題目列表(包括答案和解析)
【必做題】第22題、第23題,每題10分,共計20分.請在答題卡指定區域內作答,解答時應寫出
文字說明、證明過程或演算步驟。http://www.mathedu.cn
22. (本小題滿分10分)
如圖,在正四棱柱中,
,點
是
的中點,點
在
上,設二面角
的大小為
。
(1)當時,求
的長;
(2)當時,求
的長。
[選做題]本題包括A、B、C、D四小題,請選定其中兩題,并在相應的答題區域內作答。若多做,則按作答的前兩題評分。解答時應寫出文字說明、證明過程或演算步驟。
A. 選修4-1:幾何證明選講
AB是圓O的直徑,D為圓O上一點,過D作圓O的切線交AB延長線于點C,若DA=DC,求證:AB=2BC。
B. 選修4-2:矩陣與變換
在平面直角坐標系xOy中,已知點A(0,0),B(-2,0),C(-2,1)。設k為非零實數,矩陣M=,N=
,點A、B、C在矩陣MN對應的變換下得到點分別為A1、B1、C1,△A1B1C1的面積是△ABC面積的2倍,求k的值。
C. 選修4-4:坐標系與參數方程
在極坐標系中,已知圓ρ=2cosθ與直線3ρcosθ+4ρsinθ+a=0相切,求實數a的值。
D. 選修4-5:不等式選講
設a、b是非負實數,求證:。
[必做題]第22題、第23題,每題10分,共計20分。請在答題卡指定區域內作答,解答時應寫出文字說明、證明過程或演算步驟。
一、填空題:本大題共14小題,每小題5分,計70分.
1. 2.
3.
4.
5.68 6. 4 7. 7 8.
9.
10. 若點P在兩漸近線上的射影分別為
、
,則
必為定值
11.②③
12.
13.1 14.
二、解答題:本大題共6小題,計90分.
15. 解: (Ⅰ)因為,∴
,則
…………………………………………(4分)
∴……………………………………………………………………………(7分)
(Ⅱ)由,得
,∴
…………………………………………(9分)
則 …………………………………………(11分)
由正弦定理,得,∴
的面積為
………………………(14分)
16. (Ⅰ)解:因為,
,且
,
所以……………………………………………………………………………………………(4分)
又,所以四邊形
為平行四邊形,則
……………………………………(6分)
而,故點
的位置滿足
………………………………………………………(7分)
(Ⅱ)證: 因為側面底面
,
,且
,
所以,則
…………………………………………………………………(10分)
又,且
,所以
…………(13分)
而,所以
…………………………………………………(14分)
17. 解:(Ⅰ)因為,所以
的面積為
(
)………………………(2分)
設正方形的邊長為
,則由
,得
,
解得,則
…………………………………………………………………(6分)
所以,則
………………(9分)
(Ⅱ)因為,所以
……………(13分)
當且僅當時取等號,此時
.所以當
長為
時,
有最小值1…………………(15分)
18. 解:(Ⅰ)設圓心,則
,解得
…………………………………(3分)
則圓的方程為
,將點
的坐標代入得
,故圓
的方程為
………(5分)
(Ⅱ)設,則
,且
…………………………(7分)
==
,所以
的最小值為
(可由線性規劃或三角代換求得)…(10分)
(Ⅲ)由題意知, 直線和直線
的斜率存在,且互為相反數,故可設
,
,由
,得
………(11分)
因為點的橫坐標
一定是該方程的解,故可得
………………………………(13分)
同理,,所以
=
所以,直線和
一定平行…………………………………………………………………………(15分)
19. (Ⅰ)解:因為…………………………………(2分)
由;由
,所以
在
上遞增,
在上遞減 …………………………………………………………………………………………(4分)
欲在
上為單調函數,則
………………………………………………………(5分)
(Ⅱ)證:因為在
上遞增,在
上遞減,所以
在
處取得極小值
(7分)
又,所以
在
上的最小值為
…………………………………(9分)
從而當時,
,即
…………………………………………………………(10分)
(Ⅲ)證:因為,所以
即為
,
令,從而問題轉化為證明方程
=0
在上有解,并討論解的個數……………………………………………………………………(12分)
因為,
,所以
①當時,
,所以
在
上有解,且只有一解 ……(13分)
②當時,
,但由于
,
所以在
上有解,且有兩解 …………………………………………………………(14分)
③當時,
,所以
在
上有且只有一解;
當時,
,
所以在
上也有且只有一解…………………………………………………………(15分)
綜上所述, 對于任意的,總存在
,滿足
,
且當時,有唯一的
適合題意;當
時,有兩個
適合題意…………(16分)
(說明:第(Ⅱ)題也可以令,
,然后分情況證明
在其值域內,并討論直線
與函數
的圖象的交點個數即可得到相應的
的個數)
20.(Ⅰ)解:由題意得,,所以
=
……………………(4分)
(Ⅱ)證:令,
,則
=1………………………………………………(5分)
所以=
(1),
=
(2),
(2)―(1),得―
=
,
化簡得(3)……………………………………………………………(7分)
(4),(4)―(3)得
…………(9分)
在(3)中令,得
,從而
為等差數列 …………………………………………(10分)
(Ⅲ)記,公差為
,則
=
…………………(12分)
則,
…………………………………………(14分)
則,當且僅當
,即
時等號成立……………(16分)
數學附加題部分
21.A.(幾何證明選講選做題)
解:因為PB=PD+BD=1+8=9,=PD?BD=9,PA=3,AE=PA=3,連結AD,在
中,得
……(5分)
又,所以
…………………………………………………………………(10分)
B.(矩陣與變換選做題)
解: (Ⅰ)設,則有
=
,
=
,
所以,解得
…………………………………………………………(4分)
所以M=,從而
=
………………………………………………………………(7分)
(Ⅱ)因為且m:2
,
所以2(x+2y)-(3x+4y)=4,即x+4 =0,這就是直線l的方程 ………………………………………(10分)
C.(坐標系與參數方程選做題)
解:將極坐標方程轉化為普通方程:
……………………………………………(2分)
可化為
…………………………………………………………(5分)
在上任取一點A
,則點A到直線的距離為
,它的最大值為4
……………………………(10分)
D.(不等式選講選做題)
證:左=…(5分)
……………………(10分)
22.解:以OA、OB所在直線分別x軸,y軸,以過O且垂直平面ABCD的直線為z軸,建立空間直角坐標系,則,
…(2分)
(Ⅰ)設平面PDB的法向量為
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