2013年江西省高考数学试卷(理科)一.选择题:本大题共10小题,每小题5分,共50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)已知集合M={1,2,zi},i为虚数单位,N={3,4},M∩N={4},则复数z=()A.﹣2i B.2i C.﹣4i D.4i2.(5分)函数y=ln(1﹣x)的定义域为()A.(0,1) B.[0,1) C.(0,1]D.[0,1]3.(5分)等比数列x,3x+3,6x+6,…的第四项等于()A.﹣24 B.0 C.12 D.244.(5分)总体由编号为01,02,…,19,20的20个个体组成.利用下面的随机数表选取5个个体,选取方法从随机数表第1行的第5列和第6列数字开始由左到右依次选取两个数字,则选出来的第5个个体的编号为()78166572080263140702436997280198 32049234493582003623486969387481 A.08 B.07 C.02 D.015.(5分)(x2﹣)5的展开式中的常数项为()A.80 B.﹣80 C.40 D.﹣406.(5分)若S1=x2dx,S2=dx,S3=e x dx,则S1,S2,S3的大小关系为()A.S1<S2<S3B.S2<S1<S3C.S2<S3<S1D.S3<S2<S17.(5分)阅读如下程序框图,如果输出i=5,那么在空白矩形框中应填入的语句为()A.S=2*i﹣2 B.S=2*i﹣1 C.S=2*i D.S=2*i+48.(5分)如图,正方体的底面与正四面体的底面在同一平面α上,且AB∥CD,正方体的六个面所在的平面与直线CE,EF相交的平面个数分别记为m,n,那么m+n=()A.8 B.9 C.10 D.119.(5分)过点()引直线l与曲线y=相交于A,B两点,O为坐标原点,当△ABO的面积取得最大值时,直线l的斜率等于()A.B.C.D.10.(5分)如图,半径为1的半圆O与等边三角形ABC夹在两平行线l1,l2之间,l∥l1,l与半圆相交于F,G两点,与三角形ABC两边相交于E,D两点.设弧的长为x(0<x<π),y=EB+BC+CD,若l从l1平行移动到l2,则函数y=f(x)的图象大致是()A.B.C.D.二.第Ⅱ卷填空题:本大题共4小题,每小题5分,共20分11.(5分)函数y=sin2x+2sin2x最小正周期T为.12.(5分)设,为单位向量.且、的夹角为,若=+3,=2,则向量在方向上的射影为.13.(5分)设函数f(x)在(0,+∞)内可导,且f(e x)=x+e x,则f′(1)=.14.(5分)抛物线x2=2py(p>0)的焦点为F,其准线与双曲线=1相交于A,B两点,若△ABF为等边三角形,则p=.三.第Ⅱ卷选做题:请在下列两题中任选一题作答,若两道题都做,按第一题评卷计分.本题共5分.15.(5分)(坐标系与参数方程选做题)设曲线C的参数方程为(t为参数),若以直角坐标系的原点为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系,则曲线C的极坐标方程为.16.(不等式选做题)在实数范围内,不等式||x﹣2|﹣1|≤1的解集为.四.第Ⅱ卷解答题: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.17.(12分)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,已知cosC+(cosA ﹣sinA)cosB=0.(1)求角B的大小;(2)若a+c=1,求b的取值范围.18.(12分)正项数列{a n}的前n项和S n满足:S n2(1)求数列{a n}的通项公式a n;(2)令b,数列{b n}的前n项和为T n.证明:对于任意n∈N*,都有T.19.(12分)小波以游戏方式决定是参加学校合唱团还是参加学校排球队,游戏规则为:以0为起点,再从A1,A2,A3,A4,A5,A6,A7,A8(如图)这8个点中任取两点分别为终点得到两个向量,记这两个向量的数量积为X.若X=0就参加学校合唱团,否则就参加学校排球队.(1)求小波参加学校合唱团的概率;(2)求X的分布列和数学期望.20.(12分)如图,四棱锥P﹣ABCD中,PA⊥平面ABCD,E为BD的中点,G为PD的中点,△DAB≌△DCB,EA=EB=AB=1,PA=,连接CE并延长交AD于F (1)求证:AD⊥平面CFG;(2)求平面BCP与平面DCP的夹角的余弦值.21.(13分)如图,椭圆C:经过点P(1,),离心率e=,直线l的方程为x=4.(1)求椭圆C的方程;(2)AB是经过右焦点F的任一弦(不经过点P),设直线AB与直线l相交于点M,记PA,PB,PM的斜率分别为k1,k2,k3.问:是否存在常数λ,使得k1+k2=λk3?若存在,求λ的值;若不存在,说明理由.22.(14分)已知函数f(x)=,a为常数且a>0.(1)f(x)的图象关于直线x=对称;(2)若x0满足f(f(x0))=x0,但f(x0)≠x0,则x0称为函数f(x)的二阶周期点,如果f(x)有两个二阶周期点x1,x2,试确定a的取值范围;(3)对于(2)中的x1,x2,和a,设x3为函数f(f(x))的最大值点,A(x1,f(f(x1))),B(x2,f(f(x2))),C(x3,0),记△ABC的面积为S(a),讨论S (a)的单调性.2013年江西省高考数学试卷(理科)参考答案与试题解析一.选择题:本大题共10小题,每小题5分,共50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)(2013•江西)已知集合M={1,2,zi},i为虚数单位,N={3,4},M ∩N={4},则复数z=()A.﹣2i B.2i C.﹣4i D.4i【分析】根据两集合的交集中的元素为4,得到zi=4,即可求出z的值.【解答】解:根据题意得:zi=4,解得:z=﹣4i.故选C2.(5分)(2013•江西)函数y=ln(1﹣x)的定义域为()A.(0,1) B.[0,1) C.(0,1]D.[0,1]【分析】由函数的解析式可直接得到不等式组,解出其解集即为所求的定义域,从而选出正确选项【解答】解:由题意,自变量满足,解得0≤x<1,即函数y=的定义域为[0,1)故选B3.(5分)(2013•江西)等比数列x,3x+3,6x+6,…的第四项等于()A.﹣24 B.0 C.12 D.24【分析】由题意可得(3x+3)2=x(6x+6),解x的值,可得此等比数列的前三项,从而求得此等比数列的公比,从而求得第四项.【解答】解:由于x,3x+3,6x+6是等比数列的前三项,故有(3x+3)2=x(6x+6),解x=﹣3,故此等比数列的前三项分别为﹣3,﹣6,﹣12,故此等比数列的公比为2,故第四项为﹣24,故选A.4.(5分)(2013•江西)总体由编号为01,02,…,19,20的20个个体组成.利用下面的随机数表选取5个个体,选取方法从随机数表第1行的第5列和第6列数字开始由左到右依次选取两个数字,则选出来的第5个个体的编号为()78166572080263140702436997280198 32049234493582003623486969387481 A.08 B.07 C.02 D.01【分析】从随机数表第1行的第5列和第6列数字开始由左到右一次选取两个数字开始向右读,依次为65,72,08,02,63,14,07,02,43,69,97,28,01,98,…,其中08,02,14,07,01符合条件,故可得结论.【解答】解:从随机数表第1行的第5列和第6列数字开始由左到右一次选取两个数字开始向右读,第一个数为65,不符合条件,第二个数为72,不符合条件,第三个数为08,符合条件,以下符合条件依次为:08,02,14,07,01,故第5个数为01.故选:D.5.(5分)(2013•江西)(x2﹣)5的展开式中的常数项为()A.80 B.﹣80 C.40 D.﹣40=•x2(5﹣r)•(﹣2)r•x﹣3r,【分析】利用(x)5展开式中的通项公式T r+1令x的幂指数为0,求得r的值,即可求得(x)5展开式中的常数项.,【解答】解:设(x)5展开式中的通项为T r+1则T r=•x2(5﹣r)•(﹣2)r•x﹣3r=(﹣2)r••x10﹣5r,+1令10﹣5r=0得r=2,∴(x)5展开式中的常数项为(﹣2)2×=4×10=40.故选C.6.(5分)(2013•江西)若S1=x2dx,S2=dx,S3=e x dx,则S1,S2,S3的大小关系为()A.S1<S2<S3B.S2<S1<S3C.S2<S3<S1D.S3<S2<S1【分析】先利用积分基本定理计算三个定积分,再比较它们的大小即可.【解答】解:由于S1=x2dx=|=,S2=dx=lnx|=ln2,S3=e x dx=e x|=e2﹣e.且ln2<<e2﹣e,则S2<S1<S3.故选:B.7.(5分)(2013•江西)阅读如下程序框图,如果输出i=5,那么在空白矩形框中应填入的语句为()A.S=2*i﹣2 B.S=2*i﹣1 C.S=2*i D.S=2*i+4【分析】题目给出了输出的结果i=5,让我们分析矩形框中应填的语句,根据判断框中内容,即s<10,我们模拟程序执行的过程,从而得到答案.【解答】解:当空白矩形框中应填入的语句为S=2*I时,程序在运行过程中各变量的值如下表示:i S 是否继续循环循环前1 0/第一圈2 5 是第二圈3 6 是第三圈4 9 是第四圈5 10 否故输出的i值为:5,符合题意.故选C.8.(5分)(2013•江西)如图,正方体的底面与正四面体的底面在同一平面α上,且AB∥CD,正方体的六个面所在的平面与直线CE,EF相交的平面个数分别记为m,n,那么m+n=()A.8 B.9 C.10 D.11【分析】判断CE与EF与正方体表面的关系,即可推出正方体的六个面所在的平面与直线CE,EF相交的平面个数分别记为m,n,求出m+n的值.【解答】解:由题意可知直线CE与正方体的上底面平行在正方体的下底面上,与正方体的四个侧面不平行,所以m=4,直线EF与正方体的左右两个侧面平行,与正方体的上下底面相交,前后侧面相交,所以n=4,所以m+n=8.故选A.9.(5分)(2013•江西)过点()引直线l与曲线y=相交于A,B 两点,O为坐标原点,当△ABO的面积取得最大值时,直线l的斜率等于()A.B.C.D.【分析】由题意可知曲线为单位圆在x轴上方部分(含与x轴的交点),由此可得到过C点的直线与曲线相交时k的范围,设出直线方程,由点到直线的距离公式求出原点到直线的距离,由勾股定理求出直线被圆所截半弦长,写出面积后利用配方法转化为求二次函数的最值.【解答】解:由y=,得x2+y2=1(y≥0).所以曲线y=表示单位圆在x轴上方的部分(含与x轴的交点),设直线l的斜率为k,要保证直线l与曲线有两个交点,且直线不与x轴重合,则﹣1<k<0,直线l的方程为y﹣0=,即.则原点O到l的距离d=,l被半圆截得的半弦长为.则===.令,则,当,即时,S有最大值△ABO为.此时由,解得k=﹣.故答案为B.10.(5分)(2013•江西)如图,半径为1的半圆O与等边三角形ABC夹在两平行线l1,l2之间,l∥l1,l与半圆相交于F,G两点,与三角形ABC两边相交于E,D两点.设弧的长为x(0<x<π),y=EB+BC+CD,若l从l1平行移动到l2,则函数y=f(x)的图象大致是()A.B.C.D.【分析】由题意可知:随着l从l1平行移动到l2,y=EB+BC+CD越来越大,考察几个特殊的情况,计算出相应的函数值y,结合考查选项可得答案.【解答】解:当x=0时,y=EB+BC+CD=BC=;当x=π时,此时y=AB+BC+CA=3×=2;当x=时,∠FOG=,三角形OFG为正三角形,此时AM=OH=,在正△AED中,AE=ED=DA=1,∴y=EB+BC+CD=AB+BC+CA﹣(AE+AD)=3×﹣2×1=2﹣2.如图.又当x=时,图中y0=+(2﹣)=>2﹣2.故当x=时,对应的点(x,y)在图中红色连线段的下方,对照选项,D正确.故选D.二.第Ⅱ卷填空题:本大题共4小题,每小题5分,共20分11.(5分)(2013•江西)函数y=sin2x+2sin2x最小正周期T为π.【分析】函数解析式第二项利用二倍角的余弦函数公式化简,整理后利用两角和与差的正弦函数公式化为一个角的正弦函数,找出ω的值,代入周期公式即可求出函数的最小正周期.【解答】解:y=sin2x+2×=sin2x﹣cos2x+=2(sin2x﹣cos2x)+=2sin(2x﹣)+,∵ω=2,∴T=π.故答案为:π12.(5分)(2013•江西)设,为单位向量.且、的夹角为,若=+3,=2,则向量在方向上的射影为.【分析】根据题意求得的值,从而求得的值,再根据在上的射影为,运算求得结果.【解答】解:∵、为单位向量,且和的夹角θ等于,∴=1×1×cos=.∵=+3,=2,∴=(+3)•(2)=2+6=2+3=5.∴在上的射影为=,故答案为.13.(5分)(2013•江西)设函数f(x)在(0,+∞)内可导,且f(e x)=x+e x,则f′(1)=2.【分析】由题设知,可先用换元法求出f(x)的解析式,再求出它的导数,从而求出f′(1).【解答】解:函数f(x)在(0,+∞)内可导,且f(e x)=x+e x,令e x=t,则x=lnt,故有f(t)=lnt+t,即f(x)=lnx+x,∴f′(x)=+1,故f′(1)=1+1=2.故答案为:2.14.(5分)(2013•江西)抛物线x2=2py(p>0)的焦点为F,其准线与双曲线=1相交于A,B两点,若△ABF为等边三角形,则p=6.【分析】求出抛物线的焦点坐标,准线方程,然后求出抛物线的准线与双曲线的交点坐标,利用三角形是等边三角形求出p即可.【解答】解:抛物线的焦点坐标为(0,),准线方程为:y=﹣,准线方程与双曲线联立可得:,解得x=±,因为△ABF为等边三角形,所以,即p2=3x2,即,解得p=6.故答案为:6.三.第Ⅱ卷选做题:请在下列两题中任选一题作答,若两道题都做,按第一题评卷计分.本题共5分.15.(5分)(2013•江西)(坐标系与参数方程选做题)设曲线C的参数方程为(t为参数),若以直角坐标系的原点为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系,则曲线C的极坐标方程为ρcos2θ﹣sinθ=0.【分析】先求出曲线C的普通方程,再利用x=ρcosθ,y=ρsinθ代换求得极坐标方程.【解答】解:由(t为参数),得y=x2,令x=ρcosθ,y=ρsinθ,代入并整理得ρcos2θ﹣sinθ=0.即曲线C的极坐标方程是ρcos2θ﹣sinθ=0.故答案为:ρcos2θ﹣sinθ=0.16.(2013•江西)(不等式选做题)在实数范围内,不等式||x﹣2|﹣1|≤1的解集为[0,4] .【分析】利用绝对值不等式的等价形式,利用绝对值不等式几何意义求解即可.【解答】解:不等式||x﹣2|﹣1|≤1的解集,就是﹣1≤|x﹣2|﹣1≤1的解集,也就是0≤|x﹣2|≤2的解集,0≤|x﹣2|≤2的几何意义是数轴上的点到2的距离小于等于2的值,所以不等式的解为:0≤x≤4.所以不等式的解集为[0,4].故答案为:[0,4].四.第Ⅱ卷解答题: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.17.(12分)(2013•江西)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,已知cosC+(cosA﹣sinA)cosB=0.(1)求角B的大小;(2)若a+c=1,求b的取值范围.【分析】(1)已知等式第一项利用诱导公式化简,第二项利用单项式乘多项式法则计算,整理后根据sinA不为0求出tanB的值,由B为三角形的内角,利用特殊角的三角函数值即可求出B的度数;(2)由余弦定理列出关系式,变形后将a+c及cosB的值代入表示出b2,根据a 的范围,利用二次函数的性质求出b2的范围,即可求出b的范围.【解答】解:(1)由已知得:﹣cos(A+B)+cosAcosB﹣sinAcosB=0,即sinAsinB﹣sinAcosB=0,∵sinA≠0,∴sinB﹣cosB=0,即tanB=,又B为三角形的内角,则B=;(2)∵a+c=1,即c=1﹣a,cosB=,∴由余弦定理得:b2=a2+c2﹣2ac•cosB,即b2=a2+c2﹣ac=(a+c)2﹣3ac=1﹣3a(1﹣a)=3(a﹣)2+,∵0<a<1,∴≤b2<1,则≤b<1.18.(12分)(2013•江西)正项数列{a n}的前n项和S n满足:S n2(1)求数列{a n}的通项公式a n;(2)令b,数列{b n}的前n项和为T n.证明:对于任意n∈N*,都有T.【分析】(I)由S n2可求s n,然后利用a1=s1,n≥2时,a n=s n﹣s n﹣1可求a n(II)由b==,利用裂项求和可求T n,利用放缩法即可证明【解答】解:(I)由S n2可得,[](S n+1)=0∵正项数列{a n},S n>0∴S n=n2+n于是a1=S1=2n≥2时,a n=S n﹣S n﹣1=n2+n﹣(n﹣1)2﹣(n﹣1)=2n,而n=1时也适合∴a n=2n(II)证明:由b==∴]=19.(12分)(2013•江西)小波以游戏方式决定是参加学校合唱团还是参加学校排球队,游戏规则为:以0为起点,再从A1,A2,A3,A4,A5,A6,A7,A8(如图)这8个点中任取两点分别为终点得到两个向量,记这两个向量的数量积为X.若X=0就参加学校合唱团,否则就参加学校排球队.(1)求小波参加学校合唱团的概率;(2)求X的分布列和数学期望.【分析】(1)先求出从8个点中任意取两个点为向量的终点的不同取法,而X=0时,即两向量夹角为直角,求出结果数,代入古典概率的求解公式可求(2)先求出两向量数量积的所有可能情形及相应的概率,即可求解分布列及期望值【解答】解:(1)从8个点中任意取两个点为向量的终点的不同取法有=28种X=0时,两向量夹角为直角共有8种情形所以小波参加学校合唱团的概率P(X=0)==(2)两向量数量积的所有可能情形有﹣2,﹣1,0,1X=﹣2时有2种情形X=1时有8种情形X=﹣1时,有10种情形X的分布列为:X ﹣2﹣101PEX==20.(12分)(2013•江西)如图,四棱锥P﹣ABCD中,PA⊥平面ABCD,E为BD 的中点,G为PD的中点,△DAB≌△DCB,EA=EB=AB=1,PA=,连接CE并延长交AD于F(1)求证:AD⊥平面CFG;(2)求平面BCP与平面DCP的夹角的余弦值.【分析】(1)利用直角三角形的判定得到∠BAD=,且∠ABE=∠AEB=.由△DAB≌△DCB得到△EAB≌△ECB,从而得到∠FED=∠FEA=,所以EF⊥AD且AF=FD,结合题意得到FG是△PAD是的中位线,可得FG∥PA,根据PA⊥平面ABCD 得FG⊥平面ABCD,得到FG⊥AD,最后根据线面垂直的判定定理证出AD⊥平面CFG;(2)以点A为原点,AB、AD、PA分别为x轴、y轴、z轴建立如图直角坐标系,得到A、B、C、D、P的坐标,从而得到、、的坐标,利用垂直向量数量积为零的方法建立方程组,解出=(1,﹣,)和=(1,,2)分别为平面BCP、平面DCP的法向量,利用空间向量的夹角公式算出、夹角的余弦,即可得到平面BCP与平面DCP的夹角的余弦值.【解答】解:(1)∵在△DAB中,E为BD的中点,EA=EB=AB=1,∴AE=BD,可得∠BAD=,且∠ABE=∠AEB=∵△DAB≌△DCB,∴△EAB≌△ECB,从而得到∠FED=∠BEC=∠AEB=∴∠EDA=∠EAD=,可得EF⊥AD,AF=FD又∵△PAD中,PG=GD,∴FG是△PAD是的中位线,可得FG∥PA∵PA⊥平面ABCD,∴FG⊥平面ABCD,∵AD⊂平面ABCD,∴FG⊥AD又∵EF、FG是平面CFG内的相交直线,∴AD⊥平面CFG;(2)以点A为原点,AB、AD、PA分别为x轴、y轴、z轴建立如图直角坐标系,可得A(0,0,0),B(1,0,0),C(,,0),D(0,,0),P(0,0,)∴=(,,0),=(﹣,﹣,),=(﹣,,0)设平面BCP的法向量=(1,y1,z1),则解得y1=﹣,z1=,可得=(1,﹣,),设平面DCP的法向量=(1,y2,z2),则解得y2=,z2=2,可得=(1,,2),∴cos<,>===因此平面BCP与平面DCP的夹角的余弦值等于﹣cos<,>=﹣.21.(13分)(2013•江西)如图,椭圆C:经过点P(1,),离心率e=,直线l的方程为x=4.(1)求椭圆C的方程;(2)AB是经过右焦点F的任一弦(不经过点P),设直线AB与直线l相交于点M,记PA,PB,PM的斜率分别为k1,k2,k3.问:是否存在常数λ,使得k1+k2=λk3?若存在,求λ的值;若不存在,说明理由.【分析】(1)由题意将点P (1,)代入椭圆的方程,得到,再由离心率为e=,将a,b用c表示出来代入方程,解得c,从而解得a,b,即可得到椭圆的标准方程;(2)方法一:可先设出直线AB的方程为y=k(x﹣1),代入椭圆的方程并整理成关于x的一元二次方程,设A(x1,y1),B(x2,y2),利用根与系数的关系求得x1+x2=,,再求点M的坐标,分别表示出k1,k2,k3.比较k1+k2=λk3即可求得参数的值;方法二:设B(x0,y0)(x0≠1),以之表示出直线FB的方程为,由此方程求得M的坐标,再与椭圆方程联立,求得A的坐标,由此表示出k1,k2,k3.比较k1+k2=λk3即可求得参数的值【解答】解:(1)椭圆C:经过点P (1,),可得①由离心率e=得=,即a=2c,则b2=3c2②,代入①解得c=1,a=2,b=故椭圆的方程为(2)方法一:由题意可设AB的斜率为k,则直线AB的方程为y=k(x﹣1)③代入椭圆方程并整理得(4k2+3)x2﹣8k2x+4k2﹣12=0设A(x1,y1),B(x2,y2),x1+x2=,④在方程③中,令x=4得,M的坐标为(4,3k),从而,,=k﹣注意到A,F,B共线,则有k=k AF=k BF,即有==k所以k1+k2=+=+﹣(+)=2k﹣×⑤④代入⑤得k1+k2=2k﹣×=2k﹣1又k3=k﹣,所以k1+k2=2k3故存在常数λ=2符合题意方法二:设B(x0,y0)(x0≠1),则直线FB的方程为令x=4,求得M(4,)从而直线PM的斜率为k3=,联立,得A(,),则直线PA的斜率k1=,直线PB的斜率为k2=所以k1+k2=+=2×=2k3,故存在常数λ=2符合题意22.(14分)(2013•江西)已知函数f(x)=,a为常数且a>0.(1)f(x)的图象关于直线x=对称;(2)若x0满足f(f(x0))=x0,但f(x0)≠x0,则x0称为函数f(x)的二阶周期点,如果f(x)有两个二阶周期点x1,x2,试确定a的取值范围;(3)对于(2)中的x1,x2,和a,设x3为函数f(f(x))的最大值点,A(x1,f(f(x1))),B(x2,f(f(x2))),C(x3,0),记△ABC的面积为S(a),讨论S (a)的单调性.【分析】(1)只要证明成立即可;(2)对a分类讨论,利用二阶周期点的定义即可得出;(3)由(2)得出x3,得出三角形的面积,利用导数即可得出其单调性.【解答】(1)证明:∵==a(1﹣2|x|),=a(1﹣2|x|),∴,∴f(x)的图象关于直线x=对称.(2)解:当时,有f(f(x))=.∴f(f(x))=x只有一个解x=0又f(0)=0,故0不是二阶周期点.当时,有f(f(x))=.∴f(f(x))=x有解集,{x|x},故此集合中的所有点都不是二阶周期点.当时,有f(f(x))=,∴f(f(x))=x有四个解:0,,,.由f(0)=0,,,.故只有,是f(x)的二阶周期点,综上所述,所求a的取值范围为.(3)由(2)得,.∵x2为函数f(x)的最大值点,∴,或.当时,S(a)=••|﹣|=.求导得:S′(a)=.∴当时,S(a)单调递增,当时,S(a)单调递减.当时,S(a)=,求导得.∵,从而有.∴当时,S(a)单调递增.。