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1、
解答題(四)
17.(2019·全國卷Ⅱ)已知{an}是各項(xiàng)均為正數(shù)的等比數(shù)列,a1=2,a3=2a2+16.
(1)求{an}的通項(xiàng)公式;
(2)設(shè)bn=log2an,求數(shù)列{bn}的前n項(xiàng)和.
解 (1)設(shè){an}的公比為q,由題設(shè)得2q2=4q+16,即q2-2q-8=0.
解得q=-2(舍去)或q=4.
因此{(lán)an}的通項(xiàng)公式為an=2×4n-1=22n-1.
(2)由(1)得bn=(2n-1)log22=2n-1,因此數(shù)列{bn}的前n項(xiàng)和為1+3+…+(2n-1)=n2.
18.(2019·北京人大附中信息卷二)某綠色有機(jī)水果店中一款有機(jī)草莓,味道鮮甜.
2、店家每天以每斤10元的價格從農(nóng)場購進(jìn)適量草莓,然后以每斤20元的價格出售,如果當(dāng)天賣不完,剩下的草莓由果汁廠以每斤2元的價格回收.
(1)若水果店一天購進(jìn)17斤草莓,求當(dāng)天的利潤y(單位:元)關(guān)于當(dāng)天需求量n(單位:斤,n∈N)的函數(shù)解析式;
(2)水果店記錄了100天草莓的日需求量(單位:斤),整理得下表:
日需求量n
14
15
16
17
18
19
20
頻數(shù)
14
22
14
16
15
13
6
①假設(shè)水果店在這100天內(nèi)每天購進(jìn)17斤草莓,求這100天的日利潤(單位:元)的平均數(shù);
②若水果店一天購進(jìn)17斤草莓,以100天記錄的各需求量的頻
3、率作為各需求量發(fā)生的概率,求當(dāng)天的利潤不少于150元的概率.
解 (1)當(dāng)日需求量n≥17時,利潤y=17×10=170;當(dāng)日需求量n≤16時,利潤y=10n-8(17-n)=18n-136.
所以當(dāng)天的利潤y關(guān)于當(dāng)天需求量n的函數(shù)解析式為
y=
(2)①假設(shè)水果店在這100天內(nèi)每天購進(jìn)17斤草莓,則日需求量為14斤時,利潤為116;日需求量為15斤時,利潤為134;日需求量為16斤時,利潤為152;日需求量不小于17時,利潤為170.
故這100天的日利潤(單位:元)的平均數(shù)為
=×(14×116+22×134+14×152+16×170+15×170+13×170+6×170)
4、,解得=152(元).
②利潤不低于150元時,當(dāng)日需求量當(dāng)且僅當(dāng)不少于16斤.以頻率預(yù)估概率,得當(dāng)天的利潤不少于150元的概率為p=0.14+0.16+0.15+0.13+0.06=0.64.
19.(2019·江西省名校5月聯(lián)考)已知空間幾何體ABCDE中,△BCD與△CDE均為邊長為2的等邊三角形,△ABC為腰長為的等腰三角形,平面CDE⊥平面BCD,平面ABC⊥平面BCD.
(1)試在平面BCD內(nèi)作一條直線,使直線上任意一點(diǎn)F與A的連線AF均與平面CDE平行,并證明;
(2)求點(diǎn)B到平面AEC的距離.
解 (1)如圖所示,分別取BC和BD的中點(diǎn)H,G,作直線HG,則HG為
5、所求直線.
證明如下:因?yàn)辄c(diǎn)H,G分別為BC和BD的中點(diǎn),所以HG∥CD,分別取CD,BC的中點(diǎn)O,H,連接EO,AH,則EO⊥CD,AH⊥BC,因?yàn)槠矫鍯DE⊥平面BCD,且EO⊥CD,∴EO⊥平面BCD,又平面ABC⊥平面BCD,AH⊥BC,則AH⊥平面BCD,所以EO∥AH,又AH?平面CDE,EO?平面CDE,所以AH∥平面CDE.因?yàn)镚H∥CD,GH?平面CDE,CD?平面CDE,所以GH∥平面CDE,因?yàn)锳H,GH?平面AGH,AH∩GH=H,則平面AHG∥平面CDE,所以直線HG上任意一點(diǎn)F與A的連線AF均與平面CDE平行.
(2)由(1)可得EO∥AH,即EO∥平面AB
6、C,所以點(diǎn)E到平面ABC的距離和點(diǎn)O到平面ABC的距離相等,連接DH,則DH⊥BC,又平面ABC⊥平面BCD,平面ABC∩平面BCD=BC,則DH⊥平面ABC.
記點(diǎn)E到平面ABC的距離為d,則d=DH=,又△ABC的面積S=×2×=2,△ACE的面積S1=××=,因?yàn)閂E-ABC=VB-ACE,設(shè)點(diǎn)B到平面AEC的距離為h,所以×2×=××h,
解得h=.即點(diǎn)B到平面AEC的距離為.
20.已知拋物線C:y2=2px的焦點(diǎn)為F,拋物線C上的點(diǎn)M(2,y0)到F的距離為3.
(1)求拋物線C的方程;
(2)斜率存在的直線l與拋物線相交于相異兩點(diǎn)A(x1,y1),B(x2,y2),
7、x1+x2=4,若AB的垂直平分線交x軸于點(diǎn)G,且·=5,求直線l的方程.
解 (1)由拋物線定義知|MF|=2+,
所以2+=3,p=2,
所以,拋物線C的方程為y2=4x.
(2)解法一:設(shè)AB中點(diǎn)坐標(biāo)(2,m),直線l的斜率存在,所以m≠0,kAB===,
所以直線AB的方程為y-m=(x-2).
即2x-my+m2-4=0.
由得y2-2my+2m2-8=0,
其中Δ>0得到m2<8,
AB的垂直平分線方程為y-m=-(x-2),
令y=0,得x=4,
所以G(4,0),=(x1-4,y1),=(x2-4,y2),
因?yàn)椤ぃ?,所以(x1-4)(x2-4)+y1
8、y2=5,
x1x2-4(x1+x2)+16+y1y2=5,-4×4+16+y1y2=5.?、?
把②代入③得(m2-4)2+8(m2-4)-20=0,
(m2+6)·(m2-6)=0,m2=6<8,m=±.
所以,直線l的方程為2x-y+2=0或2x+y+2=0.
解法二:設(shè)直線AB的方程為y=kx+m.
由消y得k2x2+(2km-4)x+m2=0或消x得ky2-4y+4m=0.
則即2k2+mk=2. ①
AB中點(diǎn)坐標(biāo)為(2,2k+m),AB的垂直平分線方程為y-(2k+m)=-(x-2).
令y=0,xG=2k2+mk+2=4,
所以·=(x1-4,y1)·(x2-4
9、,y2)=x1x2-4(x1+x2)+16+y1y2=-16+16+=5,
+-5=0.
解得m=k或m=-5k,分別代入①得3k2=2(符合Δ>0)或3k2=-2(舍去).
所以,直線l的方程為2x-y+2=0或2x+y+2=0.
21.(2019·安徽皖南八校聯(lián)考三)已知函數(shù)f(x)=aln x-(a2+1)x+ax2,其中a∈R.
(1)討論f(x)的單調(diào)性;
(2)若f(x)+x>0對x>1恒成立,求a的取值范圍.
解 (1)由題意,得f′(x)=-a2-1+ax=(x>0),
當(dāng)a≤0時,f′(x)<0,f(x)的單調(diào)遞減區(qū)間為(0,+∞),沒有單調(diào)遞增區(qū)間.
當(dāng)0
10、<a<1時,當(dāng)a<x<時,f′(x)<0;當(dāng)0<x<a或x>時,f′(x)>0.
∴f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間為(0,a),,單調(diào)遞減區(qū)間為.
當(dāng)a=1時,f′(x)≥0對x>0成立,f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間為(0,+∞),沒有單調(diào)遞減區(qū)間.
當(dāng)a>1時,當(dāng)<x<a時,f′(x)<0;
當(dāng)0<x<或x>a時,f′(x)>0.
∴f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間為,(a,+∞),
單調(diào)遞減區(qū)間為.
(2)f(x)+x>0,即aln x-a2x+ax2>0,當(dāng)a>0時,ln x-ax+x2>0,a<+x,
令g(x)=+x,x≥1,則g′(x)=+=,令h(x)=2-2ln x+x2,則h′(x)
11、=2x-,當(dāng)x≥1時,h′(x)≥0,h(x)是增函數(shù),h(x)≥h(1)=3>0,∴g′(x)>0.
∴當(dāng)x≥1時,g(x)是增函數(shù),g(x)的最小值為g(1)=,∴0<a≤.
當(dāng)a=0時,顯然f(x)+x>0不成立,當(dāng)a<0時,由g(x)的最小值為,且g(x)沒有最大值,得a>g(x)不成立,綜上,a的取值范圍是.
22.在直角坐標(biāo)系xOy中,圓錐曲線C1的參數(shù)方程為(θ為參數(shù)).以坐標(biāo)原點(diǎn)O為極點(diǎn),x軸的正半軸為極軸建立極坐標(biāo)系,兩坐標(biāo)系中取相同的長度單位,曲線C2的極坐標(biāo)方程為(ρcosφ+k)2+(ρsinφ-2)2=k2+25(φ為參數(shù),k∈R).
(1)寫出C1,C2的直
12、角坐標(biāo)方程;
(2)是否存在曲線C2包圍曲線C1?請說明理由.
解 (1)C1:+=1,C2:x2+y2+2kx-4y-21=0.
(2)若k≥0,由62+02+12k-0-21=15+12k>0可知點(diǎn)(6,0)在曲線C2外;
若k<0,(-6)2+02-12k-0-21=15-12k>0可知點(diǎn)在曲線C2外.
綜上,無論k取何值,曲線C2都不能包圍曲線C1.
23.已知函數(shù)f(x)=|2x+1|,g(x)=|x+1|.
(1)在圖中畫出f(x)和g(x)的圖象,并寫出不等式f(x)>g(x)的解集;
(2)若|f(x)-2g(x)|≤a(a∈R)恒成立,求a的取值范圍.
解 (1)f(x),g(x)的圖象如圖,不等式f(x)>g(x)的解集為.
(2)|f(x)-2g(x)|=||2x+1|-2|x+1||
=
所以|f(x)-2g(x)|≤1,所以a≥1.