2015年湖北省高考数学试卷（文科）
一、选择题：本大题10小题，每小题3分，共30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．（3分）i为虚数单位，i607=（ ）
A．﹣i B．i C．1 D．﹣1
2．（3分）我国古代数学名著《九章算术》有“米谷粒分”题：粮仓开仓收粮，有人送来米1534石，验得米内夹谷，抽样取米一把，数得254粒内夹谷28粒，则这批米内夹谷约为（ ）
A．134石 B．169石 C．338石 D．1365石
3．（3分）命题“?x0∈（0，+∞），lnx0=x0﹣1”的否定是（ ）
A．?x0∈（0，+∞），lnx0≠x0﹣1 B．?x0?（0，+∞），lnx0=x0﹣1
C．?x∈（0，+∞），lnx≠x﹣1 D．?x?（0，+∞），lnx=x﹣1
4．（3分）已知变量x和y满足关系y=﹣0.1x+1，变量y与z正相关，下列结论中正确的是（ ）
A．x与y负相关，x与z负相关 B．x与y正相关，x与z正相关
C．x与y正相关，x与z负相关 D．x与y负相关，x与z正相关
5．（3分）l1，l2表示空间中的两条直线，若p：l1，l2是异面直线，q：l1，l2不相交，则（ ）
A．p是q的充分条件，但不是q的必要条件
B．p是q的必要条件，但不是q的充分条件
C．p是q的充分必要条件
D．p既不是q的充分条件，也不是q的必要条件
6．（3分）函数f（x）=+lg的定义域为（ ）
A．（2，3） B．（2，4] C．（2，3）∪（3，4] D．（﹣1，3）∪（3，6]
7．（3分）设x∈R，定义符号函数sgnx=，则（ ）
A．|x|=x|sgnx| B．|x|=xsgn|x| C．|x|=|x|sgnx D．|x|=xsgnx
8．（3分）在区间[0，1]上随机取两个数x，y，记p1为事件“x+y≤”的概率，P2为事件“xy≤”的概率，则（ ）
A．p1＜p2＜ B． C．p2＜ D．
9．（3分）将离心率为e1的双曲线C1的实半轴长a和虚半轴长b（a≠b）同时增加m（m＞0）个单位长度，得到离心率为e2的双曲线C2，则（ ）
A．对任意的a，b，e1＞e2
B．当a＞b时，e1＞e2；当a＜b时，e1＜e2
C．对任意的a，b，e1＜e2
D．当a＞b时，e1＜e2；当a＜b时，e1＞e2
10．（3分）已知集合A={（x，y）|x2+y2≤1，x，y∈Z}，B={（x，y）||x|≤2，|y|≤2，x，y∈Z}，定义集合A⊕B={（x1+x2，y1+y2）|（x1，y1）∈A，（x2，y2）∈B}，则A⊕B中元素的个数为（ ）
A．77 B．49 C．45 D．30
二、填空题
11．（3分）已知向量⊥，||=3，则?= ．
12．（3分）设变量x，y满足约束条件，则3x+y的最大值为 ．
13．（3分）f（x）=2sin xsin（x+）﹣x2的零点个数为 ．
14．（3分）某电子商务公司对10000名网络购物者2014年度的消费情况进行统计，发现消费金额（单位：万元）都在区间[0.3，0.9]内，其频率分布直方图如图所示．
（1）直方图中的a= ．
（2）在这些购物者中，消费金额在区间[0.5，0.9]内的购物者的人数为 ．
15．（3分）如图，一辆汽车在一条水平的公路上向正西行驶，到A处时测得公路北侧一山顶D在西偏北30°的方向上，行驶600m后到达B处，测得此山顶在西偏北75°的方向上，仰角为30°，则此山的高度CD= m．
16．（3分）如图，已知圆C与x轴相切于点T（1，0），与y轴正半轴交于两点A，B（B在A的上方），且|AB|=2．
（1）圆C的标准方程为 ．
（2）圆C在点B处切线在x轴上的截距为 ．
17．（3分）a为实数，函数f（x）=|x2﹣ax|在区间[0，1]上的最大值记为g（a）．当a= 时，g（a）的值最小．
三、解答题
18．（12分）某同学将“五点法”画函数f（x）=Asin（wx+φ）（w＞0，|φ|＜）在某一个时期内的图象时，列表并填入部分数据，如下表：
wx+φ
0 π 2π x Asin（wxφ） 0 5 ﹣5 0 （1）请将上述数据补充完整，填写在答题卡上相应位置，并直接写出函数f（x）的解析式；
（2）将y=f（x）图象上所有点向左平移个单位长度，得到y=g（x）图象，求y=g（x）的图象离原点O最近的对称中心．
19．（12分）设等差数列{an}的公差为d，前n项和为Sn，等比数列{bn}的公比为q，已知b1=a1，b2=2，q=d，S10=100．
（1）求数列{an}，{bn}的通项公式
（2）当d＞1时，记cn=，求数列{cn}的前n项和Tn．
20．（13分）《九章算术》中，将底面为长方形且有一条侧棱与底面垂直的四棱锥称之为阳马，将四个面都为直角三角形的四面体称之为鳖臑．在如图所示的阳马P﹣ABCD中，侧棱PD⊥底面ABCD，且PD=CD，点E是PC的中点，连接DE、BD、BE．
（Ⅰ）证明：DE⊥平面PBC．试判断四面体EBCD是否为鳖臑．若是，写出其每个面的直角（只需写出结论）；若不是，请说明理由；
（Ⅱ）记阳马P﹣ABCD的体积为V1，四面体EBCD的体积为V2，求的值．
21．（14分）设函数f（x），g（x）的定义域均为R，且f（x）是奇函数，g（x）是偶函数，f（x）+g（x）=ex，其中e为自然对数的底数．
（1）求f（x），g（x）的解析式，并证明：当x＞0时，f（x）＞0，g（x）＞1；
（2）设a≤0，b≥1，证明：当x＞0时，ag（x）+（1﹣a）＜＜bg（x）+（1﹣b）．
22．（14分）一种画椭圆的工具如图1所示．O是滑槽AB的中点，短杆ON可绕O转动，长杆MN通过N处铰链与ON连接，MN上的栓子D可沿滑槽AB滑动，且DN=ON=1，MN=3，当栓子D在滑槽AB内作往复运动时，带动N绕O转动，M处的笔尖画出的椭圆记为C，以O为原点，AB所在的直线为x轴建立如图2所示的平面直角坐标系．
（1）求椭圆C的方程；
（2）设动直线l与两定直线l1：x﹣2y=0和l2：x+2y=0分别交于P，Q两点．若直线l总与椭圆C有且只有一个公共点，试探究：△OPQ的面积是否存在最小值？若存在，求出该最小值；若不存在，说明理由．
2015年湖北省高考数学试卷（文科）
参考答案与试题解析
一、选择题：本大题10小题，每小题3分，共30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．（3分）i为虚数单位，i607=（ ）
A．﹣i B．i C．1 D．﹣1
【分析】直接利用虚数单位i的运算性质得答案．
【解答】解：i607=i606?i=（i2）303?i=（﹣1）303?i=﹣i．
故选：A．
【点评】本题考查了虚数单位i的运算性质，是基础的计算题．
2．（3分）我国古代数学名著《九章算术》有“米谷粒分”题：粮仓开仓收粮，有人送来米1534石，验得米内夹谷，抽样取米一把，数得254粒内夹谷28粒，则这批米内夹谷约为（ ）
A．134石 B．169石 C．338石 D．1365石
【分析】根据254粒内夹谷28粒，可得比例，即可得出结论．
【解答】解：由题意，这批米内夹谷约为1534×≈169石，
故选：B．
【点评】本题考查利用数学知识解决实际问题，考查学生的计算能力，比较基础．
3．（3分）命题“?x0∈（0，+∞），lnx0=x0﹣1”的否定是（ ）
A．?x0∈（0，+∞），lnx0≠x0﹣1 B．?x0?（0，+∞），lnx0=x0﹣1
C．?x∈（0，+∞），lnx≠x﹣1 D．?x?（0，+∞），lnx=x﹣1
【分析】根据特称命题的否定是全称命题即可得到结论．
【解答】解：命题的否定是：?x∈（0，+∞），lnx≠x﹣1，
故选：C．
【点评】本题主要考查含有量词的命题的否定，比较基础．
4．（3分）已知变量x和y满足关系y=﹣0.1x+1，变量y与z正相关，下列结论中正确的是（ ）
A．x与y负相关，x与z负相关 B．x与y正相关，x与z正相关
C．x与y正相关，x与z负相关 D．x与y负相关，x与z正相关
【分析】由题意，根据一次项系数的符号判断相关性，由y与z正相关，设y=kz，k＞0，得到x与z的相关性．
【解答】解：因为变量x和y满足关系y=﹣0.1x+1，一次项系数为﹣0.1＜0，所以x与y负相关；
变量y与z正相关，设，y=kz，（k＞0），所以kz=﹣0.1x+1，得到z=，一次项系数小于0，所以z与x负相关；
故选：A．
【点评】本题考查由线性回归方程，正确理解一次项系数的符号与正相关还是负相关的对应是解题的关键．
5．（3分）l1，l2表示空间中的两条直线，若p：l1，l2是异面直线，q：l1，l2不相交，则（ ）
A．p是q的充分条件，但不是q的必要条件
B．p是q的必要条件，但不是q的充分条件
C．p是q的充分必要条件
D．p既不是q的充分条件，也不是q的必要条件
【分析】根据充分条件和必要条件的定义结婚空间直线的位置关系，进行判断即可．
【解答】解：若l1，l2是异面直线，则l1，l2不相交，即充分性成立，
若l1，l2不相交，则l1，l2可能是平行或异面直线，即必要性不成立，
故p是q的充分条件，但不是q的必要条件，
故选：A．
【点评】本题主要考查充分条件和必要条件的判断，根据空间直线的位置关系是解决本题的关键．
6．（3分）函数f（x）=+lg的定义域为（ ）
A．（2，3） B．（2，4] C．（2，3）∪（3，4] D．（﹣1，3）∪（3，6]
【分析】根据函数成立的条件进行求解即可．
【解答】解：要使函数有意义，则，
即，
＞0等价为①即，即x＞3，
②，即，此时2＜x＜3，
即2＜x＜3或x＞3，
∵﹣4≤x≤4，
∴解得3＜x≤4且2＜x＜3，
即函数的定义域为（2，3）∪（3，4]，
故选：C．
【点评】本题主要考查函数的定义域的求解，要求熟练掌握常见函数成立的条件．
7．（3分）设x∈R，定义符号函数sgnx=，则（ ）
A．|x|=x|sgnx| B．|x|=xsgn|x| C．|x|=|x|sgnx D．|x|=xsgnx
【分析】去掉绝对值符号，逐个比较即可．
【解答】解：对于选项A，右边=x|sgnx|=，而左边=|x|=，显然不正确；
对于选项B，右边=xsgn|x|=，而左边=|x|=，显然不正确；
对于选项C，右边=|x|sgnx=，而左边=|x|=，显然不正确；
对于选项D，右边=xsgnx=，而左边=|x|=，显然正确；
故选：D．
【点评】本题考查函数表达式的比较，正确去绝对值符号是解决本题的关键，注意解题方法的积累，属于中档题．
8．（3分）在区间[0，1]上随机取两个数x，y，记p1为事件“x+y≤”的概率，P2为事件“xy≤”的概率，则（ ）
A．p1＜p2＜ B． C．p2＜ D．
【分析】分别求出事件“x+y≤”和事件“xy≤”对应的区域，然后求出面积，利用几何概型公式求出概率，比较大小．
【解答】解：由题意，事件“x+y≤”表示的区域如图阴影三角形，
p1=；
满足事件“xy≤”的区域如图阴影部分
所以p2===＞；
所以；
故选：B．
【点评】本题考查了几何概型的公式运用；关键是分别求出阴影部分的面积，利用几何概型公式解答．
9．（3分）将离心率为e1的双曲线C1的实半轴长a和虚半轴长b（a≠b）同时增加m（m＞0）个单位长度，得到离心率为e2的双曲线C2，则（ ）
A．对任意的a，b，e1＞e2
B．当a＞b时，e1＞e2；当a＜b时，e1＜e2
C．对任意的a，b，e1＜e2
D．当a＞b时，e1＜e2；当a＜b时，e1＞e2
【分析】分别求出双曲线的离心率，再平方作差，即可得出结论．
【解答】解：由题意，双曲线C1：c2=a2+b2，e1=；
双曲线C2：c′2=（a+m）2+（b+m）2，e2=，
∴=﹣=，
∴当a＞b时，e1＞e2；当a＜b时，e1＜e2，
故选：B．
【点评】本题考查双曲线的性质，考查学生的计算能力，比较基础．
10．（3分）已知集合A={（x，y）|x2+y2≤1，x，y∈Z}，B={（x，y）||x|≤2，|y|≤2，x，y∈Z}，定义集合A⊕B={（x1+x2，y1+y2）|（x1，y1）∈A，（x2，y2）∈B}，则A⊕B中元素的个数为（ ）
A．77 B．49 C．45 D．30
【分析】由题意可得，A={（0，0），（0，1），（0，﹣1），（1，0），（﹣1，0），B={（0，0），（0，1），（0，2），（0，﹣1），（0，﹣2），（1，0），（1，1），（1，2）（1，﹣1），（1，﹣2）（2，0），（2，1），（2，2）（2，﹣1），（2，﹣2），（﹣1，﹣2），（﹣1，﹣1），（﹣1，0），（﹣1，1），（﹣1，2），（﹣2，﹣2），（﹣2，﹣1），（﹣2，0），（﹣2，1），（﹣2，2）}，根据定义可求
【解答】解：解法一：
∵A={（x，y）|x2+y2≤1，x，y∈Z}={（0，0），（0，1），（0，﹣1），（1，0），（﹣1，0），
B={（x，y）||x|≤2，|y|≤2，x，y∈Z}={（0，0），（0，1），（0，2），（0，﹣1），（0，﹣2），（1，0），（1，1），（1，2）（1，﹣1），（1，﹣2）（2，0），（2，1），（2，2）（2，﹣1），（2，﹣2），（﹣1，﹣2），（﹣1，﹣1），（﹣1，0），（﹣1，1），（﹣1，2），（﹣2，﹣2），（﹣2，﹣1），（﹣2，0），（﹣2，1），（﹣2，2）}
∵A⊕B={（x1+x2，y1+y2）|（x1，y1）∈A，（x2，y2）∈B}，
∴A⊕B={（0，0），（0，1），（0，2），（0，﹣1），（0，﹣2），（1，0），（1，1），（1，2）（1，﹣1），（1，﹣2）（2，0），（2，1），（2，2），（2，﹣1），（2，﹣2），（﹣1，﹣2），（﹣1，﹣1），（﹣1，0），（﹣1，1），（﹣1，2），（﹣2，﹣2），（﹣2，﹣1），（﹣2，0），（﹣2，1），（﹣2，2），
（﹣2，3），（﹣2，﹣3），（0，﹣3），（2，﹣3），（﹣1，3），（﹣1，﹣3），（1，3），（2，3），（0，3），（3，﹣1），（3，0）（3，1），（3，2），（3，﹣2）（﹣3，2）（﹣3，1），（1，﹣3），（﹣3，﹣1），（﹣3，0），（﹣3，﹣2）}共45个元素；
解法二：
因为集合A={（x，y）|x2+y2≤1，x，y∈Z}，所以集合A中有5个元素，即图中圆中的整点，B={（x，y）||x|≤2，|y|≤2，x，y∈Z}，中有5×5=25个元素，即图中正方形ABCD中的整点，A⊕B={（x1+x2，y1+y2）|（x1，y1）∈A，（x2，y2）∈B}的元素可看作正方形A1B1C1D1中的整点（除去四个顶点），即7×7﹣4=45个．
故选：C．
【点评】本题以新定义为载体，主要考查了集合的基本定义及运算，解题中需要取得重复的元素．
二、填空题
11．（3分）已知向量⊥，||=3，则?= 9 ．
【分析】由已知结合平面向量是数量积运算求得答案．
【解答】解：由⊥，得?=0，即?（）=0，
∵||=3，
∴．
故答案为：9．
【点评】本题考查了平面向量的数量积运算，考查了向量模的求法，是基础的计算题．
12．（3分）设变量x，y满足约束条件，则3x+y的最大值为 10 ．
【分析】作出不等式对应的平面区域，利用线性规划的知识，通过平移即可求z的最大值．
【解答】解：作出不等式对应的平面区域如图，
由z=3x+y，得y=﹣3x+z，
平移直线y=﹣3x+z，由图象可知当直线y=﹣3x+z，经过点C时，直线y=﹣3x+z的截距最大，
此时z最大．
由得．即C（3，1），
此时z的最大值为z=3×3+1=10，
故答案为：10．
【点评】本题主要考查线性规划的应用，利用数形结合是解决线性规划题目的常用方法．
13．（3分）f（x）=2sin xsin（x+）﹣x2的零点个数为 2 ．
【分析】将函数进行化简，由f（x）=0，转化为两个函数的交点个数进行求解即可．
【解答】解：f（x）=2sinxcosx﹣x2=sin2x﹣x2，
由f（x）=0得sin2x=x2，
作出函数y=sin2x和y=x2的图象如图：
由图象可知，两个函数的图象有2个不同的交点，
即函数f（x）的零点个数为2个，
故答案为：2
【点评】本题主要考查函数零点个数的判断，利用函数和方程之间的关系转化为两个函数图象的交点问题是解决本题的关键．
14．（3分）某电子商务公司对10000名网络购物者2014年度的消费情况进行统计，发现消费金额（单位：万元）都在区间[0.3，0.9]内，其频率分布直方图如图所示．
（1）直方图中的a= 3 ．
（2）在这些购物者中，消费金额在区间[0.5，0.9]内的购物者的人数为 6000 ．
【分析】（1）频率分布直方图中每一个矩形的面积表示频率，先算出频率，在根据频率和为1，算出a的值；
（2）先求出消费金额在区间[0.5，0.9]内的购物者的频率，再求频数．
【解答】解：（1）由题意，根据直方图的性质得（1.5+2.5+a+2.0+0.8+0.2）×0.1=1，解得a=3
（2）由直方图得（3+2.0+0.8+0.2）×0.1×10000=6000
故答案为：（1）3 （2）6000
【点评】本题考查了频率分布直方图中每一个矩形的面积表示频率，频数=频率×样本容量，属于基础题．
15．（3分）如图，一辆汽车在一条水平的公路上向正西行驶，到A处时测得公路北侧一山顶D在西偏北30°的方向上，行驶600m后到达B处，测得此山顶在西偏北75°的方向上，仰角为30°，则此山的高度CD= 100 m．
【分析】设此山高h（m），在△BCD中，利用仰角的正切表示出BC，进而在△ABC中利用正弦定理求得h．
【解答】解：设此山高h（m），则BC=h，
在△ABC中，∠BAC=30°，∠CBA=105°，∠BCA=45°，AB=600．
根据正弦定理得=，
解得h=100（m）
故答案为：100．
【点评】本题主要考查了解三角形的实际应用．关键是构造三角形，将各个已知条件向这个主三角形集中，再通过正弦、余弦定理或其他基本性质建立条件之间的联系，列方程或列式求解．
16．（3分）如图，已知圆C与x轴相切于点T（1，0），与y轴正半轴交于两点A，B（B在A的上方），且|AB|=2．
（1）圆C的标准方程为 （x﹣1）2+（y﹣）2=2 ．
（2）圆C在点B处切线在x轴上的截距为 ﹣1﹣ ．
【分析】（1）确定圆心与半径，即可求出圆C的标准方程；
（2）求出圆C在点B处切线方程，令y=0可得圆C在点B处切线在x轴上的截距．
【解答】解：（1）由题意，圆的半径为=，圆心坐标为（1，），
∴圆C的标准方程为（x﹣1）2+（y﹣）2=2；
（2）由（1）知，B（0，1+），
∴圆C在点B处切线方程为（0﹣1）（x﹣1）+（1+﹣）（y﹣）=2，
令y=0可得x=﹣1﹣．
故答案为：（x﹣1）2+（y﹣）2=2；﹣1﹣．
【点评】本题考查圆的标准方程，考查圆的切线方程，考查学生的计算能力，属于中档题．
17．（3分）a为实数，函数f（x）=|x2﹣ax|在区间[0，1]上的最大值记为g（a）．当a= 2﹣2 时，g（a）的值最小．
【分析】通过分a≤0、0＜a≤2﹣2、a＞2﹣2三种情况去函数f（x）表达式中绝对值符号，利用函数的单调性即得结论．
【解答】解：对函数f（x）=|x2﹣ax|=|（x﹣）2﹣|分下面几种情况讨论：
①当a≤0时，f（x）=x2﹣ax在区间[0，1]上单调递增，
∴f（x）max=g（1）=1﹣a；
②当0＜a≤2﹣2时，==，f（1）=1﹣a，
∵﹣（1﹣a）=﹣2＜0，
∴f（x）max=g（1）=1﹣a；
③当2﹣2＜a≤1时，f（x）max=g（a）=；
综上所述，g（a）=，
∴g（a）在（﹣∞，]上单调递减，在[，+∞）上单调递增，
∴g（a）min=g（）；
④当1＜a＜2时，g（a）=f（）=；
⑤当a≥2时，g（a）=f（1）=a﹣1；
综上，当a=时，g（a）min=3﹣2，
故答案为：．
【点评】本题考查求函数的最值，考查分类讨论的思想，注意解题方法的积累，属于难题．
三、解答题
18．（12分）某同学将“五点法”画函数f（x）=Asin（wx+φ）（w＞0，|φ|＜）在某一个时期内的图象时，列表并填入部分数据，如下表：
wx+φ
0 π 2π x Asin（wxφ） 0 5 ﹣5 0 （1）请将上述数据补充完整，填写在答题卡上相应位置，并直接写出函数f（x）的解析式；
（2）将y=f（x）图象上所有点向左平移个单位长度，得到y=g（x）图象，求y=g（x）的图象离原点O最近的对称中心．
【分析】（1）由五点作图法即可将数据补充完整，写出函数的解析式；
（2）由函数y=Asin（ωx+φ）的图象变换可得g（x），解得其对称中心即可得解．
【解答】解：（1）数据补充完整如下表：
wxφ
0 π 2π x Asin（wxφ） 0 5 0 ﹣5 0 函数f（x）的解析式为：f（x）=5sin（2x﹣）．
（2）将y=f（x）图象上所有点向左平移个单位长度，得到y=g（x）=5sin[2（x+）﹣]=5sin（2x+）．
由2x+=kπ，k∈Z，可解得：x=﹣，k∈Z，
当k=0时，可得：x=﹣．
从而可得离原点O最近的对称中心为：（﹣，0）．
【点评】本题主要考查了由y=Asin（ωx+φ）的部分图象确定其解析式，函数y=Asin（ωx+φ）的图象变换，属于基本知识的考查．
19．（12分）设等差数列{an}的公差为d，前n项和为Sn，等比数列{bn}的公比为q，已知b1=a1，b2=2，q=d，S10=100．
（1）求数列{an}，{bn}的通项公式
（2）当d＞1时，记cn=，求数列{cn}的前n项和Tn．
【分析】（1）利用前10项和与首项、公差的关系，联立方程组计算即可；
（2）当d＞1时，由（1）知cn=，写出Tn、Tn的表达式，利用错位相减法及等比数列的求和公式，计算即可．
【解答】解：（1）设a1=a，由题意可得，
解得，或，
当时，an=2n﹣1，bn=2n﹣1；
当时，an=（2n+79），bn=9?；
（2）当d＞1时，由（1）知an=2n﹣1，bn=2n﹣1，
∴cn==，
∴Tn=1+3?+5?+7?+9?+…+（2n﹣1）?，
∴Tn=1?+3?+5?+7?+…+（2n﹣3）?+（2n﹣1）?，
∴Tn=2+++++…+﹣（2n﹣1）?=3﹣，
∴Tn=6﹣．
【点评】本题考查求数列的通项及求和，利用错位相减法是解决本题的关键，注意解题方法的积累，属于中档题．
20．（13分）《九章算术》中，将底面为长方形且有一条侧棱与底面垂直的四棱锥称之为阳马，将四个面都为直角三角形的四面体称之为鳖臑．在如图所示的阳马P﹣ABCD中，侧棱PD⊥底面ABCD，且PD=CD，点E是PC的中点，连接DE、BD、BE．
（Ⅰ）证明：DE⊥平面PBC．试判断四面体EBCD是否为鳖臑．若是，写出其每个面的直角（只需写出结论）；若不是，请说明理由；
（Ⅱ）记阳马P﹣ABCD的体积为V1，四面体EBCD的体积为V2，求的值．
【分析】（Ⅰ）证明BC⊥平面PCD，DE⊥平面PBC，可知四面体EBCD的四个面都是直角三角形，即可得出结论；
（Ⅱ）由已知，PD是阳马P﹣ABCD的高，所以V1==．由（Ⅰ）知，DE是鳖臑D﹣BCE的高，BC⊥CE，所以V2==．即可求的值．
【解答】（Ⅰ）证明：因为PD⊥底面ABCD，所以PD⊥BC，
因为ABCD为正方形，所以BC⊥CD，
因为PD∩CD=D，
所以BC⊥平面PCD，
因为DE?平面PCD，
所以BC⊥DE，
因为PD=CD，点E是PC的中点，
所以DE⊥PC，
因为PC∩BC=C，
所以DE⊥平面PBC，
由BC⊥平面PCD，DE⊥平面PBC，可知四面体EBCD的四个面都是直角三角形，
即四面体EBCD是一个鳖臑，其四个面的直角分别是∠BCD，∠BCE，∠DEC，∠DEB；
（Ⅱ）由已知，PD是阳马P﹣ABCD的高，所以V1==．
由（Ⅰ）知，DE是鳖臑D﹣BCE的高，BC⊥CE，
所以V2==．
因为PD=CD，点E是PC的中点，
所以DE=CE=CD，
所以===4
【点评】本题考查线面垂直的判定与性质，考查体积的计算，考查学生分析解决问题的能力，属于中档题．
21．（14分）设函数f（x），g（x）的定义域均为R，且f（x）是奇函数，g（x）是偶函数，f（x）+g（x）=ex，其中e为自然对数的底数．
（1）求f（x），g（x）的解析式，并证明：当x＞0时，f（x）＞0，g（x）＞1；
（2）设a≤0，b≥1，证明：当x＞0时，ag（x）+（1﹣a）＜＜bg（x）+（1﹣b）．
【分析】（1）运用奇、偶函数的定义，由函数方程的思想可得f（x）、g（x）的解析式，再由指数函数的单调性和基本不等式，即可证得f（x）＞0，g（x）＞1；
（2）当x＞0时，＞ag（x）+1﹣a?f（x）＞axg（x）+（1﹣a）x，＜bg（x）+1﹣b?f（x）＜bxg（x）+（1﹣b）x，设函数h（x）=f（x）﹣cxg（x）﹣（1﹣c）x，通过导数判断单调性，即可得证．
【解答】解：（1）f（x）是奇函数，g（x）是偶函数，
即有f（﹣x）=﹣f（x），g（﹣x）=g（x），
f（x）+g（x）=ex，f（﹣x）+g（﹣x）=e﹣x，
即为﹣f（x）+g（x）=e﹣x，
解得f（x）=（ex﹣e﹣x），g（x）=（ex+e﹣x），
则当x＞0时，ex＞1，0＜e﹣x＜1，f（x）＞0；
g（x）=（ex+e﹣x）＞×2=1，
则有当x＞0时，f（x）＞0，g（x）＞1；
（2）证明：f′（x）=（ex+e﹣x）=g（x），
g′（x）=（ex﹣e﹣x）=f（x），
当x＞0时，＞ag（x）+1﹣a?f（x）＞axg（x）+（1﹣a）x，
＜bg（x）+1﹣b?f（x）＜bxg（x）+（1﹣b）x，
设函数h（x）=f（x）﹣cxg（x）﹣（1﹣c）x，
h′（x）=f′（x）﹣c（g（x）+xg′（x））﹣（1﹣c）
=g（x）﹣cg（x）﹣cxf（x）﹣（1﹣c）=（1﹣c）（g（x）﹣1）﹣cxf（x），
①若c≤0则h′（x）＞0，故h（x）在（0，+∞）递增，h（x）＞h（0）=0，（x＞0），
即有f（x）＞cxg（x）+（1﹣c）x，故＞ag（x）+1﹣a成立；
②若c≥1则h′（x）＜0，故h（x）在（0，+∞）递减，h（x）《h（0）=0，（x＞0），
即有f（x）＜cxg（x）+（1﹣c）x，故＜bg（x）+1﹣b成立．
综上可得，当x＞0时，a g（x）+（1﹣a）＜＜b g（x）+（1﹣b）．
【点评】本题考查函数的奇偶性的运用，主要考查函数的解析式的求法和不等式的证明，同时考查指数函数的单调性和基本不等式的运用，以及导数的运用：判断单调性，属于中档题．
22．（14分）一种画椭圆的工具如图1所示．O是滑槽AB的中点，短杆ON可绕O转动，长杆MN通过N处铰链与ON连接，MN上的栓子D可沿滑槽AB滑动，且DN=ON=1，MN=3，当栓子D在滑槽AB内作往复运动时，带动N绕O转动，M处的笔尖画出的椭圆记为C，以O为原点，AB所在的直线为x轴建立如图2所示的平面直角坐标系．
（1）求椭圆C的方程；
（2）设动直线l与两定直线l1：x﹣2y=0和l2：x+2y=0分别交于P，Q两点．若直线l总与椭圆C有且只有一个公共点，试探究：△OPQ的面积是否存在最小值？若存在，求出该最小值；若不存在，说明理由．
【分析】（1）根据条件求出a，b即可求椭圆C的方程；
（2）联立直线方程和椭圆方程，求出原点到直线的距离，结合三角形的面积公式进行求解即可．
【解答】解：（1）设D（t，0），|t|≤2，
N（x0，y0），M（x，y），由题意得=2，
且||=||=1，
∴（t﹣x，﹣y）=2（x0﹣t，y0），且，
即，且t（t﹣2x0）=0，
由于当点D不动时，点N也不动，∴t不恒等于0，
于是t=2x0，故x0=，y0=﹣，
代入x02+y02=1，得方程为．
（2）①当直线l的斜率k不存在时，直线l为：x=4或x=﹣4，都有S△OPQ=，
②直线l的斜率k存在时，直线l为：y=kx+m，（k），
由消去y，可得（1+4k2）x2+8kmx+4m2﹣16=0，
∵直线l总与椭圆C有且只有一个公共点，
∴△=64k2m2﹣4（1+4k2）（4m2﹣16）=0，即m2=16k2+4，①，
由，可得P（，），同理得Q（，），
原点O到直线PQ的距离d=和|PQ|=?|xP﹣xQ|，
可得S△OPQ=|PQ|d=|m||xP﹣xQ|=|m|||=||②，
将①代入②得S△OPQ=||=8||，
当k2＞时，S△OPQ=8（）=8（1+）＞8，
当0≤k2＜时，S△OPQ=8||=﹣8（）=8（﹣1+），
∵0≤k2＜时，∴0＜1﹣4k2≤1，≥2，
∴S△OPQ=8（﹣1+）≥8，当且仅当k=0时取等号，
∴当k=0时，S△OPQ的最小值为8，
综上可知当直线l与椭圆C在四个顶点处相切时，三角形OPQ的面积存在最小值为8．
【点评】本题主要考查椭圆方程的求解，以及直线和圆锥曲线的位置关系的应用，结合三角形的面积公式是解决本题的关键．综合性较强，运算量较大．
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