夹角为α，则r=4cosα，圆柱的高为8sinα，圆柱的
侧面积为：32πsin2α，当且仅当α=
时，sin2α=1，圆柱的侧面积最大，圆柱的侧面积为：32π，球的表面积
为：64π，球的表面积与该圆柱的侧面积之差是：32π．
故答案为：32π
【点评】本题是基础题，考查球的内接圆柱的知识，球的表面积，圆柱的侧面积的最大值的求法，考查计算
能力，常考题型．
16．（4 分）（2011•四川）函数f（x）的定义域为A，若x1，x2∈A，且f（x1）=f（x2）时总有x1=x2，则称f（x）为
单函数．例如f（x）=2x+1（x∈R）是单函数，下列命题：
①函数f（x）=x2（x∈R）是单函数；
②函数f（x）=2x（x∈R）是单函数，
③若f（x）为单函数，x1，x2∈A 且x1≠x2，则f（x1）≠f（x2）；
④在定义域上具有单调性的函数一定是单函数
其中的真命题是 ②③④ （写出所有真命题的编号）
【考点】抽象函数及其应用．菁优网版权所有
【专题】压轴题；新定义．
【分析】根据单函数的定义f（x1）=f（x2）时总有x1=x2，可知函数f（x）则对于任意b∈B，它至多有一个原象，
而①f（﹣1）=f（1），显然﹣1≠1，可知它不是单函数，②③④都是，可得结果．
【解答】解：∵若x1，x2∈A，且f（x1）=f（x2）时总有x1=x2，则称f（x）为单函数
∴①函数f（x）=x2不是单函数，
f
∵（﹣1）=f（1），显然﹣1≠1，
∴函数f（x）=x2（x∈R）不是单函数；
②∵函数f（x）=2x（x∈R）是增函数，
f
∴（x1）=f（x2）时总有x1=x2，
即②正确；
f
③∵（x）为单函数，且x1≠x2，
若f（x1）=f（x2），则x1=x2，与x1≠x2矛盾
∴③正确；
④同②；
故答案为：②③④．
【点评】此题是个基础题．考查学生分析解决问题的能力和知识方法的迁移能力．
三、解答题（共6 小题，满分74 分）
17．（12 分）（2011•四川）本着健康、低碳的生活理念，租自行车骑游的人越来越多．某自行车租车点的收
费标准是每车每次租不超过两小时免费，超过两小时的收费标准为2 元每小时（不足1 小时的部分按1
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小时计算）．有人独立来该租车点租车骑游．各租一车一次．设甲、乙不超过两小时还车的概率分别为，
；两小时以上且不超过三小时还车的概率分别为
；两人租车时间都不会超过四小时．
（Ⅰ）分别求出甲、乙在三小时以上且不超过四小时还车的概率；
（Ⅱ）求甲、乙两人所付的租车费用之和小于6 元的概率．
【考点】几何概型．菁优网版权所有
【专题】计算题．
【分析】（Ⅰ）根据题意，由全部基本事件的概率之和为1 求解即可．
（Ⅱ）先列出甲、乙两人所付的租车费用之和小于6 元的所有情况，可按照甲的付费分类，因为各类为互
斥事件，分别求概率再取和即可．
【解答】解：（Ⅰ）甲在三小时以上且不超过四小时还车的概率为1﹣
乙在三小时以上且不超过四小时还车的概率为
（Ⅱ）甲、乙两人所付的租车费用之和小于6 元的情况有：甲不超过两小时、甲两小时以上且不超过三小
时乙不超过三小时、甲在三小时以上且不超过四小时乙不超过两小时三种．
故概率为：+
+
=
【点评】本题考查独立事件和互斥事件的概率，考查利用所学知识解决问题的能力．
18．（12 分）（2011•四川）已知函数f（x）=sin（x+
）+cos（x﹣
），x∈R
（Ⅰ）求f（x）的最小正周期和最小值；
（Ⅱ）已知cos（β
α
﹣）= ，cos（β+α）=﹣.0＜α＜β
，求证：[f（β）]2
2=0
﹣
．
【考点】两角和与差的正弦函数；运用诱导公式化简求值；三角函数的周期性及其求法．菁优网版权所有
【专题】计算题；综合题．
【分析】（Ⅰ）利用诱导公式对函数解析式化简整理，进而根据三角函数的周期性和值域求解．
（Ⅱ）利用两角和公式把已知条件展开后相加，求得β 的值，代入函数解析式中求得答案．
【解答】解：（Ⅰ）f（x）=sin（x+
）+cos（x﹣
）=sin（x﹣
）+sin（x﹣
）=2sin（x﹣
）
T=2π
∴
，最小值为﹣2
（Ⅱ）∵cos（β
α
﹣）=cosβcosα+sinβsinα= ，cos（β+α）=cosβcosα
sinβsinα=
﹣
﹣，
两式相加得2cosβcosα=0，
0
∵＜α＜β
，
β=
∴
[f
∴（β）]2
2=4sin
﹣
2
2=0
﹣
【点评】本题主要考查了两角和公式和诱导公式的化简求值．考查了考生基础知识的综合运用．
19．（12 分）（2011•四川）如图，在直三棱柱ABC
A
﹣
1B1C1中，∠BAC=90°，AB=AC=AA1=1，延长A1C1至
点P，使C1P=A1C1，连接AP 交棱CC1于点D．
（Ⅰ）求证：PB1∥平面BDA1；
（Ⅱ）求二面角A
A
﹣
1D
B
﹣
的平面角的余弦值．
【考点】直线与平面平行的判定；直线与平面平行的性质．菁优网版权所有
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【专题】计算题；证明题．
【分析】以A1为原点，A1B，A1C，A1A 分别为x 轴，y 轴，z 轴正方向，建立坐标系，则我们易求出各个点的
坐标，进而求出各线的方向向量及各面的法向量．
（I）要证明PB1∥平面BDA1，我们可以先求出直线PB1的向量，及平面BDA1的法向量，然后判断证明这
两个向量互相垂直
（II）由图象可得二面角A
A
﹣
1D
B
﹣
是一个锐二面角，我们求出平面AA1D 与平面A1DB 的法向量，然后
求出两个法向量夹角的余弦值，得到结论．
【解答】解：以A1为原点，A1B，A1C，A1A 分别为x 轴，y 轴，z 轴正方向，建立坐标系，
则A1（0，0，0），B1（1，0，0），C1（0，1，0），B（1，0，1），P（0，2，0）
（1）在△PAA1中，C1D= AA1，则D（0，1，）
∴
=（1，0，1），
=（0，1，），
=（﹣1，2，0）
设平面BDA1的一个法向量为=（a，b，c）
则
令c=
1
﹣，则=（1，，﹣1）
∵•
=1×（﹣1）+ ×2+（﹣1）×0=0
PB
∴
1∥平面BDA1
（II）由（I）知平面BDA1的一个法向量=（1，，﹣1）
又=（1，0，0）为平面AA1D 的一个法向量
cos
∴
＜，＞=
=
=
故二面角A
A
﹣
1D
B
﹣
的平面角的余弦值为
【点评】利用向量法求空间夹角问题，包括以下几种情况：
空间两条直线夹角的余弦值等于他们方向向量夹角余弦值的绝对值；
空间直线与平面夹角的余弦值等于直线的方向向量与平面的法向量夹角的正弦值；
空间锐二面角的余弦值等于他的两个半平面方向向量夹角余弦值的绝对值；
20．（12 分）（2011•四川）已知﹛an﹜是以a 为首项，q 为公比的等比数列，Sn为它的前n 项和．
（Ⅰ）当S1，S3，S4成等差数列时，求q 的值；
（Ⅱ）当Sm，Sn，Sl成等差数列时，求证：对任意自然数k，am+k ，an+k，al+k也成等差数列．
【考点】等差关系的确定；等差数列的性质．菁优网版权所有
【专题】计算题；证明题．
【分析】（Ⅰ）根据题意，写出等比数列﹛an﹜的前n 项和是解决本题的关键，利用S1，S3，S4成等差数列
寻找关于q 的方程，通过解方程求出字母q 的值；
（Ⅱ）根据Sm，Sn，S1成等差数列，利用等比数列的求和公式得出关于q 的方程式是解决本题的关键，注
意分类讨论思想和整体思想的运用．
【解答】解：（Ⅰ）由已知得出an=a1q n
1
﹣，S3=a1+a2+a3=a1（1+q+q2），S4=a1+a2+a3+a4=a1（1+q+q2+q3），
根据S1，S3，S4成等差数列得出2S3=S1+S4，
代入整理并化简，约去q 和a1，得q2
q
1=0
﹣﹣
，
解得q=
；
（Ⅱ）当q=1 时，该数列为常数列，若Sm，Sn，Sl成等差数列，则也有am+k，an+k，a1+k成等差数列；
若q≠1，由Sm，Sn，S1成等差数列，则有2Sn=S1+Sm，
即有
，
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整理化简得2qn
1
﹣=qm
1
﹣+ql
1
﹣，两边同乘以a1，得2a1qn
1
﹣=a1qm
1
﹣+a1ql
1
﹣，即2an=am+al，
两边同乘以qk即可得到2an+k=am+k+al+k，
即am+k ，an+k，al+k成等差数列．
【点评】本题考查等比数列的通项公式和求和公式的运用，考查学生判断等差数列的方法，考查学生的方
程思想和分类讨论思想，转化与化归思想，考查学生的运算能力．
21．（12 分）（2011•四川）过点C（0，1）的椭圆
+
=1（a＞b＞0）的离心率为
，椭圆与x 轴交于两点
A（a，0）、B（﹣a，0），过点C 的直线l 与椭圆交于另一点D，并与x 轴交于点P，直线AC 与直线BD 交于
点Q．
（I）当直线l 过椭圆右焦点时，求线段CD 的长；
（Ⅱ）当点P 异于点B 时，求证：
为定值．
【考点】直线与圆锥曲线的综合问题；椭圆的应用．菁优网版权所有
【专题】计算题；证明题；综合题；压轴题；数形结合．
【分析】（I）当直线l 过椭圆右焦点时，写出直线l 的方程，并和椭圆联立方程，求得点D 的坐标，根据两
点间距离公式即可求得线段CD 的长；
（Ⅱ）设出直线l 的方程，并和椭圆联立方程，求得点D 的坐标，并求出点P 的坐标，写出直线AC 与直线
BD 的方程，并解此方程组，求得Q 点的坐标，代入
即可证明结论．
【解答】解：（I）由已知得b=1，
，解得a=2，
所以椭圆的方程为
．
椭圆的右焦点为（
，0），此时直线l 的方程为y=﹣
x+1，
代入椭圆方程化简得7x2
8
﹣
x=0．
解得x1=0，x2=
，代入直线l 的方程得y1=1，y2=﹣，
所以D 点坐标为（
，﹣）
故|CD|=
；
（Ⅱ）当直线l 与x 轴垂直时与题意不符，设直线l 的方程为y=kx+1（k≠0，k≠）
代入椭圆方程化简得（4k2+1）x2+8kx=0，
解得x1=0，x2=
，代入直线l 的方程得y1=1，y2=
，
所以D 点坐标为（
，
），
又直线AC 的方程为
，直线BD 的方程为y=
，
联立解得
，
因此Q 点坐标为（﹣4k，2k+1），
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又P 点坐标为（﹣，0），
∴
=（﹣，0）•（﹣4k，2k+1）=4，
故
为定值．
【点评】此题是个难题．本题考查了、直线与椭圆的位置关系及弦长公式，和有关定值定点问题，是一道综
合性的试题，考查了学生综合运用知识解决问题的能力．其中问题（II）考查了同学们观察、推理以及创
造性地分析问题、解决问题的能力，
22．（14 分）（2011•四川）已知函数f（x）= x+ ，h（x）=
．
（Ⅰ）设函数F（x）=18f（x）﹣x2[h（x）]2，求F（x）的单调区间与极值；
（Ⅱ）设a∈R，解关于x 的方程lg[ f（x
1
﹣）﹣]=2lgh（a
x
﹣）﹣2lgh（4
x
﹣）；
（Ⅲ）设n∈Nn，证明：f（n）h（n）﹣[h（1）+h（2）+…+h（n）]≥．
【考点】利用导数研究函数的极值；利用导数研究函数的单调性；其他不等式的解法．菁优网版权所有
【专题】计算题；证明题；压轴题；分类讨论．
【分析】（Ⅰ）首先求出F（x）的解析式，求导，令导数大于0 和小于0，分别求出单调增区间和减区间，从
而可求极值．
（Ⅱ）将方程转化为lg（x
1
﹣）+2lg
=2lg
，利用对数的运算法则，注意到真数大于0，转化为
等价的不等式，分离参数a，求解即可．
（Ⅲ）由已知得h（1）+h（2）+…+h（n）=
故原不等式转化为f（n）h（n）﹣=
≥
注意到等式右侧为数列{bn}：bn=
和的形式，将等式的左侧也看作一个数列的前n 项和的形式，
求出通项．问题转化为证明项＞项的问题．可用做差法直接求解．
【解答】解：（Ⅰ）F（x）=18f（x）﹣x2[h（x）]2=
x
﹣3+12x+9（x≥0）
所以F′（x）=
3x
﹣
2+12=0，x=±2
且x∈（0，2）时，F′（x）＞0，当x∈（2，+∞）时，F′（x）＜0
所以F（x）在（0，2）上单调递增，在（2，+∞）上单调递减．
故x=2 时，F（x）有极大值，且F（2）=
8+24+9=25
﹣
．
（Ⅱ）原方程变形为lg（x
1
﹣）+2lg
=2lg
，
⇔
⇔
，
①当1＜a＜4 时，原方程有一解x=3﹣
，
②当4＜a＜5 时，原方程有两解x=3±
，
③当a=5 时，原方程有一解x=3，
④当a≤1 或a＞5 时，原方程无解．
（Ⅲ）由已知得h（1）+h（2）+…+h（n）=
，
f（n）h（n）﹣=
，
从而a1=s1=1，
当k≥2 时，an=sn
s
﹣n
1
﹣=
，
又
=
=
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=
＞0
即对任意的k≥2，有
，
又因为a1=1=
，
所以a1+a2+…+an≥
，
则sn≥h（1）+h（2）+…+h（n），故原不等式成立．
【点评】本题考查求函数的单调区间、极值、方程解的个数问题、不等式证明问题，综合性强，难度较大．
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