2001年上海市高考数学试卷(理科)

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2001年上海市高考数学试卷(理科)一、填空题(本大题满分48分)本大题共有12题,只要求直接填写结果,每个空格填对得4分,否则一律得零分.1.(4分)已知812(,1]()log ,(1,)xx f x x x则满足1()4f x 的x 值为.2.(4分)设数列{}n a 的通项为*27()na n nN ,则1215||||||a a a .3.(4分)设P 为双曲线2214x y上一动点,O 为坐标原点,M 为线段OP 的中点,则点M 的轨迹方程是.4.(4分)设集合{|2(815),},{|cos0,}2x A x lgxlg xxR Bx xR ,则AB 的元素个数为个.5.(4分)抛物线2430xy 的焦点坐标为.6.(4分)设数列{}n a 是公比为0q 的等比数列,n S 是它的前n 项和,若lim 7nnS ,则此数列的首项1a 的取值范围为.7.(4分)某餐厅供应客饭,每位顾客可以在餐厅提供的菜肴中任选2菜2素共4种不同的品种.现在餐厅准备了5种不同的荤菜,若要保证每位顾客有200种以上的不同选择,则餐厅至少还需要不同的素菜品种种.(结果用数值表示)8.(4分)在2521(425)(1)x x x的展开式中,常数项为.9.(4分)设sin x,且5[,]66,则arccos x 的取值范围是.10.(4分)直线122y x 与曲线sin (cos2x y为参数)的交点坐标是.11.(4分)已知两个圆:221xy①;22(3)1x y ②,则由①式减去②式可得上述两个圆的对称轴方程.将上述命题在曲线仍为圆的情况下加以推广,即要求得到一个更一般的命题,而已知命题应成为所推广命题的一个特例,推广的命题为.12.(4分)据报道,我国目前已成为世界上受荒漠化危害最严重的国家之一,如表示我国土地沙化总面积在上个世纪五六十年代、七八十年代、九十年代的变化情况,由图中的相关信息,可将上述有关年代中,我国年平均土地沙化面积在图中图示为:.二、选择题(本大题满分16分)本大题共有4题,每题都给出代号为A 、B 、C 、D 的四个结论,其中有且只有一个结论是正确的,必须把正确结论的代号写在题后的圆括号内,选对得4分,不选、选错或者选出的代号超过一个(不论是否都写在圆括号内),一律得零分.13.(4分)3a是直线230axya和直线3(1)7x a ya平行且不重合的()A .充分非必要条件B .必要非充分条件C .充要条件D .既非充分也非必要条件14.(4分)如图,在平行六面体1111ABCDA B C D 中,M 为AC 与BD 的交点,若11A B a ,11A D b ,1A Ac .则下列向量中与1B M 相等的向量是()A .1122ab c B .1122ab c C .1122ab c D .1122ab c 15.(4分)已知a ,b 为两条不同的直线,,为两个不同的平面,且a,b,则下列命题中的假命题是()A .若//a b ,则//B .若,则a bC .若a ,b 相交,则,相交D .若,相交,则a ,b 相交16.(4分)用计算器验算函数(1)lgx yxx 的若干个值,可以猜想下列命题中的真命题只能是()A .lgx yx 在(1,)上是单调减函数B .lgx y x ,(1,)x 有最小值C .lgx y x ,(1,)x 的值域为3(0,]3lg D .lim0,nlgn nNn三.解答题(本大题满分86分)本大题共有6题,解答下列各题必须写出必要的步骤.17.(12分)已知a 、b 、c 是ABC 中A 、B 、C 的对边,S 是ABC 的面积,若4a,5b,53S,求c 的长度.18.(12分)设1F ,2F 为椭圆22194xy的两个焦点,P 为椭圆上的一点,已知P ,1F ,2F 是一个直角三角形的三个顶点,且12||||PF PF ,求12||||PF PF 的值.19.(14分)在棱长为a 的正方体OABC O A B C 中,E 、F 分别是棱AB 、BC 上的动点,且AEBF .(Ⅰ)求证:A FC E ;(Ⅱ)当三棱锥BBEF 的体积取得最大值时,求二面角B EFB 的大小.(结果用反三角函数表示)20.(14分)对任意一个非零复数z ,定义集合21{|,}n zMw w zn N .(Ⅰ)设是方程12xx的一个根.试用列举法表示集合a M ,若在a M 中任取两个数,求其和为零的概率P ;(Ⅱ)设复数z M ,求证:z MM .21.(16分)用水清洗一堆蔬菜上残留的农药,对用一定量的水清洗一次的效果作如下假定:用1个单位量的水可洗掉蔬菜上残留农药量的12,用水越多洗掉的农药量也越多,但总还有农药残留在蔬菜上.设用x 单位量的水清洗一次以后,蔬菜上残留的农药量与本次清洗前残留的农药量之比为函数()f x .(Ⅰ)试规定(0)f 的值,并解释其实际意义;(Ⅱ)试根据假定写出函数()f x 应该满足的条件和具有的性质;(Ⅲ)设21()1f x x.现有(0)a a单位量的水,可以清洗一次,也可以把水平均分成2份后清洗两次,试问用哪种方案清洗后蔬菜上残留的农药量比较省?说明理由.22.(18分)对任意函数()f x ,xD ,可按图示构造一个数列发生器,其工作原理如下:①输入数据0x D ,经按列发生器,其工作原理如图:②若1x D ,则数列发生器结束工作;若1x D ,则将1x 反馈回输入端,再输出21()x f x ,并依此规律继续下去,现定义42()1xf x x .(Ⅰ)若输入4965x ,则由数列发生器产生数列{}n x .请写出数列{}n x 的所有项:(Ⅱ)若要数列发生器产生一个无穷的常数数列,试求输入的初始数据0x 的值;(Ⅲ)若输入0x 时,产生的无穷数列{}n x 满足;对任意正整数n ,均有1nn x x ,求0x 的取值范围.2001年上海市高考数学试卷(理科)参考答案与试题解析一、填空题(本大题满分48分)本大题共有12题,只要求直接填写结果,每个空格填对得4分,否则一律得零分.1.(4分)已知812(,1]()log ,(1,)xx f x x x则满足1()4f x 的x 值为3.【解答】解:1x,时,1()24xf x ,2x ,不合题意,舍去;1x时,811log 4x,14813x综上所示,3x 故答案为:32.(4分)设数列{}n a 的通项为*27()n a n n N ,则1215||||||a a a 153.【解答】解:由270n a n…,解得72n …,所以数列的前3项为负数,则1215||||||a a a 531135231211912122153.故答案为:1533.(4分)设P 为双曲线2214xy上一动点,O 为坐标原点,M 为线段OP 的中点,则点M 的轨迹方程是2241xy.【解答】解:设(,)M x y ,则(2,2)P x y ,代入双曲线方程得2241xy,即为所求.点M 的轨迹方程2241x y.答案:2241xy4.(4分)设集合{|2(815),},{|cos0,}2x A x lgxlg xxR Bx xR ,则AB 的元素个数为1个.【解答】解:由2(815)lgx lg x,可得28150xx ,3x或5x ,检验知符合题意,{3A ,5},3x 时,3cos02;5x时,5cos 02,AB 的元素个数为1个故答案为:15.(4分)抛物线2430x y 的焦点坐标为1(0,)4.【解答】解:由2430x y得,234()4xy ,表示顶点在3(0,)4,开口向上的抛物线,2p,故焦点坐标是1(0,)4,故答案为:1(0,)4.6.(4分)设数列{}n a 是公比为0q 的等比数列,n S 是它的前n 项和,若lim 7nnS ,则此数列的首项1a 的取值范围为(0,7).【解答】解:若该等比数列是一个递增的等比数列,则Sn 不会有极限.因此这是一个无穷递缩等比数列,设公比为q ,则0||1q 亦即,10q 且01q .而等比数列前n 项和1(1)1na q Snq,由于其中01q ,因此lim 0nnq,而根据极限的四项运算法则有,1lim 71nna S q,因此17(1)77a q q 解得1(0,7)a .故答案为:(0,7).7.(4分)某餐厅供应客饭,每位顾客可以在餐厅提供的菜肴中任选2菜2素共4种不同的品种.现在餐厅准备了5种不同的荤菜,若要保证每位顾客有200种以上的不同选择,则餐厅至少还需要不同的素菜品种7种.(结果用数值表示)【解答】解:设素菜n 种,则225200(1)40n C n n e 厖,所以n 的最小值为7.故答案为:78.(4分)在2521(425)(1)x x x的展开式中,常数项为15.【解答】解:由于2521555521(425)(1)(x x xx CxCx,故展开式中,常数项为1554(5)15C C ,故答案为15.9.(4分)设sinx,且5[,]66,则arccos x 的取值范围是2[0,]3.【解答】解:由题意可得112x 剟,而a r c c o s x 表示在区间[0,]上余弦值等于x 的一个角,20arccos 3x 剟,故答案为2[0,]3.10.(4分)直线122y x 与曲线sin (cos2x y 为参数)的交点坐标是11(,)22.【解答】解:2cos212sin,曲线方程化为212y x ,与直线122yx联立,解得:1212xy或3272x y,由1sin 1剟,故3272xy不合题意,舍去,则直线与曲线的交点坐标为11(,)22.故答案为:11(,)22.11.(4分)已知两个圆:221xy①;22(3)1xy ②,则由①式减去②式可得上述两个圆的对称轴方程.将上述命题在曲线仍为圆的情况下加以推广,即要求得到一个更一般的命题,而已知命题应成为所推广命题的一个特例,推广的命题为设圆方程222x c y d r②(a c或)b d,()()x a y b r①222()()由①②,得两圆的对称轴方程.【解答】解:已知两个圆:221x y②,则由①式减去②式可得上述(3)1x y①;22两个圆的对称轴方程.将上述命题在曲线仍为圆的情况下加以推广:设圆方程222x c y d r②(a c或)()()()()x a y b r①222b d,由①②,得两圆的对称轴方程.故答案为:设圆方程222()()x c y d r②(a c或)x a y b r①222()()b d,由①②,得两圆的对称轴方程.12.(4分)据报道,我国目前已成为世界上受荒漠化危害最严重的国家之一,如表示我国土地沙化总面积在上个世纪五六十年代、七八十年代、九十年代的变化情况,由图中的相关信息,可将上述有关年代中,我国年平均土地沙化面积在图中图示为:.【解答】解:由图1可知:19501960:土地沙化面积增加了 1.6(万平方公里),平均沙化面积为:0.16(万平方千米)16(百平方公里)19601970:平均沙化面积为:0.16(万平方千米)16(百平方公里)19701990:平均沙化面积为:0.21(万平方千米)21(百平方公里)19902000:平均沙化面积为:0.25(万平方千米)25(百平方公里)如图:二、选择题(本大题满分16分)本大题共有4题,每题都给出代号为A 、B 、C 、D 的四个结论,其中有且只有一个结论是正确的,必须把正确结论的代号写在题后的圆括号内,选对得4分,不选、选错或者选出的代号超过一个(不论是否都写在圆括号内),一律得零分.13.(4分)3a是直线230axya和直线3(1)7x a ya平行且不重合的()A .充分非必要条件B .必要非充分条件C .充要条件D .既非充分也非必要条件【解答】解:当3a时,两直线分别为:3290xy,3240xy,两直线斜率相等,则平行且不重合.若两直线平行且不重合,则23317a a a a3a综上所述,3a 是两直线平行且不重合的充要条件.故选:C .14.(4分)如图,在平行六面体1111ABCDA B C D 中,M 为AC 与BD 的交点,若11A B a ,11A D b ,1A Ac .则下列向量中与1B M 相等的向量是()A .1122ab cB .1122ab c C .1122ab c D .1122ab c【解答】解:由题意可得1111111111111()222B M B BBMA ABDA AB D cA D AB 111()222cba abc ,故选:A .15.(4分)已知a ,b 为两条不同的直线,,为两个不同的平面,且a,b,则下列命题中的假命题是()A .若//a b ,则//B .若,则abC .若a ,b 相交,则,相交D .若,相交,则a ,b 相交【解答】解:视a ,b 为正方体中线,,为正方体中面,观察正方体解决.对于A ,根据面面平行的判定定理可知其正确;对于B ,根据线面垂直的性质定理可知“ab ”,故正确;对于C ,根据反证法思想可知该命题正确;对于D ,若,相交,则a ,b 可能相交,也可能异面,故D 为假命题.故选:D .16.(4分)用计算器验算函数(1)lgx yx x的若干个值,可以猜想下列命题中的真命题只能是()A .lgx yx 在(1,)上是单调减函数B .lgx y x ,(1,)x 有最小值C .lgx y x ,(1,)x 的值域为3(0,]3lg D .lim0,nlgn nNn【解答】解:lgx yx的导数22110xlgxlge lgxxln yxx ,当(1,)xe 时,0y;当(,)x e 时,0y可得函数在(1,)e 上为增函数,在(,)e 为减函数,最大值f (e )lge e,值域为(0,]lge e 由此可得A 、B 、C 三项都不正确由极限的运算法则,可得1110limlim lim110nnnlgn nln nnln 故D 项正确故选:D .三.解答题(本大题满分86分)本大题共有6题,解答下列各题必须写出必要的步骤.17.(12分)已知a 、b 、c 是ABC 中A 、B 、C 的对边,S 是ABC 的面积,若4a,5b,53S,求c 的长度.【解答】解:1sin 2Sab C ,3sin 2C,(4分)于是60C ,或120C,(6分)又2222cos c abab C (8分)当60C 时,222cabab ,21c(10分)当120C时,222ca bab ,61c.(12分)18.(12分)设1F ,2F 为椭圆22194xy的两个焦点,P 为椭圆上的一点,已知P ,1F ,2F 是一个直角三角形的三个顶点,且12||||PF PF ,求12||||PF PF 的值.【解答】解:由题意得3a,2b,5c ,1(5F ,0),2F (5,0).当2PF x 轴时,P 的横坐标为5,其纵坐标为43,124426||73344||233a PF PF .当12PF PF 时,设2||PF m ,则1||26PF am m ,30m ,由勾股定理可得2224(6)c m m ,即202212m36m ,解得2m 或4m(舍去),故12||622||2PF PF .综上,12||||PF PF 的值等于72或2.19.(14分)在棱长为a 的正方体OABC O A B C 中,E 、F 分别是棱AB 、BC 上的动点,且AEBF .(Ⅰ)求证:A FC E ;(Ⅱ)当三棱锥B BEF 的体积取得最大值时,求二面角B EF B 的大小.(结果用反三角函数表示)【解答】()I 证明:如图,以O 为原点建立空间直角坐标系.设AE BFx ,则(A a ,0,)a 、(F ax ,a ,0)、(0C ,a ,)a 、(E a ,x ,0){,,},{,,}A Fx a a C Ea x a a .(4分)2()0A F C E xaa xa a,A FC E .()II 解:记BF x ,BEy ,则x ya ,三棱锥B BEF 的体积2311()66224a x y Vxya a ,,当且仅当2a xy时,等号成立.因此,三棱锥B BEF 的体积取得最大值时,2a BE BF.(10分)过B 作BDEF 交EF 于D ,连B D ,可知B D EF .B DB 是二面角B EF B 的平面角.在直角三角形BEF 中,直角边,2a BE BF BD 是斜边上的高,24BDa ,tan22B B B DBBD,故二面角B EF B 的大小为arctan22.(14分)20.(14分)对任意一个非零复数z ,定义集合21{|,}n zMw w zn N .(Ⅰ)设是方程12xx的一个根.试用列举法表示集合a M ,若在a M 中任取两个数,求其和为零的概率P ;(Ⅱ)设复数z M ,求证:z MM .【解答】解:(Ⅰ)是方程2210xx 的根,12221122i i 或.(2分)当12(1)2i 时,222111111(),n nn ii ,11111112222,,,(1),(1),(1),(1)2222iiMi i i i .当22(1)2i 时,22i ,212222112222,,,(1),(1),(1),(1)2222iiMMi i i i .当22(1)2i 时,22i ,21222211{,,,}iiMM.因此,不论取哪一个值,集合M是不变的,即2222{(1),(1),(1),(1)}2222M i i i i .(8分)于是,在a M 中任取两个数,求其和为零的概率24213P C.(10分)(Ⅱ)证明:z M ,存在m N ,使得21m z.(12分)于是对任意nN ,21(21)(21)n m n z,由于(21)(21)mn 是正奇数,21n z M ,所以z MM .(14分)21.(16分)用水清洗一堆蔬菜上残留的农药,对用一定量的水清洗一次的效果作如下假定:用1个单位量的水可洗掉蔬菜上残留农药量的12,用水越多洗掉的农药量也越多,但总还有农药残留在蔬菜上.设用x 单位量的水清洗一次以后,蔬菜上残留的农药量与本次清洗前残留的农药量之比为函数()f x .(Ⅰ)试规定(0)f 的值,并解释其实际意义;(Ⅱ)试根据假定写出函数()f x 应该满足的条件和具有的性质;(Ⅲ)设21()1f x x.现有(0)a a单位量的水,可以清洗一次,也可以把水平均分成2份后清洗两次,试问用哪种方案清洗后蔬菜上残留的农药量比较省?说明理由.【解答】解:(1)(0)1f ,表示没有用水洗时,蔬菜上残留的农药量将保持原样.(2)函数()f x 应该满足的条件和具有的性质是:1(0)1,(1)2f f 在[0,)上()f x 单调递减,且0()1f x ,.(3)设仅清洗一次,残留在农药量为1211f a,清洗两次后,残留的农药量为22222116[](4)1()2f a a,则2212222(8)(1)(4)a a f f aa;于是,当22a 时,清洗两次后残留在农药量较少;当22a 时,两种清洗方法具有相同的效果;当022a时,一次清洗残留的农药量较少.22.(18分)对任意函数()f x ,xD ,可按图示构造一个数列发生器,其工作原理如下:①输入数据0x D ,经按列发生器,其工作原理如图:②若1x D ,则数列发生器结束工作;若1x D ,则将1x 反馈回输入端,再输出21()x f x ,并依此规律继续下去,现定义42()1xf x x .(Ⅰ)若输入4965x ,则由数列发生器产生数列{}n x .请写出数列{}n x 的所有项:(Ⅱ)若要数列发生器产生一个无穷的常数数列,试求输入的初始数据0x 的值;(Ⅲ)若输入0x 时,产生的无穷数列{}n x 满足;对任意正整数n ,均有1nn x x ,求0x 的取值范围.【解答】解:(1)()f x 的定义域(D,1)(1,),数列{}n x 只有三项:123111,,1195x x x .(3分)(2)42()1xf x x x ,即2320xx,1x,或2x.即当01x 或2时,1421nn n nx x x x .故当01x 时,1nx ;当02x 时,2()nx n N .(9分)(3)解不等式421x x x,得1x或12x.要使,12x x ,则11x 或112x .(12分)对于函数426()411x f x x x,若11x ,则21()4x f x ,322()x f x x .(15分)当112x 时,2()x f x ,且212x ,依此类推,可得数列{}n x 的所有项均满足1()nn x x nN .综上所述,1(1,2)x .由10()x f x ,得0(1,2)x .(18分)。