2015年山东省高考数学试卷(理科)答案与解析
2015年高考山东理科数学试题及答案解析
2015年普通高等学校招生全国统一考试(山东卷)数学(理科)第Ⅰ卷(共50分)一、选择题:本大题共10小题,每小题5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)【2015年山东,理1】已知集合2{|430}x x x -+<,{|24}B x x =<<,则A B =( )(A )()1,3 (B )()1,4 (C )()2,3 (D )()2,4 【答案】C【解析】2{|430}{|13}A x x x x x =-+<=<<,(2,3)A B =,故选C .(2)【2015年山东,理2】若复数z 满足i 1iz=-,其中i 是虚数单位,则z =( ) (A)1i - (B )1i + (C )1i -- (D)1i -+ 【答案】A【解析】2(1i)i i i 1i z =-=-+=+,1i z =-,故选A .(3)【2015年山东,理3】要得到函数sin(4)3y x π=-的图象,只需将函数sin 4y x =的图像( )(A)向左平移12π个单位(B )向右平移12π个单位(C )向左平移3π个单位(D)向右平移3π个单位 【答案】B【解析】sin 4()12y x π=-,只需将函数sin 4y x =的图像向右平移12π个单位,故选B .(4)【2015年山东,理4】已知菱形ABCD 的边长为a ,60ABC ∠=,则BD CD ⋅=( )(A )232a - (B )234a - (C)234a (D )232a【答案】D【解析】由菱形ABCD 的边长为a ,60ABC ∠=可知18060120BAD ∠=-=,2223()()cos1202BD CD AD AB AB AB AD AB a a a a ⋅=-⋅-=-⋅+=-⋅+=,故选D .(5)【2015年山东,理5】不等式|1||5|2x x ---<的解集是( )(A )(,4)-∞ (B)(,1)-∞ (C )(1,4) (D )(1,5)【答案】A【解析】当1x <时,1(5)42x x ---=-<成立;当15x ≤<时,1(5)262x x x ---=-<,解得4x <,则14x ≤<;当5x ≥时,1(5)42x x ---=<不成立.综上4x <,故选A . (6)【2015年山东,理6】已知,x y 满足约束条件020x y x y y -≥⎧⎪+≤⎨⎪≥⎩若z ax y =+的最大值为4,则a =( )(A)3 (B)2 (C )—2 (D )-3 【答案】B 【解析】由z ax y =+得y ax z =-+,借助图形可知:当1a -≥,即1a ≤-时在0x y ==时有最大值0,不符合题意;当01a ≤-<,即10a -<≤时在1x y ==时有最大值14,3a a +==,不满足10a -<≤;当10a -<-≤,即01a <≤时在1x y ==时有最大值14,3a a +==,不满足01a <≤;当1a -<-,即1a >时在2,0x y ==时有最大值24,2a a ==,满足1a >,故选B . (7)【2015年山东,理7】在梯形ABCD 中,2ABC π∠=,//AD BC ,222BC AD AB ===.将梯形ABCD绕AD 所在的直线旋转一周而形成的曲面所围成的几何体的体积为( )(A )23π (B)43π (C)53π (D )2π 【答案】C【解析】2215121133V πππ=⋅⋅-⋅⋅=,故选C .(8)【2015年山东,理8】已知某批零件的长度误差(单位:毫米)服从正态分布2(0,3)N ,从中随机取一件,其长度误差落在区间()3,6内的概率为( )(附:若随机变量ξ服从正态分布2(,)N μσ,则()68.26%P μσξμσ-<<+=,(22)95.44%P μσξμσ-<<+=)(A)4.56% (B )13.59% (C )27.18% (D)31.74% 【答案】D【解析】1(36)(95.44%68.26%)13.59%2P ξ<<=-=,故选D .(9)【2015年山东,理9】一条光线从点(2,3)--射出,经y 轴反射与圆22(3)(2)1x y ++-=相切,则反射光线所在的直线的斜率为( )(A )53-或35- (B )32-或23- (C )54-或45- (D )43-或34-【答案】D【解析】(2,3)--关于y 轴对称点的坐标为(2,3)-,设反射光线所在直线为3(2),y k x +=-即230kx y k ---=,则22|3223|1,|55|11k k d k k k ----==+=++,解得43k =-或34-,故选D . (10)【2015年山东,理10】设函数31,1,()2,1.x x x f x x -<⎧=⎨≥⎩则满足()(())2f a f f a =的取值范围是( )(A )2[,1]3 (B)[0,1] (C )2[,)3+∞ (D )[1,)+∞【答案】C【解析】由()(())2f a f f a =可知()1f a ≥,则121a a ≥⎧⎨≥⎩或1311a a <⎧⎨-≥⎩,解得23a ≥,故选C .第II 卷(共100分)二、填空题:本大题共5小题,每小题5分(11)【2015年山东,理11】观察下列各式:010113301225550123377774;4;4;4;C C C C C C C C C C =+=++=+++=照此规律,当*n ∈N 时,012121212121n n n n n C C C C -----++++= .【答案】14n -【解析】0121012121212121212121211(2222)2n n n n n n n n n n C C C C C C C C ----------++++=++++ 021122223121212121212121210121212112121212121211[()()()()]211()2422n n n n nn n n n n n n n n n n n n n n n n n n C C C C C C C C C C C C C C ----------------------=++++++++=+++++++=⋅= (12)【2015年山东,理12】若“[0,],tan 4x x m π∀∈≤"是真命题,则实数m 的最小值为 .【答案】1【解析】“[0,],tan 4x x m π∀∈≤”是真命题,则tan 14m π≥=,于是实数m 的最小值为1.(13)【2015年山东,理13】执行右边的程序框图,输出的T 的值为 .【答案】116【解析】11200111111236T xdx x dx =++=++=⎰⎰.(14)【2015年山东,理14】已知函数()x f x a b =+(0,1)a a >≠的定义域和值域都是[1,0]-,则a b += .【答案】32-【解析】当1a >时1010a b a b -⎧+=-⎨+=⎩,无解;当01a <<时1001a b a b -⎧+=⎨+=-⎩,解得12,2b a =-=,则13222a b +=-=-.(15)【2015年山东,理15】平面直角坐标系xOy 中,双曲线22122:1(0,0)x y C a b a b-=>>的渐近线与抛物线22:2(0)C x py p =>交于点,,O A B ,若OAB ∆的垂心为2C 的焦点,则1C 的离心率为 . 【答案】32【解析】22122:1(0,0)x y C a b a b -=>>的渐近线为by x a =±,则22222222(,),(,)pb pb pb pb A B a a a a-22:2(0)C x py p =>的焦点(0,)2pF ,则22222AFpb pa a k pb b a-==,即2254b a =,2222294c a b a a +==,32c e a ==. 三、解答题:本大题共6题,共75分.(16)【2015年山东,理16】(本小题满分12分)设2()sin cos cos ()4f x x x x π=-+.(Ⅰ)求()f x 的单调区间;(Ⅱ)在锐角ABC ∆中,角,,A B C 的对边分别为,,a b c ,若()0,12Af a ==,求ABC ∆面积.解:(Ⅰ)由111111()sin 2[1cos(2)]sin 2sin 2sin 22222222f x x x x x x π=-++=-+=-,由222,22k x k k Z ππππ-≤≤+∈得,44k x k k Z ππππ-≤≤+∈,则()f x 的递增区间为[,],44k k k Z ππππ-+∈;由3222,22k x k k Z ππππ+≤≤+∈得3,44k x k k Z ππππ+≤≤+∈,则()f x 的递增区间为3[,],44k k k Z ππππ++∈.(Ⅱ)在锐角ABC ∆中,11()sin 0,sin 222A f A A =-==,6A π=,而1a =,由余弦定理可得2212cos 23(23)6b c bc bc bc bc π=+-≥-=-,当且仅当b c =时等号成立,即12323bc ≤=+-,11123sin sin 22644ABC S bc A bc bc π∆+===≤故ABC ∆面积的最大值为234+. (17)【2015年山东,理17】(本小题满分12分)如图,在三棱台DEF ABC -中,2,,AB DE G H =分别为,AC BC 的中点. (Ⅰ)求证://BD 平面FGH ;(Ⅱ)若CF ⊥平面ABC ,,,45AB BC CF DE BAC ⊥=∠=,求平面FGH 与平面ACFD 所成角(锐角)的大小.解:(Ⅰ)证明:连接DG ,DC ,设DC 与GF 交于点T ,在三棱台DEF ABC -中,2AB DE =,则2AC DF =, 而G 是AC 的中点,DF AC ,则//DF GC ,所以四边形DGCF 是平行四边形,T 是DC 的中点,DG FC . 又在BDC ∆,是BC 的中点,则TH DB ,又BD ⊄平面FGH ,TH ⊂平面FGH ,故//BD 平面FGH .(Ⅱ)由CF ⊥平面ABC ,可得DG ⊥平面ABC 而,AB BC ⊥,45BAC ∠=,则GB AC ⊥,于是,,GB GA GC 两两垂直,以点G 为坐标原点,,,GA GB GC 所在的直线,分别为,,x y z 轴建立空间直角坐标系,设2AB =,则1,22,2DE CF AC AG ====,22(0,2,0),(2,0,0),(2,0,1),(,,0)22B C F H ---, 则平面ACFD 的一个法向量为1(0,1,0)n =,设平面FGH 的法向量为 2222(,,)n x y z =,则2200n GH n GF ⎧⋅=⎪⎨⋅=⎪⎩,即22222202220x y x z ⎧-=⎪⎨⎪-+=⎩, 取21x =,则221,2y z ==,2(1,1,2)n =,1211cos ,2112n n <>==++,故平面FGH 与平面ACFD 所成角(锐角)的大小为60.(18)【2015年山东,理18】(本小题满分12分)设数列{}n a 的前n 项和为n S ,已知233nn S =+.(Ⅰ)求数列{}n a 的通项公式;(Ⅱ)若数列{}n b 满足3log n n n a b a =,求数列{}n b 的前n 项和n T .解:(Ⅰ)由233n n S =+可得111(33)32a S ==+=,11111(33)(33)3(2)22n n n n n n a S S n ---=-=+-+=≥,而11133a -=≠,则13,13,1n n n a n -=⎧=⎨>⎩.(Ⅱ)由3log n n n a b a =及13,13,1n n n a n -=⎧=⎨>⎩,可得3111log 3113n n n n n a b n a n -⎧=⎪⎪==⎨-⎪>⎪⎩ 2311123133333n n n T --=+++++,2234111123213333333n n n n n T ---=++++++,22312231211111111111111()3333333333333331121213113213319392233182313n n n n n n n n n nn n T n n n ----=+-++++-=-+++++----+=+-=+--=-⋅⋅- 113211243n n n T -+=-⋅ (19)【2015年山东,理19】(本小题满分12分)若n 是一个三位正整数,且n 的个位数字大于十位数字,十位数字大于百位数字,则称n 为“三位递增数”(如137,359,567等).在某次数学趣味活动中,每位参加者需从所有的“三位递增数”中随机抽取一个数,且只能抽取一次,得分规则如下:若抽取的“三位递增数”的三个数字之积不能被5整除,参加者得0分;若能被5整除,但不能被10整除,得—1分;若能被10整除,得1分.(Ⅰ)写出所有个位数字是5的“三位递增数”;(Ⅱ)若甲参加活动,求甲得分X 的分布列和数学期望EX .解:(Ⅰ)125,135,145,235,245,345;(Ⅱ)X 的所有取值为-1,0,1.32112844443339992111(0),(1),(1)31442C C C C C P X P X P X C C C ⋅+====-=====0(1)13144221EX =⨯+⨯-+⨯=.(20)【2015年山东,理20】(本小题满分13分)平面直角坐标系xOy 中,已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b +=>>的离,左、右焦点分别是12,F F ,以1F 为圆心,以3为半径的圆与以2F 为圆心,以1为半径的圆相交,交点在椭圆C 上. (Ⅰ)求椭圆C 的方程;(Ⅱ)设椭圆2222:144x y E a b+=,P 为椭圆C 上的任意一点,过点P 的直线y kx m =+交椭圆E 于,AB 两点,射线PO 交椭圆E 于点Q .(i )求||||OQ OP 的值;(ii)求ABQ ∆面积最大值.解:(Ⅰ)由椭圆2222:1(0)x y Ca b a b+=>>可知c e a ==,而222a b c =+则2,a b c ==, 左、右焦点分别是12(,0),,0)FF ,圆1F :22()9,x y +=圆2F :22()1,x y +=由两圆相交可得24<<,即12<,交点在椭圆C 上,则224134b b +=⋅,整理得424510b b -+=,解得21b =,214b =(舍去), 故21b =,24a =,椭圆C 的方程为2214x y +=.(Ⅱ)(i )椭圆E 的方程为221164x y +=,设点00(,)P x y ,满足220014x y +=,射线000:(0)y PO y x xx x =<, 代入221164x y +=可得点00(2,2)Q x y --,于是||2||OQ OP ==. (ii )点00(2,2)Q x y --到直线AB 距离等于原点O 到直线AB 距离的3倍:d ==221164y kx mx y =+⎧⎪⎨+=⎪⎩,得224()16x kx m ++=,整理得222(14)84160k x kmx m +++-=.2222226416(41)(4)16(164)0k m k m k m ∆=-+-=+->,||AB = 211||||32214m S AB d k ∆==⋅⋅⋅=+ 22221646122(41)m k m k ++-≤⋅=+,当且仅当22||82m m k ==+等号成立.而直线y kx m =+与椭圆22:14x C y +=有交点P ,则2244y kx m x y =+⎧⎨+=⎩有解, 即222224()4,(14)8440x kx m k x kmx m ++=+++-=有解,其判别式22222216416(14)(1)16(14)0k m k m k m ∆=-+-=+-≥,即2214k m +≥, 则上述2282m k =+不成立,等号不成立,设(0,1]t =,则S ∆==(0,1]为增函数,于是当2214k m +=时max S ∆==ABQ ∆面积最大值为12.(21)【2015年山东,理21】(本题满分14分)设函数2()ln(1)()f x x a x x =++-,其中a R ∈.(Ⅰ)讨论函数()f x 极值点的个数,并说明理由; (Ⅱ)若0x ∀>,()0f x ≥成立,求a 的取值范围. 解:(Ⅰ)2()ln(1)()f x x a x x =++-,定义域为(1,)-+∞,21(21)(1)121()(21)111a x x ax ax af x a x x x x -++++-'=+-==+++,设2()21g x ax ax a =++-, 当0a =时,1()1,()01g x f x x '==>+,函数()f x 在(1,)-+∞为增函数,无极值点.当0a >时,228(1)98a a a a a ∆=--=-,若809a <≤时0∆≤,()0,()0g x f x '≥≥,函数()f x 在(1,)-+∞为增函数,无极值点.若89a >时0∆>,设()0g x =的两个不相等的实数根12,x x ,且12x x <,且1212x x +=-,而(1)10g -=>,则12114x x -<<-<,所以当1(1,),()0,()0,()x x g x f x f x '∈->>单调递增;当12(,),()0,()0,()x x x g x f x f x '∈<<单调递减;当2(,),()0,()0,()x x g x f x f x '∈+∞>>单调递增. 因此此时函数()f x 有两个极值点;当0a <时0∆>,但(1)10g -=>,121x x <-<,所以当2(1,),()0,()0,()x x g x f x f x '∈->>单调递増;当2(,),()0,()0,()x x g x f x f x '∈+∞<<单调递减,所以函数只有一个极值点.综上可知当809a ≤≤时()f x 的无极值点;当0a <时()f x 有一个极值点;当89a >时,()f x 的有两个极值点.(Ⅱ)由(Ⅰ)可知当809a ≤≤时()f x 在(0,)+∞单调递增,而(0)0f =,则当(0,)x ∈+∞时,()0f x >,符合题意; 当819a <≤时,2(0)0,0g x ≥≤,()f x 在(0,)+∞单调递增,而(0)0f =, 则当(0,)x ∈+∞时,()0f x >,符合题意;当1a >时,2(0)0,0g x <>,所以函数()f x 在2(0,)x 单调递减,而(0)0f =,则当2(0,)x x ∈时,()0f x <,不符合题意;当0a <时,设()ln(1)h x x x =-+,当(0,)x ∈+∞时1()1011x h x x x'=-=>++, ()h x 在(0,)+∞单调递增,因此当(0,)x ∈+∞时()(0)0,ln(1)0h x h x >=+<,于是22()()(1)f x x a x x ax a x <+-=+-,当11x a>-时2(1)0ax a x +-<,此时()0f x <,不符合题意.综上所述,a 的取值范围是01a ≤≤.另解:(Ⅰ)2()ln(1)()f x x a x x =++-,定义域为(1,)-+∞21(21)(1)121()(21)111a x x ax ax af x a x x x x -++++-'=+-==+++, 当0a =时,1()01f x x '=>+,函数()f x 在(1,)-+∞为增函数,无极值点.设222()21,(1)1,8(1)98g x ax ax a g a a a a a =++--=∆=--=-,当0a ≠时,根据二次函数的图像和性质可知()0g x =的根的个数就是函数()f x 极值点的个数.若(98)0a a ∆=-≤,即809a <≤时,()0g x ≥,()0f x '≥函数在(1,)-+∞为增函数,无极值点.若(98)0a a ∆=->,即89a >或0a <,而当0a <时(1)0g -≥此时方程()0g x =在(1,)-+∞只有一个实数根,此时函数()f x 只有一个极值点;当89a >时方程()0g x =在(1,)-+∞都有两个不相等的实数根,此时函数()f x 有两个极值点;综上可知当809a ≤≤时()f x 的极值点个数为0;当0a <时()f x 的极值点个数为1;当89a >时,()f x 的极值点个数为2.(Ⅱ)设函数2()ln(1)()f x x a x x =++-,0x ∀>,都有()0f x ≥成立,即2ln(1)()0x a x x ++-≥当1x =时,ln 20≥恒成立;当1x >时,20x x ->,2ln(1)0x a x x++≥-;当01x <<时,20x x -<,2ln(1)0x a x x++≤-;由0x ∀>均有ln(1)x x +<成立.故当1x >时,,2ln(1)11x x x x +<--(0,)∈+∞,则只需0a ≥; 当01x <<时,2ln(1)1(,1)1x x x x +>∈-∞---,则需10a -+≤,即1a ≤.综上可知对于0x ∀>,都有()0f x ≥成立,只需01a ≤≤即可,故所求a 的取值范围是01a ≤≤. 另解:(Ⅱ)设函数2()ln(1)()f x x a x x =++-,(0)0f =,要使0x ∀>,都有()0f x ≥成立,只需函数函数()f x 在(0,)+∞上单调递增即可,于是只需0x ∀>,1()(21)01f x a x x '=+-≥+成立,当12x >时1(1)(21)a x x ≥-+-,令210x t -=>,2()(,0)(3)g t t t =-∈-∞+, 则0a ≥;当12x =时12()023f '=>;当102x <<,1(1)(21)a x x ≤-+-,令21(1,0)x t -=∈-,2()(3)g t t t =-+关于(1,0)t ∈-单调递增,则2()(1)11(13)g t g >-=-=--+,则1a ≤,于是01a ≤≤. 又当1a >时,2(0)0,0g x <>,所以函数()f x 在2(0,)x 单调递减,而(0)0f =, 则当2(0,)x x ∈时,()0f x <,不符合题意;当0a <时,设()ln(1)h x x x =-+,当(0,)x ∈+∞时1()1011x h x x x'=-=>++, ()h x 在(0,)+∞单调递增,因此当(0,)x ∈+∞时()(0)0,ln(1)0h x h x >=+<,于是22()()(1)f x x a x x ax a x <+-=+-,当11x a>-时2(1)0ax a x +-<,此时()0f x <,不符合题意.综上所述,a 的取值范围是01a ≤≤.【评析】求解此类问题往往从三个角度求解:一是直接求解,通过对参数a的讨论来研究函数的单调性,进一步确定参数的取值范围;二是分离参数法,求相应函数的最值或取值范围以达到解决问题的目的;三是凭借函数单调性确定参数的取值范围,然后对参数取值范围以外的部分进行分析验证其不符合题意,即可确定所求.。
2015年高考真题:理科数学(山东卷)试卷(含答案)
2015年普通高等学校招生全国统一考试(山东卷)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是符合题目要求的. (1) 已知集合A=2{|430},{|24}x x x B x x -+<=<<,则A B =(A)(1,3) (B)(1,4) (C)(2,3) (D)(2,4)解析:2{|430}{|13},(2,3)A x x x x x A B =-+<=<<= ,答案选(C)(2) 若复数z 满足1zi i=-,其中i 是虚数单位,则z = (A)1i - (B) 1i + (C) 1i -- (D) 1i -+解析:2(1)1,1z i i i i i z i =-=-+=+=-,答案选(A) (3)要得到函数sin(4)3y x π=-的图象,只需将函数sin 4y x =的图像(A)向左平移12π个单位 (B) 向右平移12π个单位(C)向左平移3π个单位 (D) 向右平移3π个单位解析:sin 4()12y x π=-,只需将函数sin 4y x =的图像向右平移12π个单位答案选(B)(4)已知菱形ABCD 的边长为a ,60ABC ∠=,则BD CD ⋅=(A)232a - (B) 234a - (C)234a (D) 232a 解析:由菱形ABCD 的边长为a ,60ABC ∠=可知18060120BAD ∠=-=,2223()()cos1202BD CD AD AB AB AB AD AB a a a a ⋅=-⋅-=-⋅+=-⋅+= ,答案选(D)(5)不等式|1||5|2x x ---<的解集是(A)(,4)-∞ (B) (,1)-∞ (C) (1,4) (D) (1,5)解析:当1x <时,1(5)42x x ---=-<成立;当15x ≤<时,1(5)262x x x ---=-<,解得4x <,则14x ≤<;当5x ≥时,1(5)42x x ---=<不成立.综上4x <,答案选(A)(6)已知,x y 满足约束条件0,2,0.x y x y y -≥⎧⎪+≤⎨⎪≥⎩若z ax y =+的最大值为4,则a =(A)3 (B) 2 (C) 2- (D) 3-解析:由z a x y =+得y ax z =-+,借助图形可知:当1a -≥,即1a ≤-时在0x y ==时有最大值0,不符合题意;当01a ≤-<,即10a -<≤时在1x y ==时有最大值14,3a a +==,不满足10a -<≤;当10a -<-≤,即01a <≤时在1x y ==时有最大值14,3a a +==,不满足01a <≤;当1a -<-,即1a >时在2,0x y ==时有最大值24,2a a ==,满足1a >;答案选(B) 7.在梯形ABCD 中,2ABC π∠=,//AD BC ,222BC AD AB ===.将梯形ABCD 绕AD所在的直线旋转一周而形成的曲面所围成的几何体的体积为(A)23π (B) 43π (C) 53π (D) 2π 解析:2215121133V πππ=⋅⋅-⋅⋅=,答案选(C)8.已知某批零件的长度误差(单位:毫米)服从正态分布2(0,3)N ,从中随机取一件,其长度误差落在区间(3,6)内的概率为(附:若随机变量ξ服从正态分布2(,)N μσ,则()68.26%P μσξμσ-<<+=,(22)95.44%P μσξμσ-<<+=.)(A)4.56% (B) 13.59% (C) 27.18% (D) 31.74%解析:1(36)(95.44%68.26%)13.59%2P ξ<<=-=,答案选(B) (9)一条光线从点(2,3)--射出,经y 轴反射与圆22(3)(2)1x y ++-=相切,则反射光线所在的直线的斜率为(A)53-或35- (B) 32-或32- (C) 54-或45- (D) 43-或34- 解析:(2,3)--关于y 轴对称点的坐标为(2,3)-,设反射光线所在直线为3(2),y k x +=-即230kx y k ---=,则1,|55|d k ==+=解得43k =-或34-,答案选(D)(10)设函数31,1,()2, 1.xx x f x x -<⎧=⎨≥⎩则满足()(())2f a f f a =的取值范围是 (A)2[,1]3(B) [0,1] (C) 2[,)3+∞ (D) [1,)+∞解析:由()(())2f a f f a =可知()1f a ≥,则121aa ≥⎧⎨≥⎩或1311a a <⎧⎨-≥⎩,解得23a ≥,答案选(C)二、填空题:本大题共5小题,每小题5分,共25分. (11)观察下列各式:0010113301225550123377774;4;4;4;C C C C C C C C C C =+=++=+++=照此规律,当*n ∈N 时,012121212121n n n n n C C C C -----++++= .解析:14n -.具体证明过程可以是:0121012121212121212121211(2222)2n n n n n n n n n n C C C C C C C C ----------++++=++++ 021122223121212121212121210121212112121212121211[()()()()]211()2422n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n C C C C C C C C C C C C C C ----------------------=++++++++=+++++++=⋅= (12)若“[0,],tan 4x x m π∀∈≤”是真命题,则实数m 的最小值为 . 解析:“[0,],t a n 4xx mπ∀∈≤”是真命题,则tan14m π≥=,于是实数m 的最小值为1.(13)执行右边的程序框图,输出的T解析:11200111123T xdx x dx =++=++=⎰⎰(14)已知函数()xf x a b =+(0,a a >≠和值域都是[1,0]-,则a b += .解析:当1a >时101a b a b -⎧+=-⎨+=⎩,无解;当01a <<时1001a b a b -⎧+=⎨+=-⎩,解得2,b =-则13222a b +=-=-. (15)平面直角坐标系xOy 中,双曲线22122:1(0,0)x y C a b a b-=>>的渐近线与抛物线22:2(0)C x py p =>交于点,,O A B ,若OAB ∆的垂心为2C 的焦点,则1C 的离心率为 . 解析:22122:1(0,0)x y C a b a b -=>>的渐近线为by x a =±,则22222222(,),(,)pb pb pb pb A B a a a a-22:2(0)C x py p =>的焦点(0,)2p F ,则22222AF pb pa a k pb b a-==,即2222222593,,.442b c a b c e a a a a +===== 三、解答题:本大题共6小题,共75分.(16)(本小题满分12分)设2()sin cos cos ()4f x x x x π=-+(Ⅰ)求()f x 的单调区间;(Ⅱ)在锐角ABC ∆中,角,,A B C 的对边分别为,,.a b c 若()0,1,2Af a ==求ABC ∆面积的最大值. 解:(Ⅰ)由111111()sin 2[1cos(2)]sin 2sin 2sin 22222222f x x x x x x π=-++=-+=- 由222,22k x k k Z ππππ-≤≤+∈得,44k x k k Z ππππ-≤≤+∈,则()f x 的递增区间为[,],44k k k Z ππππ-+∈;由3222,22k x k k Z ππππ+≤≤+∈得3,44k x k k Z ππππ+≤≤+∈,则()f x 的递增区间为3[,],44k k k Z ππππ++∈. (Ⅱ)在锐角ABC ∆中,11()sin 0,sin 222A f A A =-==,6A π=,而1,a =由余弦定理可得2212cos2(26b c bc bc bc π=+-≥-=-,当且仅当b c =时等号成立,即2bc ≤=+1112sin sin 22644ABC S bc A bc bc π∆+===≤,故ABC ∆. (17)(本小题满分12分)如图,在三棱台DEF-2,,AB DE G H =分别为,AC BC 的中点.(Ⅰ)求证://BD 平面FGH ;(Ⅱ)若CF ⊥平面ABC ,,,AB BC CF DE ⊥=∠求平面FGH 与平面ACFD 所成角(锐角)的大小. 解:(Ⅰ)证明:连接DG ,DC ,设DC 与GF 交于点T. 在三棱台DEF ABC -中,2,AB DE =则2AC DF =而G 是AC 的中点,DF//AC ,则//DF GC ,所以四边形DGCF是平行四边形,T是DC的中点,DG//FC. 又在BDC∆,H是BC的中点,则TH//DB,又BD⊄平面FGH,TH⊂平面FGH,故//BD(Ⅱ)由CF⊥平面ABC,可得DG⊥平面ABC而则GB AC⊥,于是,,GB GA GC两两垂直,以点G为坐标原点,,,GA GB GC所在的直线分别为,,x y z轴建立空间直角坐标系,设2AB=,则1,DE CF AC AG====((B C F H则平面ACFD的一个法向量为1(0,1,0)n=,设平面FGH的法向量为2222(,,)n x y z=,则22n GHn GF⎧⋅=⎪⎨⋅=⎪⎩,即222222x yz-=⎪⎨⎪+=⎩,取21x=,则221,y z==2(1,1n=,121cos,2n n<>==,故平面FGH与平面ACFD所成角(锐角)的大小为60 .(18)(本小题满分12分)设数列{}na的前n项和为nS,已知23 3.nnS=+(Ⅰ)求数列{}na的通项公式;(Ⅱ)若数列{}nb满足3logn n na b a=,求数列{}nb的前n项和nT.解:(Ⅰ)由233nnS=+可得111(33)32a S==+=,11111(33)(33)3(2)22n n nn n na S S n---=-=+-+=≥而11133a-=≠,则13,1,3, 1.n nnan-=⎧=⎨>⎩(Ⅱ)由3logn n na b a=及13,1,3, 1.n nnan-=⎧=⎨>⎩可得311,1,log31, 1.3nnnnnabnan-⎧=⎪⎪==⎨-⎪>⎪⎩2311123133333n n n T --=+++++ . 2234111123213333333n n n n n T ---=++++++ 2231223121111111333333331111111()33333331121213133193922331313211823n n n n n n n nnn n T n n n n ---=+-++++--=-+++++----=+-=+--⋅-+=-⋅ 113211243n n n T -+=-⋅19(本小题满分12分)若n 是一个三位正整数,且n 的个位数字大于十位数字,十位数字大于百位数字,则称n 为“三位递增数”(如137,359,567等).在某次数学趣味活动中,每位参加者需从所有的“三位递增数”中随机抽取一个数,且只能抽取一次,得分规则如下:若抽取的“三位递增数”的三个数字之积不能被5整除,参加者得0分;若能被5整除,但不能被10整除,得-1分;若能被10整除,得1分.(Ⅰ)写出所有个位数字是5的“三位递增数”;(Ⅱ)若甲参加活动,求甲得分X 的分布列和数学期望EX. 解:(Ⅰ)125,135,145,235,245,345; (Ⅱ)X 的所有取值为-1,0,1.32112844443339992111(0),(1),(1)31442C C C C C P X P X P X C C C ⋅+====-===== 甲得分X 的分布列为:0(1)13144221EX =⨯+⨯-+⨯=(20)(本小题满分13分)平面直角坐标系xOy 中,已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>的离12,F F ,以1F 为圆心,以3为半径的圆与以2F 为圆心,以1为半径的圆相交,交点在椭圆C 上. (Ⅰ)求椭圆C 的方程;(Ⅱ)设椭圆2222:144x y E a b+=,P 为椭圆C 上的任意一点,过点P 的直线y kx m =+交椭圆E 于A,B 两点,射线PO 交椭圆E 于点Q. (ⅰ)求||||OQ OP 的值;(ⅱ)求ABQ ∆面积最大值. 解析:(Ⅰ)由椭圆2222:1(0)x y C a b a b +=>>的离心率为可知c e a ==,而222a b c =+则2,a b c ==,左、右焦点分别是12(,0),,0)F F ,圆1F:22()9,x y +=圆2F:22()1,x y +=由两圆相交可得24<<,即12<<,交点,在椭圆C 上,则224134b b =⋅, 整理得424510b b -+=,解得21,b =214b =(舍去) 故21,b =24,a =椭圆C 的方程为2214x y +=. (Ⅱ)(ⅰ)椭圆E 的方程为221164x y +=, 设点00(,)P x y ,满足220014x y +=,射线000:(0)y PO y x xx x =<, 代入221164x y +=可得点00(2,2)Q x y --,于是||2||OQ OP ==. (ⅱ)点00(2,2)Q x y --到直线AB 距离等于原点O 到直线AB 距离的3倍:d ==221164y kx mx y =+⎧⎪⎨+=⎪⎩,得224()16x kx m ++=,整理得222(14)84160k x kmx m +++-= 2222226416(41)(4)16(164)0k m k m k m ∆=-+-=+->||AB =2211||||||36221414m m S AB d k k∆==⋅⋅⋅=++ 22221646122(41)m k m k ++-≤⋅=+,当且仅当22||82m m k ==+等号成立. 而直线y kx m =+与椭圆C :2214x y +=有交点P ,则 2244y kx m x y =+⎧⎨+=⎩有解,即222224()4,(14)8440x kx m k x kmx m ++=+++-=有解, 其判别式22222216416(14)(1)16(14)0k m k m k m ∆=-+-=+-≥,即2214k m +≥,则上述2282m k =+不成立,等号不成立,设(0,1]t =,则2||614m S k ∆==+(0,1]为增函数,于是当2214k m +=时max S ∆==ABQ ∆面积最大值为12. (21)(本小题满分14分)设函数2()ln(1)()f x x a x x =++-,其中a R ∈. (Ⅰ)讨论函数()f x 极值点的个数,并说明理由; (Ⅱ)若0x ∀>,()0f x ≥成立,求a 的取值范围. 解:(Ⅰ)2()ln(1)()f x x a x x =++-,定义域为(1,)-+∞21(21)(1)121()(21)111a x x ax ax a f x a x x x x -++++-'=+-==+++,设2()21g x ax ax a =++-, 当0a =时,1()1,()01g x f x x '==>+,函数()f x 在(1,)-+∞为增函数,无极值点. 当0a >时,228(1)98a a a a a ∆=--=-,若809a <≤时0∆≤,()0,()0g x f x '≥≥,函数()f x 在(1,)-+∞为增函数,无极值点. 若89a >时0∆>,设()0g x =的两个不相等的实数根12,x x ,且12x x <, 且1212x x +=-,而(1)10g -=>,则12114x x -<<-<,所以当1(1,),()0,()0,()x x g x f x f x '∈->>单调递增;当12(,),()0,()0,()x x x g x f x f x '∈<<单调递减; 当2(,),()0,()0,()x x g x f x f x '∈+∞>>单调递增. 因此此时函数()f x 有两个极值点;当0a <时0∆>,但(1)10g -=>,121x x <-<, 所以当2(1,),()0,()0,()x x g x f x f x '∈->>单调递増; 当2(,),()0,()0,()x x g x f x f x '∈+∞<<单调递减. 所以函数只有一个极值点。
2015年高考理科数学山东卷(含答案解析)
数学试卷 第1页(共21页)数学试卷 第2页(共21页)数学试卷 第3页(共21页)绝密★启用前2015年普通高等学校招生全国统一考试(山东卷)数学(理科)本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分.满分150分,考试时间120分钟. 参考公式:如果事件A ,B 互斥,那么P (A +B )=P (A )+P (B )第Ⅰ卷(选择题 共50分)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.已知集合2430{|}A x x x =-+<,24{|}B x x =<<,则AB = ( )A .1,3()B .1,4()C .2,3()D .2,4()2.若复数z 满足z1i-=i ,其中i 为虚数单位,则z=( )A .1i -B .1i +C .1i --D .1i -+3.要得到函数πsin(4)3y x =-的图象,只需要将函数sin 4y x =的图象( )A .向左平移π12个单位B .向右平移π12个单位C .向左平移π3个单位D .向右平移π3个单位4.已知菱形ABCD 的边长为a ,60ABC ∠=︒,则BD CD =( )A .232a -B .234a -C .234aD .232a5.不等式|||52|1x x ---<的解集是 ( )A .(,4)-∞B .(,1)-∞C .(1,4)D .(1,5)6.已知x ,y 满足约束条件0,2,0.x y x y y -⎧⎪+⎨⎪⎩≥≤≥若z ax y =+的最大值为4,则a =( )A .3B .2C .2-D .3-7.在梯形ABCD 中,π2ABC ∠=,AD ∥BC ,BC =2AD =2AB =2.将梯形ABCD 绕AD 所在的直线旋转一周而形成的曲面所围成的几何体的体积为( )A .2π3B .4π3C .5π3D .2π8.已知某批零件的长度误差(单位:毫米)服从正态分布N (0,23),从中随机取一件,其长度误差落在区间(3,6)内的概率为 ( )(附:若随机变量ξ服从正态分布2(,)N μσ,则(P μσ-<ξ)68.26%μσ<+=,(2P μσ-<ξ2)95.44%μσ<+=)A .4.56%B .13.59%C .27.18%D .31.74%9.一条光线从点(2-,3-)射出,经y 轴反射后与圆22(3)(2)1x y ++-=相切,则反射光线所在直线的斜率为 ( )A .53-或35-B .32-或23-C .54-或45-D .43-或34-10.设函数31,1,()2, 1,x x x f x x -⎧=⎨⎩<≥则满足()(())2f a f f a =的a 取值范围是( )A .2[,1]3B .[0,1]C .2[,)3+∞D .[1,)+∞第Ⅱ卷(非选择题 共100分)二、填空题:本大题共5小题,每小题5分,共25分.把答案填在题中的横线上.11.观察下列各式:001011330122555012337777C =4C +C =4C +C +C =4C +C +C +C =4;;;;……照此规律,当n ∈*N 时,012n-12n-12n-12n-12n-1C + C + C ++ C ⋯=_______. 12.若“∀x ∈[0,4π],tan x ≤m ”是真命题,则实数m 的最小值为_______. 13.执行如图所示的程序框图,输出的T 的值为_______.14.已知函数()(0,1)xf x a b a a =+>≠的定义域和值域都是[1,0]-,则a b +=_______.15.平面直角坐标系xOy 中,双曲线222211 0,0x C a b y a b>->=:()的渐近线与抛物线222C x py =:0p >()交于点O ,A ,B .若OAB △的垂心为2C 的焦点,则1C 的离心率为_______.-------------在--------------------此--------------------卷--------------------上--------------------答--------------------题--------------------无--------------------效----------------姓名________________ 准考证号_____________?数学试卷 第4页(共21页)数学试卷 第5页(共21页)数学试卷 第6页(共21页)三、解答题:本大题共6小题,共75分.解答应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤. 16.(本小题满分12分)设2π()sin cos cos ()4f x x x x =-+.(Ⅰ)求f x ()的单调区间; (Ⅱ)在锐角ABC △中,角A ,B ,C ,的对边分别为a ,b ,c .若2f A ()=0,a =1,求ABC △面积的最大值.17.(本小题满分12分)如图,在三棱台DEF ABC -中,AB =2DE ,G ,H 分别为AC ,BC 的中点. (Ⅰ)求证:BD ∥平面FGH ;(Ⅱ)若CF ⊥平面ABC ,AB ⊥BC ,CF =DE ,∠BAC =45︒,求平面FGH 与平面ACFD 所成的角(锐角)的大小.18.(本小题满分12分)设数列{}n a 的前n 项和为n S .已知233nn S =+.(Ⅰ)求{}n a 的通项公式;(Ⅱ)若数列{}n b 满足3log n n n a b a =,求{}n b 的前n 项和n T .19.(本小题满分12分)若n 是一个三位正整数,且n 的个位数字大于十位数字,十位数字大于百位数字,则称n 为“三位递增数”(如137,359,567等).在某次数学趣味活动中,每位参加者需从所有的“三位递增数”中随机抽取1个数,且只能抽取一次.得分规则如下:若抽取的“三位递增数”的三个数字之积不能被5整除,参加者得0分;若能被5整除,但不能被10整除,得1-分;若能被10整除,得1分.(Ⅰ)写出所有个位数字是5的“三位递增数”;(Ⅱ)若甲参加活动,求甲得分X 的分布列和数学期望EX . 20.(本小题满分13分)平面直角坐标系xOy 中,已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>,左、右焦点分别是1F ,2F ,以点1F 为圆心,以3为半径的圆与以点2F 为圆心,以1为半径的圆相交,且交点在椭圆C 上.(Ⅰ)求椭圆C 的方程;(Ⅱ)设椭圆2222144 x y E a b +=:,P 为椭圆C 上任意一点,过点P 的直线y kx m =+交椭圆E 于A ,B 两点,射线PO 交椭圆E 于点Q .(i )求||||OQ OP 的值;(ii )求ABQ △面积的最大值.21.(本小题满分14分)设函数2()ln(1)()f x x a x x =++-,其中a ∈R .(Ⅰ)讨论函数()f x 极值点的个数,并说明理由; (Ⅱ)若0x ∀>,()0f x ≥成立,求a 的取值范围.数学试卷 第7页(共21页)数学试卷 第8页(共21页)数学试卷 第9页(共21页)2015年普通高等学校招生全国统一考试(山东卷)理科数学答案解析第Ⅰ卷一、选择题 1.【答案】C【解析】2{|4+3<0}{|13}A x x x x x =-=<<,()2,3A B =I ,答案选C .【提示】求出集合A ,然后求出两个集合的交集. 【考点】解一元二次不等式,集合间的运算. 2.【答案】A【解析】2(1i)i i +i 1+i z =-=-=,1i z =-,答案选A .【提示】直接利用复数的乘除运算法则化简求解即可. 【考点】复数代数形式的四则运算. 3.【答案】B【解析】πsin 412y x ⎛⎫=- ⎪⎝⎭,需将函数sin 4y x =的图象向右平移π12个单位,答案选B .【提示】直接利用三角函数的平移原则推出结果即可. 【考点】三角函数的图象及其变换. 4.【答案】D【解析】由菱形ABCD 的边长为a ,60ABC ∠=︒可知18060120BAD ∠=︒-︒=︒,2223()()+cos120+2BD CD AD AB AB AB AD AB a a a a =--=-=-︒=uu u r uu u r uuu r uu u r uu u r uu u r uuu r uu u r g g g g ,答案选D .【提示】根据2()()+BD CD AD AB AB AB AD AB =--=-uu u r uu u r uuu r uu u r uu u r uu u r uuu r uu u r g g g 代入可求.【考点】向量的运算. 5.【答案】A【解析】1x <时,1(5)42x x ---=-<成立 当15x ≤<时,1(5)262x x x ---=-<解得4x <;当5x ≥,1(5)42x x ---=<不成立,综上4x <,答案选A .【提示】运用零点分区间,求出零点为1,5,讨论①当1x <,②当15x ≤<,③当5x ≥,分别去掉绝对值,解不等式,最后求并集即可. 【考点】绝对值符号和分类讨论的思想. 6.【答案】B【解析】由+z ax y =得+y ax z =-,借助图形可知:当1a -≥,即1a ≤-时在0x y ==时有最大值0,不符合题意;当01a ≤-<,即10a -<≤时有最大值+14a =,3a =,不满足10a -<≤;当10a -≤-<,即01a <≤时在1x y ==时有最大值+14a =,3a =,不满足01a <≤;当1a -<-时,即1a >时在2x =,0y =时有最大值24a =,2a =,满足1a >,答案选B .第6题图【提示】作出不等式组对应的平面区域,利用目标函数的几何意义,利用数形结合确定z 的最大值.【考点】线性规划的问题. 7.【答案】C【解析】2215ππ12π1133V =-=gg g g ,答案选C . 【提示】画出几何体的直观图,利用已知条件,求解几何体的体积即可. 【考点】空间几何体体积的计算. 8.【答案】B【解析】0000001(36)(95.4468.26)13.592P ξ<<=-=,答案选B . 【提示】由题意(33)68.26%P ξ-<<=,(66)95.44%P ξ-<<=, 可得0000001(36)(95.4468.26)13.592P ξ<<=-=,即可得出结论. 【考点】正态分布.9.【答案】D【解析】(2,3)--关于y 轴的对称点的坐标(2,3)-,设反射光线所在的直线为+3(2)y k x =-,即230kx y k ---=,则1d ==,|5+5|k =解得43k =-或34-,答案选D .【提示】点(2,3)--关于y 轴的对称点为(2,3)-,可设反射光线所在直线的方程为:+3(2)y k x =-,利用直线与圆相切的性质即可得出.【考点】直线与圆的位置关系. 10.【答案】C【解析】由()(())2f a f f a =可知()1f a ≥,则121aa ≥⎧⎨≥⎩或1311a a <⎧⎨-≥⎩,解得23a ≥,答案选C . 【提示】讨论()1f a ≥时,以及1a <,1a ≥,由分段函数的解析式,解不等式即可得到所求范围.【考点】函数的定义域.第Ⅱ卷二、填空题 11.【答案】14n - 【解析】具体证明过程可以是:012101212121212121211C +C+C ++C (2C +2C2n n n n n n n n n n ----------= 021122223121212121212121211=(C +C )+(C +C )+(C +C )++(C +C )2n n n n nn n n n n n n n ------------⎡⎤⎣⎦01212121121212121212111=(C +C +C ++C +C ++C )2422n n n n n n n n n n n ----------==【提示】仔细观察已知条件,找出规律,即可得到结果.【考点】排列组合的运算. 12.【答案】1【解析】“0,4x π⎡⎤∀∈⎢⎥⎣⎦,tan x m ≤”是真命题,则πtan 14m ≥=,于是m 的最小值是1.【提示】求出正切函数的最大值,即可得到m 的范围. 【考点】三角函数的运算和命题真假.数学试卷 第10页(共21页)数学试卷 第11页(共21页) 数学试卷 第12页(共21页)13.【答案】116【解析】112011111++1++236T xdx x dx ===⎰⎰.【提示】模拟执行程序框图,依次写出每次循环得到的n ,T 的值,当3n =时不满足条件3n <,退出循环,输出T 的值为116.【考点】程序框图. 14.【答案】32-【解析】当1a >时,10+1+0a b a b -⎧=-⎪⎨=⎪⎩,无解;当01a <<时10+0+1a b a b -⎧=⎪⎨=-⎪⎩,解得2b =-,12a =,则13+222a b =-=-【提示】对a 进行分类讨论,分别题意和指数函数的单调性列出方程组 【考点】指数函数的定义域和值域的应用. 15.【答案】32【解析】1C :22221x y a b -=(0,0)a b >>的渐近线为b y x a =±则点2222,pb pb A a a ⎛⎫ ⎪⎝⎭,2222,pb pb B a a ⎛⎫- ⎪⎝⎭,22:2(0)C x py p =>的焦点0,2p F ⎛⎫ ⎪⎝⎭,则22222pb p a pb aa kb -==,即2254b a =,22222+94c a b a a ==,32c e a ==. 【提示】求出A 的坐标,可得22244AC b a k ab-=,利用OAB 的垂心为C 2的焦点,可得22414b a b ab a -⎛⎫⨯-=- ⎪⎝⎭,由此可求C 1的离心率. 【考点】双曲线的离心率. 三、解答题16.【答案】(Ⅰ)()f x 的增区间为πππ,π+44k k ⎡⎤-⎢⎥⎣⎦,k ∈Z()f x 的减区间为π3ππ+,π+44k k ⎡⎤⎢⎥⎣⎦,k ∈Z .【解析】(Ⅰ)由11π()sin 21+cos 2+222f x x x ⎡⎤⎛⎫=- ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦111sin 2+sin 2222x x =- 1sin 22x =-由ππ2π22π+22k x k -≤≤,k ∈Z ,得ππππ+44k x k -≤≤,k ∈Z ,则()f x 的增区间为πππ,π+44k k ⎡⎤-⎢⎥⎣⎦,k ∈Z ; 由π3π2π+22π+22k x k ≤≤,k ∈Z ,得π3ππ+π+44k x k ≤≤,k ∈Z ,则()f x 的减区间为π3ππ+,π+44k k ⎡⎤⎢⎥⎣⎦,k ∈Z . (Ⅱ)在锐角ABC △中,1sin 022A f A ⎛⎫=-= ⎪⎝⎭,1sin 2A =,π,6A =而1a =,由余弦定理可得22π12cos 2(26b c bc bc bc =+-≥=,当且仅当b c =时等号成立.即bc =11π1sin sin2644ABC S bc A bc bc ===≤△,故ABC △ 【提示】(Ⅰ)由三角函数恒等变换化简解析式可得1()sin 22f x x =-,由ππ2π22π+22k x k -≤≤,k ∈Z 可解得()f x 的单调递增区间,由π3π2π+22π+22k x k ≤≤,k ∈Z 可解得单调递减区间.(Ⅱ)由1s i n 022A f A ⎛⎫=-= ⎪⎝⎭,可得sinA ,cos A ,由余弦定理可得:bc ≤且当b c =时等号成立,从而可求1sin 2bc A ≤【考点】三角函数单调区间,三角形的面积公式. 17.【答案】(Ⅰ)见解析 (Ⅱ)60︒【解析】(Ⅰ)证明:如图1,连接DG ,DC ,设DC 与GF 交于点O .在三棱台DEF ABC -中,2AB DE =,则2AC DF =, 而G 是AC 的中点,DF AC ∥,则DF GC ∥, 所以四边形DGCF 是平行四边形,O 是DC 的中点,DG FC ∥.又在BDC △中,H 是BC 的中点,则OH DB ∥,又BD FGH ⊄平面,OH FGH ⊂平面, 故BD FGH ∥平面.第17题图1(Ⅱ)由,C F A B C ⊥平面可得DG ABC ⊥平面而AB BC ⊥,45BAC ∠=︒,则,GB AC ⊥ 于是GD ,GB ,GC 两两垂直,以点为G 坐标原点,GA,GB GD 所在的直线分别为,x ,y z 轴建立空间直角坐标系,如图2,2AB =,1DE CF ==,AC =,AG =B,(C ,(F ,22H ⎛⎫- ⎪ ⎪⎝⎭则平面ACFD 的一个法向量为1(0,1,0)n =u r , 设平面FGH 的法向量为2222(,,)n x y z =u u r则2200n GH n GF ⎧=⎪⎨=⎪⎩u ur uuu r g u u r uuu r g 即22220,22+0,yx z -=⎪⎨⎪=⎩取21x =,则21y =,2z =2n =u u r121cos ,2n n 〈〉==u r u u r ,故平面FGH 与平面ACFD 所成的角(锐角)的大小为60︒.数学试卷 第13页(共21页)数学试卷 第14页(共21页) 数学试卷 第15页(共21页)第17题图2【提示】(Ⅰ)根据2AB DE =便可得到2BC EF =,从而可以得出四边形EFHB 为平行四边形,从而得到BE HF ∥,便有BE FGH ∥平面,再证明DE FGH ∥平面,从而得到BDE FGH 平面∥平面,从而BD FGH ∥平面;(Ⅱ)连接HE ,根据条件能够说明HC ,HG ,HE 三直线两两垂直,从而分别以这三直线为x ,y ,z 轴,建立空间直角坐标系,然后求出一些点的坐标.连接BG ,可说明1n BG=u r uuu r为平面ACFD 的一条法向量,设平面FGH 的法向量为2222(,,)n x y z =u u r ,根据2200n GH n GF ⎧=⎪⎨=⎪⎩u u r uuu r g u u r uuu r g 即可求出法向量2n u u r ,设平面FGH 与平面ACFD 所成的角为θ,根据12cos cos ,n n θ=〈〉u r u u r即可求出平面FGH 与平面ACFD 所成的角的大小. 【考点】线面的位置关系,两平面所夹的角 18.【答案】(Ⅰ)13,1,3,1n n n a n -=⎧=⎨>⎩,n *∈N(Ⅱ)1132+11243n n n T -=-g ,n *∈N 【解析】(Ⅰ)由23+3nn S =得111(3+3)32a S === 11111(3+3)(3+3)3(2)22n n n n n n a S S n ---=-=-=≥,而11133a -=≠,则13,1,3, 1.n n n a n -=⎧=⎨>⎩n *∈N .(Ⅱ)由3log n n n a b a =及13,1,3, 1.n n n a n -=⎧=⎨>⎩可得311,1,log 31, 1.3n n nn n a b n a n -⎧=⎪⎪==⎨-⎪>⎪⎩.n *∈N 23111231+++++33333n n n T --=L ①223411112321++++++3333333n n n n n T ---=L ② 由①-②得,223121111111+++++33333333n n n n T --=--L223111111113333333n n n --⎛⎫=-+++++- ⎪⎝⎭L 113313212131+91392233n n n n n n ---=+-=---g 132+11823nn =-g 1132+11243n n n T -=-g ,n *∈N . 【提示】(Ⅰ)利用23+3n n S =,可求得13a =;当1n >时,1123+3n n S --=,两式相减1222n n n a S S -=-,可求得13n n a -=,从而可得{}n a 的通项公式;(Ⅱ)依题意,3log n n n a b a =,可得113b =,当1n >时,31113log 313n n n n b n ---==-g ,于是可求得1113T b ==;当1n >时,121121++++13+23++(1)3)3n n n T b b b n ---=⋯⨯⨯⋯-⨯=(,利用错位相减法可求得{}n b 的前n 项和n T .【考点】等比数列的通项公式,数列前n 项和的问题. 19.【答案】(Ⅰ)125,135,145,235,245,3450+(1)+1=3144221EX =⨯⨯-⨯【解析】(Ⅰ)125,135,145,235,245,345.(Ⅱ)由题意知,全部“三位递增数”的个数为3984C =,随机变量X 的取值为:0,1-,1,当0X =时,可以选择除去5以外的剩下8个数字中选择3个进行组合,即38C ; 当1X =-时,首先选择5,由于不能被10整除,因此不能选择数字2,4,6,8,可以从1,3,5,7中选择两个数字和5进行组合,即24C ;当1X =时,有两种组合方式,第一种方案:首先选5,然后从2,4,6,8中选择2个数字和5进行组合,即24C ;第二种方案:首先选5,然后从2,4,6,8中选择1个数字,再从1,3,7,9中选择1个数字,最后把3个数字进行组合,即1144C C . 则3839C 2(0)C 3P X ===,2439C 1(1)C 14P X =-==,1124443C C +C 11(1)C 42P X ===g ,0+(1)+1=3144221EX =⨯⨯-⨯.【提示】(Ⅰ)根据“三位递增数”的定义,即可写出所有个位数字是5的“三位递增数”;(Ⅱ)随机变量X 的取值为:0,1-,1分别求出对应的概率,即可求出分布列和期望. 【考点】排列与组合的有关问题.20.【答案】(Ⅰ)22+14x y =(Ⅱ)(ⅰ)2(ⅱ)【解析】(Ⅰ)由椭圆C :2222+1(0)x y a b a b =>>的离心率为,可知c e a ==,而222+a b c =,则2a b =,c =,左,右焦点分别是1(,)F 0,2,0)F ,圆1:F 22()+9x y =,圆2:F 22()+1x y =,有两圆相交可得24<<,即12<<,交点⎛,在椭圆C 上,则224134b b =g ,整理得4245+10b b -=,解得21b =,214b =(舍去). 故21b =,24a =,椭圆C 的方程22+14x y =.数学试卷 第16页(共21页)数学试卷 第17页(共21页)数学试卷 第18页(共21页)(Ⅱ)(ⅰ)椭圆E 的方程为22+1164x y =,设点P 00(,)x y 满足22+14x y =,射线PO :000(0)y y x xx x =<代入22+1164x y =可得点00(2,2),Q x y --于是||2||OQ OP ==.(ⅱ)点00(2,2),Q x y --到直线AB 距离等于圆点O 到直线AB 距离的3倍d == 22+,+1164y kx m x y =⎧⎪⎨=⎪⎩得22+4(+)16x kx m =整理得222(1+4)+8+4160k x kmx m -= 2222226416(4+1)(4)16(16+4)0k m k m k m ∆=--=->||AB =2222211||+16+4=||3612221+42(4+1)ABQ m m k m S AB d k k -=≤=g g g g △当且仅当||m =228+2m k =等号成立.而直线+y kx m =与椭圆C :222+14xy =有交点P ,则222++14y kx m x y =⎧⎪⎨=⎪⎩有解,即224|+|4x kx m +=,222(14)+8+440k x kmx m +-=有解, 其判别式22222216416(4+1)(1)16(4+1)0k m k m k m ∆=--=-≥,即221+4k m ≥,则上述228+2m k =不成立,等号不成立,设(]0,1t ,则ABQ S =△(]0,1为增函数, 于是当221+4k m =时max S ==△ 故ABQ △面积的最大值为【提示】(Ⅰ)运用椭圆的离心率公式和a ,b ,c 的关系,计算即可得到b ,进而得到椭圆C 的方程;(Ⅱ)求得椭圆E 的方程,(ⅰ)设P 00(,)x y ,||||OQ OP λ=,求得Q 的坐标,分别代入椭圆C ,E 的方程,化简整理,即可得到所求值;(ⅱ)将直线+y kx m =代入椭圆E 的方程,运用韦达定理,三角形的面积公式,将直线+y kx m =代入椭圆C 的方程,由判别式大于0,可得t 的范围,结合二次函数的最值,又ABQ △的面积为3S ,即可得到所求的最大值.【考点】椭圆的标准方程,圆交点连线所形成三角形的有关问题 21.【答案】(Ⅰ)见解析 (Ⅱ)01a ≤≤【解析】(1)2()ln(+1)+()f x x a x x =-,定义域为(1,+)-∞21(21)(+1)+12++1()+(21)+1+1+1a x x ax ax af x a x x x x --'=-==设2()2++1g x ax ax a =-当0a =时,()1g x =,1'()01f x x =>+函数()f x 在(1,+)-∞为增函数,无极值点. 当0a >时,228(1)98a a a a a ∆=--=-,若809a ≥>时,0∆≤,()0g x ≥,'()0f x ≥函数()f x 在(1,+)-∞为增函数,无极值点. 若89a >时,0∆>,设()0g x =的两个不相等的实数根12,x x ,且12,x x <且121+2x x =-,而(1)10g -=>,则12114x x -<<-<,所以当1(1,)x x ∈-,()0g x >,()0f x '>()f x 单调递增; 当12(,)x x x ∈,()0g x <,()0f x '<,()f x 单调递减; 当2(,+)x x ∈∞,()0g x >,()0f x '>,()f x 单调递增; 因此此时函数()f x 有两个极值点;若0a <时,0∆>,但(1)10g -=>,121x x <-<, 所以当1(1,)x x ∈-,()0g x >,()0f x '>,()f x 单调递增; 当2(,+)x x ∈∞,()0g x <,()0f x '<,()f x 单调递减; 所以函数()f x 只有一个极值点.综上所述:当809a ≥≥时()f x 无极值点;当0a <时()f x 只有一个极值点;当89a >时()f x 有两个极值点. (Ⅱ)由(Ⅰ)知,当809a ≥≥时,()f x 在(0,+)∞单调递增,而(0)0f =,则当(0,+)x ∈∞时,()0f x >,符合题意; 当819a ≥≥时,(0)0g ≥,20x ≤,()f x 在(0,+)∞单调递增,而(0)0f =,则当(0,+)x ∈∞时,()0f x >符合题意;当1a >时,(0)0g <,20x >所以函数()f x 在2(0,)x 单调递减,而(0)0f =,则当2(0,)x x ∈时,()0f x <,不符合题意;当0a <时,设()ln(1)h x x x =-+,当(0,+)x ∈∞时,1'()101+1+xh x x x=-=>,()h x 在(0,+)∞单调递增,因此当(0,+)x ∈∞时,()(0)h x h >=,ln(+1)0x <于是22()+()+(1)f x x a x x ax a x <-=-,当11x a>-时,2+(1)0ax a x -<此时()0f x <不符合题意.综上所述:a 的取值范围是01a ≤≤【提示】(Ⅰ)函数2()ln(+1)+()f x x a x x =-,其中a ∈R ,(1)x ∈-+∞,.212++1()+(21)+1+1ax ax a f x a x x x -'=-=.令2()2++1g x ax ax a =-.对a 与△分类讨论可得:(1)当0a =时,此时()0f x '>,即可得出函数的单调性与极值的情况. (2)当0a >时,(98)a a =-△.①当809a ≥>时,0≤△,②当89a >时,0>△,即可得出函数的单调性与极值的情况.(3)当0a <时,0>△.即可得出函数的单调性与极值的情况. (Ⅱ)由(Ⅰ)可知:(1)当809a ≥≥时,可得函数()f x 在(0,+)∞上单调性,即可判断出. (2)当819a ≥>1时,由(0)0g ≥,可得20x ≤,函数()f x 在(0,+)∞上单调性,即可判断出.(3)当1a <时,由(0)0g <,可得20x >,利用2(0,)x x ∈时函数()f x 单调性,即可判断出;(4)当0a <时,设()ln(+1)h x x x =-,(0,+)x ∈∞,研究其单调性,即可判断出【考点】函数的极值,函数恒成立求未知数的取值范围数学试卷第19页(共21页)数学试卷第20页(共21页)数学试卷第21页(共21页)。
2015年高考理科数学山东卷-答案
【解析】 ,需将函数 的图象向右平移 个单位,答案选B.
【提示】直接利用三角函数的平移原则推出结果即可.
【考点】三角函数的图象及其变换.
4.【答案】D
【解析】由菱形ABCD的边长为 , 可知 ,
,答案选D.
【提示】根据 代入可求.
【考点】向量的运算.
5.【答案】A
【解析】 时, 成立
当 时, 解得 ;
第6题图
【提示】作出不等式组对应的平面区域,利用目标函数的几何意义,利用数形结合确定z的最大值.
【考点】线性规划的问题.
7.【答案】C
【解析】 ,答案选C.
【提示】画出几何体的直观图,利用已知条件,求解几何体的体积即可.
【考点】空间几何体体积的计算.
8.【答案】B
【解析】 ,答案选B.
【提示】由题意 , ,
当 , 不成立,综上 ,答案选A.
【提示】运用零点分区间,求出零点为1,5,讨论①当 ,②当 ,③当 ,分别去掉绝对值,解不等式,最后求并集即可.
【考点】绝对值符号和分类讨论的思想.
6.【答案】B
【解析】由 得 ,借助图形可知:当 ,即 时在 时有最大值0,不符合题意;当 ,即 时有最大值 , ,不满足 ;当 ,即 时在 时有最大值 , ,不满足 ;当 时,即 时在 , 时有最大值 , ,满足 ,答案选B.
(Ⅱ)由 ,可得 , ,由余弦定理可得: ,且当 时等号成立,从而可求 ,从而得解.
【考点】三角函数单调区间,三角形的面积公式.
17.【答案】(Ⅰ)见解析
(Ⅱ)
【解析】(Ⅰ)证明:如图1,连接 , ,设 与 交于点 .
在三棱台 中, ,则 ,
而 是 的中点, ,则 ,
2015年山东卷(理科数学)含答案
2015年普通高等学校招生全国统一考试理科数学(山东卷)本试卷分第I卷和第口卷两部分,共4页。
满分150分。
考试用时120分钟。
考试结束后,将将本试卷和答题卡一并交回。
注意事项:1.答卷前,考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、座号、考生号、县区和科类填写在答题卡和试卷规定的位置上。
2.第I卷每小题选出答案后,用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,在选涂其他答案标号。
答案写在试卷上无效。
3.第口卷必须用0.5毫米黑色签字笔作答,答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应的位置,不能写在试卷上;如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新的答案;不能使用涂改液、胶带纸、修正带。
不按以上要求作答的答案无效。
4.填空题直接填写答案,解答题应写出文字说明、证明过程或演算步骤^ 参考公式:如果事件A,B互斥,那么P(A+B)=P(A)+P(B).第I卷(共50分)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,只有一项是符合要求的(1)已知集合A=(X|X2-4X+3<0} , B={X|2<X<4},贝U A fl B=【C】(A)(1 , 3) (B) (1 , 4) (C) (2, 3) (D) (2, 4)(2)若复数Z满足—i ,其中i为虚数单位,则Z=【A绝密★启用前(A) 1-i (B)1+i (C)-1-i (D)-1+i(3)要得到函数y=sin (4x ----- )的图像,只需要将函数3y=sin4x的图像【C】(A)向左平移——个单位12 (B)向右平移——个单位12已知菱形ABCD 的边长为a, Z ABC=60,则33: n 33 n (A)- -a(B)- -a (。
一亲 (D) -a2447(5)不等式|x-1|-|x-5|<2 的解集是 【A 】 (A) (-E , 4)(B) (-S , 1)(C) (1, 4)(D) (1, 5)rX - V > 0v + y < 2(6) 已知x,y 满足约束条件 ,若z=ax+y 的最大值为4,贝U a=【B 】(A) 3(B) 2(C) -2(D) -3、, ___________ 一 . n一 一 ..... ... 一 … ~ ,,,一(7) 在梯形 ABCD 中,/ ABC==, AD//BC , BC=2AD=2AB=2.将梯形 ABCD 绕 AD 所在的直线旋转一周而形成的曲面所围成的几何体的体积为【C 】2TC4TCS TC(A (B):©;(D)次(8)已知某批零件的长度误差(单位:毫米)服从正态分布N (0, 32),从中随机取一件,其长度误差落在区间(3,6)内的概率为 【B 】 (附:若随机变量E 服从正态分布N U, b2),则PQ - b <E 林+ b) =68.26% , P -2b <E 耻 +2b) =95.44%.)(A) 4.56%(B) 13.59%(C) 27.18%(D) 31.74%(9) 一条光线从点(-2, -3)射出,经y 轴反射后与圆(K -- (y- 2)1= 1相切,贝U 反射光线所在直线的斜率为【D 】(A ) — — - (B)—「或一 Z (C) -j 或-N (D)--或—j(10)设函数f(x)=「M m L ,则满足f(f(a))=2筑奶的a 的取值范围是 【C 】(C) 向左平移 —个单位 3 (D) 向右平移一个单位3【D 】(A) &1] (B) [0,1](C) [;.+ac) (D) [1, +8)第口卷(共100分)二、填空题:本大题共5小题,每小题5分,共25分。
2015高考真题山东卷理科数学真题答案解析
绝密★启用前本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分,共4页。
满分150分。
考试用时120分钟。
考试结束后,将将本试卷和答题卡一并交回。
注意事项:1.答卷前,考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、座号、考生号县区和科类填写在答题卡和试卷规定的位置上。
2.第Ⅰ卷每小题选出答案后,用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,在选涂其他答案标号。
答案卸载试卷上无效。
3. 第Ⅱ卷必须用0.5毫米黑色签字笔作答,答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应的位置,不能写在试卷上;如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新的答案;不能使用涂改液、胶带纸、修正带。
不按以上要求作答的答案无效。
4.填空题直接填写答案,解答题应写出文字说明、证明过程或演算步骤.参考公式:如果事件A,B互斥,那么P(A+B)=P(A)+P(B).第Ⅰ卷(共50分)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,只有一项是符合要求的(1)已知集合A={X|X²-4X+3<0},B={X|2<X<4},则A I B=(A)(1,3)(B)(1,4)(C)(2,3)(D)(2,4)【答案】C【解析】(2)若复数Z满足1Zii=-,其中i为虚数为单位,则Z=(A)1-i (B)1+i (C)-1-i (D)-1+i 【答案】A【解析】(3)要得到函数y=sin (4x-3π)的图像,只需要将函数y=sin4x 的图像() (A )向左平移12π个单位 (B )向右平移12π个单位(C )向左平移3π个单位 (D )向右平移3π个单位 【答案】B 【解析】(4)已知ABCD 的边长为a ,∠ABC=60o ,则·=(A )-(B )- (C ) (D )【答案】D【解析】(5)不等式|X-1|-|X-5|<2的解集是(A)(-,4)(B)(-,1)(C)(1,4)(D)(1,5)【答案】A【解析】(6)已知x,y满足约束条件,若z=ax+y的最大值为4,则a=(A)3 (B)2 (C)-2 (D)-3【答案】B【解析】(7)在梯形ABCD中,ABC=,AD//BC,BC=2AD=2AB=2.将梯形ABCD绕AD所在的直线旋转一周而形成的曲面所围成的几何体的体积为(A)(B)(C)(D)2【答案】C【解析】(8)已知某批零件的长度误差(单位:毫米)服从正态分布N(0,3),从中随机取一件,其长度误差落在区间(3,6)内的概率为(附:若随机变量ξ服从正态分布N(μ,σ²)),则P(μ-σ<ξ<μ+σ)=68.26%,P(μ-2σ<ξ<μ+2σ)=95.44%.)(A)4.56% (B)13.59% (C)27.18% (D)31.74%【答案】B【解析】(9)一条光纤从点(-2,-3)射出,经y轴反射后与圆相切,则反射光线所在直线的斜率为()(A)或(B或(C)或(D)或【答案】D【解析】(10)设函数f(x)=,则满足f(f(a))=的a取值范围是()(A)[,1](B)[0,1](C)[(D)[1, +【答案】C【解析】第Ⅱ卷(共100分)二、填空题:本大题共5小题,每小题5分,共25分。
2015年高考理科数学山东卷(含详细答案)
数学试卷 第1页(共42页)数学试卷 第2页(共42页)数学试卷 第3页(共42页)绝密★启用前2015年普通高等学校招生全国统一考试(山东卷)数学(理科)本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分.满分150分,考试时间120分钟. 参考公式:如果事件A ,B 互斥,那么P (A +B )=P (A )+P (B )第Ⅰ卷(选择题 共50分)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.已知集合2430{|}A x x x =-+<,24{|}B x x =<<,则AB = ( )A .1,3()B .1,4()C .2,3()D .2,4()2.若复数z 满足z1i-=i ,其中i 为虚数单位,则z=( )A .1i -B .1i +C .1i --D .1i -+3.要得到函数πsin(4)3y x =-的图象,只需要将函数sin 4y x =的图象( )A .向左平移π12个单位B .向右平移π12个单位C .向左平移π3个单位D .向右平移π3个单位4.已知菱形ABCD 的边长为a ,60ABC ∠=︒,则BD CD =( )A .232a -B .234a -C .234aD .232a5.不等式|||52|1x x ---<的解集是 ( )A .(,4)-∞B .(,1)-∞C .(1,4)D .(1,5)6.已知x ,y 满足约束条件0,2,0.x y x y y -⎧⎪+⎨⎪⎩≥≤≥若z ax y =+的最大值为4,则a =( )A .3B .2C .2-D .3-7.在梯形ABCD 中,π2ABC ∠=,AD ∥BC ,BC =2AD =2AB =2.将梯形ABCD 绕AD 所在的直线旋转一周而形成的曲面所围成的几何体的体积为( )A .2π3B .4π3C .5π3D .2π8.已知某批零件的长度误差(单位:毫米)服从正态分布N (0,23),从中随机取一件,其长度误差落在区间(3,6)内的概率为 ( )(附:若随机变量ξ服从正态分布2(,)N μσ,则(P μσ-<ξ)68.26%μσ<+=,(2P μσ-<ξ2)95.44%μσ<+=)A .4.56%B .13.59%C .27.18%D .31.74%9.一条光线从点(2-,3-)射出,经y 轴反射后与圆22(3)(2)1x y ++-=相切,则反射光线所在直线的斜率为( )A .53-或35-B .32-或23-C .54-或45-D .43-或34-10.设函数31,1,()2, 1,x x x f x x -⎧=⎨⎩<≥则满足()(())2f a f f a =的a 取值范围是( )A .2[,1]3B .[0,1]C .2[,)3+∞D .[1,)+∞第Ⅱ卷(非选择题 共100分)二、填空题:本大题共5小题,每小题5分,共25分.把答案填在题中的横线上.11.观察下列各式:001011330122555012337777C =4C +C =4C +C +C =4C +C +C +C =4;;;;……照此规律,当n ∈*N 时,012n-12n-12n-12n-12n-1C + C + C ++ C ⋯=_______. 12.若“∀x ∈[0,4π],tan x ≤m ”是真命题,则实数m 的最小值为_______. 13.执行如图所示的程序框图,输出的T 的值为_______.14.已知函数()(0,1)x f x a b a a =+>≠的定义域和值域都是[1,0]-,则a b +=_______.15.平面直角坐标系xOy 中,双曲线222211 0,0x C a b y a b>->=:()的渐近线与抛物线222C x py =:0p >()交于点O ,A ,B .若OAB △的垂心为2C 的焦点,则1C 的离心率为_______.-------------在--------------------此--------------------卷--------------------上--------------------答--------------------题--------------------无--------------------效----------------姓名________________ 准考证号_____________?数学试卷 第4页(共42页)数学试卷 第5页(共42页) 数学试卷 第6页(共42页)三、解答题:本大题共6小题,共75分.解答应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤. 16.(本小题满分12分)设2π()sin cos cos ()4f x x x x =-+.(Ⅰ)求f x ()的单调区间;(Ⅱ)在锐角ABC △中,角A ,B ,C ,的对边分别为a ,b ,c .若2f A()=0,a =1,求ABC △面积的最大值.17.(本小题满分12分)如图,在三棱台DEF ABC -中,AB =2DE ,G ,H 分别为AC ,BC 的中点. (Ⅰ)求证:BD ∥平面FGH ;(Ⅱ)若CF ⊥平面ABC ,AB ⊥BC ,CF =DE ,∠BAC =45︒,求平面FGH 与平面ACFD 所成的角(锐角)的大小.18.(本小题满分12分)设数列{}n a 的前n 项和为n S .已知233n n S =+. (Ⅰ)求{}n a 的通项公式;(Ⅱ)若数列{}n b 满足3log n n n a b a =,求{}n b 的前n 项和n T .19.(本小题满分12分)若n 是一个三位正整数,且n 的个位数字大于十位数字,十位数字大于百位数字,则称n 为“三位递增数”(如137,359,567等).在某次数学趣味活动中,每位参加者需从所有的“三位递增数”中随机抽取1个数,且只能抽取一次.得分规则如下:若抽取的“三位递增数”的三个数字之积不能被5整除,参加者得0分;若能被5整除,但不能被10整除,得1-分;若能被10整除,得1分.(Ⅰ)写出所有个位数字是5的“三位递增数”;(Ⅱ)若甲参加活动,求甲得分X 的分布列和数学期望EX .20.(本小题满分13分)平面直角坐标系xOy 中,已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b +=>>,左、右焦点分别是1F ,2F ,以点1F 为圆心,以3为半径的圆与以点2F 为圆心,以1为半径的圆相交,且交点在椭圆C 上.(Ⅰ)求椭圆C 的方程;(Ⅱ)设椭圆2222144 x y E a b +=:,P 为椭圆C 上任意一点,过点P 的直线y kx m =+交椭圆E 于A ,B 两点,射线PO 交椭圆E 于点Q .(i )求||||OQ OP 的值;(ii )求ABQ △面积的最大值.21.(本小题满分14分)设函数2()ln(1)()f x x a x x =++-,其中a ∈R . (Ⅰ)讨论函数()f x 极值点的个数,并说明理由; (Ⅱ)若0x ∀>,()0f x ≥成立,求a 的取值范围.3 / 14数学试卷 第10页(共42页) 数学试卷 第11页(共42页)数学试卷 第12页(共42页)最大值24a =,2a =,满足1a >,答案选B .5 / 141012121212121211++C (2C +2C +2C ++2C )2n n n n n n n -------=121)++(C +C n n --1212112121211++C +C ++C )242n n n n n n n n -------== 【提示】仔细观察已知条件,找出规律,即可得到结果.利用OAB的垂心为数学试卷第16页(共42页)数学试卷第17页(共42页)数学试卷第18页(共42页)∥平面.故BD FGH7 / 14数学试卷 第22页(共42页) 数学试卷 第23页(共42页)数学试卷 第24页(共42页)21+1+29 / 14数学试卷第28页(共42页)数学试卷第29页(共42页)数学试卷第30页(共42页)11 / 14数学试卷第34页(共42页)数学试卷第35页(共42页)数学试卷第36页(共42页)13 / 14数学试卷第40页(共42页)数学试卷第41页(共42页)数学试卷第42页(共42页)。
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2015年普通高等学校招生全国统一考试(山东卷)数学(理科)第I 卷(共50 分)(7)【2015年山东,理 7】在梯形 ABCD 中,ABC - , AD//BC , BC 2AD 2AB 2 .将梯形 ABCD(9)【2015年山东,理9】一条光线从点(2, 3)射出,经y 轴反射与圆(x3)2 (y 2)2 1相切,则反射光线所在的直线的斜率为 ( )/八5亠 33亠 254 4亠 3(A )一或一(B ) -或(C )—或一(D )—或3 5234 53 4(10)【2015年山东,理 10】设函数 f(x)3x 1,x 2 ,x 1 !,则满足 1. f(f(a))2f(a)的取值范围是()、选择题:本大题共 【2015年山东,理(A ) 1,3 (1) 10小题,每小题5分,在(C ) 2,3((D )) 2,4(2) 【2015年山东,理 2】若复数z 满足 —i ,其中i 是虚数单位,则1 i(3) (4) (5) (6) (A) 1 i (B) 1 i (C ) 1 i (D)【2015年山东,理 3】要得到函数y(A )向左平移个单位(B )12【2015年山东,理 3 2(A) 尹【2015年山东,理 (A) ( ,4)【2015年山东,理 (A) 34】5】6】已知菱形 (B)Sin (4X3)的图象,只sin 4x 的图像 向右平移 个单位(C )向左平移一个单位(D )向右平移12 3ABCD 的边长为 a , ABC 60°,则????????( 3 2 a 4 个单位3(C ) 不等式|x 1| |x 5| (B ) ( ,1)已知x,y 满足约束条件 (B) 22的解集是3 2a 4)(1,4))3 2(D ) -a (C ) 02若z ax y 的最大值为 (C ) -2(D ) (1,5) 4,则(D) -3(A )—4(B )(C ) 5333(8)【2015年山东,理8】已知某批零件的长度误差(单位: 毫米) 服从正态分布(D) 2N(0,32),从中随机取一件, 服从正态分布N (2),则P()68.26%, P( 2 2 ) 95.44%)(A) 4.56% (B) 13.59% (C ) 27.18% (D) 31.74%绕AD 所在的直线旋转一周而形成的曲面所围成的几何体的体积为( ) 其长度误差落在区间3,6内的概率为( )(附:若随机变量第II卷(共100 分) :■、填空题:本大题共5小题,每小题5分(11)【2015年山东,理11】观察下列各式:照此规律,当n N*时,C 20n 1c 2n 1c ;n43;(14) __________________________________________________________________________________________【2015年山东,理14】已知函数f(x) a x b (a 0,a 1)的定义域和值域都是[1,0],则a b _________________________2 2(15) 【2015年山东,理15】平面直角坐标系 xOy 中,双曲线 G :笃 爲1(a 0,b 0)的渐近线与抛物线a bC2:x 2py(p 0)交于点O,A,B ,若 OAB 的垂心为G 的焦点,贝U G 的离心率为 _______________ .三、解答题:本大题共 6题,共75分.(16)【2015年山东,理16】(本小题满分12分)设f (x) sin xcosx cos (x ).4(I)求f(x)的单调区间;A(n)在锐角ABC 中,角A,B,C 的对边分别为a,b,c ,若f( ) 0,a 1,求 ABC 面积.2(17) 【2015年山东,理17】(本小题满分12分)如图,在三棱台 DEF ABC 中,AB 2DE,G,H 分别为AC, BC 的中点.(I)求证:BD//平面FGH ;2 3 74 C•‘2 52 7 14 c CO4';1G1G1GO1O 3 O 50 7 L c c c c L(12) 【2015年山东,理 (13) 【2015年山东,理12】右 “ x [0, _],tan x413】执行右边的程序框图,m ”是真命题,则实数m 的最小值为 ________n 1C 2n 1(n)若CF 平面ABC, AB BC,CF DE, BAC 45o,求平面FGH 与平面ACFD所成角(锐角)的大小.(18) 【2015年山东,理18】(本小题满分12分)设数列{a.}的前n项和为S n,已知3n 3 .(I)求数列{a n}的通项公式;(H)若数列{b n}满足a n b n log3耳,求数列也}的前n项和「.(19) 【2015年山东,理19】(本小题满分12分)若n是一个三位正整数,且n的个位数字大于十位数字,十位数字大于百位数字,则称n为三位递增数”(如137, 359, 567等).在某次数学趣味活动中,每位参加者需从所有的“三位递增数”中随机抽取一个数,且只能抽取一次,得分规则如下:若抽取的“三位递增数” 的三个数字之积不能被5 整除,参加者得0 分;若能被 5 整除,但不能被10 整除,得-1 分;若能被10 整除,得 1 分.(I)写出所有个位数字是5的三位递增数”;(H)若甲参加活动,求甲得分X的分布列和数学期望EX .2 2(20) 【2015年山东,理20】(本小题满分13分)平面直角坐标系xOy中,已知椭圆C:笃厶1(a b 0)的a b离心率为_!,左、右焦点分别是F I,F2,以F l为圆心,以3为半径的圆与以F2为圆心,以1为半径的圆相2交,交点在椭圆C 上.(I)求椭圆C的方程;2 2(n)设椭圆E:二笃1, P为椭圆C上的任意一点,过点P的直线y kx m交椭圆E于A,B两点,4 a2 4b2射线PO交椭圆E于点Q •⑴求|OQ-I的值;(ii)求ABQ面积最大值.|OP|(21)【2015年山东,理21】(本题满分14分)设函数f(x) ln(x 1) a(x2x),其中a R .(I)讨论函数f(x)极值点的个数,并说明理由;(H)若x 0,f(x) 0成立,求a的取值范围.2015年普通高等学校招生全国统一考试(山东卷)数学(理科)第I 卷(共50 分)【答案】Bx y 0(4)【2015年山东,理 4】已知菱形 ABC D 的边长为a ,ABC 60',则????•????()3 2 (A ) ^a (B ) 3 2 a 43 2 (C ) — a43 2(D)〒【答案】D【解析】由菱形ABCD 的边长为a ,AB C 60o 可知 BAD 18C f 60o 120o ,uu uiur uur BD CD (AD uuu uu iuu u A uiu r AD uur 2 AB a acos12C °2 a -a 2,故选D . 2 (5)【2015年山东,理 5】不等式|x 1| |x 5| 2的解集是( )(A ) ( ,4) (B )( ,1)(C ) (1,4)(D ) (1,5) 【答案】A【解析】当x 1时,1x (5 x)4 2成立; 当1 x5 时,x 1 (5x) 2x 62,解得 x 4,则【解析】y sin4(x —),只需将函数y sin4x 的图像向右平移一个单位,故选 B .12 121 x 4 ;当 x 5 时,x 1(x 5) 4 2不成立.综上x4,故选A .」、选择题:本大题共 (1)【2015年山东,, (A ) 1,3 【答案】C 【解析】A {x|x 2 4x (2)【2015年山东,(A ) 1 i 【答案】A 【解析】z (1 i)i(3)【2015年山东, (A )向左平移10小题,每小题5分,在4x 30} , B{x|2 x( (D)) 2,43 0} {x|1 x 3} , AI B (2,3),故选 C .2】 i 2 i理3】 若复数z 满足zi ,其中 1 ii 是虚数单位,则 (B) 1(C )1 i(D)要得到函数i ,故选A .Sin(4x3)的图象,只需将函数sin 4x 的图像个单位(B )向右平移—个单位(C )向左平移—个单位(D )向右平移1212—个单位3x y 2若z ax y 的最大值为4,则a y 0即0 a 1时在x y 1时有最大值a 1 4,a 3,不满足0 a 1 ;当a时有最大值2a 4,a2,满足a 1,故选B .(7)【2015 年山东,理 7】在梯形 ABCD 中, ABC - , AD//BC , BC 2AD 2AB 2 2绕AD 所在的直线旋转一周而形成的曲面所围成的几何体的体积为( )(6)【2015年山东,理6】已知x,y 满足约束条件 (A ) 3 ( B ) 2【答案】B【解析】由z ax y 得y ax z ,借助图形可知:当(C ) -2(D) -3a 1,即 a1时在x y 0时有最大值0,不符合题y 1时有最大值a1 4,a 3,不满足 1 a 0;当 1 1,即a 1时在x 2,y 0将梯形ABCDa 1,即1 a 0时在x(12)【2015年山东,理12】若“ x [0,—],tanx m ”是真命题,贝U 实数m 的最小值为 _________4【答案】1【解析】“ x [0,-],ta nx m "是真命题,则 m tan 1,于是实数m 的最小值为1.2(A ) 3 (B) 43 (C )5【答案】C1 【解析】V 12 2 -12 1 5 ,故选 C .3 3(8)【2015年山东,理 8】已知某批零件的长度误差(单位: 毫米) 服从正态分布 其长度误差落在区间3,6内的概率为() (附: 若随机变量P()68.26%, P( 22 )95.44%)(A ) 4.56%(B ) 13.59%(C ) 27.18%(D) 21【解析】P(36) -(95.44% 68.26%) 13.59%,故选 D .(9)【2015年山东,理9】一条光线从点(2, 3)射出,经y 轴反射与圆(x 3)2 (y 2)2 1相切,则反射光线 所在的直线的斜率为( )(A )5十3一或 一 (B )2 54 (C )-或 4(D )-或-3 5234 53 4【答案】D【解析】( 2, 3)关于 y 轴对称点的坐标为 (2, 3), 设反射光线所在直线为 y 3 k(x 2),即 kx y 2k 3 0 ,则 d1 3k2 仝 3|1,|5k 5|k 2 1 , 解得k4或- 故选D ..k 2 13 4(10)【2015年山东, 理10】设函数f(x)3x x 1,x 1 1则满足 f(f(a)) 2心) 的取值范围是()2 ,x 1.(A ) [|,1] (B ) [0,1](C ) 12 ) ■3,)(D ) [1,) 【答案】C【解析】由f(f(a))2f(a)可知f (a) 1,则aa1或 a 1 ,解得a 2 故选C .2 13a 1 13第II 卷(共100 分):■、填空题:本大题共 5小题,每小题5分 (11)【2015年山东,理11】观察下列各式:2 3 7 4 0・ 5 52 7 4CC o4';1G1a1G o 1O 30 50 7 CCCC照此规律,当n N*时,C 2『 34 ;C 2n 1 C 2n 1—n 1L C 2n 1【解析】C 2n 1 C 2n 1 CL L1 02 (2C 2n 12[(C2n 1 Cj ;) (C2n 1 C 2n 2)C2n 1 丿1厂0 1 —2 亠n 1 (C 2n 1 C2n 1 C2n 1 LC2n 1 2(C 2n 1。
2015年山东高考理科数学试题和答案解析
2015年高考山东省理科数学第Ⅰ卷(共60分)参考公式:球的表面积公式:S =4πR 2,其中R 是球的半径.如果事件A 在一次试验中发生的概率是p ,那么n 次独立重复试验中事件A 恰好发生k 次的概率:P n (k )=C k n p k (1-p )n-k(k =0,1,2,…,n ).如果事件A 、B 互斥,那么P (A +B )=P (A )+P (B ). 如果事件A 、B 相互独立,那么P (AB )=P (A )·P (B ).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. 已知集合}{2430A x x x =-+<,}{24B x x =<<,则A B ⋂=A. ()1,3B. ()1,4C. ()2,3D. ()2,4 2. 若复数z 满足1zi i=-,其中i 是虚数单位,则z = A. 1i - B. 1i + C. 1i -- D. 1i -+ 3. 要得到函数sin(4)3y x π=-的图象,只需将函数sin 4y x =的图象A. 向左平移12π个单位 B. 向右平移12π个单位 C. 向左平移3π个单位 D. 向右平移3π个单位4. 已知菱形ABCD 的边长为a ,60ABC ∠=,则BD CD = A. 232a -B. 234a - C. 234a D. 232a5. 不等式152x x ---<的解集是A. (),4-∞B. (),1-∞C. ()1,4D. ()1,56. 已知满足,x y 约束条件020x y x y y -≥⎧⎪+≤⎨⎪≥⎩,若z ax y =+的最大值为4,则a =A. 3B. 2C. 2-D. 3- 7. 在梯形ABCD 中,2ABC π∠=,AD BC ,222BC AD AB ===.将梯形ABCD 绕AD 所在的直线旋转一周而形成的曲面所围成的几何体的体积为A.23π B. 43π C. 53π D. 2π 8. 已知某批零件的误差(单位:毫米)服从正态分布2(0,3)N ,从中随机取一件,其长度误差落在区间(3,6)内的概率为(附若随机变量ξ服从正态分布2(,)N μσ,则00()68.26P μσζμσ-<<+=,00(22)95.44P μσζμσ-<<+=,)A. 004.56B. 0013.59C. 0027.18D. 0031.749. 一条光线从点(2,3)--射出,经y 轴反射后与圆22(3)(2)1x y ++-=相切,则反射光线所在直线的斜率为 A. 5335--或 B. 3223--或 C. 5445--或 D. 4334--或 10.设函数31,1,()2, 1.xx x f x x -<⎧=⎨≥⎩则满足()(())2f a f f a =的a 的取值范围是A. 2,13⎡⎤⎢⎥⎣⎦ B. []0,1C. 2,3⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭ D. [)1,+∞二、填空题:本大题共4小题,每小题4分,共16分.11. 观察下列各式: 0014C =; 011334C C +=;01225554C C C ++=;0123377774C C C C +++=;dx输出结束照此规律,当*n N ∈时012121212121____n n n n n C C C C -----++++=12. 若“0,,tan 4x x m π⎡⎤∀∈≤⎢⎥⎣⎦”是真命题,则实数m 的最小值是_________ 13. 执行右边的程序框图,输出的T 的值为________14. 已知函数()(0,1)x f x a b a a =+>≠的定义域和值域都是[]1,0-,则_____a b +=15. 平面直角坐标系xOy 中,双曲线1:C 22221(0,0)x y a b a b-=>>的渐近线与抛物线22:2(0)C x py p +>交于点,,.O A B 若OAB ∆的垂心为2C 焦点,则1C 的离心率为______ 三、解答题:本大题共6小题16. 设2()sin cos cos ()4f x x x x π=-+(1)求()f x 的单调区间(2)在锐角ABC ∆中,角,,A B C 的对边分别为,,a b c .若()02Af =,1a =,求ABC ∆面积的最大值 17.如图,在三棱台DEF ABC -中,2AB DE =,,G H 分别为,AC BC 的中点(1)求证:BD FGH 平面(2)若⊥CF 平面ABC ,AB ⊥BC ,CF DE =,45BAC ∠=,求平面FGH 与平面ACFD 所成的角(锐角)的大小18. 设数列{}n a 的前n 项和为n S ,已知233n n S =+ (1)求{}n a 的通项公式(2)若数列{}n b 满足3log 2n n a b =,求{}n b 的前n 项和n TA19. 设n 是一个三位正整数,且n 的个位数字大于十位数字,十位数字大于百位数字,则称n 为“三位递增数”(如137,359,567等)在某次数学趣味活动中,每位参加者需从所有的“三位递增数”中随机抽取1个数,且只能抽取一次.得分规则如下:若抽取的“三位递增数”的数字之积不能被5整除,参加者得0分;若能被5整除,但不能被10整除,得1-分;若能被10整除,得1分 (1) 写出所有个位数字是5的“三位递增数”(2) 若甲参加活动,求甲得分X 的分布列与数学期望EX20. 平面直角坐标系xOy 中,已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b +=>>的离心率为2,左、右焦点分别是12,F F .以1F 为圆心以3为半径的圆与以2F 为圆心以1为半径的圆相交,且交点在椭圆C 上(1)求椭圆C 的方程(2)设椭圆2222:144x y E a b +=,P 为椭圆C 上任意一点,过点P 的直线y kx m =+交椭圆E 与,A B 两点,射线PO 交椭圆E 与点Q(i )求OQ OP的值(ii )求ABQ ∆面积的最大值21. 设函数2()ln(1)()f x x a x x =++-,其中a R ∈ (1)讨论()f x 函数级值点的个数,并说明理由 (2)若0,()0x f x ∀>≥成立,求a 的取值范围。
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) A. 向左平移 单位
3.(5 分)(2015•山东)要得到函数 y=sin(4x﹣ )的图象,只需将函数 y=sin4x 的图象(
可得 z=1﹣i.
故选:A. 点评:本题考查复数的基本运算,基本知识的考查.
=i,则 =i(1﹣i)=1+i,
解答:解:
分析:直接利用复数的乘除运算法则化简求解即可.
专题:数系的扩充和复数.
考点:复数代数形式的乘除运算. 菁优网版权所有
int level(BinTreeNodlesevt}r*Beutsl,icnBt(rtrTuiontrcaoTetgtert,_eyapNnpetg)oy;oeN_pddinoeeodtd;fde*esreafc*ttrphsB*au{l)ti;cilrn/duh/tT;ciB/lr/tdo1eiTt;u1ea//NcnrNgoto_loiu(fdn(dtnbe*oetpivdlt{(roe(e}TbidpEititrcfrl(ero!-pbmu>tintrTvritgaey-l(>hlpbulteeie,rtrf=xdt)e,=apr{xkextta,)rt;ru{;k,kr)sd+n;tra+;u1t;ac}0txyBpieTNxvs/e/ js+tr}+uj;cBf+BtoB.+Bid.r.L(;+adikTe+taanN=;t[agojB]e[tdkh=l.se+L+eA1e*+]nr.i;dfc=g(d.-[d;{aiB]1a/it;f/a.;t(dkaA[}ia[]>.kBtdB<}=a];aii.T[BLjt+;aNke.+d[Loni;-]aed-g>t)netahg,B[jt*]+h.)wBd+]{avhi;T=otilareiAedi[n(Be.i{dtm;.<Laive=etAoarngi.0[dLgie],e;jt2Ch=n(o{Sg-0ut9q1h,n/kAL])/t)/iL/[;2s1/e1AtA…aABBmf"…,.S(h+Bq"mniLT6m+irsnet8]e&mhBTen),amidn+dtn&a2Ot*acx(7o10u)n+t)0x{11*ixf=0( nT+o1)d*{ex2i_1f c(+(o!uT2/xn/-*10>tx+l2+cxh=1il;+dnx)o&2/d/h&e=tt_(pn!c:To0o//-duw>1enrw*_c2t/wchx-oi0.1ldu;xon)/)1c*t;cinx6o42.1ucleonfmtt+d/+5ap;t-a5//r7iLg9Cihs4ot8lNuet5nmof9ttdreLp4iegme.=h*ap3tMfAmBol(a[aTrTlit]ex(-;(><i2)nAlccetl[ha0i]}ise=l=ds1,0}A…Tc;[yoine2pu<-nT6ein=-yH>12tp)(]Te;v;enn[Co1-A-ti1o3m1d[u]nA)pHin-[/;in(tv-kL21]ene;]1reyais=A+)nef=[+(t-nm(k1Ta])eAT-p){y>nyA;r-p%c2eh…1iAld3e[2,1]3c,2e1oi20Vn0(u3e=bt×n4i{)n3t1a5)B0);,5b20A}{7,B(2ce[2a150,(l0)ds0cn(a20e,a)]×ie[13j1)1cnr2,a17Af2e0A4,i58g2jtB]b1u(B03}(a5r4,21[En)]06a1B;=07A51([}{0]b937S<A/3)56/HaL([06C0c,sT1b3)]uo[A.>81A0c5u,493]cBn<B0.]=taC5H[L8(0,A1De(4g]k/,Aa5>2EBef0,[)Fy,<]*4C[G)G]b[=2B1,,DHk)g+[]e>,I1AEJy,/[<(,81%C1c]-[8,a5bD1)]C>3C]B,D1<[D1]2Bd62,GFc3E>=41A,V5</1I5EdH475,Gf1231>01+0*J5,91<420G4+0e*30G241,7W1d+*787>13P031,4*9<1L74=41f=0+,515a24953>**/546,17<5+15=0g37413,2*0c5572>/4+517,5<6451*g524,0d+3>956,*5<0315f9+2,3e5W12>14P,12*<3L157g+=56,52f13053>105*693}64*1,{73+80217+9596510*77046873+1*71249264+*9503182+79012*176208590=*2092+8123169831731237*793}W2+531P352L5*0313173+s3T3125158*,21T2052=5,2…915W063…303P5,LTS Tini k1i(2i={a1b,2c,d…e…fg}S0)1,1k10in1i011k11k10n+1kk1Pn21>r+0ikm…00…11+1k0s1=0n11+n21K…ru…snkas1l ns,s=nk,nk a11a121a02K1)aru2s2kaa=2l203*:9(a1i+03/1jA2-03aB(3a131+Aa12=3B+42[…0+]3A…+a3aij1+n3inn149-+iH10-41au+jnfi84+fnm4+16a5B8n+58F1544):52=5706305306.986,2T76:0150,D811:00148110683171,F10ST6:06D413S024H515,1H12:007412101402H*1291u60+22f{f7m4*63a2+n58307*71836+21102*72306+722774*0674128+493}*()4+86*312=513219 5:13/5671(130+7822+6261+p03a1+341352+401143,41)p0=83,21a.8425,913,,p66331:121,0A1a24B13G,,CP4pJ9AD3KG21EHD12AFDaJ3GBH,EPaDHKBApGIBM3J2HEKIF1AJMCKCAEFCMFIIM
2015年山东省高考数学试卷(理 科)答案与解析
=( )
A. ﹣
a2
a2
5.(5分)(2015•山东)不等式|x﹣1|﹣|x﹣5|<2的解集是( )
A.(﹣∞,4) B.(﹣∞,1) C.(1,4) D.(1,5)
6.(5分)(2015•山东)已知x,y满足约束条件
,若z=ax+y的最大值为4,则a=( )
二、填空题(本大题共5小题,每小题5分,共25分)
11.(5分)(2015•山东)观察下列各式: C
=40;
C
+C
=41;
C
+C
+C
=42;
C
+C
+C
+C
=43;
…
照此规律,当n∈N*时,
C
+C
+C
+…+C = .
12.(5分)(2015•山东)若“∀x∈[0, ],tanx≤m”是真命题,则实数m的最小值为 . 13.(5分)(2015•山东)执行如图程序框图,输出的T的值为 .
2015年山东省高考数学试卷(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)
1.(5分)(2015•山东)已知集合A={x|x2﹣4x+3<0},B={x|2<x<
4},则A∩B=( )
A.(1,3) B.(1,4) C.(2,3) D.(2,4)
2.(5分)(2015•山东)若复数z满足
三、解答题
16.(12分)(2015•山东)设f(x)=sinxcosx﹣cos2(x+
). (Ⅰ)求f(x)的单调区间; (Ⅱ)在锐角△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,若f(
2015年普通高等学校招生全国统一考试理科数学(山东卷)(含答案全解析)
2015年普通高等学校招生全国统一考试山东理科数学本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分,共4页.满分150分.考试用时120分钟.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回.注意事项:1.答题前,考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、座号、考生号、县区和科类填写在答题卡和试卷规定的位置上.2.第Ⅰ卷每小题选出答案后,用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,再选涂其他答案标号.答案写在试卷上无效.3.第Ⅱ卷必须用0.5毫米黑色签字笔作答,答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应的位置,不能写在试卷上;如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新的答案;不能使用涂改液、胶带纸、修正带.不按以上要求作答的答案无效.4.填空题请直接填写答案,解答题应写出文字说明、证明过程或演算步骤.参考公式:如果事件A,B互斥,那么P(A+B)=P(A)+P(B).第Ⅰ卷(共50分)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.(2015山东,理1)已知集合A={x|x2-4x+3<0},B={x|2<x<4},则A∩B=()A.(1,3)B.(1,4)C.(2,3)D.(2,4)答案:C解析:A={x|x2-4x+3<0}={x|1<x<3},B={x|2<x<4},结合数轴,知A∩B={x|2<x<3}.2.(2015山东,理2)若复数z满足z=i,其中i为虚数单位,则z=()A.1-iB.1+iC.-1-iD.-1+i答案:A解析:∵z1−i=i,∴z=i(1-i)=i-i2=1+i.∴z=1-i.3.(2015山东,理3)要得到函数y=sin4x−π的图象,只需将函数y=sin 4x的图象()A.向左平移π个单位B.向右平移π个单位C.向左平移π个单位D.向右平移π3个单位答案:B解析:∵y=sin4x−π3=sin4 x−π12,∴只需将函数y=sin 4x的图象向右平移π12个单位即可.4.(2015山东,理4)已知菱形ABCD的边长为a,∠ABC=60°,则BD·CD=()A.-32a2 B.-34a2 C.34a2 D.32a2答案:D解析:如图设BA=a,BC=b.则BD·CD=(BA+BC)·BA=(a+b)·a=a2+a·b=a2+a·a·cos 60°=a2+1a2=3a2.5.(2015山东,理5)不等式|x-1|-|x-5|<2的解集是()A.(-∞,4)B.(-∞,1)C.(1,4)D.(1,5)答案:A解析:当x≤1时,不等式可化为(1-x)-(5-x)<2,即-4<2,满足题意;当1<x<5时,不等式可化为(x-1)-(5-x)<2,即2x-6<2,解得1<x<4; 当x≥5时,不等式可化为(x-1)-(x-5)<2,即4<2,不成立.故原不等式的解集为(-∞,4).6.(2015山东,理6)已知x,y满足约束条件x−y≥0,x+y≤2,y≥0.若z=ax+y的最大值为4,则a=()A.3B.2C.-2D.-3答案:B解析:由约束条件画出可行域,如图阴影部分所示.线性目标函数z=ax+y,即y=-ax+z.设直线l0:ax+y=0.当-a≥1,即a≤-1时,l0过O(0,0)时,z取得最大值,z max=0+0=0,不合题意;当0≤-a<1,即-1<a≤0时,l0过B(1,1)时,z取得最大值,z max=a+1=4,∴a=3(舍去);当-1<-a<0时,即0<a<1时,l0过B(1,1)时,z取得最大值,z max=2a+1=4,∴a=3(舍去);当-a≤-1,即a≥1时,l0过A(2,0)时,z取得最大值,z max=2a+0=4,∴a=2.综上,a=2符合题意.7.(2015山东,理7)在梯形ABCD中,∠ABC=π2,AD∥BC,BC=2AD=2AB=2.将梯形ABCD绕AD所在的直线旋转一周而形成的曲面所围成的几何体的体积为()A.2π3B.4π3C.5π3D.2π答案:C解析:由题意可得旋转体为一个圆柱挖掉一个圆锥.V圆柱=π×12×2=2π,V圆锥=13×π×12×1=π3.∴V几何体=V圆柱-V圆锥=2π-π=5π.8.(2015山东,理8)已知某批零件的长度误差(单位:毫米)服从正态分布N(0,32),从中随机取一件,其长度误差落在区间(3,6)内的概率为()(附:若随机变量ξ服从正态分布N(μ,σ2),则P(μ-σ<ξ<μ+σ)=68.26%,P(μ-2σ<ξ<μ+2σ)=95.44%.)A.4.56%B.13.59%C.27.18%D.31.74%答案:B解析:由正态分布N(0,32)可知,ξ落在(3,6)内的概率为P(μ−2σ<ξ<μ+2σ)−P(μ−σ<ξ<μ+σ)=95.44%−68.26%2=13.59%.9.(2015山东,理9)一条光线从点(-2,-3)射出,经y轴反射后与圆(x+3)2+(y-2)2=1相切,则反射光线所在直线的斜率为()A.-53或-35B.-32或-23C.-5或-4D.-4或-3答案:D解析:如图,作出点P(-2,-3)关于y轴的对称点P0(2,-3).由题意知反射光线与圆相切,其反向延长线过点P0.故设反射光线为y=k(x-2)-3,即kx-y-2k-3=0.∴圆心到直线的距离d=1+k=1,解得k=-4或k=-3.10.(2015山东,理10)设函数f (x )= 3x −1,x <1,2x ,x ≥1.则满足f (f (a ))=2f (a )的a 的取值范围是( )A. 23,1 B.[0,1]C. 2,+∞ D.[1,+∞)答案:C解析:当a=2时,f (2)=4,f (f (2))=f (4)=24,显然f (f (2))=2f (2),故排除A,B .当a=2时,f 2 =3×2-1=1,f f 2 =f (1)=21=2. 显然f f 2 =2f 23 .故排除D . 综上,选C .第Ⅱ卷(共100分)二、填空题:本大题共5小题,每小题5分,共25分. 11.(2015山东,理11)观察下列各式: C 10=40; C 30+C 31=41; C 50+C 51+C 52=42; C 70+C 71+C 72+C 73=43; ……照此规律,当n ∈N *时,C 2n−10+C 2n−11+C 2n−12+…+C 2n−1n−1= . 答案:4n-1解析:观察各式有如下规律:等号左侧第n 个式子有n 项,且上标分别为0,1,2,…,n-1,第n 行每项的下标均为2n-1.等号右侧指数规律为0,1,2,…,n-1.所以第n 个式子为C 2n−10+C 2n−11+C 2n−12+…+C 2n−1n−1=4n-1. 12.(2015山东,理12)若“∀x ∈ 0,π4,tan x ≤m ”是真命题,则实数m 的最小值为 . 答案:1解析:由题意知m ≥(tan x )max .∵x ∈ 0,π,∴tan x ∈[0,1], ∴m ≥1.故m 的最小值为1.13.(2015山东,理13)执行下边的程序框图,输出的T 的值为 .答案:11解析:初始n=1,T=1.又 10x n d x=1n +1x n+1|01=1n +1, ∵n=1<3,∴T=1+1=3,n=1+1=2; ∵n=2<3,∴T=32+12+1=116,n=2+1=3; ∵n=3,不满足“n<3”,执行“否”,∴输出T=11.14.(2015山东,理14)已知函数f (x )=a x +b (a>0,a ≠1)的定义域和值域都是[-1,0],则a+b= . 答案:-3解析:f (x )=a x +b 是单调函数,当a>1时,f (x )是增函数,∴ a −1+b =−1,a 0+b =0,无解.当0<a<1时,f (x )是减函数,∴ a −1+b =0,a 0+b =−1,∴ a =12,b =−2. 综上,a+b=1+(-2)=-3.15.(2015山东,理15)平面直角坐标系xOy 中,双曲线C 1:x 2a 2−y 2b2=1(a>0,b>0)的渐近线与抛物线C 2:x 2=2py (p>0)交于点O ,A ,B.若△OAB 的垂心为C 2的焦点,则C 1的离心率为 .答案:3解析:双曲线的渐近线为y=±ba x.由y =ba x ,x 2=2py ,得A 2bp a ,2b 2p a 2.由 y =−b a x ,x 2=2py ,得B −2bp a ,2b 2p a2 .∵F 0,p为△OAB 的垂心,∴k AF ·k OB =-1.即2b 2p a 2−p 22bpa−0· −b a =-1,解得b 2a2=54,∴c 2a 2=94,即可得e=32.三、解答题:本大题共6小题,共75分.16.(本小题满分12分)(2015山东,理16)设f (x )=sin x cos x-cos 2 x +π4. (1)求f (x )的单调区间;(2)在锐角△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c.若f A 2=0,a=1,求△ABC 面积的最大值.解:(1)由题意知f (x )=sin2x −1+cos 2x +π2 =sin2x −1−sin2x =sin 2x-1.由-π2+2k π≤2x ≤π2+2k π,k ∈Z ,可得-π4+k π≤x ≤π4+k π,k ∈Z ; 由π+2k π≤2x ≤3π+2k π,k ∈Z ,可得π+k π≤x ≤3π+k π,k ∈Z .所以f (x )的单调递增区间是 −π+kπ,π+kπ (k ∈Z );单调递减区间是 π+kπ,3π+kπ (k ∈Z ).(2)由f A 2 =sin A-12=0,得sin A=12,由题意知A 为锐角,所以cos A= 32.由余弦定理a 2=b 2+c 2-2bc cos A , 可得1+ 3bc=b 2+c 2≥2bc ,即bc ≤2+ 3,且当b=c 时等号成立. 因此12bc sin A ≤2+ 34. 所以△ABC 面积的最大值为2+ 3. 17.(本小题满分12分)(2015山东,理17)如图,在三棱台DEF-ABC 中,AB=2DE ,G ,H 分别为AC ,BC 的中点.(1)求证:BD ∥平面FGH ;(2)若CF ⊥平面ABC ,AB ⊥BC ,CF=DE ,∠BAC=45°,求平面FGH 与平面ACFD 所成的角(锐角)的大小.(1)证法一:连接DG,CD,设CD∩GF=O,连接OH.在三棱台DEF-ABC中,AB=2DE,G为AC的中点,可得DF∥GC,DF=GC,所以四边形DFCG为平行四边形.则O为CD的中点,又H为BC的中点,所以OH∥BD,又OH⊂平面FGH,BD⊄平面FGH,所以BD∥平面FGH.证法二:在三棱台DEF-ABC中,由BC=2EF,H为BC的中点,可得BH∥EF,BH=EF,所以四边形BHFE为平行四边形.可得BE∥HF.在△ABC中,G为AC的中点,H为BC的中点,所以GH∥AB.又GH∩HF=H,所以平面FGH∥平面ABED.因为BD⊂平面ABED,所以BD∥平面FGH.(2)解法一:设AB=2,则CF=1.在三棱台DEF-ABC中,G为AC的中点,由DF=1AC=GC,可得四边形DGCF为平行四边形,因此DG∥FC.又FC⊥平面ABC,所以DG⊥平面ABC.在△ABC中,由AB⊥BC,∠BAC=45°,G是AC中点,所以AB=BC,GB⊥GC,因此GB,GC,GD两两垂直.以G为坐标原点,建立如图所示的空间直角坐标系G-xyz.所以G(0,0,0),B(2,0,0),C(0,2,0),D(0,0,1).可得H2,2,0,F(0,2,1),故GH=2,2,0,GF=(0,.设n=(x,y,z)是平面FGH的一个法向量,则由n·GH=0,n·GF=0,可得x+y=0,2y+z=0.可得平面FGH的一个法向量n=(1,-1,2).因为GB是平面ACFD的一个法向量,GB=(2,0,0),所以cos<GB,n>=GB·n|GB|·|n|=222=12.所以平面FGH与平面ACFD所成角(锐角)的大小为60°.解法二:作HM⊥AC于点M,作MN⊥GF于点N,连接NH.由FC⊥平面ABC,得HM⊥FC,又FC∩AC=C,所以HM⊥平面ACFD.因此GF⊥NH,所以∠MNH即为所求的角.在△BGC中,MH∥BG,MH=1BG=2,由△GNM ∽△GCF ,可得MN FC=GMGF,从而MN= 66.由HM ⊥平面ACFD ,MN ⊂平面ACFD ,得HM ⊥MN ,因此tan ∠MNH=HM = 3,所以∠MNH=60°.所以平面FGH 与平面ACFD 所成角(锐角)的大小为60°.18.(本小题满分12分)(2015山东,理18)设数列{a n }的前n 项和为S n .已知2S n =3n +3. (1)求{a n }的通项公式;(2)若数列{b n }满足a n b n =log 3a n ,求{b n }的前n 项和T n . 解:(1)因为2S n =3n +3,所以2a 1=3+3,故a 1=3, 当n>1时,2S n-1=3n-1+3,此时2a n =2S n -2S n-1=3n -3n-1=2×3n-1,即a n =3n-1,所以a n = 3,n =1,3n−1,n >1.(2)因为a n b n =log 3a n ,所以b 1=13,当n>1时,b n =31-n log 33n-1=(n-1)·31-n . 所以T 1=b 1=1;当n>1时,T n =b 1+b 2+b 3+…+b n =13+(1×3-1+2×3-2+…+(n-1)×31-n ), 所以3T n =1+(1×30+2×3-1+…+(n-1)×32-n ),两式相减,得2T n =2+(30+3-1+3-2+…+32-n )-(n-1)×31-n =2+1−31−n 1−3−1-(n-1)×31-n =13−6n +3n, 所以T n =13−6n +3n.经检验,n=1时也适合. 综上可得T n =1312−6n +34×3n. 19.(本小题满分12分)(2015山东,理19)若n 是一个三位正整数,且n 的个位数字大于十位数字,十位数字大于百位数字,则称n 为“三位递增数”(如137,359,567等).在某次数学趣味活动中,每位参加者需从所有的“三位递增数”中随机抽取1个数,且只能抽取一次.得分规则如下:若抽取的“三位递增数”的三个数字之积不能被5整除,参加者得0分;若能被5整除,但不能被10整除,得-1分;若能被10整除,得1分.(1)写出所有个位数字是5的“三位递增数”;(2)若甲参加活动,求甲得分X 的分布列和数学期望EX.解:(1)个位数是5的“三位递增数”有125,135,145,235,245,345;(2)由题意知,全部“三位递增数”的个数为C 93=84,随机变量X 的取值为:0,-1,1,因此P (X=0)=C 83C 93=23,P (X=-1)=C 42C 93=114,P (X=1)=1-114−23=1142. 所以X 的分布列为则EX=0×23+(-1)×114+1×1142=421. 20.(本小题满分13分)(2015山东,理20)平面直角坐标系xOy 中,已知椭圆C :x 22+y 2b2=1(a>b>0)的离心率为3,左、右焦点分别是F 1,F 2.以F 1为圆心以3为半径的圆与以F 2为圆心以1为半径的圆相交,且交点在椭圆C 上. (1)求椭圆C 的方程; (2)设椭圆E :x 24a 2+y 24b2=1,P为椭圆C 上任意一点.过点P 的直线y=kx+m 交椭圆E 于A ,B 两点,射线PO 交椭圆E于点Q.①求|OQ ||OP |的值;②求△ABQ 面积的最大值. 解:(1)由题意知2a=4,则a=2.又c =3,a 2-c 2=b 2,可得b=1,所以椭圆C 的方程为x 2+y 2=1.(2)由(1)知椭圆E 的方程为x 2+y 2=1. ①设P (x 0,y 0),|OQ |=λ,由题意知Q (-λx 0,-λy 0).因为x 02+y 02=1,又(−λx 0)2+(−λy 0)2=1, 即λ24 x 024+y 02 =1,所以λ=2,即|OQ ||OP |=2. ②设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),将y=kx+m 代入椭圆E 的方程, 可得(1+4k 2)x 2+8kmx+4m 2-16=0, 由Δ>0,可得m 2<4+16k 2. ①则有x 1+x 2=-8km 1+4k2,x 1x 2=4m 2−161+4k2.所以|x 1-x 2|=4 16k 2+4−m 21+4k2.因为直线y=kx+m 与y 轴交点的坐标为(0,m ), 所以△OAB 的面积S=12|m||x 1-x 2|=2 16k 2+4−m 2|m |1+4k2=2 (16k 2+4−m 2)m 21+4k2=2 4−m 1+4k2m 1+4k2.设m 21+4k2=t.将y=kx+m 代入椭圆C 的方程,可得(1+4k 2)x 2+8kmx+4m 2-4=0, 由Δ≥0,可得m 2≤1+4k 2. ②由①②可知0<t ≤1,因此S=2 (4−t )t =22+4t . 故S ≤2 ,当且仅当t=1,即m 2=1+4k 2时取得最大值2 3. 由①知,△ABQ 面积为3S ,所以△ABQ 面积的最大值为6 3.21.(本小题满分14分)(2015山东,理21)设函数f (x )=ln(x+1)+a (x 2-x ),其中a ∈R . (1)讨论函数f (x )极值点的个数,并说明理由; (2)若∀x>0,f (x )≥0成立,求a 的取值范围. 解:(1)由题意知函数f (x )的定义域为(-1,+∞),f'(x )=1+a (2x-1)=2ax 2+ax−a +1. 令g (x )=2ax 2+ax-a+1,x ∈(-1,+∞).当a=0时,g (x )=1,此时f'(x )>0,函数f (x )在(-1,+∞)单调递增,无极值点; 当a>0时,Δ=a 2-8a (1-a )=a (9a-8).①当0<a ≤8时,Δ≤0,g (x )≥0,f'(x )≥0,函数f (x )在(-1,+∞)单调递增,无极值点;②当a>89时,Δ>0,设方程2ax 2+ax-a+1=0的两根为x 1,x 2(x 1<x 2), 因为x 1+x 2=-1,所以x 1<-1,x 2>-1. 由g (-1)=1>0,可得-1<x 1<-1.所以当x ∈(-1,x 1)时,g (x )>0,f'(x )>0,函数f (x )单调递增, 当x ∈(x 1,x 2)时,g (x )<0,f'(x )<0,函数f (x )单调递减, 当x ∈(x 2,+∞)时,g (x )>0,f'(x )>0,函数f (x )单调递增. 因此函数有两个极值点. 当a<0时,Δ>0,由g (-1)=1>0,可得x 1<-1.当x ∈(-1,x 2)时,g (x )>0,f'(x )>0,函数f (x )单调递增; 当x ∈(x 2,+∞)时,g (x )<0,f'(x )<0,函数f (x )单调递减; 所以函数有一个极值点.综上所述,当a<0时,函数f (x )有一个极值点; 当0≤a ≤8时,函数f (x )无极值点; 当a>89时,函数f (x )有两个极值点. (2)由(1)知,①当0≤a ≤8时,函数f (x )在(0,+∞)上单调递增, 因为f (0)=0,所以x ∈(0,+∞)时,f (x )>0,符合题意;②当8<a ≤1时,由g (0)≥0,得x 2≤0,所以函数f (x )在(0,+∞)上单调递增.又f (0)=0,所以x ∈(0,+∞)时,f (x )>0,符合题意; ③当a>1时,由g (0)<0,可得x 2>0. 所以x ∈(0,x 2)时,函数f (x )单调递减;因为f (0)=0,所以x ∈(0,x 2)时,f (x )<0,不合题意; ④当a<0时,设h (x )=x-ln(x+1). 因为x ∈(0,+∞)时,h'(x )=1-1=x>0, 所以h (x )在(0,+∞)上单调递增. 因此当x ∈(0,+∞)时,h (x )>h (0)=0, 即ln(x+1)<x.可得f (x )<x+a (x 2-x )=ax 2+(1-a )x , 当x>1-1a时,ax 2+(1-a )x<0, 此时f (x )<0,不合题意.综上所述,a 的取值范围是[0,1].。
2015年高考真题——理科数学(山东卷)含答案
绝密★启用前2015年普通高等学校招生全国统一考试(山东卷)理科数学本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分,共4页。
满分150分。
考试用时120分钟。
考试结束后,将将本试卷和答题卡一并交回。
注意事项: 1.答卷前,考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、座号、考生号县区和科类填写在答题卡和试卷规定的位置上。
2.第Ⅰ卷每小题选出答案后,用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,在选涂其他答案标号。
答案卸载试卷上无效。
3. 第Ⅱ卷必须用0.5毫米黑色签字笔作答,答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应的位置,不能写在试卷上;如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新的答案;不能使用涂改液、胶带纸、修正带。
不按以上要求作答的答案无效。
4.填空题直接填写答案,解答题应写出文字说明、证明过程或演算步骤. 参考公式: 如果事件A,B 互斥,那么P(A+B)=P(A)+P(B).第Ⅰ卷(共50分)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,只有一项是符合要求的(1) 已知集合A={X|X ²-4X+3<0},B={X|2<X<4},则A B=(A )(1,3) (B )(1,4) (C )(2,3) (D )(2,4) (2)若复数Z 满足1Zi i=-,其中i 为虚数为单位,则Z= (A )1-i (B )1+i (C )-1-i (D )-1+i (3)要得到函数y=sin (4x-3π)的图像,只需要将函数y=sin4x 的图像() (A )向左平移12π个单位 (B )向右平移12π个单位 (C )向左平移3π个单位 (D )向右平移3π个单位 (4)已知ABCD 的边长为a ,∠ABC=60o ,则.=(A )- (B )- (C ) (D )(5)不等式|X-1|-|X-5|<2的解集是(A)(-,4)(B)(-,1)(C)(1,4)(D)(1,5)(6)已知x,y满足约束条件,若z=ax+y的最大值为4,则a=(A)3 (B)2 (C)-2 (D)-3(7)在梯形ABCD中,∠ABC=,AD//BC,BC=2AD=2AB=2.将梯形ABCD绕AD 所在的直线旋转一周而形成的曲面所围成的几何体的体积为(A)(B)(C)(D)2(8)已知某批零件的长度误差(单位:毫米)服从正态分布N(0,3),从中随机取一件,其长度误差落在区间(3,6)内的概率为(附:若随机变量ξ服从正态分布N(μ,σ²)),则P(μ-σ<ξ<μ+σ)=68.26%,P(μ-2σ<ξ<μ+2σ)=95.44%.)(A)4.56% (B)13.59% (C)27.18% (D)31.74%(9)一条光纤从点(-2,-3)射出,经y轴反射后与圆相切,则反射光线所在直线的斜率为()(A)或(B或(C)或(D)或(10)设函数f(x)=,则满足f(f(a))=的a取值范围是()(A)[,1] (B)[0,1](C)[(D)[1,+第Ⅱ卷(共100分)二、填空题:本大题共5小题,每小题5分,共25分。
2015年山东省高考数学试卷(理科)及答案
2015年山东省高考数学试卷(理科)一、选择题(本大题共10小题,每小题5分,共50分)1.(5分)已知集合A={x|x2﹣4x+3<0},B={x|2<x<4},则A∩B=()A.(1,3) B.(1,4) C.(2,3) D.(2,4)2.(5分)若复数z满足=i,其中i为虚数单位,则z=()A.1﹣i B.1+i C.﹣1﹣i D.﹣1+i3.(5分)要得到函数y=sin(4x﹣)的图象,只需将函数y=sin4x的图象()A.向左平移单位B.向右平移单位C.向左平移单位D.向右平移单位4.(5分)已知菱形ABCD的边长为a,∠ABC=60°,则=()A.﹣a2B.﹣a2C.a2 D.a25.(5分)不等式|x﹣1|﹣|x﹣5|<2的解集是()A.(﹣∞,4)B.(﹣∞,1)C.(1,4) D.(1,5)6.(5分)已知x,y满足约束条件,若z=ax+y的最大值为4,则a=()A.3 B.2 C.﹣2 D.﹣37.(5分)在梯形ABCD中,∠ABC=,AD∥BC,BC=2AD=2AB=2,将梯形ABCD 绕AD所在的直线旋转一周而形成的曲面所围成的几何体的体积为()A. B. C. D.2π8.(5分)已知某批零件的长度误差(单位:毫米)服从正态分布N(0,32),从中随机抽取一件,其长度误差落在区间(3,6)内的概率为()(附:若随机变量ξ服从正态分布N(μ,σ2),则P(μ﹣σ<ξ<μ+σ)=68.26%,P(μ﹣2σ<ξ<μ+2σ)=95.44%)A.4.56% B.13.59% C.27.18% D.31.74%9.(5分)一条光线从点(﹣2,﹣3)射出,经y轴反射后与圆(x+3)2+(y﹣2)2=1相切,则反射光线所在直线的斜率为()A.﹣或﹣B.﹣或﹣C.﹣或﹣D.﹣或﹣10.(5分)设函数f(x)=,则满足f(f(a))=2f(a)的a的取值范围是()A.[,1]B.[0,1]C.[,+∞)D.[1,+∞)二、填空题(本大题共5小题,每小题5分,共25分)11.(5分)观察下列各式:C=40;C+C=41;C+C+C=42;C+C+C+C=43;…照此规律,当n∈N*时,C+C+C+…+C=.12.(5分)若“∀x∈[0,],tanx≤m”是真命题,则实数m的最小值为.13.(5分)执行如图程序框图,输出的T的值为.14.(5分)已知函数f(x)=a x+b(a>0,a≠1)的定义域和值域都是[﹣1,0],则a+b=.15.(5分)平面直角坐标系xOy中,双曲线C1:﹣=1(a>0,b>0)的渐近线与抛物线C2:x2=2py(p>0)交于点O,A,B,若△OAB的垂心为C2的焦点,则C1的离心率为.三、解答题16.(12分)设f(x)=sinxcosx﹣cos2(x+).(Ⅰ)求f(x)的单调区间;(Ⅱ)在锐角△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,若f()=0,a=1,求△ABC面积的最大值.17.(12分)如图,在三棱台DEF﹣ABC中,AB=2DE,G,H分别为AC,BC的中点.(Ⅰ)求证:BD∥平面FGH;(Ⅱ)若CF⊥平面ABC,AB⊥BC,CF=DE,∠BAC=45°,求平面FGH与平面ACFD 所成的角(锐角)的大小.18.(12分)设数列{a n}的前n项和为S n,已知2S n=3n+3.(Ⅰ)求{a n}的通项公式;(Ⅱ)若数列{b n},满足a n b n=log3a n,求{b n}的前n项和T n.19.(12分)若n是一个三位正整数,且n的个位数字大于十位数字,十位数字大于百位数字,则称n为“三位递增数”(如137,359,567等).在某次数学趣味活动中,每位参加者需从所有的“三位递增数”中随机抽取1个数,且只能抽取一次,得分规则如下:若抽取的“三位递增数”的三个数字之积不能被5整除,参加者得0分,若能被5整除,但不能被10整除,得﹣1分,若能被10整除,得1分.(Ⅰ)写出所有个位数字是5的“三位递增数”;(Ⅱ)若甲参加活动,求甲得分X的分布列和数学期望EX.20.(13分)平面直角坐标系xOy中,已知椭圆C:+=1(a>b>0)的离心率为,左、右焦点分别是F1,F2,以F1为圆心以3为半径的圆与以F2为圆心以1为半径的圆相交,且交点在椭圆C上.(Ⅰ)求椭圆C的方程;(Ⅱ)设椭圆E:+=1,P为椭圆C上任意一点,过点P的直线y=kx+m 交椭圆E于A,B两点,射线PO交椭圆E于点Q.(i)求||的值;(ii)求△ABQ面积的最大值.21.(14分)设函数f(x)=ln(x+1)+a(x2﹣x),其中a∈R,(Ⅰ)讨论函数f(x)极值点的个数,并说明理由;(Ⅱ)若∀x>0,f(x)≥0成立,求a的取值范围.2015年山东省高考数学试卷(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)1.(5分)(2015•山东)已知集合A={x|x2﹣4x+3<0},B={x|2<x<4},则A∩B=()A.(1,3) B.(1,4) C.(2,3) D.(2,4)【分析】求出集合A,然后求出两个集合的交集.【解答】解:集合A={x|x2﹣4x+3<0}={x|1<x<3},B={x|2<x<4},则A∩B={x|2<x<3}=(2,3).故选:C.2.(5分)(2015•山东)若复数z满足=i,其中i为虚数单位,则z=()A.1﹣i B.1+i C.﹣1﹣i D.﹣1+i【分析】直接利用复数的乘除运算法则化简求解即可.【解答】解:=i,则=i(1﹣i)=1+i,可得z=1﹣i.故选:A.3.(5分)(2015•山东)要得到函数y=sin(4x﹣)的图象,只需将函数y=sin4x 的图象()A.向左平移单位B.向右平移单位C.向左平移单位D.向右平移单位【分析】直接利用三角函数的平移原则推出结果即可.【解答】解:因为函数y=sin(4x﹣)=sin[4(x﹣)],要得到函数y=sin(4x﹣)的图象,只需将函数y=sin4x的图象向右平移单位.故选:B.4.(5分)(2015•山东)已知菱形ABCD的边长为a,∠ABC=60°,则=()A.﹣a2B.﹣a2C.a2 D.a2【分析】由已知可求,,根据=()•=代入可求【解答】解:∵菱形ABCD的边长为a,∠ABC=60°,∴=a2,=a×a×cos60°=,则=()•==故选:D5.(5分)(2015•山东)不等式|x﹣1|﹣|x﹣5|<2的解集是()A.(﹣∞,4)B.(﹣∞,1)C.(1,4) D.(1,5)【分析】运用零点分区间,求出零点为1,5,讨论①当x<1,②当1≤x≤5,③当x>5,分别去掉绝对值,解不等式,最后求并集即可.【解答】解:①当x<1,不等式即为﹣x+1+x﹣5<2,即﹣4<2成立,故x<1;②当1≤x≤5,不等式即为x﹣1+x﹣5<2,得x<4,故1≤x<4;③当x>5,x﹣1﹣x+5<2,即4<2不成立,故x∈∅.综上知解集为(﹣∞,4).故选A.6.(5分)(2015•山东)已知x,y满足约束条件,若z=ax+y的最大值为4,则a=()A.3 B.2 C.﹣2 D.﹣3【分析】作出不等式组对应的平面区域,利用目标函数的几何意义,利用数形结合确定z的最大值.【解答】解:作出不等式组对应的平面区域如图:(阴影部分).则A(2,0),B(1,1),若z=ax+y过A时取得最大值为4,则2a=4,解得a=2,此时,目标函数为z=2x+y,即y=﹣2x+z,平移直线y=﹣2x+z,当直线经过A(2,0)时,截距最大,此时z最大为4,满足条件,若z=ax+y过B时取得最大值为4,则a+1=4,解得a=3,此时,目标函数为z=3x+y,即y=﹣3x+z,平移直线y=﹣3x+z,当直线经过A(2,0)时,截距最大,此时z最大为6,不满足条件,故a=2,故选:B7.(5分)(2015•山东)在梯形ABCD中,∠ABC=,AD∥BC,BC=2AD=2AB=2,将梯形ABCD绕AD所在的直线旋转一周而形成的曲面所围成的几何体的体积为()A. B. C. D.2π【分析】画出几何体的直观图,利用已知条件,求解几何体的体积即可.【解答】解:由题意可知几何体的直观图如图:旋转体是底面半径为1,高为2的圆柱,挖去一个相同底面高为1的倒圆锥,几何体的体积为:=.故选:C.8.(5分)(2015•山东)已知某批零件的长度误差(单位:毫米)服从正态分布N(0,32),从中随机抽取一件,其长度误差落在区间(3,6)内的概率为()(附:若随机变量ξ服从正态分布N(μ,σ2),则P(μ﹣σ<ξ<μ+σ)=68.26%,P(μ﹣2σ<ξ<μ+2σ)=95.44%)A.4.56% B.13.59% C.27.18% D.31.74%【分析】由题意P(﹣3<ξ<3)=68.26%,P(﹣6<ξ<6)=95.44%,可得P(3<ξ<6)=(95.44%﹣68.26%),即可得出结论.【解答】解:由题意P(﹣3<ξ<3)=68.26%,P(﹣6<ξ<6)=95.44%,所以P(3<ξ<6)=(95.44%﹣68.26%)=13.59%.故选:B.9.(5分)(2015•山东)一条光线从点(﹣2,﹣3)射出,经y轴反射后与圆(x+3)2+(y﹣2)2=1相切,则反射光线所在直线的斜率为()A.﹣或﹣B.﹣或﹣C.﹣或﹣D.﹣或﹣【分析】点A(﹣2,﹣3)关于y轴的对称点为A′(2,﹣3),可设反射光线所在直线的方程为:y+3=k(x﹣2),利用直线与圆相切的性质即可得出.【解答】解:点A(﹣2,﹣3)关于y轴的对称点为A′(2,﹣3),故可设反射光线所在直线的方程为:y+3=k(x﹣2),化为kx﹣y﹣2k﹣3=0.∵反射光线与圆(x+3)2+(y﹣2)2=1相切,∴圆心(﹣3,2)到直线的距离d==1,化为24k2+50k+24=0,∴k=或﹣.故选:D.10.(5分)(2015•山东)设函数f(x)=,则满足f(f(a))=2f (a)的a的取值范围是()A.[,1]B.[0,1]C.[,+∞)D.[1,+∞)【分析】令f(a)=t,则f(t)=2t,讨论t<1,运用导数判断单调性,进而得到方程无解,讨论t≥1时,以及a<1,a≥1,由分段函数的解析式,解不等式即可得到所求范围.【解答】解:令f(a)=t,则f(t)=2t,当t<1时,3t﹣1=2t,由g(t)=3t﹣1﹣2t的导数为g′(t)=3﹣2t ln2,在t<1时,g′(t)>0,g(t)在(﹣∞,1)递增,即有g(t)<g(1)=0,则方程3t﹣1=2t无解;当t≥1时,2t=2t成立,由f(a)≥1,即3a﹣1≥1,解得a≥,且a<1;或a≥1,2a≥1解得a≥0,即为a≥1.综上可得a的范围是a≥.故选C.二、填空题(本大题共5小题,每小题5分,共25分)11.(5分)(2015•山东)观察下列各式:C=40;C+C=41;C+C+C=42;C+C+C+C=43;…照此规律,当n∈N*时,C+C+C+…+C=4n﹣1.【分析】仔细观察已知条件,找出规律,即可得到结果.【解答】解:因为C=40;C+C=41;C+C+C=42;C+C+C+C=43;…照此规律,可以看出等式左侧最后一项,组合数的上标与等式右侧的幂指数相同,可得:当n∈N*时,C+C+C+…+C=4n﹣1;故答案为:4n﹣1.12.(5分)(2015•山东)若“∀x∈[0,],tanx≤m”是真命题,则实数m的最小值为1.【分析】求出正切函数的最大值,即可得到m的范围.【解答】解:“∀x∈[0,],tanx≤m”是真命题,可得tanx≤1,所以,m≥1,实数m的最小值为:1.故答案为:1.13.(5分)(2015•山东)执行如图程序框图,输出的T的值为.【分析】模拟执行程序框图,依次写出每次循环得到的n,T的值,当n=3时不满足条件n<3,退出循环,输出T的值为.【解答】解:模拟执行程序框图,可得n=1,T=1满足条件n<3,T=1+xdx,n=2满足条件n<3,T=1+xdx+x2dx=1+=,n=3不满足条件n<3,退出循环,输出T的值为.故答案为:14.(5分)(2015•山东)已知函数f(x)=a x+b(a>0,a≠1)的定义域和值域都是[﹣1,0],则a+b=.【分析】对a进行分类讨论,分别题意和指数函数的单调性列出方程组,解得答案.【解答】解:当a>1时,函数f(x)=a x+b在定义域上是增函数,所以,解得b=﹣1,=0不符合题意舍去;当0<a<1时,函数f(x)=a x+b在定义域上是减函数,所以,解得b=﹣2,a=,综上a+b=,故答案为:15.(5分)(2015•山东)平面直角坐标系xOy中,双曲线C1:﹣=1(a>0,b>0)的渐近线与抛物线C2:x2=2py(p>0)交于点O,A,B,若△OAB的垂心为C2的焦点,则C1的离心率为.【分析】求出A的坐标,可得=,利用△OAB的垂心为C 2的焦点,可得×(﹣)=﹣1,由此可求C1的离心率.【解答】解:双曲线C1:﹣=1(a>0,b>0)的渐近线方程为y=±x,与抛物线C2:x2=2py联立,可得x=0或x=±,取A(,),设垂心H(0,),则k AH==,∵△OAB的垂心为C2的焦点,∴×(﹣)=﹣1,∴5a2=4b2,∴5a2=4(c2﹣a2)∴e==.故答案为:.三、解答题16.(12分)(2015•山东)设f(x)=sinxcosx﹣cos2(x+).(Ⅰ)求f(x)的单调区间;(Ⅱ)在锐角△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,若f()=0,a=1,求△ABC面积的最大值.【分析】(Ⅰ)由三角函数恒等变换化简解析式可得f(x)=sin2x﹣,由2k≤2x≤2k,k∈Z可解得f(x)的单调递增区间,由2k≤2x≤2k,k∈Z可解得单调递减区间.(Ⅱ)由f()=sinA﹣=0,可得sinA,cosA,由余弦定理可得:bc,且当b=c时等号成立,从而可求bcsinA≤,从而得解.【解答】解:(Ⅰ)由题意可知,f(x)=sin2x﹣=sin2x﹣=sin2x﹣由2k≤2x≤2k,k∈Z可解得:k≤x≤k,k∈Z;由2k≤2x≤2k,k∈Z可解得:k≤x≤k,k∈Z;所以f(x)的单调递增区间是[k,k],(k∈Z);单调递减区间是:[k,k],(k∈Z);(Ⅱ)由f()=sinA﹣=0,可得sinA=,由题意知A为锐角,所以cosA=,由余弦定理a2=b2+c2﹣2bccosA,可得:1+bc=b2+c2≥2bc,即bc,且当b=c时等号成立.因此S=bcsinA≤,所以△ABC面积的最大值为.17.(12分)(2015•山东)如图,在三棱台DEF﹣ABC中,AB=2DE,G,H分别为AC,BC的中点.(Ⅰ)求证:BD∥平面FGH;(Ⅱ)若CF⊥平面ABC,AB⊥BC,CF=DE,∠BAC=45°,求平面FGH与平面ACFD 所成的角(锐角)的大小.【分析】(Ⅰ)根据AB=2DE便可得到BC=2EF,从而可以得出四边形EFHB为平行四边形,从而得到BE∥HF,便有BE∥平面FGH,再证明DE∥平面FGH,从而得到平面BDE∥平面FGH,从而BD∥平面FGH;(Ⅱ)连接HE,根据条件能够说明HC,HG,HE三直线两两垂直,从而分别以这三直线为x,y,z轴,建立空间直角坐标系,然后求出一些点的坐标.连接BG,可说明为平面ACFD的一条法向量,设平面FGH的法向量为,根据即可求出法向量,设平面FGH与平面ACFD所成的角为θ,根据cosθ=即可求出平面FGH与平面ACFD所成的角的大小.【解答】解:(Ⅰ)证明:根据已知条件,DF∥AC,EF∥BC,DE∥AB;△DEF∽△ABC,又AB=2DE,∴BC=2EF=2BH,∴四边形EFHB为平行四边形;∴BE∥HF,HF⊂平面FGH,BE⊄平面FGH;∴BE∥平面FGH;同样,因为GH为△ABC中位线,∴GH∥AB;又DE∥AB;∴DE∥GH;∴DE∥平面FGH,DE∩BE=E;∴平面BDE∥平面FGH,BD⊂平面BDE;∴BD∥平面FGH;(Ⅱ)连接HE,则HE∥CF;∵CF⊥平面ABC;∴HE⊥平面ABC,并且HG⊥HC;∴HC,HG,HE三直线两两垂直,分别以这三直线为x,y,z轴,建立如图所示空间直角坐标系,设HC=1,则:H(0,0,0),G(0,1,0),F(1,0,1),B(﹣1,0,0);连接BG,根据已知条件BA=BC,G为AC中点;∴BG⊥AC;又CF⊥平面ABC,BG⊂平面ABC;∴BG⊥CF,AC∩CF=C;∴BG⊥平面ACFD;∴向量为平面ACFD的法向量;设平面FGH的法向量为,则:,取z=1,则:;设平面FGH和平面ACFD所成的锐二面角为θ,则:cosθ=|cos|=;∴平面FGH与平面ACFD所成的角为60°.18.(12分)(2015•山东)设数列{a n}的前n项和为S n,已知2S n=3n+3.(Ⅰ)求{a n}的通项公式;(Ⅱ)若数列{b n},满足a n b n=log3a n,求{b n}的前n项和T n.【分析】(Ⅰ)利用2S n=3n+3,可求得a1=3;当n>1时,2S n﹣1=3n﹣1+3,两式相减2a n=2S n﹣2S n﹣1,可求得a n=3n﹣1,从而可得{a n}的通项公式;(Ⅱ)依题意,a n b n=log3a n,可得b1=,当n>1时,b n=31﹣n•log33n﹣1=(n﹣1)×31﹣n,于是可求得T1=b1=;当n>1时,T n=b1+b2+…+b n=+(1×3﹣1+2×3﹣2+…+(n﹣1)×31﹣n),利用错位相减法可求得{b n}的前n项和T n.【解答】解:(Ⅰ)因为2S n=3n+3,所以2a1=31+3=6,故a1=3,=3n﹣1+3,当n>1时,2S n﹣1此时,2a n=2S n﹣2S n﹣1=3n﹣3n﹣1=2×3n﹣1,即a n=3n﹣1,所以a n=.(Ⅱ)因为a n b n=log3a n,所以b1=,当n>1时,b n=31﹣n•log33n﹣1=(n﹣1)×31﹣n,所以T1=b1=;当n>1时,T n=b1+b2+…+b n=+(1×3﹣1+2×3﹣2+…+(n﹣1)×31﹣n),所以3T n=1+(1×30+2×3﹣1+3×3﹣2+…+(n﹣1)×32﹣n),两式相减得:2T n=+(30+3﹣1+3﹣2+…+32﹣n﹣(n﹣1)×31﹣n)=+﹣(n ﹣1)×31﹣n=﹣,所以T n=﹣,经检验,n=1时也适合,综上可得T n=﹣.19.(12分)(2015•山东)若n是一个三位正整数,且n的个位数字大于十位数字,十位数字大于百位数字,则称n为“三位递增数”(如137,359,567等).在某次数学趣味活动中,每位参加者需从所有的“三位递增数”中随机抽取1个数,且只能抽取一次,得分规则如下:若抽取的“三位递增数”的三个数字之积不能被5整除,参加者得0分,若能被5整除,但不能被10整除,得﹣1分,若能被10整除,得1分.(Ⅰ)写出所有个位数字是5的“三位递增数”;(Ⅱ)若甲参加活动,求甲得分X的分布列和数学期望EX.【分析】(Ⅰ)根据“三位递增数”的定义,即可写出所有个位数字是5的“三位递增数”;(Ⅱ)随机变量X的取值为:0,﹣1,1分别求出对应的概率,即可求出分布列和期望.【解答】解:(Ⅰ)根据定义个位数字是5的“三位递增数”有:125,135,145,235,245,345;(Ⅱ)由题意知,全部“三位递增数”的个数为,随机变量X的取值为:0,﹣1,1,当X=0时,可以选择除去5以外的剩下8个数字中选择3个进行组合,即;当X=﹣1时,首先选择5,由于不能被10整除,因此不能选择数字2,4,6,8,可以从1,3,7,9中选择两个数字和5进行组合,即;当X=1时,有两种组合方式,第一种方案:首先选5,然后从2,4,6,8中选择2个数字和5进行组合,即;第二种方案:首先选5,然后从2,4,6,8中选择1个数字,再从1,3,7,9中选择1个数字,最后把3个数字进行组合,即.则P(X=0)==,P(X=﹣1)==,P(X=1)==,X0﹣11PEX=0×+(﹣1)×+1×=.20.(13分)(2015•山东)平面直角坐标系xOy中,已知椭圆C:+=1(a >b>0)的离心率为,左、右焦点分别是F1,F2,以F1为圆心以3为半径的圆与以F2为圆心以1为半径的圆相交,且交点在椭圆C上.(Ⅰ)求椭圆C的方程;(Ⅱ)设椭圆E:+=1,P为椭圆C上任意一点,过点P的直线y=kx+m 交椭圆E于A,B两点,射线PO交椭圆E于点Q.(i)求||的值;(ii)求△ABQ面积的最大值.【分析】(Ⅰ)运用椭圆的离心率公式和a,b,c的关系,计算即可得到b,进而得到椭圆C的方程;(Ⅱ)求得椭圆E的方程,(i)设P(x0,y0),||=λ,求得Q的坐标,分别代入椭圆C,E的方程,化简整理,即可得到所求值;(ii)设A(x1,y1),B(x2,y2),将直线y=kx+m代入椭圆E的方程,运用韦达定理,三角形的面积公式,将直线y=kx+m代入椭圆C的方程,由判别式大于0,可得t的范围,结合二次函数的最值,又△ABQ的面积为3S,即可得到所求的最大值.【解答】解:(Ⅰ)由题意可知,PF1+PF2=2a=4,可得a=2,又=,a2﹣c2=b2,可得b=1,即有椭圆C的方程为+y2=1;(Ⅱ)由(Ⅰ)知椭圆E的方程为+=1,(i)设P(x0,y0),||=λ,由题意可知,Q(﹣λx0,﹣λy0),由于+y02=1,又+=1,即(+y02)=1,所以λ=2,即||=2;(ii)设A(x1,y1),B(x2,y2),将直线y=kx+m代入椭圆E的方程,可得(1+4k2)x2+8kmx+4m2﹣16=0,由△>0,可得m2<4+16k2,①则有x1+x2=﹣,x1x2=,所以|x1﹣x2|=,由直线y=kx+m与y轴交于(0,m),则△AOB的面积为S=|m|•|x1﹣x2|=|m|•=2,设=t,则S=2,将直线y=kx+m代入椭圆C的方程,可得(1+4k2)x2+8kmx+4m2﹣4=0,由△>0可得m2<1+4k2,②由①②可得0<t<1,则S=2在(0,1)递增,即有t=1取得最大值,即有S,即m2=1+4k2,取得最大值2,由(i)知,△ABQ的面积为3S,即△ABQ面积的最大值为6.21.(14分)(2015•山东)设函数f(x)=ln(x+1)+a(x2﹣x),其中a∈R,(Ⅰ)讨论函数f(x)极值点的个数,并说明理由;(Ⅱ)若∀x>0,f(x)≥0成立,求a的取值范围.【分析】(I)函数f(x)=ln(x+1)+a(x2﹣x),其中a∈R,x∈(﹣1,+∞).=.令g(x)=2ax2+ax﹣a+1.对a与△分类讨论可得:(1)当a=0时,此时f′(x)>0,即可得出函数的单调性与极值的情况.(2)当a>0时,△=a(9a﹣8).①当时,△≤0,②当a时,△>0,即可得出函数的单调性与极值的情况.(3)当a<0时,△>0.即可得出函数的单调性与极值的情况.(II)由(I)可知:(1)当0≤a时,可得函数f(x)在(0,+∞)上单调性,即可判断出.(2)当<a≤1时,由g(0)≥0,可得x2≤0,函数f(x)在(0,+∞)上单调性,即可判断出.(3)当1<a时,由g(0)<0,可得x2>0,利用x∈(0,x2)时函数f(x)单调性,即可判断出;(4)当a<0时,设h(x)=x﹣ln(x+1),x∈(0,+∞),研究其单调性,即可判断出【解答】解:(I)函数f(x)=ln(x+1)+a(x2﹣x),其中a∈R,x∈(﹣1,+∞).=.令g(x)=2ax2+ax﹣a+1.(1)当a=0时,g(x)=1,此时f′(x)>0,函数f(x)在(﹣1,+∞)上单调递增,无极值点.(2)当a>0时,△=a2﹣8a(1﹣a)=a(9a﹣8).①当时,△≤0,g(x)≥0,f′(x)≥0,函数f(x)在(﹣1,+∞)上单调递增,无极值点.②当a时,△>0,设方程2ax2+ax﹣a+1=0的两个实数根分别为x1,x2,x1<x2.∵x1+x2=,∴,.由g(﹣1)>0,可得﹣1<x1.∴当x∈(﹣1,x1)时,g(x)>0,f′(x)>0,函数f(x)单调递增;当x∈(x1,x2)时,g(x)<0,f′(x)<0,函数f(x)单调递减;当x∈(x2,+∞)时,g(x)>0,f′(x)>0,函数f(x)单调递增.因此函数f(x)有两个极值点.(3)当a<0时,△>0.由g(﹣1)=1>0,可得x1<﹣1<x2.∴当x∈(﹣1,x2)时,g(x)>0,f′(x)>0,函数f(x)单调递增;当x∈(x2,+∞)时,g(x)<0,f′(x)<0,函数f(x)单调递减.因此函数f(x)有一个极值点.综上所述:当a<0时,函数f(x)有一个极值点;当0≤a时,函数f(x)无极值点;当a时,函数f(x)有两个极值点.(II)由(I)可知:(1)当0≤a时,函数f(x)在(0,+∞)上单调递增.∵f(0)=0,∴x∈(0,+∞)时,f(x)>0,符合题意.(2)当<a≤1时,由g(0)≥0,可得x2≤0,函数f(x)在(0,+∞)上单调递增.又f(0)=0,∴x∈(0,+∞)时,f(x)>0,符合题意.(3)当1<a时,由g(0)<0,可得x2>0,∴x∈(0,x2)时,函数f(x)单调递减.又f(0)=0,∴x∈(0,x2)时,f(x)<0,不符合题意,舍去;(4)当a<0时,设h(x)=x﹣ln(x+1),x∈(0,+∞),h′(x)=>0.∴h(x)在(0,+∞)上单调递增.因此x∈(0,+∞)时,h(x)>h(0)=0,即ln(x+1)<x,可得:f(x)<x+a(x2﹣x)=ax2+(1﹣a)x,当x>时,ax2+(1﹣a)x<0,此时f(x)<0,不合题意,舍去.综上所述,a的取值范围为[0,1].。
[VIP专享]2015年山东省高考数学试题及答案(理科)【解析版】
) A. 向左平移 单位
3.(5 分)(2015•山东)要得到函数 y=sin(4x﹣ )的图象,只需将选:A. 点评:本题考查复数的基本运算,基本知识的考查.
=i,则 =i(1﹣i)=1+i,
解答:解:
分析:直接利用复数的乘除运算法则化简求解即可.
专题:数系的扩充和复数.
考点:复数代数形式的乘除运算. 菁优网版权所有
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2015年高考真题及答案——理科数学(山东卷)
绝密★启用前2015年普通高等学校招生全国统一考试(山东卷)理科数学本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分,共4页。
满分150分。
考试用时120分钟。
考试结束后,将将本试卷和答题卡一并交回。
注意事项: 1.答卷前,考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、座号、考生号县区和科类填写在答题卡和试卷规定的位置上。
2.第Ⅰ卷每小题选出答案后,用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,在选涂其他答案标号。
答案卸载试卷上无效。
3. 第Ⅱ卷必须用0.5毫米黑色签字笔作答,答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应的位置,不能写在试卷上;如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新的答案;不能使用涂改液、胶带纸、修正带。
不按以上要求作答的答案无效。
4.填空题直接填写答案,解答题应写出文字说明、证明过程或演算步骤. 参考公式: 如果事件A,B 互斥,那么P(A+B)=P(A)+P(B).第Ⅰ卷(共50分)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,只有一项是符合要求的(1) 已知集合A={X|X ²-4X+3<0},B={X|2<X<4},则A B=(A )(1,3) (B )(1,4) (C )(2,3) (D )(2,4) (2)若复数Z 满足1Zi i=-,其中i 为虚数为单位,则Z= (A )1-i (B )1+i (C )-1-i (D )-1+i (3)要得到函数y=sin (4x-3π)的图像,只需要将函数y=sin4x 的图像() (A )向左平移12π个单位 (B )向右平移12π个单位 (C )向左平移3π个单位 (D )向右平移3π个单位 (4)已知ABCD 的边长为a ,∠ABC=60o ,则.=(A )-(B )-(C )(D )(5)不等式|X-1|-|X-5|<2的解集是(A )(-,4) (B )(-,1) (C )(1,4)(D )(1,5)(6)已知x,y 满足约束条件,若z=ax+y 的最大值为4,则a=(A )3 (B )2 (C )-2 (D )-3(7)在梯形ABCD 中,∠ABC=,AD//BC ,BC=2AD=2AB=2.将梯形ABCD 绕AD 所在的直线旋转一周而形成的曲面所围成的几何体的体积为(A )(B ) (C ) (D )2(8)已知某批零件的长度误差(单位:毫米)服从正态分布N (0,3),从中随机取一件,其长度误差落在区间(3,6)内的概率为 (附:若随机变量ξ服从正态分布N (μ,σ²)),则P (μ-σ<ξ<μ+σ)=68.26%,P (μ-2σ<ξ<μ+2σ)=95.44%.)(A )4.56% (B )13.59% (C )27.18% (D )31.74% (9)一条光纤从点(-2,-3)射出,经y 轴反射后与圆相切,则反射光线所在直线的斜率为() (A )或(B或(C )或 (D )或(10)设函数f(x)=,则满足f(f(a))=的a 取值范围是()(A )[,1] (B )[0,1](C )[ (D )[1,+第Ⅱ卷(共100分)二、填空题:本大题共5小题,每小题5分,共25分。
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2015年山东省高考数学试卷(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)1.(5分)(2015•山东)已知集合A={x|x2﹣4x+3<0},B={x|2<x<4},则A∩B=()A.(1,3)B.(1,4)C.(2,3)D.(2,4)考点:交集及其运算.专题:集合.分析:求出集合A,然后求出两个集合的交集.解答:解:集合A={x|x2﹣4x+3<0}={x|1<x<3},B={x|2<x<4},则A∩B={x|2<x<3}=(2,3).故选:C.点评:本题考查集合的交集的求法,考查计算能力.2.(5分)(2015•山东)若复数z满足=i,其中i为虚数单位,则z=()A.1﹣i B.1+i C.﹣1﹣i D.﹣1+i考点:复数代数形式的乘除运算.专题:数系的扩充和复数.分析:直接利用复数的乘除运算法则化简求解即可.解答:解:=i,则=i(1﹣i)=1+i,可得z=1﹣i.故选:A.点评:本题考查复数的基本运算,基本知识的考查.3.(5分)(2015•山东)要得到函数y=sin(4x﹣)的图象,只需将函数y=sin4x的图象()A.向左平移单位B.向右平移单位C.向左平移单位D.向右平移单位考点:函数y=Asin(ωx+φ)的图象变换.专题:三角函数的图像与性质.分析:直接利用三角函数的平移原则推出结果即可.解答:解:因为函数y=sin(4x﹣)=sin[4(x﹣)],要得到函数y=sin(4x﹣)的图象,只需将函数y=sin4x的图象向右平移单位.故选:B.点评:本题考查三角函数的图象的平移,值域平移变换中x的系数是易错点.4.(5分)(2015•山东)已知菱形ABCD的边长为a,∠ABC=60°,则=()A.﹣a2B.﹣a2C.a2D.a2考点:平面向量数量积的运算.专题:计算题;平面向量及应用.分析:由已知可求,,根据=()•=代入可求解答:解:∵菱形ABCD的边长为a,∠ABC=60°,∴=a2,=a×a×cos60°=,则=()•==故选:D点评:本题主要考查了平面向量数量积的定义的简单运算,属于基础试题5.(5分)(2015•山东)不等式|x﹣1|﹣|x﹣5|<2的解集是()A.(﹣∞,4)B.(﹣∞,1)C.(1,4)D.(1,5)考点:绝对值不等式的解法.专题:不等式的解法及应用.分析:运用零点分区间,求出零点为1,5,讨论①当x<1,②当1≤x≤5,③当x>5,分别去掉绝对值,解不等式,最后求并集即可.解答:解:①当x<1,不等式即为﹣x+1+x﹣5<2,即﹣4<2成立,故x<1;②当1≤x≤5,不等式即为x﹣1+x﹣5<2,得x<4,故1≤x<4;③当x>5,x﹣1﹣x+5<2,即4<2不成立,故x∈∅.综上知解集为(﹣∞,4).故选A.点评:本题考查绝对值不等式的解法,主要考查运用零点分区间的方法,考查运算能力,属于中档题.6.(5分)(2015•山东)已知x,y满足约束条件,若z=ax+y的最大值为4,则a=()A.3B.2C.﹣2 D.﹣3考点:简单线性规划.专题:不等式的解法及应用.分析:作出不等式组对应的平面区域,利用目标函数的几何意义,利用数形结合确定z的最大值.解答:解:作出不等式组对应的平面区域如图:(阴影部分).则A(2,0),B(1,1),若z=ax+y过A时取得最大值为4,则2a=4,解得a=2,此时,目标函数为z=2x+y,即y=﹣2x+z,平移直线y=﹣2x+z,当直线经过A(2,0)时,截距最大,此时z最大为4,满足条件,若z=ax+y过B时取得最大值为4,则a+1=4,解得a=3,此时,目标函数为z=3x+y,即y=﹣3x+z,平移直线y=﹣3x+z,当直线经过A(2,0)时,截距最大,此时z最大为﹣6,不满足条件,故a=2,故选:B点评:本题主要考查线性规划的应用,结合目标函数的几何意义,利用数形结合的数学思想是解决此类问题的基本方法,确定目标函数的斜率关系是解决本题的关键.7.(5分)(2015•山东)在梯形ABCD中,∠ABC=,AD∥BC,BC=2AD=2AB=2,将梯形ABCD绕AD所在的直线旋转一周而形成的曲面所围成的几何体的体积为()A.B.C.D.2π考点:棱柱、棱锥、棱台的体积.专题:空间位置关系与距离.分析:画出几何体的直观图,利用已知条件,求解几何体的体积即可.解答:解:由题意可知几何体的直观图如图:旋转体是底面半径为1,高为2的圆锥,挖去一个相同底面高为1的倒圆锥,几何体的体积为:=.故选:C.点评:本题考查几何体的体积的求法,考查空间想象能力以及计算能力.画出几何体的直观图是解题的关键.8.(5分)(2015•山东)已知某批零件的长度误差(单位:毫米)服从正态分布N(0,32),从中随机抽取一件,其长度误差落在区间(3,6)内的概率为()(附:若随机变量ξ服从正态分布N(μ,σ2),则P(μ﹣σ<ξ<μ+σ)=68.26%,P(μ﹣2σ<ξ<μ+2σ)=95.44%)A.4.56% B.13.59% C.27.18% D.31.74%考点:正态分布曲线的特点及曲线所表示的意义.专题:计算题;概率与统计.分析:由题意P(﹣3<ξ<3)=68.26%,P(﹣6<ξ<6)=95.44%,可得P(3<ξ<6)=(95.44%﹣68.26%),即可得出结论.解答:解:由题意P(﹣3<ξ<3)=68.26%,P(﹣6<ξ<6)=95.44%,所以P(3<ξ<6)=(95.44%﹣68.26%)=13.59%.故选:B.点评:本题考查正态分布曲线的特点及曲线所表示的意义,考查正态分布中两个量μ和σ的应用,考查曲线的对称性,属于基础题.9.(5分)(2015•山东)一条光线从点(﹣2,﹣3)射出,经y轴反射后与圆(x+3)2+(y ﹣2)2=1相切,则反射光线所在直线的斜率为()A.﹣或﹣B.﹣或﹣C.﹣或﹣D.﹣或﹣考点:圆的切线方程;直线的斜率.专题:计算题;直线与圆.分析:点A(﹣2,﹣3)关于y轴的对称点为A′(2,﹣3),可设反射光线所在直线的方程为:y+3=k(x﹣2),利用直线与圆相切的性质即可得出.解答:解:点A(﹣2,﹣3)关于y轴的对称点为A′(2,﹣3),故可设反射光线所在直线的方程为:y+3=k(x﹣2),化为kx﹣y﹣2k﹣3=0.∵反射光线与圆(x+3)2+(y﹣2)2=1相切,∴圆心(﹣3,2)到直线的距离d==1,化为24k2+50k+24=0,∴k=或﹣.故选:D.点评:本题考查了反射光线的性质、直线与圆相切的性质、点到直线的距离公式、点斜式、对称点,考查了计算能力,属于中档题.10.(5分)(2015•山东)设函数f(x)=,则满足f(f(a))=2f(a)的a 的取值范围是()A.[,1]B.[0,1]C.[,+∞)D.[1,+∞)考点:分段函数的应用.专题:创新题型;函数的性质及应用;不等式的解法及应用.分析:令f(a)=t,则f(t)=2t,讨论t<1,运用导数判断单调性,进而得到方程无解,讨论t≥1时,以及a<1,a≥1,由分段函数的解析式,解不等式即可得到所求范围.解答:解:令f(a)=t,则f(t)=2t,当t<1时,3t﹣1=2t,由g(t)=3t﹣1﹣2t的导数为g′(t)=3﹣2t ln2,在t<1时,g′(t)>0,g(t)在(﹣∞,1)递增,即有g(t)<g(1)=0,则方程3t﹣1=2t无解;当t≥1时,2t=2t成立,由f(a)≥1,即3a﹣1≥1,解得a≥,且a<1;或a≥1,2a≥1解得a≥0,即为a≥1.综上可得a的范围是a≥.故选C.点评:本题考查分段函数的运用,主要考查函数的单调性的运用,运用分类讨论的思想方法是解题的关键.二、填空题(本大题共5小题,每小题5分,共25分)11.(5分)(2015•山东)观察下列各式:C=40;C+C=41;C+C+C=42;C+C+C+C=43;…照此规律,当n∈N*时,C+C+C+…+C=4n﹣1.考点:归纳推理;组合及组合数公式.专题:推理和证明.分析:仔细观察已知条件,找出规律,即可得到结果.解答:解:因为C=40;C+C=41;C+C+C=42;C+C+C+C=43;…照此规律,可以看出等式左侧最后一项,组合数的上标与等式右侧的幂指数相同,可得:当n∈N*时,C+C+C+…+C=4n﹣1;故答案为:4n﹣1.点评:本题考查归纳推理的应用,找出规律是解题的关键.12.(5分)(2015•山东)若“∀x∈[0,],tanx≤m”是真命题,则实数m的最小值为1.考点:命题的真假判断与应用.专题:函数的性质及应用;三角函数的图像与性质.分析:求出正切函数的最大值,即可得到m的范围.解答:解:“∀x∈[0,],tanx≤m”是真命题,可得tanx≤1,所以,m≥1,实数m的最小值为:1.故答案为:1.点评:本题考查函数的最值的应用,命题的真假的应用,考查计算能力.13.(5分)(2015•山东)执行如图程序框图,输出的T的值为.考点:程序框图.专题:图表型;算法和程序框图.分析:模拟执行程序框图,依次写出每次循环得到的n,T的值,当n=3时不满足条件n<3,退出循环,输出T的值为.解答:解:模拟执行程序框图,可得n=1,T=1满足条件n<3,T=1+xdx,n=2满足条件n<3,T=1+xdx+x2dx=1+=,n=3不满足条件n<3,退出循环,输出T的值为.故答案为:点评:本题主要考查了循环结构的程序框图,考查了定积分的应用,属于基本知识的考查.14.(5分)(2015•山东)已知函数f(x)=a x+b(a>0,a≠1)的定义域和值域都是[﹣1,0],则a+b=﹣.考点:函数的值域.专题:函数的性质及应用.分析:对a进行分类讨论,分别题意和指数函数的单调性列出方程组,解答:解:当a>1时,函数f(x)=a x+b在定义域上是增函数,所以,解得b=﹣1,=0不符合题意舍去;当0<a<1时,函数f(x)=a x+b在定义域上是减函数,所以解得b=﹣2,a=综上a+b=,故答案为;﹣点评:本题考查指数函数的单调性的应用,以及分类讨论思想,属于基础题15.(5分)(2015•山东)平面直角坐标系xOy中,双曲线C1:﹣=1(a>0,b>0)的渐近线与抛物线C2:x2=2py(p>0)交于点O,A,B,若△OAB的垂心为C2的焦点,则C1的离心率为.考点:双曲线的简单性质.专题:计算题;创新题型;圆锥曲线的定义、性质与方程.分析:求出A的坐标,可得=,利用△OAB的垂心为C2的焦点,可得×(﹣)=﹣1,由此可求C1的离心率.解答:解:双曲线C1:﹣=1(a>0,b>0)的渐近线方程为y=±x,与抛物线C2:x2=2py联立,可得x=0或x=±,取A(,),则=,∵△OAB的垂心为C2的焦点,∴×(﹣)=﹣1,∴5a2=4b2,∴5a2=4(c2﹣a2)∴e==.故答案为:.点评:本题考查双曲线的性质,考查学生的计算能力,确定A的坐标是关键.三、解答题16.(12分)(2015•山东)设f(x)=sinxcosx﹣cos2(x+).(Ⅰ)求f(x)的单调区间;(Ⅱ)在锐角△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,若f()=0,a=1,求△ABC 面积的最大值.考点:正弦函数的单调性;两角和与差的正弦函数;余弦定理.专题:三角函数的图像与性质;解三角形.分析:(Ⅰ)由三角函数恒等变换化简解析式可得f(x)=sin2x﹣,由2k≤2x≤2k,k∈Z可解得f(x)的单调递增区间,由2k≤2x≤2k,k∈Z可解得单调递减区间.(Ⅱ)由f()=sinA﹣=0,可得sinA,cosA,由余弦定理可得:bc,且当b=c时等号成立,从而可求bcsinA≤,从而得解.解答:解:(Ⅰ)由题意可知,f(x)=sin2x﹣=sin2x﹣=sin2x﹣由2k≤2x≤2k,k∈Z可解得:k≤x≤k,k∈Z;由2k≤2x≤2k,k∈Z可解得:k≤x≤k,k∈Z;(k∈Z);单调递减区间是:[k,所以f(x)的单调递增区间是[k,k],k],(k∈Z);(Ⅱ)由f()=sinA﹣=0,可得sinA=,由题意知A为锐角,所以cosA=,由余弦定理a2=b2+c2﹣2bccosA,可得:1+bc=b2+c2≥2bc,即bc,且当b=c时等号成立.因此bcsinA≤,所以△ABC面积的最大值为.点评:本题主要考查了正弦函数的图象和性质,余弦定理,基本不等式的应用,属于基本知识的考查.17.(12分)(2015•山东)如图,在三棱台DEF﹣ABC中,AB=2DE,G,H分别为AC,BC的中点.(Ⅰ)求证:BD∥平面FGH;(Ⅱ)若CF⊥平面ABC,AB⊥BC,CF=DE,∠BAC=45°,求平面FGH与平面ACFD所成的角(锐角)的大小.考点:二面角的平面角及求法;直线与平面平行的判定.专题:空间位置关系与距离;空间角;空间向量及应用.分析:(Ⅰ)根据AB=2DE便可得到BC=2EF,从而可以得出四边形EFHB为平行四边形,从而得到BE∥HF,便有BE∥平面FGH,再证明DE∥平面FGH,从而得到平面BDE∥平面FGH,从而BD∥平面FGH;(Ⅱ)连接HE,根据条件能够说明HC,HG,HE三直线两两垂直,从而分别以这三直线为x,y,z轴,建立空间直角坐标系,然后求出一些点的坐标.连接BG,可说明为平面ACFD的一条法向量,设平面FGH的法向量为,根据即可求出法向量,设平面FGH与平面ACFD所成的角为θ,根据cosθ=即可求出平面FGH与平面ACFD所成的角的大小.解答:解:(Ⅰ)证明:根据已知条件,BC=2EF,H为BC中点,EF∥BC;∴EF∥BH,且EF=BH;∴四边形EFHB为平行四边形;∴BE∥HF,HF⊂平面FGH,BE⊄平面FGH;∴BE∥平面FGH;同样,因为GH为△ABC中位线,∴GH∥AB;又DE∥AB;∴DE∥GH;∴DE∥平面FGH,DE∩BE=E;∴平面BDE∥平面FGH,BD⊂平面BDE;∴BD∥平面FGH;(Ⅱ)连接HE,则HE∥CF;∵CF⊥平面ABC;∴HE∥平面ABC,并且HG⊥HC;∴HC,HG,HE三直线两两垂直,分别以这三直线为x,y,z轴,建立如图所示空间直角坐标系,设HC=1,则:H(0,0,0),G(0,1,0),F(1,0,1),B(﹣1,0,0);连接BG,根据已知条件BA=BC,G为AC中点;∴BG⊥AC;又CF⊥平面ABC,BG⊂平面ABC;∴BG⊥CF,AC∩CF=C;∴BG⊥平面ACFD;∴向量为平面ACFD的法向量;设平面FGH的法向量为,则:,取z=1,则:;设平面FGH和平面ACFD所成的锐二面角为θ,则:cosθ=|cos|=;∴平面FGH与平面ACFD所成的角为60°.点评:考查棱台的定义,平行四边形的定义,线面平行的判定定理,面面平行的判定定理及其性质,线面垂直的性质及线面垂直的判定定理,以及建立空间直角坐标系,利用空间向量求二面角的方法,平面法向量的概念及求法,向量垂直的充要条件,向量夹角余弦的坐标公式,平面和平面所成角的定义.18.(12分)(2015•山东)设数列{a n}的前n项和为S n,已知2S n=3n+3.(Ⅰ)求{a n}的通项公式;(Ⅱ)若数列{b n},满足a n b n=log3a n,求{b n}的前n项和T n.考点:数列的求和.专题:等差数列与等比数列.分析:(Ⅰ)利用2S n=3n+3,可求得a1=3;当n>1时,2S n﹣1=3n﹣1+3,两式相减2a n=2S n﹣2S n﹣1,可求得a n=3n﹣1,从而可得{a n}的通项公式;(Ⅱ)依题意,a n b n=log3a n,可得b1=,当n>1时,b n=31﹣n•log33n﹣1=(n﹣1)×31﹣n,于是可求得T1=b1=;当n>1时,T n=b1+b2+…+b n=+(1×3﹣1+2×3﹣2+…+(n﹣1)×31﹣n),利用错位相减法可求得{b n}的前n项和T n.解答:解:(Ⅰ)因为2S n=3n+3,所以2a1=31+3=6,故a1=3,当n>1时,2S n﹣1=3n﹣1+3,此时,2a n=2S n﹣2S n﹣1=3n﹣3n﹣1=2×3n﹣1,即a n=3n﹣1,所以a n=.(Ⅱ)因为a n b n=log3a n,所以b1=,当n>1时,b n=31﹣n•log33n﹣1=(n﹣1)×31﹣n,所以T1=b1=;当n>1时,T n=b1+b2+…+b n=+(1×3﹣1+2×3﹣2+…+(n﹣1)×31﹣n),所以3T n=1+(1×30+2×3﹣1+3×3﹣2+…+(n﹣1)×32﹣n),两式相减得:2T n=+(30+3﹣1+3﹣2+…+32﹣n﹣(n﹣1)×31﹣n)=+﹣(n ﹣1)×31﹣n)=﹣,所以T n=﹣,经检验,n=1时也适合,综上可得T n=﹣.点评:本题考查数列的求和,着重考查数列递推关系的应用,突出考“查错位相减法”求和,考查分析、运算能力,属于中档题.19.(12分)(2015•山东)若n是一个三位正整数,且n的个位数字大于十位数字,十位数字大于百位数字,则称n为“三位递增数”(如137,359,567等).在某次数学趣味活动中,每位参加者需从所有的“三位递增数”中随机抽取1个数,且只能抽取一次,得分规则如下:若抽取的“三位递增数”的三个数字之积不能被5整除,参加者得0分,若能被5整除,但不能被10整除,得﹣1分,若能被10整除,得1分.(Ⅰ)写出所有个位数字是5的“三位递增数”;(Ⅱ)若甲参加活动,求甲得分X的分布列和数学期望EX.考点:离散型随机变量的期望与方差;离散型随机变量及其分布列.专题:概率与统计.分析:(Ⅰ)根据“三位递增数”的定义,即可写出所有个位数字是5的“三位递增数”;(Ⅱ)随机变量X的取值为:0,﹣1,1分别求出对应的概率,即可求出分布列和期望.解答:解:(Ⅰ)根据定义个位数字是5的“三位递增数”有:125,135,145,235,245,345;(Ⅱ)由题意知,全部“三位递增数”的个数为,随机变量X的取值为:0,﹣1,1,当X=0时,可以选择除去5以外的剩下8个数字中选择3个进行组合,即;当X=﹣1时,首先选择5,由于不能被10整除,因此不能选择数字2,4,6,8,可以从1,3,5,7中选择两个数字和5进行组合,即;当X=1时,有两种组合方式,第一种方案:首先选5,然后从2,4,6,8中选择2个数字和5进行组合,即;第二种方案:首先选5,然后从2,4,6,8中选择1个数字,再从1,3,7,9中选择1个数字,最后把3个数字进行组合,即.则P(X=0)==,P(X=﹣1)==,P(X=1)==,X 0 ﹣1 1PEX=0×+(﹣1)×+1×=.点评:本题主要考查离散型随机变量的分布列和期望的计算,求出对应的概率是解决本题的关键.20.(13分)(2015•山东)平面直角坐标系xOy中,已知椭圆C:+=1(a>b>0)的离心率为,左、右焦点分别是F1,F2,以F1为圆心以3为半径的圆与以F2为圆心以1为半径的圆相交,且交点在椭圆C上.(Ⅰ)求椭圆C的方程;(Ⅱ)设椭圆E:+=1,P为椭圆C上任意一点,过点P的直线y=kx+m交椭圆E 于A,B两点,射线PO交椭圆E于点Q.(i)求||的值;(ii)求△ABQ面积的最大值.考点:直线与圆锥曲线的综合问题;椭圆的标准方程;曲线与方程.专题:创新题型;直线与圆;圆锥曲线的定义、性质与方程.分析:(Ⅰ)运用椭圆的离心率公式和a,b,c的关系,计算即可得到b,进而得到椭圆C 的方程;(Ⅱ)求得椭圆E的方程,(i)设P(x0,y0),||=λ,求得Q的坐标,分别代入椭圆C,E的方程,化简整理,即可得到所求值;(ii)设A(x1,y1),B(x2,y2),将直线y=kx+m代入椭圆E的方程,运用韦达定理,三角形的面积公式,将直线y=kx+m代入椭圆C的方程,由判别式大于0,可得t的范围,结合二次函数的最值,又△ABQ的面积为3S,即可得到所求的最大值.解答:解:(Ⅰ)由题意可知,2a=4,可得a=2,又=,a2﹣c2=b2,可得b=1,即有椭圆C的方程为+y2=1;(Ⅱ)由(Ⅰ)知椭圆E的方程为+=1,(i)设P(x0,y0),||=λ,由题意可知,Q(﹣λx0,﹣λy0),由于+y02=1,又+=1,即(+y02)=1,所以λ=2,即||=2;(ii)设A(x1,y1),B(x2,y2),将直线y=kx+m代入椭圆E的方程,可得(1+4k2)x2+8kmx+4m2﹣16=0,由△>0,可得m2<4+16k2,①则有x1+x2=﹣,x1x2=,所以|x1﹣x2|=,由直线y=kx+m与y轴交于(0,m),则△AOB的面积为S=|m|•|x1﹣x2|=|m|•=2,设=t,则S=2,将直线y=kx+m代入椭圆C的方程,可得(1+4k2)x2+8kmx+4m2﹣4=0,由△≥0可得m2≤1+4k2,②由①②可得0<t≤1,则S=2在(0,1]递增,即有t=1取得最大值,即有S,即m2=1+4k2,取得最大值2,由(i)知,△ABQ的面积为3S,即△ABQ面积的最大值为6.点评:本题考查椭圆的方程和性质,主要考查直线方程和椭圆方程联立,运用韦达定理,同时考查三角形的面积公式和二次函数的最值,属于中档题.21.(14分)(2015•山东)设函数f(x)=ln(x+1)+a(x2﹣x),其中a∈R,(Ⅰ)讨论函数f(x)极值点的个数,并说明理由;(Ⅱ)若∀x>0,f(x)≥0成立,求a的取值范围.考点:利用导数研究函数的极值;函数恒成立问题.专题:创新题型;导数的综合应用.分析:(I)函数f(x)=ln(x+1)+a(x2﹣x),其中a∈R,x∈(﹣1,+∞).=.令g(x)=2ax2+ax﹣a+1.对a与△分类讨论可得:(1)当a=0时,此时f′(x)>0,即可得出函数的单调性与极值的情况.(2)当a>0时,△=a(9a﹣8).①当时,△≤0,②当a时,△>0,即可得出函数的单调性与极值的情况.(3)当a<0时,△>0.即可得出函数的单调性与极值的情况.(II)由(I)可知:(1)当0≤a时,可得函数f(x)在(0,+∞)上单调性,即可判断出.(2)当<a≤1时,由g(0)≥0,可得x2≤0,函数f(x)在(0,+∞)上单调性,即可判断出.(3)当1<a时,由g(0)<0,可得x2>0,利用x∈(0,x2)时函数f(x)单调性,即可判断出;(4)当a<0时,设h(x)=x﹣ln(x+1),x∈(0,+∞),研究其单调性,即可判断出解答:解:(I)函数f(x)=ln(x+1)+a(x2﹣x),其中a∈R,x∈(﹣1,+∞).=.令g(x)=2ax2+ax﹣a+1.(1)当a=0时,g(x)=1,此时f′(x)>0,函数f(x)在(﹣1,+∞)上单调递增,无极值点.(2)当a>0时,△=a2﹣8a(1﹣a)=a(9a﹣8).①当时,△≤0,g(x)≥0,f′(x)≥0,函数f(x)在(﹣1,+∞)上单调递增,无极值点.②当a时,△>0,设方程2ax2+ax﹣a+1=0的两个实数根分别为x1,x2,x1<x2.∵x1+x2=,∴,.由g(﹣1)>0,可得﹣1<x1.∴当x∈(﹣1,x1)时,g(x)>0,f′(x)>0,函数f(x)单调递增;当x∈(x1,x2)时,g(x)<0,f′(x)<0,函数f(x)单调递减;当x∈(x2,+∞)时,g(x)>0,f′(x)>0,函数f(x)单调递增.因此函数f(x)有两个极值点.(3)当a<0时,△>0.由g(﹣1)=1>0,可得﹣1<x1.∴当x∈(﹣1,x2)时,g(x)>0,f′(x)>0,函数f(x)单调递增;当x∈(x2,+∞)时,g(x)<0,f′(x)<0,函数f(x)单调递减.因此函数f(x)有一个极值点.综上所述:当a<0时,函数f(x)有一个极值点;当0≤a时,函数f(x)无极值点;当a0时,函数f(x)有两个极值点.(II)由(I)可知:(1)当0≤a时,函数f(x)在(0,+∞)上单调递增.∵f(0)=0,∴x∈(0,+∞)时,f(x)>0,符合题意.(2)当<a≤1时,由g(0)≥0,可得x2≤0,函数f(x)在(0,+∞)上单调递增.又f(0)=0,∴x∈(0,+∞)时,f(x)>0,符合题意.(3)当1<a时,由g(0)<0,可得x2>0,∴x∈(0,x2)时,函数f(x)单调递减.又f(0)=0,∴x∈(0,x2)时,f(x)<0,不符合题意,舍去;(4)当a<0时,设h(x)=x﹣ln(x+1),x∈(0,+∞),h′(x)=>0.∴h(x)在(0,+∞)上单调递增.因此x∈(0,+∞)时,h(x)>h(0)=0,即ln(x+1)<x,可得:f(x)<x+a(x2﹣x)=ax2+(1﹣a)x,当x>时,ax2+(1﹣a)x<0,此时f(x)<0,不合题意,舍去.点评:本题考查了导数的运算法则、利用导数研究函数的单调性极值,考查了分析问题与解决问题的能力,考查了分类讨论思想方法、推理能力与计算能力,属于难题.。