全国3卷理科数学试题及答案解析
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注意事项:
1.本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。第Ⅰ卷1至3页,第Ⅱ卷
3至5页。
2.答题前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试题相应的位置。
3.全部答案在答题卡上完成,答在本试题上无效。
4.
考试结束后,将本试题和答题卡一并交回。
第Ⅰ卷
选择题:本大题共12小题,每小题5分
,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题
目要求的。
(1)设集合
S
x|(x2)(x3)0
,T
x|x0
,则
SIT
( )
(A) [2,3]
(B)(-
,2]
U
[3,+
) (C)
[3,+
) (D)(0, 2]
U
[3,+
)
【答案】D
4i
(2)若
z12i
,则
zz1
(
)
(A)1 (B) -1
(C)
i
(D)
i
【答案】C
【解析】
4i4i
i
(12i)(12i)1
zz1
试题分析:,故选C.
考点:1、复数的运算;2、共轭复数.
uuv
1
3
uuuv
31
BA(,)BC(,)
22
,
22
,则
ABC
( )
(3)已知向量
(A)
30
(B)
45
(C)
60
(D)
120
【答案】A
(4)某旅游城市为向游客介绍本地的气温情况,绘
制了一年中月平均最高气温和平均最低
气温的雷达图.图中
A
点表示十月的平均最高气
温约为
15C
,
B
点表示四月的平均最低气
温约为
5C
.下面叙述不正确的是( )
(A)各月的平均最低气温都在
0C
以上
(B)七月的平均温差比一月的平均温差大
(C)三月和十一月的平均最高气温基本相同
(D)平均气温高于
20C
的月份有5个
【答案】D
tan
(5)若
3
4
,则
cos
2
2sin2
( )
644816
(A)
25
(B)
25
(C) 1
(D)
25
【答案】A
【解析】
tan
试题分析:由
33434
sin
,cos
sin
,cos
4
,得
55
或
55
,所以
cos
2
2sin2
4
3
161264
4
252525
,故选A.
2
5
1
3
(6)已知
a2
,
b4,
c25
,则( )
(A)
bac
(B)
abc
(C)
bca
(D)
cab
【答案】A
【解析】
试题分析:因为
a244b
,
c2554a
,所以
bac
,
故选A.
(7)执行下图的程序框图,如果输入的
a4,b6
,那么输出的n
( )
(A)3 (B)4
(C)5 (D)6
【答案】B
4
3
2
32
5
1
3
2
3
2
3
(8)在
△ABC
中,
B=
π
1
BC
4<
br>,
BC
边上的高等于
3
,则
cosA=
(
)
31010310
10
-
-
10
(A)
10
(B)
10
(C)
10
(D)
【答案】C
【解析】
试题分
析:设
BC
边上的高线为
AD
,则
BC3AD
,所以ACAD
2
DC
2
5AD
,
理,知
AB
2AD
.由余弦定
AB
2
AC
2
BC
22AD
2
5AD
2
9AD
2
10
cosA
2ABAC10
,故选C.
22AD5AD
(
9)如图,网格纸上小正方形的边长为1,粗实现画出的是某多面体的三视图,则该多面体
的表面积为(
)
(A)
18365
(B)
54185
(C)90 (D)81
【答案】B
(10) 在封闭的直三棱柱
ABCA
1
B
1
C
1
内有一个体积为
V
的球,若
ABBC
,
AB6
,
BC8
,AA
1
3
,则
V
的最大值是( )
9
(A)4π (B)
2
【答案】B
【解析】
试题分析:要使球的体积
V
最大,必须球的
半径
R
最大.由题意知球的与直三棱柱的上下
32
(C)6π (D)
3
3
4
3
43
3
9
R
(
)
322
,故选B.底面都相切时,球的半径取得最大值
2
,此
时球的体积为
3
x
2
y
2
2
1(ab0)
2
b
(11)已知
O
为坐标原点,
F<
br>是椭圆
C
:
a
的左焦点,
A,B
分别为
C<
/p>
的左,右顶点.
P
为
C
上一点,且
PFx<
br>轴.过点
A
的直线
l
与线段
PF
交于点
M<
br>,与
y
轴
交于点
E
.若直线
BM
经过
OE
的中点,则
C
的离心率为( )
1
(A)
3
【答案】A
1
(B)
2
2
(C)
3
3
(D)
4
(12)定义“规范01数列”
a
n
如下:
a
n
共有
2m<
br>项,其中
m
项为0,
m
项为1,且对
a,a,L,a
k
任意
k2m
,
12
中0的个数不少于1的个数.若
m
4
,则不同的“规范01数
列”共有( )
(A)18个
【答案】C
【解析】
试题分析:由题意,得必有
(B)16个
(C)14个 (D)12个
a
1
0
,
a
8
1
0
,则具体的排法列表如下:
1
0
1
1
0
1
1 0
1
1
0
1
0
1
1
0
1
1
1
1
1
0
1
0
0
0 1
0
1
0 1 1
0
1 0
1
0
0
1 0 1
1
1 0 0
1
0
1
0
第II卷
本卷包括必考题和选考题两部分。第(13)题~第(21)题为必考题,每个试题
考生都必须
作答。第(22)题~第(24)题未选考题,考生根据要求作答。
二、填空题:本大题共3小题,每小题5分
xy10
x2y0
x2y20
x,y
(13)若满足约束条件<
br>
则
zxy
的最大值为_____________.
3
【答案】
2
【解析】
试题分析:作出不等式组满足的
平面区域,如图所示,由图知,当目标函数
zxy
经过
113
A(1,)
z
max
1
2
时取得最大值,即
22
.
点
(14)函数
ysinx3cosx
的图像可由函数ysinx3cosx
的图像至少向右平移
_____________个单位长度得
到.
【答案】
3
(15)已知
f
x
为偶函数,当
x0
时,
f(x)ln(x)
3x
,则曲线
yf
x
在点
(1,3)<
br>处的切线方程是_______________.
【答案】
y2x1
【解析】
试题分析:当
x0
时,
x0
,则
f(x)lnx3x
.又因为
f(x)
为偶函数,所以
f(x)f(x)lnx3x
,所以
f
(x)
1
3
x
,则切线斜率为
f(1)2
,所以切线方程
为
y32(x1)
,即
y2x1
.
22
xy12
交于
A,B
两点,过
A,B
分别做
m
xy3m30
l
(16)已知直线:与圆
l
的垂线与
x轴交于
C,D
两点,若
AB23
,则
|CD|
__
________________.
【答案】4
三、解答题:解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤.
(17)(本小题满分12分)
已知数列
{a
n
}
的前n项和
S
n
1
a
n
,其中
0
.
(I)证明
{a
n
}
是等比数列,并求其通项公式;
(II)若
S
5
31
32
,求
.
a
n
1
n1
(
)
1
1
;(Ⅱ)
1
.
a
n1
a
n
1
【答案】(Ⅰ)<
br>a0
由
a
1
0
,
0
得n
,所以.
1
1
n1
a()
n
{a
n
}
1
1
1
1
因此是首项为,公比为的等比数列,于是.
(Ⅱ)由(Ⅰ)得
解得
1
.
S
n
1(
5
1
31
5
31
S
5
1()
)
n
()
32
,
3
2
得
132
,即
1
1
,由
(18)(本小题满分12分)
下图是我国2008年至2014年生活垃圾无害化处理量(单位:亿吨)的折线图
(I)由折线图看出,可用线性回归模型拟合
y
与
t
的关系,请用相关系数
加以说明;
(II)建立
y
关于
t
的回归方程(系
数精确到),预测2016年我国生活垃圾无害化处理量.
附注:
参考数据:
<
br>y
i1
7
i
9.32
,
ty
i
i1
7
i
40.17
,
(yy)
i
i1
7
2
0.55
,7≈.
r
参考公
式:相关系数
(tt)(yy)
ii
i1
n
(tt)
(y
2
i
i1i1
nn
,<
br>
i
y)
2
$$$$
b
$$
ya
回归方程
中斜率和截距的最小二乘估计公式分别为:
$$
b
(tt)(yy)
ii
i1
n
(tt)
i
i1
n<
br>,
$$
ybt
$$
a
.
2
【答案】(Ⅰ)理由见解析;(Ⅱ)亿吨.
试题解析:(Ⅰ)由折线图这数据和附注中参考数据得
t4
,
i1
(t
7
i
t)28
,
7
2
<
br>(y
i1
ii
7
i
y)
2
0.55<
br>,
(t
i1
7
i
t)(y
i
y)
tyt
y
i1i1
7
i40.1749.322.89
,
r
2.89
0.99
0.5522.646
.
因
为
y
与
t
的相关系数近似为,说明
y
与
t
的线性相关相当高,从而可以用线性回归模型拟
合
y
与
t
的关系.
(19)(本小题满分12分)
如图,四棱锥
PABC中,
PA
地面
ABCD
,
ADPBC
,
AB
ADAC3
,
PABC4
,
M
为线段
AD
上一点,
AM2MD
,
N
为
PC
的中点.
(I)证明
MNP
平面
PAB
;
(II)求直线
AN
与平面
PMN
所成角的正弦值.
85
【答案】(Ⅰ)见解析;(Ⅱ)
25
.
【解析】
试
题分析:(Ⅰ)取
PB
的中点
T
,然后结合条件中的数据证明四边形
AMNT
为平行四边形,
从而得到
MNPAT
,由此结合线面平行的判断定理
可证;(Ⅱ)以
A
为坐标原点,以
AD,AP
所在直线分别为
y,z
轴建立空间直角坐标系,然后通过求直线
AN
的方向向量与平
面
PM
N
法向量的夹角来处理
AN
与平面
PMN
所成角.
AM
试题解析:(Ⅰ)由已知得
2
AD2
3
,取
BP
的中点
T
,连接
AT,TN
,由
N
为
PC
中点知
TNBC
,
又
ADBC
,故
TN
1
BC2
2
.
,四边形
AMNT
为平行四边形,于是
MNAT
.
TNP
AM
因为
AT
平面
PAB
,
MN
平面
PAB
,所以
MN
平面
PAB
.
2
x4z0
nPM0
5
r
xy2z0
nPN0
n(x,y,z)
2
设为平面
PMN
的法向量,则,即,可取
r
n(0,2,1)
,
ruuur
ruuur
|nAN|85
r
|cosn,AN|
ruuu
|n||AN|
25
.
于是
2
yx1
. 【答案】(Ⅰ)见解析;
(Ⅱ)
1
F(,0)
2
.设
l
1
:ya,l2
:yb
,则
ab0
,且 试题解析:由题设
a
2
b
2
111ab
A(,0),B(,b),P(,a),Q(,b),
R(,)
222222
.
记过
A,B
两点的直线为
l<
br>,则
l
的方程为
2x(ab)yab0
.
.....3分
(Ⅰ)由于
F
在线段
AB
上,故
1ab0
.
记
AR
的斜率为
k
1
,
FQ
的斜率为k
2
,则
所以
ARPFQ
. ......5分 (Ⅱ)设
l
与
x
轴的交点为
D(x
1
,0)<
br>,
k
1
abab1ab
bk
2
22
1aaabaa
,
S
ABF
则<
br>ab
111
baFDbax
1
,S
PQF
2222
.
11
ab
bax
1
222
,所以
x
1
0
(舍去)由题设可得,
x
1
1
.
设满足条件的
AB
的中点为
E(x,y)
.
当
A
B
与
x
轴不垂直时,由
k
AB
2y
(x1)<
br>k
DE
可得
abx1
.
ab
y
2
yx1(x1)
.
2
而,所以
2
yx1
. ....12分
x当
AB
与轴垂直时,
E
与
D
重合,所以,所求轨迹方程
为
(21)(本小题满分12分)
设函数
f(x)acos2x(a
1)(cosx1)
,其中
a0
,记
|f(x)|
的最大值为
A
.
(Ⅰ)求
f(x)
;
(Ⅱ)求
A
;
(Ⅲ)证明
|f(x)|2A
.
1
23a,0a
5
2
a6a11<
br>A
,a1
8a5
3a2,a1
'
f(x)2asin2x(a1)sinx
【答案】(Ⅰ
);(Ⅱ);(Ⅲ)
见解析.
'
f
试题解析:(Ⅰ)
(x)2
asin2x(a1)sinx
.
(Ⅱ)当
a1
时,
|f
'
(x)||asin2x(a1)(cosx1)|
a2(a1)<
br>3a2
f(0)
因此,
A3a2
.
………4分
2
f(x)2acosx(a1)cosx1
.
f(
x)
0a1
当时,将变形为
2
g(t)2at(a1)t1,则
A
是
|g(t)|
在
[1,1]
上的最大值,<
br>g(1)a
,令
g(1)3a2
,且当
t
1a<
br>4a
时,
g(t)
取得极小值,极小值为
1a(a1)
2
a
2
6a1
g()1
4a8a8a
. 1
令
1a11
aa
1
3
(舍去)
5
.
4a
,解得,
0a
1
5
时,
g(t)
在
(1,1)
内无极值点,
|g(1)|a
,
|g(1)|23a
,(ⅰ)当
|g(1)||g(1)|
,所以
A23a
.
'
|f(x)||2asin2x(a1)sinx|2a|a1|
.
(Ⅲ)由(Ⅰ)得
0a
当
1
'
5
时,
|f(x
)|1a24a2(23a)2A
.
1a13
a
1
A1
'
|f(x)|1a2A
.
5
88
a4
当时,,所以
''
|f(x)|3a16a42A|f(x)|2A
.
a1
当时,,所以
22.(本小题满分10分)选修4-1:几何证明选讲
»
如图,<
br>eO
中
AB
的中点为
P
,弦
PC,PD
分别
交
AB
于
E,F
两点.
(I)若
PFB2PCD
,求
PCD
的大小;
(
II)若
EC
的垂直平分线与
FD
的垂直平分线交于点
G
,
证明
OGCD
.
【答案】(Ⅰ)
60
;(Ⅱ)见解析.
试题解析:(Ⅰ)连结
P
B,BC
,则
BFDPBABPD,PCDPCBBCD
. <
br>因为
APBP
,所以
PBAPCB
,又
BPD
BCD
,所以
BFDPCD
.
又
PFDBFD18
0,PFB2PCD
,所以
3PCD180
,
因此
»»
PCD60
.
(Ⅱ)因为
PCDBFD,所以
PCDEFD180
,由此知
C,D,F,E
四点共圆
,
其圆心既在
CE
的垂直平分线上,又在
DF
的垂直平分线上,故<
br>G
就是过
C,D,F,E
四点的
圆的圆心,所以
G
在
CD
的垂直平分线上,又
O
也在
CD
的垂直平分线上,因此
OGCD
.
23.(本小题满分10分)选修4-4:坐标系与参数方程
x3c
os
(
为参数)
ysin
<
br>在直角坐标系
xOy
中,曲线
C
1
的参数方程为
<
br>,以坐标原点为极点,
以
x
轴的正半轴为极轴,,建立极坐标系,曲线
(I)写出
C
2
的极坐标方程为
sin(
)
22
4
.
C
1
的普通方程和
C
2
的直角坐标方程;
(II
)设点
P
在
C
1
上,点
Q
在
C
2
上,求
PQ
的最小值及此时
P
的直角坐标.
x
2
y
2
1
CC
【答案】(Ⅰ)
1
的普通方程为<
br>3
,
2
的直角坐标方程为
xy40
;(Ⅱ)
3
1
(,)
22
.
x
2
y
21
CC
试题解析:(Ⅰ)
1
的普通方程为
3
,
2
的直角坐标方程为
xy40
. ……5
分
C
(
Ⅱ)由题意,可设点
P
的直角坐标为
(3cos
,sin
)
,因为
2
是直线,所以
|PQ|
的最
小值即为
P
到
C
2
的距离
d(
)
的最小
值,
d(
)
|3cos
sin
4|
2|sin(
)2|
3
2
.
………………8分
2k
当且仅当
6
(kZ)
时,
d(
)
取得最小值,最小值为2
,此时
P
的直角坐标
31
(,)
为
22. ………………10分
24.(本小题满分10分)选修4-5:不等式选讲
已知函数
f(x)|2xa|a
.
(I)当
a2
时,求不等式
f(x)6
的解集;
(I
I)设函数
g(x)|2x1|
.当
xR
时,
f(x)g(
x)3
,求
a
的取值范围.
【答案】(Ⅰ)
{x|1x3}
;(Ⅱ)
[2,)
.
试题解析:(Ⅰ)当
a2
时,
f(x)|2x2|2
.
解不等式
|2x2|26
,得
1x3
,
因此,
f(x)6
的解集为
{x|1x3}
.
………………5分
(Ⅱ)当
xR
时,
f(x)g(x)|2xa
|a|12x||2xa12x|a|1a|a
,
x
当
1
2
时等号成立,
所以当
xR
时,
f(x)g(x)3
等价于
|1a|a3
. ①
……7分
当
a1
时,①等价于
1aa3
,无解; <
br>当
a1
时,①等价于
a1a3
,解得
a2
,
所以
a
的取值范围是
[2,)
.
………………10分