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- 2021-06-09 发布
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专题强化训练
1.(2019·宁波模拟)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且+1=.
(1)求B;
(2)若cos=,求sin A的值.
解:(1)由+1=及正弦定理,得+1=,
所以=,
即=,则=.
因为在△ABC中,sin A≠0,sin C≠0,
所以cos B=.
因为B∈(0,π),所以B=.
(2)因为0<C<,
所以<C+<.
又cos=,
所以sin=.
所以sin A=sin(B+C)=sin
=sin
=sincos+cossin=.
2.如图所示,在三棱柱ABCA1B1C1中,AA1B1B为正方形,BB1C1C是菱形,平面AA1B1B⊥平面BB1C1C.
(1)求证:BC∥平面AB1C1;
(2)求证:B1C⊥AC1;
(3)设点E,F,H,G分别是B1C,AA1,A1B1,B1C1的中点,试判断E,F,H,G四点是否共面,并说明理由.
解:(1)证明:在菱形BB1C1C中,BC∥B1C1.
因为BC⊄平面AB1C1,B1C1⊂平面AB1C1,
所以BC∥平面AB1C1.
(2)证明:连接BC1.
在正方形ABB1A1中,
AB⊥BB1.
因为平面AA1B1B⊥平面BB1C1C,
平面AA1B1B∩平面BB1C1C=BB1,AB⊂平面ABB1A1,
所以AB⊥平面BB1C1C.
因为B1C⊂平面BB1C1C,所以AB⊥B1C.
在菱形BB1C1C中,BC1⊥B1C.
因为BC1⊂平面ABC1,AB⊂平面ABC1,BC1∩AB=B,
所以B1C⊥平面ABC1.
因为AC1⊂平面ABC1,所以B1C⊥AC1.
(3)E,F,H,G四点不共面. 理由如下:
因为E,G分别是B1C,B1C1的中点,
所以GE∥CC1.
同理可证:GH∥C1A1.
因为GE⊂平面EHG,GH⊂平面EHG,GE∩GH=G,CC1⊂平面AA1C1C,A1C1⊂平面AA1C1C,
所以平面EHG∥平面AA1C1C.
因为F∈平面AA1C1C,
所以F∉平面EHG,
即E,F,H,G四点不共面.
3.已知椭圆E:+=1(a>b>0)的离心率为,且过点P,右焦点为F,点N(2,0).
(1)求椭圆E的方程;
(2)设动弦AB与x轴垂直,求证:直线AF与直线BN的交点M仍在椭圆E上.
解:(1)因为e=,所以a=c,b=c,
即椭圆E的方程可以设为+=1.
将点P的坐标代入得:b2=+=1,
所以,椭圆E的方程为+y2=1.
(2)证明:右焦点为F(1,0),设A(x0,y0),
由题意得B(x0,-y0).
所以直线AF的方程为:y=(x-1),①
直线BN的方程为:y=(x-2),②
①②联立得,(x-1)=(x-2),
即x=,再代入①得,y=,
即y=.
所以点M的坐标为.
又因为+y
=+
=,③
将y=1-代入③得,
+y=
=
==1.
所以点M在椭圆E上.
4.(2019·杭州模拟)已知函数f(x)=.
(1)若曲线y=f(x)在点(x0,f(x0))处的切线方程为ax-y=0,求x0的值;
(2)当x>0时,求证:f(x)>x;
(3)设函数F(x)=f(x)-bx(x>0),其中b为实常数,试讨论函数F(x)的零点个数,并证明你的结论.
解:(1)f′(x)=.
因为切线ax-y=0过原点(0,0),
所以=,解得:x0=2.
(2)证明:设g(x)==(x>0),
则g′(x)=.
令g′(x)==0,解得x=2.
x在(0,+∞)上变化时,g′(x),g(x)的变化情况如下表:
x
(0,2)
2
(2,+∞)
g′(x)
-
0
+
g(x)
所以当x=2时,g(x)取得最小值.
所以当x>0时,g(x)≥>1,即f(x)>x.
(3)F(x)=0等价于f(x)-bx=0,等价于-b=0.
注意x≠0.
令H(x)=-b,所以H′(x)=(x≠0).
①当b≤0时,H(x)>0 ,所以H(x)无零点,即F(x)在定义域内无零点.
②当b>0时,
当0<x<2时,H′(x)<0,H(x)单调递减;
当x>2时,H′(x)>0,H(x)单调递增.
所以当x=2时,H(x)有极小值也是最小值,H(2)=-b.
当H(2)=-b>0,即0<b<时,H(x)在(0,+∞)上不存在零点;
当H(2)=-b=0,即b=时,H(x)在(0,+∞)上存在唯一零点2;
当H(2)=-b<0,即b>时,由e>1有H=be-b=
b(e-1)>0,
而H(2)<0,所以H(x)在(0,2)上存在唯一零点;
又因为2b>3,H(2b)=-b=.
令h(t)=et-t3,其中t=2b>2,h′(t)=et-t2,
h″(t)=et-3t,h(t)=et-3,
所以h(t)>e2-3>0,因此h″(t)在(2,+∞)上单调递增,从而h″(t)>h″(2)=e2-6>0,
所以h′(t)在(2,+∞)上单调递增,因此h′(t)>h′(2)=e2-6>0,
故h(t)在(2,+∞)上单调递增,所以h(t)>h(2)=e2-4>0.
由上得H(2b)>0,由零点存在定理知,H(x)在(2,2b)上存在唯一零点,即在(2,+∞)上存在唯一零点.
综上所述:当b<时,函数F(x)的零点个数为0;
当b=时,函数F(x)的零点个数为1;
当b>时,函数F(x)的零点个数为2.
5.已知数列{an}的前n项和为Sn,且满足a1=1,2an+1=2an+p(p为常数,n=1,2,3,…).
(1)若S3=12,求Sn;
(2)若数列{an}是等比数列,求实数p的值.
(3)是否存在实数p,使得数列满足:可以从中取出无限多项并按原来的先后次序排成一个等差数列?若存在,求出所有满足条件的p的值;若不存在,说明理由.
解:(1)因为a1=1,2an+1=2an+p,
所以2a2=2a1+p=2+p,2a3=2a2+p=2+2p.
因为S3=12,
所以2+2+p+2+2p=6+3p=24,即p=6.
所以an+1-an=3(n=1,2,3,…).
所以数列{an}是以1为首项,3为公差的等差数列.
所以Sn=1×n+×3=.
(2)若数列{an}是等比数列,则a=a1a3.
由(1)可得:=1×(1+p).解得p=0.
当p=0时,由2an+1=2an+p,得:an+1=an=…=1.
显然,数列{an}是以1为首项,1为公比的等比数列.
所以p=0.
(3)当p=0时,由(2)知:an=1(n=1,2,3,…).
所以=1(n=1,2,3,…),
即数列就是一个无穷等差数列.
所以当p=0时,可以得到满足题意的等差数列.
当p≠0时,
因为a1=1,2an+1=2an+p,即an+1-an=,
所以数列{an}是以1为首项,为公差的等差数列.
所以an=n+1-.
下面用反证法证明:当p≠0时,数列中不能取出无限多项并按原来次序排列成等差数列.
假设存在p0≠0,从数列中可以取得满足题意的无穷等差数列,不妨记为{bn}.设数列{bn}的公差为d.
①当p0>0时,an>0(n=1,2,3,…).
所以数列{bn}是各项均为正数的递减数列.
所以d<0.
因为bn=b1+(n-1)d(n=1,2,3,…),
所以当n>1-时,bn=b1+(n-1)d<b1+d=0,这与bn>0矛盾.
②当p0<0时,令n+1-<0,解得:n>1-.
所以当n>1-时,an<0恒成立.
所以数列{bn}必然是各项均为负数的递增数列.
所以d>0.
因为bn=b1+(n-1)d(n=1,2,3,…),
所以当n>1-时,bn=b1+(n-1)d>b1+d=0,这与bn<0矛盾.
综上所述,p=0是唯一满足条件的p的值.