2014年高考广东理科数学试题及答案(word解析版)
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2014年普通高等学校招生全国统一考试(广东卷)数学(理科)一、选择题:本大题共8小题,每小题5分,满分40分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的. (1)【2014年广东,理1,5分】已知集合{1,0,1}M =-,{0,1,2}N =,则M N =( )(A ){1,0,1}- (B ){1,0,1,2}- (C ){1,0,2}- (D ){0,1} 【答案】B【解析】{1,0,1,2}M N =-,故选B . (2)【2014年广东,理2,5分】已知复数z 满足(34i)25z +=,则z =( )(A )34i - (B )34i + (C )34i -- (D )34i -+ 【答案】A【解析】2525(34i)25(34i)=34i 34i (34i)(34i)25z --===-++-,故选A . (3)【2014年广东,理3,5分】若变量,x y 满足约束条件121y xx y z x y y ≤⎧⎪+≤=+⎨⎪≥-⎩且的最大值和最小值分别为M 和m ,则M m -=( )(A )8 (B )7 (C )6 (D )5 【答案】C 【解析】画出可行域,易知在点(2,1)与(1,1)--处目标函数分别取得最大值3M =,与最小值3m =-,6M m ∴-=,故选C .(4)【2014年广东,理4,5分】若实数k 满足09k <<,则曲线221259x y k-=-与曲线221259x y k -=-的( ) (A )离心率相等 (B )虚半轴长相等 (C )实半轴长相等 (D )焦距相等 【答案】D【解析】09k <<,90k ∴->,250k ->,从而两曲线均为双曲线,又25(9)34(25)9k k k +-=-=-+,两双曲线的焦距相等,故选D .(5)【2014年广东,理5,5分】已知向量()1,0,1a =-,则下列向量中与a 成60︒夹角的是( )(A )()1,1,0- (B )()1,1,0- (C )()0,1,1- (D )()1,0,1- 【答案】B 【解析】222222(1,0,1)(1,1,0)1210(1)1(1)0-⋅-=++-⋅+-+,即这两向量的夹角余弦值为12,从而夹角为060,故选A . (6)【2014年广东,理6,5分】已知某地区中小学生人数和近视情况分别如图1和图2所示,为了解该地区中小学生的近视形成原因,用分层抽样的方法抽取2%的学生进行调查,则样本容量和抽取的高中生近视人数分别为( )(A )200,20 (B )100,20 (C )200,10 (D )100,10 【答案】A【解析】样本容量为(350045002000)2%200++⋅=,抽取的高中生近视人数为:20002%50%20⋅⋅=,故选A .(7)【2014年广东,理7,5分】若空间中四条两两不同的直线1234,,,l l l l ,满足12l l ⊥,23l l ⊥,34l l ⊥则下列结论一定正确的是( )(A )14l l ⊥ (B )14//l l (C )14,l l 既不垂直也不平行 (D )14,l l 的位置关系不确定 【答案】D【解析】平面中的四条直线,14l l ⊥,空间中的四条直线,位置关系不确定,故选D .(8)【2014年广东,理8,5分】设集合(){}12345=,,,,{1,0,1},1,2,3,4,5i A x x x x x x i ∈-=,那么集合A 中满足条件“1234513x x x x x ≤++++≤”的元素个数为( )(A )60 (B )90 (C )120 (D )130 【答案】D【解析】12345x x x x x ++++可取1,2,3,和为1的元素个数为:1125C 10C =;和为2的元素个数为:122255C 40C A +=;和为3的元素个数为:1311225254C C C 80C C +=,故满足条件的元素总的个数为104080130++=,故选D .二、填空题:本大题共7小题,考生作答6小题,每小题5分,满分30分.(一)必做题(9~13) (9)【2014年广东,理9,5分】不等式125x x -++≥的解集为 . 【答案】(][),32,-∞-+∞【解析】数轴上到1与2-距离之和为5的数为3-和2,故该不等式的解集为:(][),32,-∞-+∞.(10)【2014年广东,理10,5分】曲线52x y e -=+在点(0,3)处的切线方程为 . 【答案】530x y +-= 【解析】'55x y e -=-,'5x y =∴=-,∴所求切线方程为35y x -=-,即530x y +-=.(11)【2014年广东,理11】,5分从0,1,2,3,4,5,6,7,8,9中任取七个不同的数,则这七个数的中位数是6的概率为 .【答案】16【解析】要使6为取出的7个数中的中位数,则取出的数中必有3个不大于6,另外3个不小于6,故所求概率为3671016C C =. (12)【2014年广东,理12,5分】在ABC ∆中,角,,A B C 所对应的边分别为,,a b c ,已知cos cos 2b C c B b +=,则ab= . 【答案】2【解析】解法一:由射影定理知cos cos b C c B a +=,从而2a b =,2ab∴=.解法二:由上弦定理得:sin cos sin cos 2sin B C C B B +=,即sin()2sin B C B +=,sin 2sin A B ∴=,即2a b =,2ab∴=.解法三:由余弦定理得:222222222a b c a c b b b ab ac +-+-⋅+=,即224a ab =,2a b ∴=,即2ab=.(13)【2014年广东,理13,5分】若等比数列{}n a 的各项均为正数,且510119122a a a a e +=,则1220ln ln ln a a a +++= . 【答案】50【解析】1011912a a a a =,51011a a e ∴=,设1220ln ln ln S a a a =+++,则20191ln ln ln S a a a =+++,51201011220ln 20ln 20ln 100S a a a a e ∴====,50S ∴=.(二)选做题(14-15题,考生只能从中选做一题) (14)【2014年广东,理14,5分】(坐标系与参数方程选做题)在极坐标系中,曲线1C 和2C 的方程分别为2sin cos ρθθ=和sin 1ρθ=,以极点为平面直角坐标系的原点,极轴为x 轴的正半轴,建立平面直角坐标系,则曲线1C 和2C 的交点的直角坐标为 . 【答案】(1,1)【解析】1C 即2(sin )cos ρθρθ=,故其直角坐标方程为:2y x =,2C 的直角坐标系方程为:1y =,1C ∴与2C 的交点的直角坐标为(1,1).(15)【2014年广东,理15,5分】(几何证明选讲选做题)如图3,在平行四边形ABCD 中,点E 在AB 上且2EB AE =,AC 与DE 交于点,则CDF AEF ∆=∆的面积的面积.【答案】9【解析】显然CDF AEF ∆∆,∴22()()9CDF CD EB AE AEF AE AE∆+===∆的面积的面积.三、解答题:本大题共6题,共80分.解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤.(16)【2014年广东,理16,12分】已知函数()sin(),4f x A x x R π=+∈,且53()122f π=.(1)求A 的值;(2)若3()()2f f θθ+-=,(0,)2πθ∈,求3()4f πθ-.解:(1)5523()sin()sin1212432f A A ππππ=+==,32A ∴==.(2)由(1)得:())4f x x π+,()()))44f f ππθθθθ∴+-=+-+3coscos sin ))cos cos()sin )sin 444442πππππθθθθθθ=+-+-==,cos θ∴=,(0,)2πθ∈,sin θ∴33()sin())444f πππθθπθθ∴--+-===. (17)【2014年广东,理17,12分】随机观测生产某种零件的某工厂25名工人的日加工零件数(单位:件),获得数据如下:30,42,41,36,44,40,37,37,25,45,29,43,31,36,49,34,33,43,38,42,32,34,46,39,36.根据上述数据得到样本的频率分布表如下:分组 频数 频率 [25,30] 3 0.12 (30,35] 5 0.20 (35,40] 8 0.32 (40,45] 1n 1f(45,50]2n 2f(1)确定样本频率分布表中121,,n n f 和2f 的值;(2)根据上述频率分布表,画出样本频率分布直方图; (3)根据样本频率分布直方图,求在该厂任取4人,至少有1人的日加工零件数落在区间(]30,35的概率. 解:(1)17n =,22n =,170.2825f ==,220.0825f ==. (2)频率分布直方图如下所示:(3)根据频率分布直方图,可得工人们日加工零件数落在区间(]30,35的概率为0.2,设日加工零件数落在区间(]30,35的人数为随机变量ξ,则(4,0.2)B ξ,故4人中,至少有1人的日加工零件数落在区间(]30,35的概率为:00441(0.2)(0.8)10.40960.5904C -=-=.(18)【2014年广东,理18,14分】如图4,四边形ABCD 为正方形,PD ⊥平面ABCD ,30DPC ∠︒=,AF PC ⊥于点F ,//FE CD ,交PD 于点E . (1)证明:CF ⊥平面ADF ;(2)求二面角D AF E --的余弦值.解:(1)PD ⊥平面ABCD ,PD PCD ⊂,∴平面PCD ⊥平面ABCD ,平面PCD 平面ABCD CD =, AD ⊂平面ABCD ,AD CD ⊥,AD ∴⊥平面PCD ,CF ⊂平面PCD ,CF AD ∴⊥,又 AF PC ⊥,CF AF ∴⊥,,AD AF ⊂平面ADF ,AD AF A =,CF ∴⊥平面ADF . (2)解法一:过E 作//EG CF 交DF 于G ,CF ⊥平面ADF ,EG ∴⊥平面ADF ,过G 作GH AF ⊥于H ,连EH则EHG ∠为二面角D AF E --的平面角,设2CD =,030DPC ∠=,030CDF ∴∠=,从而1==12CF CD , 4CP =,EF DC ∥,DE CF DP CP ∴=,即12=223DE ,32DE ∴=,还易求得32EF =,3DF =,从而 3332243DE EF EG DF ⋅⋅===,易得192AE =,7AF =,32EF =,19331922747AE EF EH AF ⋅⋅∴===, 故22319363()()44747HG =-=,6347257cos 1947319GH EHG EH ∴∠==⋅=.解法二:分别以DP ,DC ,DA 为x ,y ,z 轴建立空间直角坐标系,设2DC =,则(0,0,2)A ,(0,2,0)C ,(23,0,0)P ,设CF CP λ=,则(23,22,0)F λλ-,DF CF ⊥,可得14λ=,从而33(,,0)22F ,易得3(,0,0)2E ,取面ADF 的一个法向量为11(3,1,0)2n CP ==-,设面AEF 的一个法向量为2(,,)n x y z =,利用20n AE ⋅=,且20n AF ⋅=,得2n 可以是(4,0,3),从而二面角的余弦值为12124325719||||219n n n n ⋅==⋅⨯. (19)【2014年广东,理19,14分】设数列{}n a 的前n 和为n S ,满足2*1234,n n S na n n n N +=--∈,且315S =.(1)求123,,a a a 的值; (2)求数列{}n a 的通项公式.解:(1)211222314127a S a a ==-⨯-⨯=- ①2122331212+=432424()204(15)20a a S a S a a a a =-⨯-⨯=---=---,12+8a a ∴= ②联立①②解得1235a a =⎧⎨=⎩,33121587a S a a ∴=--=-=,综上13a =,25a =,37a =.(2)21234n n S na n n +=-- ③ ∴当2n ≥时,212(1)3(1)4(1)n n S n a n n -=----- ④-③④并整理得:1216122n n n n a a n n+-+=+,由(1)猜想21n a n =+,以下用数学归纳法证明: (ⅰ)由(1)知,当1n =时,13211a ==⨯+,猜想成立;(ⅱ)假设当n k =时,猜想成立,即21k a k =+,则当1n k =+时,212161211411(21)33232(1)1222222k k k k k k a a k k k k k k k k k+-+--=+=⋅+++=++=+=++,这就是说1n k =+时,猜想也成立,从而对一切n N *∈,21n a n =+.(20)【2014年广东,理20,14分】已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>的一个焦点为(5,0),离心率为53.(1)求椭圆C 的标准方程;(2)若动点00(,)P x y 为椭圆外一点,且点P 到椭圆C 的两条切线相互垂直,求点P 的轨迹方程.解:(1)cc e a ==3a ∴=,222954b a c =-=-=,∴椭圆C 的标准方程为:22194x y +=. (2)若一切线垂直x 轴,则另一切线垂直于y 轴,则这样的点P 共4个,它们的坐标分别为(3,2)-±,(3,2)±.若两切线不垂直与坐标轴,设切线方程为00()y y k x x -=-,即00()y k x x y =-+,将之代入椭圆方程22194x y +=中并整理得:2220000(94)18()9()40k x k y kx x y kx ⎡⎤++-+--=⎣⎦,依题意,0∆=, 即22220000(18)()36()4(94)0k y kx y kx k ⎡⎤----+=⎣⎦,即22004()4(94)0y kx k --+=, 2220000(9)240x k x y k y ∴--+-=,两切线相互垂直,121k k ∴=-,即2020419y x -=--,220013x y ∴+=, 显然(3,2)-±,(3,2)±这四点也满足以上方程,∴点P 的轨迹方程为2213x y +=.(21)【2014年广东,理21,14分】设函数()f x =2k <-.(1)求函数()f x 的定义域D (用区间表示); (2)讨论()f x 在区间D 上的单调性;(3)若6k <-,求D 上满足条件()(1)f x f >的x 的集合(用区间表示).解:(1)222(2)2(2)30x x k x x k +++++->,则221x x k ++> ① 或 223x x k ++<- ② 由①得:2210x x k ++->,144(1)4(2)0k k ∆=--=->(2)k <-,∴方程2210x x k ++-=的解为1-∴由2210x x k ++->得1x <-1x >-, 由②得2230x x k +++<,方程2230x x k +++=的判别式244(3)4(2)0k k ∆=-+=-->(2)k <-, ∴该方程的解为1-2230x x k +++<得11x --<-+2k <-,1121112k ∴------<-+-<-+ (,1(12,12)(12,)D k k k ∴=-∞------+---+-+∞. (2)设0u ,则3'221()2(2)(22)2(22)2f x u x x k x x -⎡⎤=-⋅⋅++⋅+++⎣⎦ 3222(1)(21)u x x x k -=-+⋅+++, (ⅰ)当(,1x ∈-∞--时,10x +<,221110x x k +++>+>,'()0f x ∴>;(ⅱ)当(11)x ∈--时,10x +<,221310x x k +++<-+<,'()0f x ∴<; (ⅲ)当(1,1x ∈--+时,10x +>,221310x x k +++<-+<,'()0f x ∴>; (ⅳ)当(1)x ∈-+∞时,10x +>,221110x x k +++>+>,'()0f x ∴<. 综上,()f x 在D 上的单调增区间为:(,11,1-∞----+, ()f x 在D 上的单调减区间为:(11),(1)----++∞. (3)设222(x)(2)2(2)3g x x k x x k =+++++-,由(1)知,当x D ∈时,()0g x >; 又2(1)(3)2(3)3(6)(2)g k k k k =+++-=++,显然,当6k <-时,(1)0g >, 从而不等式()(1)()(1)f x f g x g >⇔<,2222()(1)[(2)2(2)3][(3k)2(3)3]g x g xx k x xk k -=+++++--+++-22222[(2)(3k)]2[(2)(3)](3)(1)(225)x x k x x k k x x x x k =++-++++-+=+-+++,6k<-,11131111∴----<<-+--+(ⅰ)当1x<-(3)(1)0x x +->,∴欲使()(1)f x f >,即()(1)g x g <,亦即22250x x k +++<,即11x -<<-11x ∴-<-;(ⅱ)13x -<-时,(3)(1)0x x +->,22225(2)(5)3(5)0x x k x x k k k +++=++++<-++<, 此时()(1)g x g <,即()(1)f x f >;(ⅲ)31x -<<时,(3)(1)0x x +-<,22253(5)0x x k k +++<-++<()(1)g x g ∴>不合题意;(ⅳ)11x <<-(3)(1)0x x +->,22253(5)0x x k k +++<-++<,()(1)g x g ∴<, 不合题意;(ⅴ)1x >-时,(3)(1)0x x +->,∴欲使()(1)g x g <,则22250x x k +++<,即11x -<-+,从而11x -<-综上所述,()(1)f x f >的解集为:(()()(1112,31,1212,1k kk --------+---+--+.。