2011年高考四川卷理科数学(WORD版)及答案解析精校版

2011年普通高等学校招生全国统一考试(四川卷)
数 学(理工类)
一．选择题：本大题共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．
1．有一个容量为66的样本，数据的分组及各组的频数如下：
[11．5，15．5) 2 [15．5,19．5) 4 [19．5，23．5) 9 [23．5,27．5) 18 [27．5，31．5) 1l [31．5，35．5) 12 [35．5．39．5) 7 [39．5,43．5) 3 根据样本的频率分布估计，数据落在[31．5，43．5)的概率约是 (A)
16 (B )13 (C)12 （D ）23
2．复数1
i i
-+=
(A )2i - （B ）
1
2
i （C ）0 （D ）2i 3．1l ，2l ，3l 是空间三条不同的直线，则下列命题正确的是
(A)12l l ⊥，23l l ⊥1l ⇒∥3l （B ）12l l ⊥，2l ∥3l ⇒13l l ⊥ (C) 1l ∥2l ∥3l ⇒ 1l ，2l ，3l 共面 （D ）1l ，2l ，3l 共点⇒1l ，2l ，3l 共面 4．如图，正六边形ABCDEF 中，BA CD EF ++= (A)0 (B)BE (C)AD (D )CF
5．5函数，()f x 在点0x x =处有定义是()f x 在点0x x =处连续的 (A)充分而不必要的条件 (B )必要而不充分的条件 (C)充要条件 (D)既不充分也不必要的条件
6．在∆ABC 中．2
2
2
sin sin sin sin sin A B C B C ≤+-．则A 的取值范围是 (A)(0，
6π] (B)[ 6π，π) (C )(0，3π] (D) [ 3
π
，π) 7．已知()f x 是R 上的奇函数，且当0x >时，1
()()12
x
f x =+，则()f x 的反函数的图像大致是
8．数列{}n a 的首项为3，{}n b 为等差数列且1(*)n n n b a a n N +=-∈ ．
若则32b =-，1012b =，则8a =（A ）0 （B ）3 （C ）8 （D ）11
9．某运输公司有12名驾驶员和19名工人，有8辆载重量为10吨的甲型卡车和7辆载重量为6吨的乙型卡车．某天需运往A 地至少72吨的货物，派用的每辆车虚满载且只运送一次．拍用的每吨甲型卡车虚配2名工人，运送一次可得利润450元；派用的每辆乙型卡车虚配1名工人，运送一次可得利润350元．该公司合理计划党团派用两类卡车的车辆数，可得最大利润
（A ）4650元 （B ）4700元 （C ）4900元 （D ）5000元
10．在抛物线2
5(0)y x ax a =+-≠上取横坐标为14x =-，2
2x =的两点，过这两点引一条割线，有平行于该割线的一条
直线同时与抛物线和圆22
5536x y +=相切，则抛物线顶点的坐标为
（A ）(2,9)-- （B ）(0,5)- （C ）(2,9)- （D ）(1,6)-
11．已知定义在[)0,+∞上的函数()f x 满足()3(2)f x f x =+，当[)0,2x ∈时，2
()2f x x x =-+．设()f x 在[)
22,2n n -上的最大值为(*)n a n N ∈，且{}n a 的前n 项和为n S ，则lim n n S →∞
=
（A ）3 （B ）
52 （C ）2 （D ）32
12．在集合{}1,2,3,4,5中任取一个偶数a 和一个奇数b 构成以原点为起点的向量(,)a b α=．从所有得到的以原点为起点的向量中任取两个向量为邻边作平行四边形．记所有作成的平行四边形的个数为n ，其中面积不超过．．．4的平行四边形的个数为
m ，则
m
n = （A ）415 （B ）13 （C ）25 （D ）
23 二．填空题：本大题共4小题，每小题4分，共16分．
13．计算121
(lg lg 25)100=4
--÷ ．
14．双曲线
22
x y =1P 46436
-上一点到双曲线右焦点的距离是，那么点P 到左准线的距离是 ．
15．如图，半径为R 的球O 中有一内接圆柱．当圆柱的侧面积最大是，求的表面积与改圆柱的侧面积之差是 ． 16．函数()f x 的定义域为A ，若12,x x A ∈且12()()f x f x =时总有
12
x x =，
则称函数
()f x 为单函数．例如，函数()21f x x =+（x R ∈）是单函数．下列命题：
①函数2
()f x x =（x R ∈）是单函数；
②若()f x 为单函数，12,x x A ∈且12
x x ≠，
则12()()f x f x ≠；
③若f ：A B →为单函数，则对于任意b B ∈，它至多有一个原象；
④函数()f x 在某区间上具有单调性，则()f x 一定是单函数． 其中的真命题是 ．（写出所有真命题的编号） 答案：B
解：从31.5到43.5共有22，所以221663
P ==． 答案：A
解：12i i i i i
-+=--=-
答案：B
解：A 答案还有异面或者相交，C 、D 不一定 答案D
解：BA CD EF BA AF EF BF EF CE EF CF ++=++=+=+= 答案：B
解：连续必定有定义，有定义不一定连续． 答案：C
解：由题意正弦定理2222
2
2
2
2
2
11cos 023
b c a a b c bc b c a bc A A bc π
+-≤+-⇒+-≥⇒
≥⇒≥⇒<≤ 答案：A
解：由反函数的性质原函数的值域为反函数的定义域，原函数的定义域为反函数的值域． 当10,0()1,122
x
x y ><<⇒<<，故选A 答案：B
解：由已知知128,28,n n n b n a a n +=--=-由叠加法
21328781()()()642024603a a a a a a a a -+-+
+-=-+-+-++++=⇒==
答案：C
解：由题意设派甲，乙,x y 辆，则利润450350z x y =+，得约束条件08071210672
219
x y x y x y x y ≤≤⎧⎪≤≤⎪⎪
+≤⎨⎪+≥⎪+≤⎪⎩画出可行域在12219x y x y +≤⎧⎨+≤⎩的点75x y =⎧⎨
=⎩代入目标函数4900z =．
答案：A
解：由已知的割线的坐标
(4,114),(2,21),2a a k a
---=-,设直线方程为
(2)y a x b
=-+，则
2
2
3651(2)b a =
+-又
25
64(2,9)(2)y x ax b a y a x b
⎧=+-⇒=-⇒=⇒--⎨
=-+⎩ 答案：D
解：由题意1
(2)()3
f x f x +=
,在[22,2]n n -上，
2
11
1()11
1331,()1,2,(),3,()()()lim 133
3213
n
n n n n
n f x n f x n f x a S S --=======⇒=⇒=- 答案：D
基本事件：2
6(2,1),(2,3),(2,5),(4,1),(4,5),(4,3),3515n C ==⨯=由
其中面积为1的平行四边形的个数(2,3)(4,5);(2,1)(4,3);(2,1)(4,1) 其中面积为2的平行四边形的个数为(2,3)(2,5);(2,1)(2,3) 其中面积为3的平行四边形的个数(2,3)(4,3);(2,1)(4,5)
其中面积为4的平行四边形的个数(2,1)(2,5);(4,1)(4,3);(4,3)(4,5) 其中面积为5的平行四边形的个数(2,3),(4,1);(2,5)(4,5)； 其中面积为7的平行四边形的个数(2,5),(4,3)
其中面积为8的平行四边形的个数(4,1)(4,5) 其中面积为9的平行四边形的个数(2,5),(4,1) 答案：20-
解：12111
(lg lg 25)100lg
204
10010
--
÷=÷=- 答案：16
解：8,6,10a b c ===，点P 显然在双曲线右支上，点P 到左焦点的距离为20，所以205
164
c d d a
==⇒= 答案：2
2R π
解：max 24S r S π=⋅=⇒侧侧时，22
2
2
2
22
R r R r r r R =-⇒=⇒=，则222
422R R R πππ-=
答案：②③ 解 ：①错，12x x =±;④错
()f x 在某区间上具有单调性，不一定在整个定义域上单调．故②③正确．
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．（本小题共12分）
已知函数
73
()sin()cos(),
44
f x x x x R
ππ
=++-∈
(Ⅰ)求()
f x的最小正周期和最小值；
（Ⅱ）已知
44
cos(),cos(),(0)
552
a
π
ββααβ
-=+=-<<≤，求证：2
[()]20
fβ-=
18．（本小题共12分）
本着健康、低碳的生活理念，租自行车骑游的人越来越多．某自行车租车点的收费标准是每车每次租不超过两小时免费，超过两小时的收费标准为2元（不足1小时的部分按1小时计算）．有人独立来该租车点则
车骑游．各租一车一次．设甲、乙不超过两小时还车的概率分别为11
,
42
；两小时以上且不超过三小时还车的
概率分别为11
,
24
；两人租车时间都不会超过四小时．
（Ⅰ）求出甲、乙所付租车费用相同的概率；
（Ⅱ）求甲、乙两人所付的租车费用之和为随机变量ξ，求ξ的分布列与数学期望Eξ；
如图，在直三棱柱AB-A1B1C1中．∠ BAC=90°，AB=AC=AA1=1．D是棱CC1上的一P是AD的延长线与A1C1的延长线的交点，且PB1∥平面BDA．
(I)求证：CD=C1D；
(II)求二面角A-A1D-B的平面角的余弦值；
(Ⅲ)求点C到平面B1DP的距离．
设d 为非零实数，12211*1(2(1)]()n n n n
n n n n n a C d C d n C d nC d n N n
--=
+++-+∈
(1)写出123,,a a a 并判断{}n a 是否为等比数列．若是，给出证明；若不是，说明理由；
(II)设*
()n n b nda n N =∈，求数列{}n b 的前n 项和n S ．
本小题考查等比数列和组合数的基础知识以及基本的运算能力,分析问题、解决问题的能力和化归与转化等数学思想．21．(本小题共l2分)
椭圆有两顶点A(-1，0)、B(1，0)，过其焦点F(0，1)的直线l与椭圆交于C、D两点，并与x轴交于点P．直线AC与直线BD交于点Q．
(I)当|CD | =3
2
2
时，求直线l的方程；
(II)当点P异于A、B两点时，求证：OP OQ
为定值．
本小题主要考查直线、椭圆的标准方程及基本性质等基础知识，考查平面解几何的思想方法及推理运算能力． 22．(本小题共l4分)
已知函数21
(),()32
f x x h x x =
+= (I)设函数()()()F x f x h x =-，求()F x 的单调区间与极值； (Ⅱ)设a R ∈，解关于x 的方程42233
log [
(1)]log ()log (4)24f x h a x x --=--- (Ⅲ)试比较100
1
(100)(100)()k f h h k =-∑与1
6的大小．
本小题考查三角函数的性质，同角三角函数的关系，两角和的正、余弦公式、诱导公式等基础知识及基本运算能力 ，函数与方程、化归与转化等数学思想． 解：(Ⅰ) 7733()sin cos
cos sin cos cos sin sin
4444
f x x x x x ππππ
=+++ 222sin()4x x x π
==-
max 2,()2T f x π∴==
（Ⅱ）因为4cos()cos cos sin sin (1)5
βααβαβ-=+=
4cos()cos cos sin sin (2)5
βααβαβ+=-=-
又
0cos 02
2
π
π
αβββ<<≤
⇒=⇒=
cos cos 0αβ=
2()2(())20f f ββ∴=⇒-=
本小题主要考查相互独立事件、随机变量的分布列、数学期望等到概念及相关计算，考查运用所学知识与方法解决实际问题的能力．
解：（Ⅰ）所付费用相同即为0,2,4元．设付0元为1111428P =⋅=，付2元为2111248P =⋅=，付4元为3111
4416
P =⋅= 则所付费用相同的概率为1235
16
P P P P =++=
(Ⅱ)设甲，乙两个所付的费用之和为ξ，ξ可为0,2,4,6,8
1(0)8
11115(2)442216
1111115(4)4424241611113(6)442416111(8)4416
P P P P P ξξξξξ
====⋅+⋅=
==⋅+⋅+⋅===⋅+⋅=
==⋅=
故ξ的分布列为
ξ 0 2 4
6
8
P
18 516 516
316
116
84822
E ξ=+++=
本小题主要考查直三棱柱的性质、线面关系、二面角等基本知识，并考查空间想象能力和逻辑推理能力，考查应用向量知识解决
数学问题的能力．
解：：（I ）连接1B A 交1BA 于O ,1//B P 1面BDA ,111,,B P AB P AB P D OD ⊂=1面面面BA
1//B P OD ∴,又O 为1B A 的中点，D ∴为AP 中点，
1C ∴1为A P ,1ACD PC D ∴∆≅∆1C D CD ∴=,D 为1CC 的中点．
（II ）由题意11,AB AC AB AA AB C C ⊥⊥⇒⊥1面AA ,过B 作AH AD ⊥,
连接BH ，则BH AD ⊥,AHB ∴∠为二面角1A A D B --的平面
角．在
1AA D ∆中，1155
1,,22
AA AD A D ==
=,则25
2535253
355
AH AH BH AHB BH ==∠===
(Ⅲ)因为11C B PD B PCD V V -=，所以11111
33
B PD PCD h S A B S ∆∆⋅=
⋅,111A B = 11111244
PCD PC C PC D S S S ∆∆∆=-=
-=, 在1B DP ∆中，1111
9553525544,5,32255252
B D B P PD DB P DB P +-
===∠==∠=⋅， 1135315,2243
B PD S h ∆∴=
⋅== 解法二：如图，以1A 为原点，11A B ，11A C ，1A A 所在直线分别为x 轴，y 轴，z 轴建立空间直角坐标系111A B C A -，则
1(0,0,0)A ，1(1,0,0)B ，1(0,1,0)C ，(1,0,1)B ．
（Ⅰ）设1C D x =，
AC ∥1PC ，111C P C D x
AC CD x
∴
==
-． 由此可得(0,1,)D x ，(0,1,0)1x
P x
+
-， 1(1,0,1)A B ∴=，1(0,1,)A D x ∴=，1(1,1,0)1x
B P x
=-+
-． 设平面1BA D 的一个法向量为1(,,)n a b c =，
则111100
n A B a c n A D b cx ⎧=+=⎪⎨=+=⎪⎩ 令1c =-，则1(1,,1)n x =-．
1PB ∥平面1BA D ，
111(1)(1)(1)001x
n B P x x
∴=⨯-+⋅+
+-⨯=- 由此可得1
2
x =
，故1CD C D =． （Ⅱ）由（Ⅰ）知，平面1BA D 的一个法向量为11(1,,1)2
n =-， 又2(1,0,0)n =为平面1AA D 的一个法向量．
12121212
cos ,33
||||12
n n n n n n ∴<>=
==⨯．
故二面角1A A D B --的平面角的余弦值为23
． （Ⅲ）
1(1,2,0)PB =-，1
(0,1,)2
PD =-
设平面1B DP 的一个法向量为3111(,,)n a b c =，
则31111
312002
n PB a b c n PD b ⎧=-=⎪⎨=-+=⎪⎩ 令11c =，可得31
(1,,1)2
n =． 又1(0,0,)2
DC =，
C ∴到平面1B DP 的距离33||1
3||
DC n d n =
=． 解：（Ⅰ）由已知可得2
123,(1),(1)a d a d d a d d ==+=+．
当n ≥2，k ≥1时，因为1
1k k n n k C C n --=，所以1111110
(1)n n n
k k k k k k n n n n n k k k k a C d C d d C d d d n ----=======+∑∑∑
由此可见，当1d ≠-时，{}n a 是以d 为首项，1d +为公比的等比数列； 当1d =-，11a =-，0n a =（n ≥2），此时{}n a 不是等比数列．
（Ⅱ）由（Ⅰ）可知，1(1)n n a d d -=+，从而21
(1)n n b nd d -=+
20212221(1)2(1)3(1)(1)n n S d d d d d d nd d -=++++++
++
20121[(1)2(1)3(1)(1)]n d d d d n d -=++++++
++ ①
当1d =-时，2
1n S d ==．
当1d ≠-时，①式两边同乘以1d +得
2123(1)[(1)2(1)3(1)(1)]n n d S d d d d n d +=++++++
++ ②
由②-①得：2
221(1(1))
[
(1)()(1)1(1)
n n n n d dS d d n d d d n d d d ⋅-+=-++=+-+-+ 化得即得：1(1)(1)n
n S dn d =+-+ 综上，1(1)(1)n
n S dn d =+-+．
解：由已知可得椭圆方程为2
212
y x +=，设l 的方程为1(0),y k x k -=-为l 的斜率．则12122
222
22
2
12
122242122(2)2101221222k y kx y y x x k k k x kx y k x x x y y k k ⎧
⎧
=++=⎧+=-⎪⎪⎪⎪⎪++⇒++-=⇒⎨⎨⎨--++=⎪⎪⎪==⎩⎪⎪+⎩
+⎩
2422
2
2
12122222
88889()()2(2)(2)2
k k k x x y y k k k k ++-+-=+=⇒=⇒=++ l ∴
的方程为1y =+
或1y =+为所求．
（Ⅱ）当直线l 与x 轴垂直时与题意不符．
设直线l 的方程为1y kx =+，(01)k k ≠≠±且，所以P 点坐标为1
(,0)k
-． 设11(,)C x y ，22(,)D x y ，由（Ⅰ）知12222k x x k +=-+，122
1
2x x k
=-+， 直线AC 的方程为11(1)1y y x x =
++，直线BD 的方程为12(1)1
y
y x x =-- 将两直线方程联立，消去y 得
2112(1)
11(1)
y x x x y x ++=--． 因为121,1x x -<<，所以
11x x +-与2
1
y y 异号． 222222
121122222
121212(1)22(1)(1)(1)1()1(1)22(1)(1)(1)
y x x x x x x x y x x x x x +-++++==⋅=------ 22
222
21
1122()211122
k k k k k k k k --+
+-++=
=--+-+++． 又22
121212222(1)(1)2(1)1
()1221
k k k k y y k x x k x x k k k -++-=+++==-⋅+++．
11k k -∴
+与12y y 异号，11x x +-与1
1k k -+同号， 1111x k x k +-∴=-+，解得x k =-
因此Q 点坐标为0(,)k y -，
01
(,0)(,)1OP OQ k y k
=--=
故OP OQ 为定值．
本小题主要考查函数导数的应用、不等式的证明、解方程等基础知识，考查数形结合、分类与整合、特殊与一般等数学思想方法以及推理运算、分析问题、解决问题的能力． 解：（Ⅰ）由21
()()()32
F x f x g x x x =-=
+（x ≥0）知， 2()32F x x '=
，令()0F x '=，得9
16
x = 当9016
x ≤<
时，()0F x '<；当916x >时，()0F x '>；
故当9
[0,)16x ∈时，()F x 单调递减；
当9
(,)16
x ∈+∞时，()F x 单调递增；
所以916x =
是其极小值点，且极小值为9()16F 18=． （Ⅱ）因为33
(1)124
f x x --=-,故原方程可化为422lo
g (1)log (4)log ()x
h x h a x -+-=-；
即2221
log (1)log 4log 2
x x a x -+-=-等价于:10
40
0(1)(4)x x a x x x a x
->⎧⎪->⎪⎨->⎪
⎪--=-⎩214(3)5x x a a x ⎧<<⎪
⇔<⎨⎪=--+⎩
故画出函数图象后,由方程与函数的思想,讨论得: (1)当14a <≤时,原方程有一解35x a =--(2)当45a <<时,原方程有两解1,235x a =-(3)当5a =时,原方程有一解3x =; (4)当15a a ≤>或时,原方程无解．
(Ⅲ) 由已知得
100100
1
1
()k k h k k
===∑．
设数列{}n a 的前n 项和为n S ，且1()()6
n S f n g n =-，*
()n N ∈． 从而有111a S ==，
当2100k ≤≤时，14341
166
k k k k k a S S k k -+-=-=
-，
又1
[(4(46
k a k k =
--
220
=
=
>
则对任意的2100k ≤≤
，有k a
又因为11a ==
100100
1
1
k k k a ==>∑，
故100
1
1(100)(100)()6k f h h k =->
∑．。