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1、
解答題(三)
17.已知a1=2,a2=4,數(shù)列{bn}滿足:bn+1=2bn+2且an+1-an=bn.
(1)求證:數(shù)列{bn+2}是等比數(shù)列;
(2)求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式.
解 (1)證明:由題知,==2,
∵b1=a2-a1=4-2=2,∴b1+2=4,
∴數(shù)列{bn+2}是以4為首項(xiàng),2為公比的等比數(shù)列.
(2)由(1)可得,bn+2=4·2n-1,故bn=2n+1-2.
∵an+1-an=bn,
∴a2-a1=b1,
a3-a2=b2,
a4-a3=b3,
…
an-an-1=bn-1.
累加得,an-a1=b1+b2+b3+…+bn-1
2、(n≥2),
an=2+(22-2)+(23-2)+(24-2)+…+(2n-2)
=-2(n-1)=2n+1-2n,
故an=2n+1-2n(n≥2).
∵a1=2=21+1-2×1,
∴數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式為an=2n+1-2n(n∈N*).
18.(2019·安徽江淮十校5月考前最后一卷)如圖,已知三棱柱ABC-A′B′C′的底面ABC是等邊三角形,側(cè)面AA′C′C⊥底面ABC,D是棱BB′的中點(diǎn).
(1)求證:平面DA′C⊥平面ACC′A′;
(2)求平面DA′C將該三棱柱分成上、下兩部分的體積比.
解 (1)證明:如圖,取AC,A′C′的中點(diǎn)O,F(xiàn),連接OF與
3、A′C交于點(diǎn)E,連接DE,OB,B′F,則E為OF的中點(diǎn),OF∥AA′∥BB′,且OF=AA′=BB′,所以BB′FO是平行四邊形.又D是棱BB′的中點(diǎn),所以DE∥OB.
側(cè)面AA′C′C⊥平面ABC,且OB⊥AC,所以O(shè)B⊥平面ACC′A′,則DE⊥平面ACC′A′,又DE?平面DA′C,所以平面DA′C⊥平面ACC′A′.
(2)連接A′B,設(shè)三棱柱ABC-A′B′C′的體積為V.
故四棱錐A′-BCC′B′的體積VA′-BCC′B′=V-V=V,又D是棱BB′的中點(diǎn),△BCD的面積是BCC′B′面積的,故四棱錐A′-B′C′CD的體積VA′-B′C′CD=VA′-BCC′B′
4、=×V=V,故平面DA′C將該三棱柱分成上、下兩部分的體積比為1∶1.
19.(2019·江西南昌第一次模擬)市面上有某品牌A型和B型兩種節(jié)能燈,假定A型節(jié)能燈使用壽命都超過5000小時(shí),經(jīng)銷商對(duì)B型節(jié)能燈使用壽命進(jìn)行了調(diào)查統(tǒng)計(jì),得到如下頻率分布直方圖:
某商家因原店面需要重新裝修,需租賃一家新店面進(jìn)行周轉(zhuǎn),合約期一年.新店面需安裝該品牌節(jié)能燈5支(同種型號(hào))即可正常營業(yè).經(jīng)了解,A型20瓦和B型55瓦的兩種節(jié)能燈照明效果相當(dāng),都適合安裝.已知A型和B型節(jié)能燈每支的價(jià)格分別為120元、25元,當(dāng)?shù)厣虡I(yè)電價(jià)為0.75元/千瓦時(shí).假定該店面一年周轉(zhuǎn)期的照明時(shí)間為3600小時(shí),若正常營業(yè)期間
5、燈壞了立即購買同型燈管更換(用頻率估計(jì)概率).
(1)根據(jù)頻率直方圖估算B型節(jié)能燈的平均使用壽命;
(2)根據(jù)統(tǒng)計(jì)知識(shí)知,若一支燈管一年內(nèi)需要更換的概率為p,那么n支燈管估計(jì)需要更換np支.若該商家新店面全部安裝了B型節(jié)能燈,試估計(jì)一年內(nèi)需更換的支數(shù);
(3)若只考慮燈的成本和消耗電費(fèi),你認(rèn)為該商家應(yīng)選擇哪種型號(hào)的節(jié)能燈,請(qǐng)說明理由.
解 (1)由圖可知,各組中值依次為3100,3300,3500,3700,對(duì)應(yīng)的頻率依次為0.1,0.3,0.4,0.2,故B型節(jié)能燈的平均使用壽命為3100×0.1+3300×0.3+3500×0.4+3700×0.2=3440小時(shí).
(2)由圖可知
6、,使用壽命不超過3600小時(shí)的頻率為0.8,將頻率視為概率,每支燈管需要更換的概率為0.8,故估計(jì)一年內(nèi)5支B型節(jié)能燈需更換的支數(shù)為5×0.8=4.
(3)若選擇A型節(jié)能燈,一年共需花費(fèi)5×120+3600×5×20×0.75×10-3=870元;
若選擇B型節(jié)能燈,一年共需花費(fèi)(5+4)×25+3600×5×55×0.75×10-3=967.5元.
因?yàn)?67.5>870,所以該商家應(yīng)選擇A型節(jié)能燈.
20.(2019·河北石家莊模擬一)已知函數(shù)f(x)=ln x-4ax,g(x)=xf(x).
(1)若a=,求g(x)的單調(diào)區(qū)間;
(2)若a>0,求證:f(x)≤-2.
解
7、(1)由a=,g(x)=xln x-x2(x>0),g′(x)=ln x-x+1,
令h(x)=ln x-x+1,h′(x)=,故h(x)在(0,1)上單調(diào)遞增,在(1,+∞)上單調(diào)遞減,h(x)max=h(1)=0,
從而當(dāng)x>0時(shí),g′(x)≤0恒成立,故g(x)的單調(diào)遞減區(qū)間為(0,+∞).
(2)證明:f′(x)=-4a=,由a>0,令f′(x)=0,得x=,故f(x)在上單調(diào)遞增,上單調(diào)遞減,所以f(x)max=f=ln -1,只需證明ln -1≤-2,令t=>0,
即證ln t-t+1≤0(*),由(1)易知(*)式成立,故原不等式成立.
21.(2019·廣東深圳適應(yīng)性
8、考試)在平面直角坐標(biāo)系xOy中,離心率為的橢圓C:+=1(a>b>0)過點(diǎn)M.
(1)求橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)若直線x+y+m=0上存在點(diǎn)G,且過點(diǎn)G的橢圓C的兩條切線相互垂直,求實(shí)數(shù)m的取值范圍.
解 (1)由題意得
解得a2=3b2,又+=1,解得
所以橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程為+y2=1.
(2)①當(dāng)過點(diǎn)G的橢圓C的一條切線的斜率不存在時(shí),另一條切線必垂直于y軸,易得G(±,±1).
②當(dāng)過點(diǎn)G的橢圓C的切線的斜率均存在時(shí),設(shè)G(x0,y0),x0≠±,切線方程為y=k(x-x0)+y0,
代入橢圓方程得(3k2+1)x2-6k(kx0-y0)x+3(kx0-y0)2-3=0
9、,
Δ=[6k(kx0-y0)]2-4(3k2+1)·[3(kx0-y0)2-3]=0,化簡得(kx0-y0)2-(3k2+1)=0,
則(x-3)k2-2x0y0k+y-1=0,設(shè)過點(diǎn)G的橢圓C的切線的斜率分別為k1,k2,則k1k2=.
因?yàn)閮蓷l切線相互垂直,所以=-1,即x+y=4(x0≠±),
由①②知點(diǎn)G在圓x+y=4上,又點(diǎn)G在直線x+y+m=0上,
所以直線x+y+m=0與圓x2+y2=4有公共點(diǎn),所以≤2,所以-2≤m≤2.
綜上所述,m的取值范圍為[-2,2].
22.在直角坐標(biāo)系xOy中,圓C的普通方程為x2+y2-4x-6y+12=0,在以坐標(biāo)原點(diǎn)為極點(diǎn),x
10、軸正半軸為極軸的極坐標(biāo)系中,直線l的極坐標(biāo)方程為ρsin=.
(1)寫出圓C的參數(shù)方程和直線l的直角坐標(biāo)方程;
(2)設(shè)直線l與x軸和y軸的交點(diǎn)分別為A,B,P為圓C上的任意一點(diǎn),求·的取值范圍.
解 (1)圓C的參數(shù)方程為(θ為參數(shù)).直線l的直角坐標(biāo)方程為x+y-2=0.
(2)由直線l的方程x+y-2=0可得點(diǎn)A(2,0),
點(diǎn)B(0,2).
設(shè)點(diǎn)P(x,y),則·=(2-x,-y)·(-x,2-y)=x2+y2-2x-2y.
由(1)知
則·=4sinθ+2cosθ+4=2sin(θ+φ)+4,其中tanφ=.
因?yàn)棣取蔙,所以4-2≤·≤4+2.
23.已知函數(shù)f(x)=.
(1)當(dāng)a=1,求函數(shù)f(x)的定義域;
(2)當(dāng)a∈[1,2]時(shí),求證:f2(x)+f2≤5.
解 (1)當(dāng)a=1時(shí),f(x)=,
所以|x-1|-|x+1|≥0,
得(x-1)2≥(x+1)2,解得x≤0.
所以定義域?yàn)?-∞,0].
(2)證明:f2(x)+f2=|x-a|-+-≤2=2≤5(a∈[1,2]),
當(dāng)且僅當(dāng)a=2時(shí)等號(hào)成立.