2005年湖北高考数学理试题(含答案)
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2005年高考理科数学湖北卷试题及答案一、选择题(本大题共12小题,每小题5分,共60分在每小题给出的上个选项中,中有一项是符合题目要求的)1.设P 、Q 为两个非空数集,定义集合P+Q={a+b|a ∈P ,b ∈Q}P={0,2,5},Q={1,2,6},则P+Q 中元素的个数是A .9B .8C .7D .6 2.对任意实数a ,b ,c ,给出下列命题:①“a=b ”是“ac=bc ”的充要条件;②“a+5是无理数”是“a 是无理数”的充要条件; ③“a>b ”是“a 2>b 2”的充分条件; ④“a<5”是“a<3”的必要条件 其中真命题的个数是A .1B .2C .3D .43.ii i ++-1)21)(1(=A .-2-iB .-2+iC .2-iD .2+i4. 函数|1|||ln --=x e y x 的图象大致是 ( )A B C D5.双曲线)0(122≠=-mn ny m x 的离心率为2,有一个焦点与抛物线x y 42=的焦点重合,则mn 的值为A .163 B .83 C .316 D .38 6.在x y x y x y y x2cos ,,log ,222====这四个函数中,当1021<<<x x 时,使2)()()2(2121x f x f x x f +>+恒成立的函数的个数是 A .0 B .1 C .2 D .3 7.若)20(tan cos sin παααα<<=+,则∈αA .(0,6π) B .(6π,4π) C .(4π,3π) D .(3π,2π) 8.若1)11(lim 21=---→xb x a x ,则常数a ,b 的值为 A .a=-2,b=4 B .a=2,b=-4C .a=-2,b=-4D .a=2,b=4 9.若20π<<x ,则2x 与3sinx 的大小关系:A .2x>3sinxB .2x<3sinxC .2x=3sinxD .与x 的取值有关 10.如图,在三棱柱C B A ABC '''-中,点E 、F 、H 、K 分别为C A '、B C '、B A '、C B '' 的中点,G 为ΔABC 的重心从K 、H 、G 、B '中取一点作为P ,使得该棱柱恰有2条棱与平面PEF 平行,则P 为 A .K B .H C .G D .B '11.某初级中学有学生270人,其中一年级108人,二、三年级各81人,现要利用抽样方法抽取10人参加某项调查,考虑选用简单随机抽样、分层抽样和系统抽样三种方案,使用简单随机抽样和分层抽样时,将学生按一、二、三年级依次统一编号为1,2,…,270;使用系统抽样时,将学生统一随机编号为1,2,…,270,并将整个编号依次分为10段,如果抽得号码有下列四种情况: ①7,34,61,88,115,142,169,223,250;②5,9,100,107,111,121,180,195,200,265; ③11,38,65,92,119,146,173,200,227,254; ④305784111138165192219246270 关于上述样本的下列结论中,正确的是A .②、③都不能为系统抽样B .②、④都不能为分层抽样C .①、④都可能为系统抽样D .①、③都可能为分层抽样12.以平行六面体D C B A ABCD ''''-的任意三个顶点为顶点作三角形,从中随机取出两个三角形,则这两个三角形不共面的概率p 为A .385367 B .385376 C .385192 D .38518二、填空题(本大题共4小题,每小题4分 ,共16分把答案填写在答题卡相应的位置上)13.已知向量a=(-2,2),b=(5,k |a+b|不超过5,则k 的取值范围是14.5)212(++xx 的展开式中整理后的常数项等于 15.设等比数列{n a }的公比为q ,前n 项和为n S ,若1+n S ,n S ,2+n S 成等差数列,则q 的值为16.某实验室需购某种化工原料106千克,现在市场上该原料有两种包装,一种是每袋35千克,价格为140元;另一种是每袋24千克,价格为120元在满足需要的条件下,最少要花费 元三、解答题(本大题共6小题,共74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12分)已知向量a =(2x ,x+1),b = (1-x ,t)若函数)(x f =a ·b 在区间(-1,1)上是增函数,求t 的取值范围 18.(本小题满分12分)在ΔABC 中,已知66cos ,364==B AB ,AC 边上的中线BD=5,求sinA 的值19.(本小题满分12分)某地最近出台一项机动车驾照考试规定:每位考试者一年之内最多有4次参加考试的机会,一量某次考试通过,便可领取驾照,不再参加以后的考试,否则就一直考到第4次为止如果李明决定参加驾照考试,设他每次参加考试通过的概率依次为0.6,0.7,0.8,0.9求在一年内李明参加驾照考试次数ξ的分布列和ξ的期望,并求李明在一所内领到驾照的概率20.(本小题满分12分)如图,在四棱锥P —ABC 右,底面ABCD 为矩形,侧棱PA ⊥底面ABCD ,AB=3,BC=1,PA=2,E 为PD 的中点(Ⅰ)求直线AC 与PB 所成角的余弦值;(Ⅱ)在侧面PAB 内找一点N ,使NE ⊥面PAC , 并求出N 点到AB 和AP 的距离21.(本小题满分12分)设A 、B 是椭圆λ=+223y x 上的两点,点N (1,3)是线段AB 的中点,线段AB 的垂直平分线与椭圆相交于C 、D 两点(Ⅰ)确定λ的取值范围,并求直线AB 的方程;(Ⅱ)试判断是否存在这样的λ,使得A 、B 、C 、D 四点在同一个圆上?并说明理由22.(本小题满分14分)已知不等式][log 21131212n n >+++ ,其中n 为大于2的整数,][log 2n 表示不超过n 2log {n a }的各项为正,且满足111,)0(--+≤>=n n n a n na a b b a ,,4,3,2=n(Ⅰ)证明:][log 222n b ba n +<, ,5,4,3=n ;(Ⅱ)猜测数列{n a }是否有极限?如果有,写出极限的值; (Ⅲ)试确定一个正整数N ,使得当n>N 时,对任意b>0,都有5<n a2005湖北卷试题及答案参考答案1.B 2.B 3.C 4.D 5.A 6.B 7.C 8.C 9.D 10.C 11.D 12.A 13.[-6,2] 14.2263 15.-2 16.500 17.解法一:依定义t tx x x x t x x x f +++-=++-=232)1()1()(则t x x x f ++-='23)(2,若)(x f 在(-1,1)上是增函数,则在(-1,1)上可设)(x f '≥0∴)(x f '≥0x x t 232-≥⇔在(-1,1)上恒成立考虑函数x x x g 23)(2-=,由于)(x g 的图象是对称轴为31=x ,开口向上的抛物线,故要使x x t 232-≥在(-1,1)上恒成立)1(-≥⇔g t ,即t ≥5而当t ≥5时,)(x f '在(-1,1)上满足)(x f '>0,即)(x f 在(-1,1)上是增函数故t 的取值范围是t ≥5解法二:依定义t tx x x x t x x x f +++-=++-=232)1()1()(,t x x x f ++-='23)(2若)(x f 在(-1,1)上是增函数,则在(-1,1)上可设)(x f '≥0∵)(x f '的图象是开口向下的抛物线,∴当且仅当01)1(≥-='t f ,且05)1(≥-=-'t f 时,)(x f '在(-1,1)上满足)(x f '>0,即)(x f 在(-1,1)上是增函数故t 的取值范围是t ≥518.解法一:设E 为BC 的中点,连接DE ,则DE//AB ,且36221==AB DE ,设BE=x 在ΔBDE 中利用余弦定理可得:BED ED BE ED BE BD cos 2222⋅-+=,x x 6636223852⨯⨯++=,解得1=x ,37-=x (舍去)故BC=2,从而328cos 2222=⋅-+=B BC AB BC AB AC ,即3212=AC 又630sin =B ,故6303212sin 2=A ,1470sin =A 解法二:以B 为坐标原点,为x 轴正向建立直角坐标指法,且不妨设点A 位于第一象限由630sin =B ,则)354,34()sin 364,cos 364(==B B ,设=(x ,0),则)352,634(x += 由条件得)352()634(||22=++=x BD 从而x=2,314-=x (舍去)故354,32(-=CA 于是141439809498091698098cos =+⋅++-==A ∴1470cos 1sin 2=-=A A 解法三:过A 作AH ⊥BC 交BC 于H ,延长BD 到P 使BP=DP ,连接AP 、PC 过窗PN ⊥BC 交BC 的延长线于N ,则354,34cos ===AH B AB HB , 310)354()52(222222=-=-=-=AH BP PN BP BN , 而34==HB CN ,∴BC=BN=CN=2,32=HC ,321222=+=HC AH AC 故由正弦定理得6303212sin 2=A ,∴1470sin =A 19.解:ξ的取值分别为1,2,3,4ξ=1,表明李明第一次参加驾照考试就通过了,故P (ξ=1)=0.6ξ=2,表明李明在第一次考试未通过,第二次通过了,故P (ξ=2)=(1-0.6)×0.7=0.28ξ=3,表明李明在第一、二次考试未通过,第三次通过了,故P (ξ=3)=(1-0.6)×(1-0.7)×0.8=0.096ξ=4,表明李明在第一、二、三次考试都未通过,故P (ξ=4)=(1-0.6)×(1-0.7)×(1-0.8)=0.024∴李明实际参加考试次数ξ的分布列为∴ξ的期望E ξ=1×0.6+2×0.28+3×0.096+4×0.024=1.544李明在一年内领到驾照的概第为1-(1-0.6)×(1-0.7)×(1-0.8)×(1-0.9)=0.9976 20.解法一:(Ⅰ)建立如图所示的空间直角坐标系,则A 、B 、C 、D 、P 、E 的坐标分别为A (0,0,0),B (3,0,0),C (3,1,0),D (0,1,0), P (0,0,2),E (0,21,2) 从而=(3,1,0),=(3,0,-2)设AC 与PB 的夹角为θ,则1473723||||cos ==⋅=PB AC θ, ∴AC 与PB 1473(Ⅱ)由于N 点在侧面PAB 内,故可设N 点坐标为(x ,0,z ), 则1,21,(z x --= 由NE ⊥面PAC 可得:⎪⎩⎪⎨⎧=⋅=⋅,0,0即⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=⋅--=⋅--,0)0,1,3()1,21,(,0)2,0,0()1,21,(z x z x化简得⎪⎩⎪⎨⎧==⇒⎪⎩⎪⎨⎧=+-=-.1,63.0213,01z x x z即N 点的坐标为(63,0,1),从而N 点到AB 、AP 的距离分别为163解法二:(Ⅰ)设AC ∩BD=O ,连OE ,则OE//PB ,∴∠EOA 即为AC 与PB 所成的角或其补角在ΔAOE 中,AO=1,OE=21PB=27,AE=21PD=25, ∴14173127245471cos =⨯⨯-+=EOA 即AC 与PB 14173 (Ⅱ)在面ABCD 内过D 作AC 的垂线交AB 于F ,则6=∠ADF连PF ,则在Rt ΔADF 中DF=33tan ,332cos ===ADF AD AF ADF AD设N 为PF 的中点,连NE ,则NE//DF ,∵DF ⊥AC ,DF ⊥PA ,∴DF ⊥面PAC 从而NE ⊥面PAC∴N 点到AB 的距离=21AP=1,N 点到AP 的距离=2163 21.(Ⅰ)解法一:依题意,可设直线AB 的方程为y=k (x-1)+3,代入λ=+223y x ,整理得:)3()3(2)3(222=--+--+λk x k k x k ①设A (11,y x ),B (22,y x ),则1x ,2x 是方程①的两个不同的根, ∴0])3(3)3([422>--+=∆k k λ,② 且3221+=+k x x 由N (1,3)是线段AB 的中点,得21x x +=2,∴)3(2+=-k k k 解得k =-1,代入②得12>λ,即λ的取值范围是(12,+∞)于是直线AB 的方程为)1(3--=-x y ,即4=-+y x解法二:设A (11,y x ),B (22,y x ),则有)())((3.3,321212122222121=-++-⇒⎪⎩⎪⎨⎧=+=+y y x x x x y x y x λλ 依题意,212121,y y k x x AB +=∴≠∵N (1,3)是AB 的中点,∴21x x +=2,21y y +=6,从而1-=AB k又由N (1,3)在椭圆内,∴1231322=+⨯>λ, ∴λ的取值范围是(12,+∞)直线AB 的方程为)1(3--=-x y ,即4=-+y x(Ⅱ)解法一:∵CD 垂直平分AB ,∴直线CD 的方程为y-3=x-1,即x-y+2=0代入椭圆方程,整理得04442=-++λx x ③又设C (33,y x ),D (44,y x ),CD 的中点为M (00,y x ), 则3x ,4x 是方程③的两根, ∴3x +4x =-1,且232,200210=+==+=x y x x x ,即M (21-,23)于是由弦长公式可得)3(2||)1(||432-=-⋅-+==λx x kCD ④将直线AB 的方程04=-+y x 代入椭圆方程得16842=-+-λx x ⑤同理可得)12(2||1||212-=-⋅+=λx x k AB ⑥∵当12>λ时,)3(2-λ>)12(2-λ,∴|AB|<|CD|假设存在12>λ,使得A 、B 、C 、D 四点共圆,则CD 必为圆的直径,点M 为圆心 点M 到直线AB 的距离为222|42321|2|4|00=-+-=-+=y x d 于是,由④⑥⑦式及勾股定理可得2222|2|2321229|2|||||CD AB d MB MA =-=-+=+==λλ故当12>λ时,A 、B 、C 、D 四点均在以M 为圆心,|2CD|为半径的圆上(注:上述解法中最后一步可按如下解法获得: A 、B 、C 、D 共圆⇔ACD 为直角三角形,A 为直角⇔||||||2DN CN AN ⋅=,即)2||)(2||()2||(2d CD d CD AB -+=⑧ 由⑥式知,⑧式左边=212-λ,由④⑦知,⑧式右边==--=--+-2923)2232)3(2)(2232)3(2(λλλ2 ∴⑧式成立,即A 、B 、C 、D 四点共圆)解法二:由(Ⅱ)解法一知12>λ,∵CD 垂直平分AB ,∴直线CD 的方程为y-3=x-1,代入椭圆方程,整理得04442=-++λx x ③将直线AB 的方程04=-+y x 代入椭圆方程整理得16842=-+-λx x ⑤解③和⑤式可得21222,1-±=λx ,2314,3-±-=λx ,不妨设A (12211-+λ,12213--λ), C (231---λ,233--λ),D (231-+-λ,233-+λ)∴⎪⎪⎭⎫⎝⎛-+---+-+=23123,23123λλλλCA , ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-------+=23123,23123λλλλ, 计算可得0=⋅,∴A 在以CD 为直径的圆上又B 为A 关于CD 的对称点, ∴A 、B 、C 、D 四点共圆(注:也可用勾股定理证明AC ⊥AD )22.(Ⅰ)证法一:∵当n ≥2时,110--+≤<n n n a n na a ,∴na a n a n a n n n n 111111+=++≥---,即n a a n n 1111≥--, 于是有211112≥-a a ,311123≥-a a ,…,na a n n 1111≥--, 所有不等式两边相加可得na a n 3121111+++≥- 由已知不等式知,当n ≥3时有[log 211121n a a n ≥-∵b a <1,∴bn b a n 2][log 211122=+> ∴][log 22n b a n +<证法二:设nn f 13121)(+++=,首先利用数学归纳法证不等式,5,4,3,)(1=+≤n bn f b a n (ⅰ)当n=3时,由b f b a a a a a a )3(11223313333112223+=++⋅≤+=+≤, 知不等式成立 (ⅱ)假设当n=k (k ≥3)时,不等式成立,即b k f b a k )(1+≤,则 ,)1(1)11)((1)()1()1()1(1)(1)1(1111)1()1(1b k f b b k k f b b b k f k k b k bb k f k k a k k a k a k a k k k k ++=+++=+++++=++⋅++≤+++=+++≤+ 即当n=k+1时,不等式也成立由(ⅰ)(ⅱ)知,,5,4,3,)(1=+≤n b n f b a n 又由已知不等式得,5,4,3,][log 22][log 21122=+=+≤n n b b b n ba n (Ⅱ)有极限,且lim =∞→n n a (Ⅲ)∵][log 2][log 2222n n b b <+,令51][log 22<n , 则有1024210][log log 1022=>⇒>≥n n n ,故取N=1024,可使沁n>N 时,都有5<n a首农礼品卡 K330EdLV4w96。