2013年普通高等学校夏季招生全国统一考试数学理工农医类(重庆卷)一、选择题:本大题共10小题,每小题5分,共50分.在每小题给出的四个备选项中,只有一项是符合题目要求的.1.已知全集U ={1,2,3,4},集合A ={1,2},B ={2,3},则()U A B = ð ( )A.{1,3,4}B.{3,4}C.{3}D.{4} 【测量目标】集合的并集与补集运算.【考查方式】先求出两个集合的并集,再结合补集概念求解. 【难易程度】容易 【参考答案】D【试题解析】∵A B ={1,2,3},而U ={1,2,3,4},故()U A B = ð={4},故选D . 2.命题“对任意x ∈R ,都有20x …”的否定为( )A.对任意x ∈R ,都有20x < B.不存在x ∈R ,使得20x <C.存在0x ∈R ,使得200x …D.存在0x ∈R ,使得200x <【测量目标】含有一个量词的命题的否定.【考查方式】根据含有一个量词的命题的否定的方法直接求解. 【难易程度】容易 【参考答案】D【试题解析】全称命题的否定是一个特称命题(存在性命题),故选D .()63a-剟的最大值为( )A.9B.92 C.3 D.3【测量目标】函数的最值.【考查方式】利用配方法结合函数的定义域求解. 【难易程度】容易 【参考答案】B=63a-剟,所以当32a =-92=,故选B. 4.以下茎叶图记录了甲、乙两组各五名学生在一次英语听力测试中的成绩(单位:分) .已知甲组数据的中位数为15,乙组数据的平均数为16.8,则x ,y 的值分别为 ( )A.2,5B.5,5C.5,8D.8,8第4题图【测量目标】茎叶图.【考查方式】结合茎叶图上的数据,根据中位数和平均数的概念求解. 【难易程度】容易 【参考答案】C【试题解析】由甲组数据中位数为15,可得x =5;而乙组数据的平均数91510182416.85y ++(+)++=,可解得y =8.故选C .5.某几何体的三视图如图所示,则该几何体的体积为 ( )第5题图A.5603 B.5803C.200D.240 【测量目标】由三视图求几何体的体积.【考查方式】先将三视图还原为空间几何体,在根据体积公式求解. 【难易程度】容易 【参考答案】C【试题解析】由几何体的三视图可得,该几何体是一个横放的直棱柱,棱柱底面为梯形,梯形两底长分别为2和8,高为4,棱柱的高为10,故该几何体体积V =12×(2+8)×4×10=200,故选C . 6.若a <b <c ,则函数f (x )=(x -a ) (x -b )+(x -b )(x -c )+(x -c )(x -a )的两个零点分别位于区间 ( )A. (a ,b )和(b ,c )内B. (-∞,a )和(a ,b )内C. (b ,c )和(c ,+∞)内D. (-∞,a )和(c ,+∞)内 【测量目标】函数零点的求解与判断.【考查方式】利用函数在区间端点处的函数值并判断符号. 【难易程度】容易 【参考答案】A【试题解析】由题意a <b <c ,可得f (a )=(a -b )(a -c )>0,f (b )=(b -c )(b -a )<0,f (c )=(c -a )(c -b )>0.显然f (a ) f (b )<0,f (b ) f (c )<0,所以该函数在(a ,b )和(b ,c )上均有零点,故选A .7.已知圆C 1:(x -2)2+(y -3)2=1,圆C 2:(x -3)2+(y -4)2=9,M ,N 分别是圆C 1,C 2上的动点,P 为x 轴上的动点,则|PM |+|PN |的最小值为 ( )A.4 1 C.6- 【测量目标】圆与圆的位置关系.【考查方式】利用圆心坐标和半径,在结合对称性求解. 【难易程度】中等 【参考答案】A【试题解析】圆C 1,C 2的圆心分别为C 1,C 2,由题意知|PM |…|PC 1|-1,|PN |…|PC 2|-3, ∴|PM |+|PN |…|PC 1|+|PC 2|-4,故所求值为|PC 1|+|PC 2|-4的最小值.(步骤1 ) 又C 1关于x 轴对称的点为C 3(2,-3),所以|PC 1|+|PC 2|-4的最小值为|C 3C 2|-4=44=,故选A.(步骤2)8.执行如图所示的程序框图,如果输出s =3,那么判断框内应填入的条件是( )A.6k …B.7k …C.8k …D.9k …第8题图【测量目标】循环结构的程序框图.【考查方式】利用循环结构运算并结合输出结果求解.【难易程度】中等 【参考答案】B【试题解析】由程序框图可知,输出的结果为s =log 23×log 34× ×log k (k +1)=log 2(k +1) .由s =3,即log 2(k +1)=3,解得k =7.又因为不满足判断框内的条件时才能输出s ,所以条件应为k …7.故选B. 9.4cos50tan 40-=( )D.1 【测量目标】同角三角函数的基本关系,诱导公式.【考查方式】利用商数关系,三角恒等及角度拆分求解. 【难易程度】较难 【参考答案】C【试题解析】4cos50tan 40-=4sin40cos40sin40cos40︒︒-=2sin80sin 402sin100sin 40cos 40cos 40︒︒︒︒︒︒--=(步骤1 )=2sin(6040)sin40cos40︒︒︒︒+-=122sin40sin4022cos40︒︒︒︒+⨯-=故选C. (步骤2 ) 10.在平面上,1AB ⊥2AB ,|1OB |=|2OB |=1,AP =1AB +2AB.若|OP |<12,则|OA |的取值范围是( )A.0,2⎛ ⎝⎦B.22⎛ ⎝⎦C.2⎛ ⎝D.2⎛ ⎝【测量目标】平面向量的数量积运算.【考查方式】利用所给条件转化为以O 为起点的向量表示,再利用所给关系列出不等式求解. 【难易程度】较难 【参考答案】D【试题解析】因为1AB ⊥2AB ,所以可以A 为原点,分别以1AB ,2AB所在直线为x 轴,y 轴建立平面直角坐标系.设B 1(a,0),B 2(0,b ),O (x ,y ),则AP =1AB +2AB=(a ,b ),即P (a ,b ).(步骤1 ) 由|1OB |=|2OB|=1,得(x -a )2+y 2=x 2+(y -b )2=1.所以(x -a )2=1-y 2≥0,(y -b )2=1-x 2≥0. (步骤2 )由|OP |<12,得(x -a )2+(y -b )2<14,即0≤1-x 2+1-y 2<14.(步骤3 )所以74<x 2+y 2≤2,即2<所以|OA |的取值范围是⎝,故选D.(步骤4 ) 二、填空题:本大题共6小题,考生作答5小题,每小题5分,共25分.把答案填写在答题卡相应位置上.11.已知复数5i12iz =+(i 是虚数单位),则|z |=__________. 【测量目标】复数代数形式的四则运算.【考查方式】先化简复数,再利用定义求解. 【难易程度】容易【试题解析】5i 5i(12i)2i 12i (12i)(12i)z -===+++-,∴||z ==12.已知{}n a 是等差数列,11,a =公差0d ≠,n S 为其前n 项和,若125,,a a a 成等比数列,则8S =__________.【测量目标】等差数列的前n 项和,等比数列性质. 【考查方式】利用等比中项及等差数列的通项公式求解. 【难易程度】中等 【参考答案】64【试题解析】由a 1=1且a 1,a 2,a 5成等比数列,得a 1(a 1+4d )=(a 1+d )2,解得d =2,故S 8=8a 1+872⨯d =64. 13.从3名骨科、4名脑外科和5名内科医生中选派5人组成一个抗震救灾医疗小组,则骨科、脑外科和内科医生都至少有1人的选派方法种数是__________(用数字作答). 【测量目标】排列组合及其应用.【考查方式】利用两个计数原理,组合数公式求解. 【难易程度】中等 【参考答案】590【试题解析】设选骨科医生x 名,脑外科医生y 名, 则需选内科医生(5-x -y )人. (步骤1 )(1)当x =y =1时,有113345C C C 120= 种不同选法;(2)当x =1,y =2时,有122345C C C 180= 种不同选法; (3)当x =1,y =3时,有131345C C C 60= 种不同选法;(4)当x =2,y =1时,有212345C C C 120= 种不同选法; (5)当x =2,y =2时,有221345C C C 90= 种不同选法;(6)当x =3,y =1时,有311345C C C 20= 种不同选法;(步骤2 )所以不同的选法共有120+180+60+120+90+20=590种.(步骤3 )考生注意:(14)、(15)、(16)三题为选做题,请从中任选两题作答,若三题全做,则按前两题给分.14.如图,在△ABC 中,∠C =90,∠A =60,AB =20,过C 作△ABC 的外接圆的切线CD ,BD ⊥CD ,BD 与外接圆交于点E ,则DE 的长为__________.第14题图【测量目标】圆的性质的应用.【考查方式】利用圆的几何性质、解三角形求解. 【难易程度】中等 【参考答案】5【试题解析】在Rt △ABC 中,∠A =60,AB =20,可得BC =由弦切角定理,可得∠BCD =∠A =60. (步骤1)在Rt △BCD 中,可求得CD =,BD =15.又由切割线定理,可得CD 2=DE DB ,可求得DE =5. (步骤2)15.在直角坐标系xOy 中,以原点O 为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系.若极坐标方程为ρcos θ=4的直线与曲线23,x t y t⎧=⎨=⎩(t 为参数)相交于A ,B 两点,则|AB |=__________. 【测量目标】坐标系与参数方程.【考查方式】利用极坐标方程与参数方程转化为普通方程求解. 【难易程度】较难 【参考答案】16【试题解析】由极坐标方程ρcos θ=4,化为直角坐标方程可得x =4,而由曲线参数方程消参得x 3=y 2, ∴y 2=43=64,即y =±8,(步骤1) ∴|AB |=|8-(-8)|=16. (步骤2)16.若关于实数x 的不等式|x -5|+|x +3|<a 无解,则实数a 的取值范围是________. 【测量目标】解绝对值不等式.【考查方式】利用不等式的解法求解. 【难易程度】较难 【参考答案】(-∞,8]【试题解析】由绝对值不等式,得|x -5|+|x +3|≥|(x -5)-(x +3)|=8,(步骤1) ∴不等式|x -5|+|x +3|<a 无解时,a 的取值范围为(-∞,8].(步骤2)三、解答题:本大题共6小题,共75分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤. 17.(本小题满分13分,(1)小问6分,(2)小问7分.)设f (x )=a (x -5)2+6ln x ,其中a ∈R ,曲线y =f (x )在点(1,f (1))处的切线与y 轴相交于点(0,6). (1)确定a 的值;(2)求函数f (x )的单调区间与极值.【测量目标】导数的几何意义,利用导数求函数的极值.【考查方式】利用导数的运算、函数的定义域、函数的单调性求解. 【难易程度】容易【试题解析】(1)因f (x )=a (x -5)2+6ln x ,故()f x '=2a (x -5)+6x.(步骤1) 令x =1,得f (1)=16a ,()1f '=6-8a ,所以曲线y =f (x )在点(1,f (1))处的切线方程为y -16a =(6-8a )(x -1),由点(0,6)在切线上可得6-16a =8a -6,故12a =.(步骤2) (2)由(1)知,f (x )=12(x -5)2+6ln x (x >0),()f x '=x -5+6x =23x x x(-)(-).(步骤3) 令()f x '=0,解得x 1=2,x 2=3.当0<x <2或x >3时,()0f x '>,故f (x )在(0,2),(3,+∞)上为增函数;当2<x <3时, ()0f x '<,故f (x )在(2,3)上为减函数.(步骤4)由此可知f (x )在x =2处取得极大值f (2)=92+6ln 2,在x =3处取得极小值f (3)=2+6ln 3. (步骤5) 18.(本小题满分13分,(1)小问5分,(2)小问8分.)某商场举行的“三色球”购物摸奖活动规定:在一次摸奖中,摸奖者先从装有3个红球与4个白球的袋中任意摸出3个球,再从装有1个蓝球与2个白球的袋中任意摸出1个球.根据摸出4个球中红球与蓝球的个数,设一、二、三等奖如下: 其余情况无奖且每次摸奖最多只能获得一个奖级. (1)求一次摸奖恰好摸到1个红球的概率;奖级 摸出红、蓝球个数 获奖金额 一等奖 3红1蓝 200元 二等奖 3红0蓝 50元 三等奖 2红1蓝 10元(2)求摸奖者在一次摸奖中获奖金额X 的分布列与期望E (X ). 【测量目标】古典概型,离散型随机变量的期望.【考查方式】利用概率公式求解古典概型和独立事件的概率. 【难易程度】中等【试题解析】设A i (i =0,1,2,3)表示摸到i 个红球,B j (j =0,1)表示摸到j 个蓝球, 则A i 与B j 独立.(步骤1)(1)恰好摸到1个红球的概率为P (A 1)=123437C C 18C 35=.(步骤2) (2)X 的所有可能值为0,10,50,200,且P (X =200)=P (A 3B 1)=P (A 3)P (B 1)=3337C 11C 3105=, P (X =50)=P (A 3B 0)=P (A 3)P (B 0)=3337C 22C 3105= , P (X =10)=P (A 2B 1)=P (A 2)P (B 1)=213437C C 1124C 310535== , P (X =0)=12461105105357---=.(步骤3)从而有E (X )=0×7+10×35+50×105+200×105=4(元).(步骤4)19.(本小题满分13分,(1)小问5分,(2)小问8分.)如图,四棱锥P -ABCD 中,P A ⊥底面ABCD ,BC =CD =2,AC =4,∠ACB =∠ACD =π3,F 为PC 的中点,AF ⊥PB . (1)求P A 的长;(2)求二面角B -AF -D 的正弦值.第19题图【测量目标】二面角,空间直角坐标系.【考查方式】利用线面位置关系建立空间直角坐标系求解. 【难易程度】中等【试题解析】(1)如图,连接BD 交AC 于O ,因为BC =CD ,即△BCD 为等腰三角形.又AC 平分∠BCD ,故AC ⊥BD.以O为坐标原点,OB ,OC ,AP的方向分别为x 轴,y 轴,z 轴的正方向,建立空间直角坐标系O xyz -,则OC =CD πcos 3=1,而AC =4,得AO =AC -OC =3,又OD =CD πsin 3故A (0,-3,0),B ,C (0,1,0),D (步骤1)第19题图因P A ⊥底面ABCD ,可设P (0,-3,z ),由F 为PC 边中点,F 0,1,2z ⎛⎫- ⎪⎝⎭.(步骤2)又AF =0,2,2z ⎛⎫ ⎪⎝⎭,PB=z -),因AF ⊥PB ,故AF PB=0,(步骤3)即6-22z =0,z =舍去-),所以|PA|=步骤4)(2)由(1)知AD =(AB =AF=设平面F AD 的法向量为n 1=(x 1,y 1,z 1),平面F AB 的法向量为n 2=(x 2,y 2,z 2),(步骤5)由n 1 AD =0,n 1 AF =0,得111130,20,y y ⎧+=⎪⎨+=⎪⎩(步骤6)因此可取n 1=-2).(步骤7)由n 2AB=0,n 2 AF=0, 得222230,20,y y +==⎪⎩故可取n 2=(3,.(步骤8) 从而法向量n 1,n 2的夹角的余弦值为 cos 〈n 1,n 2〉=12121||||8= n n n n ,故二面角B -AF -D 步骤9) 20.(本小题满分12分,(1)小问4分,(2)小问8分.)在△ABC 中,内角A,B ,C 的对边分别是a ,b ,c ,且a 2+b 2=c 2.(1)求∠C ;(2)设cos A cos B =52cos()cos()cos 5A B ααα++=,求tan α的值. 【测量目标】余弦定理,同角三角函数的基本关系.【考查方式】利用余弦定理的变形求解,借助三角恒等变换将所给等式化简求解. 【难易程度】中等【试题解析】(1)因为a 2+b 2=c 2,由余弦定理有cos C =2222a b c ab +-==(步骤1)故3π4C ∠=.(步骤2)(2)由题意得2(sin sin cos cos )(sin sin cos cos )cos A A B B ααααα--=5.(步骤3)因此(tan αsin A -cos A )(tan αsin B -cos B ),tan 2αsin A sin B -tan α(sin A cos B +cos A sin B )+cos A cos B ,tan 2αsin A sin B -tan αsin(A +B )+cos A cos B =5.①(步骤4) 因为3π4C =,A +B =π4,所以sin(A +B )=2,(步骤5)因为cos(A +B )=cos A cos B -sin A sin B ,即5-sin A sin B =,解得sin A sin B =5210-=.(步骤6) 由①得tan 2α-5tan α+4=0,解得tan α=1或tan α=4. (步骤7)21.(本小题满分12分,(1)小问4分,(2)小问8分.)如图,椭圆的中心为原点O ,长轴在x 轴上,离心率2e =,过左焦点F 1作x 轴的垂线交椭圆于A ,A ′两点,|AA ′|=4. (1)求该椭圆的标准方程;(2)取垂直于x 轴的直线与椭圆相交于不同的两点P ,P ′,过P ,P ′作圆心为Q 的圆,使椭圆上的其余点均在圆Q 外.若PQ ⊥P ′Q ,求圆Q 的标准方程.第21题图【测量目标】椭圆的标准方程,圆锥曲线中的轨迹问题.【考查方式】利用椭圆的方程,集合性质,平面向量数量积及轨迹方程的求法求解. 【难易程度】较难【试题解析】(1)由题意知点A (-c,2)在椭圆上,则222221c a b(-)+=.(步骤1) 从而e 2+24b=1.由2e =得22481b e ==-, 从而222161b a e ==-. 故该椭圆的标准方程为221168x y +=.(步骤2)(2)由椭圆的对称性,可设()0,0Q x .又设M (x ,y )是椭圆上任意一点, 则|QM |2=(x -x 0)2+y 2=x 2-2x 0x +x 02+28116x ⎛⎫- ⎪⎝⎭=12(x -2x 0)2-x 02+8(x ∈[-4,4]).(步骤3) 设P (x 1,y 1),由题意,P 是椭圆上到Q 的距离最小的点, 因此,上式当x =x 1时取最小值.(步骤4)又因x 1∈(-4,4),所以上式当x =2x 0时取最小值, 从而x 1=2x 0,且|QP |2=8-x 02. 因为PQ ⊥P ′Q ,且P ′(x 1,-y 1),所以QP QP ' =(x 1-x 0,y 1) (x 1-x 0,-y 1)=0,(步骤5)即(x 1-x 0)2-y 12=0.由椭圆方程及x 1=2x 0得22111810416x x ⎛⎫--= ⎪⎝⎭,解得1x =,102x x ==.(步骤6) 从而|QP |2=8-x 02=163.故这样的圆有两个,其标准方程分别为22163x y ⎛++= ⎝⎭,22163x y ⎛+= ⎝⎭.(步骤7)22.(本小题满分12分,(1)小问4分,(2)小问8分.)对正整数n ,记I n ={1,2,…,n },,n n n P I k I ⎫=∈∈⎬⎭.(1)求集合P 7中元素的个数;(2)若P n 的子集A 中任意两个元素之和不是..整数的平方,则称A 为“稀疏集”.求n 的最大值,使P n 能分成两个不相交的稀疏集的并.【测量目标】集合的表示,集合中元素的基本特征,间接证明.【考查方式】利用集合元素的特征、分类讨论思想和反证法求解论证. 【难易程度】较难【试题解析】 (1)当k =4时,7I ⎫∈⎬⎭中有3个数与I 7中的3个数重复,因此P 7中元素的个数为7×7-3=46.(步骤1)(2)先证:当n ≥15时,P n 不能分成两个不相交的稀疏集的并.若不然,设A ,B 为不相交的稀疏集,使A B =P n ⊇I n ,不妨设I ∈A ,则因1+3=22,故3∉A ,即3∈B.同理6∈A,10∈B ,又推得15∈A ,但1+15=42,这与A 为稀疏集矛盾.(步骤2)再证P 14符合要求,当k =1时,1414I I ⎫∈=⎬⎭可分成两个稀疏集之并,事实上,只要取A 1={1,2,4,6,9,11,13},B 1={3,5,7,8,10,12,14},则A 1,B 1为稀疏集,且A 1 B 1=I 14. (步骤3)当k =4时,集合14I ⎫∈⎬⎭中除整数外剩下的数组成集合13513,,,,2222⎧⎫⎨⎬⎩⎭ ,可分解为下面两稀疏集的并:215911,,,2222A ⎧⎫=⎨⎬⎩⎭,23713,,222B ⎧⎫=⎨⎬⎩⎭.(步骤4)当k =9时,集合14I ⎫∈⎬⎭中除正整数外剩下的数组成集合12451314,,,,,,333333⎧⎫⎨⎬⎩⎭ ,可分解为下面两稀疏集的并:31451013,,,,33333A ⎧⎫=⎨⎬⎩⎭,32781114,,,,33333B ⎧⎫=⎨⎬⎩⎭.(步骤5)最后,集合1414,,1,4,9C I k I k ⎫=∈∈≠⎬⎭且中的数的分母均为无理数,它与P 14中的任何其他数之和都不是整数,因此,令A =A 1 A 2 A 3 C ,B =B 1 B 2 B 3,则A 和B 是不相交的稀疏集,且A B =P 14.综上,所求n 的最大值为14.注:对P 14的分拆方法不是唯一的.(步骤6)。