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1、每日一題 規(guī)范練(第六周)
[題目1] f(x)=2sin xcos x+2cos2x-1(x∈R).
(1)求函數(shù)f(x)的最小正周期及在區(qū)間上的最大值和最小值;
(2)若f(x0)=,x0∈,求cos 2x0的值.
解:(1)因?yàn)閒(x)=(2sin xcos x)+(2cos2x-1)=
sin 2x+cos 2x=2sin,
所以函數(shù)f(x)的最小正周期為π.
又x∈,所以2x+∈,
所以sin∈,
所以函數(shù)f(x)在區(qū)間上的最大值為2,最小值為-1.
(2)因?yàn)閒(x0)=2sin=,
所以sin=,
又x0∈,知2x0+∈,
所以cos=-=-,
所
2、以cos 2x0=cos=coscos+
sinsin=-×+×=.
[題目2] 有一正項(xiàng)等比數(shù)列{an}的公比為q,前n項(xiàng)和為Sn,滿(mǎn)足a2a4=64,S3=14.設(shè)bn=log2an(n∈N*).
(1)求a1,a2的值,并求出數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式;
(2)判斷數(shù)列{bn}是否為等差數(shù)列,并說(shuō)明理由;
(3)記cn=,求數(shù)列{cn}的前n項(xiàng)和Tn.
解:(1)由a2a4=64,得a=64.
又an>0,所以a3=8.
由S3=a1+a2+a3=14,得a1+a1q=6.
所以a1(1+q)=6?(1+q)=6,則3q2-4q-4=0.
解之得q=2或q=-(q>0
3、,舍去).
所以a1=2,從而an=2×2n-1=2n(n∈N*).
(2)數(shù)列{bn}為等差數(shù)列,理由如下:
因?yàn)橛?1)知an=2n,所以bn=log2an=log22n=n,
所以bn+1=n+1,所以bn+1-bn=1,b1=1,
所以{bn}是以為1為首項(xiàng),1為公差的等差數(shù)列.
(3)由(2)知bn=n,
則cn===-.
所以Tn=c1+c2+c3+…+cn=+++…+=1-=.
[題目3] 如圖1,在直角梯形ABCD中,AB∥CD,AD⊥CD,AD=AB=2,作BE⊥CD,E為垂足,將△CBE沿BE折到PBE位置,如圖2所示.
(1)證明:平面PBE⊥平面
4、PDE;
(2)當(dāng)PE⊥DE時(shí),平面PBE與平面PAD所成角的余弦值為時(shí),求直線PB與平面PAD所成角的正弦值.
(1)證明:在圖1中,因?yàn)锽E⊥CE,BE⊥DE,
所以在圖2中有,BE⊥PE,BE⊥DE.
又因?yàn)镈E∩PE=E,所以BE⊥平面PDE,
因?yàn)锽E?平面PBE,
故平面PBE⊥平面PDE.
(2)解:因?yàn)镻E⊥DE,PE⊥BE,DE∩BE=E,
所以PE⊥平面ABED.
又BE⊥ED,以E為原點(diǎn),分別以ED,EB,EP所在直線為x軸,y軸,z軸,建立如圖所示的空間直角坐標(biāo)系.
設(shè)PE=a,D(2,0,0),P(0,0,a),A(2,2,0),
則=
5、(2,0,-a),=(2,2,-a).
設(shè)平面PAD的法向量為n=(x,y,z),
由?
取x=a,y=0,z=2,則n=(a,0,2).
取平面PBE的法向量為=(2,0,0),
又平面PBE與平面PAD所成角的余弦值為,
所以=,即=,解得a=4.
故n=(4,0,2),=(0,2,-4).
設(shè)直線PB與平面PAD所成角為α,
所以sin α=|cos〈,n〉|=.
[題目4] 按照國(guó)際乒聯(lián)的規(guī)定,標(biāo)準(zhǔn)的乒乓球在直徑符合條件下,重量為2.7克,其重量的誤差在區(qū)間[-0.081,0.081]內(nèi)就認(rèn)為是合格產(chǎn)品,在正常情況下樣本的重量誤差x服從正態(tài)分布,現(xiàn)從某廠生產(chǎn)的一
6、批產(chǎn)品中隨機(jī)抽取10件樣本,其重量如下:
2.72 2.68 2.7 2.75 2.66 2.7 2.6 2.69 2.7 2.8
(1)計(jì)算上述10件產(chǎn)品的誤差的平均數(shù)及標(biāo)準(zhǔn)差s;
(2)①利用(1)中求的平均數(shù),標(biāo)準(zhǔn)差s,估計(jì)這批產(chǎn)品的合格率能否達(dá)到96%;
②如果產(chǎn)品的誤差服從正態(tài)分布N(0,0.04052),那么從這批產(chǎn)品中隨機(jī)抽取10件產(chǎn)品,則有不合格產(chǎn)品的概率為多少.
附:若隨機(jī)變量x服從正態(tài)分布N(μ,σ2),則P(μ-σ<x≤μ+σ)≈0.683;P(μ-2σ<x≤μ+2σ)≈0.954,P(μ-3σ<x≤μ+3σ)≈0.997,0.95410用0.6277,0.99
7、710用0.9743分別代替計(jì)算.
解:(1)=(0.02-0.02+0+0.05-0.04+0-0.1-0.01+0+0.1)=0.
s2=(0.022×2+0.052+0.042+0.012+0.12×2)=0.0025,
所以s=0.05.
(2)①由(1)中計(jì)算得μ=0,σ=0.05,
所以P(μ-2σ<x<μ+2σ)=P(0-2×0.05<x<0+2×0.05)=P(-0.1<x<0.1).
因?yàn)樵冢?.1<x<0.1內(nèi)包括了所有的合格產(chǎn)品,也包括了不合格的產(chǎn)品,
而P(-0.1<x<0.1)≈0.954<0.96,
所以這批抽查的產(chǎn)品的合格率不能達(dá)到96%.
(2
8、)因?yàn)楫a(chǎn)品重量的誤差服從正態(tài)分布N(0,0.04052),所以μ=0,σ=0.0405,
又μ-2σ<x<μ+2σ為-0.081<x<0.081,
所以每件產(chǎn)品合格的概率為P(μ-2σ<x<μ+2σ)≈0.954,
所以隨機(jī)抽取10件產(chǎn)品中有不合格產(chǎn)品的概率為P=1-0.95410≈1-0.6244=0.3756.
[題目5] 已知O為坐標(biāo)原點(diǎn),拋物線E:x2=2py(p>0)與直線l:y=x+1交于點(diǎn)A,B兩點(diǎn),且·=-3.
(1)求拋物線E的方程;
(2)線段AB的中點(diǎn)為Q,過(guò)點(diǎn)Q且斜率為k的直線交拋物線E于C,D兩點(diǎn),若直線OC,OD分別與直線y=-2交于M,N兩點(diǎn),當(dāng)|
9、MN|=時(shí),求斜率k的值.
解:(1)聯(lián)立方程?x2-2px-2p=0,
Δ=4p2+8p>0.
設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),則有x1x2=-2p,
y1y2=·===1,
因?yàn)椤ぃ絰1x2+y1y2,所以-2p+1=-3,
所以p=2,故拋物線方程為x2=4y.
(2)由(1)得x2-4x-4=0,
所以x1+x2=4,x1x2=-4,
所以y1+y2=x1+1+x2+1=(x1+x2)+2=6,
所以AB的中點(diǎn)為Q(2,3).
設(shè)過(guò)點(diǎn)Q(2,3)斜率為k的直線方程為y-3=k(x-2),即kx-2k+3=y(tǒng).
聯(lián)立方程?x2-4kx+8k-12=0,
由
10、Δ>0,得k∈R.
設(shè)C,D,
則x3+x4=4k,x3x4=8k-12,
直線OC的方程為y=x,令y=-2,得x=-,
所以M,同理得N,
所以|MN|==8
=8
=8=,
解得k=-3,所以斜率k的值為-3.
[題目6] 已知函數(shù)f(x)=x2-ln x的圖象在點(diǎn)處的切線斜率為0.
(1)求函數(shù)f(x)的單調(diào)區(qū)間;
(2)若g(x)=f(x)+mx在區(qū)間(1,+∞)上沒(méi)有零點(diǎn),求實(shí)數(shù)m的取值范圍.
解:(1)f(x)的定義域(0,+∞),且f′(x)=2x-.
因?yàn)閒′=1-a=0,所以a=1.
所以f(x)=x2-ln x,
f′(x)=2x-=.
11、
令f′(x)>0,得x>;令f′(x)<0,得0<x<.
故函數(shù)f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間是,單調(diào)遞減區(qū)間是.
(2)g(x)=x2-ln x+mx,
由g′(x)=2x-+==0,
得x=,設(shè)x0=,
所以g(x)在(0,x0)上是減函數(shù),在(x0,+∞)上為增函數(shù).
因?yàn)間(x)在區(qū)間(1,+∞)上沒(méi)有零點(diǎn),所以g(x)>0在(1,+∞)上恒成立,
由g(x)>0,得m>-x.
令h(x)=-x,則h′(x)=.
當(dāng)x>1時(shí),h′(x)<0,所以h(x)在(1,+∞)上單調(diào)遞減;
所以當(dāng)x=1時(shí),h(x)的最大值為-1,所以≥-1,
即m≥-2.
所以實(shí)數(shù)m的取值范圍
12、是[-2,+∞).
[題目7] 1.[選修4-4:坐標(biāo)系與參數(shù)方程]
在直角坐標(biāo)系xOy中,直線l的參數(shù)方程為(t為參數(shù)).以質(zhì)點(diǎn)為極點(diǎn),x軸正半軸為極軸建立極坐標(biāo)系,曲線E的極坐標(biāo)方程為ρ2=.
(1)求曲線E的直角坐標(biāo)方程;
(2)設(shè)直線l與曲線E交于A,B兩點(diǎn),求線段AB的長(zhǎng).
解:(1)E的方程可化為ρ2+2ρ2sin2θ=3,
將ρ2=x2+y2,y=ρsin θ代入得x2+3y2=3.
所以曲線E的直角坐標(biāo)方程為+y2=1.
(2)直線l過(guò)定點(diǎn)P(1,0),將直線l的參數(shù)方程代入曲線E的方程得3t2+2t-4=0.t1+t2=-,t1t2=-.
所以|AB|=
13、|t1-t2|==.
2.[選修4-5:不等式選講]
已知函數(shù)f(x)=|x|,g(x)=m|x-3|.
(1)若m=2,且f(x)-g(x)≥0在[a,a+1]上恒成立,求實(shí)數(shù)a的取值范圍;
(2)若當(dāng)x>5時(shí),函數(shù)g(x)的圖象恒在函數(shù)f(x)圖象的上方,求實(shí)數(shù)m的取值范圍.
解:(1)當(dāng)m=2時(shí),f(x)-g(x)=|x|-2|x-3|=
若f(x)-g(x)≥0,解得2≤x≤6,
要使得函數(shù)f(x)-g(x)≥0在[a,a+1]上恒成立,必須滿(mǎn)足[a,a+1]?[2,6],所以解得2≤a≤5.
所以實(shí)數(shù)a的取值范圍是[2,5].
(2)當(dāng)x>5時(shí),若函數(shù)g(x)的圖象恒在函數(shù)f(x)圖象的上方,
即g(x)-f(x)>0在(5,+∞)上恒成立,
所以m|x-3|-|x|>0,即m>恒成立.
當(dāng)x>5時(shí),因?yàn)椋剑剑?+<1+=,所以m的取值范圍為.
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