湖北2013年高考理科数学试卷答案解析

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2013年普通高等学校招生全国统一考试(湖北卷)
数 学(理工类)
【34】(A,湖北,理1)在复平面内,复数 ( 为虚数单位)的共轭复数对应的点位于
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
考点名称 数系的扩充与复数的概念
【34】(A,湖北,理1)D
解析: ,则 ,其对应点Z(1,-1)位于第四象限.
【1】(A,湖北,理2)已知全集为 ,集合 , ,则
A. B.
C. D.
考点名称 集合
【1】(A,湖北,理2)C
解析:∵ , ,∴ .
【2】(A,湖北,理3文3)在一次跳伞训练中,甲、乙两位学员各跳一次.设命题p是“甲降落在指定范围”,q是“乙降落在指定范围”,则命题“至少有一位学员没有降落在指定范围”可表示为
A. ∨ B. ∨ C. ∧ D. ∨
考点名称 常用逻辑语句
【2】(A,湖北,理3文3)A
解析:因为p是“甲降落在指定范围”,q是“乙降落在指定范围”,则 是“没有降落在指定范围”, 是“乙
没有降落在指定范围”,所以命题“至少有一位学员没有降落在指定范围”可表示为 ∨ .
【6】(B,湖北,理4文6)将函数 的图象向左平移 个单位长度后,所得到的图象关于y轴对称,则m的最小值是
A. B. C. D.
考点名称 三角函数及其图象与性质
【6】(B,湖北,理4文6)B
解析:因为 可化为 (x∈R),将它向左平移 个单位得 ,其图像关于y轴对称.
【17】(B,湖北,文2理5)已知 ,则双曲线 : 与 : 的
A.实轴长相等 B.虚轴长相等 C.焦距相等 D.离心率相等
考点名称 圆锥曲线及其标准方程
【17】(B,湖北,文2理5)D
解析:对于双曲线C1,有 , . 对于双曲线C2,有 , .即这两双曲线的离心率相等.
【7】(B,湖北,理6文7)已知点 、 、 、 ,则向量 在 方向上的投影为
A. B. C. D.
考点名称 平面向量的概念及其运算
【7】(A,湖北,理6文7)A
解析: =(2,1), =(5,5),则向量 在向量 方向上的射影为
.
【31】(C,湖北,理7)一辆汽车在高速公路上行驶,由于遇到紧急情况而刹车,以速度 (t的单位:s,v的单位:m/s)行驶至停止. 在此期间汽车继续行驶的距离(单位:m)是
A. B. C. D.
考点名称 定积分与微积分基本定理
【31】(C,湖北,理7)C
解析:令 =0,解得t =4或t= (不合题意,舍去),即汽车经过4秒中后停止,在此期间汽车继续行驶的距离为
= .
【21】(B,湖北,理8)一个几何体的三视图如图所示,该几何体从上到下由四个简单几何体组成,其体积分别记为 , , , ,上面两个简单几何体均为旋转体,下面两个简单几何体均为多面体,则有
A. B. C. D.
考点名称 空间几何体与三视图
【21】(B,湖北,理8) C
解析:显然 ,所以B不正确. 又 , ,
, ,从而 .
【26】(B,湖北,理9)如图,将一个各面都涂了油漆的正方体,切割为125个同样大小的小正方体. 经过搅
拌后,从中随机取一个小正方体,记它的涂漆面数为 ,则 的均值
A. B. C. D.
考点名称 统计
【26】(B,湖北,理9)B 125个同样大小的小正方体的面数共有125×6=750,涂了油漆的面数有25×6=150.
每一个小正方体的一个面涂漆的频率为 ,则它的涂漆面数为 的均值 .
【29】(C,湖北,理10)已知 为常数,函数 有两个极值点 , ,则
A. , B. ,
C. , D. ,
考点名称 导数及其应用
【29】(C,湖北,理10)D
解析: ,由 由两个极值点,得 有两个不等的实数解,即 有两个实数解,从而直线 与曲线 有两个交点. 过点(0,-1)作 的切线,设切点为(x0,y0),则切线的斜率 ,切线方程为 . 切点在切线上,则 ,又切点在曲线 上,则 ,即切点为(1,0),切线方程为 . 再由直线 与曲线 有两个交点.,知直线 位于两直线 和 之间,如图所示,其斜率2a满足:0<2a<1,解得0<a< . .则这函数的两个极点 满足 ,所以 ,而 ,即 ,所以 .
【26】(A,湖北,理11)从某小区抽取100户居民进行月用电量调查,发现其用电量都在50至350度之间,频率分布直方图如图所示.
(Ⅰ)直方图中 的值为_________;
(Ⅱ)在这些用户中,用电量落在区间 内的户数为_________.
考点名称 统计
【26】(A,湖北,理11)(Ⅰ)0.0044 (Ⅱ)70
解析:(Ⅰ)
=0.0044;
(Ⅱ)用电量落在区间 内的户数为 .
【24】(A,湖北,理12)如图所示的程序框图,运行相应的程序,输出的结果 _________.
考点名称 算法初步与框图
【24】(A,湖北,理12)5
解析:已知初始值 ,∵ ,则执行程序,得 ;因为 ,则执行程序,得 ; ,则第三次执行程序,得 ;∵ ,则第四次执行程序,得 ;∵ ,执行输出i, .
【13】(C,湖北,理13)设 ,且满足: , ,则 _________.
考点名称
【13】(C,湖北,理13)
解析:
【39】(湖北理14)古希腊毕达哥拉斯学派的数学家研究过各种多边形数. 如三角形数1,3,6,10, ,第 个三角形数为 . 记第 个 边形数为 ,以下列出了部分k边形数中第 个数的表达式:
三角形数 ,
正方形数 ,
五边形数 ,
六边形数 ,
………………………………………
可以推测 的表达式,由此计算 _________.
考点名称 创新与拓展
【13】(C,湖北,理13)1000
解析:三角形数 ,
正方形数 = ,
五边形数 = ,
六边形数 = = ,
………………………………………
推测k边形 .
所以 .
【37】(B,湖北,理15)如图,圆 上一点 在直径 上的射影为 ,点 在半径 上的射影为 .若 ,则 的值为_________.
考点名称 选修4-1:几何证明选讲
【37】(B,湖北,理15)8
解析:根据题设,易知 ,
Rt△ODE∽Rt△DCE∽Rt△OCD,∴ ,即CO=3OD=9OE,
在Rt△ODE中, ,
在Rt△CDE中, ,即 ,∴ .
【36】(A,湖北,理16)
在直角坐标系 中,椭圆 的参数方程为 ( 为参数, ). 在
极坐标系(与直角坐标系 取相同的长度单位,且以原点O为极点,以x轴正半轴
为极轴)中,直线 与圆 的极坐标方程分别为 (m为非零常数)
与 . 若直线 经过椭圆 的焦点,且与圆 相切,则椭圆 的离心率为_________.
考点名称 选修4-4:坐标系与参数方程
【36】(A,湖北,理16) 椭圆C的方程可以化为 ,圆O的方程可化为 ,直线l的方程可化为 ,因为直线l经过椭圆的焦点,且与圆O相切,则 , , ,所以椭圆的离心率 .
【10】(B,湖北,理17)在△ 中,角 , , 对应的边分别是 , , . 已知 .
(Ⅰ)求角A的大小;
(Ⅱ)若△ 的面积 , ,求 的值.
考点名称 解三角形
【10】(B,湖北,理17)(Ⅰ)由 ,得 ,
即 ,解得 或 (舍去).
因为 ,所以 .
(Ⅱ)由 得 . 又 ,知 .
由余弦定理得 故 .
又由正弦定理得 .
【19】(B,湖北,理18)已知等比数列 满足: , .
(Ⅰ)求数列 的通项公式;
(Ⅱ)是否存在正整数 ,使得 ?若存在,求 的最小值;若不存在,说明理由.
考点名称 等比数列
【19】(B,湖北,理18)(Ⅰ)设等比数列 的公比为q,则由已知可得
解得 或
故 ,或 .
(Ⅱ)若 ,则 ,故 是首项为 ,公比为 的等比数列,
从而 .
若 ,则 ,故 是首项为 ,公比为 的等比数列,
从而 故 .
综上,对任何正整数 ,总有 .
故不存在正整数 ,使得 成立.
【23】(B,湖北,理19)如图, 是圆 的直径,点 是圆 上异于 的点,直线 平面 , , 分别是 , 的中点.
(Ⅰ)记平面 与平面 的交线为 ,试判断直线 与平面 的位置关系,并加以证明;
(Ⅱ)设(Ⅰ)中的直线l与圆 的另一个交点为 ,且点Q满足 . 记直线 与平面 所成的角为 ,异面直线 与 所成的角为 ,二面角 的大小为 ,求证: .
考点名称 空间向量与立体几何
【23】(B,湖北,理19)(Ⅰ)直线 ∥平面 ,证明如下:
连接 ,因为 , 分别是 , 的中点,所以 ∥ .
又 平面 ,且 平面 ,所以 ∥平面 .
而 平面 ,且平面 平面 ,所以 ∥ .
因为 平面 , 平面 ,所以直线 ∥平面 .
(Ⅱ)(综合法)如图1,连接 ,由(Ⅰ)可知交线 即为直线 ,且 ∥ .
因为 是 的直径,所以 ,于是 .
已知 平面 ,而 平面 ,所以 .
而 ,所以 平面 .
连接 , ,因为 平面 ,所以 .
故 就是二面角 的平面角,即 .
由 ,作 ∥ ,且 .
连接 , ,因为 是 的中点, ,所以 ,
从而四边形 是平行四边形, ∥ .
连接 ,因为 平面 ,所以 是 在平面 内的射影,
故 就是直线 与平面 所成的角,即 .
又 平面 ,有 ,知 为锐角,
故 为异面直线 与 所成的角,即 ,
于是在 △ , △ , △ 中,分别可得
, , ,
从而 ,即 .
(Ⅱ)(向量法)如图2,由 ,作 ∥ ,且 .
连接 , , , , ,由(Ⅰ)可知交线 即为直线 .
以点 为原点,向量 所在直线分别为 轴,建立如图所示的空间直角坐标系,设 ,则有
,
.
于是 , , ,
所以 ,从而 .
又取平面 的一个法向量为 ,可得 ,
设平面 的一个法向量为 ,
所以由 可得 取 .
于是 ,从而 .
故 ,即 .
【40】(B,湖北,理20)假设每天从甲地去乙地的旅客人数 是服从正态分布 的随机变量. 记一天中从甲地去乙地的旅客人数不超过900的概率为 .
(Ⅰ)求 的值;
(参考数据:若 ~ ,有 , , .)
(Ⅱ)某客运公司用 、 两种型号的车辆承担甲、乙两地间的长途客运业务,每车每天往返一次. 、 两种车辆的载客量分别为36人和60人,从甲地去乙地的营运成本分别为1600元/辆和2400元/辆. 公司拟组建一个不超过21辆车的客运车队,并要求 型车不多于 型车7辆. 若每天要以不小于 的概率运完从甲地去乙地的旅客,且使公司从甲地去乙地的营运成本最小,那么应配备 型车、 型车各多少辆?
考点名称 随机变量及其分布,简单的线性规划
【40】(B,湖北,理20)(Ⅰ)由于随机变量 服从正态分布 ,故有 ,
.
由正态分布的对称性,可得
.
(Ⅱ)设 型、 型车辆的数量分别为 辆,则相应的营运成本为 . 依题意, 还需满足:
.
由(Ⅰ)知, ,故 等价于 .
于是问题等价于求满足约束条件
且使目标函数 达到最小的 .
作可行域如图所示, 可行域的三个顶点坐标分别为 .
由图可知,当直线 经过可行域的点P时,直线 在y轴上截距 最小,即z取得最小值.
故应配备 型车5辆、 型车12辆.
【16】(C,湖北,理21)如图,已知椭圆 与 的中心在坐标原点 ,长轴均为 且在 轴上,短轴长分别为 , ,过原点且不与 轴重合的直线 与 , 的四个交点按纵坐标从大到小依次为A,B,C,D.记 ,△ 和△ 的面积分别为 和 .
(Ⅰ)当直线 与 轴重合时,若 ,求 的值;
(Ⅱ)当 变化时,是否存在与坐标轴不重合的直线l,使得 ?并说明理由.
考点名称 直线与圆锥曲线
【16】(C,湖北,理21)依题意可设椭圆 和 的方程分别为
: , : . 其中 ,
(Ⅰ)解法1:如图1,若直线 与 轴重合,即直线 的方程为 ,则
, ,所以 .
在C1和C2的方程中分别令 ,可得 , , ,
于是 .
若 ,则 ,化简得 . 由 ,可解得 .
故当直线 与 轴重合时,若 ,则 .
解法2:如图1,若直线 与 轴重合,则
, ;
, .
所以 .
若 ,则 ,化简得 . 由 ,可解得 .
故当直线 与 轴重合时,若 ,则 .
(Ⅱ)解法1:如图2,若存在与坐标轴不重合的直线l,使得 . 根据对称性,
不妨设直线 : ,
点 , 到直线 的距离分别为 , ,则
因为 , ,所以 .
又 , ,所以 ,即 .
由对称性可知 ,所以 ,
,于是
. ①
将 的方程分别与C1,C2的方程联立,可求得
, .
根据对称性可知 , ,于是
. ②
从而由①和②式可得
. ③
令 ,则由 ,可得 ,于是由③可解得 .
因为 ,所以 . 于是③式关于 有解,当且仅当 ,
等价于 . 由 ,可解得 ,
即 ,由 ,解得 ,所以
当 时,不存在与坐标轴不重合的直线l,使得 ;
当 时,存在与坐标轴不重合的直线l使得 .
解法2:如图2,若存在与坐标轴不重合的直线l,使得 . 根据对称性,
不妨设直线 : ,
点 , 到直线 的距离分别为 , ,则
因为 , ,所以 .
又 , ,所以 .
因为 ,所以 .
由点 , 分别在C1,C2上,可得
, ,两式相减可得 ,
依题意 ,所以 . 所以由上式解得 .
因为 ,所以由 ,可解得 .
从而 ,解得 ,所以
当 时,不存在与坐标轴不重合的直线l,使得 ;
当 时,存在与坐标轴不重合的直线l使得 .
【40】(湖北理22)设 是正整数, 为正有理数.
(Ⅰ)求函数 的最小值;
(Ⅱ)证明: ;
(Ⅲ)设 ,记 为不小于 的最小整数,例如 , , .
令 ,求 的值.
(参考数据: , , , )
考点名称 导数,函数的性质,不等式,创新与拓展,交汇与整合
【40】(湖北理22)(Ⅰ)因为 ,令 ,解得 .
当 时, ,所以 在 内是减函数;
当 时, ,所以 在 内是增函数.
故函数 在 处取得最小值 .
(Ⅱ)由(Ⅰ),当 时,有 ,即
,且等号当且仅当 时成立,
故当 且 时,有
. ①
在①中,令 (这时 且 ),得 .
上式两边同乘 ,得 ,即

当 时,在①中令 (这时 且 ),类似可得

且当 时,③也成立.
综合②,③得

(Ⅲ)在④中,令 , 分别取值81,82,83,…,125,得

.
将以上各式相加,并整理得
.
代入数据计算,可得 , .


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