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- 2021-06-15 发布
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第 1页 共 14页 ◎ 第 2页 共 14页
2009 年湖北省高考数学试卷(理科)
一、选择题(共 10 小题,每小题 5 分,满分 50 分)
1. 已知
r n
r 晦䁡 ሻ 晦 䁡ሻ
,
r n
r 晦䁡 䁡ሻ 晦 ݊ 䁡 䁡ሻ
是
两个向量集合,则
r 晦 ሻA.
n晦䁡 䁡ሻ
B.
n晦 ݊ 䁡 䁡ሻ
C.
n晦䁡 ሻ
D.
n晦 䁡ሻ 2. 设
为非零实数,函数
r
䁡݊
䁡 晦
,且
݊
䁡
ሻ
的反函数是( )
A.
r
䁡݊
䁡 晦
,且
݊
䁡
ሻB.
r
䁡
䁡݊ 晦
,且
䁡
ሻC.
r
䁡
晦䁡݊ ሻ 晦
,且
䁡ሻD.
r
䁡݊
晦䁡 ሻ 晦
,且
݊ 䁡ሻ3. 投掷两颗骰子,得到其向上的点数分别为
和
,则复数
晦 ሻ晦 ݊ ሻ
为实
数的概率为( )
A.
䁡
B.
䁡
C.
䁡
D.
䁡
䁡 4. 函数
r
cos
晦
ሻ ݊
的图象
按向量
平移到
,
的函数解析式为
r
晦 ሻ
,当
r 晦 ሻ
为奇函数时,向量
可以等于( )
A.
晦 ݊
݊ ሻ
B.
晦 ݊
ሻ
C.
晦
݊ ሻ
D.
晦
ሻ5. 将甲、乙、丙、丁四名学生分到三个不同的班,每个班至少分到一名学生,且甲、
乙两名学生不能分到一个班,则不同分法的种数为( )
A.
䁡
B.
C.
D.
6. 设
晦
ሻ
r 䁡
݊䁡
݊䁡
,则 lim
晦
ǤǤǤ ሻ
݊ 晦 䁡 ǤǤǤ ݊䁡ሻ
r 晦 ሻA.
݊ 䁡
B.
C.
䁡
D.
䁡
7. 已知双曲线
݊
r 䁡
的准线过椭圆
r 䁡
的焦点,则直线
r 䁮
与椭
圆至多有一个交点的充要条件是( )
A.
䁮 ݊
䁡
䁡
B.
䁮 ݊ ݊
䁡
䁡
C.
䁮 ݊
D.
䁮 ݊ ݊
8. 在“家电下乡”活动中,某厂要将
䁡
台洗衣机运往邻近的乡镇.现有
辆甲型
货车和
辆乙型货车可供使用.每辆甲型货车运输费用
元,可装洗衣机
台;
每辆乙型货车运输费用
元,可装洗衣机
䁡
台.若每辆车至多只运一次,则该厂
所花的最少运输费用为
晦 ሻA.
元 B.
元 C.
元 D.
元
9. 设球的半径为时间
的函数
晦 ሻ
.若球的体积以均匀速度
增长,则球的表面积
的增长速度与球半径.
A.成正比,比例系数为
B.成正比,比例系数为
C.成反比,比例系数为
D.成反比,比例系数为
10. 古希腊人常用小石子在沙滩上摆成各种形状来研究数,例如:
他们研究过图
䁡
中的
䁡
,
,
,
䁡
,…,由于这些数能够表示成三角形,将其称为三
角形数;类似地,称图
中的
䁡
,
,
,
䁡
…这样的数成为正方形数.下列数中既是
三角形数又是正方形数的是( )
第 3页 共 14页 ◎ 第 4页 共 14页
A.
B.
䁡
C.
䁡
D.
䁡 䁞 二、填空题(共 5 小题,每小题 5 分,满分 25 分)
11. 已知关于
的不等式
݊䁡
䁡
的解集
n ݊ 䁡
或
-݊
䁡
,则实数
r
________.
12. 如图是样本容量为
的频率分布直方图.根据样本的频率分布直方图估计,
样本数落在
䁡
内的频数为________,数据落在
晦 䁡 ሻ
内的概率约为________.
13. 如图,卫星和地面之间的电视信号沿直线传播,电视信号能够传送到达的地面
区域,称为这个卫星的覆盖区域.为了转播
年北京奥运会,我国发射了“中星
九号”广播电视直播卫星,它离地球表面的距离约为
________.已知地球半径
约为
________,则“中星九号”覆盖区域内的任意两点的球面距离的最大值约
为________.(结果中保留反余弦的符号).
14. 已知函数
晦 ሻ
=
晦
ሻ
cos
sin
,则
晦
ሻ
的值为________.
15. 已知数列
n
满足:
䁡 r
(
为正整数),
䁡 r
,当
为偶数时,
䁡
,当
为奇数时,
若
r 䁡
,则
所有可能的取值为________.
三、解答题(共 6 小题,满分 75 分)
16. 一个盒子里装有
张大小形状完全相同的卡片,分别标有数
,
,
,
;另一
个盒子也装有
张大小形状完全相同的卡片,分别标有数
,
,
,
.现从一个盒
子中任取一张卡片,其上面的数记为
;再从另一盒子里任取一张卡片,其上面的数
记为
,记随机变量
r
,求
的分布列和数学期望.
17. 已知向量
r 晦
cos
sin
ሻ
,
r 晦
cos
sin
ሻ
,
r 晦 ݊ 䁡 ሻ
.
(1)求向量
的长度的最大值;
(2)设
r
,且
晦
ሻ
,求 cos
的值.
18. 如图,四棱锥
݊ 䁞
的底面是正方形,
平面
䁞
,
=
,
䁞 r
,点
是
上的点,且
=
晦 ሻ
晦
Ⅰ
ሻ
求证:对任意的
晦 ሻ
,都有
䁞
晦
Ⅱ
ሻ
设二面角
݊ 䁞 ݊
的大小为
,直线
与平面
䁞
所成的角为
,若 tan
tan
=
䁡
,求
的值.
第 5页 共 14页 ◎ 第 6页 共 14页
19. 已知数列
n
的前
项和
r݊ ݊ 晦
䁡
ሻ
݊䁡
晦
ሻ
.
(1)令
r
,求证:数列
n
是等差数列,并求数列
n
的通项公式.
(2)令
r
䁡
,
r 䁡
,试比较
与
䁡
的大小,并予以证明.
20. 过抛物线
r 晦 - ሻ
的对称轴上一点
䁞晦 ሻ晦 - ሻ
的直线与抛物线相交于
、
两点,自
、
向直线
Ͳ r݊
作垂线,垂足分别为
䁡
、
䁡
.
晦㤱ሻ
当
r
时,求证:
䁞 䁡 䁞 䁡
;
晦㤱㤱ሻ
记
䁞 䁡
、
䁞 䁡 䁡
、
䁞 䁡
的面积分别为
䁡
、
、
,是否存在
,使得对任
意的
-
,都有
r 䁡
成立?若存在,求出
的值,否则说明理由.
21. 在
上定义运算:
r݊
䁡
晦 ݊ ሻ晦 ݊ ሻ
(
、
是常数),已知
䁡晦 ሻ r
݊
,
晦 ሻ r ݊
,
晦 ሻ r 䁡晦 ሻ 晦 ሻ
.
①如果函数
晦 ሻ
在
r 䁡
处有极值
݊
,试确定
、
的值;
②求曲线
r 晦 ሻ
上斜率为
的切线与该曲线的公共点;
③记
晦 ሻ r 晦 ሻ 晦 ݊ 䁡 䁡ሻ
的最大值为
,若
䁮
对任意的
、
恒成立,
试求
䁮
的取值范围.(参考公式:
݊
r 晦 ሻ晦 ݊ ሻ
)
第 7页 共 14页 ◎ 第 8页 共 14页
参考答案与试题解析
2009 年湖北省高考数学试卷(理科)
一、选择题(共 10 小题,每小题 5 分,满分 50 分)
1.A
2.D
3.C
4.B
5.C
6.B
7.A
8.B
9.D
10.C
二、填空题(共 5 小题,每小题 5 分,满分 25 分)
11.
݊ 12.
,
Ǥ 13.
䁮
,
䁮
,
䁡
arccos
䁮14.
䁡15.
,
,
三、解答题(共 6 小题,满分 75 分)
16.解:随机变量
r
,依题意
的可能取值是
,
,
䁞
,
,
,
䁡
,
䁡䁡
.
得到
晦 r ሻ r
䁡
䁡
r
䁡
䁡
;
晦 r ሻ r
䁡
,
晦 r 䁞ሻ r
䁡
;
晦 r ሻ r
䁡
,
晦 r ሻ r
䁡
;
晦 r 䁡 ሻ r
䁡
,
晦 r 䁡䁡ሻ r
䁡
䁡
.
∴
的分布列为:
䁞 䁡 䁡䁡
䁡
䁡
䁡
䁡
䁡
䁡
䁡
䁡
䁡 ∴
r
䁡
䁡
䁡 䁞
䁡
䁡
䁡 䁡
䁡 䁡䁡
䁡
䁡 r
.
17.解:
晦䁡ሻ
r 晦
cos
݊ 䁡
sin
ሻ
,则
r 晦
cos
݊ 䁡ሻ
sin
r 晦䁡 ݊
cos
ሻ
.
∵
݊ 䁡
cos
䁡
,
∴
,即
.
当 cos
r݊ 䁡
时,有
r
,
所以向量
的长度的最大值为
.
(2)由(1)可得
r 晦
cos
݊ 䁡
sin
ሻ
,
晦
ሻ r
cos
cos
sin
sin
݊
cos
r
cos
晦 ݊ ሻ ݊
cos
.
∵
晦
ሻ
,
∴
晦
ሻ r
,即 cos
晦 ݊ ሻ r
cos
.
由
r
,得 cos
晦
݊ ሻ r
cos
,
即
݊
r 䁮
晦䁮 ሻ
,
∴
r 䁮
或
r 䁮
,
䁮
,于是 cos
r
或 cos
r 䁡
.
18.(1)证法
䁡
:如图
䁡
,连接
、
,由地面
䁞
是正方形可得
䁞
.
∵
平面
䁞
,∴
是
在平面
䁞
上的射影,∴
䁞 (2)解法
䁡
:如图
䁡
,由
平面
䁞
知,
=
,
∵
平面
䁞
,
平面
䁞
,∴
.
第 9页 共 14页 ◎ 第 10页 共 14页
又底面
䁞
是正方形,∴
䁞
,而
䁞
=
,
平面
䁞
.
连接
䁞
、
,过点
在平面
䁞
内作
䁞
于
,连接
,则
䁞
,
故
是二面角
݊ 䁞 ݊
的平面角,即
=
.
在
中,∵
=
,
=
∴ tan
r
r
在
䁞
中,∵
䁞 r
,
=
∴
䁞
=
从而
r
䁞
䁞 r
在
中,tan
r
r
.
由 tan
tan
=
䁡
,得
r 䁡
即
r
,所以
=
.
由
,解得
r
,即为所求.
(1)证法
:以
为原点,以
䁞
.
.
的方向分别作为
,
,
轴的正方向建
立如
图
所示的空间直角坐标系,则
晦 ሻ
,
䁞晦 ሻ
,
晦 ሻ
,
晦 ሻ
,
晦 ሻ
,
∴
䁞
r 晦 ݊ ሻ
,
r 晦 ݊ ሻ∴
䁞
r
݊
݊ r
,即
䁞
.
(2)解法
:
由
晦㤱ሻ
得
䁞
r 晦 ݊ ሻ
,
r 晦 ݊ ሻ
,
r 晦 ݊ ݊ ሻ
.
设平面
䁞
的法向量为
=
晦 ሻ
,则由
䁞
,
得
䁞
r
r
即
݊ r
݊ r
取
r
,得
晦 ሻ
.
易知平面
䁞
与平面
䁞
的一个法向量分别为
r 晦 ሻ
与
r 晦 ሻ
.
∴ sin
r
r
,cos
r
r
.
∵
,
- ∴ tan
tan
=
䁡 r
sin
=cos
r
=
.
由
,解得
r
,即为所求.
19.解:(1)在
r݊ ݊ 晦
䁡
ሻ
݊䁡
晦
ሻ
中,令
r 䁡
,可得
䁡 r݊ 䁡 ݊ 䁡 r
䁡
,即
䁡 r
䁡
当
时,
݊䁡 r݊ ݊䁡 ݊ 晦
䁡
ሻ
݊
所以
r ݊ ݊䁡 r݊ ݊䁡 晦
䁡
ሻ
݊䁡
所以
r ݊䁡 晦
䁡
ሻ
݊䁡
,即
r
݊䁡
݊䁡 䁡因为
r
,所以
r ݊䁡 䁡
,即当
时,
݊ ݊䁡 r 䁡又
䁡 r 䁡 r 䁡
,所以数列
是首项和公差均为
䁡
的等差数列
于是
r 䁡 晦 ݊ 䁡ሻ 䁡 r r
,所以
r
(2)由
䁡ሻ
得
r
䁡
r 晦 䁡ሻ晦
䁡
ሻ
所以
r
䁡
晦
䁡
ሻ
晦 䁡ሻ 晦
䁡
ሻ
①
䁡
r 晦
䁡
ሻ
晦
䁡
ሻ
晦
䁡
ሻ
晦 䁡ሻ 晦
䁡
ሻ
䁡
②
由①-②得
䁡
r
݊
䁡
第 11页 共 14页 ◎ 第 12页 共 14页
所以
r ݊
݊
䁡 r ݊
݊
䁡 r
晦 ሻ晦
݊ ݊䁡ሻ
晦 䁡ሻ于是确定
与
䁡
的大小关系等价于比较
与
䁡
的大小.
猜想当
r 䁡
,
时,
䁡
,当
时,
- 䁡下面用数学归纳法证明:
当
r
时,显然成立
假设当
r 䁮晦䁮 ሻ
时,
䁮
- 䁮 䁡
成立
则当
r 䁮 䁡
时,
䁮 䁡
r
䁮
- 晦 䁮 䁡ሻ r 䁮 r 晦䁮 䁡ሻ 䁡 晦 䁮 ݊ 䁡ሻ -
晦䁮 䁡ሻ 䁡所以当
r 䁮 䁡
时,猜想也成立.
于是,当
,
时,
- 䁡
成立
综上所述,当
r 䁡
,
时,
䁡
,
当
时,
-
䁡20.解:依题意,可设直线
的方程为
r
,
晦 䁡 䁡ሻ
,
晦 ሻ
,则有
䁡晦 ݊ 䁡ሻ
,
䁡晦 ݊ ሻ
.
将
r
代入
r 晦 - ሻ
消去
可得
݊ ݊ r 从而有
䁡 r
,
䁡 r݊ ①
于是
䁡 r 晦 䁡 ሻ r 晦
ሻ②
又由
䁡
r 䁡
,
r
可得
䁡 r
晦 䁡 ሻ
r
晦݊ ሻ
r
③
晦㤱ሻ
证:如图,当
r
时,点
䁞晦
ሻ
即为抛物线的焦点,
为其准线,其方程为
r݊
此时
䁡晦 ݊
䁡ሻ
,
䁡晦 ݊
ሻ
.并由 ①可得
䁡 r݊
∵
䁞 䁡
r 晦 ݊ 䁡ሻ
,
䁞 䁡
r 晦 ݊ ሻ
,
∴
䁞 䁡
䁞 䁡
r 晦 ݊ 䁡ሻ 晦 ݊ ሻ r
䁡 r
,故有
䁞 䁡 䁞 䁡
;
晦㤱㤱ሻ
存在
r
,使得对任意的
-
,都有
r 䁡
成立,证明如下:
证:记直线
与
轴的交点为
䁞䁡
,则
ܱ䁞 r ܱ䁞䁡 r
.
于是有
䁡 r
䁡
䁡 䁞䁡 䁡 r
䁡
晦 䁡 ሻ 䁡
,
r
䁡
䁡 䁡 䁞䁞䁡 r 䁡 ݊
,
r
䁡
䁡 䁞䁡 䁡 r
䁡
晦 ሻ
,
∴
r 䁡 晦 䁡 ݊ ሻ
)
r 晦
䁡
晦 䁡 ሻ 䁡 ሻ
晦
䁡
晦 ሻ ሻ
晦 䁡 ሻ
݊ 䁡 r 䁡 晦 䁡 ሻ
䁡 将①、②、③代入上式化简可得
晦
ሻ r
晦
ሻ
上式恒成立,即对任意的
-
,
r 䁡
成立
21.解:①依题意
晦 ሻ r݊
䁡
,
解
晦䁡ሻ r݊
晦䁡ሻ r 得
r 䁡
r݊ 䁡
或
r݊ 䁡
r
.
第 13页 共 14页 ◎ 第 14页 共 14页
若
r 䁡
r݊ 䁡
,
晦 ሻ r݊
䁡
݊ ݊ 䁡
,
晦 ሻ r݊
݊ 䁡 r݊ 晦 ݊ 䁡ሻ
晦 ሻ
在
上单调递减,
在
r 䁡
处无极值;若
r݊ 䁡
r
,
晦 ሻ r݊
䁡
݊
݊
,
晦 ሻ r݊
݊ r݊ 晦 ݊ 䁡ሻ晦 ሻ
,直接讨论知,
晦 ሻ
在
r 䁡
处有极大值,所以
r݊ 䁡
r
为所求.
②解
晦 ሻ r
得
r
或
r
,切点分别为
晦 ሻ
、
晦
ሻ
,
相应的切线为
r
或
r
.
解
r݊
䁡
得
r
或
r
;
解
r݊
䁡
即
݊
r 得
r݊
或
r
.
综合可知,
r
时,斜率为
的切线只有一条,与曲线的公共点只有
晦 ሻ
,
时,
斜率为
的切线有两条,与曲线的公共点分别为
晦 ሻ
、
晦 ሻ
和
晦
ሻ
、
晦 ݊
ሻ
.
③
晦 ሻ r ݊ 晦 ݊ ሻ
.若
- 䁡
,则
晦 ሻ
在
݊ 䁡 䁡
是单调函数,
r
max
n 晦 ݊ 䁡ሻ 晦䁡ሻ r n ݊ 䁡 ݊ 䁡 ݊
,
因为
晦䁡ሻ
与
晦 ݊ 䁡ሻ
之差的绝对值
晦䁡ሻ ݊ 晦 ݊ 䁡ሻ r -
,所以
-
.
若
䁡
,
晦 ሻ
在
r ݊ 䁡 䁡
取极值,
则
r
max
n 晦 ݊ 䁡ሻ 晦䁡ሻ 晦 ሻ
,
晦 ሻ ݊ 晦 䁡ሻ r 晦
∓
䁡ሻ
.
若
݊ 䁡
,
晦䁡ሻ 晦 ݊ 䁡ሻ 晦
r
max
n
晦䁡ሻ
,
晦 ሻ
䁡
晦䁡ሻ ݊
晦 ሻ r
䁡
晦 ݊ 䁡ሻ
-
䁡
;
若
䁡
,
晦 ݊ 䁡ሻ 晦䁡ሻ 晦 ሻ
,
r
max
n 晦 ݊ 䁡ሻ 晦 ሻ
䁡
晦 ݊ 䁡ሻ ݊
晦 ሻ r
䁡
晦 䁡ሻ
䁡
.
当
r
,
r
䁡
时,
晦 ሻ r
晦 ሻ r ݊
䁡
在
݊ 䁡 䁡
上的最大值
r
䁡
.
所以,
䁮
的取值范围是
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