2014年高考广东理科数学试题及答案(word解析版)

2014年普通高等学校招生全国统一考试（广东卷）数学（理科）一、选择题：本大题共8小题，每小题5分，满分40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）【2014年广东，理1，5分】已知集合{1,0,1}M =-，{0,1,2}N =，则M N =（ ）（A ）{1,0,1}- （B ）{1,0,1,2}- （C ）{1,0,2}- （D ）{0,1} 【答案】B【解析】{1,0,1,2}M N =-，故选B ． （2）【2014年广东，理2，5分】已知复数z 满足(34i)25z +=，则z =（ ）（A ）34i - （B ）34i + （C ）34i -- （D ）34i -+ 【答案】A【解析】2525(34i)25(34i)=34i 34i (34i)(34i)25z --===-++-，故选A ． （3）【2014年广东，理3，5分】若变量,x y 满足约束条件121y xx y z x y y ≤⎧⎪+≤=+⎨⎪≥-⎩且的最大值和最小值分别为M 和m ，则M m -=（ ）（A ）8 （B ）7 （C ）6 （D ）5 【答案】C 【解析】画出可行域，易知在点(2,1)与(1,1)--处目标函数分别取得最大值3M =，与最小值3m =-，6M m ∴-=，故选C ．（4）【2014年广东，理4，5分】若实数k 满足09k <<，则曲线221259x y k-=-与曲线221259x y k -=-的（ ） （A ）离心率相等 （B ）虚半轴长相等 （C ）实半轴长相等 （D ）焦距相等 【答案】D【解析】09k <<，90k ∴->，250k ->，从而两曲线均为双曲线，又25(9)34(25)9k k k +-=-=-+，两双曲线的焦距相等，故选D ．（5）【2014年广东，理5，5分】已知向量()1,0,1a =-，则下列向量中与a 成60︒夹角的是（ ）（A ）()1,1,0- （B ）()1,1,0- （C ）()0,1,1- （D ）()1,0,1- 【答案】B 【解析】222222(1,0,1)(1,1,0)1210(1)1(1)0-⋅-=++-⋅+-+，即这两向量的夹角余弦值为12，从而夹角为060，故选A ． （6）【2014年广东，理6，5分】已知某地区中小学生人数和近视情况分别如图1和图2所示，为了解该地区中小学生的近视形成原因，用分层抽样的方法抽取2%的学生进行调查，则样本容量和抽取的高中生近视人数分别为（ ）（A ）200,20 （B ）100,20 （C ）200,10 （D ）100,10 【答案】A【解析】样本容量为(350045002000)2%200++⋅=，抽取的高中生近视人数为：20002%50%20⋅⋅=，故选A ．（7）【2014年广东，理7，5分】若空间中四条两两不同的直线1234,,,l l l l ，满足12l l ⊥，23l l ⊥，34l l ⊥则下列结论一定正确的是（ ）（A ）14l l ⊥ （B ）14//l l （C ）14,l l 既不垂直也不平行 （D ）14,l l 的位置关系不确定 【答案】D【解析】平面中的四条直线，14l l ⊥，空间中的四条直线，位置关系不确定，故选D ．（8）【2014年广东，理8，5分】设集合(){}12345=,,,,{1,0,1},1,2,3,4,5i A x x x x x x i ∈-=，那么集合A 中满足条件“1234513x x x x x ≤++++≤”的元素个数为（ ）（A ）60 （B ）90 （C ）120 （D ）130 【答案】D【解析】12345x x x x x ++++可取1,2,3，和为1的元素个数为：1125C 10C =；和为2的元素个数为：122255C 40C A +=；和为3的元素个数为：1311225254C C C 80C C +=，故满足条件的元素总的个数为104080130++=，故选D ．二、填空题：本大题共7小题，考生作答6小题，每小题5分，满分30分．（一）必做题（9~13） （9）【2014年广东，理9，5分】不等式125x x -++≥的解集为 ． 【答案】(][),32,-∞-+∞【解析】数轴上到1与2-距离之和为5的数为3-和2，故该不等式的解集为：(][),32,-∞-+∞．（10）【2014年广东，理10，5分】曲线52x y e -=+在点(0,3)处的切线方程为 ． 【答案】530x y +-= 【解析】'55x y e -=-，'5x y =∴=-，∴所求切线方程为35y x -=-，即530x y +-=．（11）【2014年广东，理11】，5分从0,1,2,3,4,5,6,7,8,9中任取七个不同的数，则这七个数的中位数是6的概率为 ．【答案】16【解析】要使6为取出的7个数中的中位数，则取出的数中必有3个不大于6，另外3个不小于6，故所求概率为3671016C C =． （12）【2014年广东，理12，5分】在ABC ∆中，角,,A B C 所对应的边分别为,,a b c ，已知cos cos 2b C c B b +=，则ab= ． 【答案】2【解析】解法一：由射影定理知cos cos b C c B a +=，从而2a b =，2ab∴=．解法二：由上弦定理得：sin cos sin cos 2sin B C C B B +=，即sin()2sin B C B +=，sin 2sin A B ∴=，即2a b =，2ab∴=．解法三：由余弦定理得：222222222a b c a c b b b ab ac +-+-⋅+=，即224a ab =，2a b ∴=，即2ab=．（13）【2014年广东，理13，5分】若等比数列{}n a 的各项均为正数,且510119122a a a a e +=,则1220ln ln ln a a a +++= ． 【答案】50【解析】1011912a a a a =，51011a a e ∴=，设1220ln ln ln S a a a =+++，则20191ln ln ln S a a a =+++，51201011220ln 20ln 20ln 100S a a a a e ∴====，50S ∴=．（二）选做题（14-15题，考生只能从中选做一题） （14）【2014年广东，理14，5分】（坐标系与参数方程选做题）在极坐标系中，曲线1C 和2C 的方程分别为2sin cos ρθθ=和sin 1ρθ=，以极点为平面直角坐标系的原点，极轴为x 轴的正半轴，建立平面直角坐标系，则曲线1C 和2C 的交点的直角坐标为 ． 【答案】(1,1)【解析】1C 即2(sin )cos ρθρθ=，故其直角坐标方程为：2y x =，2C 的直角坐标系方程为：1y =，1C ∴与2C 的交点的直角坐标为(1,1)．（15）【2014年广东，理15，5分】（几何证明选讲选做题）如图3，在平行四边形ABCD 中，点E 在AB 上且2EB AE =，AC 与DE 交于点，则CDF AEF ∆=∆的面积的面积．【答案】9【解析】显然CDF AEF ∆∆，∴22()()9CDF CD EB AE AEF AE AE∆+===∆的面积的面积．三、解答题：本大题共6题，共80分．解答应写出文字说明，证明过程或演算步骤．（16）【2014年广东，理16，12分】已知函数()sin(),4f x A x x R π=+∈，且53()122f π=．（1）求A 的值；（2）若3()()2f f θθ+-=，(0,)2πθ∈，求3()4f πθ-．解：（1）5523()sin()sin1212432f A A ππππ=+==，32A ∴==．（2）由（1）得：())4f x x π+，()()))44f f ππθθθθ∴+-=+-+3coscos sin ))cos cos()sin )sin 444442πππππθθθθθθ=+-+-==，cos θ∴=，(0,)2πθ∈，sin θ∴33()sin())444f πππθθπθθ∴--+-===． （17）【2014年广东，理17，12分】随机观测生产某种零件的某工厂25名工人的日加工零件数（单位：件），获得数据如下：30,42,41,36,44,40,37,37,25,45,29,43,31,36,49,34,33,43,38,42,32,34,46,39,36．根据上述数据得到样本的频率分布表如下：分组 频数 频率 [25,30] 3 0.12 (30,35] 5 0.20 (35,40] 8 0.32 (40,45] 1n 1f(45,50]2n 2f（1）确定样本频率分布表中121,,n n f 和2f 的值；（2）根据上述频率分布表，画出样本频率分布直方图； （3）根据样本频率分布直方图，求在该厂任取4人，至少有1人的日加工零件数落在区间(]30,35的概率． 解：（1）17n =，22n =，170.2825f ==，220.0825f ==． （2）频率分布直方图如下所示：（3）根据频率分布直方图，可得工人们日加工零件数落在区间(]30,35的概率为0.2，设日加工零件数落在区间(]30,35的人数为随机变量ξ，则(4,0.2)B ξ，故4人中，至少有1人的日加工零件数落在区间(]30,35的概率为：00441(0.2)(0.8)10.40960.5904C -=-=．（18）【2014年广东，理18，14分】如图4，四边形ABCD 为正方形，PD ⊥平面ABCD ，30DPC ∠︒＝，AF PC ⊥于点F ，//FE CD ，交PD 于点E ． （1）证明：CF ⊥平面ADF ；（2）求二面角D AF E －－的余弦值．解：（1）PD ⊥平面ABCD ，PD PCD ⊂，∴平面PCD ⊥平面ABCD ，平面PCD 平面ABCD CD =， AD ⊂平面ABCD ，AD CD ⊥，AD ∴⊥平面PCD ，CF ⊂平面PCD ，CF AD ∴⊥，又 AF PC ⊥，CF AF ∴⊥，,AD AF ⊂平面ADF ，AD AF A =，CF ∴⊥平面ADF ． （2）解法一：过E 作//EG CF 交DF 于G ，CF ⊥平面ADF ，EG ∴⊥平面ADF ，过G 作GH AF ⊥于H ，连EH则EHG ∠为二面角D AF E --的平面角，设2CD =，030DPC ∠=，030CDF ∴∠=，从而1==12CF CD ， 4CP =，EF DC ∥，DE CF DP CP ∴=，即12=223DE ，32DE ∴=，还易求得32EF =，3DF =，从而 3332243DE EF EG DF ⋅⋅===，易得192AE =，7AF =，32EF =，19331922747AE EF EH AF ⋅⋅∴===， 故22319363()()44747HG =-=，6347257cos 1947319GH EHG EH ∴∠==⋅=．解法二：分别以DP ，DC ，DA 为x ，y ，z 轴建立空间直角坐标系，设2DC =，则(0,0,2)A ，(0,2,0)C ，(23,0,0)P ，设CF CP λ=，则(23,22,0)F λλ-，DF CF ⊥，可得14λ=，从而33(,,0)22F ，易得3(,0,0)2E ，取面ADF 的一个法向量为11(3,1,0)2n CP ==-，设面AEF 的一个法向量为2(,,)n x y z =，利用20n AE ⋅=，且20n AF ⋅=，得2n 可以是(4,0,3)，从而二面角的余弦值为12124325719||||219n n n n ⋅==⋅⨯． （19）【2014年广东，理19，14分】设数列{}n a 的前n 和为n S ,满足2*1234,n n S na n n n N +=--∈，且315S =．（1）求123,,a a a 的值； （2）求数列{}n a 的通项公式．解：（1）211222314127a S a a ==-⨯-⨯=- ①2122331212+=432424()204(15)20a a S a S a a a a =-⨯-⨯=---=---，12+8a a ∴= ②联立①②解得1235a a =⎧⎨=⎩，33121587a S a a ∴=--=-=，综上13a =，25a =，37a =．（2）21234n n S na n n +=-- ③ ∴当2n ≥时，212(1)3(1)4(1)n n S n a n n -=----- ④-③④并整理得：1216122n n n n a a n n+-+=+，由（1）猜想21n a n =+，以下用数学归纳法证明： （ⅰ）由（1）知，当1n =时，13211a ==⨯+，猜想成立；（ⅱ）假设当n k =时，猜想成立，即21k a k =+，则当1n k =+时，212161211411(21)33232(1)1222222k k k k k k a a k k k k k k k k k+-+--=+=⋅+++=++=+=++，这就是说1n k =+时，猜想也成立，从而对一切n N *∈，21n a n =+．（20）【2014年广东，理20，14分】已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>的一个焦点为(5,0)，离心率为53．（1）求椭圆C 的标准方程；（2）若动点00(,)P x y 为椭圆外一点，且点P 到椭圆C 的两条切线相互垂直，求点P 的轨迹方程．解：（1）cc e a ==3a ∴=，222954b a c =-=-=，∴椭圆C 的标准方程为：22194x y +=． （2）若一切线垂直x 轴，则另一切线垂直于y 轴，则这样的点P 共4个，它们的坐标分别为(3,2)-±，(3,2)±．若两切线不垂直与坐标轴，设切线方程为00()y y k x x -=-，即00()y k x x y =-+，将之代入椭圆方程22194x y +=中并整理得：2220000(94)18()9()40k x k y kx x y kx ⎡⎤++-+--=⎣⎦，依题意，0∆=， 即22220000(18)()36()4(94)0k y kx y kx k ⎡⎤----+=⎣⎦，即22004()4(94)0y kx k --+=， 2220000(9)240x k x y k y ∴--+-=，两切线相互垂直，121k k ∴=-，即2020419y x -=--，220013x y ∴+=， 显然(3,2)-±，(3,2)±这四点也满足以上方程，∴点P 的轨迹方程为2213x y +=．（21）【2014年广东，理21，14分】设函数()f x =2k <-．（1）求函数()f x 的定义域D （用区间表示）； （2）讨论()f x 在区间D 上的单调性；（3）若6k <-，求D 上满足条件()(1)f x f >的x 的集合（用区间表示）．解：（1）222(2)2(2)30x x k x x k +++++->，则221x x k ++> ① 或 223x x k ++<- ② 由①得：2210x x k ++->，144(1)4(2)0k k ∆=--=->(2)k <-，∴方程2210x x k ++-=的解为1-∴由2210x x k ++->得1x <-1x >-， 由②得2230x x k +++<，方程2230x x k +++=的判别式244(3)4(2)0k k ∆=-+=-->(2)k <-， ∴该方程的解为1-2230x x k +++<得11x --<-+2k <-，1121112k ∴------<-+-<-+ (,1(12,12)(12,)D k k k ∴=-∞------+---+-+∞． （2）设0u ，则3'221()2(2)(22)2(22)2f x u x x k x x -⎡⎤=-⋅⋅++⋅+++⎣⎦ 3222(1)(21)u x x x k -=-+⋅+++， （ⅰ）当(,1x ∈-∞--时，10x +<，221110x x k +++>+>，'()0f x ∴>；（ⅱ）当(11)x ∈--时，10x +<，221310x x k +++<-+<，'()0f x ∴<； （ⅲ）当(1,1x ∈--+时，10x +>，221310x x k +++<-+<，'()0f x ∴>； （ⅳ）当(1)x ∈-+∞时，10x +>，221110x x k +++>+>，'()0f x ∴<． 综上，()f x 在D 上的单调增区间为：(,11,1-∞----+， ()f x 在D 上的单调减区间为：(11),(1)----++∞． （3）设222(x)(2)2(2)3g x x k x x k =+++++-，由（1）知，当x D ∈时，()0g x >； 又2(1)(3)2(3)3(6)(2)g k k k k =+++-=++，显然，当6k <-时，(1)0g >， 从而不等式()(1)()(1)f x f g x g >⇔<，2222()(1)[(2)2(2)3][(3k)2(3)3]g x g xx k x xk k -=+++++--+++-22222[(2)(3k)]2[(2)(3)](3)(1)(225)x x k x x k k x x x x k =++-++++-+=+-+++，6k<-，11131111∴----<<-+--+（ⅰ）当1x<-(3)(1)0x x +->，∴欲使()(1)f x f >，即()(1)g x g <，亦即22250x x k +++<，即11x -<<-11x ∴-<-；（ⅱ）13x -<-时，(3)(1)0x x +->，22225(2)(5)3(5)0x x k x x k k k +++=++++<-++<， 此时()(1)g x g <，即()(1)f x f >；（ⅲ）31x -<<时，(3)(1)0x x +-<，22253(5)0x x k k +++<-++<()(1)g x g ∴>不合题意；（ⅳ）11x <<-(3)(1)0x x +->，22253(5)0x x k k +++<-++<，()(1)g x g ∴<， 不合题意；（ⅴ）1x >-时，(3)(1)0x x +->，∴欲使()(1)g x g <，则22250x x k +++<，即11x -<-+，从而11x -<-综上所述，()(1)f x f >的解集为：(()()(1112,31,1212,1k kk --------+---+--+．。