2008高考湖南理科數(shù)學(xué)試題及全解全析
一、選擇題:本大題共10小題,每小題5分,共50分.在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,
1.復(fù)數(shù)等于( )
A.8 B.-8 C.8i D.-8i
【答案】D
【解析】由,易知D正確.
2.“成立”是“成立”的( )
A.充分不必要條件 B.必要不充分條件
C.充分必要條件 D.既不充分也不必要條件
【答案】B
【解析】由得,由得,所以易知選B.
3.已知變量x、y滿足條件則的最大值是( )
A.2 B.5 C.6 D.8
【答案】C
【解析】如圖得可行域?yàn)橐粋(gè)三角形,其三個(gè)頂點(diǎn)
分別為代入驗(yàn)證知在點(diǎn)
時(shí),最大值是
故選C.
4.設(shè)隨機(jī)變量服從正態(tài)分布,若,則c= ( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【解析】
解得=2, 所以選B.
5.設(shè)有直線m、n和平面、,下列四個(gè)命題中,正確的是( )
A.若m∥,n∥,則m∥n
B.若m,n,m∥,n∥,則∥
C.若,m,則m
D.若,m,m,則m∥
【答案】D
【解析】由立幾知識(shí),易知D正確.
6.函數(shù)在區(qū)間上的最大值是( )
A.1 B. C. D.1+
【答案】C
【解析】由,
故選C.
7.設(shè)D、E、F分別是△ABC的三邊BC、CA、AB上的點(diǎn),且
則與( )
A.反向平行 B.同向平行
C.互相垂直 D.既不平行也不垂直
【答案】A
【解析】由定比分點(diǎn)的向量式得:
以上三式相加得
所以選A.
8.若雙曲線(a>0,b>0)上橫坐標(biāo)為的點(diǎn)到右焦點(diǎn)的距離
大于它到左準(zhǔn)線的距離,則雙曲線離心率的取值范圍是( )
A.(1,2) B.(2,+) C.(1,5) D. (5,+)
【答案】B
【解析】或
(舍去),故選B.
9.長方體ABCD-A1B1C1D1的8個(gè)頂點(diǎn)在同一球面上,且AB=2,AD=,AA1=1,
則頂點(diǎn)A、B間的球面距離是( )
A.2 B. C. D.
【答案】C
【解析】設(shè)
則
故選C.
10.設(shè)[x]表示不超過x的最大整數(shù)(如[2]=2, []=1),對(duì)于給定的nN*,
定義x,則當(dāng)x時(shí),函數(shù)的
值域是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】當(dāng)x時(shí),當(dāng)時(shí), 所以;
當(dāng)時(shí),當(dāng)時(shí),
故函數(shù)的值域是.選D.
二、填空題:本大題共5小題,每小題5分,共25分。把答案填在對(duì)應(yīng)題號(hào)后的橫線上。
11..
【答案】
【解析】
12.已知橢圓(a>b>0)的右焦點(diǎn)為F,右準(zhǔn)線為,離心率e=
過頂點(diǎn)A(0,b)作AM,垂足為M,則直線FM的斜率等于 .
【答案】
【解析】
13.設(shè)函數(shù)存在反函數(shù),且函數(shù)的圖象過點(diǎn)(1,2),
則函數(shù)的圖象一定過點(diǎn) .
【答案】(-1,2)
【解析】由函數(shù)的圖象過點(diǎn)(1,2)得: 即函數(shù)過點(diǎn) 則其反函數(shù)過點(diǎn)所以函數(shù)的圖象一定過點(diǎn)
14.已知函數(shù)
(1)若a>0,則的定義域是 ;
(2) 若在區(qū)間上是減函數(shù),則實(shí)數(shù)a的取值范圍是 .
【答案】 ,
【解析】(1)當(dāng)a>0時(shí),由得,所以的定義域是;
(2) 當(dāng)a>1時(shí),由題意知;當(dāng)0<a<1時(shí),為增函數(shù),不合;
當(dāng)a<0時(shí),在區(qū)間上是減函數(shù).故填.
15.對(duì)有n(n≥4)個(gè)元素的總體進(jìn)行抽樣,先將總體分成兩個(gè)子總體
和 (m是給定的正整數(shù),且2≤m≤n-2),再從
每個(gè)子總體中各隨機(jī)抽取2個(gè)元素組成樣本.用表示元素i和j同時(shí)出現(xiàn)在樣
本中的概率,則= ; 所有 (1≤i<j≤的和等于 .
【答案】 , 6
【解析】第二空可分:
①當(dāng) 時(shí), ;
②當(dāng) 時(shí), ;
③當(dāng)時(shí), ;
所以 也可用特殊值法或i和j同時(shí)出現(xiàn)6次.
三、解答題:本大題共6小題,共75分。解答應(yīng)寫出文字說明、證明過程或演算步驟.
16.(本小題滿分12分)
甲、乙、丙三人參加了一家公司的招聘面試,面試合格者可正式簽約,甲表示只要面試
合格就簽約.乙、丙則約定:兩人面試都合格就一同簽約,否則兩人都不簽約.設(shè)每人面試合格的概率都是,且面試是否合格互不影響.求:
(Ⅰ)至少有1人面試合格的概率;
(Ⅱ)簽約人數(shù)的分布列和數(shù)學(xué)期望.
解: 用A,B,C分別表示事件甲、乙、丙面試合格.由題意知A,B,C相互獨(dú)立,
且P(A)=P(B)=P(C)=.
(Ⅰ)至少有1人面試合格的概率是
(Ⅱ)的可能取值為0,1,2,3.
=
=
=
=
所以, 的分布列是
0
1
2
3
P
的期望
17.(本小題滿分12分)
如圖所示,四棱錐P-ABCD的底面ABCD是邊長為1的菱形,∠BCD=60°,
E是CD的中點(diǎn),PA⊥底面ABCD,PA=2.
(Ⅰ)證明:平面PBE⊥平面PAB;
(Ⅱ)求平面PAD和平面PBE所成二面角(銳角)的大小.
解: 解法一(Ⅰ)如圖所示,連結(jié)BD,由ABCD是菱形且∠BCD=60°知,
△BCD是等邊三角形.因?yàn)镋是CD的中點(diǎn),所以BE⊥CD,又AB∥CD,
所以BE⊥AB.又因?yàn)镻A⊥平面ABCD,平面ABCD,所以
PA⊥BE.而AB=A,因此BE⊥平面PAB.
又平面PBE,所以平面PBE⊥平面PAB.
(Ⅱ)延長AD、BE相交于點(diǎn)F,連結(jié)PF.
過點(diǎn)A作AH⊥PB于H,由(Ⅰ)知
平面PBE⊥平面PAB,所以AH⊥平面PBE.
在Rt△ABF中,因?yàn)椤螧AF=60°,
所以,AF=2AB=2=AP.
在等腰Rt△PAF中,取PF的中點(diǎn)G,連接AG.
則AG⊥PF.連結(jié)HG,由三垂線定理的逆定理得,
PF⊥HG.所以∠AGH是平面PAD和平面PBE所成二面角的平面角(銳角).
在等腰Rt△PAF中,
在Rt△PAB中,
所以,在Rt△AHG中,
故平面PAD和平面PBE所成二面角(銳角)的大小是
解法二: 如圖所示,以A為原點(diǎn),建立空間直角坐標(biāo)系.則相關(guān)
各點(diǎn)的坐標(biāo)分別是A(0,0,0),B(1,0,0),
P(0,0,2),
(Ⅰ)因?yàn)椋?/p>
平面PAB的一個(gè)法向量是,
所以共線.從而BE⊥平面PAB.
又因?yàn)槠矫鍼BE,
故平面PBE⊥平面PAB.
(Ⅱ)易知
設(shè)是平面PBE的一個(gè)法向量,則由得
所以
設(shè)是平面PAD的一個(gè)法向量,則由得
所以故可取
于是,
故平面PAD和平面PBE所成二面角(銳角)的大小是
18.(本小題滿分12分)
數(shù)列
(Ⅰ)求并求數(shù)列的通項(xiàng)公式;
(Ⅱ)設(shè)證明:當(dāng)
解: (Ⅰ)因?yàn)樗?/p>
一般地,當(dāng)時(shí),
=,即
所以數(shù)列是首項(xiàng)為1、公差為1的等差數(shù)列,因此
當(dāng)時(shí),
所以數(shù)列是首項(xiàng)為2、公比為2的等比數(shù)列,因此
故數(shù)列的通項(xiàng)公式為
(Ⅱ)由(Ⅰ)知, ①
②
①-②得,
所以
要證明當(dāng)時(shí),成立,只需證明當(dāng)時(shí),成立.
證法一
(1)當(dāng)n = 6時(shí),成立.
(2)假設(shè)當(dāng)時(shí)不等式成立,即
則當(dāng)n=k+1時(shí),
由(1)、(2)所述,當(dāng)n≥6時(shí),.即當(dāng)n≥6時(shí),
證法二
令,則
所以當(dāng)時(shí),.因此當(dāng)時(shí),
于是當(dāng)時(shí),
綜上所述,當(dāng)時(shí),
19.(本小題滿分13分)
在一個(gè)特定時(shí)段內(nèi),以點(diǎn)E為中心的7海里以內(nèi)海域被設(shè)為警戒水域.點(diǎn)E正北55海里處有一個(gè)雷達(dá)觀測(cè)站A.某時(shí)刻測(cè)得一艘勻速直線行駛的船只位于點(diǎn)A北偏東且與點(diǎn)A相距40海里的位置B,經(jīng)過40分鐘又測(cè)得該船已行駛到點(diǎn)A北偏東+(其中sin=,)且與點(diǎn)A相距10海里的位置C.
(I)求該船的行駛速度(單位:海里/小時(shí));
(II)若該船不改變航行方向繼續(xù)行駛.判斷
它是否會(huì)進(jìn)入警戒水域,并說明理由.
解: (I)如圖,AB=40,AC=10,
由于,所以cos=
由余弦定理得BC=
所以船的行駛速度為(海里/小時(shí)).
(II)解法一 如圖所示,以A為原點(diǎn)建立平面直角坐標(biāo)系,
設(shè)點(diǎn)B、C的坐標(biāo)分別是B(x1,y2), C(x1,y2),
BC與x軸的交點(diǎn)為D.
由題設(shè)有,x1=y1= AB=40,
x2=ACcos,
y2=ACsin
所以過點(diǎn)B、C的直線l的斜率k=,直線l的方程為y=2x-40.
又點(diǎn)E(0,-55)到直線l的距離d=
所以船會(huì)進(jìn)入警戒水域.
解法二: 如圖所示,設(shè)直線AE與BC的延長線相交于點(diǎn)Q.
在△ABC中,由余弦定理得,
==.
從而
在中,由正弦定理得,
AQ=
由于AE=55>40=AQ,所以點(diǎn)Q位于點(diǎn)A和點(diǎn)E之間,且QE=AE-AQ=15.
過點(diǎn)E作EP BC于點(diǎn)P,則EP為點(diǎn)E到直線BC的距離.
在Rt中,PE=QE?sin
=
所以船會(huì)進(jìn)入警戒水域.
20.(本小題滿分13分)
若A、B是拋物線y2=4x上的不同兩點(diǎn),弦AB(不平行于y軸)的垂直平分線與
x軸相交于點(diǎn)P,則稱弦AB是點(diǎn)P的一條“相關(guān)弦”.已知當(dāng)x>2時(shí),點(diǎn)P(x,0)
存在無窮多條“相關(guān)弦”.給定x0>2.
(I)證明:點(diǎn)P(x0,0)的所有“相關(guān)弦” 中的中點(diǎn)的橫坐標(biāo)相同;
(II) 試問:點(diǎn)P(x0,0)的“相關(guān)弦”的弦長中是否存在最大值?
若存在,求其最大值(用x0表示):若不存在,請(qǐng)說明理由.
解: (I)設(shè)AB為點(diǎn)P(x0,0)的任意一條“相關(guān)弦”,且點(diǎn)A、B的坐標(biāo)分別是
(x1,y1)、(x2,y2)(x1x2),則y21=4x1, y22=4x2,
兩式相減得(y1+y2)(y1-y2)=4(x1-x2).因?yàn)?i>x1x2,所以y1+y20.
設(shè)直線AB的斜率是k,弦AB的中點(diǎn)是M(xm, ym),則
k=.從而AB的垂直平分線l的方程為
又點(diǎn)P(x0,0)在直線上,所以
而于是故點(diǎn)P(x0,0)的所有“相關(guān)弦”的中點(diǎn)的橫坐標(biāo)都是x0-2.
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,弦AB所在直線的方程是,代入中,
整理得 (?)
則是方程(?)的兩個(gè)實(shí)根,且
設(shè)點(diǎn)P的“相關(guān)弦”AB的弦長為l,則
因?yàn)?<<4xm=4(xm-2) =4x0-8,于是設(shè)t=,則t(0,4x0-8).
記l2=g(t)=-[t-2(x0-3)]2+4(x0-1)2.
若x0>3,則2(x0-3) (0, 4x0-8),所以當(dāng)t=2(x0-3),即=2(x0-3)時(shí),
l有最大值2(x0-1).
若2<x0<3,則2(x0-3)0,g(t)在區(qū)間(0,4 x0-8)上是減函數(shù),
所以0<l2<16(x0-2),l不存在最大值.
綜上所述,當(dāng)x0>3時(shí),點(diǎn)P(x0,0)的“相關(guān)弦”的弦長中存在最大值,且最大值
為2(x0-1);當(dāng)2< x03時(shí),點(diǎn)P(x0,0)的“相關(guān)弦”的弦長中不存在最大值.
21.(本小題滿分13分)
已知函數(shù)
(I) 求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間;
(Ⅱ)若不等式對(duì)任意的都成立(其中e是自然對(duì)數(shù)的底數(shù)).
求a的最大值.
解: (Ⅰ)函數(shù)的定義域是,
設(shè)則
令則
當(dāng)時(shí), 在(-1,0)上為增函數(shù),
當(dāng)x>0時(shí),在上為減函數(shù).
所以h(x)在x=0處取得極大值,而h(0)=0,所以,
函數(shù)g(x)在上為減函數(shù).
于是當(dāng)時(shí),
當(dāng)x>0時(shí),
所以,當(dāng)時(shí),在(-1,0)上為增函數(shù).
當(dāng)x>0時(shí),在上為減函數(shù).
故函數(shù)的單調(diào)遞增區(qū)間為(-1,0),單調(diào)遞減區(qū)間為.
(Ⅱ)不等式等價(jià)于不等式由知,
設(shè)則
由(Ⅰ)知,即
所以于是G(x)在上為減函數(shù).
故函數(shù)G(x)在上的最小值為
所以a的最大值為
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