18. (Ⅰ)求證:AB1//面BDC1, (Ⅱ)求二面角C1―BD―C的余弦值, (Ⅲ)在側(cè)棱AA­1上是否存在點(diǎn)P.使得CP⊥面BDC1?并證明你的結(jié)論. 查看更多

 

題目列表(包括答案和解析)

(本小題滿分12分)

如圖,正三棱柱ABC-A1B1C1的所有棱長(zhǎng)都為2,

D為CC1中點(diǎn)。

(1)求證:AB1⊥面A1BD;

(2)求二面角A-A1D-B的正弦值;

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(本小題滿分12分)如圖,在三棱柱ABC-A1B1C1中,側(cè)面ABB1A1,ACC1A1
均為正方形,∠BAC=90°,點(diǎn)D是棱B1C1的中點(diǎn).
(1)求證:A1D⊥平面BB1C1C;
(2)求證:AB1∥平面A1DC;
(3)求二面角D-A1C-A的余弦值.

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(本小題滿分12分)如圖所示,在直三棱柱ABC-A1B1C1中,AC⊥BC.

(1) 求證:平面AB1C1⊥平面AC1

(2) 若AB1⊥A1C,求線段AC與AA1長(zhǎng)度之比;

(3) 若D是棱CC1的中點(diǎn),問(wèn)在棱AB上是否存在一點(diǎn)E,使DE∥平面AB1C1?若存在,試確定點(diǎn)E的位置;若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.

 

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(本小題滿分12分)

如圖,三棱柱ABC-A1B1C1的底面是邊長(zhǎng)為2的正三角形且側(cè)棱垂直于底面,側(cè)棱長(zhǎng)是,D是AC的中點(diǎn).

   (Ⅰ)求證:B1C∥平面A1BD;                                      

   (Ⅱ)求二面角A1-BD-A的大;

   (Ⅲ)求直線AB1與平面A1BD所成的角的正弦值.

 

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(本小題滿分12分)如圖,在直三棱柱ABC—A1B1C1中,

∠ACB=90°,AC=BC=CC1=2.

 (I)證明:AB1⊥BC1

 (II)求點(diǎn)B到平面AB1C1的距離;

 (III)求二面角C1—AB1—A1的大小.

            

 

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一、選擇題(每小題5分,共12小題)

    BADAC    ABBCB    CD

二、填空題(每小題4分,共4小題)

13.0

14.n+(n+1)+…+(3n-2)=(2n-1)2

15.256+64π

16.①③

三、解答題

   (I)∵(2a-c)cosB=bcosC,

∴(2sinA-sinC)cosB=sinBcosC.……………………………………………2分

即2sinAcosB=sinBcosC+sinCcosB

=sin(B+C)

∵A+B+C=π,∴2sinAcosB=sinA.…………………………………………4分

∵0<A<π,∴sinA≠0.

∴cosB=.…………………………………………………………………5分

∵0<B<π,∴B=.…………………………………………………………6分

  (II)=4ksinA+cos2A.…………………………………………………………7分

=-2sin2A+4ksinA+1,A∈(0,)……………………………………9分

設(shè)sinA=t,則t∈.

則=-2t2+4kt+1=-2(t-k)2+1+2k2,t∈.…………………………10分

∵k>1,∴t=1時(shí),取最大值.

依題意得,-2+4k+1=5,∴k=.………………………………………………12分

(18)(I)證明:

          連接B1C,與BC1相交于O,連接OD

          ∵BCC1B1是矩形,

∴O是B1C的中點(diǎn).

又D是AC的中點(diǎn),

∴OD//AB1.………………………………………………2分

∵AB­1面BDC­1,OD面BDC1

∴AB1//面BDC1.…………………………………………4分

   (II)解:如力,建立空間直角坐標(biāo)系,則

         C1(0,0,0),B(0,3,2),C(0,3,0),A(2,3,0),

         D(1,3,0)……………………5分

即.…………6分

易知=(0,3,0)是面ABC的一個(gè)法向量.

.…………………………8分

∴二面角C1―BD―C的余弦值為.………………………………9分

   (III)假設(shè)側(cè)棱AA1上存在一點(diǎn)P(2,y,0)(0≤y≤3),使得CP⊥面BDC1.

         則

          ∴方程組無(wú)解.

∴假設(shè)不成立.……………………………………………………11分

∴側(cè)棱AA1上不存在點(diǎn)P,使CP⊥面BDC1.…………………12分

19.(I)解:設(shè)答對(duì)題的個(gè)數(shù)為y,得分為ξ,y=0,1,2,4

           ∴ξ=0,2,4,8…………………………………………………………1分

           ……………………………………………………3分

           …………………………………………5分

           …………………………………………7分

           ………………………………………………9分

          則ξ的分布列為

ξ

0

2

4

8

P

   (II)Eξ=0×+2×+4×+8×=2

        答:該人得分的期望為2分………………………………12分

20.解:

   (I)由題意,令y=0,x<0,得f(x)[1-f(0)]=0,∵x<0時(shí),f(x)>1.

        ∴1-f(0)=0. f(0)=1.…………………………………………………………2分

        適合題意的f(x)的一個(gè)解析式為f(x)=()x.………………………………4分

   (II)①由遞推關(guān)系知f(an+1)?f(-2-an)=1,即f(an+1-2-an)=f(0).

         ∵f(x)的R上單調(diào),∴an+1-an=2,(n∈N*),…………………………6分

         又a1=1,故an=2n-1.……………………………………………………7分

         ②bn=,Sn=b1+b2+…+bn=+()3+…+()2n-1

        

         欲比較Sn與的大小,只需比較4n與2n+1的大小.

         由=1,2,3代入可知4n>2n+1,猜想4n>2n+1.……………………10分

         下用數(shù)學(xué)歸納法證明

        (i)當(dāng)n=1時(shí),41>2×1+1成立

        (ii)假設(shè)當(dāng)n=k時(shí)命題成立,即4k>2k+1

當(dāng)n=k+1時(shí),4k+1=4×4k>4(2k+1)=8k+4=2(k+1)+1+6k+1>2(k+1)+1,

說(shuō)明當(dāng)n=k+1時(shí)命題也成立.

由(i)(ii)可知,4n>2n+1 對(duì)于n∈N*都成立.

故Sn>.………………………………………………………………12分

注:證明4n>2n+1,除用數(shù)學(xué)歸納法證明以外,還可用其它方法證明,

如:4n=(1+3)n=1+

21.解:(I)定圓B的圓心坐標(biāo)B(-,0),半徑r=6,

因?yàn)閯?dòng)圓P與定圓B內(nèi)切,所以|PA|+|PB|=6.

所以動(dòng)圓圓心P的軌跡是以B、A為焦點(diǎn),長(zhǎng)軸長(zhǎng)為6的橢圓.

設(shè)橢圓的方程為

則2a=6,a=3,c=

∴b2=a2-c2=4.

∴橢圓的方程為.……………………4分

   (II)設(shè)M(x1,y1),N(x2,y2),

則由

(1)當(dāng)λ=1時(shí),M與N重合,,滿足條件。

(2)當(dāng).

 

     綜合可得λ的取值范圍是[,5].………………………………12分

22.解:

   (I)f′(x)=3ax2+2bx-3,依題意,f′(1)=f′(-1)=0,

        即…………………………………………2分

        解得a=1,b=0.

        ∴f(x)=x3-3x.……………………………………………………4分

   (II)∵f(x)=x3-3x,∴f′(x)=3x2-3=3(x+1)(x-1),

當(dāng)-1<x<1時(shí),f′(x)<0,故f(x)在區(qū)間[-1,1]上為減函數(shù),

fmax(x)=f(-1)=2,fmin(x)=f(1)=-2……………………………………6分

∵對(duì)于區(qū)間[-1,1]上任意兩個(gè)自變量的值x1,x2,

都有|f(x1)-f(x2)|≤|fmax(x) -fmin(x)|

|f(x1)-f(x2)|≤|fmax(x)-fmin(x)|=2-(-2)=4………………………………8分

   (III)f′(x)=3x2-3=3(x+1)(x-1),

         ∵曲線方程為y=x3-3x,∴點(diǎn)A(1,m)不在曲線上.

設(shè)切點(diǎn)為M(x0,y0),則點(diǎn)M的坐標(biāo)滿足

因,故切線的斜率為

整理得.

∵過(guò)點(diǎn)A(1,m)可作曲線的三條切線,

∴關(guān)于x0方程=0有三個(gè)實(shí)根.……………………10分

設(shè)g(0)= ,則g′(x0)=6,

由g′(x0)=0,得x0=0或x0­=1.

∴g(x0)在(-∞,0),(1,+∞)上單調(diào)遞增,在(0,1)上單調(diào)遞減.

∴函數(shù)g(x0)= 的極值點(diǎn)為x0=0,x0=1………………12分

∴關(guān)于x0方程=0有三個(gè)實(shí)根的充要條件是

,解得-3<m<-2.

故所求的實(shí)數(shù)a的取值范圍是-3<m<-2.……………………14分

 

 

 

 


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