2008高考湖南理科数学试题及全解全析
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,
1.复数等于( )
A.8 B.-8 C.8i D.-8i
【答案】D
【解析】由,易知D正确.
2.“成立”是“成立”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】B
【解析】由得,由得,所以易知选B.
3.已知变量x、y满足条件则的最大值是( )
A.2 B.5 C.6 D.8
【答案】C
【解析】如图得可行域为一个三角形,其三个顶点
分别为代入验证知在点
时,最大值是
故选C.
4.设随机变量服从正态分布,若,则c= ( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【解析】
解得=2, 所以选B.
5.设有直线m、n和平面、,下列四个命题中,正确的是( )
A.若m∥,n∥,则m∥n
B.若m,n,m∥,n∥,则∥
C.若,m,则m
D.若,m,m,则m∥
【答案】D
【解析】由立几知识,易知D正确.
6.函数在区间上的最大值是( )
A.1 B. C. D.1+
【答案】C
【解析】由,
故选C.
7.设D、E、F分别是△ABC的三边BC、CA、AB上的点,且
则与( )
A.反向平行 B.同向平行
C.互相垂直 D.既不平行也不垂直
【答案】A
【解析】由定比分点的向量式得:
以上三式相加得
所以选A.
8.若双曲线(a>0,b>0)上横坐标为的点到右焦点的距离
大于它到左准线的距离,则双曲线离心率的取值范围是( )
A.(1,2) B.(2,+) C.(1,5) D. (5,+)
【答案】B
【解析】或
(舍去),故选B.
9.长方体ABCD-A1B1C1D1的8个顶点在同一球面上,且AB=2,AD=,AA1=1,
则顶点A、B间的球面距离是( )
A.2 B. C. D.
【答案】C
【解析】设
则
故选C.
10.设[x]表示不超过x的最大整数(如[2]=2, []=1),对于给定的nN*,
定义x,则当x时,函数的
值域是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】当x时,当时, 所以;
当时,当时,
故函数的值域是.选D.
二、填空题:本大题共5小题,每小题5分,共25分。把答案填在对应题号后的横线上。
11..
【答案】
【解析】
12.已知椭圆(a>b>0)的右焦点为F,右准线为,离心率e=
过顶点A(0,b)作AM,垂足为M,则直线FM的斜率等于 .
【答案】
【解析】
13.设函数存在反函数,且函数的图象过点(1,2),
则函数的图象一定过点 .
【答案】(-1,2)
【解析】由函数的图象过点(1,2)得: 即函数过点 则其反函数过点所以函数的图象一定过点
14.已知函数
(1)若a>0,则的定义域是 ;
(2) 若在区间上是减函数,则实数a的取值范围是 .
【答案】 ,
【解析】(1)当a>0时,由得,所以的定义域是;
(2) 当a>1时,由题意知;当0<a<1时,为增函数,不合;
当a<0时,在区间上是减函数.故填.
15.对有n(n≥4)个元素的总体进行抽样,先将总体分成两个子总体
和 (m是给定的正整数,且2≤m≤n-2),再从
每个子总体中各随机抽取2个元素组成样本.用表示元素i和j同时出现在样
本中的概率,则= ; 所有 (1≤i<j≤的和等于 .
【答案】 , 6
【解析】第二空可分:
①当 时, ;
②当 时, ;
③当时, ;
所以 也可用特殊值法或i和j同时出现6次.
三、解答题:本大题共6小题,共75分。解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
16.(本小题满分12分)
甲、乙、丙三人参加了一家公司的招聘面试,面试合格者可正式签约,甲表示只要面试
合格就签约.乙、丙则约定:两人面试都合格就一同签约,否则两人都不签约.设每人面试合格的概率都是,且面试是否合格互不影响.求:
(Ⅰ)至少有1人面试合格的概率;
(Ⅱ)签约人数的分布列和数学期望.
解: 用A,B,C分别表示事件甲、乙、丙面试合格.由题意知A,B,C相互独立,
且P(A)=P(B)=P(C)=.
(Ⅰ)至少有1人面试合格的概率是
(Ⅱ)的可能取值为0,1,2,3.
=
=
=
=
所以, 的分布列是
0
1
2
3
P
的期望
17.(本小题满分12分)
如图所示,四棱锥P-ABCD的底面ABCD是边长为1的菱形,∠BCD=60°,
E是CD的中点,PA⊥底面ABCD,PA=2.
(Ⅰ)证明:平面PBE⊥平面PAB;
(Ⅱ)求平面PAD和平面PBE所成二面角(锐角)的大小.
解: 解法一(Ⅰ)如图所示,连结BD,由ABCD是菱形且∠BCD=60°知,
△BCD是等边三角形.因为E是CD的中点,所以BE⊥CD,又AB∥CD,
所以BE⊥AB.又因为PA⊥平面ABCD,平面ABCD,所以
PA⊥BE.而AB=A,因此BE⊥平面PAB.
又平面PBE,所以平面PBE⊥平面PAB.
(Ⅱ)延长AD、BE相交于点F,连结PF.
过点A作AH⊥PB于H,由(Ⅰ)知
平面PBE⊥平面PAB,所以AH⊥平面PBE.
在Rt△ABF中,因为∠BAF=60°,
所以,AF=2AB=2=AP.
在等腰Rt△PAF中,取PF的中点G,连接AG.
则AG⊥PF.连结HG,由三垂线定理的逆定理得,
PF⊥HG.所以∠AGH是平面PAD和平面PBE所成二面角的平面角(锐角).
在等腰Rt△PAF中,
在Rt△PAB中,
所以,在Rt△AHG中,
故平面PAD和平面PBE所成二面角(锐角)的大小是
解法二: 如图所示,以A为原点,建立空间直角坐标系.则相关
各点的坐标分别是A(0,0,0),B(1,0,0),
P(0,0,2),
(Ⅰ)因为,
平面PAB的一个法向量是,
所以共线.从而BE⊥平面PAB.
又因为平面PBE,
故平面PBE⊥平面PAB.
(Ⅱ)易知
设是平面PBE的一个法向量,则由得
所以
设是平面PAD的一个法向量,则由得
所以故可取
于是,
故平面PAD和平面PBE所成二面角(锐角)的大小是
18.(本小题满分12分)
数列
(Ⅰ)求并求数列的通项公式;
(Ⅱ)设证明:当
解: (Ⅰ)因为所以
一般地,当时,
=,即
所以数列是首项为1、公差为1的等差数列,因此
当时,
所以数列是首项为2、公比为2的等比数列,因此
故数列的通项公式为
(Ⅱ)由(Ⅰ)知, ①
②
①-②得,
所以
要证明当时,成立,只需证明当时,成立.
证法一
(1)当n = 6时,成立.
(2)假设当时不等式成立,即
则当n=k+1时,
由(1)、(2)所述,当n≥6时,.即当n≥6时,
证法二
令,则
所以当时,.因此当时,
于是当时,
综上所述,当时,
19.(本小题满分13分)
在一个特定时段内,以点E为中心的7海里以内海域被设为警戒水域.点E正北55海里处有一个雷达观测站A.某时刻测得一艘匀速直线行驶的船只位于点A北偏东且与点A相距40海里的位置B,经过40分钟又测得该船已行驶到点A北偏东+(其中sin=,)且与点A相距10海里的位置C.
(I)求该船的行驶速度(单位:海里/小时);
(II)若该船不改变航行方向继续行驶.判断
它是否会进入警戒水域,并说明理由.
解: (I)如图,AB=40,AC=10,
由于,所以cos=
由余弦定理得BC=
所以船的行驶速度为(海里/小时).
(II)解法一 如图所示,以A为原点建立平面直角坐标系,
设点B、C的坐标分别是B(x1,y2), C(x1,y2),
BC与x轴的交点为D.
由题设有,x1=y1= AB=40,
x2=ACcos,
y2=ACsin
所以过点B、C的直线l的斜率k=,直线l的方程为y=2x-40.
又点E(0,-55)到直线l的距离d=
所以船会进入警戒水域.
解法二: 如图所示,设直线AE与BC的延长线相交于点Q.
在△ABC中,由余弦定理得,
==.
从而
在中,由正弦定理得,
AQ=
由于AE=55>40=AQ,所以点Q位于点A和点E之间,且QE=AE-AQ=15.
过点E作EP BC于点P,则EP为点E到直线BC的距离.
在Rt中,PE=QE?sin
=
所以船会进入警戒水域.
20.(本小题满分13分)
若A、B是抛物线y2=4x上的不同两点,弦AB(不平行于y轴)的垂直平分线与
x轴相交于点P,则称弦AB是点P的一条“相关弦”.已知当x>2时,点P(x,0)
存在无穷多条“相关弦”.给定x0>2.
(I)证明:点P(x0,0)的所有“相关弦” 中的中点的横坐标相同;
(II) 试问:点P(x0,0)的“相关弦”的弦长中是否存在最大值?
若存在,求其最大值(用x0表示):若不存在,请说明理由.
解: (I)设AB为点P(x0,0)的任意一条“相关弦”,且点A、B的坐标分别是
(x1,y1)、(x2,y2)(x1x2),则y21=4x1, y22=4x2,
两式相减得(y1+y2)(y1-y2)=4(x1-x2).因为x1x2,所以y1+y20.
设直线AB的斜率是k,弦AB的中点是M(xm, ym),则
k=.从而AB的垂直平分线l的方程为
又点P(x0,0)在直线上,所以
而于是故点P(x0,0)的所有“相关弦”的中点的横坐标都是x0-2.
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,弦AB所在直线的方程是,代入中,
整理得 (?)
则是方程(?)的两个实根,且
设点P的“相关弦”AB的弦长为l,则
因为0<<4xm=4(xm-2) =4x0-8,于是设t=,则t(0,4x0-8).
记l2=g(t)=-[t-2(x0-3)]2+4(x0-1)2.
若x0>3,则2(x0-3) (0, 4x0-8),所以当t=2(x0-3),即=2(x0-3)时,
l有最大值2(x0-1).
若2<x0<3,则2(x0-3)0,g(t)在区间(0,4 x0-8)上是减函数,
所以0<l2<16(x0-2),l不存在最大值.
综上所述,当x0>3时,点P(x0,0)的“相关弦”的弦长中存在最大值,且最大值
为2(x0-1);当2< x03时,点P(x0,0)的“相关弦”的弦长中不存在最大值.
21.(本小题满分13分)
已知函数
(I) 求函数的单调区间;
(Ⅱ)若不等式对任意的都成立(其中e是自然对数的底数).
求a的最大值.
解: (Ⅰ)函数的定义域是,
设则
令则
当时, 在(-1,0)上为增函数,
当x>0时,在上为减函数.
所以h(x)在x=0处取得极大值,而h(0)=0,所以,
函数g(x)在上为减函数.
于是当时,
当x>0时,
所以,当时,在(-1,0)上为增函数.
当x>0时,在上为减函数.
故函数的单调递增区间为(-1,0),单调递减区间为.
(Ⅱ)不等式等价于不等式由知,
设则
由(Ⅰ)知,即
所以于是G(x)在上为减函数.
故函数G(x)在上的最小值为
所以a的最大值为