2015年广东省高考数学试卷(理科)答案与解析
发布时间:2015-07-15 18:45:32
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2015年广东省高考数学试卷(理科)
参考答案与试题解析
一、选择题(本大题共8小题,每小题5分,满分40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.(5分)(2015•广东)若集合M={x|(x+4)(x+1)=0},N={x|(x﹣4)(x﹣1)=0},则M∩N=( )
| A. | {1,4} | B. | {﹣1,﹣4} | C. | {0} | D. | ∅ |
考点: | 交集及其运算.菁优网版权所有 |
专题: | 集合. |
分析: | 求出两个集合,然后求解交集即可. |
解答: | 解:集合M={x|(x+4)(x+1)=0}={﹣1,﹣4}, N={x|(x﹣4)(x﹣1)=0}={1,4}, 则M∩N=∅. 故选:D. |
点评: | 本题考查集合的基本运算,交集的求法,考查计算能力. |
2.(5分)(2015•广东)若复数z=i(3﹣2i)(i是虚数单位),则=( )
| A. | 2﹣3i | B. | 2+3i | C. | 3+2i | D. | 3﹣2i |
考点: | 复数代数形式的乘除运算.菁优网版权所有 |
专题: | 数系的扩充和复数. |
分析: | 直接利用复数的乘法运算法则化简求解即可. |
解答: | 解:复数z=i(3﹣2i)=2+3i,则=2﹣3i, 故选:A. |
点评: | 本题开采方式的代数形式的混合运算,复数的基本概念,考查计算能力. |
3.(5分)(2015•广东)下列函数中,既不是奇函数,也不是偶函数的是( )
| A. | y= | B. | y=x+ | C. | y=2x+ | D. | y=x+ex |
考点: | 函数奇偶性的判断.菁优网版权所有 |
专题: | 函数的性质及应用. |
分析: | 直接利用函数的奇偶性判断选项即可. |
解答: | 解:对于A,y=是偶函数,所以A不正确; 对于B,y=x+函数是奇函数,所以B不正确; 对于C,y=2x+是偶函数,所以C不正确; 对于D,不满足f(﹣x)=f(x)也不满足f(﹣x)=﹣f(x),所以函数既不是奇函数,也不是偶函数,所以D正确. 故选:D. |
点评: | 本题考查函数的奇偶性的判断,基本知识的考查. |
4.(5分)(2015•广东)袋中共有15个除了颜色外完全相同的球,其中有10个白球,5个红球.从袋中任取2个球,所取的2个球中恰有1个白球,1个红球的概率为( )
| A. | B. | C. | D. | 1 | |||
考点: | 古典概型及其概率计算公式.菁优网版权所有 |
专题: | 概率与统计. |
分析: | 首先判断这是一个古典概型,从而求基本事件总数和“所取的2个球中恰有1个白球,1个红球”事件包含的基本事件个数,容易知道基本事件总数便是从15个球任取2球的取法,而在求“所取的2个球中恰有1个白球,1个红球”事件的基本事件个数时,可利用分步计数原理求解,最后带入古典概型的概率公式即可. |
解答: | 解:这是一个古典概型,从15个球中任取2个球的取法有; ∴基本事件总数为105; 设“所取的2个球中恰有1个白球,1个红球”为事件A; 则A包含的基本事件个数为=50; ∴P(A)=. 故选:B. |
点评: | 考查古典概型的概念,以及古典概型的求法,熟练掌握组合数公式和分步计数原理. |
5.(5分)(2015•广东)平行于直线2x+y+1=0且与圆x2+y2=5相切的直线的方程是( )
| A. | 2x+y+5=0或2x+y﹣5=0 | B. | 2x+y+=0或2x+y﹣=0 |
| C. | 2x﹣y+5=0或2x﹣y﹣5=0 | D. | 2x﹣y+=0或2x﹣y﹣=0 |
考点: | 圆的切线方程.菁优网版权所有 |
专题: | 计算题;直线与圆. |
分析: | 设出所求直线方程,利用圆心到直线的距离等于半径,求出直线方程中的变量,即可求出直线方程. |
解答: | 解:设所求直线方程为2x+y+b=0,则, 所以=,所以b=±5, 所以所求直线方程为:2x+y+5=0或2x+y﹣5=0 故选:A. |
点评: | 本题考查两条直线平行的判定,圆的切线方程,考查计算能力,是基础题. |
6.(5分)(2015•广东)若变量x,y满足约束条件,则z=3x+2y的最小值为( )
| A. | 4 | B. | C. | 6 | D. | ||
考点: | 简单线性规划.菁优网版权所有 |
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,根据z的几何意义,利用数形结合即可得到最小值. |
解答: | 解:不等式组对应的平面区域如图: 由z=3x+2y得y=﹣x+,平移直线y=﹣x+, 则由图象可知当直线y=﹣x+,经过点A时直线y=﹣x+的截距最小, 此时z最小, 由,解得,即A(1,), 此时z=3×1+2×=, 故选:B. |
点评: | 本题主要考查线性规划的应用,根据z的几何意义,利用数形结合是解决本题的关键. |
7.(5分)(2015•广东)已知双曲线C:﹣=1的离心率e=,且其右焦点为F2(5,0),则双曲线C的方程为( )
| A. | ﹣=1 | B. | ﹣=1 | C. | ﹣=1 | D. | ﹣=1 |
考点: | 双曲线的简单性质.菁优网版权所有 |
专题: | 圆锥曲线的定义、性质与方程. |
分析: | 利用已知条件,列出方程,求出双曲线的几何量,即可得到双曲线方程. |
解答: | 解:双曲线C:﹣=1的离心率e=,且其右焦点为F2(5,0), 可得:,c=5,∴a=4,b==3, 所求双曲线方程为:﹣=1. 故选:C. |
点评: | 本题考查双曲线方程的求法,双曲线的简单性质的应用,考查计算能力. |
8.(5分)(2015•广东)若空间中n个不同的点两两距离都相等,则正整数n的取值( )
| A. | 至多等于3 | B. | 至多等于4 | C. | 等于5 | D. | 大于5 |
考点: | 棱锥的结构特征.菁优网版权所有 |
专题: | 创新题型;空间位置关系与距离. |
分析: | 先考虑平面上的情况:只有三个点的情况成立;再考虑空间里,只有四个点的情况成立,注意运用外接球和三角形三边的关系,即可判断. |
解答: | 解:考虑平面上,3个点两两距离相等,构成等边三角形,成立; 4个点两两距离相等,由三角形的两边之和大于第三边,则不成立; n大于4,也不成立; 在空间中,4个点两两距离相等,构成一个正四面体,成立; 若n>4,由于任三点不共线,当n=5时,考虑四个点构成的正四面体, 第五个点,与它们距离相等,必为正四面体的外接球的球心, 且球的半径等于边长,即有球心与正四面体的底面吗的中心重合,故不成立; 同理n>5,不成立. 故选:B. |
点评: | 本题考查空间几何体的特征,主要考查空间两点的距离相等的情况,注意结合外接球和三角形的两边与第三边的关系,属于中档题和易错题. |
二、填空题(本大题共7小题,考生作答6小题,每小题5分,满分30分.)(一)必做题(11~13题)
9.(5分)(2015•广东)在(﹣1)4的展开式中,x的系数为 6 .
考点: | 二项式定理的应用.菁优网版权所有 |
专题: | 计算题;二项式定理. |
分析: | 根据题意二项式(﹣1)4的展开式的通项公式为Tr+1=•(﹣1)r•,分析可得,r=1时,有x的项,将r=1代入可得答案. |
解答: | 解:二项式(﹣1)4的展开式的通项公式为Tr+1=•(﹣1)r•, 令2﹣=1,求得r=2, ∴二项式(﹣1)4的展开式中x的系数为=6, 故答案为:6. |
点评: | 本题主要考查二项式定理的应用,二项展开式的通项公式,求展开式中某项的系数,属于中档题 |
10.(5分)(2015•广东)在等差数列{an}中,若a3+a4+a5+a6+a7=25,则a2+a8= 10 .
考点: | 等差数列的通项公式.菁优网版权所有 |
专题: | 计算题;等差数列与等比数列. |
分析: | 根据等差数列的性质,化简已知的等式即可求出a5的值,然后把所求的式子也利用等差数列的性质化简后,将a5的值代入即可求出值. |
解答: | 解:由a3+a4+a5+a6+a7=(a3+a7)+(a4+a6)+a5=5a5=25, 得到a5=5, 则a2+a8=2a5=10. 故答案为:10. |
点评: | 本题主要考查了等差数列性质的简单应用,属于基础试题 |
11.(5分)(2015•广东)设△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c.若a=,sinB=,C=,则b= 1 .
考点: | 正弦定理;两角和与差的正弦函数.菁优网版权所有 |
专题: | 计算题;解三角形. |
分析: | 由sinB=,可得B=或B=,结合a=,C=及正弦定理可求b |
解答: | 解:∵sinB=, ∴B=或B= 当B=时,a=,C=,A=, 由正弦定理可得, 则b=1 当B=时,C=,与三角形的内角和为π矛盾 故答案为:1 |
点评: | 本题考查了正弦、三角形的内角和定理,熟练掌握定理是解本题的关键 |
12.(5分)(2015•广东)某高三毕业班有40人,同学之间两两彼此给对方仅写一条毕业留言,那么全班共写了 1560 条毕业留言.(用数字作答)
考点: | 排列、组合的实际应用.菁优网版权所有 |
专题: | 排列组合. |
分析: | 通过题意,列出排列关系式,求解即可. |
解答: | 解:某高三毕业班有40人,同学之间两两彼此给对方仅写一条毕业留言,那么全班共写了=40×39=1560条. 故答案为:1560. |
点评: | 本题考查排列数个数的应用,注意正确理解题意是解题的关键. |
13.(5分)(2015•广东)已知随机变量X服从二项分布B(n,p),若E(X)=30,D(X)=20,则P= .
考点: | 离散型随机变量的期望与方差.菁优网版权所有 |
专题: | 概率与统计. |
分析: | 直接利用二项分布的期望与方差列出方程求解即可. |
解答: | 解:随机变量X服从二项分布B(n,p),若E(X)=30,D(X)=20, 可得np=30,npq=20,q=,则p=, 故答案为:. |
点评: | 本题考查离散型随机变量的分布列的期望以及方差的求法,考查计算能力. |
14.(5分)(2015•广东)已知直线l的极坐标方程为2ρsin(θ﹣)=,点A的极坐标为A(2,),则点A到直线l的距离为 .
考点: | 简单曲线的极坐标方程.菁优网版权所有 |
专题: | 坐标系和参数方程. |
分析: | 把极坐标方程转化为直角坐标方程,然后求出极坐标表示的直角坐标,利用点到直线的距离求解即可. |
解答: | 解:直线l的极坐标方程为2ρsin(θ﹣)=,对应的直角坐标方程为:y﹣x=1, 点A的极坐标为A(2,),它的直角坐标为(2,﹣2). 点A到直线l的距离为:=. 故答案为:. |
点评: | 本题考查极坐标与直角坐标方程的互化,点到直线的距离公式的应用,考查计算能力. |
15.(2015•广东)如图,已知AB是圆O的直径,AB=4,EC是圆O的切线,切点为C,BC=1.过圆心O作BC的平行线,分别交EC和AC于D和点P,则OD= 8 .
考点: | 相似三角形的判定.菁优网版权所有 |
专题: | 选作题;创新题型;推理和证明. |
分析: | 连接OC,确定OP⊥AC,OP=BC=,Rt△OCD中,由射影定理可得OC2=OP•OD,即可得出结论. |
解答: | 解:连接OC,则OC⊥CD, ∵AB是圆O的直径, ∴BC⊥AC, ∵OP∥BC, ∴OP⊥AC,OP=BC=, Rt△OCD中,由射影定理可得OC2=OP•OD, ∴4=OD, ∴OD=8. 故答案为:8. |
点评: | 本题考查圆的直径与切线的性质,考查射影定理,考查学生的计算能力,比较基础. |
三、解答题
16.(12分)(2015•广东)在平面直角坐标系xOy中,已知向量=(,﹣),=(sinx,cosx),x∈(0,).
(1)若⊥,求tanx的值;
(2)若与的夹角为,求x的值.
考点: | 平面向量数量积的运算;数量积表示两个向量的夹角.菁优网版权所有 |
专题: | 平面向量及应用. |
分析: | (1)若⊥,则•=0,结合三角函数的关系式即可求tanx的值; (2)若与的夹角为,利用向量的数量积的坐标公式进行求解即可求x的值. |
解答: | 解:(1)若⊥, 则•=(,﹣)•(sinx,cosx)=sinx﹣cosx=0, 即sinx=cosx sinx=cosx,即tanx=1; (2)∵||=1,||=1,•=(,﹣)•(sinx,cosx)=sinx﹣cosx, ∴若与的夹角为, 则•=||•||cos=, 即sinx﹣cosx=, 则sin(x﹣)=, ∵x∈(0,). ∴x﹣∈(﹣,). 则x﹣= 即x=+=. |
点评: | 本题主要考查向量数量积的定义和坐标公式的应用,考查学生的计算能力,比较基础. |
17.(12分)(2015•广东)某工厂36名工人年龄数据如图:
工人编号 | 年龄 | 工人编号 | 年龄 | 工人编号 | 年龄 | 工人编号 | 年龄 |
1 2 3 4 5 6 7 8 9 | 40 44 40 41 33 40 45 42 43 | 10 11 12 13 14 15 16 17 18 | 36 31 38 39 43 45 39 38 36 | 19 20 21 22 23 24 25 26 27 | 27 43 41 37 34 42 37 44 42 | 28 29 30 31 32 33 34 35 36 | 34 39 43 38 42 53 37 49 39 |
(1)用系统抽样法从36名工人中抽取容量为9的样本,且在第一分段里用随机抽样法抽到的年龄数据为44,列出样本的年龄数据;
(2)计算(1)中样本的均值和方差s2;
(3)36名工人中年龄在﹣s和+s之间有多少人?所占百分比是多少(精确到0.01%)?
考点: | 极差、方差与标准差;系统抽样方法.菁优网版权所有 |
专题: | 概率与统计. |
分析: | (1)利用系统抽样的定义进行求解即可; (2)根据均值和方差公式即可计算(1)中样本的均值和方差s2; (3)求出样本和方差即可得到结论. |
解答: | 解:(1)由系统抽样知,36人分成9组,每组4人,其中第一组的工人年龄为44,所以其编号为2, ∴所有样本数据的编号为:4n﹣2,(n=1,2,…,9), 其数据为:44,40,36,43,36,37,44,43,37. (2)由平均值公式得=(44+40+36+43+36+37+44+43+37)=40. 由方差公式得s2=[(44﹣40)2+(40﹣40)2+…+(37﹣40)2]=. (3)∵s2=.∴s=∈(3,4), ∴36名工人中年龄在﹣s和+s之间的人数等于区间[37,43]的人数, 即40,40,41,…,39,共23人. ∴36名工人中年龄在﹣s和+s之间所占百分比为≈63.89%. |
点评: | 本题主要考查统计和分层抽样的应用,比较基础. |
18.(14分)(2015•广东)如图,三角形△PDC所在的平面与长方形ABCD所在的平面垂直,PD=PC=4,AB=6,BC=3,点E是CD的中点,点F、G分别在线段AB、BC上,且AF=2FB,CG=2GB.
(1)证明:PE⊥FG;
(2)求二面角P﹣AD﹣C的正切值;
(3)求直线PA与直线FG所成角的余弦值.
考点: | 二面角的平面角及求法;异面直线及其所成的角;直线与平面垂直的性质.菁优网版权所有 |
专题: | 空间位置关系与距离;空间角. |
分析: | (1)通过△POC为等腰三角形可得PE⊥CD,利用线面垂直判定定理及性质定理即得结论; (2)通过(1)及面面垂直定理可得PG⊥AD,则∠PDC为二面角P﹣AD﹣C的平面角,利用勾股定理即得结论; (3)连结AC,利用勾股定理及已知条件可得FG∥AC,在△PAC中,利用余弦定理即得直线PA与直线FG所成角即为直线PA与直线FG所成角∠PAC的余弦值. |
解答: | (1)证明:在△POC中PO=PC且E为CD中点, ∴PE⊥CD, 又∵平面PDC⊥平面ABCD,平面PDC∩平面ABCD=CD,PE⊂平面PCD, ∴PE⊥平面ABCD, 又∵FG⊂平面ABCD, ∴PE⊥FG; (2)解:由(1)知PE⊥平面ABCD,∴PE⊥AD, 又∵CD⊥AD且PE∩CD=E, ∴AD⊥平面PDC, 又∵PD⊂平面PDC,∴AD⊥PD, 又∵AD⊥CD,∴∠PDC为二面角P﹣AD﹣C的平面角, 在Rt△PDE中,由勾股定理可得: PE===, ∴tan∠PDC==; (3)解:连结AC,则AC==3, 在Rt△ADP中,AP===5, ∵AF=2FB,CG=2GB, ∴FG∥AC, ∴直线PA与直线FG所成角即为直线PA与直线FG所成角∠PAC, 在△PAC中,由余弦定理得 cos∠PAC= = =. |
点评: | 本题考查线线垂直的判定、二面角及线线角的三角函数值,涉及到勾股定理、余弦定理等知识,注意解题方法的积累,属于中档题. |
19.(14分)(2015•广东)设a>1,函数f(x)=(1+x2)ex﹣a.
(1)求f(x)的单调区间;
(2)证明f(x)在(﹣∞,+∞)上仅有一个零点;
(3)若曲线y=f(x)在点P处的切线与x轴平行,且在点M(m,n)处的切线与直线OP平行,(O是坐标原点),证明:m≤﹣1.
考点: | 利用导数研究函数的单调性;利用导数研究曲线上某点切线方程.菁优网版权所有 |
专题: | 常规题型;导数的综合应用. |
分析: | (1)利用f'(x)≥0,求出函数单调增区间. (2)证明只有1个零点,需要说明两个方面:①函数单调;②函数有零点. (3)利用导数的最值求解方法证明,思路较为复杂. |
解答: | 解:(1)f'(x)=ex(x2+2x+1)=ex(x+1)2…2分 ∴f′(x)≥0, ∴f(x)=(1+x2)ex﹣a在(﹣∞,+∞)上为增函数.…3分 (2)证明:由(1)问可知函数在(﹣∞,+∞)上为增函数. 又f(0)=1﹣a, ∵a>1.∴1﹣a<0…5分 ∴f(0)<0.当x→+∞时,f(x)>0成立. ∴f(x)在(﹣∞,+∞)上有且只有一个零点…7分 (3)证明:f'(x)=ex(x+1)2, 设点P(x0,y0)则)f'(x)=ex0(x0+1)2, ∵y=f(x)在点P处的切线与x轴平行,∴f'(x0)=0,即:ex0(x0+1)2=0, ∴x0=﹣1…9分 将x0=﹣1代入y=f(x)得y0=.∴, ∴…10分 令;g(m)=em﹣(m+1)g(m)=em﹣(m+1), 则g'(m)=em﹣1,由g'(m)=0得m=0. 当m∈(0,+∞)时,g'(m)>0 当m∈(﹣∞,0)时,g'(m)<0 ∴g(m)的最小值为g(0)=0…12分 ∴g(m)=em﹣(m+1)≥0 ∴em≥m+1 ∴em(m+1)2≥(m+1)3 即: ∴m≤…14分 |
点评: | 本题考查了导数在函数单调性和最值上的应用,属于综合应用,在高考中属于压轴题目,有较大难度. |
20.(14分)(2015•广东)已知过原点的动直线l与圆C1:x2+y2﹣6x+5=0相交于不同的两点A,B.
(1)求圆C1的圆心坐标;
(2)求线段AB 的中点M的轨迹C的方程;
(3)是否存在实数 k,使得直线L:y=k(x﹣4)与曲线 C只有一个交点?若存在,求出k的取值范围;若不存在,说明理由.
考点: | 轨迹方程;直线与圆的位置关系.菁优网版权所有 |
专题: | 创新题型;开放型;圆锥曲线的定义、性质与方程. |
分析: | (1)通过将圆C1的一般式方程化为标准方程即得结论; (2)设当直线l的方程为y=kx,通过联立直线l与圆C1的方程,利用根的判别式大于0、韦达定理、中点坐标公式及参数方程与普通方程的相互转化,计算即得结论; (3)通过联立直线L与圆C1的方程,利用根的判别式△=0及轨迹C的端点与点(4,0)决定的直线斜率,即得结论. |
解答: | 解:(1)∵圆C1:x2+y2﹣6x+5=0, 整理,得其标准方程为:(x﹣3)2+y2=4, ∴圆C1的圆心坐标为(3,0); (2)设当直线l的方程为y=kx、A(x1,y1)、B(x2,y2), 联立方程组, 消去y可得:(1+k2)x2﹣6x+5=0, 由△=36﹣4(1+k2)×5>0,可得k2< 由韦达定理,可得x1+x2=, ∴线段AB的中点M的轨迹C的参数方程为,其中﹣<k<, ∴线段AB的中点M的轨迹C的方程为:(x﹣)2+y2=,其中<x≤3; (3)结论:当k∈(﹣,)∪{﹣,}时,直线L:y=k(x﹣4)与曲线C只有一个交点. 理由如下: 联立方程组, 消去y,可得:(1+k2)x2﹣(3+8k)x+16k2=0, 令△=(3+8k)2﹣4(1+k2)•16k2=0,解得k=±, 又∵轨迹C的端点(,±)与点(4,0)决定的直线斜率为±, ∴当直线L:y=k(x﹣4)与曲线C只有一个交点时, k的取值范围为(﹣,)∪{﹣,}. |
点评: | 本题考查求轨迹方程、直线与曲线的位置关系问题,注意解题方法的积累,属于中档题. |
21.(14分)(2015•广东)数列{an}满足:a1+2a2+…nan=4﹣,n∈N+.
(1)求a3的值;
(2)求数列{an}的前 n项和Tn;
(3)令b1=a1,bn=+(1+++…+)an(n≥2),证明:数列{bn}的前n项和Sn满足Sn<2+2lnn.
考点: | 数列与不等式的综合;数列的求和.菁优网版权所有 |
专题: | 创新题型;点列、递归数列与数学归纳法. |
分析: | (1)利用数列的递推关系即可求a3的值; (2)利用作差法求出数列{an}的通项公式,利用等比数列的前n项和公式即可求数列{an}的前 n项和Tn; (3)利用构造法,结合裂项法进行求解即可证明不等式. |
解答: | 解:(1)∵a1+2a2+…nan=4﹣,n∈N+. ∴a1=4﹣3=1,1+2a2=4﹣=2, 解得a2=, ∵a1+2a2+…+nan=4﹣,n∈N+. ∴a1+2a2+…+(n﹣1)an﹣1=4﹣,n∈N+. 两式相减得nan=4﹣﹣(4﹣)=,n≥2, 则an=,n≥2, 当n=1时,a1=1也满足, ∴an=,n≥1, 则a3=; (2)∵an=,n≥1, ∴数列{an}是公比q=, 则数列{an}的前 n项和Tn==2﹣21﹣n. (3)bn=+(1+++…+)an, ∴b1=a1,b2=+(1+)a2,b3=(1++)a3, ∴Sn=b1+b2+…+bn=(1+++…+)(a1+a2+…+an)=(1+++…+)Tn =(1+++…+)(2﹣21﹣n)<2×(1+++…+), 设f(x)=lnx+﹣1,x>1, 则f′(x)=﹣. 即f(x)在(1,+∞)上为增函数, ∵f(1)=0,即f(x)>0, ∵k≥2,且k∈N•时,, ∴f()=ln+﹣1>0,即ln>, ∴ln,,…, 即=lnn, ∴2×(1+++…+)<2+lnn, 即Sn<2(1+lnn)=2+2lnn. |
点评: | 本题主要考查数列通项公式以及前n项和的计算,以及数列和不等式的综合,利用作差法求出数列的通项公式是解决本题的关键.考查学生的计算能力,综合性较强,难度较大. |