2014年普通高等学校招生全国统一考试(天津卷)数学(文科)第Ⅰ卷(共40分)一、选择题:本大题共8小题,每小题5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年天津,文1,5分】i 是虚数单位,复数7i34i+=+( )(A )1i - (B )1i -+ (C )1731i 2525+ (D )1725i 77-+ 【答案】A【解析】()()()()7i 34i 7i 2525i 1i 34i 34i 34i 25+-+-===-++-,故选A . (2)【2014年天津,文2,5分】设变量x ,y 满足约束条件02012x y x y y ≥--≤+≥-⎧⎪⎨⎪⎩,则目标函数2z x y =+的最小值为( )(A )2 (B )3 (C )4 (D )5 【答案】B【解析】作出可行域,如图结合图象可知,当目标函数通过点()1,1时,z 取得最小值3,故选B . (3)【2014年天津,文3,5分】已知命题p :0x ∀>,总有()11x x e +>,则p ⌝为( )(A )00x ∃≤,使得()0011x x e +≤ (B )00x ∃>,使得()0011x x e +≤ (C )0x ∀>,总有()11x x e +≤ (D )0x ∀≤,总有()11x x e +≤【答案】B【解析】根据全称命题的否定为特称命题可知,p ⌝为00x ∃>,使得()0011x x e +≤,故选B . (4)【2014年天津,文4,5分】设2log a π=,12log b π=,2c π-=,则( )(A )a b c >> (B )b a c >> (C )a c b >> (D )c a b >> 【答案】C【解析】∵2log 1a π=>,12log 0b π=<,211c π=<,∴b c a <<,故选C .(5)【2014年天津,文5,5分】设{}n a 是首项为1a ,公差为1-的等差数列,n S 为其前项和,若124S S S ,,,成等比数列,则1a =( )(A )2 (B )2- (C )12 (D )12- 【答案】D 【解析】∵()4114341462S a a ⨯=+⨯-=-,又∵124S S S ,,,成等比数列,∴()()21112146a a a -=-,解之得112a =-,故选D .(6)【2014年天津,文6,5分】已知双曲线22221x y a b-=()0,0a b >>的一条渐近线平行于直线l :210y x =+,双曲线的一个焦点在直线l 上,则双曲线的方程为( )(A )221520x y -= (B )221205x y -= (C )2233125100x y -= (D )2233110025x y -=【答案】A【解析】依题意得22225b a c c a bìï=ïïï=íïïï=+ïî,所以25a =,220b =,双曲线的方程为221520x y -=,故选A . (7)【2014年天津,文7,5分】如图,ABC D 是圆的内接三角形,BAC Ð的平分线交圆于点D ,交BC于点E ,过点B 的圆的切线与AD 的延长线交于点F .在上述条件下,给出下列四个结论:①BD 平分CBF Ð;②2FB FD FA =?;③AE CE BE DE ??;④AF BD AB BF ??.则所有正确 结论的序号是( )(A )①② (B )③④ (C )①②③ (D )①②④ 【答案】D【解析】∵圆周角DBC ∠对应劣弧CD ,圆周角DAC ∠对应劣弧CD ,∴DBC DAC ∠=∠.∵弦切角FBD ∠对应劣弧BD ,圆周角BAD ∠对应劣弧BD ,∴FBD BAF ∠=∠.∵BD 是BAC ∠的平分线,∴BAF DAC ∠=∠. ∴DBC FBD ∠=∠.即BD 平分CBF ∠.即结论①正确.又由FBD FAB ∠=∠,BFD AFB ∠=∠,得FBD FAB ∆∆:.由FB FD FA FB =,2FB FD FA =⋅.即结论②成立.由BF BDAF AB=,得AF BD AB BF ⋅=⋅. 即结论④成立.正确结论有①②④,故选D . (8)【2014年天津,文8,5分】已知函数()3sin cos (0),f x x x x R ωωω=+>∈,在曲线()y f x =与直线1y =的交点中,若相邻交点距离的最小值为3π,则()f x 的最小正周期为( ) (A )2π (B )23π (C )π (D )2π【答案】C【解析】∵()2sin 16f x x πω⎛⎫=+= ⎪⎝⎭,∴1sin 62x πω⎛⎫+= ⎪⎝⎭,∴1112,66x k k Z ππωπ+=+∈或2252,66x k ππωπ+=+,2k Z ∈,则()()2121223x x k k πωπ-=+-,又∵相邻交点距离的最小值为3π,∴2ω=,T π=,故选C .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)【2014年天津,文9,5分】某大学为了解在校本科生对参加某项社会实践活动的意向,拟采用分层抽样的方法,从该校四个年级的本科生中抽取一个容量为300的样本进行调查.已知该校一年级、二年级、三年级、四年级的本科生人数之比为4:5:5:6,则应从一年级本科生中抽取 名学生. 【答案】60【解析】应从一年级抽取4604556300?+++名.(10)【2014年天津,文10,5分】已知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】203p【解析】由三视图知:几何体是圆锥与圆柱的组合体,其中圆柱的高为4,底面直径为2,圆锥的高为2,底面直径为4,∴几何体的体积22182014224333V πππππ=⨯⨯+⨯⨯⨯=+=. (11)【2014年天津,文11,5分】阅读右边的框图,运行相应的程序,输出q 的值为 .【答案】4-【解析】依题由框图知,第一次循环得到:8S =-,2n =;第二次循环得到:4S =-,1n =;退出循环,输出4-.(12)【2014年天津,文12,5分】函数()2lg f x x =的单调递减区间是 . 【答案】(),0-∞【解析】解法一:2lg 2lg y x x ==,∴当0x >时,()2lg f x x =在()0,+∞上是增函数;当0x <时,()()2lg f x x =-在(),0-∞上是减函数.∴函数()2lg f x x =的单调递减区间是(),0-∞.244242俯视图侧视图正视图否是输出 S n ≤ 1?n = n 1S = S +(2)n结束开始S = 0, n = 3解法二:原函数是由2lg t x y t⎧=⎨=⎩复合而成,∵2t x =在(),0-∞上是减函数,在()0,+∞为增函数;又lg y t =在其定义域上为增函数,∴()2lg f x x =在(),0-∞上是减函数,在()0,+∞为增函数∴函数()2lg f x x =的单调递减区间是(),0-∞.(13)【2014年天津,文13,5分】已知菱形ABCD 的边长为2,120BAD ∠=︒,点E ,F 分别在边BC 、DC 上,3BC BE =,DC DF λ=.若1AE AF ⋅=u u u r u u u r,则λ的值为 .【答案】2【解析】建立如图所示坐标系,且()1,0A -、()0,3B -、()1,0C 、()0,3D ,设()11,E x y ,()22,F x y ,由3BC BE =得()()111,33,3x y =+,解之得123,3E ⎛⎫- ⎪ ⎪⎝⎭,由DC DF λ=得()()221,3,3x y λ-=-,解之得13,3F λ⎛⎫- ⎪ ⎪⎝⎭, 又∵42313102,1,31333AE AF λλ⎛⎫⎛⎫⋅=-⋅+-=-= ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭u u u r u u u r ,∴2λ=. (14)【2014年天津,文14,5分】已知函数()2540220x x x f x x x ⎧++≤⎪=⎨->⎪⎩,若函数()y f x a x =-恰有4个零点,则实数a 的取值范围为 . 【答案】12a <<【解析】由()0y f x a x =-=得()f x a x =,作出函数()y f x =,y a x =的图象,当0a ≤,不满足条件,∴0a >,当2a =时,此时y a x =与()f x 有三个交点, 当1a =时,此时y a x =与()f x 有五个交点,∴要使函数()y f x a x =-恰有4个零点,则12a <<.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. (15)【2014年天津,文15,13分】某校夏令营有3名男同学,,A B C 和3名女同学,,X Y Z ,其年级情况如下表:一年级 二年级 三年级 男同学 A B C 女同学 X YZ 现从这6(1)用表中字母列举出所有可能的结果;(2)设M 为事件“选出的2人来自不同年级且恰有1名男同学和1名女同学”,求事件M 发表的概率. 解:(1)从6名同学中随机选出2人参加竞赛的所有可能结果为{}{}{},,,,,,A B A C A X {}{}{},,,,,,A Y A Z B C{},,B X {}{}{}{}{}{}{}{},,,,,,,,,,,,,,,B Y B Z C X C Y C Z X Y X Z Y Z 共15种;(2)选出的2人来自不同年级且恰有1名男同学和1名女同学的所有可能结果为{}{}{}{}{}{},,,,,,,,,,,A Y A Z B X B Z C X C Y 共6种,故所求概率为()62155P M ==.(16)【2014年天津,文16,13分】在ABC ∆中,内角ABC 所对的边分别为,,a b c ,已知6a cb -=,sin 6sin B C =. (1)求cos A 的值;(2)求cos(2)6A π-的值.解:(1)在ABC ∆中,由sin sin b cB C=,及sin 6sin B C =可得6b c =,故2a c =, 从而22222226cos 226b c a A bc c +-===.PFEDCBA(2)由(1)得6cos A =,故10sin A =,因此15sin 22sin cos A A A ==,21cos22cos 14A A =-=-,从 而13151153cos 2642A π-⎛⎫-=-⋅+⋅= ⎪⎝⎭.(17)【2014年天津,文17,13分】如图,四棱锥P ABCD -的底面是平行四边形,2BA BD ==,2AD =,5PA PD ==,,E F 分别是棱AD ,PC 的中点.(1)证明 //EF 平面PAB ;(2)若二面角P AD B --为60o ,(ⅰ)证明 平面PBC ^平面ABCD ;(ⅱ)求直线EF 与平面PBC 所成角的正弦值.解:(1)如图,取PB 的中点M ,连接,MF AM .因F 为PC 中点,故//MF BC 且2BCMF =. 由题//BC AD ,BC AD =,且E 为AD 的中点,故//MF AE ,且MF AE =. 因此四边形AMEF 为平行四边形,有//EF AM .又AM Ì平面PAB ,EF ⊄平面 PAB ,所以//EF 平面PAB . (2)(ⅰ)连接,PE BE ,因PA PD =,BA BD =,而E 为AD 的中点,故PE AD ^,BE AD ^,所以PBE Ð为二面角P AD B --的平面角.在PAD ∆中,由5PA PD ==,2AD =,可解得2PE =.在ABD ∆中,由2BA BD ==,2AD =,可解得1BE =.在PEB ∆中,2PE =,1BE =,060PEB ?,由余弦定理可解得3PB =.从而090PBE ?,即BE PB ^.又//BC AD ,BE AD ^,故BE BC ^. 因此BE ^平面PBC .又BE Ì平面ABCD ,所以平面PBC ⊥平面ABCD . (ⅱ)解法一:连接BF ,由(ⅰ)知BE ^平面PBC ,故EFB Ð为直线EF 与平面PBC 所成的角.由3PB =及已知,可得090ABP ?.而32PB MB ==,可得11AM =.故11EF =.又1BE =,故在Rt EBF D 中,211sin BE EBF EF ?=.所以直线EF 与平面PBC 所成的角的正弦值为211. 解法二:由(ⅰ)知,PB BD ⊥,PB BA ⊥,2BA BD ==Q ,2AD =,BD BA ∴⊥, ∴BD ,BA ,BP 两两垂直,以B 为坐标原点,分别以BD ,BA ,BP 为X ,Y ,Z 轴,建立如图所示的空间直角坐标系B DAP -,则有()0,2,0A ,()0,0,0B ,()2,2,0C-,()2,0,0D,()0,0,3P ,∴()2,2,0BC =-u u u r ,()0,0,3BP =u u u r,设平面PBC 的法向量为(),,n x y z =r ,∵00n BC n BP ⎧⋅=⎪⎨⋅=⎪⎩r u u u rr u u u r,∴22030x y z ⎧-=⎪⎨=⎪⎩,令1x =, 则1y =,0z =,故()1,1,0n =r ∵E ,F 分别是棱AD ,PC 的中点∴22,,0E ⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭,223,,F ⎛⎫- ⎪ ⎪⎝⎭,∴30,2,EF ⎛⎫=- ⎪ ⎪⎝⎭u u u r ,∴2211cos ,1122n EF n EF n EF ⋅-===⋅⨯r u u u rr u u u r r u u u r , 即直线EF 与平面PBC 所成角的正弦值为211.(18)【2014年天津,文18,13分】设椭圆22221x y a b+=(0a b >>)的左、右焦点为12,F F ,右顶点为A ,上顶点为B .已知1232AB F F =.(1)求椭圆的离心率;(2)设P 为椭圆上异于其顶点的一点,以线段PB 为直径的圆经过点1F ,经过点2F 的直线l 与该圆相切FED CBAPM于点M,2MF =,求椭圆的方程.解:(1)设椭圆的右焦点2F 的坐标为(),0c .由12AB F =,可得2223a b c +=,又222b ac =-,则2212c a =.所以,椭圆的离心率2e =,所以22223a c c -=,解得a =,2e =. (2)由(1)知222a c =,22b c =,故椭圆方程为222212x y c c +=.设()00,P x y ,由()1,0F c -,()0,B c ,有()100,F P x c y u u u r =+,()1,F B c c u u u r=.由已知,有110F P F B u u u r u u u r ?,即()000x c c y c ++=.又0c ¹,故有000x y c ++=.又因为点P 在椭圆上,故22002212x y c c +=.因此可得200340x cx +=.而点P 不是椭圆的顶点,故043c x =-,从而得03c y =,即4,33c c P 骣÷ç-÷ç÷ç桫.设圆的圆心为()11,T x y ,则123x c =-,123y c =, 进而圆的半径r =.由已知有222222||||8TF MF r r =+=+,故可得 22222508339c c c c 骣骣鼢珑++-=+鼢珑鼢珑桫桫,解得23c =.所以所求椭圆方程为22163x y +=. (19)【2014年天津,文19,14分】已知函数232()(0),3f x x ax a x R =->∈.(1)求()f x 的单调区间和极值;(2)若对于任意的1(2,)x ∈+∞,都存在2(1,)x ∈+∞,使得12()()1f x f x ⋅=,求a 的取值范围.解:(1)由题()()2220f x ax a ¢=->,令()0f x ¢=可得0x =或1x a=.当x 变化时,()f x ¢,()f x 的变化情况如右表.故()f x 的单增区间是10,a 骣÷ç÷ç÷ç桫,单减区间是(),0-∞和 1,a ⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭.当0x =时()f x 有极小值()00f =,当1x a =时()f x 有极大值2113f a a 骣÷ç=÷ç÷ç桫. (2)由()3002f f a ⎛⎫== ⎪⎝⎭及(1)知,当302x a <<时()0f x >,当32x a>时()0f x <.设集合(){}|2A f x x =>,集合()()1|1,0B x f x f x ⎧⎫⎪⎪=>≠⎨⎬⎪⎪⎩⎭.则“任意的()12,x ∈+∞,都存在()21,x ∈+∞,使得()()121f x f x ⋅=”等价于A B Í.显然0B Ï.①当322a >即304a <<时,由302f a 骣÷ç=÷ç÷ç桫知0A Î, 而0B Ï,故A B Í;②当3122a #即3342a ≤≤时,有()20f £.此时()f x 在()2,+?单调递减,故()(),2A f =-∞,因此(),0A ⊆-∞.由()10f ³,有()f x 在()1,+?上的取值范围包含(),0-∞, 即(),0B -∞⊆,故A B Í;③当312a <即32a >时,有()10f <.此时()f x 在()1,+?单调递减, 故()1,01B f ⎛⎫= ⎪⎪⎝⎭,()(),2A f =-∞,因此A B Í.综上,33,42a ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦. (20)【2014年天津,文20,14分】已知q 和n 均为给定的大于1的自然数,设集合{}0,1,21M q =-L ,集合{}112,,1,2,n n i A x x x x q x q x M i n -==++∈=L L . (1)当2,3q n ==时,用列举法表示集合A ;(2)设111212,,,n n n n s t A s a a q a q t b b q b q --∈=+++=++L L ,其中,,1,2,i i a b M i n ∈=L 证明:若n n a b <,则s t <.解:(1)2q =,3n =时,{}0,1M =,{}12324,,1,2,3i A x x x x x M x i ==+?+.故可得{}0,1,2,3,4,5,6,7A =. (2)由,s t A Î,112n n s a a q a q L -=+++,112n n t b b q b q L -=+++,,i i a b M Î,1,2,,n i L =及n n a b <,可得()()()()()2111111111101n n n n n n n n q s t a b a b q a b q a b qq qq L L-------=-+-++-+-?+++=-<-,所以s t <.。