2009年湖北省高考数学试卷(理科)答案与解析 下载本文

所以f′(解得f′(故f(

)=﹣f′()=)=f′(

﹣1

)?sin+cos

)cos+sin=(﹣1)+=1

故答案为1. 【点评】此题考查学生灵活运用求导法则及特殊角的三角函数值化简求值,会根据函数解析式求自变量所对应的函数值,是一道中档题.

15.(5分)(2009?湖北)已知数列{an}满足:a1=m(m为正整数),

an+1=若a6=1,则m所有可能的取值为 4,5,32 .

【考点】数列递推式. 【专题】压轴题.

【分析】由题设知a5=2,a4=4,有①②两种情况:①a3=1,a2=2,a1=4,即m=4;②a3=8,a2=16,有③④两种情况:③a1=5,即m=5;④a1=32,即m=32. 【解答】解:∵数列{an}满足:a1=m(m为正整数),

an+1=

a6=1,

∴a5=2,a4=4,有①②两种情况: ①a3=1,a2=2,a1=4,即m=4;

②a3=8,a2=16,有③④两种情况: ③a1=5,即m=5; ④a1=32,即m=32. 故答案为:4,5,32. 【点评】本题考查数列的性质和应用,解题时要认真审题,仔细解答,注意公式的合理运用.

三、解答题(共6小题,满分75分) 16.(10分)(2009?湖北)一个盒子里装有4张大小形状完全相同的卡片,分别标有数2,3,4,5;另一个盒子也装有4张大小形状完全相同的卡片,分别标有数3,4,5,6.现从一个盒子中任取一张卡片,其上面的数记为x;再从另一盒子里任取一张卡片,其上面的数记为y,记随机变量η=x+y,求η的分布列和数学期望. 【考点】离散型随机变量的期望与方差. 【专题】计算题.

【分析】随机变量η=x+y,依题意η的可能取值是5,6,7,8,9,10,11,结合变量对应的事件,根据相互独立事件同时发生的概率做出概率的值,写出分布列和期望. 【解答】解:随机变量η=x+y,依题意η的可能取值是5,6,7,8,9,10,11

得到P(η=5)=P(η=7)=P(η=9)=P(η=11)=

; P(η=6)=

; P(η=8)=; P(η=10)=

∴η的分布列为 η 5 6 7 8 9 10 11 P ∴Eη=5×

+6×

+7×

+8×

+9×

+10×

+11×

=8

【点评】本题考查离散型随机变量的分布列和期望,考查相互独立事件同时发生的概率,考查利用概率知识解决实际问题,本题是一个综合题目.

17.(12分)(2009?湖北)已知向量=(cosα,sinα),=(cosβ,sinβ),=(﹣1,0). (1)求向量(2)设α=

的长度的最大值; ,且⊥(

),求cosβ的值.

【考点】平面向量数量积的运算;向量的模;数量积判断两个平面向量的垂直关系. 【专题】计算题.

【分析】(1)利用向量的运算法则求出

,利用向量模的平方等于向量的平方求出

的平方,利用三角函数的平方关系将其化简,利用三角函数的有界性求出最值.

(2)利用向量垂直的充要条件列出方程,利用两角差的余弦公式化简得到的等式,求出值. 【解答】解:(1)|

2

2

=(cosβ﹣1,sinβ),则

2

|=(cosβ﹣1)+sinβ=2(1﹣cosβ).

∵﹣1≤cosβ≤1, ∴0≤|

|≤4,即0≤|

2

|≤2.

当cosβ=﹣1时,有|b+c|=2, 所以向量

的长度的最大值为2.

=(cosβ﹣1,sinβ),

(2)由(1)可得?(∵⊥(

)=cosαcosβ+sinαsinβ﹣cosα=cos(α﹣β)﹣cosα. ),

∴?(由α=即β﹣

)=0,即cos(α﹣β)=cosα. ,得cos(=2kπ±

﹣β)=cos

(k∈Z),

∴β=2kπ+或β=2kπ,k∈Z,于是cosβ=0或cosβ=1.

【点评】本题考查向量模的性质:向量模的平方等于向量的平方、向量垂直的充要条件;三

角函数的平方关系、三角函数的有界性、两角差的余弦公式. 18.(12分)(2009?湖北)如图,四棱锥S﹣ABCD的底面是正方形,SD⊥平面ABCD,SD=2a,AD=a,点E是SD上的点,且DE=λa(0<λ≤2) (Ⅰ)求证:对任意的λ∈(0,2),都有AC⊥BE (Ⅱ)设二面角C﹣AE﹣D的大小为θ,直线BE与平面ABCD所成的角为φ,若tanθ?tanφ=1,求λ的值.

【考点】空间中直线与直线之间的位置关系;直线与平面所成的角;与二面角有关的立体几何综合题.

【专题】计算题;证明题. 【分析】解法一:(几何法)(Ⅰ)因为SD⊥平面ABCD,BD是BE在平面ABCD上的射影,由三垂线定理只要证AC⊥BD即可.

(Ⅱ)先找出θ和φ,因为由SD⊥平面ABCD知,∠DBE=φ,二面角C﹣AE﹣D的平面角可由三垂线定理法作出.

再用λ表示出tanθ和tanφ,代入tanθ?tanφ=1,解方程即可. 解法二:(向量法)因为DA.DC.DS两两垂直,故可建立空间直角坐标系,由向量法求解.

(Ⅰ)写出向量和的坐标,只要数量积为0即可.

(Ⅱ)分别求出平面ACE的法向量、平面ABCD与平面ADE的一个法向量,由夹角公式求出cosθ和sinφ,再由tanθ?tanφ=1求解即可. 【解答】解:(Ⅰ)证法1:如图1,连接BE、BD,由地面ABCD是正方形可得AC⊥BD. ∵SD⊥平面ABCD,∴BD是BE在平面ABCD上的射影,∴AC⊥BE (Ⅱ)解法1:如图1,由SD⊥平面ABCD知,∠DBE=φ, ∵SD⊥平面ABCD,CD?平面ABCD,∴SD⊥CD.

又底面ABCD是正方形,∴CD⊥AD,而SD∩AD=D,CD⊥平面SAD.

连接AE、CE,过点D在平面SAD内作DF⊥AE于F,连接CF,则CF⊥AE, 故∠CFD是二面角C﹣AE﹣D的平面角,即∠CFD=θ. 在Rt△BDE中,∵BD=2a,DE=λa∴tanφ=在Rt△ADE中,∵

,DE=λa∴AE=a

从而DF=

在Rt△CDF中,tanθ=.

由tanθ?tanφ=1,得由0<λ≤2,解得

,即为所求.

=2,所以λ=2.

2

(Ⅰ)证法2:以D为原点,以DA.DC.DS的方向分别作为x,y,z轴的正方向建立如 图2所示的空间直角坐标系,则 D(0,0,0),A(,0,0),B(a,a,0), C(0,a,0),E(0,0,λa), ∴∴

(Ⅱ)解法2: 由(I)得

设平面ACE的法向量为n=(x,y,z),则由

,即AC⊥BE.

得即取,得.