三、解答题:本大题共6小题,共70分.解答应写出必要的文字说明或推理、验算过程.
17.已知命题p:不等式x2﹣(2m﹣1)x+m2≥0对任意实数x恒成立,命题q:m<1.
(1)若p为真,求实数m的取值范围;
(2)若“p∧q”为假,“p∨q”为真,求实数m的取值范围. 【考点】复合命题的真假.
【分析】(1)根据二次函数的性质求出m的范围即可;(2)根据p与q为一真一假,得到关于m的不等式组,解出即可.
【解答】解:(1)不等式x2﹣(2m﹣1)x+m2≥0对任意实数x恒成立, 则△=(2m﹣1)2﹣4m2=﹣4m+1≤0得:m≥; (2)若“p∧q”为假,“p∨q”为真, 则p与q为一真一假, ①当p真q假时,
,故m≥1;
②当p假q真时,,故m<,
综上,实数m的范围是(﹣∞,)∪[1,+∞).
18.在△ABC中,A,B,C的对边分别为
. (1)求B的大小; (2)若△ABC的面积为
,且a+c=6,求b.
,且
【考点】余弦定理;平面向量数量积的运算.
【分析】(1)根据?=2acosB,得a=2acosB,求出B的值即可;(2)根据三角形的面积求出ac=8,由a+c=6,联立方程组,求出a,c的值,根据余弦定理求出b的值即可.
【解答】解:(1)由=(a,0),=(1,cosB), ?=2acosB,得a=2acosB, 故cosB=,得B=
;
(2)S△ABC=acsinB=2联立
,解得
得ac=8, 或
,
由余弦定理得b2=16+4﹣8=12, 解得:b=2
19.设Sn是数列{an}的前n项和,已知(1)求a1,并求数列{an}的通项公式; (2)求数列
的前项和Tn.
.
.
【考点】数列的求和;数列递推式. 【分析】(1)a1=2.Sn=公式即可得出.(2)由(1)可知:得出.
【解答】解:(1)∵∴n=1时,3a1﹣∴Sn=
化为an=3an﹣1, ∴
.
=n?3n﹣1. ,解得a1=2.
﹣
,
.
.n=1时,3a1﹣,解得
,n≥2时,an=Sn﹣Sn﹣1,化为an=3an﹣1,利用等比数列的通项
.
=n?3n﹣1.利用“错位相减法”与等比数列的求和公式即可
,n≥2时,an=Sn﹣Sn﹣1=
(2)由(1)可知:∴数列
的前项和Tn=1+2×3+3×32+…+n?3n﹣1,
3Tn=3+2×32+…+(n﹣1)?3n﹣1+n?3n, ∴﹣2Tn=1+3+32+…+3n﹣1﹣n?3n=∴Tn=
20.如图,在三棱柱ABC﹣A1B1C1中,平面ABC⊥平面AA1B1B,四边形AA1B1B是
.
﹣n?3n,
矩形,且AB=1,AC=2,BC=(1)求证:AA1⊥平面ABC;
.
(2)若直线BC1与平面ABC所成角的正弦值为,求二面角A1﹣BC1﹣B1的余弦值.
【考点】二面角的平面角及求法;直线与平面垂直的判定. 【分析】(1)推导出AA1⊥AB,由此能证明AA1⊥平面ABC. (2)以A为原点建立空间直角坐标系A﹣xyz,利用向量法能求出二面角A1﹣BC1﹣B1的余弦值.
【解答】证明:(1)∵三棱柱ABC﹣A1B1C1中,四边形AA1B1B是矩形, ∴AA1⊥AB,
∵平面ABC⊥平面AA1B1B,且AA1垂直于这两个平面的交线AB, ∴AA1⊥平面ABC.
解:(2)由(1)知AA1⊥AB,AA1⊥AC, ∵AB=1,AC=2,BC=
,∴AB2+AC2=BC2,∴AB⊥AC,
如图,以A为原点建立空间直角坐标系A﹣xyz, 由(1)知CC1⊥平面ABC,
∴直线BC1与平面ABC所成角的大小即为∠C1BC的大小, 由已知得tan
,
∴CC1=2,则C1(2,0,2),B(0,1,0),B1(0,1,2),A1(0,0,2),
=(0,﹣1,2),
=(2,﹣1,2),
设平面A1BC1的法向量=(x,y,z), 则
,取z=1,得=(0,2,1),
同理求得平面BB1C1的法向量=(1,2,0), ∴cos<
>=
=,
由图知二面角A1﹣BC1﹣B1的平面角为锐角, ∴二面角A1﹣BC1﹣B1的余弦值为.
21.2016年10月中旬台风“莎莉嘉”登陆某海滨城市,某条长度为10千米的供电线路遭到严重破坏,造成大面积停电,为了快速恢复通电,某电力公司组织人员进行抢修,同时为了保证质量,抢修速度不得超过c千米/小时,已知每小时的抢修成本(以元为单位)由可变部分和固定部分组成:可变部分与抢修的速度v(单位:千米/小时)的平方成正比,比例系数为400,固定部分为10000元. (1)把抢修成本y(元)表示为速度v(千米/小时)的函数,并指出函数的定义域;
(2)为使抢修成本最小,电力公司应该以多大的速度进行抢修? 【考点】基本不等式在最值问题中的应用.
【分析】(1)依题意每小时的抢修成本(以元为单位)由可变部分和固定部分组成:可变部分与抢修的速度v(单位:千米/小时)的平方成正比,比例系数为400,固定部分为10000元,即可求出抢修成本;
(2)分类讨论,利用用基本不等式、函数的单调性,即可得出结论. 【解答】解:(1)由题意可得y=c≥5时,y=4000(2)(v+元;
0<c<5时,y=4000(v+
)在(0,c]上单调递减,v=c,ymin=4000(c+
)元.
+10000×=4000(v+ )(0<v≤c);
)≥4000×
=40000,ymin=40000当且仅当v=5时,
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