由(1)知:BC∥AD, 所以AD⊥平面PDC,
因为PD?平面PDC,所以AD⊥PD. 设点C到平面PDA的距离为h. 因为VC﹣PDA=VP﹣ACD, 所以
,
所以h==,
所以点C到平面PDA的距离是.
【点评】本题考查平面与平面垂直的性质,线面垂直与线线垂直的判定,考查三棱锥体积等知识,注意解题方法的积累,属于中档题.
19.(14分)设数列 {an}的前n项和为Sn,n∈N*.已知a1=1,a2=,a3=,且当n≥2时,4Sn+2+5Sn=8Sn+1+Sn﹣1. (1)求a4的值;
(2)证明:{an+1﹣an}为等比数列; (3)求数列{an}的通项公式.
【分析】(1)直接在数列递推式中取n=2,求得
;
(2)由4Sn+2+5Sn=8Sn+1+Sn﹣1(n≥2),变形得到4an+2+an=4an+1(n≥2),进一步得到
,由此可得数列{
}是以
为首项,公比为的
等比数列; (3)由{
}是以为首项,公比为
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的等比数列,可得
.进一步得到,说明{}是以为
首项,4为公差的等差数列,由此可得数列{an}的通项公式. 【解答】(1)解:当
n=2,
解得:
;
时,4S4+5S2=8S3+S1,即
(2)证明:∵4Sn+2+5Sn=8Sn+1+Sn﹣1(n≥2),∴4Sn+2﹣4Sn+1+Sn﹣Sn﹣1=4Sn+1﹣4Sn(n≥2),
即4an+2+an=4an+1(n≥2), ∵
,∴4an+2+an=4an+1.
∵=.
∴数列{}是以=1为首项,公比为的等比数列; }是以
为首项,公比为的等比数列,
(3)解:由(2)知,{∴即
. ,
∴{}是以为首项,4为公差的等差数列,
∴,即,
∴数列{an}的通项公式是.
【点评】本题考查了数列递推式,考查了等比关系的确定,考查了等比数列的通项公式,关键是灵活变形能力,是中档题.
20.(14分)已知过原点的动直线l与圆C1:x2+y2﹣6x+5=0相交于不同的两点A,
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B.
(1)求圆C1的圆心坐标;
(2)求线段AB 的中点M的轨迹C的方程;
(3)是否存在实数 k,使得直线L:y=k(x﹣4)与曲线 C只有一个交点?若存在,求出k的取值范围;若不存在,说明理由.
【分析】(1)通过将圆C1的一般式方程化为标准方程即得结论;
(2)设当直线l的方程为y=kx,通过联立直线l与圆C1的方程,利用根的判别式大于0、韦达定理、中点坐标公式及参数方程与普通方程的相互转化,计算即得结论;
(3)通过联立直线L与圆C1的方程,利用根的判别式△=0及轨迹C的端点与点(4,0)决定的直线斜率,即得结论. 【解答】解:(1)∵圆C1:x2+y2﹣6x+5=0, 整理,得其标准方程为:(x﹣3)2+y2=4, ∴圆C1的圆心坐标为(3,0);
(2)设当直线l的方程为y=kx、A(x1,y1)、B(x2,y2), 联立方程组
,
消去y可得:(1+k2)x2﹣6x+5=0, 由△=36﹣4(1+k2)×5>0,可得k2< 由韦达定理,可得x1+x2=
,
∴线段AB的中点M的轨迹C的参数方程为,其中﹣<k<,
∴线段AB的中点M的轨迹C的方程为:(x﹣)2+y2=,其中<x≤3; (3)结论:当k∈(﹣线C只有一个交点. 理由如下:
,
)∪{﹣,}时,直线L:y=k(x﹣4)与曲
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联立方程组,
消去y,可得:(1+k2)x2﹣(3+8k2)x+16k2=0, 令△=(3+8k2)2﹣4(1+k2)?16k2=0,解得k=±, 又∵轨迹C的端点(,±
)与点(4,0)决定的直线斜率为±
,
∴当直线L:y=k(x﹣4)与曲线C只有一个交点时, k的取值范围为[﹣
,
]∪{﹣,}.
【点评】本题考查求轨迹方程、直线与曲线的位置关系问题,注意解题方法的积累,属于难题.
21.(14分)设 a为实数,函数 f(x)=(x﹣a)2+|x﹣a|﹣a(a﹣1). (1)若f(0)≤1,求a的取值范围; (2)讨论 f(x)的单调性;
(3)当a≥2 时,讨论f(x)+ 在区间 (0,+∞)内的零点个数.
【分析】(1)利用f(0)≤1,得到|a|+a﹣1≤0,对a分类讨论求解不等式的解集即可.
(2)化简函数f(x)的解析式,通过当x<a时,当x≥a时,利用二次函数f(x)的对称轴求解函数的单调区间即可.
(3)化简F(x)=f(x)+,求出函数的导数,利用导函数的符号,通过a的讨论判断函数的单调性,然后讨论函数的零点的个数.
【解答】解:(1)若f(0)≤1,即:a2+|a|﹣a(a﹣1)≤1.可得|a|+a﹣1≤0, 当a≥0时,a
,可得a∈[0,].
当a<0时,|a|+a﹣1≤0,恒成立. 综上a
.
;
∴a的取值范围:
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