2010年普通高等学校招生全国统一考试(天津卷)数 学(文史类)一、选择题: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.i 是虚数单位,复数3i1i+=-( ) A .12i + B .24i + C .12i -- D .2i -【测量目标】复数的基本运算. 【考查方式】考查了复数的除法运算,将分子、分母同乘以分母的共轭复数,将分母实数化. 【参考答案】A 【试题解析】3i 1i +=-(3i)(1i)2++24i12i 2+==+,故选A .2.设变量,x y 满足约束条件311x y x y y +⎧⎪--⎨⎪⎩≤≥≥,则目标函数42z x y =+的最大值为( )A .12B .10C .8D .2 【测量目标】二元线性规划求目标函数的最值.【考查方式】给出不等式组,作出其表示的可行域、再通过平移图象求最优解.【参考答案】B【试题解析】画出平面区域可知,当直线42z x y =+经过点21(,)时,目标函数42z x y =+取得最大值10,故选B .3.阅读右边的程序框图,运行相应的程序,则输出S 的值为( )A .1-B .0C .1D .3 【测量目标】循环结构的程序框图.【考查方式】根据所给程序框图读出其循环结构表示的计算功能并计算求解.【参考答案】B【试题解析】由程序框图知:当1i =时,13113S =⨯-+=(); 当2i =时,33214S =⨯-+=();当3i =时,43311S =⨯-+=(); 当4i =时,13410S =⨯-+=(),因为当i 大于4,就输出S 了,故选B . 4.函数e 2xf x x =+-() 的零点所在的一个区间是( )A .2,1--()B .1,0-()C .0,1()D .1,2()【测量目标】函数零点的求解与判断.【考查方式】给出函数,利用函数根的存在性定理判断.【参考答案】C【试题解析】因为0(0)e 210f =-=-<,1(1)e 12e 10f =+-=->,故选C .5.下列命题中,真命题是( )A .m ∃∈R ,使函数2f x x mx x =+∈R ()()是偶函数B .m ∃∈R ,使函数2f x x mx x =+∈R ()()是奇函数C .m ∀∈R ,使函数2f x x mx x =+∈R ()()是偶函数D .m ∀∈R ,使函数2f x x mx x =+∈R ()()是奇函数 【测量目标】全称命题与存在性命题真假的判断.【考查方式】直接给出条件,判断函数的奇偶性进而判断命题的真假. 【参考答案】A【试题解析】当0m =时,函数22()f x x mx x =+=是偶函数,故选A .6.设54log 4,log 3,log 5a b c ===25(),则( )A .a c b <<B .b c a <<C .a b c <<D .b a c << 【测量目标】函数单调性的综合应用.【考查方式】将,,a b c 分别与1作比较,根据题意结合排除法作比较. 【参考答案】D【试题解析】因为55log 4log 5=1a =<,2255(log 3)(log 5)=1b =<,44log 5log 41c =>=,(步骤1) 所以c 最大,排除A 、B ;(步骤2)又因为(0,1)a b ∈、,所以a b >,故选D .(步骤3)7.设集合{}{}|||1,,|15,.A x x a x B x x x A B =-<∈=<<∈=∅R R 若,则实数a 的取值范围是A .{}|06a a ≤≤B .{}|2,a a a ≤或≥4 C .{}|0,6a a a ≤或≥ D .{}|24a a ≤≤ 【测量目标】集合间的关系及不等式求解问题.【考查方式】根据题意用绝对值不等式解法求解. 【参考答案】C【试题解析】因为{}|11A x a x a =-<<+,A B =∅ ,所以11a +≤或15a -≥,解得实数a 的取值范围是{}|0,6a a a ≤或≥,故选C .8.右图是函数sin y A x x ωϕ=∈R (+)()在区间π5π,66⎡⎤-⎢⎥⎣⎦上的图象,为了得到这个函数的图象,只要将sin y x x =∈R ()的图象上所有的点( )A .向左平移π3个单位长度,再把所得各点的横坐标缩短到原来的12倍,纵坐标不变 B . 向左平移π3个单位长度,再把所得各点的横坐标伸长到原来的2倍,纵坐标不变 C .向左平移π6个单位长度,再把所得各点的横坐标缩短到原来的12倍,纵坐标不变 D .向左平移π6个单位长度,再把所得各点的横坐标伸长到原来的2倍,纵坐标不变【测量目标】函数sin()y A x ωϕ=+的图象及其变换.【考查方式】先求出函数解析式中的字母取值,再根据正弦三角函数的图象变换性质得出结果.【参考答案】A【试题解析】由给出的三角函数图象知,1A =,2ππω=,解得2ω=,(步骤1)又π2(06ϕ⨯-=)+,所以π3ϕ=,即原函数解析式为πsin(2)3y x =+.(步骤2) 所以只要将sin y x x =∈R ()的图象上所有的点先向左平移π3个单位长度,再把所得各点的横坐标缩短到原来的12倍,纵坐标不变即可得到函数πsin(2)3y x =+的图象,故选A .(步骤3)9.如图,在ABC △中,AD AB ⊥,BC = ,1AD =,则AC AD =( )A .B .2 C .3D 【测量目标】平面向量的数量积计算.【考查方式】给出条件,利用平面向量的数量积运算转化求值. 【参考答案】D【试题解析】AC AD cos AC AD DAC =∠ cos AC DAC =∠ ||sin AC BAC =∠= ||sin BC B =|sin BD B=D .10.设函数2()2()g x x x =-∈R ,()4,()()(),()g x x x g x f x g x x x g x ++<⎧=⎨-⎩≥,则()f x 的值域是( )A .9,0(1,)4⎡⎤-+∞⎢⎥⎣⎦ B .[0,)+∞ C .9,4⎡⎫-+∞⎪⎢⎣⎭ D .9,0(2,)4⎡⎤-+∞⎢⎥⎣⎦【测量目标】函数解析式表达与其的值域.【考查方式】已知两个函数的解析式,利用两函数之间的关系求出分段函数的值域. 【参考答案】D【试题解析】由题意222,()()2,()x x x g x f x x x x g x ⎧++<⎪=⎨-->⎪⎩222,(,1)(2,)2,(1,2)x x x x x x ⎧++∈-∞-+∞⎪=⎨--∈-⎪⎩2217(),(,1)(2,)2419(),(1,2)24x x x x ⎧++∈-∞-+∞⎪⎪=⎨⎪--∈-⎪⎩ ,(步骤1)所以当(,1)(2,)x ∈-∞-+∞ 时,()f x 的值域为(2,)+∞;当(1,2)x ∈-时,()f x 的值域为9,04⎡⎫-⎪⎢⎣⎭,故选D .(步骤2)第Ⅱ卷二、填空题:本大题共6小题,每小题4分,共24分.把答案填在题中的横线上.11.如图,四边形ABCD 是圆O 的内接四边形,延长AB 和DC 相交于点P .若1PB =,3PD =,则BCAD的值为 .【测量目标】四点共圆与相似三角形的性质.【考查方式】给出四点共圆的条件,根据题意得出两三角形相似,再利用相似三角形的性质求解.【参考答案】13【试题解析】因为ABCD 四点共圆,所以∠DAB =PCB ∠,CDA PBC ∠=∠,(步骤1)因为P ∠为公共角,所以△PBC ∽△PAB ,(步骤2)所以PB PD =PC PA =BC AD,所以BC AD =PB PD =13.(步骤3) 12.一个几何体的三视图如图所示,则这个几何体的体积为 .【测量目标】由三视图求几何体的体积.【考查方式】根据图象得出几何体为底面为直角梯形的直棱柱及它的各边长,再利用体积公式求解. 【参考答案】3【试题解析】由三视图知,该几何体是一个底面为直角梯形的直棱柱,棱柱的高为1,梯形的上下底面边长分别为1、2,梯形的高为2,所以这个几何体的体积为1(12)2132+⨯⨯=.13.已知双曲线22221(0,0)x y a b a b-=>>的一条渐近线方程是y =,它的一个焦点与抛物线216y x =的焦点相同.则双曲线的方程为 .【测量目标】圆锥曲线之间的关系以及各自本身的性质. 【考查方式】给出双曲线渐近线方程及其与已知抛物线的关系,根据双曲线和抛物线的定义和性质利用待定系数法求双曲线方程.【参考答案】221412x y -= 【试题解析】由题意知,双曲线的一个焦点为40(,),即2216a b +=,(步骤1)又因为已知双曲线22221(0,0)x y a b a b -=>>的一条渐近线方程是y =,所以有ba=,即b =,(步骤2) 可解得24a =,212b =,故双曲线的方程为221412x y -=.(步骤3) 14.已知圆C 的圆心是直线10x y -+=与x 轴的交点,且圆C 与直线30x y ++=相切.则圆C 的方程为 .【测量目标】圆的方程、直线与圆的位置关系. 【考查方式】给出圆心和该圆与已知直线的位置关系,求出圆心坐标再根据圆与直线相切的性质求圆的方程.【参考答案】22(1)2x y ++=【试题解析】因为圆C 的圆心是直线10x y -+=与x 轴的交点,所以圆心坐标为10-(,),(步骤1)因为直线与圆相切,所以圆心到直线的距离等于半径,即r==C的方程为22(1)2x y++=.(步骤2)15.设{}n a是等比数列,公比q=n S为{}n a的前n项和.记*2117,n nnnS ST na+-=∈N.设nT为数列{}n T的最大项,则0n= .【测量目标】等比数列的通项公式与前n项和公式的应用、均值不等式求最值.【考查方式】给出等比数列的公比以及两数列的关系,根据题意设参数代入关系式利用均值不等式求解.【参考答案】4【试题解析】因为211*1(1)(1)1711,n nn na q a qq qT na q-----=∈N217(1)(1)(1)n nnq qq q---=-,(步骤1)设n q t=,则nT2=2==-≤-+=(步骤2)=,即4t=,所以当nT为数列{}n T的最大项时,04n=.(步骤3)16.设函数1()f x xx=-,对任意[1,()()0x f mx mf x∈+∞+<),恒成立,则实数m的取值范围是.【测量目标】函数中的恒成立问题.【考查方式】给出函数解析式及恒成立的函数关系式,求实数m的取值范围.【参考答案】(,1)-∞-【试题解析】因为对任意[1,)x∈+∞,1()()20mf mx mf x mxmx x+=--<恒成立,所以当0m<时,有222210m x m-->对任意[1,)x∈+∞恒成立,即222110m m⨯-->,解得21m>,即1m<-;(步骤1)当0m>时,有222210m x m--<对任意[1,)x∈+∞恒成立,x无解,综上所述实数m的取值范围是1m <-.(步骤2)三、解答题:本大题共6小题,共76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)在ABC △中,cos cos AC BAB C=. (Ⅰ)证明B C =;(Ⅱ)若1cos 3A =-,求πsin 43B ⎛⎫+ ⎪⎝⎭的值. 【测量目标】正弦定理、余弦定理及其应用并熟练应用倍角公式.【考查方式】给出三角形的边角关系,根据正弦定理及两角和与差的正弦求解. 【试题解析】(Ⅰ)证明:在△ABC 中,由正弦定理及已知得sin sin B C cos cos BC=.于是sin cos cos sin 0B C B C -=,即sin 0B C -=().(步骤1)因为ππB C -<-<,从而0B C -=. 所以B C =.(步骤2)(Ⅱ)解:由πA B C ++=和(Ⅰ)得π2A B =-,故cos2cos π2B B =--()1cos 3A =-=.(步骤3)又02πB <<,于是sin2B =3=.(步骤4)从而sin 42sin 2cos 29B B B ==,227cos 4cos 2sin 29B B B =-=-.(步骤5)所以πππsin(4)sin 4cos cos 4sin 333B B B +=+=.(步骤6) 18.(本小题满分12分)有编号为12,,A A …10A 的10个零件,测量其直径(单位:cm ),得到下面数据:其中直径在区间[]1.481.52,内的零件为一等品.(Ⅰ)从上述10个零件中,随机抽取一个,求这个零件为一等品的概率;(Ⅱ)从一等品零件中,随机抽取2个.(i )用零件的编号列出所有可能的抽取结果; (ii )求这2个零件直径相等的概率. 【测量目标】排列、组合及其应用.【考查方式】用列举法计算随机事件所含的基本事件数及事件发生的概率. 【试题解析】(Ⅰ)解:由所给数据可知,一等品零件共有6个.设“从10个零件中,随机抽取一个为一等品”为事件A ,则6()10P A =35=.(步骤1) (Ⅱ)(i )解:一等品零件的编号为123456,,,,,A A A A A A .从这6个一等品零件中随机抽取2个,所有可能的结果有:{}{}{}121314,,,,,A A A A A A ,{}{}1516,,,A A A A ,{}23,A A ,{}{}2425,,,A A A A ,{}{}{}263435,,,,,A A A A A A ,{}{}{}364546,,,,,A A A A A A ,{}56,A A 共有15种.(步骤2) (ii )解:“从一等品零件中,随机抽取的2个零件直径相等”(记为事件B )的所有可能结果有:{}{}{}141646,,,,,A A A A A A ,{}{}{}232535,,,,,A A A A A A ,共有6种.(步骤3)所以62()155P B ==.(步骤4) 19.(本小题满分12分)如图,在五面体ABCDEF 中,四边形ADEF 是正方形,FA ⊥平面ABCD ,BC AD ,1CD =,AD =45BAD CDA ︒∠=∠=.(Ⅰ)求异面直线CE 与AF 所成角的余弦值; (Ⅱ)证明CD ⊥平面ABF ;(Ⅲ)求二面角B EF A --的正切值. 【测量目标】几何体中的线与线、线与面以及面与面的综合考察.【考查方式】找出异面直线所成的角,根据题意利用线面垂直的性质求其余弦值;作辅助线根据线面关系证明线面垂直;找出二面角的平面角利用已知条件和线面关系求其正切值. 【试题解析】(Ⅰ)解:因为四边形ADEF 是正方形,所以FA ED .故CED ∠为异面直线CE 与AF 所成的角.(步骤1)因为FA ⊥平面ABCD ,所以FA CD ⊥.故ED CD ⊥.(步骤2)在Rt CDE △中,1CD =,ED =3CE ==,故cos CED ∠ED CE ==所以异面直线CE 和AF 所成角的余弦值为3.(步骤3) (Ⅱ)证明:过点B 作BG CD ,交AD 于点G ,则45BGA CDA ∠=∠=.(步骤4)由45BAD ︒∠=,可得BG AB ⊥,从而CD AB ⊥,(步骤5)又CD FA ⊥,FA AB A = ,所以CD ⊥平面ABF .(步骤6)(Ⅲ)解:由(Ⅱ)及已知,可得AG =G 为AD 的中点.(步骤7)取EF 的中点N ,连接GN ,则G N E F ⊥,因为BC AD ,所以BC EF .(步骤8)过点N 作NM EF ⊥,交BC 于点M ,则GNM ∠为二面角B EF A --的平面角.(步骤9)连接GM ,可得AD ⊥平面GNM ,故AD GM ⊥.从而BC GM ⊥.由已知,可得2GM =.(步骤10) 由F NG A ,FA GM ⊥,得NG GM ⊥. 在Rt NGM △中,1tan 4GM GNM NG ∠==,所以二面角B EF A --的正切值为14.(步骤11)20.(本小题满分12分) 已知函数323()1()2f x ax x x =-+∈R ,其中0a >. (Ⅰ)若1a =,求曲线()y f x =在点(2,(2))f 处的切线方程;(Ⅱ)若在区间11,22⎡⎤-⎢⎥⎣⎦上,()0f x >恒成立,求a 的取值范围. 【测量目标】曲线的切线方程、利用导数研究函数的单调性与极值、解不等式.【考查方式】给出函数式,利用导数求函数的切线方程并判断其单调性和极值,解不等式组.【试题解析】(Ⅰ)解:当1a =时,323()12f x x x =-+,(2)3f =;(步骤1) 2()33f x x x '=-,(2)6f '= .所以曲线()y f x =在点(2,(2))f 处的切线方程为36(2)y x -=-,即69y x =-.(步骤2)(Ⅱ)解:2()=333(1)f x ax x x ax '-=-.令()0f x =,解得10x x a==或.(步骤3) 以下分两种情况讨论:(1) 若1102a <≤,则≥,当x 变化时,(),()f x f x '的变化情况如下表:当11022x f x ⎡⎤∈->⎢⎥⎣⎦,时,()等价于510()08215()0028a f a f -⎧⎧>->⎪⎪⎪⎪⎨⎨+⎪⎪>>⎪⎪⎩⎩即,(步骤4) 解不等式组得55a -<<.因此02a <≤.(步骤5)(2) 若2a >,则11<<.当x 变化时,(),()f x f x '的变化情况如下表:当1122x ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦,时,()0f x >等价于1()021()0f f a ⎧->⎪⎪⎨⎪>⎪⎩即25081102a a-⎧>⎪⎪⎨⎪->⎪⎩,(步骤6)解不等式组得52a <<或2a <-.因此25a <<.(步骤7) 综合(1)和(2),可知a 的取值范围为05a <<.(步骤8)21.(本小题满分14分)已知椭圆22221x y a b +=()0a b >>的离心率2e =,连接椭圆的四个顶点得到的菱形的面积为4.(Ⅰ)求椭圆的方程;(Ⅱ)设直线l 与椭圆相交于不同的两点A B 、,已知点A 的坐标为(,0)a -.(i )若AB |l 的倾斜角; (ii )若点0(0,)Q y 在线段AB 的垂直平分线上,且4QA QB =,求0y 的值.【测量目标】椭圆的标准方程和几何性质、直线的方程、两点间的距离公式、直线的倾斜角、平面向量. 【考查方式】给出椭圆的离心率及内接菱形的面积根据椭圆方程的几何性质求解;给出直线与椭圆交点坐标,根据弦长求直线倾斜角及0y . 【试题解析】(Ⅰ)解:由c e a ==2234a c =.再由222c a b =-,解得2a b =.(步骤1) 由题意可知12242a b ⨯⨯=,即2ab =.(步骤2) 解方程组22a b ab =⎧⎨=⎩,得2,1a b ==,所以椭圆的方程为2214x y +=.(步骤3) (Ⅱ)( i )解:由(Ⅰ)可知点A 的坐标是2,0-().设点B 的坐标为11(,)x y ,直线l 的斜率为k .则直线l 的方程为(2)y k x =+.(步骤4)于是A B 、两点的坐标满足方程组22(2)14y k x x y =+⎧⎪⎨+=⎪⎩,消去y 并整理,得 2222(14)16(164)0k x k x k +++-=. 由212164214k x k --=+,得2122814k x k-=+.从而12414k y k =+.(步骤5)所以2||14AB k =+.(步骤6)由||5AB =2145k =+. 整理得42329230k k --=,即22(1)(3223)0k k -+=,解得1k =±.(步骤7) 所以直线l 的倾斜角为π4或3π4.(步骤8) (ii )解:设线段AB 的中点为M ,由(i )得到M 的坐标为22282,1414k k k k ⎛⎫- ⎪++⎝⎭.(步骤9)以下分两种情况:(1)当0k =时,点B 的坐标是2,0(),线段AB 的垂直平分线为y 轴,于是()()002,,2,.QA y QB y =--=- 由4QA QB =,得y =±0.(步骤10) (2)当0k ≠时,线段AB 的垂直平分线方程为2222181414k k y x k k k ⎛⎫-=-+ ⎪++⎝⎭. 令0x =,解得02614k y k=-+.(步骤11)由()02,QA y =-- ,()110,QB x y y =- ,()()210102222228646214141414k k k k QA QB x y y y k k k k --⎛⎫=---=++ ⎪++++⎝⎭()()4222416151414k k k +-==+, 整理得272k =.故7k =±.所以05y =±步骤12)综上,0y =±或05y =±(步骤13)22.(本小题满分14分)在数列{}n a 中,10a =,且对任意*k ∈N ,21221,,k k k a a a -+成等差数列,其公差为2k . (Ⅰ)证明456,,a a a 成等比数列;(Ⅱ)求数列{}n a 的通项公式; (Ⅲ)记2222323n nn T a a a =+++ ,证明32222n n T n <-≤(≥). 【测量目标】等比数列的性质及求数列的通项公式、等差等比数列的综合应用.【考查方式】给出数列的首项,根据等比数列的定义证明等比数列;利用等差数列的性质求通项公式并根据数列求和分类讨论证明.【试题解析】(Ⅰ)证明:由题设可知,2122a a =+=,3224a a =+=,4348a a =+=,54412a a =+=,65618a a =+=.(步骤1) 从而655432a a a a ==,所以4a ,5a ,6a 成等比数列.(步骤2) (Ⅱ)解:由题设可得21214,k k a a k k *+--=∈N所以()()()2112121212331...k k k k k a a a a a a a a ++----=-+-+-()441...41k k =+-++⨯()21,k k k *=+∈N .(步骤3) 由10a =,得()2121k a k k +=+ ,从而222122k k a a k k +=-=.(步骤4)所以数列{}n a 的通项公式为221,2,2n n n a n n ⎧-⎪⎪=⎨⎪⎪⎩为奇数为偶数或写为()21124n n n a --=+,n *∈N .(步骤5)(Ⅲ)证明:由(Ⅱ)可知()2121k a k k +=+,222k a k =,(步骤6) 以下分两种情况进行讨论:(1) 当n 为偶数时,设()2n m m *=∈N , 若1m =,则2222nk k k n a =-=∑,(步骤7) 若m ≥2,则()()()22222112211112212214441221nm m m m k k k k k k k k k k k k k k a a a k k k --=====++++=+=++∑∑∑∑∑ ()()21111441111222212121m m k k k k m m k k k k k k --==⎡⎤+⎡⎤⎛⎫=++=++-⎢⎥ ⎪⎢⎥++-⎝⎭⎣⎦⎣⎦∑∑ ()11312211222m m n m n ⎛⎫=+-+-=-- ⎪⎝⎭.(步骤8) 所以223122n k k k n a n =-=+∑,从而22322,4,6,8,2n k kk n n a =<-<=∑ (步骤9) (2) 当n 为奇数时,设()21n m m *=+∈N . ()()()22222222121213142221n m k k k k m m m k k m a a a m m m ==+++=+=--++∑∑ ()11314222121m n m n =+-=---+.(步骤10) 所以2231221n k k k n a n =-=++∑,从而22322,3,5,7,2n k k k n n a =<-<=∑ (步骤11) 综合(1)和(2)可知,对任意2,n n *∈N ≥有3222n n T <-≤.(步骤12)。