2015年江苏省高考数学试卷答案与解析
2015年江苏省高考数学试卷解析
2015年江苏省高考数学试卷一、填空题(本大题共14小题,每小题5分,共计70分)1.(5分)(2015•江苏)已知集合A={1,2,3},B={2,4,5},则集合A∪B中元素的个数为.2.(5分)(2015•江苏)已知一组数据4,6,5,8,7,6,那么这组数据的平均数为.3.(5分)(2015•江苏)设复数z满足z2=3+4i(i是虚数单位),则z的模为.4.(5分)(2015•江苏)根据如图所示的伪代码,可知输出的结果S为.5.(5分)(2015•江苏)袋中有形状、大小都相同的4只球,其中1只白球、1只红球、2只黄球,从中一次随机摸出2只球,则这2只球颜色不同的概率为.6.(5分)(2015•江苏)已知向量=(2,1),=(1,﹣2),若m+n=(9,﹣8)(m,n∈R),则m ﹣n的值为.7.(5分)(2015•江苏)不等式2<4的解集为.8.(5分)(2015•江苏)已知tanα=﹣2,tan(α+β)=,则tanβ的值为.9.(5分)(2015•江苏)现有橡皮泥制作的底面半径为5,高为4的圆锥和底面半径为2,高为8的圆柱各一个,若将它们重新制作成总体积与高均保持不变,但底面半径相同的新的圆锥和圆柱各一个,则新的底面半径为.10.(5分)(2015•江苏)在平面直角坐标系xOy中,以点(1,0)为圆心且与直线mx﹣y﹣2m﹣1=0(m∈R)相切的所有圆中,半径最大的圆的标准方程为.11.(5分)(2015•江苏)设数列{a n}满足a1=1,且a n+1﹣a n=n+1(n∈N*),则数列{}的前10项的和为.12.(5分)(2015•江苏)在平面直角坐标系xOy中,P为双曲线x2﹣y2=1右支上的一个动点,若点P到直线x﹣y+1=0的距离大于c恒成立,则实数c的最大值为.13.(5分)(2015•江苏)已知函数f(x)=|lnx|,g(x)=,则方程|f(x)+g(x)|=1实根的个数为.14.(5分)(2015•江苏)设向量=(cos,sin+cos)(k=0,1,2,…,12),则(a k•a k+1)的值为.二、解答题(本大题共6小题,共计90分,解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤)15.(14分)(2015•江苏)在△ABC中,已知AB=2,AC=3,A=60°.(1)求BC的长;(2)求sin2C的值.16.(14分)(2015•江苏)如图,在直三棱柱ABC﹣A1B1C1中,已知AC⊥BC,BC=CC1,设AB1的中点为D,B1C∩BC1=E.求证:(1)DE∥平面AA1C1C;(2)BC1⊥AB1.17.(14分)(2015•江苏)某山区外围有两条相互垂直的直线型公路,为进一步改善山区的交通现状,计划修建一条连接两条公路和山区边界的直线型公路,记两条相互垂直的公路为l1,l2,山区边界曲线为C,计划修建的公路为l,如图所示,M,N为C的两个端点,测得点M到l1,l2的距离分别为5千米和40千米,点N到l1,l2的距离分别为20千米和2.5千米,以l2,l1在的直线分别为x,y轴,建立平面直角坐标系xOy,假设曲线C符合函数y=(其中a,b为常数)模型.(1)求a,b的值;(2)设公路l与曲线C相切于P点,P的横坐标为t.①请写出公路l长度的函数解析式f(t),并写出其定义域;②当t为何值时,公路l的长度最短?求出最短长度.18.(16分)(2015•江苏)如图,在平面直角坐标系xOy中,已知椭圆+=1(a>b>0)的离心率为,且右焦点F到左准线l的距离为3.(1)求椭圆的标准方程;(2)过F的直线与椭圆交于A,B两点,线段AB的垂直平分线分别交直线l和AB于点P,C,若PC=2AB,求直线AB的方程.19.(16分)(2015•江苏)已知函数f(x)=x3+ax2+b(a,b∈R).(1)试讨论f(x)的单调性;(2)若b=c﹣a(实数c是与a无关的常数),当函数f(x)有三个不同的零点时,a的取值范围恰好是(﹣∞,﹣3)∪(1,)∪(,+∞),求c的值.20.(16分)(2015•江苏)设a1,a2,a3.a4是各项为正数且公差为d(d≠0)的等差数列.(1)证明:2,2,2,2依次构成等比数列;(2)是否存在a1,d,使得a1,a22,a33,a44依次构成等比数列?并说明理由;(3)是否存在a1,d及正整数n,k,使得a1n,a2n+k,a3n+2k,a4n+3k依次构成等比数列?并说明理由.三、附加题(本大题包括选做题和必做题两部分)【选做题】本题包括21-24题,请选定其中两小题作答,若多做,则按作答的前两小题评分,解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤【选修4-1:几何证明选讲】21.(10分)(2015•江苏)如图,在△ABC中,AB=AC,△ABC的外接圆⊙O的弦AE交BC于点D.求证:△ABD∽△AEB.【选修4-2:矩阵与变换】22.(10分)(2015•江苏)已知x,y∈R,向量=是矩阵的属于特征值﹣2的一个特征向量,求矩阵A以及它的另一个特征值.【选修4-4:坐标系与参数方程】23.(2015•江苏)已知圆C的极坐标方程为ρ2+2ρsin(θ﹣)﹣4=0,求圆C的半径.[选修4-5:不等式选讲】24.(2015•江苏)解不等式x+|2x+3|≥2.【必做题】每题10分,共计20分,解答时写出文字说明、证明过程或演算步骤25.(10分)(2015•江苏)如图,在四棱锥P﹣ABCD中,已知PA⊥平面ABCD,且四边形ABCD为直角梯形,∠ABC=∠BAD=,PA=AD=2,AB=BC=1.(1)求平面PAB与平面PCD所成二面角的余弦值;(2)点Q是线段BP上的动点,当直线CQ与DP所成的角最小时,求线段BQ的长.26.(10分)(2015•江苏)已知集合X={1,2,3},Y n={1,2,3,…,n)(n∈N*),设S n={(a,b)|a整除b或整除a,a∈X,B∈Y n},令f(n)表示集合S n所含元素的个数.(1)写出f(6)的值;(2)当n≥6时,写出f(n)的表达式,并用数学归纳法证明.2015年江苏省高考数学试卷参考答案与试题解析一、填空题(本大题共14小题,每小题5分,共计70分)1.(5分)(2015•江苏)已知集合A={1,2,3},B={2,4,5},则集合A∪B中元素的个数为5.考点:并集及其运算.专题:集合.分析:求出A∪B,再明确元素个数解答:解:集合A={1,2,3},B={2,4,5},则A∪B={1,2,3,4,5};所以A∪B中元素的个数为5;故答案为:5点评:题考查了集合的并集的运算,根据定义解答,注意元素不重复即可,属于基础题2.(5分)(2015•江苏)已知一组数据4,6,5,8,7,6,那么这组数据的平均数为6.考点:众数、中位数、平均数.专题:概率与统计.分析:直接求解数据的平均数即可.解答:解:数据4,6,5,8,7,6,那么这组数据的平均数为:=6.故答案为:6.点评:本题考查数据的均值的求法,基本知识的考查.3.(5分)(2015•江苏)设复数z满足z2=3+4i(i是虚数单位),则z的模为.考点:复数求模.专题:数系的扩充和复数.分析:直接利用复数的模的求解法则,化简求解即可.解答:解:复数z满足z2=3+4i,可得|z||z|=|3+4i|==5,∴|z|=.故答案为:.点评:本题考查复数的模的求法,注意复数的模的运算法则的应用,考查计算能力.4.(5分)(2015•江苏)根据如图所示的伪代码,可知输出的结果S为7.考点:伪代码.专题:图表型;算法和程序框图.分析:模拟执行程序框图,依次写出每次循环得到的I,S的值,当I=10时不满足条件I<8,退出循环,输出S的值为7.解答:解:模拟执行程序,可得S=1,I=1满足条件I<8,S=3,I=4满足条件I<8,S=5,I=7满足条件I<8,S=7,I=10不满足条件I<8,退出循环,输出S的值为7.故答案为:7.点评:本题主要考查了循环结构的程序,正确判断退出循环的条件是解题的关键,属于基础题.5.(5分)(2015•江苏)袋中有形状、大小都相同的4只球,其中1只白球、1只红球、2只黄球,从中一次随机摸出2只球,则这2只球颜色不同的概率为.考点:古典概型及其概率计算公式.专题:概率与统计.分析:根据题意,把4个小球分别编号,用列举法求出基本事件数,计算对应的概率即可.解答:解:根据题意,记白球为A,红球为B,黄球为C1、C2,则一次取出2只球,基本事件为AB、AC1、AC2、BC1、BC2、C1C2共6种,其中2只球的颜色不同的是AB、AC1、AC2、BC1、BC2共5种;所以所求的概率是P=.故答案为:.点评:本题考查了用列举法求古典概型的概率的应用问题,是基础题目.6.(5分)(2015•江苏)已知向量=(2,1),=(1,﹣2),若m+n=(9,﹣8)(m,n∈R),则m ﹣n的值为﹣3.考点:平面向量的基本定理及其意义.专题:平面向量及应用.分析:直接利用向量的坐标运算,求解即可.解答:解:向量=(2,1),=(1,﹣2),若m+n=(9,﹣8)可得,解得m=2,n=5,∴m﹣n=﹣3.故答案为:﹣3.点评:本题考查向量的坐标运算,向量相等条件的应用,考查计算能力.7.(5分)(2015•江苏)不等式2<4的解集为(﹣1,2).考点:指、对数不等式的解法.专题:函数的性质及应用;不等式的解法及应用.分析:利用指数函数的单调性转化为x2﹣x<2,求解即可.解答:解;∵2<4,∴x2﹣x<2,即x2﹣x﹣2<0,解得:﹣1<x<2故答案为:(﹣1,2)点评:本题考查了指数函数的性质,二次不等式的求解,属于简单的综合题目,难度不大.8.(5分)(2015•江苏)已知tanα=﹣2,tan(α+β)=,则tanβ的值为3.考点:两角和与差的正切函数.专题:三角函数的求值.分析:直接利用两角和的正切函数,求解即可.解答:解:tanα=﹣2,tan(α+β)=,可知tan(α+β)==,即=,解得tanβ=3.故答案为:3.点评:本题考查两角和的正切函数,基本知识的考查.9.(5分)(2015•江苏)现有橡皮泥制作的底面半径为5,高为4的圆锥和底面半径为2,高为8的圆柱各一个,若将它们重新制作成总体积与高均保持不变,但底面半径相同的新的圆锥和圆柱各一个,则新的底面半径为.考点:棱柱、棱锥、棱台的体积.专题:计算题;空间位置关系与距离.分析:由题意求出原来圆柱和圆锥的体积,设出新的圆柱和圆锥的底面半径r,求出体积,由前后体积相等列式求得r.解答:解:由题意可知,原来圆锥和圆柱的体积和为:.设新圆锥和圆柱的底面半径为r,则新圆锥和圆柱的体积和为:.∴,解得:.故答案为:.点评:本题考查了圆柱与圆锥的体积公式,是基础的计算题.10.(5分)(2015•江苏)在平面直角坐标系xOy中,以点(1,0)为圆心且与直线mx﹣y﹣2m﹣1=0(m∈R)相切的所有圆中,半径最大的圆的标准方程为(x﹣1)2+y2=2.考点:圆的标准方程;圆的切线方程.专题:计算题;直线与圆.分析:求出圆心到直线的距离d的最大值,即可求出所求圆的标准方程.解答:解:圆心到直线的距离d==≤,∴m=1时,圆的半径最大为,∴所求圆的标准方程为(x﹣1)2+y2=2.故答案为:(x﹣1)2+y2=2.点评:本题考查所圆的标准方程,考查点到直线的距离公式,考查学生的计算能力,比较基础.11.(5分)(2015•江苏)设数列{a n}满足a1=1,且a n+1﹣a n=n+1(n∈N*),则数列{}的前10项的和为.考点:数列的求和;数列递推式.专题:等差数列与等比数列.分析:数列{a n}满足a1=1,且a n+1﹣a n=n+1(n∈N*),利用“累加求和”可得a n=.再利用“裂项求和”即可得出.解答:解:∵数列{a n}满足a1=1,且a n+1﹣a n=n+1(n∈N*),∴当n≥2时,a n=(a n﹣a n﹣1)+…+(a2﹣a1)+a1=+n+…+2+1=.当n=1时,上式也成立,∴a n=.∴=2.∴数列{}的前n项的和S n===.∴数列{}的前10项的和为.故答案为:.点评:本题考查了数列的“累加求和”方法、“裂项求和”方法、等差数列的前n项和公式,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.12.(5分)(2015•江苏)在平面直角坐标系xOy中,P为双曲线x2﹣y2=1右支上的一个动点,若点P到直线x﹣y+1=0的距离大于c恒成立,则实数c的最大值为.考点:双曲线的简单性质.专题:计算题;圆锥曲线的定义、性质与方程.分析:双曲线x2﹣y2=1的渐近线方程为x±y=0,c的最大值为直线x﹣y+1=0与直线x﹣y=0的距离.解答:解:由题意,双曲线x2﹣y2=1的渐近线方程为x±y=0,因为点P到直线x﹣y+1=0的距离大于c恒成立,所以c的最大值为直线x﹣y+1=0与直线x﹣y=0的距离,即.故答案为:.点评:本题考查双曲线的性质,考查学生的计算能力,比较基础.13.(5分)(2015•江苏)已知函数f(x)=|lnx|,g(x)=,则方程|f(x)+g(x)|=1实根的个数为4.考点:根的存在性及根的个数判断.专题:综合题;函数的性质及应用.分析::由|f(x)+g(x)|=1可得g(x)=﹣f(x)±1,分别作出函数的图象,即可得出结论.解答:解:由|f(x)+g(x)|=1可得g(x)=﹣f(x)±1.g(x)与h(x)=﹣f(x)+1的图象如图所示,图象有两个交点;g(x)与φ(x)=﹣f(x)﹣1的图象如图所示,图象有两个交点;所以方程|f (x )+g(x)|=1实根的个数为4.故答案为:4.点评:本题考查求方程|f (x)+g(x)|=1实根的个数,考查数形结合的数学思想,考查学生分析解决问题的能力,属于中档题.14.(5分)(2015•江苏)设向量=(cos,sin+cos)(k=0,1,2,…,12),则(a k•a k+1)的值为.考点:数列的求和.专题:等差数列与等比数列;平面向量及应用.分析:利用向量数量积运算性质、两角和差的正弦公式、积化和差公式、三角函数的周期性即可得出.解答:解:=+=++++=++=++,∴(a k•a k+1)=+++++++…+ ++++++…+=+0+0=.故答案为:9.点评:本题考查了向量数量积运算性质、两角和差的正弦公式、积化和差公式、三角函数的周期性,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.二、解答题(本大题共6小题,共计90分,解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤)15.(14分)(2015•江苏)在△ABC中,已知AB=2,AC=3,A=60°.(1)求BC的长;(2)求sin2C的值.考点:余弦定理的应用;二倍角的正弦.专题:解三角形.分析:(1)直接利用余弦定理求解即可.(2)利用正弦定理求出C的正弦函数值,然后利用二倍角公式求解即可.解答:解:(1)由余弦定理可得:BC2=AB2+AC2﹣2AB•ACcosA=4+8﹣2×2×3×=7,所以BC=.(2)由正弦定理可得:,则sinC===,∵AB<BC,∴C 为锐角,则cosC===.因此sin2C=2sinCcosC=2×=.点评:本题考查余弦定理的应用,正弦定理的应用,二倍角的三角函数,注意角的范围的解题的关键.16.(14分)(2015•江苏)如图,在直三棱柱ABC﹣A1B1C1中,已知AC⊥BC,BC=CC1,设AB1的中点为D,B1C∩BC1=E.求证:(1)DE∥平面AA1C1C;(2)BC1⊥AB1.考点:直线与平面平行的判定;直线与平面垂直的性质.专题:证明题;空间位置关系与距离.分析:(1)根据中位线定理得DE∥AC,即证DE∥平面AA1C1C;(2)先由直三棱柱得出CC1⊥平面ABC,即证AC⊥CC1;再证明AC⊥平面BCC1B1,即证BC1⊥AC;最后证明BC1⊥平面B1AC,即可证出BC1⊥AB1.解答:证明:(1)根据题意,得;E为B1C的中点,D为AB1的中点,所以DE∥AC;又因为DE⊄平面AA1C1C,AC⊂平面AA1C1C,所以DE∥平面AA1C1C;(2)因为棱柱ABC﹣A1B1C1是直三棱柱,所以CC1⊥平面ABC,因为AC⊂平面ABC,所以AC⊥CC1;又因为AC⊥BC,CC1⊂平面BCC1B1,BC⊂平面BCC1B1,BC∩CC1=C,所以AC⊥平面BCC1B1;又因为BC1⊂平面平面BCC1B1,所以BC1⊥AC;因为BC=CC1,所以矩形BCC1B1是正方形,所以BC1⊥平面B1AC;又因为AB1⊂平面B1AC,所以BC1⊥AB1.点评:本题考查了直线与直线,直线与平面以及平面与平面的位置关系,也考查了空间想象能力和推理论证能力的应用问题,是基础题目.17.(14分)(2015•江苏)某山区外围有两条相互垂直的直线型公路,为进一步改善山区的交通现状,计划修建一条连接两条公路和山区边界的直线型公路,记两条相互垂直的公路为l1,l2,山区边界曲线为C,计划修建的公路为l,如图所示,M,N为C的两个端点,测得点M到l1,l2的距离分别为5千米和40千米,点N到l1,l2的距离分别为20千米和2.5千米,以l2,l1在的直线分别为x,y轴,建立平面直角坐标系xOy,假设曲线C符合函数y=(其中a,b为常数)模型.(1)求a,b的值;(2)设公路l与曲线C相切于P点,P的横坐标为t.①请写出公路l长度的函数解析式f(t),并写出其定义域;②当t为何值时,公路l的长度最短?求出最短长度.考点:函数与方程的综合运用.专题:综合题;导数的综合应用.分析:(1)由题意知,点M,N的坐标分别为(5,40),(20,2.5),将其分别代入y=,建立方程组,即可求a,b的值;(2)①求出切线l的方程,可得A,B的坐标,即可写出公路l长度的函数解析式f(t),并写出其定义域;②设g(t)=,利用导数,确定单调性,即可求出当t为何值时,公路l的长度最短,并求出最短长度.解答:解:(1)由题意知,点M,N的坐标分别为(5,40),(20,2.5),将其分别代入y=,得,解得,(2)①由(1)y=(5≤x≤20),P(t,),∴y′=﹣,∴切线l的方程为y﹣=﹣(x﹣t)设在点P处的切线l交x,y轴分别于A,B点,则A(,0),B(0,),∴f(t)==,t∈[5,20];②设g(t)=,则g′(t)=2t﹣=0,解得t=10,t∈(5,10)时,g′(t)<0,g(t)是减函数;t∈(10,20)时,g′(t)>0,g(t)是增函数,从而t=10时,函数g(t)有极小值也是最小值,∴g(t)min=300,∴f(t)min=15,答:t=10时,公路l的长度最短,最短长度为15千米.点评:本题考查利用数学知识解决实际问题,考查导数知识的综合运用,确定函数关系,正确求导是关键.18.(16分)(2015•江苏)如图,在平面直角坐标系xOy中,已知椭圆+=1(a>b>0)的离心率为,且右焦点F到左准线l的距离为3.(1)求椭圆的标准方程;(2)过F的直线与椭圆交于A,B两点,线段AB的垂直平分线分别交直线l和AB于点P,C,若PC=2AB,求直线AB的方程.考点:直线与圆锥曲线的综合问题;椭圆的标准方程.专题:直线与圆;圆锥曲线的定义、性质与方程.分析:(1)运用离心率公式和准线方程,可得a,c的方程,解得a,c,再由a,b,c的关系,可得b,进而得到椭圆方程;(2)讨论直线AB的斜率不存在和存在,设出直线方程,代入椭圆方程,运用韦达定理和弦长公式,以及两直线垂直的条件和中点坐标公式,即可得到所求直线的方程.解答:解:(1)由题意可得,e==,且c+=3,解得c=1,a=,则b=1,即有椭圆方程为+y2=1;(2)当AB⊥x轴,AB=,CP=3,不合题意;当AB与x轴不垂直,设直线AB:y=k(x﹣1),A(x1,y1),B(x2,y2),将AB方程代入椭圆方程可得(1+2k2)x2﹣4k2x+2(k2﹣1)=0,则x1+x2=,x1x2=,则C(,),且|AB|=•=,若k=0,则AB的垂直平分线为y轴,与左准线平行,不合题意;则k≠0,故PC:y+=﹣(x﹣),P(﹣2,),从而|PC|=,由|PC|=2|AB|,可得=,解得k=±1,此时AB的方程为y=x﹣1或y=﹣x+1.点评:本题考查椭圆的方程和性质,主要考查椭圆的离心率和方程的运用,联立直线方程,运用韦达定理和弦长公式,同时考查两直线垂直和中点坐标公式的运用,属于中档题.19.(16分)(2015•江苏)已知函数f(x)=x3+ax2+b(a,b∈R).(1)试讨论f(x)的单调性;(2)若b=c﹣a(实数c是与a无关的常数),当函数f(x)有三个不同的零点时,a的取值范围恰好是(﹣∞,﹣3)∪(1,)∪(,+∞),求c的值.考点:利用导数研究函数的单调性;函数零点的判定定理.专题:综合题;导数的综合应用.分析:(1)求导数,分类讨论,利用导数的正负,即可得出f(x)的单调性;(2)由(1)知,函数f(x)的两个极值为f(0)=b,f(﹣)=+b,则函数f(x)有三个不同的零点等价于f(0)f(﹣)=b(+b)<0,进一步转化为a>0时,﹣a+c >0或a<0时,﹣a+c<0.设g(a)=﹣a+c,利用条件即可求c的值.解答:解:(1)∵f(x)=x3+ax2+b,∴f′(x)=3x2+2ax,令f′(x)=0,可得x=0或﹣.a=0时,f′(x)>0,∴f(x)在(﹣∞,+∞)上单调递增;a>0时,x∈(﹣∞,﹣)∪(0,+∞)时,f′(x)>0,x∈(﹣,0)时,f′(x)<0,∴函数f(x)在(﹣∞,﹣),(0,+∞)上单调递增,在(﹣,0)上单调递减;a<0时,x∈(﹣∞,0)∪(﹣,+∞)时,f′(x)>0,x∈(0,﹣)时,f′(x)<0,∴函数f(x)在(﹣∞,0),(﹣,+∞)上单调递增,在(0,﹣)上单调递减;(2)由(1)知,函数f(x)的两个极值为f(0)=b,f(﹣)=+b,则函数f(x)有三个不同的零点等价于f(0)f(﹣)=b(+b)<0,∵b=c﹣a,∴a>0时,﹣a+c>0或a<0时,﹣a+c<0.设g(a)=﹣a+c,∵函数f(x)有三个不同的零点时,a的取值范围恰好是(﹣∞,﹣3)∪(1,)∪(,+∞),∴在(﹣∞,﹣3)上,g(a)<0且在(1,)∪(,+∞)上g(a)>0均恒成立,∴g(﹣3)=c﹣1≤0,且g()=c﹣1≥0,∴c=1,此时f(x)=x3+ax2+1﹣a=(x+1)[x2+(a﹣1)x+1﹣a],∵函数有三个零点,∴x2+(a﹣1)x+1﹣a=0有两个异于﹣1的不等实根,∴△=(a﹣1)2﹣4(1﹣a)>0,且(﹣1)2﹣(a﹣1)+1﹣a≠0,解得a∈(﹣∞,﹣3)∪(1,)∪(,+∞),综上c=1.点评:本题考查导数知识的综合运用,考查函数的单调性,考查函数的零点,考查分类讨论的数学思想,难度大.20.(16分)(2015•江苏)设a1,a2,a3.a4是各项为正数且公差为d(d≠0)的等差数列.(1)证明:2,2,2,2依次构成等比数列;(2)是否存在a1,d,使得a1,a22,a33,a44依次构成等比数列?并说明理由;(3)是否存在a1,d及正整数n,k,使得a1n,a2n+k,a3n+2k,a4n+3k依次构成等比数列?并说明理由.考点:等比关系的确定;等比数列的性质.专题:等差数列与等比数列.分析:(1)根据等比数列和等差数列的定义即可证明;(2)利用反证法,假设存在a1,d使得a1,a22,a33,a44依次构成等比数列,推出矛盾,否定假设,得到结论;(3)利用反证法,假设存在a1,d及正整数n,k,使得a1n,a2n+k,a3n+2k,a4n+3k依次构成等比数列,得到a1n(a1+2d)n+2k=(a1+2d)2(n+k),且(a1+d)n+k(a1+3d)n+3k=(a1+2d)2(n+2k),利用等式以及对数的性质化简整理得到ln(1+3t)ln(1+2t)+3ln(1+2t)ln(1+t)=4ln(1+3t)ln (1+t),(**),多次构造函数,多次求导,利用零点存在定理,推出假设不成立.解答:解:(1)证明:∵==2d,(n=1,2,3,)是同一个常数,∴2,2,2,2依次构成等比数列;(2)令a1+d=a,则a1,a2,a3,a4分别为a﹣d,a,a+d,a+2d(a>d,a>﹣2d,d≠0)假设存在a1,d使得a1,a22,a33,a44依次构成等比数列,则a4=(a﹣d)(a+d)3,且(a+d)6=a2(a+2d)4,令t=,则1=(1﹣t)(1+t)3,且(1+t)6=(1+2t)4,(﹣<t<1,t≠0),化简得t3+2t2﹣2=0(*),且t2=t+1,将t2=t+1代入(*)式,t(t+1)+2(t+1)﹣2=t2+3t=t+1+3t=4t+1=0,则t=﹣,显然t=﹣不是上面方程的解,矛盾,所以假设不成立,因此不存在a1,d,使得a1,a22,a33,a44依次构成等比数列.(3)假设存在a1,d及正整数n,k,使得a1n,a2n+k,a3n+2k,a4n+3k依次构成等比数列,则a1n(a1+2d)n+2k=(a1+2d)2(n+k),且(a1+d)n+k(a1+3d)n+3k=(a1+2d)2(n+2k),分别在两个等式的两边同除以=a12(n+k),a12(n+2k),并令t=,(t>,t≠0),则(1+2t)n+2k=(1+t)2(n+k),且(1+t)n+k(1+3t)n+3k=(1+2t)2(n+2k),将上述两个等式取对数,得(n+2k)ln(1+2t)=2(n+k)ln(1+t),且(n+k)ln(1+t)+(n+3k)ln(1+3t)=2(n+2k)ln(1+2t),化简得,2k[ln(1+2t)﹣ln(1+t)]=n[2ln(1+t)﹣ln(1+2t)],且3k[ln(1+3t)﹣ln(1+t)]=n[3ln(1+t)﹣ln(1+3t)],再将这两式相除,化简得,ln(1+3t)ln(1+2t)+3ln(1+2t)ln(1+t)=4ln(1+3t)ln(1+t),(**)令g(t)=4ln(1+3t)ln(1+t)﹣ln(1+3t)ln(1+2t)+3ln(1+2t)ln(1+t),则g′(t)=[(1+3t)2ln(1+3t)﹣3(1+2t)2ln(1+2t)+3(1+t)2ln(1+t)],令φ(t)=(1+3t)2ln(1+3t)﹣3(1+2t)2ln(1+2t)+3(1+t)2ln(1+t),则φ′(t)=6[(1+3t)ln(1+3t)﹣2(1+2t)ln(1+2t)+3(1+t)ln(1+t)],令φ1(t)=φ′(t),则φ1′(t)=6[3ln(1+3t)﹣4ln(1+2t)+ln(1+t)],令φ2(t)=φ1′(t),则φ2′(t)=>0,由g(0)=φ(0)=φ1(0)=φ2(0)=0,φ2′(t)>0,知g(t),φ(t),φ1(t),φ2(t)在(﹣,0)和(0,+∞)上均单调,故g(t)只有唯一的零点t=0,即方程(**)只有唯一解t=0,故假设不成立,所以不存在a1,d及正整数n,k,使得a1n,a2n+k,a3n+2k,a4n+3k依次构成等比数列.点评:本题主要考查等差数列、等比数列的定义和性质,函数与方程等基础知识,考查代数推理、转化与化归及综合运用数学知识探究与解决问题的能力,属于难题.三、附加题(本大题包括选做题和必做题两部分)【选做题】本题包括21-24题,请选定其中两小题作答,若多做,则按作答的前两小题评分,解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤【选修4-1:几何证明选讲】21.(10分)(2015•江苏)如图,在△ABC中,AB=AC,△ABC的外接圆⊙O的弦AE交BC于点D.求证:△ABD∽△AEB.考点:相似三角形的判定.专题:推理和证明.分析:直接利用已知条件,推出两个三角形的三个角对应相等,即可证明三角形相似.解答:证明:∵AB=AC,∴∠ABD=∠C,又∵∠C=∠E,∴∠ABD=∠E,又∠BAE是公共角,可知:△ABD∽△AEB.点评:本题考查圆的基本性质与相似三角形等基础知识,考查逻辑推理能力.【选修4-2:矩阵与变换】22.(10分)(2015•江苏)已知x,y∈R,向量=是矩阵的属于特征值﹣2的一个特征向量,求矩阵A以及它的另一个特征值.考点:特征值与特征向量的计算.专题:矩阵和变换.分析:利用A=﹣2,可得A=,通过令矩阵A的特征多项式为0即得结论.解答:解:由已知,可得A=﹣2,即==,则,即,∴矩阵A=,从而矩阵A的特征多项式f(λ)=(λ+2)(λ﹣1),∴矩阵A的另一个特征值为1.点评:本题考查求矩阵及其特征值,注意解题方法的积累,属于中档题.【选修4-4:坐标系与参数方程】23.(2015•江苏)已知圆C的极坐标方程为ρ2+2ρsin(θ﹣)﹣4=0,求圆C的半径.考点:简单曲线的极坐标方程.专题:计算题;坐标系和参数方程.分析:先根据x=ρcosθ,y=ρsinθ,求出圆的直角坐标方程,求出半径.解答:解:圆的极坐标方程为ρ2+2ρsin(θ﹣)﹣4=0,可得ρ2﹣2ρcosθ+2ρsinθ﹣4=0,化为直角坐标方程为x2+y2﹣2x+2y﹣4=0,化为标准方程为(x﹣1)2+(y+1)2=6,圆的半径r=.点评:本题主要考查把极坐标方程化为直角坐标方程的方法,以及求点的极坐标的方法,关键是利用公式x=ρcosθ,y=ρsinθ,比较基础,[选修4-5:不等式选讲】24.(2015•江苏)解不等式x+|2x+3|≥2.考点:绝对值不等式的解法.专题:不等式.分析:思路1(公式法):利用|f(x)|≥g(x)⇔f(x)≥g(x),或f(x)≤﹣g(x);思路2(零点分段法):对x的值分“x≥”“x<”进行讨论求解.解答:解法1:x+|2x+3|≥2变形为|2x+3|≥2﹣x,得2x+3≥2﹣x,或2x+3≥﹣(2﹣x),即x≥,或x≤﹣5,即原不等式的解集为{x|x≥,或x≤﹣5}.解法2:令|2x+3|=0,得x=.①当x≥时,原不等式化为x+(2x+3)≥2,即x≥,所以x≥;②x<时,原不等式化为x﹣(2x+3)≥2,即x≤﹣5,所以x≤﹣5.综上,原不等式的解集为{x|x≥,或x≤﹣5}.点评:本题考查了含绝对值不等式的解法.本解答给出的两种方法是常见的方法,不管用哪种方法,其目的是去绝对值符号.若含有一个绝对值符号,利用公式法要快捷一些,其套路为:|f(x)|≥g(x)⇔f(x)≥g(x),或f(x)≤﹣g(x);|f(x)|≤g(x)⇔﹣g(x)≤f(x)≤g(x).可简记为:大于号取两边,小于号取中间.使用零点分段法时,应注意:同一类中取交集,类与类之间取并集.【必做题】每题10分,共计20分,解答时写出文字说明、证明过程或演算步骤25.(10分)(2015•江苏)如图,在四棱锥P﹣ABCD中,已知PA⊥平面ABCD,且四边形ABCD为直角梯形,∠ABC=∠BAD=,PA=AD=2,AB=BC=1.(1)求平面PAB与平面PCD所成二面角的余弦值;(2)点Q是线段BP上的动点,当直线CQ与DP所成的角最小时,求线段BQ的长.考点:二面角的平面角及求法;点、线、面间的距离计算.专题:空间位置关系与距离;空间角.分析:以A为坐标原点,以AB、AD、AP所在直线分别为x、y、z轴建系A﹣xyz.(1)所求值即为平面PAB的一个法向量与平面PCD的法向量的夹角的余弦值的绝对值,计算即可;(2)利用换元法可得cos2<,>≤,结合函数y=cosx在(0,)上的单调性,计算即得结论.解答:解:以A为坐标原点,以AB、AD、AP所在直线分别为x、y、z轴建系A﹣xyz如图,由题可知B(1,0,0),C(1,1,0),D(0,2,0),P(0,0,2).(1)∵AD⊥平面PAB,∴=(0,2,0),是平面PAB的一个法向量,∵=(1,1,﹣2),=(0,2,﹣2),设平面PCD的法向量为=(x,y,z),由,得,取y=1,得=(1,1,1),∴cos<,>==,∴平面PAB与平面PCD所成两面角的余弦值为;(2)∵=(﹣1,0,2),设=λ=(﹣λ,0,2λ)(0≤λ≤1),又=(0,﹣1,0),则=+=(﹣λ,﹣1,2λ),又=(0,﹣2,2),从而cos<,>==,设1+2λ=t,t∈[1,3],则cos2<,>==≤,当且仅当t=,即λ=时,|cos<,>|的最大值为,因为y=cosx在(0,)上是减函数,此时直线CQ与DP所成角取得最小值.又∵BP==,∴BQ=BP=.点评:本题考查求二面角的三角函数值,考查用空间向量解决问题的能力,注意解题方法的积累,属于中档题.26.(10分)(2015•江苏)已知集合X={1,2,3},Y n={1,2,3,…,n)(n∈N*),设S n={(a,b)|a 整除b或整除a,a∈X,B∈Y n},令f(n)表示集合S n所含元素的个数.(1)写出f(6)的值;(2)当n≥6时,写出f(n)的表达式,并用数学归纳法证明.考点:数学归纳法.专题:综合题;点列、递归数列与数学归纳法.分析:(1)f(6)=6+2++=13;(2)根据数学归纳法的证明步骤,分类讨论,即可证明结论.解答:解:(1)f(6)=6+2++=13;(2)当n≥6时,f(n)=.下面用数学归纳法证明:①n=6时,f(6)=6+2++=13,结论成立;②假设n=k(k≥6)时,结论成立,那么n=k+1时,S k+1在S k的基础上新增加的元素在(1,k+1),(2,k+1),(3,k+1)中产生,分以下情形讨论:1)若k+1=6t,则k=6(t﹣1)+5,此时有f(k+1)=f(k)+3=(k+1)+2++,结论成立;2)若k+1=6t+1,则k=6t+1,此时有f(k+1)=f(k)+1=k+2+++1=(k+1)+2++,结论成立;3)若k+1=6t+2,则k=6t+1,此时有f(k+1)=f(k)+2=k+2+++2=(k+1)+2++,结论成立;4)若k+1=6t+3,则k=6t+2,此时有f(k+1)=f(k)+2=k+2+++2=(k+1)+2++,结论成立;5)若k+1=6t+4,则k=6t+3,此时有f(k+1)=f(k)+2=k+2+++2=(k+1)+2++,结论成立;6)若k+1=6t+5,则k=6t+4,此时有f(k+1)=f(k)+2=k+2+++2=(k+1)+2++,结论成立.综上所述,结论对满足n≥6的自然数n均成立.点评:本题考查数学归纳法,考查学生分析解决问题的能力,正确归纳是关键.。
2015年江苏省高考数学试卷答案与解析
2015年江苏省高考数学试卷参考答案与试题解析一、填空题(本大题共14小题,每小题5分,共计70分)1.(5分)(2015•江苏)已知集合A={1,2,3},B={2,4,5},则集合A∪B中元素的个数为 5 .考点:并集及其运算.专题:集合.分析:求出A∪B,再明确元素个数解答:解:集合A={1,2,3},B={2,4,5},则A∪B={1,2,3,4,5};所以A∪B中元素的个数为5;故答案为:5点评:题考查了集合的并集的运算,根据定义解答,注意元素不重复即可,属于基础题2.(5分)(2015•江苏)已知一组数据4,6,5,8,7,6,那么这组数据的平均数为 6 .考点:众数、中位数、平均数.专题:概率与统计.分析:直接求解数据的平均数即可.解答:解:数据4,6,5,8,7,6,那么这组数据的平均数为:=6.故答案为:6.点评:本题考查数据的均值的求法,基本知识的考查.3.(5分)(2015•江苏)设复数z满足z2=3+4i(i是虚数单位),则z的模为.考点:复数求模.专题:数系的扩充和复数.分析:直接利用复数的模的求解法则,化简求解即可.解答:解:复数z满足z2=3+4i,可得|z||z|=|3+4i|==5,∴|z|=.故答案为:.点评:本题考查复数的模的求法,注意复数的模的运算法则的应用,考查计算能力.4.(5分)(2015•江苏)根据如图所示的伪代码,可知输出的结果S为7 .考点:伪代码.专题:图表型;算法和程序框图.分析:模拟执行程序框图,依次写出每次循环得到的I,S的值,当I=10时不满足条件I<8,退出循环,输出S的值为7.解答:解:模拟执行程序,可得S=1,I=1满足条件I<8,S=3,I=4满足条件I<8,S=5,I=7满足条件I<8,S=7,I=10不满足条件I<8,退出循环,输出S的值为7.故答案为:7.点评:本题主要考查了循环结构的程序,正确判断退出循环的条件是解题的关键,属于基础题.5.(5分)(2015•江苏)袋中有形状、大小都相同的4只球,其中1只白球、1只红球、2只黄球,从中一次随机摸出2只球,则这2只球颜色不同的概率为.考点:古典概型及其概率计算公式.专题:概率与统计.分析:根据题意,把4个小球分别编号,用列举法求出基本事件数,计算对应的概率即可.解解:根据题意,记白球为A,红球为B,黄球为C1、C2,则答:一次取出2只球,基本事件为AB、AC、AC2、BC1、BC2、C1C2共6种,1其中2只球的颜色不同的是AB、AC1、AC2、BC1、BC2共5种;所以所求的概率是P=.故答案为:.点本题考查了用列举法求古典概型的概率的应用问题,是基础题目.评:6.(5分)(2015•江苏)已知向量=(2,1),=(1,﹣2),若m+n=(9,﹣8)(m,n∈R),则m﹣n的值为﹣3 .平面向量的基本定理及其意义.考点:专平面向量及应用.题:直接利用向量的坐标运算,求解即可.分析:解解:向量=(2,1),=(1,﹣2),若m+n=(9,﹣8)答:可得,解得m=2,n=5,∴m﹣n=﹣3.故答案为:﹣3.本题考查向量的坐标运算,向量相等条件的应用,考查计算能力.点评:7.(5分)(2015•江苏)不等式2<4的解集为(﹣1,2).考指、对数不等式的解法.点:函数的性质及应用;不等式的解法及应用.专题:分利用指数函数的单调性转化为x2﹣x<2,求解即可.析:解解;∵2<4,答:∴x2﹣x<2,即x2﹣x﹣2<0,解得:﹣1<x<2故答案为:(﹣1,2)点本题考查了指数函数的性质,二次不等式的求解,属于简单的综合题目,难度评:不大.8.(5分)(2015•江苏)已知tanα=﹣2,tan(α+β)=,则tanβ的值为 3 .考点:两角和与差的正切函数.专题:三角函数的求值.分析:直接利用两角和的正切函数,求解即可.解答:解:tanα=﹣2,tan(α+β)=,可知tan(α+β)==,即=,解得tanβ=3.故答案为:3.点评:本题考查两角和的正切函数,基本知识的考查.9.(5分)(2015•江苏)现有橡皮泥制作的底面半径为5,高为4的圆锥和底面半径为2,高为8的圆柱各一个,若将它们重新制作成总体积与高均保持不变,但底面半径相同的新的圆锥和圆柱各一个,则新的底面半径为.考点:棱柱、棱锥、棱台的体积.专题:计算题;空间位置关系与距离.分析:由题意求出原来圆柱和圆锥的体积,设出新的圆柱和圆锥的底面半径r,求出体积,由前后体积相等列式求得r.解答:解:由题意可知,原来圆锥和圆柱的体积和为:.设新圆锥和圆柱的底面半径为r,则新圆锥和圆柱的体积和为:.∴,解得:.故答案为:.点评:本题考查了圆柱与圆锥的体积公式,是基础的计算题.10.(5分)(2015•江苏)在平面直角坐标系xOy中,以点(1,0)为圆心且与直线mx ﹣y﹣2m﹣1=0(m∈R)相切的所有圆中,半径最大的圆的标准方程为(x﹣1)2+y2=2 .考点:圆的标准方程;圆的切线方程.专题:计算题;直线与圆.分析:求出圆心到直线的距离d的最大值,即可求出所求圆的标准方程.解答:解:圆心到直线的距离d==≤,∴m=1时,圆的半径最大为,∴所求圆的标准方程为(x﹣1)2+y2=2.故答案为:(x﹣1)2+y2=2.点评:本题考查所圆的标准方程,考查点到直线的距离公式,考查学生的计算能力,比较基础.11.(5分)(2015•江苏)设数列{a n}满足a1=1,且a n+1﹣a n=n+1(n∈N*),则数列{}的前10项的和为.考点:数列的求和;数列递推式.专题:等差数列与等比数列.分析:数列{a n}满足a1=1,且a n+1﹣a n=n+1(n∈N*),利用“累加求和”可得a n=.再利用“裂项求和”即可得出.解答:解:∵数列{a n}满足a1=1,且a n+1﹣a n=n+1(n∈N*),∴当n≥2时,a n=(a n﹣a n﹣1)+…+(a2﹣a1)+a1=+n+…+2+1=.当n=1时,上式也成立,∴a n=.∴=2.∴数列{}的前n项的和S n===.∴数列{}的前10项的和为.故答案为:.点评:本题考查了数列的“累加求和”方法、“裂项求和”方法、等差数列的前n项和公式,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.12.(5分)(2015•江苏)在平面直角坐标系xOy中,P为双曲线x2﹣y2=1右支上的一个动点,若点P到直线x﹣y+1=0的距离大于c恒成立,则实数c的最大值为.考点:双曲线的简单性质.专题:计算题;圆锥曲线的定义、性质与方程.分析:双曲线x2﹣y2=1的渐近线方程为x±y=0,c的最大值为直线x﹣y+1=0与直线x﹣y=0的距离.解答:解:由题意,双曲线x2﹣y2=1的渐近线方程为x±y=0,因为点P到直线x﹣y+1=0的距离大于c恒成立,所以c的最大值为直线x﹣y+1=0与直线x﹣y=0的距离,即.故答案为:.点评:本题考查双曲线的性质,考查学生的计算能力,比较基础.13.(5分)(2015•江苏)已知函数f(x)=|lnx|,g(x)=,则方程|f(x)+g(x)|=1实根的个数为 4 .考点:根的存在性及根的个数判断.专题:综合题;函数的性质及应用.分析::由|f(x)+g(x)|=1可得g(x)=﹣f(x)±1,分别作出函数的图象,即可得出结论.解答:解:由|f(x)+g(x)|=1可得g(x)=﹣f(x)±1.g(x)与h(x)=﹣f(x)+1的图象如图所示,图象有两个交点;g (x )与φ(x )=﹣f (x )﹣1的图象如图所示,图象有两个交点;所以方程|f (x )+g (x )|=1实根的个数为4.故答案为:4. 点评: 本题考查求方程|f (x )+g (x )|=1实根的个数,考查数形结合的数学思想,考查学生分析解决问题的能力,属于中档题.14.(5分)(2015•江苏)设向量=(cos,sin+cos)(k=0,1,2,…,12),则(a k •a k+1)的值为 .考点:数列的求和.专题:等差数列与等比数列;平面向量及应用. 分析:利用向量数量积运算性质、两角和差的正弦公式、积化和差公式、三角函数的周期性即可得出. 解解:答:=+=++++=++=++,∴(a k•a k+1)=+++++++…+ ++++++…+=+0+0=.故答案为:9.点评:本题考查了向量数量积运算性质、两角和差的正弦公式、积化和差公式、三角函数的周期性,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.二、解答题(本大题共6小题,共计90分,解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤)15.(14分)(2015•江苏)在△ABC中,已知AB=2,AC=3,A=60°.(1)求BC的长;(2)求sin2C的值.考点:余弦定理的应用;二倍角的正弦.专题:解三角形.分析:(1)直接利用余弦定理求解即可.(2)利用正弦定理求出C的正弦函数值,然后利用二倍角公式求解即可.解答:解:(1)由余弦定理可得:BC2=AB2+AC2﹣2AB•ACcosA=4+8﹣2×2×3×=7,所以BC=.(2)由正弦定理可得:,则sinC===,∵AB<BC,∴C为锐角,则cosC===.因此sin2C=2sinCcosC=2×=.点评:本题考查余弦定理的应用,正弦定理的应用,二倍角的三角函数,注意角的范围的解题的关键.16.(14分)(2015•江苏)如图,在直三棱柱ABC﹣A1B1C1中,已知AC⊥BC,BC=CC1,设AB1的中点为D,B1C∩BC1=E.求证:(1)DE∥平面AA1C1C;(2)BC1⊥AB1.考点:直线与平面平行的判定;直线与平面垂直的性质.专题:证明题;空间位置关系与距离.分析:(1)根据中位线定理得DE∥AC,即证DE∥平面AA1C1C;(2)先由直三棱柱得出CC1⊥平面ABC,即证AC⊥CC1;再证明AC⊥平面BCC1B1,即证BC1⊥AC;最后证明BC1⊥平面B1AC,即可证出BC1⊥AB1.解答:证明:(1)根据题意,得;E为B1C的中点,D为AB1的中点,所以DE∥AC;又因为DE⊄平面AA1C1C,AC⊂平面AA1C1C,所以DE∥平面AA1C1C;(2)因为棱柱ABC﹣A1B1C1是直三棱柱,所以CC1⊥平面ABC,因为AC⊂平面ABC,所以AC⊥CC1;又因为AC⊥BC,CC1⊂平面BCC1B1,BC⊂平面BCC1B1,BC∩CC1=C,所以AC⊥平面BCC1B1;又因为BC1⊂平面平面BCC1B1,所以BC1⊥AC;因为BC=CC1,所以矩形BCC1B1是正方形,所以BC1⊥平面B1AC;又因为AB1⊂平面B1AC,所以BC1⊥AB1.点评:本题考查了直线与直线,直线与平面以及平面与平面的位置关系,也考查了空间想象能力和推理论证能力的应用问题,是基础题目.17.(14分)(2015•江苏)某山区外围有两条相互垂直的直线型公路,为进一步改善山区的交通现状,计划修建一条连接两条公路和山区边界的直线型公路,记两条相互垂直的公路为l1,l2,山区边界曲线为C,计划修建的公路为l,如图所示,M,N为C的两个端点,测得点M到l1,l2的距离分别为5千米和40千米,点N到l1,l2的距离分别为20千米和2.5千米,以l2,l1在的直线分别为x,y轴,建立平面直角坐标系xOy,假设曲线C符合函数y=(其中a,b为常数)模型.(1)求a,b的值;(2)设公路l与曲线C相切于P点,P的横坐标为t.①请写出公路l长度的函数解析式f(t),并写出其定义域;②当t为何值时,公路l的长度最短?求出最短长度.考点:函数与方程的综合运用.专题:综合题;导数的综合应用.分析:(1)由题意知,点M,N的坐标分别为(5,40),(20,2.5),将其分别代入y=,建立方程组,即可求a,b的值;(2)①求出切线l的方程,可得A,B的坐标,即可写出公路l长度的函数解析式f(t),并写出其定义域;②设g(t)=,利用导数,确定单调性,即可求出当t为何值时,公路l的长度最短,并求出最短长度.解答:解:(1)由题意知,点M,N的坐标分别为(5,40),(20,2.5),将其分别代入y=,得,解得,(2)①由(1)y=(5≤x≤20),P(t,),∴y′=﹣,∴切线l的方程为y﹣=﹣(x﹣t)设在点P处的切线l交x,y轴分别于A,B点,则A(,0),B(0,),∴f(t)==,t∈[5,20];②设g(t)=,则g′(t)=2t﹣=0,解得t=10,t∈(5,10)时,g′(t)<0,g(t)是减函数;t∈(10,20)时,g′(t)>0,g(t)是增函数,从而t=10时,函数g(t)有极小值也是最小值,∴g(t)min=300,∴f(t)min=15,答:t=10时,公路l的长度最短,最短长度为15千米.点评:本题考查利用数学知识解决实际问题,考查导数知识的综合运用,确定函数关系,正确求导是关键.18.(16分)(2015•江苏)如图,在平面直角坐标系xOy中,已知椭圆+=1(a>b>0)的离心率为,且右焦点F到左准线l的距离为3.(1)求椭圆的标准方程;(2)过F的直线与椭圆交于A,B两点,线段AB的垂直平分线分别交直线l和AB于点P,C,若PC=2AB,求直线AB的方程.考点:直线与圆锥曲线的综合问题;椭圆的标准方程.专题:直线与圆;圆锥曲线的定义、性质与方程.分析:(1)运用离心率公式和准线方程,可得a,c的方程,解得a,c,再由a,b,c的关系,可得b,进而得到椭圆方程;(2)讨论直线AB的斜率不存在和存在,设出直线方程,代入椭圆方程,运用韦达定理和弦长公式,以及两直线垂直的条件和中点坐标公式,即可得到所求直线的方程.解答:解:(1)由题意可得,e==,且c+=3,解得c=1,a=,则b=1,即有椭圆方程为+y2=1;(2)当AB⊥x轴,AB=,CP=3,不合题意;当AB与x轴不垂直,设直线AB:y=k(x﹣1),A(x1,y1),B(x2,y2),将AB方程代入椭圆方程可得(1+2k2)x2﹣4k2x+2(k2﹣1)=0,则x1+x2=,x1x2=,则C(,),且|AB|=•=,若k=0,则AB的垂直平分线为y轴,与左准线平行,不合题意;则k≠0,故PC:y+=﹣(x﹣),P(﹣2,),从而|PC|=,由|PC|=2|AB|,可得=,解得k=±1,此时AB的方程为y=x﹣1或y=﹣x+1.点评:本题考查椭圆的方程和性质,主要考查椭圆的离心率和方程的运用,联立直线方程,运用韦达定理和弦长公式,同时考查两直线垂直和中点坐标公式的运用,属于中档题.19.(16分)(2015•江苏)已知函数f(x)=x3+ax2+b(a,b∈R).(1)试讨论f(x)的单调性;(2)若b=c﹣a(实数c是与a无关的常数),当函数f(x)有三个不同的零点时,a 的取值范围恰好是(﹣∞,﹣3)∪(1,)∪(,+∞),求c的值.考点:利用导数研究函数的单调性;函数零点的判定定理.专题:综合题;导数的综合应用.分析:(1)求导数,分类讨论,利用导数的正负,即可得出f(x)的单调性;(2)由(1)知,函数f(x)的两个极值为f(0)=b,f(﹣)=+b,则函数f(x)有三个不同的零点等价于f(0)f(﹣)=b(+b)<0,进一步转化为a>0时,﹣a+c>0或a<0时,﹣a+c<0.设g(a)=﹣a+c,利用条件即可求c的值.解答:解:(1)∵f(x)=x3+ax2+b,∴f′(x)=3x2+2ax,令f′(x)=0,可得x=0或﹣.a=0时,f′(x)>0,∴f(x)在(﹣∞,+∞)上单调递增;a>0时,x∈(﹣∞,﹣)∪(0,+∞)时,f′(x)>0,x∈(﹣,0)时,f′(x)<0,∴函数f(x)在(﹣∞,﹣),(0,+∞)上单调递增,在(﹣,0)上单调递减;a<0时,x∈(﹣∞,0)∪(﹣,+∞)时,f′(x)>0,x∈(0,﹣)时,f′(x)<0,∴函数f(x)在(﹣∞,0),(﹣,+∞)上单调递增,在(0,﹣)上单调递减;(2)由(1)知,函数f(x)的两个极值为f(0)=b,f(﹣)=+b,则函数f(x)有三个不同的零点等价于f(0)f(﹣)=b(+b)<0,∵b=c﹣a,∴a>0时,﹣a+c>0或a<0时,﹣a+c<0.设g(a)=﹣a+c,∵函数f(x)有三个不同的零点时,a的取值范围恰好是(﹣∞,﹣3)∪(1,)∪(,+∞),∴在(﹣∞,﹣3)上,g(a)<0且在(1,)∪(,+∞)上g(a)>0均恒成立,∴g(﹣3)=c﹣1≤0,且g()=c﹣1≥0,∴c=1,此时f(x)=x3+ax2+1﹣a=(x+1)[x2+(a﹣1)x+1﹣a],∵函数有三个零点,∴x2+(a﹣1)x+1﹣a=0有两个异于﹣1的不等实根,∴△=(a﹣1)2﹣4(1﹣a)>0,且(﹣1)2﹣(a﹣1)+1﹣a≠0,解得a∈(﹣∞,﹣3)∪(1,)∪(,+∞),综上c=1.点评:本题考查导数知识的综合运用,考查函数的单调性,考查函数的零点,考查分类讨论的数学思想,难度大.20.(16分)(2015•江苏)设a1,a2,a3.a4是各项为正数且公差为d(d≠0)的等差数列.(1)证明:2,2,2,2依次构成等比数列;(2)是否存在a1,d,使得a1,a22,a33,a44依次构成等比数列?并说明理由;(3)是否存在a1,d及正整数n,k,使得a1n,a2n+k,a3n+2k,a4n+3k依次构成等比数列?并说明理由.考点:等比关系的确定;等比数列的性质.专题:等差数列与等比数列.分析:(1)根据等比数列和等差数列的定义即可证明;(2)利用反证法,假设存在a1,d使得a1,a22,a33,a44依次构成等比数列,推出矛盾,否定假设,得到结论;(3)利用反证法,假设存在a1,d及正整数n,k,使得a1n,a2n+k,a3n+2k,a4n+3k 依次构成等比数列,得到a1n(a1+2d)n+2k=(a1+2d)2(n+k),且(a1+d)n+k(a1+3d)n+3k=(a1+2d)2(n+2k),利用等式以及对数的性质化简整理得到ln(1+3t)ln(1+2t)+3ln (1+2t)ln(1+t)=4ln(1+3t)ln(1+t),(**),多次构造函数,多次求导,利用零点存在定理,推出假设不成立.解答:解:(1)证明:∵==2d,(n=1,2,3,)是同一个常数,∴2,2,2,2依次构成等比数列;(2)令a1+d=a,则a1,a2,a3,a4分别为a﹣d,a,a+d,a+2d(a>d,a>﹣2d,d≠0)假设存在a1,d使得a1,a22,a33,a44依次构成等比数列,则a4=(a﹣d)(a+d)3,且(a+d)6=a2(a+2d)4,令t=,则1=(1﹣t)(1+t)3,且(1+t)6=(1+2t)4,(﹣<t<1,t≠0),化简得t3+2t2﹣2=0(*),且t2=t+1,将t2=t+1代入(*)式,t(t+1)+2(t+1)﹣2=t2+3t=t+1+3t=4t+1=0,则t=﹣,显然t=﹣不是上面方程的解,矛盾,所以假设不成立,因此不存在a1,d,使得a1,a22,a33,a44依次构成等比数列.(3)假设存在a1,d及正整数n,k,使得a1n,a2n+k,a3n+2k,a4n+3k依次构成等比数列,则a1n(a1+2d)n+2k=(a1+2d)2(n+k),且(a1+d)n+k(a1+3d)n+3k=(a1+2d)2(n+2k),分别在两个等式的两边同除以=a12(n+k),a12(n+2k),并令t=,(t>,t≠0),则(1+2t)n+2k=(1+t)2(n+k),且(1+t)n+k(1+3t)n+3k=(1+2t)2(n+2k),将上述两个等式取对数,得(n+2k)ln(1+2t)=2(n+k)ln(1+t),且(n+k)ln(1+t)+(n+3k)ln(1+3t)=2(n+2k)ln(1+2t),化简得,2k[ln(1+2t)﹣ln(1+t)]=n[2ln(1+t)﹣ln(1+2t)],且3k[ln(1+3t)﹣ln(1+t)]=n[3ln(1+t)﹣ln(1+3t)],再将这两式相除,化简得,ln(1+3t)ln(1+2t)+3ln(1+2t)ln(1+t)=4ln(1+3t)ln(1+t),(**)令g(t)=4ln(1+3t)ln(1+t)﹣ln(1+3t)ln(1+2t)+3ln(1+2t)ln(1+t),则g′(t)=[(1+3t)2ln(1+3t)﹣3(1+2t)2ln(1+2t)+3(1+t)2ln(1+t)],令φ(t)=(1+3t)2ln(1+3t)﹣3(1+2t)2ln(1+2t)+3(1+t)2ln(1+t),则φ′(t)=6[(1+3t)ln(1+3t)﹣2(1+2t)ln(1+2t)+3(1+t)ln(1+t)],令φ1(t)=φ′(t),则φ1′(t)=6[3ln(1+3t)﹣4ln(1+2t)+ln(1+t)],令φ2(t)=φ1′(t),则φ2′(t)=>0,由g(0)=φ(0)=φ1(0)=φ2(0)=0,φ2′(t)>0,知g(t),φ(t),φ1(t),φ2(t)在(﹣,0)和(0,+∞)上均单调,故g(t)只有唯一的零点t=0,即方程(**)只有唯一解t=0,故假设不成立,所以不存在a1,d及正整数n,k,使得a1n,a2n+k,a3n+2k,a4n+3k依次构成等比数列.点评:本题主要考查等差数列、等比数列的定义和性质,函数与方程等基础知识,考查代数推理、转化与化归及综合运用数学知识探究与解决问题的能力,属于难题.三、附加题(本大题包括选做题和必做题两部分)【选做题】本题包括21-24题,请选定其中两小题作答,若多做,则按作答的前两小题评分,解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤【选修4-1:几何证明选讲】21.(10分)(2015•江苏)如图,在△ABC中,AB=AC,△ABC的外接圆⊙O的弦AE交BC于点D.求证:△ABD∽△AEB.考点:相似三角形的判定.专题:推理和证明.分析:直接利用已知条件,推出两个三角形的三个角对应相等,即可证明三角形相似.解答:证明:∵AB=AC,∴∠ABD=∠C,又∵∠C=∠E,∴∠ABD=∠E,又∠BAE是公共角,可知:△ABD∽△AEB.点评:本题考查圆的基本性质与相似三角形等基础知识,考查逻辑推理能力.【选修4-2:矩阵与变换】22.(10分)(2015•江苏)已知x,y∈R,向量=是矩阵的属于特征值﹣2的一个特征向量,求矩阵A以及它的另一个特征值.考点:特征值与特征向量的计算.专题:矩阵和变换.分析:利用A=﹣2,可得A=,通过令矩阵A的特征多项式为0即得结论.解答:解:由已知,可得A=﹣2,即==,则,即,∴矩阵A=,从而矩阵A的特征多项式f(λ)=(λ+2)(λ﹣1),∴矩阵A的另一个特征值为1.点评:本题考查求矩阵及其特征值,注意解题方法的积累,属于中档题.【选修4-4:坐标系与参数方程】23.(2015•江苏)已知圆C的极坐标方程为ρ2+2ρsin(θ﹣)﹣4=0,求圆C 的半径.考点:简单曲线的极坐标方程.专题:计算题;坐标系和参数方程.分析:先根据x=ρcosθ,y=ρsinθ,求出圆的直角坐标方程,求出半径.解答:解:圆的极坐标方程为ρ2+2ρsin(θ﹣)﹣4=0,可得ρ2﹣2ρcosθ+2ρsinθ﹣4=0,化为直角坐标方程为x2+y2﹣2x+2y﹣4=0,化为标准方程为(x﹣1)2+(y+1)2=6,圆的半径r=.点评:本题主要考查把极坐标方程化为直角坐标方程的方法,以及求点的极坐标的方法,关键是利用公式x=ρcosθ,y=ρsinθ,比较基础,[选修4-5:不等式选讲】24.(2015•江苏)解不等式x+|2x+3|≥2.考点:绝对值不等式的解法.专题:不等式.分析:思路1(公式法):利用|f(x)|≥g(x)⇔f(x)≥g(x),或f(x)≤﹣g(x);思路2(零点分段法):对x的值分“x≥”“x<”进行讨论求解.解答:解法1:x+|2x+3|≥2变形为|2x+3|≥2﹣x,得2x+3≥2﹣x,或2x+3≥﹣(2﹣x),即x≥,或x≤﹣5,即原不等式的解集为{x|x≥,或x≤﹣5}.解法2:令|2x+3|=0,得x=.①当x≥时,原不等式化为x+(2x+3)≥2,即x≥,所以x≥;②x<时,原不等式化为x﹣(2x+3)≥2,即x≤﹣5,所以x≤﹣5.综上,原不等式的解集为{x|x≥,或x≤﹣5}.点评:本题考查了含绝对值不等式的解法.本解答给出的两种方法是常见的方法,不管用哪种方法,其目的是去绝对值符号.若含有一个绝对值符号,利用公式法要快捷一些,其套路为:|f(x)|≥g(x)⇔f(x)≥g(x),或f(x)≤﹣g(x);|f (x)|≤g(x)⇔﹣g(x)≤f(x)≤g(x).可简记为:大于号取两边,小于号取中间.使用零点分段法时,应注意:同一类中取交集,类与类之间取并集.【必做题】每题10分,共计20分,解答时写出文字说明、证明过程或演算步骤25.(10分)(2015•江苏)如图,在四棱锥P﹣ABCD中,已知PA⊥平面ABCD,且四边形ABCD为直角梯形,∠ABC=∠BAD=,PA=AD=2,AB=BC=1.(1)求平面PAB与平面PCD所成二面角的余弦值;(2)点Q是线段BP上的动点,当直线CQ与DP所成的角最小时,求线段BQ的长.考点:二面角的平面角及求法;点、线、面间的距离计算.专题:空间位置关系与距离;空间角.分析:以A为坐标原点,以AB、AD、AP所在直线分别为x、y、z轴建系A﹣xyz.(1)所求值即为平面PAB的一个法向量与平面PCD的法向量的夹角的余弦值的绝对值,计算即可;(2)利用换元法可得cos2<,>≤,结合函数y=cosx在(0,)上的单调性,计算即得结论.解答:解:以A为坐标原点,以AB、AD、AP所在直线分别为x、y、z轴建系A﹣xyz如图,由题可知B(1,0,0),C(1,1,0),D(0,2,0),P(0,0,2).(1)∵AD⊥平面PAB,∴=(0,2,0),是平面PAB的一个法向量,∵=(1,1,﹣2),=(0,2,﹣2),设平面PCD的法向量为=(x,y,z),由,得,取y=1,得=(1,1,1),∴cos<,>==,∴平面PAB与平面PCD所成两面角的余弦值为;(2)∵=(﹣1,0,2),设=λ=(﹣λ,0,2λ)(0≤λ≤1),又=(0,﹣1,0),则=+=(﹣λ,﹣1,2λ),又=(0,﹣2,2),从而cos<,>==,设1+2λ=t,t∈[1,3],则cos2<,>==≤,当且仅当t=,即λ=时,|cos<,>|的最大值为,因为y=cosx在(0,)上是减函数,此时直线CQ与DP所成角取得最小值.又∵BP==,∴BQ=BP=.点评:本题考查求二面角的三角函数值,考查用空间向量解决问题的能力,注意解题方法的积累,属于中档题.26.(10分)(2015•江苏)已知集合X={1,2,3},Y n={1,2,3,…,n)(n∈N*),设S n={(a,b)|a整除b或整除a,a∈X,B∈Y n},令f(n)表示集合S n所含元素的个数.(1)写出f(6)的值;(2)当n≥6时,写出f(n)的表达式,并用数学归纳法证明.数学归纳法.考点:综合题;点列、递归数列与数学归纳法.专题:分(1)f(6)=6+2++=13;析:(2)根据数学归纳法的证明步骤,分类讨论,即可证明结论.解解:(1)f(6)=6+2++=13;答:(2)当n≥6时,f(n)=.下面用数学归纳法证明:①n=6时,f(6)=6+2++=13,结论成立;②假设n=k(k≥6)时,结论成立,那么n=k+1时,S k+1在S k的基础上新增加的元素在(1,k+1),(2,k+1),(3,k+1)中产生,分以下情形讨论:1)若k+1=6t,则k=6(t﹣1)+5,此时有f(k+1)=f(k)+3=(k+1)+2++,结论成立;2)若k+1=6t+1,则k=6t+1,此时有f(k+1)=f(k)+1=k+2+++1=(k+1)+2++,结论成立;3)若k+1=6t+2,则k=6t+1,此时有f(k+1)=f(k)+2=k+2+++2=(k+1)+2++,结论成立;4)若k+1=6t+3,则k=6t+2,此时有f(k+1)=f(k)+2=k+2+++2=(k+1)重庆万州区教育事业单位考试资料 页脚内容21 +2++,结论成立;5)若k+1=6t+4,则k=6t+3,此时有f (k+1)=f (k )+2=k+2+++2=(k+1)+2++,结论成立;6)若k+1=6t+5,则k=6t+4,此时有f (k+1)=f (k )+2=k+2+++2=(k+1)+2++,结论成立. 综上所述,结论对满足n≥6的自然数n 均成立. 点评:本题考查数学归纳法,考查学生分析解决问题的能力,正确归纳是关键.。
2015年江苏高考数学试题及答案
2015年普通高等学校招生全国统一考试(江苏卷)数学试题及答案一、填空题:本大题共14小题,每小题5分,共计70分.请把答案填写在答题卡相应位置上.........1.已知集合{}123A =,,,{}245B =,,,则集合A B 中元素的个数为_______. 【答案】52.已知一组数据4,6,5,8,7,6,那么这组数据的平均数为________. 【答案】63.设复数z 满足234z i =+(i 是虚数单位),则z 的模为_______.4.根据如图所示的伪代码,可知输出的结果S 为________. 【答案】75.袋中有形状、大小都相同的4只球,其中1只白球,1只红球,2只黄球,从中一次随机摸出2只球,则这2只球颜色不同的概率为________. 【答案】566.已知向量()21a =,,()2a =-1,,若()()98ma nb mn R +=-∈,,则m-n 的值为______. 【答案】-37.不等式224x x -<的解集为________. 【答案】(-1,2)8.已知tan 2α=-,()1tan 7αβ+=,则tan β的值为_______.【答案】39.现有橡皮泥制作的底面半径为5,高为4的圆锥和底面半径为2、高为8的圆柱各一个.若将它们重新制作成总体积与高均保持不变,但底面半径相同的新的圆锥与圆柱各一个,则新的底面半径为________.10.在平面直角坐标系xOy 中,以点)0,1(为圆心且与直线)(012R m m y mx ∈=---相切的所有圆中,半径最大的圆的标准方程为 . 【答案】22(1)2x y -+=11.数列}{n a 满足11=a ,且11+=-+n a a n n (*N n ∈),则数列}1{na 的前10项和为 .【答案】201112.在平面直角坐标系xOy 中,P 为双曲线122=-y x 右支上的一个动点.若点P 到直线01=+-y x 的距离对c 恒成立,则是实数c 的最大值为 .13.已知函数|ln |)(x x f =,⎩⎨⎧>--≤<=1,2|4|10,0)(2x x x x g ,则方程1|)()(|=+x g x f 实根的个数为 .【答案】414.设向量)12,,2,1,0)(6cos 6sin ,6(cos =+=k k k k a k πππ,则∑=+1101)(k k k a a 的值为 .【答案】二、解答题:本大题共6小题,共计90分.请在答题卡指定区域内........作答,解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤.(第4题图)在ABC V 中,已知2,3,60.AB AC A ===o(1)求BC 的长; (2)求sin 2C 的值.解:(1)由余弦定理得,BC =(2)由正弦定理得,sin 2C =16.(本小题满分14分)如图,在直三棱柱111ABC A B C -中,已知1,AC BC BC CC ⊥=,设1AB 的中点为D,11.B C BC E ⋂= 求证:(1)11//DE AACC 平面 (2)11BC AB ⊥ 证明:(1)只需证明DE//AC;(2)需先证AC ⊥平面11BCC B ,再证1BC ⊥平面1AB C.17.(本小题满分14分)某山区外围有两条相互垂直的直线型公路,为进一步改善山区的交通现状,计划修建一条连接两条公路的山区边界的直线型公路,记两条相互垂直的公路为12l l ,,山区边界曲线为C,计划修建的公路为l,如图所示,M,N 为C 的两个端点,测得点M 到12l l ,的距离分别为5千米和40千米,点N 到12l l ,的距离分别为20千米和2.5千米,以12l l ,所在的直线分别为x,y 轴,建立平面直角坐标系xOy,假设曲线C 符合函数2ay x b=+(其中a,b 为常数)模型. (I)求a,b 的值;(II)设公路l 与曲线C 相切于P 点,P 的横坐标为t.①请写出公路l 长度的函数解析式()f t ,并写出其定义域; ②当t 为何值时,公路l 的长度最短?求出最短长度. 解:(1)由题意知,点,M N 的坐标分别为(5,40),(20,2.5), 将其分别代入2ay x b =+中得,10000a b =⎧⎨=⎩ (2)由勾股定理得,()[5,20]f t t =∈由基本不等式可知,当t =,min ()f t =P如图,在平面直角坐标系xOy 中,已知椭圆()222210x y a b a b +=>>且右焦点F 到左准线l的距离为3.(1)求椭圆的标准方程;(2)过F 的直线与椭圆交于A ,B 两点,线段AB 的垂直平分线分别交直线l 和AB 于点P ,C ,若PC=2AB ,求直线AB 的方程.解:(1)2212x y += (2)分AB 与x 轴垂直和不垂直两种情况讨论, 得直线AB 的方程为10x y --=或10x y +-=19.(本小题满分16分)已知函数32()(,)f x x ax b a b =++∈R ; (1)试讨论)(x f 的单调性;(2)若a c b -=(实数c 是与a 无关常数),当函数)(x f 有三个不同零点时,a 的取值范围恰好是33(,3)(1,)(,)22-∞-+∞求c 的值 解:(1)当0a <时,()f x 在2(0,)3a -上递减,在2(,0),(,)3a-∞-+∞上递增; 当0a =时,()f x 在(,)-∞+∞上递增; 当0a >时,()f x 在2(,0)3a -上递减,在2(,),(0,)3a-∞-+∞上递增. (2)1c =20.(本小题满分16分)设1234,,,a a a a 是各项为正数且公差为d (0)d ≠的等差数列 (1)证明:31242,2,2,2aaaa依次成等比数列(2)是否存在1,a d ,使得2341234,,,a a a a 依次成等比数列,并说明理由(3)是否存在1,a d 及正整数,n k ,使得351234,,,n n k n k n k a a a a +++依次成等比数列,并说明理由解:(1)证明:因为11222(1,2,3)2n n n na a a d a n ++-===是同一个常数,所以31242,2,2,2a a a a构成等比数列.(2)用假设法,可证不存在1,a d ,使得2341234,,,a a a a 依次成等比数列.(3)用假设法,可证不存在1,a d 及正整数,n k ,使得351234,,,n n k n k n k aa a a +++依次成等比数列.附加题21、(选做题)本题包括A 、B 、C 、D 四小题,请选定其中两小题,并在相应的区域内作答,若多做,则按作答的前两小题评分,解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤. A 、[选修4-1:几何证明选讲](本小题满分10分)如图,在ABC ∆中,AC AB =,ABC ∆的外接圆圆O 的弦AE 交BC 于点D 求证:ABD ∆≈AEB ∆ 证明:只需证ABD E ∠=∠,而BAE ∠为公共角,易证.B 、[选修4-2:矩阵与变换](本小题满分10分) 已知R y x ∈,,向量⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=11α是矩阵⎢⎣⎡⎥⎦⎤=01y x A 的属性特征值2-的一个特征向量,矩阵A 以及它的另一个特征值. 解:1120A ⎡-⎤=⎢⎥⎦⎣,另一个特征值为1 C.[选修4-4:坐标系与参数方程]已知圆C的极坐标方程为2sin()404πρθ+--=,求圆C 的半径. 解:r =D .[选修4-5:不等式选讲]解不等式|23|3x x ++≥ 解:1(,5][,)3-∞--+∞22.如图,在四棱锥P ABCD -中,已知PA ⊥平面ABCD ,且四边形ABCD 为直角梯形,2ABC BAD π∠=∠=,2,1PA AD AB BC ====(1)求平面PAB 与平面PCD所成二面角的余弦值;(2)点Q 是线段BP 上的动点,当直线CQ 与DP 所成角最小时,求线段BQ 的长 BQ =23.已知集合*{1,2,3},{1,2,3,,}()n X Y n n N ==∈,设},,|),{(n n Y b X a a b b a b a S ∈∈=整除或整除,令()f n 表示集合n S 所含元素个数. (1)写出(6)f 的值; (6)13f =(2)当6n ≥时,写出()f n的表达式,并用数学归纳法证明. 略A第21——APA BC DQ 第22题。
2015高考数学真题 江苏数学真题解析
2015年普通高等学校招生全国统一考试(江苏卷)数学试题解析1. 解析 由并集的运算知识知{}1,2,3,4,5AB =,故集合A B 中元素的个数为5.2. 解析 解法一:对数据进行整理,4,5,6,6,7,8,观察易知平均数为6x =.解法二:平均数()146587666x =+++++=. 3. 解析 解法一:设i z a b =+,,a b ∈R ,则()()2222i 2i 34i z a b a b ab =+=-+=+,从而22324a b ab ⎧-=⎨=⎩,即2232a b ab ⎧-=⎨=⎩,故2241a b ⎧=⎪⎨=⎪⎩,从而z == 解法二:由题意2234i 5z z ==+==,故z =.4. 解析故输出的结果S 为.5. 解析 解法一:1只白球设为a ,1只红球设为b ,2只黄球设为c ,d ,则摸球的所有情况为(),a b ,(),a c ,(),a d ,(),b c ,(),b d ,(),c d ,共6件,满足题意的事件为(),a b ,(),a c ,(),a d ,(),b c ,(),b d ,共5件,故概率为56P =.解法二(理科做法):从反面考查,反面情况为摸出的2只球颜色相同,故2224C 51C 6P =-=. 6. 解析 由题意m n +a b()()2,11,2m n =+-()2,2m n m n =+-()9,8=-,从而2928m n m n +=⎧⎨-=-⎩,解得25m n =⎧⎨=⎩,故3m n -=-.评注 也可以将m n -用2m n +与2m n -线性表示,如()()1322355m n m n m n -=++-=-. 7. 解析 由题意22242x x-<=,根据2x y =是单调递增函数,得22x x -<,即()()22210xx x x --=-+<,故不等式的解集为()1,2-或写成{}12x x -<<均可.评注 题是不难,但是解集是集合,估计又要有考生忘记了.8. 解析 解法一:()tan tan βαβα=+-()()tan tan 1tan tan αβααβα+-=++⋅127317+==-. 解法二:()tan tan tan1tan tan αβαβαβ++=-⋅2tan 112tan 7ββ-+==+,故tan 3β=.解法三:()tan tan αβαβ=+-()()tan tan 1tan tan αββαββ+-=++⋅1tan 7211tan 7ββ-==-+,故t a n 3β=. 9. 解析 原来的总体积为()()22154283V =⨯π⨯⨯+π⨯⨯1963π=,设新的半径为r ,故变化后体积()()221'483V r r =⨯π⨯⨯+π⨯⨯22819633r ππ==, 计算得27r=,从而r =10. 解析 解法一(几何意义):动直线210mx y m ---=整理得()()210m x y --+=,则l 经过定点()2,1M -,故满足题意的圆与l 切于M 时,半径最大,从而r ==()2212x y -+=.解法二(代数法——基本不等式):由题意r d======…,当且仅当1m =时,取“=”.故标准方程为()2212x y -+=.解法三(代数法——∆判别式):由题意r d=== 设22211m m t m ++=+,则()21210t m m t --+-=,因为m ∈R , 所以()()222410t ∆=---…,解得02t 剟,即d 的最大值为11. 解析 解法一:可以考虑算出前10项,但运算化简较繁琐.解法二:由题意得212a a -=,323a a -=,…,1n n a a n --=,()*2,n n ∈N …故累加得1234n a a n -=++++…,从而1+234n a n =++++…()12n n +=, 当1n =时,满足通项.故()1211211n a n n n n ⎛⎫==⨯- ⎪++⎝⎭()*n ∈N , 则有123101111a a a a ++++...1111121+2231011⎛⎫=⨯--++- ⎪⎝⎭ (120211111)⎛⎫=⨯-= ⎪⎝⎭. 12. 解析 解法一(几何意义):即找到P 到直线10x y -+=的最小距离(或取不到),该值即为实数c 的最大值. 已知双曲线221xy -=的渐近线为0x y ±=,易知10x y -+=与0x y -=平行,因此该两平行线间的距离即为最小距离(且无法达到),故实数c的最大值为2d ==. 解法二(纯粹代数法):设双曲线右支上的任一点为()00,x y ,则22001x y -=,且01x …,从而d c =>恒成立,因为22001y x =-,1︒若00y …时,则d ==,构造()0011f x x ==+,则()011f x +=>,从而d =>=. 2︒若00y <时,则d ===,根据单调递增性,其最小值为01x =.综上所述:2c…,即实数c=.解法三(参数方程,酌情掌握):因为双曲线右支下部的点到直线的距离不可能为最小值,不妨设设双曲线右支上部的一点为1sec cos sin tan cos x y ααααα⎧==⎪⎪⎨⎪==⎪⎩,0,2απ⎡⎫∈⎪⎢⎣⎭.从而d=1sin 1α-+==先研究1sin sin 1cos cos 0αααα--=--, 式子sin 1cos 0αα--表示221x y +=,(]0,1x ∈,[)0,1y ∈上的点与点()0,1间的斜率,易知[)sin 11,0cos 0αα-∈--,从而1sin 12d α-+⎛= ⎝,故2c …,即实数c2=.评注 解法二是观察到已知直线与双曲线的渐近线互相平行,典型的寻求几何关系进行切入;解法二中也可设001x y c -+=,研究直线与双曲线右支相切的状态. 解法三先排除一部分的情况,这在解法二中也同样适用. 13. 解析 解法一(逐步去绝对值):1︒当01x <…时,()()f xg x +ln 0ln 1x x =+==,故ln 1x =±,e x =(舍)或1e x =,即在(]0,1上有一解为1ex =. 2︒当1x >时,ln 0x >,故()ln ln f x x x ==,()()2ln 421f x g x x x +=+--=,①当12x <<时,2ln 21x x -+=,不妨设()2ln 2h x x x =-+,()2112'20x h x x x x-=-=<对()1,2x ∈恒成立, 故()hx 单调递减,()()min 2ln22ln2111h x h ==-=--<-,()()max 11h x h ==,根据绝对值函数的性质分析,在()1,2x ∈上有一解;②当2x …时,2ln 61x x +-=,不妨设()2ln 6m x x x =+-,则()1'20m x x x=+>对[)2,x ∈+∞恒成立,故()mx 单调递增,()()min 2ln22ln2111h x h ==-=--<-,又()612e e1m =>,根据绝对值函数的性质分析,在[)2,x ∈+∞上有两解.综上所述:方程()()1f x g x +=实根的个数为4.解法二(直接去绝对值):设()()()hx f x g x =+,则()22ln ,01ln 2,12ln 62x x h x x x x x x x -<⎧⎪=+-<<⎨⎪+-⎩……,下仿照解法一分析.或者通过分析()1hx =±的解亦可.解法三(图像转化):因为()()1f x g x +=, 所以()()1f x g x +=±,从而()()1g x f x =±-,即()()1gx f x =-或()()1g x f x =--.先分别画出()f x 与()g x 的图形,如图所示:得到图形中弯折、端点部位的具体值,然后分别研究()()1g x f x =-与()()1g x f x =--的图像,如下图所示,易见共有4个交点.()()1g x f x =-图形分析 ()()1g x f x =--图形分析评注 此题考查函数的零点,函数的零点问题一般从函数的零点、方程的根、图像的交点角度解决,从方程的角度分析此题侧重去绝对值的步步考查,从函数的零点分析此题侧重对图像中部分点的精确取值.同样的零点求解问题,此题难度明显高于去年.14.解析 解法一(强制法):由题意得()()0cos0,sin0cos01,1=+=a,1122⎛⎫+= ⎪⎝⎭a ,212⎛= ⎝⎭a ,()30,1=a,412⎛=- ⎝⎭a,5⎛= ⎝⎭a ,()61,1=--a,7122⎛⎫=- ⎪⎝⎭a,811,22⎛⎫=- ⎪⎝⎭a ,()90,1=-a ,1011,22⎛⎫= ⎪⎝⎭a,11122⎛⎫= ⎪⎝⎭a ,()121,1=a .从而()11+1011111122222222k k k =⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⋅=++⨯+⨯++ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭∑a a12⎛++++ ⎝⎭⎝⎭⎝⎭12⎛+++ ⎝⎭⎝⎭⎝⎭1111222222⎛⎫⎛⎫-+⨯+⨯++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭=(恰当整理化简即可).解法二(部分规律法):由题意6cos ,sin cos 666k k k k +πππ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=+π+π++π⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭a cos ,sin cos 666k k k k πππ⎛⎫=-+=- ⎪⎝⎭a ,从而671k k k k +++=a a a a ,即1k k +a a 的结果呈现以6T =为周期的变化,故()11+1kk k =⋅∑a a ()0112233445562=⨯++a a +a a a a a a +a a +aa =.解法三(通用规律法):由题意得:()()()1111cos ,sin cos cos ,sin cos 666666k k k k k k k k ++π+π+π⎛⎫πππ⎛⎫⋅=++⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭a a ()()()111coscos sin cos sin cos 666666k k k k k k +π+π+π⎛⎫πππ⎛⎫=+++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ ()()()111coscos cos cos sin sin 666666k k k k k k +π+π+π⎡⎤πππ=++⎢⎥⎣⎦()()()()1111coscos cos sin cos cos sin 66666666k k k k k k k k +π+π+π+π⎡⎤ππππ=+-++⎢⎥⎣⎦ ()()()111coscos sin sin cos cos 666666k k k k k +π+π+π⎡⎤πππ=+++⎢⎥⎣⎦11cossin cos 626262626k k k k k ⎤πππππ=-++⎥⎣⎦1sin sin 6626k k k ⎤πππ+-⎥⎣⎦22111sin cos cos 1cos 2662626k k k k ⎛ππππ⎫⎛⎫=++--+ ⎪ ⎪⎭⎝⎭⎝⎭211sin 1cos 432622k k ⎛ππ=++-+ ⎝⎭1cos131322k k π+⎛π=++-+ ⎝⎭12sin 43434k k π+π=++, sin 3k y π=,cos 3k y π=的周期为263T π==π,在一个周期内其和为0, 故()11+1012k k k =⋅==∑a a 解法四(部分规律法):()()()1111cos ,sin cos cos ,sin cos 666666k k k k k k k k ++π+π+π⎛⎫πππ⎛⎫⋅=++⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭a a ()()()()1111coscos cos sin cos cos sin 66666666k k k k k k k k +π+π+π+π⎡⎤ππππ=+-++⎢⎥⎣⎦ ()()11coscos cos sin 66666k k k k +π+π⎡⎤πππ=+++⎢⎥⎣⎦⎝⎭则()()11111111+10001cos cos sin 26636kk k k k k k k k ====+ππππ⎛⎫⋅=+++ ⎪⎝⎭∑∑∑aa , 设()1coscos 66n n n b +ππ=, 由诱导公式()()334coscos 66n n n b ++π+π=()1sin sin 66n n +ππ=,故()()311sin sin cos cos 6666n n n n n n b b ++π+πππ+=+cos 62π==, 从而分组求和()111coscos 666k k k =+ππ==∑ 设sin 36nn c ππ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,由诱导公式()33sin sin 3636n n n n c c ++π⎛⎫πππ⎛⎫=+=-+=- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭, 故30n nc c ++=,从而分组求和11sin 036k k =ππ⎛⎫+=⎪⎝⎭∑.又1112k ===()11+10k k k =⋅=∑a a 评注 解法一、二虽然足够复杂,但只要罗列清楚并逐步解决,就会发现其实比较简单,从一般法角度进行解决思路难寻,便可以从具体值的角度思考,这给了江苏考区的大部分普通考生以希望. 解法三侧重对三角公式的化简,侧重从一般的角度找到问题的突破口.但解法三中化化简()1coscos 66k k +ππ使用积化和差简化过程,即()()21cos +cos166cos cos =662k k k +ππ+ππ,但高中阶段该公式已不要求掌握,因此此题顺利化简确实也比较麻烦. 解法四在解法三的基础之上进行了优化,不化到最简形式也可解决问题. 也有学生考虑构造cos ,sin cos 666kk k k πππ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭a =cos ,sin +0,cos 666k k k πππ⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭+k k =b c ,则k b 和+1k b 都是单位向量且夹角为6π,即+12k k ⋅=b b . 15. 解析(1)由余弦定理2222cos BC AB AC AB AC A =+-⋅14922372=+-⨯⨯⨯=,解得BC =(2)222cos 2AC BC AB C AC BC +-=⋅==,因为()0,C ∈π,故sin C ==, 故sin 22sin cos C C C =⋅27==. 评注可不化简,有时候会利于下面的运算.16. 解析 (1)因为四边形11BCC B 是矩形,所以E 是1BC 的中点,又D 是1AB 的中点, 因此DE 是1BCA △的中位线,故DE AC ∥, 又DE ⊄平面11AAC C ,AC ⊂平面11AAC C ,所以DE ∥平面11AAC C . (2)因为1CC ⊥平面ABC ,AC ⊂平面ABC ,所以1AC CC ⊥,又AC BC ⊥,1BC CC C =,从而AC ⊥平面11BCC B ,因为1BC ⊂平面11BCC B ,所以1BC AC ⊥.因为1BC CC =,E 为1BC 的中点,所以11BC CB ⊥, 因为1ACCB C =,所以1BC ⊥平面1ABC ,又因为1AB ⊂平面1ABC ,所以11BC AB ⊥.17. 解析(1)由题意2ay x b=+过()5,40M ,()20,2.5N , 故4025 2.5400aba b⎧=⎪⎪+⎨⎪=⎪+⎩,解得10000a b =⎧⎨=⎩.(2)① 由题意,曲线C 为21000y x =,易知21000,P t t ⎛⎫ ⎪⎝⎭,32000'y x =-, 故曲线C 在点P 处的切线斜率为32000k t =-, 故曲线C 在点P 处的切线方程为()2310002000y x t t t-=--,化简即3220003000y x t t =-+,令0x =,则23000y t =;令0y =,则32t x =. 故()f t ==()520t 剟. ② 设()24900000094t t g t +=,则()536000000'92g t t t +=-66581092t t -⨯+=⨯, 令()'0g t >,则66810t >⨯,即()()332200t >,从而2200t>,即t >因此()g t在t ⎡∈⎣上单调递减,在(25t ⎤∈⎦上单调递增,故当t=()(min f t f ===评注 第(2)②问或用基本不等式解决,2224490000009900000099=+488t t t t t ++…3900==2527=6754⨯⨯,当且仅当24900000098t t =, 即66810t =⨯,即t =“=”,故公里l的最短距离为18. 解析(1)由题意得232a c cc e a⎧+=⎪⎪⎨⎪==⎪⎩,故a =,即222a c =,从而1c =,a =,1b =,故椭圆的标准方程为2212x y +=. (2)解法一(正设斜率):若AB 的斜率不存在时,则AB 方程为1x =,此时AB =,易知此时32CP AB =≠,不满足题意;当AB 的斜率为0时,此时亦不满足题意;因此AB 斜率存在且不为0,不妨设AB 斜率为k ,则AB 方程()1y k x =-,不妨设()11,Ax y ,()22,B x y ,联立直线AB 与椭圆,即()22221x y y k x ⎧+=⎪⎨=-⎪⎩⇒()()2222124220k x k x k +-+-=, 因为点()1,0F在椭圆内,故0∆>恒成立,所以212221224122212k x x k k x x k ⎧+=⎪⎪+⎨-⎪=⎪+⎩,故12A B x =-==)22112kk +=+, 又1PCk k=-,21222212C x x k x k +==+,故C P x PC -=222212k k ⎫=+⎪+⎭= 因为2PC AB =)22112k k+=+,2=,即()(22231k +=,整理得424296188kk k k ++=+,即42210k k -+=,即()2210k-=,解得1k =±,从而直线AB 方程为10x y --=或10x y +-=.解法二(反设):由题意,直线AB 的斜率必不为0,故设直线方程为1x my =+, 不妨设()11,Ax y ,()22,B x y ,与椭圆联立22122x my x y =+⎧+=⎨⎩,整理得()222210m y my ++-=,因为点()1,0F 在椭圆内,故0∆>恒成立,故1221222212m y y m y y m ⎧+=-⎪⎪+⎨⎪=-⎪+⎩,因此12AB y =-==)2212m m +=+, 则C 点的纵坐标为12222y y mm +=-+, 于是C 点的横坐标为222122m m m m ⎛⎫-+= ⎪++⎝⎭, 又CP AB ⊥,故CP k m =-,所以2CP =+=, 因为2PC AB =)2212m m +=+, 化简得()()222381m m +=+,即42210mm -+=,化简得21m =,计算得1m =±, 从而直线AB 方程为10x y --=或10x y +-=.解法三(中点弦):不妨设()00,Cx y ,()11,A x y ,()22,B x y ,则221122221212x y x y ⎧+=⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩,两式作差()()()()1212121212x x x x y y y y +-=-+-, 故1212ABy y k x x -=-()12122x xy y +=-+002x y =-,又001AB CF y k k x ==-,故000021x y y x -=-,即()200021y x x =--, 设'A ,'B 分别是A ,B 两点在右准线上的投影,则由圆锥曲线统一定义得'AF e AA =,'BFe BB =, 故()''AB AF FB e AA BB=+=+)1242xx =--)0422x =-)02x =-, 因0012A P B Ck x k y -==,故PC 方程为()00002y y y x x x -=-,即0002yx y x y =-,联立2x =-,得00042,y P y x ⎛⎫--- ⎪⎝⎭, 从而PC =)022AB x ==-,即()()0002220082242y y x x x ⎛⎫++=- ⎪⎝+⎭,所以()()00222200024822x y x x x ⎛⎫++=- ⎪⎝+⎭,又()200021y x x =--, 从而()()()()22200000282212x x x x x +=---+,即()()000220282122x x x x ⎛⎫-=- ⎪⎝⎭-+,故()()()0020202282x x x x =+-+-, 因为02x ≠,故()()2000822x x x =-+,整理得20091240x x -+=,故()20320x -=,解得023x =,回代()200021y x x =--,得013y =±,从而直线AB 方程为10x y --=或10x y +-=.解法四(几何性质,网友解答):不妨设直线AB 的倾斜角为α,则AF=BF=222cos 1sin AB αα==-+①,作椭圆的右准线'l ,过C 作y 轴的垂线,分别交左、 右准线于M ,H , 分别过A ,B 作右准线'l 的垂线分别 交'l 于'A ,'B ,过A 作'BB 的垂线交'BB 于N ,由PC AB ⊥,易得ABN CPM △△∽,故xFA CPM α∠=∠=,sin CMPC α=②,由图CM MH CH =-()1''2MH AA BB =-+()12MH AF BF e =-+12MH AB e=-,由2PC AB =及②得2sin CM AB α=,即12sin 2MH AB CM AB eα-==,x42sin 2AB AB α-=,即2sin 4AB α⎛= ⎝⎭,代入①得22sin 421sin αα⎛+= +⎝⎭,整理22sin 10αα-+=,即)210α-=,解得sin 2α=,所以4απ=或43π, 即1k =±,从而直线AB 方程为10x y --=或10x y +-=.评注 第(2)问实属常规运算,不少为计算过的学生认为此题比较难,也有人认为必须要挖掘中点 弦(设而不求,不能直接使用结论)与焦半径公式解决,其实计算而来只觉得化简始终是这一题 要解决的问题,何时该作何化简?需要考虑什么问题?为何要这么处理?这么处理下面是否好解 决?我得到式子是否足够美观,是否对称,是否可约?这一直是解析几何问题解决过程中需要的 思考.利用中点弦设参解决固然简单,但找到关系方为上策.在解决的过程中有些类似弦长,比如PC ,可以选用弦长公式解决,未必求出P 之坐标用两点之间距离解决,这些都需要考生在考上上临场反应,说白了,就是平时积累的结果.19. 解析(1)由题意,()2'32f x x ax =+233x x a ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,1︒当203a -=,即0a =时,()2'30f x x =…对x ∈R 恒成立,故()f x 的单调递增区间为(),-∞+∞;2︒当203a ->,即0a <时,令()2'303f x x x a ⎛⎫=+> ⎪⎝⎭,则0x <或23x a >-, 所以()f x 的单调递增区间为(),0-∞和,23a ⎛⎫-+∞ ⎪⎝⎭,单调递减区间为30,2a ⎛⎫- ⎪⎝⎭;3︒当203a -<,即0a <时,令()2'303f x x x a ⎛⎫=+> ⎪⎝⎭,则23x a <-或0x >,所以()f x 的单调递增区间为23,a ⎛⎫-∞- ⎪⎝⎭和()0,+∞,单调递减区间为023,a ⎛⎫- ⎪⎝⎭.(2)解法一:因b c a =-,故()32f x x ax c a =++-,由(1)得:1︒当0a =时,()f x 单调递增,不满足题意;2︒当0a <时,若函数()f x 有三个不同的零点,则()324032700f f a a c a ffc a ⎧⎛⎫==+-< ⎪⎪⎝⎭⎨⎪=--=>⎩极小极大恒成立, 从而3427c a a c a⎧<-+⎪⎨⎪>⎩对(),3a ∈-∞-恒成立, 构造()3427g a a a =-+,则()24'109g a a =-+<对(),3a ∈-∞-恒成立, 故()ga 单调递减,从而()()31g a g >-=,故31c -剟.3︒当0a >时,若函数()f x 有三个不同的零点,则()324032700f f a a c a ffc a ⎧⎛⎫==+-> ⎪⎪⎝⎭⎨⎪=--=<⎩极大极小恒成立, 从而3427c a ac a⎧>-+⎪⎨⎪<⎩对331,,22a ⎛⎫⎛⎫∈+∞ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭恒成立, 构造()3427g a a a =-+, 则()22449'1994g a a a ⎛⎫=-+=-- ⎪⎝⎭433922a a ⎛⎫⎛⎫=--+ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭,令()0ga >,则312a <<,故()ga 在31,2⎛⎫ ⎪⎝⎭上单调递增,在3,2⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭上单调递减,则()312g a g ⎛⎫<= ⎪⎝⎭,从而11c c ⎧⎨⎩……,即1c =. 综上得1c =.解法二:因b c a =-,故()32f x x ax c a =++-, 由(1)得:1︒当0a =时,()f x 单调递增,不满足题意;2︒当0a ≠时,若函数()f x 有三个不同的零点,则只需保证()203f f f a f ⎛⎫⋅=⋅ ⎪⎝-⎭极大极小()34027a c a c a ⎛⎫=+--< ⎪⎝⎭,又实数a 的解集为()33,31,,22⎛⎫⎛⎫-∞-+∞ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭, 因此13a =-,21a =,332a =是方程()34027a c a c a ⎛⎫+--= ⎪⎝⎭的三个实数根, 易知该方程必有一根a c =, 从而若3c =-时,则()3433027a a a ⎛⎫----=⎪⎝⎭,验证知21a =不为其根,故舍; 若1c =时,则()3411027a a a ⎛⎫+--=⎪⎝⎭,验证知13a =-,332a =是其根,验证不等式()3411027a a a ⎛⎫+--<⎪⎝⎭,即()()()232310a a a +--<, 即()()()232310a a a +-->,其解集为()33,31,,22⎛⎫⎛⎫-∞-+∞ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,满足题意;若32c =时,则343302722a a a ⎛⎫⎛⎫+--=⎪⎪⎝⎭⎝⎭,验证知21a =不为其根,故舍.综上得1c =.解法三:因b c a =-,故()32f x x ax c a =++-,由(1)得:1︒当0a =时,()f x 单调递增,不满足题意;2︒当0a <时,若函数()f x 有三个不同的零点,则()324032700f f a a c a ffc a ⎧⎛⎫==+-< ⎪⎪⎝⎭⎨⎪=--=>⎩极小极大,从而34027a c a a c⎧+-<⎪⎨⎪<⎩,根据a 的取值范围可知:3a =-是方程34027a c a +-=的根,因此1c =. 3︒当0a >时,若1c =,则根据函数()f x 有三个不同的零点,则必有()324032700f fa a c a ffc a ⎧⎛⎫==+-> ⎪⎪⎝⎭⎨⎪=--=<⎩极大极小,即()()232301a a a ⎧+->⎪⎨>⎪⎩. 因此解得3a <-或312a <<或32a >,符合题意. 综上得1c =.评注 (2)的解法一将该问题转化到恒成立解决;解法二将问题统一归类转化到不等式的解集,进 而转化到等式(方程)的根;解法三亦是将问题转化到不等式的解集问题进行解决. 20. 解析(1)由题意11a a =,21a a d =+,312a a d =+,413a a d =+,故121122222a d da a a +==,3211222222a d d d a a a ++==,31413222222d da a a a d ++==,而120a ≠且20d ≠,从而31242,2,2,2a a a a 时以12a 为首项,2d为公比的等比数列.(2)解法一:假设存在满足条件的1,a d , 从而11a a =,()2221a a d =+,()33312a a d =+,()44413a a d =+,若满足题意,的须使43213624324a a a a a a ⎧=⎪⎨=⎪⎩,即4321332324a a a a a a ⎧=⎪⎨=⎪⎩, 即()()()()()4311132111223a d a a d a d a d a d ⎧+=+⎪⎨+=++⎪⎩①②,化简得3223411122311264030a d a d a d d a d a d d ⎧++-=⎪⎨++=⎪⎩, 因为0d ≠,故32231112211264030a a d a d d a a d d ⎧++-=⎪⎨++=⎪⎩,不妨设1a t d =, 从而转化为32226410310t t t t t ⎧++-=⎪⎨++=⎪⎩③④,由④得231t t =--,代入③得()22316410t t t t --++-=,化简得到210t -=,即12t =,易见12t =不满足④式,故方程组无解,即不存在满足条件的1,a d . 解法二:假设存在满足条件的1,a d ,若需满足条件,则必有43213a a a =成立,即为了方便,不妨设1a a d =-,2a a =,3a a d =+,易知10a a d=->,即a d >,从而()()34a a d a d =-+,即()()422222a a da ad d =-++4322223422aa d a d a d ad d =++---,整理得334220a d ad d --=,因为0d ≠,故设a t d=,则32210t t --=,构造()3221g t t t =--,则()2'320g t t =->对()1,t ∈+∞恒成立,由()110g=-<,()2110g =>知()1,2t ∈.另外,还需有624324a a a =,即32324a a a =,即()()322a d a a d +=+,整理得2230a d ad d +-=,仿照上面的步骤即210t t +-=,解得()11,2t =或()21,2t =,因此不满足题意. 综上论证:不存在满足条件的1,a d .解法三(取对数降为线性):假设存在满足条件的1,a d ,由1a ,2a ,3a ,4a 均为正数, 因此2341234,,,a a a a 均为正数,所以2341234ln ,ln ,ln ,ln a a a a 构成等差数列, 即1234ln ,2ln ,3ln ,4ln a a a a 构成等差数列,不妨设通项为pn q +,1,2,3,4n =,由于1234,,,a a a a 构成等差数列,且公差为d ()0d ≠,故设其通项为n a dn a =+,1,2,3,4n =,从而()lnn dn a pn q +=+,即()ln q dn a p n+=+对1,2,3,4n =均成立,不妨设()()ln qf x dx a p x =+--,从而()()222'd q dx pdx qa f x dx a x dx a x++=+=++, 因为0d ≠,0x >,0dx a +>, 所以函数()'f x 至多有两个零点,即()f x 在()0,x ∈+∞上至多有三个单调区间,从而()f x 至多会有三个零点,这与1,2,3,4x =都是()f x 的零点相矛盾,因此不存在满足条件的1,a d .(3)解法一(取对数降为线性):假设存在满足条件的1,a d 及正整数,n k ,使得231234,,,n n kn k n k a a a a +++依次成等比数列,因为231234,,,n n k n k n k a a a a +++都是整数, 所以231234ln ,ln ,ln ,ln nn kn k n ka a a a +++构成等差数列,即()()()1234ln ,ln ,2ln ,3ln n a n k a n a n k a +++构成等差数列,设期通项为sm t +,1,2,3,4m =,不妨设数列1234,,,a a a a 的通项为ma dm a =+,1,2,3,4m =,0d ≠,所以()()1ln n m k dm a sm t +-+=+⎡⎤⎣⎦,即()ln sm tdm a km n k++=+-对1,2,3,4m =恒成立,不妨设n k c -=,令()()ln sx tg x dx a kx c+=+-+,则()()()()2's kx c k sx t dg x dx a kx c +-+=-++()2d sc kt dx a kx c -=-++ ()()()()()22d kx c kt sc dx a dx a kx c ++-+=++()()()()22222dk x dkc ktd scd x c d kt sc adx a kx c ++-++-=++,因为0d ≠,0x >,0dx a +>,0kx c +≠, 所以函数()'g x 至多有两个零点,即()g x 在()0,x ∈+∞上至多有三个单调区间,从而()gx 至多会有三个零点,这与1,2,3,4x =都是()g x 的零点相矛盾,因此不存在满足条件的1,a d ,使得231234,,,nn kn k n k a a a a +++依次成等比数列.解法二(多次求导,省考试院提供):假设存在满足条件的1,a d 及正整数,n k ,使得231234,,,nn kn k n ka a a a +++依次成等比数列,则()()()()()()()22111322111232n k n k n n k n k n k a a d a d a d a d a d +++++⎧+=+⎪⎨++=+⎪⎩, 分别在上述两个等式的两边同时除以()21n k a +及()221n k a +,并令1d t a =1,03t t ⎛⎫>-≠ ⎪⎝⎭,则()()()()()()()2232212111312n k n k n k n k n k t t t t t +++++⎧+=+⎪⎨++=+⎪⎩, 将上述两个等式两边取对数,得()()()()()()()()()()2ln 122ln 1ln 13ln 1322ln 12n k t n k t n k t n k t n k t ++=++⎧⎪⎨+++++=++⎪⎩ 化简得()()()()()()()()2ln 12ln 12ln 1ln 123ln 13ln 13ln 1ln 13k t t n t t k t t n t t ⎧+-+=+-+⎡⎤⎡⎤⎪⎣⎦⎣⎦⎨+-+=+-+⎡⎤⎡⎤⎪⎣⎦⎣⎦⎩,上述两式相除得()()()()()()()()ln 12ln 12ln 1ln 12ln 13ln 12ln 1ln 12t t t t t t t t +-++-+=+-++-+, 化简得()()()()()()ln 13ln 123ln 12ln 14ln 13ln 1t t t t t t +++++=++(*), 令()()()()()()()4ln 13ln 1ln 13ln 123ln 12ln 1gt t t t t t t =++-++-++,则()()()()()()()()()()222213ln 13312ln 1231ln 1'11213t t t t t t g t t t t ⎡⎤++-+++++⎣⎦=+++, 令()()()()()()()22213ln 13312ln 1231ln 1h t t t t t t t =++-+++++, 则()()()()()()()'613ln 13212ln 121ln 1h t t t t t t t =++-+++++⎡⎤⎣⎦.令()()()()()()()()'613ln 13212ln 121ln 1m t h t t t t t t t ==++-+++++⎡⎤⎣⎦, 则()()()()'63ln 134ln 12ln 1m t t t t =+-+++⎡⎤⎣⎦, 令()()()()()'63ln 134ln 12ln 1n t m t t t t ==+-+++⎡⎤⎣⎦, 则()()()()12'011213n t t t t =>+++,由()()()()00000g h m n ====,()'0n t >,知()n t ,()m t ,()h t ,()g t 在1,03⎛⎫- ⎪⎝⎭和()0,+∞上均单调,故()gt 只有唯一的零点0t =,即方程(*)只有唯一解0t =,故假设不成立.所以不存在满足条件的1,a d 及正整数,n k ,使得231234,,,nn kn k n ka a a a +++依次成等比数列.评注 第(1)问可以探究并证明2n a nb =是等比数列.证明:因为112222n n nn a a a d a ++-==,因此2n a n b =以112a b =为首项,2d 为公比的等比数列. 第(2)问解法一其实就是通过两元关系找到方程组的解,解高次方程最好的办法就是不断降幂迭代,衔接教材中有一道题就是降幂迭代思维,例:设12x =,求4221x x x ++-的值. 解析因为264x -=32-=,故()223321x x ==-+,即210x x +-=.即12x =是方程210x x +-=的一个根,故4221xx x ++-()22121x x x =-++-22x =()21x =-22x =-)21=-3=-【1】或者也可以对方程组()()()()()4311132111223a d a a d a d a d a d ⎧+=+⎪⎨+=++⎪⎩①②, 将②代入①得()()()4211113a d a a d a d +=++,化简即()()321113a d a a d +=+,进而探求1a 与d 的关系,由②可直接得到1a 与的关系,验证关系不一致即可证明不存在,如同解法二类似.【2】为了简化运算,参考标准可以选为2a 与d ,如同解法二类似.但解法二也可以利用迭代,例如解法二涉及32221010t t t t ⎧--=⎪⎨+-=⎪⎩,转换后即()21210t t t ---=,即2210t --=,方程无解.【3】降幂迭代的方向可以不同(部分迭代和全部迭代),仅是步骤复杂程度变化,但结论不变,.如处理解法一得到的式子还可以是32226410310t t t t t ⎧++-=⎪⎨++=⎪⎩③④,由④得231t t =--,代入③得()()231631410t t t t --+--+-=,即261670t t ++=,再次迭代,即()6311670t t --++=,解得12t =,同理推翻.【4】如果直接由624324a a a =可以推证2310t t ++=,其中1a t d=.解得t =1a =或1a =,当1302a -=>时,易知0d <,此时413302a a d -=+=<,不满足题意;当1302a -=>时,易知0d <,此时413302a a d +=+=<,不满足题意. 可以直接推翻结论.【5】构造的时候也可以构造成1dt a =,如省考试院公布的标准答案. 解法二是通过论证判定方程组解的范围不一致(一个求解范围,一个是确定值)进行否定,具 有一定的风险,因为对解的限制要求较高,若两解差的精度较小,则难以通过此法判定. 因此,往后此类试题也可以考查两方程均无法解出确定则,则我们可以通过降幂迭代或者判定 解得范围解决.解法三是从构造方程研究函数零点角度解决. 但数学翻译语言:“函数()'f x 至多有两个零点,则()f x 至多有三个单调区间”是不成立的,因为()f x 在无定义的地方可能会间断,将某一单调区间拆成两个,但此题有限制,因此成立.数学翻译语言:“()f x 至多有三个单调区间,则()f x 至多会有三个零点”是正确的.【6】也有老师从函数的凹凸性给予解释.(2)假设存在参数可以是其成等比数列,那么我们可以构造出下面的对应等式关系:1a bq =,222a bq =,333a bq =,444a bq =,,0q b >,1b ≠,所以1nn a qb =()1,2,3,4n =关于n 的函数是一致凹或凸的,所以()11,a 与()44,a 的连线 必不与 ()22,a ,()33,a 的连线重合.这是与等差数列对应点在直线上是矛盾的,故不存在1,a d 满足要求. (3)依据题意构造等式关系如下:1n n a bq =,2'n k n k a b q ++=,233'n k n k a b q ++=,354'n kn k a b q ++=,'k b bq =, 所以11'n a qb =,12'n ka qb +=,133'n ka qb +=,154'n ka qb +=,假设存在,那么坐标上三点()2,n k a +,()33,n k a +,()45,n k a +共线,依据函数图像凹凸性,知其不成立,因此不存在. 21(A ). 解析 由题意E C ∠=∠,又AB AC =,故ABC C ∠=∠,所以ABC E ∠=∠, 又BADBAE ∠=∠,所以ABD AEB △△∽.21(B ). 解析 由题意112012x y -⎡⎤⎡⎤⎡⎤=⎢⎥⎢⎥⎢⎥-⎦⎣⎦⎣⎦⎣,所以122x y -=-⎧⎨=⎩,解得12x y =-⎧⎨=⎩,故1120-⎡⎤=⎢⎥⎦⎣A . 所以()112f λλλ+-=-()12λλ=+-22λλ=+-, 令()0f λ=,则12λ=-,21λ=,所以它的另一个特征值为1λ=.21(C ). 解析由题意得sin 422θθθπ⎛⎫-=- ⎪⎝⎭, 所以()22sin cos 40ρρθθ+--=,即22sin 2cos 40ρρθρθ+--=,从而222240xy y x ++--=,即()()22116x y -++=,故圆C.21(D ). 解析当32x -…时,化简得332x +…,解得13x -…,故13x -…; 当32x <-时,化简得32x --…,解得5x -…,故5x -…. 故不等式的解集为(]1,5,3⎡⎫-∞--+∞⎪⎢⎣⎭.22. 解析 由PA ⊥平面ABCD ,2ABC BAD π∠=∠=, 故AB ,AD ,AP 两两垂直,所以建立如右图所示的空间直角坐标系, 则()0,0,2P,()1,1,0C ,()0,2,0D ,()1,0,0B .(1)易知BC ⊥平面PAB ,故平面PAB 的一个法向量为 ()0,1,0BC =.又()1,1,2PC=-,()0,2,2PD =-,设平面PCD 的一个法向量为(),,x y z =n ,则PC ⊥n ,PD ⊥n ,所以20220PC x y z PD y z ⎧⋅=+-=⎪⎨⋅=-=⎪⎩n n ,取1z =,则1y =,1x =,故()1,1,1=n ,因此cos ,BC BC BC ⋅===⋅n n n, 易知平面PAB 与平面PCD 所成二面角为锐二面角,故其余弦值为3. (2)因()0,2,2DP =-,设BQ BP λ=,[]0,1λ∈.所以CQ CB BQ=+CB BP λ=+()()0,1,01,0,2λ=-+-(),1,2λλ=--,因此cos ,CQ DPCQ DP CQ DP⋅=⋅=2=设()()222151f λλλ+=+2244151λλλ++=+, 所以()()()()()2222845110441'51f λλλλλλλ++-++=+()()222210251λλλ-+-=+()()()222522151λλλ--+=+, 令()'0f λ>,则25λ<,所以函数()f λ在20,5⎛⎫ ⎪⎝⎭上单调递增,在2,15⎛⎫⎪⎝⎭上单调递减,所以当25λ=时,()f λ有最大值,即cos ,CQ DP 有最大值,此时直线CQ 与DP 所成的角最小,故5BQ =. 评注 也可以假设Q 点的坐标解决.在求解cos ,CQ DP 的最大值时,也可以处理成:2cos ,2CQ DP =12t λ=+,则[]1,3t ∈,所以2cos ,CQ DP===所以当1105299t ==⨯,29105t t-+取最小值, 此时cos ,CQ DP 取最大值,此时直线CQ 与DP 所成的角最小,即9125t λ==+,解得25λ=,故BQ =. 23. 分析 其实解决此除了需要有良好的数学分类思维以外,还需下表辅助我们理解问题的本质.1234567891011121314151617186162636465661k k k k k k k k +++++++共………………组组第带标记的表示为3的倍数或约数(其实1是奇葩,其余的都是3的倍数),带标记的表示为2的倍数或约数,而则表示既是3的倍数或约数又是2的倍数或约数(即为6的倍数或约数,此题不作研究).这样研究6n k =()*k ∈N 时,可直接得()()()()63121112f n k k k k =++++=+,当63n k =+()*k ∈N 时,可直接得()()()()63311211117f n k k k k =+++++++=+.这就是此题的本质,以6为周期进行分类整合并进行数学归纳研究. 解析 (1)当6n =时,{}1,2,3X=,{}1,2,3,4,5,6n Y =,(),a b 可取()1,1,()1,2,()1,3,()1,4,()1,5,()1,6,()2,1,()2,2,()2,4,()2,6,()3,1,()3,3,()3,6,共13个,故()613f =.(2)当6n …时,()()*112,6113,61115,62117,63119,641110,65k n k k n k k n k f n k n k k n k k n k k +=⎧⎪+=+⎪+=+⎪=⎨+=+⎪⎪+=+⎪+=+∈⎩N , 证明:1︒当1k =时,枚举可得()613f =,()714f =,()816f =,()918f =,()1020f =,()1121f =,符合通式;2︒假设k t =时,成立,即()()*112,6113,61115,62117,63119,641110,65t n t t n t t n t f n t n t t n t t n t t +=⎧⎪+=+⎪+=+⎪=⎨+=+⎪⎪+=+⎪+=+∈⎩N 成立,则当1k t =+时,此时66n t =+,此时()6f n +比()f n 多出有序数对11个,即多出()1,61t +,()1,62t +,()1,63t +,()1,64t +,()1,65t +,()1,66t +,()2,62t +,()2,64t +,()2,66t +,()3,63t +,()3,66t +,从而()()()6111112f n f n t +=+=++,符合通式;另外,当67n t =+,68n t =+,69n t =+,610n t =+,611n t =+,同理可证,综上,即()()()()()()()()*1112,661113,671115,6861117,691119,61011110,611t n t t n t t n t f n t n t t n t t t n t ++=+⎧⎪++=+⎪⎪++=+⎪+=⎨++=+⎪⎪++=+⎪++=+⎪∈⎩N , 即当1k t =+时也成立. 例如61n k =+时,16n k -=,则()111711311366n n f n k -+=+=⨯+=,综上所述:()()*1112,66117,616118,626119,6361110,646115,656n n k n n k n n k f n n n k n k k n n n k +⎧=⎪⎪+⎪=+⎪⎪+⎪=+⎪=⎨+⎪=+⎪⎪+⎪=+⎪⎪+=+⎪⎩∈N .评注 【1】(网友提供)在看各地的评析时,也有人用取整函数进行表达,即当6n …时,()1123n n f n n ⎡⎤⎡⎤=++++⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦223n n n ⎡⎤⎡⎤=+++⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦,1︒可以验证6,7,8,9,10,11n =时均成立;2︒假设6n k m =+()*,0,1,2,3,4,5k m ∈=N 时成立,即()6666223k m k m f k m k m ++⎡⎤⎡⎤+=+++⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦, 则当()61n k m =++,()61f k m ++⎡⎤⎣⎦()6632f k m =++++66621123k m k m k m ++⎡⎤⎡⎤=+++++⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦()666123223k m k m k m ++⎡⎤⎡⎤=+++++++⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦()()()616161223k m k m k m ++++⎡⎤⎡⎤=+++++⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦, 所以()61n k m =++时也成立.综上所述:当6n …,*n ∈N 时,()223n n f n n ⎡⎤⎡⎤=+++⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦均成立.【2】省考试院提供的结果形式为:()()*2,623112,612322,622312,632312,6423122,6523n n n n k n n n n k n n n n k f n n n n n k n n n n n n k k n n k ⎧⎛⎫+++= ⎪⎪⎝⎭⎪⎪--⎛⎫+++=+ ⎪⎪⎝⎭⎪⎪-⎛⎫+++=+ ⎪⎪⎪⎝⎭=⎨-⎛⎫⎪+++=+ ⎪⎪⎝⎭⎪-⎛⎫⎪+++=+ ⎪⎪⎝⎭⎪--⎛⎫⎪+++=+ ⎪⎪⎭⎩∈⎝N ,归纳证明也是从元增加角度推导.其实此题与南京2015三模数学加试23极为相似. (2015南京三模23)已知集合A 是集合{}123,nP n =⋯,,,()*3,n n ∈N …的子集,且A 中恰有 3个元素,同时这3个元素的和是3的倍数.记符合上述条件的集合A 的个数为()f n .(1)求()3f ,()4f ;(2)求()f n (用含n 的式子表示).解析 (1)()13f =,()42f =.(2)设*03,,3n A m m p p p ⎧⎫==∈⎨⎬⎩⎭N …, *1131,,3n A m m p p p +⎧⎫==-∈⎨⎬⎩⎭N …,*2232,,3n A m m p p p +⎧⎫==-∈⎨⎬⎩⎭N …,它们所含元素的个数分别记为0A ,1A ,2A .①当3n k =时,则102k A A A ===.12k =,时,()()313C k kf n ==; 3k …时,()()33132333C C 22kkf k n k k =+=-+. 由于3n k =, 从而()321111863f n n n n=-+,3n k =,*k ∈N .②当31n k =-时,则01A k =-,12A k A ==.2k =时,()()52214n f f ==⨯⨯=; 3k =时,()()81133220f f n ==++⨯⨯=;3k >时,()()23311113C 2C C C k k k kf n --=++32353122k k k =-+-; 由于13n k +=,从而()32111418639f n n n n =-+-,31n k =-,*k ∈N . ③当32n k =-时,101k A A ==-,2A k =.2k =时,()()42112n f f ==⨯⨯=; 3k =时,()()7132213f n f ==+⨯⨯=;3k >时,()()23311112C C C C k kk k f n --=++32395222k k k =-+-; 由于23n k +=,从而()32111218639f n n n n =-+-,32n k =-,*k ∈N . 所以()32*32*32*111,3,18631114,31,186391112,32,18639n n n n k k f n n n n n k k n n n n k k ⎧-+=∈⎪⎪⎪=-+-=-∈⎨⎪⎪-+-=-∈⎪⎩N N N .。
2015年高考数学江苏卷真题解析
3 2
3 2
2a ) 和 (0, ) 上单调递增 3
2a , 0) 上单调递减 3 2a ③ 当 a 0 , f ( x) x(3x 2a ) 0 , f ( x) 在 (, 0) 和 ( , ) 上单调递增 3 2a f ( x) x(3x 2a ) 0 , f ( x) 在 (0, ) 上单调递减 3 2a 4 (2)根据题意,需满足 f ( ) f (0) 0 ,即 ( a3 a c)(a c) 0 3 27 3 3 3 ∵ a 的取值范围为 ( ,3) (1, ) ( , ) ,∴该不等式为 ( a ) 2 ( a 1)( a 3) 0 2 2 2 待定系数可得 c 1
x2 x
5 6
;
4 的解集为
;
x2 x
22 x 2 x 2 0 x (1, 2)
【答案】 (1, 2) 8. 已知 tan 2 , tan( )
1 ,则 tan 的值为 7
;
资料整理
sh-maths
FunshineMaths 峰行数学
C ,若 PC 2 AB ,求直线 AB 的方程;
【解析】 ( 1)
c 2 a2 ,c 3, a 2 c x2 解得 c 1 , a 2 , 2 4 2 2 2 (m 2) m 2
(2)∵ PC 2 AB ,∴ xC xP 2( y A yB ) ,设直线 AB : x my 1 ,联立方程
【解析】 tan tan[( ) ] 【答案】 3 9. 现有橡皮泥制作的底面半径为 5,高为 4 的圆锥和底面半径为 2,高为 8 的圆柱各一个, 若将它们重新制作成总体积和高均保持不变, 但底面半径相同的新的圆锥和圆柱各一个, 则新的底面半径为 ;
(完整版)2015年江苏省高考数学试卷答案与解析
2015年江苏省高考数学试卷参考答案与试题解析一、填空题(本大题共14小题,每小题5分,共计70分)1. (5分)(2015?江苏)已知集合A={1,2,3},B={2,4,5},则集合A U B中元素的个数为5 .考点:并集及其运算.专题:集合.分析:求出A U B,再明确元素个数解答:解:集合A={1 , 2, 3} , B={2 , 4, 5},则A U B={1 , 2, 3, 4, 5};所以A U B中元素的个数为5;故答案为:5点评:题考查了集合的并集的运算,根据定义解答,注意元素不重复即可,属于基础题2. (5分)(2015?江苏)已知一组数据4, 6, 5, 8, 7, 6,那么这组数据的平均数为6考点:众数、中位数、平均数. 专题:概率与统计.分析:直接求解数据的平均数即可.解答:解:数据4, 6, 5, 8, 7, 6, 那么这组数据的平均数为:'=6.| 6 |故答案为:6.点评:本题考查数据的均值的求法,基本知识的考查.3. (5分)(2015?江苏)设复数z满足z2=3+4i (i是虚数单位),则z的模为—仃考点:复数求模.专题:数系的扩充和复数.分析:直接利用复数的模的求解法则,化简求解即可.解答:解:复数z满足z2=3+4i,可得|z||z|=|3+4i|=二.:_=5,••• |z|=,厂故答案为:.口.点评:本题考查复数的模的求法,注意复数的模的运算法则的应用,考查计算能力.4. (5分)(2015?江苏)根据如图所示的伪代码,可知输出的结果S为7考点:伪代码.专题:图表型;算法和程序框图.分析:模拟执行程序框图,依次写出每次循环得到的I ,S的值,当1=10时不满足条件I v 8, 退出循环,输出S的值为7.解答:解:模拟执行程序,可得S=1 , I=1满足条件I v8,S=3,I=4满足条件I v8,S=5,I=7满足条件I v8,S=7,I=10不满足条件I v 8,退出循环,输出S的值为7.故答案为:7.点评:本题主要考查了循环结构的程序,正确判断退出循环的条件是解题的关键,属于基础题.5. (5分)(2015?江苏)袋中有形状、大小都相同的4只球,其中1只白球、1只红球、2只黄球,从中一次随机摸出2只球,则这2只球颜色不同的概率为—考点:古典概型及其概率计算公式.专题:概率与统计.分析:根据题意,把4个小球分别编号,用列举法求出基本事件数,计算对应的概率即可. 解答:解:根据题意,记白球为A,红球为B,黄球为C1、C2,则一次取出2只球,基本事件为AB、AC1、AC2、BC1、BC2、C1C2共6种,其中2只球的颜色不同的是AB、AC1、AC 2、BC1、BC2共5种;所以所求的概率是卩二.故答案为:上.点评:本题考查了用列举法求古典概型的概率的应用问题,是基础题目.6. ( 5 分)(2015?江苏)已知向量3= (2, 1), b| = (1, - 2),若nb= ( 9,- 8) ( m, n €R),贝U m - n的值为 -3 考点:平面向量的基本定理及其意义. 专题:平面向量及应用.分析:直接利用向量的坐标运算,求解即可.解答:农宀曰-1 - 卄f r解:向量 3= (2,1) , b =( 1,— 2),右 m 右+nb= (9, - 8)可得卜於口一9 ,解得m=2 , n=5,[阳 _ 2n= _ 8 /• m - n= — 3. 故答案为:-3.点评:本题考查向量的坐标运算,向量相等条件的应用,考查计算能力.考点:指、对数不等式的解法.专题:函数的性质及应用;不等式的解法及应用.分析:利用指数函数的单调性转化为 X 2- x < 2,求解即可. 解答:■■解;•/ 2 套 K < 4,/• x 2 - x < 2, 即 X 2- X - 2< 0, 解得:-1 < x < 2 故答案为:(-1, 2)点评:本题考查了指数函数的性质,二次不等式的求解,属于简单的综合题目,难度不大.解得 tan 3=3. 故答案为:3.本题考查两角和的正切函数,基本知识的考查.9. ( 5分)(2015?江苏)现有橡皮泥制作的底面半径为 5,高为4的圆锥和底面半径为 2, 高为8的圆柱各一个,若将它们重新制作成总体积与高均保持不变, 但底面半径相同的新的圆锥和圆柱各一个,则新的底面半径为 _ ' _.考点:棱柱、棱锥、棱台的体积.7. ( 5分)(2015?江苏)不等式(-1, 2)& ( 5分)(2015?江苏)已知tan a = - 2, tan ( a + ®=■,贝U tan 3的值为考点:两角和与差的正切函数. 专题:三角函数的求值.分析: 解答:直接利用两角和的正切函数, 解:tan a = - 2, tan ( a + 3)求解即可.刁,可知 tan (3)=tan 。
2015年江苏高考数学试题及答案
2015年江苏省高考数学试卷一、填空题(本大题共14小题,每小题5分,共计70分)1.(5分)(2015•江苏)已知集合A={1,2,3},B={2,4,5},则集合A∪B中元素的个数为.2.(5分)(2015•江苏)已知一组数据4,6,5,8,7,6,那么这组数据的平均数为.3.(5分)(2015•江苏)设复数z满足z2=3+4i(i是虚数单位),则z的模为.4.(5分)(2015•江苏)根据如图所示的伪代码,可知输出的结果S为.5.(5分)(2015•江苏)袋中有形状、大小都相同的4只球,其中1只白球、1只红球、2只黄球,从中一次随机摸出2只球,则这2只球颜色不同的概率为.6.(5分)(2015•江苏)已知向量=(2,1),=(1,﹣2),若m+n=(9,﹣8)(m,n∈R),则m﹣n的值为.7.(5分)(2015•江苏)不等式2<4的解集为.8.(5分)(2015•江苏)已知tanα=﹣2,tan(α+β)=,则tanβ的值为.9.(5分)(2015•江苏)现有橡皮泥制作的底面半径为5,高为4的圆锥和底面半径为2,高为8的圆柱各一个,若将它们重新制作成总体积与高均保持不变,但底面半径相同的新的圆锥和圆柱各一个,则新的底面半径为.10.(5分)(2015•江苏)在平面直角坐标系xOy中,以点(1,0)为圆心且与直线mx﹣y ﹣2m﹣1=0(m∈R)相切的所有圆中,半径最大的圆的标准方程为.11.(5分)(2015•江苏)设数列{a n}满足a1=1,且a n+1﹣a n=n+1(n∈N*),则数列{}的前10项的和为.12.(5分)(2015•江苏)在平面直角坐标系xOy中,P为双曲线x2﹣y2=1右支上的一个动点,若点P到直线x﹣y+1=0的距离大于c恒成立,则实数c的最大值为.13.(5分)(2015•江苏)已知函数f(x)=|lnx|,g(x)=,则方程|f (x)+g(x)|=1实根的个数为.14.(5分)(2015•江苏)设向量=(cos,sin+cos)(k=0,1,2,…,12),则(a k•a k+1)的值为.二、解答题(本大题共6小题,共计90分,解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤)15.(14分)(2015•江苏)在△ABC中,已知AB=2,AC=3,A=60°.(1)求BC的长;(2)求sin2C的值.16.(14分)(2015•江苏)如图,在直三棱柱ABC﹣A1B1C1中,已知AC⊥BC,BC=CC1,设AB1的中点为D,B1C∩BC1=E.求证:(1)DE∥平面AA1C1C;(2)BC1⊥AB1.17.(14分)(2015•江苏)某山区外围有两条相互垂直的直线型公路,为进一步改善山区的交通现状,计划修建一条连接两条公路和山区边界的直线型公路,记两条相互垂直的公路为l1,l2,山区边界曲线为C,计划修建的公路为l,如图所示,M,N为C的两个端点,测得点M到l1,l2的距离分别为5千米和40千米,点N到l1,l2的距离分别为20千米和2.5千米,以l2,l1在的直线分别为x,y轴,建立平面直角坐标系xOy,假设曲线C符合函数y=(其中a,b为常数)模型.(1)求a,b的值;(2)设公路l与曲线C相切于P点,P的横坐标为t.①请写出公路l 长度的函数解析式f (t ),并写出其定义域; ②当t 为何值时,公路l 的长度最短?求出最短长度.18.(16分)(2015•江苏)如图,在平面直角坐标系xOy 中,已知椭圆+=1(a >b >0)的离心率为,且右焦点F 到左准线l 的距离为3.(1)求椭圆的标准方程; (2)过F 的直线与椭圆交于A ,B 两点,线段AB 的垂直平分线分别交直线l 和AB 于点P ,C ,若PC=2AB ,求直线AB 的方程.19.(16分)(2015•江苏)已知函数f (x )=x 3+ax 2+b (a ,b ∈R ). (1)试讨论f (x )的单调性;(2)若b=c ﹣a (实数c 是与a 无关的常数),当函数f (x )有三个不同的零点时,a 的取值范围恰好是(﹣∞,﹣3)∪(1,)∪(,+∞),求c 的值.20.(16分)(2015•江苏)设a 1,a 2,a 3.a 4是各项为正数且公差为d (d≠0)的等差数列. (1)证明:31242,2,2,2a a a a依次构成等比数列;(2)是否存在1,a d ,使得2341234,,,a a a a 依次构成等比数列?并说明理由;(3)是否存在1,a d 及正整数,n k ,使得231234,,,n n k n kn k a a a a +++依次构成等比数列?并说明理由。
2015年江苏高考数学试卷(含附加题)
(2)当 时,写出 的表达式,并用数学归纳法证明。
【答案】.
【解析】
【答案】
【解析】
13.已知函数 , ,则方程 实根的个数为。
【答案】
【解析】
14.设向量 ,则 的值为。
【答案】.
【解析】
二.解答题:本大题共6小题,共90分.请在答题卡指定区域内作答,解答时应写出文字说明.证明过程或演算步骤.
15.(本小题满分14分)
在△ABC中,角A,B,C的对边分别为AB=2,AC=3,A=60o
一.填空题:本大题共14小题,每小题5分,共70分.请把答案填写在答题卡相应位置上.
1.设集合A={1,2,3 },B={2,4,5 },则A∪B中元素的个数.
【答案】
【解析】
2.已知一组数据4、6、5、8、7、6,那么这组数的平均数为.
【答案】
【解析】
3.若复数 z 满足z2=3+4i (i是虚数单位),则复数z 的模_________________
【答案】
【解析】
4.根据如图所示的伪代码,可知输出的结果S为___________
s←1
I←1
WhileI<8
s←s+2
I←I+3
End While
Print s
【答案】
【解析】
5.袋中有形状、大小都相同的4只球,其中1只白球,1只红球,2只黄球,从中一次随
机摸出2只球,则这两只球颜色不同的概率是▲.
A.(几何证明选讲选做题)
A、(本小题满分10分)
如图,在 中, , 的外接圆圆O的弦 交 于点D
求证:
【答案】
【解析】
B.(矩阵与变换选做题)(本小题满分10分)
2015年江苏省高考数学试卷答案与解析
2015年江苏省高考数学试卷参考答案与试题解析一、填空题(本大题共14小题,每小题5分,共计70分)1.(5分)(2015•江苏)已知集合A={1,2,3},B={2,4,5},则集合A∪B 中元素的个数为 5 .考点:并集及其运算.专题:集合.分析:求出A∪B,再明确元素个数解答: 解:集合A={1,2,3},B={2,4,5},则A∪B={1,2,3,4,5};所以A∪B 中元素的个数为5;故答案为:5点评: 题考查了集合的并集的运算,根据定义解答,注意元素不重复即可,属于基础题2.(5分)(2015•江苏)已知一组数据4,6,5,8,7,6,那么这组数据的平均数为 6 .考点: 众数、中位数、平均数.专题:概率与统计.分析:直接求解数据的平均数即可.解答:解:数据4,6,5,8,7,6,那么这组数据的平均数为:=6. 故答案为:6.点评:本题考查数据的均值的求法,基本知识的考查.3.(5分)(2015•江苏)设复数z 满足z 2=3+4i (i 是虚数单位),则z 的模为.考点:复数求模.专题:数系的扩充和复数.分析:直接利用复数的模的求解法则,化简求解即可.解答:解:复数z满足z2=3+4i,可得|z||z|=|3+4i|==5,∴|z|=.故答案为:.点评:本题考查复数的模的求法,注意复数的模的运算法则的应用,考查计算能力.4.(5分)(2015•江苏)根据如图所示的伪代码,可知输出的结果S为7 .考点:伪代码.专题:图表型;算法和程序框图.分析:模拟执行程序框图,依次写出每次循环得到的I,S的值,当I=10时不满足条件I<8,退出循环,输出S的值为7.解答: 解:模拟执行程序,可得S=1,I=1满足条件I <8,S=3,I=4满足条件I <8,S=5,I=7满足条件I <8,S=7,I=10不满足条件I <8,退出循环,输出S 的值为7. 故答案为:7.点评: 本题主要考查了循环结构的程序,正确判断退出循环的条件是解题的关键,属于基础题.5.(5分)(2015•江苏)袋中有形状、大小都相同的4只球,其中1只白球、1只红球、2只黄球,从中一次随机摸出2只球,则这2只球颜色不同的概率为 .考点:古典概型及其概率计算公式. 专题:概率与统计.分析: 根据题意,把4个小球分别编号,用列举法求出基本事件数,计算对应的概率即可.解解:根据题意,记白球为A ,红球为B ,黄球为答: C 1、C 2,则一次取出2只球,基本事件为AB 、AC 1、AC 2、BC 1、BC 2、C 1C 2共6种,其中2只球的颜色不同的是AB 、AC 1、AC 2、BC 1、BC 2共5种;所以所求的概率是P=.故答案为:.点评: 本题考查了用列举法求古典概型的概率的应用问题,是基础题目.6.(5分)(2015•江苏)已知向量=(2,1),=(1,﹣2),若m +n =(9,﹣8)(m ,n ∈R ),则m ﹣n 的值为 ﹣3 .考点:平面向量的基本定理及其意义. 专题:平面向量及应用.分析:直接利用向量的坐标运算,求解即可.解答: 解:向量=(2,1),=(1,﹣2),若m +n =(9,﹣8)可得,解得m=2,n=5,∴m﹣n=﹣3.故答案为:﹣3.点评: 本题考查向量的坐标运算,向量相等条件的应用,考查计算能力.7.(5分)(2015•江苏)不等式2<4的解集为(﹣1,2) .考点:指、对数不等式的解法.专题:函数的性质及应用;不等式的解法及应用. 分析: 利用指数函数的单调性转化为x 2﹣x <2,求解即可.解答: 解;∵2<4,∴x 2﹣x <2,即x 2﹣x ﹣2<0,解得:﹣1<x <2故答案为:(﹣1,2)点评: 本题考查了指数函数的性质,二次不等式的求解,属于简单的综合题目,难度不大.8.(5分)(2015•江苏)已知tanα=﹣2,tan (α+β)=,则tanβ的值为 3 .考点:两角和与差的正切函数.专题:三角函数的求值.分析:直接利用两角和的正切函数,求解即可.解答: 解:tanα=﹣2,tan (α+β)=,可知tan (α+β)==,即=, 解得tanβ=3.故答案为:3.点评:本题考查两角和的正切函数,基本知识的考查.9.(5分)(2015•江苏)现有橡皮泥制作的底面半径为5,高为4的圆锥和底面半径为2,高为8的圆柱各一个,若将它们重新制作成总体积与高均保持不变,但底面半径相同的新的圆锥和圆柱各一个,则新的底面半径为.考点:棱柱、棱锥、棱台的体积. 专题:计算题;空间位置关系与距离.分析: 由题意求出原来圆柱和圆锥的体积,设出新的圆柱和圆锥的底面半径r ,求出体积,由前后体积相等列式求得r .解答: 解:由题意可知,原来圆锥和圆柱的体积和为:.设新圆锥和圆柱的底面半径为r , 则新圆锥和圆柱的体积和为:. ∴,解得:.故答案为:.点评: 本题考查了圆柱与圆锥的体积公式,是基础的计算题.10.(5分)(2015•江苏)在平面直角坐标系xOy 中,以点(1,0)为圆心且与直线mx ﹣y ﹣2m ﹣1=0(m ∈R )相切的所有圆中,半径最大的圆的标准方程为 (x ﹣1)2+y 2=2 .考点:圆的标准方程;圆的切线方程. 专题:计算题;直线与圆.分析: 求出圆心到直线的距离d 的最大值,即可求出所求圆的标准方程.解答: 解:圆心到直线的距离d==≤, ∴m=1时,圆的半径最大为,∴所求圆的标准方程为(x ﹣1)2+y 2=2.故答案为:(x ﹣1)2+y 2=2.点评: 本题考查所圆的标准方程,考查点到直线的距离公式,考查学生的计算能力,比较基础.11.(5分)(2015•江苏)设数列{a n }满足a 1=1,且a n+1﹣a n =n+1(n ∈N *),则数列{}的前10项的和为.考数列的求和;数列递推式.点:专题:等差数列与等比数列.分析: 数列{a n }满足a 1=1,且a n+1﹣a n =n+1(n ∈N *),利用“累加求和”可得a n =.再利用“裂项求和”即可得出. 解答: 解:∵数列{a n }满足a 1=1,且a n+1﹣a n =n+1(n ∈N *),∴当n≥2时,a n =(a n ﹣a n ﹣1)+…+(a 2﹣a 1)+a 1=+n+…+2+1=. 当n=1时,上式也成立, ∴a n =. ∴=2. ∴数列{}的前n 项的和S n ===. ∴数列{}的前10项的和为.故答案为:.点评: 本题考查了数列的“累加求和”方法、“裂项求和”方法、等差数列的前n 项和公式,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.12.(5分)(2015•江苏)在平面直角坐标系xOy 中,P 为双曲线x 2﹣y 2=1右支上的一个动点,若点P 到直线x ﹣y+1=0的距离大于c 恒成立,则实数c 的最大值为 .考点:双曲线的简单性质. 专题:计算题;圆锥曲线的定义、性质与方程. 分析: 双曲线x 2﹣y 2=1的渐近线方程为x±y=0,c 的最大值为直线x ﹣y+1=0与直线x ﹣y=0的距离. 解答: 解:由题意,双曲线x 2﹣y 2=1的渐近线方程为x±y=0,因为点P 到直线x ﹣y+1=0的距离大于c 恒成立, 所以c 的最大值为直线x ﹣y+1=0与直线x ﹣y=0的距离,即. 故答案为:.点评: 本题考查双曲线的性质,考查学生的计算能力,比较基础.13.(5分)(2015•江苏)已知函数f (x )=|lnx|,g (x )=,则方程|f (x )+g (x )|=1实根的个数为 4 .考点:根的存在性及根的个数判断. 专题:综合题;函数的性质及应用. 分析: :由|f (x )+g (x )|=1可得g (x )=﹣f (x )±1,分别作出函数的图象,即可得出结论. 解答: 解:由|f (x )+g (x )|=1可得g (x )=﹣f (x )±1.g (x )与h (x )=﹣f (x )+1的图象如图所示,图象有两个交点;g (x )与φ(x )=﹣f (x )﹣1的图象如图所示,图象有两个交点;所以方程|f (x )+g (x )|=1实根的个数为4. 故答案为:4.点评:本题考查求方程|f (x )+g (x )|=1实根的个数,考查数形结合的数学思想,考查学生分析解决问题的能力,属于中档题.14.(5分)(2015•江苏)设向量=(cos ,sin +cos )(k=0,1,2,…,12),则(a k •a k+1)的值为.考点:数列的求和. 专题:等差数列与等比数列;平面向量及应用. 分利用向量数量积运算性质、两角和差的正弦公式、析: 积化和差公式、三角函数的周期性即可得出. 解答: 解:=+=++++=++ =++,∴(a k •a k+1)=+++++++…+++++++…+=+0+0 =.故答案为:9.点评: 本题考查了向量数量积运算性质、两角和差的正弦公式、积化和差公式、三角函数的周期性,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.二、解答题(本大题共6小题,共计90分,解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤)15.(14分)(2015•江苏)在△ABC 中,已知AB=2,AC=3,A=60°. (1)求BC 的长; (2)求sin2C 的值.考点: 余弦定理的应用;二倍角的正弦.专题:解三角形. 分析: (1)直接利用余弦定理求解即可.(2)利用正弦定理求出C 的正弦函数值,然后利用二倍角公式求解即可.解答: 解:(1)由余弦定理可得:BC 2=AB 2+AC 2﹣2AB•ACcosA=4+8﹣2×2×3×=7,所以BC=.(2)由正弦定理可得:,则sinC===, ∵AB<BC ,∴C 为锐角, 则cosC===.因此sin2C=2sinCcosC=2×=.点评:本题考查余弦定理的应用,正弦定理的应用,二倍角的三角函数,注意角的范围的解题的关键.16.(14分)(2015•江苏)如图,在直三棱柱ABC ﹣A1B1C1中,已知AC⊥BC,BC=CC1,设AB1的中点为D,B1C∩BC1=E.求证:(1)DE∥平面AA1C1C;(2)BC1⊥AB1.考点:直线与平面平行的判定;直线与平面垂直的性质.专题:证明题;空间位置关系与距离.分析:(1)根据中位线定理得DE∥AC,即证DE∥平面AA1C1C;(2)先由直三棱柱得出CC1⊥平面ABC,即证AC⊥CC1;再证明AC⊥平面BCC1B1,即证BC 1⊥AC;最后证明BC 1⊥平面B 1AC ,即可证出BC 1⊥AB 1.解答: 证明:(1)根据题意,得;E 为B 1C 的中点,D 为AB 1的中点,所以DE∥AC;又因为DE ⊄平面AA 1C 1C ,AC ⊂平面AA 1C 1C , 所以DE∥平面AA 1C 1C ;(2)因为棱柱ABC ﹣A 1B 1C 1是直三棱柱, 所以CC 1⊥平面ABC , 因为AC ⊂平面ABC , 所以AC⊥CC 1; 又因为AC⊥BC, CC 1⊂平面BCC 1B 1, BC ⊂平面BCC 1B 1, BC∩CC 1=C ,所以AC⊥平面BCC 1B 1; 又因为BC 1⊂平面平面BCC 1B 1, 所以BC 1⊥AC;因为BC=CC 1,所以矩形BCC 1B 1是正方形, 所以BC 1⊥平面B 1AC ; 又因为AB 1⊂平面B 1AC , 所以BC 1⊥AB 1.点本题考查了直线与直线,直线与平面以及平面与评:平面的位置关系,也考查了空间想象能力和推理论证能力的应用问题,是基础题目.17.(14分)(2015•江苏)某山区外围有两条相互垂直的直线型公路,为进一步改善山区的交通现状,计划修建一条连接两条公路和山区边界的直线型公路,记两条相互垂直的公路为l1,l2,山区边界曲线为C,计划修建的公路为l,如图所示,M,N为C的两个端点,测得点M到l1,l2的距离分别为5千米和40千米,点N到l1,l2的距离分别为20千米和2.5千米,以l2,l1在的直线分别为x,y轴,建立平面直角坐标系xOy,假设曲线C符合函数y=(其中a,b为常数)模型.(1)求a,b的值;(2)设公路l与曲线C相切于P点,P的横坐标为t.①请写出公路l长度的函数解析式f(t),并写出其定义域;②当t为何值时,公路l的长度最短?求出最短长度.考点:函数与方程的综合运用. 专题:综合题;导数的综合应用. 分析: (1)由题意知,点M ,N 的坐标分别为(5,40),(20,2.5),将其分别代入y=,建立方程组,即可求a ,b 的值;(2)①求出切线l 的方程,可得A ,B 的坐标,即可写出公路l 长度的函数解析式f (t ),并写出其定义域; ②设g (t )=,利用导数,确定单调性,即可求出当t 为何值时,公路l 的长度最短,并求出最短长度.解答: 解:(1)由题意知,点M ,N 的坐标分别为(5,40),(20,2.5),将其分别代入y=,得,解得,(2)①由(1)y=(5≤x≤20),P (t ,),∴y′=﹣,∴切线l 的方程为y ﹣=﹣(x ﹣t )设在点P 处的切线l 交x ,y 轴分别于A ,B 点,则A (,0),B (0,), ∴f (t )==,t ∈[5,20];②设g (t )=,则g′(t )=2t ﹣=0,解得t=10,t ∈(5,10)时,g′(t )<0,g (t )是减函数;t ∈(10,20)时,g′(t )>0,g (t )是增函数,从而t=10时,函数g (t )有极小值也是最小值,∴g(t )min =300, ∴f(t )min =15,答:t=10时,公路l 的长度最短,最短长度为15千米.点评:本题考查利用数学知识解决实际问题,考查导数知识的综合运用,确定函数关系,正确求导是关键.18.(16分)(2015•江苏)如图,在平面直角坐标系xOy 中,已知椭圆+=1(a >b >0)的离心率为,且右焦点F 到左准线l 的距离为3.(1)求椭圆的标准方程;(2)过F 的直线与椭圆交于A,B 两点,线段AB 的垂直平分线分别交直线l 和AB 于点P ,C ,若PC=2AB ,求直线AB 的方程.考点: 直线与圆锥曲线的综合问题;椭圆的标准方程.专题:直线与圆;圆锥曲线的定义、性质与方程. 分析: (1)运用离心率公式和准线方程,可得a ,c 的方程,解得a ,c ,再由a ,b ,c 的关系,可得b ,进而得到椭圆方程;(2)讨论直线AB 的斜率不存在和存在,设出直线方程,代入椭圆方程,运用韦达定理和弦长公式,以及两直线垂直的条件和中点坐标公式,即可得到所求直线的方程.解答: 解:(1)由题意可得,e==,且c+=3,解得c=1,a=,则b=1,即有椭圆方程为+y 2=1;(2)当AB⊥x 轴,AB=,CP=3,不合题意; 当AB 与x 轴不垂直,设直线AB :y=k (x ﹣1),A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),将AB 方程代入椭圆方程可得(1+2k 2)x 2﹣4k 2x+2(k 2﹣1)=0, 则x 1+x 2=,x 1x 2=,则C (,),且|AB|=•=, 若k=0,则AB 的垂直平分线为y 轴,与左准线平行,不合题意; 则k≠0,故PC :y+=﹣(x ﹣),P (﹣2,), 从而|PC|=, 由|PC|=2|AB|,可得=,解得k=±1,此时AB 的方程为y=x ﹣1或y=﹣x+1.点本题考查椭圆的方程和性质,主要考查椭圆的离评: 心率和方程的运用,联立直线方程,运用韦达定理和弦长公式,同时考查两直线垂直和中点坐标公式的运用,属于中档题.19.(16分)(2015•江苏)已知函数f (x )=x 3+ax 2+b (a ,b ∈R ).(1)试讨论f (x )的单调性;(2)若b=c ﹣a (实数c 是与a 无关的常数),当函数f (x )有三个不同的零点时,a 的取值范围恰好是(﹣∞,﹣3)∪(1,)∪(,+∞),求c 的值.考点: 利用导数研究函数的单调性;函数零点的判定定理.专题: 综合题;导数的综合应用.分析: (1)求导数,分类讨论,利用导数的正负,即可得出f (x )的单调性;(2)由(1)知,函数f (x )的两个极值为f (0)=b ,f (﹣)=+b ,则函数f (x )有三个不同的零点等价于f (0)f (﹣)=b (+b )<0,进一步转化为a >0时,﹣a+c >0或a <0时,﹣a+c <0.设g (a )=﹣a+c ,利用条件即可求c 的值.解答: 解:(1)∵f(x )=x 3+ax 2+b , ∴f′(x )=3x 2+2ax ,令f′(x )=0,可得x=0或﹣.a=0时,f′(x )>0,∴f(x )在(﹣∞,+∞)上单调递增;a >0时,x ∈(﹣∞,﹣)∪(0,+∞)时,f′(x )>0,x ∈(﹣,0)时,f′(x )<0,∴函数f (x )在(﹣∞,﹣),(0,+∞)上单调递增,在(﹣,0)上单调递减;a <0时,x ∈(﹣∞,0)∪(﹣,+∞)时,f′(x )>0,x ∈(0,﹣)时,f′(x )<0,∴函数f (x )在(﹣∞,0),(﹣,+∞)上单调递增,在(0,﹣)上单调递减;(2)由(1)知,函数f (x )的两个极值为f (0)=b ,f (﹣)=+b ,则函数f (x )有三个不同的零点等价于f (0)f (﹣)=b (+b )<0,∵b=c﹣a ,∴a>0时,﹣a+c >0或a <0时,﹣a+c<0.设g (a )=﹣a+c ,∵函数f (x )有三个不同的零点时,a 的取值范围恰好是(﹣∞,﹣3)∪(1,)∪(,+∞), ∴在(﹣∞,﹣3)上,g (a )<0且在(1,)∪(,+∞)上g (a )>0均恒成立,∴g(﹣3)=c ﹣1≤0,且g ()=c ﹣1≥0,∴c=1,此时f (x )=x 3+ax 2+1﹣a=(x+1)[x 2+(a ﹣1)x+1﹣a],∵函数有三个零点,∴x 2+(a ﹣1)x+1﹣a=0有两个异于﹣1的不等实根,∴△=(a ﹣1)2﹣4(1﹣a )>0,且(﹣1)2﹣(a ﹣1)+1﹣a≠0,解得a ∈(﹣∞,﹣3)∪(1,)∪(,+∞), 综上c=1.点评: 本题考查导数知识的综合运用,考查函数的单调性,考查函数的零点,考查分类讨论的数学思想,难度大.20.(16分)(2015•江苏)设a 1,a 2,a 3.a 4是各项为正数且公差为d (d≠0)的等差数列.(1)证明:2,2,2,2依次构成等比数列;(2)是否存在a 1,d ,使得a 1,a 22,a 33,a 44依次构成等比数列?并说明理由;(3)是否存在a 1,d 及正整数n ,k ,使得a 1n ,a 2n+k ,a 3n+2k ,a 4n+3k 依次构成等比数列?并说明理由.考点: 等比关系的确定;等比数列的性质.专题:等差数列与等比数列.分析: (1)根据等比数列和等差数列的定义即可证明; (2)利用反证法,假设存在a 1,d 使得a 1,a 22,a 33,a 44依次构成等比数列,推出矛盾,否定假设,得到结论;(3)利用反证法,假设存在a 1,d 及正整数n ,k ,使得a 1n ,a 2n+k ,a 3n+2k ,a 4n+3k 依次构成等比数列,得到a 1n (a 1+2d )n+2k =(a 1+2d )2(n+k ),且(a 1+d )n+k (a 1+3d )n+3k =(a 1+2d )2(n+2k ),利用等式以及对数的性质化简整理得到ln(1+3t )ln (1+2t )+3ln (1+2t )ln (1+t )=4ln (1+3t )ln (1+t ),(**),多次构造函数,多次求导,利用零点存在定理,推出假设不成立.解答: 解:(1)证明:∵==2d ,(n=1,2,3,)是同一个常数,∴2,2,2,2依次构成等比数列;(2)令a 1+d=a ,则a 1,a 2,a 3,a 4分别为a﹣d ,a ,a+d ,a+2d (a >d ,a >﹣2d ,d≠0) 假设存在a 1,d 使得a 1,a 22,a 33,a 44依次构成等比数列,则a 4=(a ﹣d )(a+d )3,且(a+d )6=a 2(a+2d )4,令t=,则1=(1﹣t )(1+t )3,且(1+t )6=(1+2t )4,(﹣<t <1,t≠0),化简得t 3+2t 2﹣2=0(*),且t 2=t+1,将t 2=t+1代入(*)式,t (t+1)+2(t+1)﹣2=t 2+3t=t+1+3t=4t+1=0,则t=﹣,显然t=﹣不是上面方程的解,矛盾,所以假设不成立,因此不存在a 1,d ,使得a 1,a 22,a 33,a 44依次构成等比数列.(3)假设存在a 1,d 及正整数n ,k ,使得a 1n ,a 2n+k ,a 3n+2k ,a 4n+3k 依次构成等比数列,则a1n(a1+2d)n+2k=(a1+2d)2(n+k),且(a1+d)n+k(a1+3d)n+3k=(a1+2d)2(n+2k),分别在两个等式的两边同除以=a12(n+k),a12(n+2k),并令t=,(t>,t≠0),则(1+2t)n+2k=(1+t)2(n+k),且(1+t)n+k (1+3t)n+3k=(1+2t)2(n+2k),将上述两个等式取对数,得(n+2k)ln(1+2t)=2(n+k)ln(1+t),且(n+k)ln(1+t)+(n+3k)ln(1+3t)=2(n+2k)ln(1+2t),化简得,2k[ln(1+2t)﹣ln(1+t)]=n[2ln(1+t)﹣ln(1+2t)],且3k[ln(1+3t)﹣ln(1+t)]=n[3ln(1+t)﹣ln(1+3t)],再将这两式相除,化简得,ln(1+3t)ln(1+2t)+3ln(1+2t)ln(1+t)=4ln(1+3t)ln(1+t),(**)令g(t)=4ln(1+3t)ln(1+t)﹣ln(1+3t)ln(1+2t)+3ln(1+2t)ln(1+t),则g′(t)=[(1+3t)2ln(1+3t)﹣3(1+2t)2ln(1+2t)+3(1+t)2ln(1+t)],令φ(t)=(1+3t)2ln(1+3t)﹣3(1+2t)2ln (1+2t )+3(1+t )2ln (1+t ),则φ′(t )=6[(1+3t )ln (1+3t )﹣2(1+2t )ln (1+2t )+3(1+t )ln (1+t )],令φ1(t )=φ′(t ),则φ1′(t )=6[3ln (1+3t )﹣4ln (1+2t )+ln (1+t )],令φ2(t )=φ1′(t ),则φ2′(t )=>0,由g (0)=φ(0)=φ1(0)=φ2(0)=0,φ2′(t )>0,知g (t ),φ(t ),φ1(t ),φ2(t )在(﹣,0)和(0,+∞)上均单调,故g (t )只有唯一的零点t=0,即方程(**)只有唯一解t=0,故假设不成立,所以不存在a 1,d 及正整数n ,k ,使得a 1n ,a 2n+k ,a 3n+2k ,a 4n+3k 依次构成等比数列.点评:本题主要考查等差数列、等比数列的定义和性质,函数与方程等基础知识,考查代数推理、转化与化归及综合运用数学知识探究与解决问题的能力,属于难题.三、附加题(本大题包括选做题和必做题两部分)【选做题】本题包括21-24题,请选定其中两小题作答,若多做,则按作答的前两小题评分,解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤【选修4-1:几何证明选讲】21.(10分)(2015•江苏)如图,在△ABC中,AB=AC,△ABC的外接圆⊙O的弦AE交BC于点D.求证:△ABD∽△AEB.考点:相似三角形的判定.专题:推理和证明.分析:直接利用已知条件,推出两个三角形的三个角对应相等,即可证明三角形相似.解答:证明:∵AB=AC,∴∠ABD=∠C,又∵∠C=∠E,∴∠ABD=∠E,又∠BAE是公共角,可知:△ABD∽△AEB.点评:本题考查圆的基本性质与相似三角形等基础知识,考查逻辑推理能力.【选修4-2:矩阵与变换】22.(10分)(2015•江苏)已知x ,y ∈R ,向量=是矩阵的属于特征值﹣2的一个特征向量,求矩阵A 以及它的另一个特征值.考点:特征值与特征向量的计算. 专题:矩阵和变换. 分析: 利用A =﹣2,可得A=,通过令矩阵A 的特征多项式为0即得结论.解答:解:由已知,可得A =﹣2,即==, 则,即, ∴矩阵A=, 从而矩阵A 的特征多项式f (λ)=(λ+2)(λ﹣1), ∴矩阵A 的另一个特征值为1.点评: 本题考查求矩阵及其特征值,注意解题方法的积累,属于中档题.【选修4-4:坐标系与参数方程】23.(2015•江苏)已知圆C 的极坐标方程为ρ2+2ρsin(θ﹣)﹣4=0,求圆C 的半径.考点: 简单曲线的极坐标方程.专题:计算题;坐标系和参数方程.分析: 先根据x=ρcosθ,y=ρsinθ,求出圆的直角坐标方程,求出半径.解答: 解:圆的极坐标方程为ρ2+2ρsin(θ﹣)﹣4=0,可得ρ2﹣2ρcosθ+2ρsinθ﹣4=0,化为直角坐标方程为x 2+y 2﹣2x+2y ﹣4=0,化为标准方程为(x ﹣1)2+(y+1)2=6,圆的半径r=.点评:本题主要考查把极坐标方程化为直角坐标方程的方法,以及求点的极坐标的方法,关键是利用公式x=ρcosθ,y=ρsinθ,比较基础,[选修4-5:不等式选讲】24.(2015•江苏)解不等式x+|2x+3|≥2.考点:绝对值不等式的解法.专题:不等式.分析: 思路1(公式法):利用|f (x )|≥g(x )⇔f (x )≥g(x ),或f (x )≤﹣g (x );思路2(零点分段法):对x 的值分“x≥”“x <”进行讨论求解. 解答: 解法1:x+|2x+3|≥2变形为|2x+3|≥2﹣x , 得2x+3≥2﹣x ,或2x+3≥﹣(2﹣x ),即x≥,或x≤﹣5,即原不等式的解集为{x|x≥,或x≤﹣5}.解法2:令|2x+3|=0,得x=. ①当x≥时,原不等式化为x+(2x+3)≥2,即x≥, 所以x≥; ②x<时,原不等式化为x ﹣(2x+3)≥2,即x≤﹣5,所以x≤﹣5.综上,原不等式的解集为{x|x≥,或x≤﹣5}.点评:本题考查了含绝对值不等式的解法.本解答给出的两种方法是常见的方法,不管用哪种方法,其目的是去绝对值符号.若含有一个绝对值符号,利用公式法要快捷一些,其套路为:|f (x )|≥g(x )⇔f (x )≥g(x ),或f (x )≤﹣g (x );|f(x )|≤g(x )⇔﹣g (x )≤f(x )≤g(x ).可简记为:大于号取两边,小于号取中间.使用零点分段法时,应注意:同一类中取交集,类与类之间取并集.【必做题】每题10分,共计20分,解答时写出文字说明、证明过程或演算步骤25.(10分)(2015•江苏)如图,在四棱锥P ﹣ABCD 中,已知PA⊥平面ABCD ,且四边形ABCD 为直角梯形,∠ABC=∠BAD=,PA=AD=2,AB=BC=1.(1)求平面PAB 与平面PCD 所成二面角的余弦值;(2)点Q 是线段BP 上的动点,当直线CQ 与DP 所成的角最小时,求线段BQ 的长.考点: 二面角的平面角及求法;点、线、面间的距离计算.专题:空间位置关系与距离;空间角.分析: 以A 为坐标原点,以AB 、AD 、AP 所在直线分别为x 、y 、z 轴建系A ﹣xyz .(1)所求值即为平面PAB 的一个法向量与平面PCD 的法向量的夹角的余弦值的绝对值,计算即可;(2)利用换元法可得cos 2<,>≤,结合函数y=cosx 在(0,)上的单调性,计算即得结论.解答: 解:以A 为坐标原点,以AB 、AD 、AP 所在直线分别为x 、y 、z 轴建系A ﹣xyz 如图,由题可知B (1,0,0),C (1,1,0),D (0,2,0),P (0,0,2).(1)∵AD⊥平面PAB ,∴=(0,2,0),是平面PAB 的一个法向量,∵=(1,1,﹣2),=(0,2,﹣2),设平面PCD 的法向量为=(x ,y ,z ),由,得,取y=1,得=(1,1,1),∴cos<,>==,∴平面PAB与平面PCD所成两面角的余弦值为;(2)∵=(﹣1,0,2),设=λ=(﹣λ,0,2λ)(0≤λ≤1),又=(0,﹣1,0),则=+=(﹣λ,﹣1,2λ),又=(0,﹣2,2),从而cos<,>==,设1+2λ=t,t∈[1,3],则cos2<,>==≤,当且仅当t=,即λ=时,|cos<,>|的最大值为,因为y=cosx在(0,)上是减函数,此时直线CQ与DP所成角取得最小值.又∵BP==,∴BQ=BP=.点本题考查求二面角的三角函数值,考查用空间向评: 量解决问题的能力,注意解题方法的积累,属于中档题.26.(10分)(2015•江苏)已知集合X={1,2,3},Y n ={1,2,3,…,n )(n ∈N *),设S n ={(a ,b )|a 整除b 或整除a ,a ∈X ,B ∈Y n },令f (n )表示集合S n 所含元素的个数.(1)写出f (6)的值;(2)当n≥6时,写出f (n )的表达式,并用数学归纳法证明.考点:数学归纳法.专题:综合题;点列、递归数列与数学归纳法.分析: (1)f (6)=6+2++=13;(2)根据数学归纳法的证明步骤,分类讨论,即可证明结论.解答:解:(1)f (6)=6+2++=13;(2)当n≥6时,f(n)=.下面用数学归纳法证明:①n=6时,f(6)=6+2++=13,结论成立;②假设n=k(k≥6)时,结论成立,那么n=k+1时,S k+1在S k的基础上新增加的元素在(1,k+1),(2,k+1),(3,k+1)中产生,分以下情形讨论:1)若k+1=6t,则k=6(t﹣1)+5,此时有f (k+1)=f(k)+3=(k+1)+2++,结论成立;2)若k+1=6t+1,则k=6t+1,此时有f(k+1)=f(k)+1=k+2+++1=(k+1)+2++,结论成立;3)若k+1=6t+2,则k=6t+1,此时有f(k+1)=f(k)+2=k+2+++2=(k+1)+2++,结论成立;4)若k+1=6t+3,则k=6t+2,此时有f (k+1)=f (k )+2=k+2+++2=(k+1)+2++,结论成立;5)若k+1=6t+4,则k=6t+3,此时有f (k+1)=f (k )+2=k+2+++2=(k+1)+2++,结论成立;6)若k+1=6t+5,则k=6t+4,此时有f (k+1)=f (k )+2=k+2+++2=(k+1)+2++,结论成立. 综上所述,结论对满足n≥6的自然数n 均成立. 点评: 本题考查数学归纳法,考查学生分析解决问题的能力,正确归纳是关键.。
2015江苏高考数学试卷及答案(完整版)
2015年江苏高考数学试卷一、填空题1.已知集合{}123A =,,,{}245B =,,,则集合AB 中元素的个数为___5 ____.2.已知一组数据4,6,5,8,7,6,那么这组数据的平均数为____6 ____.3.设复数z 满足234z i =+(i 是虚数单位),则z 的模为____5___.4.根据如图所示的伪代码,可知输出的结果S 为____7____.5.袋中有形状、大小都相同的4只球,其中1只白球,1只红球,2只黄球,从中一次随机摸出2只球,则这2只球颜色不同的概率为____65____. 6.已知向量()21a =,,()2a =-1,,若()()98ma nb mn R +=-∈,,则m-n 的值为_-3 _____. 7.不等式224x x-<的解集为___()21,- _____.8.已知tan 2α=-,()1tan 7αβ+=,则tan β的值为____ 3 ___. 9.现有橡皮泥制作的底面半径为5,高为4的圆锥和底面半径为2、高为8的圆柱各一个。
若将它们重新制作成总体积与高均保持不变,但底面半径相同的新的圆锥与圆柱各一个,则新的底面半径为7 。
10.在平面直角坐标系xOy 中,以点)0,1(为圆心且与直线)(012R m m y mx ∈=---相切的所有圆中,半径最大的圆的标准方程为 ()2122=+-y x 。
11.数列}{n a 满足11=a ,且11+=-+n a a n n (*N n ∈),则数列}1{na 的前10项和为 1120。
12.在平面直角坐标系xOy 中,P 为双曲线122=-y x 右支上的一个动点。
若点P 到直线01=+-y x 的距离对c 恒成立,则是实数c 的最大值为22。
13.已知函数|ln |)(x x f =,⎩⎨⎧>--≤<=1,2|4|10,0)(2x x x x g ,则方程1|)()(|=+x g x f 实根的个数为 4 。
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2015年江苏省高考数学试卷参考答案与试题解析一、填空题(本大题共14小题,每小题5分,共计70分)1.(5分)(2015•江苏)已知集合A={1,2,3},B={2,4,5},则集合A∪B中元素的个数为 5 .考点:并集及其运算.专题:集合.分析:求出A∪B,再明确元素个数解答:解:集合A={1,2,3},B={2,4,5},则A∪B={1,2,3,4,5};所以A∪B中元素的个数为5;故答案为:5点评:题考查了集合的并集的运算,根据定义解答,注意元素不重复即可,属于基础题2.(5分)(2015•江苏)已知一组数据4,6,5,8,7,6,那么这组数据的平均数为 6 .考点:众数、中位数、平均数.专题:概率与统计.分析:直接求解数据的平均数即可.解答:解:数据4,6,5,8,7,6,那么这组数据的平均数为:=6.故答案为:6.点评:本题考查数据的均值的求法,基本知识的考查.3.(5分)(2015•江苏)设复数z满足z2=3+4i(i是虚数单位),则z的模为.考点:复数求模.专题:数系的扩充和复数.分析:直接利用复数的模的求解法则,化简求解即可.解答:解:复数z满足z2=3+4i,可得|z||z|=|3+4i|==5,∴|z|=.故答案为:.点评:本题考查复数的模的求法,注意复数的模的运算法则的应用,考查计算能力.4.(5分)(2015•江苏)根据如图所示的伪代码,可知输出的结果S为7 .考点:伪代码.专题:图表型;算法和程序框图.分析:模拟执行程序框图,依次写出每次循环得到的I,S的值,当I=10时不满足条件I<8,退出循环,输出S的值为7.解答:解:模拟执行程序,可得S=1,I=1满足条件I<8,S=3,I=4满足条件I<8,S=5,I=7满足条件I<8,S=7,I=10不满足条件I<8,退出循环,输出S的值为7.故答案为:7.点评:本题主要考查了循环结构的程序,正确判断退出循环的条件是解题的关键,属于基础题.5.(5分)(2015•江苏)袋中有形状、大小都相同的4只球,其中1只白球、1只红球、2只黄球,从中一次随机摸出2只球,则这2只球颜色不同的概率为.考点:古典概型及其概率计算公式.专题:概率与统计.分析:根据题意,把4个小球分别编号,用列举法求出基本事件数,计算对应的概率即可.解答:解:根据题意,记白球为A,红球为B,黄球为C1、C2,则一次取出2只球,基本事件为AB、AC1、AC2、BC1、BC2、C1C2共6种,其中2只球的颜色不同的是AB、AC1、AC2、BC1、BC2共5种;所以所求的概率是P=.故答案为:.点评:本题考查了用列举法求古典概型的概率的应用问题,是基础题目.6.(5分)(2015•江苏)已知向量=(2,1),=(1,﹣2),若m+n=(9,﹣8)(m,n∈R),则m ﹣n的值为﹣3 .考点:平面向量的基本定理及其意义.专题:平面向量及应用.分析:直接利用向量的坐标运算,求解即可.解答:解:向量=(2,1),=(1,﹣2),若m+n=(9,﹣8)可得,解得m=2,n=5,∴m﹣n=﹣3.故答案为:﹣3.点评:本题考查向量的坐标运算,向量相等条件的应用,考查计算能力.7.(5分)(2015•江苏)不等式2<4的解集为(﹣1,2).考点:指、对数不等式的解法.专题:函数的性质及应用;不等式的解法及应用.分析:利用指数函数的单调性转化为x2﹣x<2,求解即可.解答:解;∵2<4,∴x2﹣x<2,即x2﹣x﹣2<0,解得:﹣1<x<2故答案为:(﹣1,2)点评:本题考查了指数函数的性质,二次不等式的求解,属于简单的综合题目,难度不大.8.(5分)(2015•江苏)已知tanα=﹣2,tan(α+β)=,则tanβ的值为 3 .考点:两角和与差的正切函数.专题:三角函数的求值.分析:直接利用两角和的正切函数,求解即可.解答:解:tanα=﹣2,tan(α+β)=,可知tan(α+β)==,即=,解得tanβ=3.故答案为:3.点评:本题考查两角和的正切函数,基本知识的考查.9.(5分)(2015•江苏)现有橡皮泥制作的底面半径为5,高为4的圆锥和底面半径为2,高为8的圆柱各一个,若将它们重新制作成总体积与高均保持不变,但底面半径相同的新的圆锥和圆柱各一个,则新的底面半径为.考点:棱柱、棱锥、棱台的体积.专题:计算题;空间位置关系与距离.分析:由题意求出原来圆柱和圆锥的体积,设出新的圆柱和圆锥的底面半径r,求出体积,由前后体积相等列式求得r.解答:解:由题意可知,原来圆锥和圆柱的体积和为:.设新圆锥和圆柱的底面半径为r,则新圆锥和圆柱的体积和为:.∴,解得:.故答案为:.点评:本题考查了圆柱与圆锥的体积公式,是基础的计算题.10.(5分)(2015•江苏)在平面直角坐标系xOy中,以点(1,0)为圆心且与直线mx﹣y﹣2m﹣1=0(m∈R)相切的所有圆中,半径最大的圆的标准方程为(x﹣1)2+y2=2 .考点:圆的标准方程;圆的切线方程.专题:计算题;直线与圆.分析:求出圆心到直线的距离d的最大值,即可求出所求圆的标准方程.解答:解:圆心到直线的距离d==≤,∴m=1时,圆的半径最大为,∴所求圆的标准方程为(x﹣1)2+y2=2.故答案为:(x﹣1)2+y2=2.点评:本题考查所圆的标准方程,考查点到直线的距离公式,考查学生的计算能力,比较基础.11.(5分)(2015•江苏)设数列{a n}满足a1=1,且a n+1﹣a n=n+1(n∈N*),则数列{}的前10项的和为.考点:数列的求和;数列递推式.专题:等差数列与等比数列.分析:数列{a n}满足a1=1,且a n+1﹣a n=n+1(n∈N*),利用“累加求和”可得a n=.再利用“裂项求和”即可得出.解答:解:∵数列{a n}满足a1=1,且a n+1﹣a n=n+1(n∈N*),∴当n≥2时,a n=(a n﹣a n﹣1)+…+(a2﹣a1)+a1=+n+…+2+1=.当n=1时,上式也成立,∴a n=.∴=2.∴数列{}的前n项的和S n===.∴数列{}的前10项的和为.故答案为:.点评:本题考查了数列的“累加求和”方法、“裂项求和”方法、等差数列的前n项和公式,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.12.(5分)(2015•江苏)在平面直角坐标系xOy中,P为双曲线x2﹣y2=1右支上的一个动点,若点P到直线x ﹣y+1=0的距离大于c恒成立,则实数c的最大值为.考点:双曲线的简单性质.专题:计算题;圆锥曲线的定义、性质与方程.分析:双曲线x2﹣y2=1的渐近线方程为x±y=0,c的最大值为直线x﹣y+1=0与直线x﹣y=0的距离.解答:解:由题意,双曲线x2﹣y2=1的渐近线方程为x±y=0,因为点P到直线x﹣y+1=0的距离大于c恒成立,所以c的最大值为直线x﹣y+1=0与直线x﹣y=0的距离,即.故答案为:.点评:本题考查双曲线的性质,考查学生的计算能力,比较基础.13.(5分)(2015•江苏)已知函数f(x)=|lnx|,g(x)=,则方程|f(x)+g(x)| =1实根的个数为 4 .考点:根的存在性及根的个数判断.专题:综合题;函数的性质及应用.分析::由|f(x)+g(x)|=1可得g(x)=﹣f(x)±1,分别作出函数的图象,即可得出结论.解答:解:由|f(x)+g(x)|=1可得g(x)=﹣f(x)±1.g(x)与h(x)=﹣f(x)+1的图象如图所示,图象有两个交点;g(x)与φ(x)=﹣f(x)﹣1的图象如图所示,图象有两个交点;所以方程|f(x)+g(x)|=1实根的个数为4.故答案为:4.点评:本题考查求方程|f(x)+g(x)|=1实根的个数,考查数形结合的数学思想,考查学生分析解决问题的能力,属于中档题.14.(5分)(2015•江苏)设向量=(cos,sin +cos)(k=0,1,2,…,12),则(a k•a k +1)的值为.考点:数列的求和.专题:等差数列与等比数列;平面向量及应用.分析:利用向量数量积运算性质、两角和差的正弦公式、积化和差公式、三角函数的周期性即可得出.解答:解:=+=++++=++=++,∴(a k•a k+1)=+++++++…++ +++++…+=+0+0=.故答案为:9.点评:本题考查了向量数量积运算性质、两角和差的正弦公式、积化和差公式、三角函数的周期性,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.二、解答题(本大题共6小题,共计90分,解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤)15.(14分)(2015•江苏)在△ABC中,已知AB=2,AC=3,A=60°.(1)求BC的长;(2)求sin2C的值.考点:余弦定理的应用;二倍角的正弦.专题:解三角形.分析:(1)直接利用余弦定理求解即可.(2)利用正弦定理求出C的正弦函数值,然后利用二倍角公式求解即可.解答:解:(1)由余弦定理可得:BC2=AB2+AC2﹣2AB•ACcosA=4+8﹣2×2×3×=7,所以BC=.(2)由正弦定理可得:,则sinC===,∵AB<BC,∴C为锐角,则cosC===.因此sin2C=2sinCcosC=2×=.点评:本题考查余弦定理的应用,正弦定理的应用,二倍角的三角函数,注意角的范围的解题的关键.16.(14分)(2015•江苏)如图,在直三棱柱ABC﹣A1B1C1中,已知AC⊥BC,BC=CC1,设AB1的中点为D,B1C∩BC1=E.求证:(1)DE∥平面AA1C1C;(2)BC1⊥AB1.考点:直线与平面平行的判定;直线与平面垂直的性质.专题:证明题;空间位置关系与距离.分析:(1)根据中位线定理得DE∥AC,即证DE∥平面AA1C1C;(2)先由直三棱柱得出CC1⊥平面ABC,即证AC⊥CC1;再证明AC⊥平面BCC1B1,即证BC1⊥AC;最后证明BC1⊥平面B1AC,即可证出BC1⊥AB1.解答:证明:(1)根据题意,得;E为B1C的中点,D为AB1的中点,所以DE∥AC;又因为DE⊄平面AA1C1C,AC⊂平面AA1C1C,所以DE∥平面AA1C1C;(2)因为棱柱ABC﹣A1B1C1是直三棱柱,所以CC1⊥平面ABC,因为AC⊂平面ABC,所以AC⊥CC1;又因为AC⊥BC,CC1⊂平面BCC1B1,BC⊂平面BCC1B1,BC∩CC1=C,所以AC⊥平面BCC1B1;又因为BC1⊂平面平面BCC1B1,所以BC1⊥AC;因为BC=CC1,所以矩形BCC1B1是正方形,所以BC1⊥平面B1AC;又因为AB1⊂平面B1AC,所以BC1⊥AB1.点评:本题考查了直线与直线,直线与平面以及平面与平面的位置关系,也考查了空间想象能力和推理论证能力的应用问题,是基础题目.17.(14分)(2015•江苏)某山区外围有两条相互垂直的直线型公路,为进一步改善山区的交通现状,计划修建一条连接两条公路和山区边界的直线型公路,记两条相互垂直的公路为l1,l2,山区边界曲线为C,计划修建的公路为l,如图所示,M,N为C的两个端点,测得点M到l1,l2的距离分别为5千米和40千米,点N到l1,l2的距离分别为20千米和2.5千米,以l2,l1在的直线分别为x,y轴,建立平面直角坐标系xOy,假设曲线C符合函数y=(其中a,b为常数)模型.(1)求a,b的值;(2)设公路l与曲线C相切于P点,P的横坐标为t.①请写出公路l长度的函数解析式f(t),并写出其定义域;②当t为何值时,公路l的长度最短?求出最短长度.考点:函数与方程的综合运用.专题:综合题;导数的综合应用.分析:(1)由题意知,点M,N的坐标分别为(5,40),(20,2.5),将其分别代入y=,建立方程组,即可求a,b的值;(2)①求出切线l的方程,可得A,B的坐标,即可写出公路l长度的函数解析式f(t),并写出其定义域;②设g(t)=,利用导数,确定单调性,即可求出当t为何值时,公路l的长度最短,并求出最短长度.解答:解:(1)由题意知,点M,N的坐标分别为(5,40),(20,2.5),将其分别代入y=,得,解得,(2)①由(1)y=(5≤x≤20),P(t,),∴y′=﹣,∴切线l的方程为y﹣=﹣(x﹣t)设在点P处的切线l交x,y轴分别于A,B点,则A(,0),B(0,),∴f(t)==,t∈[5,20];②设g(t)=,则g′(t)=2t﹣=0,解得t=10,t∈(5,10)时,g′(t)<0,g(t)是减函数;t∈(10,20)时,g′(t)>0,g(t)是增函数,从而t=10时,函数g(t)有极小值也是最小值,∴g(t)min=300,∴f(t)min=15,答:t=10时,公路l的长度最短,最短长度为15千米.点评:本题考查利用数学知识解决实际问题,考查导数知识的综合运用,确定函数关系,正确求导是关键.18.(16分)(2015•江苏)如图,在平面直角坐标系xOy中,已知椭圆+=1(a>b>0)的离心率为,且右焦点F到左准线l的距离为3.(1)求椭圆的标准方程;(2)过F的直线与椭圆交于A,B两点,线段AB的垂直平分线分别交直线l和AB于点P,C,若PC=2AB,求直线AB的方程.考点:直线与圆锥曲线的综合问题;椭圆的标准方程.专题:直线与圆;圆锥曲线的定义、性质与方程.分析:(1)运用离心率公式和准线方程,可得a,c的方程,解得a,c,再由a,b,c的关系,可得b,进而得到椭圆方程;(2)讨论直线AB的斜率不存在和存在,设出直线方程,代入椭圆方程,运用韦达定理和弦长公式,以及两直线垂直的条件和中点坐标公式,即可得到所求直线的方程.解答:解:(1)由题意可得,e==,且c+=3,解得c=1,a=,则b=1,即有椭圆方程为+y2=1;(2)当AB⊥x轴,AB=,CP=3,不合题意;当AB与x轴不垂直,设直线AB:y=k(x﹣1),A(x1,y1),B(x2,y2),将AB方程代入椭圆方程可得(1+2k2)x2﹣4k2x+2(k2﹣1)=0,则x1+x2=,x1x2=,则C(,),且|AB|=•=,若k=0,则AB的垂直平分线为y轴,与左准线平行,不合题意;则k≠0,故PC:y+=﹣(x﹣),P(﹣2,),从而|PC|=,由|PC|=2|AB|,可得=,解得k=±1,此时AB的方程为y=x﹣1或y=﹣x+1.点评:本题考查椭圆的方程和性质,主要考查椭圆的离心率和方程的运用,联立直线方程,运用韦达定理和弦长公式,同时考查两直线垂直和中点坐标公式的运用,属于中档题.19.(16分)(2015•江苏)已知函数f(x)=x3+ax2+b(a,b∈R).(1)试讨论f(x)的单调性;(2)若b=c﹣a(实数c是与a无关的常数),当函数f(x)有三个不同的零点时,a的取值范围恰好是(﹣∞,﹣3)∪(1,)∪(,+∞),求c的值.考点:利用导数研究函数的单调性;函数零点的判定定理.专题:综合题;导数的综合应用.分析:(1)求导数,分类讨论,利用导数的正负,即可得出f(x)的单调性;(2)由(1)知,函数f(x)的两个极值为f(0)=b,f(﹣)=+b,则函数f(x)有三个不同的零点等价于f(0)f(﹣)=b(+b)<0,进一步转化为a>0时,﹣a+c>0或a<0时,﹣a+c<0.设g(a)=﹣a+c,利用条件即可求c的值.解答:解:(1)∵f(x)=x3+ax2+b,∴f′(x)=3x2+2ax,令f′(x)=0,可得x=0或﹣.a=0时,f′(x)>0,∴f(x)在(﹣∞,+∞)上单调递增;a>0时,x∈(﹣∞,﹣)∪(0,+∞)时,f′(x)>0,x∈(﹣,0)时,f′(x)<0,∴函数f(x)在(﹣∞,﹣),(0,+∞)上单调递增,在(﹣,0)上单调递减;a<0时,x∈(﹣∞,0)∪(﹣,+∞)时,f′(x)>0,x∈(0,﹣)时,f′(x)<0,∴函数f(x)在(﹣∞,0),(﹣,+∞)上单调递增,在(0,﹣)上单调递减;(2)由(1)知,函数f(x)的两个极值为f(0)=b,f(﹣)=+b,则函数f(x)有三个不同的零点等价于f(0)f(﹣)=b(+b)<0,∵b=c﹣a,∴a>0时,﹣a+c>0或a<0时,﹣a+c<0.设g(a)=﹣a+c,∵函数f(x)有三个不同的零点时,a的取值范围恰好是(﹣∞,﹣3)∪(1,)∪(,+∞),∴在(﹣∞,﹣3)上,g(a)<0且在(1,)∪(,+∞)上g(a)>0均恒成立,∴g(﹣3)=c﹣1≤0,且g()=c﹣1≥0,∴c=1,此时f(x)=x3+ax2+1﹣a=(x+1)[x2+(a﹣1)x+1﹣a],∵函数有三个零点,∴x2+(a﹣1)x+1﹣a=0有两个异于﹣1的不等实根,∴△=(a﹣1)2﹣4(1﹣a)>0,且(﹣1)2﹣(a﹣1)+1﹣a≠0,解得a∈(﹣∞,﹣3)∪(1,)∪(,+∞),综上c=1.点评:本题考查导数知识的综合运用,考查函数的单调性,考查函数的零点,考查分类讨论的数学思想,难度大.20.(16分)(2015•江苏)设a1,a2,a3.a4是各项为正数且公差为d(d≠0)的等差数列.(1)证明:2,2,2,2依次构成等比数列;(2)是否存在a1,d,使得a1,a22,a33,a44依次构成等比数列?并说明理由;(3)是否存在a1,d及正整数n,k,使得a1n,a2n+k,a3n+2k,a4n+3k依次构成等比数列?并说明理由.考点:等比关系的确定;等比数列的性质.专题:等差数列与等比数列.分析:(1)根据等比数列和等差数列的定义即可证明;(2)利用反证法,假设存在a1,d使得a1,a22,a33,a44依次构成等比数列,推出矛盾,否定假设,得到结论;(3)利用反证法,假设存在a1,d及正整数n,k,使得a1n,a2n+k,a3n+2k,a4n+3k依次构成等比数列,得到a1n(a1+2d)n+2k=(a1+2d)2(n+k),且(a1+d)n+k(a1+3d)n+3k=(a1+2d)2(n+2k),利用等式以及对数的性质化简整理得到ln(1+3t)ln(1+2t)+3ln(1+2t)ln(1+t)=4ln(1+3t)ln(1+t),(**),多次构造函数,多次求导,利用零点存在定理,推出假设不成立.解答:解:(1)证明:∵==2d,(n=1,2,3,)是同一个常数,∴2,2,2,2依次构成等比数列;(2)令a1+d=a,则a1,a2,a3,a4分别为a﹣d,a,a+d,a+2d(a>d,a>﹣2d,d≠0)假设存在a1,d使得a1,a22,a33,a44依次构成等比数列,则a4=(a﹣d)(a+d)3,且(a+d)6=a2(a+2d)4,令t=,则1=(1﹣t)(1+t)3,且(1+t)6=(1+2t)4,(﹣<t<1,t≠0),化简得t3+2t2﹣2=0(*),且t2=t+1,将t2=t+1代入(*)式,t(t+1)+2(t+1)﹣2=t2+3t=t+1+3t=4t+1=0,则t=﹣,显然t=﹣不是上面方程的解,矛盾,所以假设不成立,因此不存在a1,d,使得a1,a22,a33,a44依次构成等比数列.(3)假设存在a1,d及正整数n,k,使得a1n,a2n+k,a3n+2k,a4n+3k依次构成等比数列,则a1n(a1+2d)n+2k=(a1+2d)2(n+k),且(a1+d)n+k(a1+3d)n+3k=(a1+2d)2(n+2k),分别在两个等式的两边同除以=a12(n+k),a12(n+2k),并令t=,(t>,t≠0),则(1+2t)n+2k=(1+t)2(n+k),且(1+t)n+k(1+3t)n+3k=(1+2t)2(n+2k),将上述两个等式取对数,得(n+2k)ln(1+2t)=2(n+k)ln(1+t),且(n+k)ln(1+t)+(n+3k)ln(1+3t)=2(n+2k)ln(1+2t),化简得,2k[ln(1+2t)﹣ln(1+t)]=n[2ln(1+t)﹣ln(1+2t)],且3k[ln(1+3t)﹣ln(1+t)]=n[3ln(1+t)﹣ln(1+3t)],再将这两式相除,化简得,ln(1+3t)ln(1+2t)+3ln(1+2t)ln(1+t)=4ln(1+3t)ln(1+t),(**)令g(t)=4ln(1+3t)ln(1+t)﹣ln(1+3t)ln(1+2t)+3ln(1+2t)ln(1+t),则g′(t)=[(1+3t)2ln(1+3t)﹣3(1+2t)2ln(1+2t)+3(1+t)2ln(1+t)],令φ(t)=(1+3t)2ln(1+3t)﹣3(1+2t)2ln(1+2t)+3(1+t)2ln(1+t),则φ′(t)=6[(1+3t)ln(1+3t)﹣2(1+2t)ln(1+2t)+3(1+t)ln(1+t)],令φ1(t)=φ′(t),则φ1′(t)=6[3ln(1+3t)﹣4ln(1+2t)+ln(1+t)],令φ2(t)=φ1′(t),则φ2′(t)=>0,由g(0)=φ(0)=φ1(0)=φ2(0)=0,φ2′(t)>0,知g(t),φ(t),φ1(t),φ2(t)在(﹣,0)和(0,+∞)上均单调,故g(t)只有唯一的零点t=0,即方程(**)只有唯一解t=0,故假设不成立,所以不存在a1,d及正整数n,k,使得a1n,a2n+k,a3n+2k,a4n+3k依次构成等比数列.点评:本题主要考查等差数列、等比数列的定义和性质,函数与方程等基础知识,考查代数推理、转化与化归及综合运用数学知识探究与解决问题的能力,属于难题.三、附加题(本大题包括选做题和必做题两部分)【选做题】本题包括21-24题,请选定其中两小题作答,若多做,则按作答的前两小题评分,解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤【选修4-1:几何证明选讲】21.(10分)(2015•江苏)如图,在△ABC中,AB=AC,△ABC的外接圆⊙O的弦AE交BC于点D.求证:△ABD∽△AEB.考点:相似三角形的判定.专题:推理和证明.分析:直接利用已知条件,推出两个三角形的三个角对应相等,即可证明三角形相似.解答:证明:∵AB=AC,∴∠ABD=∠C,又∵∠C=∠E,∴∠ABD=∠E,又∠BAE是公共角,可知:△ABD∽△AEB.点评:本题考查圆的基本性质与相似三角形等基础知识,考查逻辑推理能力.【选修4-2:矩阵与变换】22.(10分)(2015•江苏)已知x,y∈R,向量=是矩阵的属于特征值﹣2的一个特征向量,求矩阵A以及它的另一个特征值.考点:特征值与特征向量的计算.专题:矩阵和变换.分析:利用A=﹣2,可得A=,通过令矩阵A的特征多项式为0即得结论.解答:解:由已知,可得A=﹣2,即==,则,即,∴矩阵A=,从而矩阵A的特征多项式f(λ)=(λ+2)(λ﹣1),∴矩阵A的另一个特征值为1.点评:本题考查求矩阵及其特征值,注意解题方法的积累,属于中档题.【选修4-4:坐标系与参数方程】23.(2015•江苏)已知圆C的极坐标方程为ρ2+2ρsin(θ﹣)﹣4=0,求圆C的半径.考点:简单曲线的极坐标方程.专题:计算题;坐标系和参数方程.分析:先根据x=ρcosθ,y=ρsinθ,求出圆的直角坐标方程,求出半径.解答:解:圆的极坐标方程为ρ2+2ρsin(θ﹣)﹣4=0,可得ρ2﹣2ρcosθ+2ρsinθ﹣4=0,化为直角坐标方程为x2+y2﹣2x+2y﹣4=0,化为标准方程为(x﹣1)2+(y+1)2=6,圆的半径r=.点评:本题主要考查把极坐标方程化为直角坐标方程的方法,以及求点的极坐标的方法,关键是利用公式x=ρcosθ,y=ρsinθ,比较基础,[选修4-5:不等式选讲】24.(2015•江苏)解不等式x+|2x+3|≥2.考点:绝对值不等式的解法.专题:不等式.分析:思路1(公式法):利用|f(x)|≥g(x)⇔f(x)≥g(x),或f(x)≤﹣g(x);思路2(零点分段法):对x的值分“x≥”“x<”进行讨论求解.解答:解法1:x+|2x+3|≥2变形为|2x+3|≥2﹣x,得2x+3≥2﹣x,或2x+3≥﹣(2﹣x),即x≥,或x≤﹣5,即原不等式的解集为{x|x≥,或x≤﹣5}.解法2:令|2x+3|=0,得x=.①当x≥时,原不等式化为x+(2x+3)≥2,即x≥,所以x≥;②x<时,原不等式化为x﹣(2x+3)≥2,即x≤﹣5,所以x≤﹣5.综上,原不等式的解集为{x|x≥,或x≤﹣5}.点评:本题考查了含绝对值不等式的解法.本解答给出的两种方法是常见的方法,不管用哪种方法,其目的是去绝对值符号.若含有一个绝对值符号,利用公式法要快捷一些,其套路为:|f(x)|≥g(x)⇔f (x)≥g(x),或f(x)≤﹣g(x);|f(x)|≤g(x)⇔﹣g(x)≤f(x)≤g(x).可简记为:大于号取两边,小于号取中间.使用零点分段法时,应注意:同一类中取交集,类与类之间取并集.【必做题】每题10分,共计20分,解答时写出文字说明、证明过程或演算步骤25.(10分)(2015•江苏)如图,在四棱锥P﹣ABCD中,已知PA⊥平面ABCD,且四边形ABCD为直角梯形,∠ABC=∠BAD=,PA=AD=2,AB=BC=1.(1)求平面PAB与平面PCD所成二面角的余弦值;(2)点Q是线段BP上的动点,当直线CQ与DP所成的角最小时,求线段BQ的长.考点:二面角的平面角及求法;点、线、面间的距离计算.专题:空间位置关系与距离;空间角.分析:以A为坐标原点,以AB、AD、AP所在直线分别为x、y、z轴建系A﹣xyz.(1)所求值即为平面PAB的一个法向量与平面PCD的法向量的夹角的余弦值的绝对值,计算即可;(2)利用换元法可得cos2<,>≤,结合函数y=cosx在(0,)上的单调性,计算即得结论.解答:解:以A为坐标原点,以AB、AD、AP所在直线分别为x、y、z轴建系A﹣xyz如图,由题可知B(1,0,0),C(1,1,0),D(0,2,0),P(0,0,2).(1)∵AD⊥平面PAB,∴=(0,2,0),是平面PAB的一个法向量,∵=(1,1,﹣2),=(0,2,﹣2),设平面PCD的法向量为=(x,y,z),由,得,取y=1,得=(1,1,1),∴cos<,>==,∴平面PAB与平面PCD所成两面角的余弦值为;(2)∵=(﹣1,0,2),设=λ=(﹣λ,0,2λ)(0≤λ≤1),又=(0,﹣1,0),则=+=(﹣λ,﹣1,2λ),又=(0,﹣2,2),从而cos<,>==,设1+2λ=t,t∈[1,3],则cos2<,>==≤,当且仅当t=,即λ=时,|cos<,>|的最大值为,因为y=cosx在(0,)上是减函数,此时直线CQ与DP所成角取得最小值.又∵BP==,∴BQ=BP=.点评:本题考查求二面角的三角函数值,考查用空间向量解决问题的能力,注意解题方法的积累,属于中档题.26.(10分)(2015•江苏)已知集合X={1,2,3},Y n={1,2,3,…,n)(n∈N*),设S n={(a,b)|a整除b或整除a,a∈X,B∈Y n},令f(n)表示集合S n所含元素的个数.(1)写出f(6)的值;(2)当n≥6时,写出f(n)的表达式,并用数学归纳法证明.。