22.设数列
满足![]()
且![]()
(1)求
,
并求数列
的通项公式;
(2)对一切
,证明
成立;
(3)记数列
的前
项和分别是
,证明![]()
解:(1)
,
,
……………………(2分)
由
得
……………………(3分)
即数列
是以
为首项,以
为公比的等比数列
……………………(4分)
注:用数学归纳法也可以。
(2)![]()
要证明
只需证明![]()
即证
即证明
成立……………………(6分)
构造函数
……………………(7分)
则
,……………………(8分)
当
时,
,即
在
上单调递减,所以![]()
,即
对一切
都成立,
![]()
……………………(10分)
(3)![]()
由(2)可知![]()
……………………(12分)
利用错位相减法求得
![]()
……………………(14分)
21.如图所示,已知圆
定点A(1,0),M为圆上一动点,点P在AM上,点N在CM上,且满足
,点N的轨迹为曲线E。
(1)求曲线E的方程;
(2)若过定点F(0,2)的直线交曲线E于不同的两点G、H(点G在点F、H之间),且满足
的取值范围。
![]()
解:(1)![]()
∴NP为AM的垂直平分线,
∴|NA|=|NM|……………………(1分)
又![]()
……………………(2分)
∴动点N的轨迹是以点C(-1,0),A(1,0)为焦点的椭圆……………………(3分)
且椭圆长轴长为![]()
……………………(5分)
∴曲线E的方程为
……………………(6分)
(2)当直线GH斜率存在时,
设直线GH方程为![]()
得
……………………(7分)
由
……………………(8分)
设
……………………(9分)
又![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
整理得
……………………(10分)
![]()
![]()
……………………(11分)
又![]()
……………………(12分)
又当直线GH斜率不存在,方程为![]()
即所求
的取值范围是
……………………(14分)
20.已知函数![]()
且对于任意实数
,恒有![]()
(1)求函数
的解析式;
(2)已知函数
在区间
上单调递减,求实数
的取值范围;
(3)函数
有几个零点?
解:(1)
,
依题意,对任意实数
,恒有![]()
即![]()
即![]()
所以
,……………………(1分)
所以
……………………(2分)
(2)![]()
![]()
![]()
……………………(3分)
函数
在(0,1)上单调递减,
在区间(0,1)
恒成立……………………(4分)
![]()
在(0,1)上恒成立
而
在(0,1)上单调递减
为所求。……………………(6分)
(3)![]()
=![]()
![]()
令
=0,解得![]()
当
时,
当
时,
当
时,
当
时,
……………………(7分)
……………………(8分)
所以①当
时,函数没有零点;……………………(9分)
②当
时,函数有四个零点;……………………(10分)
③当
或
时,函数有两个零点;……………………(11分)
④当
时,函数有三个零点;……………………(12分)
19.如图,在直三棱柱
中,
异面直线
与
成
的角,点
分别是棱
和
的中点,点
是棱
上的动点。
![]()
(1)证明:
;
(2)求点
到平面
的距离;
(3)求二面角
的大小。
解:(1)取
中点M,连接
,![]()
则![]()
平面
,则
在平面
内的摄影为
,……………………(2分)
![]()
……………………(4分)
(2)由体积转换可求
点到平面
的距离为
,……………………(7分)
而
是
的中点
所以
点到平面
的距离为
……………………(8分)
(3)取
的中点
,连接
,则
,又
平面![]()
平面
,作
于
,连接![]()
所以![]()
是所求二面角的平面角……………………(10分)
易得
,又![]()
![]()
所求二面角的平面角为
……………………(12分)
另解:空间向量方法
(1)同上……………………(4分)
(2)如图,以
点为坐标原点,分别以
所在直线为
轴,
轴,
轴建立空间直角坐标系,则![]()
![]()
……………………(5分)
设平面
的法向量为![]()
![]()
求得平面
的法向量为
……………………(6分)
又![]()
![]()
所以,点
到平面
的距离
……………………(8分)
(3)设平面
的法向量为![]()
可求得平面
的法向量为
……………………(9分)
同理可求得平面
的法向量为
……………………(10分)
所以,
……………………(11分)
所以二面角
的大小为
……………………(12分)
18.为振兴旅游业,四川省2009年面向国内发行总量为2000万张的熊猫优惠卡,向省外人士发行的是熊猫金卡(简称金卡),向省内人士发行的是熊猫银卡(简称银卡)。某旅游公司
组织了一个有36名游客的旅游团到四川名胜旅游,其中
是省外游客,其余是省内游客。 在省外游客中有
持金卡,在省内游客中有
持银卡。
(I)在该团中随机采访3名游客,求恰有1人持金卡且持银卡者少于2人的概率;
(II)在该团的省内游客中随机采访3名游客,设其中持银卡人数为随机变量
,求
的分布列及数学期望
。
解:(Ⅰ)由题意得,省外游客有27人,其中9人持金卡;省内游客有9人,其中6人持银卡。设事件
为“采访该团3人中,恰有1人持金卡且持银卡者少于2人”, 事件
为“采访该团3人中,1人持金卡,0人持银卡”, 事件
为“采访该团3人中,1人持金卡,1人持银卡”。
……………………(2分)
![]()
……………………(4分)
![]()
所以在该团中随机采访3人,恰有1人持金卡且持银卡者少于2人的概率是
。
…………………………………………………………6分
(Ⅱ)
的可能取值为0,1,2,3
, ……………………(7分)
……………………(8分)
,……………………(9分)
, ……………………(10分)
所以
的分布列为
|
|
0 |
1 |
2 |
3 |
|
|
|
|
|
|
所以
, ……………………12分
17.设
为
的三个内角,
且![]()
(1)求角
的大小;
(2)求
的取值范围。
解:(1)![]()
![]()
![]()
(2分)
依题意有,![]()
![]()
(3分)
由正弦定理,
……………..(4分)
……….(5分)
所以
………(6分)
(2)![]()
=
………(8分)
=
………(9分)
![]()
则
………(10分)
则
,即![]()
……(12分)
16.在棱长为2的正方体
中,正方形
所在平面内的动点
到直线
的距离之和为
,则
有最大值
.
15.在极坐标系中,直线
截圆
所得的弦长是 2 .
14.已知某个几何体的三视图如下,根据图中标出的尺寸(单位:cm),可得这个几何体的体积是 ![]()
.
![]()
13.某程序框图如图所示,该程序运行后输出的
的值是 4 .
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