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2013年全国统一高考数学试卷(文科)(大纲版)
一、选择题:本大题共12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.(5分)设集合U={1,2,3,4,5},集合A={1,2},则∁UA=( )
A.{1,2} B.{3,4,5} C.{1,2,3,4,5} D.∅
2.(5分)若α为第二象限角,sinα=,则cosα=( )
A. B. C. D.
3.(5分)已知向量=(λ+1,1),=(λ+2,2),若(+)⊥(﹣),则λ=( )
A.﹣4 B.﹣3 C.﹣2 D.﹣1
4.(5分)不等式|x2﹣2|<2的解集是( )
A.(﹣1,1) B.(﹣2,2) C.(﹣1,0)∪(0,1) D.(﹣2,0)∪(0,2)
5.(5分)(x+2)8的展开式中x6的系数是( )
A.28 B.56 C.112 D.224
6.(5分)函数f(x)=log2(1+)(x>0)的反函数f﹣1(x)=( )
A. B. C.2x﹣1(x∈R) D.2x﹣1(x>0)
7.(5分)已知数列{an}满足3an+1+an=0,a2=﹣,则{an}的前10项和等于( )
A.﹣6(1﹣3﹣10) B. C.3(1﹣3﹣10) D.3(1+3﹣10)
8.(5分)已知F1(﹣1,0),F2(1,0)是椭圆C的两个焦点,过F2且垂直于x轴的直线交于A、B两点,且|AB|=3,则C的方程为( )
A. B. C. D.
9.(5分)若函数y=sin(ωx+φ)(ω>0)的部分图象如图,则ω=( )
A.5 B.4 C.3 D.2
10.(5分)已知曲线y=x4+ax2+1在点(﹣1,a+2)处切线的斜率为8,a=( )
A.9 B.6 C.﹣9 D.﹣6
11.(5分)已知正四棱柱ABCD﹣A1B1C1D1中,AA1=2AB,则CD与平面BDC1所成角的正弦值等于( )
A. B. C. D.
12.(5分)已知抛物线C:y2=8x的焦点为F,点M(﹣2,2),过点F且斜率为k的直线与C交于A,B两点,若,则k=( )
A. B. C. D.2
二、填空题:本大题共4小题,每小题5分.
13.(5分)设f(x)是以2为周期的函数,且当x∈[1,3)时,f(x)=x﹣2,则f(﹣1)= .
14.(5分)从进入决赛的6名选手中决出1名一等奖,2名二等奖,3名三等奖,则可能的决赛结果共有 种.(用数字作答)
15.(5分)若x、y满足约束条件,则z=﹣x+y的最小值为 .
16.(5分)已知圆O和圆K是球O的大圆和小圆,其公共弦长等于球O的半径,,则球O的表面积等于 .
三、解答题:解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
17.(10分)等差数列{an}中,a7=4,a19=2a9,
(Ⅰ)求{an}的通项公式;
(Ⅱ)设bn=,求数列{bn}的前n项和Sn.
18.(12分)设△ABC的内角A,B,C的内角对边分别为a,b,c,满足(a+b+c)(a﹣b+c)=ac.
(Ⅰ)求B.
(Ⅱ)若sinAsinC=,求C.
19.(12分)如图,四棱锥P﹣ABCD中,∠ABC=∠BAD=90°,BC=2AD,△PAB与△PAD都是边长为2的等边三角形.
(Ⅰ)证明:PB⊥CD;
(Ⅱ)求点A到平面PCD的距离.
20.(12分)甲、乙、丙三人进行羽毛球练习赛,其中两人比赛,另一人当裁判,每局比赛结束时,负的一方在下一局当裁判,设各局中双方获胜的概率均为,各局比赛的结果都相互独立,第1局甲当裁判.
(Ⅰ)求第4局甲当裁判的概率;
(Ⅱ)求前4局中乙恰好当1次裁判概率.
21.(12分)已知函数f(x)=x3+3ax2+3x+1.
(Ⅰ)求a=时,讨论f(x)的单调性;
(Ⅱ)若x∈[2,+∞)时,f(x)≥0,求a的取值范围.
22.(12分)已知双曲线C:=1(a>0,b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,离心率为3,直线y=2与C的两个交点间的距离为.
(I)求a,b;
(II)设过F2的直线l与C的左、右两支分别相交于A、B两点,且|AF1|=|BF1|
,证明:|AF2|、|AB|、|BF2|成等比数列.
2013年全国统一高考数学试卷(文科)(大纲版)
参考答案与试题解析
一、选择题:本大题共12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.(5分)(2013•大纲版)设集合U={1,2,3,4,5},集合A={1,2},则∁UA=( )
A.{1,2} B.{3,4,5} C.{1,2,3,4,5} D.∅
【分析】由题意,直接根据补集的定义求出∁UA,即可选出正确选项
【解答】解:因为U={1,2,3,4,5,},集合A={1,2}
所以∁UA={3,4,5}
故选B
2.(5分)(2013•大纲版)若α为第二象限角,sinα=,则cosα=( )
A. B. C. D.
【分析】由α为第二象限角,得到cosα小于0,根据sinα的值,利用同角三角函数间的基本关系即可求出cosα的值.
【解答】解:∵α为第二象限角,且sinα=,
∴cosα=﹣=﹣.
故选A
3.(5分)(2013•大纲版)已知向量=(λ+1,1),=(λ+2,2),若(+)⊥(﹣),则λ=( )
A.﹣4 B.﹣3 C.﹣2 D.﹣1
【分析】利用向量的运算法则、向量垂直与数量积的关系即可得出.
【解答】解:∵,.
∴=(2λ+3,3),.
∵,
∴=0,
∴﹣(2λ+3)﹣3=0,解得λ=﹣3.
故选B.
4.(5分)(2013•大纲版)不等式|x2﹣2|<2的解集是( )
A.(﹣1,1) B.(﹣2,2) C.(﹣1,0)∪(0,1) D.(﹣2,0)∪(0,2)
【分析】直接利用绝对值不等式的解法,去掉绝对值后,解二次不等式即可.
【解答】解:不等式|x2﹣2|<2的解集等价于,不等式﹣2<x2﹣2<2的解集,即0<x2<4,
解得x∈(﹣2,0)∪(0,2).
故选D.
5.(5分)(2013•大纲版)(x+2)8的展开式中x6的系数是( )
A.28 B.56 C.112 D.224
【分析】利用二项展开式的通项公式求出第r+1项,令x的指数为6求出x6的系数.
【解答】解:(x+2)8展开式的通项为T r+1=Cx 8﹣r2 r
令8﹣r=6得r=2,
∴展开式中x6的系数是2 2C82=112.
故选C.
6.(5分)(2013•大纲版)函数f(x)=log2(1+)(x>0)的反函数f﹣1(x)=( )
A. B. C.2x﹣1(x∈R) D.2x﹣1(x>0)
【分析】把y看作常数,求出x:x=,x,y互换,得到y=log2(1+)的反函数.注意反函数的定义域.
【解答】解:设y=log2(1+),
把y看作常数,求出x:
1+=2y,x=,其中y>0,
x,y互换,得到y=log2(1+)的反函数:y=,
故选A.
7.(5分)(2013•大纲版)已知数列{an}满足3an+1+an=0,a2=﹣,则{an}的前10项和等于( )
A.﹣6(1﹣3﹣10) B. C.3(1﹣3﹣10) D.3(1+3﹣10)
【分析】由已知可知,数列{an}是以﹣为公比的等比数列,结合已知可求a1,然后代入等比数列的求和公式可求
【解答】解:∵3an+1+an=0
∴
∴数列{an}是以﹣为公比的等比数列
∵
∴a1=4
由等比数列的求和公式可得,S10==3(1﹣3﹣10)
故选C
8.(5分)(2013•大纲版)已知F1(﹣1,0),F2(1,0)是椭圆C的两个焦点,过F2且垂直于x轴的直线交于A、B两点,且|AB|=3,则C的方程为( )
A. B. C. D.
【分析】设椭圆的方程为,根据题意可得=1.再由AB经过右焦点F2且垂直于x轴且|AB|=3算出A、B的坐标,代入椭圆方程得,两式联解即可算出a2=4,b2=3,从而得到椭圆C的方程.
【解答】解:设椭圆的方程为,
可得c==1,所以a2﹣b2=1…①
∵AB经过右焦点F2且垂直于x轴,且|AB|=3
∴可得A(1,),B(1,﹣),代入椭圆方程得,…②
联解①②,可得a2=4,b2=3
∴椭圆C的方程为
故选:C
9.(5分)(2013•大纲版)若函数y=sin(ωx+φ)(ω>0)的部分图象如图,则ω=( )
A.5 B.4 C.3 D.2
【分析】利用函数图象已知的两点的横坐标的差值,求出函数的周期,然后求解ω.
【解答】解:由函数的图象可知,(x0,y0)与,纵坐标相反,而且不是相邻的对称点,
所以函数的周期T=2()=,
所以T==,所以ω==4.
故选B.
10.(5分)(2013•大纲版)已知曲线y=x4+ax2+1在点(﹣1,a+2)处切线的斜率为8,a=( )
A.9 B.6 C.﹣9 D.﹣6
【分析】先求导函数,再利用导数的几何意义,建立方程,即可求得a的值.
【解答】解:∵y=x4+ax2+1,
∴y′=4x3+2ax,
∵曲线y=x4+ax2+1在点(﹣1,a+2)处切线的斜率为8,
∴﹣4﹣2a=8
∴a=﹣6
故选:D.
11.(5分)(2013•大纲版)已知正四棱柱ABCD﹣A1B1C1D1中,AA1=2AB,则CD与平面BDC1所成角的正弦值等于( )
A. B. C. D.
【分析】设AB=1,则AA1=2,分别以的方向为x轴、y轴、z轴的正方向建立空间直角坐标系,设=(x,y,z)为平面BDC1的一个法向量,CD与平面BDC1所成角为θ,
则sinθ=||,在空间坐标系下求出向量坐标,代入计算即可.
【解答】解:设AB=1,则AA1=2,分别以的方向为x轴、y轴、z轴的正方向建立空间直角坐标系,
如下图所示:
则D(0,0,2),C1(1,0,0),B(1,1,2),C(1,0,2),
=(1,1,0),=(1,0,﹣2),=(1,0,0),
设=(x,y,z)为平面BDC1的一个法向量,则,即,取=(2,﹣2,1),
设CD与平面BDC1所成角为θ,则sinθ=||=,
故选A.
12.(5分)(2013•大纲版)已知抛物线C:y2=8x的焦点为F,点M(﹣2,2),过点F且斜率为k的直线与C交于A,B两点,若,则k=( )
A. B. C. D.2
【分析】斜率k存在,设直线AB为y=k(x﹣2),代入抛物线方程,利用=(x1+2,y1﹣2)•(x2+2,y2﹣2)=0,即可求出k的值.
【解答】解:由抛物线C:y2=8x得焦点(2,0),
由题意可知:斜率k存在,设直线AB为y=k(x﹣2),
代入抛物线方程,得到k2x2﹣(4k2+8)x+4k2=0,△>0,
设A(x1,y1),B(x2,y2).
∴x1+x2=4+,x1x2=4.
∴y1+y2=,y1y2=﹣16,
又=0,
∴=(x1+2,y1﹣2)•(x2+2,y2﹣2)==0
∴k=2.
故选:D.
二、填空题:本大题共4小题,每小题5分.
13.(5分)(2013•大纲版)设f(x)是以2为周期的函数,且当x∈[1,3)时,f(x)=x﹣2,则f(﹣1)= ﹣1 .
【分析】利用函数的周期,求出f(﹣1)=f(1),代入函数的解析式求解即可.
【解答】解:因设f(x)是以2为周期的函数,且当x∈[1,3)时,f(x)=x﹣2,
则f(﹣1)=f(1)=1﹣2=﹣1.
故答案为:﹣1.
14.(5分)(2013•大纲版)从进入决赛的6名选手中决出1名一等奖,2名二等奖,3名三等奖,则可能的决赛结果共有 60 种.(用数字作答)
【分析】6名选手中决出1名一等奖有种方法,2名二等奖,种方法,利用分步计数原理即可得答案.
【解答】解:依题意,可分三步,第一步从6名选手中决出1名一等奖有种方法,
第二步,再决出2名二等奖,有种方法,
第三步,剩余三人为三等奖,
根据分步乘法计数原理得:共有•=60种方法.
故答案为:60.
15.(5分)(2013•大纲版)若x、y满足约束条件,则z=﹣x+y的最小值为 0 .
【分析】作出题中不等式组表示的平面区域,得如图的△ABC及其内部,再将目标函数z=﹣x+y对应的直线进行平移,可得当x=y=1时,目标函数z取得最小值,从而得到本题答案.
【解答】解:作出不等式组表示的平面区域,
得到如图的△ABC及其内部,其中A(1,1),B(0,),C(0,4)
设z=F(x,y)═﹣x+y,将直线l:z=﹣x+y进行平移,
当l经过点A时,目标函数z达到最小值
∴z最小值=F(1,1)=﹣1+1=0
故答案为:0
16.(5分)(2013•大纲版)已知圆O和圆K是球O的大圆和小圆,其公共弦长等于球O的半径,,则球O的表面积等于 16π .
【分析】正确作出图形,利用勾股定理,建立方程,即可求得结论.
【解答】解:如图所示,设球O的半径为r,AB是公共弦,∠OCK是面面角
根据题意得OC=,CK=
在△OCK中,OC2=OK2+CK2,即
∴r2=4
∴球O的表面积等于4πr2=16π
故答案为16π
三、解答题:解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
17.(10分)(2013•大纲版)等差数列{an}中,a7=4,a19=2a9,
(Ⅰ)求{an}的通项公式;
(Ⅱ)设bn=,求数列{bn}的前n项和Sn.
【分析】(I)由a7=4,a19=2a9,结合等差数列的通项公式可求a1,d,进而可求an
(II)由==,利用裂项求和即可求解
【解答】解:(I)设等差数列{an}的公差为d
∵a7=4,a19=2a9,
∴
解得,a1=1,d=
∴=
(II)∵==
∴sn=
==
18.(12分)(2013•大纲版)设△ABC的内角A,B,C的内角对边分别为a,b,c,满足(a+b+c)(a﹣b+c)=ac.
(Ⅰ)求B.
(Ⅱ)若sinAsinC=,求C.
【分析】(I)已知等式左边利用多项式乘多项式法则计算,整理后得到关系式,利用余弦定理表示出cosB,将关系式代入求出cosB的值,由B为三角形的内角,利用特殊角的三角函数值即可求出B的度数;
(II)由(I)得到A+C的度数,利用两角和与差的余弦函数公式化简cos(A﹣C),变形后将cos(A+C)及2sinAsinC的值代入求出cos(A﹣C)的值,利用特殊角的三角函数值求出A﹣C的值,与A+C的值联立即可求出C的度数.
【解答】解:(I)∵(a+b+c)(a﹣b+c)=(a+c)2﹣b2=ac,
∴a2+c2﹣b2=﹣ac,
∴cosB==﹣,
又B为三角形的内角,
则B=120°;
(II)由(I)得:A+C=60°,∵sinAsinC=,cos(A+C)=,
∴cos(A﹣C)=cosAcosC+sinAsinC=cosAcosC﹣sinAsinC+2sinAsinC=cos(A+C)+2sinAsinC=+2×=,
∴A﹣C=30°或A﹣C=﹣30°,
则C=15°或C=45°.
19.(12分)(2013•大纲版)如图,四棱锥P﹣ABCD中,∠ABC=∠BAD=90°,BC=2AD,△PAB与△PAD都是边长为2的等边三角形.
(Ⅰ)证明:PB⊥CD;
(Ⅱ)求点A到平面PCD的距离.
【分析】(I)取BC的中点E,连接DE,则ABED为正方形,过P作PO⊥平面ABCD,垂足为O,连接OA,OB,OD,OE,证明PB⊥OE,OE∥CD,即可证明PB⊥CD;
(II)取PD的中点F,连接OF,证明O到平面PCD的距离OF就是A到平面PCD的距离,即可求得点A到平面PCD的距离.
【解答】(I)证明:取BC的中点E,连接DE,则ABED为正方形,过P作PO⊥平面ABCD,垂足为O,连接OA,OB,OD,OE
由△PAB和△PAD都是等边三角形知PA=PB=PD
∴OA=OB=OD,即O为正方形ABED对角线的交点
∴OE⊥BD,∴PB⊥OE
∵O是BD的中点,E是BC的中点,∴OE∥CD
∴PB⊥CD;
(II)取PD的中点F,连接OF,则OF∥PB
由(I)知PB⊥CD,∴OF⊥CD,
∵,=
∴△POD为等腰三角形,∴OF⊥PD
∵PD∩CD=D,∴OF⊥平面PCD
∵AE∥CD,CD⊂平面PCD,AE⊈平面PCD,∴AE∥平面PCD
∴O到平面PCD的距离OF就是A到平面PCD的距离
∵OF=
∴点A到平面PCD的距离为1.
20.(12分)(2013•大纲版)甲、乙、丙三人进行羽毛球练习赛,其中两人比赛,另一人当裁判,每局比赛结束时,负的一方在下一局当裁判,设各局中双方获胜的概率均为,各局比赛的结果都相互独立,第1局甲当裁判.
(Ⅰ)求第4局甲当裁判的概率;
(Ⅱ)求前4局中乙恰好当1次裁判概率.
【分析】(I)设A1表示事件“第二局结果为甲胜”,A2表示事件“第三局甲参加比赛结果为甲负”,A表示事件“第四局甲当裁判”,可得A=A1•A2.利用相互独立事件的概率计算公式即可得出;
(II)设B1表示事件“第一局比赛结果为乙胜”,B2表示事件“第二局乙参加比赛结果为乙胜”,B3表示事件“第三局乙参加比赛结果为乙胜”,B表示事件“前4局中乙恰好当1次裁判”.可得B=,利用互斥事件和相互独立事件的概率计算公式即可得出.
【解答】解:(I)设A1表示事件“第二局结果为甲胜”,A2表示事件“第三局甲参加比赛结果为甲负”,A表示事件“第四局甲当裁判”.
则A=A1•A2.
P(A)=P(A1•A2)=.
(II)设B1表示事件“第一局比赛结果为乙胜”,B2表示事件“第二局乙参加比赛结果为乙胜”,
B3表示事件“第三局乙参加比赛结果为乙胜”,B表示事件“前4局中乙恰好当1次裁判”.
则B=,
则P(B)=P()
=+
=+
=.
21.(12分)(2013•大纲版)已知函数f(x)=x3+3ax2+3x+1.
(Ⅰ)求a=时,讨论f(x)的单调性;
(Ⅱ)若x∈[2,+∞)时,f(x)≥0,求a的取值范围.
【分析】(I)把a=代入可得函数f(x)的解析式,求导数令其为0可得x=﹣,或x=﹣,判断函数在区间(﹣∞,﹣),(﹣,﹣),(﹣,+∞)的正负可得单调性;(II)由f(2)≥0,可得a≥,当a≥,x∈(2,+∞)时,由不等式的证明方法可得f′(x)>0,可得单调性,进而可得当x∈[2,+∞)时,有f(x)≥f(2)≥0成立,进而可得a的范围.
【解答】解:(I)当a=时,f(x)=x3+3x2+3x+1,
f′(x)=3x2+6x+3,令f′(x)=0,可得x=﹣,或x=﹣,
当x∈(﹣∞,﹣)时,f′(x)>0,f(x)单调递增,
当x∈(﹣,﹣)时,f′(x)<0,f(x)单调递减,
当x∈(﹣,+∞)时,f′(x)>0,f(x)单调递增;
(II)由f(2)≥0,可解得a≥,当a≥,x∈(2,+∞)时,
f′(x)=3(x2+2ax+1)≥3()=3(x﹣)(x﹣2)>0,
所以函数f(x)在(2,+∞)单调递增,于是当x∈[2,+∞)时,f(x)≥f(2)≥0,
综上可得,a的取值范围是[,+∞)
22.(12分)(2013•大纲版)已知双曲线C:=1(a>0,b>
0)的左、右焦点分别为F1,F2,离心率为3,直线y=2与C的两个交点间的距离为.
(I)求a,b;
(II)设过F2的直线l与C的左、右两支分别相交于A、B两点,且|AF1|=|BF1|,证明:|AF2|、|AB|、|BF2|成等比数列.
【分析】(I)由题设,可由离心率为3得到参数a,b的关系,将双曲线的方程用参数a表示出来,再由直线建立方程求出参数a即可得到双曲线的方程;
(II)由(I)的方程求出两焦点坐标,设出直线l的方程设A(x1,y1),B(x2,y2),将其与双曲线C的方程联立,得出x1+x2=,,再利用|AF1|=|BF1|建立关于A,B坐标的方程,得出两点横坐标的关系,由此方程求出k的值,得出直线的方程,从而可求得:|AF2|、|AB|、|BF2|,再利用等比数列的性质进行判断即可证明出结论.
【解答】解:(I)由题设知=3,即=9,故b2=8a2
所以C的方程为8x2﹣y2=8a2
将y=2代入上式,并求得x=±,
由题设知,2=,解得a2=1
所以a=1,b=2
(II)由(I)知,F1(﹣3,0),F2(3,0),C的方程为8x2﹣y2=8 ①
由题意,可设l的方程为y=k(x﹣3),|k|<2代入①并化简得(k2﹣8)x2﹣6k2x+9k2+8=0
设A(x1,y1),B(x2,y2),
则x1≤﹣1,x2≥1,x1+x2=,,于是
|AF1|==﹣(3x1+1),
|BF1|==3x2+1,
|AF1|=|BF1|得﹣(3x1+1)=3x2+1,即
故=,解得,从而=﹣
由于|AF2|==1﹣3x1,
|BF2|==3x2﹣1,
故|AB|=|AF2|﹣|BF2|=2﹣3(x1+x2)=4,|AF2||BF2|=3(x1+x2)﹣9x1x2﹣1=16
因而|AF2||BF2|=|AB|2,所以|AF2|、|AB|、|BF2|成等比数列
参与本试卷答题和审题的老师有:xintrl;sllwyn;沂蒙松;qiss;minqi5;吕静;ywg2058;刘长柏;wyz123;wfy814;邢新丽;lincy(排名不分先后)
2017年2月3日
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