2009年普通高等学校招生全国统一考试(湖南卷)
理科数学2009年普通高等学校招生全国统一考试(湖南卷)
理科数学
一、选择题:本大题共8小题,每小题5分,共40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.若,,则【 D 】
A., B.,
C. , D. ,
2.对于非零向量“”是“”的【 A 】
A.充分不必要条件 B. 必要不充分条件
C.充分必要条件 D. 既不充分也不必要条件
3.将函数的图象向左平移个单位后,得到函数的图象,则等于【 D 】
A. B. C. D.
4.如图1,当参数时,连续函数 的图像分别对应曲线和 , 则【 B 】
A . B .
C . D .
5.从10名大学生毕业生中选3个人担任村长助理,则甲、乙至少有1人入选,而丙没有入选的不同选法的种数为【 C 】
A. 85 B. 56 C .49 D .28
6.已知D是由不等式组所确定的平面区域,则圆在区域D内的弧长为【 B 】
A. B. C. D.
7.正方体的棱上到异面直线AB,C的距离相等的点的个数为【 C 】
A.2 B.3 C. 4 D.5
8.设函数在内有定义.对于给定的正数K,定义函数取函数。若对任意的,恒有,则【 D 】
A.K的最大值为2 B.K的最小值为2
C.K的最大值为1 D.K的最小值为1
二、填空题:本大题共7小题,每小题5分,共35分,把答案填在答题卡中对应题号后的横线上
9.某班共30人,其中15人喜爱篮球运动,10人喜爱兵乓球运动,8人对这两项运动都不喜爱,则喜爱篮球运动但不喜爱乒乓球运动的人数为_ 12_ _.
10.在的展开式中,的系数为__7__(用数字作答).
11.若,则的最小值为 .
12.已知以双曲线C的两个焦点及虚轴的两个端点为顶点的四边形中有一个内角为,则双曲线C的离心率为
13.一个总体分为A,B两层,其个体数之比为4:1,用分层抽样方法从总体中抽取一个容量为10的样本.已知B层中甲、乙都被抽到的概率为,则总体中的个体数为 40 。
14.在半径为13的球面上有A , B, C 三点,AB=6,BC=8,CA=10,则
(1)球心到平面ABC的距离为 12 ;
(2)过A,B两点的大圆面与平面ABC所成二面角(锐角)的正切值为 3 .
15.将正分割成个全等的小正三角形(图2,图3分别给出了n=2,3的情形),在每个三角形的顶点各放置一个数,使位于⊿ABC的三边及平行于某边的任一直线上的数(当数的个数不少于3时)都分别依次成等差数列.若顶点A ,B ,C处的三个数互不相同且和为1,记所有顶点上的数之和为,则有,
,… , .
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。
16.(本小题满分12分)
在中,已知,求角A,B,C的大小
解: 设
由得,所以.
又因此
由得,于是.
所以,,
因此,既.
由知,所以,
从而或,既或
故或。
17.(本小题满分12分)
为拉动经济增长,某市决定新建一批重点工程,分别为基础设施工程、民生工程和产业建设工程三类.这三类工程所含项目的个数分别占总数的,,.现在3名工人独立地从中任选一个项目参与建设。
(I)求他们选择的项目所属类别互不相同的概率;
(II)记为3人中选择的项目属于基础设施工程或产业建设工程的人数,求的分布列及数学期望。
解: 记第名工人选择的项目属于基础设施工程、民生工程和产业建设工程分别为事件 i=1,2,3.由题意知相互独立,相互独立,相互独立,(i,j,k=1,2,3,且i,j,k互不相同)相互独立,且
(Ⅰ)他们选择的项目所属类别互不相同的概率
P=
(Ⅱ)解法1:设3名工人中选择的项目属于民生工程的人数为,
由已知, B(3,),且=3-。
所以P(=0)=P(=3)==,
P(=1)=P(=2)= =,
P(=2)=P(=1)==,
P(=3)=P(=0)= = .
故的分布列是
0 1 2 3
P
的数学期望E=+++=2.
解法2: 记第名工人选择的项目属于基础工程或产业建设工程分别为事件,i=1,2,3 . 由已知,相互独立,且P()=()= P()+P()=+=,
所以,即,
故的分布列是
0 1 2 3
P
18.(本小题满分12分)
如图4,在正三棱柱中,,点D是的中点,点E在上,且
(I)证明:平面平面;
(II)求直线和平面所成角的正弦值。
解:(I) 如图所示,由正三棱柱的性质知平面.
又DE平面,所以DE.而DEAE,AE=A,
所以DE平面.又DE平面ADE,故平面平面
(2)解法1: 如图所示,设F是AB的中点,连接DF,DC,CF,
由正三棱柱的性质及D是的中点知,
CD,DF
又CDDF=D,所以平面CDF.而AB∥,
所以AB平面CDF.又AB平面ABC,
故平面AB C平面CDF。过点D做DH垂直CF于点H,则DH平面AB C。
连接AH,则HAD是AD和平面ABC所成的角。
由已知AB=A A,不妨设A A=,则AB=2,DF=,D C=,CF=,AD==,DH===.
所以 sinHAD==。即直线AD和平面AB C所成角的正弦值为.
解法2: 如图所示,设O是AC的中点,以O为原点建立空间直角坐标系,不妨设A A=,则AB=2,相关各点的坐标分别是A(0,-1,0), B(,0,0), C(0,1,), D(,,)。
易知=(,1,0), =(0,2,), =(,,).
设平面ABC的法向量为,则有
解得
故可取.
所以,==。
由此即知,直线AD和平面AB C所成角的正弦值为。
19.(本小题满分13分)
某地建一座桥,两端的桥墩已建好,这两墩相距米,余下工程只需建两端桥墩之间的桥面和桥墩.经测算,一个桥墩的工程费用为256万元,距离为米的相邻两墩之间的桥面工程费用为万元。假设桥墩等距离分布,所有桥墩都视为点,且不考虑其它因素.记余下工程的费用为万元。
(Ⅰ)试写出关于的函数关系式;
(Ⅱ)当=640米时,需新建多少个桥墩才能使最小?
解:(Ⅰ)设需新建个桥墩,则,
所以
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,
令,得,所以=64.
当0<<64时,<0,在区间(0,64)内为减函数;
当时,>0. 在区间(64,640)内为增函数.
所以在=64处取得最小值,此时
故需新建9个桥墩才能使最小。
20.(本小题满分13分)
在平面直角坐标系xOy中,点P到点F(3,0)的距离的4倍与它到直线x=2的距离的3倍之和记为d. 当点P运动时,d恒等于点P的横坐标与18之和
(Ⅰ)求点P的轨迹C;
(Ⅱ)设过点F的直线与轨迹C相交于M,N两点,求线段MN长度的最大值。
解:(Ⅰ)设点P的坐标为(x,y),则
由题设,,即. ……①
当x>2时,由①得 ……②
化简得
当时,由①得……③
化简得.
故点P的轨迹C是椭圆在直线x=2的右侧部分与抛物线在直线x=2的左侧部分(包括它与直线x=2的交点)所组成的曲线,参见图1.
(Ⅱ)如图2所示,易知直线x=2
与,的交点都是A(2,),B(2,),
直线AF,BF的斜率分别为=,=.
当点P在上时,由②知. …… ④
当点P在上时,由③知. …… ⑤
若直线的斜率k存在,则直线的方程为.
(ⅰ)当k≤,或k≥,即k≤或k≥时,直线与轨迹C的两个交点都在上,此时由④知
,
从而∣MN∣= ∣MF∣+ ∣NF∣= (6 -)+(6 - )=12 - ( +).
由 得.
则,是这个方程的两根,所以+=,∣MN∣=12 -(+)=12 -.
因为当所以
当且仅当时,等号成立。
(ⅱ)当时,直线与轨迹C的两个交点
分别在上,不妨设点在上,点在上,
则由④⑤知,.
设直线AF与椭圆的另一交点为E
,
所以。而点A,E都在上,
且由(ⅰ)知
若直线的斜率不存在,则==3,此时
.
综上所述,线段MN长度的最大值为.
21.(本小题满分13分)
对于数列,若存在常数M>0,对任意的,恒有
,
则称数列为数列.
(Ⅰ)首项为1,公比为的等比数列是否为B-数列?请说明理由;
请以其中一组的一个论断条件,另一组中的一个论断为结论组成一个命题
判断所给命题的真假,并证明你的结论;
(Ⅱ)设是数列的前项和,给出下列两组论断;
A组:①数列是B-数列, ②数列不是B-数列;
B组:③数列是B-数列, ④数列不是B-数列.
请以其中一组中的一个论断为条件,另一组中的一个论断为结论
组成一个命题。判断所给命题的真假,并证明你的结论;
(Ⅲ)若数列都是数列,证明:数列也是数列。
解:(Ⅰ)设满足题设的等比数列为,则,于是
.
因此=
因为所以即
.
故首项为1,公比为的等比数列是B-数列。
(Ⅱ)命题1:若数列是B-数列,则数列是B-数列.
此命题为假命题。
事实上,设,易知数列是B-数列,但,
.
由的任意性知,数列不是B-数列。
命题2:若数列是B-数列,则数列是B-数列.
此命题为真命题.
事实上,因为数列是B-数列,所以存在正数M,对任意的有
,
即。于是
,
所以数列是B-数列。
(注:按题中要求组成其它命题解答时,仿上述解法)
(III)若数列是数列,则存在正数,对任意的有
;
,
注意到
.
同理, . 记,,
则有
.
因此
.
故数列是数列.
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