(2)用X,Y分别表示这4个人中去A,B两地的人数,记ξ=X?Y,求随机变量ξ的分布列与数学期望E(ξ). 【分析】(1)由题意这4人中,每个人去A地旅游的概率为,去B地旅游的概率为,设“这4个人中恰有i人去A地旅游”为事件A(1,2,3,4),P(Ai)=ii=0,
,
由此能求出这4个人恰好有1个人去A地的概率.
(2)由题意ξ的可能取值为0,3,4,分别求出相应的概率,由此能求出随机变量ξ的分布列与数学期望E(ξ). 【解答】解:(1)由题意这4人中,每个人去A地旅游的概率为,去B地旅游的概率为, 设“这4个人中恰有i人去A地旅游”为事件Ai(i=0,1,2,3,4), ∴P(Ai)=
,
∴这4个人恰好有1个人去A地的概率: P(A1)=
=
.
(2)由题意ξ的可能取值为0,3,4, P(ξ=0)=P(A0)+P(A4)=P(ξ=3)=P(A1)+P(A3)=P(ξ=4)=P(A2)=∴ξ的分布列为: ξ 0 P Eξ=
═
=+,
,
=
,
3 =.
4 【点评】本题考查概率的求法,考查离散型随机变量的分布列和数学期望的求法,是中档题,解题时要认真审题,注意n次独立重复试验中事件A恰好发生k次的概率计算公式的合理运用.
19.(12分)(2016?河南校级二模)如图所示,在四棱柱ABCD﹣A1B1C1D1中,底面ABCD是梯形,AD∥BC,侧面ABB1A1为菱形,∠DAB=∠DAA1. (Ⅰ)求证:A1B⊥AD; (Ⅱ)若AD=AB=2BC,∠A1AB=60°,点D在平面ABB1A1上的射影恰为线段A1B的中点,求平面DCC1D1与平面ABB1A1所成锐二面角的余弦值.
【分析】(Ⅰ)通过已知条件易得
=
、∠DAB=∠DAA1,利用
=0即得
A1B⊥AD;
(Ⅱ)通过建立空间直角坐标系O﹣xyz,平面DCC1D1与平面ABB1A1所成锐二面角的余弦值即为平面ABB1A1的法向量与平面DCC1D1的一个法向量的夹角的余弦值,计算即可. 【解答】(Ⅰ)通过条件可知
=
、∠DAB=∠DAA1,利用
=即得A1B
⊥AD;
(Ⅱ)解:设线段A1B的中点为O,连接DO、AB1, 由题意知DO⊥平面ABB1A1.
因为侧面ABB1A1为菱形,所以AB1⊥A1B,
故可分别以射线OB、射线OB1、射线OD为x轴、y轴、z轴 的正方向建立空间直角坐标系O﹣xyz,如图所示. 设AD=AB=2BC=2a,由∠A1AB=60°可知|0B|=a,所以B1(0,由
=a,从而A(0,
a,0),D(0,0,a),所以可得C(a,
a,a),所以
=
,
a,0),B(a,0,0), =(﹣a,=(a,
a,0).
a,﹣a),
设平面DCC1D1的一个法向量为=(x0,y0,z0),
由?=?=0,得,
取y0=1,则x0=,z0=
,所以=(,1,).
又平面ABB1A1的法向量为所以
=
=D(0,0,a),
=
=
,
故平面DCC1D1与平面ABB1A1所成锐二面角的余弦值为
.
【点评】本题考查二面角,空间中两直线的位置关系,向量数量积运算,注意解题方法的积累,建立坐标系是解决本题的关键,属于中档题.
20.(12分)(2016?太原校级二模)已知椭圆C:
+
=1(a>b>0)的右焦点为F(1,
0),且点P(1,)在椭圆C上,O为坐标原点.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)设过定点T(0,2)的直线l与椭圆C交于不同的两点A、B,且∠AOB为锐角,求直线l的斜率k的取值范围; (3)过椭圆C1:
+
=1上异于其顶点的任一点P,作圆O:x+y=的两条切线,
2
2
切点分别为M,N(M,N不在坐标轴上),若直线MN在x轴、y轴上的截距分别为m、n,证明:
+
为定值.
【分析】(1)由焦点坐标确定出c的值,根据椭圆的性质列出a与b的方程,再将P点坐标代入椭圆方程列出关于a与b的方程,联立求出a与b的值,确定出椭圆方程即可; (2)设直线l方程为y=kx+2,A(x1,y1)、B(x2,y2),联立l与椭圆方程,消去y得到关于x的一元二次方程,利用韦达定理表示出x1+x2与x1x2,根据∠AOB为锐角,得到
?
>0,即x1x2+y1y2>0,即可确定出k的范围;
(3)由题意:确定出C1的方程,设点P(x1,y1),M(x2,y2),N(x3,y3),根据M,N不在坐标轴上,得到直线PM与直线OM斜率乘积为﹣1,确定出直线PM的方程,同理可得直线PN的方程,进而确定出直线MN方程,求出直线MN与x轴,y轴截距m与n,即可确定出所求式子的值为定值. 【解答】解:(1)由题意得:c=1, 22
∴a=b+1,
又因为点P(1,)在椭圆C上,
∴+
2
=1,
2
解得:a=4,b=3, 则椭圆标准方程为
+
=1;
(2)设直线l方程为y=kx+2,A(x1,y1)、B(x2,y2), 联立
,消去y得:(4k+3)x+16kx+4=0,
2
2
∵△=12k﹣3>0,∴k>, ∴x1+x2=﹣
,x1x2=
?
,
>0,即x1x2+y1y2>0,
2
22
∵∠AOB为锐角,∴
∴x1x2+(kx1+2)(kx2+2)>0,即(1+k)x1x2+2k(x1+x2)+4>0, 整理得:(1+k)?
2
2
+2k?
2
+4>0,即>0,
整理得:k<,即<k<, 解得:﹣
<k<﹣或<k<
;
(3)由题意:C1:
+=1,
设点P(x1,y1),M(x2,y2),N(x3,y3), ∵M,N不在坐标轴上,∴kPM=﹣
=﹣
,
∴直线PM的方程为y﹣y2=﹣(x﹣x2),
化简得:x2x+y2y=④,
同理可得直线PN的方程为x3x+y3y=⑤,
把P点的坐标代入④、⑤得,
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