2013年辽宁高考数学试题及答案 (理科)一、选择题1. 复数z =1i -1的模为( )A.12B.22 C. 2 D .2 1.B [解析] 复数z =1i -1=-1+i 2,所以|z |=-1+i 2=22,故选B.2. 已知集合A ={}x |0<log 4x <1,B ={}x |x ≤2,则A ∩B =( )A .(0,1)B .(0,2]C .(1,2)D .(1,2]2.D [解析] ∵A ={x |1<x <4},B ={x |x ≤2},∴A ∩B ={x |1<x ≤2},故选D. 3. 已知点A (1,3),B (4,-1),则与向量AB 同方向的单位向量为( ) A.⎝⎛⎭⎫35,-45 B.⎝⎛⎭⎫45,-35 C.⎝⎛⎭⎫-35,45 D.⎝⎛⎭⎫-45,35 3.A [解析] ∵AB →=(3,-4),∴与AB →方向相同的单位向量为AB →|AB →|=⎝⎛⎭⎫35,-45,故选A.4. 下面是关于公差d >0的等差数列{}a n 的四个命题: p 1:数列{}a n 是递增数列; p 2:数列{}na n 是递增数列;p 3:数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n n 是递增数列;p 4:数列{}a n +3nd 是递增数列. 其中的真命题为( )A .p 1,p 2B .p 3,p 4C .p 2,p 3D .p 1,p 44.D [解析] 因为数列{a n }中d >0,所以{a n }是递增数列,则p 1为真命题.而数列{a n+3nd }也是递增数列,所以p 4为真命题,故选D.5. 某班的全体学生参加英语测试,成绩的频率分布直方图如图,数据的分组依次为:[20,40),[40,60),[60,80),[80,100].若低于60分的人数是15,则该班的学生人数是( )图1-1A .45B .50C .55D .605.B [解析] 由成绩的频率分布直方图可以得到低于60分的频率为0.3,而低于60分的人数为15,所以该班的学生人数为150.3=50. 6. 在△ABC 中,内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c .若a sin B cos C +c sin B cos A =12b ,且a >b ,则∠B =( )A.π6B.π3C.2π3D.5π66.A [解析] 由正弦定理可得到sin A sin B cos C +sin C sin B cos A =12sin B .因为B ∈(0,π),所以sin B ≠0,所以sin A cos C +sin C cos A =12,即sin(A +C )=sin B =12,则∠B =π6,故选A.7. 使⎝⎛⎭⎫3x +1x x n(n ∈+)的展开式中含有常数项的最小的n 为( )A .4B .5C .6D .7 7.B [解析] 由通项T k +1=C k n (3x )n -k⎝⎛⎭⎫1x x k=C k n ·3n -k·xn -5k 2,所以在展开式中含有常数项时,n -5k2=0,当k 取最小值2时,n 取最小值5.故选B.8. 执行如图所示的程序框图,若输入n =10,则输出S =( )图1-2A.511B.1011C.3655D.72558.A [解析] 由程序框图可以得到S =122-1+142-1+162-1+182-1+1102-1=11×3+13×5+15×7+17×9+19×11=12⎝⎛⎭⎫1-13+15-17+17-19+19-111=511,故选A.9. 已知点O (0,0),A (0,b ),B (a ,a 3).若△OAB 为直角三角形,则必有( )A .b =a 3B .b =a 3+1aC .(b -a 3)⎝⎛⎭⎫b -a 3-1a =0 D .|b -a 3|+⎪⎪⎪⎪b -a 3-1a =0 9.C [解析] 由题意知当三角形ABC 为直角三角形时,分为两类,∠OAB ,∠OBA 分别为直角.当∠OAB 为直角时b =a 3;当∠OBA 为直角时,OB →·AB →=0,则(a ,a 3)·(a ,a 3-b )=0,所以b -a 3-1a=0.所以(b -a 3)·⎝⎛⎭⎫b -a 3-1a =0,故选C. 10. 已知直三棱柱ABC -A 1B 1C 1的6个顶点都在球O 的球面上.若AB =3,AC =4,AB ⊥AC ,AA 1=12.则球O 的半径为( )A.3172 B .210 C.132D .31010.C [解析] 由题意将直三棱柱ABC -A 1B 1C 1还原为长方体ABDC -A 1B 1D 1C 1,则球的直径即为长方体ABDC -A 1B 1D 1C 1的体对角线AD 1,所以球的直径AD 1=AB 2+AC 2+AA 21=32+42+122=13,则球的半径为132,故选C.11. 已知函数f (x )=x 2-2(a +2)x +a 2,g (x )=-x 2+2(a -2)x -a 2+8.设H 1(x )=max {}f (x ),g (x ),H 2(x )=min {}f (x ),g (x )(max {}p ,q 表示p ,q 中的较大值,min {}p ,q 表示p ,q 中的较小值).记H 1(x )的最小值为A ,H 2(x )的最大值为B ,则A -B =( )A .16B .-16C .a 2-2a -16D .a 2+2a -1611.B [解析] 由题意知当f (x )=g (x )时,即x 2-2(a +2)x +a 2=-x 2+2(a -2)x -a 2+8, 整理得x 2-2ax +a 2-4=0,所以x =a +2或x =a -2,所以H 1(x )=max{f (x ),g (x )}=⎩⎪⎨⎪⎧x 2-2(a +2)x +a 2(x ≤a -2),-x 2+2(a -2)x -a 2+8(a -2<x <a +2),x 2-2(a +2)x +a 2(x ≥a +2),H 2(x )=min{f (x ),g (x )}=⎩⎪⎨⎪⎧-x 2+2(a -2)x -a 2+8(x ≤a -2),x 2-2(a +2)x +a 2(a -2<x <a +2),-x 2+2(a -2)x -a 2+8(x ≥a +2).由图形(图形略)可知,A =H 1(x )min =-4a -4,B =H 2(x )max =12-4a ,则A -B =-16. 故选B.12. 设函数f (x )满足x 2f ′(x )+2xf (x )=e x x ,f (2)=e 28,则x >0时,f (x )( )A .有极大值,无极小值B .有极小值,无极大值C .既有极大值又有极小值D .既无极大值也无极小值12.D [解析] 因为函数f (x )满足x 2f ′(x )+2xf (x )=[x 2·f (x )]′=e xx,所以当x >0时,[]x 2·f (x )′=e xx>0,令函数g (x )=x 2·f (x ),所以g (x )在x >0时递增. 由f (2)=e 28,得g (2)=e 22.又f (x )=g (x )x 2,所以f ′(x )=g ′(x )·x 2-g (x )·(2x )x 4=x ·g ′(x )-2g (x )x 3=e x -2g (x )x 3,x >0.令h (x )=e x -2g (x ),则h ′(x )=e x ⎝⎛⎭⎫1-2x ,故当x ∈(0,2)时,h ′(x ) <0;当x ∈(2,+∞)时,h ′(x )>0,故h (x )在(0,+∞)上的最小值为h (2)=e 2-2g (2)=0.所以f ′(x )=e x -2g (x )x 3≥0,故f (x )在(0,∞)单调递增.所以当x ∈(0,+∞)时,f (x )即无极大值也无极小值.选D.13. 某几何体的三视图如图所示,则该几何体的体积是________.图1-313.16π-16 [解析] 由三视图可以得到原几何体是一个圆柱里面挖去了一个长方体,所以该几何体的体积为V =4π×4-16=16π-16.14. 已知等比数列{}a n 是递增数列,S n 是{}a n 的前n 项和,若a 1,a 3是方程x 2-5x +4=0的两个根,则S 6=________.14.63 [解析] 由题意可知a 1+a 3=5,a 1·a 3=4.又因为{a n }为递增的等比数列,所以a 1=1,a 3=4,则公比q =2,所以S 6=1×(1-26)1-2=63.15. 已知椭圆C :x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的左焦点为F ,C 与过原点的直线相交于A ,B 两点,联结AF ,BF .若|AB |=10,|AF |=6,cos ∠ABF =45,则C 的离心率e =________.15.57 [解析] 设椭圆的右焦点为Q ,在三角形ABF 中利用余弦定理可以得到|BF |=8,利用椭圆的对称性可以得到|AQ |=8,则△F AQ 为直角三角形,然后利用椭圆的定义可以得到2a =14,2c =10,得e =57.16. 为了考察某校各班参加课外书法小组的人数,从全校随机抽取5个班级,把每个班级参加该小组的人数作为样本数据.已知样本平均数为7,样本方差为4,且样本数据互不相同,则样本数据中的最大值为________.16.10 [解析] 由已知可设5个班级参加的人数分别为x 1,x 2,x 3,x 4,x 5,则x =7,(x 1-7)2+(x 2-7)2+(x 3-7)2+(x 4-7)2+(x 5-7)25=4,故(x 1-7)2+(x 2-7)2+(x 3-7)2+(x 4-7)2+(x 5-7)2=20,即五个完全平方数之和为20,要使其中一个达到最大,这五个数必须是关于0对称分布的,而9+1+0+1+9=20,也就是(-3)2+(-1)2+02+12+32=20,所以五个班级参加的人数分别为4,6,7,8,10,最大数字为10.17. 设向量=(3sin x ,sin x ),=(cos x ,sin x ),x ∈⎣⎡⎦⎤0,π2. (1)若||=||,求x 的值;(2)设函数f (x )=,求f (x )的最大值.17.解: (1)由||2=(3sin x )2+(sin x )2=4sin 2x . ||2=(cos x )2+(sin x )2=1, 及||=||,得4sin 2x =1.又x ∈⎣⎡⎦⎤0,π2,从而sin x =12,所以x =π6. (2)f (x )==3sin x ·cos x +sin 2x =32sin 2x -12cos 2x +12=sin ⎝⎛⎭⎫2x -π6+12. 当x =π3∈⎣⎡⎦⎤0,π2时,sin ⎝⎛⎭⎫2x -π6取最大值1. 所以f (x )的最大值为32.18., 如图1-4,AB 是圆的直径,P A 垂直圆所在的平面,C 是圆上的点. (1)求证:平面P AC ⊥平面PBC ;(2)若AB =2,AC =1,P A =1,求二面角C -PB -A 的余弦值.图1-418.解: (1)证明:由AB 是圆的直径,得AC ⊥BC . 由P A ⊥平面ABC ,BC ⊂平面ABC ,得P A ⊥BC . 又P A ∩AC =A ,P A ⊂平面P AC ,AC ⊂平面P AC ,所以BC ⊥平面P AC . 因为BC ⊂平面PBC , 所以平面PBC ⊥平面P AC . (2)方法一:过C 作CM ∥AP ,则CM ⊥平面ABC .如图,以点C 为坐标原点,分别以直线CB ,CA ,CM 为x 轴、y 轴、z 轴建立空间直角坐标系.1-5因为AB =2,AC =1,所以BC = 3.因为P A =1,所以A (0,1,0),B (3,0,0),P (0,1,1). 故CB →=(3,0,0),CP →=(0,1,1). 设平面BCP 的法向量为=(x ,y ,z ). 则⎩⎪⎨⎪⎧CB →·n 1=0,CP →·n 1=0,所以⎩⎨⎧3x =0,y +z =0,不妨令y =1,则1=(0,1,-1). 因为AP →=(0,0,1),AB →=(3,-1,0), 设平面ABP 的法向量为2=(x ,y ,z ), 则⎩⎪⎨⎪⎧AP →·n 2=0,AB →·n 2=0,所以⎩⎨⎧z =0,3x -y =0.不妨令x =1,2=(1,3,0). 于是cos 〈1,2〉=32 2=64,所以由题意可知二面角C -PB -A 的余弦值为64. 解法二:过C 作CM ⊥AB 于M .图1-6因为P A ⊥平面ABC ,CM ⊂平面ABC ,所以P A ⊥CM , 故CM ⊥平面P AB .过M 作MN ⊥PB 于N ,联结NC . 由三垂线定理得CN ⊥PB .所以∠CNM 为二面角C -PB -A 的平面角.在Rt △ABC 中,由AB =2,AC =1,得BC =3,CM =32,BM =32. 在Rt △P AB 中,由AB =2,P A =1,得PB = 5. 因为Rt △BNM ∽Rt △BAP ,所以MN 1=325,故MN =3 510.又在Rt △CNM 中,CN =305,故cos ∠CNM =64. 所以二面角C -PB -A 的余弦值为64. 19. 现有10道题,其中6道甲类题,4道乙类题,张同学从中任取3道题解答.(1)求张同学至少取到1道乙类题的概率;(2)已知所取的3道题中有2道甲类题,1道乙类题.设张同学答对每道甲类题的概率都是35,答对每道乙类题的概率都是45,且各题答对与否相互独立.用X 表示张同学答对题的个数,求X 的分布列和数学期望.19.解: (1)设事件A =“张同学所取的3道题至少有1道乙类题”, 则有A =“张同学所取的3道题都是甲类题”.因为P (A )=C 36C 310=16,所以P (A )=1-P (A )=56.(2)X 所有的可能取值为0,1,2,3. P (X =0)=C 02·⎝⎛⎭⎫350·⎝⎛⎭⎫252·15=4125;P (X =1)=C 12·⎝⎛⎭⎫351·⎝⎛⎭⎫251·15+C 02⎝⎛⎭⎫350·⎝⎛⎭⎫252·45=28125; P (X =2)=C 22·⎝⎛⎭⎫352·⎝⎛⎭⎫250·15+C 12⎝⎛⎭⎫351·⎝⎛⎭⎫251·45=57125; P (X =3)=C 22·⎝⎛⎭⎫352·⎝⎛⎭⎫250·45=36125.X 的分布列为:X 0 1 2 3 P4125281255712536125所以E (X )=0×4125+1×28125+2×57125+3×36125=2.图1-720. 如图,抛物线C 1:x 2=4y ,C 2:x 2=-2py (p >0).点M (x 0,y 0)在抛物线C 2上,过M 作C 1的切线,切点为A ,B (M 为原点O 时,A ,B 重合于O ).当x 0=1-2时,切线MA 的斜率为-12.(1)求p 的值;(2)当M 在C 2上运动时,求线段AB 中点N 的轨迹方程(A ,B 重合于O 时,中点为O ).20.解: (1)因为抛物线C 1:x 2=4y 上任意一点(x ,y )的切线斜率为y ′=x2,且切线MA的斜率为-12,所以A 点坐标为⎝⎛⎭⎫-1,14.故切线MA 的方程为 y =-12(x +1)+14.因为点M (1-2,y 0)在切线MA 及抛物线C 2上,于是 y 0=-12(2-2)+14=-3-2 24,①y 0=-(1-2)22p =-3-2 22p .②由①②得p =2.(2)设N (x ,y ),A ⎝⎛⎭⎫x 1,x 214,B ⎝⎛⎭⎫x 2,x 224,x 1≠x 2,由N 为线段AB 中点知 x =x 1+x 22,③y =x 21+x 228.④切线MA ,MB 的方程为 y =x 12(x -x 1)+x 214,⑤y =x 22(x -x 2)+x 224.⑥由⑤⑥得MA ,MB 的交点M (x 0,y 0)的坐标为 x 0=x 1+x 22,y 0=x 1x 24.因为点M (x 0,y 0)在C 2上,即x 20=-4y 0,所以x 1x 2=-x 21+x 226.⑦由③④⑦得x 2=43y ,x ≠0.当x 1=x 2时,A ,B 重合于原点O ,AB 中点N 为O ,坐标满足x 2=43y .因此AB 中点N 的轨迹方程为x 2=43y .21. 已知函数f (x )=(1+x )e-2x,g (x )=ax +x 32+1+2x cos x .当x ∈[0,1]时,(1)求证:1-x ≤f (x )≤11+x;(2)若f (x )≥g (x )恒成立,求实数a 的取值范围.21.解:(1)证明:要证x ∈[0,1]时,(1+x )e -2x ≥1-x ,只需证明(1+x )e -x ≥(1-x )e x .记h (x )=(1+x )e -x -(1-x )e x ,则h ′(x )=x (e x -e -x ),当x ∈(0,1)时,h ′(x )>0,因此h (x )在[0,1]上是增函数,故h (x )≥h (0)=0.所以f (x )≥1-x ,x ∈[0,1].要证x ∈[0,1]时,(1+x )e-2x≤11+x,只需证明e x ≥x +1. 记K (x )=e x -x -1,则K ′(x )=e x -1,当x ∈(0,1)时,K ′(x )>0,因此K (x )在[0,1]上是增函数,故K (x )≥K (0)=0.所以f (x )≤11+x ,x ∈[0,1].综上,1-x ≤f (x )≤11+x ,x ∈[0,1].(2)(方法一)f (x )-g (x )=(1+x )e -2x-⎝⎛⎭⎫ax +x32+1+2x cos x ≥1-x -ax -1-x 32-2x cos x=-x ⎝⎛⎭⎫a +1+x22+2cos x . 设G (x )=x 22+2cos x ,则G ′(x )=x -2sin x .记H (x )=x -2sin x ,则H ′(x )=1-2cos x ,当x ∈(0,1)时,H ′(x )<0,于是G ′(x )在[0,1]上是减函数,从而当x ∈(0,1)时,G ′(x )<G ′(0)=0,故G (x )在[0,1]上是减函数.于是G (x )≤G (0)=2.从而a +1+G (x )≤a +3,所以,当a ≤-3时,f (x )≥g (x )在[0,1]上恒成立.下面证明,当a >-3时,f (x )≥g (x )在[0,1]上不恒成立.f (x )-g (x )≤11+x -1-ax -x 32-2x cos x=-x 1+x -ax -x 32-2x cos x=-x ⎝⎛⎭⎫11+x +a +x22+2cos x .记I (x )=11+x +a +x 22+2cos x =11+x +a +G (x ),则I ′(x )=-1(1+x )2+G ′(x ).当x ∈(0,1)时,I ′(x )<0.故I (x )在[0,1]上是减函数,于是I (x )在[0,1]上的值域为[a +1+2cos 1,a +3].因为当a >-3时,a +3>0,所以存在x 0∈(0,1),使得I (x 0)>0,此时f (x 0)<g (x 0),即f (x )≥g (x )在[0,1]上不恒成立.综上,实数a 的取值范围是(-∞,-3]. (方法二)先证当x ∈[0,1]时,1-12x 2≤cos x ≤1-14x 2.记F (x )=cos x -1+12x 2,则F ′(x )=-sin x +x .记G (x )=-sin x +x ,则G ′(x )=-cos x +1,当x ∈(0,1)时,G ′(x )>0,于是G (x )在[0,1]上是增函数,因此当x ∈(0,1)时,G (x )>G (0)=0,从而F (x )在[0,1]上是增函数,因此F (x )≥F (0)=0.所以当x ∈[0,1]时,1-12x 2≤cos x .同理可证,当x ∈[0,1]时,cos x ≤1-14x 2.综上,当x ∈[0,1]时,1-12x 2≤cos x ≤1-14x 2.因为当x ∈[0,1]时.f (x )-g (x )=(1+x )e -2x-⎝⎛⎭⎫ax +x32+1+2x cos x ≥(1-x )-ax -x 32-1-2x ⎝⎛⎭⎫1-14x 2 =-(a +3)x .所以当a ≤-3时,f (x )≥g (x )在[0,1]上恒成立.下面证明,当a >-3时,f (x )≥g (x )在[0,1]上不恒成立.因为 f (x )-g (x )=(1+x )e -2x-⎝⎛⎭⎫ax +x32+1+2x cos x ≤11+x -1-ax -x 32-2x ⎝⎛⎭⎫1-12x 2 =x 21+x +x 32-(a +3)x ≤32x ⎣⎡⎦⎤x -23(a +3), 所以存在x 0∈(0,1)例如x 0取a +33和12中的较小值满足f (x 0)<g (x 0),即f (x )≥g (x )在[0,1]上不恒成立.综上,实数a 的取值范围是(-∞,-3]. 22. 选修4-1:几何证明选讲如图,AB 为⊙O 的直径,直线CD 与⊙O 相切于E ,AD 垂直CD 于D ,BC 垂直CD 于C ,EF 垂直AB 于F ,联结AE ,BE .证明:(1)∠FEB =∠CEB ;(2)EF 2=AD ·BC .图1-822.证明:(1)由直线CD 与⊙O 相切,得∠CEB =∠EAB .由AB 为⊙O 的直径,得AE ⊥EB ,从而∠EAB +∠EBF =π2. 又EF ⊥AB ,得∠FEB +∠EBF =π2, 从而∠FEB =∠EAB .故∠FEB =∠CEB .(2)由BC ⊥CE ,EF ⊥AB ,∠FEB =∠CEB ,BE 是公共边,得Rt △BCE ≌Rt △BFE ,所以BC =BF .类似可证,Rt △ADE ≌Rt △AFE ,得AD =AF .又在Rt △AEB 中,EF ⊥AB ,故EF 2=AF ·BF ,所以EF 2=AD ·BC .23. 选修4-4:坐标系与参数方程在直角坐标系xOy 中,以O 为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系.圆C 1,直线C 2的极坐标方程分别为ρ=4sin θ,ρcos ⎝⎛⎭⎫θ-π4=2 2. (1)求C 1与C 2交点的极坐标;(2)设P 为C 1的圆心,Q 为C 1与C 2交点连线的中点.已知直线PQ 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =t 3+a ,y =b 2t 3+1(t ∈为参数),求a ,b 的值. 23.解:(1)圆C 1的直角坐标方程为x 2+(y -2)2=4,直线C 2的直角坐标方程为x +y -4=0.解⎩⎪⎨⎪⎧x 2+(y -2)2=4,x +y -4=0得⎩⎪⎨⎪⎧x 1=0,y 1=4,⎩⎪⎨⎪⎧x 2=2,y 2=2. 所以C 1与C 2交点的极坐标为⎝⎛⎭⎫4,π2,⎝⎛⎭⎫2 2,π4. 注:极坐标系下点的表示不唯一.(2)由(1)可得,P 点与Q 点的直角坐标分别为(0,2),(1,3),故直线PQ 的直角坐标方程为x -y +2=0.由参数方程可得y =b 2x -ab 2+1, 所以⎩⎨⎧b 2=1,-ab 2+1=2,解得a =-1,b =2.24. 选修4-5:不等式选讲已知函数f (x )=|x -a |,其中a >1.(1)当a =2时,求不等式f (x )≥4-|x -4|的解集;(2)已知关于x 的不等式|f (2x +a )-2f (x )|≤2的解集为{}x |1≤x ≤2,求a 的值.24.解:(1)当a =2时,f (x )+|x -4|=⎩⎪⎨⎪⎧-2x +6,x ≤2,2,2<x <4,2x -6,x ≥4.当x ≤2时,由f (x )≥4-|x -4|得-2x +6≥4,解得x ≤1;当2<x <4时,f (x )≥4-|x -4|无解;当x ≥4时,由f (x )≥4-|x -4|得2x -6≥4,解得x ≥5;所以f (x )≥4-|x -4|的解集为{x |x ≤1或x ≥5}.(2)记h (x )=f (2x +a )-2f (x ),则h (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-2a ,x ≤0,4x -2a ,0<x <a ,2a ,x ≥a .由|h (x )|≤2,解得a -12≤x ≤a +12. 又已知|h (x )|≤2的解集为{x |1≤x ≤2},所以⎩⎨⎧a -12=1,a +12=2.于是a =3.。