(一)1.已知函數(shù)f(x)=2sin ωx(0<ω<1)在[0,]上的值為,當把f(x)的圖象上的所有點向右平移φ(0<φ<)個單位后,得到圖象對應(yīng)函數(shù)g(x)的圖象關(guān)于直線x=對稱.
(1)求函數(shù)g(x)的解析式;
(2)在△ABC中,三個內(nèi)角A,B,C的對邊分別為a,b,c,已知g(x)在y軸右側(cè)的第一個零點為C,若c=4,求△ABC的面積S的值.
解 (1)由題意知,函數(shù)f(x)在區(qū)間[0,]上單調(diào)遞增,
∴2sin =,
∴=2kπ+,k∈Z,
得ω=4k+,k∈Z.
經(jīng)驗證當k=0時滿足題意,故求得ω=,
∴g(x)=2sin(x-),
故×-φ=kπ+,k∈Z,
∴φ=-2kπ+,k∈Z,又0<φ<,
∴φ=.故g(x)=2sin(-).
(2)根據(jù)題意,得-=kπ,k∈Z,
∴x=2kπ+,k∈Z,∴C=.
又c=4,得16=a2+b2-2abcos ,
∴a2+b2=16+ab≥2ab,
∴ab≤32+16,
∴S=absin C=ab≤8+4,
∴S的值為8+4.
2.四棱錐S—ABCD中,底面ABCD為平行四邊形,側(cè)面SBC⊥底面ABCD,已知∠ABC=45°,AB=2,BC=2,SB=SC=.
(1)設(shè)平面SCD與平面SAB的交線為l,求證:l∥AB;
(2)求證:SA⊥BC;
(3)求直線SD與平面SAB所成角的正弦值.
(1)證明 ∵底面ABCD為平行四邊形,∴AB∥CD.
∵AB平面SCD,CD平面SCD,
∴AB∥平面SCD,
又∵平面SCD與平面SAB的交線為l,
∴l(xiāng)∥AB.
(2)證明 連結(jié)AC.
∵∠ABC=45°,AB=2,BC=2,
由余弦定理得AC=2,
∴AC=AB.
取BC中點G,連結(jié)SG,AG,則AG⊥BC.
∵SB=SC,∴SG⊥BC,
∵SG∩AG=G,∴BC⊥平面SAG,
∴BC⊥SA.
(3)解 如圖,以射線OA為x軸,以射線OB為y軸,以射線OS為z軸,以O(shè)為原點,建立空間直角坐標系O-xyz,
則A(,0,0),B(0,,0),S(0,0,1),D(,-2,0).
∴=(,-2,0)-(0,0,1)=(,-2,-1),
=(,0,0)-(0,0,1)=(,0,-1),
=(,0,0)-(0,,0)=(,-,0).
設(shè)平面SAB法向量為n=(x,y,z),
有
令x=1,則y=1,z=,n=(1,1,),
cos〈n,〉= ==-.
∴直線SD與平面SAB所成角的正弦值為.
3.已知數(shù)列{an}的前n項和為Sn,且Sn=2n2+n(n∈N*),數(shù)列{an}滿足an=4log2bn+3(n∈N*).
(1)求an,bn;
(2)求數(shù)列{an·bn}的前n項和Tn.
解 (1)由Sn=2n2+n,得a1=S1=3;
當n≥2時,an=Sn-Sn-1=4n-1.
又a1=3也適合上式.
所以an=4n-1,n∈N*,
由4n-1=an=4log2bn+3,得bn=2n-1,n∈N*.
(2)由(1)知anbn=(4n-1)2n-1,n∈N*.
所以Tn=3+7×2+11×22+…+(4n-1)2n-1,
所以2Tn=3×2+7×22+…+(4n-5)2n-1+(4n-1)2n,
所以2Tn-Tn=(4n-1)2n-[3+4(2+22+…+2n-1)]
=(4n-5)2n+5.
故Tn=(4n-5)2n+5,n∈N*.
4.一款擊鼓小游戲的規(guī)則如下:每盤游戲都需擊鼓三次,每次擊鼓要么出現(xiàn)一次音樂,要么不出現(xiàn)音樂;每盤游戲擊鼓三次后,出現(xiàn)一次音樂獲得10分,出現(xiàn)兩次音樂獲得20分,出現(xiàn)三次音樂獲得100分,沒有出現(xiàn)音樂則扣除200分(即獲得-200分).設(shè)每次擊鼓出現(xiàn)音樂的概率為,且各次擊鼓出現(xiàn)音樂相互獨立.
(1)設(shè)每盤游戲獲得的分數(shù)為X,求X的概率分布;
(2)玩三盤游戲,至少有一盤出現(xiàn)音樂的概率是多少?
(3)玩過這款游戲的許多人都發(fā)現(xiàn),若干盤游戲后,與最初的分數(shù)相比.分數(shù)沒有增加反而減少了.請運用概率與統(tǒng)計的相關(guān)知識分析分數(shù)減少的原因.
解 (1)X可能的取值為10,20,100,-200.
根據(jù)題意,有
P(X=10)=C×()1×(1-)2=,
P(X=20)=C×()2×(1-)1=,
P(X=100)=C×()3×(1-)0=,
P(X=-200)=C×()0×(1-)3=.
所以X的概率分布為
X 10 20 100 -200 P (2)設(shè)“第i盤游戲沒有出現(xiàn)音樂”為事件Ai(i=1,2,3),則P(A1)=P(A2)=P(A3)=P(X=-200)=.
所以“三盤游戲中至少有一次出現(xiàn)音樂”的概率為
1-P(A1A2A3)=1-()3=1-=.
(3)X的均值為
E(X)=10×+20×+100×-200×=-.
這表明獲得分數(shù)X的均值為負,
因此,多次游戲之后分數(shù)減少的可能性更大.
5.如圖,在平面直角坐標系xOy中,已知A,B,C是橢圓+=1(a>b>0)上不同的三點,A(3,),B(-3,-3),C在第三象限,線段BC的中點在直線OA上.
(1)求橢圓的標準方程;
(2)求點C的坐標;
(3)設(shè)動點P在橢圓上(異于點A,B,C)且直線PB,PC分別交直線OA于M,N兩點,證明·為定值并求出該定值.
解 (1)由已知,得
解得
∴橢圓的標準方程為+=1.
(2)設(shè)點C(m,n)(m<0,n<0),則BC中點為(,).
由已知,求得直線OA的方程為x-2y=0,
從而m=2n-3.①
又∵點C在橢圓上,∴m2+2n2=27.②
由①②,解得n=3(舍),n=-1,從而m=-5.
∴點C的坐標為(-5,-1).
(3)設(shè)P(x0,y0),M(2y1,y1),N(2y2,y2).
∵P,B,M三點共線,∴=,
整理得y1=.
∵P,C,N三點共線,∴=,
整理得y2=.
∵點P在橢圓上,∴x+2y=27,x=27-2y.
從而y1y2=
==3×=.
∴·=5y1y2=,
∴·為定值,定值為.
6.已知函數(shù)f(x)=x+aln x在x=1處的切線與直線x+2y=0垂直,函數(shù)g(x)=f(x)+x2-bx.
(1)求實數(shù)a的值;
(2)若函數(shù)g(x)存在單調(diào)遞減區(qū)間,求實數(shù)b的取值范圍;
(3)設(shè)x1,x2 (x10),
g′(x)=+x-(b-1)=.
設(shè)μ(x)=x2-(b-1)x+1,則μ(0)=1>0只需
⇒b>3.
∴b的取值范圍為(3,+∞).
(3)令g′(x)=0,則x2-(b-1)x+1=0,
∴x1+x2=b-1,x1x2=1.
g(x1)-g(x2)=ln +(x-x)-(b-1)(x1-x2)
=ln +(x-x)-(x1+x2)(x1-x2)
=ln -
=ln-(-),
設(shè)t=,∵0
(1)求函數(shù)g(x)的解析式;
(2)在△ABC中,三個內(nèi)角A,B,C的對邊分別為a,b,c,已知g(x)在y軸右側(cè)的第一個零點為C,若c=4,求△ABC的面積S的值.
解 (1)由題意知,函數(shù)f(x)在區(qū)間[0,]上單調(diào)遞增,
∴2sin =,
∴=2kπ+,k∈Z,
得ω=4k+,k∈Z.
經(jīng)驗證當k=0時滿足題意,故求得ω=,
∴g(x)=2sin(x-),
故×-φ=kπ+,k∈Z,
∴φ=-2kπ+,k∈Z,又0<φ<,
∴φ=.故g(x)=2sin(-).
(2)根據(jù)題意,得-=kπ,k∈Z,
∴x=2kπ+,k∈Z,∴C=.
又c=4,得16=a2+b2-2abcos ,
∴a2+b2=16+ab≥2ab,
∴ab≤32+16,
∴S=absin C=ab≤8+4,
∴S的值為8+4.
2.四棱錐S—ABCD中,底面ABCD為平行四邊形,側(cè)面SBC⊥底面ABCD,已知∠ABC=45°,AB=2,BC=2,SB=SC=.
(1)設(shè)平面SCD與平面SAB的交線為l,求證:l∥AB;
(2)求證:SA⊥BC;
(3)求直線SD與平面SAB所成角的正弦值.
(1)證明 ∵底面ABCD為平行四邊形,∴AB∥CD.
∵AB平面SCD,CD平面SCD,
∴AB∥平面SCD,
又∵平面SCD與平面SAB的交線為l,
∴l(xiāng)∥AB.
(2)證明 連結(jié)AC.
∵∠ABC=45°,AB=2,BC=2,
由余弦定理得AC=2,
∴AC=AB.
取BC中點G,連結(jié)SG,AG,則AG⊥BC.
∵SB=SC,∴SG⊥BC,
∵SG∩AG=G,∴BC⊥平面SAG,
∴BC⊥SA.
(3)解 如圖,以射線OA為x軸,以射線OB為y軸,以射線OS為z軸,以O(shè)為原點,建立空間直角坐標系O-xyz,
則A(,0,0),B(0,,0),S(0,0,1),D(,-2,0).
∴=(,-2,0)-(0,0,1)=(,-2,-1),
=(,0,0)-(0,0,1)=(,0,-1),
=(,0,0)-(0,,0)=(,-,0).
設(shè)平面SAB法向量為n=(x,y,z),
有
令x=1,則y=1,z=,n=(1,1,),
cos〈n,〉= ==-.
∴直線SD與平面SAB所成角的正弦值為.
3.已知數(shù)列{an}的前n項和為Sn,且Sn=2n2+n(n∈N*),數(shù)列{an}滿足an=4log2bn+3(n∈N*).
(1)求an,bn;
(2)求數(shù)列{an·bn}的前n項和Tn.
解 (1)由Sn=2n2+n,得a1=S1=3;
當n≥2時,an=Sn-Sn-1=4n-1.
又a1=3也適合上式.
所以an=4n-1,n∈N*,
由4n-1=an=4log2bn+3,得bn=2n-1,n∈N*.
(2)由(1)知anbn=(4n-1)2n-1,n∈N*.
所以Tn=3+7×2+11×22+…+(4n-1)2n-1,
所以2Tn=3×2+7×22+…+(4n-5)2n-1+(4n-1)2n,
所以2Tn-Tn=(4n-1)2n-[3+4(2+22+…+2n-1)]
=(4n-5)2n+5.
故Tn=(4n-5)2n+5,n∈N*.
4.一款擊鼓小游戲的規(guī)則如下:每盤游戲都需擊鼓三次,每次擊鼓要么出現(xiàn)一次音樂,要么不出現(xiàn)音樂;每盤游戲擊鼓三次后,出現(xiàn)一次音樂獲得10分,出現(xiàn)兩次音樂獲得20分,出現(xiàn)三次音樂獲得100分,沒有出現(xiàn)音樂則扣除200分(即獲得-200分).設(shè)每次擊鼓出現(xiàn)音樂的概率為,且各次擊鼓出現(xiàn)音樂相互獨立.
(1)設(shè)每盤游戲獲得的分數(shù)為X,求X的概率分布;
(2)玩三盤游戲,至少有一盤出現(xiàn)音樂的概率是多少?
(3)玩過這款游戲的許多人都發(fā)現(xiàn),若干盤游戲后,與最初的分數(shù)相比.分數(shù)沒有增加反而減少了.請運用概率與統(tǒng)計的相關(guān)知識分析分數(shù)減少的原因.
解 (1)X可能的取值為10,20,100,-200.
根據(jù)題意,有
P(X=10)=C×()1×(1-)2=,
P(X=20)=C×()2×(1-)1=,
P(X=100)=C×()3×(1-)0=,
P(X=-200)=C×()0×(1-)3=.
所以X的概率分布為
X 10 20 100 -200 P (2)設(shè)“第i盤游戲沒有出現(xiàn)音樂”為事件Ai(i=1,2,3),則P(A1)=P(A2)=P(A3)=P(X=-200)=.
所以“三盤游戲中至少有一次出現(xiàn)音樂”的概率為
1-P(A1A2A3)=1-()3=1-=.
(3)X的均值為
E(X)=10×+20×+100×-200×=-.
這表明獲得分數(shù)X的均值為負,
因此,多次游戲之后分數(shù)減少的可能性更大.
5.如圖,在平面直角坐標系xOy中,已知A,B,C是橢圓+=1(a>b>0)上不同的三點,A(3,),B(-3,-3),C在第三象限,線段BC的中點在直線OA上.
(1)求橢圓的標準方程;
(2)求點C的坐標;
(3)設(shè)動點P在橢圓上(異于點A,B,C)且直線PB,PC分別交直線OA于M,N兩點,證明·為定值并求出該定值.
解 (1)由已知,得
解得
∴橢圓的標準方程為+=1.
(2)設(shè)點C(m,n)(m<0,n<0),則BC中點為(,).
由已知,求得直線OA的方程為x-2y=0,
從而m=2n-3.①
又∵點C在橢圓上,∴m2+2n2=27.②
由①②,解得n=3(舍),n=-1,從而m=-5.
∴點C的坐標為(-5,-1).
(3)設(shè)P(x0,y0),M(2y1,y1),N(2y2,y2).
∵P,B,M三點共線,∴=,
整理得y1=.
∵P,C,N三點共線,∴=,
整理得y2=.
∵點P在橢圓上,∴x+2y=27,x=27-2y.
從而y1y2=
==3×=.
∴·=5y1y2=,
∴·為定值,定值為.
6.已知函數(shù)f(x)=x+aln x在x=1處的切線與直線x+2y=0垂直,函數(shù)g(x)=f(x)+x2-bx.
(1)求實數(shù)a的值;
(2)若函數(shù)g(x)存在單調(diào)遞減區(qū)間,求實數(shù)b的取值范圍;
(3)設(shè)x1,x2 (x10),
g′(x)=+x-(b-1)=.
設(shè)μ(x)=x2-(b-1)x+1,則μ(0)=1>0只需
⇒b>3.
∴b的取值范圍為(3,+∞).
(3)令g′(x)=0,則x2-(b-1)x+1=0,
∴x1+x2=b-1,x1x2=1.
g(x1)-g(x2)=ln +(x-x)-(b-1)(x1-x2)
=ln +(x-x)-(x1+x2)(x1-x2)
=ln -
=ln-(-),
設(shè)t=,∵0