题目列表(包括答案和解析)
1.已知集合
R|,
等于 ( )
A.P B.Q C.{1,2} D.{0,1,2}
解:∵P=[0,2],
={0,1,2},选(D)
22.(本小题满分14分)
已知数列{an}满足a1=a,
an+1=1+
我们知道当a取不同的值时,得到不同的数列,如当a=1时,得到无穷数列:![]()
(Ⅰ)求当a为何值时a4=0;
(Ⅱ)设数列{bn}满足b1=-1, bn+1=
,求证a取数列{bn}中的任一个数,都可以得到一个有穷数列{an};
(Ⅲ)若
,求a的取值范围.
解:(Ⅰ)∵a1=a,∴1+
=a2,∴a2=
,
,
,
故当
时,![]()
(Ⅱ)∵b1=-1,![]()
当a=b1时,a1=1+
=0
当a=b2时,a2=
=b1,∴a2=0,
当a=b3时,a3=1+
=b2,∴a3=1+
,∴a4=0,
……
一般地,当a=bn时,an+1=0,可得一个含育n+1项的有穷数列a1,a2,a3,…,an+1.
可用数学归纳法加以证明:
① 当n=1时,a=b1,显然a2=0,得到一个含2项的有穷数列a1,a2.
②
假设当n=k时,a=bk,得到一个含有k+1项的有穷数列a1,a2,a3,…,ak+1,其中ak+1=0,则n=k+1时.a=bk+1,∴a2=1+
.
由假设可知,可得到一个含有k+1项的有穷数列a2,a3,…,ak+2,其中ak+2=0.
由①②知,对一切n∈N+,命题都成立.
(Ⅲ)要使
即
,∴1<an-1<2.
∴要使
,当且仅当它的前一项an-1,满足1<an-1<2,∵(
,2)
(1,2),
∴只须当a4
,都有![]()
由
得
,
解不等式组
得
,故a>0.
21.(本小题满分12分)
已知方向向量为v=(1,
)的直线l过点(0,-2
)和椭圆C:
的焦点,且椭圆C的中心关于直线l的对称点在椭圆C的右准线上.
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)是否存在过点E(-2,0)的直线m交椭圆C于点M、N,满足
,
cot∠MON≠0(O为原点).若存在,求直线m的方程;若不存在,请说明理由.
解:(Ⅰ)由题意可得直线ι:
,
①
过原点垂直ι的方程为
②
解①②得x=
.∵椭圆中心O(0,0)关于直线ι的对称点在椭圆C的右准线上,
∴
.∵直线ι过椭圆焦点,∴该焦点坐标为(2,0).
∴a2=6,c=2,b2=2,故椭圆C的方程为
. ③
(Ⅱ)设M(x1,y1),N(x2,y2),当直线m不垂直x轴时,直线m:y=k(x+2)代入③,整理得
(3k2+1)x2+12k2x+12k2-6=0,则x1+x2=
,x1x2=
,
|MN|=![]()
点O到直线MN的距离d=
.∵
cot∠MON,即
,
∴
,∴
,
![]()
即
.整理得
.
当直线m垂直x轴时,也满足![]()
故直线m的方程为
或y=
或x=-2.
经检验上述直线均满足
.
所在所求直线方程为
或y=
或x=-2..
20.(本小题满分12分)
如图,直二面角D-AB-E中,四边形ABCD是边长为2的正方形,AE=EB,F为CE上的点,且BF⊥平面ACE.
(Ⅰ)求证AE⊥平面BCE;
(Ⅱ)求二面角B-AC-E的大小;
(Ⅲ)求点D到平面ACE的距离.
![]()
解法一:(Ⅰ) ∵BF⊥平面ACE,∴BF⊥AE,∵二面角D-AB-E为直二面角,且CB⊥AB,
∴CB⊥平面ABE,∴CB⊥AE,∴AE⊥平面BCE
(Ⅱ)连结BD交AC于G,连结FG,∵正方形ABCD边长为2,∴BG⊥AC,BG=
,
∵BF⊥平面ACE,由三垂线定理的逆定理得FG⊥AC,∴∠BCF是二面角B-AC-E的平面角,
由(Ⅰ)AE⊥平面BCE,∴AE⊥EB.又∵AE=EB,∴在等腰直角三角形中,BE=
.
又∵直角三角形BCE中,EC=
,BF=![]()
∴直角三角形BFG中,sin∠BGF=
,∴二面角B-AC-E等于arcsin
.
,(Ⅲ)过E作EO⊥AB交AB于O,OE=1,∵二面角D-AB-E为直二面角,∴EO⊥平面ABCD.
设D到平面ACE的距离为h,∵
,∴
.
∵AE⊥平面BCE,∴AE⊥EC.∴h=
.
∴点D点D到平面ACE的距离为
.
解法二:(Ⅰ)同解法一.
(Ⅱ)以线段AB的中点为原点O,OE所在直线为x轴,AB所在直线为y轴,过O点平行于AD的直线为z轴,建立空间直角坐标系O-xyz,如图
∵AE⊥平面BCE,BE
面BCE,∴AE⊥BE,在直角三角形AEB中,AB=2,O为AB的中点
∴OE=1,A(0,-1,0),E(1,0,0),C(0,1,2),![]()
设平面AEC的一个法向量
=(x,y,z),则
即
解得![]()
令x=1,得
=(1,-1,1)是平面EAC的一个法向量,又平面BAC的一个法向量为
=(1,0,0),
∴cos(
)=![]()
∴二面角B-AC-E的大小为arccos
.
(Ⅲ)∵AD∥z轴,AD=2,∴
,∴点D到平面ACE的距离
d=|
|
.
19.(本小题满分12分)
已知函数
的图象在点M(-1,f(x))处的切线方程为x+2y+5=0.
(Ⅰ)求函数y=f(x)的解析式;
(Ⅱ)求函数y=f(x)的单调区间.
解:(Ⅰ)由函数f(x)的图象在点(-1,f(-1))处的切线方程为x+2y+5=0,知-1+2f(-1)+5=0,即f(-1)=-2,
(-1)=
.∵
(x)=
,∴![]()
即
解得a=2,b=3(∵b+1≠0,∴b=-1舍去)
∴所求函数y=f(x)的解析式是![]()
(Ⅱ)
,令-2x2+12x+6=0,解得x1=
,x2=![]()
当x<
,或x>
时,
;当
<x<时,
,
所以
在(-∞,
)内是减函数;在(
,
)内是增函数;
在(
,+∞)内是减函数
18.(本小题满分12分)
甲、乙两人在罚球线投球命中的概率分别为
,投中得1分,投不中得0分.
(Ⅰ)甲、乙两人在罚球线各投球一次,求两人得分之和ξ的数学期望;
(Ⅱ)甲、乙两人在罚球线各投球二次,求这四次投球中至少一次命中的概率;
解:(Ⅰ)依题意,记“甲投一次命中”为事件A,“乙投一次命中”为事件B,则
|
|
0 |
1 |
2 |
|
P |
|
|
|
P(A)=
,P(B)=
,P(
)=
,P(
)=
,甲、乙两人得分之和
的可取值为0、1、2,则
概率分布为
E
=0×
+1×
+2×
=![]()
答:甲、乙两人在罚球线各投球一次,两人得分之和ξ的数学期望为![]()
(Ⅱ)∵事件“甲、乙两人在罚球线各投球二次不命中” 的概率是![]()
∴甲、乙两人在罚球线各投球二次,至少有一次命中的概率为P=1-
=1-![]()
答:甲、乙两人在罚球线各投球二次,至少有一次命中的概率为
.
17.(本小题满分12分)
已知
.
(I)求sinx-cosx的值;
(Ⅱ)求
的值.
解:(Ⅰ)由
,得
,得2sinxcosx=
,∵(sinx-cosxx)2=1-2sinxcosx=
,又
∴sinx<0cosx>0,∴sinx-cosx=-![]()
(Ⅱ)
=![]()
=![]()
16.把下面不完整的命题补充完整,并使之成为真命题:
若函数
的图象与
的图象关于
对称,则函数
=
。
解:若函数
的图象与
的图象关于y=x对称, 则函数
=2x-3.
(注:填上你认为可以成为真命题的一件情形即可,不必考虑所有可能的情形).
15.若常数b满足|b|>1,则
.
解:![]()
=![]()
14.非负实数
满足
则x+3y的最大值为
。
解:
如右图,在同一平面直角坐标系中画出下列
曲线方程的图象:
2x+y-4=0 (x≥0,y≥0)
x+y-3=0 (x≥0,y≥0)
它们分别是线段AB,CD
则非负实数x、y满足的不等式组
表示的区域为DMAO,令x+3y=b,
使直线系x+3y=b通过区域DMAO且使b为取得最大值,当且仅当直线x+3y=b过点D(0,3)这时最大值b=9.
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