数学(理科)试题A 第 1 页 共 17 页试卷类型:A2015年广州市普通高中毕业班综合测试(二)数学(理科)2015.4注意事项:1.答卷前,考生务必用2B 铅笔在“考生号”处填涂考生号.用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己所在的市、县/区、学校以及自己的姓名和考生号、试室号、座位号填写在答题卡上.用2B 铅笔将试卷类型(A )填涂在答题卡相应位置上.2.选择题每小题选出答案后,用2B 铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案,答案不能答在试卷上.3.非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答,答案必须写在答题卡各题目指定区域内的相应位置上;如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新的答案;不准使用铅笔和涂改液.不按以上要求作答的答案无效.4.作答选做题时,请先用2B 铅笔填涂选做题题号对应的信息点,再作答.漏涂、错涂、多涂的,答案无效.5.考生必须保持答题卡的整洁.考试结束后,将试卷和答题卡一并交回.参考公式:球的表面积公式24S R =π,其中R 是球的半径.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.命题“若2x =,则2320x x -+=”的逆否命题是A .若2x ≠,则2320x x -+≠B .若2320x x -+=,则2x =C .若2320x x -+≠,则2x ≠D .若2x ≠,则2320x x -+=2.已知0a b >>,则下列不等关系式中正确的是A .sin sin a b >B .22log log a b <C .1122a b < D .1133a b⎛⎫⎛⎫< ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭3.已知函数()40,1,0,x f x x x x ⎧≥⎪=⎨⎛⎫-<⎪ ⎪⎝⎭⎩则()2f f =⎡⎤⎣⎦ A .14 B .12C .2D .44.函数()sin y A x ωϕ=+()0,0,0A ωϕ>><<π的图象的一部分如图1所示,图1数学(理科)试题A 第 2 页 共 17 页则此函数的解析式为A .3sin y x ππ⎛⎫=+⎪44⎝⎭ B .3sin y x π3π⎛⎫=+ ⎪44⎝⎭C .3sin y x ππ⎛⎫=+⎪24⎝⎭ D .3sin y x π3π⎛⎫=+ ⎪24⎝⎭5.已知函数()223f x x x =-++,若在区间[]4,4-上任取一个实数0x ,则使()00f x ≥成立的概率为A .425B .12C .23 D .16.如图2,圆锥的底面直径2AB =,母线长3VA =,点C 在母线VB 上,且1VC =,有一只蚂蚁沿圆锥的侧面从点A 到达点C ,则这只蚂蚁爬行的最短距离是A BC .3 D .27.已知两定点()1,0A -,()1,0B ,若直线l 上存在点M ,使得3MA MB +=,则称直线l 为“M 型直线”.给出下列直线:①2x =;②3y x =+;③21y x =--;④1y =;⑤23y x =+.其中是“M 型直线”的条数为A .1B .2C .3D .48.设(),P x y 是函数()y f x =的图象上一点,向量()()51,2x =-a ,()1,2y x =-b ,且//a b .数列{}na是公差不为0的等差数列,且()()()12936f a f a f a ++⋅⋅⋅+=,则129a a a ++⋅⋅⋅+= A .0 B .9 C .18 D .36二、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题)9.已知i 为虚数单位,复数1i1iz -=+,则z = . 10.执行如图3所示的程序框图,则输出的z 的值是 .11.已知()sin 6f x x =+⎪⎝⎭,若cos 5α=02α<< ⎪⎝⎭,则12f α+= ⎪⎝⎭ .12.5名志愿者中安排4人在周六、周日两天参加社区公益活动.若每天安排2人,则不同的安排方案共AV CB图2数学(理科)试题A 第 3页 共 17 页有_________种(用数字作答).13.在边长为1的正方形ABCD 中,以A 为起点,其余顶点为终点的向量分别为1a ,2a ,3a ;以C 为起点,其余顶点为终点的向量分别为1c ,2c ,3c .若m 为()()i j s t +∙+a a c c 的最小值,其中{}{},1,2,3i j ⊆,{}{},1,2,3s t ⊆,则m = .(二)选做题(14~15题,考生只能从中选做一题) 14.(几何证明选讲选做题)如图4,在平行四边形ABCD 中,4AB =,点E 为边DC 的中点, AE 与BC 的延长线交于点F ,且AE 平分BAD ∠,作DG AE ⊥,垂足为G ,若1DG =,则AF 的长为 . 15.(坐标系与参数方程选做题)在平面直角坐标系中,已知曲线1C 和2C 的方程分别为32,12x t y t=-⎧⎨=-⎩(t 为参数)和24,2x t y t =⎧⎨=⎩(t 为参数),则曲线1C 和2C 的交点有 个.三、解答题:本大题共6小题,满分80分.解答须写出文字说明、证明过程和演算步骤.16.(本小题满分12分)已知△ABC 的三边a ,b ,c 所对的角分别为A ,B ,C ,且::7:5:3a b c =. (1)求cos A 的值;(2)若△ABC 的面积为,求△ABC 外接圆半径的大小. 17.(本小题满分12分)某市为了宣传环保知识,举办了一次“环保知识知多少”的问卷调查活动(一人答一份).现从回收的年龄在20~60岁的问卷中随机抽取了n 份,统计结果如下面的图表所示. (1)分别求出a ,b ,c ,n 的值;(2)从第3,4组答对全卷的人中用分层抽样的方法抽取6人,在所抽取的6人中随机抽取2人授予“环保之星”,记X 为第3组被授予“环保之星”的人数,求X 的分布列与数学期望.18.(本小题满分14分) 如图5,已知六棱柱111111ABCDEF A BC D E F -的侧棱 垂直于底面,侧棱长与底面边长都为3,M ,N 分别BACDE FG 图4C 1ABA 1B 1D 1 CDM NEF E 1F 1 图5数学(理科)试题A 第 4 页 共 17 页是棱AB ,1AA 上的点,且1AM AN ==. (1)证明:M ,N ,1E ,D 四点共面; (2)求直线BC 与平面1MNE D 所成角的正弦值.19.(本小题满分14分)已知点(),n n n P a b ()n ∈*N 在直线l :31y x =+上,1P 是直线l 与y 轴的交点,数列{}n a 是公差为1的等差数列.(1)求数列{}n a ,{}n b 的通项公式; (2)求证:22212131111116n PP PP PP ++++<. 20.(本小题满分14分)已知圆心在x 轴上的圆C 过点()0,0和()1,1-,圆D 的方程为()2244x y -+=.(1)求圆C 的方程;(2)由圆D 上的动点P 向圆C 作两条切线分别交y 轴于A ,B 两点,求AB 的取值范围. 21.(本小题满分14分)已知函数()ln f x a x =-11x x -+,()e xg x =(其中e 为自然对数的底数). (1)若函数()f x 在区间()0,1内是增函数,求实数a 的取值范围;(2)当0b >时,函数()g x 的图象C 上有两点(),e bP b ,(),e b Q b --,过点P ,Q 作图象C 的切线分别记为1l ,2l ,设1l 与2l 的交点为()00,M x y ,证明00x >.数学(理科)试题A 第 5 页 共 17 页2015年广州市普通高中毕业班综合测试(二)数学(理科)试题参考答案及评分标准说明:1.参考答案与评分标准给出了一种或几种解法供参考,如果考生的解法与参考答案不同,可根据试题主要考查的知识点和能力比照评分标准给以相应的分数.2.对解答题中的计算题,当考生的解答在某一步出现错误时,如果后继部分的解答未改变该题的内容和难度,可视影响的程度决定后继部分的得分,但所给分数不得超过该部分正确解答应得分数的一半;如果后继部分的解答有较严重的错误,就不再给分.3.解答右端所注分数,表示考生正确做到这一步应得的累加分数.4.只给整数分数,选择题和填空题不给中间分.一、选择题:本大题考查基本知识和基本运算.共8小题,每小题,满分40分.二、填空题:本大题考查基本知识和基本运算,体现选择性.共7小题,每小题,满分30分.其中14~15题是选做题,考生只能选做一题.16.(本小题满分12分) 解:(1)因为::7:5:3a b c =,所以可设7a k =,5b k =,3c k=()0k >,…………………………………………………………2分 由余弦定理得,222cos 2b c a A bc +-=()()()222537253k k k k k +-=⨯⨯…………………………………………………………3分 12=-.………………………………………………………………………………………………4分 (2)由(1)知,1cos 2A =-,因为A 是△ABC 的内角,所以sin A 2=.………………………………………………………………………6分 由(1)知5b k =,3c k =,数学(理科)试题A 第 6 页 共 17 页因为△ABC的面积为1sin 2bc A =8分即1532k k ⨯⨯=解得k =10分由正弦定理2sin a R A =,即72sin k R A ==,…………………………………………………11分 解得14R =.所以△ABC 外接圆半径的大小为14.…………………………………………………………………12分 17.(本小题满分12分)解:(1)根据频率直方分布图,得()0.0100.0250.035101c +++⨯=,解得0.03c =.……………………………………………………………………………………………1分 第3组人数为105.05=÷,所以1001.010=÷=n .…………………………………………………2分 第1组人数为1000.3535⨯=,所以28350.8b =÷=.……………………………………………3分 第4组人数为2525.0100=⨯,所以250.410a =⨯=.……………………………………………4分 (2)因为第3,4组答对全卷的人的比为5:101:2=,所以第3,4组应依次抽取2人,4人.…………………………………………………………………5分 依题意X 的取值为0,1,2.……………………………………………………………………………6分()022426C C 20C 5P X ===,…………………………………………………………………………………7分 ()112426C C 81C 15P X ===,………………………………………………………………………………8分()202426C C 12C 15P X ===,………………………………………………………………………………9分所以X 的分布列为:所以281012515153EX =⨯+⨯+⨯=. ………………………………………………………………12分 ………………………………………10分数学(理科)试题A 第 7 页 共 17 页18.(本小题满分14分)第(1)问用几何法,第(2)问用向量法:(1)证明:连接1A B ,11B D ,BD ,11A E , 在四边形1111A B D E 中,1111A E B D 且1111=A E B D , 在四边形11BB D D 中,11BD B D 且11=BD B D ,所以11A E BD 且11=A E BD ,所以四边形11A BDE 是平行四边形. 所以11A BE D .………………………………2分在△1ABA 中,1AM AN ==,13AB AA ==, 所以1AM ANAB AA =, 所以1MN BA .…………………………………………………………………………………………4分 所以1MNDE .所以M ,N ,1E ,D 四点共面.………………………………………………………………………6分 (2)解:以点E 为坐标原点,EA ,ED ,1EE 所在的直线分别为x 轴,y 轴,z 轴,建立如图的空间直角坐标系,则()B,9,,022C ⎛⎫⎪ ⎪⎝⎭,()0,3,0D , ()10,0,3E,()M ,…………………………8分则3,022BC ⎛⎫=- ⎪ ⎪⎝⎭,()10,3,3DE =-,()2,0DM =-.……………………………………………………………………………………10分设(),,x y z =n 是平面1MNE D 的法向量,则10,0.DE DM ⎧=⎪⎨=⎪⎩n nC 1BA 1B 1D 1CDMNEFE 1F 1数学(理科)试题A 第 8 页 共 17 页即330,20.y z y -+=⎧⎪⎨-=⎪⎩取y =2x =,z =所以(=n 是平面1MNE D 的一个法向量.………………………………………………12分 设直线BC 与平面1MNE D 所成的角为θ, 则sin BC BCθ=n n==. 故直线BC 与平面1MNE D 所成角的正弦值为116.………………………………………………14分 第(1)(2)问均用向量法:(1)证明:以点E 为坐标原点,EA ,ED ,1EE 所在的直线分别为x 轴,y 轴,z 轴,建立如图的空间直角坐标系,则()B ,9,,022C ⎛⎫⎪ ⎪⎝⎭,()0,3,0D ,()10,0,3E ,()M ,()N ,……………2分所以()10,3,3DE =-,()0,1,1MN =-. ………………3分 因为13DE MN =,且MN 与1DE 不重合, 所以1DE MN . (5)分所以M ,N ,1E ,D 四点共面.………………………………………………………………………6分(2)解:由(1)知3,02BC ⎛⎫= ⎪ ⎪⎝⎭,()10,3,3DE =-,()2,0DM =-.………………10分(特别说明:由于给分板(1)6分(2)8分,相当于把(1)中建系与写点坐标只给2分在此加2分)数学(理科)试题A 第 9 页 共 17 页设(),,x y z =n 是平面1MNE D 的法向量,则10,0.DE DM ⎧=⎪⎨=⎪⎩n n即330,20.y z y -+=⎧⎪⎨-=⎪⎩取y =2x =,z =所以(=n 是平面1MNE D 的一个法向量.………………………………………………12分 设直线1BC 与平面1MNE D 所成的角为θ, 则sin BC BCθ=n n==. 故直线BC 与平面1MNE D 所成角的正弦值为116.………………………………………………14分 第(1)(2)问均用几何法:(1)证明:连接1A B ,11B D ,BD ,11A E , 在四边形1111A B D E 中,1111A E B D 且1111=A E B D , 在四边形11BB D D 中,11BD B D 且11=BD B D ,所以11A E BD 且11=A E BD ,所以四边形11A BDE 是平行四边形. 所以11A BE D .………………………………2分在△1ABA 中,1AM AN ==,13AB AA ==, 所以1AM ANAB AA =, C 1BA 1B 1 D 1CDMNEFE 1F 1数学(理科)试题A 第 10 页 共 17 页所以1MN BA .…………………………………………………………………………………………4分 所以1MNDE .所以M ,N ,1E ,D 四点共面.………………………………………………………………………6分 (2)连接AD ,因为BCAD ,所以直线AD 与平面1MNE D 所成的角即为直线BC 与平面1MNE D 所成的角.…………………7分 连接DN ,设点A 到平面DMN 的距离为h ,直线AD 与平面1MNE D 所成的角为θ,则sin hADθ=.……………………………………………………………………………………………8分 因为A DMN D AMN V V --=,即1133DMN AMN S h S DB ∆∆⨯⨯=⨯⨯.…………………………………………9分在边长为3的正六边形ABCDEF中,DB =6DA =, 在△ADM 中,6DA =,1AM =,60DAM ∠=,由余弦定理可得,DM在Rt △DAN 中,6DA =,1AN =,所以DN = 在Rt △AMN 中,1AM =,1AN =,所以MN = 在△DMN中,DM =DN =MN =由余弦定理可得,cos DMN ∠=,所以sin DMN ∠=.所以1sin 2DMN S MN DM DMN ∆=⨯⨯⨯∠=.…………………………………………………11分 又12AMN S ∆=,……………………………………………………………………………………………12分所以AMN DMN S DB h S ∆∆⨯==13分所以sin h AD θ==数学(理科)试题A 第 11 页 共 17 页故直线BC 与平面1MNE D所成角的正弦值为116.………………………………………………14分 19.(本小题满分14分)(1)解:因为()111,P a b 是直线l :31y x =+与y 轴的交点()0,1, 所以10a =,11b =.……………………………………………………………………………………2分 因为数列{}n a 是公差为1的等差数列,所以1n a n =-.……………………………………………………………………………………………4分因为点(),n n n P a b 在直线l :31y x =+上,所以31n n b a =+32n =-.所以数列{}n a ,{}n b 的通项公式分别为1n a n =-,32n b n =-()*n ∈N .………………………6分(2)证明:因为()10,1P ,()1,32n P n n --,所以()1,31n P n n ++.所以()222211310n PP n n n +=+=.………………………………………………………………………7分 所以222121311111n PP PP PP ++++22211111012n ⎛⎫=+++⎪⎝⎭.……………………………………8分 因为()()2221144112141212121214n n n n n n n ⎛⎫<===- ⎪--+-+⎝⎭-,……………………………10分 所以,当2n ≥时,222121311111n PP PP PP ++++111111210352121n n ⎡⎤⎛⎫<+-++- ⎪⎢⎥-+⎝⎭⎣⎦……………………………………………………………11分 15110321n ⎛⎫=- ⎪+⎝⎭………………………………………………………………………………………12分 16<.数学(理科)试题A 第 12 页 共 17 页又当1n =时,212111106PP =<.………………………………………………………………………13分 所以22212131+111116n PP PP PP +++<.……………………………………………………………14分 20.(本小题满分14分)解:(1)方法一:设圆C 的方程为:()222x a y r -+=()0r >,………………………………………1分因为圆C 过点()0,0和()1,1-,所以()22222,11.a r a r ⎧=⎪⎨--+=⎪⎩………………………………………………………………………………3分 解得1a =-,1r =.所以圆C 的方程为()2211x y ++=.…………………………………………………………………4分方法二:设()0,0O ,()1,1A -,依题意得,圆C 的圆心为线段OA 的垂直平分线l 与x 轴的交点C .………………………………1分 因为直线l 的方程为1122y x -=+,即1y x =+,……………………………………………………2分 所以圆心C 的坐标为()1,0-.…………………………………………………………………………3分所以圆C 的方程为()2211x y ++=.…………………………………………………………………4分(2)方法一:设圆D 上的动点P 的坐标为()00,x y ,则()220044x y -+=, 即()2200440y x =--≥,解得026x ≤≤.…………………………………………………………………………………………5分 由圆C 与圆D 的方程可知,过点P 向圆C 所作两条切线的斜率必存在, 设PA 的方程为:()010y y k x x -=-, 则点A 的坐标为()0100,y k x -, 同理可得点B 的坐标为()0200,y k x -, 所以120AB k k x =-,数学(理科)试题A 第 13 页 共 17 页因为PA ,PB 是圆C 的切线,所以1k ,2k1=,即1k ,2k 是方程()()2220000022110x x k y x k y +-++-=的两根,………………………………7分即()0012200201220021,21.2y x k k x x y k k x x ⎧++=⎪+⎪⎨-⎪=⎪+⎩所以120AB k k x =-x =9分 因为()220044y x =--,所以AB =10分设()()0020562x f x x -=+,则()()00305222x f x x -+'=+.………………………………………………………………………………11分由026x ≤≤,可知()0f x 在222,5⎡⎫⎪⎢⎣⎭上是增函数,在22,65⎛⎤ ⎥⎝⎦上是减函数,……………………12分所以()0max 2225564fx f ⎛⎫==⎡⎤ ⎪⎣⎦⎝⎭, ()()(){}min0131min 2,6min ,484f x f f ⎧⎫===⎡⎤⎨⎬⎣⎦⎩⎭, 所以AB 的取值范围为4⎦.…………………………………………………………………14分方法二:设圆D 上的动点P 的坐标为()00,x y ,则()220044x y -+=, 即()2200440y x =--≥,解得026x ≤≤.…………………………………………………………………………………………5分数学(理科)试题A 第 14 页 共 17 页设点()0,A a ,()0,B b , 则直线PA :00y ay a x x --=,即()0000y a x x y ax --+=, 因为直线PA 与圆C1=,化简得()2000220x a y a x +--=. ① 同理得()2000220x b y b x +--=, ②由①②知a ,b 为方程()2000220x x y x x +--=的两根,…………………………………………7分即00002,2.2y a b x x ab x ⎧+=⎪+⎪⎨-⎪=⎪+⎩所以AB a b =-===.……………………………………………………………………9分因为()220044y x =--,所以AB =10分=………………………………………………………………11分 令012t x =+,因为026x ≤≤,所以1184t ≤≤.所以AB ==,………………………………………12分 当532t =时,max 4AB =,数学(理科)试题A 第 15 页 共 17 页当14t =时,min AB = 所以AB的取值范围为⎦.…………………………………………………………………14分 21.(本小题满分14分)(1)解法一:因为函数()ln f x a x =-11x x -+在区间()0,1内是增函数, 所以()()2201a f x x x '=-≥+()01x <<.……………………………………………………………1分 即()2120a x x +-≥()01x <<, 即()221xa x ≥+……………………………………………………………………………………………2分212x x =++()01x <<, 因为21122x x <++在()0,1x ∈内恒成立,所以12a ≥.故实数a 的取值范围为1,2⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭.……………………………………………………………………4分 解法二:因为函数()ln f x a x =-11x x -+在区间()0,1内是增函数, 所以()()2201a f x x x '-+≥=()01x <<.……………………………………………………………1分 即()2120a x x +-≥()01x <<,即()2210ax a x a +-+≥()01x <<,…………………………………………………………………2分设()()221g x ax a x a =+-+,当0a =时,得20x -≥,此时不合题意.当0a <时,需满足()()00,10,g g ≥⎧⎪⎨≥⎪⎩即()0,210,a a a a ≥⎧⎪⎨+-+≥⎪⎩解得12a ≥,此时不合题意.数学(理科)试题A 第 16 页 共 17 页当0a >时,需满足()222140a a --≤⎡⎤⎣⎦或()()00,10,10,g g a a ⎧⎪≥⎪≥⎨⎪-⎪-<⎩或()()00,10,11,g g a a⎧⎪≥⎪≥⎨⎪-⎪->⎩ 解得12a ≥或1a >, 所以12a ≥.综上所述,实数a 的取值范围为1,2⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭.……………………………………………………………4分 (2)证明:因为函数()e xg x =,所以()e xg x '=.过点(),e bP b ,(),e b Q b --作曲线C 的切线方程为:1l :()e e b b y x b =-+, 2l :()e e b b y x b --=++,因为1l 与2l 的交点为()00,M x y ,由()()e e ,e e ,b bb by x b y x b --⎧=-+⎪⎨=++⎪⎩ ………………………………………………………………………………6分 消去y ,解得()()()0e +e e e eeb b b b bbb x -----=-. ①…………………………………………7分下面给出判定00x >的两种方法:方法一:设e bt =,………………………………………………………………………………………8分 因为0b >,所以1t >,且ln b t =. 所以()()2202+1ln 11t t t x t --=-.…………………………………………………………………………9分设()()()22+1ln 1h t t t t =--()1t >,则()12ln h t t t t t '=-+()1t >.………………………………………………………………………10分 令()12ln u t t t t t=-+()1t >,数学(理科)试题A 第 17 页 共 17 页则()212ln 1u t t t '=+-. 当1t >时,ln 0t >,2110t ->,所以()212ln 10u t t t'=+->,………………………………11分所以函数()u t 在()1,+∞上是增函数,所以()()10u t u >=,即()0h t '>,…………………………………………………………………12分 所以函数()h t 在()1,+∞上是增函数,所以()()10h t h >=.…………………………………………………………………………………13分因为当1t >时,210t ->,所以()()2202+1ln 101t t t x t --=>-.…………………………………………………………………14分方法二:由①得0x ()221+e 11eb bb --=--.设2ebt -=,…………………………………………………………………………………………………8分 因为0b >,所以01t <<,且ln 2t b =-. 于是21ln bt-=,……………………………………………………………………………………………9分 所以()01+221ln 1ln 1b t b t x b t t t t +⎛⎫=+=+ ⎪--⎝⎭.…………………………………………………………10分 由(1)知当12a =时,()1ln 2f x x =-11x x -+在区间()0,1上是增函数,…………………………11分 所以()ln 2t f t =-()1101t f t -<=+, 即ln 2t <11t t -+. …………………………………………………………………………………………12分 即210ln 1t t t ++>-,………………………………………………………………………………………13分 已知0b >,所以0210ln 1t x b t t +⎛⎫=+> ⎪-⎝⎭.…………………………………………………………………………14分。