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- 2021-05-13 发布
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2013年普通高等学校夏季招生全国统一考试数学(江苏卷)
数学Ⅰ试题
一、填空题:本大题共14小题,每小题5分,共计70分.请把答案填写在答题卡相应位置上.
1.(2013江苏,1)函数的最小正周期为__________.
2.(2013江苏,2)设z=(2-i)2(i为虚数单位),则复数z的模为__________.
3.(2013江苏,3)双曲线的两条渐近线的方程为__________.
4.(2013江苏,4)集合{-1,0,1}共有__________个子集.
5.(2013江苏,5)下图是一个算法的流程图,则输出的n的值是__________.
6.(2013江苏,6)抽样统计甲、乙两位射击运动员的5次训练成绩(单位:环),结果如下:
运动员
第1次
第2次
第3次
第4次
第5次
甲
87
91
90
89
93
乙
89
90
91
88
92
则成绩较为稳定(方差较小)的那位运动员成绩的方差为__________.
7.(2013江苏,7)现有某类病毒记作XmYn,其中正整数m,n(m≤7,n≤9)可以任意选取,则m,n都取到奇数的概率为__________.
8.(2013江苏,8)如图,在三棱柱A1B1C1-ABC中,D,E,F分别是AB,AC,AA1的中点,设三棱锥F-ADE的体积为V1,三棱柱A1B1C1-ABC的体积为V2,则V1∶V2=__________.
9.(2013江苏,9)抛物线y=x2在x=1处的切线与两坐标轴围成三角形区域为D(包含三角形内部和边界).若点P(x,y)是区域D内的任意一点,则x+2y的取值范围是__________.
10.(2013江苏,10)设D,E分别是△ABC的边AB,BC上的点,,.若(λ1,λ2为实数),则λ1+λ2的值为__________.
11.(2013江苏,11)已知f(x)是定义在R上的奇函数,当x>0时,f(x)=x2-4x,则不等式f(x)>x的解集用区间表示为__________.
12.(2013江苏,12)在平面直角坐标系xOy中,椭圆C的标准方程为(a>0,b>0),右焦点为F,右准线为l,短轴的一个端点为B.设原点到直线BF的距离为d1,F到l的距离为d2.若,则椭圆C的离心率为__________.
13.(2013江苏,13)在平面直角坐标系xOy中,设定点A(a,a),P是函数(x>0)图象上一动点.若点P,A之间的最短距离为,则满足条件的实数a的所有值为__________.
14.(2013江苏,14)在正项等比数列{an}中,,a6+a7=3.则满足a1+a2+…+an>a1a2…an的最大正整数n的值为__________.
二、解答题:本大题共6小题,共计90分.请在答题卡指定区域
内作答,解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
15.(2013江苏,15)(本小题满分14分)已知a=(cos α,sin α),b=(cos β,sin β),0<β<α<π.
(1)若|a-b|=,求证:a⊥b;
(2)设c=(0,1),若a-b=c,求α,β的值.
16.(2013江苏,16)(本小题满分14分)如图,在三棱锥S-ABC中,平面SAB⊥平面SBC,AB⊥BC,AS=AB.过A作AF⊥SB,垂足为F,点E,G分别是棱SA,SC的中点.
求证:(1)平面EFG∥平面ABC;
(2)BC⊥SA.
17.(2013江苏,17)(本小题满分14分)如图,在平面直角坐标系xOy中,点A(0,3),直线l:y=2x-4.设圆C的半径为1,圆心在l上.
(1)若圆心C也在直线y=x-1上,过点A作圆C的切线,求切线的方程;
(2)若圆C上存在点M,使MA=2MO,求圆心C的横坐标a的取值范围.
18.(2013江苏,18)(本小题满分16分)
如图,游客从某旅游景区的景点A处下山至C处有两种路径.一种是从A沿直线步行到C,另一种是先从A沿索道乘缆车到B,然后从B沿直线步行到C.
现有甲、乙两位游客从A处下山,甲沿AC匀速步行,速度为50 m/min,在甲出发2 min后,乙从A乘缆车到B,在B处停留1 min后,再从B匀速步行到C.假设缆车匀速直线运动的速度为130 m/min,山路AC长为1 260 m,经测量,cos A=,cos C=.
(1)求索道AB的长;
(2)问乙出发多少分钟后,乙在缆车上与甲的距离最短?
(3)为使两位游客在C处互相等待的时间不超过3分钟,乙步行的速度应控制在什么范围内?
19.(2013江苏,19)(本小题满分16分)设{an}是首项为a,公差为d的等差数列(d≠0),Sn是其前n项和.记,n∈N*,其中c为实数.
(1)若c=0,且b1,b2,b4成等比数列,证明:Snk=n2Sk(k,n∈N*);
(2)若{bn}是等差数列,证明:c=0.
20.(2013江苏,20)(本小题满分16分)设函数f(x)=ln x-ax,g(x)=ex-ax,其中a为实数.
(1)若f(x)在(1,+∞)上是单调减函数,且g(x)在(1,+∞)上有最小值,求a的取值范围;
(2)若g(x)在(-1,+∞)上是单调增函数,试求f(x)的零点个数,并证明你的结论.
数学Ⅱ(附加题)
【选做题】本题包括A、B、C、D四小题,请选定其中两小题,并在相应的答题区域内作答.若多做,则按作答的前两小题评分.解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
21.(2013江苏,21)A.[选修4-1:几何证明选讲](本小题满分10分)
如图,AB和BC分别与圆O相切于点D,C,AC经过圆心O,且BC=2OC.
B.[选修4-2:矩阵与变换](本小题满分10分)已知矩阵A=,B=,求矩阵A-1B.
C.[选修4-4:坐标系与参数方程](本小题满分10分)在平面直角坐标系xOy中,直线l的参数方程为(t为参数),曲线C的参数方程为(θ为参数).试求直线l和曲线C的普通方程,并求出它们的公共点的坐标.
D.[选修4-5:不等式选讲](本小题满分10分)已知a≥b>0,求证:2a3-b3≥2ab2-a2b.
【必做题】第22题、第23题,每题10分,共计20分.请在答题卡指定区域内作答,解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
22.(2013江苏,22)(本小题满分10分)如图,在直三棱柱A1B1C1-ABC中,AB⊥AC,AB=AC=2,A1A=4,点D是BC的中点.
(1)求异面直线A1B与C1D所成角的余弦值;
(2)求平面ADC1与平面ABA1所成二面角的正弦值.
23.(2013江苏,23)(本小题满分10分)设数列{an}:1,-2,-2,3,3,3,-4,-4,-4,-4,…,,…,即当(k∈N*)时,an=(-1)k-1k.记Sn=a1+a2+…+an(n∈N*).对于l∈N*,定义集合Pl={n|Sn是an的整数倍,n∈N*,且1≤n≤l}.
(1)求集合P11中元素的个数;
(2)求集合P2 000中元素的个数.
2013年普通高等学校夏季招生全国统一考试数学(江苏卷)
数学Ⅰ试题
一、填空题:本大题共14小题,每小题5分,共计70分.请把答案填写在答题卡相应位置上.
1.答案:π
解析:函数的最小正周期.
2.答案:5
解析:|z|=|(2-i)2|=|4-4i+i2|=|3-4i|==5.
3.答案:
解析:由题意可知所求双曲线的渐近线方程为.
4.答案:8
解析:由于集合{-1,0,1}有3个元素,故其子集个数为23=8.
5.答案:3
解析:第一次循环后:a←8,n←2;
第二次循环后:a←26,n←3;
由于26>20,跳出循环,
输出n=3.
6.答案:2
解析:由题中数据可得,.
于是=[(87-90)2+(91-90)2+(90-90)2+(89-90)2+(93-90)2]=4,=[(89-90)2+(90-90)2+(91-90)2+(88-90)2+(92-90)2]=2,
由,可知乙运动员成绩稳定.故应填2.
7.答案:
解析:由题意知m的可能取值为1,2,3,…,7;n的可能取值为1,2,3,…,9.由于是任取m,n:若m=1时,n可取1,2,3,…,9,共9种情况;同理m取2,3,…,7时,n也各有9种情况,故m,n的取值情况共有7×9=63种.若m,n都取奇数,则m的取值为1,3,5,7,n的取值为1,3,5,7,9,因此满足条件的情形有4×5=20种.故所求概率为.
8.答案:1∶24
解析:由题意可知点F到面ABC的距离与点A1到面ABC的距离之比为1∶2,S△ADE∶S△ABC=1∶4.
因此V1∶V2==1∶24.
9.答案:
解析:由题意可知抛物线y=x2在x=1处的切线方程为y=2x-1.该切线与两坐标轴围成的区域如图中阴影部分所示:
当直线x+2y=0平移到过点A时,x+2y取得最大值.
当直线x+2y=0平移到过点B(0,-1)时,x+2y取得最小值-2.
因此所求的x+2y的取值范围为.
10.答案:
解析:由题意作图如图.
∵在△ABC中,
,∴λ1=,λ2=.
故λ1+λ2=.
11.答案:(-5,0)∪(5,+∞)
解析:∵函数f(x)为奇函数,且x>0时,f(x)=x2-4x,则f(x)=∴原不等式等价于或
由此可解得x>5或-5<x<0.
故应填(-5,0)∪(5,+∞).
12.答案:
解析:设椭圆C的半焦距为c,由题意可设直线BF的方程为,即bx+cy-bc=0.于是可知,.
∵,∴,即.
∴a2(a2-c2)=6c4.∴6e4+e2-1=0.∴e2=.
∴.
13.答案:-1,
解析:设P点的坐标为,则
|PA|2=.令,则|PA|2=t2-2at+2a2-2=(t-a)2+a2-2(t≥2).
结合题意可知
(1)当a≤2,t=2时,|PA|2取得最小值.此时(2-a)2+a2-2=8,解得a=-1,a=3(舍去).
(2)当a>2,t=a时,|PA|2取得最小值.此时a2-2=8,解得a=,a=(舍去).故满足条件的实数a的所有值为,-1.
14.答案:12
解析:设正项等比数列{an}的公比为q,则由,a6+a7=a5(q+q2)=3可得q=2,于是an=2n-6,
则a1+a2+…+an=.
∵,q=2,
∴a6=1,a1a11=a2a10=…==1.
∴a1a2…a11=1.当n取12时,a1+a2+…+a12=27->a1a2…a11a12=a12=26成立;当n取13时,a1+a2+…+a13=28-<a1a2…a11a12a13=a12a13=26·27=213.当n>13时,随着n增大a1+a2+…+an将恒小于a1a2…an.因此所求n的最大值为12.
二、解答题:本大题共6小题,共计90分.请在答题卡指定区域内作答,解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
15. (1)证明:由题意得|a-b|2=2,即(a-b)2=a2-2a·b+b2=2.
又因为a2=b2=|a|2=|b|2=1,
所以2-2a·b=2,即a·b=0.
故a⊥b.
(2)解:因为a+b=(cos α+cos β,sin α+sin β)=(0,1),所以
由此得cos α=cos(π-β).由0<β<π,得0<π-β<π,又0<α<π,故α=π-β.代入sin α+sin β=1,得sin α=sin β=,而α>β,所以,.
16.证明:(1)因为AS=AB,AF⊥SB,垂足为F,所以F是SB的中点.又因为E是SA的中点,所以EF∥AB.
因为EF平面ABC,AB平面ABC,
所以EF∥平面ABC.
同理EG∥平面ABC.又EF∩EG=E,
所以平面EFG∥平面ABC.
(2)因为平面SAB⊥平面SBC,且交线为SB,又AF平面SAB,AF⊥SB,所以AF⊥平面SBC.因为BC平面SBC,所以AF⊥BC.
又因为AB⊥BC,AF∩AB=A,AF,AB平面SAB,所以BC⊥平面SAB.
因为SA平面SAB,所以BC⊥SA.
17.解:(1)由题设,圆心C是直线y=2x-4和y=x-1的交点,解得点C(3,2),于是切线的斜率必存在.
设过A(0,3)的圆C的切线方程为y=kx+3,
由题意,=1,解得k=0或,
故所求切线方程为y=3或3x+4y-12=0.
(2)因为圆心在直线y=2x-4上,所以圆C的方程为(x-a)2+[y-2(a-2)]2=1.
设点M(x,y),因为MA=2MO,
所以,化简得x2+y2+2y-3=0,即x2+(y+1)2=4,所以点M在以D(0,-1)为圆心,2为半径的圆上.
由题意,点M(x,y)在圆C上,所以圆C与圆D有公共点,则|2-1|≤CD≤2+1,
即.
由5a2-12a+8≥0,得a∈R;
由5a2-12a≤0,得0≤a≤.
所以点C的横坐标a的取值范围为.
18.解:(1)在△ABC中,因为cos A=,cos C=,所以sin A=,sin C=.
从而sin B=sin[π-(A+C)]=sin(A+C)=sin Acos C+cos Asin C=.
由正弦定理,得=1 040(m).
所以索道AB的长为1 040 m.
(2)假设乙出发t min后,甲、乙两游客距离为d,此时,甲行走了(100+50t) m,乙距离A处130t m,
所以由余弦定理得d2=(100+50t)2+(130t)2-2×130t×(100+50t)×=200(37t2-70t+50),
因0≤t≤,即0≤t≤8,故当(min)时,甲、乙两游客距离最短.
(3)由正弦定理,得BC==500(m).
乙从B出发时,甲已走了50×(2+8+1)=550(m),还需走710 m才能到达C.
设乙步行的速度为v m/min,由题意得,解得,所以为使两位游客在C处互相等待的时间不超过3 min,乙步行的速度应控制在(单位:m/min)范围内.
19.证明:由题设,.
(1)由c=0,得.又因为b1,b2,b4成等比数列,所以=b1b4,
即,化简得d2-2ad=0.因为d≠0,所以d=2a.
因此,对于所有的m∈N*,有Sm=m2a.
从而对于所有的k,n∈N*,有Snk=(nk)2a=n2k2a=n2Sk.
(2)设数列{bn}的公差是d1,则bn=b1+(n-1)d1,即=b1+(n-1)d1,n∈N*,代入Sn
的表达式,整理得,对于所有的n∈N*,有=c(d1-b1).
令A=,B=b1-d1-a+,D=c(d1-b1),则对于所有的n∈N*,有An3+Bn2+cd1n=D.(*)
在(*)式中分别取n=1,2,3,4,得A+B+cd1=8A+4B+2cd1=27A+9B+3cd1=64A+16B+4cd1,
从而有
由②,③得A=0,cd1=-5B,代入方程①,得B=0,从而cd1=0.
即=0,b1-d1-a+=0,cd1=0.
若d1=0,则由=0,得d=0,与题设矛盾,所以d1≠0.
又因为cd1=0,所以c=0.
20.解:(1)令f′(x)=<0,考虑到f(x)的定义域为(0,+∞),故a>0,进而解得x>a-1,即f(x)在(a-1,+∞)上是单调减函数.同理,f(x)在(0,a-1)上是单调增函数.由于f(x)在(1,+∞)上是单调减函数,故(1,+∞)(a-1,+∞),从而a-1≤1,即a≥1.令g′(x)=ex-a=0,得x=ln a.当x<ln a时,g′(x)<0;当x>ln a时,g′(x)>0.又g(x)在(1,+∞)上有最小值,所以ln a>1,即a>e.
综上,有a∈(e,+∞).
(2)当a≤0时,g(x)必为单调增函数;当a>0时,令g′(x)=ex-a>0,解得a<ex,即x>ln a.
因为g(x)在(-1,+∞)上是单调增函数,类似(1)有ln a≤-1,即0<a≤e-1.
结合上述两种情况,有a≤e-1.
①当a=0时,由f(1)=0以及f′(x)=>0,得f(x)存在唯一的零点;
②当a<0时,由于f(ea)=a-aea=a(1-ea)<0,f(1)=-a>0,且函数f(x)在[ea,1]上的图象不间断,所以f(x)在(ea,1)上存在零点.
另外,当x>0时,f′(x)=-a>0,故f(x)在(0,+∞)上是单调增函数,所以f(x)只有一个零点.
③当0<a≤e-1时,令f′(x)=-a=0,解得x=a-1.当0<x<a-1时,f′(x)>0,当x>a-1时,f′(x)<0,所以,x=a-1是f(x)的最大值点,且最大值为f(a-1)=-ln a-1.
当-ln a-1=0,即a=e-1时,f(x)有一个零点x=e.
当-ln a-1>0,即0<a<e-1时,f(x)有两个零点.
实际上,对于0<a<e-1,由于f(e-1)=-1-ae-1<0,f(a-1)>0,且函数f(x)在[e-1,a-1]上的图象不间断,所以f(x)在(e-1,a-1)上存在零点.
另外,当x∈(0,a-1)时,f′(x)=-a>0,故f(x)在(0,a-1)上是单调增函数,所以f(x)在(0,a-1)上只有一个零点.
下面考虑f(x)在(a-1,+∞)上的情况.先证f(ea-1)=a(a-2-ea-1)<0.
为此,我们要证明:当x>e时,ex>x2.设h(x)=ex-x2,则h′(x)=ex-2x,再设l(x)=h′(x)=ex-2x,则l′(x)=ex-2.
当x>1时,l′(x)=ex-2>e-2>0,所以l(x)=h′(x)在(1,+∞)上是单调增函数.故当x>2时,h′(x)=ex-2x>h′(2)=e2-4>0,
从而h(x)在(2,+∞)上是单调增函数,进而当x>e时,
h(x)=ex-x2>h(e)=ee-e2>0.即当x>e时,ex>x2.
当0<a<e-1,即a-1>e时,f(ea-1)=a-1-aea-1=a(a-2-ea-1)<0,又f(a-1)>0,且函数f(x)在[a
-1,ea-1]上的图象不间断,所以f(x)在(a-1,ea-1)上存在零点.又当x>a-1时,f′(x)=-a<0,故f(x)在(a-1,+∞)上是单调减函数,所以f(x)在(a-1,+∞)上只有一个零点.
综合①,②,③,当a≤0或a=e-1时,f(x)的零点个数为1,
当 0<a<e-1时,f(x)的零点个数为2.
数学Ⅱ(附加题)
【选做题】本题包括A、B、C、D四小题,请选定其中两小题,并在相应的答题区域内作答.若多做,则按作答的前两小题评分.解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
21.证明:连结OD.因为AB和BC分别与圆O相切于点D,C,
所以∠ADO=∠ACB=90°.
又因为∠A=∠A,所以Rt△ADO∽Rt△ACB.
所以.
又BC=2OC=2OD,故AC=2AD.
B.[选修4-2:矩阵与变换]解:设矩阵A的逆矩阵为,则=,即=,
故a=-1,b=0,c=0,,从而A的逆矩阵为A-1=,
所以A-1B==.
C.解:因为直线l的参数方程为(t为参数),由x=t+1得t=x-1,代入y=2t,得到直线l的普通方程为2x-y-2=0.
同理得到曲线C的普通方程为y2=2x.
联立方程组解得公共点的坐标为(2,2),.
D.证明:2a3-b3-(2ab2-a2b)=2a(a2-b2)+b(a2-b2)=(a2-b2)(2a+b)=(a-b)(a+b)(2a+b).
因为a≥b>0,所以a-b≥0,a+b>0,2a+b>0,
从而(a-b)(a+b)(2a+b)≥0,即2a3-b3≥2ab2-a2b.
【必做题】第22题、第23题,每题10分,共计20分.请在答题卡指定区域内作答,解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
22.
解:(1)以A为坐标原点,建立如图所示的空间直角坐标系A-xyz,
则A(0,0,0),B(2,0,0),C(0,2,0),D(1,1,0),A1(0,0,4),C1(0,2,4),
所以=(2,0,-4),=(1,-1,-4).
因为cos〈,〉=
=,
所以异面直线A1B与C1D所成角的余弦值为.
(2)设平面ADC1的法向量为n1=(x,y,z),因为=(1,1,0),=(0,2,4),所以n1·=0,n1·=0,即x+y=0且y+2z=0,取z=1,得x=2,y=-2,所以,n1=(2,-2,1)是平面ADC1的一个法向量.取平面AA1B的一个法向量为n2=(0,1,0),设平面ADC1与平面ABA1所成二面角的大小为θ.
由|cos θ|=,得sin θ=.
因此,平面ADC1与平面ABA1所成二面角的正弦值为.
23.解:(1)由数列{an}的定义得a1=1,a2=-2,a3=-2,a4=3,a5=3,a6=3,a7=-4,a8=-4,a9=-4,a10=-4,a11=5,所以S1=1,S2=-1,S3=-3,S4=0,S5=3,S6=6,S7=2,S8=-2,S9=-6,S10=-10,S11=-5,从而S1=a1,S4=0×a4,S5=a5,S6=2a6,S11=-a11,所以集合P11中元素的个数为5.
(2)先证:Si(2i+1)=-i(2i+1)(i∈N*).
事实上,①当i=1时,Si(2i+1)=S3=-3,-i(2i+1)=-3,故原等式成立;
②假设i=m时成立,即Sm(2m+1)=-m(2m+1),则i=m+1时,S(m+1)(2m+3)=Sm(2m+1)+(2m+1)2-(2m+2)2=-m(2m+1)-4m-3=-(2m2+5m+3)=-(m+1)(2m+3).
综合①②可得Si(2i+1)=-i(2i+1).于是S(i+1)(2i+1)=Si(2i+1)+(2i+1)2=-i(2i+1)+(2i+1)2=(2i+1)(i+1).
由上可知Si(2i+1)是2i+1的倍数,而ai(2i+1)+j=2i+1(j=1,2,…,2i+1),所以Si(2i+1)+j=Si(2i+1)+j(2i+1)是ai(2i+1)+j(j=1,2,…,2i+1)的倍数.又S(i+1)(2i+1)=(i+1)(2i+1)不是2i+2的倍数,而a(i+1)(2i+1)+j=-(2i+2)(j=1,2,…,2i+2),所以S(i+1)(2i+1)+j=S(i+1)(2i+1)-j(2i+2)=(2i+1)(i+1)-j(2i+2)不是a(i+1)(2i+1)+j(j=1,2,…,2i+2)的倍数,故当l=i(2i+1)时,集合Pl中元素的个数为1+3+…+(2i-1)=i2,于是,当l=i(2i+1)+j(1≤j≤2i+1)时,集合Pl中元素的个数为i2+j.
又2 000=31×(2×31+1)+47,故集合P2 000中元素的个数为312+47=1 008.
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