绝密★启用前2014年普通高等学校招生全国统一考试(湖南卷)数学(理工农医类)本试题卷包括选择题、填空题和解答题三部分,共6页.时量120分钟.满分150分.一、选择题:本大题共10小题,每小题5分,共50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.满足ii z z +=(i 为虚数单位)的复数z =( )A .11i 22+B .11i 22-C .11i 22-+D .11i 22--2.对一个容量为N 的总体抽取容量为n 的样本,当选取简单随机抽样、系统抽样和分层抽 样三种不同方法抽取样本时,总体中每个个体被抽中的概率分别为1p ,2p ,3p ,则( ) A .123p p p =< B .231p p p =< C .132p p p =<D .123p p p ==3.已知()f x ,()g x 分别是定义在R 上的偶函数和奇函数,且32()()1f x g x x x -=++,则 (1)(1)f g +=( )A .3-B .1-C .1D .3 4.51(2)2x y -的展开式中23x y 的系数是( )A .20-B .5-C .5D .205.已知命题p :若x y >,则x y -<-;命题q :若x y >,则22x y >.在命题①p q ∧;②p q ∨;③()p q ∧⌝;④()p q ⌝∨中,真命题是( )A .①③B .①④C .②③D .②④6.执行如图1所示的程序框图,如果输入的[2,2]t ∈-,则输出的S 属于 ( )A .[6,2]--B .[5,1]--C .[4,5]-D .[3,6]-7.一块石材表示的几何体的三视图如图2所示.将该石材切削、打磨,加工成球,则能得到的最大球的半径等于( )A .1B .2C .3D .48.某市生产总值连续两年持续增加.第一年的增长率为p ,第二年的增长率为q ,则该市这两年生产总值的年平均增长率为( )A .2p q+ B .(1)(1)12p q ++-CD19.已知函数()sin()f x x ϕ=-,且2π30()d 0f x x =⎰,则函数()f x 的图象的一条对称轴是( )A .5π6x =B .7π12x =C .π3x =D .π6x = 10.已知函数21()e (0)2x f x x x =+-<与2()ln()g x x x a =++的图象上存在关于y 轴对称的点,则a 的取值范围是( )A.(-∞ B.(-∞ C.( D.(二、填空题:本大题共6小题,考生作答5小题,每小题5分,共25分.(一)选做题(请考生在第11,12,13三题中任选两题作答,如果全做,则按前两题记分)11.在平面直角坐标系中,倾斜角为π4的直线l 与曲线C :2cos ,1sin ,x y αα=+⎧⎨=+⎩(α为参数)交于A ,B 两点,且||2AB =.以坐标原点O 为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,则直线l 的极坐标方程是 .12.如图3,已知AB ,BC 是O 的两条弦,AO BC ⊥,ABBC =则O 的半径等于 .13.若关于x 的不等式|2|3ax -<的解集为51{|}33x x -<<,则a = . (二)必做题(14~16题)14.若变量x ,y 满足约束条件,4,,y x x y y k ⎧⎪+⎨⎪⎩≤≤≥且2z x y =+的最小值为6-,则k = .15.如图4,正方形ABCD 和正方形DEFG 的边长分别为,()a b a b <,原点O 为AD 的中点,抛物线22(0)y px p =>经过C ,F 两点,则ba= .16.在平面直角坐标系中,O 为原点,(1,0)A -,(0,3)B ,(3,0)C ,动点D 满足||1CD =,则||OA OB OD ++的最大值是 .三、解答题:本大题共6小题,共75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)某企业有甲、乙两个研发小组,他们研发新产品成功的概率分别为23和35.现安排甲组研发新产品A ,乙组研发新产品B .设甲、乙两组的研发相互独立. (Ⅰ)求至少有一种新产品研发成功的概率;(Ⅱ)若新产品A 研发成功,预计企业可获利润120 万元;若新产品B 研发成功,预计企业可获利润100 万元,求该企业可获利润的分布列和数学期望.-----在--------------------此--------------------卷--------------------上--------------------答--------------------题--------------------无--------------------效---------姓名________________ 准考证号_____________图1图2图3图418.(本小题满分12分)如图5,在平面四边形ABCD 中,1AD =,2CD =,AC = (Ⅰ)求cos CAD ∠的值;(Ⅱ)若cos BAD ∠=sin 6CBA ∠=, 求BC 的长.19.(本小题满分12分)如图6,四棱柱1111ABCD A B C D -的所有棱长都相等,AC BD O =,11111AC B D O =,四边形11ACC A 和四边形11BDD B 均为矩形. (Ⅰ)证明:1O O ⊥底面ABCD ;(Ⅱ)若60CBA ∠=,求二面角11C OB D --的余弦值.20.(本小题满分13分)已知数列{}n a 满足11a =,1||n n n a a p +-=,*n ∈N .(Ⅰ)若{}n a 是递增数列,且1a ,22a ,33a 成等差数列,求p 的值; (Ⅱ)若12p =,且21{}n a -是递增数列,2{}n a 是递减数列,求数列{}n a 的通项公式.21.(本小题满分13分)如图7,O 为坐标原点,椭圆1C :()222210x y a b a b +=>>的左、右焦点分别为1F ,2F ,离心率为1e ;双曲线2C :22221x y a b -=的左、右焦点分别为3F ,4F ,离心率为2e .已知12e e =,且241F F =-. (Ⅰ)求1C ,2C 的方程;(Ⅱ)过1F 作1C 的不垂直于y 轴的弦AB ,M 为AB 的中点.当直线OM 与2C 交于P ,Q 两点时,求四边形APBQ 面积的最小值.21.(本小题满分13分)已知常数0a >,函数2()ln(1)2xf x ax x =+-+. (Ⅰ)讨论()f x 在区间(0+)∞,上的单调性;(Ⅱ)若()f x 存在两个极值点1x ,2x ,且12()()0f x f x +>,求a 的取值范围.图5图6图72014年普通高等学校招生全国统一考试(湖南卷)数学(理工农医类)答案解析一、选择题 1.【答案】B【解析】由题意可知i i z z +=,所以i ()1z z =+,令z a bi =+,经化简可知1a ba b =-⎧⎨=+⎩,所以12a =,12b =-,即11i 22z =-,故选B.【提示】根据复数的基本运算即可得到结论. 【考点】复数的四则运算 2.【答案】D【解析】根据随机抽样的原理可得简单随机抽样,系统抽样和分层抽样都必须满足每个个体被抽到的概率相等,即123p p p ==.故选D.【提示】根据简单随机抽样、系统抽样和分层抽样的定义即可得到结论. 【考点】随机抽样的概率 3.【答案】C【解析】因为()f x 为偶函数,()g x 为奇函数,所以()()f x f x -=,()()g x g x =--,即()()()()f x f x g x g x =-⎧⎨-=-⎩,联立3232()()1()()1f xg x x x f x g x x x ⎧-=++⎪⎨---=-++⎪⎩,得出2()1f x x =+,3()g x x =-,所以(1)(1)211f g +=-=,故选C.【提示】因为()f x 为偶函数,()g x 为奇函数,所以()()f x f x -=,()()g x g x =--,联立方程得出()f x 和()g x 的解析式,再令1x =即可. 【考点】对数奇偶性 4.【答案】A【解析】根据()()555122rr rr r C x y --⎛⎫- ⎪⎝⎭,所以23x y 的系数为23351(2)202C ⎛⎫-=- ⎪⎝⎭,故选A.【提示】利用二项式定理的展开式的通项公式,求解所求项的系数即可. 【考点】二项式定理 5.【答案】C【解析】根据不等式的性质可知,若x y >,则x y -<-成立,即p 为真命题,当1x =,1y =-时,满足x y >,但22x y >不成立,即命题q 为假命题,则①p q ∧为假命题;②p q ∨为真命题;③()p q ∧⌝为真命题;④()p q ⌝∨为假命题,故选:C.【提示】根据不等式的性质分别判定命题p ,q 的真假,利用复合命题之间的关系即可得到结论.【考点】非、或、且,真假命题 6.【答案】D【解析】当[2,0)t ∈-时,运行程序如下,221(1,9]t t =+∈,(26]3,S t -=∈-,当[0,2]t ∈时,[,1]33S t ∈--=-,则(2,6][3,1][3,6]S ∈---=-,故选D.【提示】根据程序框图,结合条件,利用函数的性质即可得到结论. 【考点】循环结构流程图 7.【答案】B【解析】由图可知该几何体的为三棱柱,所以最大球的半径为正视图直角三角形内切圆的半径r,则628r r r -+=-,故选B.【提示】由题意,该几何体为三棱柱,所以最大球的半径为正视图直角三角形内切圆的半径r .【考点】几何体的体积 8.【答案】D【解析】由题意可知:设平均增长率为x ,由2(1)(1)(1)p q x ++=+,1x +=所以1x =,故选D.【提示】根据增长率之间的关系,建立方程关系即可得到结论. 【考点】增长率 9.【答案】A 【解析】由2π30⎰()0f x dx =,可以得出2πcos cos()3ϕϕ⎛⎫-=- ⎪⎝⎭,即π3ϕ=,所以()s i n 3f x x π⎛⎫=- ⎪⎝⎭,因此一条对称轴为πππ32x k -=+(k ∈Z )所以5π6x =,故选A. 【提示】由2π3⎰()0f x dx =,可以得到ϕ的值,可以知道对称轴x 从而求得x 的值.【考点】积分,对称轴,三角函数 10.【答案】B【解析】由题可得函数()f x 的图象上存在020001,e (0)2x P x x x ⎛⎫+-< ⎪⎝⎭关于y 轴对称的点02001,e 2x Q x x ⎛⎫-+- ⎪⎝⎭在函数2()l n ()g x x x a =++的图象上,从而0220001e ()ln()2x x x x a +-=-+-+,即001e ln()02x x a --+-=,问题等价于函数001()e ln()2xh x x a =--+-在(,0)x ∈-∞存在零点.即(a ∈-∞【提示】由题意可得001e ln()02xx a ---+=有负根,采用数形结合的方法可判断出a 的取值范围. 【考点】对称性 二、填空题11.【答案】(cos sin )1p θθ-=【解析】设直线方程y x b =+,联立22(2)(1)1x y y x b ⎧-+-=⎨=+⎩得出2222(3)420x x b b b --++-=,由韦达定理212422b b x x +-=,123x x b +=-,又有||2AB ===所以最后得出1b =-,故直线方程1x y -=,所以极坐标方程为(cos sin )1p θθ-=【提示】由题意可得直线l 的方程为y x b =+,曲线方程化为直角坐标,表示一个圆,由于弦长正好等于直径,可得圆心(2,1)在直线l 上,由此求得b 的值,可得直线的方程. 【考点】直线与参数方程的位置关系,极坐标12.【答案】32【解析】设线段AO 与BC 于点D 延长AO 交圆与另外一点E,则BD DC =,由ABD △的勾股定理可得1AD =,由双隔线定理可得2BD DC AD DE DE =⇒=,则直线332AE r =⇒=,故填32.【提示】设垂足为D ,O 的半径等于R ,先计算AD ,再计算R 即可. 【考点】勾股定理,双割线定理 13.【答案】3-【解析】由题可得523231233aa a ⎧--=⎪⎪⇒=-⎨⎪-=⎪⎩,故填:3- 【提示】由题可得52321233aa ⎧--=⎪⎪⎨⎪-=⎪⎩,可得a 的值.【考点】绝对值不等式 14.【答案】2-【解析】作出不等式组4y x x y y k ≤⎧⎪+≤⎨⎪≥⎩表示的区域,可以得出三条直线的交点(),k k ,(4),k k -,(2)2,,且y x ≤,4x y +≤的可行域,所以2k ≤,则当(),k k 为最优解时,362k k =-⇒=-,当(4),k k -为最优解时,2(4)614k k k -+=-⇒=,因为2k ≤,所以2k =-,故填2-.【提示】做出不等式对应的平面区域,利用线性规划的知识,确定k 的值即可. 【考点】线性规划 15.1【解析】由,2a C a ⎛⎫- ⎪⎝⎭,,2a F b b ⎛⎫+ ⎪⎝⎭,则22122a pab a a b p b ⎧=⎪⇒=⎨⎛⎫=+ ⎪⎪⎝⎭⎩1. 【提示】可先由图中的点与抛物线的位置关系,写出C ,F 两点的坐标,再将坐标代入抛物线方程中,消去参数p 后,得到a ,b 的关系式,再寻求ba 的值.【考点】抛物线16.【答案】1]【解析】动点D 的轨迹为以C 为圆心的单位圆,设为(3cos ,sin )θθ+([0,2π))θ∈,则||OA OB OD ++==,因为2c o s 3s i nθθ的取值范围为[[=,827(11+=+1=,所以||OA OB OD ++的取值范围为1]+.【提示】由题意设点D 的坐标为(3c o s θθ+,求得||8OA OB OD ++=+.根据2cos sin θθ的取值范围,可得||OA OB OD ++的最大值.【考点】平面向量的基本运算 三、解答题 17.【答案】(Ⅰ)1315(Ⅱ)140【解析】(Ⅰ)记{}E =甲组研发新产品成功,{}F =乙组研发新产品成功.由题设知2()3P E =,1()3P E =,3()5P F =,2()5P F =,故所求的概率为13()()()()()()15P P F P E P E P F P E P F =++=. (Ⅱ)设企业可获利润为X (万元),则X 的可能取值为0,100,120,220.因122(0)()3515P X P EF ===⨯=,133(100)()3515P X P EF ===⨯=,224(120)()3515P X P EF ===⨯=,236(220)()3515P X P EF ===⨯=,数学期望为30048013202100()0100120220140151515151515E X ++=⨯+⨯+⨯+⨯===. 【提示】(Ⅰ)利用对立事件的概率公式,计算即可, (Ⅱ)求出企业利润的分布列,再根据数学期望公式计算即可.【考点】分布列和数学期望,概率 18.【答案】(Ⅱ)3【解析】(Ⅰ)在ADC △中,由余弦定理,得222cos 2AC AD CD CAD AC AD+-∠=故由题设知,cos CAD ∠==(Ⅱ)sin 14BAD ∠== 于是sin sin()BAC BAD CAD ∠=∠-∠sin cos cos sin BAD CAD BAD CAD =∠∠-∠∠27721⎛⎫=-- ⎪ ⎪⎝⎭ . 在ABC △中,由正弦定理,sin sin BC ACBAC CBA=∠∠,故37sin 3sin AC BACBC CBA∠===∠. 【提示】(Ⅰ)利用余弦定理,利用已知条件求得cos CAD ∠的值.(Ⅱ)根据cos CAD ∠,cos BAD ∠的值分别,求得sin BAD ∠和sin CAD ∠,进而利用两角和公式求得sin BAC ∠的值,最后利用正弦定理求得BC . 【考点】解三角形,余弦定理,正弦定理19.【答案】(Ⅰ)如图,因为四边形11ACC A 为矩形,所以1CC AC ⊥. 同理1DD BD ⊥.因为11CC DD ∥,所以1CC BD ⊥. 而ACBD O =,因此1C C B D C A ⊥底面.由题设知,11O O C C ∥. 故1C O B D O A ⊥底面.(Ⅱ)如图2,过1O 作11O H OB ⊥于H ,连接1HC . 由(Ⅰ)知,1C O B D O A ⊥底面, 所以11111O O A B C D ⊥底面, 于是111O O AC ⊥.又因为四棱柱1111A B ABC C D D -的所有棱长都相等, 所以四边形1111A B C D 是菱形,因此1111AC B D ⊥,从而1111AC BDD B ⊥平面, 所以111AC OB ⊥,于是111OB O HC ⊥平面, 进而11OB C H ⊥.故11C HO ∠是二面角11C OB D --的平面角. 不妨设2AB =.因为60CBA ∠=︒,所以OB =1OC =,1OB =. 在11Rt OO B △中,易知11111OO O B O H OB ==而111O C =,于是1C H故1111cos O H C HO C H∠==. 即二面角11C OB D --【提示】(Ⅰ)由已知中,四棱柱1111ABCD A B C D -的所有棱长都相等,ACBD O =,11111AC B D O =,四边形11ACC A 和四边形11BDD B 均为矩形.可得111O O CC BB ∥∥且1CC AC ⊥,1BB BD ⊥,进而1OO AC ⊥,1OO BD ⊥,再由线面垂直的判定定理得到1O O ABCD ⊥底面;(Ⅱ)由线面垂直,线线垂直推得111AC OB ⊥,11OB C H ⊥,所以11C HO ∠是二面角11C OB D --的平面角.再由三角函数求得二面角11C OB D --的余弦值.【考点】线线关系、线面关系,二面角20.【答案】(Ⅰ)13p =(Ⅱ)141(1)332nn n a --=+ 【解析】解(Ⅰ)因为{}n a 是递增数列,所以11||nn n n n a a a a p ++-=-=.而11a =,因此又1a ,22a ,33a 成等差数列, 所以21343a a a =+,因而230p p -=,解得13p =,0p =,当0p =时,1n n a a +=, 这与{}n a 是递增数列矛盾.故13p =.(Ⅱ)由于21{}n a -是递增数列,因而21210n n a a +-->,于是212221()()0n n n n a a a a +--+->①,但2211122n n -<,所以212221||||n n n n a a a a +--<-②, 由①②知,2210n n a a -->,因此21221221(1)122n nn nn a a ---⎛⎫⎪⎝⎭--==③, 因为{}n a 是递减数列,同理可得,2120n n a a +-<,故22121221(1)22nn n n na a ++⎛⎫ ⎪⎝⎭--=-=④,由③④即知,11(1)2n n n na a ++--=.于是 121321()()...()n n n a a a a a a a a ----=++++2111(1)1222nn --=+-++112121()1121n ---=++ 141(1)332nn --=+. 故数列{}n a 的通项公式为141(1)332nn n a --=+. 【提示】(Ⅰ)根据条件去掉式子的绝对值,分别令1n =,2代入求出2a 和3a ,再由等差中项的性质列出关于p 的方程求解,利用“{}n a 是递增数列”对求出的p 的值取舍;(Ⅱ)根据数列的单调性和式子“1||nn n a a p +-=”、不等式的可加性,求出221n n a a --和1n n a a +-,再对数列{}n a 的项数分类讨论,利用累加法和等比数列前n 项和公式,求出数列{}n a 的奇数项、偶数项对应的通项公式,再用分段函数的形式表示出来. 【考点】等差、等比数列,数列的单调性,通项公式21.【答案】(Ⅰ)1C 的方程为2212x y +=2C的方程为2212xy -=(Ⅱ)2【解析】(Ⅰ)因为12e e =,22a b +=44434a b a -=,因此222a b =,从而2(,0)F b,4,0)F , 24||1b F F -==, 所以1b =,22a =.故1C ,2C 的方程分别为2212x y +=,2212x y -=.(Ⅱ)因AB 不垂直于y 轴,且过点1(1,0)F -,故可设直线AB 的方程为1x my =-.由22112x my x y =-⎧⎪⎨+=⎪⎩,得22(2)210m y my +--=,易知此方程的判别式大于0. 设11(,)A x y ,22(,)B x y ,则1y ,2y 是上述方程的两个实根,所以12222m y y m +=+,12212y y m =-+,因此121224()22x x m y y m -+=+-=+,于是AB 的中点为222,22m M m m -⎛⎫ ⎪++⎝⎭, 故直线PQ 的斜率为2m-,PQ 的方程为2m y x =-,即20mx y +=.由22212m y x x y ⎧=-⎪⎪⎨⎪-=⎪⎩,得22(2)4m x -=, 所以220m ->,且2242x m =-,2222m y m=-,从而||PQ ==设点A 到直线PQ 的距离为d ,则点B 到直线PQ 的距离也为d ,所以2d =. 因为点A 、B 在直线20mx y +=的异侧, 所以1122(2)(2)0mx y mx y ++<,于是11221122|2||2||22|mx y mx y mx y mx y +++=+--,从而22d =,又因为21221||m y y +-=,所以2212m d +=.故四边形APBQ 的面积22212213||2221222mS PQ d mm+===-+--. 而2022m <-≤,故当0m =时,S 取得最小值2. 综上所述,四边形APBQ 面积的最小值为2.【提示】(Ⅰ)由斜率公式写出1e ,2e 把双曲线的焦点用含有a ,b 的代数式表示,结合已知条件列关于a ,b 的方程组求解a ,b 的值,则圆锥曲线方程可求;(Ⅱ)设出AB 所在直线方程,和椭圆方程联立后得到关于y 的一元二次方程,由根与系数的关系得到AB 中点M 的坐标,并由椭圆的焦点弦公式求出AB 的长度,写出PQ 的方程,和双曲线联立后解出P ,Q 的坐标,由点到直线的距离公式分别求出P ,Q 到AB 的距离,然后代入三角形面积公式得四边形APBQ 的面积,再由关于n 的函数的单调性求得最值.【考点】曲线标准方程,焦点、离心率,直线与曲线的位置关系,最值22.【答案】(Ⅰ)当1a ≥时,()f x 在区间(0,)+∞上单调递增当01a <<时,()f x 在区间⎛ ⎝上单调递减,在区间⎛⎫+∞ ⎪ ⎪⎝⎭上单调递增 (Ⅱ)1,12⎛⎫⎪⎝⎭【解析】(Ⅰ)2222(2)24(1)()1(2)(1)(2)a x x ax a f x ax x ax x +-+-'=-=++++, 当1a ≥时,此时()f x 在区间(0,)+∞上单调递增.当01a <<时,由()0f x '<得1x =2x =-舍去). 当1(0,)x x ∈时()0f x '<;当11(,)x x ∈+∞时,()0f x '>, 故()f x 在区间1(0,)x 上单调递增,在区间1(,)x +∞上单调递增. 综上所述:当1a ≥时,()f x 在区间(0,)+∞上单调递增;当01a <<时,()f x 在区间⎛ ⎝上单调递减,在区间⎛⎫+∞ ⎪ ⎪⎝⎭上单调递增. (Ⅱ)由(Ⅰ)式知.当1a ≥,()0f x '>,此时()f x 不存在极值点,因而要使得()f x 有两个极值点,必有01a <<. 又()f x 的极值点只可能是1x =2x =-,且由()f x 的定义可知,1x a >-且2x ≠-,所以1a -.2≠-,解得12a ≠. 此时,由上式易知,1x ,2x 分别是()f x 的极小值点和极大值点,而1221222()()ln(1)ln(1)22x xf x f x ax ax x x +=+-++-++ 21212ln[1()]a x x a x x =+++-1212121244()2()4x x x x x x x x +++++24(1)ln(21)21a a a -=--- 22ln(21)221a a =-+--, 令21a x -=,由01a <<且12a ≠知:当102a <<时,10x -<<;当112a <<时,01x <<. 记22()ln 2g x x x=+-.(ⅰ)当10x -<<时,2()2ln()2g x x x =-+-,所以222222()0x g x x x x -'=-=<. 因此,()g x 在区间(10)-,上单调递减,从而()(1)40g x g <-=-<, 故当102a <<时,12()()0f x f x +<.(ⅱ)当10x <<时,2()2ln 2g x x x =+-,所以222()0g x x x '=-<,因此.()g x 在区间(0)1,上单调递减,从而()(1)0g x g >=. 故当112a <<时,12()()0f x f x +>,综上所述.满足条件的a的取值范围为1,12⎛⎫ ⎪⎝⎭.【提示】(Ⅰ)利用导数判断函数的单调性,注意对a分类讨论;(Ⅱ)利用导数判断函数的极值,注意a的讨论及利用换元法转化为求函数最值问题解决. 【考点】函数单调性,极值,导数的性质与应用。