2013年普通高等学校统一考试试题(江苏卷)
一、填空题:本大题共14小题,每小题5分,共计70分。请把答案填写在答题卡相印位置上。 1.函数)4
2sin(3π
+=x y 的最小正周期为 .
【答案】π
【解析】T =|2πω |=|2π
2 |=π.
2.设2)2(i z -=(i 为虚数单位),则复数z 的模为 . 【答案】5
【解析】z =3-4i ,i 2=-1,| z |=
=5.
3.双曲线
19
162
2=-y x 的两条渐近线的方程为 . 【答案】x y 4
3±
= 【解析】令:091622=-y x ,得x x y 4
31692±=±=. 4.集合}1,0,1{-共有 个子集.
【答案】8
【解析】23=8.
5.右图是一个算法的流程图,则输出的n 的值是 . 【答案】3
【解析】n =1,a =2,a =4,n =2;a =10,n =3;a =28,n =4. 6
则成绩较为稳定(方差较小)的那位运动员成绩的方差为 . 【答案】2
【解析】易得乙较为稳定,乙的平均值为:905
92
88919089=++++=
x .
方差为:25
)9092()9088()9091()9090()9089(2
22222
=-+-+-+-+-=
S . 7.现在某类病毒记作n m Y X ,其中正整数m ,n (7≤m ,9≤n )可以任意选取,则n m , 都取到奇数的概率为 . 【答案】
63
20
【解析】m 取到奇数的有1,3,5,7共4种情况;n 取到奇数的有1,3,5,7,9共5种情况,则n m ,都取到奇数的概率为
63
20
9754=??. 8.如图,在三棱柱ABC C B A -111中,F E D ,,分别是1AA AC AB ,,的中点,设三棱锥
ADE F -的体积为1V ,三棱柱ABC C B A -111的体积为2V ,则=21:V V .
【答案】1:24
【解析】三棱锥ADE F -与三棱锥ABC A -1的相似比为1:2,故
体积之比为1:8.
又因三棱锥ABC A -1与三棱柱ABC C B A -111的体积之比为1:
3.所以,三棱锥ADE F -与三棱柱ABC C B A -111的体积之比
为1:24.
9.抛物线2x y =在1=x 处的切线与两坐标轴围成三角形
区域为D (包含三角形内部和边界) .若点),(y x P 是区域D 内的任意一点,则y x 2+的取值范围
是 . 【答案】[—2,12 ]
【解析】抛物线2
x y =在1=x 处的切线易得为y =2x —1,令z =y x 2+,y =—12 x +z 2 . 画出可行域如下,易得过点(0,—1)时,z min =—2,过点(12 ,0)时,z max =1
2 .
10.设E D ,分别是ABC ?的边BC AB ,上的点,AB AD 21=
,BC BE 3
2
=, 若AC AB DE 21λλ+=(21λλ,为实数),则21λλ+的值为 . 【答案】1
2
【解析】)(3
2
213221++=+=
+=
x
A
B C
1A
D
E F
1B
1C
AC AB AC AB 213
2
61λλ+=+-
= 所以,611-
=λ,3
2
2=λ,=+21λλ12 . 11.已知)(x f 是定义在R 上的奇函数。当0>x 时,x x x f 4)(2-=,则不等式x x f >)( 的解集用区间表示为 .
【答案】(﹣5,0) ∪(5,﹢∞)
【解析】做出x x x f 4)(2-= (0>x )的图像,如下图所示。由于)(x f 是定义在R 上的奇函数,利用奇函数图像关于原点对称做出x <0的图像。不等式x x f >)(,表示函数y =)(x f 的图像在y =x 的上方,观察图像易得:解集为(﹣5,0) ∪(5,﹢∞)。
12.在平面直角坐标系xOy 中,椭圆C 的标准方程为)0,0(122
22>>=+b a b
y a x ,右焦点为
F ,右准线为l ,短轴的一个端点为B ,设原点到直线BF 的距离为1d ,F 到l 的距离为2d ,
若126d d =,则椭圆C 的离心率为 . 【答案】
3
3
【解析】如图,l :x =c a 2,2d =c a 2-c =c b 2
,
由等面
积得:1d =a bc
。若126d d =,则c
b 2=
6a bc ,整理得:06622=--b ab a ,两边同除以:2
a ,得:0662
=+??
? ??-??? ??a b a b
,x
y
y =x
y =x 2—4P (5,5)
解之得:a b =36,所以,离心率为:331e 2
=??
?
??-=a b .
13.在平面直角坐标系xOy 中,设定点),(a a A ,P 是函数x
y 1
=
(0>x )图象上一动点, 若点A P ,之间的最短距离为22,则满足条件的实数a 的所有值为 . 【答案】1或10 【解析】
14.在正项等比数列}{n a 中,2
1
5=
a ,376=+a a ,则满足n n a a a a a a 2121>+++的 最大正整数n 的值为 . 【答案】12
【解析】设正项等比数列}{n a 首项为a 1,公比为q ,则:?????
=+=
3
)1(2
15141q q a q a ,得:a 1=1
32 ,q
=2,a n =2
6-n
.记5
2121
2-=+++=n n n a a a T ,2
)1(212n
n n n a a a -==∏ .n n T ∏>,则
2
)1(5
221
2n n n ->-,化简得:
52
11
212212+->-n n n
,当5211212+->
n n n 时,122
121
13≈+=n .当n =12时,1212∏>T ,当n =13时,1313∏ 二、解答题:本大题共6小题,共计90分.请在答题卡指定区域内作答,解答时应写出文字说 明、证明过程或演算步骤. 15.(本小题满分14分) 已知)sin ,(cos )sin ,(cos ββαα=b a ,=,παβ<<<0. (1)若2||= -b a ,求证:b a ⊥; (2)设)1,0(=c ,若c b a =+,求βα,的值. 解:(1)a -b =(cosα-cosβ,sin α-sin β), |a -b |2=(cosα-cosβ)2+(sin α-sin β)2=2-2(cosα·cosβ+sin α·sin β)=2, 所以,cosα·cosβ+sin α·sin β=0, 所以,b a ⊥. (2)?? ?=+=+② 1 sin sin ①0 cos cos βαβα,①2+②2得:cos(α-β)=-12 . 所以,α-β= π32,α=π3 2 +β, 带入②得:sin( π32+β)+sin β=2 3cosβ+12 sin β=sin(3π+β)=1, 所以, 3π+β=2π. 所以,α=65π,β=6 π . 16.(本小题满分14分) 如图,在三棱锥ABC S -中,平面⊥SAB 平面SBC ,BC AB ⊥,AB AS =,过A 作SB AF ⊥,垂足为F ,点G E ,分别是棱SC SA ,的中点.求证: (1)平面//EFG 平面ABC ; (2)SA BC ⊥. 证:(1)因为SA =AB 且AF ⊥SB , 所以F 为SB 的中点. 又E ,G 分别为SA ,SC 的中点, 所以,EF ∥AB ,EG ∥AC . 又AB ∩AC =A ,AB ?面SBC ,AC ?面ABC , 所以,平面//EFG 平面ABC . (2)因为平面SAB ⊥平面SBC ,平面SAB ∩平面SBC =BC , AF ?平面ASB ,AF ⊥SB . 所以,AF ⊥平面SBC . 又BC ?平面SBC , 所以,AF ⊥BC . 又AB ⊥BC ,AF ∩AB =A , 所以,BC ⊥平面SAB . 又SA ?平面SAB , 所以,SA BC ⊥. 17.(本小题满分14分) 如图,在平面直角坐标系xOy 中,点)3,0(A ,直线42:-=x y l . 设圆C 的半径为1,圆心在l 上. (1)若圆心C 也在直线1-=x y 上,过点A 作圆C 的切线, 求切线的方程; (2)若圆C 上存在点M ,使MO MA 2=,求圆心C 的横坐 标a 的取值范围. 解:(1)联立:? ??-=-=421 x y x y ,得圆心为:C (3,2). 设切线为:3+=kx y , A B C S G F E d = 11|233|2 ==+-+r k k ,得:4 3 0-==k or k . 故所求切线为:34 3 +-==x y or y . (2)设点M (x ,y ),由MO MA 2=,知:2 2222)3(y x y x +=-+, 化简得:4)1(22=++y x , 即:点M 的轨迹为以(0,1)为圆心,2为半径的圆,可记为圆D . 又因为点M 在圆C 上,故圆C 圆D 的关系为相交或相切. 故:1≤|CD |≤3,其中22)32(-+=a a CD . 解之得:0≤a ≤12 5 . 18.(本小题满分16分) 如图,游客从某旅游景区的景点A 处下山至C 处有两种路径。一种是从A 沿直线步行 到C ,另一种是先从A 沿索道乘缆车到B ,然后从B 沿直线步行到C .现有甲、乙两 位游客从A 处下山,甲沿AC 匀速步行,速度为min /50m .在甲出发min 2后,乙从 A 乘缆车到B ,在B 处停留min 1后,再从匀速步行到C .假设缆车匀速直线运动的 速度为min /130m ,山路AC 长为m 1260,经测量,1312cos =A ,5 3 cos =C . (1)求索道AB 的长; (2)问乙出发多少分钟后,乙在缆车上与甲的距离最短? (3)为使两位游客在C 处互相等待的时间不超过3分钟, 乙步行的速度应控制在什么范围内? 解:(1)如图作BD ⊥CA 于点D , 设BD =20k ,则DC =25k ,AD =48k , AB =52k ,由AC =63k =1260m , 知:AB =52k =1040m . (2)设乙出发x 分钟后到达点M , 此时甲到达N 点,如图所示. 则:AM =130x ,AN =50(x +2), 由余弦定理得:MN 2=AM 2+AN 2-2 AM ·AN cos A =7400 x 2-14000 x +10000, 其中0≤x ≤8,当x =35 37 (min)时,MN 最小,此时乙在缆车上与甲的距离最短. (3)由(1)知:BC =500m ,甲到C 用时:126050 =126 5 (min). 若甲等乙3分钟,则乙到C 用时:1265 +3=1415 (min),在BC 上用时:86 5 (min) . 此时乙的速度最小,且为:500÷865 =1250 43 m/min . 若乙等甲3分钟,则乙到C 用时:1265 -3=1115 (min),在BC 上用时:56 5 (min) . C B A D M N 此时乙的速度最大,且为:500÷565 =625 14 m/min . 故乙步行的速度应控制在[125043 ,625 14 ]范围内. 19.(本小题满分16分) 设}{n a 是首项为a ,公差为d 的等差数列)0(≠d ,n S 是其前n 项和.记c n nS b n n += 2, *N n ∈,其中c 为实数. (1)若0=c ,且421b b b ,,成等比数列,证明:k nk S n S 2=(*,N n k ∈); (2)若}{n b 是等差数列,证明:0=c . 证:(1)若0=c ,则d n a a n )1(-+=,2]2)1[(a d n n S n +-= ,2 2)1(a d n b n +-=. 当421b b b ,,成等比数列,412 2b b b =, 即:??? ? ?+=??? ??+2322 d a a d a ,得:ad d 22 =,又0≠d ,故a d 2=. 由此:a n S n 2=,a k n a nk S nk 222)(==,a k n S n k 222=. 故:k nk S n S 2=(* ,N n k ∈). (2)c n a d n n c n nS b n n ++-=+=22 222)1(, c n a d n c a d n c a d n n ++--+-++-=2 222)1(22)1(22)1( c n a d n c a d n ++--+-=2 22)1(22)1(. (※) 若}{n b 是等差数列,则Bn An b n +=型. 观察(※)式后一项,分子幂低于分母幂, 故有:022)1(2 =++-c n a d n c ,即022)1(=+-a d n c ,而22)1(a d n +-≠0, 故0=c . 经检验,当0=c 时}{n b 是等差数列. 20.(本小题满分16分) 设函数ax x x f -=ln )(,ax e x g x -=)(,其中a 为实数. (1)若)(x f 在),1(+∞上是单调减函数,且)(x g 在),1(+∞上有最小值,求a 的取值范围; (2)若)(x g 在),1(+∞-上是单调增函数,试求)(x f 的零点个数,并证明你的结论. 解:(1)a x x f -= '1)(≤0在),1(+∞上恒成立,则a ≥x 1 , )1(∞+∈,x . 故:a ≥1. a x g x -='e )(, 若1≤a ≤e ,则a x g x -='e )(≥0在),1(+∞上恒成立, 此时,ax e x g x -=)(在),1(+∞上是单调增函数,无最小值,不合; 若a >e ,则ax e x g x -=)(在)ln 1(a ,上是单调减函数,在)(ln ∞+,a 上是单调增函数,)ln ()(min a g x g =,满足. 故a 的取值范围为:a >e . (2)a x g x -='e )(≥0在),1(+∞-上恒成立,则a ≤e x , 故:a ≤1 e . )0(11)(>-=-= 'x x ax a x x f . (ⅰ)若0<a ≤1e ,令)(x f '>0得增区间为(0,1 a ); 令)(x f '<0得减区间为(1 a ,﹢∞). 当x →0时,f (x )→﹣∞;当x →﹢∞时,f (x )→﹣∞; 当x =1a 时,f (1a )=﹣ln a -1≥0,当且仅当a =1 e 时取等号. 故:当a =1e 时, f (x )有1个零点;当0<a <1 e 时, f (x )有2个零点. (ⅱ)若a =0,则f (x )=﹣ln x ,易得f (x )有1个零点. (ⅲ)若a <0,则01 )(>-= 'a x x f 在)0(∞+,上恒成立, 即:ax x x f -=ln )(在)0(∞+,上是单调增函数, 当x →0时,f (x )→﹣∞;当x →﹢∞时,f (x )→﹢∞. 此时,f (x )有1个零点. 综上所述:当a =1e 或a <0时,f (x )有1个零点;当0<a <1 e 时, f (x )有2个零点.