2014年高考理数真题试卷(湖南卷)
一、选择题
1.(2014·湖南理)满足 =i(i为虚数单位)的复数z=( )
A.+ i B.﹣ i
C.﹣ + i D.﹣ ﹣ i
【答案】B
【知识点】复数代数形式的乘除运算
【解析】【解答】解:∵ =i,
∴z+i=zi,
即z= = = ﹣ i,
故选:B.
【分析】根据复数的基本运算即可得到结论.
2.(2014·湖南理)对一个容量为N的总体抽取容量为n的样本,当选取简单随机抽样、系统抽样和分层抽样三种不同方法抽取样本时,总体中每个个体被抽中的概率分别为P1,P2,P3,则( )
A.P1=P2<P3 B.P2=P3<P1 C.P1=P3<P2 D.P1=P2=P3
【答案】D
【知识点】简单随机抽样;分层抽样方法;系统抽样方法
【解析】【解答】解:根据简单随机抽样、系统抽样和分层抽样的定义可知,无论哪种抽样,每个个体被抽中的概率都是相等的,
即P1=P2=P3.
故选:D.
【分析】根据简单随机抽样、系统抽样和分层抽样的定义即可得到结论.
3.(2014·湖南理)已知f(x),g(x)分别是定义在R上的偶函数和奇函数,且f(x)﹣g(x)=x3+x2+1,则f(1)+g(1)=( )
A.﹣3 B.﹣1 C.1 D.3
【答案】C
【知识点】函数解析式的求解及常用方法;函数的值
【解析】【解答】解:由f(x)﹣g(x)=x3+x2+1,将所有x替换成﹣x,得
f(﹣x)﹣g(﹣x)=﹣x3+x2+1,
根据f(x)=f(﹣x),g(﹣x)=﹣g(x),得
f(x)+g(x)=﹣x3+x2+1,再令x=1,计算得,
f(1)+g(1)=1.
故选:C.
【分析】将原代数式中的x替换成﹣x,再结合着f(x)和g(x)的奇偶性可得f(x)+g(x),再令x=1即可.
4.(2014·湖南理)( x﹣2y)5的展开式中x2y3的系数是( )
A.﹣20 B.﹣5 C.5 D.20
【答案】A
【知识点】二项式定理的应用
【解析】【解答】解:由二项式定理可知:Tr+1= ,
要求解( x﹣2y)5的展开式中x2y3的系数,
所以r=3,
所求系数为: =﹣20.
故选:A.
【分析】利用二项式定理的展开式的通项公式,求解所求项的系数即可.
5.(2014·湖南理)已知命题p:若x>y,则﹣x<﹣y;命题q:若x>y,则x2>y2,在命题①p∧q;②p∨q;③p∧(¬q);④(¬p)∨q中,真命题是( )
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
【答案】C
【知识点】复合命题的真假
【解析】【解答】解:根据不等式的性质可知,若若x>y,则﹣x<﹣y成立,即p为真命题,
当x=1,y=﹣1时,满足x>y,但x2>y2不成立,即命题q为假命题,
则①p∧q为假命题;②p∨q为真命题;③p∧(¬q)为真命题;④(¬p)∨q为假命题,
故选:C.
【分析】根据不等式的性质分别判定命题p,q的真假,利用复合命题之间的关系即可得到结论.
6.(2014·湖南理)执行如图所示的程序框图,如果输入的t∈[﹣2,2],则输出的S属于( )
A.[﹣6,﹣2] B.[﹣5,﹣1] C.[﹣4,5] D.[﹣3,6]
【答案】D
【知识点】程序框图
【解析】【解答】解:若0≤t≤2,则不满足条件输出S=t﹣3∈[﹣3,﹣1],
若﹣2≤t<0,则满足条件,此时t=2t2+1∈(1,9],此时不满足条件,输出S=t﹣3∈(﹣2,6],
综上:S=t﹣3∈[﹣3,6],
故选:D
【分析】根据程序框图,结合条件,利用函数的性质即可得到结论.
7.(2014·湖南理)一块石材表示的几何体的三视图如图所示,将该石材切削、打磨,加工成球,则能得到的最大球的半径等于( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【知识点】由三视图求面积、体积;球的体积和表面积;球内接多面体
【解析】【解答】解:由题意,该几何体为三棱柱,所以最大球的半径为正视图直角三角形内切圆的半径r,则
8﹣r+6﹣r= ,
∴r=2.
故选:B.
【分析】由题意,该几何体为三棱柱,所以最大球的半径为正视图直角三角形内切圆的半径r.
8.(2014·湖南理)某市生产总值连续两年持续增加,第一年的增长率为p,第二年的增长率为q,则该市这两年生产总值的年平均增长率为( )
A. B.
C.pq D.﹣1
【答案】D
【知识点】有理数指数幂的运算性质
【解析】【解答】解:设该市这两年生产总值的年平均增长率为x,
则(1+p)(1+q)=(1+x)2,
解得x= ﹣1,
故选:D.
【分析】设该市这两年生产总值的年平均增长率为x,可得(1+p)(1+q)=(1+x)2,解出即可.
9.(2014·湖南理)已知函数f(x)=sin(x﹣φ),且 f(x)dx=0,则函数f(x)的图象的一条对称轴是( )
A.x= B.x= C.x= D.x=
【答案】A
【知识点】定积分;函数y=Asin(ωx+φ)的图象变换
【解析】【解答】解:∵函数f(x)=sin(x﹣φ),
f(x)dx=﹣cos(x﹣φ) =﹣cos( ﹣φ)﹣[﹣cos(﹣φ)]= cosφ﹣ sinφ= cos(φ+ )=0,
∴φ+ =kπ+ ,k∈z,即 φ=kπ+ ,k∈z,故可取φ= ,f(x)=sin(x﹣ ).
令x﹣ =kπ+ ,求得 x=kπ+ ,k∈Z,
则函数f(x)的图象的一条对称轴为 x= ,
故选:A.
【分析】由 f(x)dx=0求得 cos(φ+ )=0,故有 φ+ =kπ+ ,k∈z.可取φ= ,则f(x)=sin(x﹣ ).
令x﹣ =kπ+ ,求得x的值,可得函数f(x)的图象的一条对称轴方程.
10.(2014·湖南理)若函数f(x)=x2+ex﹣ (x<0)与g(x)=x2+ln(x+a)图象上存在关于y轴对称的点,则a的取值范围是( )
A.(﹣ ) B.( )
C.( ) D.( )
【答案】A
【知识点】函数的图象
【解析】【解答】解:由题意可得:
存在x0∈(﹣∞,0),满足x02+ex0﹣ =(﹣x0)2+ln(﹣x0+a),
即ex0﹣ ﹣ln(﹣x0+a)=0有负根,
∵当x趋近于负无穷大时,ex0﹣ ﹣ln(﹣x0+a)也趋近于负无穷大,
且函数h(x)=ex﹣ ﹣ln(﹣x+a)为增函数,
∴h(0)=e0﹣ ﹣lna>0,
∴lna<ln ,
∴a< ,
∴a的取值范围是(﹣∞, ),
故选:A
【分析】由题意可得ex0﹣ ﹣ln(﹣x0+a)=0有负根,函数h(x)=ex﹣ ﹣ln(﹣x+a)为增函数,由此能求出a的取值范围.
二、填空题(一)选做题(请考生在第11,12,13三题中任选两题作答,如果全做,则按前两题记分)
11.(2014·湖南理)在平面直角坐标系中,倾斜角为 的直线l与曲线C: ,(α为参数)交于A,B两点,且|AB|=2,以坐标原点O为极点,x轴正半轴为极轴建立极坐标系,则直线l的极坐标方程是 .
【答案】ρ(cosθ﹣sinθ)=1
【知识点】简单曲线的极坐标方程;参数方程化成普通方程
【解析】【解答】解:设倾斜角为 的直线l的方程为y=x+b,
曲线C: (α为参数),即 (x﹣2)2+(y﹣1)2=1,表示以(2,1)为圆心、半径等于1的圆.
由于弦长|AB|=2,正好等于直径,故圆心(2,1)在直线l上,故有1=2+b,解得b=﹣1,
故直线l的方程为 y=x﹣1,即x﹣y﹣1=0.
再根据极坐标与直角坐标的互化公式可得ρcosθ﹣ρsinθ﹣1=0,即ρ(cosθ﹣sinθ)=1
故答案为:ρ(cosθ﹣sinθ)=1.
【分析】由题意可得直线l的方程为y=x+b,曲线方程化为直角坐标,表示一个圆,由于弦长正好等于直径,可得圆心(2,1)在直线l上,由此求得b的值,可得直线的方程.
12.(2014·湖南理)如图所示,已知AB,BC是⊙O的两条弦,AO⊥BC,AB= ,BC=2 ,则⊙O的半径等于 .
【答案】1.5
【知识点】与圆有关的比例线段
【解析】【解答】解:设垂足为D,⊙O的半径等于R,则
∵AB,BC是⊙O的两条弦,AO⊥BC,AB= ,BC=2 ,
∴AD=1,
∴R2=2+(R﹣1)2,
∴R=1.5.
故答案为:1.5
【分析】设垂足为D,⊙O的半径等于R,先计算AD,再计算R即可.
13.(2014·湖南理)若关于x的不等式|ax﹣2|<3的解集为{x|﹣ <x< },则a= .
【答案】-3
【知识点】含绝对值不等式的解法
【解析】【解答】解:显然,a=0时,条件|ax﹣2|<3恒成立,不满足解集为{x|﹣ <x< }.
当a>0时,由关于x的不等式|ax﹣2|<3可得﹣3<ax﹣2<3,解得﹣ <x< ,
再根据的解集为{x|﹣ <x< },∴ ,a无解.
当a<0时,由关于x的不等式|ax﹣2|<3可得﹣3<ax﹣2<3,解得 <x<﹣ ,
再根据的解集为{x|﹣ <x< },∴ ,解得a=﹣3,
故答案为:﹣3.
【分析】分a=0、a>0、a<0三种情况,分别去掉绝对值求得不等式的解集,再把求得的解集和所给的解集作对比,从而求得a的值,综合可得结论.
14.(2014·湖南理)若变量x,y满足约束条件 ,且z=2x+y的最小值为﹣6,则k=
【答案】-2
【知识点】简单线性规划
【解析】【解答】解:作出不等式对应的平面区域,(阴影部分)
由z=2x+y,得y=﹣2x+z,
平移直线y=﹣2x+z,由图象可知当直线y=﹣2x+z经过点A时,直线y=﹣2x+z的截距最小,此时z最小.
目标函数为2x+y=﹣6,
由 ,解得 ,
即A(﹣2,﹣2),
∵点A也在直线y=k上,
∴k=﹣2,
故答案为:﹣2.
【分析】作出不等式对应的平面区域,利用线性规划的知识,通过平移即先确定z的最优解,然后确定k的值即可.
15.(2014·湖南理)如图所示,正方形ABCD与正方形DEFG的边长分别为a,b(a<b),原点O为AD的中点,抛物线y2=2px(p>0)经过C,F两点,则 = .
【答案】
【知识点】直线与圆锥曲线的关系
【解析】【解答】解:由题意可得 , ,
将C,F两点的坐标分别代入抛物线方程y2=2px中,得
∵a>0,b>0,p>0,两式相比消去p得 ,化简整理得a2+2ab﹣b2=0,
此式可看作是关于a的一元二次方程,由求根公式得 ,
取 ,
从而 ,
故答案为: .
【分析】可先由图中的点与抛物线的位置关系,写出C,F两点的坐标,再将坐标代入抛物线方程中,消去参数p后,得到a,b的关系式,再寻求 的值.
16.(2014·湖南理)在平面直角坐标系中,O为原点,A(﹣1,0),B(0, ),C(3,0),动点D满足| |=1,则| + + |的最大值是 .
【答案】+1
【知识点】向量在几何中的应用;参数方程化成普通方程
【解析】【解答】解:由题意可得,点D在以C(3,0)为圆心的单位圆上,设点D的坐标为(3+cosθ,sinθ),
则| + + |≤| + + |+| |= +1.
∴| + + |的最大值是 +1,
故答案为: +1.
【分析】由题意可得,点D在以C(3,0)为圆心的单位圆上,设点D的坐标为(3+cosθ,sinθ),求得| + + |≤| + + |+| |,可得| + + |的最大值.
三、解答题
17.(2014·湖南理)某企业有甲、乙两个研发小组,他们研发新产品成功的概率分别为 和 .现安排甲组研发新产品A,乙组研发新产品B,设甲、乙两组的研发相互独立.
(1)求至少有一种新产品研发成功的概率;
(2)若新产品A研发成功,预计企业可获利润120万元;若新产品B研发成功,预计企业可获利润100万元,求该企业可获利润的分布列和数学期望.
【答案】(1)解:设至少有一种新产品研发成功的事件为事件A且事件B为事件A的对立事件,则事件B为一种新产品都没有成功,
因为甲乙研发新产品成功的概率分别为 和 .
则P(B)= ,
再根据对立事件的概率之间的公式可得P(A)=1﹣P(B)= ,
故至少有一种新产品研发成功的概率为 .
(2)解:由题可得设企业可获得利润为X,则X的取值有0,120,100,220,
由独立试验的概率计算公式可得,
,
,
,
,
所以X的分布列如下:
X 0 120 100 220
P(x)
则数学期望E(X)= =140.
【知识点】离散型随机变量及其分布列;离散型随机变量的期望与方差
【解析】【分析】(1)利用对立事件的概率公式,计算即可,(2)求出企业利润的分布列,再根据数学期望公式计算即可.
18.(2014·湖南理)如图,在平面四边形ABCD中,AD=1,CD=2,AC= .
(1)求cos∠CAD的值;
(2)若cos∠BAD=﹣ ,sin∠CBA= ,求BC的长.
【答案】(1)解: cos∠CAD= = = .
(2)解:∵cos∠BAD=﹣ ,
∴sin∠BAD= = ,
∵cos∠CAD= ,
∴sin∠CAD= =
∴sin∠BAC=sin(∠BAD﹣∠CAD)=sin∠BADcos∠CAD﹣cos∠BADsin∠CAD= × + × = ,
∴由正弦定理知 = ,
∴BC= sin∠BAC= × =3
【知识点】解三角形的实际应用
【解析】【分析】(1)利用余弦定理,利用已知条件求得cos∠CAD的值.(2)根据cos∠CAD,cos∠BAD的值分别,求得sin∠BAD和sin∠CAD,进而利用两角和公式求得sin∠BAC的值,最后利用正弦定理求得BC.
19.(2014·湖南理)如图,四棱柱ABCD﹣A1B1C1D1的所有棱长都相等,AC∩BD=O,
A1C1∩B1D1=O1,四边形ACC1A1和四边形BDD1B1均为矩形.
(1)证明:O1O⊥底面ABCD;
(2)若∠CBA=60°,求二面角C1﹣OB1﹣D的余弦值.
【答案】(1)证明:∵四棱柱ABCD﹣A1B1C1D1的所有棱长都相等,
∴四边形ABCD为菱形,
又∵AC∩BD=O,
故O为BD的中点,
同理O1也是B1D1的中点,
又∵四边形ACC1A1和四边形BDD1B1均为矩形,
∴O1O∥CC1∥BB1且CC1⊥AC,BB1⊥BD,
∴OO1⊥AC,OO1⊥BD,
又∵AC∩BD=O,AC,BD 平面ABCD,
∴O1O⊥底面ABCD;
(2)解:设四棱柱ABCD﹣A1B1C1D1的所有棱长均相等,所以四边形ABCD是菱形,
∴AC⊥BD,
又∵O1O⊥底面ABCD,
∴OB,OC,OO1两两垂直,
如图,以O为坐标原点,OB,OC,OO1所在直线分别为x轴,y轴,z轴建立直角坐标系O﹣xyz.
设AB=2,
∵∠CBA=60°,
∴OA=OC=1,OB=OD= ,
则O(0,0,0),B1( ),C1(0,1,2)
易知, =(0,1,0)是平面BDD1B1的一个法向量,
设 =(x,y,z)是平面OB1C1的一个法向量,则 ,即
取z=﹣ ,则x=2,y=2 ,所以 =(2,2 ,﹣ )
设二面角C1﹣OB1﹣D的大小为θ,易知θ是锐角,于是:
cosθ=|cos< , >|=| |= = ,
故二面角C1﹣OB1﹣D的余弦值为 .
【知识点】直线与平面垂直的判定;与二面角有关的立体几何综合题
【解析】【分析】(1)由已知中,四棱柱ABCD﹣A1B1C1D1的所有棱长都相等,AC∩BD=O,A1C1∩B1D1=O1,四边形ACC1A1和四边形BDD1B1均为矩形.可得O1O∥CC1∥BB1且CC1⊥AC,BB1⊥BD,进而OO1⊥AC,OO1⊥BD,再由线面垂直的判定定理得到O1O⊥底面ABCD;(2)设四棱柱ABCD﹣A1B1C1D1的所有棱长均为2a,设AB为2,若∠CBA=60°,OA=OC=1,OB=OD= ,以O为坐标原点,分别以OB,OC,OO1为x,y,z轴正方向建立空间直角坐标系,求出平面BDD1B1和平面OB1C1的法向量,代入向量夹角公式,求出二面角的余弦值.
20.(2014·湖南理)已知数列{an}满足a1=1,|an+1﹣an|=pn,n∈N*.
(1)若{an}是递增数列,且a1,2a2,3a3成等差数列,求p的值;
(2)若p= ,且{a2n﹣1}是递增数列,{a2n}是递减数列,求数列{an}的通项公式.
【答案】(1)解:∵数列{an}是递增数列,∴an+1﹣an>0,
则|an+1﹣an|=pn化为:an+1﹣an=pn,
分别令n=1,2可得,a2﹣a1=p, ,
即a2=1+p, ,
∵a1,2a2,3a3成等差数列,∴4a2=a1+3a3,
即4(1+p)=1+3(p2+p+1),
化简得3p2﹣p=0,解得 或0,
当p=0时,数列an为常数数列,不符合数列{an}是递增数列,
∴ ;
(2)解:由题意可得,|an+1﹣an|= ,
则|a2n﹣a2n﹣1|= ,|a2n+2﹣a2n+1|= ,
∵数列{a2n﹣1}是递增数列,且{a2n}是递减数列,
∴a2n+1﹣a2n﹣1>0,且a2n+2﹣a2n<0,
则﹣(a2n+2﹣a2n)>0,两不等式相加得
a2n+1﹣a2n﹣1﹣(a2n+2﹣a2n)>0,即a2n+1﹣a2n+2>a2n﹣1﹣a2n,
又∵|a2n﹣a2n﹣1|= >|a2n+2﹣a2n+1|= ,
∴a2n﹣a2n﹣1>0,即 ,
同理可得:a2n+3﹣a2n+2>a2n+1﹣a2n,即|a2n+3﹣a2n+2|<|a2n+1﹣a2n|,
则a2n+1﹣a2n=
当数列{an}的项数为偶数时,令n=2m(m∈N*),
, , ,…, ,
这2m﹣1个等式相加可得,
= = ,
则 ;
当数列{an}的项数为奇数时,令n=2m+1(m∈N*)
, , ,…, ,
这2m个等式相加可得,
= ﹣ = ,
则 ,且当m=0时a1=1符合,
故 ,
综上得,
【知识点】数列的求和;数列的递推公式
【解析】【分析】(1)根据条件去掉式子的绝对值,分别令n=1,2代入求出a2和a3,再由等差中项的性质列出关于p的方程求解,利用“{an}是递增数列”对求出的p的值取舍;(2)根据数列的单调性和式子“|an+1﹣an|=pn”、不等式的可加性,求出 和a2n+1﹣a2n= ,再对数列{an}的项数分类讨论,利用累加法和等比数列前n项和公式,求出数列{an}的奇数项、偶数项对应的通项公式,再用分段函数的形式表示出来.
21.(2014·湖南理)如图,O为坐标原点,椭圆C1: + =1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,离心率为e1;双曲线C2: ﹣ =1的左、右焦点分别为F3,F4,离心率为e2,已知e1e2= ,且|F2F4|= ﹣1.
(1)求C1、C2的方程;
(2)过F1作C1的不垂直于y轴的弦AB,M为AB的中点,当直线OM与C2交于P,Q两点时,求四边形APBQ面积的最小值.
【答案】(1)解:由题意可知, ,且 .
∵e1e2= ,且|F2F4|= ﹣1.
∴ ,且 .
解得: .
∴椭圆C1的方程为 ,双曲线C2的方程为 ;
(2)解:由(1)可得F1(﹣1,0).
∵直线AB不垂直于y轴,
∴设AB的方程为x=ny﹣1,
联立 ,得(n2+2)y2﹣2ny﹣1=0.
设A(x1,y1),B(x2,y2),M(x0,y0),
则 , .
则
= = .
∵M在直线AB上,
∴ .
直线PQ的方程为 ,
联立 ,得 .
解得 ,代入 得 .
由2﹣n2>0,得﹣ <n< .
∴P,Q的坐标分别为 ,
则P,Q到AB的距离分别为: , .
∵P,Q在直线A,B的两端,
∴ .
则四边形APBQ的面积S= |AB| .
∴当n2=0,即n=0时,四边形APBQ面积取得最小值2.
【知识点】直线与圆锥曲线的综合问题;圆锥曲线的综合
【解析】【分析】(1)由斜率公式写出e1,e2,把双曲线的焦点用含有a,b的代数式表示,结合已知条件列关于a,b的方程组求解a,b的值,则圆锥曲线方程可求;(2)设出AB所在直线方程,和椭圆方程联立后得到关于y的一元二次方程,由根与系数的关系得到AB中点M的坐标,并由椭圆的焦点弦公式求出AB的长度,写出PQ的方程,和双曲线联立后解出P,Q的坐标,由点到直线的距离公式分别求出P,Q到AB的距离,然后代入代入三角形面积公式得四边形APBQ的面积,再由关于n的函数的单调性求得最值.
22.(2014·湖南理)已知常数a>0,函数f(x)=ln(1+ax)﹣ .
(1)讨论f(x)在区间(0,+∞)上的单调性;
(2)若f(x)存在两个极值点x1,x2,且f(x1)+f(x2)>0,求a的取值范围.
【答案】(1)解:∵f(x)=ln(1+ax)﹣ .
∴f′(x)= = ,
∵(1+ax)(x+2)2>0,∴当1﹣a≤0时,即a≥1时,f′(x)≥0恒成立,则函数f(x)在(0,+∞)单调递增,
当0<a≤1时,由f′(x)=0得x=± ,则函数f(x)在(0, )单调递减,在( ,+∞)单调递增.
(2)解:由(1)知,当a≥1时,f′(x)≥0,此时f(x)不存在极值点.
因此要使f(x)存在两个极值点x1,x2,则必有0<a<1,又f(x)的极值点值可能是x1= ,x2=﹣ ,
且由f(x)的定义域可知x>﹣ 且x≠﹣2,
∴﹣ >﹣ 且﹣ ≠﹣2,解得a≠ ,则x1,x2分别为函数f(x)的极小值点和极大值点,
∴f(x1)+f(x2)=ln[1+ax1]﹣ +ln(1+ax2)﹣ =ln[1+a(x1+x2)+a2x1x2]﹣
=ln(2a﹣1)2﹣ =ln(2a﹣1)2+ ﹣2.
令2a﹣1=x,由0<a<1且a≠ 得,
当0<a< 时,﹣1<x<0;当 <a<1时,0<x<1.
令g(x)=lnx2+ ﹣2.
(i)当﹣1<x<0时,g(x)=2ln(﹣x)+ ﹣2,∴g′(x)= ﹣ = <0,
故g(x)在(﹣1,0)上单调递减,g(x)<g(﹣1)=﹣4<0,
∴当0<a< 时,f(x1)+f(x2)<0;
(ii)当0<x<1.g(x)=2lnx+ ﹣2,g′(x)= ﹣ = <0,
故g(x)在(0,1)上单调递减,g(x)>g(1)=0,
∴当 <a<1时,f(x1)+f(x2)>0;
综上所述,a的取值范围是( ,1).
【知识点】利用导数研究函数的单调性;函数在某点取得极值的条件
【解析】【分析】(1)利用导数判断函数的单调性,注意对a分类讨论;(2)利用导数判断函数的极值,注意a的讨论及利用换元法转化为求函数最值问题解决.
1 / 12014年高考理数真题试卷(湖南卷)
一、选择题
1.(2014·湖南理)满足 =i(i为虚数单位)的复数z=( )
A.+ i B.﹣ i
C.﹣ + i D.﹣ ﹣ i
2.(2014·湖南理)对一个容量为N的总体抽取容量为n的样本,当选取简单随机抽样、系统抽样和分层抽样三种不同方法抽取样本时,总体中每个个体被抽中的概率分别为P1,P2,P3,则( )
A.P1=P2<P3 B.P2=P3<P1 C.P1=P3<P2 D.P1=P2=P3
3.(2014·湖南理)已知f(x),g(x)分别是定义在R上的偶函数和奇函数,且f(x)﹣g(x)=x3+x2+1,则f(1)+g(1)=( )
A.﹣3 B.﹣1 C.1 D.3
4.(2014·湖南理)( x﹣2y)5的展开式中x2y3的系数是( )
A.﹣20 B.﹣5 C.5 D.20
5.(2014·湖南理)已知命题p:若x>y,则﹣x<﹣y;命题q:若x>y,则x2>y2,在命题①p∧q;②p∨q;③p∧(¬q);④(¬p)∨q中,真命题是( )
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
6.(2014·湖南理)执行如图所示的程序框图,如果输入的t∈[﹣2,2],则输出的S属于( )
A.[﹣6,﹣2] B.[﹣5,﹣1] C.[﹣4,5] D.[﹣3,6]
7.(2014·湖南理)一块石材表示的几何体的三视图如图所示,将该石材切削、打磨,加工成球,则能得到的最大球的半径等于( )
A.1 B.2 C.3 D.4
8.(2014·湖南理)某市生产总值连续两年持续增加,第一年的增长率为p,第二年的增长率为q,则该市这两年生产总值的年平均增长率为( )
A. B.
C.pq D.﹣1
9.(2014·湖南理)已知函数f(x)=sin(x﹣φ),且 f(x)dx=0,则函数f(x)的图象的一条对称轴是( )
A.x= B.x= C.x= D.x=
10.(2014·湖南理)若函数f(x)=x2+ex﹣ (x<0)与g(x)=x2+ln(x+a)图象上存在关于y轴对称的点,则a的取值范围是( )
A.(﹣ ) B.( )
C.( ) D.( )
二、填空题(一)选做题(请考生在第11,12,13三题中任选两题作答,如果全做,则按前两题记分)
11.(2014·湖南理)在平面直角坐标系中,倾斜角为 的直线l与曲线C: ,(α为参数)交于A,B两点,且|AB|=2,以坐标原点O为极点,x轴正半轴为极轴建立极坐标系,则直线l的极坐标方程是 .
12.(2014·湖南理)如图所示,已知AB,BC是⊙O的两条弦,AO⊥BC,AB= ,BC=2 ,则⊙O的半径等于 .
13.(2014·湖南理)若关于x的不等式|ax﹣2|<3的解集为{x|﹣ <x< },则a= .
14.(2014·湖南理)若变量x,y满足约束条件 ,且z=2x+y的最小值为﹣6,则k=
15.(2014·湖南理)如图所示,正方形ABCD与正方形DEFG的边长分别为a,b(a<b),原点O为AD的中点,抛物线y2=2px(p>0)经过C,F两点,则 = .
16.(2014·湖南理)在平面直角坐标系中,O为原点,A(﹣1,0),B(0, ),C(3,0),动点D满足| |=1,则| + + |的最大值是 .
三、解答题
17.(2014·湖南理)某企业有甲、乙两个研发小组,他们研发新产品成功的概率分别为 和 .现安排甲组研发新产品A,乙组研发新产品B,设甲、乙两组的研发相互独立.
(1)求至少有一种新产品研发成功的概率;
(2)若新产品A研发成功,预计企业可获利润120万元;若新产品B研发成功,预计企业可获利润100万元,求该企业可获利润的分布列和数学期望.
18.(2014·湖南理)如图,在平面四边形ABCD中,AD=1,CD=2,AC= .
(1)求cos∠CAD的值;
(2)若cos∠BAD=﹣ ,sin∠CBA= ,求BC的长.
19.(2014·湖南理)如图,四棱柱ABCD﹣A1B1C1D1的所有棱长都相等,AC∩BD=O,
A1C1∩B1D1=O1,四边形ACC1A1和四边形BDD1B1均为矩形.
(1)证明:O1O⊥底面ABCD;
(2)若∠CBA=60°,求二面角C1﹣OB1﹣D的余弦值.
20.(2014·湖南理)已知数列{an}满足a1=1,|an+1﹣an|=pn,n∈N*.
(1)若{an}是递增数列,且a1,2a2,3a3成等差数列,求p的值;
(2)若p= ,且{a2n﹣1}是递增数列,{a2n}是递减数列,求数列{an}的通项公式.
21.(2014·湖南理)如图,O为坐标原点,椭圆C1: + =1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,离心率为e1;双曲线C2: ﹣ =1的左、右焦点分别为F3,F4,离心率为e2,已知e1e2= ,且|F2F4|= ﹣1.
(1)求C1、C2的方程;
(2)过F1作C1的不垂直于y轴的弦AB,M为AB的中点,当直线OM与C2交于P,Q两点时,求四边形APBQ面积的最小值.
22.(2014·湖南理)已知常数a>0,函数f(x)=ln(1+ax)﹣ .
(1)讨论f(x)在区间(0,+∞)上的单调性;
(2)若f(x)存在两个极值点x1,x2,且f(x1)+f(x2)>0,求a的取值范围.
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】复数代数形式的乘除运算
【解析】【解答】解:∵ =i,
∴z+i=zi,
即z= = = ﹣ i,
故选:B.
【分析】根据复数的基本运算即可得到结论.
2.【答案】D
【知识点】简单随机抽样;分层抽样方法;系统抽样方法
【解析】【解答】解:根据简单随机抽样、系统抽样和分层抽样的定义可知,无论哪种抽样,每个个体被抽中的概率都是相等的,
即P1=P2=P3.
故选:D.
【分析】根据简单随机抽样、系统抽样和分层抽样的定义即可得到结论.
3.【答案】C
【知识点】函数解析式的求解及常用方法;函数的值
【解析】【解答】解:由f(x)﹣g(x)=x3+x2+1,将所有x替换成﹣x,得
f(﹣x)﹣g(﹣x)=﹣x3+x2+1,
根据f(x)=f(﹣x),g(﹣x)=﹣g(x),得
f(x)+g(x)=﹣x3+x2+1,再令x=1,计算得,
f(1)+g(1)=1.
故选:C.
【分析】将原代数式中的x替换成﹣x,再结合着f(x)和g(x)的奇偶性可得f(x)+g(x),再令x=1即可.
4.【答案】A
【知识点】二项式定理的应用
【解析】【解答】解:由二项式定理可知:Tr+1= ,
要求解( x﹣2y)5的展开式中x2y3的系数,
所以r=3,
所求系数为: =﹣20.
故选:A.
【分析】利用二项式定理的展开式的通项公式,求解所求项的系数即可.
5.【答案】C
【知识点】复合命题的真假
【解析】【解答】解:根据不等式的性质可知,若若x>y,则﹣x<﹣y成立,即p为真命题,
当x=1,y=﹣1时,满足x>y,但x2>y2不成立,即命题q为假命题,
则①p∧q为假命题;②p∨q为真命题;③p∧(¬q)为真命题;④(¬p)∨q为假命题,
故选:C.
【分析】根据不等式的性质分别判定命题p,q的真假,利用复合命题之间的关系即可得到结论.
6.【答案】D
【知识点】程序框图
【解析】【解答】解:若0≤t≤2,则不满足条件输出S=t﹣3∈[﹣3,﹣1],
若﹣2≤t<0,则满足条件,此时t=2t2+1∈(1,9],此时不满足条件,输出S=t﹣3∈(﹣2,6],
综上:S=t﹣3∈[﹣3,6],
故选:D
【分析】根据程序框图,结合条件,利用函数的性质即可得到结论.
7.【答案】B
【知识点】由三视图求面积、体积;球的体积和表面积;球内接多面体
【解析】【解答】解:由题意,该几何体为三棱柱,所以最大球的半径为正视图直角三角形内切圆的半径r,则
8﹣r+6﹣r= ,
∴r=2.
故选:B.
【分析】由题意,该几何体为三棱柱,所以最大球的半径为正视图直角三角形内切圆的半径r.
8.【答案】D
【知识点】有理数指数幂的运算性质
【解析】【解答】解:设该市这两年生产总值的年平均增长率为x,
则(1+p)(1+q)=(1+x)2,
解得x= ﹣1,
故选:D.
【分析】设该市这两年生产总值的年平均增长率为x,可得(1+p)(1+q)=(1+x)2,解出即可.
9.【答案】A
【知识点】定积分;函数y=Asin(ωx+φ)的图象变换
【解析】【解答】解:∵函数f(x)=sin(x﹣φ),
f(x)dx=﹣cos(x﹣φ) =﹣cos( ﹣φ)﹣[﹣cos(﹣φ)]= cosφ﹣ sinφ= cos(φ+ )=0,
∴φ+ =kπ+ ,k∈z,即 φ=kπ+ ,k∈z,故可取φ= ,f(x)=sin(x﹣ ).
令x﹣ =kπ+ ,求得 x=kπ+ ,k∈Z,
则函数f(x)的图象的一条对称轴为 x= ,
故选:A.
【分析】由 f(x)dx=0求得 cos(φ+ )=0,故有 φ+ =kπ+ ,k∈z.可取φ= ,则f(x)=sin(x﹣ ).
令x﹣ =kπ+ ,求得x的值,可得函数f(x)的图象的一条对称轴方程.
10.【答案】A
【知识点】函数的图象
【解析】【解答】解:由题意可得:
存在x0∈(﹣∞,0),满足x02+ex0﹣ =(﹣x0)2+ln(﹣x0+a),
即ex0﹣ ﹣ln(﹣x0+a)=0有负根,
∵当x趋近于负无穷大时,ex0﹣ ﹣ln(﹣x0+a)也趋近于负无穷大,
且函数h(x)=ex﹣ ﹣ln(﹣x+a)为增函数,
∴h(0)=e0﹣ ﹣lna>0,
∴lna<ln ,
∴a< ,
∴a的取值范围是(﹣∞, ),
故选:A
【分析】由题意可得ex0﹣ ﹣ln(﹣x0+a)=0有负根,函数h(x)=ex﹣ ﹣ln(﹣x+a)为增函数,由此能求出a的取值范围.
11.【答案】ρ(cosθ﹣sinθ)=1
【知识点】简单曲线的极坐标方程;参数方程化成普通方程
【解析】【解答】解:设倾斜角为 的直线l的方程为y=x+b,
曲线C: (α为参数),即 (x﹣2)2+(y﹣1)2=1,表示以(2,1)为圆心、半径等于1的圆.
由于弦长|AB|=2,正好等于直径,故圆心(2,1)在直线l上,故有1=2+b,解得b=﹣1,
故直线l的方程为 y=x﹣1,即x﹣y﹣1=0.
再根据极坐标与直角坐标的互化公式可得ρcosθ﹣ρsinθ﹣1=0,即ρ(cosθ﹣sinθ)=1
故答案为:ρ(cosθ﹣sinθ)=1.
【分析】由题意可得直线l的方程为y=x+b,曲线方程化为直角坐标,表示一个圆,由于弦长正好等于直径,可得圆心(2,1)在直线l上,由此求得b的值,可得直线的方程.
12.【答案】1.5
【知识点】与圆有关的比例线段
【解析】【解答】解:设垂足为D,⊙O的半径等于R,则
∵AB,BC是⊙O的两条弦,AO⊥BC,AB= ,BC=2 ,
∴AD=1,
∴R2=2+(R﹣1)2,
∴R=1.5.
故答案为:1.5
【分析】设垂足为D,⊙O的半径等于R,先计算AD,再计算R即可.
13.【答案】-3
【知识点】含绝对值不等式的解法
【解析】【解答】解:显然,a=0时,条件|ax﹣2|<3恒成立,不满足解集为{x|﹣ <x< }.
当a>0时,由关于x的不等式|ax﹣2|<3可得﹣3<ax﹣2<3,解得﹣ <x< ,
再根据的解集为{x|﹣ <x< },∴ ,a无解.
当a<0时,由关于x的不等式|ax﹣2|<3可得﹣3<ax﹣2<3,解得 <x<﹣ ,
再根据的解集为{x|﹣ <x< },∴ ,解得a=﹣3,
故答案为:﹣3.
【分析】分a=0、a>0、a<0三种情况,分别去掉绝对值求得不等式的解集,再把求得的解集和所给的解集作对比,从而求得a的值,综合可得结论.
14.【答案】-2
【知识点】简单线性规划
【解析】【解答】解:作出不等式对应的平面区域,(阴影部分)
由z=2x+y,得y=﹣2x+z,
平移直线y=﹣2x+z,由图象可知当直线y=﹣2x+z经过点A时,直线y=﹣2x+z的截距最小,此时z最小.
目标函数为2x+y=﹣6,
由 ,解得 ,
即A(﹣2,﹣2),
∵点A也在直线y=k上,
∴k=﹣2,
故答案为:﹣2.
【分析】作出不等式对应的平面区域,利用线性规划的知识,通过平移即先确定z的最优解,然后确定k的值即可.
15.【答案】
【知识点】直线与圆锥曲线的关系
【解析】【解答】解:由题意可得 , ,
将C,F两点的坐标分别代入抛物线方程y2=2px中,得
∵a>0,b>0,p>0,两式相比消去p得 ,化简整理得a2+2ab﹣b2=0,
此式可看作是关于a的一元二次方程,由求根公式得 ,
取 ,
从而 ,
故答案为: .
【分析】可先由图中的点与抛物线的位置关系,写出C,F两点的坐标,再将坐标代入抛物线方程中,消去参数p后,得到a,b的关系式,再寻求 的值.
16.【答案】+1
【知识点】向量在几何中的应用;参数方程化成普通方程
【解析】【解答】解:由题意可得,点D在以C(3,0)为圆心的单位圆上,设点D的坐标为(3+cosθ,sinθ),
则| + + |≤| + + |+| |= +1.
∴| + + |的最大值是 +1,
故答案为: +1.
【分析】由题意可得,点D在以C(3,0)为圆心的单位圆上,设点D的坐标为(3+cosθ,sinθ),求得| + + |≤| + + |+| |,可得| + + |的最大值.
17.【答案】(1)解:设至少有一种新产品研发成功的事件为事件A且事件B为事件A的对立事件,则事件B为一种新产品都没有成功,
因为甲乙研发新产品成功的概率分别为 和 .
则P(B)= ,
再根据对立事件的概率之间的公式可得P(A)=1﹣P(B)= ,
故至少有一种新产品研发成功的概率为 .
(2)解:由题可得设企业可获得利润为X,则X的取值有0,120,100,220,
由独立试验的概率计算公式可得,
,
,
,
,
所以X的分布列如下:
X 0 120 100 220
P(x)
则数学期望E(X)= =140.
【知识点】离散型随机变量及其分布列;离散型随机变量的期望与方差
【解析】【分析】(1)利用对立事件的概率公式,计算即可,(2)求出企业利润的分布列,再根据数学期望公式计算即可.
18.【答案】(1)解: cos∠CAD= = = .
(2)解:∵cos∠BAD=﹣ ,
∴sin∠BAD= = ,
∵cos∠CAD= ,
∴sin∠CAD= =
∴sin∠BAC=sin(∠BAD﹣∠CAD)=sin∠BADcos∠CAD﹣cos∠BADsin∠CAD= × + × = ,
∴由正弦定理知 = ,
∴BC= sin∠BAC= × =3
【知识点】解三角形的实际应用
【解析】【分析】(1)利用余弦定理,利用已知条件求得cos∠CAD的值.(2)根据cos∠CAD,cos∠BAD的值分别,求得sin∠BAD和sin∠CAD,进而利用两角和公式求得sin∠BAC的值,最后利用正弦定理求得BC.
19.【答案】(1)证明:∵四棱柱ABCD﹣A1B1C1D1的所有棱长都相等,
∴四边形ABCD为菱形,
又∵AC∩BD=O,
故O为BD的中点,
同理O1也是B1D1的中点,
又∵四边形ACC1A1和四边形BDD1B1均为矩形,
∴O1O∥CC1∥BB1且CC1⊥AC,BB1⊥BD,
∴OO1⊥AC,OO1⊥BD,
又∵AC∩BD=O,AC,BD 平面ABCD,
∴O1O⊥底面ABCD;
(2)解:设四棱柱ABCD﹣A1B1C1D1的所有棱长均相等,所以四边形ABCD是菱形,
∴AC⊥BD,
又∵O1O⊥底面ABCD,
∴OB,OC,OO1两两垂直,
如图,以O为坐标原点,OB,OC,OO1所在直线分别为x轴,y轴,z轴建立直角坐标系O﹣xyz.
设AB=2,
∵∠CBA=60°,
∴OA=OC=1,OB=OD= ,
则O(0,0,0),B1( ),C1(0,1,2)
易知, =(0,1,0)是平面BDD1B1的一个法向量,
设 =(x,y,z)是平面OB1C1的一个法向量,则 ,即
取z=﹣ ,则x=2,y=2 ,所以 =(2,2 ,﹣ )
设二面角C1﹣OB1﹣D的大小为θ,易知θ是锐角,于是:
cosθ=|cos< , >|=| |= = ,
故二面角C1﹣OB1﹣D的余弦值为 .
【知识点】直线与平面垂直的判定;与二面角有关的立体几何综合题
【解析】【分析】(1)由已知中,四棱柱ABCD﹣A1B1C1D1的所有棱长都相等,AC∩BD=O,A1C1∩B1D1=O1,四边形ACC1A1和四边形BDD1B1均为矩形.可得O1O∥CC1∥BB1且CC1⊥AC,BB1⊥BD,进而OO1⊥AC,OO1⊥BD,再由线面垂直的判定定理得到O1O⊥底面ABCD;(2)设四棱柱ABCD﹣A1B1C1D1的所有棱长均为2a,设AB为2,若∠CBA=60°,OA=OC=1,OB=OD= ,以O为坐标原点,分别以OB,OC,OO1为x,y,z轴正方向建立空间直角坐标系,求出平面BDD1B1和平面OB1C1的法向量,代入向量夹角公式,求出二面角的余弦值.
20.【答案】(1)解:∵数列{an}是递增数列,∴an+1﹣an>0,
则|an+1﹣an|=pn化为:an+1﹣an=pn,
分别令n=1,2可得,a2﹣a1=p, ,
即a2=1+p, ,
∵a1,2a2,3a3成等差数列,∴4a2=a1+3a3,
即4(1+p)=1+3(p2+p+1),
化简得3p2﹣p=0,解得 或0,
当p=0时,数列an为常数数列,不符合数列{an}是递增数列,
∴ ;
(2)解:由题意可得,|an+1﹣an|= ,
则|a2n﹣a2n﹣1|= ,|a2n+2﹣a2n+1|= ,
∵数列{a2n﹣1}是递增数列,且{a2n}是递减数列,
∴a2n+1﹣a2n﹣1>0,且a2n+2﹣a2n<0,
则﹣(a2n+2﹣a2n)>0,两不等式相加得
a2n+1﹣a2n﹣1﹣(a2n+2﹣a2n)>0,即a2n+1﹣a2n+2>a2n﹣1﹣a2n,
又∵|a2n﹣a2n﹣1|= >|a2n+2﹣a2n+1|= ,
∴a2n﹣a2n﹣1>0,即 ,
同理可得:a2n+3﹣a2n+2>a2n+1﹣a2n,即|a2n+3﹣a2n+2|<|a2n+1﹣a2n|,
则a2n+1﹣a2n=
当数列{an}的项数为偶数时,令n=2m(m∈N*),
, , ,…, ,
这2m﹣1个等式相加可得,
= = ,
则 ;
当数列{an}的项数为奇数时,令n=2m+1(m∈N*)
, , ,…, ,
这2m个等式相加可得,
= ﹣ = ,
则 ,且当m=0时a1=1符合,
故 ,
综上得,
【知识点】数列的求和;数列的递推公式
【解析】【分析】(1)根据条件去掉式子的绝对值,分别令n=1,2代入求出a2和a3,再由等差中项的性质列出关于p的方程求解,利用“{an}是递增数列”对求出的p的值取舍;(2)根据数列的单调性和式子“|an+1﹣an|=pn”、不等式的可加性,求出 和a2n+1﹣a2n= ,再对数列{an}的项数分类讨论,利用累加法和等比数列前n项和公式,求出数列{an}的奇数项、偶数项对应的通项公式,再用分段函数的形式表示出来.
21.【答案】(1)解:由题意可知, ,且 .
∵e1e2= ,且|F2F4|= ﹣1.
∴ ,且 .
解得: .
∴椭圆C1的方程为 ,双曲线C2的方程为 ;
(2)解:由(1)可得F1(﹣1,0).
∵直线AB不垂直于y轴,
∴设AB的方程为x=ny﹣1,
联立 ,得(n2+2)y2﹣2ny﹣1=0.
设A(x1,y1),B(x2,y2),M(x0,y0),
则 , .
则
= = .
∵M在直线AB上,
∴ .
直线PQ的方程为 ,
联立 ,得 .
解得 ,代入 得 .
由2﹣n2>0,得﹣ <n< .
∴P,Q的坐标分别为 ,
则P,Q到AB的距离分别为: , .
∵P,Q在直线A,B的两端,
∴ .
则四边形APBQ的面积S= |AB| .
∴当n2=0,即n=0时,四边形APBQ面积取得最小值2.
【知识点】直线与圆锥曲线的综合问题;圆锥曲线的综合
【解析】【分析】(1)由斜率公式写出e1,e2,把双曲线的焦点用含有a,b的代数式表示,结合已知条件列关于a,b的方程组求解a,b的值,则圆锥曲线方程可求;(2)设出AB所在直线方程,和椭圆方程联立后得到关于y的一元二次方程,由根与系数的关系得到AB中点M的坐标,并由椭圆的焦点弦公式求出AB的长度,写出PQ的方程,和双曲线联立后解出P,Q的坐标,由点到直线的距离公式分别求出P,Q到AB的距离,然后代入代入三角形面积公式得四边形APBQ的面积,再由关于n的函数的单调性求得最值.
22.【答案】(1)解:∵f(x)=ln(1+ax)﹣ .
∴f′(x)= = ,
∵(1+ax)(x+2)2>0,∴当1﹣a≤0时,即a≥1时,f′(x)≥0恒成立,则函数f(x)在(0,+∞)单调递增,
当0<a≤1时,由f′(x)=0得x=± ,则函数f(x)在(0, )单调递减,在( ,+∞)单调递增.
(2)解:由(1)知,当a≥1时,f′(x)≥0,此时f(x)不存在极值点.
因此要使f(x)存在两个极值点x1,x2,则必有0<a<1,又f(x)的极值点值可能是x1= ,x2=﹣ ,
且由f(x)的定义域可知x>﹣ 且x≠﹣2,
∴﹣ >﹣ 且﹣ ≠﹣2,解得a≠ ,则x1,x2分别为函数f(x)的极小值点和极大值点,
∴f(x1)+f(x2)=ln[1+ax1]﹣ +ln(1+ax2)﹣ =ln[1+a(x1+x2)+a2x1x2]﹣
=ln(2a﹣1)2﹣ =ln(2a﹣1)2+ ﹣2.
令2a﹣1=x,由0<a<1且a≠ 得,
当0<a< 时,﹣1<x<0;当 <a<1时,0<x<1.
令g(x)=lnx2+ ﹣2.
(i)当﹣1<x<0时,g(x)=2ln(﹣x)+ ﹣2,∴g′(x)= ﹣ = <0,
故g(x)在(﹣1,0)上单调递减,g(x)<g(﹣1)=﹣4<0,
∴当0<a< 时,f(x1)+f(x2)<0;
(ii)当0<x<1.g(x)=2lnx+ ﹣2,g′(x)= ﹣ = <0,
故g(x)在(0,1)上单调递减,g(x)>g(1)=0,
∴当 <a<1时,f(x1)+f(x2)>0;
综上所述,a的取值范围是( ,1).
【知识点】利用导数研究函数的单调性;函数在某点取得极值的条件
【解析】【分析】(1)利用导数判断函数的单调性,注意对a分类讨论;(2)利用导数判断函数的极值,注意a的讨论及利用换元法转化为求函数最值问题解决.
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