2010年普通高等学校招生全国统一考试(北京卷)(数学理)

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绝密 使用完毕前2010年普通高等学校招生全国统一考试数 学(理)(北京卷)本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分。

第Ⅰ卷1至2页、第Ⅱ卷3至5页,共150分。

考试时长120分钟。

考生务必将答案答在答题卡上,在试卷上作答无效,考试结束后,将本试卷和答题卡。

第Ⅰ卷(选择题 共140分)一、本大题共8小题,每小题5分,共40分。

在每小题列出的四个选项中,选出符合题目要求的一项。

(1) 集合2{03},{9}P x Z x M x Z x =∈≤<=∈≤,则P M I =(A) {1,2} (B) {0,1,2} (C){x|0≤x<3} (D) {x|0≤x ≤3} (2)在等比数列{}n a 中,11a =,公比1q ≠.若12345m a a a a a a =,则m= (A )9 (B )10 (C )11 (D )12(3)一个长方体去掉一个小长方体,所得几何体的正(主)视图与侧(左)视图分别如右图所示,则该几何体的俯视图为(4)8名学生和2位第师站成一排合影,2位老师不相邻的排法种数为(A )8289A A (B )8289A C (C ) 8287A A (D )8287A C(5)极坐标方程(p-1)(θπ-)=(p ≥0)表示的图形是(A )两个圆 (B )两条直线(C )一个圆和一条射线 (D )一条直线和一条射线(6)a 、b 为非零向量。

“a b ⊥”是“函数()()()f x xa b xb a =+-为一次函数”的(A )充分而不必要条件 (B )必要不充分条件 (C )充分必要条件 (D )既不充分也不必要条件(7)设不等式组 110330530x y x y x y 9+-≥⎧⎪-+≥⎨⎪-+≤⎩表示的平面区域为D ,若指数函数y=xa 的图像上存在区域D 上的点,则a 的取值范围是(A )(1,3] (B )[2,3] (C ) (1,2] (D )[ 3, +∞] (8)如图,正方体ABCD-1111A B C D 的棱长为2,动点E 、F 在棱11A B 上,动点P ,Q 分别在棱AD ,CD 上,若EF=1,1A E=x ,DQ=y ,D P=z(x,y,z大于零),则四面体PE FQ的体积 (A)与x,y,z都有关 (B)与x有关,与y,z无关 (C)与y有关,与x,z无关 (D)与z有关,与x,y无关第II 卷(共110分)二、填空题:本大题共6小题,每小题5分,共30分。

(9)在复平面内,复数21ii-对应的点的坐标为 。

(10)在△ABC 中,若b = 1,23C π∠=,则a = 。

(11)从某小学随机抽取100名同学,将他们的身高(单位:厘米)数据绘制成频率分布直方图(如图)。

由图中数据可知a = 。

若要从身高在[ 120 , 130),[130 ,140) , [140 , 150]三组内的学生中,用分层抽样的方法选取18人参加一项活动,则从身高在[140 ,150]内的学生中选取的人数应为 。

(12)如图,O 的弦ED ,CB 的延长线交于点A 。

若BD ⊥AE ,AB =4, BC =2, AD =3,则DE = ;CE = 。

(13)已知双曲线22221x y a b-=的离心率为2,焦点与椭圆221259χγ+=的焦点相同,那么双曲线的焦点坐标为 ;渐近线方程为 。

(14)(14)如图放置的边长为1的正方形PABC 沿x 轴滚动。

设顶点p (x ,y )的轨迹方程是()y f x =,则()f x 的最小正周期为 ;()y f x =在其两个相邻零点间的图像与x 轴 所围区域的面积为 。

说明:“正方形P ABC 沿χ轴滚动”包括沿χ轴正方向和沿χ轴负方向滚动。

沿χ轴正方向滚动指的是先以顶点A 为中心顺时针旋转,当顶点B 落在χ轴上时,再以顶点B 为中心顺时针旋转,如此继续。

类似地,正方形P ABC 可以沿χ轴负方向滚动。

三、解答题:本大题共6小题,共80分。

解答应写出文字说明,演算步骤或证明过程。

(15)(本小题共13分)已知函数(x)f 22cos 2sin 4cos x x x =+-。

(Ⅰ)求()3f π=的值;(Ⅱ)求(x)f 的最大值和最小值。

(16)(本小题共14分)如图,正方形ABCD 和四边形ACEF 所在的平面互相垂直,C E ⊥AC,EF ∥CE=EF=1.(Ⅰ)求证:AF ∥平面BDE ; (Ⅱ)求证:CF ⊥平面BDE ; (Ⅲ)求二面角A-BE-D 的大小。

(17)(本小题共13分)某同学参加3门课程的考试。

假设该同学第一门课程取得优秀成绩的概率为45,第二、第三门课程取得优秀成绩的概率分别为p ,q (p >q ),且不同课程是否取得优秀成绩相互独立。

记ξ为该生取得优秀成绩的课程数,其分布列为(Ⅰ)求该生至少有1门课程取得优秀成绩的概率; (Ⅱ)求p ,q 的值; (Ⅲ)求数学期望E ξ。

(18)(本小题共13分)已知函数f (x )=In(1+x )-x +22x x (k ≥0)。

(Ⅰ)当k =2时,求曲线y =f (x )在点(1,f (1))处的切线方程; (Ⅱ)求f (x )的单调区间。

(19)(本小题共14分)在平面直角坐标系xOy 中,点B 与点A (-1,1)关于原点O 对称,P 是动点,且直线AP 与BP 的斜率之积等于13-. (Ⅰ)求动点P 的轨迹方程;(Ⅱ)设直线AP 和BP 分别与直线x=3交于点M,N ,问:是否存在点P 使得△PAB 与△PMN 的面积相等?若存在,求出点P 的坐标;若不存在,说明理由。

(20)(本小题共13分) 已知集合121{|(,,),{0,1},1,2,n n S X X x x x x i n n ==∈=≥…,…对于12(,,,)n A a a a =…,12(,,,)n n B b b b S =∈…,定义A 与B 的差为 1122(||,||,||);n n A B a b a b a b -=---…A 与B 之间的距离为111(,)||i d A B a b -=-∑(Ⅰ)证明:,,,n n A B C S A B S ∀∈-∈有,且(,)(,)d A C B C d A B --=; (Ⅱ)证明:,,,(,),(,),(,)n A B C S d A B d A C d B C ∀∈三个数中至少有一个是偶数 (Ⅲ) 设P n S ⊆,P 中有m(m ≥2)个元素,记P 中所有两元素间距离的平均值为d(P).证明:d(P )≤2(1)mnm -.(考生务必将答案答在答题卡上,在试卷上作答无效)()2010年普通高等学校招生全国统一考试数学(理)(北京卷)参考答案一、选择题(本大题共8小题,每小题5分,共40分)(1)B (2)C (3)C (4)A (5)C (6)B (7)A (8)D 二、填空题(本大题共6小题,每小题5分,共30分)(9)(-1,1) (10)1(11)0.030 3 (12)5(13)(4±,0)0y = (14)4 1π+三、解答题(本大题共6小题,共80分) (15)(共13分)解:(I )2239()2cossin 4cos 1333344f ππππ=+-=-+=- (II )22()2(2cos 1)(1cos )4cos f x x x x =-+-- =23cos 4cos 1x x --=2273(cos )33x --,x R ∈ 因为cos x ∈[1,1]-,所以,当c o s 1x =-时,()f x 取最大值6;当2co s 3x =时,()f x 取最小值73- (16)(共14分) 证明:(I ) 设AC 与BD 交与点G 。

因为EF//AG ,且EF=1,AG=12AC=1. 所以四边形AGEF 为平行四边形. 所以AF//平面EG ,因为EG ⊂平面BDE ,AF ⊄平面BDE , 所以AF//平面BDE.(II )因为正方形ABCD 和四边形ACEF 所在的平面 相互垂直,且CE ⊥AC , 所以CE ⊥平面ABCD.如图,以C 为原点,建立空间直角坐标系C-xyz .则C (0,0,0),A 0),B (00).所以(,22CF = ,(0,BE = ,()DE = .所以0110CF BE =-+= ,1010CF DE =-++=所以CF BE ⊥,CF DE ⊥. 所以CF ⊥BDE.(III) 由(II )知,CF = 是平面BDE 的一个法向量.设平面ABE 的法向量(,,)n x y z =,则0n BA = ,0n BE =.即(,,)0(,,)0x y z x y z ==⎧⎨⎩所以0,x =且,z =令1,y =则z =所以n =.从而cos ,||||n CF n CF n CF 〈〉==。

因为二面角A BE D --为锐角, 所以二面角A BE D --的大小为6π. (17)(共13分)解:事件i A 表示“该生第i 门课程取得优秀成绩”,i =1,2,3,由题意知 14()5P A =,2()P A p =,3()P A q = (I )由于事件“该生至少有1门课程取得优秀成绩”与事件“0ξ=”是对立的,所以该生至少有1门课程取得优秀成绩的概率是 61191(0)1125125P ξ-==-=, (II )由题意知12316(0)()(1)(1)5125P P A A A p q ξ===--= 123424(3)()5125P P A A A pq ξ====整理得 6125pq =,1p q +=由p q >,可得35p =,25q =.(III )由题意知123123123(1)()()()a P P A A A P A A A P A A A ξ===++=411(1)(1)(1)(1)555p q p q p q --+-+- 37125=(2)1(0)(1)(3)b P P P P ξξξξ===-=-=-= =581250(0)1(1)2(2)3(3)E P P P P ξξξξξ=⨯=+⨯=+=+= =95(18)(共13分)解:(I )当2k =时,2()ln(1)f x x x x =+-+,1'()121f x x x=-++ 由于(1)ln 2f =,3'(1)2f =, 所以曲线()y f x =在点(1,(1))f 处的切线方程为 3ln 2(1)2y x -=- 即 322l n 230x y -+-= (II )(1)'()1x kx k f x x+-=+,(1,)x ∈-+∞.当0k =时,'()1xf x x=-+.所以,在区间(1,0)-上,'()0f x >;在区间(0,)+∞上,'()0f x <. 故()f x 得单调递增区间是(1,0)-,单调递减区间是(0,)+∞.当01k <<时,由(1)'()01x kx k f x x +-==+,得10x =,210kx k -=>所以,在区间(1,0)-和1(,)k k -+∞上,'()0f x >;在区间1(0,)kk-上,'()0f x <故()f x 得单调递增区间是(1,0)-和1(,)k k -+∞,单调递减区间是1(0,)kk-. 当1k =时,2'()1x f x x=+故()f x 得单调递增区间是(1,)-+∞.当1k >时,(1)'()01x kx k f x x +-==+,得11(1,0)kx k -=∈-,20x =.所以没在区间1(1,)k k --和(0,)+∞上,'()0f x >;在区间1(,0)kk-上, '()0f x <故()f x 得单调递增区间是1(1,)k k --和(0,)+∞,单调递减区间是1(,0)kk- (19)(共14分)(I )解:因为点B 与A (1,1)-关于原点O 对称,所以点B 得坐标为(1,1)-. 设点P 的坐标为(,)x y 由题意得111113y y x x -+=-+- 化简得 2234(1)x y x +=≠±.故动点P 的轨迹方程为2234(1)x y x +=≠±(II )解法一:设点P 的坐标为00(,)x y ,点M ,N 得坐标分别为(3,)M y ,(3,)N y . 则直线AP 的方程为0011(1)1y y x x --=++,直线BP 的方程为0011(1)1y y x x ++=--令3x =得000431M y x y x +-=+,000231N y x y x -+=-.于是PMN 得面积2000020||(3)1||(3)2|1|P M N M N x y x S y y x x +-=--=- 又直线AB 的方程为0x y +=,||AB = 点P 到直线AB的距离d =.于是PAB 的面积 001||||2PAB S AB d x y ==+ 当PABPMN S S = 时,得20000020||(3)|||1|x y x x y x +-+=- 又00||0x y +≠,所以20(3)x -=20|1|x -,解得05|3x =。