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2013年高考理科数学辽宁卷word解析版

2013年普通高等学校夏季招生全国统一考试数学理工农医类

(辽宁卷)

注意事项:

1.本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。

2.回答第Ⅰ卷时,选出每小题答案后,用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。写在本试卷上无效。

3.回答第Ⅱ卷时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。 4.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。

第Ⅰ卷

一、选择题:本大题共12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.(2013辽宁,理1)复数1

i 1

z =

-的模为( ).

A .

1

2

B .2

C

D .2

答案:B 解析:∵1i 111i i 1(i 1)(i 1)22

z --=

==------,

∴|z |2=,故选B.

2.(2013辽宁,理2)已知集合A ={x |0<log 4x <1},B ={x |x ≤2},则A ∩B =( ).

A .(0,1)

B .(0,2]

C .(1,2)

D .(1,2] 答案:D

解析:0<log 4x <1?log 41<log 4x <log 44?1<x <4,即A ={x |1<x <4}, ∴A ∩B ={x |1<x ≤2}.故选D.

3.(2013辽宁,理3)已知点A (1,3),B (4,-1),则与向量AB 同方向的单位向量为( ).

A .34,55??- ???

B .43,55??

- ???

C .34,55??- ???

D .43,55??- ???

答案:A

解析:与AB 同方向的单位向量为

AB

AB

34,55??

=- ???

,故选A.

4.(2013辽宁,理4)下面是关于公差d >0的等差数列{a n }的四个命题:

p 1:数列{a n }是递增数列; p 2:数列{na n }是递增数列;

p 3:数列n a n ??

?

???

是递增数列; p 4:数列{a n +3nd }是递增数列.

其中的真命题为( ). A .p 1,p 2 B .p 3,p 4 C .p 2,p 3 D .p 1,p 4 答案:D

解析:如数列为{-2,-1,0,1,…},则1×a 1=2×a 2,故p 2是假命题;如数列为{1,2,3,…},则

n a n

=1,故p 3是假命题.故选D. 5.(2013辽宁,理5)某班的全体学生参加英语测试,成绩的频率分布直方图如图,数据的分组依次为:[20,40),[40,60),[60,80),[80,100].若低于60分的人数是15,则该班的学生人数是( ).

A .45

B .50

C .55

D .60 答案:B

解析:由频率分布直方图,低于60分的同学所占频率为(0.005+0.01)×20=0.3,故该班的学生人数为

15

0.3

=50.故选B. 6.(2013辽宁,理6)在△ABC 中,内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c .若a sin B cos C +c sin B cos A =12

b ,且a >b ,则∠B =( ).

A .

π6 B .π3 C .2π3 D .5π6

答案:A

解析:根据正弦定理:a sin B cos C +c sin B cos A =1

2

b 等价于sin A cos C +sin C cos A =12

, 即sin(A +C )=

12

. 又a >b ,∴∠A +∠C =

5π6,∴∠B =π

6

.故选A. 7.(2013辽宁,理7)使3n

x

?

?

(n ∈N +)的展开式中含有常数项的最小的n 为( ).

A .4

B .5

C .6

D .7

答案:B

解析:3n

x

? ?

展开式中的第r +1项为C r n (3x )n -r 32r x -=5

2C 3n r r n r n x --,若展开式中含常数项,则存在n ∈N +,r ∈N ,使5

2

n r -=0,

故最小的n 值为5,故选B.

8.(2013辽宁,理8)执行如图所示的程序框图,若输入n =10,则输出S =( ).

A .

511 B .1011 C .3655 D .7255

答案:A

解析:当n =10时,由程序运行得到

2222211111

21416181101S =

++++

----- 11111

133********

=++++

????? 11111111111213355779911??=-+-+-+-+- ??? 1105

21111=?=.故选A. 9.(2013辽宁,理9)已知点O (0,0),A (0,b ),B (a ,a 3).若△OAB 为直角三角形,则必有( ). A .b =a 3

B .3

1b a a

=+

C .33

1()0b a b a a ??---= ??

?

D .33

10b a b a a

-+--=

答案:C

解析:若B 为直角,则0OB AB ?=, 即a 2+a 3(a 3-b )=0,

又a ≠0,故3

1b a a

=+

; 若A 为直角,则0OA AB ?=,即b (a 3-b )=0,得b =a 3;

若O 为直角,则不可能.故b -a 3=0或b -a 3-1

a

=0,故选C.

10.(2013辽宁,理10)已知直三棱柱ABC -A 1B 1C 1的6个顶点都在球O 的球面上.若AB =3,AC =4,AB ⊥AC ,AA 1=12,则球O 的半径为( ).

A B . C .13

2

D .答案:C

解析:过C 点作AB 的平行线,过B 点作AC 的平行线,交点为D ,同理过C 1作A 1B 1的平行线,过B 1作A 1C 1的平行线,交点为D 1,连接DD 1,则ABCD -A 1B 1C 1D 1恰好成为球的一个内接长方体,故球的

半径r

13

2

=.故选C. 11.(2013辽宁,理11)已知函数f (x )=x 2-2(a +2)x +a 2,g (x )=-x 2+2(a -2)x -a 2+8.设H 1(x )=max{f (x ),

g (x )},H 2(x )=min{f (x ),g (x )}(max{p ,q }表示p ,q 中的较大值,min{p ,q }表示p ,q 中的较小值).记H 1(x )的最小值为A ,H 2(x )的最大值为B ,则A -B =( ).

A .16

B .-16

C .a 2-2a -16

D .a 2+2a -16 答案:B

解析:∵f (x )-g (x )=2x 2-4ax +2a 2-8 =2[x -(a -2)][x -(a +2)],

∴()1(),(,2],(),(2,2],(),(2,],f x x a H x g x x a a f x x a ∈-∞-??

∈-+??∈++∞?

()2(),(,2],(),(2,2],(),(2,],g x x a H x f x x a a g x x a ∈-∞-??

∈-+??∈++∞?

可求得H 1(x )的最小值A =f (a +2)=-4a -4,H 2(x )的最大值B =g (a -2)=-4a +12, ∴A -B =-16.故选B.

12.(2013辽宁,理12)设函数f (x )满足x 2

f ′(x )+2xf (x )=e x x ,f (2)=2

e 8

,则x >0时,f (x )( ).

A .有极大值,无极小值

B .有极小值,无极大值

C .既有极大值又有极小值

D .既无极大值也无极小值 答案:D

解析:令F (x )=x 2f (x ),

则F ′(x )=x 2

f ′(x )+2xf (x )=e x

x

F (2)=4·f (2)=2

e 2.

由x 2

f ′(x )+2xf (x )=e x x

得x 2

f ′(x )=e x x

-2xf (x )=2e 2x x f x x -(),

∴f ′(x )=3

e 2x F x x -()

.

令φ(x )=e x -2F (x ),

则φ′(x )=e x

-2F ′(x )=2e e (2)

e x x x

x x x

--=. ∴φ(x )在(0,2)上单调递减,在(2,+∞)上单调递增, ∴φ(x )的最小值为φ(2)=e 2-2F (2)=0.

∴φ(x )≥0.

又x >0,∴f ′(x )≥0. ∴f (x )在(0,+∞)单调递增.

∴f (x )既无极大值也无极小值.故选D.

第Ⅱ卷

本卷包括必考题和选考题两部分.第13题~第21题为必考题,每个试题考生都必须做答.第22题~第24题为选考题,考生根据要求做答.

二、填空题:本大题共4小题,每小题5分.

13.(2013辽宁,理13)某几何体的三视图如图所示,则该几何体的体积是__________.

答案:16π-16

解析:由三视图可知该几何体是一个底面半径为2的圆柱体,中间挖去一个底面棱长为2的正四棱柱,故体积为π·22·4-2×2×4=16π-16.

14.(2013辽宁,理14)已知等比数列{a n }是递增数列,S n 是{a n }的前n 项和.若a 1,a 3是方程x 2-5x +4=0的两个根,则S 6=__________.

答案:63

解析:因为x 2-5x +4=0的两根为1和4,又数列{a n }是递增数列, 所以a 1=1,a 3=4,所以q =2.

所以S 6=611212

?(-)

-=63.

15.(2013辽宁,理15)已知椭圆C :22

22=1x y a b

+(a >b >0)的左焦点为F ,C 与过原点的直线相交于A ,B

两点,连接AF ,BF .若|AB |=10,|AF |=6,cos ∠ABF =4

5

,则C 的离心率e =__________.

答案:57

解析:如图所示.

根据余弦定理|AF |2

=|BF |2

+|AB |2

-2|AB |·|BF |cos ∠ABF ,即|BF |2

-16|BF |+64=0,得|BF |=8.

又|OF |2=|BF |2+|OB |2-2|OB |·|BF |cos ∠ABF ,得|OF |=5. 根据椭圆的对称性|AF |+|BF |=2a =14,得a =7. 又|OF |=c =5,故离心率e =

5

7

. 16.(2013辽宁,理16)为了考察某校各班参加课外书法小组的人数,从全校随机抽取5个班级,把每个班级参加该小组的人数作为样本数据.已知样本平均数为7,样本方差为4,且样本数据互不相同,则样本数据中的最大值为__________.

答案:10

解析:设5个班级的人数分别为x 1,x 2,x 3,x 4,x 5,则

12345

75

x x x x x ++++=,

22222

12345777775

x x x x x (-)+(-)+(-)+(-)+(-)

=4,

即5个整数平方和为20,最大的数比7大不能超过3,否则方差超过4,故最大值为10,最小值为4. 三、解答题:解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤.

17.(2013辽宁,理17)(本小题满分12分)设向量a = x ,sin x ),b =(cos x ,sin x ),x ∈π0,2

??

????

.

(1)若|a |=|b |,求x 的值; (2)设函数f (x )=a ·b ,求f (x )的最大值.

解:(1)由|a |2

)

2

x +(sin x )2=4sin 2x ,

|b |2=(cos x )2+(sin x )2=1, 及|a |=|b |,得4sin 2x =1.

又x ∈π0,2??

????,从而sin x =1

2

所以π

6

x =.

(2)f (x )=a ·b x ·cos x +sin 2x

112cos 222

x x =

-+ π1sin 262x ?

?=-+ ??

?,

当ππ0,32x ??=∈????时,πsin 26x ?

?- ???取最大值1.

所以f (x )的最大值为

32

. 18.(2013辽宁,理18)(本小题满分12分)如图,AB 是圆的直径,P A 垂直圆所在的平面,C 是圆上的点.

(1)求证:平面P AC ⊥平面PBC ;

(2)若AB =2,AC =1,P A =1,求二面角CPBA 的余弦值. (1)证明:由AB 是圆的直径,得AC ⊥BC . 由P A ⊥平面ABC ,BC ?平面ABC ,得P A ⊥BC . 又P A ∩AC =A ,P A ?平面P AC ,AC ?平面P AC , 所以BC ⊥平面P AC . 因为BC ?平面PBC . 所以平面PBC ⊥平面P AC .

(2)解法一:过C 作CM ∥AP ,则CM ⊥平面ABC .

如图,以点C 为坐标原点,分别以直线CB ,CA ,CM 为x 轴,y 轴,z 轴建立空间直角坐标系.

因为AB =2,AC =1,所以BC

因为P A =1,所以A (0,1,0),B

,0,0),P (0,1,1). 故CB =

0,0),CP =(0,1,1). 设平面BCP 的法向量为n 1=(x ,y ,z ),

则110,0,CB CP ??=???=??n n

所以0,0,y z =+=??

不妨令y =1,则n 1=(0,1,-1). 因为AP =(0,0,1),AB =

1,0). 设平面ABP 的法向量为n 2=(x ,y ,z ),

则220,0,

AP AB ??=???=??n n

所以0,0,z y =??-=

不妨令x =1,则n 2=(1

0),

于是cos 〈n 1,n 2

4=. 所以由题意可知二面角CPBA

解法二:过C 作CM ⊥AB 于M , 因为P A ⊥平面ABC ,CM ?平面ABC , 所以P A ⊥CM ,故CM ⊥平面P AB . 过M 作MN ⊥PB 于N ,连接NC , 由三垂线定理得CN ⊥PB .

所以∠CNM 为二面角CPBA 的平面角.

在Rt △ABC 中,由AB =2,AC =1,得BC

,CM

=2,BM =32

, 在Rt △P AB 中,由AB =2,P A =1,得PB

因为Rt △BNM ∽Rt △BAP ,

所以3

1MN

=MN

.

又在Rt △CNM 中,CN

cos ∠CNM

所以二面角CPBA

19.(2013辽宁,理19)(本小题满分12分)现有10道题,其中6道甲类题,4道乙类题,张同学从中任取3道题解答.

(1)求张同学至少取到1道乙类题的概率;

(2)已知所取的3道题中有2道甲类题,1道乙类题.设张同学答对每道甲类题的概率都是3

5

,答对每道乙类题的概率都是4

5

,且各题答对与否相互独立.用X 表示张同学答对题的个数,求X 的分布列和数学期望.

解:(1)设事件A =“张同学所取的3道题至少有1道乙类题”, 则有A =“张同学所取的3道题都是甲类题”.

因为P (A )=36310C 1

C 6

=,

所以P (A )=1-P (A )=5

6

.

(2)X 所有的可能取值为0,1,2,3.

P (X =0)=0

2

02

321

4C 555125??

?????=

?

???

??; P (X =1)=0

2

2

102

232132428

C +C 555555125??

????????????=

?

? ? ???

??????; P (X =2)=201

1

212

232132457

C +C 555555125

??

????????????=

?

? ? ???

??????; P (X =3)=2

02232436

C 555125

??

?????=

?

???

??. 所以X 的分布列为:

所以E (X )=0×4125+1×125+2×125+3×125

2.

20.(2013辽宁,理20)(本小题满分12分)如图,抛物线C

1:x 2=4y ,C 2:x 2=-2py (p >0).点M (x 0,y 0)在抛物线C 2上,过M 作C 1的切线,切点为A ,B (M 为原点O 时,A ,B 重合于O ).当x 0=1时,切线MA 的斜率为12

-

.

(1)求p 的值;

(2)当M 在C 2上运动时,求线段AB 中点N 的轨迹方程(A ,B 重合于O 时,中点为O

). 解:(1)因为抛物线C 1:x 2=4y 上任意一点(x ,y )

的切线斜率为'=2x y ,且切线

MA 的斜率为1

2

-,所以A 点坐标为11,

4?

?- ?

?

?,故切线MA 的方程为11

(1)24y

x =-++. 因为点M (1y 0)在切线MA 及抛物线C 2上,

于是0113(2244y -=-

+=-,① 0y ==②

由①②得p =2.

(2)设N (x ,y ),A 211,4x x ?? ???,B 222,4x x ?? ?

??

,x 1≠x 2,由N 为线段AB 中点知x =12

2x x x +=,③ 22128

x x y +=.④

切线MA ,MB 的方程为

2111()24x x y x x =-+,⑤

2222()24

x x y x x =-+.⑥

由⑤⑥得MA ,MB 的交点M (x 0,y 0)的坐标为

1202x x x +=

,1204

x x

y =. 因为点M (x 0,y 0)在C 2上,即2

0x =-4y 0,

所以22

12126

x x x x +=-.⑦

由③④⑦得

24

3

x y =

,x ≠0. 当x 1=x 2时,A ,B 重合于原点O ,AB 中点N 为O ,坐标满足2

43

x y =. 因此AB 中点N 的轨迹方程为2

43

x y =

. 21.(2013辽宁,理21)(本小题满分12分)已知函数f (x )=(1+x )e -2x

,g (x )=ax +3

2

x +1+2x cos x .当x ∈[0,1]

时,

(1)求证:1-x ≤f (x )≤

11x

+; (2)若f (x )≥g (x )恒成立,求实数a 的取值范围.

(1)证明:要证x ∈[0,1]时,(1+x )e -2x ≥1-x ,只需证明(1+x )e -x ≥(1-x )e x . 记h (x )=(1+x )e -x -(1-x )e x , 则h ′(x )=x (e x -e -x ), 当x ∈(0,1)时,h ′(x )>0, 因此h (x )在[0,1]上是增函数, 故h (x )≥h (0)=0.

所以f (x )≥1-x ,x ∈[0,1]. 要证x ∈[0,1]时,(1+x )e -2x ≤11x

+, 只需证明e x ≥x +1.

记K (x )=e x -x -1,则K ′(x )=e x -1,

当x ∈(0,1)时,K ′(x )>0,因此K (x )在[0,1]上是增函数, 故K (x )≥K (0)=0.

所以f (x )≤

1

1x

+,x ∈[0,1]. 综上,1-x ≤f (x )≤1

1x

+,x ∈[0,1].

(2)解法一:f (x )-g (x )=(1+x )e -2x

-3

12cos 2x ax x x ??+++ ???

≥1-x -ax -1-3

2x -2x cos x

=-x (a +1+2

2x +2cos x ).

设G (x )=2

2

x +2cos x ,则G ′(x )=x -2sin x .

记H (x )=x -2sin x ,则H ′(x )=1-2cos x ,

当x ∈(0,1)时,H ′(x )<0,于是G ′(x )在[0,1]上是减函数, 从而当x ∈(0,1)时,G ′(x )<G ′(0)=0,故G (x )在[0,1]上是减函数. 于是G (x )≤G (0)=2,从而a +1+G (x )≤a +3. 所以,当a ≤-3时,f (x )≥g (x )在[0,1]上恒成立. 下面证明当a >-3时,f (x )≥g (x )在[0,1]上不恒成立.

f (x )-

g (x )≤

3

112cos 12

x ax x x x ----+ =

3

2cos 12x x ax x x x ----+ =2

12cos 12x x a x x ??-+++ ?+??

记I (x )=

2112cos ()121x a x a G x x x +++=++++, 则I ′(x )=2

1

'()(1)

G x x -++, 当x ∈(0,1)时,I ′(x )<0,故I (x )在[0,1]上是减函数, 于是I (x )在[0,1]上的值域为[a +1+2cos 1,a +3]. 因为当a >-3时,a +3>0, 所以存在x 0∈(0,1),使得I (x 0)>0,

此时f (x 0)<g (x 0),即f (x )≥g (x )在[0,1]上不恒成立. 综上,实数a 的取值范围是(-∞,-3]. 解法二:先证当x ∈[0,1]时,1-12x 2≤cos x ≤1-14

x 2. 记F (x )=cos x -1+

12

x 2

, 则F ′(x )=-sin x +x .

记G (x )=-sin x +x ,则G ′(x )=-cos x +1,

当x ∈(0,1)时,G ′(x )>0,于是G (x )在[0,1]上是增函数,

因此当x ∈(0,1)时,G (x )>G (0)=0, 从而F (x )在[0,1]上是增函数. 因此F (x )≥F (0)=0, 所以当x ∈[0,1]时,1-

12

x 2

≤cos x . 同理可证,当x ∈[0,1]时,cos x ≤1-14

x 2. 综上,当x ∈[0,1]时,1-12x 2≤cos x ≤1-14

x 2. 因为当x ∈[0,1]时,

f (x )-

g (x )=(1+x )e -2x -312cos 2x ax x x ??+++ ???

≥321(1)12124x x ax x x ??------ ???

=-(a +3)x .

所以当a ≤-3时,f (x )≥g (x )在[0,1]上恒成立. 下面证明当a >-3时,f (x )≥g (x )在[0,1]上不恒成立. 因为f (x )-g (x )=(1+x )e -2x -

3

12cos 2x ax x x ??+++ ???

3211121122x ax x x x ??----- ?+??

23

(3)12x x a x x +-++ ≤32(3)23x x a ??-+????

, 所以存在x 0∈(0,1)(例如x 0取

33a +和1

2

中的较小值)满足f (x 0)<g (x 0). 即f (x )≥g (x )在[0,1]上不恒成立.

综上,实数a 的取值范围是(-∞,-3].

请考生在第22、23、24三题中任选一题做答,如果多做,则按所做的第一题记分。做答时用2B 铅笔在答题卡上把所选题目对应题号下方的方框涂黑。

22.(2013辽宁,理22)(本小题满分10分)选修4-1:几何证明选讲 如图,AB 为O 的直径,直线CD 与O 相切于E ,AD 垂直CD 于D ,BC 垂直CD 于C ,EF 垂直

AB 于F ,连接AE ,BE .证明:

(1)∠FEB =∠CEB ; (2)EF 2=AD ·BC .

证明:(1)由直线CD 与O 相切,得∠CEB =∠EAB .

由AB 为

O 的直径,得AE ⊥EB ,

从而 ∠EAB +∠EBF =

π2

; 又EF ⊥AB ,得∠FEB +∠EBF =π2

, 从而∠FEB =∠EAB . 故∠FEB =∠CEB .

(2)由BC ⊥CE ,EF ⊥AB ,∠FEB =∠CEB ,BE 是公共边, 得Rt △BCE ≌Rt △BFE ,所以BC =BF . 类似可证:Rt △ADE ≌Rt △AFE ,得AD =AF . 又在Rt △AEB 中,EF ⊥AB ,故EF 2=AF ·BF , 所以EF 2=AD ·BC .

23.(2013辽宁,理23)(本小题满分10分)选修4-4:坐标系与参数方程

在直角坐标系xOy 中,以O 为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系.圆C 1,直线C 2的极坐标方程分别为ρ=4sin θ

,πcos 4ρθ??

-

??

?

. (1)求C 1与C 2交点的极坐标;

(2)设P 为C 1的圆心,Q 为C 1与C 2交点连线的中点.已知直线PQ 的参数方程为33,12

x t a b y t ?=+?

?=+??(t ∈R

为参数),求a ,b 的值.

解:(1)圆C 1的直角坐标方程为x 2+(y -2)2=4, 直线C 2的直角坐标方程为x +y -4=0.

解2224,40

x y x y ?+(-)=?+-=?得110,4,x y =??=?222,

2.x y =??

=? 所以C 1与C 2交点的极坐标为π4,2?? ???

,π4?

? ??

?.

注:极坐标系下点的表示不唯一.

(2)由(1)可得,P 点与Q 点的直角坐标分别为(0,2),(1,3). 故直线PQ 的直角坐标方程为x -y +2=0. 由参数方程可得122

b ab

y x =

-+. 所以1,2

12,2

b

ab ?=????-+=??

解得a =-1,b =2.

24.(2013辽宁,理24)(本小题满分10分)选修4-5:不等式选讲 已知函数f (x )=|x -a |,其中a >1.

(1)当a =2时,求不等式f (x )≥4-|x -4|的解集;

(2)已知关于x 的不等式|f (2x +a )-2f (x )|≤2的解集为{x |1≤x ≤2},求a 的值.

解:(1)当a=2时,f(x)+|x-4|=

26,2, 2,24, 26, 4.

x x

x

x x

-+≤?

?

<<

?

?-≥

?

当x≤2时,由f(x)≥4-|x-4|得-2x+6≥4,解得x≤1;当2<x<4时,f(x)≥4-|x-4|无解;

当x≥4时,由f(x)≥4-|x-4|得2x-6≥4,解得x≥5;所以f(x)≥4-|x-4|的解集为{x|x≤1或x≥5}.

(2)记h(x)=f(2x+a)-2f(x),

2,0,

()42,0,

2,.

a x

h x x a x a

a x a

-≤

?

?

=-<<

?

?≥

?

由|h(x)|≤2,解得

11 22

a a

x

-+

≤≤.

又已知|h(x)|≤2的解集为{x|1≤x≤2},

所以

1

1,

2

1

2.

2

a

a

-

?

=

??

?

+

?=

??

于是a=3.

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