2005年普通高等学校招生全国统一考试理科数学(必修+选修Ⅰ)第I 卷一、选择题:1.设I 为全集,S 1、S 2、S 3是I 的三个非空子集且S 1∪S 2∪S 3=I ,则下面论断正确的是( ) A . I S I ∩(S 2∪S 3)= B .S 1⊆( I S 2∩ I S 3)C . I S I ∩ I S 2 ∩ I S 3=D .S 1⊆( I S 2∪ I S 3)2.一个与球心距离为1的平面截球所得的圆面面积为π,则球的表面积为 ( )A .8π2B .8πC .4π2D .4π3.已知直线l 过点(-2,0),当直线l 与圆x y x 222=+有两个交点时,其斜率k 的取值范围是( )A .)22,22(-B .)2,2(-C .)42,42( D .)81,81(-4.如图,在多面体ABCDEF 中,已知ABCD 是边长为1的正方形,且△ADE 、△BCF 均为正三角形,EF//AB ,EF=2,则该多面体的体积为( )A .32 B .33C .34 D .23 5.已知双曲线)0(1222>=-a y ax 的一条准线与抛物线x y 62-=的准线重合,则该双曲线的离心率为( )A .23 B .23 C .26 D .332 6.当20π<<x 时,函数x xx x f 2sin sin 82cos 1)(2++=的最小值为( )A .2B .32C .4D .347.设0>b ,二次函数122-++=a bx ax y 的图象下列之一:则a 的值为( )A .1B .-1C .251-- D .251+- 8.设10<<a ,函数)22(log )(2--=xx a a a x f ,则使x x f 的0)(<取值范围是( )A .)0,(-∞B .),0(+∞C .)3log ,(a -∞D .),3(log +∞a9.在坐标平面上,不等式组⎩⎨⎧+-≤-≥1||3,1x y x y 所表示的平面区域的面积为( )A .2B .23 C .223 D .210.在ABC ∆中,已知C BA sin 2tan=+,给出以下四个论断:①1cot tan =⋅B A ②2sin sin 0≤+<B A ③1cos sin 22=+B A ④C B A 222sin cos cos =+其中正确的是( ) A .①③ B .②④ C .①④D .②③ 11.过三棱柱任意两个顶点的直线共15条,其中异面直线有( )A .18对B .24对C .30对D .36对 12.复数=--ii 2123( )A .iB .i -C .i -22D .i +-22第Ⅱ卷注意事项:1.用钢笔或圆珠笔直接答在试题卷中. 2.答卷前将密封线内的项目填写清楚. 3.本卷共10小题,共90分.二、填空题:本大题共4小题,每小题4分,共16分.把答案填在题中横线上. 13.若正整数m 满足)3010.02.(lg ________,102105121≈=<<-m m m 则14.9)12(xx -的展开式中,常数项为 .(用数字作答)15.△ABC 的外接圆的圆心为O ,两条边上的高的交点为H ,)(OC OB OA m OH ++=,则实数m= .16.在正方体ABCD —A ′B ′C ′D ′中,过对角线BD ′的一个平面交AA ′于E ,交CC ′于F ,则①四边形BFD ′E 一定是平行四边形.②四边形BFD ′E 有可能是正方形.③四边形BFD ′E 在底面ABCD 内的投影一定是正方形. ④平面BFD ′E 有可能垂直于平面BB ′D.以上结论正确的为 .(写出所有正确结论的编号)三、解答题:本大题共6小题,共74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)设函数)(),0)(2sin()(x f y x f =<<-+=ϕπϕπ图象的一条对称轴是直线.8π=x(Ⅰ)求ϕ;(Ⅱ)求函数)(x f y =的单调增区间;(Ⅲ)证明直线025=+-c y x 与函数)(x f y =的图象不相切.18.(本小题满分12分) 已知四棱锥P —ABCD 的底面为直角梯形,AB//DC ,∠DAB=90°,PA ⊥底面 ABCD ,且PA=AD=DE=21AB=1,M 是PB 的中点. (1)证明:面PAD ⊥面PCD ; (2)求AC 与PB 所成的角;(3)求面AMC 与面BMC 所成二面角的大小. 19.(本小题满分12分)设等比数列}{n a 的公比为q ,前n 项和S n >0(n=1,2,…)(1)求q 的取值范围; (2)设,2312++-=n n n a a b 记}{n b 的前n 项和为T n ,试比较S n 和T n 的大小. 20.(本小题满分12分) 9粒种子分种在3个坑内,每坑3粒,每粒种子发芽的概率为0.5,若一个坑内至少有1粒种子发芽,则这个坑不需要补种,若一个坑里的种子都没发芽,则这个坑需要补种,假定每个坑至多补种一次,每补种1个坑需10元,用ξ表示补种费用,写出ξ的分布列并求ξ的数学期望.(精确到0.01) 21.(本小题满分14分) 已知椭圆的中心为坐标原点O ,焦点在x 轴上,斜率为1且过椭圆右焦点F 的直线交椭圆于A 、B 两点,OB OA +与)1,3(-=a 共线. (1)求椭圆的离心率;(2)设M 为椭圆上任意一点,且),(R OB OA OM ∈+=μλλλ,证明22μλ+为定值.22.(本小题满分12分)(1)设函数)10)(1(log )1(log )(22<<--+=x x x x x x f ,求)(x f 的最小值; (2)设正数n p p p p 2321,,,, 满足12321=++++n p p p p , 求证.log log log log 222323222121n p p p p p p p p n n -≥++++2005年普通高等学校招生全国统一考试理科数学(必修+选修I )参考答案一、选择题(本题考查基本知识和基本运算,每小题5分,满分60分)1.A 2.C 3.B 4.C 5.A 6.D 7.C 8.B 9.C 10.B 11.B 12.D 二、填空题:本题考查基本知识和基本运算.每小题4分,满分16分. 13.155 14.672 15.1 16.①③④ 三、解答题17.本小题主要考查三角函数性质及图像的基本知识,考查推理和运算能力,满分12分. 解:(Ⅰ))(8x f y x ==是函数π的图像的对称轴,,1)82sin(±=+⨯∴ϕπ.,24Z k k ∈+=+∴ππππ.43,0πϕϕπ-=<<- (Ⅱ)由(Ⅰ)知).432sin(,43ππϕ-=-=x y 因此 由题意得.,2243222Z k k x k ∈+≤-≤-πππππ所以函数.],85,8[)432sin(Z k k k x y ∈++-=πππππ的单调增区间为(Ⅲ)证明:,2|)432cos(2||))432(sin(|||≤-='-='ππx x y所以曲线)(x f y =的切线斜率取值范围为[-2,2],而直线025=+-c y x 的斜率为225>,所以直线025=+-c y x 与函数)432sin(π-=x y 的图像不相切. 18.本小题主要考查直线与平面垂直、直线与平面所成角的有关知识及思维能力和空间想象能力.考查应用向量知识解决数学问题的能力.满分12分. 方案一:(Ⅰ)证明:∵PA ⊥面ABCD ,CD ⊥AD , ∴由三垂线定理得:CD ⊥PD.因而,CD 与面PAD 内两条相交直线AD ,PD 都垂直, ∴CD ⊥面PAD.又CD ⊂面PCD ,∴面PAD ⊥面PCD.(Ⅱ)解:过点B 作BE//CA ,且BE=CA ,则∠PBE 是AC 与PB 所成的角.连结AE ,可知AC=CB=BE=AE=2,又AB=2,所以四边形ACBE 为正方形. 由PA ⊥面ABCD 得∠PEB=90° 在Rt △PEB 中BE=2,PB=5, .510cos ==∠∴PB BE PBE.510arccos所成的角为与PB AC ∴ (Ⅲ)解:作AN ⊥CM ,垂足为N ,连结BN. 在Rt △PAB 中,AM=MB ,又AC=CB , ∴△AMC ≌△BMC,∴BN ⊥CM ,故∠ANB 为所求二面角的平面角. ∵CB ⊥AC ,由三垂线定理,得CB ⊥PC , 在Rt △PCB 中,CM=MB ,所以CM=AM. 在等腰三角形AMC 中,AN ·MC=AC AC CM ⋅-22)2(, 5625223=⨯=∴AN . ∴AB=2,322cos 222-=⨯⨯-+=∠∴BN AN AB BN AN ANB 故所求的二面角为).32arccos(-方法二:因为PA ⊥PD ,PA ⊥AB ,AD ⊥AB ,以A 为坐标原点AD 长为单位长度,如图建立空间直角坐标系,则各点坐标为A (0,0,0)B (0,2,0),C (1,1,0),D (1,0,0),P (0,0,1),M (0,1,)21. (Ⅰ)证明:因.,0),0,1,0(),1,0,0(DC AP DC AP DC AP ⊥=⋅==所以故由题设知AD ⊥DC ,且AP 与AD 是平面PAD 内的两条相交直线,由此得DC ⊥面PAD. 又DC 在面PCD 上,故面PAD ⊥面PCD. (Ⅱ)解:因),1,2,0(),0,1,1(-==PB AC.510||||,cos ,2,5||,2||=⋅⋅>=<=⋅==PB AC PBAC PB AC PB AC PB AC 所以故(Ⅲ)解:在MC 上取一点N (x ,y ,z ),则存在,R ∈λ使,MC NC λ=..21,1,1),21,0,1(),,1,1(λλ==-=∴-=---=z y x MC z y x NC要使.54,0210,==-=⋅⊥λ解得即只需z x MC AN MC AN),52,1,51(),52,1,51(,.0),52,1,51(,54=⋅-===⋅=MC BN BN AN MC AN N 有此时能使点坐标为时可知当λANB MC BN MC AN MC BN MC AN ∠⊥⊥=⋅=⋅所以得由.,0,0为所求二面角的平面角.).32arccos(.32||||),cos(.54,530||,530||--=⋅=∴-=⋅==故所求的二面角为BN AN BNAN BN AN BN AN BN AN19. 本小题主要考查等比数列的基本知识,考查分析问题能力和推理能力,满分12分. 解:(Ⅰ)因为}{n a 是等比数列,.0,0,011≠>=>q S a S n 可得 当;0,11>==na S q n 时),2,1(,011,01)1(,11 =>-->--=≠n qqq q a S q nn n 即时当上式等价于不等式组:),2,1(,01,01 =⎩⎨⎧<-<-n q q n① 或),2,1(,01,01 =⎩⎨⎧>->-n q q n②解①式得q>1;解②,由于n 可为奇数、可为偶数,得-1<q<1. 综上,q 的取值范围是).,0()0,1(+∞⋃-(Ⅱ)由得1223++-=n a n a a b .)23(),23(22n n n n S q q T q q a b -=-=于是)123(2--=-q q S S T n n n).2)(21(-+=q q S n.,0,2,21;,0,0221;,0,2211,,001,0n n n n n n n n n n n n n S T S T q q S T S T q q S T S T q q q q S ==-=-=<<-≠<<->>->-<<-><<->即时或当即时且当即时或当所以或且又因为 20.本小题主要考查相互独立事件和互斥事件有一个发生的概率的计算方法,考查运用概率知识解决实际问题的能力. 满分12分.(Ⅰ)解:因为甲坑内的3粒种子都不发芽的概率为81)5.01(3=-,所以甲坑不需要补种的概率为 .87811=-3个坑都不需要补种的概率,670.0)87()81(303=⨯⨯ C恰有1个坑需要补种的概率为,287.0)87(81213=⨯⨯C恰有2个坑需要补种的概率为,041.087)81(223=⨯⨯C3个坑都需要补种的概率为.002.0)87()81(0333=⨯⨯C补种费用ξ的分布为ξ的数学期望为75.3002.030041.020287.010670.00=⨯+⨯+⨯+⨯=ξE21.本小题主要考查直线方程、平面向量及椭圆的几何性质等基本知训,考查综合运用数学知识解决问题及推理的能力,满分14分.(I )解:设椭圆方程为),0,(),0(12222c F b a by a x >>=+则直线AB 的方程为1,2222=+-=by a x c x y 代入化简得02)(22222222=-+-+b a c a cx a x b a .令),,(),,(2211y x B y x A则 .,22222222122221ba b a c a x x b a c a x x +-=+=+),,(2121y y x x OB OA ++=+由a OB OA a 与+-=),1,3(共线,得.0)()(32121=+++x x y y.36,36.3,232.23,0)()2(3,,22222222121212211===-=∴==+=+∴=++-+∴-=-=a c e ab ac b a cba c a c x x x x c x x c x y c x y 故离心率所以即又 (II )证明:由(I )知223b a =,所以椭圆12222=+by a x 可化为22233b y x =+.),,(),(),(),,(2211y x y x y x y x OM μλ+==由已知得设 ⎩⎨⎧+=+=∴.,2121y y y x x x μλμλ ),(y x M 在椭圆上,.3)(3)(2221221b y y x x =+++∴μλμλ即 .3)3(2)3()3(221212222221212b y y x x y x y x =+++++λμμλ ①由(I )知.21,23,23222221c b c a c x x ===+))((33.8321212121222222221c x c x x x y y x x c ba b a c a x x --++=+∴=+-=∴ .0329233)(3422222121=+-=++-=c c c c c x x x x又222222212133,33b y x b y x =+=+又,代入①得 .122=+μλ 故22μλ+为定值,定值为1.22.本小题主要考查数学归纳法及导数应用等知识,考查综合运用数学知识解决问题的能力.满分12分.(Ⅰ)解:对函数)(x f 求导数:])1(log )1[()log ()(22'--+'='x x x x x f.2ln 12ln 1)1(log log 22-+--=x x ).1(log log 22x x --=于是.0)21(='f当)(,0)1(log log )(,2122x f x x x f x <--='<时在区间)21,0(是减函数, 当)(,0)1(log log )(,2122x f x x x f x >--='>时在区间)1,21(是增函数.所以21)(=x x f 在时取得最小值,1)21(-=f ,(Ⅱ)证法一:用数学归纳法证明.(i )当n=1时,由(Ⅰ)知命题成立.(ii )假定当k n =时命题成立,即若正数1,,,221221=+++k k p p p p p p 满足, 则.log log log 222222121k p p p p p p k k -≥+++当1+=k n 时,若正数,1,,,11221221=+++++k k p p p p p p 满足 令.,,,,222211221xp q x pq x p q p p p x k k k ===+++= 则k q q q 221,,, 为正数,且.1221=+++k q q q由归纳假定知.log log log 222222121k q q p p p q k k -≥+++kk k k q q q q q q x p p p p p p 222222121222222121log log log (log log log +++=+++,log )()log 22x x k x x +-≥+ ①同理,由x p p p k k k -=++++++1122212 可得1122212212log log ++++++k k k k p p p p).1(log )1())(1(2x x k x --+--≥ ②综合①、②两式11222222121log log log +++++k k p p p p p p).1()1(log )1(log ))](1([22+-≥--++--+≥k x x x x k x x即当1+=k n 时命题也成立.根据(i )、(ii )可知对一切正整数n 命题成立. 证法二:令函数那么常数)),,0(,0)((log )(log )(22c x c x c x c x x x g ∈>--+=],log )1(log )1(log [)(222c cxc x c x c x c x g +--+=利用(Ⅰ)知,当.)(,)2(21取得最小值函数时即x g cx c x == 对任意都有,0,021>>x x2log 22log log 21221222121x x x x x x x x ++⋅≥+ ]1)()[log (21221-++=x x x x . ① 下面用数学归纳法证明结论.(i )当n=1时,由(I )知命题成立.(ii )设当n=k 时命题成立,即若正数有满足,1,,,221221=+++k k p p p p p p11111122212212222121221221222222121log log log log .1,,,,1.log log log ++++++++++==++++=-≥+++--k k k k k k k k p p p p p p p p H p p p p p p k n k p p p p p p 令满足时当由①得到,1)()(],1)()[log (]1)()[log (11111121221212221221221=++++-++++-++≥++++++---k k k k k k p p p p p p p p p p p p H 因为由归纳法假设得到,)(log )()(log )(1111212221221221k p p p p p p p p k k k k -≥++++++++++-- ).1()(1121221+-=++++--≥+++k p p p p k H k k 即当1+=k n 时命题也成立. 所以对一切正整数n 命题成立.。