【解答】证明:(Ⅰ)∵AA1⊥底面ABC,AC?平面ABC, ∴AC⊥AA1.
∵∠BAC=90°,∴AC⊥AB.
又A1A?平面AA1B1B,AB?平面AA1B1B,A1A∩AB=A, ∴AC⊥平面A1ABB1. ∵A1B?平面A1ABB1, ∴AC⊥A1B.
(Ⅱ)以A为原点建立空间直角坐标系A﹣﹣﹣xyz,如图所示: 则A1(0,0,1),
,
.
∴
,. ∴
直线EF与A1B所成的角为45°. (Ⅲ)
,
,
.
=(0,0,1).
设平面GEF的法向量为=(x,y,z),
则
,∴
令,则.
∴cos<>==.
∵A1在平面EFG内的射影为H,∴∠HA1A位AA1与平面EFG所成的角,∴sin∠HA1A=|cos<>|=
.
∴∠HA1A=
.
,
.
17.现有两个班级,每班各出4名选手进行羽毛球的男单、女单、男女混合双打(混双)比赛(注:每名选手打只打一场比赛).根据以往的比赛经验,各项目平均完成比赛所需时间如表所示,现只有一块比赛场地,各场比赛的出场顺序等可能. 比赛项目 男单 女单 混双 25分钟 20分钟 35分钟 平均比赛时间 (Ⅰ)求按女单、混双、男单的顺序进行比赛的概率; (Ⅱ)求第三场比赛平均需要等待多久才能开始进行;
(Ⅲ)若要使所有参加比赛的人等待的总时间最少,应该怎样安排比赛顺序(写出结论即可).
【考点】计数原理的应用. 【分析】(Ⅰ)求出三场比赛的种数,其中按按女单、混双、男单的顺序进行比赛只有1种,根据概率公式计算即可,
(Ⅱ)令A表示女单比赛、B表示男单比赛、C表示混双比赛,分别求出按不同顺序比赛时,第三场比赛等待的时间,再根据平均数的定义即可求出,
(Ⅲ)按照比赛时间从长到短的顺序参加比赛,可使等待的总时间最少. 【解答】解:(I)三场比赛共有
种方式,其中按按女单、混双、男单的顺序进
. (Ⅱ)
行比赛只有1种,所以按女单、混双、男单的顺序进行比赛的概率为
令A表示女单比赛、B表示男单比赛、C表示混双比赛.
按ABC顺序进行比赛,第三场比赛等待的时间是:t1=20+25=45(分钟). 按ACB顺序进行比赛,第三场比赛等待的时间是:t2=20+35=55(分钟). 按BAC顺序进行比赛,第三场比赛等待的时间是:t3=20+25=45(分钟). 按BCA顺序进行比赛,第三场比赛等待的时间是:t4=35+25=60(分钟). 按CAB顺序进行比赛,第三场比赛等待的时间是:t5=35+20=55(分钟). 按CBA顺序进行比赛,第三场比赛等待的时间是:t6=35+25=60(分钟). 且上述六个事件是等可能事件,每个事件发生概率为
,所以平均等待时间为,
(Ⅲ)按照比赛时间从长到短的顺序参加比赛,可使等待的总时间最少
18.设函数f(x)=aex﹣x﹣1,a∈R. (Ⅰ)当a=1时,求f(x)的单调区间;
(Ⅱ)当x∈(0,+∞)时,f(x)>0恒成立,求a的取值范围;
(Ⅲ)求证:当x∈(0,+∞)时,ln>.
【考点】利用导数求闭区间上函数的最值;利用导数研究函数的单调性. 【分析】(Ⅰ)a=1时得出f(x),进而得到f′(x)=ex﹣1,这样便可判断导数符号,根据符号即可得出f(x)的单调区间; fx)(Ⅱ)可以由(>0恒成立得到
恒成立,这样设
,
求导,根据导数符号便可判断g(x)在(0,+∞)上单调递减,这便可得到g(x)<1,从
而便可得出a的取值范围; (Ⅲ)容易得到
等价于ex﹣xex﹣1>0,可设h(x)=ex﹣xex
﹣1,求导数,并根据上面的f(x)>0可判断出导数h′(x)>0,从而得到h(x)>h(0)=0,这样即可得出要证明的结论.
【解答】解:(Ⅰ)当a=1时,则f(x)=ex﹣x﹣1,f'(x)=ex﹣1; 令f'(x)=0,得x=0;
∴当x<0时,f'(x)<0,f(x)在(﹣∞,0)上单调递减; 当x≥0时,f'(x)≥0,h(x)在(0,+∞)上单调递增; 即a=1时,f(x)的单调减区间为(﹣∞,0),单调赠区间为[0,+∞); (Ⅱ)∵ex>0;
∴f(x)>0恒成立,等价于设
,x∈(0,+∞),
恒成立;
;
当x∈(0,+∞)时,g′(x)<0;
∴g(x)在(0,+∞)上单调递减;
∴x∈(0,+∞)时,g(x)<g(0)=1; ∴a≥1;
∴a的取值范围为[1,+∞); (Ⅲ)证明:当x∈(0,+∞)时,设h(x)=ex﹣xex﹣1,x∈(0,+∞),
;
由(Ⅱ)知,x∈(0,+∞)时,ex﹣x﹣1>0恒成立; ∴
;
等价于ex﹣xex﹣1>0;
∴h′(x)>0;
∴h(x)在(0,+∞)上单调递增;
∴x∈(0,+∞)时,h(x)>h(0)=0;
因此当x∈(0,+∞)时,.
19.已知抛物线C:y2=2px(p>0),焦点F,O为坐标原点,直线AB(不垂直x轴)过点F且与抛物线C交于A,B两点,直线OA与OB的斜率之积为﹣p. (Ⅰ)求抛物线C的方程;
(Ⅱ)若M为线段AB的中点,射线OM交抛物线C于点D,求证:
【考点】抛物线的简单性质. 【分析】(I)设A(x1,y1),B(x2,y2),直线AB(不垂直x轴)的方程可设为
.与抛物线方程联立可得:
,由直线OA与OB的斜率
.
之积为﹣p,即
.可得:x1x2=4. 利用根与系数的关系即可得出.
(II)利用中点坐标公式、斜率计算公式可得:直线OD的方程为
,代入抛物线C:y2=8x的方程,解出即可得出.
【解答】(I)解:∵直线AB过点F且与抛物线C交于A,B两点,设A(x1,y1),B(x2,y2),直线AB(不垂直x轴)的方程可设为
.
∴
∵直线OA与OB的斜率之积为﹣p, ∴
.
,
.
,
∴
,得 x1x2=4.
由,化为
,
其中△=(k2p+2p)2﹣k2p2k2>0 ∴x1+x2=
,x1x2=
.
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