2010年上海市高考数学试卷(理科)及答案

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2010年上海市高考数学试卷(理科)一、填空题(共14小题,每小题4分,满分56分)1.(4分)不等式的解集为2.(4分)若复数z=1﹣2i(i为虚数单位),则=.3.(4分)动点P到点F(2,0)的距离与它到直线x+2=0的距离相等,则P的轨迹方程为.4.(4分)行列式的值是.5.(4分)圆C:x2+y2﹣2x﹣4y+4=0的圆心到直线3x+4y+4=0的距离d=.6.(4分)随机变量ξ的概率分布率由下图给出:x78910P(ξ=x)0.30.350.20.15则随机变量ξ的均值是.7.(4分)2010年上海世博会园区每天9:00开园,20:00停止入园.在右边的框图中,S表示上海世博会官方网站在每个整点报道的入园总人数,a表示整点报道前1个小时内入园人数,则空白的执行框内应填入.8.(4分)(上海卷理8)对任意不等于1的正数a,函数f(x)=log a(x+3)的反函数的图象都经过点P,则点P的坐标是9.(4分)从一副混合后的扑克牌(52张)中随机抽取1张,事件A为“抽得红桃K”,事件B为“抽得为黑桃”,则概率P(A∪B)=.(结果用最简分数表示)10.(4分)在n行m列矩阵中,记位于第i行第j列的数为a ij(i,j=1,2…,n).当n=9时,a11+a22+a33+…+a99=.11.(4分)将直线l1:nx+y﹣n=0和直线l2:x+ny﹣n=0(n∈N*,n≥2)x轴、y 轴围成的封闭图形的面积记为S n,则S n=.12.(4分)如图所示,在边长为4的正方形纸片ABCD中,AC与BD相交于O,剪去△AOB,将剩余部分沿OC、OD折叠,使OA、OB重合,则以A、(B)、C、D、O为顶点的四面体的体积为.13.(4分)如图所示,直线x=2与双曲线Γ:=1的渐近线交于E1,E2两点,记,,任取双曲线上的点P,若(a,b∈R),则a、b满足的一个等式是.14.(4分)以集合U={a,b,c,d}的子集中选出4个不同的子集,需同时满足以下两个条件:(1)∅、U都要选出;(2)对选出的任意两个子集A和B,必有A⊆B或B⊆A,那么共有种不同的选法.二、选择题(共4小题,每小题5分,满分20分)15.(5分)“”是“tanx=1”成立的()A.充分不必要条件 B.必要不充分条件C.充要条件D.既不充分也不必要条件16.(5分)直线l的参数方程是(t∈R),则l的方向向量可以是()A.(1,2) B.(2,1) C.(﹣2,1)D.(1,﹣2)17.(5分)若x0是方程的解,则x0属于区间()A.(,1)B.(,)C.(,)D.(0,)18.(5分)(上海卷理18)某人要制作一个三角形,要求它的三条高的长度分别为,则此人将()A.不能作出这样的三角形B.作出一个锐角三角形C.作出一个直角三角形D.作出一个钝角三角形三、解答题(共5小题,满分74分)19.(12分)已知,化简:lg(cosx•tanx+1﹣2)+lg[cos(x ﹣)]﹣lg(1+sin2x).20.(13分)已知数列{a n}的前n项和为S n,且S n=n﹣5a n﹣85,n∈N*.(1)证明:{a n﹣1}是等比数列;(2)求数列{S n}的通项公式,并求出使得S n+1>S n成立的最小正整数n.21.(13分)如图所示,为了制作一个圆柱形灯笼,先要制作4个全等的矩形骨架,总计耗用9.6米铁丝,骨架把圆柱底面8等份,再用S平方米塑料片制成圆柱的侧面和下底面(不安装上底面).(1)当圆柱底面半径r取何值时,S取得最大值?并求出该最大值(结果精确到0.01平方米);(2)在灯笼内,以矩形骨架的顶点为点,安装一些霓虹灯,当灯笼的底面半径为0.3米时,求图中两根直线A1B3与A3B5所在异面直线所成角的大小(结果用反三角函数表示)22.(18分)若实数x、y、m满足|x﹣m|>|y﹣m|,则称x比y远离m.(1)若x2﹣1比1远离0,求x的取值范围;(2)对任意两个不相等的正数a、b,证明:a3+b3比a2b+ab2远离;(3)已知函数f(x)的定义域.任取x∈D,f(x)等于sinx和cosx中远离0的那个值.写出函数f(x)的解析式,并指出它的基本性质(结论不要求证明).23.(18分)已知椭圆┍的方程为+=1(a>b>0),点P的坐标为(﹣a,b).(1)若直角坐标平面上的点M、A(0,﹣b),B(a,0)满足=(+),求点M的坐标;(2)设直线l1:y=k1x+p交椭圆┍于C、D两点,交直线l2:y=k2x于点E.若k1•k2=﹣,证明:E为CD的中点;(3)对于椭圆┍上的点Q(a cosθ,b sinθ)(0<θ<π),如果椭圆┍上存在不同的两个交点P1、P2满足+=,写出求作点P1、P2的步骤,并求出使P1、P2存在的θ的取值范围.2010年上海市高考数学试卷(理科)参考答案与试题解析一、填空题(共14小题,每小题4分,满分56分)1.(4分)(2010•上海)不等式的解集为(﹣4,2)【分析】先将x的系数化正,不等号方向改变,再根据穿根法求解或转化为二次不等式求解.【解答】解:⇔,解集为{x|﹣4<x<2}故答案为:(﹣4,2)2.(4分)(2010•上海)若复数z=1﹣2i(i为虚数单位),则=4+2i.【分析】把复数z=1﹣2i代入然后化简为a+bi(a,b∈R)的形式.【解答】解:复数z=1﹣2i代入可得(1﹣2i)(1+2i)﹣1+2i=5﹣1+2i=4+2i故答案为:4+2i3.(4分)(2010•上海)动点P到点F(2,0)的距离与它到直线x+2=0的距离相等,则P的轨迹方程为y2=8x.【分析】由题意可知P的轨迹是以F为焦点的抛物线,由此得到出p=4,即可以求出P的轨迹方程.【解答】解:由抛物线的定义知点P的轨迹是以F为焦点的抛物线,其开口方向向右,且=2,解得p=4,所以其方程为y2=8x.故答案为y2=8x4.(4分)(2010•上海)行列式的值是.【分析】利用行列式展开法则和三角函数的性质进行求解.【解答】解:=cos cos﹣sin sin=cos=.故答案为:.5.(4分)(2010•上海)圆C:x2+y2﹣2x﹣4y+4=0的圆心到直线3x+4y+4=0的距离d=3.【分析】先求圆心坐标,然后求圆心到直线的距离即可.【解答】解:圆心(1,2)到直线3x+4y+4=0距离为.故答案为:36.(4分)(2010•上海)随机变量ξ的概率分布率由下图给出:x78910P(ξ=x)0.30.350.20.15则随机变量ξ的均值是8.2.【分析】根据条件中所给的变量的分布列,代入求期望的公式,得到随机变量的期望值,即我们要求的随机变量的均值,这是一个简单的计算题目.【解答】解:根据所给的分布列,得到E(ξ)=7×0.3+8×0.35+9×0.2+10×0.15=8.2,故答案为:8.27.(4分)(2010•上海)2010年上海世博会园区每天9:00开园,20:00停止入园.在右边的框图中,S表示上海世博会官方网站在每个整点报道的入园总人数,a表示整点报道前1个小时内入园人数,则空白的执行框内应填入S=S+a.【分析】本题考查了算法的程序框图及算法流程图,考查算法思想的应用.由题意可知S表示上海世博会官方网站在每个整点报道的入园总人数,a表示整点报道前1个小时内入园人数,故框中应填的是一个表示累加功能的语句.【解答】解:由题意可知S表示上海世博会官方网站在每个整点报道的入园总人数,a表示整点报道前1个小时内入园人数,故框中应填的是一个表示累加功能的语句故应填入:S=S+a故答案为:S=S+a.8.(4分)(2010•上海)(上海卷理8)对任意不等于1的正数a,函数f(x)=log a (x+3)的反函数的图象都经过点P,则点P的坐标是(0,﹣2)【分析】本题考查的是指数函数和对数函数的性质,根据指数函数恒过(0,1)点,对数函数恒过(1,0),结合函数图象平移法则和反函数图象的性质,易得结果.【解答】解:函数f(x)=log a x恒过(1,0),将函数f(x)=log a x向左平移3个单位后,得到f(x)=log a(x+3)的图象故f(x)=log a(x+3)的图象过定点(﹣2,0),又由互为反函数的两个函数图象关于直线y=x对称,所以其反函数的图象过定点(0,﹣2)故答案为:(0,﹣2)9.(4分)(2010•上海)从一副混合后的扑克牌(52张)中随机抽取1张,事件A为“抽得红桃K”,事件B为“抽得为黑桃”,则概率P(A∪B)=.(结果用最简分数表示)【分析】由题意知本题是一个古典概型和互斥事件,分别求两个事件的概率是我们熟悉的古典概型,这两个事件是不能同时发生的事件,所以用互斥事件的概率公式得到结果.【解答】解:由题意知本题是一个古典概型和互斥事件,∵事件A为“抽得红桃K”,∴事件A的概率P=,∵事件B为“抽得为黑桃”,∴事件B的概率是P=,∴由互斥事件概率公式P(A∪B)=.故答案为:.10.(4分)(2010•上海)在n行m列矩阵中,记位于第i行第j列的数为a ij(i,j=1,2…,n).当n=9时,a11+a22+a33+…+a99=45.【分析】列出矩阵可知a11至a99的数值进而可求得他们的和.【解答】解:由矩阵可知,a11+a22+a33+…+a99=1+3+5+7+9+2+4+6+8=45.故答案为:4511.(4分)(2010•上海)将直线l1:nx+y﹣n=0和直线l2:x+ny﹣n=0(n∈N*,n≥2)x轴、y轴围成的封闭图形的面积记为S n,则S n=1.【分析】联立两条直线方程求出交点B的坐标,因为两直线分别恒过定点,分别求出围成图形的两条对角线,由两条对角线垂直,利用四边形对角线垂直时面积为对角线乘积的一半表示出s n,求出极限即可.【解答】解:联立直线l1和直线l2解得:x=y=,所以得到B(,);观察可得直线l1过点A(1,0),直线l2过点C(0,1),显然BO⊥AC,根据勾股定理得AC=,BO=•,所以两直线与x、y轴围成的封闭图形的面积记S n=××=所以S n==1.故答案为:1.12.(4分)(2010•上海)如图所示,在边长为4的正方形纸片ABCD中,AC与BD相交于O,剪去△AOB,将剩余部分沿OC、OD折叠,使OA、OB重合,则以A、(B)、C、D、O为顶点的四面体的体积为.【分析】根据题意,求出翻折后的几何体为底面边长,侧棱长,高,即可求出棱锥的体积.【解答】解:翻折后的几何体为底面边长为4,侧棱长为2的正三棱锥,高为所以该四面体的体积为=.故答案为:13.(4分)(2010•上海)如图所示,直线x=2与双曲线Γ:=1的渐近线交于E1,E2两点,记,,任取双曲线上的点P,若(a,b∈R),则a、b满足的一个等式是4ab=1.【分析】先根据双曲线的方程可得渐近线,进而可得E1,E2两点坐标,根据,求得代入双曲线方程,即可求得a和b的关系.【解答】解:依题意可知:E1(2,1),E2(2,﹣1)∴=(2a+2b,a﹣b),∵点P在双曲线上∴﹣(a﹣b)2=1,化简得4ab=1故答案为4ab=114.(4分)(2010•上海)以集合U={a,b,c,d}的子集中选出4个不同的子集,需同时满足以下两个条件:(1)∅、U都要选出;(2)对选出的任意两个子集A 和B,必有A⊆B或B⊆A,那么共有36种不同的选法.【分析】由题意知,子集A和B可以互换,即视为一种选法,从而对子集A分类讨论当A是单元集或是四元集,当A是二元集,B相应的只有两种,当A是三元集,B相应的有6种结果,根据计数原理得到结论.【解答】解:因为U,Φ都要选出而所有任意两个子集的组合必须有包含关系故各个子集所包含的元素个数必须依次递增而又必须包含空集和全集所以需要选择的子集有两个设第二个子集的元素个数为1有(a)(b)(c)(d)四种选法(1)第三个子集元素个数为2当第二个子集为(a)时第三个子集的2个元素中必须包含a剩下的一个从bcd中选取有三种选法所以这种子集的选取方法共有4×3=12种(2)第三个子集中包含3个元素同理三个元素必须有一个与第二个子集中的元素相同共有4×3=12种(3)第二个子集有两个元素有6种取法第三个子集必须有3个元素且必须包含前面一个子集的两个元素有两种取法所以这种方法有6×2=12种综上一共有12+12+12=36种故答案为:36.二、选择题(共4小题,每小题5分,满分20分)15.(5分)(2010•上海)“”是“tanx=1”成立的()A.充分不必要条件 B.必要不充分条件C.充要条件D.既不充分也不必要条件【分析】得出,“”是“tanx=1”成立的充分条件;举反例推出“”是“tanx=1”成立的不必要条件.【解答】解:,所以充分;反之,若tanx=1,则x=kπ+(k∈Z),如x=,不满足“”,故“”是“tanx=1”的充分不必要条件.故选:A.16.(5分)(2010•上海)直线l的参数方程是(t∈R),则l的方向向量可以是()A.(1,2) B.(2,1) C.(﹣2,1)D.(1,﹣2)【分析】欲求l的方向向量,只须求出此直线的斜率即可,消去参数可得直线的斜率值,从而即得l的方向向量.【解答】解:由直线l的参数方程得:∴直线l的斜率为:﹣,∴l的方向向量可以是:(1,﹣)或(﹣2,1)故选C.17.(5分)(2010•上海)若x0是方程的解,则x0属于区间()A.(,1)B.(,)C.(,)D.(0,)【分析】由题意x0是方程的解,根据指数函数和幂数函数的增减性进行做题.【解答】解:∵,,∴x0属于区间(,).故选C.18.(5分)(2010•上海)(上海卷理18)某人要制作一个三角形,要求它的三条高的长度分别为,则此人将()A.不能作出这样的三角形B.作出一个锐角三角形C.作出一个直角三角形D.作出一个钝角三角形【分析】先设出三边来,根据面积相等和三条高的长度求得a,b和c的比,进而利用余弦定理求得cosA通过结果小于0判断出A为钝角.【解答】解:设三边分别为a,b,c,利用面积相等可知a=b=c,∴a:b:c=13:11:5令a=13,b=11,c=5由余弦定理得cosA=<0,所以角A为钝角,故选D三、解答题(共5小题,满分74分)19.(12分)(2010•上海)已知,化简:lg(cosx•tanx+1﹣2)+lg[cos(x﹣)]﹣lg(1+sin2x).【分析】根据三角函数的有关公式,先对对数的真数部分进行化简,然后再根据对数运算法则得出答案.【解答】解:原式=lg(cosx+cosx)+lg(cosx+sinx)﹣lg (sin2x+cos2x+2sinxcosx)=lg(sinx+cosx)+lg(cosx+sinx)﹣lg(sinx+cosx)2=0.20.(13分)(2010•上海)已知数列{a n}的前n项和为S n,且S n=n﹣5a n﹣85,n ∈N*.(1)证明:{a n﹣1}是等比数列;(2)求数列{S n}的通项公式,并求出使得S n+1>S n成立的最小正整数n.(1)通过a n=S n﹣S n﹣1求出当≥2时,a n的通项公式,进而可得出【分析】为常数,进而验证a1﹣1最后可确定{a n﹣1}是等比数列;(2)根据(1){a n﹣1}是以15为首项,公比为的等比数列可求得数列{a n﹣1}的通项公式,进而求出数列{a n}的通项公式.可知{a n}是由常数列和等比数列构成,进而求出S n.进而代入S n+1>S n两边求对数,进而可得答案.【解答】解:(1)当n=1时,a1=﹣14;当n≥2时,a n=S n﹣S n﹣1=﹣5a n+5a n﹣1+1,所以,又a1﹣1=﹣15≠0,所以数列{a n﹣1}是等比数列;(2)由(1)知:,得,从而(n∈N*);由S n>S n,得()n<,即n>≈14.9,+1最小正整数n=15.21.(13分)(2010•上海)如图所示,为了制作一个圆柱形灯笼,先要制作4个全等的矩形骨架,总计耗用9.6米铁丝,骨架把圆柱底面8等份,再用S平方米塑料片制成圆柱的侧面和下底面(不安装上底面).(1)当圆柱底面半径r取何值时,S取得最大值?并求出该最大值(结果精确到0.01平方米);(2)在灯笼内,以矩形骨架的顶点为点,安装一些霓虹灯,当灯笼的底面半径为0.3米时,求图中两根直线A1B3与A3B5所在异面直线所成角的大小(结果用反三角函数表示)【分析】(1)由题意可圆柱的高为h,可得s=2πrh+πr2用r表示出来,然后利用配方法求出s的最大值;(2)利用向量建立坐标系来求解,以直线A3A7、A1A5及圆柱的轴为x、y、z轴,表示出直线A1B3与A3B5的坐标,从而求解.【解答】解:(1)设圆柱的高为h,由题意可知,4(4r+2h)=9.6,即2r+h=1.2,s=2πrh+πr2=πr(2.4﹣3r)=3π[﹣(r﹣0.4)2+0.16],其中0<r<0.6∴当半径r=0.4m时,S max=0.48π≈1.51(m2)(2)当r=0.3时,由2r+h=1.2,解得圆柱的高h=0.6(米),如图以直线A3A7、A1A5及圆柱的轴为x、y、z轴,建立空间直角坐标系,则有,A1(0,﹣0.3,0)B3(0.3,0,0.6)A3(0.3,0,0)B5(0,0.3,0.6),∴=(0.3,0.3,0.6),=(﹣0.3,0.3,0.6),两根直线A1B3与A3B5所在异面直线所成角α有,cosα==∴两线A1B3与A3B5所在异面直线所成角的大小arccos.22.(18分)(2010•上海)若实数x、y、m满足|x﹣m|>|y﹣m|,则称x比y 远离m.(1)若x2﹣1比1远离0,求x的取值范围;(2)对任意两个不相等的正数a、b,证明:a3+b3比a2b+ab2远离;(3)已知函数f(x)的定义域.任取x∈D,f(x)等于sinx和cosx中远离0的那个值.写出函数f(x)的解析式,并指出它的基本性质(结论不要求证明).【分析】(1)根据定义可得|x2﹣1|>1再按照绝对值不等式的解法求解.(2)证明:易知∵成立,再两边同乘以ab得到要证明的问题.(3)根据定义可得,再由正弦函数和余弦函数的性质进行探讨.【解答】解:(1)根据定义可得:|x2﹣1|>1∴x2﹣1>1或x2﹣1<﹣1解得(2)证明:欲证明a3+b3比a2b+ab2远离即证|a3+b3﹣|>|a2b+ab2﹣|,又任意两个不相等的正数a、b即证由于,>0∴即证成立∴|a3+b3﹣|>|a2b+ab2﹣|(3)由题意知性质:①函数是偶函数;②周期T=③在区间k∈z是增函数,在k∈z 是减函数④最大值为1,最小值为⑤定义域}23.(18分)(2010•上海)已知椭圆┍的方程为+=1(a>b>0),点P的坐标为(﹣a,b).(1)若直角坐标平面上的点M、A(0,﹣b),B(a,0)满足=(+),求点M的坐标;(2)设直线l1:y=k1x+p交椭圆┍于C、D两点,交直线l2:y=k2x于点E.若k1•k2=﹣,证明:E为CD的中点;(3)对于椭圆┍上的点Q(a cosθ,b sinθ)(0<θ<π),如果椭圆┍上存在不同的两个交点P1、P2满足+=,写出求作点P1、P2的步骤,并求出使P1、P2存在的θ的取值范围.【分析】(1)设M(x,y)根据=(+)分别用三点的坐标表示出三个向量,进而解得x和y,则M点坐标可得.(2)直线l1与椭圆方程联立消去y,根据判别式求得,a2k12+b2﹣p2>0,设C(x1,y1)、D(x2,y2),CD中点坐标为(x0,y0),利用韦达定理可求得x1+x2的表达式,进而求得x0,代入直线方程求得y0,两直线方程联立根据直线l2的斜率求得x=x0,y=y0进而判断出E为CD的中点;(3)先求出PQ的中点的坐标,进而求出直线OE的斜率,再由+=,知E为CD的中点,根据(2)可得CD的斜率,直线CD与椭圆Γ的方程联立,方程组的解即为点P1、P2的坐标.欲使P1、P2存在,必须点E在椭圆内,进而求得q的取值范围.【解答】解:(1)设M(x,y)∵=(+),∴2(x+a,y﹣b)=(a,﹣2b)+(2a,﹣b)∴,解得x=y=﹣M点坐标为(,﹣)(2)由方程组,消y得方程(a2k′1+b2)x2+2a2k1px+a2(p2﹣b2)=0,因为直线l1:y=k1x+p交椭圆于C、D两点,所以△>0,即a2k12+b2﹣p2>0,设C(x1,y1)、D(x2,y2),CD中点坐标为(x0,y0),则x0==﹣,y0=k1x0+p=,由方程组,消y得方程(k2﹣k1)x=p,又因为k2=﹣,所以x==x0,y=k2x=y0故E为CD的中点;(3)求作点P1、P2的步骤:1°求出PQ的中点E(﹣,),2°求出直线OE的斜率k2==,3°由+=,知E为CD的中点,根据(2)可得CD的斜率k1=,4°从而得直线P1P2的方程:y﹣=(x+),5°将直线CD与椭圆Γ的方程联立,方程组的解即为点P1、P2的坐标.欲使P1、P2存在,必须点E在椭圆内,所以+<1,化简得sinθ﹣cosθ<,∴sin(θ﹣)<,又0<q<p,所以﹣<θ﹣<arcsin,故q的取值范围是(0,+arcsin)。