2009年天津高考数学试卷(理科)word版+参考答案解析

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2009年普通高等学校招生全国统一考试（天津卷）一、选择题（每小题5分）（1）i是虚数单位，52ii=（A）1+2i（B）-1-2i（C）1-2i（D）-1+2i（2）设变量x，y满足约束条件：3123xyxyxy.则目标函数z=2x+3y的最小值为（A）6（B）7（C）8（D）23（3）命题“存在0xR，02x0”的否定是（A）不存在0xR,02x>0（B）存在0xR,02x0（C）对任意的xR,2x0（D）对任意的xR,2x>0（4）设函数1()ln(0),3fxxxx则()yfxA在区间1(,1),(1,)ee内均有零点。B在区间1(,1),(1,)ee内均无零点。C在区间1(,1)e内有零点，在区间(1,)e内无零点。D在区间1(,1)e内无零点，在区间(1,)e内有零点。（5）阅读右图的程序框图，则输出的S=A26B35C40D57(6）设0,0.ab若11333abab是与的等比中项，则的最小值为A8B4C1D14（7）已知函数()sin()(,0)4fxxxR的最小正周期为，为了得到函数()cosgxx的图象，只要将()yfx的图象A向左平移8个单位长度B向右平移8个单位长度C向左平移4个单位长度D向右平移4个单位长度（8）已知函数224,0,4,0,()xxxxxxfx若2(2)(),fafa则实数a的取值范围是A(,1)(2,)B(1,2)C(2,1)D(,2)(1,)（9）．设抛物线2y=2x的焦点为F，过点M（3，0）的直线与抛物线相交于A，B两点，与抛物线的准线相交于C，BF=2，则BCF与ACF的成面积之比BCFACFSS=（A）45（B）23（C）47（D）12（10）.0＜b＜1+a,若关于x的不等式2()xb＞2()ax的解集中的整数恰有3个，则（A）-1＜a＜0（B）0＜a＜1（C）1＜a＜3（D）3＜a＜6二．填空题：（6小题，每题4分，共24分）（11）某学院的A，B，C三个专业共有1200名学生，为了调查这些学生勤工俭学的情况，拟采用分层抽样的方法抽取一个容量为120的样本。已知该学院的A专业有380名学生，B专业有420名学生，则在该学院的C专业应抽取____名学生。（12）如图是一个几何体的三视图，若它的体积是33，则a=_______(13)设直线1l的参数方程为113xtyt（t为参数），直线2l的方程为y=3x+4则1l与2l的距离为_______(14)若圆224xy与圆22260xyay（a>0）的公共弦的长为23，则a=___________(15)在四边形ABCD中，AB=DC=（1，1），113BABCBDBABCBD，则四边形ABCD的面积是（16）用数字0，1，2，3，4，5，6组成没有重复数字的四位数，其中个位、十位和百位上的数字之和为偶数的四位数共有个（用数字作答）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）（满分12分）在⊿ABC中，BC=5，AC=3，sinC=2sinA(I)求AB的值：(II)求sin24A的值（18）（满分12分）在10件产品中，有3件一等品，4件二等品，3件三等品。从这10件产品中任取3件，求：（I）取出的3件产品中一等品件数X的分布列和数学期望；（II）取出的3件产品中一等品件数多于二等品件数的概率。（19）（满分12分）如图，在五面体ABCDEF中，FA平面ABCD,AD//BC//FE，ABAD，M为EC的中点，AF=AB=BC=FE=12AD(I)求异面直线BF与DE所成的角的大小；(II)证明平面AMD平面CDE；（III）求二面角A-CD-E的余弦值（20）（满分12分）已知函数22()(23)(),xfxxaxaaexR其中aR（1）当0a时，求曲线()(1,(1))yfxf在点处的切线的斜率；（2）当23a时，求函数()fx的单调区间与极值。（21）（满分14分）以知椭圆22221(0)xyabab的两个焦点分别为12(,0)(,0)(0)FcFcc和，过点2(,0)aEc的直线与椭圆相交与,AB两点，且1212//,2FAFBFAFB。（1）求椭圆的离心率（2）求直线AB的斜率；（3）设点C与点A关于坐标原点对称，直线2FB上有一点(,)(0)Hmnm在1AFC的外接圆上，求nm的值（22）（满分14分）已知等差数列{na}的公差为d（d0），等比数列{nb}的公比为q（q>1）。设ns=11ab+22ab…..+nnab,nT=11ab-22ab+…..+(-11)nnnab,nN(I)若1a=1b=1，d=2，q=3，求3S的值；(II)若1b=1，证明（1-q）2nS-（1+q）2nT=222(1)1ndqqq，nN；(Ⅲ)若正数n满足2nq，设1212,,...,,,...,12...nnkkklll和是，，，n的两个不同的排列，12112...nkkkncababab，12212...nlllncababab证明12cc。2009年普通高等学校招生全国统一考试（天津卷）数学（理工类）参考解答一．选择题：本题考查基本知识和基本运算。每小题5分，满分50分。（1）D（2）B（3）D（4）D（5）C（6）B（7）A（8）C（9）A（10）C二．填空题：本题考查基本知识和基本运算。每小题4分，满分24分。（11）40（12）3（13）5103（14）1（15）（16）324三．解答题（17）本小题主要考查正弦定理、余弦定理、同角三角函数的基本关系、二倍角的正弦与余弦、两角差的正弦等基础知识，考查基本运算能力。满分12分。（Ⅰ）解：在△ABC中，根据正弦定理，ABCCABsinsin于是AB=522sinsinBCBCAC（Ⅱ）解：在△ABC中，根据余弦定理，得cosA=5522222ACABBDACAB于是sinA=55cos12A从而sin2A=2sinAcosA=54,cos2A=cos2A-sin2A=53所以sin(2A-4)=sin2Acos4-cos2Asin4=102(18)本小题主要考查古典概型及计算公式、离散型随机变量的分布列和数学期望、互斥事件等基础知识，考查运用概率知识解决实际问题的能力。满分12分。（Ⅰ）解：由于从10件产品中任取3件的结果为Ck3，从10件产品中任取3件，其中恰有k件一等品的结果数为CCkk373，那么从10件产品中任取3件，其中恰有k件一等品的概率为P(X=k)=CCCkk310373,k=0,1,2,3.所以随机变量X的分布列是X0123P24740214071203X的数学期望EX=109120134072402112470（Ⅱ）解：设“取出的3件产品中一等品件数多于二等品件数”为事件A，“恰好取出1件一等品和2件三等品”为事件A1“恰好取出2件一等品“为事件A2，”恰好取出3件一等品”为事件A3由于事件A1，A2，A3彼此互斥，且A=A1A∪2A∪3而,403)(31023131CCCAPP(A2)=P(X=2)=407,P(A3)=P(X=3)=1201,所以取出的3件产品中一等品件数多于二等品件数的概率为P(A)=P(A1)+P(A2)+P(A3)=403+407+1201=12031(19)本小题要考查异面直线所成的角、平面与平面垂直、二面角等基础知识，考查用空间向量解决立体几何问题的方法，考查空间想像能力、运算能力和推理论证能力。满分12分.方法一：（Ⅰ）解：由题设知，BF//CE，所以∠CED（或其补角）为异面直线BF与DE所成的角。设P为AD的中点，连结EP，PC。因为FE//AP，所以FA//EP，同理AB//PC。又FA⊥平面ABCD，所以EP⊥平面ABCD。而PC，AD都在平面ABCD内,故EP⊥PC，EP⊥AD。由AB⊥AD，可得PC⊥AD设FA=a，则EP=PC=PD=a,CD=DE=EC=a2，故∠CED=60°。所以异面直线BF与DE所成的角的大小为60°（II）证明：因为.CEMPMP.CEDMCEM，则连结的中点，所以为且DEDC.CDEAMDCDECE.AMDCEMDMMP平面，所以平面平面而平面，故又（III）因为，所以因为，的中点，连结为解：设.CDEQDECE.EQPQCDQ.ECDAEQPCDPQPDPC的平面角为二面角，故，所以由（I）可得，.2226EQaPQaPQEP，，，中，于是在33cosEPQRtEQPQEQPw方法二：如图所示，建立空间直角坐标系，点A为坐标原点。设，1AB依题意得，，，001B，，，011C，，，020D，，，110E，，，100F.21121M，，（I），，，解：101BF，，，110DE.2122100DEBFDEBFDEcos，于是BF所以异面直线BF与DE所成的角的大小为060.（II）证明：，，，由21121AM，，，101CE0AMCE020AD，可得，，，.AMDCEAADAM.ADCEAMCE.0ADCE平面，故又，因此，.CDEAMDCDECE平面，所以平面平面而（III）.0D0)(CDEEuCEuzyxu，，则，，的法向量为解：设平面.111(1.00），，，可得令，于是uxzyzx又由题设，平面ACD的一个法向量为).100(，，v.3313100cosvuvuvu，所以，（20）本小题主要考查导数的几何意义、导数的运算、利用导数研究函数的单调性与极值等基础知识，考查运算能力及分类讨论的思想方法。满分12分。（I）解：.3)1(\')2()(\')(022efexxxfexxfaxx，故，时，当.3))1(,1()(efxfy处的切线的斜率为在点所以曲线（II）.42)2()(\'22xeaaxaxxf解：.2232.220)(\'aaaaxaxxf知，由，或，解得令以下分两种情况讨论。（1）a若＞32，则a2＜2a.当x变化时，)()(\'xfxf，的变化情况如下表：xa2，a222aa，2a，2a+0—0+↗极大值↘极小值↗.)22()2()2()(内是减函数，内是增函数，在，，，在所以aaaaxf.3)2()2(2)(2aaeafafaxxf，且处取得极大值在函数.)34()2()2(2)(2aeaafafaxxf，且处取得极小值在函数（2）a若＜32，则a2＞2a，当x变化时，)()(\'xfxf，的变化情况如下表：x2a，2aaa22，a2，a2+0—0+↗极大值↘极小值↗内是减函数。，内是增函数，在，，，在所以)22()2()2()(aaaaxf.)34()2()2(2)(2aeaafafaxxf，且处取得极大值在函数.3)2()2(2)(2aaeafafaxxf，且处取得极小值在函数（21）本小题主要考查椭圆的标准方程和几何性质、直线的方程、圆的方程等基础知识，考查用代数方法研究圆锥曲线的性质及数形结合的思想，考查运算能力和推理能力，满分14分（I）解：由1FA//2FB且12FA2FB，得2211EFFB1EFFA2，从而22a1a2cccc整理，得223ac，故离心率33cea解：由（I）得22222bacc，所以椭圆的方程可写为222236xyc设直线AB的方程为2aykxc，即(3)ykxc.由已知设1122(,),(,)AxyBxy，则它们的坐标满足方程组222(3)236ykxcxyc消去y整理，得222222(23)182760kxkcxkcc.依题意，223348(13)033ckk，得而21221823kcxxk①2212227623ckccxxk②由题设知，点B为线段AE的中点，所以1232xcx③联立①③解得2129223kccxk，2229223kccxk将12,xx代入②中，解得23k.(III)解法一：由（II）可知1230,2cxx当23k时，得(0,2)Ac，由已知得(0,2)Cc.线段1AF的垂直平分线l的方程为22222cycx直线l与x轴的交点,02c是1AFC外接圆的圆心，因此外接圆的方程为222x22ccyc.直线2FB的方程为2()yxc，于是点H（m，n）的坐标满足方程组2229242()ccmnnmc，由0,m解得53223mcnc故225nm当23k时，同理可得225nm解法二：由（II）可知1230,2cxx当23k时，得(0,2)Ac,由已知得(0,2)Cc由椭圆的对称性可知B，2F，C三点共线，因为点H（m，n）在1AFC的外接圆上，且12//FAFB，所以四边形1AFCH为等腰梯形.由直线2FB的方程为2()yxc,知点H的坐标为(,22)mmc.因为1AHCF，所以222(222)mmcca，解得m=c（舍），或53mc.则223nc，所以225nm.当23k时同理可得n225m（22）本小题主要考查等差数列的通项公式、等比数列的通项公式与前n项和公式等基础知识，考查运算能力，推理论证能力及综合分析和解决问题的能力的能力，满分14分。（Ⅰ）解：由题设，可得1*21,3,nnnanbnN所以，311223311335955Sababab（Ⅱ）证明：由题设可得1nnbq则22121232.....,nnnSaaqaqaq①232121234232122242.....,2(...)nnnnnnnTaaqaqaqaqSTaqaqaq②①式减去②式，得①式加上②式，得2222213212(....)nnnnSTaaqaq③②式两边同乘q，得321221321()2(....)nnnnqSTaqaqaq所以，222222(1)(1)()()nnnnnnqSqTSTqST3212*22()2(1),1nndqqqdqqnNqK(Ⅲ)证明：11221212()()()nnklklklnccaabaabaabK11112211()()()nnnkldbkldbqkldbqK因为10,0,db所以11211221()()()nnnccklklqklqdbK（1）若nnkl，取i=n（2）若nnkl，取i满足iikl且,1jjklijn由（1）,(2)及题设知，1in且21121122111()()()()iiiiiiccklklqklqklqdbK①当iikl时，得1,1,1,2,3.....1iiiiklqnklqii由，得即111klq，22()(1)klqqq…，2211()(1)iiiiklqqq又11(),iiiiklqq所以1211211(1)(1)(1)(1)1iiiccqqqqqqqqdbqK因此12120,cccc即②当iikl同理可得1211ccdb，因此12cc综上，12cc选择填空解析2008年天津市高考数学试卷（理科）参考答案与试题解析　一、选择题（共10小题，每小题5分，满分50分）1．（5分）（2008•天津）i是虚数单位，=（　　）A．﹣1B．1C．﹣iD．i【考点】复数代数形式的混合运算．菁优网版权所有【分析】复数的分子复杂，先化简，然后再化简整个复数，可得到结果．【解答】解：，故选A．【点评】本题考查复数的代数形式的运算，i的幂的运算，是基础题．　2．（5分）（2008•天津）设变量x，y满足约束条件，则目标函数z=5x+y的最大值为（　　）A．2B．3C．4D．5【考点】简单线性规划的应用．菁优网版权所有【专题】计算题．【分析】本题主要考查线性规划的基本知识，先画出约束条件的可行域，再求出可行域中各角点的坐标，将各点坐标代入目标函数的解析式，分析后易得目标函数Z=5x+y的最小值．【解答】解：满足约束条件的可行域如图，由图象可知：目标函数z=5x+y过点A（1，0）时z取得最大值，zmax=5，故选D．【点评】在解决线性规划的问题时，我们常用“角点法”，其步骤为：①由约束条件画出可行域⇒②求出可行域各个角点的坐标⇒③将坐标逐一代入目标函数⇒④验证，求出最优解．　3．（5分）（2008•天津）设函数，则函数f（x）是（　　）A．最小正周期为π的奇函数B．最小正周期为π的偶函数C．最小正周期为的奇函数D．最小正周期为的偶函数【考点】二倍角的余弦；三角函数的周期性及其求法；余弦函数的奇偶性．菁优网版权所有【分析】首先利用余弦的二倍角公式把原函数转化为y=Asinωx的形式，然后由y=Asinωx的性质得出相应的结论．【解答】解：f（x）==﹣=sin2x﹣所以T=π，且为奇函数．故选A．【点评】本题考查余弦的二倍角公式及函数y=Asinωx的性质．　4．（5分）（2008•天津）设a，b是两条直线，α，β是两个平面，则ab⊥的一个充分条件是（　　）A．aα⊥，bβ∥，αβ⊥B．aα⊥，bβ⊥，αβ∥C．a⊂α，bβ⊥，αβ∥D．a⊂α，bβ∥，αβ⊥【考点】空间中直线与直线之间的位置关系；必要条件、充分条件与充要条件的判断．菁优网版权所有【分析】根据题意分别画出错误选项的反例图形即可．【解答】解：A、B、D的反例如图．故选C．【点评】本题考查线面垂直、平行的性质及面面垂直、平行的性质，同时考查充分条件的含义及空间想象能力．　5．（5分）（2008•天津）设椭圆上一点P到其左焦点的距离为3，到右焦点的距离为1，则P点到右准线的距离为（　　）A．6B．2C．D．【考点】椭圆的简单性质．菁优网版权所有【专题】计算题．【分析】根据椭圆定义，求出m，利用第二定义求出到右准线的距离，注意右焦点右准线的对应关系．【解答】解：由椭圆第一定义知a=2，所以m2=4，椭圆方程为所以d=2，故选B【点评】本题考查了椭圆的第一定义以及第二定义的应用　6．（5分）（2008•天津）设集合S={x||x2|﹣＞3}，T={x|a＜x＜a+8}，ST=R∪，则a的取值范围是（　　）A．﹣3＜a＜﹣1B．﹣3≤a≤1﹣C．a≤3﹣或a≥1﹣D．a＜﹣3或a＞﹣1【考点】集合的包含关系判断及应用．菁优网版权所有【分析】根据题意，易得S={x|x＜﹣1或x＞5}，又有ST=R∪，可得不等式组，解可得答案．【解答】解：根据题意，S={x||x2|﹣＞3}={x|x＜﹣1或x＞5}，又有ST=R∪，所以，故选A．【点评】本题考查集合间的相互包含关系及运算，应注意不等式的正确求解，并结合数轴判断集合间的关系．　7．（5分）（2008•天津）设函数的反函数为f1﹣（x），则（　　）A．f1﹣（x）在其定义域上是增函数且最大值为1B．f1﹣（x）在其定义域上是减函数且最小值为0C．f1﹣（x）在其定义域上是减函数且最大值为1D．f1﹣（x）在其定义域上是增函数且最小值为0【考点】反函数．菁优网版权所有【分析】根据本题所给出的选项，利用排除法比较方便，这样可以简化直接求解带来的繁琐．【解答】解：∵为减函数，由复合函数单调性知f（x）为增函数，f∴1﹣（x）单调递增，排除B、C；又f1﹣（x）的值域为f（x）的定义域，f∴1﹣（x）最小值为0故选D【点评】本题很好的利用了排除法，显得小巧灵活，如果求出反函数再去研究，就会麻烦多了，可以比较一下感受感受，所以筛选法、排除法、验证法都是很好的解题方法，平时要用．　8．（5分）（2008•天津）已知函数，则不等式x+（x+1）f（x+1）≤1的解集是（　　）A．B．{x|x≤1}C．D．【考点】分段函数的解析式求法及其图象的作法．菁优网版权所有【分析】对f（x+1）中的x分两类，即当x+1＜0，和x+1≥0时分别解不等式可得结果．【解答】解：依题意得所以故选：C．【点评】本题考查分断函数，不等式组的解法，分类讨论的数学思想，是基础题．　9．（5分）（2008•天津）已知函数f（x）是定义在R上的偶函数，且在区间[0，+∞）上是增函数．令a=f（sin），b=f（cos），c=f（tan），则（　　）A．b＜a＜cB．c＜b＜aC．b＜c＜aD．a＜b＜c【考点】偶函数；不等式比较大小．菁优网版权所有【专题】压轴题．【分析】通过奇偶性将自变量调整到同一单调区间内，根据单调性比较a、b、c的大小．【解答】解：，因为，又由函数在区间[0，+∞）上是增函数，所以，所以b＜a＜c，故选A【点评】本题属于单调性与增减性的综合应用，解决此类题型要注意：（1）通过周期性、对称性、奇偶性等性质将自变量调整到同一单调区间内，再比较大小．（2）培养数形结合的思想方法．　10．（5分）（2008•天津）有8张卡片分别标有数字1，2，3，4，5，6，7，8，从中取出6张卡片排成3行2列，要求3行中仅有中间行的两张卡片上的数字之和为5，则不同的排法共有（　　）A．1344种B．1248种C．1056种D．960种【考点】排列、组合的实际应用．菁优网版权所有【专题】计算题；压轴题．【分析】根据题意，分2步进行，首先确定中间行的数字只能为1，4或2，3，然后确定其余4个数字的排法数，使用排除法，用总数减去不合题意的情况数，可得其情况数目，由乘法原理计算可得答案．【解答】解：根据题意，要求3行中仅有中间行的两张卡片上的数字之和为5，则中间行的数字只能为1，4或2，3，共有C21A22=4种排法，然后确定其余4个数字，其排法总数为A64=360，其中不合题意的有：中间行数字和为5，还有一行数字和为5，有4种排法，余下两个数字有A42=12种排法，所以此时余下的这4个数字共有3604×12=312﹣种方法；由乘法原理可知共有4×312=1248种不同的排法，故选B．【点评】本题考查排列、组合的综合应用，注意特殊方法的使用，如排除法．　二、填空题（共6小题，每小题4分，满分24分）11．（4分）（2008•天津）的二项展开式中，x2的系数是　40　（用数字作答）．【考点】二项式定理．菁优网版权所有【专题】计算题．【分析】利用二项展开式的通项公式求出第r+1项，令x的指数为2求出x2的系数．【解答】解：，令所以r=2，所以x2的系数为（﹣2）2C52=40．故答案为40【点评】本题考查二项展开式的通项公式是解决二项展开式的特定项问题的工具．　12．（4分）（2008•天津）一个正方体的各顶点均在同一球的球面上，若该球的体积为，则该正方体的表面积为　24　．【考点】棱柱、棱锥、棱台的体积；球的体积和表面积．菁优网版权所有【专题】计算题；综合题．【分析】由题意球的直径等于正方体的体对角线的长，求出球的半径，再求正方体的棱长，然后求正方体的表面积．【解答】解：设球的半径为R，由得，所以a=2，表面积为6a2=24．故答案为：24【点评】本题考查球的内接体，球的表面积，考查空间想象能力，计算能力，是基础题．　13．（4分）（2008•天津）已知圆C的圆心与抛物线y2=4x的焦点关于直线y=x对称．直线4x3y2=0﹣﹣与圆C相交于A、B两点，且|AB|=6，则圆C的方程为　x2+（y1﹣）2=10　．【考点】抛物线的应用；圆的标准方程；直线和圆的方程的应用．菁优网版权所有【专题】计算题．【分析】先根据抛物线方程求得焦点坐标，进而求得圆心，进而求得圆心到直线4x3y﹣﹣2=0的距离，根据勾股定理求得圆的半径．则圆的方程可得．【解答】解：依题意可知抛物线的焦点为（1，0），∵圆C的圆心与抛物线y2=4x的焦点关于直线y=x对称．所以圆心坐标为（0，1），∴，圆C的方程为x2+（y1﹣）2=10故答案为x2+（y1﹣）2=10【点评】本题主要考查了抛物线的应用．涉及了圆的基本性质，对称性问题，点到直线的距离，数形结合思想等问题．　14．（4分）（2008•天津）如图，在平行四边形ABCD中，，则=　3　．【考点】平面向量数量积的运算．菁优网版权所有【分析】选一对不共线的向量做基底，在平行四边形中一般选择以最左下角定点为起点的一对边做基底，把基底的坐标求出来，代入数量积的坐标公式进行运算，得到结果．【解答】解：令，，则∴．故答案为：3【点评】用基底表示向量，然后进行运算，比较困难．要启发学生在理解数量积的运算特点的基础上，逐步把握数量积的运算律，引导学生注意数量积性质的相关问题的特点，以熟练地应用数量积的性质．　15．（4分）（2008•天津）已知数列{an}中，，则=　　．【考点】数列的求和；极限及其运算．菁优网版权所有【专题】计算题；压轴题．【分析】首先由求an可以猜想到用错位相加法把中间项消去，即可得到an的表达式，再求极限即可．【解答】解：因为所以an是一个等比数列的前n项和，所以，且q=2．代入，所以．所以答案为【点评】此题主要考查数列的求和问题，用到错位相加法的思想，需要注意．　16．（4分）（2008•天津）设a＞1，若仅有一个常数c使得对于任意的x∈[a，2a]，都有y∈[a，a2]满足方程logax+logay=c，这时a的取值的集合为　{2}　．【考点】对数的运算性质；函数单调性的性质．菁优网版权所有【专题】计算题；压轴题．【分析】由logax+logay=c可以用x表达出y，转化为函数的值域问题求解．【解答】解：∵logax+logay=c，∴=cxy=a∴c得，单调递减，所以当x∈[a，2a]时，所以，因为有且只有一个常数c符合题意，所以2+loga2=3，解得a=2，所以a的取值的集合为{2}．故答案为：{2}【点评】本题考查函数与方程思想，需要有较强的转化问题的能力．