题目列表(包括答案和解析)
【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。http://www.mathedu.cn
22. (本小题满分10分)
如图,在正四棱柱中,,点是的中点,点在上,设二面角的大小为。
(1)当时,求的长;
(2)当时,求的长。
[选做题]本题包括A、B、C、D四小题,请选定其中两题,并在相应的答题区域内作答。若多做,则按作答的前两题评分。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
AB是圆O的直径,D为圆O上一点,过D作圆O的切线交AB延长线于点C,若DA=DC,求证:AB=2BC。
B. 选修4-2:矩阵与变换
在平面直角坐标系xOy中,已知点A(0,0),B(-2,0),C(-2,1)。设k为非零实数,矩阵M=,N=,点A、B、C在矩阵MN对应的变换下得到点分别为A1、B1、C1,△A1B1C1的面积是△ABC面积的2倍,求k的值。
C. 选修4-4:坐标系与参数方程
在极坐标系中,已知圆ρ=2cosθ与直线3ρcosθ+4ρsinθ+a=0相切,求实数a的值。
D. 选修4-5:不等式选讲
设a、b是非负实数,求证:。
[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。
一、填空题:本大题共14小题,每小题5分,计70分.
1. 2. 3. 4. 5.68
6. 4 7. 7 8. 9.
10. 若点P在两渐近线上的射影分别为、,则必为定值
11.②③ 12. 13.1 14.
二、解答题:本大题共6小题,计90分.
15. 解: (Ⅰ)因为,∴,则…………………………(4分)
∴……………………………………………………………(7分)
(Ⅱ)由,得,∴……………………………(9分)
则 ……………………………(11分)
由正弦定理,得,∴的面积为………(14分)
16. (Ⅰ)解:因为,,且,
所以…………………………………………………………………………(4分)
又,所以四边形为平行四边形,则……………………(6分)
而,故点的位置满足……………………………………(7分)
(Ⅱ)证: 因为侧面底面,,且,
所以,则………………………………………………(10分)
又,且,所以…(13分)
而,所以………………………………………(14分)
17. 解:(Ⅰ)因为,所以的面积为()…………(2分)
设正方形的边长为,则由,得,
解得,则……………………………………………………(6分)
所以,则…(9分)
(Ⅱ)因为,所以…(13分)
当且仅当时取等号,此时.所以当长为时,有最小值1…………(15分)
18. 解:(Ⅰ)设圆心,则,解得……………………(3分)
则圆的方程为,将点的坐标代入得,故圆的方程为…5分)
(Ⅱ)设,则,且………………(7分)
==,
所以的最小值为(可由线性规划或三角代换求得)……………………………(10分)
(Ⅲ)由题意知, 直线和直线的斜率存在,且互为相反数,故可设,
,由,
得 ……………………………………………(11分)
因为点的横坐标一定是该方程的解,故可得…………………(13分)
同理,,
所以=
所以,直线和一定平行…………………………………………………(15分)
19. (Ⅰ)解:因为…………………………………(2分)
由;由,
所以在上递增,在上递减 …………………………(4分)
欲在上为单调函数,则……………………………………(5分)
(Ⅱ)证:因为在上递增,在上递减,
所以在处取得极小值(7分)
又,所以在上的最小值为 ……………(9分)
从而当时,,即……………………………………(10分)
(Ⅲ)证:因为,所以即为,
令,从而问题转化为证明方程=0
在上有解,并讨论解的个数………………………………………………(12分)
因为,,
所以 ①当时,,
所以在上有解,且只有一解 ……(13分)
②当时,,但由于,
所以在上有解,且有两解 ……………………………………………(14分)
③当时,,所以在上有且只有一解;
当时,,
所以在上也有且只有一解……………………………………………(15分)
综上所述, 对于任意的,总存在,满足,
且当时,有唯一的适合题意;
当时,有两个适合题意……………………………………………………(16分)
(说明:第(Ⅱ)题也可以令,,然后分情况证明在其值域内,并讨论直线与函数的图象的交点个数即可得到相应的的个数)
20.(Ⅰ)解:由题意得,,所以=……………(4分)
(Ⅱ)证:令,,则=1……………………………………(5分)
所以=(1),=(2),
(2)―(1),得―=,
化简得(3)……………………………………………………(7分)
(4),(4)―(3)得……(9分)
在(3)中令,得,从而为等差数列 …………………………………(10分)
(Ⅲ)记,公差为,则=…………(12分)
则,
………………………………(14分)
则,当且仅当,即时等号成立……(16分)
数学附加题部分
21.A.(几何证明选讲选做题)
解:因为PB=PD+BD=1+8=9,=PD?BD=9,PA=3,AE=PA=3,连结AD,在中,得……(5分)
又,所以 …………………………………………………………………(10分)
B.(矩阵与变换选做题)
解: (Ⅰ)设,则有=,=,
所以,解得 …………………………………………(4分)
所以M=,从而= ………………………………………………(7分)
(Ⅱ)因为且m:2,
所以2(x+2y)-(3x+4y)=4,即x+4 =0,这就是直线l的方程 ……………………………(10分)
C.(坐标系与参数方程选做题)
解:将极坐标方程转化为普通方程:………………………………(2分)
可化为 ………………………………………(5分)
在上任取一点A,则点A到直线的距离为
,它的最大值为4 ………………(10分)
D.(不等式选讲选做题)
证:左=
…………………………(5分)
……………………………………………………(10分)
22.解:以OA、OB所在直线分别x轴,y轴,以过O且垂直平面ABCD的直线为z轴,建立空间直角坐标系,则,…(2分)
(Ⅰ)设平面PDB的法向量为,
由,
所以=………………………………(5分)
(Ⅱ)设平面ABP的法向量,,
,,
,而所求的二面角与互补,
所以二面角A―PB―D的余弦值为………………………………………………(10分)
23.解:(Ⅰ)设袋中原有n个白球,由题意知:,所以=12,
解得n=4(舍去),即袋中原有4个白球………………………………………(3分)
(Ⅱ)由题意,的可能取值为1,2,3,4……………………………………………(4分)
,
所以,取球次数的分布列为:
1
2
3
4
P
(6分)
……………………………………………………………(8分)
(Ⅲ)因为甲先取,所以甲只有可能在第1次和第3次取球,记“甲取到白球”的事件为A,
则或 “=3”),所以……………(10分)
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