2014年高考湖北理科数学试题及答案(word解析版)

年普通高等学校招生全国统一考试（湖北卷）数学（理科）一、选择题：本大题共10小题，每小题5分，共50分，在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求．（1）【2014年湖北，理1，5分】为虚数单位，则（）（A）（B）（C）（D）【答案】A【解析】因为，故选A．【点评】本题考查复数的运算，容易题．（2）【2014年湖北，理2，5分】若二项式的展开式中的系数是84，则实数（）（A）2（B）（C）1（D）【答案】D【解析】因为，令，得，，解得，故选D．【点评】本题考查二项式定理的通项公式，容易题．（3）【2014年湖北，理3，5分】设为全集，，是集合，则“存在集合使得，是“”的（）（A）充分而不必要条件（B）必要而不充分条件（C）充要条件（D）既不充分也不必要条件【答案】A【解析】依题意，若，则，，可得；若，不能推出，故选A．【点评】本题考查集合与集合的关系，充分条件与必要条件判断，容易题．（4）【2014年湖北，理4，5分】根据如下样本数据3456784.02.5-0.50.5-2.0-3.0得到的回归方程为，则（）（A），（B），（C），（D），【答案】B【解析】依题意，画散点图知，两个变量负相关，所以，，故选B．【点评】本题考查根据已知样本数判断线性回归方程中的与的符号，容易题．（5）【2014年湖北，理5，5分】在如图所示的空间直角坐标系中，一个四面体的顶点坐标分别是，，，，给出编号①、②、③、④的四个图，则该四面体的正视图和俯视图分别为（） （A）①和②（B）③和①（C）④和③（D）④和②【答案】D【解析】在坐标系中标出已知的四个点，根据三视图的画图规则判断三棱锥的正视图为④与俯视图为②，故选D．【点评】本题考查空间由已知条件，在空间坐标系中作出几何体的形状，再正视图与俯视图，容易题．（6）【2014年湖北，理6，5分】若函数，满足，则称，为区间上的一组正交函数，给出三组函数：①，；②，；③,，其中为区间的正交函数的组数是（）（A）0（B）1（C）2（D）3【答案】C【解析】对①，则，为区间上的正交函数；对②，则，不为区间上的正交函数；对③，则，为区间上的正交函数，所以满足条件的正交函数有2组，故选C．【点评】新定义题型，本题考查微积分基本定理的运用，容易题．（7）【2014年湖北，理7，5分】由不等式确定的平面区域记为，不等式，确定的平面区域记为，在中随机取一点，则该点恰好在内的概率为（）（A）（B）（C）（D）【答案】D【解析】依题意，不等式组表示的平面区域如图，由几何公式知，该点落在内的概率为：，故选D．【点评】本题考查不等式组表示的平面区域，面积型的几何概型，中等题．（8）【2014年湖北，理8，5分】《算数书》竹简于上世纪八十年代在湖北省江陵县张家山出土，这是我国现存最早的有系统的数学典籍，其中记载有求“盖”的术：置如其周，令相承也．又以高乘之，三十六成一．该术相当于给出了有圆锥的底面周长与高，计算其体积的近似公式它实际上是将圆锥体积公式中的圆周率近似取为3．那么近似公式相当于将圆锥体积公式中的近似取为（）（A）（B）（C）（D）【答案】B【解析】设圆锥底面圆的半径为，高为，依题意，，，所以，即的近似值为，故选B．【点评】本题考查《算数书》中的近似计算，容易题．（9）【2014年湖北，理9，5分】已知是椭圆和双曲线的公共焦点，是他们的一个公共点，且，则椭圆和双曲线的离心率的倒数之和的最大值为（）（A）（B）（C）3（D）2【答案】B【解析】设椭圆的短半轴为，双曲线的实半轴为，半焦距为，由椭圆、双曲线的定义得，，所以，，因为，由余弦定理（2）依题意，当时实验室需要降温，由（1）得，故有，即，又，因此，即，在10时至18时实验室需要降温．（18）【2014年湖北，理18，12分】已知等差数列满足：，且成等比数列．（1）求数列的通项公式；（2）记为数列的前n项和，是否存在正整数n，使得?若存在，求n的最小值；若不存在，说明理由．解：（1）设数列的公差为，依题意，成等比数列，故有，化简得，解得或，当时，；当时，，从而得数列的通项公式为或．（2）当时，，显然，此时不存在正整数，使得成立，当时，，令，即，解得或（舍去），此时存在正整数，使得成立，的最小值为41综上，当时，不存在满足题意的；当时，存在满足题意的，其最小值为41．（19）【2014年湖北，理19，12分】如图，在棱长为2的正方体中，分别是棱的中点，点分别在棱，上移动，且．（1）当时，证明：直线平面；（2）是否存在，使平面与面所成的二面角？若存在，求出的值；若不存在，说明理由．解：解法一：（1）如图1，连接，由是正方体，知，当时，是的中点，又是的中点，所以，所以，而平面，且平面，故直线平面．（2）如图2，连接，因为，分别是，的中点，所以，且，又，所以四边形是平行四边形，故，且，从而，且，在和中，因为，，于是，所以四边形是等腰梯形．同理可证四边形是等腰梯形．分别取的中点为，连接，则，而，故是面与面所成的二面角的平面角．若存在，使面与面所成的二面角为直二面角，则，连接，，则由，且，知四边形是平行四边形，连接，因为，是，的中点，所以，在中，，，由，得，解得，故存在，使面与面所成的二面角为直二面角．解法二：以为原点，射线分别为轴的正半轴建立如图3所示的空间直角坐标系，由已知得，，，，，，，．（1）当时，，因为，所以，即，而平面，且平面，故直线平面．（2）设平面的一个法向量为，则由，可得，于是可取，同理可得平面的一个法向量为，若存在，使面与面所成的二面角为直二面角，则，即，解得．故存在，使面与面所成的二面角为直二面角．（20）【2014年湖北，理20，12分】计划在某水库建一座至多安装3台发电机的水电站，过去50年的水文资料显示，水库年入流量(年入流量：一年内上游来水与库区降水之和．单位：亿立方米）都在40以上．其中，不足80的年份有10年，不低于80且不超过120的年份有35年，超过120的年份有5年．将年入流量在以上三段的频率作为相应段的概率，并假设各年的年入流量相互独立．（1）求未来4年中，至多1年的年入流量超过120的概率；（2）水电站希望安装的发电机尽可能运行，但每年发电机最多可运行台数受年入流量限制，并有如下关系；若某台发电机运行，则该台年利润为5000万元；若某台发电机未运行，则该台年亏损800万元，欲使水电站年总利润的均值达到最大，应安装发电机多少台？年入流量X40<X<8040X80X>120发电机最多可运行台数123解：（1）依题意，，，由二项分布，在未来4年中至多有1年的年入流量超过120的概率为．（2）记水电站年总利润为（单位：万元）（1）安装1台发电机的情形：由于水库年入流量总大于40，故一台发电机运行的概率为1，对应的年利润．（2）安装2台发电机的情形：依题意，当时，一台发电机运行，此时，因此；当时，两台发电机运行，此时，因此；由此得的分布列如下：4200100000.20.8所以，．（3）安装3台发电机的情形：当时，一台发电机运行，此时，因此；当时，两台发电机运行，此时，因此；当时，三台发电机运行，，因此，由此得的分布列如下：34009200150000.20.70.1所以，综上，欲使水电站年总利润的均值达到最大，应安装发电机2台．（21）【2014年湖北，理21，14分】在平面直角坐标系中，点到点的距离比它到轴的距离多1，记点的轨迹为．（1）求轨迹为的方程；（2）设斜率为的直线过定点，求直线与轨迹好有一个公共点，两个公共点，三个公共点时的相应取值范围．解：（1）设点，依题意得，即，化简整理得，故点的轨迹的方程为．（2）在点的轨迹中，记，依题意，可设直线的方程为，由方程组，可得①（1）当时，此时，把代入轨迹的方程，得，故此时直线与轨迹恰好有一个公共点（2）当时，方程①的判别式为②设直线与轴的交点为，则由，令，得③（ⅰ）若由②③解得，或，即当时，直线与没有公共点，与有一个公共点，故此时直线与轨迹恰好有一个公共点．（ⅱ）若或，由②③解得，或，即当时，直线与只有一个公共点，与有一个公共点，当时，直线与有两个公共点，与没有公共点，故当时，直线与轨迹恰好有两个公共点．（ⅲ）若由②③解得，或，即当时，直线与有两个公共点，与有一个公共点，故此时直线与轨迹恰好有三个公共点．综合（1）（2）可知，当时，直线与轨迹恰好有一个公共点；当时，直线与轨迹恰好有两个公共点；当时，直线与轨迹恰好有三个公共点．（22）【2014年湖北，理22，14分】为圆周率，e=2.71828……为自然对数的底数．（1）求函数的单调区间；（2）求这6个数中的最大数与最小数；（3）将这6个数按从小到大的顺序排列，并证明你的结论．解：（1）函数的定义域为，因为，所以，当，即时，函数单调递增；当，即时，函数单调递减．故函数的单调递增区