普通高等学校招生全国统一考试数学(四川卷)解析之欧阳物创编

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2010年普通高等学校招生全国统一考试(四川
卷)
数学(理工农医类)解析
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。

第Ⅰ卷1至2页,第Ⅱ卷3至10
页.满分150分。

考试时间120分钟。

考试结束后,将本
试卷和答题卡一并交回.
第Ⅰ卷
注意事项:
1.答第1卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号、考试科目涂写在答题卡上.
2.每小题选出答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑.如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号.不能答在试卷上.
3。

本试卷共12小题,每小题5分,共60分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。

参考公式:
如果事件A 、B 互斥,那么球的表面积公式
P (A +B ) =P (A )+P (B ) 24s R π=
如果事件A 、B 相互独立,那么其中R 表示球的半径
P (A ·B )=P (A )·P (B ) 球的体积公式
如果事件A 在一次试验中发生的概率是p ,那么
24
3
v R π=
在n 次独立重复试验中事件A 恰好发生k 次的概率其中R 表示球的半径
一、选择题:
(1)i 是虚数单位,计算i +i 2+i 3=
(A )-1 (B )1 (C )i - (D )i 解析:由复数性质知:i 2=-1 故i +i 2+i 3=i +(-1)+(-i )=-1 答案:A
(2)下列四个图像所表示的函数,在点0x =处连续的是
(A ) (B ) (C ) (D )
解析:由图象及函数连续的性质知,D正确.
答案:D
(3)2log510+log50.25=
(A)0 (B)1 (C) 2 (D)4解析:2log510+log50.25
=log5100+log50.25
=log525
=2
答案:C
(4)函数f(x)=x2+mx+1的图像关于直线x=1对称的充要条件是
(A)2
m=
m=-(D)1
m=(C)1
m=-(B)2
m
解析:函数f(x)=x2+mx+1的对称轴为x=-
2
m=1m=-2
于是-
2
答案:A
(5)设点M是线段BC的中点,点A在直线BC外,
2
∣∣=
=∣+∣=∣-∣,则AM
16,
BC AB AC AB AC
(A)8 (B)4 (C) 2 (D)1解析:由2BC =16,得|BC|=4
∣+∣=∣-∣=||=4
AB AC AB AC BC
而AB AC AM
∣+∣=2∣∣
故AM
∣∣=2
答案:C
π个单(6)将函数sin
=的图像上所有的点向右平行移动
y x
10
位长度,再把所得各点的横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变),所得图像的函数解析式是(A )sin(2)10
y x π
=-
(B )sin(2)5
y x π=-
(C )1sin()2
10
y x π=- (D )1sin()2
20
y x π
=-
解析:将函数sin y x =的图像上所有的点向右平行移动10
π个单位长度,所得函数图象的解析式为y =sin (x -10
π)
再把所得各点的横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变),所得图像的函数解析式是1sin()2
10
y x π=-.
答案:C
(7)某加工厂用某原料由甲车间加工出A 产品,由乙车间加工出B 产品.甲车间加工一箱原料需耗费工时10小时可加工出7千克A 产品,每千克A
产品获利40元,乙车间加工一箱原料需耗费工时6小时可加工出4千克B 产品,每千克B 产品获利50元.甲、乙两车间每天共能完成至多70箱原料的加工,每天甲、乙两车间耗费工时总和不得超过480小时,甲、乙两车间每天总获利最大的生产计划为
(A )甲车间加工原料10箱,乙车间加工原料60箱 (B )甲车间加工原料15箱,乙车间加工原料55箱 (C )甲车间加工原料18箱,乙车间加工原料50箱 (D )甲车间加工原料40箱,乙车间加工原料30箱 解析:设甲车间加工原料x 箱,乙车间加工原料y 箱
则70106480,x y x y x y N +≤⎧⎪+≤⎨⎪∈⎩
目标函数z =280x +300y
结合图象可得:当x =15,y =55时z 最大 本题也可以将答案逐项代入检验. 答案:B
(8)已知数列{}n a 的首项10a ≠,其前n 项的和为n S ,且
112n n S S a +=+,则lim
n
n n
a S →∞=
(A )0 (B )12
(C ) 1 (D )2 解析:由112n n S S a +=+,且2112n n S S a ++=+
作差得a n +2=2a n +1
又S 2=2S 1+a 1,即a 2+a 1=2a 1+a 1a 2=2a 故{a n }是公比为2的等比数列
S n =a 1+2a 1+22a 1+……+2n -1a 1=(2n -1)a 1
则111
21
lim lim (21)2n n n n n n a a S a -→∞→∞==-
答案:B
(9)椭圆22
221()x y a b a b
+=>>0的右焦点F
,其右准线与x 轴的交
点为A ,在椭圆上存在点P 满足线段AP 的垂直平分线过点
F
,则椭圆离心率的取值范围是
(A )20,⎛ ⎝

(B )10,2⎛⎤
⎥⎝⎦
(C ) )
21,1⎡-⎣ (D )1,12⎡⎫
⎪⎢⎣⎭
解析:由题意,椭圆上存在点P ,使得线段AP 的垂直平分线过点F ,
即F 点到P 点与A
点的距离相等而|FA |=22
a b c c c
-=
|PF |∈[a -c ,a +c ]
B
C
D A
N M O
α于是
2
b c
∈[a -c ,a +c ]
即ac -c 2≤b 2≤ac +c 2
∴222
222
ac c a c a c ac c ⎧-≤-⎪⎨-≤+⎪⎩ 1112c a
c c a
a ⎧≤⎪⎪⎨
⎪≤-≥⎪⎩或 又e ∈(0,1)
故e ∈1,12⎡⎫⎪⎢⎣⎭
答案:D
(10)由1、2、3、4、5、6组成没有重复数字且1、3都不与5相邻的六位偶数的个数是
(A )72 (B )96 (C ) 108 (D )144 解析:先选一个偶数字排个位,有3种选法
①若5在十位或十万位,则1、3有三个位置可排,32232A A =24个
②若5排在百位、千位或万位,则1、3只有两个位置可排,共32222A A =12个
算上个位偶数字的排法,共计3(24+12)=108个 答案:C
(11)半径为R 的球O 的直径AB 垂直于平面α,垂足为B ,
BCD 是平面α内边长为R 的正三角形,线段AC 、AD 分别 与球面交于点M ,N ,那么M 、N 两点间的球面距离是 (A )17arccos 25
R (B )18arccos 25
R
(C )13R π (D )4
15
R π
解析:由已知,AB =2R ,BC =R ,故tan ∠BAC =12
cos ∠BAC =2
55
连结OM ,则△OAM 为等腰三角形
AM =2AOcos ∠BAC =45
R ,同理AN =
45
R ,且
MN ∥CD
而AC =
5R ,CD =R
故MN :CD =AN :AC
MN =45
R ,
连结OM 、ON ,有OM =ON =R 于是
cos ∠MON =22217
225
OM ON MN OM ON +-=
所以M 、N 两点间的球面距离是17arccos 25
R 答案:A
(12)设0a b c >>>,则2211
21025()
a ac c a
b a a b +
+-+-的最小值是(A )2 (B )4 (C ) 25(D )5 解析:221121025()
a ac c a
b a a b +
+-+- =2211(5)()
a c a a
b ab ab a a b -+-+++-
=211(5)()()
a c a
b a a b ab a a b -+++-+-
≥0+2+2=4
当且仅当a -5c =0,ab =1,a (a -b )=1时等号成立 如取a 2b 2
,c 2满足条件.
答案:B
第Ⅱ卷
α•
A
B
•β
二、填空题:本大题共
4小题,每小题4分,共16分.
把答
案填在题中横线上.
(13)6(2
的展开式中的第四项是.
解析:T 4=3336160
2(C x
=-
答案:-160x
(14)直线250x y -+=与圆228x y +=相交于A 、B 两点,则
AB ∣
∣=.
解析:方法一、圆心为(0,0),半径为圆心到直线
250
x y -+=
的距离为
d =
=

|AB |2
22(
)+=2
得|AB |=23
答案:2
3
(15)如图,二面角
l αβ
--的大小是60°,线段
AB α⊂.B l ∈, AB 与l 所成的角为
30°.则AB 与平面β所成的角的正弦值是.
解析:过点A 作平面β的垂线,垂足为C ,在β内过C 作
l 的垂线.垂足为D
连结AD ,有三垂线定理可知AD ⊥l , 故∠ADC 为二面角l αβ--的平面角,为60° 又由已知,∠ABD =30°
连结CB ,则∠ABC 为AB 与平面β所成的角
设AD =2,则AC CD =1
AB =
sin 30AD
=4
α

A
B
•β
C D
∴sin ∠ABC =3AC AB =
答案:
3 (16)设S 为复数集C 的非空子集.若对任意x,y S ∈,都有
x y,x y,xy S +-∈,则称
S 为封闭集。

下列命题:
①集合S ={a +bi |(a,b 为整数,i 为虚数单位)}为封闭集; ②若S 为封闭集,则一定有0S ∈; ③封闭集一定是无限集;
④若S 为封闭集,则满足S T C ⊆⊆的任意集合T 也是封闭集.其中真命题是 (写出所有真命题的序号) 解析:直接验证可知①正确.
当S 为封闭集时,因为x -y ∈S ,取x =y ,得0∈S ,②正确
对于集合S ={0},显然满足素有条件,但S 是有限集,③错误
取S ={0},T ={0,1},满足S T C ⊆⊆,但由于0-1=-1T ,故T 不是封闭集,④错误 答案:①②
三、解答题:本大题共
6小题,共74分。

解答应写出文字
说明,证明过程或演算步骤。

(17)(本小题满分12分)某种有奖销售的饮料,瓶盖内印有“奖励一瓶”或“谢谢购买”字样,购买一瓶若其瓶盖内印有“奖励一瓶”字样即为中奖,中奖概率为16.甲、乙、丙三位同学每人购买了一瓶该饮料。

(Ⅰ)求甲中奖且乙、丙都没有中奖的概率;
(Ⅱ)求中奖人数ξ的分布列及数学期望E ξ.
本小题考查相互独立事件、随机变量的分布列、数学期望等概念及相关计算,考查运用所学知识与方法解决实际问题的能力。

解:(1)设甲、乙、丙中奖的事件分别为A 、B 、C ,那么
P (A )=P (B )=P (C )=16
P (A B C )=P (A )P (B )P (C )=1525
2()66216
=
答:甲中奖且乙、丙都没有中奖的概率为
25
216
……………………………………6分
(2)ξ的可能值为0,1,2,3
P (ξ=k )=3315()()6
6
k k k C -(k =0,1,2,3)
所以
中奖
人数
ξ的分
布列

ξ
1
2
3
P
125
216
2572
572
1216
E
ξ
=0×
125216
+1×
2572
+2×
572
+3×
1216
=12
………………………………………………12分
(18)(本小题满分12分)已知正方体ABCD -A 'B 'C 'D '的棱长为1,点M 是棱AA '的中点,点O 是对角线BD '的中点.
(Ⅰ)求证:OM 为异面直线AA '和BD '的公垂线; (Ⅱ)求二面角M -BC '-B '的大小; (Ⅲ)求三棱锥M -OBC 的体积.本小题主要考查异面直线、直线与平面垂直、二面角、正方体、三棱锥体积等基础知
识,并考查空间想象能力和逻辑推理能力,考查应用向量
•D '
A
B
C
D M O
A '
B '
C '•
知识解决数学问题的能力。

解法一:(1)连结AC ,取AC 中点K ,则K 为BD 的中点,连结OK
因为M 是棱AA ’的中点,点O 是BD ’的中点 所以AM 1//'//2
DD OK
所以MO //AK 由AA ’⊥AK ,得MO ⊥AA ’
因为AK ⊥BD ,AK ⊥BB ’,所以AK ⊥平面BDD ’B ’ 所以AK ⊥BD ’ 所以MO ⊥BD ’
又因为OM 是异面直线AA ’和BD ’都相交故OM 为异面直线AA '和BD '的公垂线
(2)取BB ’中点N ,连结MN ,则MN ⊥平面
BCC ’B ’
过点N 作NH ⊥BC ’于H ,连结MH 则由三垂线定理得BC ’⊥MH
从而,∠MHN 为二面角M -BC ’-B ’的平面角
MN =1,NH =Bnsin 45°=1
22
2=
在Rt △MNH
中,tan ∠MHN =22
2
MN NH ==故二面角M -
BC ’-B ’的大小为arctan 22
(3)易知,S △OBC =S △OA ’D ’,且△OBC 和△OA ’D ’都在平面BCD ’A ’内
点O 到平面MA ’D ’距离h =12
V M -OBC =V M -OA ’D ’=V O -MA ’D ’=13S △MA ’D ’h =124
解法二:
以点D 为坐标原点,建立如图所示空间直角坐标系D -xyz 则
A (1,0,0),
B (1,1,0),
C (0,1,0),A ’(1,0,
1),C ’(0,1,1),D ’(0,0,1)
(1)因为点M 是棱AA ’的中点,点
O 是BD ’的中点
所以M (1,0,12
),O (12,12,12
)
11
(,,0)22
OM =-,'AA =(0,0,1),'BD =(-1,-1,1)
'
OM AA =0,11
'22
OM BD =-++0=0所以
OM ⊥AA ’,OM ⊥BD ’
又因为OM 与异面直线AA ’和BD ’都相交 故
OM 为异面直线AA '和BD '的公垂
线.………………………………4分
(2)设平面BMC '的一个法向量为1n =(x ,y ,z )
BM =(0,-1,
12
),'BC =(-1,0,1)
1
10'0n BM n BC ⎧=⎪⎨
=⎪⎩ 即1020
y z x z ⎧-+=⎪⎨⎪-+=⎩ 取z =2,则x =2,y =1,从而1n =(2,1,2)取平面BC 'B '的一个法向量为2n =(0,1,0)
cos 1212121
,3
||||91n n n n n n <>=
==
由图可知,二面角M -BC '-B '的平面角为锐角




M -BC '-B '的大小为
arccos 13
………………………………………………9分
(3)易知,S △OBC =14
S △BCD 'A '=121
24
4
=
设平面OBC 的一个法向量为3n =(x 1,y 1,z 1)'BD =(-1,-1,1),BC =(-1,0,0)
31'0
n BD n BC ⎧=⎪⎨=⎪⎩ 即111100x y z x --+=⎧⎨
-=⎩ 取z 1=1,得y 1=1,从而3n =(0,1,1) 点M 到平面OBC 的距离d =
31
||2
24||2
BM n ==
V M -OBC =
11221
334424
OBC S d ∆==
…………………………………………12分
(19)(本小题满分12分)
(Ⅰ)○1证明两角和的余弦公式
C :cos()cos cos sin sin αβαβαβαβ++=-;
○2由
C αβ
+推导两角和的正弦公式
S :sin()sin cos cos sin αβαβαβαβ++=+.
(Ⅱ)已知△ABC 的面积1,32
S AB AC =•=,且35cos B =,求
cosC .
本小题主要考察两角和的正、余弦公式、诱导公式、同角三角函数间的关系等基础知识及运算能力。

解:(1)①如图,在执教坐标系xOy 内做单位圆O ,并作出角α、β与-β,使角α的始边为Ox ,交⊙O 于点P 1,终边交⊙O 于
P 2;角β的始边为OP 2,终边交⊙O 于P 3;角-β的始边为OP 1,终边交⊙O 于P 4.
则P 1(1,0),P 2(cos α,sin α)
P 3(cos (α+β),sin (α+β)),P 4(cos (-β),sin (-β))由P 1P 3=
P 2P 4及两点间的距离公式,得
[cos (α+β)-1]2+sin 2(α+β)=[cos (-β)-cos α]2+[sin (-
β)-sin α]2
展开并整理得:2-2cos (α+β)=2-2(cos αcos β-
sin αsin β)
∴cos (α+β)=cos αcos β-sin αsin β.……………………4分 ②由①易得cos (2
π-α)=sin α,sin (2
π-α)=cos α
sin (α+β)=cos [2
π-(α+β)]=cos [(2
π-α)+(-β)]
=cos (2
π-α)cos (-β)-sin (2
π-α)sin (-β)
=sin αcos β+cos αsin β……………………………………6分 (2)由题意,设△ABC 的角B 、C 的对边分别为b 、c 则S =12
bcsinA =12
AB AC •=bccosA =3>0
∴A ∈(0,2
π),cosA =3sinA
又sin 2A +cos 2A =1,∴sinA =10,cosA =10
由题意,cosB =35
,得sinB =45
∴cos (A +B )=cosAcosB -sinAsinB 故cosC =cos [π
-(A +B )]=-cos (A +B )12分
(20)(本小题满分12分)
已知定点A (-1,0),F (2,0),定直线l :x =12,不在x 轴上的动点P 与点F 的距离是它到直线l 的距离的2倍.设点
P 的轨迹为E ,过点F 的直线交E 于B 、C 两点,直线AB 、AC 分别交l 于点M 、N
(Ⅰ)求E 的方程;
(Ⅱ)试判断以线段MN 为直径的圆是否过点F ,并说明理由.本小题主要考察直线、轨迹方程、双曲线等基础知识,考察平面机袭击和的思想方法及推理运算能力. 解:(1)设P (x ,y )
,则1
2||2
x =-

简得
x 2

23
y =1(y ≠0)………………………………………………………………4分
(2)①当直线BC 与x 轴不垂直时,设BC 的方程为y =k (x -2)(k ≠0) 与双曲线x 2
-2
3
y =1联立消去y 得(3-k )2x 2+4k 2x -(4k 2+
3)=0
由题意知3-k 2≠0且△>0 设B (x 1,y 1),C (x 2,y 2),
则21222
12243433k x x k k x x k ⎧+=⎪⎪-⎨+⎪=⎪-⎩
y 1y 2=k 2(x 1-2)(x 2-2)=k 2[x 1x 2-2(x 1+x 2)+4]
=k 2(
2
22243
833
k k k k +---+4)
=2
293
k k --因为x 1、x 2≠-1
所以直线AB 的方程为y =1
11
y x +(x +1) 因此M 点的坐标为(1
131,
22(1)
y x +)
1133
(,)22(1)
y FM x =-+,同理
可得
2233
(,)
22(1)
y FN x =-+因此
2121293
()22(1)(1)
y y FM FN x x =-+++

2
2
22
22
81
43
434
9
4(1)
33
k
k
k k
k k
-
-
+
+
++
--
=0
②当直线BC与x轴垂直时,起方程为x=2,则B(2,3),C(2,-3)
AB的方程为y=x+1,因此M点的坐标为(13,
22),33
(,)
22
FM=-
同理可得33
(,)
22
FN=--
因此2333
()()
222
FM FN=-+⨯-=0综上FM FN=0,即FM⊥FN 故以线段MN为直径的圆经过点F………………………………………………12分
(21)(本小题满分12分)
已知数列{a n}满足a1=0,a2=2,且对任意m、n∈N*都有a2m-1+a2n-1=2a m+n-1+2(m-n)2
(Ⅰ)求a3,a5;
(Ⅱ)设b n=a2n+1-a2n-1(n∈N*),证明:{b n}是等差数列;
(Ⅲ)设c n=(a n+1-a n)q n-1(q≠0,n∈N*),求数列{c n}的前n项和S n.
本小题主要考查数列的基础知识和化归、分类整合等数学思想,以及推理论证、分析与解决问题的能力.
解:(1)由题意,零m=2,n-1,可得a3=2a2-a1+2=6再令m=3,n=1,可得a5=2a3-a1+8=20………………………………2分
(2)当n∈N*时,由已知(以n+2代替m)可得
a 2n +3+a 2n -1=2a 2n +1+8
于是[a 2(n +1)+1-a 2(n +1)-1]-(a 2n +1-a 2n -1)=8 即 b n +1-b n =8 所

{b n }




8




列………………………………………………5分
(3)由(1)(2)解答可知{b n }是首项为b 1=a 3-a 1=6,公差为8的等差数列
则b n =8n -2,即a 2n +=1-a 2n -1=8n -2 另由已知(令m =1)可得
a n =2112
n a a ++-(n -1)2.
那么a n +1-a n =21212
n n a a +-+-2n +1
=822
n --2n +1
=2n
于是c n =2nq n -1.
当q =1时,S n =2+4+6+……+2n =n (n +1) 当q ≠1时,S n =2·q 0+4·q 1+6·q 2+……+2n ·q n -1. 两边同乘以q ,可得
qS n =2·q 1+4·q 2+6·q 3+……+2n ·q n .
上述两式相减得 (1-q )S n =2(1+q +q 2+……+q n -1)
-2nq n
=2·11n
q q
---2nq n
=2·1
1(1)1n n n q nq q
+-++-
所以S n =2·12
(1)1
(1)
n n nq n q q +-++-
综上所述,S n =12(1)(1)
(1)1
2(1)(1)n n n n q nq n q q q ++=⎧⎪-++⎨≠⎪-⎩
…………………………12分
(22)(本小题满分14分) 设
11x
x
a f (x )a +=
-(0a >且1a ≠),g (x )是f (x )的反函数.
(Ⅰ)设关于x 的方程求2
17a
t
log g(x )(x )(x )
=--在区间[2,6]上
有实数解,求t 的取值范围;
(Ⅱ)当a =e (e 为自然对数的底数)时,证明:
2
2
n
k g(k )=>∑; (Ⅲ)当0<a ≤12时,试比较1n
k f (k )n =∣-∣∑与4的大小,并说明
理由.
本小题考产函数、反函数、方程、不等式、导数及其应用等基础知识,考察化归、分类整合等数学思想方法,以及推理论证、分析与解决问题的能力. 解:(1)由题意,得a x =11
y y -+>0
故g (x )=1log 1
a x x -+,x ∈(-∞,-1)∪(1,+∞)
由21
log log (1)(7)1
a
a
t x x x x -=--+得t =(x -1)2(7-x ),x ∈[2,6]
则t '=-3x 2+18x -15=-3(x -1)(x -5) 列表如下:
x
2 (2,5) 5 (5,6) 6 t ' + 0 - t
5

极大值32

25
所以t 最小值=5,t 最大值=32 所

t 的取值范围为
[5,32]……………………………………………………5分
(2)21231
()ln ln ln ln
3
4
51
n
k n g k n =-=+++
++∑ =ln (1231345
1
n n -⨯⨯⨯
⨯+) =-ln (1)2
n n +
令u (z )=-lnz 2
-2
1z z
-=-2lnz +z -1z ,z >0

u '(z )=-2211z z ++=(1-1z
)2
≥0
所以u (z )在(0,+∞)上是增函数
又因为1>0,所以u
>u (1)=0
即ln (1)12
(1)
n n n n +-
+>0

2
2
()n
k g k =>∑9

(3)设a =
1
1p
+,则p ≥1,1<f (1)=1211a a
p
+=+-≤3
当n =1时,|f (1)-1|=2p
≤2<4
当n ≥2时
设k ≥2,k ∈N *
时,则f (k )=
(1)12
1(1)1(1)1
k k k p p p ++=+
+-+-=1+
1222
k k
k k k C p C p C p ++
+ 所以1<f (k )≤1+
12
2444
11(1)1
k k C C k k k k =+=+-+++ 从而n -1<2
()n k f k =∑≤n -1+44
2
1n -
+=n +1-41
n +<n +1 所以n <1
()n k f k =∑<f (1)+n +1≤n +4
综上所述,总有|()n f k ∑-n |<4。

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