(17) (本小题满分12分)
已知函数
,
.求:
(I) 函数
的最大值及取得最大值的自变量
的集合;
(II) 函数
的单调增区间.
[解析](I) 解法一:
![]()
当
,即
时,
取得最大值
.
函数
的取得最大值的自变量
的集合为
.
解法二:
![]()
![]()
当
,即
时,
取得最大值
.
函数
的取得最大值的自变量
的集合为
.
(II)解:
![]()
由题意得: ![]()
即: ![]()
因此函数
的单调增区间为
.
[点评]本小题考查三角公式,三角函数的性质及已知三角函数值求角等基础知识,考查综合运用三角有关知识的能力.
(18) (本小题满分12分)]
已知正方形
.
、
分别是
、
的中点,将
沿
折起,如图所示,记二面角
的大小为
.
(I) 证明
平面
;
(II)若
为正三角形,试判断点
在平面
内的射影
是否在直线
上,证明你的结论,并求角
的余弦值.
![]()
![]()
[解析](I)证明:EF分别为正方形ABCD得边AB、CD的中点,
EB//FD,且EB=FD,
四边形EBFD为平行四边形.
BF//ED
![]()
![]()
平面
.
(II)解法1:
如右图,点A在平面BCDE内的射影G在直线EF上,
过点A作AG垂直于平面BCDE,垂足为G,连结GC,GD.
![]()
ACD为正三角形,
AC=AD
CG=GD
G在CD的垂直平分线上,
点A在平面BCDE内的射影G在直线EF上,
过G作GH垂直于ED于H,连结AH,则
,所以
为二面角A-DE-C的平面角.即![]()
设原正方体的边长为2a,连结AF
在折后图的
AEF中,AF=
,EF=2AE=2a,
即
AEF为直角三角形, ![]()
![]()
在Rt
ADE中, ![]()
![]()
![]()
.
解法2:点A在平面BCDE内的射影G在直线EF上
连结AF,在平面AEF内过点作
,垂足为
.
![]()
ACD为正三角形,F为CD的中点,
![]()
又因
,
所以![]()
![]()
![]()
又
且![]()
![]()
为A在平面BCDE内的射影G.
即点A在平面BCDE内的射影在直线EF上
过G作GH垂直于ED于H,连结AH,则
,所以
为二面角A-DE-C的平面角.即![]()
设原正方体的边长为2a,连结AF
在折后图的
AEF中,AF=
,EF=2AE=2a,
即
AEF为直角三角形, ![]()
![]()
在Rt
ADE中, ![]()
![]()
![]()
.
解法3: 点A在平面BCDE内的射影G在直线EF上
连结AF,在平面AEF内过点作
,垂足为
.
![]()
ACD为正三角形,F为CD的中点,
![]()
又因
,
所以![]()
![]()
![]()
又![]()
![]()
![]()
为A在平面BCDE内的射影G.
即点A在平面BCDE内的射影在直线EF上
过G作GH垂直于ED于H,连结AH,则
,所以
为二面角A-DE-C的平面角.即![]()
设原正方体的边长为2a,连结AF
在折后图的
AEF中,AF=
,EF=2AE=2a,
即
AEF为直角三角形, ![]()
![]()
在Rt
ADE中, ![]()
![]()
,
.
[点评]本小题考查空间中的线面关系,解三角形等基础知识考查空间想象能力和思维能力.
(19) (本小题满分12分)
现有甲、乙两个项目,对甲项目每投资十万元,一年后利润是1.2万元、1.18万元、1.17万元的概率分别为
、
、
;已知乙项目的利润与产品价格的调整有关,在每次调整中价格下降的概率都是
,设乙项目产品价格在一年内进行2次独立的调整,记乙项目产品价格在一年内的下降次数为
,对乙项目每投资十万元,
取0、1、2时,
一年后相应利润是1.3万元、1.25万元、0.2万元.随机变量
、
分别表示对甲、乙两项目各投资十万元一年后的利润.
(I) 求
、
的概率分布和数学期望
、
;
(II) 当
时,求
的取值范围.
[解析]
(I)解法1:
的概率分布为
|
|
1.2 |
1.18 |
1.17 |
|
P |
|
|
|
E
=1.2
+1.18
+1.17
=1.18.
由题设得
,则
的概率分布为
|
|
0 |
1 |
2 |
|
P |
|
|
|
故
的概率分布为
|
|
1.3 |
1.25 |
0.2 |
|
P |
|
|
|
所以
的数学期望为
E
=
+
+
=
.
解法2:
的概率分布为
|
|
1.2 |
1.18 |
1.17 |
|
P |
|
|
|
E
=1.2
+1.18
+1.17
=1.18.
设
表示事件”第i次调整,价格下降”(i=1,2),则
P(
=0)=
;
P(
=1)=
;
P(
=2)=![]()
故
的概率分布为
|
|
1.3 |
1.25 |
0.2 |
|
P |
|
|
|
所以
的数学期望为
E
=
+
+
=
.
(II) 由
,得:
![]()
因0<p<1,所以
时,p的取值范围是0<p<0.3.
[点评]本小题考查二项分布、分布列、数学期望、方差等基础知识,考查同学们运用概率知识解决实际问题的能力.
(20) (本小题满分14分)
已知点
,![]()
是抛物线
上的两个动点,
是坐标原点,向量
,
满足
.设圆
的方程为
![]()
(I) 证明线段
是圆
的直径;
(II)当圆C的圆心到直线X-2Y=0的距离的最小值为
时,求p的值。
[解析](I)证明1:
![]()
![]()
整理得: ![]()
![]()
设M(x,y)是以线段AB为直径的圆上的任意一点,则![]()
即![]()
整理得:![]()
故线段
是圆
的直径
证明2: ![]()
![]()
整理得: ![]()
……..(1)
设(x,y)是以线段AB为直径的圆上则
即![]()
去分母得: ![]()
点
满足上方程,展开并将(1)代入得:
![]()
故线段
是圆
的直径
证明3: ![]()
![]()
整理得: ![]()
……(1)
以线段AB为直径的圆的方程为
![]()
展开并将(1)代入得:
![]()
故线段
是圆
的直径
(II)解法1:设圆C的圆心为C(x,y),则
![]()
![]()
![]()
又因![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
所以圆心的轨迹方程为![]()
设圆心C到直线x-2y=0的距离为d,则
![]()
![]()
当y=p时,d有最小值
,由题设得![]()
.
解法2: 设圆C的圆心为C(x,y),则
![]()
![]()
![]()
又因![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
所以圆心的轨迹方程为![]()
设直线x-2y+m=0到直线x-2y=0的距离为
,则
![]()
因为x-2y+2=0与
无公共点,
所以当x-2y-2=0与
仅有一个公共点时,该点到直线x-2y=0的距离最小值为![]()
![]()
将(2)代入(3)得![]()
![]()
![]()
解法3: 设圆C的圆心为C(x,y),则
![]()
圆心C到直线x-2y=0的距离为d,则
![]()
![]()
![]()
又因![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
当
时,d有最小值
,由题设得![]()
.
[点评]本小题考查了平面向量的基本运算,圆与抛物线的方程.点到直线的距离公式等基础知识,以及综合运用解析几何知识解决问题的能力.
21.(本小题满分12分)
已知函数f(x)=
,其中a , b , c是以d为公差的等差数列,,且a>0,d>0.设
[1-
]上,
,在
,将点
A, B, C
(I)求![]()
(II)若⊿ABC有一边平行于x轴,且面积为
,求a ,d的值
[解析](I)解:
![]()
![]()
令
,得![]()
![]()
![]()
当
时,
;
当
时, ![]()
所以f(x)在x=-1处取得最小值即![]()
(II) ![]()
的图像的开口向上,对称轴方程为![]()
由
知![]()
在
上的最大值为![]()
即![]()
又由![]()
当
时,
取得最小值为![]()
![]()
![]()
由三角形ABC有一条边平行于x轴知AC平行于x轴,所以![]()
又由三角形ABC的面积为
得![]()
利用b=a+d,c=a+2d,得![]()
联立(1)(2)可得
.
解法2: ![]()
![]()
又c>0知
在
上的最大值为![]()
即: ![]()
又由![]()
当
时,
取得最小值为![]()
![]()
![]()
由三角形ABC有一条边平行于x轴知AC平行于x轴,所以![]()
又由三角形ABC的面积为
得![]()
利用b=a+d,c=a+2d,得![]()
联立(1)(2)可得![]()
[点评]本小题考查了函数的导数,函数的极值的判定,闭区间上二次函数的最值,等差数基础知识的综合应用,考查了应用数形结合的数学思想分析问题解决问题的能力
(13) 设
则
__________
[解析]
.
[点评]本题考察了分段函数的表达式、指对数的运算.
(14)
_____________
[解析]![]()
![]()
[点评]本题考查了等比数列的求和公式以及数列极限的基本类型.
(15) 5名乒乓球队员中,有2名老队员和3名新队员.现从中选出3名队员排成1、2、3号参加团体比赛,则入选的3名队员中至少有一名老队员,且1、2号中至少有1名新队员的排法有_______种.(以数作答)
[解析]两老一新时, 有
种排法;
两新一老时, 有
种排法,即共有48种排法.
[点评]本题考查了有限制条件的排列组合问题以及分类讨论思想.
(16) 若一条直线与一个正四棱柱各个面所成的角都为
,则
=______
[解析]不妨认为一个正四棱柱为正方体,与正方体的所有面成角相等时,为与相交于同一顶点的三个相互垂直的平面所成角相等,即为体对角线与该正方体所成角.故
.
[点评]本题考查了直线与平面所成角的定义以及正四棱柱的概念,充分考查了转化思想的应用.
22.已知函数
=
+
有如下性质:如果常数
>0,那么该函数在
0,![]()
上是减函数,在![]()
,+∞
上是增函数.
(1)如果函数
=
+
(
>0)的值域为
6,+∞
,求
的值;
(2)研究函数
=
+
(常数
>0)在定义域内的单调性,并说明理由;
(3)对函数
=
+
和
=
+
(常数
>0)作出推广,使它们都是你所推广的函数的特例.研究推广后的函数的单调性(只须写出结论,不必证明),并求函数
=
+
(
是正整数)在区间[
,2]上的最大值和最小值(可利用你的研究结论).
解:(1)易知,
时,
。
(2)
=
+
是偶函数。易知,该函数在
上是减函数,在
上是增函数;则该函数在
上是减函数,在
上是增函数。
(3)推广:函数
,当
为奇数时,
,
是减函数;
,
是增函数。
,
是增函数;
,
是减函数。
当
为偶数时,
,
是减函数;
,
是增函数。
,
是减函数;
,
是增函数。
=
+![]()
![]()
当
时,
。
∴
,
是减函数;
,
是增函数。
∵
∴函数
=
+
在区间[
,2]上的最大值为
,最小值为
。
21.已知有穷数列![]()
![]()
共有2
项(整数
≥2),首项
=2.设该数列的前
项和为
,且
=
+2(
=1,2,┅,2
-1),其中常数
>1.
(1)求证:数列![]()
![]()
是等比数列;
(2)若
=2
,数列![]()
![]()
满足
=
(
=1,2,┅,2
),求数列![]()
![]()
的通项公式;
(3)若(2)中的数列![]()
![]()
满足不等式|
-
|+|
-
|+┅+|
-
|+|
-
|≤4,求
的值.
解:(1)
,则
,两式相减,得
,
(又
)
∴数列![]()
![]()
是首项为
、公比为
的等比数列。
(2)
=
,(
=1,2,┅,2
)。
(3)由(2)知,数列![]()
![]()
是首项为
、公差为
的等差数列。
又
,∴
时,
;
时,
。
∴|
-
|+|
-
|+┅+|
-
|+|
-
|![]()
。
20、在平面直角坐标系
O
中,直线
与抛物线
相交于
、
两点。
(1)求证:“如果直线
过点
,那么![]()
=
”是真命题;
(2)写出(1)中命题的逆命题,判断它是真命题还是假命题,并说明理由。
解:(1)如果直线![]()
轴,则![]()
如果直线
与
轴不垂直,设直线
的方程为
,
![]()
∴![]()
![]()
![]()
![]()
综上,得“如果直线
过点
,那么![]()
=
”是真命题。
(2)(1)中命题的逆命题:在平面直角坐标系
O
中,直线
与抛物线
=2
相交于
、
两点。如果![]()
=
,那么直线
必过点
。
∵设直线
与
轴的交点坐标为
,则直线方程为
,把它代入
得
![]()
由
,即直线
必过点
。
∴(1)中命题的逆命题是假命题。
19、在四棱锥
中,底面是边长为
的菱形,
,对角线
与
相交于点
,
⊥平面
,
与平面
所成的角为
.
(1)求四棱锥
的体积;
(2)若
是
的中点,求异面直线
与
所成角的大小(结果用反三角函数值表示).
解:(1)底面是边长为
的菱形,![]()
![]()
![]()
⊥平面
,
与平面
所成的角为![]()
,
∴
。
(2)建系如图,
,
,
,
,
∴异面直线
与
所成角的大小为
。
18、如图,当甲船位于
处时获悉,在其正东方向相距
海里的
处有一艘渔船遇险等待营救.甲船立即前往救援,同时把消息告知在甲船的南偏西
,相距
海里
处的乙船,试问乙船应朝北偏东多少度的方向沿直线前往
处救援(角度精确到
)?
解:![]()
![]()
![]()
![]()
∴乙船应朝北偏东约
的方向沿直线前往
处救援。
16、
如图,平面中两条直线
和
相交于点
。对于平面上任意一点
,若
、
分别是
到直线
和
的距离,则称有序非负实数对
是点
的“距离坐标”。已知常数
,给出下列三个命题:
①若
,则“距离坐标”为
的点有且仅有1个。
②若
,且
,则“距离坐标”为
的点有且仅有2个。
③若
,则“距离坐标”为
的点有且仅有4个。
上述命题中,正确命题的个数是 ( D )
(A)0 (B)1 (C)2 (D)3