湖北省 2013届高三上学期期末联合考试理科数学参考答案1．D 解析：∵22i (2i)i 2i 112i i 1i z ++-====--，∴选择“D ”． 2．A解析：∵(2,3)()U P A B ∈ð，∴(2,3)P A ∈，且(2,3)P B ∉，∴2230,230,m n ⨯-+>⎧⎨+->⎩得1,5.m n >-⎧⎨<⎩故选择A ．3．A解析：符合条件的点P 落在棱长为3a的正方体内，根据几何概型的概率计算公式得33()1327a P a==．故选A ． 4．B解析：将曲线方程2y x =与直线方程y x =联立方程组，解得0x =或1x =．结合图形可知选项B 正确．5．B解析：方法1：∵(0)10,(1)l g 20f f =-<=>，∴()f x 在(0,1)内必有一个零点．又∵()f x 在(1,)-+∞上为增函数，∴()f x 有且仅有1个零点．方法2：由()0f x =得lg(1)22x x +=-+．作出函数()lg(1)g x x =+与()22x h x =-+的图象，知两函数的图象有且仅有一个交点，即方程()0f x =有且仅有一个根，即函数()f x 有且仅有一个零点．6．C解析：11131223344++=⨯⨯⨯．故选C ． 7．D解析：∵当0x <时，函数()f x 为增函数，∴当0x <时，()0f x '>．又∵当0x >时，随着x 的增大，函数值先递增，再递减，最后又递增，∴选择“D ”．8．C解析：①A 显然正确．②∵22()()||||0+⋅-=-=a b a b a b ，∴()()+⊥-a b a b ，∴B 正确． ③cos ,cos cos sin sin cos()||||αβαβαβ⋅<>==⋅=+=-⋅a ba b a b a b ．当[0,]αβπ-∈时，,αβ<>=-a b ；当[0,]αβπ-∉时，,αβ<>≠-a b ．故C 不正确． ④∵22()()||||||||||||⋅+⋅+=⇔+⋅=⋅+⇔=++a a b b a b a a b a b b a b a b a b ，∴D 正确．故选择“C ”．黄冈中学孝感高中9．A解析：1l ：111110A B x y C C ++=，2l ：222210A B x y C C ++=，两式相减得12121212()()0A A B Bx y C C C C -+-=． ∵点O 、M 的坐标都满足该直线的方程，∴点O 、M 都在该直线上，∴直线OM 的方程为12121212()()0A A B Bx y C C C C -+-=．故选“A ”．10．C解析：该几何体是三棱锥，将该三棱锥视为长方体的一个角，得长方体的体对角线的长为=，∴球的表面积为50π，选择“C ”．11．48解析：设被抽查的男生的人数为n ．∵后两组的频率之和为(0.01250.0375)50.25+⨯=，∴前三组的频率之和为0.75．又∵前三组的频数分别为6,12,18，∴612180.75n++=，得48n =．12．解析：∵对称轴经过函数图象的最高点或最低点，∴()8f π=13．2或3解析：展开式中3x 的系数为3425666216C aC a C -+=-，∴2560a a -+=，得2a =或3．14．[0,6π解析：作出可行域如图所示．直线2x y z +=与y 轴交于点(0,)2z ．设直线2x y z +=与曲线cos (0)2y x x π=≤≤相切于点A ．∵由1sin 2y x '=-=-得6x π=，∴(6A π，代入2x y z+=得6z π=(0,0)O 代入2x y z +=得0z =．故z 的取值范围为[0,6π．15．3解析：∵2AD AE AB =⋅，∴24AD AB AE==．设C D x =，则C B x =．∵222AB BC AC +=，∴2224(2)x x +=+，得3x =，即3CD =．16解析：将极坐标方程化为普通方程，得2221210,:C y C x y a +-=+=．在1C 中，令0y =，得x =，再将代入2C 得a =． 17．解：（1）由()|34|1f x x --≤得|2||34|1x x +--≤，即2,(2)(34)1,x x x <-⎧⎨-++-≤⎩或42,3(2)(34)1,x x x ⎧-≤<⎪⎨⎪++-≤⎩或4,3(2)(34)1,x x x ⎧≥⎪⎨⎪+--≤⎩得解集为35{|,}42x x x ≤≥或．（6分） （2）方法1：在数轴上，设点,,A B M 对应的实数分别为2,,a x -，则“()||1f x x a +->恒成立”⇔“|2|||1x x a ++->恒成立”⇔“||||1MA MB +>恒成立”．∵||||MA MB +的最小值为||AB ，即|2|a +，∴|2|1a +>，得21a +>，或21a +<-，即1a >-，或3a <-．方法2：由绝对值三角不等式得|2||||(2)()||2|x x a x x a a ++-≥+--=+，∴|2|1a +>，得1a >-，或3a <-．（12分） 18．解：（1）∵24()4123T πππ=-=，∴23T πω==，∴()2sin(3)f x x ϕ=+．∵点(,2)12π在图象上，∴2sin(3)212πϕ⨯+=，即sin()14πϕ+=，∴2()42k k ππϕπ+=+∈Z ，即24k πϕπ=+．故()2sin(3)4f x x π=+．（6分）（2）2()2sin(3)cos32(sin 3cos cos3sin )cos33cos3cos 3)444h x x x x x x x x x πππ=+=+=+6cos61)sin(6)4x x x π=++=+．由262()242k x k k πππππ-≤+≤+∈Z 得函数()h x 的单调递增区间为[,]()38324k k k ππππ-+∈Z ．（12分） 19．解：（1）记“在一次游戏中摸出k 个白球”为事件(0,1,2,3)k A k =．① 2132322531()5C C P A C C ==．（3分）②22111323222323225317()()()510C C C C C P A A P A P A C C +=+=+=．（6分）（2）1233973217749(0),(1),(2)10101001010501010100P X P X C P X ==⨯===⨯===⨯=．（9分） ①X 的分布列为②X 的数学期望921497()012100501005E X =⨯+⨯+⨯=．（12分） 【或：∵7(2,)10XB ，∴77()2105E X =⨯=】 20．解：方法1：（1）∵,PC BC PC AB ⊥⊥，∴PC ⊥平面ABC ，∴PC AC ⊥．（2分） （2）取BC 的中点N ，连MN ．∵P M C N =，∴M N P C =，∴MN ⊥平面ABC ．作NH ⊥ AC ，交AC 的延长线于H ，连结MH ．由三垂线定理得AC MH ⊥，∴MHN ∠为二面角M AC B --的平面角．∵直线AM 与直线PC 所成的角为60︒，∴在Rt AMN ∆中，60AMN ∠=︒．在ACN ∆中，AN =．在Rt AMN ∆中，cot 601MN AN AMN =⋅∠=︒=． 在Rt NCH ∆中，sin 1sin 60NH CN NCH =⋅∠=⨯︒=．在Rt M NH ∆中，∵MHcos NH MHN MH ∠=． 故二面角M AC B --（8分） （3）作NE MH ⊥于E ．∵AC ⊥平面MNH ，∴AC NE ⊥，∴NE ⊥平面MAC ，∴点N 到平面MAC的距离为MN NH NE MH ⋅==．∵点N 是线段BC 的中点，∴点B 到平面MAC 的距离是点N 到平面MAC．（12分） 方法2：（1）∵,PC BC PC AB ⊥⊥，∴PC ⊥平面ABC ，∴PC AC ⊥．（2分） （2）在平面ABC 内，过C 作BC 的垂线，并建立空间直角坐标系如图所示．设(0,0,)P z ，则(0,0,)CP z =．13(0,1,),0)(,)22AM z z =--=． ∵2cos 60|cos ,|||||||3AM CP AM CP AM CP⋅︒=<>==⋅且0z >，∴12=，得1z =，∴3(,1)2AM =-．设平面MAC 的一个法向量为(,,1)x y =n ，则由0,0AM CA ⎧⋅=⎪⎨⋅=⎪⎩n n 得310,210,2y y ⎧++=⎪⎪⎨⎪-=⎪⎩得1,x y ⎧=⎪⎨⎪=-⎩∴(1,1)=-n ．平面ABC 的一个法向量为(0,0,1)CP =．21cos ,||CP CP ||CP ⋅<>==⋅n n n ．显然，二面角M AC B --为锐二面角，∴二面角M ACB --（8分） （3）点B 到平面MAC 的距离||||CB d ⋅==n n （12分） 21．解：（1）设1122(,),(,)A x y B x y ，则121212121,1,2y y x x y y x x -+=+==--．∵221121,x y a +=222221x y a +=，∴两式相减得121212122()()()()0x x x x y y y y a +-++-=，即121212212()x x y y y y x x a +-++- 0=，即211(2)0a+⨯-=，得212a =，∴椭圆C 的方程为2221x y +=．（4分） （2）解法1：设3344(,),(,)P x y Q x y ，2:l y kx m =+（∵2l 与y 轴相交，∴2l 的斜率存在）．由,4PM MQ OP OQ OM λλ⎧=⎪⎨+=⎪⎩得33443434(,)(,),(,)(0,4),x m y x y m x x y y m λλλ--=-⎧⎨++=⎩得3434,4,x x y y m λλ-=⎧⎨+=⎩即3434,()()4,x x kx m kx m m λλ=- ⎧⎨+++= ⎩①②将①代入②得(3)0m λ-=，∵0m ≠，∴3λ=．解法2：∵PM MQ λ=，∴()OM OP OQ OM λ-=-，∴(1)OP OQ OM λλ+=+，又∵OP OQ λ+=4OM ，∴(1)4OM OM λ+=，∴(3)OM λ-=0，又∵OM ≠0，∴3λ=．（8分）（3）将y kx m =+代入2221x y +=得222(2)2(1)0k x kmx m +++-=．∵3λ=， ∴由3434223423,2,212x x km x x k m x x k ⎧⎪=-⎪-⎪+=⎨+⎪⎪-=⎪+⎩消去3x 、4x 得2222(1)41m k m -=-．由0∆>得222(1)k m >-，即222(1)41m m ->- 22(1)m -，即222(1)041m m m -<-，即(1)(1)0(21)(21)m m m m +-<+-，得112m -<<-，或112m <<．（13分） 22．解：（1）方法1：∵*13()n n S n n S n++=∈N ，且111S a ==，∴当2n ≥时， 3211214562(1)(2)112316n n n S S S n n n n S S S S S n -+++=⋅⋅⋅⋅=⨯⨯⨯⨯⨯=-，且11S =也适合． 当2n ≥时，1(1)2n n n n n a S S -+=-=，且11a =也适合，∴*(1)()2n n n a n +=∈N ． 方法2：∵1(3)0n n nS n S +-+=，∴1(1)(2)0n n n S n S ---+=，两式相减，得 11()(2)()n n n n n S S n S S +--=+-，即1(2)n n na n a +=+，即12(2)n n a n n a n++=≥． 又∵可求得23a =，∴213a a =也适合上式．综上，得*12()n n a n n a n++=∈N ． 当2n ≥时，3211213451(1)112312n n n a a a n n n a a a a a n -++=⋅⋅⋅⋅=⨯⨯⨯⨯⨯=-，且11a =也适合， ∴*(1)()2n n n a n +=∈N ．（4分） （2）2(1)n b n =+．设2(1)(1)(1)n n n n c b n =-=-+．当n 为偶数时，∵1221(1)(1)(1)21n n n n c c n n n --+=-⋅+-⋅+=+，12341[5(21)](3)2()()()5913(21).22n n n nn n n T c c c c c c n -+++=++++++=+++++==∴当n 为奇数（n ≥3）时，221(1)(2)34(1)22n n n n n n n T T c n --+++=+=-+=-，且114T c ==-也适合上式．综上：得234(),2(3)().2n n n n T n n n ⎧++- ⎪⎪=⎨+⎪ ⎪⎩为奇数为偶数（9分） （3）令()ln(1)f x x x =-+．当0x >时，∵1()101f x x'=->+，∴()f x 在(0,)+∞上为增函数，∴当0x >时，()(0)0f x f >=，得ln(1)x x +<．令1(1,2,,)ix i n a ==，得11211ln(1)2()(1)1i i a a i i i i +<==-++， ∴11111111ln(1)2[(1)()()]2(1)222311ni i a n n n =+<-+-++-=-<++∑， 即12111ln[(1)(1)(1)]2n a a a +++<，即21212111e 9nna a a a a a +++<<．（14分）。
