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2014年北京市高考数学试卷(文科)
一、选择题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题列出的四个选项中,选出符合题目要求的一项
1.(5分)若集合A={0,1,2,4},B={1,2,3},则A∩B=( )
A.{0,1,2,3,4} B.{0,4} C.{1,2} D.{3}
2.(5分)下列函数中,定义域是R且为增函数的是( )
A.y=e﹣x B.y=x C.y=lnx D.y=|x|
3.(5分)已知向量=(2,4),=(﹣1,1),则2﹣=( )
A.(5,7) B.(5,9) C.(3,7) D.(3,9)
4.(5分)执行如图所示的程序框图,输出的S值为( )
A.1 B.3 C.7 D.15
5.(5分)设a,b是实数,则“a>b”是“a2>b2”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.(5分)已知函数f(x)=﹣log2x,在下列区间中,包含f(x)零点的区间是( )
A.(0,1) B.(1,2) C.(2,4) D.(4,+∞)
7.(5分)已知圆C:(x﹣3)2+(y﹣4)2=1和两点A(﹣m,0),B(m,0)(m>0),若圆C上存在点P,使得∠APB=90°,则m的最大值为( )
A.7 B.6 C.5 D.4
8.(5分)加工爆米花时,爆开且不糊的粒数占加工总粒数的百分比称为“可食用率”,在特定条件下,可食用率p与加工时间t(单位:分钟)满足函数关系p=at2+bt+c(a,b,c是常数),如图记录了三次实验的数据,根据上述函数模型和实验数据,可以得到最佳加工时间为( )
A.3.50分钟 B.3.75分钟 C.4.00分钟 D.4.25分钟
二、填空题共6小题,每小题5分,共30分.
9.(5分)若(x+i)i=﹣1+2i(x∈R),则x= .
10.(5分)设双曲线C的两个焦点为(﹣,0),(,0),一个顶点是(1,0),则C的方程为 .
11.(5分)某三棱锥的三视图如图所示,则该三棱锥最长棱的棱长为 .
12.(5分)在△ABC中,a=1,b=2,cosC=,则c= ;sinA= .
13.(5分)若x,y满足,则z=x+y的最小值为 .
14.(5分)顾客请一位工艺师把A,B两件玉石原料各制成一件工艺品,工艺师带一位徒弟完成这项任务,每件原料先由徒弟完成粗加工,再由师傅进行精加工完成制作,两件工艺品都完成后交付顾客,两件原料每道工序所需时间(单位:工作日)如下:
工序
时间
原料
粗加工
精加工
原料A
9
15
原料B
6
21
则最短交货期为 个工作日.
三、解答题,共6小题,满分80分,解答应写出文字说明,演算步骤或证明过程.
15.(13分)已知{an}是等差数列,满足a1=3,a4=12,等比数列{bn}满足b1=4,b4=20.
(1)求数列{an}和{bn}的通项公式;
(2)求数列{bn}的前n项和.
16.(13分)函数f(x)=3sin(2x+)的部分图象如图所示.
(Ⅰ)写出f(x)的最小正周期及图中x0,y0的值;
(Ⅱ)求f(x)在区间[﹣,﹣]上的最大值和最小值.
17.(14分)如图,在三棱柱ABC﹣A1B1C1中,侧棱垂直于底面,AB⊥BC,AA1=AC=2,BC=1,E,F分别是A1C1,BC的中点.
(Ⅰ)求证:平面ABE⊥B1BCC1;
(Ⅱ)求证:C1F∥平面ABE;
(Ⅲ)求三棱锥E﹣ABC的体积.
18.(13分)从某校随机抽取100名学生,获得了他们一周课外阅读时间(单位:小时)的数据,整理得到数据分组及频数分布表和频率分布直方图:
排号
分组
频数
1
[0,2)
6
2
[2,4)
8
3
[4,6)
17
4
[6,8)
22
5
[8,10)
25
6
[10,12)
12
7
[12,14)
6
8
[14,16)
2
9
[16,18)
2
合计
100
(Ⅰ)从该校随机选取一名学生,试估计这名学生该周课外阅读时间少于12小时的概率;
(Ⅱ)求频率分布直方图中的a,b的值;
(Ⅲ)假设同一组中的每个数据可用该组区间的中点值代替,试估计样本中的100名学生该周课外阅读时间的平均数在第几组(只需写结论)
19.(14分)已知椭圆C:x2+2y2=4.
(Ⅰ)求椭圆C的离心率;
(Ⅱ)设O为原点,若点A在直线y=2上,点B在椭圆C上,且OA⊥OB,求线段AB长度的最小值.
20.(13分)已知函数f(x)=2x3﹣3x.
(Ⅰ)求f(x)在区间[﹣2,1]上的最大值;
(Ⅱ)若过点P(1,t)存在3条直线与曲线y=f(x)相切,求t的取值范围;
(Ⅲ)问过点A(﹣1,2),B(2,10),C(0,2)分别存在几条直线与曲线y=f(x)相切?(只需写出结论)
2014年北京市高考数学试卷(文科)
参考答案与试题解析
一、选择题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题列出的四个选项中,选出符合题目要求的一项
1.(5分)(2014•北京)若集合A={0,1,2,4},B={1,2,3},则A∩B=( )
A.{0,1,2,3,4} B.{0,4} C.{1,2} D.{3}
【分析】直接利用交集的运算得答案.
【解答】解:∵A={0,1,2,4},B={1,2,3},
∴A∩B={0,1,2,4}∩{1,2,3}={1,2}.
故选:C.
2.(5分)(2014•北京)下列函数中,定义域是R且为增函数的是( )
A.y=e﹣x B.y=x C.y=lnx D.y=|x|
【分析】根据函数单调性的性质和函数成立的条件,即可得到结论.
【解答】解:A.函数的定义域为R,但函数为减函数,不满足条件.
B.函数的定义域为R,函数增函数,满足条件.
C.函数的定义域为(0,+∞),函数为增函数,不满足条件.
D.函数的定义域为R,在(0,+∞)上函数是增函数,在(﹣∞,0)上是减函数,不满足条件.
故选:B.
3.(5分)(2014•北京)已知向量=(2,4),=(﹣1,1),则2﹣=( )
A.(5,7) B.(5,9) C.(3,7) D.(3,9)
【分析】直接利用平面向量的数乘及坐标减法运算得答案.
【解答】解:由=(2,4),=(﹣1,1),得:
2﹣=2(2,4)﹣(﹣1,1)=(4,8)﹣(﹣1,1)=(5,7).
故选:A.
4.(5分)(2014•北京)执行如图所示的程序框图,输出的S值为( )
A.1 B.3 C.7 D.15
【分析】算法的功能是求S=1+21+22+…+2k的值,根据条件确定跳出循环的k值,计算输出的S值.
【解答】解:由程序框图知:算法的功能是求S=1+21+22+…+2k的值,
∵跳出循环的k值为3,
∴输出S=1+2+4=7.
故选:C.
5.(5分)(2014•北京)设a,b是实数,则“a>b”是“a2>b2”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
【分析】本题考查的判断充要条件的方法,我们可以根据充要条件的定义进行判断,此题的关键是对不等式性质的理解.
【解答】解:因为a,b都是实数,由a>b,不一定有a2>b2,如﹣2>﹣3,但(﹣2)2<(﹣3)2,所以“a>b”是“a2>b2”的不充分条件;
反之,由a2>b2也不一定得a>b,如(﹣3)2>(﹣2)2,但﹣3<﹣2,所以“a>b”是“a2>b2”的不必要条件.
故选D
6.(5分)(2014•北京)已知函数f(x)=﹣log2x,在下列区间中,包含f(x)零点的区间是( )
A.(0,1) B.(1,2) C.(2,4) D.(4,+∞)
【分析】可得f(2)=2>0,f(4)=﹣<0,由零点的判定定理可得.
【解答】解:∵f(x)=﹣log2x,
∴f(2)=2>0,f(4)=﹣<0,
满足f(2)f(4)<0,
∴f(x)在区间(2,4)内必有零点,
故选:C
7.(5分)(2014•北京)已知圆C:(x﹣3)2+(y﹣4)2=1和两点A(﹣m,0),B(m,0)(m>0),若圆C上存在点P,使得∠APB=90°,则m的最大值为( )
A.7 B.6 C.5 D.4
【分析】根据圆心C到O(0,0)的距离为5,可得圆C上的点到点O的距离的最大值为6.再由∠APB=90°,可得PO=AB=m,可得m≤6,从而得到答案.
【解答】解:圆C:(x﹣3)2+(y﹣4)2=1的圆心C(3,4),半径为1,
∵圆心C到O(0,0)的距离为5,
∴圆C上的点到点O的距离的最大值为6.
再由∠APB=90°可得,以AB为直径的圆和圆C有交点,
可得PO=AB=m,故有m≤6,
故选:B.
8.(5分)(2014•北京)加工爆米花时,爆开且不糊的粒数占加工总粒数的百分比称为“可食用率”,在特定条件下,可食用率p与加工时间t(单位:分钟)满足函数关系p=at2+bt+c(a,b,c是常数),如图记录了三次实验的数据,根据上述函数模型和实验数据,可以得到最佳加工时间为( )
A.3.50分钟 B.3.75分钟 C.4.00分钟 D.4.25分钟
【分析】由提供的数据,求出函数的解析式,由二次函数的图象与性质可得结论.
【解答】解:将(3,0.7),(4,0.8),(5,0.5)分别代入p=at2+bt+c,可得,
解得a=﹣0.2,b=1.5,c=﹣2,
∴p=﹣0.2t2+1.5t﹣2,对称轴为t=﹣=3.75.
故选:B.
二、填空题共6小题,每小题5分,共30分.
9.(5分)(2014•北京)若(x+i)i=﹣1+2i(x∈R),则x= 2 .
【分析】化简原式可得∴﹣1+xi=﹣1+2i,由复数相等的定义可得.
【解答】解:∵(x+i)i=﹣1+2i,
∴﹣1+xi=﹣1+2i,
由复数相等可得x=2
故答案为:2
10.(5分)(2014•北京)设双曲线C的两个焦点为(﹣,0),(,0),一个顶点是(1,0),则C的方程为 x2﹣y2=1 .
【分析】利用双曲线C的两个焦点为(﹣,0),(,0),一个顶点是(1,0),可得c=,a=1,进而求出b,即可得出双曲线的方程.
【解答】解:∵双曲线C的两个焦点为(﹣,0),(,0),一个顶点是(1,0),
∴c=,a=1,
∴b=1,
∴C的方程为x2﹣y2=1.
故答案为:x2﹣y2=1.
11.(5分)(2014•北京)某三棱锥的三视图如图所示,则该三棱锥最长棱的棱长为 2 .
【分析】由主视图知CD⊥平面ABC、B点在AC上的射影为AC中点及AC长,由左视图可知CD长及△ABC中变AC的高,利用勾股定理即可求出最长棱BD的长.
【解答】解:由主视图知CD⊥平面ABC,设AC中点为E,则BE⊥AC,且AE=CE=1;
由主视图知CD=2,由左视图知BE=1,
在Rt△BCE中,BC=,
在Rt△BCD中,BD=,
在Rt△ACD中,AD=2.
则三棱锥中最长棱的长为2.
故答案为:2.
12.(5分)(2014•北京)在△ABC中,a=1,b=2,cosC=,则c= 2 ;sinA= .
【分析】
利用余弦定理列出关系式,将a,b,以及cosC的值代入求出c的值,由cosC的值求出sinC的值,再由a,c的值,利用正弦定理即可求出sinA的值.
【解答】解:∵在△ABC中,a=1,b=2,cosC=,
∴由余弦定理得:c2=a2+b2﹣2abcosC=1+4﹣1=4,即c=2;
∵cosC=,C为三角形内角,
∴sinC==,
∴由正弦定理=得:sinA===.
故答案为:2;.
13.(5分)(2014•北京)若x,y满足,则z=x+y的最小值为 1 .
【分析】由约束条件作出可行域,化目标函数为直线方程的斜截式,由图得到最优解,联立方程组求出最优解的坐标,代入目标函数得答案.
【解答】解:由约束条件作出可行域如图,
化目标函数z=x+y为,
由图可知,当直线过C(0,1)时直线在y轴上的截距最小.
此时.
故答案为:1.
14.(5分)(2014•北京)顾客请一位工艺师把A,B两件玉石原料各制成一件工艺品,工艺师带一位徒弟完成这项任务,每件原料先由徒弟完成粗加工,再由师傅进行精加工完成制作,两件工艺品都完成后交付顾客,两件原料每道工序所需时间(单位:工作日)如下:
工序
时间
原料
粗加工
精加工
原料A
9
15
原料B
6
21
则最短交货期为 42 个工作日.
【分析】先完成B的加工,再完成A的加工即可.
【解答】解:由题意,徒弟利用6天完成原料B的加工,由师傅利用21天完成精加工,与此同时,徒弟利用9天完成原料A的加工,最后由师傅利用15天完成精加工,故最短交货期为6+21+15=42 个工作日.
故答案为:42.
三、解答题,共6小题,满分80分,解答应写出文字说明,演算步骤或证明过程.
15.(13分)(2014•北京)已知{an}是等差数列,满足a1=3,a4=12,等比数列{bn}满足b1=4,b4=20.
(1)求数列{an}和{bn}的通项公式;
(2)求数列{bn}的前n项和.
【分析】(1)由等差数列的通项公式求出公差,由此能求出数列{an}的通项公式;由等比数列{bn}通项公式求出公比q,由此能求出数列{bn}的通项公式.
(2)由等比数列{bn}的首项和公比能求出数列{bn}的前n项和.
【解答】解:(1)∵{an}是等差数列,满足a1=3,a4=12,
∴3+3d=12,解得d=3,
∴an=3+(n﹣1)×3=3n.
∵等比数列{bn}满足b1=4,b4=20,
∴4q3=20,解得q=,
∴bn=4×()n﹣1.
(2)∵等比数列{bn}中,,
∴数列{bn}的前n项和Sn==.
16.(13分)(2014•北京)函数f(x)=3sin(2x+)的部分图象如图所示.
(Ⅰ)写出f(x)的最小正周期及图中x0,y0的值;
(Ⅱ)求f(x)在区间[﹣,﹣]上的最大值和最小值.
【分析】(Ⅰ)由题目所给的解析式和图象可得所求;(Ⅱ)由x∈[﹣,﹣]可得2x+∈[﹣,0],由三角函数的性质可得最值.
【解答】解:(Ⅰ)∵f(x)=3sin(2x+),
∴f(x)的最小正周期T==π,
可知y0为函数的最大值3,x0=;
(Ⅱ)∵x∈[﹣,﹣],
∴2x+∈[﹣,0],
∴当2x+=0,即x=时,f(x)取最大值0,
当2x+=,即x=﹣时,f(x)取最小值﹣3
17.(14分)(2014•北京)如图,在三棱柱ABC﹣A1B1C1中,侧棱垂直于底面,AB⊥BC,AA1=AC=2,BC=1,E,F分别是A1C1,BC的中点.
(Ⅰ)求证:平面ABE⊥B1BCC1;
(Ⅱ)求证:C1F∥平面ABE;
(Ⅲ)求三棱锥E﹣ABC的体积.
【分析】(Ⅰ)证明AB⊥B1BCC1,可得平面ABE⊥B1BCC1;
(Ⅱ)证明C1F∥平面ABE,只需证明四边形FGEC1为平行四边形,可得C1F∥EG;
(Ⅲ)利用VE﹣ABC=,可求三棱锥E﹣ABC的体积.
【解答】(Ⅰ)证明:∵三棱柱ABC﹣A1B1C1中,侧棱垂直于底面,
∴BB1⊥AB,
∵AB⊥BC,BB1∩BC=B,
∴AB⊥平面B1BCC1,
∵AB⊂平面ABE,
∴平面ABE⊥B1BCC1;
(Ⅱ)证明:取AB中点G,连接EG,FG,则,
∵F是BC的中点,
∴FG∥AC,FG=AC,
∵E是A1C1的中点,
∴FG∥EC1,FG=EC1,
∴四边形FGEC1为平行四边形,
∴C1F∥EG,
∵C1F⊄平面ABE,EG⊂平面ABE,
∴C1F∥平面ABE;
(Ⅲ)解:∵AA1=AC=2,BC=1,AB⊥BC,
∴AB=,
∴VE﹣ABC===.
18.(13分)(2014•北京)从某校随机抽取100名学生,获得了他们一周课外阅读时间(单位:小时)的数据,整理得到数据分组及频数分布表和频率分布直方图:
排号
分组
频数
1
[0,2)
6
2
[2,4)
8
3
[4,6)
17
4
[6,8)
22
5
[8,10)
25
6
[10,12)
12
7
[12,14)
6
8
[14,16)
2
9
[16,18)
2
合计
100
(Ⅰ)从该校随机选取一名学生,试估计这名学生该周课外阅读时间少于12小时的概率;
(Ⅱ)求频率分布直方图中的a,b的值;
(Ⅲ)假设同一组中的每个数据可用该组区间的中点值代替,试估计样本中的100名学生该周课外阅读时间的平均数在第几组(只需写结论)
【分析】(Ⅰ)根据频率分布表求出1周课外阅读时间少于12小时的频数,再根据频率=求频率;
(Ⅱ)根据小矩形的高=求a、b的值;
(Ⅲ)利用平均数公式求得数据的平均数,可得答案.
【解答】解:(Ⅰ)由频率分布表知:1周课外阅读时间少于12小时的频数为6+8+17+22+25+12=90,
∴1周课外阅读时间少于12小时的频率为=0.9;
(Ⅱ)由频率分布表知:数据在[4,6)的频数为17,∴频率为0.17,∴a=0.085;
数据在[8,10)的频数为25,∴频率为0.25,∴b=0.125;
(Ⅲ)数据的平均数为1×0.06+3×0.08+5×0.17+7×0.22+9×0.25+11×0.12+13×0.06+15×0.02+17×0.02=7.68(小时),
∴样本中的100名学生该周课外阅读时间的平均数在第四组.
19.(14分)(2014•北京)已知椭圆C:x2+2y2=4.
(Ⅰ)求椭圆C的离心率;
(Ⅱ)设O为原点,若点A在直线y=2上,点B在椭圆C上,且OA⊥OB,求线段AB长度的最小值.
【分析】(Ⅰ)椭圆C:x2+2y2=4化为标准方程为,求出a,c,即可求椭圆C的离心率;
(Ⅱ)先表示出线段AB长度,再利用基本不等式,求出最小值.
【解答】解:(Ⅰ)椭圆C:x2+2y2=4化为标准方程为,
∴a=2,b=,c=,
∴椭圆C的离心率e==;
(Ⅱ)设A(t,2),B(x0,y0),x0≠0,则
∵OA⊥OB,
∴=0,
∴tx0+2y0=0,∴t=﹣,
∵,
∴|AB|2=(x0﹣t)2+(y0﹣2)2=(x0+)2+(y0﹣2)2=x02+y02++4=x02+++4=+4(0<x02≤4),
因为≥4(0<x02≤4),当且仅当,即x02=4时等号成立,所以|AB|2≥8.
∴线段AB长度的最小值为2.
20.(13分)(2014•北京)已知函数f(x)=2x3﹣3x.
(Ⅰ)求f(x)在区间[﹣2,1]上的最大值;
(Ⅱ)若过点P(1,t)存在3条直线与曲线y=f(x)相切,求t的取值范围;
(Ⅲ)问过点A(﹣1,2),B(2,10),C(0,2)分别存在几条直线与曲线y=f(x)相切?(只需写出结论)
【分析】(Ⅰ)利用导数求得极值点比较f(﹣2),f(﹣),f(),f(1)的大小即得结论;
(Ⅱ)利用导数的几何意义得出切线方程4﹣6+t+3=0,设g(x)=4x3﹣6x2+t+3,则“过点P(1,t)存在3条直线与曲线y=f(x)相切”,
等价于“g(x)有3个不同的零点”.利用导数判断函数的单调性进而得出函数的零点情况,得出结论;
(Ⅲ)利用(Ⅱ)的结论写出即可.
【解答】解:(Ⅰ)由f(x)=2x3﹣3x得f′(x)=6x2﹣3,
令f′(x)=0得,x=﹣或x=,
∵f(﹣2)=﹣10,f(﹣)=,f()=﹣,f(1)=﹣1,
∴f(x)在区间[﹣2,1]上的最大值为.
(Ⅱ)设过点P(1,t)的直线与曲线y=f(x)相切于点(x0,y0),
则y0=2﹣3x0,且切线斜率为k=6﹣3,
∴切线方程为y﹣y0=(6﹣3)(x﹣x0),
∴t﹣y0=(6﹣3)(1﹣x0),
即4﹣6+t+3=0,
设g(x)=4x3﹣6x2+t+3,
则“过点P(1,t)存在3条直线与曲线y=f(x)相切”,等价于“g(x)有3个不同的零点”.
∵g′(x)=12x2﹣12x=12x(x﹣1),
∴g(x)与g′(x)变化情况如下:
x
(﹣∞,0)
0
(0,1)
1
(1,+∞)
g′(x)
+
0
﹣
0
+
g(x)
↗
t+3
↘
t+1
↗
∴g(0)=t+3是g(x)的极大值,g(1)=t+1是g(x)的极小值.
当g(0)=t+3≤0,即t≤﹣3时,g(x)在区间(﹣∞,1]和(1,+∞)上分别至多有一个零点,故g(x)至多有2个零点.
当g(1)=t+1≥0,即t≥﹣1时,g(x)在区间(﹣∞,0]和(0,+∞)上分别至多有一个零点,故g(x)至多有2个零点.
当g(0)>0且g(1)<0,即﹣3<t<﹣1时,∵g(﹣1)=t﹣7<0,g(2)=t+11>0,
∴g(x)分别在区间[﹣1,0),[0,1)和[1,2)上恰有1个零点,由于g(x)在区间(﹣∞,0)和[1,+∞)上单调,
故g(x)分别在区间(﹣∞,0)和[1,+∞)上恰有1个零点.
综上所述,当过点过点P(1,t)存在3条直线与曲线y=f(x)相切时,t的取值范围是(﹣3,﹣1).
(Ⅲ)过点A(﹣1,2)存在3条直线与曲线y=f(x)相切;
过点B(2,10)存在2条直线与曲线y=f(x)相切;
过点C(0,2)存在1条直线与曲线y=f(x)相切.
参与本试卷答题和审题的老师有:sxs123;maths;清风慕竹;lincy;caoqz;刘长柏;sllwyn;zlzhan;liu老师(排名不分先后)
2017年2月3日
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