2011·课标全国卷(课标理数)
课标理数1.L4[2011·课标全国卷] 复数2+i
1-2i 的共轭复数是( )
A .-35i B.35i
C .-i
D .i
课标理数1.L4[2011·课标全国卷] C 【解析】
2+i 1-2i =(2+i )(1+2i )(1-2i )(1+2i )=5i
5
=i ,所以其共轭复数为-i.故选C.
课标理数2.B3,B4[2011·课标全国卷] 下列函数中,既是偶函数又在(0,+∞)单调递增的函数是( )
A .y =x 3
B .y =|x |+1
C .y =-x 2+1
D .y =2-
|x | 课标理数2.B3,B4[2011·课标全国卷] B 【解析】 A 选项中,函数y =x 3是奇函数;B 选项中,y =||x +1是偶函数,且在()0,+∞上是增函数;C 选项中,y =-x 2+1是偶函数,但在()0,+∞上是减函数;D 选项中,y =2-|x |
=????
12|x |
是偶函数,
但在()0,+∞上是减函数.故选B.
课标理数3.L1[2011·课标全国卷] 执行如图1-1所示的程序框图,如果输入的N 是6,那么输出的p 是( )
图1-1
A .120
B .720
C .1440
D .5040 课标理数3.L1[2011·课标全国卷] B 【解析】 k =1时,p =1; k =2时,p =1×2=2; k =3时,p =2×3=6;
k =4时,p =6×4=24; k =5时,p =24×5=120; k =6时,p =120×6=720.
课标理数4.G2,K2[2011·课标全国卷] 有3个兴趣小组,甲、乙两位同学各自参加其中一个小组,每位同学参加各个小组的可能性相同,则这两位同学参加同一个兴趣小组的概率为( )
A.13
B.12
C.23
D.34
课标理数4.G2,K2[2011·课标全国卷] A 【解析】 甲、乙两名同学参加小组的情况共有9种,参加同一小组的情况有3种,所以参加同一小组的概率为39=13
.
课标理数5.C1,C6[2011·课标全国卷] 已知角θ的顶点与原点重合,始边与x 轴的正半轴重合,终边在直线y =2x 上,则cos2θ=( )
A .-45
B .-35 C.35 D.45
课标理数5.C1,C6[2011·课标全国卷] B 【解析】 解法1:在角θ终边上任取一点P (a ,2a )(a ≠0),则
r 2=
||OP 2
=a 2+(2a )2=5a 2,
∴cos 2θ=
a 25a 2=15,∴cos2θ=2cos
2θ-1=25-1=-35
. 解法2:tan θ=2a a =2,cos2θ=cos 2θ-sin 2θcos 2θ+sin 2θ=1-tan 2θ1+tan 2θ
=-3
5.
课标理数6.G2[2011·课标全国卷] 在一个几何体的三视图中,正视图和俯视图如图1-2所示,则相应的侧视图可以为( )
图1-2 图1-3 课标理数6.G2 [2011·课标全国卷] D 【解析】 由正视图和俯视图知几何体的直观图是由一个半圆锥和一个三棱锥组合而成的,如下图,故侧视图选D.
图1-4
课标理数7.H6[2011·课标全国卷] 设直线l 过双曲线C 的一个焦点,且与C 的一条对称轴垂直,l 与C 交于A ,B 两点,|AB |为C 的实轴长的2倍,则C 的离心率为( )
A. 2
B. 3 C .2 D .3
课标理数7.H6[2011·课标全国卷] B 【解析】 设双曲线方程为x 2a 2-y 2
b 2=1(a >0,b >0),
直线过右焦点F ,且垂直于x 轴交双曲线于A ,B 两点,则||AB =2b 2
a
=4a ,所以b 2=2a 2,所以双曲线的离心率e =
1+b 2
a
2= 3.
课标理数8.J3[2011·课标全国卷] ????x +a x ????2x -1
x 5
的展开式中各项系数的和为2,则该展开式中常数项为( )
A .-40
B .-20
C .20
D .40
课标理数8.J3[2011·课标全国卷] D 【解析】 令x =1得各项系数和为????1+a
1(2-1)5=(1+a )=2, ∴a =1,
所以原式变为????x +1x ????2x -1x 5,????2x -1x 5展开式的通项为T r +1=C r 5
(2x )r ???
?-1x 5-r
=(-1)5
-
r 2r
C r 5x
2r -
5. 令2r -5=-1,得r =2; 令2r -5=1,得r =3,
所以常数项为(-1)5-222C 25+(-1)5-323C 35=(-4+8)C 25
=40.
课标理数9.B13[2011·课标全国卷] 由曲线y =x ,直线y =x -2及y 轴所围成的图形的面积为( )
A.103 B .4 C.16
3
D .6 课标理数9.B13[2011·课标全国卷] C 【解析】 如图,由{y =x ,y =x -2 解得x =4或x =1.经检验x =1为增根,
∴x =4,∴B (4,2),又可求A (0,-2),
图1-4
所以阴影部分的面积S = ??0
4(x -x + 2)d x =????23x 32-x 2
2 + 2x ???4
0 = 163.
课标理数10.F3[2011·课标全国卷] 已知a 与b 均为单位向量,其夹角为θ,有下列四个命题:
p 1:|a +b |>1θ∈????0,2π
3;
p 2:|a +b |>1θ∈????2π
3,π p 3:|a -b |>1θ∈???
?0,π3;
p 4:|a -b |>1
θ∈?
??
?π
3,π.
其中的真命题是( )
A .p 1,p 4
B .p 1,p 3
C .p 2,p 3
D .p 2,p 4
课标理数10.F3[2011·课标全国卷] A 【解析】 因为||a +b >1||a 2+2a ·b +||b 2
>1
a ·
b >
-12
||a ||b cos θ=cos θ>-1
2θ∈????0,2π3,所以p 1为真命题,p 2为假命题.
又因为||a -b >1
||a 2-2a ·b +||b 2
>1
a ·
b <12||a ||b cos θ=cos θ<
12θ∈???
?π
3,π,所
以p 4为真命题,p 3为假命题.
课标理数11.C4,C5[2011·课标全国卷] 设函数f (x )=sin(ωx +φ)+cos(ωx +φ)?
???ω>0,|φ|<π
2的最小正周期为π,且f (-x )=f (x ),则( )
A .f (x )在????0,π
2单调递减
B .f (x )在????π4,3π
4单调递减
C .f (x )在????0,π
2单调递增
D .f (x )在??
??
π4,3π4单调递增
课标理数11.C4,C5[2011·课标全国卷] A 【解析】 原式可化简为f (x )=2
sin ????ωx +φ+π
4,因为f (x )的最小正周期T =2πω
=π,
所以ω=2.
所以f (x )=2sin ?
???2x +φ+π
4,
又因为f (-x )=f (x ),所以函数f (x )为偶函数, 所以f (x )=2sin ????2x +φ+π
4=±2cos2x ,
所以φ+π4=π
2+k π,k ∈Z ,
所以φ=π
4+k π,k ∈Z ,
又因为||φ<π2,所以φ=π
4
.
所以f (x )=2sin ????2x +π
2=2cos2x ,
所以f (x )=2cos2x 在区间????0,π
2上单调递减.
课标理数12.B9[2011·课标全国卷] 函数y =1
1-x 的图像与函数y =2sin πx (-2≤x ≤4)的
图象所有交点的横坐标之和等于( )
A .2
B .4
C .6
D .8
课标理数12.B9[2011·课标全国卷] D 【解析】 当x =12时,y =11-12=2;当x =3
2
时,y
=
1
1-32
=-2. 所以函数图象如图所示,所以有8个根,且关于点(1,0)对称,所以所有根的总和为8.
图1-5
课标理数13.E5[2011·课标全国卷] 若变量x ,y 满足约束条件?
????3≤2x +y ≤9,
6≤x -y ≤9,则z =x +2y
的最小值为________.
课标理数13.E5[2011·课标全国卷] -6 【解析】 作出可行域如图阴影部分所示,
由?
????y =-2x +3,y =x -9 解得A (4,-5). 当直线z =x +2y 过A 点时z 取最小值,将A (4,-5)代入, 得z =4+2×(-5)=-6.
图1-6
课标理数14.H5[2011·课标全国卷] 在平面直角坐标系xOy 中,椭圆C 的中心为原点,焦点F 1,F 2在x 轴上,离心率为
2
2
.过F 1的直线l 交C 于A ,B 两点,且△ABF 2的周长为16,那么C 的方程为________________.
课标理数14.H5[2011·课标全国卷] x 216+y 28=1 【解析】 设椭圆方程为x 2a 2+y 2
b 2=1(a >b >0).
因为离心率为22,所以2
2=
1-b 2a
2, 解得b 2a 2=1
2
,即a 2=2b 2.
图1-7
又△ABF 2的周长为||AB +||AF 2+||BF 2=||AF 1+||BF 1+||BF 2+||AF 2=(||AF 1+||AF 2)+(||BF 1+||BF 2)=2a +2a =4a ,,所以4a =16,a =4,所以b =22,
所以椭圆方程为x 216+y 2
8
=1.
课标理数15.G8[2011·课标全国卷] 已知矩形ABCD 的顶点都在半径为4的球O 的球面上,且AB =6,BC =23,则棱锥O -ABCD 的体积为________. 课标理数15.G8[2011·课标全国卷] 83 【解析】 如图,由题意知,截面圆的直径为62+(23)2=48=43,
所以四棱锥的高||OO 1=OA 2-O 1A 2=16-12=2,
所以其体积V =13S 矩形ABCD ·||OO 1=1
3
×6×23×2=8 3.
图1-8
课标理数16.C5,C8[2011·课标全国卷] 在△ABC 中,B =60°,AC =3,则AB +2BC 的最大值为________.
课标理数16.C5,C8[2011·课标全国卷] 27 【解析】 因为B =60°,A +B +C =180°,所以A +C =120°,
由正弦定理,有
AB sin C =BC sin A =AC sin B =3
sin60°
=2, 所以AB =2sin C ,BC =2sin A .
所以AB +2BC =2sin C +4sin A =2sin(120°-A )+4sin A =2(sin120°cos A -cos120°sin A )+4sin A =3cos A +5sin A
=27sin(A +φ),(其中sin φ=
327,cos φ=527
) 所以AB +2BC 的最大值为27.
课标理数17.D5[2011·课标全国卷] 等比数列{a n }的各项均为正数,且2a 1+3a 2=1,a 23=9a 2a 6.
(1)求数列{a n }的通项公式;
(2)设b n =log 3a 1+log 3a 2+…+log 3a n ,求数列????
??
1b n 的前n 项和.
课标理数17.D5[2011·课标全国卷] 【解答】 (1)设数列{a n }的公比为q ,由a 23=9a 2a 6得a 23=9a 24,所以q 2=19
. 由条件可知q >0,故q =13
.
由2a 1+3a 2=1得2a 1+3a 1q =1,所以a 1=1
3.
故数列{a n }的通项公式为a n =1
3n .
(2)b n =log 3a 1+log 3a 2+…+log 3a n =-(1+2+…+n ) =-n (n +1)2
.
故1b n =-2
n (n +1)
=-2????1n -1n +1,
1b 1+1b 2+…+1b n =-2????1-12+????12-13+…+????1n -1n +1=-2n
n +1
. 所以数列??????1b n 的前n 项和为-2n
n +1
.
图1-9
课标理数18.G5,G10,G11[2011·课标全国卷] 如图1-9,四棱锥P -ABCD 中,底面ABCD 为平行四边形,∠DAB =60°,AB =2AD ,PD ⊥底面ABCD .
(1)证明:P A ⊥BD ;
(2)若PD =AD ,求二面角A -PB -C 的余弦值. 课标理数18.G5,G10,G11[2011·课标全国卷] 【解答】 (1)因为∠DAB =60°,AB =2AD ,由余弦定理得BD =3AD ,
从而BD 2+AD 2=AB 2,故BD ⊥AD . 又PD ⊥底面ABCD ,可得BD ⊥PD , 所以BD ⊥平面P AD .故P A ⊥BD .
图1-10
(2)如图,以D 为坐标原点,AD 的长为单位长,DA 、DB 、DP 所在直线分别为x 轴、y 轴、z 轴建立空间直角坐标系D -xyz ,则
A (1,0,0),
B (0,3,0),
C (-1,3,0),P (0,0,1), AB →=(-1,3,0),PB →=(0,3,-1),BC →
=(-1,0,0). 设平面P AB 的法向量为n =(x ,y ,z ),则?????n ·
AB →=0,n ·
PB →=0,
即???-x +3y =0,
3y -z =0.
因此可取n =(3,1,3).
设平面PBC 的法向量为m ,则?????m ·
PB →=0,m ·
BC →=0,
可取m =(0,-1,-3).cos 〈m ,n 〉=-427=-27
7.
故二面角A -PB -C 的余弦值为-27
7
.
课标理数19.I2,K6,K8[2011·课标全国卷] 某种产品的质量以其质量指标值衡量,质量
指标值越大表明质量越好,且质量指标值大于或等于102的产品为优质品.现用两种新配方(分别称为A 配方和B 配方)做试验,各生产了100件这种产品,并测量了每件产品的质量指标值,得到下面试验结果:
A 配方的频数分布表
B 配方的频数分布表
(1)分别估计用A 配方,B 配方生产的产品的优质品率;
(2)已知用B 配方生产的一件产品的利润y (单位:元)与其质量指标值t 的关系式为 y =????
?-2,t <94,2,94≤t <102,4,t ≥102.
从用B 配方生产的产品中任取一件,其利润记为X (单位:元),求X 的分布列及数学期
望.(以试验结果中质量指标值落入各组的频率作为一件产品的质量指标值落入相应组的概率)
课标理数19.I2,K6,K8[2011·课标全国卷] 【解答】 (1)由试验结果知,用A 配方生产的产品中优质品的频率为
22+8
100
=0.3,所以用A 配方生产的产品的优质品率的估计值为0.3. 由试验结果知,用B 配方生产的产品中优质品的频率为32+10
100=0.42,所以用B 配方生
产的产品的优质品率的估计值为0.42.
(2)用B 配方生产的100件产品中,其质量指标值落入区间[90,94),[94,102),[102,110]的频率分别为0.04,0.54,0.42,因此
P (X =-2)=0.04,P (X =2)=0.54,P (X =4)=0.42, 即X 的分布列为
X 的数学期望EX =-2×0.04+2×0.54+4×0.42=2.68.
课标理数20.H9,H2[2011·课标全国卷] 在平面直角坐标系xOy 中,已知点A (0,-1),B 点在直线y =-3上,M 点满足MB →∥OA →,MA →·AB →=MB →·BA →
,M 点的轨迹为曲线C . (1)求C 的方程;
(2)P 为C 上的动点,l 为C 在P 点处的切线,求O 点到l 距离的最小值. 课标理数20.H9,H2[2011·课标全国卷] 【解答】 (1)设M (x ,y ),由已知得B (x ,-3),A (0,-1).
所以MA →=(-x ,-1-y ),MB →=(0,-3-y ),AB →
=(x ,-2). 再由题意可知(MA →+MB →)·AB →
=0, 即(-x ,-4-2y )·(x ,-2)=0, 所以曲线C 的方程为y =1
4
x 2-2.
(2)设P (x 0,y 0)为曲线C :y =1
4x 2-2上一点,
因为y ′=12x ,所以l 的斜率为1
2x 0.
因此直线l 的方程为y -y 0=1
2x 0(x -x 0),
即x 0x -2y +2y 0-x 20=0. 则O 点到l 的距离d =
||
2y 0-x 20x 20+4
,又y 0=14x 2
0-2, 所以d =
12x 2
+4x 20
+4=12? ????
x 20+4+4x 20+4≥2, 当x 0=0时取等号,所以O 点到l 距离的最小值为2.
课标理数21.B12[2011·课标全国卷] 已知函数f (x )=a ln x x +1+b
x ,曲线y =f (x )在点(1,f (1))
处的切线方程为x +2y -3=0.
(1)求a ,b 的值;
(2)如果当x >0,且x ≠1时,f (x )>ln x x -1+k
x
,求k 的取值范围.
课标理数21.B12[2011·课标全国卷] 【解答】 (1)f ′(x )=a ????x +1x -ln x (x +1)2
-b
x 2,
由于直线x +2y -3=0的斜率为-1
2
,且过点(1,1),故?????f (1)=1,f ′(1)=-12,即?????b =1,a 2-b =-12, 解得a =1,b =1.
(2)由(1)知f (x )=ln x x +1+1
x
,所以
f (x )-????ln x x -1+k x =
11-x 2????2ln x +(k -1)(x 2-1)x . 考虑函数h (x )=2ln x +(k -1)(x 2-1)
x (x >0),
则h ′(x )=(k -1)(x 2+1)+2x
x 2
.
①设k ≤0,由h ′(x )=k (x 2+1)-(x -1)2
x 2知,
当x ≠1时,h ′(x )<0,而h (1)=0,
故当x ∈(0,1)时,h (x )>0,可得1
1-x 2h (x )>0;
当x ∈(1,+∞)时,h (x )<0,可得1
1-x 2h (x )>0.
从而当x >0,且x ≠1时,f (x )-????ln x x -1+k
x >0,
即f (x )>ln x x -1+k
x
.
②设0<k <1,由于当x ∈???
?1,1
1-k 时,(k -1)(x 2+1)+2x >0,故h ′(x )>0,而h (1)=0,
故当x ∈????1,11-k 时,h (x )>0,可得1
1-x 2
h (x )<0.与题设矛盾.
③设k ≥1,此时h ′(x )>0,而h (1)=0,故当x ∈(1,+∞)时,h (x )>0,可得11-x 2
h (x )<
0,与题设矛盾.
综合得,k 的取值范围为(-∞,0]. 课标理数22.N1[2011·课标全国卷]
图1-11
如图1-11,D ,E 分别为△ABC 的边AB ,AC 上的点,且不与△ABC 的顶点重合,已知AE 的长为m ,AC 的长为n ,AD ,AB 的长是关于x 的方程x 2-14x +mn =0的两个根.
(1)证明:C ,B ,D ,E 四点共圆;
(2)若∠A =90°,且m =4,n =6,求C ,B ,D ,E 所在圆的半径. 课标理数22.N1[2011·课标全国卷] 【解答】 (1)证明:连结DE ,根据题意在△ADE 和△ACB 中,AD ×AB =mn =AE ×AC ,
即
AD AC =AE
AB
,又∠DAE =∠CAB ,从而△ADE ∽△ACB , 因此∠ADE =∠ACB ,
即∠ACB 与∠EDB 互补,所以∠CED 与DBC 互补, 所以C ,B ,D ,E 四点共圆.
图1-12
(2)m =4,n =6时,方程x 2-14x +mn =0的两根为x 1=2,x 2=12. 故AD =2,AB =12.
取CE 的中点G ,DB 的中点F ,分别过G ,F 作AC ,AB 的垂线,两垂线相交于H 点,
连结DH .因为C ,B ,D ,E 四点共圆,所以C ,B ,D ,E 四点所在圆的圆心为H ,半径为DH .
由于∠A =90°,故GH ∥AB ,HF ∥AC ,
从而HF =AG =5,DF =1
2
(12-2)=5,
故C ,B ,D ,E 四点所在圆的半径为5 2.
课标理数23.N3[2011·课标全国卷] 在直角坐标系xOy 中,曲线C 1的参数方程为
?
????x =2cos α,y =2+2sin α.(α为参数) M 是C 1上的动点,P 点满足OP →=2OM →
,P 点的轨迹为曲线C 2. (1)求C 2的参数方程;
(2)在以O 为极点,x 轴的正半轴为极轴的极坐标系中,
射线θ=π
3与C 1的异于极点的交点为A ,与C 2的异于极点的交点为B ,求|AB |.
课标理数23.N3[2011·课标全国卷] 【解答】 (1)设P (x ,y ),则由条件知M ????
x 2,y 2,由于M 点在C 1上,所以
???x
2=2cos α,y
2=2+2sin α,
即?
????
x =4cos α,y =4+4sin α. 从而C 2的参数方程为
?
????x =4cos α,y =4+4sin α.(α为参数) (2)曲线C 1的极坐标方程为ρ=4sin θ,曲线C 2的极坐标方程为ρ=8sin θ. 射线θ=π3与C 1的交点A 的极径为ρ1=4sin π3,
射线θ=π3与C 2的交点B 的极径为ρ2=8sin π
3
.
所以|AB |=|ρ1-ρ2|=2 3.
课标理数24.N4[2011·课标全国卷] 设函数f (x )=|x -a |+3x ,其中a >0. (1)当a =1时,求不等式f (x )≥3x +2的解集;
(2)若不等式f (x )≤0的解集为{x |x ≤-1},求a 的值. 课标理数24.N4[2011·课标全国卷] 【解答】 (1)当a =1时,f (x )≥3x +2可化为|x -1|≥2. 由此可得x ≥3或x ≤-1.
故不等式f (x )≥3x +2的解集为 {x |x ≥3或x ≤-1}. (2)由f (x )≤0得
|x -a |+3x ≤0.
此不等式可化为不等式组
?