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- 2021-06-15 发布
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2009年北京市高考数学试卷(理科)
一、选择题(共8小题,每小题5分,满分40分)
1. 在复平面内,复数z=i(1+2i)对应的点位于( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
2. 已知向量a→=(1, 0),b→=(0, 1),c→=ka→+b→(k∈R),d→=a→-b→,如果c→ // d→,那么( )
A.k=1且c与d同向 B.k=1且c与d反向
C.k=-1且c与d同向 D.k=-1且c与d反向
3. 为了得到函数y=lgx+310的图象,只需把函数y=lg x的图象上所有的点( )
A.向左平移3个单位长度,再向上平移1个单位长度
B.向右平移3个单位长度,再向上平移1个单位长度
C.向左平移3个单位长度,再向下平移1个单位长度
D.向右平移3个单位长度,再向下平移1个单位长度
4. 若正四棱柱ABCD-A1B1C1D1的底面边长为1,AB1与底面ABCD成60∘角,则A1C1到底面ABCD的距离为( )
A.33 B.1 C.2 D.3
5. “a=π6+2kπ(k∈Z)”是“cos2a=12”的( )
A.充分而不必要条件 B.必要而不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
6. 若(1+2)5=a+b2(a,b为有理数),则a+b=( )
A.45 B.55 C.70 D.80
7. 用0到9这10个数字,可以组成没有重复数字的三位偶数的个数为( )
A.324 B.328 C.360 D.648
8. 点P在直线l:y=x-1上,若存在过P的直线交抛物线y=x2于A,B两点,且|PA|=|AB|,则称点P为“点”,那么下列结论中正确的是( )
A.直线l上的所有点都是“点”
B.直线l上仅有有限个点是“点”
C.直线l上的所有点都不是“点”
D.直线l上有无穷多个点(点不是所有的点)是“点”
二、填空题(共6小题,每小题5分,满分30分)
9. limx→1xx-xx-1=________.
10. 若实数x,y满足x+y-2≥0x≤4y≤5则s=y-x的最小值为________.
11. 设f(x)是偶函数,若曲线y=f(x)在点(1, f(1))处的切线的斜率为1,则该曲线在(-1, f(-1))处的切线的斜率为________.
12. 椭圆x29+y22=1的焦点为F1、F2,点P在椭圆上,若|PF1|=4,则|PF2|=________,∠F1PF2的大小为________.
13. 若函数f(x)=1xx<0(13)xx≥0则不等式|f(x)|≥13的解集为________.
14. {an}满足:a4n-3=1,a4n-1=0,a2n=an,n∈N*则a2009=________;a2014=________.
三、解答题(共6小题,满分80分)
15. 在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,B=π3,cosA=45,b=3.
(1)求sinC的值;
(2)求△ABC的面积.
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16. 如图,在三棱锥P-ABC中,PA⊥底面ABC,PA=AB,∠ABC=60∘,∠BCA=90∘,点D、E分别在棱PB、PC上,且DE // BC.
(1)求证:BC⊥平面PAC;
(2)当D为PB的中点时,求AD与平面PAC所成的角的正弦值;
(3)是否存在点E使得二面角A-DE-P为直二面角?并说明理由.
17. 某学生在上学路上要经过4个路口,假设在各路口是否遇到红灯是相互独立的,遇到红灯的概率都是13,遇到红灯时停留的时间都是2min.
(1)求这名学生在上学路上到第三个路口时首次遇到红灯的概率;
(2)求这名学生在上学路上因遇到红灯停留的总时间ξ的分布列及期望.
18. 设函数f(x)=xekx(k≠0).
(1)求曲线y=f(x)在点(0, f(0))处的切线方程;
(2)求函数f(x)的单调区间;
(3)若函数f(x)在区间(-1, 1)内单调递增,求k的取值范围.
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19. 已知双曲线C:x2a2-y2b2=1(a>0, b>0)的离心率为3,右准线方程为x=33
(1)求双曲线C的方程;
(2)设直线l是圆O:x2+y2=2上动点P(x0, y0)(x0y0≠0)处的切线,l与双曲线C交于不同的两点A,B,证明∠AOB的大小为定值.
20. 已知数集A={a1, a2, ..., an}(1≤a10,
∴ A为锐角,
则sinA=1-cos2A=35
∴ C=2π3-A
∴ sinC=sin(2π3-A)=32cosA+12sinA=3+4310;
(2)由(1)知sinA=35,sinC=3+4310,
又∵ B=π3,b=3,
∴ 在△ABC中,由正弦定理,得
∴ a=bsinAsinB=65,
∴ △ABC的面积S=12absinC=12×65×3×3+4310=36+9350.
【解答】
解:(1)∵ A、B、C为△ABC的内角,且B=π3,cosA=45>0,
∴ A为锐角,
则sinA=1-cos2A=35
∴ C=2π3-A
∴ sinC=sin(2π3-A)=32cosA+12sinA=3+4310;
(2)由(1)知sinA=35,sinC=3+4310,
又∵ B=π3,b=3,
∴ 在△ABC中,由正弦定理,得
∴ a=bsinAsinB=65,
∴ △ABC的面积S=12absinC=12×65×3×3+4310=36+9350.
16.解:(1)∵ PA⊥底面ABC,∴ PA⊥BC.
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又∠BCA=90∘,∴ AC⊥BC,∴ BC⊥平面PAC.
(2)∵ D为PB的中点,DE // BC,
∴ DE=12BC.
又由(1)知,BC⊥平面PAC,
∴ DE⊥平面PAC,垂足为点E,
∴ ∠DAE是AD与平面PAC所成的角.
∵ PA⊥底面ABC,∴ PA⊥AB.
又PA=AB,∴ △ABP为等腰直角三角形,
∴ AD=12AB.
在Rt△ABC中,∠ABC=60∘,∴ BC=12AB,
∴ 在Rt△ADE中,sin∠DAE=DEAD=BC2AD=24,
即AD与平面PAC所成角的正弦值为24.
(3)∵ DE // BC,又由(1)知,BC⊥平面PAC,
∴ DE⊥平面PAC.
又∵ AE⊂平面PAC,PE⊂平面PBC,
∴ DE⊥AE,DE⊥PE,
∴ ∠AEP为二面角A-DE-P的平面角.
∵ PA⊥底面ABC,∴ PA⊥AC,
∴ ∠PAC=90∘,∴ 在棱PC上存在一点E,使得AE⊥PC.
这时,∠AEP=90∘,
故存在点E使得二面角A-DE-P是直二面角.
【解答】
解:(1)∵ PA⊥底面ABC,∴ PA⊥BC.
又∠BCA=90∘,∴ AC⊥BC,∴ BC⊥平面PAC.
(2)∵ D为PB的中点,DE // BC,
∴ DE=12BC.
又由(1)知,BC⊥平面PAC,
∴ DE⊥平面PAC,垂足为点E,
∴ ∠DAE是AD与平面PAC所成的角.
∵ PA⊥底面ABC,∴ PA⊥AB.
又PA=AB,∴ △ABP为等腰直角三角形,
∴ AD=12AB.
在Rt△ABC中,∠ABC=60∘,∴ BC=12AB,
∴ 在Rt△ADE中,sin∠DAE=DEAD=BC2AD=24,
即AD与平面PAC所成角的正弦值为24.
(3)∵ DE // BC,又由(1)知,BC⊥平面PAC,
∴ DE⊥平面PAC.
又∵ AE⊂平面PAC,PE⊂平面PBC,
∴ DE⊥AE,DE⊥PE,
∴ ∠AEP为二面角A-DE-P的平面角.
∵ PA⊥底面ABC,∴ PA⊥AC,
∴ ∠PAC=90∘,∴ 在棱PC上存在一点E,使得AE⊥PC.
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这时,∠AEP=90∘,
故存在点E使得二面角A-DE-P是直二面角.
17.解:(1)设这名学生在上学路上到第三个路口时首次遇到红灯为事件A,
∵ 事件A等于事件“这名学生在第一和第二个路口没有遇到红灯,在第三个路口遇到红灯”,
∴ 事件A的概率为P(A)=(1-13)×(1-13)×13=427
(2)由题意可得ξ可能取的值为0,2,4,6,8(单位:min)
事件“ξ=2k”等价于事件“该学生在路上遇到k次红灯”(k=0, 1, 2, 3, 4),
∴ P(ξ=2k)=C4k(13)k(23)4-k(k=0,1,2,3,4),
∴ 即ξ的分布列是
ξ
0
2
4
6
8
P
1681
3281
827
881
181
∴ ξ的期望是Eξ=0×1681+2×3281+4×827+6×881+8×181=83
【解答】
解:(1)设这名学生在上学路上到第三个路口时首次遇到红灯为事件A,
∵ 事件A等于事件“这名学生在第一和第二个路口没有遇到红灯,在第三个路口遇到红灯”,
∴ 事件A的概率为P(A)=(1-13)×(1-13)×13=427
(2)由题意可得ξ可能取的值为0,2,4,6,8(单位:min)
事件“ξ=2k”等价于事件“该学生在路上遇到k次红灯”(k=0, 1, 2, 3, 4),
∴ P(ξ=2k)=C4k(13)k(23)4-k(k=0,1,2,3,4),
∴ 即ξ的分布列是
ξ
0
2
4
6
8
P
1681
3281
827
881
181
∴ ξ的期望是Eξ=0×1681+2×3281+4×827+6×881+8×181=83
18.解:(1)f'(x)=(1+kx)ekx,f'(0)=1,f(0)=0,
曲线y=f(x)在点(0, f(0))处的切线方程为y=x;
(2)由f'(x)=(1+kx)ekx=0,得x=-1k(k≠0),
若k>0,则当x∈(-∞, -1k)时,
f'(x)<0,函数f(x)单调递减,
当x∈(-1k, +∞,)时,f'(x)>0,
函数f(x)单调递增,
若k<0,则当x∈(-∞, -1k)时,
f'(x)>0,函数f(x)单调递增,
当x∈(-1k, +∞,)时,
f'(x)<0,函数f(x)单调递减;
(3)由(2)知,若k>0,则当且仅当-1k≤-1,
即k≤1时,函数f(x)(-1, 1)内单调递增,
若k<0,则当且仅当-1k≥1,
即k≥-1时,函数f(x)(-1, 1)内单调递增,
综上可知,函数f(x)(-1, 1)内单调递增时,
k的取值范围是[-1, 0)∪(0, 1].
【解答】
解:(1)f'(x)=(1+kx)ekx,f'(0)=1,f(0)=0,
曲线y=f(x)在点(0, f(0))处的切线方程为y=x;
(2)由f'(x)=(1+kx)ekx=0,得x=-1k(k≠0),
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若k>0,则当x∈(-∞, -1k)时,
f'(x)<0,函数f(x)单调递减,
当x∈(-1k, +∞,)时,f'(x)>0,
函数f(x)单调递增,
若k<0,则当x∈(-∞, -1k)时,
f'(x)>0,函数f(x)单调递增,
当x∈(-1k, +∞,)时,
f'(x)<0,函数f(x)单调递减;
(3)由(2)知,若k>0,则当且仅当-1k≤-1,
即k≤1时,函数f(x)(-1, 1)内单调递增,
若k<0,则当且仅当-1k≥1,
即k≥-1时,函数f(x)(-1, 1)内单调递增,
综上可知,函数f(x)(-1, 1)内单调递增时,
k的取值范围是[-1, 0)∪(0, 1].
19.解:(1)由题意,a2c=33ca=3,
解得a=1,c=3,
b2=c2-a2=2,
∴ 所求双曲C的方程x2-y22=1.
(2)设P(m, n)(mn≠0)在x2+y2=2上,
圆在点P(m, n)处的切线方程为y-n=-mn(x-m),
化简得mx+ny=2.
x2-y22=1mx+ny=2以及m2+n2=2得
(3m2-4)x2-4mx+8-2m2=0,
∵ 切L与双曲线C交于不同的两点A、B,且00,
设A、B两点的坐标分别(x1, y1),(x2, y2),
x1+x2=4m3m2-4,x1x2=8-2m23m2-4.
∵ cos∠AOB=|OA→|⋅|OB→|˙,
且OA→⋅OB→=x1x2+y1y2=x1x2+1y02(2-x0x1)(2-x0x2)
=x1x2+12-m2[4-2m(x1+x2)+m2x1x2]
=8-2m23m2-4+12-m2[4-8m23m2-4+m2(8-2m2)3m2-4]
=8-2m23m2-4-8-2m23m2-4=0.
∴ ∠AOB的大小为900.
【解答】
解:(1)由题意,a2c=33ca=3,
解得a=1,c=3,
b2=c2-a2=2,
∴ 所求双曲C的方程x2-y22=1.
(2)设P(m, n)(mn≠0)在x2+y2=2上,
圆在点P(m, n)处的切线方程为y-n=-mn(x-m),
化简得mx+ny=2.
x2-y22=1mx+ny=2以及m2+n2=2得
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(3m2-4)x2-4mx+8-2m2=0,
∵ 切L与双曲线C交于不同的两点A、B,且00,
设A、B两点的坐标分别(x1, y1),(x2, y2),
x1+x2=4m3m2-4,x1x2=8-2m23m2-4.
∵ cos∠AOB=|OA→|⋅|OB→|˙,
且OA→⋅OB→=x1x2+y1y2=x1x2+1y02(2-x0x1)(2-x0x2)
=x1x2+12-m2[4-2m(x1+x2)+m2x1x2]
=8-2m23m2-4+12-m2[4-8m23m2-4+m2(8-2m2)3m2-4]
=8-2m23m2-4-8-2m23m2-4=0.
∴ ∠AOB的大小为900.
20.解:(1)由于3×与均不属于数集{1,3,4,
∴ 该数集不具有性质P.
由于1×2,1×3,1×6,2×3,62,63,11,22,33,都属于数集{1,2,3,6,
∴ 该数集具有性质P.
(2)∵ A={a1, a2, ..., an}具有性质P,
∴ anan与anan中至少有一个属于A,
由于1≤a1an
故anan∉A.
从而1=anan∈A,a1=1.
∵ 1=a1an(k=2, 3, 4,…,n),
故akan∉A(k=2, 3, 4,…,n).
由A具有性质P可知anak∈A(k=2, 3, 4,…,n).
又∵ anana2a4=a5,∴ a3a4∉A,
由A具有性质P可知a4a3∈A.
由a2⋅a4=a32,得a3a2=a4a3∈A,
且1an
故anan∉A.
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从而1=anan∈A,a1=1.
∵ 1=a1an(k=2, 3, 4,…,n),
故akan∉A(k=2, 3, 4,…,n).
由A具有性质P可知anak∈A(k=2, 3, 4,…,n).
又∵ anana2a4=a5,∴ a3a4∉A,
由A具有性质P可知a4a3∈A.
由a2⋅a4=a32,得a3a2=a4a3∈A,
且1
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