2015年普通高等学校招生全国统一考试数学（理）（北京卷）本试卷共5页，150分．考试时长120分钟．考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答无效．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回．第一部分（选择题共40分）一、选择题共8小题，每小题5分，共40分．在每小题列出的四个选项中，选出符合题目要求的一项． 1．复数()i 2i -= A ．12i + B ．12i - C ．12i -+ D ．12i --2．若x ，y 满足010x y x y x -⎧⎪+⎨⎪⎩≤，≤，≥，则2z x y =+的最大值为A ．0B ．1C ．32D ．23．执行如图所示的程序框图，输出的结果为 A ．()22-，B ．()40-，C ．()44--，D ．()08-，4．设α，β是两个不同的平面，m 是直线且m α⊂．“m β∥”是“αβ∥”的 A ．充分而不必要条件B ．必要而不充分条件C ．充分必要条件D ．既不充分也不必要条件5．某三棱锥的三视图如图所示，则该三棱锥的表面积是俯视图侧(左)视图A．2 B．4+ C．2+ D ．56．设{}n a 是等差数列. 下列结论中正确的是A ．若120a a +>，则230a a +>B ．若130a a +<，则120a a +<C ．若120a a <<，则213a a a >D ．若10a <，则()()21230a a a a -->7．如图，函数()f x 的图像为折线ACB ，则不等式()()2log 1f x x +≥的解集是A B Oxy -122CA ．{}|10x x -<≤B ．{}|11x x -≤≤C ．{}|11x x -<≤D ．{}|12x x -<≤8．汽车的“燃油效率”是指汽车每消耗1升汽油行驶的里程，下图描述了甲、乙、丙三辆汽车在不同速度下的燃油效率情况. 下列叙述中正确的是A ．消耗1升汽油，乙车最多可行驶5千米B ．以相同速度行驶相同路程，三辆车中，甲车消耗汽油最多C ．甲车以80千米/小时的速度行驶1小时，消耗10升汽油D ．某城市机动车最高限速80千米/小时. 相同条件下，在该市用丙车比用乙车更省油第二部分（非选择题 共110分）二、填空题共6小题，每小题5分，共30分． 9．在()52x +的展开式中，3x 的系数为．（用数字作答）10．已知双曲线()22210x y a a-=>0y +=，则a =．11．在极坐标系中，点π23⎛⎫ ⎪⎝⎭‚到直线()cos 6ρθθ+=的距离为．12．在ABC △中，4a =，5b =，6c =，则sin 2sin AC=． 13．在ABC △中，点M ，N 满足2AM MC =，BN NC =．若MN x AB y AC =+，则x =；y =．14．设函数()()()2142 1.x a x f x x a x a x ⎧-<⎪=⎨--⎪⎩‚‚‚≥①若1a =，则()f x 的最小值为；②若()f x 恰有2个零点，则实数a 的取值范围是 ．三、解答题（共6小题，共80分．解答应写出文字说明，演算步骤或证明过程） 15．（本小题13分）已知函数2()cos 222x x xf x =．(Ⅰ) 求()f x 的最小正周期； (Ⅱ) 求()f x 在区间[π0]-，上的最小值．16．（本小题13分）A ，B 两组各有7位病人，他们服用某种药物后的康复时间（单位：天）记录如下： A 组：10，11，12，13，14，15，16 B 组：12，13，15，16，17，14，a假设所有病人的康复时间互相独立，从A ，B 两组随机各选1人，A 组选出的人记为甲，B 组选出的人记为乙．(Ⅰ) 求甲的康复时间不少于14天的概率；(Ⅱ) 如果25a =，求甲的康复时间比乙的康复时间长的概率；(Ⅲ) 当a 为何值时，A ，B 两组病人康复时间的方差相等？（结论不要求证明） 17．（本小题14分）如图，在四棱锥A EFCB -中，AEF △为等边三角形，平面AEF ⊥平面EFCB ，EF BC ∥，4BC =，2EF a =，60EBC FCB ∠=∠=︒，O 为EF 的中点． (Ⅰ) 求证：AO BE ⊥；(Ⅱ) 求二面角F AE B --的余弦值；(Ⅲ) 若BE ⊥平面AOC ，求a 的值．O FECBA18．（本小题13分） 已知函数()1ln1xf x x+=-．（Ⅰ）求曲线()y f x =在点()()00f ，处的切线方程；（Ⅱ）求证：当()01x ∈，时，()323x f x x ⎛⎫>+ ⎪⎝⎭； （Ⅲ）设实数k 使得()33x f x k x ⎛⎫>+ ⎪⎝⎭对()01x ∈，恒成立，求k 的最大值． 19．（本小题14分）已知椭圆C ：()222210x y a b a b+=>>，点()01P ，和点()A m n ，()0m ≠都在椭圆C 上，直线PA 交x 轴于点M ．（Ⅰ）求椭圆C 的方程，并求点M 的坐标（用m ，n 表示）；（Ⅱ）设O 为原点，点B 与点A 关于x 轴对称，直线PB 交x 轴于点N ．问：y 轴上是否存在点Q ，使得OQM ONQ ∠=∠？若存在，求点Q 的坐标；若不存在，说明理由． 20．（本小题13分）已知数列{}n a 满足：*1a ∈N ，136a ≤，且121823618n n n nn a a a a a +⎧=⎨->⎩，≤，，()12n =，，…． 记集合{}*|n M a n =∈N ．（Ⅰ）若16a =，写出集合M 的所有元素；（Ⅱ）若集合M 存在一个元素是3的倍数，证明：M 的所有元素都是3的倍数； （Ⅲ）求集合M 的元素个数的最大值．（考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答无效）答案一、选择题（共8小题，每小题5分，共40分）（1）A (2)D （3）B （4）B （5）C （6）C （7）C （8）D 二、填空题（共6小题，每小题5分，共30分）（9）40 （10 （11）1 （12）1 （13）12 16 （14）1，12≤ a <1 或a ≥ 2 三、解答题（共6小题，共80分）（15）（共13分）解：（I ）因为()cos )f x x x =-sin()4x π=+所以()f x 的最小正周期为2π （Ⅱ）因为0x π-≤≤，所以3444x πππ-≤+≤当42x ππ+=-，即34x π=-时，()f x 取得最小值。

所以()f x 在区间[],0π-上的最小值为3()142f π-=--（16）（本小题13分）解：设时间1A 为“甲是A 组的第i 个人”，时间1B 为“乙是B 组的第i 个人”，i=1,2，…，7. 由题意可知111()()7P A P B ==, i=1,2，…，7. （Ⅰ）由题意知，时间“甲的康复时间不少于14天”等价于“甲是A 组的第5人，或者第6人，或者第7人”，所以甲的康复时间不少于14天的概率是5675673()()()()7P A A A P A P A P A =++=（Ⅱ）设时间C 为“甲的康复时间比乙的康复时间长”.由题意知，C=41516171526272736676A B A B A B A B A B A B A B A B A B A B .因此4151617152()()()()()()P C P A B P A B P A B P A B P A B =++++ 6272736676()()()()()P A B P A B P A B P A B P A B +++++ =1041()P A B =1041()()P A P B=1049（Ⅲ）a=11或a=18 （17）（本小题14分） 解：（I ）因为△AEF 是等边三角形，O 为EF 的中点，所以AO ⊥EF.又因为平面AEF ⊥平面EFCB ，AO ⊂平面AEF ，所以AO ⊥平面EFCB.所以AO ⊥BE.（Ⅱ）取BC 中点G ，连接OG .由题设知EFCB 是等腰梯形， 所以OG ⊥EF. 由（I ）知AO ⊥平面EFCB 又OG ⊂平面EFCB ， 所以OA ⊥OG .如图建立空间直角坐标系O-xyz ， 则E （a,0,0），A （0，0，3a ），B （2，3（2-a ），0），EA =（-a ，0，3a ）， BE =（a-2，3（a-2）,0）.设平面ABE 的法向量为n=（x,y,z ）则： n 0?n 0?EA BE ⎧⋅=⎪⎨⋅=⎪⎩即30?(2)3(2)0ax az a x a y ⎧-+=⎪⎨-+-=⎪⎩ 令z=1，则x=3，y=-1.于是n=（3，-1,1）平面AEF 是法向量为p=（0,1,0） 所以cos （n ，p ）=n p n p ⋅=55-. 由题知二维角F-AE-B 为钝角，所以它的余弦值为55- （Ⅲ）因为BE ⊥平面AOC ，所以BE ⊥OC ，即0BE OC ⋅=. 因为BE =（a-2 ，3（a-2），0），OC =（-2，3（2-a ），0），所以BE OC ⋅=-2（a-2）-32(2)a -. 由0BE OC ⋅=及0<a<2，解得a=43， （18）（本小题13分） 解：（I ）因为()f x =ln （1+x ）-ln （1-x ），所以()f x '=1111x x++-，(0)f '=2. 又因为(0)f =0，所以曲线y= ()f x 在点（0 ，(0)f ）处的切线方程为y=2x.（Ⅱ）令()g x =()f x -2(x+33x )，则()g x '=()f x '-2（1+2x ）=4221x x-. 因为()g x '>0（0<x<1），所以()g x 在区间（0,1）上单调递增。

所以()g x >(0)g =0，x ∈（0，1），即当x ∈（0，1）时，()f x >2(x+33x ).（Ⅲ）由（Ⅱ）知，当k 《2时，()f x >k(x+33x )对x ∈（0，1）恒成立.当k>2时，令()h x =()f x - k(x+33x )，则()h x '=()f x '-k （1+2x ）=4221kx kx +--.所以当0x <<()h x '<0，因此()h x 在区间（0）上单调递减.当0x <<时，()h x <(0)h =0，即()f x < k(x+33x ).所以当K>2时，()f x > k(x+33x )并非对x ∈（0，1）恒成立.综上可知，k 的最大值为2。