2009 年北京高考文科数学试题及答案
本试卷分第 I 卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,第 I 卷 1 至 2 页,第Ⅱ卷 3
至 9 页,共 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:
第 I 卷(选择题 共 40 分)
1.答第 I 卷前,考生务必将答题卡上的姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔填写,用
2B 铅笔将准考证号对应的信息点涂黑。
2.每小题选出答案后,将答题卡上对应题目的答案选中涂满涂黑,黑度以盖住框内字
母为准,修改时用橡皮擦除干净。在试卷上作答无效。
一、本大题共 8 小题,每小题 5 分,共 40 分。在每小题列出的四个选项中,选出符合题目
x
2},
B
{
x x
2
1}
,则 A B
(
)
要求的一项。
1.设集合
A
{ |
x
A.{
x
1
x
C.{ |
x x
2}
1
2
2}
B.
{ |
x
x
1}
1
2
x
D.{ |1
x
2}
【答案】A
【解析】本题主要考查集合的基本运算以及简单的不等式的解法. 属于基础知识、基本运算
的考查.
∵
A
{ |
x
1
2
{
x
∴
A B
1
x
2}
,故选 A.
x
2},
B
{
x x
2
1}
x
| 1
,
x
1
2.已知向量 (1,0),
a
b
(0,1),
c
),
ka b k R d
(
,如果 //c d ,那么
a b
A. 1k 且 c 与 d 同向
k 且 c 与 d 同向
C.
【答案】D
.w【解析】.k.s.5.u.c 本题主要考查向量的共线(平行)、向量的加减法. 属于基础知识、
B. 1k 且 c 与 d 反向
k 且 c 与 d 反向
D.
1
1
基本运算的考查.
,b
∵a
1,0
0,1
,若 1k ,则 c a b
1,1
,d a b
1, 1
,
显然,a与 b不平行,排除 A、B.
1,1
k ,则 c a b
若
1
,d a b
,
1,1
即 c// d且 c与 d反向,排除 C,故选 D
3.若
(1
4
2)
a b
2( ,
a b
为有理数),则 a b
(
)
A.33
【答案】B
B. 29
C.23
D.19
.w【解析】本题主要考查二项式定理及其展开式. 属于基础知识、基本运算的考查.
∵
1
4
2
C
0
4
0
2
C
1
4
1
2
C
2
4
2
2
C
3
4
3
2
C
4
4
4
2
1 4 2 12 8 2 4 17 12 2
,
由已知,得17 12 2
.k.s.5.u.c
4.为了得到函数
y
(
)
2
a b
3
x
10
lg
,∴
a b
17 12
29
.故选 B.
的图像,只需把函数 lg
y
x
的图像上所有的点
A.向左平移 3 个单位长度,再向上平移 1 个单位长度
B.向右平移 3 个单位长度,再向上平移 1 个单位长度
C.向左平移 3 个单位长度,再向下平移 1 个单位长度
D.向右平移 3 个单位长度,再向下平移 1 个单位长度
【答案】C
.w【解析】本题主要考查函数图象的平移变换. 属于基础知识、基本运算的考查.
A.
y
lg
B.
y
lg
C.
y
lg
D.
y
lg
故应选 C.
x
3
1 lg10
x
,
3
x
3
1 lg10
x
3
1 lg
x
3
1 lg
,
3
,
.
3
x
x
10
3
x
10
5.用数字 1,2,3,4,5 组成的无重复数字的四位偶数的个数为
(
)
A.8
B.24
C.48
D.120
【答案】C
.w【解析】本题主要考查排列组合知识以及分步计数原理知识. 属于基础知识、基本运算的
考查.
2 和 4 排在末位时,共有 1
A 种排法,
2
2
其余三位数从余下的四个数中任取三个有 3
A 种排法,
4
24
于是由分步计数原理,符合题意的偶数共有 2 24
(个).故选 C.
4 3 2
48
6.“
”是“
cos 2
”的
6
1
2
A. 充分而不必要条件
C. 充分必要条件
【答案】A
B.必要而不充分条件
D.既不充分也不必要条件
.w【解析】本题主要考查.k 本题主要考查三角函数的基本概念、简易逻辑中充要条件的判
断. 属于基础知识、基本运算的考查.
3
时,
cos 2
6
cos
当
,
1
2
cos 2
时,有
1
2
2
k
2
或
3
ABCD A B C D
1
1 1
1
3
6
反之,当
2
2
k
k
k Z
,
6
k
k Z
,故应选 A.
7.若正四棱柱
的底面边长为 1, 1AB 与底面 ABCD 成 60°角,则 1
1AC 到
底面 ABCD 的距离为
(
)
A.
3
3
B. 1
C. 2
D. 3
【答案】D
.w【解析】.k 本题主要考查正四棱柱的概念、直线与平面所成的角以及直线与平面的距离
等概念.
属于基础知识、基本运算的考查.
依题意, 1
B AB
,如图,
60
BB
1 1 tan 60
,故选 D.
3
PP P
8 . 设 D 是 正 1 2 3
及 其 内 部 的 点 构 成 的 集 合 , 点 0P 是 1 2 3
PP P
的 中 心 , 若 集 合
S
{ |
P P D PP
0
,|
|
|
|,
PP i
i
1,2,3}
,则集合 S 表示的平面区域是
(
)
A. 三角形区域
C. 五边形区域
B.四边形区域
D.六边形区域
【答案】D
【解析】本题主要考查集合与平面几何基础知识..5.u.c.o. 本题主要考查阅读与理解、信
息迁移以及学生的学习潜力,考查学生分析问题和解决问题的能力. 属于创新题型.
大光明
如图,
A、B、C、D、E、F 为各边三等分点,答案是集合 S 为
六边形 ABCDEF,其中,
P A P A PA i
0
1,3
2
i
即点 P 可以是点 A.
第Ⅱ卷(110 分)
注意事项:
1.用铅笔或圆珠笔将答案直接写在试卷上。
2.答卷前将密封线内的项目填写清楚。
题
号
二
三
15
16
17
18
19
20
总
分
分
数
二、填空题:本大题共 6 小题,每小题 5 分,共 30 分。把答案填写在题中横线上。
, tan
,则 cos
0
.
4
5
9.若
sin
【答案】
3
5
【解析】本题主要考查简单的三角函数的运算。
属于基础知识、基本运算的考查。
由已知,在第三象限,∴
cos
1 sin
2
1
2
4
5
3
5
,∴应填
3
.
5
10.若数列{ }na 满足: 1
a
1,
a
n
1
2 (
a n N
n
)
,则 5a
;前 8 项
的和 8S
.(用数字作答)
255
【答案】16
.w【解析】本题主要考查简单的递推数列以及数列的求和问题.m
本运算的考查.
a
1
1,
a
2
2
a
1
2,
a
3
2 4,
a
2
a
4
2
a
3
8,
a
5
2
a
4
,
16
属于基础知识、基
易知
S
8
8
2
1
2 1
255
,∴应填 255.
11.若实数 ,x y 满足
2 0,
x
x
x
y
4,
5,
则 s
的最大值为
x
y
.
【答案】9
【解析】.s.5.u 本题主要考查线性规划方面的基础知.
属于基础知识、基本运算的考查.
如图,当 4,
x
y
时,
5
s
为最大值.
4 5 9
x
y
故应填 9.
12 . 已 知 函 数
( )
f x
x
.
x
3 ,
,
x
x
x
1,
1,
若 ( )
f x , 则
2
.w.w.k.s.5【答案】 3
.w【解析】5.u.c 本题主要考查分段函数和简单的已知函数值求 x 的值. 属于基础知识、基
log 2
本运算的考查.
1
x
x
3
2
x
由
log 2
3
,
1
x
x
2
x
无解,故应填 3
log 2 .
2
13.椭圆
2
x
9
2
y
2
1
的焦点为 1
,F F ,点 P 在椭圆上,若 1
PF ,则 2
| 4
|PF
|
|
2
;
F PF
2
1
的大小为
.
【答案】 2, 120
.w【解析】u.c 本题主要考查椭圆的定义、焦点、长轴、短轴、焦距之间的关系以及余弦定
理. 属于基础知识、基本运算的考查.
∵ 2
a
29,
b
,
3
∴
c
2
a
2
b
9 2
,
7
∴ 1 2
F F
2 7
,
PF
又 1
4,
PF
1
PF
2
2
a
又由余弦定理,得
cos
F PF
1
2
2
6
PF ,
2
,∴ 2
4
2 2 4
2 7
2
2
2
1
2
,
∴ 1
F PF
2
120
,故应填 2, 120 .
14.设 A 是整数集的一个非空子集,对于 k A ,如果 1k
且 1k
,那么称 k 是 A
A
A
的一个“孤立元”,给定 {1,2,3,4,5,6,7,8,}
S
,由 S 的 3 个元素构成的所有集合中,
不含“孤立元”的集合共有
个.
【答案】6
【解析】本题主要考查阅读与理解、信息迁移以及学生的学习潜力,考查学生分析问题和解
决问题的能力. 属于创新题型.
什么是“孤立元”?依题意可知,必须是没有与 k 相邻的元素,因而无“孤立元”是指
在集合中有与 k 相邻的元素.故所求的集合可分为如下两类:
因此,符合题意的集合是:
1,2,3 , 2,3,4 , 3,4,5 , 4,5,6 , 5,6,7 , 6,7,8 共 6
个.
故应填 6.
三、解答题:本大题共 6 小题,共 80 分。解答应写出文字说明,演算步骤或证明过程。
15.(本小题共 12 分)
已知函数 ( )
f x
2sin(
x
)cos
x
.
(Ⅰ)求 ( )
f x 的最小正周期;
(Ⅱ)求 ( )
f x 在区间
6 2
,
上的最大值和最小值.
【解析】本题主要考查特殊角三角函数值、诱导公式、二倍角的正弦、三角函数在闭区间上
的最值等基础知识,主要考查基本运算能力.
(Ⅰ)∵
f x
2sin cos
sin 2
2sin
cos
x
x
x
,
x
x
∴函数 ( )
f x 的最小正周期为.
(Ⅱ)由
6
x
2
3
2
x
,∴
3
2
sin 2
x
,
1
∴ ( )
f x 在区间
6 2
,
上的最大值为 1,最小值为
3
2
.
16.(本小题共 14 分)
如图,四棱锥 P ABCD
的底面是正方形, PD
底面
ABCD
,点 E 在棱 PB 上.
(Ⅰ)求证:平面 AEC
平面
PDB
;
(Ⅱ)当
PD
2
AB
且 E 为 PB 的中点时,求 AE 与平面 PDB
所成的角的大小.
【解法 1】本题主要考查直线和平面垂直、平面与平面垂直、
直线与平面所成的角等基础知识,考查空间想象能力、运算能
力和推理论证能力.
(Ⅰ)∵四边形 ABCD 是正方形,
∴AC⊥BD,
∵ PD
底面
ABCD
,
∴PD⊥AC,
∴AC⊥平面 PDB,
∴平面 AEC
平面
PDB
.
(Ⅱ)设 AC∩BD=O,连接 OE,
由(Ⅰ)知 AC⊥平面 PDB 于 O,
∴∠AEO 为 AE 与平面 PDB 所的角,
∴O,E 分别为 DB、PB 的中点,
∴OE//PD,
OE
又∵ PD
底面
PD
1
2
ABCD
,
,
∴OE⊥底面 ABCD,OE⊥AO,
在 Rt△AOE 中,
OE
1
2
PD
2
2
AB AO
,
∴
AEO
,即 AE 与平面 PDB 所成的角的大小为 45 .
45
【解法 2】如图,以 D 为原点建立空间直角坐标系 D xyz ,
设
AB a PD h
则
A a
,
,
AC
AC DP
,0,0 ,
,0 ,
DP
AC DB
,
a a
0,
(Ⅰ)∵
∴
0,
a
,0 ,
D
0,0,0 ,
P
0,0,
h ,
,
B a a
,0 ,
C
h DB
,
0,0,
0
,
,
a a
,0
,
∴AC⊥DP,AC⊥BD,
∴AC⊥平面 PDB,
∴平面 AEC
平面
PDB
.
(Ⅱ)当
PD
2
AB
且 E 为 PB 的中点时,
P
0,0, 2
a E
,
1
2
a
,
1
2
a
,
2
2
a
,
,则
设 AC BD O
1
2
由(Ⅰ)知 AC⊥平面 PDB 于 O,
∴∠AEO 为 AE 与平面 PDB 所成的角,
O a
1
2
(
,
,0)
a ,连接 OE,
EA
∵
1
2
a
,
∴
cos
AEO
,
a
2
1
2
2
EA EO
EA EO
a EO
,
0,0,
2
2
a
,
2
2
,
∴
AEO
,即 AE 与平面 PDB 所成的角的大小为 45 .
45
17.(本小题共 13 分)
某学生在上学路上要经过 4 个路口,假设在各路口是否遇到红灯是相互独立的,遇到红
灯的概率都是
1
3
,遇到红灯时停留的时间都是 2min.
(Ⅰ)求这名学生在上学路上到第三个路口时首次遇到红灯的概率;
(Ⅱ)这名学生在上学路上因遇到红灯停留的总时间至多是 4min 的概率
【解析】本题主要考查随机事件、互斥事件、相互独立事件等概率的基础知识,考查运
用概率知识解决实际问题的能力.
(Ⅰ)设这名学生在上学路上到第三个路口时首次遇到红灯为事件 A,因为事件 A 等于
事件“这名学生在第一和第二个路口没有遇到红灯,在第三个路口遇到红灯”,所以事件 A
的概率为
P A
1
1
3
1
1
3
1
3
4
27
.
(Ⅱ)设这名学生在上学路上因遇到红灯停留的总时间至多是 4min 为事件 B,这名学
生在上学路上遇到 k 次红灯的事件
kB k
0,1,2
.
则由题意,得
P B
0
4
2
3
16
81
,
P B
1
C
1
4
3
1
3
1
2
3
32
81
,
P B
2
C
2
4
2
1
3
2
2
3
24
81
.
由于事件 B 等价于“这名学生在上学路上至多遇到两次红灯”,
∴事件 B 的概率为
P B
P B
P B
P B
1
.
0
2
8
9
18.(本小题共 14 分)
设函数
( )
f x
3
x
3
(
ax b a
0)
.
(Ⅰ)若曲线
y
( )
f x
在点 (2,
f
(2))
处与直线 8
y 相切,求 ,a b 的值;
(Ⅱ)求函数 ( )
f x 的单调区间与极值点.
【解析】本题主要考查利用导数研究函数的单调性和极值、解不等式等基础知识,考查
综合分析和解决问题的能力.
(Ⅰ)
f
'
x
23
x
3
a
,
∵曲线
y
( )
f x
在点 (2,
f
(2))
处与直线 8
y 相切,
∴
f
f
' 2
2
(Ⅱ)∵
x
f
'
0
8
23
x
3 4
0
a
8 6
8
a b
a a
0
,
a
b
4,
24.
当 0
a 时,
f
'
x ,函数 ( )
f x 在
0
, 上单调递增,此时函数 ( )
f x 没
有极值点.
'
a
,
a 时,由
当 0
f
当
x
当
x
当
x
a
a
a
,
,
时,
f
'
时,
f
'
x
,
a
x
0
x ,函数 ( )
f x 单调递增,
0
x ,函数 ( )
f x 单调递减,
0
时,
f
'
x ,函数 ( )
f x 单调递增,
0