如果x是实数,且x??1,x?0,n为大于1的自然数,用数学归纳法证明:
(1?x)n?1?nx.
【答案】证明见解析.
【解析】试题分析:首先证明当n?2时,不等式成立,再假设n?k时,不等式成立;在假设的基础上证明当n?k?1时不等式也成立,最后得出结论不等式成立,要注意
n?k,n?k?1两种情况下不等式的变化.
试题解析:
当n?2时,(1?x)2?1?2x?x2?1?2x,不等式成立, 假设当n?k时不等式成立,即(1?x)k?1?kx, 则
当
k?1k??x1?k??kxn?k?1时,
(?x?)x?1k2(?(x.
1?1k))?即当n?k?1时,不等式也成立. 综上,(1?x)n?1?nx. 【考点】数学归纳法.
????????3219.已知?ABC中,BD??BC(0???1),cosC?,cos?ADC?.
510(1)若AC?5,BC?7,求AB的大小; (2)若AC?7,BD?10,求?ABC的面积. 【答案】(1)42;(2)42.
【解析】试题分析:(1)已知两边及夹角,求第三边,直接用余弦定理可得;(2)从已
1AC?BCsinC求得面积,在ΔADC中,可2先求得?CAD,然后用正弦定理求得DC,从而得面积.
知发现只要求出CD的长就可用公式S?试
题
解
析
:
(
1
)
由
余
弦
定
理
可
知
,
AB?AC2?BC2?2AC?BC?cosC?25?49?2?5?7?3?42 52(2)依题意,sinC?1?cosC?472,sin?ADC?1?cos2?ADC?, 510
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所以S?ABC?114AC?BCsinC??7?15??42. 225【考点】余弦定理,正弦定理,两角和与差的余弦公式,三角函数的同角关系.
20.长郡中学为研究学生的身体素质与课外体育锻炼时间的关系,对该校200名高三学生的课外体育锻炼平均每天运动的时间进行调查,如下表:(平均每天锻炼的时间单位:分钟) 平均每天[0,10) 锻炼的时间(分钟) 总人数 20 [10,20) 36 [20,30) 44 [30,40) 50 [40,50) 40 [50,60) 10 将学生日均课外体育运动时间在[40,60)上的学生评价为“课外体育达标”.
(1)请根据上述表格中的统计数据填写下面2?2列联表,并通过计算判断是否能在犯错误的概率不超过0.01的前提下认为“课外体育达标”与性别有关?
男 女 合计 课外体育不达标 课外体育达标 20 合计 110 (2)将上述调查所得到的频率视为概率,现在从该校高三学生中,抽取3名学生,记被抽取的3名学生中的“课外体育达标”学生人数为X,若每次抽取的结果是相互独立的,求X的数学期望和方差.
n(ad?bc)2参考公式:k?,其中n?a?b?c?d.
(a?b)(c?d)(a?c)(b?d)2参考数据:
P(K2?k0) 0.10 2.706 0.05 3.841 0.025 5.024 0.010 6.635 0.005 7.879 0.001 10.828 k0 【答案】(1)列联表见解析,不能判断“课外体育达标”与性别有关;(2)期望为方差为
3,49. 1622【解析】试题分析:(1)从所给数据知体育达标有50人,不达标有150人,再根据列联表中数据可填写表格,再由K计算公式计算出K即知结论;(2)从条件知随机变量X~B(3,),由二项公布的期望公式及方差公式易得期望与方差. 试题解析:(1) 男 女 合计 214课外体育不达标 60 90 150 课外体育达标 30 20 50 合计 90 110 200 200(60?20?30?90)2200K???6.060?6.635
150?50?90?11033第 10 页 共 16 页
所以在犯错误的概率不超过0.01的前提下不能判断“课外体育达标”与性别有关. (2)由表中数据可得,抽到“课外体育达标”学生的频率为0.25,将频率视为概率, ∴X~B(3,), ∴E(X)?3?1413139?,D(X)?3???. 444416【考点】列联表,独立性检验,二项分布.
21.在四棱锥P?ABCD中,设底面ABCD是边长为1的正方形,PA?面ABCD.
(1)求证:PC?BD;
(2)过BD且与直线PC垂直的平面与PC交于点E,当三棱锥E?BCD的体积最大时,求二面角E?BD?C的大小. 【答案】(1)证明见解析;(2)
?. 4【解析】试题分析:(1)要证线线垂直,可利用线面垂直的性质定理,即先证线面垂直,题中由正方形有BD?AC,由已知线面垂直有BD?PA,从而可证BD与平面PAC垂直,从而得证题设结论;(2)求二面角,一般建立空间直角坐标系,用空间向量法求解,题中有AB,AD,AP两两垂直,以他们为坐标轴建立空间直角坐标系,由三棱锥
E?BDC体积最大时,求得PA的长,然后写出各点坐标,同时计算出E点坐标,求得平面EBD和平面CBD的法向量,求出法向量夹角,可观察出此二面角为锐角,从
而得二面角.
试题解析:(1)∵四边形ABCD是正方形,∴BD?AC,PA?平面ABCD, 由此推出PA?BD, 又AC?PA?A,
∴BD?平面PAC,而PC?平面PAC,所以推出PC?BD. (2)设PA?x,三棱锥E?BCD的底面积为定值,求得它的高h?x, 2x?2当x?22,即x?2时,h最大值为,三棱锥E?BCD的体积达到最大值为x41122. ??1?1??32424以点A为坐标原点,AB为x轴,AD为y轴,PA为z轴建立空间直角坐标系,则
????????B(1,0,0),C(1,1,0),D(0,1,0),P(0,0,2),令E(x,y,z),PE??PC,
????????3332BE?PC,得??,∴E(,,?),
4444?????????132'''设n?(x,y,z)是平面EBD的一个法向量,BD?(?1,1,0),BE?(?,,? ),
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????????n?BD?0则?????,得n?(1,1,2). ???n?BE?0????又AP?(0,0,2)是平面BCD的一个法向量, ??????2∴cos?n,AP??,∴二面角E?BD?C为.
42【考点】线面垂直的判断与性质,二面角.
【名师点睛】求二面角,通常是用空间向量法,即建立空间直角坐标系,写出各点坐标,求出二面角两个面的法向量,由法向量的夹角求得二面角.在用这种方法求解时,有一个易错的地方就是不判断二面角是锐角不是钝角,就想当然地认为法向量的夹角就是等于二面角.
22.已知点C为圆(x?1)2?y2?8的圆心,P是圆上的动点,点Q在圆的半径CP上,
??????????????????APM且有点A(1,0)和上的点,满足MQ?AP?0,AP?2AM.
(1)当点P在圆上运动时,求点Q的轨迹方程;
(2)若斜率为k的直线l与圆x2?y2?1相切,直线l与(1)中所求点Q的轨迹交于
?????43???不同的两点F,H,O是坐标原点,且?OF?OH?时,求k的取值范围.
45x22332?y2?1;【答案】(1)(2)?或 ?k???k?22332??????????????????【解析】试题分析:(1)从条件MQ?AP?0,AP?2AM知MQ是线段AP的垂直
平分线,从而得|CP|?|QC|?|QP|?|QC|?|QA|?22,因此以点Q的轨迹是以点(2)直线与椭圆相交问题,首先设直线方程C,A为焦点的椭圆,由此易得轨迹方程;
22为y?kx?b,由它与圆相切可得b?k?1,设直线与椭圆的交点为
F(x1,y1),H(x2,y2),把直线方程与椭圆方程联立后消元整理可得x诉一元二次方程,
从
而
有
x1?x2,x1x2,同时注意
Δ?0,接着计算
????????OF?OH?x1x2?y1y2?(1?k2)x1x2?kb(x1?x2)?b2,代入刚才的结论得到用k表????????示的OF?OH,代入已知不等式可得k的范围.
试题解析:(1)由题意知:MQ是线段AP的垂直平分线,所以
|CP|?|QC|?|QP|?|QC|?|QA|?22?|CA|?2
所以点Q的轨迹是以点C,A为焦点,焦距为2,长轴为22的椭圆,
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