(本小题满分 12 分) 图4是某城市通过抽样得到的居民某…——2010 高考数学第 17 题答案解析

2010_退役省自主命题 (2010·理)

2010 全国 第 17 题 解答题 区分题
2010_退役省自主命题 (2010·理)

17.(本小题满分 12 分)
图4是某城市通过抽样得到的居民某年的月均用水量(单位:吨)的频率分布直方图。
(I)求直方图中 $x$ 的值.

(II)在棱 $\mathrm{C}_{1} \mathrm{D}_{1}$ 上是否存在一点 F ,使 $\mathrm{B}_{1} \mathrm{~F} / /$ 平面 $\mathrm{A}_{1} \mathrm{BE}$ ?证明你的结论.


图5

## 19.(本小题满分 13 分)

为了考察冰川的融化状况,一支科考队在某冰川上相距 8 km 的 $A, B$ 两点各建一个考察基地。视冰川面为平面形,以过 $A, B$ 两点的直线为 $x$ 轴,线段 $A B$ 的垂直平分线为 $y$ 轴建立平面直角坐标系(图6)。在直线 $x=2$ 的右侧,考察范围为到点 $B$ 的距离不超过 $\frac{6 \sqrt{5}}{5} \mathrm{~km}$ 的区域;在直线 $x=2$ 的左侧,考察范围为到 $A, B$ 两点的距离之和不超过 $4 \sqrt{5} \mathrm{~km}$ 的区域。
(I)求考察区域边界曲线的方程;
(II)如图6所示,设线段 $P_{1} P_{2}, P_{2} P_{3}$ 是冰川的部分边界线 (不考虑其他边界),当冰川融化时,边界线沿与其垂直的方向朝考察区域平行移动,第一年移动 0.2 km ,以后每年移动的距离为前一年的 2 倍,求冰川边界线移动到考察区域所


图6

## 20.(本小题满分 13 分)

已知函数 $f(x)=x^{2}+b x+c(b, c \in R)$ ,对任意的 $x \in R$ ,恒有 $f^{\prime}(x) \leq f(x)$ .

(I)证明:当 $x \geq 0$ 时,$f(x) \leq(x+c)^{2}$ ;
(II)若对满足题设条件的任意b,c,不等式 $f(c)-f(b) \leq M\left(c^{2}-b^{2}\right)$ 恒成立,求 M的最小值.

## 21.(本小题满分 13 分)

数列 $\left\{a_{n}\right\}\left(n \in N^{*}\right)$ 中,$a_{1}=a, a_{n+1}$ 是函数 $f_{n}(x)=\frac{1}{3} x^{3}-\frac{1}{2}\left(3 a_{n}+n^{2}\right) x^{2}+3 n^{2} a_{n} x$ 的极小值点。
(I)当 $a=0$ 时,求通项 $a_{n}$ ;
(II)是否存在 $a$ ,使数列 $\left\{a_{n}\right\}$ 是等比数列?若存在,求 $a$ 的取值范围;若不存在,请说明理由.

## 2010年湖南省高考数学试卷(理科)

完整解析 · 逐步详解

【解答】
(12分)(2010•湖南)如图是某城市通过抽样得到的居民某年的月均用水量(单位:吨)的频率分布直方图。
(I)求直方图中 x 的值。
(II)若将频率视为概率,从这个城市随机抽取 3 位居民(看作有放回的抽样),求月均用水量在 3 至 4 吨的居民数 X 的分布列和数学期望。


月均用水量吨

【考点】频率分布直方图;离散型随机变量及其分布列;离散型随机变量的期望与方差.
【分析】本题考查的知识点是频率分布直方图、离散型随机变量及其分布列和数学期望。
①根据频率分布直方图中,各组的频率之和为 1 ,我们易得到一个关于 x 的方程,解方程即可得到答案。
②由频率分布直方图中月均用水量各组的频率,我们易得 $\mathrm{X} \sim \mathrm{B} ~(3, ~ 0.1) ~$ 。然后将数据代入后,可分别算出 $P(X=0), P(X=1), P(X=2), P(X=3)$ 的值,代入即可得到随机变量 X 的分布列,然后代入数学期望公式,可进而求出数学期望。
【解答】解:(I)依题意及频率分布直方图知, $0.02+0.1+\mathrm{x}+0.37+0.39=1$ ,解得 $\mathrm{x}=0.12$ .
(II)由题意知, $\mathrm{X} \sim \mathrm{B}(3,0.1)$ 。
因此 $P(X=0)=C_{3}{ }^{0} \times 0.9^{3}=0.729$ ,
$\mathrm{P}(\mathrm{X}=1)=\mathrm{C}_{3}{ }^{1} \times 0.1 \times 0.9^{2}=0.243$ ,
$\mathrm{P}(\mathrm{X}=2)=\mathrm{C}_{3}{ }^{2} \times 0.1^{2} \times 0.9=0.027$ ,
$P(X=3)=C_{3}{ }^{3} \times 0.1^{3}=0.001$ 。
故随机变量 X 的分布列为:

X0123
P0.7290.2430 .0270 .001

X 的数学期望为 $\mathrm{EX}=3 \times 0.1=0.3$ .
【点评】根据新高考服务于新教材的原则,作为新教材的新增内容--频率分布直方图是新高考的重要考点,同时②中概随机变量的分布列、数学期望的计算也是高考的热点。对于"频率分布直方图学习的关键是学会画图、看图和用图,对于概率要多练习使用列举法表示满足条件的基本事件个数。对于数学期望的计算则要熟练掌握运算方法和步骤。

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