22.[必做题]本小题主要考查排列与组合、离散型随机变量的均值等基础知识,考查运算求解能力.满分10分.
(1)一次取2个球共有
种可能情况,2个球颜色相同共有
种可能情况
∴取出的2个球颜色相同的概率![]()
(2)X的所有可能取值为
,则
![]()
![]()
![]()
∴X的概率分布列为
|
X |
2 |
3 |
4 |
|
P |
|
|
|
故X的数学期望![]()
22.(本小题满分10分)
盒中共有9个球,其中有4个红球,3个黄球和2个绿球,这些球除颜色外完全相同.
(1)从盒中一次随机取出2个球,求取出的2个球颜色相同的概率P;
(2)从盒中一次随机取出4个球,其中红球、黄球、绿球的个数分别记为
,随机变量X表示
中的最大数,求X的概率分布和数学期望
.
21.
[选做题]本题包括A, B,C,D四小题,请选定其中两小题,并在相应的答题区域内作答.若多做,则按作答的前两小题评分.解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
A.[选修4-1:几何证明选讲](本小题满分10分)
如图,AB是圆O的直径,C、 D是圆O 上位于AB异侧的两点
证明:∠OCB=∠D.
本小题主要考查圆的基本性质,考查推理论证能力.满分10分.
证明:因为B, C是圆O上的两点,所以OB=OC.
故∠OCB=∠B.
又因为C, D是圆O上位于AB异侧的两点,
故∠B,∠D为同弧所对的两个圆周角,
所以∠B=∠D.
因此∠OCB=∠D.
B.[选修4-2:矩阵与变换](本小题满分10分)
已知矩阵
,
,向量
,
为实数,若
,求
的值.
[答案]本小题主要考查矩阵的乘法等基础知识,考查运算求解能力.满分10分.
,
,由
得
解得![]()
C.[选修4-4:坐标系与参数方程](本小题满分10分)
在平面直角坐标系xOy中,已知直线l的参数方程为
(t为参数),直线l与抛物线
交于
两点,求线段AB的长.
[答案]本小题主要考查直线的参数方程、抛物线的标准方程等基础知识,考查运算求解能力.满分10分.
直线l:
代入抛物线方程
并整理得![]()
∴交点
,
,故![]()
D.[选修4-5:不等式选讲](本小题满分10分)
已知x>0, y>0,证明:(1+x+y2)( 1+x2+y)≥9xy.
本小题主要考查算术一几何平均不等式.考查推理论证能力.满分10分.
证明:因为x>0, y>0, 所以1+x+y2≥
,1+x2+y≥
,
所以(1+x+y2)( 1+x2+y)≥
=9xy.
[必做题]第22题、第23题,每题10分,共计20分.请在答题卡指定区域内作答,解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
20.(本小题满分16分)设数列
的前n项和为
.若对任意的正整数n,总存在正整数m,使得
,则称
是“H数列”.
(1)若数列
的前n项和
,证明:
是“H数列”;
(2)设
是等差数列,其首项
,公差
.若
是“H数列”,求d的值;
(3)证明:对任意的等差数列
,总存在两个“H数列”
和
,使得
成立.
[答案]本小题主要考查数列的概念、等差数列等基础知识,考查探究能力及推理论证能力, 满分16分.
(1)当
时,![]()
当
时,![]()
∴
时,
,当
时,![]()
∴
是“H数列”
(2)![]()
对
,
使
,即![]()
取
得
,![]()
∵
,∴
,又
,∴
,∴![]()
(3)设
的公差为d
令
,对
,![]()
,对
,![]()
则
,且
为等差数列
的前n项和
,令
,则![]()
当
时
;
当
时
;
当
时,由于n与
奇偶性不同,即
非负偶数,![]()
因此对
,都可找到
,使
成立,即
为“H数列”.
的前n项和
,令
,则![]()
∵对
,
是非负偶数,∴![]()
即对
,都可找到
,使得
成立,即
为“H数列”
因此命题得证.
数学Ⅱ(附加题)
19.(本小题满分16分)已知函数
其中e是自然对数的底数.
(1)证明:
是
上的偶函数;
(2)若关于x的不等式
在
上恒成立,求实数m的取值范围;
(3)已知正数a满足:存在
,使得
成立.试比较
与
的大小,并证明你的结论.
[答案]本小题主要考查初等函数的基本性质、导数的应用等基础知识,考查综合运用数学思想
方法分析与解决问题的能力.满分16分.
(1)
,
,∴
是
上的偶函数
(2)由题意,
,即![]()
∵
,∴
,即
对
恒成立
令
,则
对任意
恒成立
∵
,当且仅当
时等号成立
∴![]()
(3)
,当
时
,∴
在
上单调增
令
,![]()
∵
,∴
,即
在
上单调减
∵存在
,使得
,∴
,即![]()
∵![]()
设
,则![]()
当
时,
,
单调增;
当
时,
,
单调减
因此
至多有两个零点,而![]()
∴当
时,
,
;
当
时,
,
;
当
时,
,
.
18.
(本小题满分16分)如图,为保护河上古桥OA,规划建一座新桥BC,同时设立一个圆形保护区.规划要求:新桥BC与河岸AB垂直;保护区的边界为圆心M在线段OA上并与BC相切的圆,且古桥两端O和A到该圆上任意一点的距离均不少于80m.经测量,点A位于点O正北方向60m处,点C位于点O正东方向170m处(OC为河岸),
.
(1)求新桥BC的长;
(2)当OM多长时,圆形保护区的面积最大?
解:本小题主要考查直线方程、直线与圆的位置关系和解三角形等基础知识,考查建立数学模型及运用数学知识解决实际问题的能力.满分16分.
解法一:
(1) 如图,以O为坐标原点,OC所在直线为x轴,建立平面直角坐标系xOy.
由条件知A(0, 60),C(170, 0),
直线BC的斜率k BC=-tan∠BCO=-
.
又因为AB⊥BC,所以直线AB的斜率k AB=
.
设点B的坐标为(a,b),则k BC=![]()
k AB=![]()
解得a=80,b=120. 所以BC=
.
因此新桥BC的长是150 m.
(2)设保护区的边界圆M的半径为r m,OM=d m,(0≤d≤60).
由条件知,直线BC的方程为
,即![]()
由于圆M与直线BC相切,故点M(0,d)到直线BC的距离是r,
即
.
因为O和A到圆M上任意一点的距离均不少于80 m,
所以
即
解得![]()
故当d=10时,
最大,即圆面积最大.
所以当OM = 10 m时,圆形保护区的面积最大.
解法二:(1)如图,延长OA, CB交于点F.
因为tan∠BCO=
.所以sin∠FCO=
,cos∠FCO=
.
因为OA=60,OC=170,所以OF=OC tan∠FCO=
.
CF=
,从而
.
因为OA⊥OC,所以cos∠AFB=sin∠FCO==
,
又因为AB⊥BC,所以BF=AF cos∠AFB==
,从而BC=CF-BF=150.
因此新桥BC的长是150 m.
(2)设保护区的边界圆M与BC的切点为D,连接MD,则MD⊥BC,且MD是圆M的半
径,并设MD=r m,OM=d m(0≤d≤60).
因为OA⊥OC,所以sin∠CFO =cos∠FCO,
故由(1)知,sin∠CFO =
所以
.
因为O和A到圆M上任意一点的距离均不少于80 m,
所以
即
解得![]()
故当d=10时,
最大,即圆面积最大.
所以当OM = 10 m时,圆形保护区的面积最大.
17.
(本小题满分14 分)如图,在平面直角坐标系xOy中,
分别是椭圆
的左、右焦点,顶点B的坐标为
,连结
并延长交椭圆于点A,过点A作x轴的垂线交椭圆于另一点C,连结
.
(1)若点C的坐标为
,且
,求椭圆的方程;
(2)若
,求椭圆离心率e的值.
[答案]本小题主要考查椭圆的标准方程与几何性质、直线与直线的位置关系等基础知识,考查运
算求解能力. 满分14分.
(1)∵
,∴![]()
∵
,∴
,∴![]()
∴椭圆方程为![]()
(2)设焦点![]()
∵
关于x轴对称,∴![]()
∵
三点共线,∴
,即
①
∵
,∴
,即
②
①②联立方程组,解得
∴![]()
∵C在椭圆上,∴
,
化简得
,∴
, 故离心率为![]()
16.
(本小题满分14 分)如图,在三棱锥
中,
分别为棱
的中点.已知![]()
![]()
.
(1)求证:直线PA∥平面DEF;
(2)平面BDE⊥平面ABC.
[答案]本小题主要考查直线与直线、直线与平面以及平面与平面的位置关系,
考查空间想象能力和推理论证能力.满分14分.
(1)∵
为
中点 ∴DE∥PA
∵
平面DEF,DE
平面DEF ∴PA∥平面DEF
(2)∵
为
中点 ∴![]()
∵
为
中点 ∴![]()
∴
∴
,∴DE⊥EF
∵
,∴![]()
∵
∴DE⊥平面ABC
∵DE
平面BDE, ∴平面BDE⊥平面ABC.
二、解答题:本大题共6小题, 共计90 分. 请在答题卡指定区域内作答, 解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
15.(本小题满分14 分)已知
,
.
(1)求
的值;
(2)求
的值.
[答案]本小题主要考查三角函数的基本关系式、两角和与差及二倍角的公式,考查运算求解能
力. 满分14分.
(1)∵
,
∴![]()
;
(2)∵![]()
∴
.
14.若
的内角满足
,则
的最小值是
.
[答案]![]()
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