5、大.
8.如圖,已知三棱錐D-ABC,記二面角C-AB-D的平面角是θ,直線DA與平面ABC所成的角是θ1,直線DA與BC所成的角是θ2,則( )
A.θ≥θ1 B.θ≤θ1
C.θ≥θ2 D.θ≤θ2
答案 A
解析 若θ>,則θ>θ1,θ>θ2;若θ≤,如圖所示,設(shè)D在平面ABC的投影為M,過M作MN⊥AB,垂足為N,連接DN,AM,
∴sinθ=,sinθ1=,∵DA≥DN,∴sinθ1≤sinθ,∴θ1≤θ,而θ與θ2的大小關(guān)系是不確定的,故選A.
9.已知||=1,||+||=2,則與夾角的余弦值的取值范圍是( )
A. B.
C. D.
答案 C
6、解析 易知+=,所以2+2+2·=1.
設(shè)向量與的夾角為θ,||=x,則||=2-x,所以cosθ=-=-1-,因?yàn)閨|=|+|≥|||-|||,所以|2x-2|≤1,所以≤x≤,所以≤cosθ≤1.故選C.
10.已知函數(shù)f(x)=若方程f(-x)=-f(x)有五個(gè)不同的實(shí)數(shù)根,則a的取值范圍是( )
A.(0,+∞) B.
C.(-∞,0) D.(0,1)
答案 B
解析 設(shè)g(x)=-f(-x),則y=g(x)的圖象與y=f(x)的圖象關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱,
方程f(-x)=-f(x)有五個(gè)不同的實(shí)數(shù)根等價(jià)于函數(shù)y=f(x)的圖象與y=g(x)的圖象有5個(gè)交點(diǎn),
由圖象
7、可知(圖略),只需y=ax與曲線y=lnx在第一象限有兩個(gè)交點(diǎn)即可,
設(shè)過原點(diǎn)的直線與y=lnx切于點(diǎn)P(x0,y0),
由f′(x)=,
則y=lnx的切線為y-lnx0=(x-x0),
又此直線過點(diǎn)(0,0),
所以lnx0=1,
所以x0=e,
即f′(e)=,
即過原點(diǎn)的與y=lnx相切的直線方程為y=x,
即所求a的取值范圍為.
二、填空題(本大題共7小題,多空題每題6分,單空題每題4分,共36分)
11.復(fù)數(shù)z滿足z·(1-i)=3-4i(其中i為虛數(shù)單位),則|z|=________,復(fù)數(shù)z的共軛復(fù)數(shù)=________.
答案 ?。玦
解析 由z·(1-
8、i)=3-4i,得z===-i,故|z|==,=+i.
12.已知直線l:mx-y=1,若直線l與直線x+m(m-1)y=2垂直,則m的值為________.動(dòng)直線l: mx-y=1被圓C:x2-2x+y2-8=0截得的最短弦長為________.
答案 0或2 2
解析 由兩直線垂直的充要條件得m×1+(-1)×m(m-1)=0,∴m=0或m=2;圓的半徑為3,當(dāng)圓心(1,0)到直線的距離最長即d==時(shí)弦長最短,此時(shí)弦長為2=2.
13.(1-2x)5展開式中x3的系數(shù)為________;所有項(xiàng)的系數(shù)和為________.
答案 -80?。?
解析 因?yàn)門k+1=C(-2)kxk
9、,令k=3,T4=-80x3,
所以x3的系數(shù)為-80,
設(shè)(1-2x)5=a0+a1x+…+a5x5,
令x=1,則a0+a1+…+a5=-1,
所以所有項(xiàng)的系數(shù)和為-1.
14.在△ABC中,若b=2,A=120°,三角形的面積S=,則c=________;三角形外接圓的半徑為________.
答案 2 2
解析 S==×2csin120°,解得c=2.
∴a2=22+22-2×2×2×cos120°=12,
解得a=2,
∴2R===4,
解得R=2.
15.已知橢圓C:+=1的左、右兩焦點(diǎn)為F1,F(xiàn)2,△ABC為橢圓的內(nèi)接三角形,已知A,且滿足++=0,則直
10、線BC的方程為_______________.
答案 14x-32y-27=0
解析 由++=0知點(diǎn)F2為△ABC的重心,
設(shè)D(x0,y0)為BC的中點(diǎn),
則=2,
所以解得
即D.
設(shè)B(x1,y1),C(x2,y2),
則
①-②得+=0,
即·=-,
因?yàn)閥1+y2=2y0=-,
x1+x2=2x0=,
所以直線BC的斜率k==,
所以直線BC的方程為y+=,
即14x-32y-27=0.
16.已知函數(shù)f(x)=x++c有兩個(gè)不同的零點(diǎn)x1,x2,且x1,x2∈(0,2),則b2+2bc+4b的取值范圍是__________________.
答案
11、(0,1)
解析 函數(shù)f(x)=x++c有兩個(gè)不同的零點(diǎn)x1,x2∈(0,2),等價(jià)于函數(shù)g(x)=x2+cx+b(x≠0)有兩個(gè)不同的零點(diǎn)x1,x2∈(0,2),則g(x)=(x-x1)(x-x2),所以x1x2=b,x1+x2=-c,則b2+2bc+4b=b(b+2c+4)=x1x2[x1x2-2(x1+x2)+4]=x1x2(2-x1)(2-x2)=x1(2-x1)·x2(2-x2)≤2·2=1,“=”成立的條件是x1=x2=1.因?yàn)閤1≠x2,所以“=”取不到.又因?yàn)閤1,x2∈(0,2),所以2-x1∈(0,2),2-x2∈(0,2),所以x1x2(2-x1)(2-x2)>0,所以
12、b2+2bc+4b的取值范圍是(0,1).
17.在平面四邊形ABCD中,AB=BC=1,AD=CD=,∠DAB=∠DCB=90°,點(diǎn)P為AD的中點(diǎn),M,N分別在線段BD,BC上,則PM+MN的最小值為________.
答案 1
解析 由題意得BD==,cos∠ADB=.
設(shè)DM=t(0
13、PM≥PM′==>,
所以y>,
則y≤舍去,即y≥1,
當(dāng)y=1時(shí),t=,
所以PM+MN的最小值為1.
三、解答題(本大題共5小題,共74分.)
18.(14分)已知函數(shù)f(x)=2sin(π-x)cosx+2cos2x-1.
(1)求f(x)的最小正周期;
(2)當(dāng)x∈時(shí),f(x)≥m恒成立,求m的取值范圍.
解 (1)f(x)=2sin(π-x)cosx+2cos2x-1
=2sinxcosx+cos2x
=sin2x+cos2x
=sin,
所以最小正周期T==π.
(2)因?yàn)閤∈,所以2x∈,
2x+∈,
所以當(dāng)2x+=-,即x=-時(shí),
sin有最
14、小值-,所以f(x)有最小值-1,
因?yàn)楫?dāng)x∈時(shí),f(x)≥m恒成立,所以m≤-1,
即m的取值范圍是(-∞,-1].
19.(15分)如圖,在直三棱柱ABC-A1B1C1中,△ABC為等腰直角三角形,AB=AC,D為BC的中點(diǎn).
(1)求證:A1C∥平面ADB1;
(2)若AB=AA1=,求直線A1D與平面ADB1所成角的正弦值.
解 (1)連接A1B(圖略),記AB1∩A1B=E,連接DE,
在直三棱柱ABC-A1B1C1中,
易知側(cè)面ABB1A1為矩形,
所以E是A1B的中點(diǎn),又D為BC的中點(diǎn),所以A1C∥DE,
又A1C?平面ADB1,DE?平面ADB1,
所
15、以A1C∥平面ADB1.
(2)方法一 因?yàn)锳B=AC=AA1=,△ABC為等腰直角三角形,
所以BC==2,所BD==1.
在Rt△B1BD中,tan∠BDB1==,
連接BC1,在Rt△B1BC1中,tan∠B1BC1==,
所以∠BDB1=∠B1BC1.
又∠BB1D+∠BDB1=,所以∠BB1D+∠B1BC1=,所以BC1⊥B1D.
因?yàn)锳B=AC,D為BC的中點(diǎn),所以AD⊥BC.
又在直三棱柱ABC-A1B1C1中,B1B⊥平面ABC,AD?平面ABC,所以B1B⊥AD.
又B1B∩BC=B,所以AD⊥平面B1BCC1,又BC1?平面B1BCC1,所以AD⊥BC1.
16、
因?yàn)锳D∩B1D=D,所以BC1⊥平面AB1D.
取CC1的中點(diǎn)F,連接DF,A1F,則DF∥BC1,DF⊥平面ADB1,則∠A1DF為直線A1D與平面ADB1所成角的余角,設(shè)直線A1D與平面ADB1所成的角為θ,則θ=-∠A1DF.
在△A1DF中,易知A1D==,A1F==,
DF==,
所以cos∠A1DF==,
故sinθ=sin=cos∠A1DF=,
所以直線A1D與平面ADB1所成角的正弦值為.
方法二 因?yàn)锳B=AC,D為BC的中點(diǎn),所以AD⊥BC,
又在直三棱柱ABC-A1B1C1中,B1B⊥平面ABC,
所以可以DA,DC所在直線,過點(diǎn)D且平行于B1
17、B的直線分別為x,y,z軸,建立如圖所示的空間直角坐標(biāo)系,
因?yàn)锳B=AC=AA1=,△ABC為等腰直角三角形,
所以A(1,0,0),D(0,0,0),A1(1,0,),B1(0,-1,),故=(-1,0,-),=(-1,0,0),
=(0,1,-),
設(shè)平面ADB1的法向量為n=(x,y,z),
則即
令z=1,得y=,則n=(0,,1)為平面ADB1的一個(gè)法向量,
設(shè)直線A1D與平面ADB1所成的角為θ,
則sinθ=|cos〈n,〉|==,
故直線A1D與平面ADB1所成角的正弦值為.
20.(15分)已知數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,且滿足2Sn=-an+n(n∈
18、N*).
(1)求證:數(shù)列為等比數(shù)列;
(2)求數(shù)列{an-1}的前n項(xiàng)和Tn.
(1)證明 2Sn=-an+n,
當(dāng)n≥2時(shí),2Sn-1=-an-1+n-1,
兩式相減,得2an=-an+an-1+1,即an=an-1+.
∴an-=,
所以數(shù)列為等比數(shù)列.
(2)解 由2S1=-a1+1,得a1=.由(1)知,數(shù)列是以-為首項(xiàng),為公比的等比數(shù)列.
所以an-=-n-1=-n,
∴an=-n+(n∈N*),
∴an-1=-n-,
∴Tn=-=-(n∈N*).
21.(15分)已知拋物線E:y2=8x,直線l:y=kx-4.
(1)若直線l與拋物線E相切,求直線l的
19、方程;
(2)設(shè)Q(4,0),直線l與拋物線E交于不同的兩點(diǎn)A(x1,y1),B(x2,y2),若存在點(diǎn)C,滿足AC⊥QC,且線段OC與AB互相平分(O為原點(diǎn)),求x2的取值范圍.
解 (1)方法一 當(dāng)k=0時(shí),直線與拋物線不相切,所以k≠0.
由得k2x2-8(k+1)x+16=0,
由k2≠0及Δ=64(k+1)2-64k2=0,得k=-,
所以,所求的直線l的方程為x+2y+8=0.
方法二 直線l恒過點(diǎn)(0,-4),
由y2=8x,得y=±,
設(shè)切點(diǎn)為(x0,y0),由題意得,直線與拋物線在x軸下方的圖象相切,
則y=-,所以y′|=-,
所以切線方程為y+=-(x
20、-x0),
將坐標(biāo)(0,-4)代入得x0=8,
即切點(diǎn)為(8,-8),再將該點(diǎn)代入y=kx-4得,k=-,
所以所求的直線l的方程為x+2y+8=0.
(2)由得k2x2-8(k+1)x+16=0,且k≠0,
因?yàn)棣ぃ?4(k+1)2-64k2>0,且k≠0,
所以k>-,且k≠0,
所以x1+x2=,
所以y1+y2=k(x1+x2)-8=,
因?yàn)榫€段OC與AB互相平分,所以四邊形OACB為平行四邊形.
所以=+=(x1+x2,y1+y2)
=,即C.
因?yàn)锳C⊥QC,
方法一 所以kAC·kQC=-1,
又kQC==,
又kAC=kOB==k-,
所以·=
21、-1,
所以=k++2,
所以若k>0,則≥2+2=2(+1),
當(dāng)且僅當(dāng)k=時(shí)取等號(hào),
此時(shí)00,則≥2+2=2(+1),
當(dāng)且僅當(dāng)k=時(shí)取等號(hào),
此時(shí)0
22、0,4(-1)].
22.(15分)已知函數(shù)f(x)=ae2x-aex-xex(a≥0,e=2.718…,e為自然對(duì)數(shù)的底數(shù)),若f(x)≥0對(duì)于x∈R恒成立.
(1)求實(shí)數(shù)a的值;
(2)證明:f(x)存在唯一極大值點(diǎn)x0,且+≤f(x0)<.
(1)解 由f(x)=ex(aex-a-x)≥0對(duì)于x∈R恒成立,
設(shè)函數(shù)g(x)=aex-a-x,
可得g(x)=aex-a-x≥0對(duì)于x∈R恒成立,
∵g(0)=0,∴g(x)≥g(0),
從而x=0是g(x)的一個(gè)極小值點(diǎn),
∵g′(x)=aex-1,∴g′(0)=a-1=0,即a=1.
當(dāng)a=1時(shí),g(x)=ex-1-
23、x,g′(x)=ex-1,
∵x∈(-∞,0)時(shí),g′(x)<0,g(x)在(-∞,0)上單調(diào)遞減,
x∈(0,+∞)時(shí),g′(x)>0,g(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞增,
∴g(x)≥g(0)=0,即f(x)≥0,∴a=1.
(2)證明 當(dāng)a=1時(shí),f(x)=e2x-ex-xex,
f′(x)=ex(2ex-x-2).
令h(x)=2ex-x-2,則h′(x)=2ex-1,
∴當(dāng)x∈(-∞,-ln2)時(shí),
h′(x)<0,h(x)在(-∞,-ln2)上為減函數(shù);
當(dāng)x∈(-ln2,+∞)時(shí),h′(x)>0,
h(x)在(-ln2,+∞)上為增函數(shù),且h(0)=0,
∵h(yuǎn)
24、(-1)<0,h(-2)>0,
∴在(-2,-1)上存在x=x0滿足h(x0)=0,
∵h(yuǎn)(x)在(-∞,-ln2)上為減函數(shù),
∴當(dāng)x∈(-∞,x0)時(shí),h(x)>0,
即f′(x)>0,f(x)在(-∞,x0)上為增函數(shù),
當(dāng)x∈(x0,-ln2)時(shí),h(x)<0,
即f′(x)<0,f(x)在(x0,-ln2)上為減函數(shù),
當(dāng)x∈(-ln2,0)時(shí),h(x)h(0)=0,
即f′(x)>0,f(x)在(0,+∞)上為增函數(shù),
∴f(x)在(-ln2,+∞)上只有一個(gè)極小值點(diǎn)0,
綜上可知,f(x)存在唯一的極大值點(diǎn)x0,
且x0∈(-2,-1).
∵h(yuǎn)(x0)=0,∴2-x0-2=0,
∴f(x0)=-x0
=2-(x0+1)
=-,x0∈(-2,-1),
∵當(dāng)x∈(-2,-1)時(shí),-<,
∴f(x0)<;
∵ln∈(-2,-1),
∴f(x0)≥f?=+;
綜上知+≤f(x0)<.
15