2011年湖南高考理科数学试题及答案.doc

2011年普通高等学校招生全国统一考试（湖南卷）数学（理工农医类）参考公式：（1），其中为两个事件，且， （2）柱体体积公式，其中为底面面积，为高。 （3）球的体积公式，其中为求的半径。一、选择题（共8小题，每小题5分，满分40分）1（5分）（2011湖南）若a，bR，i为虚数单位，且（a+i）i=b+i则（）Aa=1，b=1Ba=1，b=1Ca=1，b=1Da=1，b=12（5分）（2011湖南）设集合M=1，2，N=a2，则“a=1”是“NM”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既不充分又不必要条件3（5分）（2011湖南）设如图是某几何体的三视图，则该几何体的体积为（）A9+42B36+18CD4（5分）（2011湖南）通过随机询问110名性别不同的大学生是否爱好某项运动，得到如下的列联表： 男女总计爱好402060不爱好203050总计6050110由算得， P（K2k） 0.0500.0100.001k3.8416.63510.828参照附表，得到的正确结论是（）A在犯错误的概率不超过0.1%的前提下，认为“爱好该项运动与性别有关”B在犯错误的概率不超过0.1%的前提下，认为“爱好该项运动与性别无关”C有99%以上的把握认为“爱好该项运动与性别有关”D有99%以上的把握认为“爱好该项运动与性别无关”5（5分）（2011湖南）设双曲线的渐近线方程为3x2y=0，则a的值为（）A4B3C2D16（5分）（2011湖南）由直线与曲线y=cosx所围成的封闭图形的面积为（）AB1CD7（5分）（2011湖南）设m1，在约束条件下，目标函数Z=X+my的最大值小于2，则m 的取值范围为（）A（1，）B（，+）C（1，3）D（3，+）8（5分）（2011湖南）设直线x=t 与函数f（x）=x2，g（x）=lnx的图象分别交于点M，N，则当|MN|达到最小时t的值为（）A1BCD二、填空题（共8小题，每小题5分，满分35分）9（5分）（2011湖南）在直角坐标系xOy中，曲线C1的参数方程为（为参数）在极坐标系（与直角坐标系xOy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，曲线C2的方程为p（cossin）+1=0，则C1与C2的交点个数为_10（5分）（2011湖南）设x，yR，且xy0，则的最小值为_11（2011湖南）如图，A，E是半圆周上的两个三等分点，直径BC=4，ADBC，垂足为D，BE与AD相交与点F，则AF的长为_12（5分）（2011湖南）设Sn是等差数列an（nN*）的前n项和，且a1=1，a4=7，则S9=_13（5分）（2011湖南）若执行如图所示的框图，输入x1=1，则输出的数等于_14（5分）（2011湖南）在边长为1的正三角形ABC中，设，则=_15（5分）（2011湖南）如图，EFGH 是以O 为圆心，半径为1的圆的内接正方形将一颗豆子随机地扔到该院内，用A表示事件“豆子落在正方形EFGH内”，B表示事件“豆子落在扇形OHE（阴影部分）内”，则（1）P（A）=_； （2）P（B|A）=_16（5分）（2011湖南）对于nN+，将n 表示n=a02k+a12k1+a22k2+ak121+ak20，当i=0时，ai=1，当1ik时，a1为0或1记I（n）为上述表示中ai为0的个数（例如：1=120，4=122+021+020，故I（1）=0，I（4）=2），则（1）I（12）=_；（2）=_三、解答题（共6小题，满分75分）17（12分）（2011湖南）在ABC中，角A，B，C所对的边分别为a，b，c，且满足csinA=acosC（1）求角C的大小；（2）求sinAcos （B+）的最大值，并求取得最大值时角A、B的大小18（12分）（2011湖南）某商店试销某种商品20天，获得如下数据：日销售量（件）0123频数1595试销结束后（假设该商品的日销售量的分布规律不变），设某天开始营业时有该商品3件，当天营业结束后检查存货，若发现存货少于2件，则当天进货补充至3件，否则不进货，将频率视为概率（）求当天商品不进货的概率；（）记X为第二天开始营业时该商品的件数，求X的分布列和数学期望19（12分）（2011湖南）如图，在圆锥PO中，已知PO=，O的直径AB=2，C是的中点，D为AC的中点（）证明：平面POD平面PAC；（）求二面角BPAC的余弦值20（13分）（2011湖南）如图，长方形物体E在雨中沿面P（面积为S）的垂直方向作匀速移动，速度为v（v0），雨速沿E移动方向的分速度为c（cR）E移动时单位时间内的淋雨量包括两部分：（1）P或P的平行面（只有一个面淋雨）的淋雨量，假设其值与|vc|S成正比，比例系数为；（2）其它面的淋雨量之和，其值为，记y为E移动过程中的总淋雨量，当移动距离d=100，面积S=时（）写出y的表达式（）设0v10，0c5，试根据c的不同取值范围，确定移动速度v，使总淋雨量y最少21（13分）（2011湖南）如图，椭圆C1：=1（ab0）的离心率为，x轴被曲线C2：y=x2b截得的线段长等于C1的长半轴长（）求C1，C2的方程；（）设C2与y轴的交点为M，过坐标原点O的直线l与C2相交于点A、B，直线MA，MB分别与C1相交与D，E（i）证明：MDME；（ii）记MAB，MDE的面积分别是S1，S2问：是否存在直线l，使得=？请说明理由22（13分）（2011湖南）已知函数f（x）=x3，g （x）=x+（）求函数h （x）=f（x）g （x）的零点个数并说明理由；（）设数列 an（nN*）满足a1=a（a0），f（an+1）=g（an），证明：存在常数M，使得对于任意的nN*，都有anM一选择题：本大题共8小题，每小题5分，共40分，在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求的。1.若，为虚数单位，且，则（ ）A B C D 答案：D2.设，则“”是“”则（ ）A充分不必要条件 B必要不充分条件 C充分必要条件 D既不充分又不必要条件 答案：A解析：因“”，即，满足“”，反之“”，则，或，不一定有“”。3.设图一是某几何体的三视图，则该几何体的体积为（ ）A B C D 答案：B解析：有三视图可知该几何体是一个长方体和球构成的组合体，其体积。4.通过随机询问110名性别不同的大学生是否爱好某项运动，得到如下的列联表：男女总计爱好402060不爱好203050总计6050110由算得附表：0.0500.0100.0013.8416.63510.828参照附表，得到的正确结论是（ ）A在犯错误的概率不超过的前提下，认为“爱好该项运动与性别有关”B在犯错误的概率不超过的前提下，认为“爱好该项运动与性别无关”C有以上的把握认为“爱好该项运动与性别有关”D有以上的把握认为“爱好该项运动与性别有关” 答案：C解析：由，而，故由独立性检验的意义可知选C.5.设双曲线的渐近线方程为，则的值为（ ）A4 B3 C2 D1答案：C解析：由双曲线方程可知渐近线方程为，故可知。6. 由直线与曲线所围成的封闭图形的面积为（ ）A B1 C D答案：D解析：由定积分知识可得，故选D。7. 设，在约束条件下，目标函数的最大值小于2，则的取值范围为（ ）A B C D答案：A解析：画出可行域，可知在点取最大值，由解得。8.设直线与函数的图像分别交于点，则当达到最小时的值为（ ）A1 B C D答案：D解析：由题，不妨令，则，令解得，因时，当时，所以当时，达到最小。即。 二填空题：本大题共8小题，考生作答7小题，每小题5分，共35分，把答案填在答题卡中对应题号的横线上。一、选做题（请考生在第9、10、11三题中任选两题作答，如果全做，则按前两题记分）9.在直角坐标系中，曲线C1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，以轴正半轴为极轴）中，曲线的方程为，则与的交点个数为 。 答案：2解析：曲线，由圆心到直线的距离，故与的交点个数为2.10.设,则的最小值为 。答案：9解析：由柯西不等式可知。11.如图2，是半圆周上的两个三等分点，直径，,垂足为D, 与相交与点F，则的长为 。答案：解析：由题可知，,得,，又，所以.二、必做题（1216题）12、设是等差数列的前项和，且，则答案：25解析：由可得，所以。13、若执行如图3所示的框图，输入，则输出的数等于 。答案：解析：由框图的算法功能可知，输出的数为三个数的方差，则。14、在边长为1的正三角形中，设，则。答案：解析：由题，所以。15、如图4， 是以为圆心，半径为1的圆的内接正方形，将一颗豆子随机地扔到该圆内，用A表示事件“豆子落在正方形内”，B表示事件“豆子落在扇形（阴影部分）内”，则（1）；（2）答案：（1）；（2）解析：（1）由几何概型概率计算公式可得；（2）由条件概率的计算公式可得。16、对于，将表示为，当时，当时，为0或1.记为上述表示中为0的个数，（例如，：故）则（1） （2）答案：（1）2；（2）解析：（1）因，故；（2）在2进制的位数中，没有0的有1个，有1个0的有个，有2个0的有个，有个0的有个，有个0的有个。故对所有2进制为位数的数，在所求式中的的和为：。又恰为2进制的最大7位数，所以。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。17.（本小题满分12分）在中，角所对的边分别为，且满足.（I）求角的大小；（II）求的最大值，并求取得最大值时角的大小解析：（I）由正弦定理得因为所以（II）由（I）知于是 取最大值2综上所述，的最大值为2，此时18. 某商店试销某种商品20天，获得如下数据：日销售量（件）0123频数1595试销结束后（假设该商品的日销售量的分布规律不变），设某天开始营业时有该商品3件，当天营业结束后检查存货，若发现存货少于2件，则当天进货补充至3件，否则不进货，将频率视为概率。(）求当天商品不进货的概率；（）记X为第二天开始营业时该商品的件数，求X的分布列和数学期望。解析：（I）P（“当天商店不进货”）=P（“当天商品销售量为0件”）+P（“当天商品销售量1件”）=。（II）由题意知，的可能取值为2，3.；故的分布列为23的数学期望为。19.（本题满分12分）如图5，在圆锥中，已知的直径的中点（I）证明：（II）求二面角的余弦值解：（I）连接，因为,为的中点，所以.又因为内的两条相交直线，所以而，所以。（II）在平面中，过作于，由（I）知，,所以又所以.在平面中，过作连接,则有，从而，所以是二面角的平面角在在在在,所以。故二面角的余弦值为。20. 如图6，长方形物体E在雨中沿面P（面积为S）的垂直方向作匀速移动，速度为，雨速沿E移动方向的分速度为。E移动时单位时间内的淋雨量包括两部分：（1）P或P的平行面（只有一个面淋雨）的淋雨量，假设其值与S成正比，比例系数为；（2）其它面的淋雨量之和，其值为，记为E移动过程中的总淋雨量，当移动距离d=100，面积S=时。（）写出的表达式（）设0v10,0c5，试根据c的不同取值范围，确定移动速度，使总淋雨量最少。解析：（I）由题意知，E移动时单位时间内的淋雨量为，故.（II）由(I)知，当时，当时，故。(1)当时，是关于的减函数.故当时，。(2) 当时，在上，是关于的减函数；在上，是关于的增函数；故当时，。A. (本小题满分13分） 如图7，椭圆的离心率为，轴被曲线 截得的线段长等于的长半轴长。（）求，的方程；（）设与轴的交点为M，过坐标原点O的直线与相交于点A,B,直线MA,MB分别与相交与D,E.（i）证明：；(ii)记MAB,MDE的面积分别是.问：是否存在直线,使得=?请说明理由。解析：（I）由题意知，从而，又，解得。故，的方程分别为。（II）（i）由题意知，直线的斜率存在，设为，则直线的方程为.由得，设，则是上述方程的两个实根，于是。又点的坐标为，所以故，即。（ii）设直线的斜率为，则直线的方程为，由解得或，则点的坐标为又直线的斜率为 ，同理可得点B的坐标为.于是由得，解得或，则点的坐标为；又直线的斜率为，同理可得点的坐标于是因此由题意知，解得 或。又由点的坐标可知，所以故满足条件的直线存在，且有两条，其方程分别为和。22.（本小题满分13分） 已知函数() =，g ()=+。 （）求函数h ()=()-g ()的零点个数，并说明理由； （）设数列满足，证明：存在常数M,使得对于任意的，都有.解析：（I）由知，而，且，则为的一个零点，且在内有零点，因此至少有两个零点解法1：，记，则。当时，因此在上单调递增，则在内至多只有一个零点。又因为，则在内有零点，所以在内有且只有一个零点。记此零点为，则当时，；当时，；所以，当时，单调递减，而，则在内无零点；当时，单调递增，则在内至多只有一个零点；从而在内至多只有一个零点。综上所述，有且只有两个零点。解法2：，记，则。当时，因此在上单调递增，则在内至多只有一个零点。因此在内也至多只有一个零点，综上所述，有且只有两个零点。（II）记的正零点为，即。（1）当时，由，即.而，因此，由此猜测：。下面用数学归纳法证明：当时，显然成立；假设当时，有成立，则当时，由知，因此，当时，成立。故对任意的，成立。（2）当时，由（1）知，在上单调递增。则，即。从而，即，由此猜测：。下面用数学归纳法证明：当时，显然成立；假设当时，有成立，则当时，由知，因此，当时，成立。故对任意的，成立。综上所述，存在常数，使得对于任意的，都有.18