2013年全国卷新课标——数学理科(适用地区:吉林 黑龙江 山西、河南、新疆、宁夏、河北、云南、内蒙古) 本试卷包括必考题和选考题两部分,第1-21题为必考题,每个考生都必须作答.第22题~第24题,考生根据要求作答.一、选择题:本大题共12小题,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. 已知集合}5,4,3,2,1{=A ,},,|),{(A y x A y A x y x B ∈-∈∈=,则B 中所含元素的个数为 A. 3 B. 6 C. 8 D. 10【解析】选D.法一:按x y -的值为1,2,3,4计数,共432110+++=个;法二:其实就是要在1,2,3,4,5中选出两个,大的是x ,小的是y ,共2510C =种选法.2. 将2名教师,4名学生分成两个小组,分别安排到甲、乙两地参加社会实践活动,每个小组由一名教师和2名学生组成,不同的安排方案共有 A. 12种 B. 10种 C. 9种 D. 8种 【解析】选A.只需选定安排到甲地的1名教师2名学生即可,共1224C C 种安排方案.3. 下面是关于复数iz +-=12的四个命题: :1P 2||=z:2P i z 22= :3P z 的共轭复数为i +1:4P z 的虚部为1-其中的真命题为A. 2P ,3PB. 1P ,2PC. 2P ,4PD. 3P ,4P【解析】选C.经计算, 221,21 z i z i i ==--=-+.4. 设21,F F 是椭圆:E 12222=+by a x )0(>>b a 的左右焦点,P 为直线23ax =上的一点,12PF F △是底角为︒30的等腰三角形,则E 的离心率为A.21 B.32 C.43 D.54 【解析】选C.画图易得,21F PF △是底角为30的等腰三角形可得212PF F F =,即3222a c c ⎛⎫-= ⎪⎝⎭, 所以34c e a ==. 5. 已知}{n a 为等比数列,274=+a a ,865-=a a ,则=+101a a A.7B. 5C.5-D. 7-【解析】选D.472a a +=,56478a a a a ==-,474,2a a ∴==-或472,4a a =-=,14710,,,a a a a 成等比数列,1107a a ∴+=-.6. 如果执行右边的程序框图,输入正整数N )2(≥N 和实数N a a a ,,,21 ,输出A ,B ,则A. B A +为N a a a ,,,21 的和B.2BA +为N a a a ,,,21 的算术平均数 C. A 和B 分别是N a a a ,,,21 中最大的数和最小的数D. A 和B 分别是N a a a ,,,21 中最小的数和最大的数 【解析】选C.7. 如图,网格纸上小正方形的边长为1,粗线画出的 是某几何体的三视图,则此几何体的体积为 A. 6 B. 9 C. 12 D. 18 【解析】选B.由三视图可知,此几何体是底面为俯视图三角形,高为3的三棱锥,113932V =⨯⨯=.8. 等轴双曲线C 的中心在原点,焦点在x 轴上,C 与抛物线x y 162=的准线交于A ,B ,两点,34||=AB ,则的实轴长为A.2B. 22C. 4D. 8【解析】选C.易知点(4,-在222x y a -=上,得24a =,24a =. 9. 已知0>ω,函数)4sin()(πω+=x x f 在),2(ππ单调递减,则ω的取值范围是A. ]45,21[B. ]43,21[C. ]21,0(D. ]2,0(【解析】选A. 由322,22442Z k k k ππππππωπωπ+≤+<+≤+∈得,1542,24Z k k k ω+≤≤+∈, 15024ωω>∴≤≤ .10. 已知函数xx x f -+=)1ln(1)(,则)(x f y =的图像大致为【解析】选B.易知ln(1)0y x x =+-≤对()1,x ∈-+∞恒成立,当且仅当0x =时,取等号.11. 已知三棱锥ABC S -的所有顶点都在球O 的球面上,ABC △是边长为1的正三角形,SC 为球O 的直径,且2=SC ,则此棱锥的体积为A.62 B.63 C.32 D.22 【解析】选A.易知点S 到平面ABC 的距离是点O 到平面ABC 的距离的2倍.显然O ABC -是棱长为11312O ABC V -==,26S ABC O ABC V V --== 12. 设点P 在曲线xe y 21=上,点Q 在曲线)2ln(x y =上,则||PQ 的最小值为A. 2ln 1-B.)2ln 1(2- C. 2ln 1+D.)2ln 1(2+【解析】选B.12x y e =与ln(2)y x =互为反函数,曲线12x y e =与曲线ln(2)y x =关于直线y x =对称,只需求曲线12x y e =上的点P 到直线y x =距离的最小值的2倍即可.设点1,2x P x e ⎛⎫⎪⎝⎭,点P 到直线y x =距离d =.令()12x f x e x=-,则()112xf x e '=-.由()0f x '>得ln 2x >;由()0f x '<得ln 2x <,故当ln 2x =时,()f x 取最小值1l n 2-.所以d=1x e x -=,min d =所以)min min ||21ln 2PQ d ==-.二、填空题.本大题共4小题,每小题5分.13.已知向量a ,b 夹角为︒45,且1=||a ,102=-||b a ,则=||b .【解析】由已知得,()22222244||-=-=-a b a b a a b +b 2244cos 45=- a a b +b2410=-=+b,解得=b14. 设yx,满足约束条件⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≥≥≤+-≥-31yxyxyx则yxZ2-=的取值范围为.【解析】[]3,3-.画出可行域,易知当直线2Z x y=-经过点()1,2时,Z取最小值3-;当直线2Z x y=-经过点()3,0时,Z取最大值3.故2Z x y=-的取值范围为[]3,3-.15. 某一部件由三个电子元件按下图方式连接而成,元件1或元件2正常工作,且元件3正常工作,则部件正常工作.设三个电子元件的使用寿命(单位:小时)服从正态分布)50,1000(2N,且各元件能否正常工作互相独立,那么该部件的使用寿命超过1000小时的概率为.【解析】38.由已知可得,三个电子元件使用寿命超过1000小时的概率均为12,所以该部件的使用寿命超过1000小时的概率为211311228⎡⎤⎛⎫--⨯=⎢⎥⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦.16. 数列}{na满足12)1(1-=-++naannn,则}{na的前60项和为.【解析】1830.由1(1)21nn na a n++-=-得,22143k ka a k--=-……①21241k ka a k+-=-……②,再由②-①得,21212k ka a+-+=……③由①得, ()()()214365S S a a a a a a-=-+-+-+奇偶…()6059a a+-159=+++ (117)+()11173017702+⨯==由③得, ()()()3175119S a a a a a a =++++++奇…()5959a a ++21530=⨯=所以, ()217702301830S S S S S S =+=-+=+⨯=60奇奇奇偶偶.三、解答题:解答题应写出文字说明,证明过程或演算步骤.17. (本小题满分12分) 已知a ,b ,c 分别为ABC △三个内角A ,B ,C 的对边,0s i n 3c o s =--+c b C a C a .(Ⅰ) 求A ;(Ⅱ) 若2=a ,ABC △的面积为3,求b ,c .解:(Ⅰ)法一:由cos sin 0a C C b c --=及正弦定理可得sin cos sin sin sin 0A C A C B C --=,()sin cos sin sin sin 0A C A C A C C +-+-=,sin cos sin sin 0A C A C C --=,sin 0C > ,cos 10A A --=,2sin 106A π⎛⎫∴--= ⎪⎝⎭,1sin 62A π⎛⎫-= ⎪⎝⎭,0A π<< ,5666A πππ∴-<-<,66A ππ∴-=3A π∴=法二:由正弦定理可得sin sin a C c A =,由余弦定理可得 222cos 2a b c C ab +-=.再由cos sin 0a C C b c --=可得,222sin 02a b c a A b c ab+-⋅+--=,即2222sin 220a b c A b bc +-+--=,2222sin 220a b c A b bc +-+--=22212b c a A bc +--+=cos 1A A -=,2sin 16A π⎛⎫-= ⎪⎝⎭,1sin 62A π⎛⎫-= ⎪⎝⎭, 0A π<< ,5666A πππ∴-<-<, 66A ππ∴-=3A π∴=(Ⅱ)ABC S = △,1sin 24bc A ∴==4bc ∴=, 2,3a A π==, 222222cos 4a b c bc A b c bc ∴=+-=+-=, 228b c ∴+=. 解得2b c ==.18. (本小题满分12分) 某花店每天以每枝5元的价格从农场购进若干枝玫瑰花,然后以每枝10元的价格出售.如果当天卖不完,剩下的玫瑰花做垃圾处理. (Ⅰ) 若花店某天购进16枝玫瑰花,求当天的利润y (单位:元)关于当天需求量n (单位:枝,N n ∈)的函数解析式;(ⅰ)若花店一天购进16枝玫瑰花,X 表示当天的利润(单位:元),求X 的分布列、数学期望及方差; (ⅱ)若花店计划一天购进16枝或17枝玫瑰花,你认为应购进16枝还是17枝?请说明理由. 解:(Ⅰ) ()()1080,1580,16 n n y n -≤⎧⎪=⎨≥⎪⎩(n N ∈); (Ⅱ) (ⅰ)若花店一天购进16枝玫瑰花,X 的分布列为X 的数学期望()E X =60×0.1+70×0.2+80×0.7=76,X 的方差()D X =(60-762)×0.1+(70-762)×0.2+(80-762)×0.7=44.XX 的数学期望()E X =55×0.1+65×0.2+75×0.16+85×0.54=76.4,因为76.4>76,所以应购进17枝玫瑰花.19. (本小题满分12分)如图,直三棱柱111C B A ABC -中,121AA BC AC ==,D 是棱1AA 的中点,BD DC ⊥1(Ⅰ) 证明:BC DC ⊥1(Ⅱ) 求二面角11C BD A --的大小.(Ⅰ) 证明:设112AC BC AA a ===, 直三棱柱111C B A ABC -,1DC DC ∴==, 12CC a =,22211DC DC CC ∴+=,1DC DC ∴⊥.又1DC BD ⊥ ,1DC DC D = ,1DC ∴⊥平面BDC .BC ⊂ 平面BDC ,1DC BC ∴⊥.(Ⅱ)由 (Ⅰ)知,1DC =,1BC =,又已知BD DC ⊥1,BD ∴=. 在Rt ABD △中,,,90BD AD a DAB =∠= ,AB ∴=.222AC BC AB ∴+=,AC BC ∴⊥.法一:取11A B 的中点E ,则易证1C E ⊥平面1BDA ,连结DE ,则1C E ⊥BD , 已知BD DC ⊥1,BD ∴⊥平面1DC E ,BD ∴⊥DE ,1C DE ∴∠是二面角11C BD A --平面角.在1Rt C DE △中,1111sin 2C EC DE C D∠===,130C DE ∴∠= .即二面角11C BD A --的大小为30.法二:以点C 为坐标原点,为x 轴,CB 为y 轴,1CC 为z 轴,建立空间直角坐标系C xyz -.则()()()()11,0,2,0,,0,,0,,0,0,2A a a B aD a a C a .()()1,,,,0,DB a a a DC a a =--=- ,设平面1DBC 的法向量为()1111,,n x y z =,则1111110n DB ax ay az n DC ax az ⎧=-+-=⎪⎨=-+=⎪⎩,不妨令11x =,得112,1y z ==,故可取()11,2,1n = . 同理,可求得平面1DBA 的一个法向量()21,1,0n =.设1n 与2n 的夹角为θ,则1212cos 2n n n n θ⋅===, 30θ∴= . 由图可知, 二面角的大小为锐角,故二面角11C BD A --的大小为30.20. (本小题满分12分)设抛物线:C py x 22=)0(>p 的焦点为F ,准线为l ,A 为C 上一点,已知以F 为圆心,FA 为半径的圆F 交l 于B 、D 两点(Ⅰ) 若90BFD ∠=︒,ABD △面积为24,求p 的值及圆F 的方程;(Ⅱ)若A 、B 、F 三点在同一直线m 上,直线n 与m 平行,且n 与C 只有一个公共点,求坐标原点到m ,n 的距离的比值.解: (Ⅰ)由对称性可知,BFD △为等腰直角三角形,斜边上的高为p ,斜边长2BD p =.点A 到准线l的距离d FB FD ===.由ABD S =△,11222BD d p ⨯⨯=⨯=2p ∴=.圆F 的方程为()2218x y +-=.(Ⅱ)由对称性,不妨设点(),A A A x y 在第一象限,由已知得线段AB 是圆F 的在直径,90o ADB ∠=,2BD p ∴=,32A y p ∴=,代入抛物线:C py x 22=得A x . 直线m的斜率为AF k ==.直线m的方程为02x +=. 由py x 22= 得22x y p=,x y p '=.由x y p '==, x p =.故直线n 与抛物线C的切点坐标为6p ⎫⎪⎪⎝⎭, 直线n的方程为0x =.所以坐标原点到m ,n3=.21. (本小题满分12分) 已知函数121()(1)(0)2x f x f ef x x -'=-+. (Ⅰ) 求)(x f 的解析式及单调区间;(Ⅱ) 若b ax x x f ++≥221)(,求b a )1(+的最大值 解: (Ⅰ) 1()(1)(0)x f x f e f x -''=-+,令1x =得,(0)1f =,再由121()(1)(0)2x f x f ef x x -'=-+,令0x =得()1f e '=. 所以)(x f 的解析式为21()2xf x e x x =-+.()1x f x e x '=-+,易知()1x f x e x '=-+是R 上的增函数,且(0)0f '=.所以()00,()00,f x x f x x ''>⇔><⇔< 所以函数)(x f 的增区间为()0,+∞,减区间为(),0-∞.(Ⅱ) 若b ax x x f ++≥221)(恒成立, 即()()21()102xh x f x x ax b e a x b =---=-+-≥恒成立,()()1x h x e a '=-+ ,(1)当10a +<时,()0h x '>恒成立, ()h x 为R 上的增函数,且当x →-∞时, ()h x →-∞,不合题意;(2)当10a +=时,()0h x >恒成立, 则0b ≤,(1)0a b +=;(3)当10a +>时, ()()1xh x e a '=-+为增函数,由()0h x '=得()ln 1x a =+,故()()()0ln 1,()0ln 1,f x x a f x x a ''>⇔>+<⇔<+当()ln 1x a =+时, ()h x 取最小值()()()()ln 111ln 1h a a a a b +=+-++-. 依题意有()()()()ln 111ln 10h a a a a b +=+-++-≥,即()()11ln 1b a a a ≤+-++,10a +> ,()()()()22111ln 1a b a a a ∴+≤+-++,令()()22ln 0 u x x x x x =->,则()()22ln 12ln u x x x x x x x '=--=-,()00()0u x x u x x ''>⇔<<⇔,所以当x =, ()u x 取最大值2e u =.故当12a b +==时, ()1a b +取最大值2e . 综上, 若b ax x x f ++≥221)(,则 b a )1(+的最大值为2e .请考生在第22、23、24题中任选一题作答,如果多做,则按所做第一题记分,作答时请写清题号.22. (本小题满分10分)选修4—1:几何证明选讲如图,D ,E 分别为ABC △边AB ,AC 的中点,直线DE 交ABC △的 外接圆于F ,G 两点.若AB CF //,证明:(Ⅰ) BC CD =;(Ⅱ) GBD BCD ∽△△.证明:(Ⅰ) ∵D ,E 分别为ABC △边AB ,AC 的中点,∴//DE BC .//CF AB ,//DF BC ,CF BD ∴ 且 =CF BD ,又∵D 为AB 的中点,CF AD ∴ 且 =CF AD ,CD AF ∴=.//CF AB ,BC AF ∴=.CD BC ∴=.(Ⅱ)由(Ⅰ)知,BC GF ,GB CF BD ∴==, BGD BDG DBC BDC ∠=∠=∠=∠ BCD GBD ∴△∽△.23. (本小题满分10分)选修4—4:坐标系与参数方程已知曲线1C 的参数方程是2cos 3sin x y ϕϕ=⎧⎨=⎩(ϕ为参数),以坐标原点为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系,曲线2C 的极坐标方程是2=ρ.正方形ABCD 的顶点都在2C 上,且A ,B ,C ,D 依逆时针次序排列,点A 的极坐标为)3,2(π.(Ⅰ)点A ,B ,C ,D 的直角坐标;(Ⅱ) 设P 为1C 上任意一点,求2222||||||||PD PC PB PA +++的取值范围. 解:(Ⅰ)依题意,点A ,B ,C ,D 的极坐标分别为.所以点A ,B ,C ,D 的直角坐标分别为、(、(1,-、1)-; (Ⅱ) 设()2cos ,3sin P ϕϕ,则 2222||||||||PD PC PB PA +++())2212cos 3sin ϕϕ=-+()()222cos 13sin ϕϕ++- ()()2212cos 3sin ϕϕ+--+)()222cos 13sin ϕϕ++-- 2216cos 36sin 16ϕϕ=++[]23220sin 32,52ϕ=+∈.所以2222||||||||PD PC PB PA +++的取值范围为[]32,52.24. (本小题满分10分)选修4—5:不等式选讲已知函数|2|||)(-++=x a x x f .(Ⅰ) 当3a =-时,求不等式3)(≥x f 的解集; (Ⅱ) |4|)(-≤x x f 的解集包含]2,1[,求a 的取值范围.解:(Ⅰ) 当3a =-时,不等式3)(≥x f ⇔ |3||2|3x x -+-≥⇔ ()()2323x x x ≤⎧⎪⎨----≥⎪⎩或()()23323x x x <<⎧⎪⎨-++-≥⎪⎩或()()3323x x x ≥⎧⎪⎨-+-≥⎪⎩⇔或4x ≥.所以当3a =-时,不等式3)(≥x f 的解集为{1x x ≤或}4x ≥.(Ⅱ) ()|4|f x x ≤-的解集包含]2,1[,即|||2||4|x a x x ++-≤-对[]1,2x ∈恒成立,即||2x a +≤对[]1,2x ∈恒成立,即22a x a --≤≤-对[]1,2x ∈恒成立, 所以2122a a --≤⎧⎨-≥⎩,即30a -≤≤. 所以a 的取值范围为[]3,0-.。