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2015年天津市高考数学试卷(文科)

2015年天津市高考数学试卷(文科)一、选择题:每题5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.(5分)已知全集U={1,2,3,4,5,6},集合A={2,3,5},集合B={1,3,4,6},则集合A ∩∁U B=( )A .{3}B .{2,5}C .{1,4,6}D .{2,3,5}2.(5分)设变量x ,y 满足约束条件{x −2≤0x −2y ≤0x +2y −8≤0则目标函数z=3x +y 的最大值为( )A .7B .8C .9D .143.(5分)阅读如图所示的程序框图,运行相应的程序,则输出i 的值为( )A .2B .3C .4D .54.(5分)设x ∈R ,则“1<x <2”是“|x ﹣2|<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5.(5分)已知双曲线x 2a 2﹣y 2b 2=1(a >0,b >0)的一个焦点为F (2,0),且双曲线的渐近线与圆(x ﹣2)2+y 2=3相切,则双曲线的方程为( )A .x 29﹣y 213=1 B .x 213﹣y 29=1 C .x 23﹣y 2=1 D .x 2﹣y 23=16.(5分)如图,在圆O 中,M 、N 是弦AB 的三等分点,弦CD ,CE 分别经过点M ,N ,若CM=2,MD=4,CN=3,则线段NE 的长为( )A .83B .3C .103D .52 7.(5分)已知定义在R 上的函数f (x )=2|x ﹣m |﹣1(m 为实数)为偶函数,记a=f (log 0.53),b=f (log 25),c=f (2m ),则a ,b ,c 的大小关系为( )A .a <b <cB .c <a <bC .a <c <bD .c <b <a8.(5分)已知函数f (x )={2−|x|,x ≤2(x −2)2,x >2,函数g (x )=3﹣f (2﹣x ),则函数y=f (x )﹣g (x )的零点个数为( )A .2B .3C .4D .5二、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,计算1−2i 2+i 的结果为 .10.(5分)一个几何体的三视图如图所示(单位:m ),则该几何体的体积为 m 3.11.(5分)已知函数f (x )=a x lnx ,x ∈(0,+∞),其中a 为实数,f′(x )为f (x )的导函数,若f′(1)=3,则a 的值为 .12.(5分)已知a >0,b >0,ab=8,则当a 的值为 时,log 2a•log 2(2b )取得最大值.13.(5分)在等腰梯形ABCD 中,已知AB ∥DC ,AB=2,BC=1,∠ABC=60°,点E 和F 分别在线段BC 和DC 上,且BE →=23BC →,DF →=16DC →,则AE →•AF →的值为 . 14.(5分)已知函数f (x )=sinωx +cosωx (ω>0),x ∈R ,若函数f (x )在区间(﹣ω,ω)内单调递增,且函数y=f (x )的图象关于直线x=ω对称,则ω的值为 .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)设甲、乙、丙三个乒乓球协会的运动员人数分别为27,9,18,先采用分层抽取的方法从这三个协会中抽取6名运动员组队参加比赛.(Ⅰ)求应从这三个协会中分别抽取的运动员的人数;(Ⅱ)将抽取的6名运动员进行编号,编号分别为A 1,A 2,A 3,A 4,A 5,A 6,现从这6名运动员中随机抽取2人参加双打比赛.(i )用所给编号列出所有可能的结果;(ii )设A 为事件“编号为A 5和A 6的两名运动员中至少有1人被抽到”,求事件A 发生的概率.16.(13分)在△ABC 中,内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,已知△ABC 的面积为3√15,b ﹣c=2,cosA=﹣14. (Ⅰ)求a 和sinC 的值;(Ⅱ)求cos (2A +π6)的值.17.(13分)如图,已知AA1⊥平面ABC,BB1∥AA1,AB=AC=3,BC=2√5,AA1=√7,BB1=2√7,点E和F分别为BC和A1C的中点.(Ⅰ)求证:EF∥平面A1B1BA;(Ⅱ)求证:平面AEA1⊥平面BCB1;(Ⅲ)求直线A1B1与平面BCB1所成角的大小.18.(13分)已知{a n}是各项均为正数的等比数列,{b n}是等差数列,且a1=b1=1,b2+b3=2a3,a5﹣3b2=7.(Ⅰ)求{a n}和{b n}的通项公式;(Ⅱ)设c n=a n b n,n∈N*,求数列{c n}的前n项和.19.(14分)已知椭圆x 2a +y 2b =1(a >b >0)的上顶点为B ,左焦点为F ,离心率为√55. (Ⅰ)求直线BF 的斜率.(Ⅱ)设直线BF 与椭圆交于点P (P 异于点B ),过点B 且垂直于BP 的直线与椭圆交于点Q (Q 异于点B ),直线PQ 与y 轴交于点M ,|PM |=λ|MQ |.(i )求λ的值.(ii )若|PM |sin ∠BQP=7√59,求椭圆的方程.20.(14分)已知函数f (x )=4x ﹣x 4,x ∈R .(Ⅰ)求f (x )的单调区间;(Ⅱ)设曲线y=f (x )与x 轴正半轴的交点为P ,曲线在点P 处的切线方程为y=g (x ),求证:对于任意的实数x ,都有f (x )≤g (x );(Ⅲ)若方程f (x )=a (a 为实数)有两个实数根x 1,x 2,且x 1<x 2,求证:x 2﹣x 1≤﹣a 3+413.2015年天津市高考数学试卷(文科)参考答案与试题解析一、选择题:每题5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.(5分)已知全集U={1,2,3,4,5,6},集合A={2,3,5},集合B={1,3,4,6},则集合A ∩∁U B=( )A .{3}B .{2,5}C .{1,4,6}D .{2,3,5}【解答】解:全集U={1,2,3,4,5,6},集合B={1,3,4,6},∁U B={2,5},又集合A={2,3,5},则集合A ∩∁U B={2,5}.故选:B .2.(5分)设变量x ,y 满足约束条件{x −2≤0x −2y ≤0x +2y −8≤0则目标函数z=3x +y 的最大值为( )A .7B .8C .9D .14【解答】解:作出不等式组对应的平面区域如图:(阴影部分).由z=3x +y 得y=﹣3x +z ,平移直线y=﹣3x +z ,由图象可知当直线y=﹣3x +z 经过点A 时,直线y=﹣3x +z 的截距最大,此时z 最大.由{x −2=0x +2y −8=0,解得{x =2y =3,即A (2,3),代入目标函数z=3x +y 得z=3×2+3=9.即目标函数z=3x +y 的最大值为9.故选:C .3.(5分)阅读如图所示的程序框图,运行相应的程序,则输出i的值为()A.2 B.3 C.4 D.5【解答】解:模拟执行程序框图,可得S=10,i=0i=1,S=9不满足条件S≤1,i=2,S=7不满足条件S≤1,i=3,S=4不满足条件S≤1,i=4,S=0满足条件S≤1,退出循环,输出i的值为4.故选:C.4.(5分)设x∈R,则“1<x<2”是“|x﹣2|<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【解答】解:∵|x ﹣2|<1,∴1<x <3,∵“1<x <2”∴根据充分必要条件的定义可得出:“1<x <2”是“|x ﹣2|<1”的充分不必要条件.故选:A5.(5分)已知双曲线x 2a 2﹣y 2b 2=1(a >0,b >0)的一个焦点为F (2,0),且双曲线的渐近线与圆(x ﹣2)2+y 2=3相切,则双曲线的方程为( )A .x 29﹣y 213=1B .x 213﹣y 29=1C .x 23﹣y 2=1 D .x 2﹣y 23=1 【解答】解:双曲线的渐近线方程为bx ±ay=0,∵双曲线的渐近线与圆(x ﹣2)2+y 2=3相切, √b 2+a 2=√3,∴b=√3a ,∵焦点为F (2,0),∴a 2+b 2=4,∴a=1,b=√3,∴双曲线的方程为x 2﹣y 23=1.故选:D .6.(5分)如图,在圆O 中,M 、N 是弦AB 的三等分点,弦CD ,CE 分别经过点M ,N ,若CM=2,MD=4,CN=3,则线段NE 的长为( )A .83B .3C .103D .52【解答】解:由相交弦定理可得CM•MD=AM•MB , ∴2×4=AM•2AM ,∴AM=2,∴MN=NB=2,又CN•NE=AN•NB ,∴3×NE=4×2,∴NE=83. 故选:A .7.(5分)已知定义在R 上的函数f (x )=2|x ﹣m |﹣1(m 为实数)为偶函数,记a=f (log 0.53),b=f (log 25),c=f (2m ),则a ,b ,c 的大小关系为( )A .a <b <cB .c <a <bC .a <c <bD .c <b <a【解答】解:∵定义在R 上的函数f (x )=2|x ﹣m |﹣1(m 为实数)为偶函数, ∴f (﹣x )=f (x ),m=0,∵f (x )=2|x |﹣1={2x −1,x ≥02−x −1,x <0, ∴f (x )在(0,+∞)单调递增,∵a=f (log 0.53)=f (log 23),b=f (log 25),c=f (2m )=f (0)=0,0<log 23<log 25,∴c <a <b ,故选:B8.(5分)已知函数f (x )={2−|x|,x ≤2(x −2)2,x >2,函数g (x )=3﹣f (2﹣x ),则函数y=f (x )﹣g (x )的零点个数为( )A .2B .3C .4D .5 【解答】解:∵g (x )=3﹣f (2﹣x ),∴y=f (x )﹣g (x )=f (x )﹣3+f (2﹣x ),由f (x )﹣3+f (2﹣x )=0,得f (x )+f (2﹣x )=3,设h (x )=f (x )+f (2﹣x ),若x ≤0,则﹣x ≥0,2﹣x ≥2,则h (x )=f (x )+f (2﹣x )=2+x +x 2,若0≤x ≤2,则﹣2≤﹣x ≤0,0≤2﹣x ≤2,则h(x)=f(x)+f(2﹣x)=2﹣x+2﹣|2﹣x|=2﹣x+2﹣2+x=2,若x>2,﹣x<0,2﹣x<0,则h(x)=f(x)+f(2﹣x)=(x﹣2)2+2﹣|2﹣x|=x2﹣5x+8.即h(x)={x2+x+2,x≤02,0<x≤2x2−5x+8,x>2,作出函数h(x)的图象如图:当y=3时,两个函数有2个交点,故函数y=f(x)﹣g(x)的零点个数为2个,故选:A.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,计算1−2i2+i的结果为﹣i.【解答】解:i是虚数单位,1−2i 2+i =(1−2i)(2−i)(2+i)(2−i)=2−2−4i−i5=﹣i.故答案为:﹣i.10.(5分)一个几何体的三视图如图所示(单位:m),则该几何体的体积为8π3m3.【解答】解:根据几何体的三视图,得;该几何体是底面相同的圆柱与两个圆锥的组合体,且圆柱底面圆的半径为1,高为2,圆锥底面圆的半径为1,高为1; ∴该几何体的体积为V 几何体=2×13π•12×1+π•12•2=83π. 故答案为:83π.11.(5分)已知函数f (x )=a x lnx ,x ∈(0,+∞),其中a 为实数,f′(x )为f (x )的导函数,若f′(1)=3,则a 的值为 3 . 【解答】解:因为f (x )=a x lnx ,所以f′(x )=f (x )=lna•a x lnx +1xa x ,又f′(1)=3,所以a=3;故答案为:3.12.(5分)已知a >0,b >0,ab=8,则当a 的值为 4 时,log 2a•log 2(2b )取得最大值. 【解答】解:由题意可得当log 2a•log 2(2b )最大时,log 2a 和log 2(2b )都是正数, 故有a >1.再利用基本不等式可得log 2a•log 2(2b )≤[log 2a+log 2(2b)2]2=[log 2(2ab)2]2=[log 2162]2=4,当且仅当a=2b=4时,取等号,即当a=4时,log 2a•log 2(2b )取得最大值, 故答案为:4.13.(5分)在等腰梯形ABCD 中,已知AB ∥DC ,AB=2,BC=1,∠ABC=60°,点E 和F 分别在线段BC和DC 上,且BE →=23BC →,DF →=16DC →,则AE →•AF →的值为 2918.【解答】解:∵AB=2,BC=1,∠ABC=60°,∴BG=12BC =12,CD=2﹣1=1,∠BCD=120°,∵BE →=23BC →,DF →=16DC →,∴AE →•AF →=(AB →+BE →)•(AD →+DF →)=(AB →+23BC →)•(AD →+16DC →)=AB →•AD →+16AB →•DC →+23BC →•AD →+23BC →•16DC →=2×1×cos60°+16×2×1×cos0°+23×1×1×cos60°+23×16×1×1×cos120°=1+13+13−118=2918,故答案为:291814.(5分)已知函数f (x )=sinωx +cosωx (ω>0),x ∈R ,若函数f (x )在区间(﹣ω,ω)内单调递增,且函数y=f (x )的图象关于直线x=ω对称,则ω的值为 √π2.【解答】解:∵f (x )=sinωx +cosωx=√2sin (ωx +π4),∵函数f (x )在区间(﹣ω,ω)内单调递增,ω>0∴2kπ﹣π2≤ωx +π4≤2kπ+π2,k ∈Z 可解得函数f (x )的单调递增区间为:[2kπ−3π4ω,2kπ+π4ω],k ∈Z ,∴可得:﹣ω≥2kπ−3π4ω①,ω≤2kπ+π4ω②,k ∈Z ,∴解得:0<ω2≤3π4−2kπ且0<ω2≤2k π+π4,k ∈Z ,解得:﹣18<k <38,k ∈Z ,∴可解得:k=0,又∵由ωx +π4=kπ+π2,可解得函数f (x )的对称轴为:x=kπ+π4ω,k ∈Z ,∴由函数y=f (x )的图象关于直线x=ω对称,可得:ω2=π4,可解得:ω=√π2. 故答案为:√π2.三、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)设甲、乙、丙三个乒乓球协会的运动员人数分别为27,9,18,先采用分层抽取的方法从这三个协会中抽取6名运动员组队参加比赛. (Ⅰ)求应从这三个协会中分别抽取的运动员的人数;(Ⅱ)将抽取的6名运动员进行编号,编号分别为A 1,A 2,A 3,A 4,A 5,A 6,现从这6名运动员中随机抽取2人参加双打比赛.(i )用所给编号列出所有可能的结果;(ii )设A 为事件“编号为A 5和A 6的两名运动员中至少有1人被抽到”,求事件A 发生的概率.【解答】解:(Ⅰ)由题意可得抽取比例为627+9+18=19,27×19=3,9×19=1,18×19=2,∴应甲、乙、丙三个协会中分别抽取的运动员的人数为3、1、2; (Ⅱ)(i )从6名运动员中随机抽取2名的所有结果为: (A 1,A 2),(A 1,A 3),(A 1,A 4),(A 1,A 5),(A 1,A 6), (A 2,A 3),(A 2,A 4),(A 2,A 5),(A 2,A 6),(A 3,A 4), (A 3,A 5),(A 3,A 6),(A 4,A 5),(A 4,A 6)),(A 5,A 6), 共15种;(ii )设A 为事件“编号为A 5和A 6的两名运动员中至少有1人被抽到”, 则事件A 包含:(A 1,A 5),(A 1,A 6),(A 2,A 5),(A 2,A 6),(A 3,A 5),(A 3,A 6),(A 4,A 5),(A 4,A 6)),(A 5,A 6)共9个基本事件, ∴事件A 发生的概率P=915=3516.(13分)在△ABC 中,内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,已知△ABC 的面积为3√15,b ﹣c=2,cosA=﹣14.(Ⅰ)求a 和sinC 的值;(Ⅱ)求cos (2A +π6)的值.【解答】解:(Ⅰ)在三角形ABC 中,由cosA=﹣14,可得sinA=√154,△ABC 的面积为3√15,可得:12bcsinA =3√15, 可得bc=24,又b ﹣c=2,解得b=6,c=4,由a 2=b 2+c 2﹣2bccosA ,可得a=8,a sinA =csinC ,解得sinC=√158;(Ⅱ)cos(2A+π6)=cos2Acosπ6﹣sin2Asinπ6=√32(2cos2A−1)−12×2sinAcosA=√15−7√316.17.(13分)如图,已知AA1⊥平面ABC,BB1∥AA1,AB=AC=3,BC=2√5,AA1=√7,BB1=2√7,点E和F分别为BC和A1C的中点.(Ⅰ)求证:EF∥平面A1B1BA;(Ⅱ)求证:平面AEA1⊥平面BCB1;(Ⅲ)求直线A1B1与平面BCB1所成角的大小.【解答】(Ⅰ)证明:连接A1B,在△A1BC中,∵E和F分别是BC和A1C的中点,∴EF∥A1B,又∵A1B⊂平面A1B1BA,EF⊄平面A1B1BA,∴EF∥平面A1B1BA;(Ⅱ)证明:∵AB=AC,E为BC中点,∴AE⊥BC,∵AA1⊥平面ABC,BB1∥AA1,∴BB1⊥平面ABC,∴BB1⊥AE,又∵BC∩BB1=B,∴AE⊥平面BCB1,又∵AE⊂平面AEA1,∴平面AEA1⊥平面BCB1;(Ⅲ)取BB1中点M和B1C中点N,连接A1M,A1N,NE,∵N和E分别为B1C和BC的中点,∴NE平行且等于12B1B,∴NE平行且等于A1A,∴四边形A1AEN是平行四边形,∴A1N平行且等于AE,又∵AE⊥平面BCB1,∴A1N⊥平面BCB1,∴∠A1B1N即为直线A1B1与平面BCB1所成角,在△ABC中,可得AE=2,∴A1N=AE=2,∵BM∥AA1,BM=AA1,∴A1M∥AB且A1M=AB,又由AB ⊥BB 1,∴A 1M ⊥BB 1,在RT △A 1MB 1中,A 1B 1=√B 1M 2+A 1M 2=4,在RT △A 1NB 1中,sin ∠A 1B 1N=A 1N A 1B 1=12,∴∠A 1B 1N=30°,即直线A 1B 1与平面BCB 1所成角的大小为30°18.(13分)已知{a n }是各项均为正数的等比数列,{b n }是等差数列,且a 1=b 1=1,b 2+b 3=2a 3,a 5﹣3b 2=7. (Ⅰ)求{a n }和{b n }的通项公式;(Ⅱ)设c n =a n b n ,n ∈N *,求数列{c n }的前n 项和.【解答】解:(Ⅰ)设数列{a n }的公比为q ,数列{b n }的公差为d ,由题意,q >0, 由已知有{2q 2−3d =2q 4−3d =10,消去d 整理得:q 4﹣2q 2﹣8=0.∵q >0,解得q=2,∴d=2,∴数列{a n }的通项公式为a n =2n−1,n ∈N *; 数列{b n }的通项公式为b n =2n ﹣1,n ∈N *. (Ⅱ)由(Ⅰ)有c n =(2n −1)⋅2n−1, 设{c n }的前n 项和为S n ,则S n =1×20+3×21+5×22+⋯+(2n −3)×2n−2+(2n −1)×2n−1, 2S n =1×21+3×22+5×23+⋯+(2n −3)×2n−1+(2n −1)×2n ,两式作差得:−S n =1+22+23+⋯+2n −(2n −1)×2n =2n +1﹣3﹣(2n ﹣1)×2n =﹣(2n ﹣3)×2n ﹣3.∴S n =(2n −3)⋅2n +3,n ∈N ∗.19.(14分)已知椭圆x 2a +y 2b =1(a >b >0)的上顶点为B ,左焦点为F ,离心率为√55.(Ⅰ)求直线BF 的斜率.(Ⅱ)设直线BF 与椭圆交于点P (P 异于点B ),过点B 且垂直于BP 的直线与椭圆交于点Q (Q 异于点B ),直线PQ 与y 轴交于点M ,|PM |=λ|MQ |. (i )求λ的值.(ii )若|PM |sin ∠BQP=7√59,求椭圆的方程.【解答】解:(Ⅰ)设左焦点F (﹣c ,0), ∵离心率e=√55,a 2=b 2+c 2,∴a=√5c ,b=2c ,又∵B (0,b ),∴直线BF 的斜率k=b−00−(−c)=2cc=2;(Ⅱ)设点P (x P ,y P ),Q (x Q ,y Q ),M (x M ,y M ). (i )由(I )知a=√5c ,b=2c ,k BF =2, ∴椭圆方程为x 25c 2+y 24c 2=1,直线BF 方程为y=2x +2c ,联立直线BF 与椭圆方程,消去y并整理得:3x 2+5cx=0,解得x P =﹣5c 3,∵BQ ⊥BP ,∴直线BQ 的方程为:y=﹣12x +2c ,联立直线BQ 与椭圆方程,消去y 并整理得:21x 2﹣40cx=0,解得x Q =40c 21,又∵λ=|PM||MQ|,及x M =0,∴λ=|x M −x P ||x Q −x M |=|x P ||x Q |=78; (ii )∵|PM||MQ|=78,∴|PM||PM|+|MQ|=77+8=715,即|PQ |=157|PM |, 又∵|PM |sin ∠BQP=7√59,∴|BP |=|PQ |sin ∠BQP=157|PM |sin ∠BQP=5√53,又∵y P =2x P +2c=﹣43c ,∴|BP |=√(0+5c 3)2+(2c +4c 3)2=5√53c , 因此5√53=5√53c ,即c=1,∴椭圆的方程为:x 25+y 24=1.20.(14分)已知函数f (x )=4x ﹣x 4,x ∈R . (Ⅰ)求f (x )的单调区间;(Ⅱ)设曲线y=f (x )与x 轴正半轴的交点为P ,曲线在点P 处的切线方程为y=g (x ),求证:对于任意的实数x ,都有f (x )≤g (x );(Ⅲ)若方程f (x )=a (a 为实数)有两个实数根x 1,x 2,且x 1<x 2,求证:x 2﹣x 1≤﹣a3+413.【解答】(Ⅰ)解:由f (x )=4x ﹣x 4,可得f′(x )=4﹣4x 3.当f′(x )>0,即x <1时,函数f (x )单调递增; 当f′(x )<0,即x >1时,函数f (x )单调递减.∴f (x )的单调递增区间为(﹣∞,1),单调递减区间为(1,+∞). (Ⅱ)证明:设点p 的坐标为(x 0,0),则x 0=413,f′(x 0)=﹣12,曲线y=f (x )在点P 处的切线方程为y=f′(x 0)(x ﹣x 0),即g (x )=f′(x 0)(x ﹣x 0), 令函数F (x )=f (x )﹣g (x ),即F (x )=f (x )﹣f′(x 0)(x ﹣x 0), 则F′(x )=f′(x )﹣f′(x 0).∵F′(x 0)=0,∴当x ∈(﹣∞,x 0)时,F′(x )>0;当x ∈(x 0,+∞)时,F′(x )<0, ∴F (x )在(﹣∞,x 0)上单调递增,在(x 0,+∞)上单调递减,∴对于任意实数x ,F (x )≤F (x 0)=0,即对任意实数x ,都有f (x )≤g (x ); (Ⅲ)证明:由(Ⅱ)知,g(x)=−12(x−413),设方程g (x )=a 的根为x 2′,可得x 2′=−a12+413.∵g (x )在(﹣∞,+∞)上单调递减,又由(Ⅱ)知g (x 2)≥f (x 2)=a=g (x 2′), 因此x 2≤x 2′.类似地,设曲线y=f (x )在原点处的切线方程为y=h (x ),可得h (x )=4x , 对于任意的x ∈(﹣∞,+∞),有f (x )﹣h (x )=﹣x 4≤0,即f (x )≤h (x ).设方程h (x )=a 的根为x 1′,可得x 1′=a4,∵h (x )=4x 在(﹣∞,+∞)上单调递增,且h (x 1′)=a=f (x 1)≤h (x 1), 因此x 1′≤x 1,由此可得x 2−x 1≤x 2′−x 1′=−a3+413.。

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