【分析】设右焦点为F′,连接MF′,NF′,由于|MF′|+|NF′|≥|MN|,可得当直线x=a过右焦点时,△FMN的周长最大.c=面积S.
【解答】解:设右焦点为F′,连接MF′,NF′,∵|MF′|+|NF′|≥|MN|, ∴当直线x=a过右焦点时,△FMN的周长最大. 由椭圆的定义可得:△FMN的周长的最大值=4a=4c=
=1.
=1,解得y=±=
.
. .
=1.把c=1代入椭圆标准方程可得:
=1,解得y,即可得出此时△FMN的
把c=1代入椭圆标准方程可得:∴此时△FMN的面积S=故选:C.
11.四面体A﹣BCD中,AB=CD=10,AC=BD=2A.50π B.100π
C.200π
,AD=BC=2
,则四面体A﹣BCD外接球的表面积为( )
D.300π
【考点】LE:棱柱、棱锥、棱台的侧面积和表面积.
【分析】由题意可采用割补法,考虑到四面体ABCD的四个面为全等的三角形,所以可在其每个面补上一个以10,2
,2
为三边的三角形作为底面,且以分别为x,y,z,长、两两垂直的侧棱的三棱锥,从
而可得到一个长、宽、高分别为x,y,z的长方体,由此能求出球的半径,进而求出球的表面积. 【解答】解:由题意可采用割补法,考虑到四面体ABCD的四个面为全等的三角形, 所以可在其每个面补上一个以10,2
,2
为三边的三角形作为底面,
且以分别为x,y,z,长、两两垂直的侧棱的三棱锥, 从而可得到一个长、宽、高分别为x,y,z的长方体, 并且x2+y2=100,x2+z2=136,y2+z2=164, 设球半径为R,则有(2R)2=x2+y2+z2=200, ∴4R2=200,
∴球的表面积为S=4πR2=200π. 故选C.
12.设函数f(x)满足2x2f(x)+x3f'(x)=ex,f(2)=当x∈ .
【考点】9H:平面向量的基本定理及其意义.
,则x∈=e2﹣=(x﹣2),
【分析】根据题意画出图形,结合图形,设外接圆的半径为r,对析式,利用基本不等式求出p+q的取值范围. 【解答】解:如图所示,△ABC中,∠A=设|
,∴∠BOC=
;
=p+q两边平方,建立p、q的解
=r,则O为△ABC外接圆圆心;
∵∴
22
=p+q=
22
,
=r2,
2
即pr+qr+2pqrcos∴p+q﹣pq=1, ∴(p+q)2=3pq+1;
2
2
=r,
2
又M为劣弧AC上一动点, ∴0≤p≤1,0≤q≤1, ∴p+q≥2∴pq≤
, =
,
∴1≤(p+q)2≤(p+q)2+1, 解得1≤(p+q)2≤4, ∴1≤p+q≤2; 即p+q的取值范围是. 故答案为:.
三、解答题(本大题共7小题,共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.)
17.在△ABC中,角A、B、C所对的边分别是a、b、c,已知sinB+sinC=msinA(m∈R),且a2﹣4bc=0. (1)当a=2,
时,求b、c的值;
(2)若角A为锐角,求m的取值范围. 【考点】HR:余弦定理.
【分析】(1)sinB+sinC=msinA(m∈R),利用正弦定理可得:b+c=ma,且a﹣4bc=0.a=2,解出即可得出.
(2)利用余弦定理、不等式的解法即可得出. 【解答】解:(1)由题意得b+c=ma,a2﹣4bc=0. 当
时,
,bc=1.
2
时,代入
解得.
(2).
∴
,又由b+c=ma可得m>0,所以.
18.为了研究学生的数学核素养与抽象(能力指标x)、推理(能力指标y)、建模(能力指标z)的相关性,并将它们各自量化为1、2、3三个等级,再用综合指标w=x+y+z的值评定学生的数学核心素养;若w≥7,则数学核心素养为一级;若5≤w≤6,则数学核心素养为二级;若3≤w≤4,则数学核心素养为三级,为了了解某校学生的数学核素养,调查人员随机访问了某校10名学生,得到如下结果: 学生编号
(x,y,(2,2,(3,2,(3,3,(1,2,(2,3,(2,3,(2,2,(2,3,(2,1,(2,2,z)
3)
3)
3)
2)
2)
3)
2)
3)
1)
2)
A1
A2
A3
A4
A5
A6
A7
A8
A9
A10
(1)在这10名学生中任取两人,求这两人的建模能力指标相同的概率;
(2)从数学核心素养等级是一级的学生中任取一人,其综合指标为a,从数学核心素养等级不是一级的学生中任取一人,其综合指标为b,记随机变量X=a﹣b,求随机变量X的分布列及其数学期望. 【考点】CH:离散型随机变量的期望与方差;CG:离散型随机变量及其分布列.
【分析】(1)由题可知:建模能力一级的学生是A9;建模能力二级的学生是A2,A4,A5,A7,A10;建模能力三级的学生是A1,A3,A6,A8.记“所取的两人的建模能力指标相同”为事件A,利用互斥事件与古典概率计算公式即可得出,P(A).
(2)由题可知,数学核心素养一级:A1,A2,A3,A5,A6,A8,数学核心素养不是一级的:A4,A7,A9,A10;X的可能取值为1,2,3,4,5.利用相互独立事件、互斥事件与古典概率计算公式即可得出P(X=k)及其分布列与数学期望.
【解答】解:(1)由题可知:建模能力一级的学生是A9;建模能力二级的学生是A2,A4,A5,A7,A10;建模
能力三级的学生是A1,A3,A6,A8.
记“所取的两人的建模能力指标相同”为事件A, 则
.
(2)由题可知,数学核心素养一级:A1,A2,A3,A5,A6,A8,数学核心素养不是一级的:A4,A7,A9,A10;X的可能取值为
1,2,3,4,5.
;
;
;
∴随机变量X的分布列为: X P
1
2
= 3 .
4
;.
5
∴
19.如图,在四边形ABCD中,AB∥CD,∠BCD=(1)求证:EF⊥平面BCF;
,四边形ACFE为矩形,且CF⊥平面ABCD,AD=CD=BC=CF.
(2)点M在线段EF上运动,当点M在什么位置时,平面MAB与平面FCB所成锐二面角最大,并求此时二面角的余弦值.
【考点】MT:二面角的平面角及求法;LW:直线与平面垂直的判定.
【分析】(1)在梯形ABCD中,设AD=CD=BC=1,由题意求得AB=2,再由余弦定理求得AC2=3,满足AB2=AC2+BC2,得则BC⊥AC.再由CF⊥平面ABCD得AC⊥CF,由线面垂直的判定可得AC⊥平面BCF.进一步得到EF⊥平面BCF;
(2)分别以直线CA,CB,CF为x轴,y轴,z轴建立如图所示的空间直角坐标系,设AD=CD=BC=CF=1,令FM=λ(
),得到C,A,B,M的坐标,求出平面MAB的一个法向量,由题意可得平面FCB的一
,此时点M与点F重合.
个法向量,求出两法向量所成角的余弦值,可得当λ=0时,cosθ有最小值为【解答】(1)证明:在梯形ABCD中,∵AB∥CD,设AD=CD=BC=1, 又∵
,∴AB=2,
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