2015年普通高等学校招生全国统一考试数学文试题(天津卷,含解析)一、选择题(每小题5分,共40分)1.已知全集{1,2,3,4,5,6}U =,集合{2,3,5}A =,集合{1,3,4,6}B =,则集合A U B I =()ð( ) (A) {3} (B) {2,5} (C) {1,4,6} (D){2,3,5}【答案】B 【解析】试题分析:{2,3,5}A =,{2,5}U B =ð,则{}A 2,5U B I =()ð,故选B. 考点:集合运算2.设变量,y x 满足约束条件2020280x x y x y ì-?ïï-?íï+-?ïî,则目标函数3y z x =+的最大值为( )(A) 7 (B) 8 (C) 9 (D)14【答案】C考点:线性规划3.阅读下边的程序框图,运行相应的程序,则输出i 的值为( )(A) 2 (B) 3 (C) 4 (D)5【答案】C 【解析】试题分析:由程序框图可知:2,8;3,S 5;4, 1.i S i i S ====== 故选C.考点:程序框图.4.设x R Î,则“12x <<”是“|2|1x -<”的( )(A) 充分而不必要条件 (B)必要而不充分条件 (C)充要条件 (D)既不充分也不必要条件 【答案】A 【解析】试题分析:由2112113x x x -<⇔-<-<⇔<<,可知“12x <<”是“|2|1x -<”的充分而不必要条件,故选A.考点:1.不等式;2. 充分条件与必要条件.5. 已知双曲线22221(0,0)x y a b a b-=>>的一个焦点为(2,0)F ,且双曲线的渐近线与圆()222y 3x -+=相切,则双曲线的方程为( )(A)221913x y -= (B) 221139x y -= (C) 2213x y -= (D ) 2213y x -= 【答案】D考点:圆与双曲线的性质.6. 如图,在圆O 中,M ,N 是弦AB 的三等分点,弦CD ,CE 分别经过点M ,N ,若CM =2,MD =4,CN =3,则线段NE 的长为( ) (A)83 (B) 3 (C) 103 (D) 52【答案】A【解析】试题分析:由相交弦定理可18,33CM MD CM MD CN NE AB AB NE CN ⨯⨯=⨯=⨯⇒== 故选A. 考点:相交弦定理7. 已知定义在R 上的函数||()21()x m f x m -=-为实数为偶函数,记0.5(log 3),a f =2b (log 5),c (2)f f m ==,则,,a b c ,的大小关系为( )(A) b c a << (B) b c a << (C) b a c << (D) b c a << 【答案】B 【解析】试题分析:由()f x 为偶函数得0m =,所以2,4,0a b c ===,故选B. 考点:1.函数奇偶性;2.对数运算.8. 已知函数22||,2()(2),2x x f x x x ì-?ï=í->ïî,函数()3(2)g x f x =--,则函数y ()()f x g x =-的零点的个数为 (A) 2 (B) 3 (C)4 (D)5【答案】A考点:函数与方程.二、填空题:本大题共6小题,每小题5分,共30分.9. i 是虚数单位,计算12i2i-+ 的结果为 . 【答案】-i 【解析】试题分析:()2i i 212i i 2i i 2i 2i 2i-+---===-+++. 考点:复数运算.10. 一个几何体的三视图如图所示(单位:m ),则该几何体的体积为 3m .【答案】8π3【解析】试题分析:该几何体是由两个高为1的圆锥与一个高为2圆柱组合而成,所以该几何体的体积为318π2π1π2(m )33⨯⨯⨯+⨯= .考点:1.三视图;2.几何体的体积.11. 已知函数()()ln ,0,f x ax x x =∈+∞ ,其中a 为实数,()f x '为()f x 的导函数,若()13f '= ,则a 的值为 . 【答案】3 【解析】试题分析:因为()()1ln f x a x '=+ ,所以()13f a '==. 考点:导数的运算法则.12. 已知0,0,8,a b ab >>= 则当a 的值为 时()22log log 2a b ⋅取得最大值. 【答案】4 【解析】试题分析:()()()()22222222log log 211log log 2log 2log 164,244a b a b ab +⎛⎫⋅≤=== ⎪⎝⎭当2a b =时取等号,结合0,0,8,a b ab >>=可得4, 2.a b ==考点:基本不等式.13. 在等腰梯形ABCD 中,已知AB DC P ,2,1,60,AB BC ABC ==∠=o点E 和点F 分别在线段BC 和CD上,且21,,36BE BC DF DC ==u u u r u u u r u u u r u u u r 则AE AF ⋅u u u r u u u r的值为 .【答案】2918【解析】试题分析:在等腰梯形ABCD 中,由AB DC P ,2,1,60,AB BC ABC ==∠=o得12AD BC ⋅=u u u r u u u r ,1AB AD ⋅=u u u r u u u r ,12DC AB =u u u r u u u r ,所以()()AE AF AB BE AD DF ⋅=+⋅+u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r22121111129131231218331818AB BC AD AB AB AD BC AD AB BC AB ⎛⎫⎛⎫=+⋅+=⋅+⋅++⋅=++-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭u u ur u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r 考点:平面向量的数量积.14. 已知函数()()sin cos 0,,f x x x x ωωω=+>∈R 若函数()f x 在区间(),ωω-内单调递增,且函数()f x 的图像关于直线x ω=对称,则ω的值为 .【答案】π2【解析】试题分析:由()f x 在区间(),ωω-内单调递增,且()f x 的图像关于直线x ω=对称,可得π2ωω≤,且()222πsin cos 2sin 14f ωωωω⎛⎫=+=⇒+= ⎪⎝⎭,所以2πππ.422ωω+=⇒= 考点:三角函数的性质.三、解答题:本大题共6小题,共80分.15. (本小题满分13分)设甲、乙、丙三个乒乓球协会的运动员人数分别为27,9,18,先采用分层抽样的方法从这三个协会中抽取6名运动员参加比赛.(I )求应从这三个协会中分别抽取的运动员人数;(II )将抽取的6名运动员进行编号,编号分别为123456,,,,,A A A A A A ,从这6名运动员中随机抽取2名参加双打比赛.(i )用所给编号列出所有可能的结果;(ii )设A 为事件“编号为56,A A 的两名运动员至少有一人被抽到”,求事件A 发生的概率. 【答案】(I )3,1,2;(II )(i )见试题解析;(ii )35【解析】 试题分析:(I )由分层抽样方法可知应从甲、乙、丙这三个协会中分别抽取的运动员人数分别为3,1,2;(II )(i )一一列举,共15种;(ii )符合条件的结果有9种,所以()93.155P A ==. 试题解析:(I )应从甲、乙、丙这三个协会中分别抽取的运动员人数分别为3,1,2; (II )(i )从这6名运动员中随机抽取2名参加双打比赛,所有可能的结果为{}12,A A ,{}13,A A ,{}14,A A ,{}15,A A ,{}16,A A ,{}23,A A ,{}24,A A ,{}25,A A ,{}26,A A ,{}34,A A ,{}35,A A ,{}36,A A ,{}45,A A ,{}46,A A ,{}56,A A ,共15种.(ii )编号为56,A A 的两名运动员至少有一人被抽到的结果为{}15,A A ,{}16,A A , {}25,A A ,{}26,A A , {}35,A A ,{}36,A A ,{}45,A A ,{}46,A A ,{}56,A A ,共9种,所以事件A 发生的概率()93.155P A == 考点:分层抽样与概率计算.16. (本小题满分13分)△ABC 中,内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,已知△ABC 的面积为315,12,cos ,4b c A -==-(I )求a 和sin C 的值; (II )求cos 26A π⎛⎫+⎪⎝⎭的值. 【答案】(I )a =8,15sin 8C =(II )15316. 【解析】考点:1.正弦定理、余弦定理及面积公式;2三角变换.17. (本小题满分13分)如图,已知1AA ⊥平面ABC ,11,BB AA PAB =AC =3,125,7BC AA ==,,127,BB = 点E ,F 分别是BC ,1AC 的中点. (I )求证:EF P 平面11A B BA ; (II )求证:平面1AEA ⊥平面1BCB .(III )求直线11A B 与平面1BCB 所成角的大小.【答案】(I )见试题解析;(II )见试题解析;(III )30o . 【解析】 试题分析:(I )要证明EF P 平面11A B BA , 只需证明1EF BA P 且EF ⊄ 平面11A B BA ;(II )要证明平面1AEA ⊥平面1BCB ,可证明AE BC ⊥,1BB AE ⊥;(III )取1B C 中点N,连接1A N ,则11A B N ∠ 就是直线11A B 与平面1BCB 所成角,Rt△11A NB 中,由11111sin ,2A N AB N A B ∠==得直线11A B 与平面1BCB 所成角为30o. 试题解析:(I )证明:如图,连接1A B ,在△1A BC 中,因为E 和F 分别是BC ,1A C 的中点,所以1EF BA P ,又因为EF ⊄ 平面11A B BA , 所以EF P 平面11A B BA .(II )因为AB =AC ,E 为BC 中点,所以AE BC ⊥,因为1AA ⊥平面ABC ,11,BB AA P 所以1BB ⊥平面ABC ,从而1BB AE ⊥,又1BC BB B =I ,所以AE ⊥平面1BCB ,又因为AE ⊂平面1AEA ,所以平面1AEA ⊥平面1BCB .考点:1.空间中线面位置关系的证明;2.直线与平面所成的角18. (本小题满分13分)已知{}n a 是各项均为正数的等比数列,{}n b 是等差数列,且112331,2a b b b a ==+=,5237a b -=.(I )求{}n a 和{}n b 的通项公式;(II )设*,n n n c a b n N =?,求数列{}n c 的前n 项和.【答案】(I )12,n n a n -*=∈N ,21,n b n n *=-∈N ;(II )()2323n n S n =-+【解析】 试题分析:(I )列出关于q 与d 的方程组,通过解方程组求出q ,d ,即可确定通项;(II )用错位相减法求和.试题解析:(I )设{}n a 的公比为q ,{}n b 的公差为d ,由题意0q > ,由已知,有24232,310,q d q d ⎧-=⎨-=⎩ 消去d 得42280,q q --= 解得2,2q d == ,所以{}n a 的通项公式为12,n n a n -*=∈N , {}n b 的通项公式为21,n b n n *=-∈N .(II )由(I )有()1212n n c n -=- ,设{}n c 的前n 项和为n S ,则()0121123252212,n n S n -=⨯+⨯+⨯++-⨯L ()1232123252212,n n S n =⨯+⨯+⨯++-⨯L两式相减得()()2312222122323,nnnn S n n -=++++--⨯=--⨯-L所以()2323nn S n =-+ .考点:1.等差、等比数列的通项公式;2.错位相减法求和.19. (本小题满分14分) 已知椭圆22221(a b 0)x y a b+=>>的上顶点为B ,左焦点为F ,离心率为55,(I )求直线BF 的斜率;(II )设直线BF 与椭圆交于点P (P 异于点B ),故点B 且垂直于BF 的直线与椭圆交于点Q (Q 异于点B )直线PQ 与x 轴交于点M ,||=||PM MQ l . (i )求l 的值;(ii )若75||sin PM BQP Ð,求椭圆的方程. 【答案】(I )2;(II )(i )78;(ii )22 1.54x y += 【解析】 试题分析:(I )先由55c a = 及222,a b c =+得5,2a c b c ==,直线BF 的斜率()020b b k c c -===--;(II )先把直线BF ,BQ 的方程与椭圆方程联立,求出点P ,Q 横坐标,可得PM MQ λ=7.8M P P Q M Q x x x x x x -===-(ii )先由75||sin =9PM BQP Ð得=||sin BP PQ BQP Ð=1555||sin 73PM BQP?,由此求出c =1,故椭圆方程为221.54x y += 试题解析:(I )(),0F c - ,由已知55c a = 及222,a b c =+ 可得5,2a c b c == ,又因为()0,B b ,故直线BF 的斜率()020b bk c c-===-- .(II )设点()()(),,,,,P P Q Q M M P x y Q x y M x y ,(i )由(I )可得椭圆方程为22221,54x y c c+= 直线BF 的方程为22y x c =+ ,两方程联立消去y 得2350,x cx += 解得53P c x =- .因为BQ BP ⊥,所以直线BQ 方程为122y x c =-+ ,与椭圆方程联立消去y 得221400x cx -= ,解得4021Q c x = .又因为PM MQ λ= ,及0M x = 得7.8M P PQ MQ x x x x x x λ-===- (ii )由(i )得78PM MQ=,所以777815PM PM MQ ==++,即157PQ PM = ,又因为75||sin =9PM BQP Ð,所以=||sin BP PQ BQP Ð=1555||sin 73PM BQP?. 又因为4223P P y x c c =+=-, 所以2254550233c c BP c c ⎛⎫⎛⎫=+++= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,因此5555,1,c c == 所以椭圆方程为221.54x y += 考点:直线与椭圆.20. (本小题满分14分)已知函数4()4,,f x x x x R =-? (I )求()f x 的单调性;(II )设曲线()y f x =与x 轴正半轴的交点为P ,曲线在点P 处的切线方程为()y g x =,求证:对于任意的正实数x ,都有()()f x g x £;(III )若方程()=()f x a a 为实数有两个正实数根12x x ,,且12x x <,求证:1321-43a x x <-+.【答案】(I )()f x 的单调递增区间是(),1-∞ ,单调递减区间是()1,+∞;(II )见试题解析;(III )见试题解析. 【解析】试题解析:(I )由4()4f x x x =-,可得3()44f x x ¢=-,当()0f x '> ,即1x < 时,函数()f x 单调递增;当()0f x '< ,即1x > 时,函数()f x 单调递减.所以函数()f x 的单调递增区间是(),1-∞ ,单调递减区间是()1,+∞.(II )设()0,0P x ,则1304x = ,()012,f x '=- 曲线()y f x = 在点P 处的切线方程为()()00y f x x x '=- ,即()()()00g x f x x x '=-,令()()()F x f x g x =- 即()()()()0F x f x f x x x '=-- 则()()()0F x f x f x '''=-.由于3()44f x x =-在(),-∞+∞ 单调递减,故()F x '在(),-∞+∞ 单调递减,又因为()00F x '=,所以当()0,x x ∈-∞时,()0F x '>,所以当()0,x x ∈+∞时,()0F x '<,所以()F x 在()0,x -∞单调递增,在()0,x +∞单调递减,所以对任意的实数x ,()()00F x F x ≤= ,对于任意的正实数x ,都有()()f x g x £.考点:1.导数的几何意义;2.导数的应用.。