2014年普通高等学校招生全国统一考试(卷)理科数学第Ⅰ卷(共60分)一、选择题:本大题共12个小题,每小题5分,共60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.已知全集,{|U R A x x ==≤0},{|B x x =≥1},则集合()U A B =U ð( ) A .{|x x ≥0} B .{|x x ≤1} C .{|0x ≤x ≤1} D .{|01}x x <<【测量目标】集合的基本运算. 【考查方式】集合的并集、补集. 【难易程度】容易 【参考答案】D【试题分析】由题意可知,A B U ={|01}x x x ≤或≥,所以()U A B =U ð{|01}x x <<.故选D. 2.设复数z 满足(2i)(2i)5z --=,则z =( ) A .23i + B .23i - C .32i + D .32i - 【测量目标】复数的基本性质和运算.【考查方式】复数的基本运算. 【难易程度】容易 【参考答案】A【试题分析】由(2i)(2i)5z --=,得52i 2iz -=-,故z =23i +.故选A. 3.已知132a -=,21211log ,log 33b c ==,则( ) A .a b c >> B .a c b >> C .c a b >> D .c b a >> 【测量目标】对数的基本运算.【考查方式】对数的大小比较. 【难易程度】容易 【参考答案】C【试题分析】因为13021a -<=<,21log 03b =<,121log 3c =>121log 2c ==1,所以c a b >>.故选C.4.已知m ,n 表示两条不同直线,α表示平面,下列说确的是( ) A .若//,//,m n αα则//m n B .若m α⊥,n α⊂,则m n ⊥ C .若m α⊥,m n ⊥,则//n α D .若//m α,m n ⊥,则n α⊥【测量目标】空间直线与直线,直线与平面的位置关系. 【考查方式】线线平行、垂直,线面平行、垂直的判定. 【难易程度】容易 【参考答案】B【试题分析】由题可知,若//,//,m n αα则m 与n 平行、相交或异面,所以A 错误;若m α⊥,n α⊂,则m n ⊥,故B 正确;若m α⊥,m n ⊥,则//n α或n α⊂,故C 错误.若//m α,m n ⊥,则//n α或n α⊥或n 与α相交,故D 错误.故选B.5.设,,a b c 是非零向量,已知命题P :若0⋅=a b ,0⋅=b c ,则0⋅=a c ;命题q :若//,//a b b c ,则//a c ,则下列命题中真命题是( )A .p q ∨B .p q ∧C .()()p q ⌝⌝∧D .()p q ⌝∨【测量目标】向量的平行与垂直,真假命题的判定. 【考查方式】利用向量之间的位置关系对命题的真假进行判定. 【难易程度】容易 【参考答案】A【试题分析】由向量数量积的几何意义可知,命题p 为假命题;命题q 中,当0≠b 时,,a c 一定共线,故命题q 是真命题.故p q ∨为真命题.故选A.6.6把椅子摆成一排,3人随机就座,任何两人不相邻的做法种数为( ) A .144 B .120 C .72 D .24 【测量目标】排列组合.【考查方式】利用插空法进行排列组合. 【难易程度】容易 【参考答案】D【试题分析】这是一个元素不相邻问题,采用插空法,3334A C 24=.故选D.7.某几何体三视图如图所示,则该几何体的体积为( ) A .82π- B .8π- C .π82-D .π84-第7题图 【测量目标】几何体的体积、三视图.【考查方式】利用三视图对体积的考查. 【难易程度】容易 【参考答案】B【试题分析】根据三视图可知,该几何体是正方体减去两个体积相等的圆柱的一部分(占柱的14)后余下的部分,故该几何体体积为2×2×2-2×14×π×2=8-π.故选B.8.设等差数列{}n a 的公差为d ,若数列1{2}n a a 为递减数列,则( )A .0d <B .0d >C .10a d <D .10a d > 【测量目标】等差数列的基本性质.【考查方式】利用等差数列的性质对首项和公差的正负进行判断. 【难易程度】容易 【参考答案】C 【试题分析】令12n n b a a =,因为数列{}12n a a 为递减数列,所以111111122()212n n n n n nb a a a a a a d b a a +++==-=<,所得10a d <.故选C.9.将函数π3sin(2)3y x =+的图象向右平移π2个单位长度,所得图象对应的函数( ) A .在区间π7π[,]1212上单调递减 B .在区间π7π[,]1212上单调递增 C .在区间ππ[,]63-上单调递减 D .在区间ππ[,]63-上单调递增 【测量目标】三角函数的平移及性质.【考查方式】求正弦型三角函数平移后的单调区间. 【难易程度】容易 【参考答案】B【试题分析】由题可知,将函数π3sin(2)3y x =+的图像向右平移π2个单位长度得到函数2π3sin(2)3y x =-的图像,令π2π2k -+≤2π23x -≤π2π2k +,k ∈Z ,即ππ12k +≤x ≤7ππ12k +,k ∈Z 时,函数单调递增,即函数2π3sin(2)3y x =-的单调递增区间为π7ππ,π1212k k ⎡⎤++⎢⎥⎣⎦,k ∈Z ,可知当0k =时,函数在区间π7π,1212⎡⎤⎢⎥⎣⎦上单调递增.故选B.10.已知点(2,3)A -在抛物线C :22y px =的准线上,过点A 的直线与C 在第一象限相切于点B ,记C 的焦点为F ,则直线BF 的斜率为( ) A .12 B .23 C .34 D .43【测量目标】抛物线的几何性质,直线与抛物线的位置关系.【考查方式】求过抛物线准线并与抛物线相切的直线的斜率. 【难易程度】中等 【参考答案】D【试题分析】因为抛物线C :22y px =的准线为2px =-,且点(2,3)A -在准线上,所以p =4.设直线AB 的方程为2(3)x m y +=-,与抛物线方程28y x =联立得到2824160y my m -++=,由题易知V =0,解得m =12- (舍)或者m =2,这时B 点的坐标为(8,8),而焦点F 的坐标为(2,0),故直线BF 的斜率804823BF k -==-.故选D.11.当[2,1]x ∈-时,不等式3243ax x x -++≥0恒成立,则实数a 的取值围是( ) A .[5,3]-- B .9[6,]8-- C .[6,2]-- D .[4,3]--【测量目标】函数的导函数、单调区间、最值.【考查方式】通过给定函数值的围,利用导函数求函数的单调区间并找出未知量的围. 【难易程度】中等 【参考答案】C【试题分析】当2-≤0x <时,不等式转化为a ≤2343x x x --,令2343()(2x x f x x--=-≤0)x <, 则24489(9)(1)'()x x x x f x x x -++--+==,故()f x 在[-2,-1]上单调递减,在(-1,0)上单调递增,此时有a ≤14321+-=--.当0x =时,()g x 恒成立.当0x <≤1时,a ≥2343x x x --,令2343()(0x x g x x x --=<≤1),则24489(9)(1)'()x x x x g x x x-++--+==, 故()g x 在(0,1]上单调递增,此时有a ≥14361--=-.综上,6-≤a ≤2-.故选C.12.已知定义在[0,1]上的函数()f x 满足: ①(0)(1)0f f ==;②对所有,[0,1]x y ∈,且x y ≠,有1|()()|||2f x f y x y -<-. 若对所有,[0,1]x y ∈,|()()|f x f y k -<,则k 的最小值为( ) A .12 B .14 C .12πD .18【测量目标】函数概念的新定义,不等式的性质.【考查方式】给出新定义的函数,利用给定条件求解未知量的围. 【难易程度】中等 【参考答案】B【试题分析】不妨设0≤y ≤x ≤1.当x y -≤12时,11|()()|||()22f x f y x y x y -<-=-≤14. 12x y ->时,|()()|()(1)(()(0))f x f y f x f f y f -=---≤1()(1)()(0)2f x f f y f -+-< 111110()2224x y x y -+-=--+<.故min 14k =.故选B.第Ⅱ卷(共90分)二、填空题(每题5分,满分20分,将答案填在答题纸上)13.执行右侧的程序框图,若输入9x =,则输出y = .第13题图 【测量目标】程序框图的运算.【考查方式】利用程序框图进行基本运算. 【难易程度】容易 【参考答案】299【试题分析】当9x =时,5y =,则4y x -=;当5x =时,113y =,则43y x -=;当113x =时,299y =,则419y x -=<.故输出299y =.14.正方形的四个顶点(1,1),(1,1),(1,1),(1,1)A B C D ----分别在抛物线2y x =-和2y x =上,如图所示,若将一个质点随机投入正方形ABCD 中,则质点落在阴影区域的概率是 .第14题图 【测量目标】定积分的求解,随机事件的概率.【考查方式】利用定积分求出面积比,进而求出随机事件的概率. 【难易程度】容易 【参考答案】23【试题分析】正方形ABCD 的面积S =2×2=4,阴影部分的面积1231111182(1)d 2()33S x x x x --=-=-=⎰,故质点落在阴影区域的概率82343P ==.15.已知椭圆C :22194x y +=,点M 与C 的焦点不重合,若M 关于C 的焦点的对称点分别为A ,B ,线段MN 的中点在C 上,则||||AN BN += .【测量目标】椭圆的定义及几何性质.【考查方式】椭圆的焦点以及椭圆的几何性质求解相关弧长. 【难易程度】中等 【参考答案】12 【试题分析】取MN 的中点为G ,点G 在椭圆C 上.设点M 关于C 的焦点1F 的对称点为A ,点M 关于C 的焦点2F 的对称点为B ,则有112GF AN =,212GF BN =,所以122()412AN BN GF GF a +=+==.16.对于0c >,当非零实数a ,b 满足224240a ab b c -+-=,且使|2|a b +最大时,345a b c-+的最小值为 .【测量目标】基本不等式的基本应用.【考查方式】利用基本不等式求最值. 【难易程度】较难 【参考答案】-2【试题分析】由题知2222(2)3(43)c a b a b =-+++.221(43)(1)3a b ++≥222(2)43a b a b +⇔+≥23(2)4a b +,即2c ≥25(2)4a b +,当且仅当2243113a b =,即236a b λ==(同号)时, 2a b +240c λ=.223451111(4)288a b c λλλ-+=-=--≥2-, 当且仅当315,,422a b c ===时,345a b c-+取最小值2-.三、解答题 (本大题共6小题,共70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)在△ABC 中,角,,A B C 的对边,,a b c 且a c >,已知2BA BC ⋅=u u u r u u u r ,1cos 3B =,3b =,求:(1)a 和c 的值; (2)cos()B C -的值.【测量目标】两角差的余弦公式、向量的数量积.【考查方式】利用正弦定理和余弦定理解三角形中的边和角. 【难易程度】中等【试题分析】(1)由2BA BC ⋅=u u u r u u u r 得,cos 2c a B ⋅=,又1cos 3B =,所以6ac =.由余弦定理,得2222cos a c b ac B +=+.又3b =,所以2292213ac +=+⨯=.解22613ac a c =⎧⎪⎨+=⎪⎩,得2,33,2a c a c ====或. 因为a c >,3,2a c ∴==. (2)在△ABC中,sin 3B ===由正弦定理,得2sin sin 339c CB b ==⋅=,又因为a b c =>,所以C为锐角,因此7cos 9C ===. 于是cos()cos cos sin sin B C B C B C -=+=1723393927⋅+⋅=. 18. (本小题满分12分)一家面包房根据以往某种面包的销售记录,绘制了日销售量的频率分布直方图,如图所示:第18题图将日销售量落入各组的频率视为概率,并假设每天的销售量相互独立.(1)求在未来连续3天里,有连续2天的日销售量都不低于100个且另一天的日销售量低于50个的概率;(2)用X 表示在未来3天里日销售量不低于100个的天数,求随机变量X 的分布列,期望()E X 及方差()D X .【测量目标】频率分布直方图,随机事件的概率随机变量的期望和方差. 【考查方式】以频率分布直方图为载体计算事件的概率、分布列、期望、方差. 【难易程度】中等 【试题分析】(Ⅰ)设1A 表示事件“日销售量不低于100个”,2A 表示事件“日销售量低于50个”,B 表示事件“在未来连续3天里有连续2天日销售量不低于100个且另一天的日销售量低于50个”.因此1()(0.0060.0040.002)500.6P A =++⨯= , 2()0.003500.15P A =⨯=,()0.60.60.1520.108P B =⨯⨯⨯=.(Ⅱ)X 的可能取值为0,1,2,3.相应的概率为033(0)(10.6)0.064P X C ==⋅-=,123(1)0.6(10.6)0.288P X C ==⋅-=,223(2)0.6(10.6)0.432P X C ==⋅-=,333(3)0.60.216P X C ==⋅=,分布列为X 0 1 2 3 P0.0640.2880.4320.21619. (本小题满分12分)如图,△ABC 和BCD △所在平面互相垂直,且2AB BC BD ===,0120ABC DBC ∠=∠=,E F 、分别为AC 、DC 的中点.(1)求证:EF BC ⊥;(2)求二面角E BF C --的正弦值.第19题图1【测量目标】线线垂直的判定,二面角的正弦值.【考查方式】通过找线、面之间的位置关系,证明线线垂直,求二面角的三角函数值. 【难易程度】中等 【试题分析】(1)证明: (方法一)过E 作EO BC ⊥,垂足为O ,连OF ,第19题图2由△ABC ≌△DBC 可证出△FOC ≌△EOC ,所以π2EOC FOC ∠=∠=,即FO BC ⊥, 又EO BC ⊥,因此BC ⊥平面EFO , 又EF ⊂平面EFO ,所以EF BC ⊥.(方法二)由题意,以B 为坐标原点,在平面DBC 过B 作垂直BC 的直线为x 轴,BC 所在直线为y 轴,在平面ABC 过B 作垂直BC 的直线为z 轴,建立如图所示的空间直角坐标系.第19题图3易得(0,0,0),(0,3)B A -,3,1,0)D -,(0,2,0)C ,因而1331(0,,0)22E F ,所以33((0,2,0)EF BC ==u u u r u u ur ,因此0EF BC ⋅=u u u r u u u r ,从而EF BC ⊥u u u r u u u r ,所以EF BC ⊥.(2)(方法一)在图2中,过O 作OG BF ⊥,垂足为G ,连EG ,由平面ABC ⊥平面BDC ,从而EO ⊥平面BDC ,又OG BF ⊥,由三垂线定理知EG 垂直BF . 因此EGO ∠为二面角E BF C --的平面角; 在△EOC 中,113cos30222EO EC BC ==⋅=o ,由△BGO ∽△BFC知,34BO OG FC BC =⋅=,因此tan 2EOEGO OG∠==,从而sin EGO ∠=255,即二面角E BF C --的正弦值为255. (方法二)在图3中,平面BFC 的一个法向量为1(0,0,1)=n ,设平面BEF 的法向量2(,,)x y z =n ,又3113(,,0),(0,,)22BF BE ==u u u r u u u r ,由220BF BE ⎧⋅=⎪⎨⋅=⎪⎩u u u ru u u r n n 得其中一个2(1,3,1)=-n ,设二面角E BF C --的大小为θ,且由题意知θ为锐角,则121212,cos |cos ,|||||||5θ=<>==⋅n n n n n n ,因sin θ=5=255,即二面角E BF C --的正弦值为255.20. (本小题满分12分)圆224x y +=的切线与x 轴正半轴,y 轴正半轴围成一个三角形,当该三角形面积最小时,切点为P(如图),双曲线22122:1x y C a b-=过点P 且离心率为3.(1)求1C 的方程;(2)椭圆2C 过点P 且与1C 有相同的焦点,直线l 过2C 的右焦点且与2C 交于A ,B 两点,若以线段AB 为直径的圆心过点P ,求l 的方程.第20题图1【测量目标】直线与圆的位置关系,双曲线的标准方程及几何性质,椭圆的几何性质,直线与椭圆的位置关系.【考查方式】利用圆的切线的关系,双曲线的离心率求双曲线方程,通过椭圆与双曲线的的几何性质求解椭圆方程求出直线方程. 【难易程度】较难【试题分析】(1)设切点坐标为0000(,)(0,0)x y x y >>,则切线斜率为0x y -,切线方程为000()x y y x x y -=--,即004x x y y +=,此时,两个坐标轴的正半轴与切线围成的三角形面积为000014482S x y x y =⋅⋅=.由22000042x y x y +=≥知当且仅当00x y =时00x y 有最大值,即S 有最小值,因此点P得坐标为 ,由题意知222222213a ba b a ⎧-=⎪⎨⎪+=⎩解得221,2a b ==,故1C 方程为2212y x -=. (2)由(1)知2C的焦点坐标为(,由此2C 的方程为22221113x y b b +=+,其中10b >.由P 在2C 上,得22112213b b +=+,解得213b =,因此2C 方程为22163x y +=. 显然,l 不是直线0y =.设l的方程为x my =+1122(,),(,)A x y B x y由22163x my x y ⎧=⎪⎨+=⎪⎩得22(2)30m y ++-=,又12,y y 是方程的根,因此122122232y y m y y m ⎧+=-⎪⎪+⎨-⎪=⎪+⎩①②,由1122x my x my ==1212221212122()66()32x x m y y m x x m y y y y m ⎧+=++=⎪⎪⎨-⎪=+++=⎪+⎩③④因1122),)AP x y BP x y ==u u u r u u u r由题意知0AP BP ⋅=u u u r u u u r ,所以12121212))40x x x x y y y y ++++=⑤ ,将①,②,③,④代入⑤式整理得22110m -+=,解得12m =-或12m =-+,因此直线l 的方程为1)0x y --=,或1)0x y +=.21. (本小题满分12分)已知函数8()(cos )(π2)(sin 1)3f x x x x x =-+-+,2()3(π)cos 4(1sin )ln(3)πx g x x x x =--+-. 证明:(1)存在唯一0π(0,)2x ∈,使0()0f x =;(2)存在唯一1π(,π)2x ∈,使1()0g x =,且对(1)中的0x 有01πx x +<. 【测量目标】函数的零点.【考查方式】利用函数导函数的性质求解三角函数中的零点问题. 【难易程度】较难【试题分析】(1)当π(0,)2x ∈时,2'()(1sin )(π2)2cos 03f x x x x x =-++--<,函数()f x 在π(0,)2上为减函数,又28π16(0)π0,()π0323f f =->=--<,所以存在唯一0π(0,)2x ∈,使0()0f x =. (2)考虑函数3(π)cos 2π()4ln(3),[,π]1sin π2x x h x x x x -=--∈+,令πt x =-,则π[,π]2x ∈时,π[0,]2t ∈,记3cos 2()(π)4ln(1)1sin πt t u t h t t t =-=-++,则3()'()(π2)(1sin )f t u t t t =++ , 由(1)得,当0(0,)t x ∈时,'()0u t >,当0π(,)2t x ∈时,'()0u t <.在0(0,)x 上()u t 是增函数,又(0)0u =,从而当0(0,]t x ∈时,()0u t >,所以()u t 在0(0,]x 上无零点.在0π(,)2x 上()u t 是减函数,由0π()0,()4ln 202u x u >=-<,存在唯一的10π(,)2t x ∈ ,使1()0u t =.所以存在唯一的10π(,)2t x ∈使1()0u t =.因此存在唯一的11ππ(,π)2x t =-∈,使111()()()0h x h t u t π=-==.因为当π(,π)2x ∈时,1sin 0x +>,故()(1sin )()g x x h x =+与()h x 有相同的零点,所以存在唯一的1π(,π)2x ∈,使1()0g x =.因1110π,x t t x =->,所以01πx x +<请考生在第22、23、24三题中任选一题作答,如果多做,则按所做的第一题记分,作答时用2B 铅笔在答题卡上把所选题目对应题号下方的方框涂黑.22. (本小题满分10分)选修4-1:几何证明选讲如图,EP 交圆于E 、C 两点,PD 切圆于,D G 为CE 上一点且PG PD =,连接DG 并延长交圆于点A ,作弦AB 垂直EP ,垂足为F . (1)求证:AB 为圆的直径;(2)若AC BD =,求证:AB ED =.第22题图1【测量目标】几何证明选讲.【考查方式】利用圆的性质证明相关结论. 【难易程度】中等 【试题分析】(1)因为PD PG =,所以PDG PGD ∠=∠.由于PD 为切线,故PDA DBA ∠=∠,又由于PGD EGA ∠=∠,故DBA EGA ∠=∠,所以DBA BAD EGA BAD ∠+∠=∠+∠,从而BDA PFA ∠=∠.由于AF 垂直EP ,所以90PFA ∠=o,于是90BDA ∠=o,故AB 是直径. (2)连接BC ,DC .第22题图2由于AB 是直径,故∠BDA =∠ACB =90°,在Rt △BDA 与Rt △ACB 中,AB =BA ,AC =BD , 从而Rt △BDA ≌Rt △ACB ,于是∠DAB =∠CBA .又因为∠DCB =∠DAB ,所以∠DCB =∠CBA ,故DC ∥AB .由于,AB EP ⊥所以,DC EP DCE ⊥∠为直角,于是ED 是直径,由(1)得ED =AB .23. (本小题满分10分)选修4-4:坐标系与参数方程将圆221x y +=上每一点的横坐标保持不变,纵坐标变为原来的2倍,得曲线C . (1)写出C 的参数方程;(2)设直线:220l x y +-=与C 的交点为12,P P ,以坐标原点为极点,x 轴正半轴为极坐标建立极坐标系,求过线段12P P 的中点且与l 垂直的直线的极坐标方程. 【测量目标】坐标系与参数方程.【考查方式】参数方程与极坐标方程转化为普通方程进行求解. 【难易程度】中等【试题分析】(1)设11(,)x y 为圆上的点,在已知变换下位C 上点(x ,y ),依题意,得112x x y y =⎧⎨=⎩ 由22111x y += 得22()12y x +=,即曲线C 的方程为2214y x +=,故C 得参数方程为 cos 2sin x t y t⎧⎨⎩== (t为参数).(2)由2214220y x x y ⎧+=⎪⎨⎪+-=⎩解得10x y =⎧⎨=⎩或02x y =⎧⎨=⎩. 不妨设12(1,0),(0,2)P P ,则线段12P P 的中点坐标为1(,1)2,所求直线的斜率为12k =,于是所求直线方程为111()22y x -=-,化极坐标方程,并整理得 2cos 4sin 3ρθρθ-=-,即34sin 2cos ρθθ=-.24. (本小题满分10分)选修4-5:不等式选讲设函数()2|1|1f x x x =-+-,2()1681g x x x =-+,记()f x ≤1的解集为M ,()g x ≤4的解集为N .(1)求M ;(2)当x M N ∈I 时,证明:22()[()]x f x x f x +≤14. 【测量目标】不等式选讲,集合的简单运算.【考查方式】函数与集合结合证明不等式. 【难易程度】中等 【试题分析】(1)33,[1,)()1,(,1)x x f x x x -∈+∞⎧=⎨-∈-∞⎩当x ≥1时,由()33f x x =-≤1得x ≤43,故1≤x ≤43; 当1x <时,由()1f x x =-≤1得x ≥0,故0≤1x <; 所以()f x ≤1的解集为{|0M x =≤x ≤4}3.(2)由2()1681g x x x =-+≤4得2116()4x -≤4,解得14-≤x ≤34,因此1{|4N x =-≤x ≤3}4,故{|0M N x =I ≤x ≤3}4.当x M N ∈I 时,()1f x x =-,于是22()[()]()[()]x f x x f x xf x x f x +⋅=+211()(1)()42x f x x x x =⋅=-=--≤14.。