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2019年天津市高考数学试卷(理科) 及答案解析

绝密★启用前2019年普通高等学校招生全国统一考试(天津卷)理科数学答卷前,考生务必将自己的姓名、准考号填写在答题卡上,并在规定位置粘贴考试用条形码。

答卷时,考生务必将答案涂写在答题卡上,答在试卷上的无效。

考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。

祝各位考生考试顺利!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.(5分)设集合A={﹣1,1,2,3,5},B={2,3,4},C={x∈R|1≤x<3},则(A∩C)∪B=()A.{2} B.{2,3} C.{﹣1,2,3} D.{1,2,3,4} 2.(5分)设变量x,y满足约束条件则目标函数z=﹣4x+y的最大值为()A.2 B.3 C.5 D.63.(5分)设x∈R,则“x2﹣5x<0”是“|x﹣1|<1”的()A.充分而不必要条件B.必要而不充分条件C.充要条件D.既不充分也不必要条件4.(5分)阅读如图的程序框图,运行相应的程序,输出S的值为()A.5 B.8 C.24 D.295.(5分)已知抛物线y2=4x的焦点为F,准线为l.若l与双曲线﹣=1(a>0,b>0)的两条渐近线分别交于点A和点B,且|AB|=4|OF|(O为原点),则双曲线的离心率为()A.B.C.2 D.6.(5分)已知a=log52,b=log0.50.2,c=0.50.2,则a,b,c的大小关系为()A.a<c<b B.a<b<c C.b<c<a D.c<a<b7.(5分)已知函数f(x)=A sin(ωx+φ)(A>0,ω>0,|φ|<π)是奇函数,将y =f(x)的图象上所有点的横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变),所得图象对应的函数为g(x).若g(x)的最小正周期为2π,且g()=,则f()=()A.﹣2 B.﹣C.D.28.(5分)已知a∈R.设函数f(x)=若关于x的不等式f(x)≥0在R上恒成立,则a的取值范围为()A.[0,1] B.[0,2] C.[0,e] D.[1,e]二、填空题:本大题共6小题,每小题5分,共30分.9.(5分)i是虚数单位,则||的值为.10.(5分)(2x﹣)8的展开式中的常数项为.11.(5分)已知四棱锥的底面是边长为的正方形,侧棱长均为.若圆柱的一个底面的圆周经过四棱锥四条侧棱的中点,另一个底面的圆心为四棱锥底面的中心,则该圆柱的体积为.12.(5分)设a∈R,直线ax﹣y+2=0和圆(θ为参数)相切,则a的值为.13.(5分)设x>0,y>0,x+2y=5,则的最小值为.14.(5分)在四边形ABCD中,AD∥BC,AB=2,AD=5,∠A=30°,点E在线段CB的延长线上,且AE=BE,则•=.三、解答题:本大题共6小题,共80分.解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤. 15.(13分)在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c.已知b+c=2a,3c sin B =4a sin C.(Ⅰ)求cos B的值;(Ⅱ)求sin(2B+)的值.16.(13分)设甲、乙两位同学上学期间,每天7:30之前到校的概率均为.假定甲、乙两位同学到校情况互不影响,且任一同学每天到校情况相互独立.(Ⅰ)用X表示甲同学上学期间的三天中7:30之前到校的天数,求随机变量X的分布列和数学期望;(Ⅱ)设M为事件“上学期间的三天中,甲同学在7:30之前到校的天数比乙同学在7:30之前到校的天数恰好多2”,求事件M发生的概率.17.(13分)如图,AE⊥平面ABCD,CF∥AE,AD∥BC,AD⊥AB,AB=AD=1,AE=BC=2.(Ⅰ)求证:BF∥平面ADE;(Ⅱ)求直线CE与平面BDE所成角的正弦值;(Ⅲ)若二面角E﹣BD﹣F的余弦值为,求线段CF的长.18.(13分)设椭圆+=1(a>b>0)的左焦点为F,上顶点为B.已知椭圆的短轴长为4,离心率为.(Ⅰ)求椭圆的方程;(Ⅱ)设点P在椭圆上,且异于椭圆的上、下顶点,点M为直线PB与x轴的交点,点N 在y轴的负半轴上.若|ON|=|OF|(O为原点),且OP⊥MN,求直线PB的斜率.19.(14分)设{a n}是等差数列,{b n}是等比数列.已知a1=4,b1=6,b2=2a2﹣2,b3=2a3+4.(Ⅰ)求{a n}和{b n}的通项公式;(Ⅱ)设数列{c n}满足c1=1,c n=其中k∈N*.(i)求数列{a(c﹣1)}的通项公式;(ii)求a i c i(n∈N*).20.(14分)设函数f(x)=e x cos x,g(x)为f(x)的导函数.(Ⅰ)求f(x)的单调区间;(Ⅱ)当x∈[,]时,证明f(x)+g(x)(﹣x)≥0;(Ⅲ)设x n为函数u(x)=f(x)﹣1在区间(2nπ+,2nπ+)内的零点,其中n∈N,证明2nπ+﹣x n<.2019年天津市高考数学(理科)答案解析一、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.【分析】根据集合的基本运算即可求A∩C,再求(A∩C)∪B;【解答】解:设集合A={﹣1,1,2,3,5},C={x∈R|1≤x<3},则A∩C={1,2},∵B={2,3,4},∴(A∩C)∪B={1,2}∪{2,3,4}={1,2,3,4};故选:D.【点评】本题主要考查集合的基本运算,比较基础.2.【分析】由约束条件作出可行域,化目标函数为直线方程的斜截式,数形结合得到最优解,把最优解的坐标代入目标函数得答案.【解答】解:由约束条件作出可行域如图:联立,解得A(﹣1,1),化目标函数z=﹣4x+y为y=4x+z,由图可知,当直线y=4x+z过A时,z有最大值为5.故选:C.【点评】本题考查简单的线性规划知识,考查数形结合的解题思想方法,是中档题.3.【分析】充分、必要条件的定义结合不等式的解法可推结果【解答】解:∵x2﹣5x<0,∴0<x<5,∵|x﹣1|<1,∴0<x<2,∵0<x<5推不出0<x<2,0<x<2⇒0<x<5,∴0<x<5是0<x<2的必要不充分条件,即x2﹣5x<0是|x﹣1|<1的必要不充分条件.故选:B.【点评】本题考查了充分必要条件,考查解不等式问题,是一道基础题.4.【分析】由已知中的程序语句可知:该程序的功能是利用循环结构计算并输出变量S的值,模拟程序的运行过程,分析循环中各变量值的变化情况,可得答案.【解答】解:i=1,s=0;第一次执行第一个判断语句后,S=1,i=2,不满足条件;第二次执行第一个判断语句后,j=1,S=5,i=3,不满足条件;第三次执行第一个判断语句后,S=8,i=4,满足退出循环的条件;故输出S值为8,故选:B.【点评】本题考查了程序框图的应用问题,解题时应模拟程序框图的运行过程,以便得出正确的结论,是基础题5.【分析】推导出F(1,0),准线l的方程为x=﹣1,|AB|=,|OF|=1,从而b=2a,进而c==,由此能求出双曲线的离心率.【解答】解:∵抛物线y2=4x的焦点为F,准线为l.∴F(1,0),准线l的方程为x=﹣1,∵l与双曲线﹣=1(a>0,b>0)的两条渐近线分别交于点A和点B,且|AB|=4|OF|(O为原点),∴|AB|=,|OF|=1,∴,∴b=2a,∴c==,∴双曲线的离心率为e=.故选:D.【点评】本题考查双曲线的离心率的求法,考查抛物线、双曲线的性质等基础知识,考查运算求解能力,考查化归与转化思想,是中档题.6.【分析】本题先将a、b、c的大小与1作个比较,发现b>1,a、c都小于1.再对a、c 的表达式进行变形,判断a、c之间的大小.【解答】解:由题意,可知:a=log52<1,b=log0.50.2===log25>log24=2.c=0.50.2<1,∴b最大,a、c都小于1.∵a=log52=,c=0.50.2===.而log25>log24=2>,∴<.∴a<c,∴a<c<b.故选:A.【点评】本题主要考查对数、指数的大小比较,这里尽量借助于整数1作为中间量来比较.本题属基础题.7.【分析】根据条件求出φ和ω的值,结合函数变换关系求出g(x)的解析式,结合条件求出A的值,利用代入法进行求解即可.【解答】解:∵f(x)是奇函数,∴φ=0,则f(x)=A sin(ωx)将y=f(x)的图象上所有点的横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变),所得图象对应的函数为g(x).即g(x)=A sin(ωx)∵g(x)的最小正周期为2π,∴=2π,得ω=2,则g(x)=A sin x,f(x)=A sin2x,若g()=,则g()=A sin=A=,即A=2,则f(x)=2sin2x,则f()=2sin(2×=2sin=2×=,故选:C.【点评】本题主要考查三角函数的解析式的求解,结合条件求出A,ω和φ的值是解决本题的关键.8.【分析】分2段代解析式后,分离参数a,再构造函数求最值可得.【解答】解:当x=1时,f(1)=1﹣2a+2a=1>0恒成立;当x<1时,f(x)=x2﹣2ax+2a≥0⇔2a≥恒成立,令g(x)==﹣=﹣=﹣=﹣(1﹣x+﹣2)≤﹣(2﹣2)=0,∴2a≥g(x)max=0,∴a>0.当x>1时,f(x)=x﹣alnx≥0⇔a≤恒成立,令h(x)=,则h′(x)==,当x>e时,h′(x)>0,h(x)递增,当1<x<e时,h′(x)<0,h(x)递减,∴x=e时,h(x)取得最小值h(e)=e,∴a≤h(x)=e,综上a的取值范围是[0,e].故选:C.【点评】本题考查了函数恒成立,属中档题.二、填空题:本大题共6小题,每小题5分,共30分.9.【分析】本题可根据复数定义及模的概念及基本运算进行计算.【解答】解:由题意,可知:===2﹣3i,∴||=|2﹣3i|==.故答案为:.【点评】本题主要考查复数定义及模的概念及基本运算.本题属基础题.10.【分析】本题可根据二项式的展开式的通项进行计算,然后令x的指数为0即可得到r 的值,代入r的值即可算出常数项.【解答】解:由题意,可知:此二项式的展开式的通项为:T r+1=(2x)8﹣r=•28﹣r•(﹣)r•x8﹣r•()r=•(﹣1)r28﹣4r•x8﹣4r.∴当8﹣4r=0,即r=2时,T r+1为常数项.此时T2+1=•(﹣1)228﹣4×2=28.故答案为:28.【点评】本题主要考查二项式的展开式的通项,通过通项中未知数的指数为0可算出常数项.本题属基础题.11.【分析】求出正四棱锥的底面对角线长度和正四棱锥的高度,根据题意得圆柱上底面的直径就在相对中点连线,有线段成比例求圆柱的直径和高,求出答案即可.【解答】解:由题作图可知,四棱锥底面正方形的对角线长为2,且垂直相交平分,由勾股定理得:正四棱锥的高为2,由于圆柱的一个底面的圆周经过四棱锥四条侧棱的中点,有圆柱的上底面直径为底面正方形对角线的一半等于1,即半径等于;由相似比可得圆柱的高为正四棱锥高的一半1,则该圆柱的体积为:v=sh=π()2×1=;故答案为:【点评】本题考查正四棱锥与圆柱内接的情况,考查立体几何的体积公式,属基础题.12.【分析】推导出圆心(2,1)到直线ax﹣y+2=0的距离:d==2=r,由此能求出a的值.【解答】解:∵a∈R,直线ax﹣y+2=0和圆(θ为参数)相切,∴圆心(2,1)到直线ax﹣y+2=0的距离:d==2=r,解得a=.故答案为:.【点评】本题考查实数值的求法,考查直线与圆相切的性质、圆的参数方程等基础知识,考查运算求解能力,是基础题.13.【分析】利用基本不等式求最值.【解答】解:x>0,y>0,x+2y=5,则===2+;由基本不等式有:2+≥2=4;当且仅当2=时,即:xy=3,x+2y=5时,即:或时;等号成立,故的最小值为4;故答案为:4【点评】本题考查了基本不等式在求最值中的应用,属于中档题.14.【分析】利用和作为基底表示向量和,然后计算数量积即可.【解答】解:∵AE=BE,AD∥BC,∠A=30°,∴在等腰三角形ABE中,∠BEA=120°,又AB=2,∴AE=2,∴,∵,∴又,∴•====﹣12+×5×2×﹣=﹣1故答案为:﹣1.【点评】本题考查了平面向量基本定理和平面向量的数量积,关键是选好基底,属中档题.三、解答题:本大题共6小题,共80分.解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤. 15.【分析】(Ⅰ)根据正余弦定理可得;(Ⅱ)根据二倍角的正余弦公式以及和角的正弦公式可得.【解答】解(Ⅰ)在三角形ABC中,由正弦定理=,得b sin C=c sin B,又由3c sin B=4a sin C,得3b sin C=4a sin C,即3b=4a.又因为b+c=2a,得b=,c=,由余弦定理可得cos B===﹣.(Ⅱ)由(Ⅰ)得sin B==,从而sin2B=2sin B cos B=﹣,cos2B=cos2B﹣sin2B=﹣,故sin(2B+)=sin2B cos+cos2B sin=﹣×﹣×=﹣.【点评】本小题主要考查同角三角函数的基本关系,两角和的正弦公式,二倍角的正余弦公式,以及正弦定理、余弦定理等基础知识.考查运算求解能力.属中档题.16.【分析】(I)甲上学期间的三天中到校情况相互独立,且每天7:30之前到校的概率均为,故X~B(),可求分布列及期望;(II)设乙同学上学期间的三天中7:30到校的天数为Y,则Y~B(3,),且M={X =3,Y=1}∪{X=2,Y=0},由题意知{X=3,Y=1}与{X=2,Y=0}互斥,且{X=3}与{Y=1},{X=2}与{Y=0}相互独立,利用相互对立事件的个概率公式可求【解答】解:(I)甲上学期间的三天中到校情况相互独立,且每天7:30之前到校的概率均为,故X~B(3,),从而P(X=k)=,k=0,1,2,3.所以,随机变量X的分布列为:X0 1 2 3P随机变量X的期望E(X)=3×=2.(II)设乙同学上学期间的三天中7:30到校的天数为Y,则Y~B(3,),且M={X=3,Y=1}∪{X=2,Y=0},由题意知{X=3,Y=1}与{X=2,Y=0}互斥,且{X=3}与{Y=1},{X=2}与{Y=0}相互独立,由(I)知,P(M)=P({X=3,Y=1}∪{X=2,Y=0}=P({X=3,Y=1}+P{X=2,Y =0}=P(X=3)P(Y=1)+P(X=2)P(Y=0)==【点评】本题主要考查了离散型随机变量的分布列与期望,互斥事件与相互独立事件的概率计算公式,考查运算概率公式解决实际问题的能力.17.【分析】(Ⅰ)以A为坐标原点,分别以,,所在直线为x,y,z轴建立空间直角坐标系,求得A,B,C,D,E的坐标,设CF=h(h>0),得F(1,2,h).可得是平面ADE的法向量,再求出,由,且直线BF⊄平面ADE,得BF∥平面ADE;(Ⅱ)求出,再求出平面BDE的法向量,利用数量积求夹角公式得直线CE与平面BDE所成角的余弦值,进一步得到直线CE与平面BDE所成角的正弦值;(Ⅲ)求出平面BDF的法向量,由两平面法向量所成角的余弦值为列式求线段CF的长.【解答】(Ⅰ)证明:以A为坐标原点,分别以,,所在直线为x,y,z轴建立空间直角坐标系,可得A(0,0,0),B(1,0,0),C(1,2,0),D(0,1,0),E(0,0,2).设CF=h(h>0),则F(1,2,h).则是平面ADE的法向量,又,可得.又∵直线BF⊄平面ADE,∴BF∥平面ADE;(Ⅱ)解:依题意,,,.设为平面BDE的法向量,则,令z=1,得.∴cos<>=.∴直线CE与平面BDE所成角的正弦值为;(Ⅲ)解:设为平面BDF的法向量,则,取y=1,可得,由题意,|cos<>|=,解得h=.经检验,符合题意.∴线段CF的长为.【点评】本题考查直线与平面平行的判定,考查空间想象能力与思维能力,训练了利用空间向量求解线面角与二面角的大小,是中档题.18.【分析】(Ⅰ)由题意可得b=2,运用离心率公式和a,b,c的关系,可得a,c,进而得到所求椭圆方程;(Ⅱ)B(0,2),设PB的方程为y=kx+2,联立椭圆方程,求得P的坐标,M的坐标,由OP⊥MN,运用斜率之积为﹣1,解方程即可得到所求值.【解答】解:(Ⅰ)由题意可得2b=4,即b=2,e==,a2﹣b2=c2,解得a=,c=1,可得椭圆方程为+=1;(Ⅱ)B(0,2),设PB的方程为y=kx+2,代入椭圆方程4x2+5y2=20,可得(4+5k2)x2+20kx=0,解得x=﹣或x=0,即有P(﹣,),y=kx+2,令y=0,可得M(﹣,0),又N(0,﹣1),OP⊥MN,可得•=﹣1,解得k=±,可得PB的斜率为±.【点评】本题考查椭圆的方程和性质,考查直线和椭圆方程联立,求交点,考查化简运算能力,属于中档题.19.【分析】(Ⅰ)设等差数列{a n}的公差为d,等比数列{b n}的公比为q,利用等差数列、等比数列的通项公式列出方程组,能求出{a n}和{b n}的通项公式.(Ⅱ)(i)由a(c﹣1)=(b n﹣1),能求出数列{a(c﹣1)}的通项公式.(ii)a i c i=[a i+a i(c i﹣1)]=+=(×3)+,由此能求出结果.【解答】解:(Ⅰ)设等差数列{a n}的公差为d,等比数列{b n}的公比为q,依题意有:,解得,∴a n=4+(n﹣1)×3=3n+1,b n=6×2n﹣1=3×2n.(Ⅱ)(i)∵数列{c n}满足c1=1,c n=其中k∈N*.∴a(c﹣1)=(b n﹣1)=(3×2n+1)(3×2n﹣1)=9×4n﹣1,∴数列{a(c﹣1)}的通项公式为:a(c﹣1)=9×4n﹣1.(ii)a i c i=[a i+a i(c i﹣1)]=+=(×3)+=(3×22n﹣1+5×2n﹣1)+9×﹣n=27×22n+1+5×2n﹣1﹣n﹣12.(n∈N*).【点评】本题考查等差数列、等比数列通项公式及前n项和等基础知识,考查化归与转化思想和数列求和的基本方法以及运算求解能力.20.【分析】(Ⅰ)求出原函数的导函数,可得当x∈(,)(k∈Z)时,f′(x)<0,f(x)单调递减;当x∈(,)(k∈Z)时,f′(x)>0,f(x)单调递增;(Ⅱ)记h(x)=f(x)+g(x)(),依题意及(Ⅰ),得到g(x)=e x(cos x﹣sin x),由h′(x)<0,得h(x)在区间[,]上单调递减,有h(x)≥h()=f()=0,从而得到当x∈[,]时,f(x)+g(x)(﹣x)≥0;(Ⅲ)依题意,u(x n)=f(x n)﹣1=0,即,记y n=x n﹣2nπ,则y n∈(),且f(y n)=e﹣2nπ(x∈N).由f(y n)=e﹣2nπ≤1=f(y0)及(Ⅰ),得y n≥y0,由(Ⅱ)知,当x∈(,)时,g(x)在[,]上为减函数,有g(y n)≤g(y0)<g()=0,又由(Ⅱ)知,,得=<,从而证得2nπ+﹣x n<.【解答】(Ⅰ)解:由已知,f′(x)=e x(cos x﹣sin x),因此,当x∈(,)(k∈Z)时,有sin x>cos x,得f′(x)<0,f(x)单调递减;当x∈(,)(k∈Z)时,有sin x<cos x,得f′(x)>0,f(x)单调递增.∴f(x)的单调增区间为[,](k∈Z),单调减区间为[,](k∈Z);(Ⅱ)证明:记h(x)=f(x)+g(x)(),依题意及(Ⅰ),有g(x)=e x(cos x﹣sin x),从而h′(x)=f′(x)+g′(x)•()+g(x)•(﹣1)=g′(x)()<0.因此,h(x)在区间[,]上单调递减,有h(x)≥h()=f()=0.∴当x∈[,]时,f(x)+g(x)(﹣x)≥0;(Ⅲ)证明:依题意,u(x n)=f(x n)﹣1=0,即.记y n=x n﹣2nπ,则y n∈(),且f(y n)==e﹣2nπ(x∈N).由f(y n)=e﹣2nπ≤1=f(y0)及(Ⅰ),得y n≥y0,由(Ⅱ)知,当x∈(,)时,g′(x)<0,∴g(x)在[,]上为减函数,因此,g(y n)≤g(y0)<g()=0,又由(Ⅱ)知,,故=<.∴2nπ+﹣x n<.【点评】本题主要考查导数的运算,不等式的证明、运用导数研究函数的性质等基础知识和方法,考查函数思想和化归与转化思想,考查抽象概括能力、综合分析问题与解决问题的能力,属难题.。

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