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- 2021-06-16 发布
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2009年全国统一高考数学试卷Ⅰ(理科)
一、选择题(共12小题,每小题5分,满分60分)
1. 设集合A={4, 5, 7, 9},B={3, 4, 7, 8, 9},全集U=A∪B,则集合∁U(A∩B)中的元素共有( )
A.3个 B.4个 C.5个 D.6个
2. 已知Z¯1+i=2+i,则复数z=( )
A.-1+3i B.1-3i C.3+i D.3-i
3. 不等式|x+1x-1|<1的解集为( )
A.{x|01} B.{x|00, b>0)的渐近线与抛物线y=x2+1相切,则该双曲线的离心率为( )
A.3 B.2 C.5 D.6
5. 甲组有5名男同学,3名女同学;乙组有6名男同学、2名女同学.若从甲、乙两组中各选出2名同学,则选出的4人中恰有1名女同学的不同选法共有( )
A.150种 B.180种 C.300种 D.345种
6. 设a→、b→、c→是单位向量,且a→⋅b→=0,则(a→-c→)⋅(b→-c→)的最小值为( )
A.-2 B.2-2 C.-1 D.1-2
7. 已知三棱柱ABC-A1B1C1的侧棱与底面边长都相等,A1在底面ABC上的射影D为BC的中点,则异面直线AB与CC1所成的角的余弦值为( )
A.34 B.54 C.74 D.34
8. 如果函数y=3cos(2x+φ)的图象关于点(4π3, 0)中心对称,那么|φ|的最小值为( )
A.π6 B.π4 C.π3 D.π2
9. 已知直线y=x+1与曲线y=ln(x+a)相切,则a的值为( )
A.1 B.2 C.-1 D.-2
10. 已知二面角α-l-β为60∘,动点P、Q分别在面α、β内,P到β的距离为3,Q到α的距离为23,则P、Q两点之间距离的最小值为(
A.1 B.2 C.23 D.4
11. 函数f(x)的定义域为R,若f(x+1)与f(x-1)都是奇函数,则( )
A.f(x)是偶函数 B.f(x)是奇函数
C.f(x)=f(x+2) D.f(x+3)是奇函数
12. 已知椭圆C:x22+y2=1的右焦点为F,右准线为l,点A∈l,线段AF交C于点B,若FA→=3FB→,则|AF→|=( )
A.2 B.2 C.3 D.3
二、填空题(共4小题,每小题5分,满分20分)
13. (x-y)10的展开式中,x7y3的系数与x3y7的系数之和等于________.
14. 设等差数列{an}的前n项和为Sn,若S9=81,则a2+a5+a8=________.
15. 直三棱柱ABC-A1B1C1的各顶点都在同一球面上,若AB=AC=AA1=2,∠BAC=120∘,则此球的表面积等于________.
16. (2009 全国卷Ⅰ,理 16)若π40)相交于A、B、C、D四个点.
(Ⅰ)求r的取值范围;
(Ⅱ)当四边形ABCD的面积最大时,求对角线AC、BD的交点P的坐标.
22. 设函数f(x)=x3+3bx2+3cx在两个极值点x1、x2,且x1∈[-1, 0],x2∈[1, 2].
(1)求b、c满足的约束条件,并在下面的坐标平面内,画出满足这些条件的点(b, c)的区域;
(2)证明:-10≤f(x2)≤-12.
第21页 共24页 ◎ 第22页 共24页
参考答案与试题解析
2009年全国统一高考数学试卷Ⅰ(理科)
一、选择题(共12小题,每小题5分,满分60分)
1.A
【分析】
A∪B={3, 4, 5, 7, 8, 9},
A∩B={4, 7, 9}∴ ∁U(A∩B)={3, 5, 8}故选A.
也可用摩根律:∁U(A∩B)=(∁UA)∪(∁UB)
故选:A.
2.B
【分析】
解:z¯=(1+i)⋅(2+i)=1+3i,∴ z=1-3i
故选B
3.D
【分析】
解:∵ |x+1x-1|<1,
∴ |x+1|<|x-1|,
∴ x2+2x+10,b>0)的一条渐近线方程为y=bxa,
代入抛物线方程整理得ax2-bx+a=0,
因渐近线与抛物线相切,所以b2-4a2=0,
即b=2a,
即c2=5a2⇔e=5,
故选C.
5.D
【分析】
解:一名女生来自甲组有C51⋅C31⋅C62=225种选法,
一名女生来自乙组有C52⋅C61⋅C21=120种选法,
故共有225+120=345种选法.
故选D.
6.D
【分析】
解:∵ a→、b→、c→ 是单位向量,a→⋅b→=0,∴ a→⊥b→,|a→+b→|=2.
∴ (a→-c→)⋅(b→-c→)=a→⋅b→-(a→+b→)⋅c→+c→2=0-(a→+b→)⋅c→+1=1-|a→+b→|⋅|c→| cos
=1-2cos≥1-2.
故选项为D
7.D
【分析】
解:设BC的中点为D,连接A1D、AD、A1B,易知θ=∠A1AB即为异面直线AB与CC1所成的角;
并设三棱柱ABC-A1B1C1的侧棱与底面边长为1,则|AD|=32,|A1D|=12,|A1B|=22,
由余弦定理,得cosθ=1+1-122=34.
故选D.
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8.A
【分析】
解:∵ 函数y=3cos(2x+φ)的图象关于点(4π3,0)中心对称.
∴ 2×4π3+φ=kπ+π2,
∴ φ=kπ-13π6(k∈Z),
由此易得|φ|min=π6.
故选A.
9.B
【分析】
解:设切点P(x0, y0),则y0=x0+1,y0=ln(x0+a),
又∵ y'|x=x0=1x0+a=1
∴ x0+a=1
∴ y0=0,x0=-1
∴ a=2.
故选项为B
10.C
【分析】
解:如图
分别作QA⊥α于A,AC⊥l于C,PB⊥β于B,PD⊥l于D,
连CQ,BD则∠ACQ=∠PDB=60∘,AQ=23,BP=3,
∴ AC=PD=2
又∵ PQ=AQ2+AP2=12+AP2≥23
当且仅当AP=0,即点A与点P重合时取最小值.
故答案选C.
11.D
【分析】
∵ f(x+1)与f(x-1)都是奇函数,
∴ 函数f(x)关于点(1, 0)及点(-1, 0)对称,
∴ f(x)+f(2-x)=0,f(x)+f(-2-x)=0,
故有f(2-x)=f(-2-x),
函数f(x)是周期T=[2-(-2)]=4的周期函数.
∴ f(-x-1+4)=-f(x-1+4),
f(-x+3)=-f(x+3),
f(x+3)是奇函数.
12.A
【分析】
过点B作BM⊥x轴于M,
并设右准线l与x轴的交点为N,易知FN=1.
由题意FA→=3FB→,
故FM=13,故B点的横坐标为43,纵坐标为±13
即BM=13,
故AN=1,
∴ |AF|=2.
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二、填空题(共4小题,每小题5分,满分20分)
13.-240
【分析】
因为(x-y)10的展开式中含x7y3的项为C103x10-3y3(-1)3=-C103x7y3,
含x3y7的项为C107x10-7y7(-1)7=-C107x3y7.
由C103=C107=120知,x7y3与x3y7的系数之和为-240.
14.27
【分析】
∵ s9=9(a1+a9)2=9a5
∴ a5=9
∴ a2+a5+a8=3a5=27
15.20π
【分析】
在△ABC中AB=AC=2,∠BAC=120∘,
可得BC=23
由正弦定理,可得△ABC外接圆半径r=2,
设此圆圆心为O',球心为O,在RT△OBO'中,
易得球半径R=5,
故此球的表面积为4πR2=20π
16.-8
【分析】
y=tan2x⋅tan3x=2tan4x1-tan2x=21tan4x-1tan2x=21tan2x-122-14,∵ π41,0<1tan2x<1,-12<1tan2x-12<12.∴ 0≤1tan2x-122<14,-14≤1tan2x-122-14<0.
∴ 当tanx=2时,ymax=-8.
三、解答题(共6小题,满分70分)
17.解:法一:在△ABC中∵ sinAcosC=3cosAsinC,
则由正弦定理及余弦定理有:
a⋅a2+b2-c22ab=3b2+c2-a22bc⋅c,
化简并整理得:2(a2-c2)=b2.
又由已知a2-c2=2b∴ 4b=b2.
解得b=4或b=0(舍);
法二:由余弦定理得:a2-c2=b2-2bccosA.
又a2-c2=2b,b≠0.
所以b=2ccosA+2①又sinAcosC=3cosAsinC,
∴ sinAcosC+cosAsinC=4cosAsinCsin(A+C)=4cosAsinC,
即sinB=4cosAsinC由正弦定理得sinB=bcsinC,
故b=4ccosA②由①,②解得b=4.
【分析】
解:法一:在△ABC中∵ sinAcosC=3cosAsinC,
则由正弦定理及余弦定理有:
a⋅a2+b2-c22ab=3b2+c2-a22bc⋅c,
化简并整理得:2(a2-c2)=b2.
又由已知a2-c2=2b∴ 4b=b2.
解得b=4或b=0(舍);
法二:由余弦定理得:a2-c2=b2-2bccosA.
又a2-c2=2b,b≠0.
所以b=2ccosA+2①又sinAcosC=3cosAsinC,
∴ sinAcosC+cosAsinC=4cosAsinCsin(A+C)=4cosAsinC,
第21页 共24页 ◎ 第22页 共24页
即sinB=4cosAsinC由正弦定理得sinB=bcsinC,
故b=4ccosA②由①,②解得b=4.
18.证明:(1)作MN // SD交CD于N,作NE⊥AB交AB于E,
连ME、NB,则MN⊥面ABCD,ME⊥AB,NE=AD=2
设MN=x,则NC=EB=x,
在RT△MEB中,∵ ∠MBE=60∘∴ ME=3x.
在RT△MNE中由ME2=NE2+MN2∴ 3x2=x2+2
解得x=1,从而MN=12SD∴ M为侧棱SC的中点M.
(1)证法二:分别以DA、DC、DS为x、y、z轴如图建立空间直角坐标系D-xyz,则A(2,0,0),B(2,2,0),C(0,2,0),S(0,0,2).
设M(0, a, b)(a>0, b>0),
则BA→=(0,-2,0),BM→=(-2,a-2,b),SM→=(0,a,b-2),SC→=(0,2,-2),
由题得cos=12SM→ // SC→,
即-2(a-2)2⋅(a-2)2+b2+2=12-2a=2(b-2)
解之个方程组得a=1,b=1即M(0, 1, 1)
所以M是侧棱SC的中点.
(1)证法三:设SM→=λMC→,
则M(0,2λ1+λ,21+λ),MB→=(2,21+λ,-21+λ)
又AB→=(0,2,0),=60o
故MB→⋅AB→=|MB→|⋅|AB→|cos60o,
即41+λ=2+(21+λ)2+(21+λ)2,
解得λ=1,所以M是侧棱SC的中点.
(2)由(1)得M(0,1,1),MA→=(2,-1,-1),
又AS→=(-2,0,2),AB→=(0,2,0),
设n1→=(x1,y1,z1),n2→=(x2,y2,z2)分别是平面SAM、MAB的法向量,
则n1→⋅AS→=0˙且n2→⋅AB→=0˙,
即2x1-y1-z1=0-2x1+2z1=0且2x2-y2-z2=02y2=0
分别令x1=x2=2得z1=1,y1=1,y2=0,z2=2,
即n1→=(2,1,1),n2→=(2,0,2),
∴ cos=2+0+22⋅6=63
二面角S-AM-B的大小π-arccos63.
【分析】
证明:(1)作MN // SD交CD于N,作NE⊥AB交AB于E,
连ME、NB,则MN⊥面ABCD,ME⊥AB,NE=AD=2
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设MN=x,则NC=EB=x,
在RT△MEB中,∵ ∠MBE=60∘∴ ME=3x.
在RT△MNE中由ME2=NE2+MN2∴ 3x2=x2+2
解得x=1,从而MN=12SD∴ M为侧棱SC的中点M.
(1)证法二:分别以DA、DC、DS为x、y、z轴如图建立空间直角坐标系D-xyz,则A(2,0,0),B(2,2,0),C(0,2,0),S(0,0,2).
设M(0, a, b)(a>0, b>0),
则BA→=(0,-2,0),BM→=(-2,a-2,b),SM→=(0,a,b-2),SC→=(0,2,-2),
由题得cos=12SM→ // SC→,
即-2(a-2)2⋅(a-2)2+b2+2=12-2a=2(b-2)
解之个方程组得a=1,b=1即M(0, 1, 1)
所以M是侧棱SC的中点.
(1)证法三:设SM→=λMC→,
则M(0,2λ1+λ,21+λ),MB→=(2,21+λ,-21+λ)
又AB→=(0,2,0),=60o
故MB→⋅AB→=|MB→|⋅|AB→|cos60o,
即41+λ=2+(21+λ)2+(21+λ)2,
解得λ=1,所以M是侧棱SC的中点.
(2)由(1)得M(0,1,1),MA→=(2,-1,-1),
又AS→=(-2,0,2),AB→=(0,2,0),
设n1→=(x1,y1,z1),n2→=(x2,y2,z2)分别是平面SAM、MAB的法向量,
则n1→⋅AS→=0˙且n2→⋅AB→=0˙,
即2x1-y1-z1=0-2x1+2z1=0且2x2-y2-z2=02y2=0
分别令x1=x2=2得z1=1,y1=1,y2=0,z2=2,
即n1→=(2,1,1),n2→=(2,0,2),
∴ cos=2+0+22⋅6=63
二面角S-AM-B的大小π-arccos63.
19.解:记Ai表示事件:第i局甲获胜,(i=3、4、5)
Bi表示第j局乙获胜,j=3、4
(1)记B表示事件:甲获得这次比赛的胜利,
∵ 前2局中,甲、乙各胜1局,
∴ 甲要获得这次比赛的胜利需在后面的比赛中先胜两局,
∴ B=A3A4+B3A4A5+A3B4A5
第21页 共24页 ◎ 第22页 共24页
由于各局比赛结果相互独立,
∴ P(B)=P(A3A4)+P(B3A4A5)+P(A3B4A5)
=0.6×0.6+0.4×0.6×0.6+0.6×0.4×0.6
=0.648
(2)ξ表示从第3局开始到比赛结束所进行的局数,由上一问可知ξ的可能取值是2、3
由于各局相互独立,得到ξ的分布列
P(ξ=2)=P(A3A4+B3B4)=0.52
P(ξ=3)=1-P(ξ=2)=1-0.52=0.48
∴ Eξ=2×0.52+3×0.48=2.48.
【分析】
解:记Ai表示事件:第i局甲获胜,(i=3、4、5)
Bi表示第j局乙获胜,j=3、4
(1)记B表示事件:甲获得这次比赛的胜利,
∵ 前2局中,甲、乙各胜1局,
∴ 甲要获得这次比赛的胜利需在后面的比赛中先胜两局,
∴ B=A3A4+B3A4A5+A3B4A5
由于各局比赛结果相互独立,
∴ P(B)=P(A3A4)+P(B3A4A5)+P(A3B4A5)
=0.6×0.6+0.4×0.6×0.6+0.6×0.4×0.6
=0.648
(2)ξ表示从第3局开始到比赛结束所进行的局数,由上一问可知ξ的可能取值是2、3
由于各局相互独立,得到ξ的分布列
P(ξ=2)=P(A3A4+B3B4)=0.52
P(ξ=3)=1-P(ξ=2)=1-0.52=0.48
∴ Eξ=2×0.52+3×0.48=2.48.
20.由已知得b1=a1=1,且an+1n+1=ann+12n,
即bn+1=bn+12n,从而b2=b1+12,
b3=b2+122,
bn=bn-1+12n-1(n≥2).
于是bn=b1+12+122+⋯+12n-1=2-12n-1(n≥2).
又b1=1,
故所求的通项公式为bn=2-12n-1.
由(1)知an=2n-n2n-1,
故Sn=(2+4+...+2n)-(1+22+322+423+⋯+n2n-1),
设Tn=1+221+322+423+⋯+n2n-1,①
12Tn=12+222+323+⋯+n-12n-1+n2n,②
①-②得,
12Tn=1+12+122+123+⋯+12n-1-n2n
=1-12n1-12-n2n=2-22n-n2n,
∴ Tn=4-n+22n-1.
∴ Sn=n(n+1)+n+22n-1-4.
【分析】
由已知得b1=a1=1,且an+1n+1=ann+12n,
即bn+1=bn+12n,从而b2=b1+12,
b3=b2+122,
bn=bn-1+12n-1(n≥2).
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于是bn=b1+12+122+⋯+12n-1=2-12n-1(n≥2).
又b1=1,
故所求的通项公式为bn=2-12n-1.
由(1)知an=2n-n2n-1,
故Sn=(2+4+...+2n)-(1+22+322+423+⋯+n2n-1),
设Tn=1+221+322+423+⋯+n2n-1,①
12Tn=12+222+323+⋯+n-12n-1+n2n,②
①-②得,
12Tn=1+12+122+123+⋯+12n-1-n2n
=1-12n1-12-n2n=2-22n-n2n,
∴ Tn=4-n+22n-1.
∴ Sn=n(n+1)+n+22n-1-4.
21.(1)将抛物线E:y2=x代入圆M:(x-4)2+y2=r2(r>0)的方程,
消去y2,整理得x2-7x+16-r2=0(1)
抛物线E:y2=x与圆M:(x-4)2+y2=r2(r>0)相交于A、B、C、D四个点的充要条件是:
方程(1)有两个不相等的正根
∴ 49-4(16-r2)>0x1+x2=7>0x1⋅x2=16-r2>0
即r<-152r>152-40)的方程,
消去y2,整理得x2-7x+16-r2=0(1)
抛物线E:y2=x与圆M:(x-4)2+y2=r2(r>0)相交于A、B、C、D四个点的充要条件是:
方程(1)有两个不相等的正根
∴ 49-4(16-r2)>0x1+x2=7>0x1⋅x2=16-r2>0
即r<-152r>152-4
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