2013年湖北省高考数学试卷(理科)附送答案
2013年湖北省高考数学试卷(理科)答案及解析
2013年湖北省高考数学试卷（理科）一、选择题：本大题共10小题，每小题5分，共50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．（5分）（2013•湖北）在复平面内，复数（i为虚数单位）的共轭复数对应的点位于（）A ．第一象限B．第二象限C．第三象限D．第四象限2．（5分）（2013•湖北）已知全集为R，集合，则A∩∁R B=（）A ．{x|x≤0}B．{x|2≤x≤4}C．{x|0≤x＜2或x＞4}D．{x|0＜x≤2或x≥4}3．（5分）（2013•湖北）在一次跳伞训练中，甲、乙两位学员各跳一次，设命题p是“甲降落在指定范围”，q 是“乙降落在指定范围”，则命题“至少有一位学员没有降落在指定范围”可表示为（）A ．（¬p）∨（¬q）B．p∨（¬q）C．（¬p ）∧（¬q）D．p∨q4．（5分）（2013•湖北）将函数的图象向左平移m（m ＞0）个单位长度后，所得到的图象关于y轴对称，则m的最小值是（）A ．B．C．D．5．（5分）（2013•湖北）已知，则双曲线的（）A ．实轴长相等B．虚轴长相等C．焦距相等D．离心率相等6．（5分）（2013•湖北）已知点A（﹣1，1），B（1，2），C（﹣2，﹣1），D （3，4），则向量在方向上的投影为（）A B C D7．（5分）（2013•湖北）一辆汽车在高速公路上行驶，由于遇到紧急情况而刹车，以速度的单位：s，v的单位：m/s）行驶至停止，在此期间汽车继续行驶的距离（单位：m）是（）A ．1+25ln5B．8+25ln C．4+25ln5D．4+50ln28．（5分）（2013•湖北）一个几何体的三视图如图所示，该几何体从上到下由四个简单几何体组成，其体积分别记为V1，V2，V3，V4，上面两个简单几何体均为旋转体，下面两个简单几何体均为多面体，则有（）A ．V1＜V2＜V4＜V3B．V1＜V3＜V2＜V4C．V2＜V1＜V3＜V4D．V2＜V3＜V1＜V49．（5分）（2013•湖北）如图，将一个各面都涂了油漆的正方体，切割为125个同样大小的小正方体，经过搅拌后，从中随机取一个小正方体，记它的涂漆面数为X ，则X的均值E（X）=（）A ．B．C．D．10．（5分）（2013•湖北）已知a为常数，函数f（x）=x（lnx ﹣ax）有两个极值点x1，x2（x1＜x2）（）A B C D二、填空题：本大题共6小题，考生共需作答5小题，每小题5分，共25分．请将答案填在答题卡对应题号的位置上．答错位置，书写不清，模棱两可均不得分．（一）必考题（11-14题）（二）选考题（请考生在第15、16两题中任选一题作答，请先在答题卡指定位置将你所选的题目序号后的方框用2B铅笔涂黑．如果全选，则按第15题作答结果计分．）11．（5分）（2013•湖北）从某小区抽取100户居民进行月用电量调查，发现其用电量都在50至350度之间，频率分布直方图如图所示：（Ⅰ）直方图中x的值为_________；（Ⅱ）在这些用户中，用电量落在区间[100，250）内的户数为_________．12．（5分）（2013•湖北）阅读如图所示的程序框图，运行相应的程序，输出的结果i=_________．13．（5分）（2013•湖北）设x，y，z∈R，且满足：，则x+y+z=_________．14．（5分）（2013•湖北）古希腊毕达哥拉斯学派的数学家研究过各种多边形数，如三角形数1，3，6，10，…，第n个三角形数为．记第n个k边形数为N（n，k）（k≥3），以下列出了部分k边形数中第n 个数的表达式：三角形数，正方形数N（n，4）=n2，五边形数，六边形数N（n，6）=2n2﹣n，…可以推测N（n，k）的表达式，由此计算N（10，24）=_________．15．（5分）（2013•湖北）（选修4﹣1：几何证明选讲）如图，圆O上一点C在直径AB上的射影为D，点D在半径OC上的射影为E．若AB=3AD，则的值为_________．16．（2013•湖北）（选修4﹣4：坐标系与参数方程）在直角坐标系xOy中，椭圆C的参数方程为为参数，a＞b＞0）．在极坐标系（与直角坐标系xOy取相同的长度单位，且以原点O为极点，以x轴正半轴为极轴）中，直线l与圆O的极坐标方程分别为为非零常数）与ρ=b．若直线l经过椭圆C的焦点，且与圆O相切，则椭圆C的离心率为_________．三、解答题：本大题共6小题，共75分．解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤．17．（12分）（2013•湖北）在△ABC中，角A，B，C对应的边分别是a，b，c，已知cos2A﹣3cos（B+C）=1．（Ⅰ）求角A的大小；（Ⅱ）若△ABC的面积，求sinBsinC的值．18．（12分）（2013•湖北）已知等比数列{a n}满足：|a2﹣a3|=10，a1a2a3=125．（Ⅰ）求数列{a n}的通项公式；（Ⅱ）是否存在正整数m，使得？若存在，求m的最小值；若不存在，说明理由．19．（12分）（2013•湖北）如图，AB是圆O的直径，点C是圆O上异于A，B的点，直线PC⊥平面ABC，E，F 分别是PA，PC的中点．（Ⅰ）记平面BEF与平面ABC的交线为l，试判断直线l与平面PAC的位置关系，并加以证明；（Ⅱ）设（Ⅰ）中的直线l与圆O的另一个交点为D，且点Q满足．记直线PQ与平面ABC所成的角为θ，异面直线PQ与EF所成的角为α，二面角E﹣l﹣C的大小为β．求证：sinθ=sinαsinβ．20．（12分）（2013•湖北）假设每天从甲地去乙地的旅客人数X是服从正态分布N（800，502）的随机变量．记一天中从甲地去乙地的旅客人数不超过900的概率为p0．（Ⅰ）求p0的值；（参考数据：若X～N（μ，σ2），有P（μ﹣σ＜X≤μ+σ）=0.6826，P（μ﹣2σ＜X≤μ+2σ）=0.9544，P（μ﹣3σ＜X≤μ+3σ）=0.9974．）（Ⅱ）某客运公司用A，B两种型号的车辆承担甲、乙两地间的长途客运业务，每车每天往返一次，A，B两种车辆的载客量分别为36人和60人，从甲地去乙地的营运成本分别为1600元/辆和2400元/辆．公司拟组建一个不超过21辆车的客运车队，并要求B型车不多于A型车7辆．若每天要以不小于p0的概率运完从甲地去乙地的旅客，且使公司从甲地去乙地的营运成本最小，那么应配备A型车、B型车各多少辆？21．（13分）（2013•湖北）如图，已知椭圆C1与C2的中心在坐标原点O，长轴均为MN且在x轴上，短轴长分别为2m，2n（m＞n），过原点且不与x轴重合的直线l与C1，C2的四个交点按纵坐标从大到小依次为A，B，C，D，记，△BDM和△ABN的面积分别为S1和S2．（Ⅰ）当直线l与y轴重合时，若S1=λS2，求λ的值；（Ⅱ）当λ变化时，是否存在与坐标轴不重合的直线l，使得S1=λS2？并说明理由．22．（14分）（2013•湖北）设n是正整数，r为正有理数．（Ⅰ）求函数f（x）=（1+x）r+1﹣（r+1）x﹣1（x＞﹣1）的最小值；（Ⅱ）证明：；（Ⅲ）设x∈R，记[x]为不小于x的最小整数，例如．令的值．（参考数据：．2013年湖北省高考数学试卷（理科）参考答案与试题解析一、选择题：本大题共10小题，每小题5分，共50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．（5分）考点：复数的代数表示法及其几何意义．专题：计算题．分析：将复数z=的分母实数化，求得z=1+i，即可求得，从而可知答案．解答：解：∵z====1+i，∴=1﹣i．∴对应的点（1，﹣1）位于第四象限，故选D．点评：本题考查复数的代数表示法及其几何意义，将复数z=的分母实数化是关键，属于基础题．2．（5分）考点：其他不等式的解法；交、并、补集的混合运算．专题：计算题；不等式的解法及应用．分析：利用指数函数的性质可求得集合A，通过解一元二次不等式可求得集合B，从而可求得A∩C R B．解答：解：∵≤1=，∴x≥0，∴A={x|x≥0}；又x2﹣6x+8≤0⇔（x﹣2）（x﹣4）≤0，∴2≤x≤4．∴B={x|2≤x≤4}，∴∁R B={x|x＜2或x＞4}，∴A∩∁R B={x|0≤x＜2或x＞4}，故选C．点评：本题考查指数函数的性质与元二次不等式，考查交、并、补集的混合运算，属于中档题．3．（5分）考点：复合命题的真假．专题：阅读型．分析：由命题P和命题q写出对应的￢p和￢q，则命题“至少有一位学员没有降落在指定范围”即可得到表示．解答：解：命题p是“甲降落在指定范围”，则￢p是“甲没降落在指定范围”，q是“乙降落在指定范围”，则￢q是“乙没降落在指定范围”，命题“至少有一位学员没有降落在指定范围”包括“甲降落在指定范围，乙没降落在指定范围”或“甲没降落在指定范围，乙降落在指定范围”或“甲没降落在指定范围，乙没降落在指定范围”三种情况．所以命题“至少有一位学员没有降落在指定范围”可表示为（￢p）V（￢q）．故选A．点评：本题考查了复合命题的真假，解答的关键是熟记复合命题的真值表，是基础题．4．（5分）考点：两角和与差的正弦函数；函数y=Asin（ωx+φ）的图象变换．专三角函数的图像与性质．分析：函数解析式提取2变形后，利用两角和与差的正弦函数公式化为一个角的正弦函数，利用平移规律得到平移后的解析式，根据所得的图象关于y轴对称，即可求出m的最小值．解答：解：y=cosx+sinx=2（cosx+sinx）=2sin （x+），∴图象向左平移m（m ＞0）个单位长度得到y=2sin[（x+m）+]=2sin（x+m+），∵所得的图象关于y轴对称，∴m+=kπ+（k∈Z），则m的最小值为．故选B点评：此题考查了两角和与差的正弦函数公式，以及函数y=Asin（ωx+φ）的图象变换，熟练掌握公式是解本题的关键．5．（5分）考点：双曲线的简单性质．专题：圆锥曲线的定义、性质与方程．分析：根据双曲线的标准方程求出双曲线的几何性质同，即可得出正确答案．解答：解：双曲线的实轴长为2cosθ，虚轴长2sinθ，焦距2，离心率，双曲线的实轴长为2sinθ，虚轴长2sinθtanθ，焦距2tanθ，离心率，故它们的离心率相同．故选D．点评：本题主要考查了双曲线的标准方程、双曲线的简单性质等，属于基础题．6．（5分）考平面向量数量积的含义与物理意义．专题：平面向量及应用．分析：先求出向量、，根据投影定义即可求得答案．解答：解：，，则向量方向上的投影为：•cos＜＞=•===，故选A．点评：本题考查平面向量数量积的含义与物理意义，考查向量投影定义，属基础题，正确理解相关概念是解决问题的关键．7．（5分）考点：定积分．专题：导数的综合应用．分析：令v（t）=0，解得t=4，则所求的距离S=，解出即可．解答：解：令v（t）=7﹣3t+，化为3t2﹣4t ﹣32=0，又t＞0，解得t=4．∴由刹车行驶至停止，在此期间汽车继续行驶的距离s===4+25ln5．故选C．点评：熟练掌握导数的运算法则和定积分的几何意义是解题的关键．8．（5分）考点：由三视图求面积、体积．专题：计算题．分析：利用三视图与已知条件判断组合体的形状，分别求出几何体的体积，即可判断出正确选项．解答：解：由题意以及三视图可知，该几何体从上到下由：圆台、圆柱、正四棱柱、正四棱台组成，体积分别记λ为V1==．V2=12×π×2=2π，V3=2×2×2=8V4==；∵，∴V2＜V1＜V3＜V4故选C．点评：本题考查简单组合体的三视图与几何体的体积的求法，正确判断几何体的形状与准确利用公式求解体积是解题的关键．9．（5分）考点：离散型随机变量的期望与方差．专题：压轴题；概率与统计．分析：由题意可知：X所有可能取值为0，1，2，3．①8个顶点处的8个小正方体涂有3面，②每一条棱上除了两个顶点处的小正方体，还剩下3个，一共有3×12=36个小正方体涂有2面，③每个表面去掉四条棱上的16个小正方形，还剩下9个小正方形，因此一共有9×6=54个小正方体涂有一面，④由以上可知：还剩下125﹣（8=36+54）=27个内部的小正方体的6个面都没有涂油漆，根据上面的分析即可得出其概率及X的分布列，利用数学期望的计算公式即可得出．解答：解：由题意可知：X所有可能取值为0，1，2，3．①8个顶点处的8个小正方体涂有3面，∴P（X=3）=；②每一条棱上除了两个顶点处的小正方体，还剩下3个，一共有3×12=36个小正方体涂有2面，∴P （X=2）=；③每个表面去掉四条棱上的16个小正方形，还剩下9个小正方形，因此一共有9×6=54个小正方体涂有一面，∴P（X=1）=．④由以上可知：还剩下125﹣（8+36+54）=27个内部的小正方体的6个面都没有涂油漆，∴P（X=0）=．X0123P故X的分布列为因此E（X）==．故选B．点评：正确找出所涂油漆的面数的正方体的个数及古典概型的概率计算公式、分布列与数学期望是解题的关键．10．（5分）考点：利用导数研究函数的极值；函数在某点取得极值的条件．专题：压轴题；导数的综合应用．分析：先求出f′（x），令f′（x）=0，由题意可得lnx=2ax﹣1有两个解x1，x2⇔函数g（x）=lnx+1﹣2ax有且只有两个零点⇔g′（x）在（0，+∞）上的唯一的极值不等于0．利用导数与函数极值的关系即可得出．解答：解：∵=lnx+1﹣2ax，（x＞0）令f′（x）=0，由题意可得lnx=2ax﹣1有两个解x1，x2⇔函数g（x）=lnx+1﹣2ax有且只有两个零点⇔g′（x）在（0，+∞）上的唯一的极值不等于0．．①当a≤0时，g′（x）＞0，f′（x）单调递增，因此g（x）=f′（x）至多有一个零点，不符合题意，应舍去．②当a＞0时，令g′（x）=0，解得x=，∵x，g′（x）＞0，函数g（x ）单调递增；时，g′（x ）＜0，函数g（x ）单调递减．∴x=是函数g（x）的极大值点，则＞0，即＞0，∴ln（2a）＜0，∴0＜2a＜1，即．∵，f′（x1）=lnx1+1﹣2ax1=0，f′（x2）=lnx2+1﹣2ax2=0．且f（x1）=x1（lnx1﹣ax1）=x1（2ax1﹣1﹣ax 1）=x 1（ax1﹣1）=﹣＜0，f（x2）=x2（lnx2﹣ax2）=x2（ax 2﹣1）＞=﹣．（）．故选D．点评：熟练掌握利用导数研究函数极值的方法是解题的关键．二、填空题：本大题共6小题，考生共需作答5小题，每小题5分，共25分．请将答案填在答题卡对应题号的位置上．答错位置，书写不清，模棱两可均不得分．（一）必考题（11-14题）（二）选考题（请考生在第15、16两题中任选一题作答，请先在答题卡指定位置将你所选的题目序号后的方框用2B铅笔涂黑．如果全选，则按第15题作答结果计分．）11．（5分）考点：频率分布直方图．专题：图表型．分析：（I）根据频率分布直方图中，各组的频率之和为1，我们易得到一个关于x的方程，解方程即可得到答案．（II）由已知中的频率分布直方图，利用[100，250）之间各小组的纵坐标（矩形的高）乘以组距得到[100，250）的频率，利用频率乘以样本容量即可求出频数．解答：解：（Ⅰ）依题意及频率分布直方图知，0.0024×50+0.0036×50+0.0060×50+x×50+0.0024×50+0.0012×50=1，解得x=0.0044．（II）样本数据落在[100，150）内的频率为0.0036×50=0.18，样本数据落在[150，200）内的频率为0.006×50=0.3．样本数据落在[200，250）内的频率为0.0044×50=0.22，故在这些用户中，用电量落在区间[100，250）内的户数为（0.18+0.30+0.22）×100=70．故答案为：0.0044；70．点根据新高考服务于新教材的原则，作为新教材的新增内容﹣﹣频率分布直方图是新高考的重要考点．对评：于“频率分布直方图学习的关键是学会画图、看图和用图．12．（5分）考点：程序框图．分析：框图首先给变量a和变量i赋值，然后对a是否等于4进行判断，不等于4，继续判断a是否为奇数，是执行路径a=3a+1，否执行路径，再执行i=i+1，依次循环执行，当a等于4时跳出循环，输出i 的值．解答：解：框图首先给变量a和变量i赋值，a=4，i=1．判断10=4不成立，判断10是奇数不成立，执行，i=1+1=2；判断5=4不成立，判断5是奇数成立，执行a=3×5+1=16，i=2+1=3；判断16=4不成立，判断16是奇数不成立，执行，i=3+1=4；判断8=4不成立，判断8是奇数不成立，执行，i=4+1=5；判断4=4成立，跳出循环，输出i的值为5．故答案是5．点评：本题考查了程序框图，循环结构中含有条件结构，外面的循环结构为直到型，即不满足条件执行循环，直到条件满足跳出循环．是基础题．13．（5分）考点：一般形式的柯西不等式；进行简单的合情推理．专题：计算题；不等式的解法及应用．分析：根据柯西不等式，算出（x+2y+3z）2≤14（x2+y2+z2）=14，从而得到x+2y+3z恰好取到最大值，由不等式的等号成立的条件解出x=、y=且z=，由此即可得到x+y+z的值．解答：解：根据柯西不等式，得（x+2y+3z）2≤（12+22+32）（x2+y 2+z 2）=14（x2+y2+z 2）当且仅当时，上式的等号成立∵x2+y2+z2=1，∴（x+2y+3z）2≤14，结合，可得x+2y+3z恰好取到最大值∴=，可得x=，y=，z=因此，x+y+z=++=故答案为：点评：本题给出x、y、z 的平方和等于1，在x+2y+3z恰好取到最大值的情况下求x+y+z的值．着重考查了运用柯西不等式求最值的方法，属于中档题．抓住柯西不等式的等号成立的条件，是本题得以解决的关键．14．（5分）考点：归纳推理．专题：计算题．分析：观察已知式子的规律，并改写形式，归纳可得，把n=10，k=24代入可得答案．解答：解：原已知式子可化为：，，，，由归纳推理可得，故=1100﹣100=1000故答案为：1000点评：本题考查归纳推理，观察已知式子的规律并改写形式是解决问题的关键，属基础题．15．（5分）考点：与圆有关的比例线段；直角三角形的射影定理．专题：压轴题；选作题．分析：设圆O的半径为3x，根据射影定理，可以求出OD2=OE•OC=x2，CD 2=CE•OC=8x2，进而得到的值．解解：设圆O的半径OA=OB=OC=3x，答：∵AB=3AD，∴AD=2x，BD=4x，OD=x又∵点C在直径AB上的射影为D，在△ABC中，由射影定理得：CD2=AD•BD=8x2，在△ODC中，由射影定理得：OD2=OE•OC=x2，CD2=CE•OC=8x2，故==8故答案为：8点评：本题考查的知识点是直角三角形射影定理，射影定理在使用时一定要注意其使用范围…“双垂直”．16．（2013•湖北）考点：参数方程化成普通方程；椭圆的简单性质；点的极坐标和直角坐标的互化．专题：压轴题；圆锥曲线的定义、性质与方程．分析：先根据极坐标与直角坐标的转换关系将直线l的极坐标方程分别为为非零常数）化成直角坐标方程，再利用直线l经过椭圆C的焦点，且与圆O相切，从而得到c=b，又b2=a2﹣c2，消去b后得到关于a，c的等式，即可求出椭圆C的离心率．解答：解：直线l的极坐标方程分别为为非零常数）化成直角坐标方程为x+y﹣m=0，它与x轴的交点坐标为（m，0），由题意知，（m ，0）为椭圆的焦点，故|m|=c，又直线l与圆O：ρ=b相切，∴，从而c=b，又b2=a2﹣c2，∴c2=2（a2﹣c2），∴3c2=2a2，∴=．则椭圆C的离心率为．故答案为：．点评：本题考查了椭圆的离心率，考查了参数方程化成普通方程，点的极坐标和直角坐标的互化，考查提高学生分析问题的能力．三、解答题：本大题共6小题，共75分．解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤．17．（12分）考点：余弦定理；正弦定理．专题：解三角形．分析：（I）利用倍角公式和诱导公式即可得出；（II）由三角形的面积公式即可得到bc=20．又b=5，解得c=4．由余弦定理得a 2=b2+c2﹣2bccosA=25+16﹣20=21，即可得出a ．又由正弦定理得即可得到即可得出．解答：解：（Ⅰ）由cos2A﹣3cos（B+C）=1，得2cos2A+3cosA﹣2=0，即（2cosA﹣1）（cosA+2）=0，解得（舍去）．因为0＜A＜π，所以．（Ⅱ）由S===，得到bc=20．又b=5，解得c=4．由余弦定理得a2=b2+c2﹣2bccosA=25+16﹣20=21，故．又由正弦定理得．点评：熟练掌握三角函数的倍角公式和诱导公式、三角形的面积公式、余弦定理得、正弦定理是解题的关键．18．（12分）考点：数列的求和；等比数列的通项公式；数列与不等式的综合．专题：计算题；等差数列与等比数列．分析：（I）设等比数列{a n}的公比为q，结合等比数列的通项公式表示已知条件，解方程可求a1，q，进而可求通项公式（Ⅱ）结合（I）可知是等比数列，结合等比数列的求和公式可求，即可判断解答：解：（Ⅰ）设等比数列{a n}的公比为q ，则由已知可得解得故．（Ⅱ）若，则，故是首项为，公比为的等比数列，从而．若，则是首项为，公比为﹣1的等比数列，从而故．综上，对任何正整数m，总有．故不存在正整数m，使得成立．点评：本题主要考查了等比数列的通项公式及求和公式的综合应用，还考查了一定的逻辑推理与运算的能力19．（12分）考点：用空间向量求平面间的夹角；空间中直线与平面之间的位置关系；直线与平面平行的判定；二面角的平面角及求法．专题：空间位置关系与距离；空间角．分析：（I）直线l∥平面PAC．连接EF，利用三角形的中位线定理可得，EF∥AC；利用线面平行的判定定理即可得到EF∥平面ABC．由线面平行的性质定理可得EF∥l．再利用线面平行的判定定理即可证明直线l∥平面PAC．（II）综合法：利用线面垂直的判定定理可证明l⊥平面PBC．连接BE，BF，因为BF⊂平面PBC，所以l⊥BC．故∠CBF就是二面角E﹣l﹣C的平面角，即∠CBF=β．已知PC⊥平面ABC，可知CD是FD在平面ABC内的射影，故∠CDF就是直线PQ与平面ABC所成的角，即∠CDF=θ．由BD⊥平面PBC，有BD⊥BF，知∠BDF=α，分别利用三个直角三角形的边角关系即可证明结论；向量法：以点C为原点，向量所在直线分别为x，y，z轴，建立如图所示的空间直角坐标系，利用两个平面的法向量的夹角即可得出二面角．解答：解：（Ⅰ）直线l∥平面PAC，证明如下：连接EF，因为E，F分别是PA，PC的中点，所以EF∥AC，又EF⊄平面ABC，且AC⊂平面ABC，所以EF∥平面ABC．而EF⊂平面BEF，且平面BEF∩平面ABC=l，所以EF∥l．因为l⊄平面PAC，EF⊂平面PAC，所以直线l∥平面PAC．（Ⅱ）（综合法）如图1，连接BD，由（Ⅰ）可知交线l即为直线BD，且l∥AC．因为AB是⊙O的直径，所以AC⊥BC，于是l⊥BC．已知PC⊥平面ABC，而l⊂平面ABC，所以PC⊥l ．而PC∩BC=C，所以l ⊥平面PBC．连接BE，BF，因为BF⊂平面PBC，所以l⊥BF．故∠CBF就是二面角E﹣l﹣C的平面角，即∠CBF=β．由，作DQ∥CP，且．连接PQ，DF，因为F是CP的中点，CP=2PF，所以DQ=PF，从而四边形DQPF是平行四边形，PQ∥FD．连接CD，因为PC⊥平面ABC，所以CD是FD在平面ABC 内的射影，故∠CDF就是直线PQ与平面ABC所成的角，即∠CDF=θ．又BD⊥平面PBC ，有BD⊥BF，知∠BDF=α，于是在Rt△DCF，Rt△FBD，Rt△BCF中，分别可得，从而．（Ⅱ）（向量法）如图2，由，作DQ∥CP，且．连接PQ，EF，BE，BF，BD，由（Ⅰ）可知交线l即为直线BD．以点C为原点，向量所在直线分别为x，y，z轴，建立如图所示的空间直角坐标系，设CA=a，CB=b，CP=2c，则有．于是，∴=，从而，又取平面ABC的一个法向量为，可得，设平面BEF 的一个法向量为，所以由可得．于是，从而．故，即sinθ=sinαsinβ．点评：本题综合考查了线面平行的判定定理和性质定理、线面垂直的判定与性质定理、平行四边形的判定与性质定理、线面角、二面角、异面直线所成的角、通过建立空间直角坐标系利用法向量的夹角求二面角等基础知识与方法，需要较强的空间想象能力、推理能力和计算能力．20．（12分）考点：简单线性规划；正态分布曲线的特点及曲线所表示的意义．专题：不等式的解法及应用；概率与统计．分析：（I）变量服从正态分布N（800，502），即服从均值为800，标准差为50的正态分布，适合700＜X≤900范围内取值即在（μ﹣2σ，μ+2σ）内取值，其概率为：95.44%，从而由正态分布的对称性得出不超过900的概率为p0．（II）设每天应派出A型x辆、B型车y辆，根据条件列出不等式组，即得线性约束条件，列出目标函数，画出可行域求解．解答：解：（Ⅰ）由于随机变量X服从正态分布N（800，502），故有μ=800，σ=50，P（700＜X≤900）=0.9544．由正态分布的对称性，可得p0=（P（X≤900）=P（X≤800）+P（800＜X≤900）=（Ⅱ）设A型、B型车辆的数量分别为x，y辆，则相应的营运成本为1600x+2400y．依题意，x，y还需满足：x+y≤21，y≤x+7，P（X≤36x+60y）≥p0．由（Ⅰ）知，p0=P（X≤900），故P（X≤360x+60y）≥p0等价于36x+60y≥900．于是问题等价于求满足约束条件且使目标函数z=1600x+2400y达到最小值的x，y．作可行域如图所示，可行域的三个顶点坐标分别为P（5，12），Q（7，14），R（15，6）．由图可知，当直线z=1600x+2400y经过可行域的点P时，直线z=1600x+2400y在y轴上截距最小，即z取得最小值．故应配备A型车5辆，B型车12辆．点评：本题考查正态分布曲线的特点及曲线所表示的意义，考查简单线性规划．本题解题的关键是列出不等式组（方程组）寻求约束条件，并就题目所述找出目标函数，将可行域各角点的值一一代入，最后比较，即可得到目标函数的最优解．21．（13分）考点：直线与圆锥曲线的关系；三角形的面积公式；点到直线的距离公式．专题：压轴题；圆锥曲线的定义、性质与方程．分（Ⅰ）设出两个椭圆的方程，当直线l与y轴重合时，求出△BDM和△ABN的面积S1和S2，直接由面析：积比=λ列式求λ的值；（Ⅱ）假设存在与坐标轴不重合的直线l，使得S1=λS2，设出直线方程，由点到直线的距离公式求出M 和N到直线l的距离，利用数学转化思想把两个三角形的面积比转化为线段长度比，由弦长公式得到线段长度比的另一表达式，两式相等得到，换元后利用非零的k值存在讨论λ的取值范围．解答：解：以题意可设椭圆C1和C2的方程分别为，．其中a ＞m＞n ＞0，．（Ⅰ）如图1，若直线l与y轴重合，即直线l的方程为x=0，则，，所以．在C1和C2的方程中分别令x=0，可得y A=m，y B=n ，y D=﹣m，于是．若，则，化简得λ2﹣2λ﹣1=0，由λ＞1，解得．故当直线l与y轴重合时，若S1=λS2，则．（Ⅱ）如图2，若存在与坐标轴不重合的直线l，使得S1=λS2，根据对称性，不妨设直线l：y=kx（k ＞0），点M（﹣a ，0），N（a，0）到直线l的距离分别为d1，d2，则，所以d1=d2．又，所以，即|BD|=λ|AB|．由对称性可知|AB|=|CD|，所以|BC|=|BD|﹣|AB|=（λ﹣1）|AB|，|AD|=|BD|+|AB|=（λ+1）|AB|，于是．将l的方程分别与C1和C2的方程联立，可求得根据对称性可知x C =﹣x B，x D=﹣x A，于是②从而由①和②可得③令，则由m＞n，可得t≠1，于是由③可得．因为k≠0，所以k 2＞0．于是③关于k有解，当且仅当，等价于，由λ＞1，解得，即，由λ＞1，解得，所以当时，不存在与坐标轴不重合的直线l，使得S1=λS2；当时，存在与坐标轴不重合的直线l，使得S1=λS2．点评：本题考查了三角形的面积公式，考查了点到直线的距离公式，考查了直线与圆锥曲线的关系，该题重点考查了数学转化思想方法和分类讨论的数学思想方法，（Ⅱ）中判断λ的存在性是该题的难题，考查了灵活运用函数和不等式的思想方法．22．（14分）考点：导数在最大值、最小值问题中的应用；利用导数研究函数的单调性；数列的求和；不等式的证明．专题：压轴题；导数的综合应用；不等式的解法及应用．分析：（Ⅰ）先求出函数f （x）的导函数f′（x），令f'（x）=0，解得x=0，再求出函数的单调区间，进而求出最小值为f（0）=0；（Ⅱ）根据（Ⅰ）知，即（1+x）r+1≥1+（r+1）x，令代入并化简得，再令得，，即结论得到证明；（Ⅲ）根据（Ⅱ）的结论，令，n分别取值81，82，83，…，125，分别列出不等式，再将各式相加得，，再由参考数据和条件进行求解．解答：解；（Ⅰ）由题意得f'（x）=（r+1）（1+x）r﹣（r+1）=（r+1）[（1+x）r﹣1]，令f'（x）=0，解得x=0．当﹣1＜x＜0时，f'（x）＜0，∴f（x）在（﹣1，0）内是减函数；当x＞0时，f'（x）＞0，∴f（x）在（0，+∞）内是增函数．故函数f（x）在x=0处，取得最小值为f （0）=0．（Ⅱ）由（Ⅰ），当x∈（﹣1，+∞）时，有f （x）≥f（0）=0，即（1+x）r+1≥1+（r+1）x，且等号当且仅当x=0时成立，故当x＞﹣1且x≠0，有（1+x）r+1＞1+（r+1）x，①在①中，令（这时x＞﹣1且x≠0），得．上式两边同乘n r+1，得（n+1）r+1＞n r+1+n r（r+1），即，②当n＞1时，在①中令（这时x＞﹣1且x≠0），类似可得，③且当n=1时，③也成立．综合②，③得，④（Ⅲ）在④中，令，n 分别取值81，82，83， (125)得，，，…，将以上各式相加，并整理得．代入数据计算，可得由[S]的定义，得[S]=211．点评：本题考查了利用导数研究函数的单调性和求最值，以及学生的创新精神，是否会观察，会抽象概括，会用类比的方法得出其它结论，难度较大，注意利用上一问的结论．。
2013年湖北卷理科数学试卷解得(全解析)
湖北省教育考试院 保留版权 数学（理工类） 试卷A 型 第1页（共15页）2013年普通高等学校招生全国统一考试（湖北卷）数 学（理工类）【34】（A ，湖北，理1）在复平面内，复数2i 1iz=+（i 为虚数单位）的共轭复数对应的点位于A ．第一象限B ．第二象限C ．第三象限D ．第四象限考点名称 数系的扩充与复数的概念 【34】（A ，湖北，理1）D 解析：i 1i)i(1i1i 2+=-=+=z ，则i 1-=z ，其对应点Z （1，－1）位于第四象限.【1】（A ，湖北，理2）已知全集为R ，集合1{()1}2xAx =≤，2{680}Bx x x =-+≤，则A B=R ðA ．{0}x x ≤ B ．{24}x x ≤≤C ．{024}xx x ≤<>或D ．{024}xx x <≤≥或考点名称 集合【1】（A ，湖北，理2）C解析：∵4,20862><⇔>+-x x x x ，0121≥⇔≤⎪⎭⎫⎝⎛x x，∴A B =R ð{024}x x x ≤<>或.【2】（A ，湖北，理3文3）在一次跳伞训练中，甲、乙两位学员各跳一次．设命题p 是“甲降落在指定范围”，q 是“乙降落在指定范围”，则命题“至少有一位学员没有降落在指定范围”可表示为 A ．()p ⌝∨()q ⌝ B ．p ∨()q ⌝ C ．()p ⌝∧()q ⌝ D ．p ∨q考点名称 常用逻辑语句 【2】（A ，湖北，理3文3）A解析：因为p 是“甲降落在指定范围”，q 是“乙降落在指定范围”，则p -是“没有降落在指定范围”，q -是“乙 没有降落在指定范围”，所以命题“至少有一位学员没有降落在指定范围”可表示为()p ⌝∨()q ⌝ . 【6】（B ，湖北，理4文6）将函数sin ()yx x x =+∈R 的图象向左平移(0)mm >个单位长度后，所得到的图象关于y 轴对称，则m 的最小值是 A ．π12B ．π6C ．π3D ．5π6考点名称 三角函数及其图象与性质 【6】（B ，湖北，理4文6）B第2页（共6页）解析：因为sin ()yx x x =+∈R 可化为)6cos(2π-=x y （x ∈R ），将它向左平移π6个单位得x x y cos 26)6(cos 2=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+=ππ，其图像关于y 轴对称. 【17】（B ，湖北，文2理5）已知π04θ<<，则双曲线1C ：22221co s sin xyθθ-=与2C ：222221sin sin tan yxθθθ-=的A ．实轴长相等B ．虚轴长相等C ．焦距相等D ．离心率相等考点名称 圆锥曲线及其标准方程 【17】（B ，湖北，文2理5）D解析：对于双曲线C1，有1sin cos 222=+=θθc ，θcos 1==a c e . 对于双曲线C2，有θθθθθ222222tan sec sin )tan 1(sin =⋅=+=c ，θθθcos 1sin tan ===ac e .即这两双曲线的离心率相等.【7】（B ，湖北，理6文7）已知点(1,1)A -、(1,2)B 、(2,1)C --、(3,4)D ，则向量A B 在C D方向上的投影为A2B2C．2-D．2-考点名称 平面向量的概念及其运算 【7】（A ，湖北，理6文7）A解析：AB =（2,1），CD =（5,5），则向量AB 在向量CD 方向上的射影为22325515255)5,5()1,2(cos 22=⨯+⨯=+⋅=⋅=CD AB AB θ.【31】（C ，湖北，理7）一辆汽车在高速公路上行驶，由于遇到紧急情况而刹车，以速度25()731v t t t=-++（t的单位：s ，v 的单位：m/s ）行驶至停止. 在此期间汽车继续行驶的距离（单位：m ）是A ．125ln 5+B ．11825ln3+C ．425ln 5+D ．450ln 2+考点名称 定积分与微积分基本定理 【31】（C ，湖北，理7）C 解析：令25()731v t t t=-++=0，解得t ＝4或t ＝38-（不合题意，舍去），即汽车经过4秒中后停止，在此期第3页（共6页）间汽车继续行驶的距离为⎰⎰++-=44d )12537(d )(t t t t t v 42)1l n (25237⎪⎭⎫⎝⎛++-=t t t ＝5ln 254+. 【21】（B ，湖北，理8）一个几何体的三视图如图所示，该几何体从上到下由四个简单几何体组成，其体积分别记为1V ，2V ，3V ，4V ，上面两个简单几何体均为旋转体，下面两个简单几何体均为多面体，则有 A ．1243V V V V <<< B ．1324V V V V <<< C ．2134V V V V <<< D ．2314V V V V <<<考点名称 空间几何体与三视图 【21】（B ，湖北，理8） C解析：显然32V V <，所以B 不正确. 又ππ37)1212(3221=⨯++=V ，ππ22122=⋅⋅=V ，8233==V ，328)2424(31224=⨯++=V ，从而2134V V V V <<<.【26】（B ，湖北，理9）如图，将一个各面都涂了油漆的正方体，切割为125个同样大小的小正方体. 经过搅拌后，从中随机取一个小正方体，记它的涂漆面数为X ，则X 的均值()E X = A ．126125B ．65C ．168125D ．75考点名称 统计【26】（B ，湖北，理9）B 125个同样大小的小正方体的面数共有125×6=750，涂了油漆的面数有25×6=150. 每一个小正方体的一个面涂漆的频率为51750150=，则它的涂漆面数为X 的均值()E X =56651=⨯.第8题图第9题图第4页（共6页）【29】（C ，湖北，理10）已知a 为常数，函数()(ln )f x x x ax =-有两个极值点1x ，212()x x x <，则A ．1()0f x >，21()2f x >-B ．1()0f x <，21()2f x <-C ．1()0f x >，21()2f x <-D ．1()0f x <，21()2f x >-考点名称 导数及其应用 【29】（C ，湖北，理10）D 解析： ax x x f 21ln )('-+=，由()(ln )f x x x ax =-由两个极值点，得0)('=x f 有两个不等的实数解，即12ln -=ax x 有两个实数解，从而直线12-=ax y 与曲线x y ln =有两个交点. 过点（0，－1）作xy ln =的切线，设切点为（x 0，y 0），则切线的斜率01x k =，切线方程为110-=x x y . 切点在切线上，则01000=-=x x y ，又切点在曲线x y ln =上，则10ln 00=⇒=x x ，即切点为（1，0），切线方程为1-=x y .再由直线12-=ax y 与曲线x y ln =有两个交点.，知直线12-=ax y 位于两直线0=y 和1-=x y 之间，如图所示，其斜率2a 满足：0＜2a ＜1，解得0＜a ＜21. .则这函数的两个极点21,x x 满足2110x x <<<，所以)()1()(21x f f x f <<，而)0,21()1(-∈-=a f ，即)()(21x f a x f <-<，所以21)(,0)(21-><x f x f .【26】（A ，湖北，理11）从某小区抽取100户居民进行月用电量调查，发现其用电量都在50至350度之间，频率分布直方图如图所示. （Ⅰ）直方图中x 的值为_________；（Ⅱ）在这些用户中，用电量落在区间[100,250)内的户数为_________. 考点名称 统计【26】（A ，湖北，理11）（Ⅰ）0.0044 （Ⅱ）70 解析：（Ⅰ）)]0012.00024.020036.00060.0(501[501+⨯++-=x＝0.0044；第11题图第5页（共6页）（Ⅱ）用电量落在区间[100,250)内的户数为7010050)0044.00060.00036.0(=⨯⨯++. 【24】（A ，湖北，理12）阅读如图所示的程序框图，运行相应的程序，输出的结果i =_________.考点名称 算法初步与框图 【24】（A ，湖北，理12）5解析：已知初始值1,10==i a ，∵410≠=a ，则执行程序，得2,5==i a ；因为45≠=a ，则执行程序，得3,16==i a ；416≠=a ，则第三次执行程序，得4,8==i a ；∵48≠=a ，则第四次执行程序，得5,4==i a ；∵4=a ，执行输出i ，5=i .【13】（C ，湖北，理13）设,,x y z ∈R ，且满足：2221x y z ++=，23x y z ++=则x yz ++=_________.考点名称【13】（C ，湖北，理137解析：【39】（湖北理14）古希腊毕达哥拉斯学派的数学家研究过各种多边形数. 如三角形数1，3，6，10， ，第n 个三角形数为2(1)11222n n n n+=+. 记第n 个k 边形数为(,)(3)N n k k ≥，以下列出了部分k 边形数中第n个数的表达式：三角形数 211(,3)22N n n n=+，正方形数 2(,4)N n n =，五边形数 231(,5)22N n n n=-，六边形数2(,6)2N n n n=-，………………………………………可以推测(,)N n k 的表达式，由此计算(10,24)N =_________. 考点名称 创新与拓展【13】（C ，湖北，理13）1000解析：三角形数 211(,3)22N n n n=+，正方形数2(,4)N n n= =n n )2121()2121(2212-++个， 第12题图第6页（共6页）五边形数231(,5)22N n n n=-=n n )212121()212121(2213--+++个， 六边形数2(,6)2N n n n=- =n n )21212121()21212121(2122214----++++个个=， ………………………………………推测k 边形=),(k n N n n k k )21 (2121212)1()2121...2121(21)4(221)2(--------+++++个个n k n k )4(21)2(212---=.所以1000100110010)424(2110)224(21)24,10(2=-=⨯-⨯-⨯-⨯=N .【37】（B ，湖北，理15）如图，圆O 上一点C 在直径A B 上的射影为D ，点D 在半径O C 上的射影为E ．若3AB AD=，则C E E O的值为_________．考点名称 选修4-1：几何证明选讲 【37】（B ，湖北，理15）8解析：根据题设，易知DO AO OC 3==， Rt △ODE ∽Rt △DCE ∽Rt △OCD ，∴13===ODOC DECD OEOD ，即CO=3OD=9OE ，在Rt △ODE 中，22222289OEOE OE OEDODE =-=-=，在Rt △CDE 中，22222289DEDEDEDECDCE=-=-=264OE=，即6422=EOCE ，∴8=EOCE .【36】（A ，湖北，理16）在直角坐标系xO y 中，椭圆C 的参数方程为co s ,sin x a y b ϕϕ=⎧⎨=⎩（ϕ为参数，0ab >>）. 在极坐标系（与直角坐标系xO y 取相同的长度单位，且以原点O 为极点，以x 轴正半轴 为极轴）中，直线l 与圆O的极坐标方程分别为πsin ()42ρθ+=（m 为非零常数）与bρ=. 若直线l 经过椭圆C 的焦点，且与圆O 相切，则椭圆C 的离心率为_________.考点名称 选修4-4：坐标系与参数方程OD E BA第15题图C第7页（共6页）【36】（A ，湖北，理163椭圆C 的方程可以化为12222=+by ax ，圆O 的方程可化为222b yx =+，直线l 的方程可化为m y x =+，因为直线l 经过椭圆的焦点，且与圆O 相切，则m c =，m b 22=，m mm a 26222=+=，所以椭圆的离心率3626===m m ac e .【10】（B ，湖北，理17）在△A B C中，角A ，B ，C 对应的边分别是a ，b ，c . 已知cos 23cos()1A BC -+=.（Ⅰ）求角A 的大小； （Ⅱ）若△A B C的面积S=5b=，求sin sin B C 的值.考点名称 解三角形【10】（B ，湖北，理17）（Ⅰ）由cos 23cos()1A B C -+=，得22cos 3cos 20A A +-=,即(2cos 1)(cos 2)0A A -+=，解得1co s 2A=或cos 2A =-（舍去）.因为0πA <<，所以π3A=.（Ⅱ）由11sin 2224Sb c A b c c ==⋅==得20b c=. 又5b =，知4c =.由余弦定理得2222cos 25162021,a b c bc A =+-=+-=故a=又由正弦定理得222035sin sin sin sin sin 2147b c b c B CA A A a a a=⋅==⨯=.【19】（B ，湖北，理18）已知等比数列{}n a 满足：23||10a a -=，123125a a a =.（Ⅰ）求数列{}n a 的通项公式； （Ⅱ）是否存在正整数m ，使得121111ma a a +++≥ ？若存在，求m 的最小值；若不存在，说明理由.考点名称 等比数列【19】（B ，湖北，理18）（Ⅰ）设等比数列{}n a 的公比为q ，则由已知可得331211125,||10,a q a q a q ⎧=⎪⎨-=⎪⎩解得15,33,a q ⎧=⎪⎨⎪=⎩或15,1.a q =-⎧⎨=-⎩故1533n na -=⋅，或15(1)n na -=-⋅-.第8页（共6页）（Ⅱ）若1533n na -=⋅，则1131()53n na -=⋅，故1{}na 是首项为35，公比为13的等比数列，从而131[1()]191953[1()]111031013mmm n n a =⋅-==⋅-<<-∑.若1(5)(1)n na -=-⋅-，则111(1)5n na -=--，故1{}na 是首项为15-，公比为1-的等比数列，从而11,21(),1502().mn nm k k a m k k +=+⎧-=-∈⎪=⎨⎪=∈⎩∑N N , 故111mn na =<∑.综上，对任何正整数m ，总有111mn na =<∑.故不存在正整数m ，使得121111ma a a +++≥ 成立.【23】（B ，湖北，理19）如图，A B 是圆O 的直径，点C 是圆O 上异于,A B的点，直线P C⊥平面A B C ，E ，F 分别是P A ，P C 的中点.（Ⅰ）记平面B E F 与平面A B C 的交线为l ，试判断直线l 与平面P A C 的位置关系，并加以证明；（Ⅱ）设（Ⅰ）中的直线l 与圆O 的另一个交点为D ，且点Q 满足12D QC P =.记直线P Q 与平面A B C 所成的角为θ，异面直线P Q 与E F 所成的角为α，二面角El C--的大小为β，求证：sin sin sin θαβ=.考点名称 空间向量与立体几何【23】（B ，湖北，理19）（Ⅰ）直线l ∥平面P A C ，证明如下：连接E F ，因为E ，F 分别是P A ，P C 的中点，所以E F ∥A C . 又E F ⊄平面A B C ，且A C⊂平面A B C ，所以E F ∥平面A B C .而E F ⊂平面B E F ，且平面B E F平面A B Cl=，所以E F ∥l .因为l⊄平面P A C ，E F⊂平面P A C ，所以直线l ∥平面P A C .（Ⅱ）（综合法）如图1，连接B D ，由（Ⅰ）可知交线l 即为直线B D ，且l ∥A C . 因为A B 是O的直径，所以A CB C⊥，于是lB C⊥. 已知P C ⊥平面A B C ，而l⊂平面A B C ，所以P Cl⊥.而P CB C C= ，所以l⊥平面P B C.第19题图第19题解答图1第9页（共6页）连接B E ，B F ，因为B F ⊂平面P B C ，所以lB F⊥.故C B F ∠就是二面角El C--的平面角，即C B Fβ∠=.由12D Q C P= ，作D Q ∥C P ，且12D Q C P=.连接P Q ，D F ，因为F 是C P 的中点，2C PP F=，所以D QP F=，从而四边形D Q P F 是平行四边形，P Q ∥F D . 连接C D ，因为P C⊥平面A B C ，所以C D 是F D 在平面A B C 内的射影，故C D F ∠就是直线P Q 与平面A B C 所成的角，即C D F θ∠=.又B D⊥平面P B C ，有B DB F⊥，知B D F ∠为锐角，故B D F ∠为异面直线P Q 与E F 所成的角，即B D F α∠=，于是在R t △D C F，R t △F B D，R t △B C F中，分别可得sin C F D Fθ=，sin B F D F α=，sin C F B Fβ=， 从而sin sin sin C F B F C F B FD FD Fαβθ=⋅==，即sin sin sin θαβ=.（Ⅱ）（向量法）如图2，由12D Q C P=，作D Q ∥C P ，且12D QC P=.连接P Q ，E F ，B E ，B F ，B D ，由（Ⅰ）可知交线l 即为直线B D . 以点C 为原点，向量,,C A C B C P所在直线分别为,,x y z轴，建立如图所示的空间直角坐标系，设,,2C Aa C Bb C P c===，则有(0,0,0),(,0,0),(0,,0),(0,0,2),(,,)C A a B b P c Q a b c ,1(,0,),(0,0,)2E a cF c .于是1(,0,0)2F Ea =，(,,)Q P a b c =--，(0,,)B Fb c =-，所以||co s ||||F E Q P F E Q P α⋅==⋅，从而sin α=又取平面A B C 的一个法向量为(0,0,1)=m，可得||sin ||||Q P Q P θ⋅==⋅ m m ，设平面B E F 的一个法向量为(,,)x y z =n， 所以由0,0,F E B F ⎧⋅=⎪⎨⋅=⎪⎩ n n可得10,20.a x b y cz ⎧=⎪⎨⎪-+=⎩取(0,,)c b =n.第19题解答图2第10页（共6页）于是|||co s |||||β⋅==⋅m n m n，从而sin β=.故sin sin sin αβθ===，即sin sin sin θαβ=.【40】（B ，湖北，理20）假设每天从甲地去乙地的旅客人数X 是服从正态分布2(800,50)N 的随机变量. 记一天中从甲地去乙地的旅客人数不超过900的概率为0p .（Ⅰ）求0p 的值；（参考数据：若X ～2(,)N μσ，有()0.826P X μσμσ-<≤+=，(22)0.9544P X μσμσ-<≤+=，(33)0.9974P X μσμσ-<≤+=.）（Ⅱ）某客运公司用A 、B 两种型号的车辆承担甲、乙两地间的长途客运业务，每车每天往返一次.A、B两种车辆的载客量分别为36人和60人，从甲地去乙地的营运成本分别为1600元/辆和2400元/辆. 公司拟组建一个不超过21辆车的客运车队，并要求B 型车不多于A 型车7辆. 若每天要以不小于0p 的概率运完从甲地去乙地的旅客，且使公司从甲地去乙地的营运成本最小，那么应配备A 型车、B 型车各多少辆?考点名称 随机变量及其分布，简单的线性规划【40】（B ，湖北，理20）（Ⅰ）由于随机变量X 服从正态分布2(800,50)N ，故有800μ=，50σ=(700900)0.9544P X <≤=.由正态分布的对称性，可得0(900)(800)(800900)p P X P X P X =≤=≤+<≤11(700900)0.977222P X =+<≤=.（Ⅱ）设A 型、B 型车辆的数量分别为, x y 辆，则相应的营运成本为16002400x y+. 依题意,, x y还需满足：21, 7, (3660)x y y x P X x y p +≤≤+≤+≥.由（Ⅰ）知，0(900)p P X =≤，故0(3660)P Xx yp≤+≥等价于3660900x y+≥.于是问题等价于求满足约束条件21,7,3660900,, 0, ,x y y x x y x y x y +≤⎧⎪≤+⎪⎨+≥⎪⎪≥∈⎩N ，第20题解答图第11页（共6页）且使目标函数16002400zx y=+达到最小的,x y.作可行域如图所示, 可行域的三个顶点坐标分别为(5,12), (7,14), (15,6)P Q R . 由图可知，当直线16002400zx y=+经过可行域的点P 时，直线16002400zx y=+在y 轴上截距2400z 最小，即z 取得最小值. 故应配备A 型车5辆、B 型车12辆.【16】（C ，湖北，理21）如图，已知椭圆1C 与2C 的中心在坐标原点O ，长轴均为M N 且在x 轴上，短轴长分别为2m ，2()nm n >，过原点且不与x 轴重合的直线l 与1C ，2C 的四个交点按纵坐标从大到小依次为A ，B ，C ，D ．记m nλ=，△B D M和△A B N的面积分别为1S 和2S .（Ⅰ）当直线l 与y 轴重合时，若12S S λ=，求λ的值；（Ⅱ）当λ变化时，是否存在与坐标轴不重合的直线l ，使得12S S λ=？并说明理由．考点名称 直线与圆锥曲线【16】（C ，湖北，理21）依题意可设椭圆1C 和2C 的方程分别为1C ：22221x y am+=，2C ：22221x y an+=. 其中0am n >>>， 1.m nλ=>（Ⅰ）解法1：如图1，若直线l 与y 轴重合，即直线l 的方程为0x=，则111||||||22S B D O M a B D =⋅=，211||||||22S A B O N a A B =⋅=，所以12||||S B D S A B =.在C 1和C 2的方程中分别令0x =，可得Ay m=，By n=，Dy m=-，于是||||1||||1B D A B y y B D m n A B y y m nλλ-++===---.若12S S λ=，则11λλλ+=-，化简得2210λλ--=. 由1λ>，可解得1λ=.故当直线l 与y 轴重合时，若12S S λ=，则1λ=.解法2：如图1，若直线l 与y 轴重合，则||||||B D O B O D m n =+=+，||||||A B O A O B m n=-=-；111||||||22S B D O M a B D =⋅=，211||||||22S A B O N a A B =⋅=.第21题图第12页（共6页）所以12||1||1S B D m n S A B m n λλ++===--.若12S S λ=，则11λλλ+=-，化简得2210λλ--=. 由1λ>，可解得1λ=.故当直线l 与y 轴重合时，若12S S λ=，则1λ=.（Ⅱ）解法1：如图2，若存在与坐标轴不重合的直线l ，使得12S S λ=. 根据对称性，不妨设直线l ：(0)y kx k =>，点(,0)Ma -，(,0)N a 到直线l的距离分别为1d ，2d ，则因为1d ==2d ==，所以12d d =.又111||2S B D d =，221||2S A B d =，所以12||||S B D S A B λ==，即||||B D A B λ=.由对称性可知||||A B C D =，所以||||||(1)||B C B D A B A B λ=-=-，||||||(1)||A D B D A B A B λ=+=+，于是 ||1||1A DBC λλ+=-. ①将l 的方程分别与C 1，C 2的方程联立，可求得A x =，Bx =. 根据对称性可知CBx x =-，DAx x =-，于是2||||2A Bx A D B C x ===②从而由①和②式可得第21题解答图1第21题解答图2第13页（共6页）1(1)λλλ+=-. ③令1(1)tλλλ+=-，则由mn >，可得1t≠，于是由③可解得222222(1)(1)n t ka t λ-=-.因为0k ≠，所以2k>. 于是③式关于k 有解，当且仅当22222(1)0(1)n t a t λ->-，等价于2221(1)()0t t λ--<. 由1λ>，可解得11t λ<<，即111(1)λλλλ+<<-，由1λ>，解得1λ>+当11λ<≤+l ，使得12S S λ=；当1λ>+l 使得12S S λ=.解法2：如图2，若存在与坐标轴不重合的直线l ，使得12S S λ=. 根据对称性，不妨设直线l ：(0)y kx k =>，点(,0)Ma -，(,0)N a 到直线l的距离分别为1d ，2d ，则因为1d ==2d ==，所以12d d =.又111||2S B D d =，221||2S A B d =，所以12||||S B D S A B λ==.因为||||A B A Bx x B D A B x x λ+===-，所以11A Bx x λλ+=-.由点(,)A A A x kx ，(,)B B B x kx 分别在C 1，C 2上，可得222221A A x k x am+=，222221B B x k x an+=，两式相减可得22222222()A BA B x x k x x amλ--+=，依题意0A B x x >>，所以22ABx x >. 所以由上式解得22222222()()A B B A m x x ka x x λ-=-.因为2k>，所以由2222222()0()A B B A m x x a x x λ->-，可解得1A Bx x λ<<.从而111λλλ+<<-，解得1λ>+当11λ<≤+l ，使得12S S λ=；第14页（共6页）当1λ>+l 使得12S S λ=.【40】（湖北理22）设n 是正整数，r 为正有理数. （Ⅰ）求函数1()(1)(1)1(1)r f x x r x x +=+-+->-的最小值； （Ⅱ）证明：1111(1)(1)11r r r r rnn n nn r r ++++--+-<<++；（Ⅲ）设x ∈R ，记x ⎡⎤⎢⎥为不小于．．．x 的最小整数，例如22=⎡⎤⎢⎥，π4=⎡⎤⎢⎥，312⎡⎤-=-⎢⎥⎢⎥.令S=+，求S ⎡⎤⎢⎥的值.（参考数据：4380344.7≈，4381350.5≈，43124618.3≈，43126631.7≈）考点名称 导数，函数的性质，不等式，创新与拓展，交汇与整合 【40】（湖北理22）（Ⅰ）因为()(1)(1)(1)(1)[(1)1]r rf x r x r r x '=++-+=++-，令()0f x '=，解得0x=.当10x -<<时，()0f x '<，所以()f x 在(1,0)-内是减函数；当0x>时，()0f x '>，所以()f x 在(0,)+∞内是增函数.故函数()f x 在0x =处取得最小值(0)0f =.（Ⅱ）由（Ⅰ），当(1,)x ∈-+∞时，有()(0)0f x f ≥=，即1(1)1(1)r x r x++≥++，且等号当且仅当0x =时成立，故当1x>-且0x ≠时，有1(1)1(1)r x r x++>++. ①在①中，令1x n=（这时1x >-且0x ≠），得111(1)1r r nn+++>+.上式两边同乘1r n +，得11(1)(1)r r rnnn r +++>++，即11(1).1r r rn nn r +++-<+ ②当1n>时，在①中令1x n=-（这时1x >-且0x ≠），类似可得11(1).1r r rn n n r ++-->+ ③且当1n =时，③也成立.综合②，③得第15页（共6页）1111(1)(1).11r r r r rnn n nn r r ++++--+-<<++ ④（Ⅲ）在④中，令13r=，n 分别取值81，82，83，…，125，得44443333338180(8281)44-<-（）<，44443333338281(8382)44-<-（）<，44443333338382(8483)44-<<-（），………4444333333125124(126125)44-<-（）.将以上各式相加，并整理得444433333312580(12681)44S -<<-（）.代入数据计算，可得4433312580210.24-≈（），4433312681210.94-≈（）.由S ⎡⎤⎢⎥的定义，得211S =⎡⎤⎢⎥.。
2013年高考真题——理科数学(湖北卷) Word版含答案
绝密★启用前2013年普通高等学校招生全国统一考试（湖北卷）数 学（理工类）本试题卷共6页，22题，其中第15、16题为选考题。
全卷满分150分。
考试用时120分钟。
★祝考试顺利★注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号码条粘贴在答题卡上的指定位置。
用统一提供的2B 铅笔将答题卡上试卷类型A 后的方框涂黑。
2．选择题的作答：每小题选出答案后，用统一提供的2B 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，再选凃其它答案标号。
答在试卷、草稿纸上无效。
3．填空题和解答题的作答：用统一提供的签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。
答在试题卷、草稿纸上无效。
4．选考题的作答：先把所选题目的题号在答题卡上指定位置用统一提供的2B 铅笔涂黑。
考生应根据自己选做的题目准确填涂题号，不得多选。
答题答在答题卡上对应的答题区域内，答在试题卷、草稿纸上无效。
5.考生必须保持答题卡的整洁。
考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。
一、选择题：本大题共10小题，每小题5分，共50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．在复平面内，复数z=i1i2+（i 为虚数单位）的共轭复数对应的点位于 A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限2．已知全集为R ，集合A=⎭⎬⎫⎩⎨⎧≤1)21(2x ，B={}0862≤+-x x x ，则A ∩R ∂B=A.{}0x ≤xB. {}42x ≤≤x C. {0≤x x ＜2或x ＞}4 D. {0x ＜x ≤2或x ≥}43．再一次跳伞训练中，甲、乙两位学员各跳一次，设命题p 是“甲降落在指定范围”，q 是“乙降落在指定范围”，则命题“至少有一位学员没有降落在指定范围”可表示为 A.（－p ）∨（－q ） B. p ∨（－q ） C. （－p ）∧（－q ） D.p ∨q4.将函数y=3cosx+sinx （x ∈R ）的图像向左平移m （m ＞0）个单位长度后，所得到的图像关于y 轴对称，则m 的最小值是A.12π B. 6π C. 3πD 65π5.已知0＜θ＜4π，则双曲线C 1:1sin cos 2222=-θθy x 与C 2: 1tan sin sin 22222=-θθθx y 的 A.实轴长相等 B.虚轴长相等 C.焦距相等 D.离心率相等6.已知点A （－1，1）、B （1,2）、C （－2,1）、D （3,4），则向量在方向上的投影为 A.223 B. 2153 C. －223D .－ 21537.一辆汽车在高速公路上行驶，由于遇到紧急情况而刹车，以速度v(t)=7-3t+t125+（t 的单位：s ，v 的单位：m/s ）行驶至停止。
2013年高考理科数学湖北卷word解析版
2013年普通高等学校夏季招生全国统一考试数学理工农医类(湖北卷)一、选择题：本大题共10小题，每小题5分，共50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．(2013湖北，理1)在复平面内，复数2i=1iz+(i为虚数单位)的共轭复数对应的点位于( )．A．第一象限 B．第二象限 C．第三象限 D．第四象限2．(2013湖北，理2)已知全集为R，集合112xA x⎧⎫⎪⎪⎛⎫=≤⎨⎬⎪⎝⎭⎪⎪⎩⎭，B＝{x|x2－6x＋8≤0}，则A ∩＝( )．A．{x|x≤0} B．{x|2≤x≤4}C．{x|0≤x＜2或x＞4} D．{x|0＜x≤2或x≥4}3．(2013湖北，理3)在一次跳伞训练中，甲、乙两位学员各跳一次．设命题p是“甲降落在指定范围”，q是“乙降落在指定范围”，则命题“至少有一位学员没有降落在指定范围”可表示为( )．A．(⌝p)∨(⌝q) B．p∨(⌝q) C．(⌝p)∧(⌝q) D．p∨q4．(2013湖北，理4)将函数yx＋sin x(x∈R)的图象向左平移m(m＞0)个单位长度后，所得到的图象关于y轴对称，则m的最小值是( ).A．π12 B．π6 C．π3 D．5π65．(2013湖北，理5)已知π0<<4θ，则双曲线C1：2222=1cos sinx yθθ-与C2：22222=1sin sin tany xθθθ-的( )．A．实轴长相等 B．虚轴长相等 C．焦距相等 D．离心率相等6．(2013湖北，理6)已知点A(－1,1)，B(1,2)，C(－2，－1)，D(3,4)，则向量AB在CD方向上的投影为( )．A．2 B． C．2-D．7．(2013湖北，理7)一辆汽车在高速公路上行驶，由于遇到紧急情况而刹车，以速度v(t)＝25 731tt-++(t的单位：s，v的单位：m/s)行驶至停止．在此期间汽车继续行驶的距离(单位：m)是( )．A．1＋25ln 5 B．118+25ln3 C．4＋25ln 5 D．4＋50ln 28．(2013湖北，理8)一个几何体的三视图如图所示，该几何体从上到下由四个简单几何体组成，其体积分别记为V1，V2，V3，V4，上面两个简单几何体均为旋转体，下面两个简单几何体均为多面体，则有( )．A．V1＜V2＜V4＜V3 B．V1＜V3＜V2＜V4C．V2＜V1＜V3＜V4 D．V2＜V3＜V1＜V49．(2013湖北，理9)如图，将一个各面都涂了油漆的正方体，切割为125个同样大小的小正方体．经过搅拌后，从中随机取一个小正方体，记它的涂漆面数为X，则X的均值E(X)＝( )．A ．126125B ．65C ．168125D ．7510．(2013湖北，理10)已知a 为常数，函数f (x )＝x (ln x －ax )有两个极值点x 1，x 2(x 1＜x 2)，则( )．A ．f(x1)＞0，f(x2)＞12-B ．f(x1)＜0，f(x2)＜12-C ．f(x1)＞0，f(x2)＜12-D ．f(x1)＜0，f(x2)＞12-二、填空题：本大题共6小题，考生共需作答5小题，每小题5分，共25分．请将答案填在答题卡对应题号．．．．．．．的位置上，答错位置，书写不清，模棱两可均不得分． 11．(2013湖北，理11)从某小区抽取100户居民进行月用电量调查，发现其用电量都在50至350度之间，频率分布直方图如图所示．(1)直方图中x 的值为__________；(2)在这些用户中，用电量落在区间[100,250)内的户数为__________．12．(2013湖北，理12)阅读如图所示的程序框图，运行相应的程序，输出的结果i ＝__________.13．(2013湖北，理13)设x ，y ，z ∈R ，且满足：x 2＋y 2＋z 2＝1，x ＋2y ＋3z 则x ＋y ＋z ＝__________. 14．(2013湖北，理14)古希腊毕达哥拉斯学派的数学家研究过各种多边形数．如三角形数1,3,6,10，…，第n 个三角形数为2111222n n n n (+)=+.记第n 个k 边形数为N (n ，k )(k ≥3)，以下列出了部分k 边形数中第n 个数的表达式：三角形数 N (n,3)＝21122n n +， 正方形数 N (n,4)＝n 2， 五边形数 N (n,5)＝23122n n -， 六边形数 N (n,6)＝2n 2－n ，…… ……可以推测N (n ，k )的表达式，由此计算N (10,24)＝__________.(二)选考题(请考生在第15、16两题中任选一题作答，请先在答题卡指定位置将你所选的题目序号后的方框用2B 铅笔涂黑．如果全选，则按第15题作答结果计分．)15．(2013湖北，理15)(选修4—1：几何证明选讲)如图，圆O 上一点C 在直径AB 上的射影为D ，点D 在半径OC 上的射影为E .若AB ＝3AD ，则CEEO的值为______．16．(2013湖北，理16)(选修4—4：坐标系与参数方程) 在直角坐标系xOy 中，椭圆C 的参数方程为cos sin x a y b ϕϕ=⎧⎨=⎩(φ为参数，a ＞b ＞0)．在极坐标系(与直角坐标系xOy 取相同的长度单位，且以原点O 为极点，以x 轴正半轴为极轴)中，直线l 与圆O 的极坐标方程分别为πsin 42m ρθ⎛⎫+= ⎪⎝⎭(m 为非零常数)与ρ＝b .若直线l 经过椭圆C 的焦点，且与圆O 相切，则椭圆C 的离心率为__________．三、解答题：本大题共6小题，共75分．解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤．17．(2013湖北，理17)(本小题满分12分)在△ABC 中，角A ，B ，C 对应的边分别是a ，b ，c .已知cos 2A －3cos(B ＋C )＝1.(1)求角A 的大小；(2)若△ABC 的面积S =b ＝5，求sin B sin C 的值．18．(2013湖北，理18)(本小题满分12分)已知等比数列{a n }满足：|a 2－a 3|＝10，a 1a 2a 3＝125. (1)求数列{a n }的通项公式； (2)是否存在正整数m ，使得121111ma a a +++≥？若存在，求m 的最小值；若不存在，说明理由．19．(2013湖北，理19)(本小题满分12分)如图，AB 是圆O 的直径，点C 是圆O 上异于A ，B 的点，直线PC ⊥平面ABC ，E ，F 分别是PA ，PC 的中点．(1)记平面BEF 与平面ABC 的交线为l ，试判断直线l 与平面PAC 的位置关系，并加以证明；(2)设(1)中的直线l 与圆O 的另一个交点为D ，且点Q 满足12DQ CP =，记直线PQ 与平面ABC 所成的角为θ，异面直线PQ 与EF 所成的角为α，二面角E －l －C 的大小为β，求证：sin θ＝sin αsin β.20．(2013湖北，理20)(本小题满分12分)假设每天从甲地去乙地的旅客人数X是服从正态分布N(800,502)的椭机变量．记一天中从甲地去乙地的旅客人数不超过900的概率为p0.(1)求p0的值；(参考数据：若X～N(μ，σ2)，有P(μ－σ＜X≤μ＋σ)＝0.682 6，P(μ－2σ＜X≤μ＋2σ)＝0.954 4，P(μ－3σ＜X≤μ＋3σ)＝0.997 4.)(2)某客运公司用A，B两种型号的车辆承担甲、乙两地间的长途客运业务，每车每天往返一次．A，B两种车辆的载客量分别为36人和60人，从甲地去乙地的营运成本分别为1 600元/辆和2 400元/辆．公司拟组建一个不超过21辆车的客运车队，并要求B型车不多于A型车7辆．若每天要以不小于p0的概率运完从甲地去乙地的旅客，且使公司从甲地去乙地的营运成本最小，那么应配备A型车、B型车各多少辆？21．(2013湖北，理21) (本小题满分13分)如图，已知椭圆C1与C2的中心在坐标原点O，长轴均为MN且在x轴上，短轴长分别为2m,2n(m＞n)，过原点且不与x轴重合的直线l与C1，C2的四个交点按纵坐标从大到小依次为A，B，C，D.记λ＝mn，△BDM和△ABN的面积分别为S1和S2.(1)当直线l与y轴重合时，若S1＝λS2，求λ的值；(2)当λ变化时，是否存在与坐标轴不重合的直线l，使得S1＝λS2？并说明理由．22．(2013湖北，理22)(本小题满分14分)设n是正整数，r为正有理数．(1)求函数f(x)＝(1＋x)r＋1－(r＋1)x－1(x＞－1)的最小值；(2)证明：111111<<11r r r rrn n n nnr r++++-(-)(+)-++；(3)设x∈R，记[x]为不小于．．．x的最小整数，例如[2]＝2，[π]＝4，3=12⎡⎤--⎢⎥⎣⎦.令3125S+，求[S]的值．(参考数据：4380344.7≈,4381350.5≈,43124618.3≈,43126631.7≈)2013年普通高等学校夏季招生全国统一考试数学理工农医类(湖北卷)一、选择题：本大题共10小题，每小题5分，共50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．答案：D解析：∵2i 2i 1i =1i 1i 1i z (-)=+(+)(-)＝i(1－i)＝1＋i ， ∴复数2i=1iz +的共轭复数z ＝1－i ，其在复平面内对应的点(1，－1)位于第四象限．2．答案：C解析：由题意知集合112xA x ⎧⎫⎪⎪⎛⎫=≤⎨⎬ ⎪⎝⎭⎪⎪⎩⎭＝{x |x ≥0}，集合B ＝{x |x 2－6x ＋8≤0}＝{x |2≤x ≤4}，＝{x |x ＜2或x ＞4}．因此A ∩()＝{x |0≤x ＜2或x ＞4}．3．答案：A解析：“至少有一位学员没有降落在指定范围”包括甲或乙没有落在指定范围或者两人均没有落在指定范围，因此应为(⌝p )∨(⌝q )．4．答案：B解析：∵y x ＋sin x ＝π2sin 3x ⎛⎫+ ⎪⎝⎭，∴函数y x ＋sin x (x ∈R )的图象向左平移m (m ＞0)个单位长度后，变为函数π=2sin 3y x m ⎛⎫++ ⎪⎝⎭的图象.又∵所得到的图象关于y 轴对称，则有π3＋m ＝k π＋π2，k ∈Z ， ∴m ＝ππ6k +，k ∈Z .∵m ＞0，∴当k ＝0时，m 的最小值为π6. 5．答案：D解析：对于双曲线C 1：2222=1cos sin x y θθ-，21a ＝cos 2θ，21b ＝sin 2θ，21c ＝1； 对于双曲线C 2：22222=1sin sin tan y x θθθ-，22a ＝sin 2θ，22b ＝sin 2θtan 2θ，22c ＝sin 2θ＋sin 2θtan 2θ＝sin 2θ(1＋tan 2θ)＝22222sin sin sin 1cos cos θθθθθ⎛⎫+= ⎪⎝⎭＝tan 2θ. ∵只有当θ＝ππ4k +(k ∈Z )时，21a ＝22a 或21b ＝22b 或21c ＝22c ，而π0<<4θ，∴排除A ，B ，C.设双曲线C 1，C 2的离心率分别为e 1，e 2，则2121cos e θ=，22222tan 1sin cos e θθθ==. 故e 1＝e 2，即两双曲线的离心率相等．6．答案：A解析：由题意可知AB ＝(2,1)，CD ＝(5,5)，故AB 在CD方向上的投影为2AB CD CD⋅==. 7．答案：C 解析：由于v (t )＝7－3t ＋251t+，且汽车停止时速度为0， 因此由v (t )＝0可解得t ＝4， 即汽车从刹车到停止共用4 s. 该汽车在此期间所行驶的距离4025=73d 1s t t t ⎛⎫-+ ⎪+⎝⎭⎰ ＝423725ln 12tt t ⎡⎤-+(+)⎢⎥⎣⎦ ＝4＋25ln 5(m)． 8．答案：C解析：由三视图可知，四个几何体自上而下分别为圆台，圆柱，四棱柱，四棱台．结合题中所给数据可得：V 1＝13(4π＋π＋2π)＝7π3，V 2＝2π， V 3＝23＝8，V 4＝13(16＋4＋8)＝283.故V 2＜V 1＜V 3＜V 4.9．答案：B解析：由题意可知涂漆面数X 的可能取值为0,1,2,3.由于P (X ＝0)＝27125，P (X ＝1)＝54125，P (X ＝2)＝36125，P (X ＝3)＝8125， 故E (X )＝275436815060+1+231251251251251255⨯⨯⨯⨯==＋. 10．答案：D解析：由题意知，函数f (x )＝x (ln x －ax )＝x ln x －ax 2有两个极值点， 即f ′(x )＝ln x ＋1－2ax ＝0在区间(0，＋∞)上有两个根． 令h (x )＝ln x ＋1－2ax ，则h ′(x )＝121=2ax a x x-+-=，当a ≤0时h ′(x )＞0，f ′(x )在区间(0，＋∞)上递增，f ′(x )＝0不可能有两个正根，∴a ＞0.由h ′(x )＝0，可得12x a =，从而可知h (x )在区间10,2a ⎛⎫ ⎪⎝⎭上递增，在区间1,2a ⎛⎫∞ ⎪⎝⎭上递减．因此需111=ln +11=ln >0222h a a a ⎛⎫- ⎪⎝⎭，即1>12a 时满足条件，故当10<<2a 时，h (x )＝0有两个根x 1，x 2，且121<2x x a<.又h (1)＝1－2a ＞0， ∴1211<2x x a<<，从而可知函数f (x )在区间(0，x 1)上递减，在区间(x 1，x 2)上递增，在区间(x 2，＋∞)上递减．∴f (x 1)＜f (1)＝－a ＜0，f (x 2)＞f (1)＝12a ->-.故选D. 二、填空题：本大题共6小题，考生共需作答5小题，每小题5分，共25分．请将答案填在答题卡对应．．．．．题号．．的位置上，答错位置，书写不清，模棱两可均不得分． 11．答案：(1)0.004 4 (2)70解析：(1)由频率分布直方图知[200,250)小组的频率为1－(0.002 4＋0.003 6＋0.006 0＋0.002 4＋0.001 2)×50＝0.22， 于是x ＝0.2250＝0.004 4. (2)∵数据落在[100,250)内的频率为(0.003 6＋0.006 0＋0.004 4)×50＝0.7， ∴所求户数为0.7×100＝70. 12．答案：5解析：第一次执行循环体后：a ＝5，i ＝2；第二次执行循环体后：a ＝16，i ＝3；第三次执行循环体后：a ＝8，i ＝4；第四次执行循环体后：a ＝4，i ＝5，满足条件，循环结束．输出i ＝5. 13．答案：7解析：由柯西不等式得(x 2＋y 2＋z 2)(12＋22＋32)≥(x ＋2y ＋3z )2当且仅当123x y z==时等号成立，此时y ＝2x ，z ＝3x .∵x 2＋y 2＋z 2＝1，x ＋2y ＋3z∴14x =，14y =，14z =. ∴x ＋y ＋z=14．答案：1 000解析：由题中数据可猜想：含n 2项的系数为首项是12，公差是12的等差数列，含n 项的系数为首项是12，公差是12-的等差数列，因此 N (n ，k )＝2211112433222222k k k n k n n n ⎡⎤--⎡⎤⎛⎫+(-)++(-)-=+ ⎪⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎝⎭⎣⎦.故N (10,24)＝11n 2－10n ＝11×102－10×10＝1 000.(二)选考题(请考生在第15、16两题中任选一题作答，请先在答题卡指定位置将你所选的题目序号后的方框用2B 铅笔涂黑．如果全选，则按第15题作答结果计分．) 15．答案：8解析：设AD ＝2，则AB ＝6， 于是BD ＝4，OD ＝1. 如图，由射影定理得CD 2＝AD ·BD ＝8， 则CD＝在Rt △OCD 中，DE＝·133OD CD OC ⨯==.则83CE ==，EO ＝OC －CE ＝81333-=.因此83=813CE EO =.16．答案：3解析：将椭圆C的参数方程cos,sinx ay bϕϕ=⎧⎨=⎩(φ为参数，a＞b＞0)化为标准方程为22221x ya b+=(a＞b＞0)．又直线l的极坐标方程为πsin42mρθ⎛⎫+=⎪⎝⎭(m为非零常数)，即sin cosρθθ⎛=⎝⎭，则该直线的一般式为y＋x－m＝0.圆的极坐标方程为ρ＝b，其标准方程为x2＋y2＝b2.∵直线与圆O相切，=b，|m.又∵直线l经过椭圆C的焦点，∴|m|＝c.∴c=，c2＝2b2.∵a2＝b2＋c2＝3b2，∴22223cea==.∴e=.三、解答题：本大题共6小题，共75分．解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤．17．解：(1)由cos 2A－3cos(B＋C)＝1，得2cos2A＋3cos A－2＝0，即(2cos A－1)(cos A＋2)＝0，解得cos A＝12或cos A＝－2(舍去)．因为0＜A＜π，所以A＝π3.(2)由S＝12bc sin A＝1224bc⋅==bc＝20.又b＝5，知c＝4.由余弦定理得a2＝b2＋c2－2bc cos A＝25＋16－20＝21，故a=又由正弦定理得sin B sin C＝222035sin sin sin2147b c bcA A Aa a a⋅==⨯=.18．解：(1)设等比数列{a n}的公比为q，则由已知可得331211125,||10,a qa q a q⎧=⎨-=⎩解得15,33,aq⎧=⎪⎨⎪=⎩或15,1.aq=⎧⎨=-⎩故1533nna-=⋅，或a n＝－5·(－1)n－1.(2)若1533nna-=⋅，则113153nna-⎛⎫=⋅ ⎪⎝⎭，故1na⎧⎫⎨⎬⎩⎭是首项为35，公比为13的等比数列，从而1311531=113mmn na=⎡⎤⎛⎫⋅-⎢⎥⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦-∑＝9191<110310m⎡⎤⎛⎫⋅-<⎢⎥⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦.若a n＝(－5)·(－1)n－1，则111(1)5nna-=--，故1na⎧⎫⎨⎬⎩⎭是首项为15-，公比为－1的等比数列，从而11,21,150,2,mn nm k kam k k+=+⎧-=-(∈)⎪=⎨⎪=(∈)⎩∑NN故111mn na=<∑.综上，对任何正整数m ，总有111mn na =<∑. 故不存在正整数m ，使得121111ma a a +++≥成立．19． (1)解：直线l ∥平面PAC ，证明如下：连接EF ，因为E ，F 分别是PA ，PC 的中点， 所以EF ∥AC .又EF 平面ABC ，且AC ⊂平面ABC ， 所以EF ∥平面ABC .而EF ⊂平面BEF ，且平面BEF ∩平面ABC ＝l ，所以EF ∥l .因为l 平面PAC ，EF ⊂平面PAC ， 所以直线l ∥平面PAC .(2)证明：(综合法)如图1，连接BD ，由(1)可知交线l 即为直线BD ，且l ∥AC . 因为AB 是O 的直径， 所以AC ⊥BC ， 于是l ⊥BC .已知PC ⊥平面ABC ，而l ⊂平面ABC ，所以PC ⊥l . 而PC ∩BC ＝C ，所以l ⊥平面PBC . 连接BE ，BF ，因为BF ⊂平面PBC ， 所以l ⊥BF .故∠CBF 就是二面角E －l －C 的平面角， 即∠CBF ＝β. 由12DQ CP =，作DQ ∥CP ，且12DQ CP =. 连接PQ ，DF ，因为F 是CP 的中点，CP ＝2PF ，所以DQ ＝PF ，从而四边形DQPF 是平行四边形，PQ ∥FD .连接CD ，因为PC ⊥平面ABC ，所以CD 是FD 在平面ABC 内的射影， 故∠CDF 就是直线PQ 与平面ABC 所成的角，即∠CDF ＝θ. 又BD ⊥平面PBC ，有BD ⊥BF ，知∠BDF 为锐角，故∠BDF 为异面直线PQ 与EF 所成的角，即∠BDF ＝α， 于是在Rt △DCF ，Rt △FBD ，Rt △BCF 中，分别可得sin θ＝CF DF ，sin α＝BF DF ，sin β＝CFBF， 从而sin αsin β＝CF BF CFBF DF DF⋅=＝sin θ， 即sin θ＝sin αsin β. (向量法)如图2，由12DQ CP =，作DQ ∥CP ，且12DQ CP =. 连接PQ ，EF ，BE ，BF ，BD ，由(1)可知交线l 即为直线BD .以点C 为原点，向量CA ，CB ，CP 所在直线分别为x 、y 、z 轴，建立如图所示的空间直角坐标系，设CA ＝a ，CB ＝b ，CP ＝2c ，则有C (0,0,0)，A (a,0,0)，B (0，b,0)，P (0,0,2c )，Q (a ，b ，c )，E 1,0,2a c ⎛⎫ ⎪⎝⎭，F (0,0，c )．于是1,0,02FE a ⎛⎫=⎪⎝⎭，QP ＝(－a ，－b ，c )，BF＝(0，－b ，c )，所以cos α＝FE QP FEQPa ⋅=⋅sin α=.又取平面ABC 的一个法向量为m ＝(0,0,1)，可得sin QP QPa θ⋅==⋅m m ，设平面BEF 的一个法向量为n ＝(x ，y ，z )，所以由0,0,FE BF ⎧⋅=⎪⎨⋅=⎪⎩n n 可得10,20.ax by cz ⎧=⎪⎨⎪-+=⎩取n ＝(0，c ，b )．于是|cos β|＝||||||⋅=⋅m n m n ， 从而sin β=故sin αsin β=sin θ，即sin θ＝sin αsin β.20．解：(1)由于随机变量X 服从正态分布N (800,50)， 故有μ＝800，σ＝50，P (700＜X ≤900)＝0.954 4. 由正态分布的对称性，可得p 0＝P (X ≤900)＝P (X ≤800)＋P (800＜X ≤900) ＝1122P +(700＜X ≤900)＝0.977 2. (2)设A 型、B 型车辆的数量分别为x ，y 辆，则相应的营运成本为1 600x ＋2 400y . 依题意，x ，y 还需满足：x ＋y ≤21，y ≤x ＋7，P (X ≤36x ＋60y )≥p 0. 由(1)知，p 0＝P (X ≤900)，故P (X ≤36x ＋60y )≥p 0等价于36x ＋60y ≥900.于是问题等价于求满足约束条件21,7,3660900,,0,,,x y y x x y x y x y +≤⎧⎪≤+⎪⎨+≥⎪⎪≥∈⎩N且使目标函数z ＝1 600x ＋2 400y 达到最小的x ，y .作可行域如图所示，可行域的三个顶点坐标分别为P (5,12)，Q (7,14)，R (15,6)．由图可知，当直线z ＝1 600x ＋2 400y 经过可行域的点P 时，直线z ＝1 600x ＋2 400y 在y 轴上截距2400z最小，即z 取得最小值．故应配备A 型车5辆、B 型车12辆．21．解：依题意可设椭圆C 1和C 2的方程分别为C 1：2222=1x y a m +，C 2：2222=1x y a n+.其中a ＞m ＞n ＞0，λ＝>1mn.(1)解法1：如图1，若直线l 与y 轴重合，即直线l 的方程为x ＝0，则S1＝12|BD |·|OM |＝12a |BD |，S 2＝12|AB |·|ON |＝12a |AB |，图1所以12||||S BD S AB =. 在C 1和C 2的方程中分别令x ＝0，可得y A ＝m ，y B ＝n ，y D ＝－m ，于是||||1||||1B D A B y y BD m n AB y y m n λλ-++===---. 若12=SS λ，则1=1λλλ+-，化简得λ2－2λ－1＝0. 由λ＞1，可解得λ.故当直线l 与y 轴重合时，若S 1＝λS 2，则λ.解法2：如图1，若直线l 与y 轴重合，则|BD |＝|OB |＋|OD |＝m ＋n ，|AB |＝|OA |－|OB |＝m －n ；S 1＝12|BD |·|OM |＝12a |BD |， S 2＝12|AB |·|ON |＝12a |AB |.所以12||1||1S BD m n S AB m n λλ++===--. 若12=SS λ，则1=1λλλ+-，化简得λ2－2λ－1＝0. 由λ＞1，可解得λ.故当直线l 与y 轴重合时，若S 1＝λS 2，则λ.(2)解法1：如图2，若存在与坐标轴不重合的直线l ，使得S 1＝λS 2.根据对称性，不妨设直线l ：y ＝kx (k ＞0)，点M (－a,0)，N (a,0)到直线l 的距离分别为d 1，d 2，则1d ==，2d ==d 1＝d 2.图2又S 1＝12|BD |d 1，S 2＝12|AB |d 2，所以12||||S BD S AB λ==，即|BD |＝λ|AB |. 由对称性可知|AB |＝|CD |，所以|BC |＝|BD |－|AB |＝(λ－1)|AB |，|AD |＝|BD |＋|AB |＝(λ＋1)|AB |，于是||1||1AD BC λλ+=-.① 将l 的方程分别与C 1，C 2的方程联立，可求得A x =B x =.根据对称性可知x C ＝－x B ，x D ＝－x A ，于是2||||2A Bx AD BC x ==从而由①和②式可得11λλλ+=(-).③ 令1=1t λλλ+(-)，则由m ＞n ，可得t ≠1，于是由③可解得22222211n t k a t λ(-)=(-). 因为k ≠0，所以k 2＞0.于是③式关于k 有解，当且仅当222221>01n t a t λ(-)(-)， 等价于2221(1)<0t t λ⎛⎫-- ⎪⎝⎭由λ＞1，可解得1λ＜t ＜1，即11<11λλλλ+<(-)，由λ＞1，解得λ＞，所以 当1＜λ≤时，不存在与坐标轴不重合的直线l ，使得S 1＝λS 2；当λ＞时，存在与坐标轴不重合的直线l 使得S 1＝λS 2.解法2：如图2，若存在与坐标轴不重合的直线l ，使得S 1＝λS 2.根据对称性，不妨设直线l ：y ＝kx (k ＞0)，点M (－a,0)，N (a,0)到直线l 的距离分别为d 1，d 2，则1d ==2d ==d 1＝d 2.又S 1＝12|BD |d 1，S 2＝12|AB |d 2，所以12||=||S BD S AB λ=.因为||||A B A B x x BD AB x x λ+===-，所以11A Bx x λλ+=-.由点A (x A ，kx A )，B (x B ，kx B )分别在C 1，C 2上，可得22222=1A A x k x a m +，22222=1B B x k x a n+，两式相减可得22222222=0A B A B x x k x x a mλ-(-)+， 依题意x A ＞x B ＞0，所以22A B x x >.所以由上式解得22222222A B B A m x x k a x x λ(-)=(-).因为k 2＞0，所以由2222222>0A B B A m x x a x x λ(-)(-)，可解得<1A B x x λ<. 从而11<<1λλλ+-，解得λ＞，所以 当1＜λ≤时，不存在与坐标轴不重合的直线l ，使得S 1＝λS 2； 当λ＞时，存在与坐标轴不重合的直线l 使得S 1＝λS 2.22． (1)解：因为f ′(x )＝(r ＋1)(1＋x )r －(r ＋1)＝(r ＋1)[(1＋x )r－1]，令f ′(x )＝0，解得x ＝0.当－1＜x ＜0时，f ′(x )＜0，所以f (x )在(－1,0)内是减函数； 当x ＞0时，f ′(x )＞0，所以f (x )在(0，＋∞)内是增函数． 故函数f (x )在x ＝0处取得最小值f (0)＝0.(2)证明：由(1)，当x ∈(－1，＋∞)时，有f (x )≥f (0)＝0，即(1＋x )r ＋1≥1＋(r ＋1)x ，且等号当且仅当x ＝0时成立， 故当x ＞－1且x ≠0时，有(1＋x )r ＋1＞1＋(r ＋1)x .①在①中，令1x n =(这时x ＞－1且x ≠0)，得+1111>1+r r n n+⎛⎫+ ⎪⎝⎭. 上式两边同乘nr ＋1，得(n ＋1)r ＋1＞nr ＋1＋n r(r ＋1)，即1111r r rn n n r ++(+)-<+.②当n ＞1时，在①中令1x n=-(这时x ＞－1且x ≠0)，类似可得 1111r r rn n n r ++-(-)>+.③且当n ＝1时，③也成立． 综合②，③得11111111r r r r rn n n n n r r ++++-(-)(+)-<<++.④(3)解：在④中，令13r =，n 分别取值81,82,83，…，125，得4444333333(8180)(8281)44--＜， 4444333333(8281)(8382)44--， 4444333333(8382)(8483)44--＜， ……4444333333(125124)(126125)44--＜． 将以上各式相加，并整理得4444333333(12580)(12681)44S --＜＜． 代入数据计算，可得44333(12580)210.24-≈，44333(126)210.94-≈.由[S ]的定义，得[S ]＝211.。
2013年湖北高考理科数学试题及答案
绝密★启用前2013年普通高等学校招生全国统一考试（湖北卷）数学（理工类）本试题卷共6页，22题，其中第15、16题为选考题。
全卷满分150分。
考试用时120分钟。
一、选择题：本大题共10小题，每小题5分，共50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．在复平面内，复数2i1iz=+（i为虚数单位）的共轭复数对应的点位于A．第一象限B．第二象限C．第三象限D．第四象限2．已知全集为R，集合1{()1}2xA x=≤，2{680}B x x x=-+≤，则A C B=RA．{0}x x≤B．{24}x x≤≤C．{024}x x x≤<>或D．{024}x x x<≤≥或3．在一次跳伞训练中，甲、乙两位学员各跳一次．设命题p是“甲降落在指定范围”，q是“乙降落在指定范围”，则命题“至少有一位学员没有降落在指定范围”可表示为A．()p⌝∨()q⌝ B．p∨()q⌝C．()p⌝∧()q⌝ D．p∨q4．将函数sin()y x x x=+∈R的图象向左平移(0)m m>个单位长度后，所得到的图象关于y轴对称，则m的最小值是A．π12B．π6C．π3D．5π65．已知π4θ<<，则双曲线1C：22221cos sinx yθθ-=与2C：222221sin sin tany xθθθ-=的A．实轴长相等 B．虚轴长相等 C．焦距相等D．离心率相等6．已知点(1,1)A-、(1,2)B、(2,1)C--、(3,4)D，则向量AB在CD方向上的投影为ABC．D．7．一辆汽车在高速公路上行驶，由于遇到紧急情况而刹车，以速度25()731v t tt=-++（t的单位：s，v的单位：m/s）行驶至停止. 在此期间汽车继续行驶的距离（单位：m）是A．125ln5+B．11825ln3+C．425ln5+D．450ln2+8．一个几何体的三视图如图所示，该几何体从上到下由四个简单几何体组成，其体积分别记为1V，2V，3V，4V，上面两个简单几何体均为旋转体，下面两个简单几何体均为多面体，则有A．1243V V V V<<<B．1324V V V V<<< C．2134V V V V<<<D．2314V V V V<<<9．如图，将一个各面都涂了油漆的正方体，切割为125个同样大小的小正方体. 经过搅拌后，从中随机取一个小正方体，记它的涂漆面数为X，则X的均值()E X=A．126125B．65C．168125D．7510．已知a为常数，函数()(ln)f x x x ax=-有两个极值点1x，212()x x x<，则A．1()0f x>，21()2f x>-B．1()0f x<，21()2f x<-C．1()0f x>，21()2f x<-D．1()0f x<，21()2f x>-二、填空题：本大题共6小题，考生共需作答5小题，每小题5分，共25分. 请将答案填在答题卡对应题号．．．．．．．的位置上. 答错位置，书写不清，模棱两可均不得分.（一）必考题（11—14题）第8题图第9题图12 11．从某小区抽取100户居民进行月用电量调查，发现其用电量都在50至350度之间，频率分布直方图如图所示.（Ⅰ）直方图中x 的值为_________；（Ⅱ）在这些用户中，用电量落在区间[100,250)内的户数为_________.第11题图 第12题图 12．阅读如图所示的程序框图，运行相应的程序，输出的结果i =_________.13．设,,x y z ∈R ，且满足：2221x y z ++=，23x y z ++x y z ++=_________. 14．古希腊毕达哥拉斯学派的数学家研究过各种多边形数. 如三角形数1，3，6，10，，第n 个三角形数为2(1)11222n n n n +=+. 记第n 个k 边形数为(,)(3)N n k k ≥，以下列出了部分k 边形数中第n 个数的表达式：三角形数 211(,3)22N n n n =+，正方形数 2(,4)N n n =，五边形数 231(,5)22N n n n =-，六边形数 2(,6)2N n n n =-， ………………………………………可以推测(,)N n k 的表达式，由此计算(10,24)N =_________.（二）选考题（请考生在第15、16两题中任选一题作答，请先在答题卡指定位置将你所选的题目序号后的方框用2B 铅笔涂黑. 如果全选，则按第15题作答结果计分.） 15．（选修4-1：几何证明选讲）如图，圆O 上一点C 在直径AB 上的射影为D ，点D 在半径OC 上的射影为E ．若3A B A D =，则CEEO 的值为_________． 16．（选修4-4：坐标系与参数方程）在直角坐标系xOy 中，椭圆C 的参数方程为cos ,sin x a y b ϕϕ=⎧⎨=⎩（ϕ为参数，0a b >>）. 在极坐标系（与直角坐标系xOy 取相同的长度单位，且以原点O 为极点，以x 轴正半轴 为极轴）中，直线l 与圆O的极坐标方程分别为πsin()4ρθ+=（m 为非零常数） 与b ρ=. 若直线l 经过椭圆C 的焦点，且与圆O 相切，则椭圆C 的离心率为_________.三、解答题：本大题共6小题，共75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）在△ABC 中，角A ，B ，C 对应的边分别是a ，b ，c . 已知cos23cos()1A B C -+=. （Ⅰ）求角A 的大小；（Ⅱ）若△ABC的面积S =5b =，求sin sin B C 的值.18．（本小题满分12分）已知等比数列{}n a 满足：23||10a a -=，123125a a a =.OD E BA第15题图C3 （Ⅰ）求数列{}n a 的通项公式； （Ⅱ）是否存在正整数m ，使得121111ma a a +++≥？若存在，求m 的最小值；若不存在，说明理由. 19．（本小题满分12分）如图，AB 是圆O 的直径，点C 是圆O 上异于,A B 的点，直线PC ⊥平面ABC ，E ，F 分别是PA ，PC 的中点.（Ⅰ）记平面BEF 与平面ABC 的交线为l ，试判断直线l 与平面PAC 的位置关系，并加以证明；（Ⅱ）设（Ⅰ）中的直线l 与圆O 的另一个交点为D ，且点Q 满足12DQ CP =. 记直线PQ 与平面ABC所成的角为θ，异面直线PQ 与EF 所成的角为α，二面角E l C --的大小为β，求证：sin sin sin θαβ=.20．（本小题满分12分）假设每天从甲地去乙地的旅客人数X 是服从正态分布2(800,50)N 的随机变量. 记一天中从甲地去乙地的旅客人数不超过900的概率为0p . （Ⅰ）求0p 的值；（参考数据：若X ～2(,)N μσ，有()0.6826P X μσμσ-<≤+=，(22)0.9544P X μσμσ-<≤+=，(33)0.9974P X μσμσ-<≤+=.）（Ⅱ）某客运公司用A 、B 两种型号的车辆承担甲、乙两地间的长途客运业务，每车每天往返一次. A 、B 两种车辆的载客量分别为36人和60人，从甲地去乙地的营运成本分别为1600元/辆和2400元/辆. 公司拟组建一个不超过21辆车的客运车队，并要求B 型车不多于A 型车7辆. 若每天要以不小于0p 的概率运完从甲地去乙地的旅客，且使公司从甲地去乙地的营运成本最小，那么应配备A 型车、B 型车各多少辆?21．（本小题满分13分）如图，已知椭圆1C与2C 的中心在坐标原点O ，长轴均为MN 且在x 轴上，短轴长分别第19题图4第21题图为2m ，2()n m n >，过原点且不与x 轴重合的直线l 与1C ，2C 的四个交点按纵坐标从 大到小依次为A ，B ，C ，D ．记mnλ=，△BDM 和△ABN 的面积分别为1S 和2S . （Ⅰ）当直线l 与y 轴重合时，若12S S λ=，求λ的值；（Ⅱ）当λ变化时，是否存在与坐标轴不重合的直线l ，使得12S S λ=？并说明理由． O22．（本小题满分14分）设n 是正整数，r 为正有理数.（Ⅰ）求函数1()(1)(1)1(1)r f x x r x x +=+-+->-的最小值；（Ⅱ）证明：1111(1)(1)11r r r r rn n n n n r r ++++--+-<<++； （Ⅲ）设x ∈R ，记x ⎡⎤⎢⎥为不小于．．．x 的最小整数，例如22=⎡⎤⎢⎥，π4=⎡⎤⎢⎥，312⎡⎤-=-⎢⎥⎢⎥. 令3125S +，求S ⎡⎤⎢⎥的值.（参考数据：4380344.7≈，4381350.5≈，43124618.3≈，43126631.7≈） 参考答案5 一、选择题D C A B D A C C B D 二、填空题11.(1)0.004 4 (2)70 12.513.7 14.1 000 15.816.3三、解答题17.解：(1)由cos 2A －3cos(B ＋C )＝1， 得2cos 2A ＋3cos A －2＝0， 即(2cos A －1)(cos A ＋2)＝0，解得cos A ＝12或cos A ＝－2(舍去)． 因为0＜A ＜π，所以A ＝π3.(2)由S ＝12bc sin A＝12bc ==bc ＝20.又b ＝5，知c ＝4.由余弦定理得a 2＝b 2＋c 2－2bc cos A ＝25＋16－20＝21，故a =又由正弦定理得sin B sin C ＝222035sin sin sin 2147b c bc A A A a a a ⋅==⨯=. 18.解：(1)设等比数列{a n }的公比为q ，则由已知可得331211125,||10,a q a q a q ⎧=⎨-=⎩ 解得15,33,a q ⎧=⎪⎨⎪=⎩或15,1.a q =⎧⎨=-⎩ 故1533n n a -=⋅，或a n ＝－5·(－1)n －1. (2)若1533n n a -=⋅，则113153n n a -⎛⎫=⋅ ⎪⎝⎭，故1n a ⎧⎫⎨⎬⎩⎭是首项为35，公比为13的等比数列，从而1311531 =113mm n na =⎡⎤⎛⎫⋅-⎢⎥⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦-∑ ＝9191<110310m⎡⎤⎛⎫⋅-<⎢⎥ ⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦. 若a n ＝(－5)·(－1)n －1，则111(1)5n n a -=--，故1n a ⎧⎫⎨⎬⎩⎭是首项为15-，公比为－1的等比数列，从而11,21,150,2,mn n m k k a m k k +=+⎧-=-(∈)⎪=⎨⎪=(∈)⎩∑N N 故111m n n a =<∑. 综上，对任何正整数m ，总有111mn na =<∑.故不存在正整数m ，使得121111ma a a +++≥成立．19.(1)解：直线l ∥平面P AC ，证明如下：连接EF ，因为E ，F 分别是P A ，PC 的中点， 所以EF ∥AC .又EF 平面ABC ，且AC ⊂平面ABC ， 所以EF ∥平面ABC .而EF ⊂平面BEF ，且平面BEF ∩平面ABC ＝l ，所以EF ∥l .因为l 平面P AC ，EF ⊂平面P AC ， 所以直线l ∥平面P AC .(2)证明：(综合法)如图1，连接BD ，由(1)可知交线l 即为直线BD ，且l ∥AC . 因为AB 是O 的直径，图1所以AC ⊥BC ， 于是l ⊥BC .已知PC ⊥平面ABC ，而l ⊂平面ABC ，所以PC ⊥l . 而PC ∩BC ＝C ，所以l ⊥平面PBC . 连接BE ，BF ，因为BF ⊂平面PBC ， 所以l ⊥BF .故∠CBF 就是二面角E －l －C 的平面角， 即∠CBF ＝β. 由12DQ CP =，作DQ ∥CP ，且12DQ CP =. 连接PQ ，DF ，因为F 是CP 的中点，CP ＝2PF ，所以DQ ＝PF ，从而四边形DQPF 是平行四边形，PQ ∥FD .连接CD ，因为PC ⊥平面ABC ，所以CD 是FD 在平面ABC 内的射影， 故∠CDF 就是直线PQ 与平面ABC 所成的角，即∠CDF ＝θ. 又BD ⊥平面PBC ，有BD ⊥BF ，知∠BDF 为锐角，故∠BDF 为异面直线PQ 与EF 所成的角，即∠BDF ＝α，6 于是在Rt △DCF ，Rt △FBD ，Rt △BCF 中，分别可得sin θ＝CF DF ，sin α＝BF DF ，sin β＝CF BF，从而sin αsin β＝CF BF CFBF DF DF⋅=＝sin θ， 即sin θ＝sin αsin β. (向量法)如图2，由12DQ CP =，作DQ ∥CP ，且12DQ CP =.图2连接PQ ，EF ，BE ，BF ，BD ，由(1)可知交线l 即为直线BD .以点C 为原点，向量CA ，CB ，CP 所在直线分别为x 、y 、z 轴，建立如图所示的空间直角坐标系，设CA ＝a ，CB ＝b ，CP ＝2c ，则有C (0,0,0)，A (a,0,0)，B (0，b,0)，P (0,0,2c )，Q (a ，b ，c )，E 1,0,2a c ⎛⎫ ⎪⎝⎭，F (0,0，c )．于是1,0,02FE a ⎛⎫=⎪⎝⎭，QP ＝(－a ，－b，c )，BF ＝(0，－b ，c )， 所以cos α＝FE QP FE QPa ⋅=⋅sin α=.又取平面ABC 的一个法向量为m ＝(0,0,1)，可得sin QP QPa θ⋅==⋅m m ，设平面BEF 的一个法向量为n＝(x ，y ，z )，所以由0,0,FE BF ⎧⋅=⎪⎨⋅=⎪⎩n n可得10,20.axby cz ⎧=⎪⎨⎪-+=⎩取n ＝(0，c ，b )．于是|cos β|＝||||||⋅=⋅m n m n 从而sin β=.故sin αsin β=＝sin θ，即sin θ＝sin αsin β.20.解：(1)由于随机变量X 服从正态分布N (800,50)，故有μ＝800，σ＝50，P (700＜X ≤900)＝0.954 4. 由正态分布的对称性，可得p 0＝P (X ≤900)＝P (X ≤800)＋P (800＜X ≤900) ＝1122P +(700＜X ≤900)＝0.977 2. (2)设A 型、B 型车辆的数量分别为x ，y 辆，则相应的营运成本为1 600x ＋2 400y . 依题意，x ，y 还需满足：x ＋y ≤21，y ≤x ＋7，P (X ≤36x ＋60y )≥p 0. 由(1)知，p 0＝P (X ≤900)，故P (X ≤36x ＋60y )≥p 0等价于36x ＋60y ≥900.于是问题等价于求满足约束条件21,7,3660900,,0,,,x y y x x y x y x y +≤⎧⎪≤+⎪⎨+≥⎪⎪≥∈⎩N且使目标函数z ＝1 600x ＋2 400y 达到最小的x ，y .作可行域如图所示，可行域的三个顶点坐标分别为P (5,12)，Q (7,14)，R (15,6)．由图可知，当直线z ＝1 600x ＋2 400y 经过可行域的点P 时，直线z ＝1 600x ＋2 400y 在y 轴上截距2400z最小，即z 取得最小值．故应配备A 型车5辆、B 型车12辆．21.解：依题意可设椭圆C 1和C 2的方程分别为C 1：2222=1x y a m +，C 2：2222=1x y a n+.其中a ＞m ＞n ＞0，λ＝>1mn.(1)解法1：如图1，若直线l 与y 轴重合，即直线l 的方程为x ＝0，则S 1＝12|BD |·|OM |＝12a |BD |，S 27 ＝12|AB |·|ON |＝12a |AB |，图1所以12||||S BD S AB =. 在C 1和C 2的方程中分别令x ＝0，可得y A ＝m ，y B ＝n ，y D ＝－m ，于是||||1||||1B D A B y y BD m n AB y y m n λλ-++===---. 若12=SS λ，则1=1λλλ+-，化简得λ2－2λ－1＝0. 由λ＞1，可解得λ.故当直线l 与y 轴重合时，若S 1＝λS 2，则λ.解法2：如图1，若直线l 与y 轴重合，则|BD |＝|OB |＋|OD |＝m ＋n ，|AB |＝|OA |－|OB |＝m －n ；S 1＝12|BD |·|OM |＝12a |BD |，S 2＝12|AB |·|ON |＝12a |AB |.所以12||1||1S BD m n S AB m n λλ++===--. 若12=SS λ，则1=1λλλ+-，化简得λ2－2λ－1＝0. 由λ＞1，可解得λ.故当直线l 与y 轴重合时，若S 1＝λS 2，则λ.(2)解法1：如图2，若存在与坐标轴不重合的直线l ，使得S 1＝λS 2.根据对称性，不妨设直线l ：y ＝kx (k ＞0)，点M (－a,0)，N (a,0)到直线l 的距离分别为d 1，d 2，则1d ==，2d ==d 1＝d 2.图2又S 1＝12|BD |d 1，S 2＝12|AB |d 2，所以12||||S BD S AB λ==，即|BD |＝λ|AB |. 由对称性可知|AB |＝|CD |，所以|BC |＝|BD |－|AB |＝(λ－1)|AB |，|AD |＝|BD |＋|AB |＝(λ＋1)|AB |，于是||1||1AD BC λλ+=-.① 将l 的方程分别与C 1，C 2的方程联立，可求得A x =，B x =.根据对称性可知x C ＝－x B ，x D ＝－x A ，于是2||||2A Bx AD BC x ==.② 从而由①和②式可得11λλλ+=(-).③ 令1=1t λλλ+(-)，则由m ＞n ，可得t ≠1，于是由③可解得22222211n t k a t λ(-)=(-).因为k ≠0，所以k 2＞0.于是③式关于k 有解，当且仅当222221>01n t a t λ(-)(-)，等价于2221(1)<0t t λ⎛⎫-- ⎪⎝⎭由λ＞1，可解得1λ＜t ＜1，即11<11λλλλ+<(-)，由λ＞1，解得λ＞，所以 当1＜λ≤时，不存在与坐标轴不重合的直线l ，使得S 1＝λS 2；当λ＞时，存在与坐标轴不重合的直线l 使得S 1＝λS 2.解法2：如图2，若存在与坐标轴不重合的直线l ，使得S 1＝λS 2.根据对称性，不妨设直线l ：y ＝kx (k ＞0)，点M (－a,0)，N (a,0)到直线l 的距离分别为d 1，d 2，则1d ==2d ==d 1＝d 2.又S1＝12|BD|d1，S2＝12|AB|d2，所以12||=||S BDS ABλ=.因为||||A BA Bx xBDAB x xλ+===-，所以11ABxxλλ+=-.由点A(x A，kx A)，B(x B，kx B)分别在C1，C2上，可得22222=1A Ax k xa m+，22222=1B Bx k xa n+，两式相减可得22222222=0A B A Bx x k x xa mλ-(-)+，依题意x A＞x B＞0，所以22A Bx x>.所以由上式解得22222222A BB Am x xka x xλ(-)=(-).因为k2＞0，所以由2222222>0A BB Am x xa x xλ(-)(-)，可解得<1ABxxλ<.从而11<<1λλλ+-，解得λ＞，所以当1＜λ≤时，不存在与坐标轴不重合的直线l，使得S1＝λS2；当λ＞时，存在与坐标轴不重合的直线l使得S1＝λS2.22.(1)解：因为f′(x)＝(r＋1)(1＋x)r－(r＋1)＝(r＋1)[(1＋x)r－1]，令f′(x)＝0，解得x＝0.当－1＜x＜0时，f′(x)＜0，所以f(x)在(－1,0)内是减函数；当x＞0时，f′(x)＞0，所以f(x)在(0，＋∞)内是增函数．故函数f(x)在x＝0处取得最小值f(0)＝0.(2)证明：由(1)，当x∈(－1，＋∞)时，有f(x)≥f(0)＝0，即(1＋x)r＋1≥1＋(r＋1)x，且等号当且仅当x＝0时成立，故当x＞－1且x≠0时，有(1＋x)r＋1＞1＋(r＋1)x.①在①中，令1xn=(这时x＞－1且x≠0)，得+1111>1+r rn n+⎛⎫+⎪⎝⎭.上式两边同乘n r＋1，得(n＋1)r＋1＞n r＋1＋n r(r＋1)，即1111r rrn nnr++(+)-<+.②当n＞1时，在①中令1xn=-(这时x＞－1且x≠0)，类似可得1111r rrn nnr++-(-)>+.③且当n＝1时，③也成立．综合②，③得11111111r r r rrn n n nnr r++++-(-)(+)-<<++.④(3)解：在④中，令13r=，n分别取值81,82,83，…，125，得4444333333(8180)(8281)44--＜，4444333333(82)(8382)44--＜，4444333333(8382)(8483)44--＜，……4444333333(125124)(126125)44--＜．将以上各式相加，并整理得4444333333(12580)(12681)44S--＜＜．代入数据计算，可得44333(12580)210.24-≈，44333(12681)210.94-≈.由[S]的定义，得[S]＝211.8。
2013年普通高等学校招生全国统一考试数学理试题(湖北卷,解析版)
后，从中随机取出一个小正方体，记它的涂油漆面数为 X ，则 X 的均值为 E X
A. 126 125
B. 6 5
C. 168 125
D. 7 5
第 9 题图
【解析与答案】三面涂有油漆的有 8 块，两面涂有油漆的有 36 块，一面涂有油漆的有 54
块，没有涂有油漆的有 27 块，所以 E X 3 8 2 36 1 54 6 。故选 B。
。
f ( x1) x1 ln x1 ax12 x1 2ax1 1 ax12 ax12 x1 0 ，
f
(x2 )
ax22
x2
x2
ax2
1
ax2
1
a
1 2a
1
1 2
故选 D。
4
【相关知识点】函数导数与极值，函数的性质
二、填空题
（一）必考题
1 t 的单位： s ， v 的单位： m / s ）行驶至停止。在此期间汽车继续行驶的距离（单位; m ）是
（）
A. 1 25ln 5
B. 8 25ln 11 3
C. 4 25ln 5
D. 4 50ln 2
【解析与答案】令 v t 7 3t 25 0 ，则 t 4 。汽车刹车的距离是
【解析与答案】 A 0, ， B 2, 4 ， A I CRB 0, 2 U4, 。
故选 C 【相关知识点】不等式的求解，集合的运算
3、在一次跳伞训练中，甲、乙两位学员各跳一次，设命题 p 是“甲降落在指定范围”，q 是
“乙降落在指定范围”，则命题“至少有一位学员没有降落在指定范围”可表示为（ ）
2013年湖北高考理科数学试卷(带详解)
2013年湖北省理科数学高考试题第Ⅰ卷一．选择题 （本大题共10小题，每小题5分，共50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．在复平面内，复数2i1iz =+（为虚数单位）的共轭复数对应的点位于 （ ）A. 第一象限B. 第二象限C. 第三象限D. 第四象限 【测量目标】复数代数形式的四则运算，复平面，复数的概念.【考查方式】先化简复数z ，再写出其共轭复数，然后根据其实部和虚部判断其所在复平面. 【难易程度】容易 【参考答案】D 【试题解析】i 1i)i(1i1i2+=-=+=z ，则i 1-=z ，其对应点Z （1，－1）位于第四象限. 2．已知全集为R ，集合112xA x ⎧⎫⎪⎪⎛⎫=⎨⎬ ⎪⎝⎭⎪⎪⎩⎭…，{}2|680B x x x =-+…，则A B =R ð （ ） A. {}|0x x … B. {}|24x x 剟C. {}|024x x x <>或…D. {}|024x x x <或剠【测量目标】不等式的解法，集合的基本运算.【考查方式】先化简集合,A B 再借助数轴进行集合的交集运算. 【难易程度】容易【参考答案】C【试题解析】∵26802,4x x x x -+>⇔<>，1102xx⎛⎫⇔ ⎪⎝⎭剠，∴{}024A B x x x =<>R 或…ð.3．在一次跳伞训练中，甲、乙两位学员各跳一次，设命题p 是“甲降落在指定范围”，q 是“乙降落在指定范围”，则命题“至少有一位学员没有降落在指定范围”可表示为（ ）A.()()p q ⌝∨⌝B. ()p q ∨⌝C. ()()p q ⌝∧⌝D.p q ∨ 【测量目标】常用逻辑语句.【考查方式】根据逻辑联结词“或”且“非”的含义判断. 【难易程度】容易 【参考答案】A【试题解析】因为p 是“甲降落在指定范围”，q 是“乙降落在指定范围”，则p ⌝是“没有降落在指定范围”，q ⌝是“乙没有降落在指定范围”，所以命题“至少有一位学员没有降落在指定范围”可表示为p ⌝∨q ⌝ .4．将函数()sin y x x x =+∈R 的图象向左平移()0m m >个长度单位后，所得到的图象关于y 轴对称，则m 的最小值是（ ）A.π12 B. π6 C. π3 D. 5π6【测量目标】三角函数及其图象与性质.【考查方式】先将函数解析式化简再写出平移后的解析式，然后根据函数为偶函数得到m 的表达式，求得m 的最小值.【难易程度】容易 【参考答案】B【试题解析】因为()sin y x x x =+∈R 可化为π2cos()()6y x x =-∈R ，将它向左平移π6个单位得ππ2cos ()2cos 66y x x ⎡⎤=+-=⎢⎥⎣⎦，其图象关于y 轴对称. 5．已知π04θ<<，则双曲线22122:1cos sin x y C θθ-=与222222:1sin sin tan y x C θθθ-=的（ ） A.实轴长相等 B.虚轴长相等 C.焦距相等 D. 离心率相等【测量目标】圆锥曲线及其标准方程.【考查方式】先根据θ的范围，确定双曲线方程的类型，判断焦点所在的坐标轴，然后分析双曲线1C 和2C 的实轴长、虚轴长、焦距、离心率是否相等. 【难易程度】中等 【参考答案】D【试题解析】对于双曲线1C ，有222cos sin 1c θθ=+=，1cos c e a θ==. （步骤1） 对于双曲线2C ，有222222sin (1tan )sin sec tan c θθθθθ=+== ，tan 1sin cos c e a θθθ===.（步骤2） 即这两双曲线的离心率相等. （步骤3）6．已知点()1,1A -，()1,2B ，()2,1C --，()3,4D ，则向量AB 在CD方向上的投影为 （ ）A.C.D. 【测量目标】平面向量的概念及其运算.【考查方式】首先求出,AB CD的坐标，然后根据投影的定义进行求解.【难易程度】中等 【参考答案】A【试题解析】AB =（2,1），CD =（5,5），则向量AB在向量CD方向上的射影为cos 2AB CD AB CD θ====. 7．一辆汽车在高速公路上行驶，由于遇到紧急情况而刹车，以速度()25731v t t t=-++（t 的单位：s ，v 的单位：m /s ）行驶至停止.在此期间汽车继续行驶的距离（单位：m ）是 （ ）A. 125ln5+B. 11825ln 3+ C. 425ln5+ D. 450ln 2+【测量目标】定积分与微积分基本定理.【考查方式】利用定积分求解实际问题中的未知数. 【难易程度】容易 【参考答案】C【试题解析】令()257301v t t t=-+=+，解得t ＝4或t ＝38-（不合题意，舍去），（步骤1）即汽车经过4秒中后停止，在此期间汽车继续行驶的距离为4425()(73)001v t dt t dt t=-+=+⎰⎰4203725ln(1)2t t t ⎡⎤-++⎢⎥⎣⎦425ln 5=+（步骤2） 8．一个几何体的三视图如图所示，该几何体从上到下由四个简单几何体组成，其体积分别记为1V ，2V ，3V ，4V ，上面两个简单几何体均为旋转体，下面两个简单几何体均为多面体，则有（ ）A. 1243V V V V <<<B. 1324V V V V <<<C. 2134V V V V <<<D. 2314V V V V <<<第8题图【测量目标】空间几何体与三视图.【考查方式】先根据三视图判断四个几何体的形状，再结合所给数据计算各个几何体的体积，最后做出比较.【难易程度】容易 【参考答案】C【试题解析】显然23V V <，所以B 不正确.（步骤1） 又221π7(2121)π33V =++⨯=，22π122πV =⨯⨯=，3328V ==，224128(4242)33V =++⨯=，从而2134V V V V <<<.（步骤2） 9．如图，将一个各面都涂了油漆的正方体，切割成125个同样大小的小正方体.经过搅拌后，从中随机取出一个小正方体，记它的涂油漆面数为X ，则X 的均值为()E X = A.126125 B. 65 C. 168125 D. 75第9题图【测量目标】统计，古典概率.【考查方式】先求出随机变量X 的分布列，然后利用均值的计算公式求解. 【难易程度】容易 【参考答案】B【试题解析】125个同样大小的小正方体的面数共有125×6=750，涂了油漆的面数有25×6=150. 每一个小正方体的一个面涂漆的频率为51750150=，则它的涂漆面数为X 的均值()E X =56651=⨯. 10．已知a 为常数，函数()()ln f x x x ax =-有两个极值点1212,()x x x x <，则 （ ）A. 121()0,()2f x f x >>- B. 121()0,()2f x f x <<- C. 121()0,()2f x f x ><- D.121()0,()2f x f x <>-【测量目标】函数的导数及其应用.【考查方式】已知函数极值点的个数，运用函数导数的性质求函数在某点的函数值的大小 【难易程度】中等 【参考答案】D【试题解析】()ln 12f x x ax '=+-，由()(ln )f x x x ax =-由两个极值点，得()0f x '=有两个不等的实数解，即ln 21x ax =-有两个实数解，（步骤1）从而直线21y ax =-与曲线ln y x =有两个交点. （步骤2）过点（0，－1）作ln y x =的切线，设切点为（x 0，y 0），则切线的斜率01k x =，切线方程为011y x x =-.（步骤3） 切点在切线上，则00010x y x =-=，又切点在曲线ln y x =上，则00ln 01x x =⇒=，即切点为（1，0），切线方程为1y x =-.（步骤4） 再由直线21y ax =-与曲线ln y x =有两个交点.，知直线21y ax =-位于两直线0=y 和1-=x y 之间，（步骤5）其斜率2a 满足：0＜2a ＜1，解得0＜a ＜21. .则这函数的两个极点21,x x 满足1201x x <<<，所以12()(1)()f x f f x <<，（步骤6）1(1)(,0)2f a =-∈-，即12()()f x a f x <-<，所以21)(,0)(21-><x f x f .（步骤7） 第Ⅱ卷二．填空题（本大题共6小题，考生共需作答5小题，每小题5分，共25分.把答案填在题中横线上）. （一）必考题（11~14题）11．从某小区抽取100户居民进行月用电量调查，发现其用电量都在50到350度之间，频率分布直方图所示.（I ）直方图中x 的值为 ； （II ）在这些用户中，用电量落在区间[)100,250内的户数为 .第11题图【测量目标】频率分布直方图及其应用.【考查方式】根据频率分布直方图直接计算求解未知数. 【难易程度】容易【参考答案】0.0044 70 【试题解析】（Ⅰ）[]1150(0.00600.003620.00240.0012)0.004450x =-++⨯+=; （Ⅱ）用电量落在区间[)100,250内的户数为(0.00360.00600.0044)5010070++⨯⨯=. 12．阅读如图所示的程序框图，运行相应的程序，输出的结果i = .第12题图【测量目标】算法初步与循环结构的程序框图.【考查方式】按照程序框图的执行流程分析循环过程，得到输出结果. 【难易程度】容易 【参考答案】5【试题解析】已知初始值10,1a i ==，104a =≠ ，则执行程序，得5,2a i ==；（步骤1）因为54a =≠，则执行程序，得16,3a i ==；164a =≠，（步骤2）则第三次执行程序，得8,4a i ==；∵48≠=a ，（步骤3）则第四次执行程序，得5,4==i a ；∵4=a ，执行输出i ，5=i . （步骤4）13．设,,x y z ∈R ，且满足：2221x y z ++=，23x y z ++=，则x y z ++= . 【测量目标】柯西不等式的应用.【考查方式】利用柯西不等式求已知式子的最值，再结合题目条件求解. 【难易程度】容易【试题解析】由柯西不等式可得2222222()(123)(23)x y z x y z ++++++…，即2(23)14x y z ++…，（步骤1）因此23x y z ++…，因为23x y z ++（步骤2）所以23y zx ==，解得14714x y z ===，于是7x y z ++=（步骤3）14．古希腊毕达哥拉斯学派的数学家研究过各种多边形数.如三角形数1,3,6,10，…，第n 个三角形数为()2111222n n n n +=+.记第n 个k 边形数为(),N n k ()3k …，以下列出了部分k 边形数中第n 个数的表达式：三角形数 ()211,322N n n n =+ 正方形数 ()2,4N n n = 五边形数 ()231,522N n n n =- 六边形数 ()2,62N n n n =- ……可以推测(),N n k 的表达式，由此计算()10,24N = . 【测量目标】创新与拓展，归纳推理.【考查方式】根据题目中的已知结论通过归纳推理求解. 【难易程度】容易 【参考答案】1000【试题解析】三角形数 211(,3)22N n n n =+，（步骤1）正方形数 2(,4)N n n= =n n )2121()2121(2212-++个，（步骤2） 五边形数 231(,5)22N n n n =-=n n )212121()212121(2213--+++个，（步骤3）六边形数 2(,6)2N n n n =-=21122211111111()()22222222n n -++++---4个个，（步骤4） ………………推测k 边形(,)N n k =22112211111111111(...)(...)(2)(4)22222222222n n k n k n -+++++-----=---(k-2)个(k-4)个.（步骤5）所以211(10,24)(242)10(244)101100100100022N =⨯-⨯-⨯-⨯=-=.（步骤6） （二）选考题（请考生在第15、16两题中任选一题作答，如果全选，则按第15题作答结果计分）15．（选修4-1：几何证明选讲）如图，圆O 上一点C 在直线AB 上的射影为D ，点D 在半径OC 上的射影为E .若3AB AD =，则CEEO的值为 .第15题图【测量目标】圆的相交弦定理，射影定理，几何证明选讲.【考查方式】运用圆的相交弦定理以及直角三角形中的射影定理求解圆内线段的比值. 【难易程度】中等 【参考答案】8【试题解析】根据题设，易知3OC AO DO ==，Rt △ODE ∽Rt △DCE ∽Rt △OCD ，（步骤1）31OD CD OC OE DE OD ∴===，即39CO OD OE ==，（步骤2）在Rt △ODE 中，22222298DE DO OE OE OE OE =-=-=，（步骤3）在Rt △CDE 中，22222229864CE CD DE DE DE DE OE =-=-==，即2264,8CE CEEO EO=∴=.（步骤4） 16．（选修4-4：坐标系与参数方程）在直角坐标系xOy 中，椭圆C 的参数方程为cos sin x a y b θθ=⎧⎨=⎩(θ为参数，0a b >>)在极坐标系（与直角坐标系xOy 取相同的长度单位，且以原点O 为极点，以x 轴正半轴为极轴）中，直线l 与圆O 的极坐标方程分别为πsin 42m ρθ⎛⎫+= ⎪⎝⎭()m 为非零常数与b ρ=.若直线l 经过椭圆C 的焦点，且与圆O 相切，则椭圆C 的离心率为 . 【测量目标】坐标系与参数方程.【考查方式】先将参数方程与极坐标方程化为普通方程，再根据直线与圆的位置关系得出圆的离心率. 【难易程度】中等【试题解析】椭圆C 的方程可以化为2222+1x y a b =，圆O 的方程可化为222x y b +=，直线l 的方程可化为x y m +=，（步骤1）因为直线l 经过椭圆的焦点，且与圆O 相切，则,,22c m b a m ====，（步骤2）所以椭圆的离心率3626===mm a c e .（步骤3） 三．解答题（本大题共6小题，共75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）在ABC △中，角A ，B ，C 对应的边分别是a ，b ，c .已知()cos 23cos 1A B C -+=.（I ）求角A 的大小；（II ）若ABC △的面积S =，5b =，求sin sin B C 的值. 【测量目标】诱导公式，正、余弦定理.【考查方式】利用诱导公式化简已知条件再利用正、余弦定理求解三角形中的未知参数. 【难易程度】中等【试题解析】（Ⅰ）由cos23cos()1A B C -+=，得22cos 3cos 20A A +-= , （步骤1） 即(2cos 1)(cos 2)0A A -+=，解得1cos 2A = 或cos 2A =-（舍去）. （步骤2） 因为0πA <<，所以π3A =.（步骤3）（Ⅱ）由11sin 22S bc A bc ====20bc =. （步骤4）又5b =，知4c =. （步骤5）由余弦定理得2222cos 25162021,a b c bc A =+-=+-=故a =（步骤6）又由正弦定理得222035sin sin sin sin sin 2147b c bc B C A A A a a a ===⨯= . （步骤7）18．（本小题满分12分）已知等比数列{}n a 满足：2310a a -=，123125a a a =. （I ）求数列{}n a 的通项公式； （II ）是否存在正整数m ，使得121111ma a a +++ …？若存在，求m 的最小值；若不存在，说明理由. 【测量目标】等比数列的通项、前n 项和的公式以及等比数列的性质.【考查方式】根据数列中项之间的关系推出数列的通项，再运用求和公式求解新数列.【难易程度】中等【试题解析】（Ⅰ）设等比数列{}n a 的公比为q ，则由已知可得 33121112510a q a q a q ⎧=⎪⎨-=⎪⎩ 解得1533a q ⎧=⎪⎨⎪=⎩ 或151a q =-⎧⎨=-⎩ （步骤1）故1533n n a -= ，或15(1)n n a -=-- . （步骤2）（Ⅱ）若1533n n a -=，则1131()53n n a -= ，（步骤3）故1n a ⎧⎫⎨⎬⎩⎭是首项为35，公比为13的等比数列，从而1311()1919531()111031013m mm n na =⎡⎤-⎢⎥⎡⎤⎣⎦==-<<⎢⎥⎣⎦-∑ . （步骤4）若1(5)(1)n n a -=-- ，则111(1)5n n a -=--，（步骤5）故1n a ⎧⎫⎨⎬⎩⎭是首项为15-，公比为1-的等比数列， 从而11,21(),150,2().mn n m k k a m k k +=+⎧-=-∈⎪=⎨⎪=∈⎩∑N N 故111mn n a =<∑. （步骤6） 综上，对任何正整数m ，总有111mn na =<∑.（步骤7） 故不存在正整数m ，使得121111ma a a +++ …成立. （步骤8） 19．（本小题满分12分）如图，AB 是圆O 的直径，点C 是圆O 上异于,A B 的点，直线PC ⊥平面ABC ，E ，F 分别是PA ，PC 的中点.（I ）记平面BEF 与平面ABC 的交线为l ，试判断直线l 与平面PAC 的位置关系，并加以证明；（II ）设（I ）中的直线l 与圆O 的另一个交点为D ，且点Q 满足12DQ CP =.记直线PQ 与平面ABC 所成的角为θ，异面直线PQ 与EF 所成的角为α，二面角E l C --的大小为β，求证：sin sin sin θαβ=.第19题图【测量目标】空间向量与立体几何.【考查方式】利用线面平行的判定定理与性质定理进行判断与证明，建立空间直角坐标系，利用坐标进行求解与证明，也可通过构建三角函数求解. 【难易程度】较难【试题解析】. （Ⅰ）直线l ∥平面PAC ，证明如下：连接EF ，因为E ，F 分别是PA ，PC 的中点，所以EF ∥AC . （步骤1） 又EF ⊄平面ABC ，且AC ⊂平面ABC ，所以EF ∥平面ABC .（步骤2） 而EF ⊂平面BEF ，且平面BEF 平面ABC l =，所以EF ∥l . （步骤3）因为l ⊄平面PAC ，EF ⊂平面PAC ，所以直线l ∥平面PAC . （步骤4） （Ⅱ）（综合法）如图1，连接BD ，由（Ⅰ）可知交线l 即为直线BD ，且l ∥AC .（步骤5） 因为AB 是O 的直径，所以AC BC ⊥，于是l BC ⊥.（步骤6）已知PC ⊥平面ABC ，而l ⊂平面ABC ，所以PC l ⊥.（步骤7） 而PC BC C = ，所以l ⊥平面PBC .（步骤8）连接BE ，BF ，因为BF ⊂平面PBC ，所以l BF ⊥（步骤9）.故CBF ∠就是二面角E l C --的平面角，即CBF β∠=. （步骤10）由12DQ CP = ，作DQ ∥CP ，且12DQ CP =.连接PQ ，DF ，因为F 是CP 的中点，2CP PF =，所以DQ PF =，（步骤11） 从而四边形DQPF 是平行四边形，PQ ∥FD .（步骤12）连接CD ，因为PC ⊥平面ABC ，所以CD 是FD 在平面ABC 内的射影，（步骤13） 故CDF ∠就是直线PQ 与平面ABC 所成的角，即CDF θ∠=. 又BD ⊥平面PBC ，有BD BF ⊥，知BDF ∠为锐角，（步骤14）故BDF ∠为异面直线PQ 与EF 所成的角，即BDF α∠=， 于是在Rt △DCF ，Rt △FBD ，Rt △BCF 中，分别可得sin CF DF θ=，sin BF DF α=，sin CFBFβ=，（步骤15） 从而sin sin sin CF BF CFBF DF DFαβθ=== ，即sin sin sin θαβ=.（步骤16）第19题（Ⅱ）图1（Ⅱ）（向量法）如图2，由12D Q C P = ，作DQ ∥CP ，且12D Q C P =.（步骤5）连接PQ ，EF ，BE ，BF ，BD ，由（Ⅰ）可知交线l 即为直线BD . 以点C 为原点，向量,,CA CB CP所在直线分别为,,x y z 轴，建立如图所示的空间直角坐标系，设,,2CA a CB b CP c ===，则有(0,0,0),(,0,0),(0,,0),(0,0,2),(,,)C A a B b P c Q a b c ,1(,0,),(0,0,)2E a cF c . （步骤6） 于是1(,0,0)2FE a = ，(,,)QP a b c =-- ，(0,,)BF b c =- ，所以||cos ||||FE QP FE QP α==，从而sin α（步骤7）又取平面ABC 的一个法向量为(0,0,1)=m，可得||sin ||||QP QP θ== m m ，（步骤8）设平面BEF 的一个法向量为(,,)x y z =n ，所以由0,0,FE BF ⎧=⎪⎨=⎪⎩n n 可得10,20.ax by cz ⎧=⎪⎨⎪-+=⎩ 取(0,,)c b =n .于是|||cos |||||β== m n m n，从而sin β=. （步骤9）故sin sin sin αβθ=，即sin sin sin θαβ= （步骤10）第19题（Ⅱ）图220．（本小题满分12分）假设每天从甲地去乙地的旅客人数X 是服从正态分布()2800,50N 的随机变量.记一天中从甲地去乙地的旅客人数不超过900的概率为0p . （I ）求0p 的值；（参考数据：若()2,X N μσ，有()0.6826P X μσμσ-<+=…，()220.9544P X μσμσ-<+=…，()330.9974P X μσμσ-<+=….）（II ）某客运公司用A ，B 两种型号的车辆承担甲、乙两地间的长途客运业务，每车每天往返一次，A ，B 两种车辆的载客量分别为36人和60人，从甲地去乙地的运营成本分别为1600元/辆和2400元/辆.公司拟组建一个不超过21辆车的客运车队，并要求B 型车不多于A 型车7辆.若每天要以不小于0p 的概率运完从甲地去乙地的旅客，且使公司从甲地去乙地的运营成本最小，那么应配备A 型车，B 型车各多少辆？ 【测量目标】随机变量及其分布，简单的线性规划、正态分布.【考查方式】先由正态分布的对称性求解，再利用线性规划的相关性质求解未知数. 【难易程度】中等【试题解析】（Ⅰ）由于随机变量X 服从正态分布2(800,50)N ，故有800μ=，50σ=，(700900)0.9544P X <=…. （步骤1）由正态分布的对称性，可得0(900)(800)(800900)p P X P XP X ==+<剟?11(700900)0.977222P X =+<=…. （步骤2） （Ⅱ）设A 型、B 型车辆的数量分别为, x y 辆，则相应的营运成本为16002400x y +. 依题意, , x y 还需满足：021, 7, (3660)x y yx P X x y p +++剟剠. （步骤3）由（Ⅰ）知，0(900)p P X =…，故0(3660)P X x y p +剠等价于3660900x y +….于是问题等价于求满足约束条件21,7,3660900,, 0, ,x y y x x y x y x y +⎧⎪+⎪⎨+⎪⎪∈⎩N ，…………（步骤4）且使目标函数16002400z x y =+达到最小的,x y .作可行域如图所示, 可行域的三个顶点坐标分别为(5,12), (7,14), (15,6)P Q R .（步骤5） 由图可知，当直线16002400z x y =+经过可行域的点P 时，直线16002400z x y =+在y 轴上截距2400z最小，即z 取得最小值. 故应配备A 型车5辆、B 型车12辆. （步骤6）第20题（Ⅱ）图21．（本小题满分13分）如图，已知椭圆1C 与2C 的中心在坐标原点O ，长轴均为MN 且在x 轴上，短轴长分别为2m ，2n ()m n >，过原点且不与x 轴重合的直线l 与1C ，2C 的四个交点按纵坐标从大到小依次为A ，B ，C ，D .记mnλ=，BDM △和ABN △的面积分别为1S 和2S . （I ）当直线l 与y 轴重合时，若12S S λ=，求λ的值；（II ）当λ变化时，是否存在与坐标轴不重合的直线l ，使得12S S λ=？并说明理由.第21题图【测量目标】直线与圆锥曲线.【考查方式】已知直线与椭圆的位置关系求解椭圆的一般方程，给出未知参数的变化范围再求解符合条件的直线.【难易程度】中等【试题解析】依题意可设椭圆1C 和2C 的方程分别为1C ：22221x y a m +=，2C ：22221x y a n+=. 其中0a m n >>>， 1.mn λ=>（步骤1）（Ⅰ）解法1：如图1，若直线l 与y 轴重合，即直线l 的方程为0x =，则111||||||22S BD OM a BD == ，211||||||22S AB ON a AB == ，所以12||||S BD S AB =. （步骤2） 在C 1和C 2的方程中分别令0x =，可得A y m =，B y n =，D y m =-， 于是||||1||||1B D A B y y BD m n AB y y m n λλ-++===---.（步骤3） 若12S S λ=，则11λλλ+=-，化简得2210λλ--=. 由1λ>，可解得1λ=.（步骤4） 故当直线l 与y 轴重合时，若12S S λ=，则1λ=. （步骤5） 解法2：如图1，若直线l 与y 轴重合，则||||||BD OB OD m n =+=+，||||||AB OA OB m n =-=-；111||||||22S BD OM a BD == ，211||||||22S AB ON a AB == .（步骤2） 所以12||1||1S BD m n S AB m n λλ++===--. （步骤3） 若12S S λ=，则11λλλ+=-，化简得2210λλ--=. 由1λ>，可解得1λ=.（步骤4） 故当直线l 与y 轴重合时，若12S S λ=，则1λ=. （步骤5）第21题（Ⅰ）图1（Ⅱ）解法1：如图2，若存在与坐标轴不重合的直线l ，使得12S S λ=. 根据对称性， 不妨设直线l ：(0)y kx k =>，点(,0)M a -，(,0)N a 到直线l 的距离分别为1d ，2d ，则因为1d ==，2d ==12d d =. （步骤6）又111||2S BD d =，221||2S AB d =，所以12||||S BD S AB λ==，即||||BD AB λ=. 由对称性可知||||AB CD =，所以||||||(1)||BC BD AB AB λ=-=-，（步骤7） ||||||(1)||AD BD AB AB λ=+=+，于是||1||1AD BC λλ+=-. ① 将l 的方程分别与C 1，C 2的方程联立，可求得A x =B x =.（步骤8）根据对称性可知C B x x =-，D A x x =-，于是2||||2A B x AD BC x == ② 从而由①和②式可得1(1)λλλ+-. ③令1(1)t λλλ+=-，则由m n >，可得1t ≠，于是由③可解得222222(1)(1)n t k a t λ-=-.（步骤9）因为0k ≠，所以20k >. 于是③式关于k 有解，当且仅当22222(1)0(1)n t a t λ->-， 等价于2221(1)()0t t λ--<. 由1λ>，可解得11t λ<<，（步骤10）即111(1)λλλλ+<<-，由1λ>，解得1λ>当11λ<…l ，使得12S S λ=；当1λ>l 使得12S S λ=. （步骤11） 解法2：如图2，若存在与坐标轴不重合的直线l ，使得12S S λ=. 根据对称性， 不妨设直线l ：(0)y kx k =>，（步骤6）点(,0)M a -，(,0)N a 到直线l 的距离分别为1d ，2d ，则因为1d ==，2d ==12d d =. （步骤7）又111||2S BD d =，221||2S AB d =，所以12||||S BD S AB λ==.（步骤8）因为||||A B A Bx x BD AB x x λ+==-，所以11A B x x λλ+=-. 由点(,)A A A x kx ，(,)B B B x kx 分别在C 1，C 2上，可得222221A A x k x a m +=，222221B B x k x a n +=，两式相减可得22222222()0A B A B x x k x x a m λ--+=，（步骤9） 依题意0A B x x >>，所以22AB x x >. 所以由上式解得22222222()()A B B A m x x k a x x λ-=-. 因为20k >，所以由2222222()0()A B B A m x x a x x λ->-，可解得1A Bxx λ<<.（步骤10） 从而111λλλ+<<-，解得1λ>当11λ<…l ，使得12S S λ=；（步骤11）当1λ>l 使得12S S λ=. （步骤12）第21题（Ⅱ）图222．（本小题满分14分）设n 是正整数，r 为正有理数. （I ）求函数()()1()111(1)r f x x r x x +=+-+->-的最小值；（II ）证明：()()11111111r r r r r n n n n n r r ++++--+-<<++；（III ）设x ∈R ，记x ⎡⎤⎢⎥为不小于x 的最小整数，例如22=⎡⎤⎢⎥，π4=⎡⎤⎢⎥，312⎡⎤-=-⎢⎥⎢⎥.令S =+++S ⎡⎤⎢⎥的值.（参考数据：4380344.7≈，4381350.5≈，43124618.3≈，43126631.7≈） 【测量目标】导数，函数的性质，不等式.【考查方式】利用导数研究函数的单调性和极值进一步构造不等式再证明结论是否成立. 【难易程度】较难 【试题解析】（Ⅰ）因为()(1)(1)(1)(1)[(1)1]r r f x r x r r x '=++-+=++-，令()0f x '=，解得0x =（步骤1）.当10x -<<时，()0f x '<，所以()f x 在(1,0)-内是减函数； 当0x >时，()0f x '>，所以()f x 在(0,)+∞内是增函数. （步骤2）故函数()f x 在0x =处取得最小值(0)0f =. （步骤3） （Ⅱ）由（Ⅰ），当(1,)x ∈-+∞时，有()(0)0f x f =…，即1(1)1(1)r x r x ++++…，且等号当且仅当0x =时成立，（步骤4） 故当1x >-且0x ≠时，有1(1)1(1)r x r x ++>++. ①在①中，令1x n =（这时1x >-且0x ≠），得111(1)1r r n n+++>+.（步骤5） 上式两边同乘1r n +，得11(1)(1)r r r n n n r +++>++，即11(1).1r r rn n n r +++-<+ ② （步骤6）当1n >时，在①中令1x n=-（这时1x >-且0x ≠），类似可得11(1).1r r rn n n r ++-->+ ③ （步骤7）且当1n =时，③也成立. 综合②，③得1111(1)(1).11r r r r rn n n n n r r ++++--+-<<++ ④（步骤8）（Ⅲ）在④中，令13r =，n 分别取值81，82，83，…，125，得444433333380(8281)44--（， 444433333382(8382)44-<-（， 44443333338382(8483)44-<<-（）， ………4444333333125124(126125)44-<-（）.（步骤9）将以上各式相加，并整理得444433333312580(12681)44S -<<-（. 代入数据计算，可得4433312580210.24-≈（），4433312681210.94-≈（）. 由S ⎡⎤⎢⎥的定义，得211S =⎡⎤⎢⎥. （步骤10）。
高考湖北理科数学试题及答案(word解析版)
2013年普通高等学校招生全国统一考试（湖北卷）数学（理科）一、选择题：本大题共10小题，每小题5分，共50分，在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求．（1）【2013年湖北，理1，5分】在复平面内，复数2i1iz =+（i 为虚数单位）的共轭复数对应的点位于（ ）（A ）第一象限 （B ）第二象限 （C ）第三象限 （D ）第四象限 【答案】D【解析】2ii(1i)1i 1iz ==-=++，则1i z =-，其对应点()1,1Z -位于第四象限，故选D ．（2）【2013年湖北，理2，5分】已知全集为R ，集合1{()1}2x A x =≤，2{680}B x x x =-+≤，则A B =R ð（ ）（A ）{0}x x ≤ （B ）{24}x x ≤≤ （C ）{024}x x x ≤<>或 （D ）{024}x x x <≤≥或 【答案】C【解析】∵26802,4x x x x -+>⇔<>，1102xx ⎛⎫≤⇔≥ ⎪⎝⎭，∴A B =R ð{024}x x x ≤<>或，故选C ．（3）【2013年湖北，理3，5分】在一次跳伞训练中，甲、乙两位学员各跳一次．设命题p 是“甲降落在指定范围”，q 是“乙降落在指定范围”，则命题“至少有一位学员没有降落在指定范围”可表示为（ ） （A ）()p ⌝∨()q ⌝ （B ）p ∨()q ⌝ （C ）()p ⌝∧()q ⌝ （D ）p ∨q【答案】A【解析】因为p 是“甲降落在指定范围”，q 是“乙降落在指定范围”，则p -是“没有降落在指定范围”，q -是“乙 没有降落在指定范围”，所以命题“至少有一位学员没有降落在指定范围”可表示为()p ⌝∨()q ⌝，故选A ．（4）【2013年湖北，理4，5分】将函数sin ()y x x x =+∈R 的图象向左平移(0)m m >个单位长度后，所得到的图象关于y 轴对称，则m 的最小值是（ ）（A ）π12 （B ）π6 （C ）π3 （D ）5π6【答案】B【解析】因为sin ()y x x x +∈R 可化为()2cos()6y x x R π=-∈，将它向左平移6π个单位得2cos ()2cos 66y x x ππ⎡⎤=+-=⎢⎥⎣⎦，其图像关于y 轴对称，故选B ．（5）【2013年湖北，理5，5分】已知π04θ<<，则双曲线1C ：22221cos sin x y θθ-=与2C ：222221sin sin tan y x θθθ-=的 （ ）（A ）实轴长相等 （B ）虚轴长相等 （C ）焦距相等 （D ）离心率相等 【答案】D【解析】对于双曲线1C ，有1sin cos 222=+=θθc ，θcos 1==a c e ． 对于双曲线2C ，有θθθθθ222222tan sec sin )tan 1(sin =⋅=+=c ，θθθcos 1sin tan ===a c e ．即这两双曲线的离心率相等，故选D ．（6）【2013年湖北，理6，5分】已知点(1,1)A -、(1,2)B 、(2,1)C --、(3,4)D ，则向量AB 在CD 方向上的投影为（ ）（A （B （C ）（D ）【答案】A【解析】2,1AB =（），5,5CD =（），则AB 在CD 方向上的射影为cos AB CD AB CD θ⋅==故选A ．（7）【2013年湖北，理7，5分】一辆汽车在高速公路上行驶，由于遇到紧急情况而刹车，以速度25()731v t t t =-++（t 的单位：s ，v 的单位：m/s ）行驶至停止． 在此期间汽车继续行驶的距离（单位：m ）是（ ）（A ）125ln5+ （B ）11825ln 3+ （C ）425ln5+ （D ）450ln 2+【答案】C【解析】令25()731v t t t =-++=0，解得4t =或83t =-（不合题意，舍去），即汽车经过4秒中后停止，在此期间汽车继续行驶的距离为4442000253()d (73)d 725ln(1)425ln 512v t t t t t t t t ⎛⎫=-+==-++=+ ⎪+⎝⎭⎰⎰，故选C ． （8）【2013年湖北，理8，5分】一个几何体的三视图如图所示，该几何体从上到下由四个简单几何体组成，其体积分别记为1V ，2V ，3V ，4V ，上面两个简单几何体均为旋转体，下面两个简单几何体均为多面体，则有（ ）（A ）1243V V V V <<< （B ）1324V V V V <<<（C ）2134V V V V <<< （D ）2314V V V V <<< 【答案】C【解析】显然23V V <，所以B 不正确． 又2217(2121)33V ππ=++⨯=，22122V ππ=⋅⋅=，3328V ==，224128(4242)33V =++⨯=，从而2134V V V V <<<，故选C ． （9）【2013年湖北，理9，5分】如图，将一个各面都涂了油漆的正方体，切割为125个同样大小的小正方体．经过搅拌后，从中随机取一个小正方体，记它的涂漆面数为X ，则X 的均值 ()E X =（ ）（A ）126125 （B ）65（C ）168125 （D ）75【答案】B【解析】125个同样大小的小正方体的面数共有125×6=750，涂了油漆的面数有25×6=150．每一个小正方体的一个面涂漆的频率为15017505=，则它的涂漆面数为X 的均值()E X =16655⨯=，故选B ． （10）【2013年湖北，理10，5分】已知a 为常数，函数()(ln )f x x x ax =-有两个极值点1x ，212()x x x <，则（ ）（A ）1()0f x >，21()2f x >- （B ）1()0f x <，21()2f x <-（C ）1()0f x >，21()2f x <- （D ）1()0f x <，21()2f x >-【答案】D【解析】'()ln 12f x x ax =+-，由()(ln )f x x x ax =-由两个极值点，得'()0f x =有两个不等的实数解，即ln 21x ax =-有两个实数解，从而直线21y ax =-与曲线ln y x =有两个交点． 过点()0,1-作ln y x =的切线，设切点为()00,x y ，则切线的斜率01k x =，切线方程为011y x x =-．切点在切线上，则00010x y x =-=，又切点在曲线ln y x =上，则00ln 01x x =⇒=，即切点为()1,0，切线方程为1y x =-． 再由直线21y ax =-与曲线ln y x =有两个交点，知直线21y ax =-位于两直线0y =和1y x =-之间，如图所示，其斜率2a 满足：021a <<，解得102a <<． 则这函数的两个极点12,x x 满足1201x x <<<，所以12()(1)()f x f f x <<，而1(1)(,0)2f a =-∈-，即12()()f x a f x <-<，所以121()0,()2f x f x <>-，故选D ． 二、填空题：共6小题，考生需作答5小题，每小题5分，共25分．请将答案填在答题卡对应题号．．．．．．．的位置上．．．．答错位置，书写不清，模棱两可均不得分．（一）必考题（11-14题）（11）【2013年湖北，理11，5分】从某小区抽取100户居民进行月用电量调查，发现其用电量都在50至350度之间，频率分布直方图如图所示（1）直方图中x 的 值为_________；（2）在这些用户中，用电量落在区间[100,250)内的户数 为 ． 【答案】（1）0.0044 （2）70【解析】（1）1[150(0.00600.003620.00240.0012)]0.004450x =-++⨯+=．（2）用电量落在区间[100,250)内的户数为(0.00360.00600.0044)5010070++⨯⨯=．（12）【2013年湖北，理12，5分】阅读如图所示的程序框图，运行相应的程序，输出的结果i = ． 【答案】5 【解析】已知初始值10,1a i ==，∵104a =≠，则执行程序，得5,2a i ==；因为54a =≠，则执行程序，得16,3a i ==；164a =≠，则第三次执行程序，得8,4a i ==；∵84a =≠，则第四次执行程序，得4,5a i ==；∵4a =，执行输出i ，5i =．（13）【2013年湖北，理13，5分】设,,x y z ∈R ，且满足：2221x y z ++=，23x y z ++=则x y z ++= ．【解析】由柯西不等式得2222222()()1(23)32x y z x y z ≥＋＋＋＋＋＋当且仅当1x y z==时等号成立，此时2y x =，3z x =．∵2221x y z ＋＋=，23x y z =++∴x =，y =，z =∴x y z ++= （14）【2013年湖北，理14，5分】古希腊毕达哥拉斯学派的数学家研究过各种多边形数． 如三角形数1，3，6，10，，第n 个三角形数为2(1)11222n n n n +=+． 记第n 个k 边形数为(,)(3)N n k k ≥，以下列出了部分k边形数中第n 个数的表达式：三角形数 211(,3)22N n n n =+，正方形数 2(,4)N n n =，五边形数231(,5)22N n n n =-，六边形数 2(,6)2N n nn =-，…………可以推测(,)N n k 的表达式，由此计算(10,24)N =________．【答案】1000【解析】由题中数据可猜想：含2n 项的系数为首项是12，公差是12的等差数列，含n 项的系数为首项是12，公差是12-的等差数列，因此22111124()33222222N n k k k k n k n n n ⎡⎤--⎡⎤⎛⎫=+(-)++(-)-=+ ⎪⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎝⎭⎣⎦，． 故()2210,241110111010101000N n n =-=⨯-⨯=．（一）选考题（请考生在第15、16两题中任选一题作答，请先在答题卡指定位置将你所选的题目序号后的方框用2B 铅笔涂黑，如果全选，则按第15题作答结果计分．）（15）【2013年湖北，理15，5分】（选修4-1：几何证明选讲）如图，圆O 上一点C 在直径AB 上的射影为D ，点D 在半径OC 上的射影为E ．若3AB AD =，则CEEO的值为_______．【答案】8【解析】根据题设，易知3OC AO DO ==，Rt Rt Rt ODE DCE OCD ∆∆∆∽∽，∴31OD CD OC OE DE OD ===，即39CO OD OE ==，在Rt ODE ∆中，22222298DE DO OE OE OE OE =-=-=，在Rt CDE ∆中，2222229864C E C D D E D E D E D E O E =-=-==，即2264CE EO =，∴8CE EO=．（16）【2013年湖北，理16，5分】（选修4-4：坐标系与参数方程）在直角坐标系xOy 中，椭圆C 的参数方程为cos ,sin x a y b ϕϕ=⎧⎨=⎩（ϕ为参数，0a b >>）．在极坐标系（与直角坐标系xOy 取相同的长度单位，且以原点O 为极点，以x 轴 正半轴为极轴）中，直线l 与圆O的极坐标方程分别为πsin()4ρθ+=（m 为非零常数）与b ρ=． 若直线l 经过椭圆C 的焦点，且与圆O 相切，则椭圆C 的离心率为 ．【解析】椭圆C 的方程可以化为22221x y a b+=，圆O 的方程可化为222x y b +=，直线l 的方程可化为x y m +=，因为直线l 经过椭圆的焦点，且与圆O 相切，则c m =，b =，a ==，所以椭圆的离心率c e a ==三、解答题：共6题，共75分．解答应写出文字说明，演算步骤或证明过程．（17）【2013年湖北，理17，11分】在△ABC 中，角A ，B ，C 对应的边分别是a ，b ，c ． 已知cos23cos()1A B C -+=． （1）求角A 的大小；（2）若△ABC的面积S =5b =，求sin sin B C 的值．解：（1）由cos23cos()1A B C -+=，得22cos 3cos 20A A +-=，即(2cos 1)(cos 2)0A A -+=，解得1cos 2A =或cos 2A =-（舍因为0πA <<，所以π3A =．（2）由11sin 22S bc A bc ====得20bc =．又5b =，知4c =．由余弦定理故a =又由正弦定理得222035sin sin sin sin sin 2147b c bc B C A A A a a a =⋅==⨯=．（18）【2013年湖北，理18，12分】已知等比数列{}n a 满足：23||10a a -=，123125a a a =．（1）求数列{}n a 的通项公式；（2）是否存在正整数m ，使得121111m a a a +++≥？若存在，求m 的最小值；若不存在，说明理由． 解：（1）设等比数列{}n a 的公比为q ，则由已知可得331211125||10a q a q a q ⎧=⎪⎨-=⎪⎩，解得1533a q ⎧=⎪⎨⎪=⎩，或151a q =-⎧⎨=-⎩． 故1533n n a -=⋅，或15(1)n n a -=-⋅-．（2）若1533n n a -=⋅，则1131()53n n a -=⋅，故1{}n a 是首项为35，公比为13的等比数列，从而131[1()]191953[1()]111031013m mm n na =⋅-==⋅-<<-∑．若1(5)(1)n n a -=-⋅-，则111(1)5n n a -=--，故1{}n a 是首项为15-，公比为1-的等比数列，从而11,21()1502()mn n m k k a m k k +=+⎧-=-∈⎪=⎨⎪=∈⎩∑,N N ，故111m n n a =<∑．综上，对任何正整数m ，总有111mn na =<∑．故不存在正整数m ，使得121111ma a a +++≥成立． （19）【2013年湖北，理19，12分】如图，AB 是圆O 的直径，点C 是圆O 上异于,A B 的点，直线PC ⊥平面ABC ，E ，F 分别是PA ，PC 的中点．（1）记平面BEF 与平面ABC 的交线为l ，试判断直线l 与平面PAC 的位置关系，并加以证明；（2）设（1）中的直线l 与圆O 的另一个交点为D ，且点Q 满足12DQ CP =． 记直线PQ与平面ABC 所成的角为θ，异面直线PQ 与EF 所成的角为α，二面角E l C --的 大小为β，求证：sin sin sin θαβ=．解：（1）直线l ∥平面PAC ，证明如下：连接EF ，因为E ，F 分别是PA ，PC 的中点，所以EF ∥AC ． 又EF ⊄平面ABC ， 且AC ⊂平面ABC ，所以EF ∥平面ABC ．而EF ⊂平面BEF ，且平面BEF 平面ABC l =，所以EF ∥l ． 因为l ⊄平面PAC ，EF ⊂平面PAC ，所以直线l ∥平面PAC ． （2）解法一：（综合法）如图，连接BD ，由（1）可知交线l 即为直线BD ，且l ∥AC ．因为AB 是O 的直径， 所以AC BC ⊥，于是l BC ⊥．已知PC ⊥平面ABC ，而l ⊂平面ABC ，所以PC l ⊥．而PC BC C =，所以l ⊥平面PBC ．连接BE ，BF ，因为BF ⊂平面PBC ，所以l BF ⊥．故CBF ∠就是二面角E l C --的平面角，即CBF β∠=．由12DQ CP =，作DQ ∥CP ，且12D Q C P =．连接PQ ，DF ，因为F 是CP 的中点，2CP PF =，所以DQ PF =，从而四边形DQPF 是平行四边形， PQ ∥FD ．连接CD ，因为PC ⊥平面ABC ，所以CD 是FD 在平面ABC 内的射影，故CDF ∠就是直线PQ 与平面ABC 所成的角，即CDF θ∠=．又BD ⊥平面PBC ，有BD BF ⊥， 知BDF ∠为锐角，故BDF ∠为异面直线PQ 与EF 所成的角，即BDF α∠=，于是在Rt △DCF ，Rt △FBD ，Rt △BCF 中，分别可得sin CF DF θ=，sin BF DF α=，sin CFBFβ=， 从而sin sin sin CF BF CFBF DF DFαβθ=⋅==，即sin sin sin θαβ=．解法二：（向量法）如图，由12DQ CP =，作DQ ∥CP ，且12D Q C P =．连接PQ ，EF ，BE ，BF ，BD ，由（1）可知交线l 即为直线BD ．以点C 为原点，向量,,CA CB CP 所在直线分别为 ,,x y z 轴，建立如图所示的空间直角坐标系，设,,2CA a CB b CP c ===，则有(0,0,0),(,0,0),(0,,0),(0,0,2),(,,)C A a B b P c Q a b c ，1(,0,),(0,0,)2E a cF c ．于是1(,0,0)2FE a =，(,,)QP a b c =--，(0,,)BF b c =-，所以||cos||||FE QP FE QP a α⋅==⋅，从而2sin a α==+又取平面ABC 的一个法向量为(0,0,1)=m ，可得||sin ||||QP QP a θ⋅==⋅m m ，设平面BEF 的一个法向量为(,,)x y z =n ，所以由00FE BF ⎧⋅=⎪⎨⋅=⎪⎩n n ，可得1020ax by cz⎧=⎪⎨⎪-+=⎩．取(0,,)c b =n ．于是|||cos |||||β⋅==⋅m n m n sin β．故sin sin sin αβθ===，即sin sin sin θαβ=．（20）【2013年湖北，理20，12分】假设每天从甲地去乙地的旅客人数X 是服从正态分布2(800,50)N 的随机变量．记一天中从甲地去乙地的旅客人数不超过900的概率为0p ．（1）求0p 的值；（参考数据：若X ～2(,)N μσ，有()0.6826P X μσμσ-<≤+=(22)0.9544P X μσμσ-<≤+=，(33)0.9974P X μσμσ-<≤+=）； （2）某客运公司用A 、B 两种型号的车辆承担甲、乙两地间的长途客运业务，每车每天往返一次．A 、B两种车辆的载客量分别为36人和60人，从甲地去乙地的营运成本分别为1600元/辆和2400元/辆． 公 司拟组建一个不超过21辆车的客运车队，并要求B 型车不多于A 型车7辆． 若每天要以不小于0p 的 概率运完从甲地去乙地的旅客，且使公司从甲地去乙地的营运成本最小，那么应配备A 型车、B 型车 各多少辆?解：（1）由于随机变量X 服从正态分布2(800,50)N ，故有800μ=，50σ=，(700900)0.9544P X <≤=．由正态分布的对称性，得0(900)(800)(800900)p P X P X P X =≤=≤+<≤11(700900)0.977222P X =+<≤=．（2）设A 型、B 型车辆的数量分别为, x y 辆，则相应的营运成本为16002400x y +．依题意， , x y 还需满足：021, 7, (3660)x y y x P X x y p +≤≤+≤+≥．由（1）知，0(900)p P X =≤，故0(3660)P X x y p ≤+≥等价于3660900x y +≥．于是问题等价于求满足约束条件2173660900, 0, x y y x x y x y x y +≤⎧⎪≤+⎪⎨+≥⎪⎪≥∈⎩，N，且使目标函数16002400z x y =+达到最小的,x y ．作可行域如图所示，可行域的三个顶点坐标分别为(5,12), (7,14), (15,6)P Q R ．由图可知，当直线16002400z x y =+经过可行域的点P 时，直线16002400z x y =+在y 轴上截距2400z最小，即z 取得最小值．故应配备A 型车5辆、B 型车12辆． （21）【2013年湖北，理21，14分】如图，已知椭圆1C 与2C 的中心在坐标原点O ，长轴均为MN且在x 轴上，短轴长分别为2m ，2()n m n >，过原点且不与x 轴重合的直线l 与1C ，2C 的四个交点按纵坐标从大到小依次为A ，B ，C ，D ．记mnλ=，△BDM 和△ABN 的面积分别为1S 和2S ．（1）当直线l 与y 轴重合时，若12S S λ=，求λ的值；（2）当λ变化时，是否存在与坐标轴不重合的直线l ，使得12S S λ=？并说明理由．解：依题意可设椭圆1C 和2C 的方程分别为1C ：22221x y a m +=，2C ：22221x y a n +=．其中0a m n >>>， 1.mnλ=>（1）解法一：如图，若直线l 与y 轴重合，即直线l 的方程为0x =，则111||||||22S BD OM a BD =⋅=，211||||||22S AB ON a AB =⋅=，所以12||||S BD S AB =． 在C 1和C 2的方程中分别令0x =， 可得A y m =，B y n =，D y m =-，于是||||1||||1B D A B y y BD m n AB y y m n λλ-++===---． 若12S S λ=，则11λλλ+=-，化简得2210λλ--=． 由1λ>，可解得1λ=． 故当直线l 与y 轴重合时，若12S S λ=，则1λ=+． 解法二：如图，若直线l 与y 轴重合，则||||||BD OB OD m n =+=+，||||||AB OA OB m n =-=-；111||||||22S BD OM a BD =⋅=，211||||||22S AB ON a AB =⋅=．所以12||1||1S BD m n S AB m n λλ++===--． 若12S S λ=，则11λλλ+=-，化简得2210λλ--=． 由1λ>，可解得1λ=． 故当直线l 与y 轴重合时，若12S S λ=，则1λ=+．（2）解法一：如图，若存在与坐标轴不重合的直线l ，使得12S S λ=． 根据对称性，不妨设直线l ：(0)y kx k =>，点(,0)M a -，(,0)N a 到直线l 的距离分别为1d ，2d ，则因为1d ==2d ==，所以12d d =． 又111||2S BD d =，221||2S AB d =，所以12||||S BD S AB λ==，即||||BD AB λ=．由对称性可知||||AB CD =，所以||||||(1)||BC BD AB AB λ=-=-，||||||(1)||AD BD AB AB λ=+=+，于是||1||1AD BC λλ+=-．① 将l 的方程分别与C 1，C 2的方程联立，可求得A xB x = 根据对称性可知C B x x =-，D A x x =-，于是2||||2A Bx AD BC x ==1(1)λλλ+=-．③令1(1)t λλλ+=-，则由m n >，可得1t ≠，于是由③可解 得222222(1)(1)n t k a t λ-=-．因为0k ≠，所以20k >． 于是③式关于k 有解，当且仅当22222(1)0(1)n t a t λ->-， 等价于2221(1)()0t t λ--<． 由1λ>，可解得11t λ<<，即111(1)λλλλ+<<-，由1λ>，解得1λ>所以当11λ<≤+l ，使得12S S λ=；当1λ>l 使得12S S λ=．解法二：如图，若存在与坐标轴不重合的直线l ，使得12S S λ=． 根据对称性，不妨设直线l ：(0)y kx k =>，点(,0)M a -，(,0)N a 到直线l 的距离分别为1d ，2d ，则1d ==2d ==，所以12d d =．又111||2S BD d =，221||2S AB d =，所以12||||S BD S AB λ==．因为||||A B A Bx x BD AB x x λ+===-，所以11A B x x λλ+=-． 由点(,)A A A x kx ，(,)B B B x kx 分别在C 1，C 2上，可得222221A A x k x a m +=，222221B B x k x a n+=，两式相减可得22222222()0A B A B x x k x x a m λ--+=，依题意0A Bx x >>，所以22A B x x >．所以由上式解得22222222()()A B B A m x x k a x x λ-=-．因为20k >，所以由2222222()0()A B B A m x x a x x λ->-，可解得1A Bx x λ<<．从而111λλλ+<<-，解得1λ>11λ<≤l ，使得12S S λ=；当1λ>+l 使得12S S λ=（22）【2013年湖北，理22，14分】设n 是正整数，r 为正有理数．（1）求函数1()(1)(1)1(1)r f x x r x x +=+-+->-的最小值；（2）证明：1111(1)(1)11r r r r rn n n n n r r ++++--+-<<++；（3）设x ∈R ，记x ⎡⎤⎢⎥为不小于．．．x 的最小整数，例如22=⎡⎤⎢⎥，π4=⎡⎤⎢⎥，312⎡⎤-=-⎢⎥⎢⎥．令3125S +，求S ⎡⎤⎢⎥的值．（参考数据：4380344.7≈，4381350.5≈，43124618.3≈，43126631.7≈）解：（1）因为()(1)(1)(1)(1)[(1)1]r r f x r x r r x '=++-+=++-，令()0f x '=，解得0x =．当10x -<<时，()0f x '<，所以()f x 在(1,0)-内是减函数；当0x >时，()0f x '>，所以()f x 在(0,)+∞内是增函数．故函数()f x 在0x =处取得最小值(0)0f =． （2）由（1），当(1,)x ∈-+∞时，有()(0)0f x f ≥=，1(1)1(1)r x r x ++≥++，且等号当且仅当0x =时成立，故当1x >-且0x ≠时，1(1)1(1)r x r x ++>++．①在①中，令1x n =（1x >-且0x ≠），111(1)1r r n n +++>+． 上式两边同乘1r n +，得11(1)(1)r r r n n n r +++>++，即11(1).1r r rn n n r +++-<+②当1n >时，在①中令1x n =-（这时1x >-且0x ≠），类似可得11(1).1r r rn n n r ++-->+③且当1n =时，③也成立．综合②，③得1111(1)(1)11r r r r rn n n n n r r ++++--+-<<++． ④（3）在④中，令13r =，n 分别取值81，82，83，…，125，得44443333338180(8281)44-<-（），44443333338281(8382)44--（），44443333338382(8483)44-<-（）， (4444)333333125124(126125)44-<<-（）．将以上各式相加，并整理得444433333312580(12681)44S -<<-（）．代入数据计算，可得4433312580210.24-≈（），4433312681210.94-≈（）．由S ⎡⎤⎢⎥的定义，得211S =⎡⎤⎢⎥．。
2013年湖北省高考数学试卷(理科)答案及解析
2013年湖北省高考数学试卷（理科）一、选择题：本大题共10小题，每小题5分，共50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. （5分）（2013?湖北）在复平面内，复数「-丄（i为虚数单位）的共轭复数对应的点位于（）1+i _ _ A.第一象限 B .第二象限 C .第三象限 D .第四象限2. (5 分)(2013?湖北)已知全集为R,集合A ，-. ' < ■ 1 I:. | ：■：，则A n?RB=( )A. {x|x O} B . {x|2^X 4} C . {x|0^X V 2 或x > 4} D . {x|0v x 屯或x^4}3. （5分）（2013?湖北）在一次跳伞训练中，甲、乙两位学员各跳一次，设命题p是甲降落在指定范围” q是乙降落在指定范围”则命题至少有一位学员没有降落在指定范围”可表示为（）z ? ? ? ? ?A. （p） V（q）B. p V（q）C. （p） A （q） D . p V q4. （5分）（2013?湖北）将函数，二hj：宀—=- 的图象向左平移m （m> 0）个单位长度后，所得到的图象关于y轴对称，则m的最小值是（）5. （5分）（2013?湖北）已知-'1- ——，则双曲线42 2 2 2 的（）cos f sin f sin 已sin 廿tan fA.实轴长相等 B .虚轴长相等 C .焦距相等 D .离心率相等6. ( 5 分)(2013?湖北)已知点A (- 1, 1), B ( 1, 2), C (- 2,- 1) , D ( 3, 4),贝U向量AB 在CD 方向上的投影为( )A .B . 1 .C . ；:D . _ Vis227. （5分）（羽3?湖北）一辆汽车在高速公路上行驶，由于遇到紧急情况而刹车，以速度-'的单位：s, v的单位：m/s）行驶至停止，在此期间汽车继续行驶的距离（单位：m ）是（）A . 1l+25ln5B .8+25l n 1 '3C . 4+25 In5D .4+50 In28 （5分）（2013?湖北）一个几何体的三视图如图所示，该几何体从上到下由四个简单几何体组成，其体积分别记为V1, V2, V3, V4, 上面两个简单几何体均为旋转体，下面两个简单几何体均为多面体，则有（正视图 侧视图佣观團A • V i < V 2< V4< V3B . V l < V 3< V 2< V 4C . V 2< V 1 < V 3V V 4D . V 2< V 3V Vi < V49. （ 5分）（2013?湖北）如图，将一个各面都涂了油漆的正方体，切割为125个同样大小的小正方体，经过搅拌后,从中随机取一个小正方体，记它的涂漆面数为X ，贝U X 的均值E （X ）=（）A. 126125B. 6 1 5 C . 1168 |125D . 7510. （5分）（2013?湖北）已知a 为常数，函数f （x ） =x （Inx -ax ）有两个极值点x1, X 2 ( X 1< X 2)( )A. f (“)>o. f (七)B .. E (x[)<0* f ( xj)C .f ( x|) >0* f 〔 x 2】 D . f Gj) G f (七)二、填空题：本大题共 6小题，考生共需作答 5小题，每小题5分，共25分.请将答案填在答题卡对应题号的位 置上.答错位置，书写不清，模棱两可均不得分.（一）必考题（11-14题）（二）选考题（请考生在第15、16两题中任选一题作答，请先在答题卡指定位置将你所选的题目序号后的方框用 2B 铅笔涂黑.如果全选，则按第 15题作答结果计分.）11. （5分）（2013?湖北）从某小区抽取 100户居民进行月用电量调查，发现其用电量都在50至350度之间，频率分布直方图如图所示：（I ）直方图中 x 的值为 _____________________； （n ）在这些用户中，用电量落在区间[100, 250）内的户数为 _____________________ .12. （5分）（2013?湖北）阅读如图所示的程序框图，运行相应的程序，输出的结果 i= _____________13. ______________________________________________________________________________________________ （5 分）（2013?湖北）设x, y, z €R,且满足：吕 + 萝2+忑？二］,z+2y+3z二寸肓，则x+y+z= ___________________________ .14. （5分）（2013?湖北）古希腊毕达哥拉斯学派的数学家研究过各种多边形数，如三角形数1, 3, 6,10,…，第n个三角形数为介5+1〕A J丄口.记第n个k边形数为N （n, k）（k為）,以下列出了部分k边形数中第n个2 2 2数的表达式：三角形数「」.：：；-ri:'二二2正方形数N （n, 4）=n ,五边形数:■：.r : i —丄、-2 2六边形数N （n, 6）=2n2- n,可以推测N （n, k）的表达式，由此计算N （10, 24）= _____________ .15. （5分）（2013?湖北）（选修4 - 1:几何证明选讲）如图，圆O上一点C在直径AB上的射影为D，点D在半径OC上的射影为E.若AB=3AD，则三的值为16. （2013?湖北）（选修4- 4:坐标系与参数方程）在直角坐标系xOy中，椭圆C的参数方程为P_aC0S^ （④为参数，a>b>0）.在极坐标系（与直角坐标系xOy {y=bsin（P 取相同的长度单位，且以原点O为极点，以x轴正半轴为极轴）中，直线I与圆O的极坐标方程分别为为非零常数）与p=b.若直线I经过椭圆C的焦点，且与圆O相切，则椭圆C的离心4 2率为 _________________ .三、解答题：本大题共6小题，共75分•解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.17. (12 分)(2013?湖北)在△ ABC 中，角A, B, C 对应的边分别是a, b, c,已知cos2A - 3cos ( B+C) =1.(I)求角A的大小；(H)若△ ABC 的面积I；■ I' ■，求sinBsinC 的值.18. (12 分)(2013?湖北)已知等比数列｛a n｝满足：|32-a3|=10, a132a3=125.(I)求数列｛a n｝的通项公式；(n)是否存在正整数m，使得1 .…，1 I ?若存在，求m的最小值；若不存在，说明理由.a l a219. (12分)(2013?湖北)如图，AB是圆O的直径，点C是圆O上异于A, B的点，直线PC丄平面ABC , E, F 分别是PA, PC的中点.(I)记平面BEF与平面ABC的交线为I，试判断直线I与平面PAC的位置关系，并加以证明；异面直线PQ与EF所成的角为a,二面角E- l - C的大小为3.求证：sin 0=sin asin 3.220. (12分)(2013?湖北)假设每天从甲地去乙地的旅客人数X是服从正态分布N ( 800, 50 )的随机变量•记一天中从甲地去乙地的旅客人数不超过900的概率为p o.(I)求P0的值；2(参考数据：若X 〜N (a, O2),有P ( — O< X < + o) =0.6826 , P (厂2(r< X <+2 <r) =0.9544, P (厂3 o< X < 朮3 o)=0.9974.)(n)某客运公司用A, B两种型号的车辆承担甲、乙两地间的长途客运业务，每车每天往返一次， A , B两种车辆的载客量分别为36人和60人，从甲地去乙地的营运成本分别为1600元/辆和2400元/辆.公司拟组建一个不超过21辆车的客运车队，并要求B型车不多于A型车7辆.若每天要以不小于P0的概率运完从甲地去乙地的旅客，且使公司从甲地去乙地的营运成本最小，那么应配备A型车、B型车各多少辆？21. (13分)(2013?湖北)如图，已知椭圆C1与C2的中心在坐标原点O,长轴均为MN且在x轴上，短轴长分别为2m, 2n (m> n),过原点且不与x轴重合的直线l与C1, C2的四个交点按纵坐标从大到小依次为A, B , C, D , 记工』，△ BDM和厶ABN的面积分别为S1和S2.n(I)当直线I与y轴重合时，若S1=；S2，求入的值；(n)当入变化时，是否存在与坐标轴不重合的直线I，使得s仁泊2?并说明理由.22. (14分)(2013?湖北)设n是正整数，r为正有理数.(I)求函数f (x) = (1+x) r+1-( r+1) x - 1 (x >- 1)的最小值;(n)设(I)中的直线l与圆O的另一个交点为D,且点Q满足fi； . | ■:2.记直线PQ与平面ABC所成的角为0,（川）设x€R ,记［x ］为不小于x 的最小整数，例如厂：=「亍| ［_］的值.（参考数据：丨厂-：:■ . 「：-—：.丄 J …：…，：“:（n ）证明:?+i n '^+i'匸「•令2013年湖北省高考数学试卷（理科）参考答案与试题解析一、选择题：本大题共10小题，每小题5分，共50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.（5 分）考点：复数的代数表示法及其几何意义.专题：计算题.分析：将复数z=…的分母实数化，求得z=1+i，即可求得•，从而可知答案.1+i解答：解：••• z== 」=1+i ,1+i (1+i) tl - i) 2•••「=1 - i.对应的点(1, - 1 )位于第四象限，故选D.点评：本题考查复数的代数表示法及其几何意义，将复数z=幕的分母实数化是关键，属于基础题.1+i2. (5 分)考点：其他不等式的解法；交、并、补集的混合运算.专题：计算题；不等式的解法及应用.分析：: 利用指数函数的性质可求得集合A，通过解一兀一次不等式可求得集合B,从而可求得A Q C R B .解答：1龙 1 0解：（2）* （2）,2 2•x为，•A={x|x 为};2又x - 6x+8 O? (x - 2) (x - 4)切，•2$ 詔.•B={x|2 強<4},•- ?R B={x|x V 2 或x> 4},•- A Q?R B={X|0強V 2 或x >4}, 故选C.点评：本题考查指数函数的性质与兀二次不等式，考查交、并、补集的混合运算，属于中档题.3. (5 分)考点：复合命题的真假.专题：阅读型.分析：由命题P和命题q写出对应的」p和「q,则命题至少有一位学员没有降落在指定范围”即可得到表示.解答：解：命题p是甲降落在指定范围”则」p是甲没降落在指定范围”q是乙降落在指定范围”则」q是乙没降落在指定范围” 命题至少有一位学员没有降落在指定范围”包括甲降落在指定范围，乙没降落在指定范围”或甲没降落在指定范围，乙降落在指定范围”或甲没降落在指定范围，乙没降落在指定范围”三种情况.所以命题至少有一位学员没有降落在指定范围”可表示为（「故选A.p) V 厂q).点评：本题考查了复合命题的真假，解答的关键是熟记复合命题的真值表，是基础题.4. （5 分）考点：两角和与差的正弦函数；函数y=Asin （®x+ $）的图象变换. 专题：三角函数的图像与性质.分析：函数解析式提取2变形后，利用两角和与差的正弦函数公式化为一个角的正弦函数，利用平移规律得到平移后的解析式，根据所得的图象关于y轴对称，即可求出m的最小值.' 解: y= Icosx+sinx=2 ( —cosx+二sinx) =2sin (x+——),2 2 3•••图象向左平移m (m>0)个单位长度得到y=2sin[ (x+m) +H]=2sin (x+m+工),3 3•••所得的图象关于y轴对称，• m+——=k n+——(k €Z),3 2则m的最小值为工.6故选B点评：此题考查了两角和与差的正弦函数公式，以及函数y=Asin ( «x+ $)的图象变换，熟练掌握公式是解本题的关键.5. (5 分)考点：. 双曲线的简单性质.专题：圆锥曲线的定义、性质与方程.分析：；根据双曲线的标准方程求出双曲线的几何性质同，即可得出正确答案.解答：2 2 1解：双曲线：：——务一一一卑~=]的实轴长为2cos 0,虚轴长2sin 焦距2,离心率 --------------------------------- ,1cos2e sin2e 8肌2 2 1双曲线- 口J实干山长丿J U，干山UU11 U,八、'距匕U, | ^离_ [ , J sin20 sin29 tan26 cos 0故它们的离心率相同.故选D.点评：本题主要考查了双曲线的标准方程、双曲线的简单性质等，属于基础题.6. （5 分）考点：平面向量数量积的含义与物理意义.专题：平面向量及应用.分析：先求出向量.「、' 1,根据投影定义即可求得答案.解答：，解：厂；1 J 二匚则向量订二〒方向上的投影为：?cosv〒=> =糾‘ ？打•〔=- ；=一 ',|AB | |CD | |CD | W2 2 故选A.点评：本题考查平面向量数量积的含义与物理意义，考查向量投影定义，属基础题，正确理解相关概念是解决问题的关键.7. （5 分）考点：定积分.专题：导数的综合应用.分析：, 令v (t) =0,解得t=4，则所求的距离S= | •.「，解出即可.解答：.一2解：令v （t）=7 - 3t+ 1,化为3t - 4t-32=0，又t>0，解得t=4.•由刹车行驶至停止，在此期间汽车继续行驶的距离2s=：、- … 二」「一=「‘‘十—「」丨二.t 1 7=4+25In5 .故选C.点评：熟练掌握导数的运算法则和定积分的几何意义是解题的关键.考点：由三视图求面积、体积.专题：计算题.分析：禾U用三视图与已知条件判断组合体的形状，分别求出几何体的体积，即可判断出正确选项. 解答：解：由题意以及三视图可知，该几何体从上到下由：圆台、圆柱、正四棱柱、正四棱台组成,体积分别记入为V i=丄兀尹二"尹)=空.3 3V2=i2xnx2 nV3=2 >2X2=8V4=_. • m - =_'；3 3• V2V V i v V3V V4 故选C.点评：本题考查简单组合体的三视图与几何体的体积的求法，正确判断几何体的形状与准确利用公式求解体积是解题的关键.9. (5 分)考点：离散型随机变量的期望与方差.专题：压轴题；概率与统计.分析：由题意可知：X所有可能取值为0, 1 , 2, 3.①8个顶点处的8个小正方体涂有3面，②每一条棱上除了两个顶点处的小正方体，还剩下3个，一共有3X12=36个小正方体涂有2面，③ 每个表面去掉四条棱上的16个小正方形，还剩下9个小正方形，因此一共有9X5=54个小正方体涂有一面，④由以上可知：还剩下125-( 8=36+54 ) =27个内部的小正方体的6个面都没有涂油漆，根据上面的分析即可得出其概率及X的分布列，利用数学期望的计算公式即可得出.解答：解：由题意可知：X所有可能取值为0, 1, 2, 3.①8个顶点处的8个小正方体涂有3面，••• P (X=3 )= ;125②每一条棱上除了两个顶点处的小正方体，还剩下3个，一共有3X12=36个小正方体涂有2面，• P (X=2 )36125'③每个表面去掉四条棱上的16个小正方形，还剩下9个小正方形，因此一共有9X3=54个小正方体涂有面，• P (X=1 ) =「.125④ 由以上可知：还剩下125-( 8+36+54 )=27个内部的小正方体的6个面都没有涂油漆，/• P( X=0 ) = _ .故X的分布列为因此E (X ) “ —斗二—:点评：正确找出所涂油漆的面数的正方体的个数及古典概型的概率计算公式、分布列与数学期望是解题的关键.i0. (5 分)考点：利用导数研究函数的极值；函数在某点取得极值的条件. 专题：压轴题；导数的综合应用.分析： 先求出f (x ),令f (x ) =0，由题意可得Inx=2ax - i 有两个解x i , X 2?函数g (x ) =lnx+i - 2ax 有且只有 两个零点？ g' (x )在(0, +a)上的唯一的极值不等于0.利用导数与函数极值的关系即可得出.工 亠二.丄工 -=lnx+i - 2ax, (x>0)令f(x ) =0,由题意可得Inx=2ax - i 有两个解x i ,X 2?函数g (x )=lnx+i - 2ax 有且只有两个零点？ g (x )在(0, + a)上的唯一的极值不等于0.f、 1 o 1 - 2ax | .，二 = .解答:解：••• 当a 包)时，g' (x ) 当a >0时，令g0, f (x )单调递增，因此 g (x ) =f (x )至多有一个零点，不符合题意, (x ) =0,解得 x=,2a应舍去.g (x )> 0,函数g (x )单调递增；—壬3时，g (xX0,「x —— 单调递减.• x='是函数g (X )的极大值点，贝y一 I >0,即•2a52a丄函数g (x )••• 0v 2a v i , 即2- '.,, f (x i ) =ln x i +i - 2ax i =0, f12a d且 f (x i ) =x i (Inx i - ax i ) =x i (2ax i - 1 - ax i ) =x if (X 2)=X 2 (lnX 2 - aX 2)=X 2 ( aX 2 - i ) > 1 :讥汽故选D .点评：熟练掌握利用导数研究函数极值的方法是解题的关键.(2a )v 0,(X2)=lnx 2+1 - 2ax 2=0 .(ax i - i ) ■--- 12a 2a寻-D = (当〉1). 2a 2 2a二、填空题：本大题共 6小题，考生共需作答 5小题，每小题5分，共25分.请将答案填在答题卡对应题号的位 置上.答错位置，书写不清，模棱两可均不得分.(一)必考题(11-14题)(二)选考题(请考生在第 15、16两题中任选一题作答，请先在答题卡指定位置将你所选的题目序号后的方框用 2B 铅笔涂黑.如果全选，则按第 15题作答结果计分.)ii . (5 分)考点：频率分布直方图. 专题：图表型. 分析：(I)根据频率分布直方图中，各组的频率之和为i ,我们易得到一个关于 x的方程，解方程即可得到答案.(II)由已知中的频率分布直方图，利用［i00 , 250)之间各小组的纵坐标(矩形的高)乘以组距得到 ［i00, 250)的频率，利用频率乘以样本容量即可求出频数.解答：解：(I)依题意及频率分布直方图知， 解得 x=0.0044 .(II )样本数据落在［i00 , 样本0.0024 >50+0.0036 X50+0.0060 >50+x >50+0.0024 X50+0.00i2 >50=i ,故在这些用户中，用电量落在区间 故答案为：0.0044; 70 .i50)内的频率为 0.0036>50=0.i8, 内的频率为 0.006拓0=0.3.内的频率为 0.0044 >50=0.22 , [i00 , 250)内的户数为(0.i8+0.30+0.22) >00=70.点评：根据新高考服务于新教材的原则，作为新教材的新增内容--频率分布直方图是新高考的重要考点.对于 频率分布直方图学习的关键是学会画图、看图和用图.「一- .二 | -> 0 ,「• In12. (5 分)考点：程序框图.分析：；框图首先给变量a和变量i赋值，然后对a是否等于4进行判断，不等于4，继续判断a是否为奇数，是执行路径a-3a+1,否执行路径._-_!，再执行i-i+1，依次循环执行，当a等于4时跳出循环，输出i的值.2 1解答：：解：框图首先给变量a和变量i赋值，a=4, i=1 .判断10=4不成立，判断10是奇数不成立，执行 --—-： , i=1+1=2 ; 2判断5=4不成立，判断5是奇数成立，执行a=3>5+1=16 , i=2+仁3 ;判断16=4不成立，判断16是奇数不成立，执行一.；,i=3+1=4 ;2判断8=4不成立，判断8是奇数不成立，执行-i=4+1=5 ;2判断4=4成立，跳出循环，输出i的值为5.故答案是5.点评：本题考查了程序框图，循环结构中含有条件结构，外面的循环结构为直到型，即不满足条件执行循环，直到条件满足跳出循环•是基础题.13. (5 分)考点：般形式的柯西不等式；进行简单的合情推理.专题：计算题；不等式的解法及应用.分析：；根据柯西不等式，算出(x+2y+3z ) <14 (x +y +z ) =14,从而得到x+2y+3z恰好取到最大值QU ,由不等式的等号成立的条件解出x=—、y= '且z=「\由此即可得到x+y+z的值.14 7 14解答：：解：根据柯西不等式，得2 2 2 2、/ 2 2 2、一/ 2 2 2、(x+2y+3z ) < (1 +2 +3 ) (x+y+z ) =14 (x+y+z )当且仅当. 时，上式的等号成立1 2 32 2 2 2••• x +y +z =1 ,•••( x+2y+3z ) <14,结合•、可得x+2y+3z恰好取到最大值.■-• 一丄-，可得-,丄,z=--1 2 3 14 14 7 14因此，x+y+z= + '亠=—14 7 14 7故答案为：——7点评：本题给出x、y、z的平方和等于1,在x+2y+3z恰好取到最大值T i. 的情况下求x+y+z的值.着重考查了运用柯西不等式求最值的方法，属于中档题•抓住柯西不等式的等号成立的条件，是本题得以解决的关键.14. (5 分)考点：归纳推理.专题：计算题.分析：1,-9 4-1-观察已知式子的规律，并改写形式，归纳可得■■ ：i, ■ ：' - ' - •，把n=10, k=24代入可得答案.解答： 1 1 3-9 4—3解：原已知式子可化为：：一|二；•+ - ,/ 八 2 4-2 2 4-4 M f八 3 2 1 5-2 2 4-5kt「二m .. ■. + .•,■■•■.•- ,, - - ,, ■,「八n 2 6-2 2 4-6'■——1■--2 2由归纳推理可得■, :>■. 故 / . 111. :J. 1.=1100- 100=1000故答案为：1000点评： 本题考查归纳推理，观察已知式子的规律并改写形式是解决问题的关键，属基础题. 15. （5 分） 考点：与圆有关的比例线段；直角三角形的射影定理. 专题：压轴题；选作题. 分析：设圆O 的半径为3x ，根据射影定理，可以求出 OD 2=OE?OC=X 2,CD 2=CE?OC=8x 2,进而得到 '的值.E0解答： 解：设圆O 的半径OA=OB=OC=3x , •/ AB=3AD , /• AD=2x , BD=4x , OD=x 又•••点C 在直径AB 上的射影为D , 在厶ABC 中，由射影定理得： 在厶ODC 中，由射影定理得：2 2 CD =AD?BD=8x ,2 2 2 2 OD =OE?OC=x , CD =CE?OC=8x , 故打=J故答案为：8点评：本题考查的知识点是直角三角形射影定理，射影定理在使用时一定要注意其使用范围 …双垂直”.16. (2013?湖北) 考点：参数方程化成普通方程；椭圆的简单性质；点的极坐标和直角坐标的互化. 专题：压轴题；圆锥曲线的定义、性质与方程. 分析：解答: 先根据极坐标与直角坐标的转换关系将直线I 的极坐标方程分别为为非零常4 2数）化成直角坐标方程， 再利用直线I 经过椭圆C 的焦点，且与圆O 相切，从而得到c= ,又b 2=a 2 - c 2, 消去b 后得到关于a, c 的等式，即可求出椭圆 C 的离心率. 解:直线I 的极坐标方程分别为11-:' ：-|八为非零常数）化成直角坐标方程为 x+y - m=0,42它与x 轴的交点坐标为（m , 0）,由题意知，（m , 0）为椭圆的焦点，故|m|=c , -ml又直线l 与圆O ： p=b 相切，••• ----------V2从而 c= ■:b ,又 b 2=a 2 - c 2,2 2 2、…c =2 (a - c ),c 22 c v6•- 3c =2a , •=.a 3则椭圆C 的离心率为 '. 3故答案为：7点评：本题考查了椭圆的离心率，考查了参数方程化成普通方程，点的极坐标和直角坐标的互化，考查提高学生 分析问题的能力. 三、解答题：本大题共 6小题，共75分•解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.17. （12 分）考点：' 余弦定理；正弦定理. 专题：: 解三角形.分析：t (I)利用倍角公式和诱导公式即可得出；(II)由三角形的面积公式厂•■•汇•即可得到bc=20 .又b=5，解得c=4 .由余弦定理得a2=b2+c2- 2bccosA=25+16 - 20=21，即可得出a.又由正弦定理得即可得到--------------- 厂宀即可得出.a a解答：: 解: (I)由cos2A - 3cos (B+C ) =1，得2cos2A+3cosA - 2=0,即(2cosA 1) (cosA+2) =0，解得,21：：•'.(舍去).2因为0V A V n所以职匹.3(n)由S= - = ='、.；%［得到bc=20 .又b=5,解得c=4.由余弦定理得a2=b2+c2- 2bccosA=25+16 - 20=21，故「:二=.又由正弦疋理得.丁.「_门| 一：一：| ：卜,._ . 一—• 一 . ,L_ _a a 子21 4 T点评：：熟练掌握三角函数的倍角公式和诱导公式、三角形的面积公式、余弦定理得、正弦定理是解题的关键.18. (12 分)考点：数列的求和；等比数列的通项公式；数列与不等式的综合.专题：计算题；等差数列与等比数列.分析：(1)设等比数列｛a n｝的公比为q,结合等比数列的通项公式表示已知条件，解方程可求a1, q,进而可求通项公式(n)结合(1)可知「是等比数列，结合等比数列的求和公式可求 1 •….，即可判断5 a l a2 a rt解答：解：(I)设等比数列｛a n｝的公比为q，则由已知可得/［冷』- 1=10解得.幻它或1故一• — . 「一■- r .(n)若一二工一一，则1'r ,n3 % 5 3故［―：是首项为.；，公比为一的等比数列，“ 5 3上［1-(丄)\…二1 5 3 」9 _n小2 9八从而；, _ ・1' '.3若一…：• 「；则丄匸「一一：川丄；是首项为,公比为-1的等比数“a n 5J 5列，洼山-1(心+)故£丄V .0, mP2k (k€ N +). 炉 1 a n综上，对任何正整数 m ，总有J ，| .炉1故不存在正整数 m ，使得1 |i 成立.a l a2 a n用空间向量求平面间的夹角；空间中直线与平面之间的位置关系；直线与平面平行的判定; 求法.空间位置关系与距离；空间角.（I ） 直线I //平面PAC .连接EF ，利用三角形的中位线定理可得， EF // AC ;禾U 用线面平行的判定定理即可得到EF //平面ABC .由线面平行的性质定理可得 EF // I .再利用线面平行的判定定理即可证明直线I //平面PAC .（II ） 综合法：利用线面垂直的判定定理可证明 I 丄平面PBC •连接BE ,BF ,因为BF?平面PBC ,所以I 丄BC •故 / CBF 就是二面角 E - I - C 的平面角，即/ CBF= 3-已知PC 丄平面ABC ,可知CD 是FD 在平面ABC 内的射影，故/ CDF 就是直线PQ 与平面ABC 所成的角，即 / CDF= 0.由BD 丄平面PBC ，有BD 丄BF ，知/ BDF= a,分别利用三个直角三角形的边角关系即可证明结论；向量法：以点C 为原点，向量：，■■ , 「、所在直线分别为x , y , z 轴，建立如图所示的空间直角坐标系，利用两个平面的法向量的夹角即可得出二面角.解：（I ）直线I //平面PAC ,证明如下： 连接EF ，因为E , F 分别是PA , PC 的中点，所以 EF // AC , 又EF?平面ABC ，且AC?平面ABC ，所以EF //平面 ABC . 而EF?平面BEF ，且平面 BEF D 平面 ABC=I ，所以EF / I . 因为I?平面PAC , EF?平面PAC ，所以直线I //平面PAC .（H ）（综合法）如图1,连接BD ，由（I ）可知交线I 即为直线BD ，且I // AC . 因为AB 是O O 的直径，所以 AC 丄BC ,于是I 丄BC .已知PC 丄平面 ABC ，而I?平面ABC ，所以PC 丄I . 而PCABC=C ，所以I 丄平面PBC .连接BE , BF ，因为BF?平面PBC ，所以I 丄BF . 故/ CBF 就是二面角 E - I - C 的平面角，即/ CBF= 31i1由.-I .',作 DQ // CP ,且 口=「「连接PQ , DF ，因为F 是CP 的中点，CP=2PF ，所以DQ=PF , 从而四边形 DQPF 是平行四边形，PQ // FD .连接CD ，因为PC 丄平面ABC ，所以CD 是FD 在平面ABC 内的射影， 故/ CDF 就是直线PQ 与平面ABC 所成的角，即/ CDF= 0 . 又BD 丄平面 PBC ，有BD 丄BF ，知/ BDF= a,于是在 Rt △ DCF , Rt △ FBD , Rt △ BCF 中，分别可得 ■ ■ i.:？-,DF DFBF从而二：门匚匕-二和八 一 =]--「.门二「* 1 *（n ）（向量法）如图 2,由.■ I ：',作 DQ // CP ,且i连接PQ , EF , BE , BF , BD ，由（I ）可知交线 I 即为直线 BD .从而厂一n=l a n点评：本题主要考查了等比数列的通项公式及求和公式的综合应用，还考查了一定的逻辑推理与运算的能力19 . （12 分）考 占： 八、、♦ 专 题： 分面角的平面角及解 答:】」「「，从而故 ---------------------- :---------------------- ---------------- 二-，即 sin B =sin osin 3,Va 2+b 2+c Z Vb Z +c Z Va Z +b 2+c Z点本题综合考查了线面平行的判定定理和性质定理、 线面垂直的判定与性质定理、平行四边形的判定与性质定理、评：线面角、二面角、异面直线所成的角、通过建立空间直角坐标系利用法向量的夹角求二面角等基础知识与方法，需要较强的空间想象能力、推理能力和计算能力.20. (12 分)(I)变量服从正态分布 N (800, 502),即服从均值为 800,标准差为50的正态分布，适合 700 v X 电00范 围内取值即在(厂2 q时2 d)内取值，其概率为：95.44%，从而由正态分布的对称性得出不超过 900的概 率为P 0.(II) 设每天应派出 A 型x 辆、B 型车y 辆，根据条件列出不等式组，即得线性约束条件，列出目标函数， 画出可行域求解.2解答： 解：(I)由于随机变量 X 服从正态分布 N ( 800, 50 ),故有 尸800 , (=50 , P (700 v X 电00) =0.9544 .由正态分布的对称性，可得 po=(p (X<900)=P(X 詣00)+p (800v X <900)=^+-^P (700<X<；900)=0. 9772(H)设A 型、B 型车辆的数量分别为 x , y 辆，则相应的营运成本为 1600x+2400y .依题意，x , y 还需满足：x+y <21, y<x+7 , P (X <36x+60y )却0.以点C 为原点,向量CA,亍，千所在直线分别为x , y , z 轴，建立如图所示的空间直角坐标系，设 CA=a ,CB=b , CP=2c , 则有C (0, O f 0)(a, 0, 0)，B (0, b, 0) f P (0, 0, 2c) , Q (a, b f c) , E (吉並 0, c)--------------- */?2, 1|FE| -|QP |又取平面ABC 的一个法向量为 匸-、：，.，可得三［门，-I m ■ QF | c ____ I nt | • | QP | Va 2+b 2+c 2设平面BEF 的一个法向量为所以由n pFE=0t n-BF=0.可得却口 取;(山s b).-by+cz=O*考点：简单线性规划；正态分布曲线的特点及曲线所表示的意义. 专题：不等式的解法及应用；概率与统计. 分析：A.【I , 由（I ）知，p o =p （X 电00）,故 P （X W60x+60y ）却o 等价于 36x+60y 为00.x+y<21y<x+7 36x+60y^900u, y>0, x, y€N且使目标函数 z=1600x+2400y 达到最小值的x ，y . 作可行域如图所示，可行域的三个顶点坐标分别为P (5, 12), Q (7, 14), R (15, 6).由图可知，当直线 z=1600x+2400y 经过可行域的点 P 时，直线z=1600x+2400y 在y 轴上截距—二最小，即 「 2400 z 取得最小值.故应配备A 型车5辆，B 型车12辆.本题考查正态分布曲线的特点及曲线所表示的意义，考查简单线性规划•本题解题的关键是列出不等式组 (方程组)寻求约束条件，并就题目所述找出目标函数，将可行域各角点的值一一代入，最后比较，即可 得到目标函数的最优解.21. （13 分）考点：直线与圆锥曲线的关系；三角形的面积公式；点到直线的距离公式. 专题：丿 压轴题；圆锥曲线的定义、性质与方程. 分析：1 1(I)设出两个椭圆的方程，当直线1与y 轴重合时，求出 △ BDM 和厶ABN 的面积&和S 2,直接由面积 比=入列式求入的值；(n)假设存在与坐标轴不重合的直线l ，使得S 1=x S 2，设出直线方程，由点到直线的距离公式求出M 和N 到直线l 的距离，利用数学转化思想把两个三角形的面积比转化为线段长度比，由弦长公式得到线段长度比的另一表达式，两式相等得到- ''，换元后利用非零的k 值存在讨论 入的取值范围.解答：解：以题意可设椭圆 C1和C2的方程分别为2 2 2 2厂 「.1 ,：「. 1 •其中 a > m >n >0,a ma n(I)如图1，若直线I 与y 轴重合，即直线I 的方程为x=0，则■ ： ' II' I- f ■:，在C 1和C 2的方程中分别令 x=0，可得y A =m , y B =n , y D = - m ,于是问题等价于求满足约束条件_ x.,化简得 斤-2入-1=0，由$> 1，解得x =*7^+1 •_ 1故当直线I 与y 轴重合时，若S i = 0,则’.(n)如图2，若存在与坐标轴不重合的直线I ，使得S 仁$2,根据对称性,不妨设直线I : y=kx 点 M (- a , 0) , N等价于 丨-| I -即1「丄，由$>1，解得 当■- - ■ ■ '时，不存在与坐标轴不重合的直线 I ，使得S 1= &; 当’• "i-卜「-时，存在与坐标轴不重合的直线I ，使得S 1=$$2.若…则1 (k > 0),(a , 0)到直线I 的距离分别为d i , d 2,则I - ak- 0|% 二ak|ak- 0|ak--------- --------- ，所以 d i =d 2-又.： = -- ,K I—I I -1，所以「慨「，即 |BD|=开AB| •由对称性可知 |AB|=|CD|，所以 |BC|=|BD| - |AB|=(入-1) |AB| ,|AD|=|BD|+|AB|=(廿1) |AB|，于是 |-将I 的方程分别与 C i 和C 2的方程联立，可求得_ anlB=7?7w根据对称性可知 X C = - x B , X D = - x A ,I ADI RT 胃廿 i BC i Vl+k 2I - X c从而由①和②可得x+l2i 2丄 2一：一 「 ③ a k +n令—/I 、，则由m > n ,可得t 詞，于是由③可得足/ ］衷"y 入(扎 _ 1)a 2(1 -x 2}因为k 旳，所以k 2> 0•于是 ③关于k 有解,当且仅当22. （14 分） 考 导数在最大值、最小值问题中的应用；禾U 用导数研究函数的单调性；数列的求和；不等式的证明.占：八、、♦ 专 压轴题；导数的综合应用；不等式的解法及应用. 题： 分 (I)先求出函数f (x )的导函数f'(x ),令f (x ) =0,解得x=0，再求出函数的单调区间，进而求出最小值 析：为 f (0) =0 ;(H)根据(I)知，即(1+x ) r+1》+ (r+1) x ,令*2代入并化简得—,再令n r+1 n得n ----------------------- - ----- ，即结论得到证明；r+1(川)根据(n)的结论，令 -,n 分别取值81, 82, 83,…，125,分别列出不等式，再将各式相加得，3444 4--飞 ：-：| | !：: ：■■ :- --、 :!，再由参考数据和条件进行求解.解 解；(I)由题意得 f (x ) = (r+1) (1+x ) r -( r+1) = (r+1) [ (1+x ) r - 1], 答：令f (x ) =0，解得x=0 .当-1v x v 0 时，f (x )v 0 ,••• f (x )在(-1, 0)内是减函数； 当x >0时，f (x )> 0,「. f (x )在(0, +s)内是增函数. 故函数f (x )在x=0处，取得最小值为f (0) =0.(n)由(I)，当 x € (- 1, + R )时，有 f (x )并(0) =0,r+1即(1+x ) 》+ (r+1) X ,且等号当且仅当 x=0时成立， 故当 x >- 1 且 x 和，有(1+x ) r+1> 1+ (r+1) x ,① 在①中，令厂一(这时x >- 1且x 旳)，得「「讣■-亠-.AB点评：本题考查了三角形的面积公式，考查了点到直线的距离公式，考查了直线与圆锥曲线的关系，该题重点考 查了数学转化思想方法和分类讨论的数学思想方法，(n)中判断 入的存在性是该题的难题，考查了灵活运用函数和不等式的思想方法.。
2013湖北高考(理科)数学试题及答案(完整版)
2013年湖北高考数学试卷（理科）WORD 版绝密 ★ 启用前2013年普通高等学校招生全国统一考试（湖北卷）数 学（理科）4．将函数3cos sin ()y x x x R =+∈的图像向左平移(0)m m >个单位长度后，所得到的图像关于y 轴对称，则m 的最小值是 A ．12πB ．6πC ．3πD ．56π 5．已知04πθ<<，则双曲线22221222222:1:1cos sin sin sin tan x y y x C C θθθθθ-=-=与的 A ．实轴长相等 B ．虚轴长相等 C ．焦距相等 D ．离心率相等6．已知点A （-1,1）、B （1,2）、C （-2,1）、D （3,4），则向量AB 和CD 方向上的投影为A ．322 B ．3152 C ．322 D ．31527．一辆汽车在高速公路上行驶，由于遇到紧急情况而刹车，以速度25()73(,/)1v t t t s v m s t=-++的单位：的单位：行驶至停止，在此期间汽车继续行驶的距离（单位：m ）是 A ．1+25ln5 B ．118+25ln3C ．4+25ln5D ．4+50ln 2 8．一个几何体的三视图如图所示，该几何体从上到下由四个简单几何体组成，其体积分别为1234V V V V ，，，，这四个几何体为旋转体，下面两个简单几何体均为多面体，则有1243.AV V V V <<< 1324.BV V V V <<< 2134.C V V V V <<< 2314.DV V V V <<<9．如图，将一个各面都涂了油漆的正方体，切割为125个同样大小的小正方体，经过搅拌后，从中抽取一个小正方体，记它的涂漆面数为X ，则X 的均值E(X)= A ．126125 B ．65 C ．168125 D ．7511．从某小区抽取100户居民进行月用电量调查，发现其用电量都在50至350度之间，频率分布直方图如图所示。
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2013年湖北省高考数学试卷（理科）一、选择题：本大题共10小题，每小题5分，共50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．（5分）在复平面内，复数z=（i为虚数单位）的共轭复数对应的点位于（）A．第一象限B．第二象限C．第三象限D．第四象限2．（5分）已知全集为R，集合A={x|（）x≤1}，B={x|x2﹣6x+8≤0}，则A∩（∁R B）=（）A．{x|x≤0}B．{x|2≤x≤4}C．{x|0≤x＜2或x＞4} D．{x|0＜x≤2或x≥4} 3．（5分）在一次跳伞训练中，甲、乙两位学员各跳一次，设命题p是“甲降落在指定范围”，q是“乙降落在指定范围”，则命题“至少有一位学员没有降落在指定范围”可表示为（）A．（￢p）∨（￢q）B．p∨（￢q）C．（￢p）∧（￢q）D．p∨q 4．（5分）将函数y=cosx+sinx（x∈R）的图象向左平移m（m＞0）个单位长度后，所得到的图象关于y轴对称，则m的最小值是（）A．B．C．D．5．（5分）已知0＜θ＜，则双曲线与C2：﹣=1的（）A．实轴长相等B．虚轴长相等C．焦距相等D．离心率相等6．（5分）已知点A（﹣1，1），B（1，2），C（﹣2，﹣1），D（3，4），则向量在方向上的投影为（）A．B．C．D．7．（5分）一辆汽车在高速公路上行驶，由于遇到紧急情况而刹车，以速度的单位：s，v的单位：m/s）行驶至停止，在此期间汽车继续行驶的距离（单位：m）是（）A．1+25ln5 B．8+25ln C．4+25ln5 D．4+50ln28．（5分）一个几何体的三视图如图所示，该几何体从上到下由四个简单几何体组成，其体积分别记为V1，V2，V3，V4，上面两个简单几何体均为旋转体，下面两个简单几何体均为多面体，则有（）A．V1＜V2＜V4＜V3B．V1＜V3＜V2＜V4C．V2＜V1＜V3＜V4D．V2＜V3＜V1＜V4 9．（5分）如图，将一个各面都涂了油漆的正方体，切割为125个同样大小的小正方体，经过搅拌后，从中随机取一个小正方体，记它的涂漆面数为X，则X的均值E（X）=（）A． B．C． D．10．（5分）已知a为常数，函数f（x）=x（lnx﹣ax）有两个极值点x1，x2（x1＜x2）（）A．B．C．D．二、填空题：本大题共6小题，考生共需作答5小题，每小题5分，共25分．请将答案填在答题卡对应题号的位置上．答错位置，书写不清，模棱两可均不得分．（一）必考题（11-14题）（二）选考题（请考生在第15、16两题中任选一题作答，请先在答题卡指定位置将你所选的题目序号后的方框用2B铅笔涂黑．如果全选，则按第15题作答结果计分．）11．（5分）从某小区抽取100户居民进行月用电量调查，发现其用电量都在50至350度之间，频率分布直方图如图所示：（Ⅰ）直方图中x的值为；（Ⅱ）在这些用户中，用电量落在区间[100，250）内的户数为．12．（5分）阅读如图所示的程序框图，运行相应的程序，输出的结果i=．13．（5分）设x，y，z∈R，且满足：，则x+y+z=．14．（5分）古希腊毕达哥拉斯学派的数学家研究过各种多边形数，如三角形数1，3，6，10，…，第n个三角形数为．记第n个k边形数为N（n，k）（k≥3），以下列出了部分k边形数中第n个数的表达式：三角形数，正方形数N（n，4）=n2，五边形数，六边形数N（n，6）=2n2﹣n，…可以推测N（n，k）的表达式，由此计算N（10，24）=．15．（5分）（选修4﹣1：几何证明选讲）如图，圆O上一点C在直径AB上的射影为D，点D在半径OC上的射影为E．若AB=3AD，则的值为．16．（选修4﹣4：坐标系与参数方程）在直角坐标系xOy中，椭圆C的参数方程为为参数，a＞b＞0）．在极坐标系（与直角坐标系xOy取相同的长度单位，且以原点O为极点，以x轴正半轴为极轴）中，直线l与圆O的极坐标方程分别为为非零常数）与ρ=b．若直线l经过椭圆C的焦点，且与圆O相切，则椭圆C的离心率为．三、解答题：本大题共6小题，共75分．解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤．17．（12分）在△ABC中，角A，B，C对应的边分别是a，b，c，已知cos2A﹣3cos（B+C）=1．（Ⅰ）求角A的大小；（Ⅱ）若△ABC的面积S=5，b=5，求sinBsinC的值．18．（12分）已知等比数列{a n}满足：|a2﹣a3|=10，a1a2a3=125．（Ⅰ）求数列{a n}的通项公式；（Ⅱ）是否存在正整数m，使得？若存在，求m的最小值；若不存在，说明理由．19．（12分）如图，AB是圆O的直径，点C是圆O上异于A，B的点，直线PC ⊥平面ABC，E，F分别是PA，PC的中点．（Ⅰ）记平面BEF与平面ABC的交线为l，试判断直线l与平面PAC的位置关系，并加以证明；（Ⅱ）设（Ⅰ）中的直线l与圆O的另一个交点为D，且点Q满足．记直线PQ与平面ABC所成的角为θ，异面直线PQ与EF所成的角为α，二面角E ﹣l﹣C的大小为β．求证：sinθ=sinαsinβ．20．（12分）假设每天从甲地去乙地的旅客人数X是服从正态分布N（800，502）的随机变量．记一天中从甲地去乙地的旅客人数不超过900的概率为p0．（Ⅰ）求p0的值；（参考数据：若X～N（μ，σ2），有P（μ﹣σ＜X≤μ+σ）=0.6826，P（μ﹣2σ＜X ≤μ+2σ）=0.9544，P（μ﹣3σ＜X≤μ+3σ）=0.9974．）（Ⅱ）某客运公司用A，B两种型号的车辆承担甲、乙两地间的长途客运业务，每车每天往返一次，A，B两种车辆的载客量分别为36人和60人，从甲地去乙地的营运成本分别为1600元/辆和2400元/辆．公司拟组建一个不超过21辆车的客运车队，并要求B型车不多于A型车7辆．若每天要以不小于p0的概率运完从甲地去乙地的旅客，且使公司从甲地去乙地的营运成本最小，那么应配备A 型车、B型车各多少辆？21．（13分）如图，已知椭圆C1与C2的中心在坐标原点O，长轴均为MN且在x 轴上，短轴长分别为2m，2n（m＞n），过原点且不与x轴重合的直线l与C1，C2的四个交点按纵坐标从大到小依次为A，B，C，D，记，△BDM和△ABN 的面积分别为S1和S2．（Ⅰ）当直线l与y轴重合时，若S1=λS2，求λ的值；（Ⅱ）当λ变化时，是否存在与坐标轴不重合的直线l，使得S1=λS2？并说明理由．22．（14分）设n是正整数，r为正有理数．（Ⅰ）求函数f（x）=（1+x）r+1﹣（r+1）x﹣1（x＞﹣1）的最小值；（Ⅱ）证明：；（Ⅲ）设x∈R，记[x]为不小于x的最小整数，例如．令的值．（参考数据：．2013年湖北省高考数学试卷（理科）参考答案与试题解析一、选择题：本大题共10小题，每小题5分，共50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．（5分）（2013•湖北）在复平面内，复数z=（i为虚数单位）的共轭复数对应的点位于（）A．第一象限B．第二象限C．第三象限D．第四象限【分析】将复数z=的分母实数化，求得z=1+i，即可求得，从而可知答案．【解答】解：∵z====1+i，∴=1﹣i．∴对应的点（1，﹣1）位于第四象限，故选D．2．（5分）（2013•湖北）已知全集为R，集合A={x|（）x≤1}，B={x|x2﹣6x+8≤0}，则A∩（∁R B）=（）A．{x|x≤0}B．{x|2≤x≤4}C．{x|0≤x＜2或x＞4} D．{x|0＜x≤2或x≥4}【分析】利用指数函数的性质可求得集合A，通过解一元二次不等式可求得集合B，从而可求得A∩C R B．【解答】解：∵≤1=，∴x≥0，∴A={x|x≥0}；又x2﹣6x+8≤0⇔（x﹣2）（x﹣4）≤0，∴2≤x≤4．∴B={x|2≤x≤4}，∴∁R B={x|x＜2或x＞4}，∴A∩∁R B={x|0≤x＜2或x＞4}，故选C．3．（5分）（2013•湖北）在一次跳伞训练中，甲、乙两位学员各跳一次，设命题p是“甲降落在指定范围”，q是“乙降落在指定范围”，则命题“至少有一位学员没有降落在指定范围”可表示为（）A．（￢p）∨（￢q）B．p∨（￢q）C．（￢p）∧（￢q）D．p∨q【分析】由命题P和命题q写出对应的￢p和￢q，则命题“至少有一位学员没有降落在指定范围”即可得到表示．【解答】解：命题p是“甲降落在指定范围”，则￢p是“甲没降落在指定范围”，q是“乙降落在指定范围”，则￢q是“乙没降落在指定范围”，命题“至少有一位学员没有降落在指定范围”包括“甲降落在指定范围，乙没降落在指定范围”或“甲没降落在指定范围，乙降落在指定范围”或“甲没降落在指定范围，乙没降落在指定范围”三种情况．所以命题“至少有一位学员没有降落在指定范围”可表示为（￢p）V（￢q）．故选A．4．（5分）（2013•湖北）将函数y=cosx+sinx（x∈R）的图象向左平移m（m＞0）个单位长度后，所得到的图象关于y轴对称，则m的最小值是（）A．B．C．D．【分析】函数解析式提取2变形后，利用两角和与差的正弦函数公式化为一个角的正弦函数，利用平移规律得到平移后的解析式，根据所得的图象关于y轴对称，即可求出m的最小值．【解答】解：y=cosx+sinx=2（cosx+sinx）=2sin（x+），∴图象向左平移m（m＞0）个单位长度得到y=2sin[（x+m）+]=2sin（x+m+），∵所得的图象关于y轴对称，∴m+=kπ+（k∈Z），则m的最小值为．故选B5．（5分）（2013•湖北）已知0＜θ＜，则双曲线与C2：﹣=1的（）A．实轴长相等B．虚轴长相等C．焦距相等D．离心率相等【分析】根据双曲线的标准方程求出双曲线的几何性质同，即可得出正确答案．【解答】解：双曲线的实轴长为2cosθ，虚轴长2sinθ，焦距2，离心率，双曲线的实轴长为2sinθ，虚轴长2sinθtanθ，焦距2tanθ，离心率，故它们的离心率相同．故选D．6．（5分）（2013•湖北）已知点A（﹣1，1），B（1，2），C（﹣2，﹣1），D（3，4），则向量在方向上的投影为（）A．B．C．D．【分析】先求出向量、，根据投影定义即可求得答案．【解答】解：，，则向量方向上的投影为：•cos＜＞=•===，故选A．7．（5分）（2013•湖北）一辆汽车在高速公路上行驶，由于遇到紧急情况而刹车，以速度的单位：s，v的单位：m/s）行驶至停止，在此期间汽车继续行驶的距离（单位：m）是（）A．1+25ln5 B．8+25ln C．4+25ln5 D．4+50ln2【分析】令v（t）=0，解得t=4，则所求的距离S=，解出即可．【解答】解：令v（t）=7﹣3t+，化为3t2﹣4t﹣32=0，又t＞0，解得t=4．∴由刹车行驶至停止，在此期间汽车继续行驶的距离s===4+25ln5．故选C．8．（5分）（2013•湖北）一个几何体的三视图如图所示，该几何体从上到下由四个简单几何体组成，其体积分别记为V1，V2，V3，V4，上面两个简单几何体均为旋转体，下面两个简单几何体均为多面体，则有（）A．V1＜V2＜V4＜V3B．V1＜V3＜V2＜V4C．V2＜V1＜V3＜V4D．V2＜V3＜V1＜V4【分析】利用三视图与已知条件判断组合体的形状，分别求出几何体的体积，即可判断出正确选项．【解答】解：由题意以及三视图可知，该几何体从上到下由：圆台、圆柱、正四棱柱、正四棱台组成，体积分别记为V1==．V2=12×π×2=2π，V3=2×2×2=8V4==；∵，∴V2＜V1＜V3＜V4故选C．9．（5分）（2013•湖北）如图，将一个各面都涂了油漆的正方体，切割为125个同样大小的小正方体，经过搅拌后，从中随机取一个小正方体，记它的涂漆面数为X，则X的均值E（X）=（）A． B．C． D．【分析】由题意可知：X所有可能取值为0，1，2，3．①8个顶点处的8个小正方体涂有3面，②每一条棱上除了两个顶点处的小正方体，还剩下3个，一共有3×12=36个小正方体涂有2面，③每个表面去掉四条棱上的16个小正方形，还剩下9个小正方形，因此一共有9×6=54个小正方体涂有一面，④由以上可知：还剩下125﹣（8+36+54）=27个内部的小正方体的6个面都没有涂油漆，根据上面的分析即可得出其概率及X 的分布列，利用数学期望的计算公式即可得出．【解答】解：由题意可知：X所有可能取值为0，1，2，3．①8个顶点处的8个小正方体涂有3面，∴P（X=3）=；②每一条棱上除了两个顶点处的小正方体，还剩下3个，一共有3×12=36个小正方体涂有2面，∴P（X=2）=；③每个表面去掉四条棱上的16个小正方形，还剩下9个小正方形，因此一共有9×6=54个小正方体涂有一面，∴P（X=1）=．④由以上可知：还剩下125﹣（8+36+54）=27个内部的小正方体的6个面都没有涂油漆，∴P（X=0）=．X0123P故X的分布列为因此E（X）==．故选B．10．（5分）（2013•湖北）已知a为常数，函数f（x）=x（lnx﹣ax）有两个极值点x1，x2（x1＜x2）（）A．B．C．D．【分析】先求出f′（x），令f′（x）=0，由题意可得lnx=2ax﹣1有两个解x1，x2⇔函数g（x）=lnx+1﹣2ax有且只有两个零点⇔g′（x）在（0，+∞）上的唯一的极值不等于0．利用导数与函数极值的关系即可得出．【解答】解：∵f′（x）=lnx+1﹣2ax，（x＞0）令f′（x）=0，由题意可得lnx=2ax﹣1有两个解x1，x2⇔函数g（x）=lnx+1﹣2ax 有且只有两个零点⇔g′（x）在（0，+∞）上的唯一的极值不等于0．．①当a≤0时，g′（x）＞0，f′（x）单调递增，因此g（x）=f′（x）至多有一个零点，不符合题意，应舍去．②当a＞0时，令g′（x）=0，解得x=，∵x，g′（x）＞0，函数g（x）单调递增；时，g′（x）＜0，函数g（x）单调递减．∴x=是函数g（x）的极大值点，则＞0，即＞0，∴ln（2a）＜0，∴0＜2a＜1，即．故当0＜a＜时，g（x）=0有两个根x1，x2，且x1＜＜x2，又g（1）=1﹣2a ＞0，∴x1＜1＜＜x2，从而可知函数f（x）在区间（0，x1）上递减，在区间（x1，x2）上递增，在区间（x2，+∞）上递减．∴f（x1）＜f（1）=﹣a＜0，f（x2）＞f（1）=﹣a＞﹣．故选：D．二、填空题：本大题共6小题，考生共需作答5小题，每小题5分，共25分．请将答案填在答题卡对应题号的位置上．答错位置，书写不清，模棱两可均不得分．（一）必考题（11-14题）（二）选考题（请考生在第15、16两题中任选一题作答，请先在答题卡指定位置将你所选的题目序号后的方框用2B铅笔涂黑．如果全选，则按第15题作答结果计分．）11．（5分）（2013•湖北）从某小区抽取100户居民进行月用电量调查，发现其用电量都在50至350度之间，频率分布直方图如图所示：（Ⅰ）直方图中x的值为0.0044；（Ⅱ）在这些用户中，用电量落在区间[100，250）内的户数为70．【分析】（I）根据频率分布直方图中，各组的频率之和为1，我们易得到一个关于x的方程，解方程即可得到答案．（II）由已知中的频率分布直方图，利用[100，250）之间各小组的纵坐标（矩形的高）乘以组距得到[100，250）的频率，利用频率乘以样本容量即可求出频数．【解答】解：（Ⅰ）依题意及频率分布直方图知，0.0024×50+0.0036×50+0.0060×50+x×50+0.0024×50+0.0012×50=1，解得x=0.0044．（II）样本数据落在[100，150）内的频率为0.0036×50=0.18，样本数据落在[150，200）内的频率为0.006×50=0.3．样本数据落在[200，250）内的频率为0.0044×50=0.22，故在这些用户中，用电量落在区间[100，250）内的户数为（0.18+0.30+0.22）×100=70．故答案为：0.0044；70．12．（5分）（2013•湖北）阅读如图所示的程序框图，运行相应的程序，输出的结果i=5．【分析】框图首先给变量a和变量i赋值，然后对a是否等于4进行判断，不等于4，继续判断a是否为奇数，是执行路径a=3a+1，否执行路径，再执行i=i+1，依次循环执行，当a等于4时跳出循环，输出i的值．【解答】解：框图首先给变量a和变量i赋值，a=4，i=1．判断10=4不成立，判断10是奇数不成立，执行，i=1+1=2；判断5=4不成立，判断5是奇数成立，执行a=3×5+1=16，i=2+1=3；判断16=4不成立，判断16是奇数不成立，执行，i=3+1=4；判断8=4不成立，判断8是奇数不成立，执行，i=4+1=5；判断4=4成立，跳出循环，输出i的值为5．故答案是5．13．（5分）（2013•湖北）设x，y，z∈R，且满足：，则x+y+z=．【分析】根据柯西不等式，算出（x+2y+3z）2≤14（x2+y2+z2）=14，从而得到x+2y+3z 恰好取到最大值，由不等式的等号成立的条件解出x=、y=且z=，由此即可得到x+y+z的值．【解答】解：根据柯西不等式，得（x+2y+3z）2≤（12+22+32）（x2+y2+z2）=14（x2+y2+z2）当且仅当时，上式的等号成立∵x2+y2+z2=1，∴（x+2y+3z）2≤14，结合，可得x+2y+3z恰好取到最大值∴=，可得x=，y=，z=因此，x+y+z=++=故答案为：14．（5分）（2013•湖北）古希腊毕达哥拉斯学派的数学家研究过各种多边形数，如三角形数1，3，6，10，…，第n个三角形数为．记第n个k边形数为N（n，k）（k≥3），以下列出了部分k边形数中第n个数的表达式：三角形数，正方形数N（n，4）=n2，五边形数，六边形数N（n，6）=2n2﹣n，…可以推测N（n，k）的表达式，由此计算N（10，24）=1000．【分析】观察已知式子的规律，并改写形式，归纳可得，把n=10，k=24代入可得答案．【解答】解：原已知式子可化为：，，，，由归纳推理可得，故=1100﹣100=1000故答案为：100015．（5分）（2013•湖北）（选修4﹣1：几何证明选讲）如图，圆O上一点C在直径AB上的射影为D，点D在半径OC上的射影为E．若AB=3AD，则的值为8．【分析】设圆O的半径为3x，根据射影定理，可以求出OD2=OE•OC=x2，CD2=CE•OC=8x2，进而得到的值．【解答】解：设圆O的半径OA=OB=OC=3x，∵AB=3AD，∴AD=2x，BD=4x，OD=x又∵点C在直径AB上的射影为D，在△ABC中，由射影定理得：CD2=AD•BD=8x2，在△ODC中，由射影定理得：OD2=OE•OC=x2，CD2=CE•OC=8x2，故==8故答案为：816．（2013•湖北）（选修4﹣4：坐标系与参数方程）在直角坐标系xOy中，椭圆C的参数方程为为参数，a＞b＞0）．在极坐标系（与直角坐标系xOy取相同的长度单位，且以原点O为极点，以x轴正半轴为极轴）中，直线l与圆O的极坐标方程分别为为非零常数）与ρ=b．若直线l经过椭圆C的焦点，且与圆O相切，则椭圆C的离心率为．【分析】先根据极坐标与直角坐标的转换关系将直线l的极坐标方程分别为为非零常数）化成直角坐标方程，再利用直线l经过椭圆C的焦点，且与圆O相切，从而得到c=b，又b2=a2﹣c2，消去b后得到关于a，c的等式，即可求出椭圆C的离心率．【解答】解：直线l的极坐标方程分别为为非零常数）化成直角坐标方程为x+y﹣m=0，它与x轴的交点坐标为（m，0），由题意知，（m，0）为椭圆的焦点，故|m|=c，又直线l与圆O：ρ=b相切，∴，从而c=b，又b2=a2﹣c2，∴c2=2（a2﹣c2），∴3c2=2a2，∴=．则椭圆C的离心率为．故答案为：．三、解答题：本大题共6小题，共75分．解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤．17．（12分）（2013•湖北）在△ABC中，角A，B，C对应的边分别是a，b，c，已知cos2A﹣3cos（B+C）=1．（Ⅰ）求角A的大小；（Ⅱ）若△ABC的面积S=5，b=5，求sinBsinC的值．【分析】（I）利用倍角公式和诱导公式即可得出；（II）由三角形的面积公式即可得到bc=20．又b=5，解得c=4．由余弦定理得a2=b2+c2﹣2bccosA=25+16﹣20=21，即可得出a．又由正弦定理得即可得到即可得出．【解答】解：（Ⅰ）由cos2A﹣3cos（B+C）=1，得2cos2A+3cosA﹣2=0，即（2cosA﹣1）（cosA+2）=0，解得（舍去）．因为0＜A＜π，所以．（Ⅱ）由S===，得到bc=20．又b=5，解得c=4．由余弦定理得a2=b2+c2﹣2bccosA=25+16﹣20=21，故．又由正弦定理得．18．（12分）（2013•湖北）已知等比数列{a n}满足：|a2﹣a3|=10，a1a2a3=125．（Ⅰ）求数列{a n}的通项公式；（Ⅱ）是否存在正整数m，使得？若存在，求m的最小值；若不存在，说明理由．【分析】（I）设等比数列{a n}的公比为q，结合等比数列的通项公式表示已知条件，解方程可求a1，q，进而可求通项公式（Ⅱ）结合（I）可知是等比数列，结合等比数列的求和公式可求，即可判断【解答】解：（Ⅰ）设等比数列{a n}的公比为q，则由已知可得解得故．（Ⅱ）若，则，故是首项为，公比为的等比数列，从而．若，则是首项为，公比为﹣1的等比数列，从而故．综上，对任何正整数m，总有．故不存在正整数m，使得成立．19．（12分）（2013•湖北）如图，AB是圆O的直径，点C是圆O上异于A，B 的点，直线PC⊥平面ABC，E，F分别是PA，PC的中点．（Ⅰ）记平面BEF与平面ABC的交线为l，试判断直线l与平面PAC的位置关系，并加以证明；（Ⅱ）设（Ⅰ）中的直线l与圆O的另一个交点为D，且点Q满足．记直线PQ与平面ABC所成的角为θ，异面直线PQ与EF所成的角为α，二面角E ﹣l﹣C的大小为β．求证：sinθ=sinαsinβ．【分析】（I）直线l∥平面PAC．连接EF，利用三角形的中位线定理可得，EF∥AC；利用线面平行的判定定理即可得到EF∥平面ABC．由线面平行的性质定理可得EF∥l．再利用线面平行的判定定理即可证明直线l∥平面PAC．（II）综合法：利用线面垂直的判定定理可证明l⊥平面PBC．连接BE，BF，因为BF⊂平面PBC，所以l⊥BC．故∠CBF就是二面角E﹣l﹣C的平面角，即∠CBF=β．已知PC⊥平面ABC，可知CD是FD在平面ABC内的射影，故∠CDF就是直线PQ 与平面ABC所成的角，即∠CDF=θ．由BD⊥平面PBC，有BD⊥BF，知∠BDF=α，分别利用三个直角三角形的边角关系即可证明结论；向量法：以点C为原点，向量所在直线分别为x，y，z轴，建立如图所示的空间直角坐标系，利用两个平面的法向量的夹角即可得出二面角．【解答】解：（Ⅰ）直线l∥平面PAC，证明如下：连接EF，因为E，F分别是PA，PC的中点，所以EF∥AC，又EF⊄平面ABC，且AC⊂平面ABC，所以EF∥平面ABC．而EF⊂平面BEF，且平面BEF∩平面ABC=l，所以EF∥l．因为l⊄平面PAC，EF⊂平面PAC，所以直线l∥平面PAC．（Ⅱ）（综合法）如图1，连接BD，由（Ⅰ）可知交线l即为直线BD，且l∥AC．因为AB是⊙O的直径，所以AC⊥BC，于是l⊥BC．已知PC⊥平面ABC，而l⊂平面ABC，所以PC⊥l．而PC∩BC=C，所以l⊥平面PBC．连接BE，BF，因为BF⊂平面PBC，所以l⊥BF．故∠CBF就是二面角E﹣l﹣C的平面角，即∠CBF=β．由，作DQ∥CP，且．连接PQ，DF，因为F是CP的中点，CP=2PF，所以DQ=PF，从而四边形DQPF是平行四边形，PQ∥FD．连接CD，因为PC⊥平面ABC，所以CD是FD在平面ABC内的射影，故∠CDF就是直线PQ与平面ABC所成的角，即∠CDF=θ．又BD⊥平面PBC，有BD⊥BF，知∠BDF=α，于是在Rt△DCF，Rt△FBD，Rt△BCF中，分别可得，从而．（Ⅱ）（向量法）如图2，由，作DQ∥CP，且．连接PQ，EF，BE，BF，BD，由（Ⅰ）可知交线l即为直线BD．以点C为原点，向量所在直线分别为x，y，z轴，建立如图所示的空间直角坐标系，设CA=a，CB=b，CP=2c，则有．于是，∴=，从而，又取平面ABC的一个法向量为，可得，设平面BEF的一个法向量为，所以由可得取=（0，c，b），于是，从而．故，即sinθ=sinαsinβ．20．（12分）（2013•湖北）假设每天从甲地去乙地的旅客人数X是服从正态分布N（800，502）的随机变量．记一天中从甲地去乙地的旅客人数不超过900的概率为p0．（Ⅰ）求p0的值；（参考数据：若X～N（μ，σ2），有P（μ﹣σ＜X≤μ+σ）=0.6826，P（μ﹣2σ＜X ≤μ+2σ）=0.9544，P（μ﹣3σ＜X≤μ+3σ）=0.9974．）（Ⅱ）某客运公司用A，B两种型号的车辆承担甲、乙两地间的长途客运业务，每车每天往返一次，A，B两种车辆的载客量分别为36人和60人，从甲地去乙地的营运成本分别为1600元/辆和2400元/辆．公司拟组建一个不超过21辆车的客运车队，并要求B型车不多于A型车7辆．若每天要以不小于p0的概率运完从甲地去乙地的旅客，且使公司从甲地去乙地的营运成本最小，那么应配备A 型车、B型车各多少辆？【分析】（I）变量服从正态分布N（800，502），即服从均值为800，标准差为50的正态分布，适合700＜X≤900范围内取值即在（μ﹣2σ，μ+2σ）内取值，其概率为：95.44%，从而由正态分布的对称性得出不超过900的概率为p0．（II）设每天应派出A型x辆、B型车y辆，根据条件列出不等式组，即得线性约束条件，列出目标函数，画出可行域求解．【解答】解：（Ⅰ）由于随机变量X服从正态分布N（800，502），故有μ=800，σ=50，P（700＜X≤900）=0.9544．由正态分布的对称性，可得p0=（P（X≤900）=P（X≤800）+P（800＜X≤900）=（Ⅱ）设A型、B型车辆的数量分别为x，y辆，则相应的营运成本为1600x+2400y．依题意，x，y还需满足：x+y≤21，y≤x+7，P（X≤36x+60y）≥p0．由（Ⅰ）知，p0=P（X≤900），故P（X≤36x+60y）≥p0等价于36x+60y≥900．于是问题等价于求满足约束条件且使目标函数z=1600x+2400y达到最小值的x，y．作可行域如图所示，可行域的三个顶点坐标分别为P（5，12），Q（7，14），R （15，6）．由图可知，当直线z=1600x+2400y经过可行域的点P时，直线z=1600x+2400y在y轴上截距最小，即z取得最小值．故应配备A型车5辆，B型车12辆．21．（13分）（2013•湖北）如图，已知椭圆C1与C2的中心在坐标原点O，长轴均为MN且在x轴上，短轴长分别为2m，2n（m＞n），过原点且不与x轴重合的直线l与C1，C2的四个交点按纵坐标从大到小依次为A，B，C，D，记，△BDM和△ABN的面积分别为S1和S2．（Ⅰ）当直线l与y轴重合时，若S1=λS2，求λ的值；（Ⅱ）当λ变化时，是否存在与坐标轴不重合的直线l，使得S1=λS2？并说明理由．【分析】（Ⅰ）设出两个椭圆的方程，当直线l与y轴重合时，求出△BDM和△ABN的面积S1和S2，直接由面积比=λ列式求λ的值；（Ⅱ）假设存在与坐标轴不重合的直线l，使得S1=λS2，设出直线方程，由点到直线的距离公式求出M和N到直线l的距离，利用数学转化思想把两个三角形的面积比转化为线段长度比，由弦长公式得到线段长度比的另一表达式，两式相等得到，换元后利用非零的k值存在讨论λ的取值范围．【解答】解：以题意可设椭圆C1和C2的方程分别为，．其中a＞m＞n＞0，＞1．（Ⅰ）如图1，若直线l与y轴重合，即直线l的方程为x=0，则，，所以．在C1和C2的方程中分别令x=0，可得y A=m，y B=n，y D=﹣m，于是．若，则，化简得λ2﹣2λ﹣1=0，由λ＞1，解得．故当直线l与y轴重合时，若S1=λS2，则．（Ⅱ）如图2，若存在与坐标轴不重合的直线l，使得S1=λS2，根据对称性，不妨设直线l：y=kx（k＞0），点M（﹣a，0），N（a，0）到直线l的距离分别为d1，d2，则，所以d1=d2．又，所以，即|BD|=λ|AB|．由对称性可知|AB|=|CD|，所以|BC|=|BD|﹣|AB|=（λ﹣1）|AB|，|AD|=|BD|+|AB|=（λ+1）|AB|，于是．将l的方程分别与C1和C2的方程联立，可求得根据对称性可知x C=﹣x B，x D=﹣x A，于是②从而由①和②可得③令，则由m＞n，可得t≠1，于是由③可得．因为k≠0，所以k2＞0．于是③关于k有解，当且仅当，等价于，由λ＞1，解得，即，由λ＞1，解得，所以当时，不存在与坐标轴不重合的直线l，使得S1=λS2；当时，存在与坐标轴不重合的直线l，使得S1=λS2．22．（14分）（2013•湖北）设n是正整数，r为正有理数．（Ⅰ）求函数f（x）=（1+x）r+1﹣（r+1）x﹣1（x＞﹣1）的最小值；（Ⅱ）证明：；（Ⅲ）设x∈R，记[x]为不小于x的最小整数，例如．令的值．（参考数据：．【分析】（Ⅰ）先求出函数f（x）的导函数f′（x），令f'（x）=0，解得x=0，再求出函数的单调区间，进而求出最小值为f（0）=0；（Ⅱ）根据（Ⅰ）知，即（1+x）r+1≥1+（r+1）x，令代入并化简得，再令得，，即结论得到证明；（Ⅲ）根据（Ⅱ）的结论，令，n分别取值81，82，83，…，125，分别列出不等式，再将各式相加得，，再由参考数据和条件进行求解．【解答】解；（Ⅰ）由题意得f'（x）=（r+1）（1+x）r﹣（r+1）=（r+1）[（1+x）r﹣1]，令f'（x）=0，解得x=0．当﹣1＜x＜0时，f'（x）＜0，∴f（x）在（﹣1，0）内是减函数；当x＞0时，f'（x）＞0，∴f（x）在（0，+∞）内是增函数．故函数f（x）在x=0处，取得最小值为f（0）=0．（Ⅱ）由（Ⅰ），当x∈（﹣1，+∞）时，有f（x）≥f（0）=0，即（1+x）r+1≥1+（r+1）x，且等号当且仅当x=0时成立，故当x＞﹣1且x≠0，有（1+x）r+1＞1+（r+1）x，①在①中，令（这时x＞﹣1且x≠0），得．上式两边同乘n r+1，得（n+1）r+1＞n r+1+n r（r+1），即，②当n＞1时，在①中令（这时x＞﹣1且x≠0），类似可得，③且当n=1时，③也成立．综合②，③得，④（Ⅲ）在④中，令，n分别取值81，82，83， (125)得，，，…，将以上各式相加，并整理得．代入数据计算，可得由[S]的定义，得[S]=211．。