2024年普通高等学校招生全国统一考试(湖北卷)理科数学试题答案与解析。
1. 解析因为,所以,故选a.
2. 解析 .令,则。
由得,故选c.
3. 解析由韦恩图易知充分性成立。反之,时,不妨取,此时。必要性成立。 故选c.
4. 解析把样本数据中的,分别当作点的横、纵坐标,在平面直角坐标系中作出散点图,由图可知,. 故选b.
5. 解析设,,,因为,,在平面上的投影的坐标分别为,,,点在平面上,又点的横坐标小于点和的横坐标,所以该几何体的正视图为图。因为点,,在平面上的投影坐标分别为,,,点在平面上,所以该几何体的俯视图为图。
故选d.
评注本题考查了空间直角坐标系和三视图,考查了空间想象能力。本题也可以根据该四面体各项点的坐标画出几何体的直观图再求解。
6. 解析由得,是奇函数,所以,所以为区间上正交函数;
由得,所以,所以不是区间上的正交函数;由得,是奇函数,所以,所以为区间上的正交函数。 故选c.
7. 解析区域为直角及其内部,其面积。区域是直线和夹成的条形区域。由题意得所求概率。故选d.
评注本题考查了可行域和概率的基础知识。正确理解可行域的概念和掌握概率的求法是求解的关键。
8. 解析圆锥的体积,由题意得,近似取为,故选b.
9. 解析解法一: 设椭圆方程为,离心率为,双曲线的方程为。
离心率为,它们的焦距为,不妨设为两曲线在第一象限的交点,分别为左,右焦点,则易知解得。
在中,由余弦定理得,整理得,所以,即。设,所以,故的最大值是。
故选a.解法二:不妨设在第一象限,,.在中,由余弦定理得。设椭圆的长轴长为,离心率为,双曲线的实轴长为,离心率为,它们的焦距为,则。
所以,易知的最小值为。
故。故选a.
评注本题考查了椭圆、双曲线的定义、方程和性质;考查了利用不等式和函数求最值的基本方法。本题对运算能力的要求较高。
10. 解析当时,画出图像,再根据是奇函数补全图像。因为满足,,所以,即。故选b.
11. 解析 ,,因为,所以。故。
评注本题考查了直线和圆的位置关系,考查了直线的斜率和截距,考查了数形结合的思想方法。正确画出图形求出和的值时解题的关键。
12. 解析由题意知直线和与单位圆所在的位置如图。因此或。
故。评注本题考查了直线和圆的位置关系,考查了直线的斜率和截距,考查了数形结合的思想方法。正确画出图形求出和的值是解题的关键。
13. 解析设组成数的三个数字是,,,其中,所以。
即数的十位数字一定是。
由题意可知,程序循环到最后一次,的十位数字是,设的另两个数字是,其中,此时,若,则,无解。
若,则,解得,.所以。
14. 解析 ()若是,的几何平均数,则。由题意知,,,共线,所以,所以,所以可取。
)若是,的调和平均数,则,由题意知,,共线,所以,化简得,所以可取。
15. 解析由切割线定理得,所以,因为为的中点,所以。故。
16. 解析曲线为射线。曲线为圆。设为与的交点,如图,作垂直轴于点,因为,所以,又因为,所以与的交点的直角坐标为。
评注本题考查了参数方程和极坐标方程。容易忽视,误认为为直线。
17. 解析 ()因为,又,所以,.
当时,;当时,.
于是在上取得最大值,取得最小值。故实验室这一天最高温度为,最低温度为,最大温差为。
)依题意,当时实验室需要降温。由()得,故有,即。又,因此,即。在时至时实验室需要降温。
评注本题考查了正弦函数的性质,考查了运算求解能力。正确利用正弦函数的单调性是解题的关键。计算失误是造成失分的重要原因之一,应充分重视。
18. 解析 ()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。
)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。
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。
评注本题考查了数列的通项公式和求和公式,考查了分类讨论的方法。
19. 解析解法一:(几何方法)
)证明:如图,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。
)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:(向量方法)
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,,,
)证明:当时,,因为,所以,即。而平面,且平面,故直线平面。
)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,使使面与面所成的二面角为直二面角。
评注本题考查了线面平行的证明方法和二面角的计算。体现了利用平面的法向量解决二面角中有关求值问题的优势。充分利用方程的思想方法是解题的关键。
20. 解析 ()依题意,,,
由二项分布,在未来4年中至多有1年的年入流量超过的概率。
为。)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**量总大于,故一台发电机运行的概率为,对应得年利润,.
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:
所以,.3)安装3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;当时,三台发电机运行,此时,因此,由此得的分部列如下:
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。
评注本题考查了概率和离散型随机变量的分布列。考查了分类讨论方法和运算求解能力。
21.解析 ()设点,依题意得,即,化简整理得。故点的轨迹的方程为。
)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
)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。
)若或则由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。
)若则由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。
评注本题考查了直线和抛物线的位置关系,考查了数形结合的方法,灵活地利用判别式时求解的关键。盲目利用抛物线的定义而漏掉射线就会造成错解二失分。
22.解析 ()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间为,单调递减区间为。
)因为,所以,,即,.
于是根据函数,,在定义域上单调递增,可得,.
故这6个数的最大数在与之中,最小数在与之中。
由及()的结论,得,即。
由,得,所以;由,得,所以。
综上,6个数中的最大数是,最小数是。
)由()知,,.又由()知,,得。
故只需比较与和与的大小。
由()知,当时,,即。在上式中,令,又,则,从而,即得。①
由①得,,即,亦即,所以。又由①得,,即,所以。
综上可得,即6个数从小到大的顺序为,,,
评注本题考查了函数和导数的综合应用;考查了不等式求解的能力,考查了分析问题、解决问题的综合能力。充分考查了考生的综合素质。在平时的学习过程中应充分培养综合解决问题的能力。
2024年高考理科数学湖北卷
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