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2013年广州市一模理科数学试题及答案(纯word版) (1)


试卷类型:A

2013 年广州市普通高中毕业班综合测试(一) 数学(理科)试题参考答案及评分标准
一、选择题:本大题考查基本知识和基本运算.共8小题,每小题5分,满分40分. 1 2 3 4 5 6 7 8 题号 答案 9. ? , ?? ? D B C D A 12. C A B
2

?1 ?2

? ?

10. sin 1

11. 12.38

1 7 或 2 2

13.8, n ? n ? 2

14. ?1,

? 11? ? ? 6 ? ?

15. 4

说明:① 第13题第一个空填对给2分,第二个空填对给3分. ② 第14题的正确答案可以是: ?1,

? 11? ? ? 2k ? ? (k ? Z ). 6 ? ?

三、解答题:本大题共6小题,满分80分.解答须写出文字说明、证明过程和演算步骤. 16. (本小题满分12分) (1)解:∵ f ( x ) 的最大值为2,且 A ? 0 , ∵ f ( x ) 的最小正周期为 8 , ∴ f ( x) ? 2sin( ∴T ? ∴A?2. ?????1分

2?

?

x? ). 4 4

?

?

? 8 ,得 ? ?

?
4

.

?????2 分 ?????3 分

(2)解法 1:∵ f (2) ? 2sin ?

? ?? ? ? ? ? ? 2cos ? 2 , 4 ?2 4?

?????4 分

?? ? ? f (4) ? 2sin ? ? ? ? ? ?2sin ? ? 2 , 4? 4 ?
∴ P(2, 2), Q(4, ? 2) . ∴ OP ? 6, PQ ? 2 3, OQ ? 3 2 .

?????5 分

?????8 分
2 2 2

∴ cos ?POQ ?

OP ? OQ ? PQ
2 2

2

2 OP OQ

? 6 ? ? ?3 2 ? ? ? 2 3 ? ?
2 6 ?3 2

?

3 . ???10 分 3
?????11 分

∴ sin ?POQ ?

1 ? cos2 ?POQ ?

6 . 3

∴△ POQ 的面积为 S ?

1 1 OP OQ sin ?POQ ? ? 2 2
1

6?3 2?

6 ? 3 2. 3

?????12 分 解法 2:∵ f (2) ? 2sin ?

? ?? ? ? ? ? ? 2cos ? 2 , 4 ?2 4?

?????4 分

?? ? ? f (4) ? 2sin ? ? ? ? ? ?2sin ? ? 2 , 4? 4 ?
∴ P(2, 2), Q(4, ? 2) . (苏元高考吧:www.gaokao8.net) ∴ OP ? (2, 2), OQ ? (4, ? 2) .

?????5 分

??? ?

??? ?

?????8 分 ?????10 分

??? ???? ? ??? ???? ? OP ? OQ 6 3 ∴ cos ?POQ ? cos ? OP, OQ ?? ??? ???? ? . ? ? 3 6 ?3 2 OP OQ
∴ sin ?POQ ?

1 ? cos2 ?POQ ?

6 . 3

?????11 分

∴△ POQ 的面积为 S ?

1 1 OP OQ sin ?POQ ? ? 2 2

6?3 2?

6 ? 3 2. 3

?????12 分 解法 3:∵ f (2) ? 2sin ?

? ?? ? ? ? ? ? 2cos ? 2 , 4 ?2 4?

?????4 分

?? ? ? f (4) ? 2sin ? ? ? ? ? ?2sin ? ? 2 , 4? 4 ?
∴ P(2, 2), Q(4, ? 2) . ∴直线 OP 的方程为 y ?

?????5 分

2 x ,即 x ? 2

2 y ? 0.
? 2 3.

?????7 分

∴点 Q 到直线 OP 的距离为 d ? ∵ OP ?

4?2 3

?????9 分

6,

?????11 分

∴△ POQ 的面积为 S ?

1 1 OP ? d ? ? 2 2

6 ? 2 3 ? 3 2.

?????12 分

17. (本小题满分12分) 解:设“甲做对”为事件 A , “乙做对”为事件 B , “丙做对”为事件 C ,由题意知,

P ? A? ?

1 , P ? B ? ? m, P ? C ? ? n . 2

?????1 分

(1)由于事件“至少有一位学生做对该题”与事件“ ? ? 0 ”是对立的,
2

所以至少有一位学生做对该题的概率是 1 ? P ? ? 0 ? 1 ?

?

?

1 3 ? . 4 4

????3 分

(2)由题意知 P

??

? 0 ? ? P ABC ?

?

?

1 ?1 ? m ? ?1 ? n ? ? 1 , 2 4

?????4 分

P ?? ? 3? ? P ? ABC ? ?
mn ?

1 1 mn ? , 2 24

?????5 分

整理得

1 1 7 1 ,m ? n ? .由 m ? n ,解得 m ? , n ? . 3 4 12 12

?????7 分

(3)由题意知 a ? P

??

? 1? ? P ABC ? P ABC ? P ABC

?

?

?

?

?

?

?

1 ?1 ? m ? ?1 ? n ? ? 1 m ?1 ? n ? ? 1 ?1 ? m ? n ? 11 , ???9 分 2 2 2 24
1 , 4
?????10 分

b ? P(? ? 2) ? 1 ? P(? ? 0) ? P(? ? 1) ? P(? ? 3) =

∴ ? 的数学期望为 E? ? 0 ? P(? ? 0) ? 1? P(? ? 1) ? 2 P(? ? 2) ? 3P(? ? 3) =

13 . 12

????12分 18. (本小题满分14分) 解法一: (1)证明:延长 A D 交 AC 的延长线于点 F ,连接 BF . 1 ∵ CD ∥ AA1 ,且 CD ? ∴ C 为 AF 的中点. ∵ E 为 AB 的中点, ∴ CE ∥ BF .

1 AA1 , 2
?????2 分 ?????3 分

A1 B1

C1

D

H A E B C F

∵ BF ? 平面 A BD , CE ? 平面 A BD , 1 1 ∴ CE ∥平面 A BD . 1 (2)解:∵ AA1 ? 平面 ABC , CE ? 平面 ABC , ∴ AA1 ? CE . ∵△ ABC 是边长为 2 的等边三角形, E 是 AB 的中点, ∴ CE ? AB , CE ?

?????4 分

?????5 分

3 AB ? 2

3.
3

∵ AB ? 平面 A AB , AA1 ? 平面 A AB , AB ? AA ? A , 1 1 1 ∴ CE ? 平面 A AB . 1 ∴ ?EHC 为 CH 与平面 A AB 所成的角. 1 ∵ CE ? ?????6 分 ?????7 分

3,

在 Rt△ CEH 中, tan ?EHC ?

CE 3 , ? EH EH
?????8 分

∴当 EH 最短时, tan ?EHC 的值最大,则 ?EHC 最大. ∴当 EH ? A1B 时, ?EHC 最大. 此时, tan ?EHC ?

CE 3 15 . ? ? 2 EH EH
?????9 分

∴ EH ?

2 5 . 5

∵ CE ∥ BF , CE ? 平面 A AB , 1 ∴ BF ? 平面 A AB . 1 ∵ AB ? 平面 A AB , A1B ? 平面 A AB , 1 1 ∴ BF ? AB , BF ? A B . 1 ∴ ?ABA1 为平面 A BD 与平面 ABC 所成二面角(锐角). 1 在 Rt△ EHB 中, BH ? ?????11 分 ?????12 分 ?????10 分

EB2 ? EH 2 ?

BH 5 , cos ?ABA1 ? ? 5 EB

5 .?13 分 5

∴平面 A BD 与平面 ABC 所成二面角(锐角)的余弦值为 1 解法二: (1)证明:取 A B 的中点 F ,连接 DF 、 EF . 1 ∵ E 为 AB 的中点, ∴ EF ∥ AA1 ,且 EF ?

5 . 5

?????14 分

z A1 C1 B1 D

1 AA1 . 2

?????1 分

1 ∵ CD ∥ AA1 ,且 CD ? AA1 , 2
∴ EF ∥ CD , EF ? CD . ∴四边形 EFDC 是平行四边形. ?????2 分

F H A E
4

C B x

y

∴ CE ∥ DF .

?????3 分

∵ DF ? 平面 A BD , CE ? 平面 A BD , 1 1 ∴ CE ∥平面 A BD . 1 (苏元高考吧:www.gaokao8.net) ?????4 分

(2)解:∵ AA1 ? 平面 ABC , CE ? 平面 ABC , ∴ AA1 ? CE . ∵△ ABC 是边长为 2 的等边三角形, E 是 AB 的中点, ∴ CE ? AB , CE ? ?????5 分

3 AB ? 2

3.

∵ AB ? 平面 A AB , AA1 ? 平面 A AB , AB ? AA ? A , 1 1 1 ∴ CE ? 平面 A AB . 1 ∴ ?EHC 为 CH 与平面 A AB 所成的角. 1 ∵ CE ? ?????6 分 ?????7 分

3,

在 Rt△ CEH 中, tan ?EHC ?

CE 3 , ? EH EH
?????8 分

∴当 EH 最短时, tan ?EHC 的值最大,则 ?EHC 最大. ∴当 EH ? A1B 时, ?EHC 最大. 此时, tan ?EHC ?

CE 3 15 ? ? . 2 EH EH
?????9 分

∴ EH ?

2 5 . 5 EB 2 ? EH 2 ? 5 . 5

在 Rt△ EHB 中, BH ?

∵Rt△ EHB ~Rt△ A AB , 1

2 5 EH BH ? ∴ ,即 5 ? AA1 AB AA1
∴ AA ? 4 . 1

5 5 . 2
?????10 分

以 A 为原点,与 AC 垂直的直线为 x 轴, AC 所在的直线为 y 轴, AA1 所在的直线为 z 轴, 建立空间直角坐标系 A ? xyz .
5

则 A (0, 0, 0) , A (0, 0, 4) , B 1 ∴ AA1 ? (0, 0, 4) , A1 B ? 设平面 A1BD 的法向量为 n = 由 n ?A B 1 得? í

(

3, 1, 0 , D (0, 2, 2) .

)

????

????

(

???? ? 3, 1, - 4 , A1D ? (0, 2, - 2) .

)

? x, y , z ? ,
0,

????

???? ? 0 , n ?A1D

ì 3x + y - 4 z = 0 ? (苏元高考吧:www.gaokao8.net) ? 2 y - 2 z = 0. ? ?

令 y = 1,则 z = 1, x =

3.

∴平面 A1BD 的一个法向量为 n =

(

3, 1, 1 .

)

?????12 分

∵ AA1 ? 平面 ABC , ∴ AA1 = (0, 0, 4) 是平面 ABC 的一个法向量.

????

???? ? ???? ? n ? AA1 5 ∴ cos n, AA1 ? . ???? ? ? 5 n AA1

?????13 分

∴平面 A BD 与平面 ABC 所成二面角(锐角)的余弦值为 1 19. (本小题满分14分) (1) 解:? a1 ? 2a2 ? 3a3 ? ? ? nan ? (n ? 1)Sn ? 2n , ∴ 当 n ? 1 时,有 a1 ? (1 ?1)S1 ? 2, 解得 a1 ? 2 . 由 a1 ? 2a2 ? 3a3 ? ? ? nan ? (n ? 1)Sn ? 2n ,

5 . 5

?????14 分

?????1 分 ① ?????2 分 ?????3 分

得 a1 ? 2a2 ? 3a3 ? ? ? nan ? (n ? 1)an ?1 ? nSn ?1 ? 2(n ? 1) , ② ② - ①得: (n ? 1)an?1 ? nSn?1 ? (n ?1)Sn ? 2 . 以下提供两种方法: 法 1:由③式得: (n ? 1)(Sn?1 ? Sn ) ? nSn?1 ? (n ?1)Sn ? 2 , 即 Sn?1 ? 2Sn ? 2 ; ③

?????4 分 ?????5 分

? Sn?1 ? 2 ? 2(Sn ? 2) ,
∵ S1 ? 2 ? a1 ? 2 ? 4 ? 0 , ∴数列 {Sn ? 2} 是以 4 为首项,2 为公比的等比数列.
6

∴ Sn ? 2 ? 4 ? 2n ?1 ,即 Sn ? 4 ? 2n?1 ? 2 ? 2n?1 ? 2 . 当 n ? 2 时, an ? Sn ? Sn?1 ? (2n?1 ? 2) ? (2n ? 2) ? 2n , 又 a1 ? 2 也满足上式, ∴ an ? 2n .

?????6 分 ?????7 分

?????8 分

法 2:由③式得: (n ? 1)an ?1 ? nSn ?1 ? (n ? 1)Sn ? 2 ? n ? Sn ?1 ? Sn ? ? Sn ? 2 , 得 an ?1 ? Sn ? 2 . 当 n ? 2 时, an ? Sn ?1 ? 2 , ⑤-④得: an ?1 ? 2an . 由 a1 ? 2a2 ? S2 ? 4 ,得 a2 ? 4 , ∴ a2 ? 2a1 . ∴数列 {an } 是以 a1 ? 2 为首项,2 为公比的等比数列. (2)解:∵ p, q, r 成等差数列, ∴ p ? r ? 2q . 假设 a p ? 1,aq ? 1,ar ? 1 成等比数列, 则 ap ? 1 ?????9 分 ∴ an ? 2n . ?????7 分 ?????8 分 ④ ⑤ ?????4 分 ?????5 分 ?????6 分

?

? ?a

r r

? 1? ? aq ? 1 ,
2

?

?

?????10 分

即 2p ? 1

?

? ?2

? 1 ? 2q ? 1 ,
(*) ?????11 分

? ?

?

2

p r q 化简得: 2 ? 2 ? 2 ? 2 .

∵ p ? r, ∴ 2 p ? 2r ? 2 2 p ? 2r ? 2 ? 2q ,这与(*)式矛盾,故假设不成立.??13 分 ∴ a p ? 1,aq ? 1,ar ? 1 不是等比数列. 20. 21. (本小题满分14分) 解法1:设椭圆 C1 的方程为 ?????14 分

x2 y 2 ? ? 1 ? a ? b ? 0? , a 2 b2
?a 2 ? 16, ? 2 ?b ? 12. ?
7

? 22 32 ? ? ? 1, 依题意: ? a 2 b2 ?a 2 ? b2 ? 4. ?

解得: ?

?????2 分

∴ 椭圆 C1 的方程为

x2 y 2 ? ? 1. 16 12

?????3 分

x2 y 2 解法 2:设椭圆 C1 的方程为 2 ? 2 ? 1 ? a ? b ? 0 ? , a b
根据椭圆的定义得 2a ? AF ? AF2 ? 8 ,即 a ? 4 , 1 ∵ c ? 2 , ∴ b2 ? a 2 ? c 2 ? 12 . ?????1 分 ?????2 分

∴ 椭圆 C1 的方程为 (2)解法 1:设点 B ( x1 ,

x2 y 2 ? ? 1. 16 12

?????3 分

1 2 1 2 1 2 x1 ) , C ( x 2 , x 2 ) ,则 BC ? ( x 2 ? x1 , ( x 2 ? x12 )) , 4 4 4 1 2 BA ? (2 ? x1 ,3 ? x1 ) , 4

∵ A, B, C 三点共线, (苏元高考吧:www.gaokao8.net) ∴ BC // BA . ∴ x2 ? x1 ? 3 ?

??? ?

??? ?

?????4 分

?

?

? ?

1 2? 1 2 x1 ? ? x2 ? x12 4 ? 4

?

? ?2 ? x ? ,
1

化简得: 2 x1 ? x2 ) ? x1x2 ? 12 . ① ( 由 x2 ? 4 y ,即 y ?

?????5 分

1 1 2 x ,得 y? ? x . 4 2

?????6 分

∴抛物线 C2 在点 B 处的切线 l1 的方程为 y ?

x 1 2 x1 1 x1 ? ( x ? x1 ) ,即 y ? 1 x ? x12 . ② 4 2 2 4 x2 1 2 x ? x2 . 2 4
③ ?????8 分

同理,抛物线 C2 在点 C 处的切线 l2 的方程为 y ?

设点 P( x, y) ,由②③得: 而 x1 ? x 2 ,则 x ? 代入②得 y ?

x1 x 1 1 2 x ? x12 ? 2 x ? x2 , 2 4 2 4
?????9 分 ?????10 分

1 ( x1 ? x 2 ) . 2

1 x1 x 2 , 4

则 2 x ? x1 ? x2 , 4 y ? x1 x2 代入 ① 得 4 x ? 4 y ? 12 ,即点 P 的轨迹方程为 y ? x ? 3 . ?????11 分 若 PF ? PF2 ? AF ? AF2 1 1 ,则点 P 在椭圆 C1 上,而点 P 又在直线 y ? x ? 3 上,
8

?????12 分 ∵直线 y ? x ? 3 经过椭圆 C1 内一点 (3, 0) , ∴直线 y ? x ? 3 与椭圆 C1 交于两点. ∴满足条件 PF ? PF2 ? AF ? AF2 1 1 的点 P 有两个. ?????13 分 ?????14 分

解法 2:设点 B( x1 , y1 ) , C ( x2 , y 2 ) , P( x0 , y0 ) , 由 x2 ? 4 y ,即 y ?

1 1 2 x ,得 y? ? x . 4 2 x1 ( x ? x1 ) , 2

?????4 分

∴抛物线 C2 在点 B 处的切线 l1 的方程为 y ? y1 ?

即y?

x1 1 x ? y1 ? x12 . 2 2

?????5 分

∵ y1 ?

x 1 2 x1 , ∴ y ? 1 x ? y1 . 4 2
∴ y0 ?

∵点 P( x0 , y0 ) 在切线 l1 上,

x1 x0 ? y1 . 2



?????6 分

同理, y 0 ?

x2 x0 ? y 2 . ② 2

?????7 分

综合①、②得,点 B( x1 , y1 ), C ( x2 , y 2 ) 的坐标都满足方程 y 0 ? ∵经过 B( x1 , y1 ), C ( x2 , y 2 ) 的直线是唯一的, ∴直线 L 的方程为 y 0 ?

x x 0 ? y . ?????8 分 2

x x0 ? y , 2
∴ y0 ? x0 ? 3 .

?????9 分 ?????10 分 ?????11 分

∵点 A(2,3) 在直线 L 上, ∴点 P 的轨迹方程为 y ? x ? 3 . 若 PF ? PF2 ? AF ? AF2 1 1

,则点 P 在椭圆 C1 上,又在直线 y ? x ? 3 上,??12 分

∵直线 y ? x ? 3 经过椭圆 C1 内一点 (3, 0) , ∴直线 y ? x ? 3 与椭圆 C1 交于两点. ∴满足条件 PF ? PF2 ? AF ? AF2 1 1 的点 P 有两个. ?????13 分 ?????14分

9

解法3:显然直线 L 的斜率存在,设直线 L 的方程为 y ? k x ? 2 ? 3 ,

?

?

由?

? y ? k ? x ? 2 ? ? 3, ? ? x ? 4 y, ?
2

消去 y ,得 x ? 4kx ? 8k ? 12 ? 0 .
2

?????4分

设 B x1 , y1 ,C x2 , y2 ,则 x1 ? x2 ? 4k, x1x2 ? 8k ? 12 . 由 x2 ? 4 y ,即 y ?

?

?

?

?

?????5分

1 1 2 x ,得 y? ? x . 4 2

?????6 分

∴抛物线 C2 在点 B 处的切线 l1 的方程为 y ? y1 ?

x1 x 1 ( x ? x1 ) ,即 y ? 1 x ? y1 ? x12 .?7 分 2 2 2

∵ y1 ?

x 1 1 2 x1 , ∴ y ? 1 x ? x12 . 4 2 4 x2 1 2 x ? x2 . 2 4
?????8 分

同理,得抛物线 C2 在点 C 处的切线 l2 的方程为 y ?

? x1 x? ?y ? ? 2 由? ? y ? x2 x ? ? ? 2

? x1 ? x2 1 2 ? 2k , x1 , ?x ? ? 2 4 解得 ? 1 2 ? y ? x1 x2 ? 2k ? 3. x2 , ? ? 4 4

∴ P 2k , 2k ? 3 . ∵ PF ? PF2 ? AF ? AF2 , 1 1 ∴点 P 在椭圆 C1 :

?

?

?????10 分

x2 y2 ? ? 1 上. 16 12
2

?????11 分

? 2k ? ∴
16

2

? 2k ? 3? ?
12
2

? 1.
?????12 分 ?????13 分 ?????14 分

化简得 7k ? 12k ? 3 ? 0 .(*)
2 由 Δ ? 12 ? 4 ? 7 ? ?3 ? 228 ? 0 ,

? ?

可得方程(*)有两个不等的实数根. ∴满足条件的点 P 有两个. 21. (本小题满分14分) (1)解:∵关于 x 的不等式 f

? x? ?

? ? 2m ? 1? x ? 1 ? m 2 的解集为 ? m,m ? 1? ,

2 2 即不等式 x ? a ? 1 ? 2m x ? m ? m ? 0 的解集为 m,m ? 1 ,

?

?

?

2 2 ∴ x ? a ? 1 ? 2m x ? m ? m ? x ? m

?

?

?

? ? x ? m ? 1? .

10

2 2 2 ∴ x ? a ? 1 ? 2m x ? m ? m ? x ? 2m ? 1 x ? m m ? 1 .

?

?

?

?

?

?

∴ a ? 1 ? 2m ? ? 2m ? 1 . ∴ a ? ?2 . ?????2 分

?

?

x2 ? 2x ? m ? 1 m ? ? ? x ? 1? ? (2)解法 1:由(1)得 g ? x ? ? . x ?1 x ?1 x ?1
∴? x

f ? x?

? ?

? g ? x ? ? k ln ? x ? 1? ? ? x ? 1? ?

m ? k ln ? x ? 1? 的定义域为 ?1,?? ? . x ?1
?????3 分

∴ ? ?( x) ? 1 ?

m

? x ? 1?
?
2

2

x2 ? ? 2 ? k ? x ? k ? m ? 1 k . ? ? 2 x ?1 x ? 1? ?

2 方程 x ? 2 ? k x ? k ? m ? 1 ? 0 (*)的判别式

?

Δ ? ? 2 ? k ? ? 4 ? k ? m ? 1? ? k 2 ? 4m .
①当 m ? 0 时, Δ ? 0 ,方程(*)的两个实根为 x1 ?

?????4 分

2?k ? 2

k 2 ? 4m

? 1,

x2 ?

2? k ? 2

k 2 ? 4m

? 1,

?????5 分

则 x ? 1, x2 时, ? ?( x) ? 0 ; x ? x2 , ?? 时, ? ?( x) ? 0 . ∴函数 ? x 在 1, x2 上单调递减,在 x2 ,?? 上单调递增. ∴函数 ? x 有极小值点 x2 . ②当 m ? 0 时,由 Δ ? 0 ,得 k ? ?2 ?m 或 k ? 2 ?m , 若 k ? ?2 ?m ,则 x1 ? 故x

?

?

?

?

? ? ? ? ?

?

?

?

?????6 分

2?k ? 2

k 2 ? 4m

? 1, x2 ?

2? k ? 2

k 2 ? 4m

? 1,

(苏元高考吧:www.gaokao8.net) ? ?1,?? ? 时, ? ?( x) ? 0 ,

∴函数 ? x 在 1,?? 上单调递增. ∴函数 ? x 没有极值点.

? ? ? ? ?

?

?????7 分

若 k ? 2 ?m 时, x1 ?

2? k ? 2

k 2 ? 4m

? 1, x2 ?

2? k ? 2

k 2 ? 4m

? 1,

则 x ? 1, x1 时, ? ?( x) ? 0 ; x ? x1 , x2 时, ? ?( x) ? 0 ; x ? x2 , ?? 时, ? ?( x) ? 0 .
11

?

?

?

?

?

?

∴函数 ? x 在 1, x1 上单调递增,在 x1 , x2 上单调递减,在 x2 ,?? 上单调递增. ∴函数 ? x 有极小值点 x2 ,有极大值点 x1 . 综上所述, 当 m ? 0 时, k 取任意实数, 函数 ? x 有极小值点 x2 ; 当 m ? 0 时, k ? 2 ?m ,函数 ? x 有极小值点 x2 ,有极大值点 x1 .???9 分 (其中 x1 ?

? ? ? ? ?

?

?

?

?

?

?????8 分

? ?

? ?

2? k ? 2

k 2 ? 4m

, x2 ?

2? k ? 2

k 2 ? 4m

)

解法 2:由(1)得 g x

? ?

?

f ? x? x ?1

?

x2 ? 2x ? m ? 1 m ? ? x ? 1? ? . x ?1 x ?1

∴? x

? ?

? g ? x ? ? k ln ? x ? 1? ? ? x ? 1? ?

m ? k ln ? x ? 1? 的定义域为 ?1,?? ? . x ?1
?????3 分

∴ ? ?( x) ? 1 ? 若函数 ? x

m

? x ? 1?
?

2

?

x2 ? ? 2 ? k ? x ? k ? m ? 1 k . ? 2 x ?1 ? x ? 1?

? ?

? g ? x ? ? k ln ? x ? 1? 存在极值点等价于函数 ? ?( x) 有两个不等的零点,且

至少有一个零点在 1,?? 上. 令 ? ?( x ) ?

?

?????4 分

x2 ? ? 2 ? k ? x ? k ? m ? 1

? x ? 1?
?

2

? 0,

2 得 x ? 2 ? k x ? k ? m ? 1 ? 0 , (*)

?

则Δ ? 2 ? k

?

?

2

? 4 ? k ? m ? 1? ? k 2 ? 4m ? 0 ,(**)

?????5 分

方程(*)的两个实根为 x1 ? 设h x

2? k ? 2

k 2 ? 4m

, x2 ?

2? k ? 2

k 2 ? 4m

.

? ?

? x2 ? ? 2 ? k ? x ? k ? m ? 1 ,

①若 x1 ? 1, x2 ? 1,则 h 1 ? ? m ? 0 ,得 m ? 0 ,此时, k 取任意实数, (**)成立. 则 x ? 1, x2 时, ? ?( x) ? 0 ; x ? x2 , ?? 时, ? ?( x) ? 0 . ∴函数 ? x 在 1, x2 上单调递减,在 x2 ,?? 上单调递增. ∴函数 ? x 有极小值点 x2 .

??

?

?

?

?

? ? ? ? ?

?

?

?

?????6 分

12

? h ?1? ? ? m ? 0, ?m ? 0, ? ②若 x1 ? 1,x2 ? 1 ,则 ? 2 ? k 得? ? 1. ? k ? 0. ? ? 2
又由(**)解得 k ? 2 ?m 或 k ? ?2 ?m , 故 k ? 2 ?m . ?????7 分

则 x ? 1, x1 时, ? ?( x) ? 0 ; x ? x1 , x2 时, ? ?( x) ? 0 ; x ? x2 , ?? 时, ? ?( x) ? 0 . ∴函数 ? x 在 1, x1 上单调递增,在 x1 , x2 上单调递减,在 x2 ,?? 上单调递增. ∴函数 ? x 有极小值点 x2 ,有极大值点 x1 . 综上所述, 当 m ? 0 时, k 取任何实数, 函数 ? x 有极小值点 x2 ; 当 m ? 0 时, k ? 2 ?m ,函数 ? x 有极小值点 x2 ,有极大值点 x1 .???9 分 (其中 x1 ?

?

?

?

?

?

?

? ? ? ? ?

?

?

?

?

?

?????8 分

? ?

? ?

2? k ? 2

k 2 ? 4m

, x2 ?

2? k ? 2

k 2 ? 4m

)

(2)证法 1:∵ m ? 1 , ∴ g x

? ? ? ? x ? 1? ?

1 . x ?1
n

n ? ? n 1? 1 ? n ∴ ? g ? x ? 1? ? ? g x ? 1 ? ? x ? ? ? ? x ? n ? ? ? x? x ? ? ?

?

?

1 ? xn ? Cn xn ?1 ?

? 1 1 1 1? 2 n n 1 ? Cn xn ? 2 ? 2 ? ? ? Cn ?1 x ? n ?1 ? Cn n ? ? xn ? n ? x x x x x ? ?
?????10 分

1 2 n ? Cn xn ? 2 ? Cn xn ? 4 ? ? ? Cn ?1x2 ? n .

令 T ? Cn x

1 n?2

2 n ? Cn xn ? 4 ? ? ? Cn ?1x2 ? n , n 1 ? Cn ? 2 x4 ? n ? ? ? Cn xn ? 2

则 T ? Cn x

n ?1 2 ? n

1 2 n ? Cn x2 ? n ? Cn x4 ? n ? ? ? Cn ?1xn ? 2 .

∵x ? 0, ∴ 2T ? Cn x
1

?

n?2

2 n ? x 2 ? n ? Cn x n ? 4 ? x 4 ? n ? ? ? Cn ?1 x 2 ? n ? x n ? 2

?

?

?

?

?

??11 分

1 ? Cn ? 2 x n ? 2 ? x 2 ? n ? Cn2 ? 2 x n ? 4 ? x 4 ? n ? ? ? Cnn ?1 ? 2 x 2 ? n ? x n ? 2 ?12 分

1 2 n ? 2 Cn ? Cn ? ? ? Cn ?1

?

?
13

0 1 2 n n 0 n ? 2 Cn ? Cn ? Cn ? ? ? Cn ?1 ? Cn ? Cn ? Cn

? ?

?
?????13 分 ?????14 分

? 2 2n ? 2 .
∴ T ? 2n ? 2 ,即 ? g x ? 1 ? ? g xn ? 1 ? 2n ? 2 . ? ?

?

?

?

n

?

?

? ? n 1? 1 ? 证法 2:下面用数学归纳法证明不等式 ? x ? ? ? ? x ? n ? ? 2n ? 2 . x? x ? ? ?
① 当 n ? 1 时,左边 ? ? x ?

n

? ?

1? ? 1? 1 ? ? ? x ? ? ? 0 ,右边 ? 2 ? 2 ? 0 ,不等式成立; x? ? x?
?????10 分
k

? ? k 1? 1 ? ② 假设当 n ? k (k ? N )时,不等式成立,即 ? x ? ? ? ? x ? k ? ? 2k ? 2 , x? x ? ? ?
*

? 1? 则 ?x ? ? x? ?

k ?1

? 1 ? ? ? x k ?1 ? k ?1 ? x ? ?

k ? ? 1 ? ?? 1? 1 ?? ? 1? ? 1 ? ? 1 ? ? ? x ? ? ?? x ? ? ? ? x k ? k ? ? ? ? x ? ? ? x k ? k ? ? ? x k ?1 ? k ?1 ? x ? ?? x? x? ? x ?? ? x ? ? x ? ? ? ? ? k ? ? 1 ? ?? 1? 1 ? ? x ? ? ?? x ? ? ? ? x k ? k x ? ?? x? x ? ? ?

? ? ? k ?1 1 ? ? ? ? ? x ? k ?1 ? x ? ?? ? ?

?????11 分

? 2 x?

1 1 ? 2k ? 2 ? 2 xk ?1 ? k ?1 x x

?

?

?????12 分

? 2k ? 1 ? 2 .
也就是说,当 n ? k ? 1 时,不等式也成立. 由①②可得,对 ?

?????13 分

n ?N * , ? g ? x ? 1?? ? g xn ? 1 ? 2n ? 2 都成立. ???14 分 ? ?
n

?

?

2013 年广州市普通高中毕业班综合测试(一) 数学(理科)试题参考答案及评分标准
一、选择题:本大题考查基本知识和基本运算.共8小题,每小题5分,满分40分. 1 2 3 4 5 6 7 8 题号 答案 D B C D A C A B

14

9. ? , ?? ?

?1 ?2

? ?

10. sin 1

11. 12.38

12.

1 7 或 2 2

13.8, n ? n ? 2
2

14. ?1,

? 11? ? ? 6 ? ?

15. 4

说明:① 第13题第一个空填对给2分,第二个空填对给3分. ② 第14题的正确答案可以是: ?1,

? 11? ? ? 2k ? ? (k ? Z ). 6 ? ?

三、解答题:本大题共6小题,满分80分.解答须写出文字说明、证明过程和演算步骤. 16. (本小题满分12分) (1)解:∵ f ( x ) 的最大值为2,且 A ? 0 , ∵ f ( x ) 的最小正周期为 8 , ∴ f ( x) ? 2sin( ∴T ? ∴A?2. ?????1分

2?

?

x? ). 4 4

?

?

? 8 ,得 ? ?

?
4

.

?????2 分 ?????3 分

(2)解法 1:∵ f (2) ? 2sin ?

? ?? ? ? ? ? ? 2cos ? 2 , 4 ?2 4?

?????4 分

?? ? ? f (4) ? 2sin ? ? ? ? ? ?2sin ? ? 2 , 4? 4 ?
∴ P(2, 2), Q(4, ? 2) . ∴ OP ? 6, PQ ? 2 3, OQ ? 3 2 .

?????5 分

?????8 分
2 2 2

∴ cos ?POQ ?

OP ? OQ ? PQ
2 2

2

2 OP OQ

? 6 ? ? ?3 2 ? ? ? 2 3 ? ?
2 6 ?3 2

?

3 . ???10 分 3
?????11 分

∴ sin ?POQ ?

1 ? cos2 ?POQ ?

6 . 3

∴△ POQ 的面积为 S ?

1 1 OP OQ sin ?POQ ? ? 2 2

6?3 2?

6 3

15

16


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