2015年上海市高考数学试卷(理科)解析讲解

巡山小妖精
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2020年08月16日 04:01
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难舍难分的句子-我的理想作文800字




2015年上海市高考数学试卷(理科)

一、填空题( 本大题共有14题,满分48分.)考生应在答题纸相应编号的空格内直接填写
结果,每个空格填对4分 ,否则一律得零分.
1.(4分)(2015•上海)设全集U=R.若集合Α={1,2,3,4} ,Β={x|2≤x≤3},则
Α∩∁
U
Β= .
2.(4分)(2015•上海)若复数z满足3z+=1+i,其中i是虚数单位,则z= .
3.(4分)(2015•上海)若线性方程组的增广矩阵为解为,则c
1
c
2
= .
4.(4分)(2015•上海)若正三棱柱的所有棱长均为a,且其体积为16,则a= .
2
5.(4分)(2015•上海)抛物线y=2px(p>0)上的动点Q到焦点的距离 的最小值为1,则
p= .
6.(4分)(2015•上海)若圆锥的侧面积与过 轴的截面面积之比为2π,则其母线与轴的夹角
的大小为 .
7.(4分)(20 15•上海)方程log
2
(9﹣5)=log
2
(3﹣2)+2的解为 .
8.(4分)(2015•上海)在报名的3名男老师和6名女教师中,选取5人参加义务献血,要
求男、女教师都有,则不同的选取方式的种数为 (结果用数值表示).
9.(2015•上海)已知点 P和Q的横坐标相同,P的纵坐标是Q的纵坐标的2倍,P和Q
的轨迹分别为双曲线C
1
和C
2
.若C
1
的渐近线方程为 y=±x,则C
2
的渐近线方程
为 .
10.(4分)(2015•上海)设f(x)为f(x)=2
+f(x)的最大值为 .
11.(4分)(2015•上海)在(1+x+)的展开式中,x项的系数为 (结< br>102

1

1
x

1x

1
x

2
+,x∈[0,2]的反函数,则y=f(x)
果用数值 表示).
12.(4分)(2015•上海)赌博有陷阱.某种赌博每局的规则是:赌客先在标记有1 ,2,3,
4,5的卡片中随机摸取一张,将卡片上的数字作为其赌金(单位:元);随后放回该卡片,
再随机摸取两张,将这两张卡片上数字之差的绝对值的1.4倍作为其奖金(单位:元).若
随 机变量ξ
1
和ξ
2
分别表示赌客在一局赌博中的赌金和奖金,则 Eξ
1
﹣Eξ
2
=
(元).
13.(4分) (2015•上海)已知函数f(x)=sinx.若存在x
1
,x
2
,…, x
m
满足0≤x
1
<x
2
<…
*
<xm
≤6π,且|f(x
1
)﹣f(x
2
)|+|f(x
2
)﹣f(x
3
)|+…+|f(x
m

1
)﹣f (x
m
)|=12(m≥12,m∈N),
则m的最小值为 .
14.(2015•上海)在锐角三角形 A BC中,tanA=,D为边 BC上的点,△A BD与△ACD
的面积分别为2和4.过D作D E⊥A B于 E,DF⊥AC于F,则•= .
二、选择题(本大题共有4题,满分15分.)每题有且只有一个正确答案,考生应在答题
纸的相应编号上,将代表答案的小方格涂黑,选对得5分,否则一律得零分.



15.(5分)(2015•上海)设z
1
,z
2
∈C,则“z
1
、z
2
中至少有一个数是虚数”是“z
1
﹣z
2
是 虚数”
的( )

A. 充分非必要条 件 B. 必要非充分条件

C. 充要条件 D. 既非充分又非必要条件
16.(5分)(2015•上 海)已知点A的坐标为(4,1),将OA绕坐标原点O逆时针旋转
至OB,则点B的纵坐标为( )
ABCD


. . . .
222
17.(2 015•上海)记方程①:x+a
1
x+1=0,方程②:x+a
2
x+2= 0,方程③:x+a
3
x+4=0,
其中a
1
,a
2
,a
3
是正实数.当a
1
,a
2
,a
3
成等比数列时,下列选项中,能推出方程③无实
根的是( )

A. 方程①有实根,且②有实根 B. 方程①有实根,且②无实根

C. 方程①无实根,且②有实根 D. 方程①无实根,且②无实根
(n∈N)与圆x+y=2在第一
*22
18.(5分)(2015•上海)设 P< br>n
(x
n
,y
n
)是直线2x﹣y=
象限的交点,则 极限=( )
A
﹣1
BC1 D2

. . . .
三、解答题(本大题共有5题,满分74分)解答下列各题必须在答题纸相应编号的规定区
域内 写出必要的步骤.
19.(12分)(2015•上海)如图,在长方体ABCD﹣A
1B
1
C
1
D
1
中,AA
1
=1,AB =AD=2,E、
F分别是AB、BC的中点,证明A
1
、C
1
、F 、E四点共面,并求直线CD
1
与平面A
1
C
1
FE所成的角的大小.

20.(14分)(2015•上海)如图,A,B,C三地有直道相 通,AB=5千米,AC=3千米,BC=4
千米.现甲、乙两警员同时从A地出发匀速前往B地,经过 t小时,他们之间的距离为f
(t)(单位:千米).甲的路线是AB,速度为5千米小时,乙的路线是 ACB,速度为8千
米小时.乙到达B地后原地等待.设t=t
1
时乙到达C地.
(1)求t
1
与f(t
1
)的值;
(2)已知警员的对讲 机的有效通话距离是3千米.当t
1
≤t≤1时,求f(t)的表达式,并判
断f(t )在[t
1
,1]上的最大值是否超过3?说明理由.





21.(14分)(2015•上海)已知椭圆x+2y=1,过原点的两条直 线l
1
和l
2
分别于椭圆交于A、
B和C、D,记得到的平行四边形 ABCD的面积为S.
(1)设A(x
1
,y
1
),C(x
2
,y
2
),用A、C的坐标表示点C到直线l
1
的距离,并证明 S=2|x
1
y
2
﹣x
2
y
1
|;
(2)设l
1
与l
2
的斜率之积为﹣,求面积S的值.



22.(16分)(2015•上海)已知数列{a
n
}与{b
n
}满足a
n+1
﹣a
n
=2(b
n+1
﹣b
n
),n∈N.
(1)若b
n
=3n+5,且a
1< br>=1,求数列{a
n
}的通项公式;
(2)设{a
n
}的第 n
0
项是最大项,即a
n*
*
22
≥a
n
(n∈N),求证:数列{b
n
}的第n
0
项是最大项;
*
(3)设a
1
=λ<0,b
n
=λ(n∈N),求λ的取值范围,使得{a
n
}有最大值M与最小值m,且∈
(﹣2,2).














23.(18分)(2015•上海)对于定义域为R的函数g(x),若存在正常数T,使 得cosg(x)
是以T为周期的函数,则称g(x)为余弦周期函数,且称T为其余弦周期.已知f( x)是
以T为余弦周期的余弦周期函数,其值域为R.设f(x)单调递增,f(0)=0,f(T)= 4π.
(1)验证g(x)=x+sin是以6π为周期的余弦周期函数;
(2)设a<b ,证明对任意c∈[f(a),f(b)],存在x
0
∈[a,b],使得f(x
0< br>)=c;
(3)证明:“u
0
为方程cosf(x)=1在[0,T]上得解 ,”的充分条件是“u
0
+T为方程cosf(x)
=1在区间[T,2T]上的解” ,并证明对任意x∈[0,T],都有f(x+T)=f(x)+f(T).




答案:

1、 解:∵全集U=R,集合Α={1,2,3,4},Β={x|2≤x≤3},
∴(∁
U
B)={x|x>3或x<2},
∴A∩(∁
U
B)={1,4},故答案为:{1,4}.
2、
解:设z=a+bi,则=a﹣bi(a,b∈R),
又3z+=1+i,
∴3(a+bi)+(a﹣bi)=1+i,
化为4a+2bi=1+i,
∴4a=1,2b=1,
解得a=,b=.
∴z=.
. 故答案为:
3、
解:由题意知,是方程组的解,
即,
4、
则c
1
﹣c
2
=21﹣5=16,
故答案为:16. < br>解:由题意可得,正棱柱的底面是变长等于a的等边三角形,面积为
•a•a•sin60°,正 棱柱的高为a,
∴(•a•a•sin60°)•a=16,∴a=4,
5、
故答案为:4.
2
解:因为抛物线y=2px(p>0)上的动点Q到焦点的距离的最小值
为1,
所以=1,
所以p=2.
故答案为:2.



6、 解:设圆锥的底面半径为r,高为h,母线长为l,
则圆锥的侧面积为:πrl,过轴的截面面积为:rh,
∵圆锥的侧面积与过轴的截面面积之比为2π,
∴l=2h,
设母线与轴的夹角为θ,
则cosθ==,
故θ=,

x< br>﹣
1x

1x

1x

1
故答案为 :

7、

8、
解:∵log
2
(9﹣5)= log
2
(3﹣2)+2,∴log
2
(9﹣5)=log
2
[4×(3
x

1x

1
∴9﹣5=4(3﹣2),
x2x
化为(3)﹣12•3+27=0,
xx
因式分解为:(3﹣3)(3﹣9)=0,
xx
∴3=3,3=9,
解得x=1或2.
经过验证:x=1不满足条件,舍去.
∴x=2.
故答案为:2.
解:根据题意,报名的有3名男老师和6名女教师,共9名老师,
5
在9名老师中选取5人,参加义务献血,有C
9
=126种;
5
其中只有女教师的有C
6
=6种情况;
则男、女教师都有的选取方式的种数为126﹣6=120种;
故答案为:120.
解:设C
1
的方程为y﹣3x=λ,
2222
设Q(x,y),则P(x,2y),代入y﹣3x=λ,可得4y﹣3x=λ,
∴C
2
的渐近线方程为4y﹣3x=0,即
故答案为:.
],
22
22
﹣2)],

9、


x

2
解:由f(x)=2+在x∈[0,2]上为增函数,得其值域为[
10 、
可得y=f(x)在[

1

1
]上为增函数,
]上为增函数,

1
因此y=f(x)+f(x)在[

1
∴y=f(x)+f(x)的最大值为f(2)+f(2)=1+1+2=4.
故答案为:4.
11、
解:∵(1+x+
=
∴仅在第一部分中出现x项的系数.
2

10



再由
x项的系数为
2
,令r=2,可得,

故答案为:45.
解:赌金的分布列为
1 2
12、

P

3

4

5

所以 Eξ
1
=(1+2+3+4+5)=3,
奖金的分布列为
1.4
P
=
2.8
=
4.2
=
5.6
=
所以 Eξ
2
=1.4×(×1+×2+×3+×4)=2.8,
则 Eξ
1
﹣Eξ
2
=3﹣2.8=0.2元.
故答案为:0.2
13












14


∵△ABD与△AC D的面积分别为2和4,∴
可得
又tanA=,∴


∴•=

=.
,,∴
,联立sinA+cosA=1,得
,得.
22


,cosA=.



故答案为:

15


16

解: 设z
1
=1+i,z
2
=i,满足z
1
、z
2中至少有一个数是虚数,则z
1
﹣z
2
=1是实数,则z
1﹣z
2
是虚数不成立,
若z
1
、z
2
都是实 数,则z
1
﹣z
2
一定不是虚数,因此当z
1
﹣z
2
是虚数时,
则z
1
、z
2
中至少有一个数是虚数,即必要性成立,
故 “z
1
、z
2
中至少有一个数是虚数”是“z
1
﹣z
2
是虚数”的必要不充分条件,
故选:B.
解:∵点 A的坐标为(4,1),
∴设∠xOA=θ,则sinθ==,cosθ==,
将OA绕坐标原点O逆时针旋转
则OB的倾斜角为θ+
至OB,

+cosθsin)=7(×+)
,则|OB|=|OA|=
)=7(sinθcos则点B 的纵坐标为y=|OP|sin(θ+
=+6=,

17

故选:D.
22
解:当方程①有实根,且②无实根时,△
1
=a< br>1
﹣4≥0,△
2
=a
2
﹣8<0,
22
即a
1
≥4,a
2
<8,
∵a
1
,a
2
,a
3
成等比数列,
2
∴a
2
=a
1
a
3

即a
3
=,
则a
3
=(
2
)=
2
2

即方程③的判别式△
3
=a
3
﹣16<0,此时方程③无实根,
故选:B

18

解:当n→+∞时,直线2x﹣y=趋近于2 x﹣y=1,与圆x+y=2在第一象限的交
22
点无限靠近(1,1),而
22可看作点 P
n
(x
n
,y
n
)与(1,1)连线的斜 率,其
值会无限接近圆x+y=2在点(1,1)处的切线的斜率,其斜率为﹣1.
∴=﹣1.

故选:A.
解:连接AC,因为E,F分别是AB,BC的 中点,所以EF是△ABC的中位线,



19、
所以EF∥AC.由长方体的性质知AC∥A
1
C
1

所以EF∥A
1
C
1

所以A
1
、C
1
、F、E四点共面.
以D为坐标原点,DA、DC、DD
1
分别为xyz轴,建立空间直角坐标系,易求得


设平面A
1
C
1
EF的法向量为




,所以,即,
z=1,得x=1,y=1,所以
所以
=


所以直线 CD
1
与平面A
1
C
1
FE所成的角的大小arcsin< br> 20、
解:(1)由题意可得t
1
==h,
千米,

=千米;

设此时甲运动到点P,则AP=v

t
1< br>=5×=
∴f(t
1
)=PC=
=
(2)当t
1≤t≤时,乙在CB上的Q点,设甲在P点,
∴QB=AC+CB﹣8t=7﹣8t,PB=AB﹣AP=5﹣5t,
∴f(t)=PQ=
=
=,


当<t≤1时,乙在B点不动,设此时甲在点P,
∴f(t)=PB=AB﹣AP=5﹣5t



∴f(t)=
∴当<t≤1时,f(t)∈[0,],
故f(t)的最大值超过了3千米.
21、
解:(1)依题意,直线l
1
的方程为y=x,由点到直线间的距离公式得:点C到直
线l
1
的距离d== ,
因为|AB|=2|AO|=2,所以S=|AB|d=2|x
1
y
2< br>﹣x
2
y
1
|;
, (2)方法一:设直线l
1< br>的斜率为k,则直线l
2
的斜率为﹣
设直线l
1
的方程为y= kx,联立方程组,消去y解得x=±,
根据对称性,设x
1
=,则y
1
=,
同理可得x
2
=,y
2
=,所以S=2|x
1
y
2
﹣x
2
y
1
|=.
方法二:设直线l
1
、l
2的斜率分别为
所以x
1
x
2
=﹣2y
1
y2

∴=4=﹣2x
1
x
2
y
1
y
2

2
、,则=﹣,
∵A(x
1
,y
1
)、C(x
2
,y
2
)在椭圆x+2y=1上,
∴()(
+
2
2
)=+4
)=1,

+2(+)=1,
即﹣4x
1
x
2
y
1
y
2
+2(
所以(x
1
y
2
﹣x
2
y
1
)=,即|x
1
y
2
﹣x
2
y1
|=

所以S=2|x
1
y
2
﹣x
2
y
1
|=.
(1)解:∵a
n+1
﹣a
n=2(b
n+1
﹣b
n
),b
n
=3n+5,



22、
∴a
n+1
﹣a
n
=2 (b
n+1
﹣b
n
)=2(3n+8﹣3n﹣5)=6,
∴{a
n
}是等差数列,首项为a
1
=1,公差为6,
则a
n
=1+(n﹣1)×6=6n﹣5;
(2)∵a
n
=(a
n
﹣a
n

1
)+(a
n

1
﹣a
n

2
)+…+(a
2
﹣a
1< br>)+a
1

=2(b
n
﹣b
n

1
)+2(b
n

1
﹣b
n

2
) +…+2(b
2
﹣b
1
)+a
1

=2b
n
+a
1
﹣2b
1



∴数列{b
n
}的第n
0
项是最大项;
(3)由(2)可得
①当﹣1<λ<0时,

单调递减,有最大值
单调递增,有最小值m=a
1
=λ,

∴λ∈
∈(﹣2,2),
,∴.



②当λ=﹣1时,a
2n
=3,a
2n

1
=﹣1 ,
∴M=3,m=﹣1,
(﹣2,2),不满足条件.
③当λ<﹣1时,当n→+∞时,a
2n
→+∞,无最大值;
当n→+∞时,a
2n

1
→﹣∞,无最小值.
综上所述,λ∈(﹣,0)时满足条件.
23、
解:(1)g(x)=x+sin;
∴==cosg(x)
∴g(x)是以6π为周期的余弦周期函数;
(2)∵f(x)的值域为R;∴存在x
0
,使f(x
0
)=c;
又c∈[f(a),f(b)];
∴f(a)≤f(x
0
)≤f(b),而f(x)为增函数;
∴a≤x
0
≤b;
即存在x
0
∈[a,b],使f(x
0
)=c;
(3)证明:若u
0
+T为方程cosf(x)=1在区间[T,2T]上的解;
则:cosf(u
0
+T)=1,T≤u
0
+T≤2T;
∴cosf(u
0
)=1,且0≤u
0
≤T;
∴u
0
为方程cosf(x)=1在[0,T]上的解;
∴“u
0
为方程cosf(x)=1在[0,T]上得解”的充分条件是“u
0
+T为方程co sf(x)



=1在区间[T,2T]上的解”;下面证明对任意x∈[0,T ],都有f(x+T)=f(x)+f
(T):
①当x=0时,f(0)=0,∴显然成立;
②当x=T时,cosf(2T)=cosf(T)=1;
∴f(2T)=2k
1< br>π,(k
1
∈Z),f(T)=4π,且2k
1
π>4π,∴k
1
>2;
1)若k
1
=3,f(2T)=6π,由(2)知存在x
0
∈(0,T),使f(x
0
)=2π;
cosf(x
0
+T)=cosf(x
0
)=1⇒f(x
0
+T)=2k
2
π,k
2
∈Z;
∴f(T)<f(x
0
+T)<f(2T);
∴4π<2k
2
π<6π;∴2<k
2
<3,无解;
2) 若k
1
≥5,f(2T)≥10π,则存在T<x
1
<x
2
<2T,使得f(x
1
)=6π,f(x
2
)=8π;
则T,x< br>1
,x
2
,2T为cosf(x)=1在[T,2T]上的4个解;
但方程cosf(x)=1在[0,2T]上只有f(x)=0,2π,4π,3个解,矛盾;
3)当k
1
=4时,f(2T)=8π=f(T)+f(T),结论成立;
③当x∈(0,T)时,f(x)∈(0,4π),考查方程cosf(x)=c在(0,T)上的
解;
设其解为f(x
1
),f(x
2
),…,f(x
n
),(x
1
<x
2
<…<x
n
);
则f(x1
+T),f(x
2
+T),…,f(x
n
+T)为方程cos f(x)=c在(T,2T)上的解;
又f(x+T)∈(4π,8π);
而f(x
1
)+4π,f(x
2
)+4π,…,f(x
n
)+4π∈(4π ,8π)为方程cosf(x)=c在
(T,2T)上的解;
∴f(x
i
+ T)=f(x
i
)+4π=f(x
i
)+f(T);
∴综上对任意x∈[0,T],都有f(x+T)=f(x)+f(T).

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