【分析】设AC,A1C1的中点分别为O,O1,以{间直角坐标系O﹣xyz, (1)由|cos值;
|=
}为基底,建立空
可得异面直线BP与AC1所成角的余弦
(2)求得平面AQC1的一个法向量为,设直线CC1与平面AQC1所成角的正弦值为θ, 可得sinθ=|cos的正弦值.
【解答】解:如图,在正三棱柱ABC﹣A1B1C1中, 设AC,A1C1的中点分别为O,O1, 则,OB⊥OC,OO1⊥OC,OO1⊥OB, 故以{
}为基底,
|=
,即可得直线CC1与平面AQC1所成角
建立空间直角坐标系O﹣xyz, ∵AB=AA1=2,A(0,﹣1,0),B(C(0,1,0), A1(0,﹣1,2),B1(
,0,2),C1(0,1,2).
, . ,0,0),
(1)点P为A1B1的中点.∴∴
,
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|cos|===; )
.
∴异面直线BP与AC1所成角的余弦值为:(2)∵Q为BC的中点.∴Q(∴
,
,
设平面AQC1的一个法向量为=(x,y,z),
由,可取=(,﹣1,1),
设直线CC1与平面AQC1所成角的正弦值为θ, sinθ=|cos
|=
=
.
,
∴直线CC1与平面AQC1所成角的正弦值为
【点评】本题考查了向量法求空间角,属于中档题.
26.设n∈N*,对1,2,……,n的一个排列i1i2……in,如果当s<t时,有is>it,则称(is,it)是排列i1i2……in的一个逆序,排列i1i2……in的所有逆序的总个数称为其逆序数.例如:对1,2,3的一个排列231,只有两个逆序(2,1),(3,1),则排列231的逆序数为2.记fn(k)为1,2,…,n的所有排列中逆序数为k的
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全部排列的个数.
(1)求f3(2),f4(2)的值;
(2)求fn(2)(n≥5)的表达式(用n表示).
【分析】(1)由题意直接求得f3(2)的值,对1,2,3,4的排列,利用已有的1,2,3的排列,将数字4添加进去,4在新排列中的位置只能是最后三个位置,由此可得f4(2)的值;
(2)对一般的n(n≥4)的情形,可知逆序数为0的排列只有一个,逆序数为1的排列只能是将排列12…n中的任意相邻两个数字调换位置得到的排列,fn(1)=n﹣1.
为计算fn+1(2),当1,2,…,n的排列及其逆序数确定后,将n+1添加进原排列,n+1在新排列中的位置只能是最后三个位置,可得fn+1(2)=fn(2)+fn(1)+fn(0)=fn(2)+n,则当n≥5时,fn(2)=[fn(2)﹣fn﹣1(2)]+[fn﹣1(2)﹣fn﹣2(2)]+…+[f5(2)﹣f4(2)]+f4(2),则fn(2)(n≥5)的表达式可求. 【解答】解:(1)记μ(abc)为排列abc得逆序数,对1,2,3的所有排列,有
μ(123)=0,μ(132)=1,μ(231)=2,μ(321)=3, ∴f3(0)=1,f3(1)=f3(2)=2,
对1,2,3,4的排列,利用已有的1,2,3的排列,将数字4添加进去,4在新排列中的位置只能是最后三个位置. 因此,f4(2)=f3(2)+f3(1)+f3(0)=5;
(2)对一般的n(n≥4)的情形,逆序数为0的排列只有一个:12…n,∴fn(0)=1.
逆序数为1的排列只能是将排列12…n中的任意相邻两个数字调换位置得到的排列,fn(1)=n﹣1.
为计算fn+1(2),当1,2,…,n的排列及其逆序数确定后,将n+1添加进原排列,n+1在新排列中的位置只能是最后三个位置. 因此,fn+1(2)=fn(2)+fn(1)+fn(0)=fn(2)+n.
当n≥5时,fn(2)=[fn(2)﹣fn﹣1(2)]+[fn﹣1(2)﹣fn﹣2(2)]+…+[f5(2)﹣f4(2)]+f4(2)
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=(n﹣1)+(n﹣2)+…+4+f4(2)=因此,当n≥5时,fn(2)=
.
.
【点评】本题主要考查计数原理、排列等基础知识,考查运算求解能力和推理论证能力,是中档题.
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