2009年普通高等学校招生全国统一考试(山东卷) 理 科 数 学 本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分,共 4页,满分 150分,考试时间 120分钟。考试结束 后,将本试卷和答题卡一并交回. 注意事项: 1.答题前,考生务必用 0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、座号、准考证号、县区和科类 填写在答题卡和试卷规定的位置上.,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上指定位置。 2.第Ⅰ卷每小题选出答案后,用 2B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,答案不能答在试卷上。 3.第Ⅱ卷必须用 0.5毫米黑色签字笔在答题卡各题的答题区域内作答;不能写在试题卷上; 如需改动,先画掉原来的答案,然后再写上新的答案;不能使用涂改液、胶带纸,修正带, 不按以上要求作答的答案无效。 4.填空题请直接填写答案,解答题应写出文字说明,证明过程或演算步骤.。 参考公式: 柱体的体积公式 V=Sh,其中 S是柱体的底面积,h是锥体的高。 1锥体的体积公式 V= Sh ,其中 S是锥体的底面积,h是锥体的高。 3如果事件 A,B互斥,那么 P(A+B)=P(A)+P(B);R如果事件 A,B独立,那么 P(AB)=P(A)P(B). 事件 A在一次试验中发生的概率是 p ,那么 n 次独立重复试验中事件 A 次的概率:P (k) Ck pk (1 p)nk (k 0,1,2,,n) . 第Ⅰ卷(共 60分) 恰好发生 knn一、选择题:本大题共 12小题,每小题 5分,共 60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)集合 A 0,2,a ,B 1,a2 ,若 A B 0,1,2,4,16 ,则 a 的值为 (A)0 (B)1 (C)2 (D)4 3i 1i (2)复数 等于 (A)1 2i B)1 2i C) 2 i D) 2 i 第 1 页 共 18 页 4(3)将函数 y sin 2x 的图象向左平移 个单位, 再向上平移 1个单位,所得图象的函数解 析式是 (A) y cos2x (C) y 1 sin(2x ) (B) y 2cos2 x (D) y 2sin2 x 4(4) 一空间几何体的三视图如图所示,则该几何体的体积为 (A) 2 2 3 2 3 (B) 4 2 3 222 3 (C) 2 (D) 4 33222侧(左)视图 正(主)视图 (5) 已知α,β表示两个不同的平面,m 为平面α内的一条直线,则“ ”是 “m ”的 (A)充分不必要条件 (C)充要条件 (B)必要不充分条件 (D)既不充分也不必要条件 ex ex (6) 函数 y 的图像大致为 yex ex yyy1111xO11OxO1xOx1ABD CB(7)设 P是△ABC所在平面内的一点, BC BA 2BP ,则 (A) PA PB 0 (B) PC PA 0 第 2 页 共 18 页 CAP第 7 题图 (C) PB PC 0 (D) PA PB PC 0 (8)某工厂对一批产品进行了抽样检测.有图是根据抽样检测 后的产品净重(单位:克)数据绘制的频率分布直方图,其中产 品净重的范围是[96,106],样本数据分组为[96,98),[98,100), [100,102),[102,104),[104,106],已知样本中产品净重小 于 100克的个数是 36,则样本中净重大于或等于 98克并且小于 104克的产品的个数是 频率/组距 0.150 0.125 0.100 0.075 0.050 (A)90 (B)75 (C) 60 (D)45 96 98 100 102 104 106 克x2 y2 第 8 题图 (9)设双曲线 1的一条渐近线与抛物线 y=x2 +1只有 a2 b2 一个公共点,则双曲线的离心率为 55(A) (B) 5 (C) (D) 5 42log (1 x), x 0 2(10) 定义在R上的函数 f(x)满足 f(x)= ,则 f(2009)的值 f (x 1) f (x 2), x 0 为(A)-1 (B) 0 (C)1 (D) 2 x 21(11)在区间[-1,1]上随机取一个数 x, cos 的值介于 0到 之间的概率为( 2). 132122(A) (B) (C) (D) 33x y 6 0 (12) 设x,y满足约束条件 x y 2 0 ,x 0, y 0 x-y+2=0 y若目标函数 z=ax+by(a>0,b>0)的是最大值为 12, 23则的最小值为( ). a b 25 z=ax+by 8311 2(A) (B) (C) (D) 4 63-2 Ox23x-y-6=0 第 3 页 共 18 页 第Ⅱ卷(共 90分) 二、填空题:本大题共 4小题,每小题 4分,共 16分。 (13)不等式 2x 1 x 2 0 的解集为 (14)若函数 f(x)=ax -x-a(a>0且 a 1)有两个零 点,则实数 a的取值范围是 (15)执行右边的程序框图,输入的 T= .开始 ..S=0,T=0,n=0 ( 16)已 知 定 义 在R 上 的 奇 函 数f (x) ,满 足 f (x 4) f (x),且在区间[0,2]上是增函数,若 是T>S 方程 f(x)=m(m>0) 在区间 8,8 上有四个不同的根 则否S=S+5 x1, x2 , x3, x4 ,输出 T x1 x2 x3 x4 _________. n=n+2 T=T+n 结束 三、解答题:本大题共 6分,共 74分。 ( 17 ) ( 本 小 题 满 分12 分 ) 设 函 数 f(x)=cos(2x+ )+sin2 x. 3(1)求函数 f(x)的最大值和最小正周期. 1C1(2)设 A,B,C为 ABC的三个内角,若 cosB= ,f( )=- ,且C为锐角,求 sinA. 433第 4 页 共 18 页 (18)(本小题满分 12分) 如图,在直四棱柱 ABCD-A1 B1 C1 D1 中,底面 ABCD 为等腰梯形,AB//CD,AB=4, BC=CD=2, AA1 =2, E、E1 、F分别是棱 AD、AA1 、AB的中点。 D1 C1 (1) 证明:直线EE1 //平面 FCC1 ; A1 B1 (2) 求二面角B-FC1 -C的余弦值。 DE1 CEABF(19)(本小题满分 12分) 在某校组织的一次篮球定点投篮训练中,规定每人最多投 3次;在 A处每投进一球得 3 分,在 B处每投进一球得 2分;如果前两次得分之和超过 3分即停止投篮,否则投第三次, 某同学在 A处的命中率 q1 为 0.25,在 B处的命中率为 q2 ,该同学选择先在 A处投一球, 以后都在 B处投,用 表示该同学投篮训练结束后所得的总分,其分布列为 02345p0.03 (1) 求q2 的值; (2) 求随机变量 P1 P2 P3 P4 的数学期望 E ; (3) 试比较该同学选择都在B处投篮得分超过 3分与选择上述方式投篮得分超过 3分的 概率的大小。 第 5 页 共 18 页 (20)(本小题满分 12分) 等 比 数 列 { n }的 前n 项 和 为 aSn , 已 知 对 任 意 的n N , 点(n, Sn ) , 均 在 函 数 y bx r(b 0 且b 1,b,r 均为常数)的图像上. (1)求 r的值; bn 2(log2 an 1)(n N ) (11)当 b=2时,记 b 1 b2 1 bn 1 bn 证明:对任意的 n N ,不等式 ······· n 1 成立 1bb2 1(21)(本小题满分 12分) 两县城 A和 B相距 20km,现计划在两县城外以 AB为直径的半圆弧 上选择一点C建造垃 圾处理厂,其对城市的影响度与所选地点到城市的的距离有关,对城 A和城 B的总影响度为 城 A与城 B的影响度之和,记 C点到城 A的距离为 xkm,建在 C处的垃圾处理厂对城 A和城 B的总影响度为 y,统计调查表明:垃圾处理厂对城 A的影响度与所选地点到城 A的距离的平 方成反比,比例系数为 4;对城 B的影响度与所选地点到城 B的距离的平方成反比,比例系 数为 k ,当垃圾处理厂建在 的中点时,对城A和城 B的总影响度为 0.065. (I)将 y表示成 x的函数; (Ⅱ)讨论(I)中函数的单调性,并判断弧 上是否存在一点,使建在此处的垃圾处理厂 对城 A和城 B的总影响度最小?若存在,求出该点到城 A的距离;若不存在,说明理由。 第 6 页 共 18 页 (22)(本小题满分 14分) x2 y2 设椭圆 E: 1(a,b>0)过 M(2, 2 ) ,N( 6 ,1)两点,O为坐标原点, a2 b2 (I)求椭圆 E的方程; (II)是否存在圆心在原点的圆,使得该圆的任意一条切线与椭圆 E恒有两个交点 A,B,且 OA OB ?若存在,写出该圆的方程,并求|AB |的取值范围,若不存在说明理由。 第 7 页 共 18 页 2009 年高考数学山东理科解析 一、选择题 1【答案】 .DA B 0,1,2,4,16 .,选D. 【解题关键点】因为 所以 a 4 2【答案】 .C3 i (3 i)(1 i) 4 2i 2 i ,故选 C. 【解题关键点】因为 1 i (1 i)(1 i) 23.B【答案】 【 解 题 关 键 点 】 由 题 意 知 : 平 移 后 的 函 数 解 析 式 为 42y 1 2sin 2(x ) 1 2sin(2x ) ,2B. ,选 1 2cos2x 2cos x 4【答案】 .C【解题关键点】由题意可知该几何体为一正四棱锥与一圆柱拼接而成的,所以改几何体的体 22积为这个圆柱的体积与这个正四棱锥的体积之和,其中圆柱的底面园直径为 ,高为 ,所 ,正四棱锥的测棱长为 ,底面正方形的对角线为 ,所以此正四棱锥 22以圆柱的体积为 2 1 2 2 2 3 22 1 ,C. 为故选 的体积 3235【答案】 .Bm【解题关键点】由 为平面 内的一条直线且 m 得出 ;但是,反过来,若 m为平面 内的一条直线,则不一定有 m,还可能有 与平面 相交但不 m 且m // m 、. B. 故选 垂直、 6【答案】 .Aex ex ex ex B,C, D ,故选 【解题关键点】排除法:因为当 时,函数 无意义,故排除 x 0 y 第 8 页 共 18 页 A. 7【答案】 .B.的中点, 即有 【解题关键点】因为 ,所以点 为,故 AC PBC BA 2BP PC PA 0 B. 选8【答案】 .A【解题关键点】因为样品中产品净重小于 100 36 克的个数为 ,所以样本容量为 36 120 98 104 ,所以样本中产品净重大于或等于 克并且小于 克的个数为 2(0.05 0.1) A. ,故选 120(0..1 2 0.15 2 0.125 2) 90 9【答案】 .Dx2 y2 bxay 【解题关键点】由题意知:双曲线 的一条渐近线为 ,由方程组 1 ax b2 by xbby消去 ,得 x2 x 1 0 ( )2 4 0 有唯一解,所以 ,所以 a2aay x 1 baca2 b2 b2D. ,故选 2,e 1 ( ) 5 aaa10 .C【答案】 f (1) log 21, f (0) 0, f (1) f (0) f (1) 1 【解题关键点】由已知得 2f (2) f (1) f (0) 1, f (3) f (2) f (1) 1 (1) 0, f (4) f (3) f (2) 0 (1) 1, f (5) f (4) f (3) 1, f (6) f (5) f (4) 0, f (x) f (2009) f (5) 1 6的值以 为周期重复性出现,所以 C所以函数 ,故选 11 .A【答案】 x 2122x 233x 220 cos 1,1 【解题关键点】当 时,在区间 上,只有 或第 9 页 共 18 页 2213x (1, ) ( ,1) .,即 ,根据几何概型的计算方法,这个概率值是 3312 .A【答案】 【解题关键点】不等式表示的平面区域如图所示的阴影部分,由题意知: z ax by(a 0,b 0) x y 2 0 当直线 过直线 与直线 3x y 6 0 z ax by(a 0,b 0) 4,6 的交点 时,目标函数 ,即 12 取最大值 ,即 ,4a 6b 12 2a 3b 6 2323 2a 3b 13 ba13 25 6 ( ) ( ) 2 而当,当且仅 abab6时取等号,故选 6ab6A . a b 二、填空题 13 .【答案】 (1,1) 22x 1 x 2 【解题关键点】原不等式等价于 ,两边平方并整理得: ,解得 3x 3 .1 x 1 14 .【答案】 (1, ) x【 解 题 关 键 点 】函 数 f (x) 有 两 个 零 点 ,方 程 =()且a 0 a 1 a x a 有两个不相等的实数根,即两个函数 y ax 与的图像有两个不同 xy x a a x a 0 的交点,当 时,两个函数的图像有且仅有一个交点,不合题意;当 时,两个 a 1 0 a 1 函数的图像有两个交点,满足题意 .15 .30 【答案】 【解题关键点】由框图知, S=5,n=2,T=2; S=10,n=4,T=2+4=6;S=15,n=6,T=6+6=12; 第 10 页 共 18 页 S=20.n=8,T=12+8=20;S=25,n=10,T=20+10=30>S, 输出 T=30. 16 .【答案】 8 f (x 4) f (x) f (x 4) f (x) f (0) 0 【解题关键点】因为定义在 上的奇函数,满足 R,所以 f (x) , 所 以 , 由 为 奇 函 数 , 所 以 函 数 图 像 关 于 直 线 对 称 且 , 由 x 2 f (x 4) f (x) f (x 8) f (x) 知f (x) 8,所以函数是以 为周期的周期函数,又因为 f (x) 0,2 2,0 在区间 上是增函数,所以 在区间 上也是增函数,如下图所示,那么方程 f (x) m(m 0) x , x , x , x 4 ,不妨设 1x x x x 8,8 在区间 上有四个不同的根 123234,由对称性知, x x 4 x x x x 8 x1 x2 4 (4) (4) 12 .,,所以 341234三、解答题 17 .【I答案】()31312f(x)cos2(x )sin x cos2x sin2x (1cos2x) 222312, sin 2x 21 3 ,最小正周期为 f (x) .当时,函数 的最大值为 ,得到 sin 2x 1 2C131233II f ( ) ( ) ==-C ,又 为锐角,故 C,sinC sinC 242212 2 3cos B sin B 32 33 1 1 22 22 3 .故sin A sin( B) 2323618 .I【答案】解法一:( )在在直四棱柱 ABCD A B C D 1111第 11 页 共 18 页 A B FFF C F 中,取 1 的中点 1 ,连结 ,1 由于 111FF // BB1 //CC F FCC FCC C CFF A D 1 ,连结 , 11 ,所以 平面 1 ,因此平面 1 即为平面 111// // CF 1 ,由于 ,CDA1F D1C1 CD 1A F CD CF // A D EAA 所以四边形 为平行四边形,因此 ,又因为 、分别是棱 、EAD 111111EE // A D CF // EE EE FCC CF ,FCC 平面 的中点,所以 ,所以 1 ,又因为 平面 1111111EE // FCC .1,所以直线 平面 1AB 4, BC CD 2, F BF BC CF, BDF II ( )因为 是棱 的中点,所以 为正三 1 平面 AB ABCD A B C D CC 角形,取 的中点 ,则 O,又因为直四棱柱 1 中, CF OB CF 111CC BO OB 平面CC F FCC OP C F ,所以 ,所以 ,过 在平面 O1 内作 ,ABCD 111B FC C 垂足为 ,连接 P,则为 二面角 的一个平面角,在 为正三角 OPB BCF BP 1OP OF RtCC F CC F 形中, ,在 中, ~,∵ OPF OB 3 11CC1 C1F 121214 BP OP2 OB2 3 OP 2 ∴, 在 中 , ,RtOPF 22 22 222OP BP 77214 cosOPB B – FC C .,所以二面角 的余弦值为 1772AB 4, BC CD 2, F :I解法二 ( )因为 是棱 的中点 AB BF BC CF, BDF 所以 ,为正三角形,因为 为ABCD ,等腰梯形 所以 ,,M取的中点 BAC ABC 60 AF 第 12 页 共 18 页 ,,所以 连接 以则,DM CD DM DM AB yxzDD 1 为 轴建立空间直 ,,为轴为轴DC DM ,角坐标系如图所示 0,0,0 则(), ,,,C(0,2,0) DAF( 3,1,0) ( 3,1,0) 31E(CE,,,所以 (0,2,2) , ,0) ( 3,1,1) 1122 31,,CC F 设平面 的法 1CC1 (0,0,2) FC1 ( 3,1,2) CF ( 3,1,0) EE1 ( , ,1) 22 nCF 0 3x y 0 z 0 ,向 量 为 则 所 以 取则n (x, y, z) n (1, 3,0) nCC 0 1 ,所以直线 31,EE // FCC .平面 1所以 n EE1 n EE1 1 3 10 0 122 n FB 0 1II ( ) ,BFC ,则n1 (x1, y1, z1) 设 平 面 的 法 向 量 为 所 以 FB (0,2,0) 1n FC 0 11y1 0 ,取 ,则 n1 (2,0, 3) 3x y 2z 0 111 ,nn1 21 30 0 3 2 222,,| n | 1 ( 3) 2 | n1 | 2 0 ( 3) 7 nn1 27 所以 cosn,n1 ,B – FC C ,为锐角 所以二 由图可知二面角 17| n || n1 | 2 7 第 13 页 共 18 页 7B – FC C .面角 的余弦值为 1719 .I【答案】( )设该同学在处投中为事件 ,,处投中为事件 则事件 ,A B ,,在相互独立 AABBP(A) 0.25 ,,P(B) q2 ,.且P(B) 1 q2 P(A) 0.75 :=0 时2 =0.03, 所以 1 q 0.2 根据分布列知 P(ABB) P(A)P(B)P(B) 0.75(1 q2 ) 2q2 0.8 .II =2 ,时P=P(ABB ABB) P(ABB) P(ABB) 1() 当 1 q2 )2 1.5 q(,, 0.75 P(A)P(B)P(B) P(A)P(B)P(B) 1 q2 2q2 () 0.24 2=3 =4 =5 ,,,P=P(ABB) P(A)P(B)P(B) 0.25(1 q2 ) 0.01 2当当当时时时;2P=; 0.48 P(ABB) P(A)P(B)P(B) 0.75q2 3P=P(ABB AB) P(ABB) P(AB) 4 P(A)P(B)P(B) P(A)P(B) 0.25q2 (1 q2 ) 0.25q2 0.24 所以随机变量 的分布列为 随机变量 的数学期望 E 00.03 20.24 30.01 40.48 50.24 3.63 .III 3( )该同学选择都在处投篮得分超过 分的概率为 BP(BBB BBB BB) 22 2(1 q )q q 0.896 ; P(BBB) P(BBB) P(BB) 222I30.48+0.24=0.72. 因此该同学选择都在 处投篮得分超过 分的概率大于该同学选择第一次在 处投以后都 该同学选择( )中方式投篮得分超过分的概率为 3BA3 . 处投得分超过 分的概率 在B第 14 页 共 18 页 20 .nI【答案】( )由题意知: .当时, Sn b r n 2 an Sn Sn1 bn r (bn1 r) bn bn1 (b 1)bn1 ,由于 且b 0 b 1 ,所以当 a2 b ,,即 aa S b r a2 b(b 1) {}时, 是以 为公比的等比数列,又 bn 2 n11a1 b(b 1) b r b .,解得 r 1 nII Sn 2 1 ( ) 当时, an Sn Sn1 (2n 1) (2n1 1) 2n1 ,n 2 a1 S1 21 1 1 n1 an 2 又当时,,适合上式,,n 1 bn 2(log2 an 1) 2(log2 2n1 1) 2n b 1 b2 1 bn 1 35 72n 1 1······· ,bb2 bn 2 4 6 2n 1下面有数学归纳法来证明不等式: b 1 b2 1 bn 1 35 72n 1 1······· n 1 bb2 bn 2 4 6 2n 13941证明:( )当 .右边,不等式成立 时,左边 n 1 2 2n k(k N*) 2( )假设当 时,不等式成立,即 b 1 b2 1 bk 1 35 72k 1 2 4 6 1······· k 1 ,当时,左边n k 1 bb2 bk 2k 1b 1 b2 1 bk 1 bk1 1 35 7 2 4 6 2k 1 2k 3 2k 2k 2 1······· ,bb2 bk bk1 12k 3 2k 2 (2k 3)2 4(k 1) 4(k 1)2 4(k 1) 1 4(k 1) 1 k 1 (k 1) 1 (k 1) 1 4(k 1) , . 时 不等式也成立 所以当 n k 1 357(2n 1) n 1 时,不等式 恒成立,所以对 12由( )、( )可得当 n N 2n 123n b 1 b2 1 bn 1 bn 1 ,不等式 ······· n 1 成立 .任意的 n N bb2 1第 15 页 共 18 页 21 .I,【答案】( )如右图 由题意知 4k22,y (0 x 20) , BC 400 x AC BC x2 400 x2 当垃圾处理厂建在弧 的中点时,垃圾处理厂到 、的距离都相等,且为 ,所 AB10 2km 4k0.065 以有 解得 ,(10 2)2 (10 2)2 ,k 9 49y (0 x 20) x2 400 x2 89(2x) 18×4 8(400 x2 )2 x3 (400 x2 )2 49II ( ) y ,y’ x2 400 x2 x3 (400 x2 )2 422y’ 0 令,得 ,解得 ,即 ,x 640x 128000 0 x 160 x 4 10 49y 又 因 为 , 所 以 函 数 在上 是 减 函 数 , 在 x (0,4 10) 0 x 20 x2 400 x2 上是增函数, x (4 10,20) y时, 取得最小值, 当x 4 10 所以在弧 上存在一点,且此点到城市的距离为 A,使建在此处的垃圾 4 10km .处理厂对城市 A【解题关键点】 、的总影响度最小 B【结束】 22 .x2 y2 【答案】( )椭圆 (a,b 0) I:2( , (,1) 两点, 6过), NE1 M2a2 b2 42b2 1b2 1 1 2×2 y2 a,解得 a2 8,b2 4 ,所以椭圆 的方程为 .1 E6842aII ( )假设存在该圆,满足条件,则要使得该圆的任意一条切线与椭圆恒有两个交点, 第 16 页 共 18 页 只该圆在椭圆内部,设该圆的方程为 x2 y2 r2 (r 4) ,则当直线 的斜率存在时, AB y kx m 2y2 y kx m 设该圆的切线方程为 ,解方程组 得x1 8422222,,x 2(kx m) 8 即(1 2k )x 4kmx 2m 8 0 22222222,即则16k m 4(1 2k )(2m 8) 8(8k m 4) 0 8k m 4 0 4km x1 x2 1 2k2 ,2m2 8 1 2k2 x1x2 k2 (2m2 8) 4k2m2 m2 8k2 1 2k2 y1 y2 (kx1 m)(kx2 m) k2 x1x2 km(x1 x2 ) m2 m2 1 2k2 1 2k2 2m2 8 m2 8k2 22x x y y 0 ,,,所以 ,要使 需使 即 0 3m 8k 8 0 OA OB 121 2 1 2k2 1 2k2 23m2 8 m 2 82 6 3222,,m2 ,即所 以 又所 以 所 以 或k 0 8k m 4 0 m 3m2 8 382 6 3y kx m ,因为直线 为圆心在原点的圆的一条切线,所以圆的半径为 m m2 1 k2 m2 3m2 8 88r2 m1 k2 82 6 x2 y2 ,此时圆的切 r ,,,所求的圆为 r 331 32 6 32 6 32 6 y kx m ,而当切线的斜率不存在时切线为 线都满足 或m m x 3×2 y2 满足 2 62 6 2 62 6 ,与椭圆 的两个交点为 或1 (, )( , )OA OB 8433338(8k2 m2 4) (1 2k2 )2 2| AB | (x x )2 y y (1 k2 )(x1 x2 )2 (1 k2 ) 2 12132 4k4 5k2 1 32 k2 ,[1 ]3 4k4 4k2 1 34k4 4k2 1 第 17 页 共 18 页 4 6 3,当时时,k 0 k 0 | AB | 32 1| AB | [1 ]当,134k2 4 k2 11810 4 69 4k2 4 8 ,故1因为 所以 AB 12 2 3 4k2 4 k2 38k2 m2 134 6 AB ,.当的斜率不存在时 AB 4 1 x2 y2 4 1 838综上,存在圆心在原点的圆 ,使得该圆的任意一条切线与椭圆 恒有两个交点 E34 6 3AB ,2 3 .,且的取值范围是 A B 第 18 页 共 18 页
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