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2012年上海市春季高考数学试卷
一、填空题(本大题满分56分)本大题共有14题,要求直接填写结果,每题答对得4分,否则一律得零分。
1.(4分)已知集合A={1,2,k},B={2,5}.若A∪B={1,2,3,5},则k= .
2.(4分)函数y=的定义域是 .
3.(4分)抛物线y2=8x的焦点坐标是 .
4.(4分)若复数z满足iz=1+i(i为虚数单位),则z= .
5.(4分)函数f(x)=sin(2x+)的最小正周期为 .
6.(4分)方程4x﹣2x+1=0的解为 .
7.(4分)若,则a0+a1+a2+a3+a4+a5= .
8.(4分)若f(x)=为奇函数,则实数m= .
9.(4分)函数y=的最大值为 .
10.(4分)若复数z满足|z﹣i|≤(i为虚数单位),则z在复平面内所对应的图形的面积为 .
11.(4分)某校要从2名男生和4名女生中选出4人担任某游泳赛事的志愿者工作,则在选出的志愿者中,男、女生都有的概率为 .(结果用数值表示)
12.(4分)若不等式x2﹣kx+k﹣1>0对x∈(1,2)恒成立,则实数k的取值范围是 .
13.(4分)已知等差数列{an}的首项及公差均为正数,令.当bk是数列{bn}的最大项时,k= .
14.(4分)若矩阵满足a11,a12,a21,a22∈{﹣1,1},且
=0,则这样的互不相等的矩阵共有 个.
二、选择题(本大题满分20分)本大题共有4题,每题都给出四个结论,其中有且只有一个结论是正确的,选对得5分,否则一律得零分。
15.(5分)已知椭圆C1:+=1,C2:+=1,则( )
A.C1与C2顶点相同 B.C1与C2长轴长相同
C.C1与C2短轴长相同 D.C1与C2焦距相等
16.(5分)记函数y=f(x)的反函数为y=f﹣1(x).如果函数y=f(x)的图象过点(1,0),那么函数y=f﹣1(x)+1的图象过点( )
A.(0,0) B.(0,2) C.(1,1) D.(2,0)
17.(5分)已知空间三条直线l、m、n.若l与m异面,且l与n异面,则( )
A.m与n异面
B.m与n相交
C.m与n平行
D.m与n异面、相交、平行均有可能
18.(5分)设O为△ABC所在平面内一点.若实数x、y、z满足x+y+z=,(x2+y2+z2≠0),则“xyz=0”是“点O在△ABC的边所在直线上”的( )
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
三、解答题(本大题满分74分)本大题共有5题,解答下列各题必须写出必要的步骤。
19.(12分)如图,正四棱柱ABCD﹣A1B1C1D1的底面边长为1,高为2,M为线段AB的中点.
求:(1)三棱锥C1﹣MBC的体积;
(2)异面直线CD与MC1所成角的大小(结果用反三角函数值表示).
20.(14分)某环线地铁按内、外环线同时运行,内、外环线的长均为30千米(忽略内、外环线长度差异).
(1)当9列列车同时在内环线上运行时,要使内环线乘客最长候车时间为10分钟,求内环线列车的最小平均速度;
(2)新调整的方案要求内环线列车平均速度为25千米/小时,外环线列车平均速度为30千米/小时.现内、外环线共有18列列车全部投入运行,要使内外环线乘客的最长候车时间之差不超过1分钟,向内、外环线应各投入几列列车运行?
21.(14分)已知双曲线C1:.
(1)求与双曲线C1有相同焦点,且过点P(4,)的双曲线C2的标准方程;
(2)直线l:y=x+m分别交双曲线C1的两条渐近线于A、B两点.当•=3时,求实数m的值.
22.(16分)已知数列{an}、{bn}、{cn}满足.
(1)设cn=3n+6,{an}是公差为3的等差数列.当b1=1时,求b2、b3的值;
(2)设,.求正整数k,使得对一切n∈N*,均有bn≥bk;
(3)设,.当b1=1时,求数列{bn}的通项公式.
23.(18分)定义向量=(a,b)的“相伴函数”为f(x)=asinx+bcosx,函数f(x)=asinx+bcosx的“相伴向量”为=(a,b)(其中O为坐标原点).记平面内所有向量的“相伴函数”构成的集合为S.
(1)设g(x)=3sin(x+)+4sinx,求证:g(x)∈S;
(2)已知h(x)=cos(x+α)+2cosx,且h(x)∈S,求其“相伴向量”的模;
(3)已知M(a,b)(b≠0)为圆C:(x﹣2)2+y2=1上一点,向量的“相伴函数”f(x)在x=x0处取得最大值.当点M在圆C上运动时,求tan2x0的取值范围.
2012年上海市春季高考数学试卷
参考答案与试题解析
一、填空题(本大题满分56分)本大题共有14题,要求直接填写结果,每题答对得4分,否则一律得零分。
1.(4分)(2012•上海)已知集合A={1,2,k},B={2,5}.若A∪B={1,2,3,5},则k= 3 .
【分析】根据集合的并集运算定义即可得k的值
【解答】解:∵A={1,2,k},B={2,5},且A∪B={1,2,3,5}
∴3∈A
∴k=3
故答案为:3
2.(4分)(2012•上海)函数y=的定义域是 [﹣2,+∞) .
【分析】根据根号有意义的条件的条件进行求解;
【解答】解:∵函数y=,
∴x+2≥0,
∴x≥﹣2,
故答案为:[﹣2,+∞);
3.(4分)(2012•上海)抛物线y2=8x的焦点坐标是 (2,0) .
【分析】根据抛物线的标准方程,进而可求得p,根据抛物线的性质进而可得焦点坐标.
【解答】解:抛物线y2=8x,
所以p=4,
所以焦点(2,0),
故答案为(2,0).
4.(4分)(2012•上海)若复数z满足iz=1+i(i为虚数单位),则z= 1﹣i .
【分析】由iz=1+i,两边除以i,按照复数除法运算法则化简计算.
【解答】解:由iz=1+i,得z==1﹣i
故答案为:1﹣i.
5.(4分)(2012•上海)函数f(x)=sin(2x+)的最小正周期为 π .
【分析】由函数解析式找出ω的值,代入周期公式T=中,即可求出函数的最小正周期.
【解答】解:f(x)=sin(2x+),
∵ω=2,
∴T==π,
则函数的最小正周期为π.
故答案为:π
6.(4分)(2012•上海)方程4x﹣2x+1=0的解为 x=1 .
【分析】由于4x=22x,代入方程关系式即可.
【解答】解:∵4x=22x,
∴方程4x﹣2x+1=0可化为:22x=2x+1,
∴2x=x+1,
∴x=1.
故答案为:1.
7.(4分)(2012•上海)若,则a0+a1+a2+a3+a4+a5= 1 .
【分析】直接令变量为1即可求出所有项的系数之和,即为结论.
【解答】解:令x=1可得,(2﹣1)5=1=a0+a1+a2+a3+a4+a5,
则a0+a1+a2+a3+a4+a5=1,
故答案为:1.
8.(4分)(2012•上海)若f(x)=为奇函数,则实数m= ﹣2 .
【分析】由f(x)=为奇函数,可得f(﹣1)=﹣f(1),代入可求
【解答】解:∵f(x)=为奇函数,
∴f(﹣1)=﹣f(1)
即m﹣1=3(1+m)
∴m=﹣2
故答案为:﹣2
9.(4分)(2012•上海)函数y=的最大值为 5 .
【分析】利用换元法,设t=log2x,则t∈[1,2],将问题转化为求函数y=t+在[1,2]上的最大值问题,利用导数证明此函数为减函数,利用单调性求最值即可
【解答】解:设t=log2x,∵x∈[2,4],∴t∈[1,2]
∵y=t+的导函数y′=1﹣<0 t∈[1,2]
∴y=t+在[1,2]上为减函数,
∴y=t+的最大值为1+=5
∴y=的最大值为5
故答案为 5
10.(4分)(2012•上海)若复数z满足|z﹣i|≤(i为虚数单位),则z在复平面内所对应的图形的面积为 2π .
【分析】由|z﹣i|≤的几何意义可知,点Z的轨迹是以(0,1)为圆心,为半径的实心圆.由圆的面积公式可得答案.
【解答】解:∵|z﹣i|≤,
∴z在复平面内所对应的点Z的轨迹是以(0,1)为圆心,为半径的实心圆,
∴该圆的面积为:π=2π.
故答案为:2π
11.(4分)(2012•上海)某校要从2名男生和4名女生中选出4人担任某游泳赛事的志愿者工作,则在选出的志愿者中,男、女生都有的概率为 .(结果用数值表示)
【分析】根据题意,首先计算从2名男生和4名女生中选出4人数目,再分析选出的4人中只有男生、女生的数目,由排除法可得男、女生都有的情况数目,进而由等可能事件的概率公式,计算可得答案.
【解答】解:根据题意,从2名男生和4名女生中选出4人,有C64=15种取法,
其中全部为女生的有C44=1种情况,没有全部为男生的情况,
则选出的4名志愿者中,男、女生都有的情况有15﹣1=14种,
则其概率为;
故答案为.
12.(4分)(2012•上海)若不等式x2﹣kx+k﹣1>0对x∈(1,2)恒成立,则实数k的取值范围是 (﹣∞,2] .
【分析】根据题意,分离参数,利用函数的单调性,即可得到实数k的取值范围.
【解答】解:不等式x2﹣kx+k﹣1>0可化为(1﹣x)k>1﹣x2
∵x∈(1,2)
∴k<=1+x
∴y=1+x是一个增函数
∴k≤1+1=2
∴实数k取值范围是(﹣∞,2]
故答案为:(﹣∞,2]
13.(4分)(2012•上海)已知等差数列{an}的首项及公差均为正数,令.当bk是数列{bn}的最大项时,k= 1006 .
【分析】设,,由,根据基本不等式(x+y)2=x2+y2+2xy≤x2+y2+x2+y2=2(x2+y2),得bn2=()2≤2(an+a2012﹣n)=2(2a1006)=4a1006,由此能求出结果.
【解答】解:设,,
∵,
∴根据基本不等式(x+y)2=x2+y2+2xy≤x2+y2+x2+y2=2(x2+y2),
得bn2=()2≤2(an+a2012﹣n)=2(2a1006)=4a1006,
当且仅当an=a2012﹣n时,bn取到最大值,
此时n=1006,所以k=1006.
故答案为:1006.
14.(4分)(2012•上海)若矩阵满足a11,a12,a21,a22∈{﹣1,1},且=0,则这样的互不相等的矩阵共有 8 个.
【分析】根据题意,分类讨论,分主对角线相同、相反,即可得出结论.
【解答】解:∵,a11,a12,a21,a22∈{﹣1,1},
∴矩阵可以是、、、、、、、
故答案为:8
二、选择题(本大题满分20分)本大题共有4题,每题都给出四个结论,其中有且只有一个结论是正确的,选对得5分,否则一律得零分。
15.(5分)(2012•上海)已知椭圆C1:+=1,C2:+=1,则( )
A.C1与C2顶点相同 B.C1与C2长轴长相同
C.C1与C2短轴长相同 D.C1与C2焦距相等
【分析】求出两个椭圆的a,b,c 即可判断选项.
【解答】解:因为椭圆,所以a=,b=2,c=2.
椭圆,所以a=4,b=2,c=2;
所以两个椭圆有相同的焦距.
故选D.
16.(5分)(2012•上海)记函数y=f(x)的反函数为y=f﹣1(x).如果函数y=f(x)的图象过点(1,0),那么函数y=f﹣1(x)+1的图象过点( )
A.(0,0) B.(0,2) C.(1,1) D.(2,0)
【分析】由题意可知,y=f﹣1(x)必过点(0,1),从而可得答案.
【解答】解:∵y=f(x)的图象过点(1,0),
∴其反函数y=f﹣1(x)必过点(0,1),即f﹣1(0)=1,
∴y=f﹣1(x)+1的图象过点(0,2).
故选B.
17.(5分)(2012•上海)已知空间三条直线l、m、n.若l与m异面,且l与n异面,则( )
A.m与n异面
B.m与n相交
C.m与n平行
D.m与n异面、相交、平行均有可能
【分析】可根据题目中的信息作图判断即可.
【解答】解:∵空间三条直线l、m、n.若l与m异面,且l与n异面,
∵m与n可能异面(如图3),也可能平行(图1),也可能相交(图2),
故选D.
18.(5分)(2012•上海)设O为△ABC所在平面内一点.若实数x、y、z满足x+y+z=,(x2+y2+z2≠0),则“xyz=0”是“点O在△ABC的边所在直线上”的( )
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
【分析】画出草图,根据已知条件x+y+z=0移项得x+y=﹣z,再由xyz=0,推出x,y,z只有一个为0,再根据三角形的性质进行求解;
【解答】解:∵O为△ABC所在平面内一点.实数x、y、z满足x+y+z=(x2+y2+z2≠0),
∴x+y=﹣z,
若xyz=0”则x、y、z中只能有一个为0,(否则若x=y=0,可推出z=0,这与x2+y2+z2≠0矛盾)
假设x=0(y、z不为0),可得y=﹣z,∴,
∴向量和共线,∴O只能在△ABC边BC上;
若点O在△ABC的边所在直线上,假设在边AB上,说明向量和共线,
∴z=0,
∴xyz=0,
∴“xyz=0”是“点O在△ABC的边所在直线上”的充要条件;
故选C.
三、解答题(本大题满分74分)本大题共有5题,解答下列各题必须写出必要的步骤。
19.(12分)(2012•上海)如图,正四棱柱ABCD﹣A1B1C1D1的底面边长为1,高为2,M为线段AB的中点.
求:(1)三棱锥C1﹣MBC的体积;
(2)异面直线CD与MC1所成角的大小(结果用反三角函数值表示).
【分析】(1)连接CM,根据M为AB中点,且正方形ABCD边长为1,得到△BCM的面积为S=S正方形ABCD=.因为CC1⊥平面ABCD,是三棱锥C1﹣MBC的高,所以利用锥体体积公式,可得三棱锥C1﹣MBC的体积;
(2)连接BC1,正方形ABCD中,因为CD∥AB,所以∠C1MB(或其补角)为异面直线CD与MC1所成的角.Rt△MC1B中,可算出BC1=,而MB=AB=,利用直角三角形中三角函数的定义,得到tan∠C1MB==,所以异面直线CD与MC1所成角为arctan.
【解答】解:(1)连接CM,
∵正方形ABCD中,M为AB中点,且边长为1,
∴△BCM的面积为S=S正方形ABCD=.
又∵CC1⊥平面ABCD,
∴CC1是三棱锥C1﹣MBC的高,
∴三棱锥C1﹣MBC的体积为:VC1﹣MBC=××2=;
(2)连接BC1
∵CD∥AB,
∴∠C1MB(或其补角)为异面直线CD与MC1所成的角.
∵AB⊥平面B1C1CB,BC1⊂平面B1C1CB,
∴AB⊥BC1.
Rt△MC1B中,BC1==,MB=AB=
∴tan∠C1MB==
所以异面直线CD与MC1所成角为arctan.
20.(14分)(2012•上海)某环线地铁按内、外环线同时运行,内、外环线的长均为30千米(忽略内、外环线长度差异).
(1)当9列列车同时在内环线上运行时,要使内环线乘客最长候车时间为10分钟,求内环线列车的最小平均速度;
(2)新调整的方案要求内环线列车平均速度为25千米/小时,外环线列车平均速度为30千米/小时.现内、外环线共有18列列车全部投入运行,要使内外环线乘客的最长候车时间之差不超过1分钟,向内、外环线应各投入几列列车运行?
【分析】(1)设内环线列车的平均速度为v千米/小时,根据内环线乘客最长候车时间为10分钟,可得,从而可求内环线列车的最小平均速度;
(2)设内环线投入x列列车运行,则外环线投入(18﹣x)列列车运行,分别求出内、外环线乘客最长候车时间,,根据,解不等式,即可求得结论.
【解答】解:(1)设内环线列车的平均速度为v千米/小时,则要使内环线乘客最长候车时间为10分钟,可得
∴v≥20
∴要使内环线乘客最长候车时间为10分钟,内环线列车的最小平均速度是20千米/小时;
(2)设内环线投入x列列车运行,则外环线投入(18﹣x)列列车运行,内、外环线乘客最长候车时间分别为t1,t2分钟,
则,
∴
∴
∴
∵x∈N+,∴x=10
∴当内环线投入10列列车运行,外环线投入8列列车时,内外环线乘客的最长候车时间之差不超过1分钟.
21.(14分)(2012•上海)已知双曲线C1:.
(1)求与双曲线C1有相同焦点,且过点P(4,)的双曲线C2的标准方程;
(2)直线l:y=x+m分别交双曲线C1的两条渐近线于A、B两点.当•=3时,求实数m的值.
【分析】(1)先确定双曲线C1:的焦点坐标,根据双曲线C2与双曲线C1有相同焦点,且过点P(4,),建立方程组,从而可求双曲线C2的标准方程;
(2)直线方程与双曲线C1的两条渐近线联立,求出A、B两点的坐标用坐标,利用数量积,即可求得实数m的值.
【解答】解:(1)∵双曲线C1:,
∴焦点坐标为(,0),(,0)
设双曲线C2的标准方程为(a>0,b>0),
∵双曲线C2与双曲线C1有相同焦点,且过点P(4,)
∴,解得
∴双曲线C2的标准方程为
(2)双曲线C1的两条渐近线为y=2x,y=﹣2x
由,可得x=m,y=2m,∴A(m,2m)
由,可得x=﹣m,y=m,∴B(﹣m,m)
∴
∵
∴m2=3
∴
22.(16分)(2012•上海)已知数列{an}、{bn}、{cn}满足.
(1)设cn=3n+6,{an}是公差为3的等差数列.当b1=1时,求b2、b3的值;
(2)设,.求正整数k,使得对一切n∈N*,均有bn≥bk;
(3)设,.当b1=1时,求数列{bn}的通项公式.
【分析】(1)先根据条件得到数列{bn}的递推关系式,即可求出结论;
(2)先根据条件得到数列{bn}的递推关系式;进而判断出其增减性,即可求出结论;
(3)先根据条件得到数列{bn}的递推关系式;再结合叠加法以及分类讨论分情况求出数列{bn}的通项公式,最后综合即可.
【解答】解:(1)∵an+1﹣an=3,
∴bn+1﹣bn=n+2,
∵b1=1,
∴b2=4,b3=8.
(2)∵.
∴an+1﹣an=2n﹣7,
∴bn+1﹣bn=,
由bn+1﹣bn>0,解得n≥4,即b4<b5<b6…;
由bn+1﹣bn<0,解得n≤3,即b1>b2>b3>b4.
∴k=4.
(3)∵an+1﹣an=(﹣1)n+1,
∴bn+1﹣bn=(﹣1)n+1(2n+n).
∴bn﹣bn﹣1=(﹣1)n(2n﹣1+n﹣1)(n≥2).
故b2﹣b1=21+1;
b3﹣b2=(﹣1)(22+2),
…
bn﹣1﹣bn﹣2=(﹣1)n﹣1(2n﹣2+n﹣2).
bn﹣bn﹣1=(﹣1)n(2n﹣1+n﹣1).
当n=2k时,以上各式相加得
bn﹣b1=(2﹣22+…﹣2n﹣2+2n﹣1)+[1﹣2+…﹣(n﹣2)+(n﹣1)]
=+=+.
∴bn==++.
当n=2k﹣1时,
=++﹣(2n+n)
=﹣﹣+
∴bn=.
23.(18分)(2012•上海)定义向量=(a,b)的“相伴函数”为f(x)=asinx+bcosx,函数f(x)=asinx+bcosx的“相伴向量”为=(a,b)(其中O为坐标原点).记平面内所有向量的“相伴函数”构成的集合为S.
(1)设g(x)=3sin(x+)+4sinx,求证:g(x)∈S;
(2)已知h(x)=cos(x+α)+2cosx,且h(x)∈S,求其“相伴向量”的模;
(3)已知M(a,b)(b≠0)为圆C:(x﹣2)2+y2=1上一点,向量的“相伴函数”f(x)在x=x0处取得最大值.当点M在圆C上运动时,求tan2x0的取值范围.
【分析】(1)先利用诱导公式对其化简,再结合定义即可得到证明;
(2)先根据定义求出其相伴向量,再代入模长计算公式即可;
(3)先根据定义得到函数f(x)取得最大值时对应的自变量x0;再结合几何意义求出的范围,最后利用二倍角的正切公式即可得到结论.
【解答】解:(1)g(x)=3sin(x+)+4sinx=4sinx+3cosx,
其‘相伴向量’=(4,3),g(x)∈S.
(2)h(x)=cos(x+α)+2cosx
=(cosxcosα﹣sinxsinα)+2cosx
=﹣sinαsinx+(cosα+2)cosx
∴函数h(x)的‘相伴向量’=(﹣sinα,cosα+2).
则||==.
(3)的‘相伴函数’f(x)=asinx+bcosx=sin(x+φ),
其中cosφ=,sinφ=.
当x+φ=2kπ+,k∈Z时,f(x)取到最大值,故x0=2kπ+﹣φ,k∈Z.
∴tanx0=tan(2kπ+﹣φ)=cotφ=,
tan2x0===.
为直线OM的斜率,由几何意义知:∈[﹣,0)∪(0,].
令m=,则tan2x0=,m∈[﹣,0)∪(0,}.
当﹣≤m<0时,函数tan2x0=单调递减,∴0<tan2x0≤;
当0<m≤时,函数tan2x0=单调递减,∴﹣≤tan2x0<0.
综上所述,tan2x0∈[﹣,0)∪(0,].
参与本试卷答题和审题的老师有:muyiyang;小张老师;zhwsd;zwx097;sllwyn;wfy814;庞会丽;吕静;xize;danbo7801;刘长柏;zlzhan;qiss;ywg2058(排名不分先后)
2017年2月3日
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