
1.在平面直角坐標(biāo)系中,過點(diǎn)(2,0)且斜率為﹣1的直線不經(jīng)過( )
A.第一象限B.第二象限C.第三象限D(zhuǎn).第四象限
2.記等差數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,a3+a7=6,a12=17,則S16=( )
A.120B.140C.160D.180
3.已知空間向量,若,則x=( )
A.B.3C.D.2
4.在下列四個(gè)正方體中,能得出AB⊥CD的是( )
A.B.
C.D.
5.在黨的二十大報(bào)告中,習(xí)近平總書記提出要發(fā)展“高質(zhì)量教育”,促進(jìn)城鄉(xiāng)教育均衡發(fā)展.某地區(qū)教育行政部門積極響應(yīng)黨中央號召,近期將安排甲、乙、丙、丁4名教育專家前往某省教育相對落后的三個(gè)地區(qū)指導(dǎo)教育教學(xué)工作,則每個(gè)地區(qū)至少安排1名專家的概率為( )
A.B.C.D.
6.小王經(jīng)營了一家小型餐館,自去年疫情管控宣布結(jié)束后的第1天開始,經(jīng)營狀況逐步有了好轉(zhuǎn),該店第一周的營業(yè)收入數(shù)據(jù)(單位:百元)統(tǒng)計(jì)如下:
其中第4天和第6天的數(shù)據(jù)由于某種原因造成模糊,但知道7天的營業(yè)收入平均值是23,已知營業(yè)收入y與天數(shù)序號x可以用經(jīng)驗(yàn)回歸直線方程擬合,且第7天的殘差是﹣0.6,則的值是( )
A.10.4B.6.2C.4.2D.2
7.點(diǎn)P在單位圓上運(yùn)動,則P點(diǎn)到直線l:(1+3λ)x+(1﹣2λ)y﹣(7+λ)=0(λ為任意實(shí)數(shù))的距離的最大值為( )
A.B.6C.D.5
8.已知F1,F(xiàn)2分別為雙曲線的左、右焦點(diǎn),過F2且與雙曲線的一條漸近線平行的直線交雙曲線于點(diǎn)P,若|PF1|=4|PF2|,則雙曲線的離心率為( )
A.B.C.D.
二、選擇題:本題共3小題,每小題6分,共18分.在每小題給出的選項(xiàng)中,有多項(xiàng)符合題目要求.全部選對的得6分,部分選對的得部分分,有選錯(cuò)的得0分.
(多選)9.已知圓C方程為x2+y2+2x﹣4y﹣4=0,則下列說法中正確的是( )
A.圓C的圓心坐標(biāo)為(1,2)
B.圓C的半徑為3
C.圓C與直線x=2相切
D.點(diǎn)P(3,2)在圓外
(多選)10.一個(gè)裝有6個(gè)小球的口袋中,有編號為1,3的兩個(gè)紅球,編號為2,4的兩個(gè)藍(lán)球,編號為5,6的兩個(gè)黑球.現(xiàn)從中任意取出兩個(gè)球,設(shè)事件A=“取出的兩球顏色相同”,B=“取出的兩球編號之差的絕對值為1”,C=“取出的兩球編號之和為6或7”,D=“取出的兩球編號乘積為5”,則下列說法正確的是( )
A.事件A與事件B相互獨(dú)立
B.事件A與事件C相互獨(dú)立
C.事件B與事件C相互獨(dú)立
D.事件B與事件D互斥
(多選)11.在數(shù)學(xué)課堂上,教師引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)造新數(shù)列,在數(shù)列的每相鄰兩項(xiàng)之間插入此兩項(xiàng)的和后,與原數(shù)列構(gòu)成新的數(shù)列,再把所得的數(shù)列按照同樣的方法不斷的構(gòu)造出新的數(shù)列.如:將數(shù)列1,2進(jìn)行構(gòu)造,第1次得到數(shù)列1,3,2;第2次得到數(shù)列1,4,3,5,2;…;第n(n∈N+)次得到數(shù)列1,x1,x2,x3,…,2現(xiàn)將數(shù)列1,1用上述方法進(jìn)行構(gòu)造,記第n(n∈N+)次構(gòu)造后所得新數(shù)列的所有項(xiàng)的和為an,則對于數(shù)列{an},下列結(jié)論正確的是( )
A.a(chǎn)4=84
B.a(chǎn)n+1=3an﹣2
C.若,n∈N+,則f(n)的最小值為21
D.若,則
三、填空題:本題共3小題,每小題5分,共15分.
12.若互不相等的實(shí)數(shù)a、b、c成等差數(shù)列,c、a、b成等比數(shù)列,且a+3b+c=10,則a= .
13.傳說古希臘數(shù)學(xué)家阿基米德的墓碑上刻著一個(gè)圓柱,圓柱內(nèi)有一個(gè)內(nèi)切球,這個(gè)球的直徑恰好與圓柱的高相等.“圓柱容球”是阿基米德最為得意的發(fā)現(xiàn).在一個(gè)“圓柱容球”模型中,若球的體積為,則該模型中圓柱的表面積為 .
14.已知平面直角坐標(biāo)系中,曲線C上的點(diǎn)到定直線l:x=2的距離與到定點(diǎn)F(﹣2,0)的距離相等,P為曲線C上一點(diǎn),過點(diǎn)P作PM⊥l,垂足為M.若|PF|=|MF|,則|OP|= .
四、解答題:本題共5小題,共77分.解答應(yīng)寫出文字說明、證明過程或演算步驟.
15.已知正項(xiàng)數(shù)列{an},其前n項(xiàng)和Sn滿足10Sn=an2+5an+6且a1,a3,a15成等比數(shù)列,求數(shù)列{an}的通項(xiàng)an.
16.某班為了慶祝我國傳統(tǒng)節(jié)日中秋節(jié),設(shè)計(jì)了一個(gè)小游戲:在一個(gè)不透明箱中裝有4個(gè)黑球,3個(gè)紅球,1個(gè)黃球,這些球除顏色外完全相同.每位學(xué)生從中一次隨機(jī)摸出3個(gè)球,觀察顏色后放回.若摸出的球中有X個(gè)紅球,則分得X個(gè)月餅;若摸出的球中有黃球,則需要表演一個(gè)節(jié)目.
(1)求一學(xué)生既分得月餅又要表演節(jié)目的概率;
(2)求每位學(xué)生分得月餅數(shù)的概率分布和數(shù)學(xué)期望.
17.如圖,在四棱錐P﹣ABCD中,底面ABCD為直角梯形,∠ABC=∠BCD=90°,PA⊥平面ABCD,PA=AB=BC=4,CD=3,M為側(cè)棱PC的中點(diǎn).
(1)求點(diǎn)D到平面PBC的距離;
(2)求二面角M﹣AD﹣B的正切值.
18.(17分)已知橢圓過點(diǎn),橢圓C的右焦點(diǎn)與點(diǎn)Q(2,﹣2)所在直線的斜率為﹣2.(1)求橢圓C的方程;
(2)若過Q的直線l與橢圓C交于A,B兩點(diǎn).點(diǎn)P(3,0).直線PA,PB分別交橢圓C于點(diǎn)M,N,直線MN的斜率是否為定值?若是,求出該定值,若不是,請說明理由.
19.(17分)今有一個(gè)“數(shù)列過濾器”,它會將進(jìn)入的無窮非減正整數(shù)數(shù)列刪去某些項(xiàng),并將剩下的項(xiàng)按原來的位置排好形成一個(gè)新的無窮非減正整數(shù)數(shù)列,每次“過濾”會刪去數(shù)列中除以M余數(shù)為N的項(xiàng),將這樣的操作記為L(M,N)操作.設(shè)數(shù)列{an}是無窮非減正整數(shù)數(shù)列.
(1)若an=2n﹣1,n∈N+,{an}進(jìn)行L(2,1)操作后得到{bn},設(shè)an+bn前n項(xiàng)和為Sn
①求Sn.
②是否存在p,q,r∈N+,使得Sp,Sq,Sr成等差?若存在,求出所有的(p,q,r);若不存在,說明理由.
(2)若an=n,n∈N+,對{an}進(jìn)行L(4,0)與L(4,1)操作得到{bn},再將{bn} 中下標(biāo)除以4余數(shù)為0,1的項(xiàng)刪掉最終得到{cn} 證明:每個(gè)大于1的奇平方數(shù)都是{cn} 中相鄰兩項(xiàng)的和.
參考答案
一、選擇題:本題共8小題,每小題5分,共40分.在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,只有一項(xiàng)是符合題目要求的.
1.在平面直角坐標(biāo)系中,過點(diǎn)(2,0)且斜率為﹣1的直線不經(jīng)過( )
A.第一象限B.第二象限C.第三象限D(zhuǎn).第四象限
【分析】根據(jù)平面直角坐標(biāo)系以及直線方程的定義,即可得出結(jié)論.
解:平面直角坐標(biāo)系中,過點(diǎn)(2,0)且斜率為﹣1的直線如圖所示,
則該直線不經(jīng)過第三象限.
故選:C.
【點(diǎn)評】本題考查了直線方程的定義與應(yīng)用問題,是基礎(chǔ)題.
2.記等差數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,a3+a7=6,a12=17,則S16=( )
A.120B.140C.160D.180
【分析】根據(jù)題意,利用下標(biāo)和性質(zhì)先求出a5+a12的值,然后根據(jù)前n項(xiàng)和公式結(jié)合下標(biāo)和性質(zhì)求解出S16的值.
解:根據(jù)題意,數(shù)列{an}為等差數(shù)列,
因?yàn)閍3+a7=2a5=6,所以a5=3,所以a5+a12=3+17=20,
所以.
故選:C.
【點(diǎn)評】本題考查等差數(shù)列的求和,涉及等差數(shù)列的性質(zhì),屬于基礎(chǔ)題.
3.已知空間向量,若,則x=( )
A.B.3C.D.2
【分析】根據(jù)空間向量運(yùn)算的坐標(biāo)表示進(jìn)行計(jì)算即可.
解:由題意可得,
因?yàn)椋?br>所以,
解得.
故選:A.
【點(diǎn)評】本題主要考查了空間向量的坐標(biāo)運(yùn)算,屬于基礎(chǔ)題.
4.在下列四個(gè)正方體中,能得出AB⊥CD的是( )
A.B.
C.D.
【分析】在A中,推導(dǎo)出線面垂直,從而得到AB⊥CD;在B中,AB與CD成60°角;在C中,AB與CD成45°角;在D中,AB與CD所成角的正切值為.
解:在A中,CD⊥BE,CD⊥AE,BE∩AE=E,
∴CD⊥平面ABE,又AB?平面ABE,∴AB⊥CD,故A正確;
在B中,AB與CD成60°角,故B錯(cuò)誤;
在C中,AB與CD成45°角,故C錯(cuò)誤;
在D中,AB與CD所成角的正切值為,故D錯(cuò)誤.
故選:A.
【點(diǎn)評】本題考查兩異面直線垂直的判斷,考查空間中線線、線面、面面間的位置關(guān)系等基礎(chǔ)知識,考查推理論證能力,考查化歸與轉(zhuǎn)化思想、數(shù)形結(jié)合思想,是中檔題.
5.在黨的二十大報(bào)告中,習(xí)近平總書記提出要發(fā)展“高質(zhì)量教育”,促進(jìn)城鄉(xiāng)教育均衡發(fā)展.某地區(qū)教育行政部門積極響應(yīng)黨中央號召,近期將安排甲、乙、丙、丁4名教育專家前往某省教育相對落后的三個(gè)地區(qū)指導(dǎo)教育教學(xué)工作,則每個(gè)地區(qū)至少安排1名專家的概率為( )
A.B.C.D.
【分析】分別求出“甲、乙、丙、丁4名教育專家到三個(gè)地區(qū)指導(dǎo)教育教學(xué)工作的安排方法”和“每個(gè)地區(qū)至少安排1名專家的安排方法”的種數(shù),再由古典概型的計(jì)算公式求解即可.
解:甲、乙、丙、丁4名教育專家到三個(gè)地區(qū)指導(dǎo)教育教學(xué)工作的安排方法共有:34=81種;
每個(gè)地區(qū)至少安排1名專家的安排方法有:種;
由古典概型的計(jì)算公式,每個(gè)地區(qū)至少安排1名專家的概率為:.
故選:B.
【點(diǎn)評】本題考查古典概型、排列組合等基礎(chǔ)知識,考查運(yùn)算求解能力,是基礎(chǔ)題.
6.小王經(jīng)營了一家小型餐館,自去年疫情管控宣布結(jié)束后的第1天開始,經(jīng)營狀況逐步有了好轉(zhuǎn),該店第一周的營業(yè)收入數(shù)據(jù)(單位:百元)統(tǒng)計(jì)如下:
其中第4天和第6天的數(shù)據(jù)由于某種原因造成模糊,但知道7天的營業(yè)收入平均值是23,已知營業(yè)收入y與天數(shù)序號x可以用經(jīng)驗(yàn)回歸直線方程擬合,且第7天的殘差是﹣0.6,則的值是( )
A.10.4B.6.2C.4.2D.2
【分析】根據(jù)殘差的定義求出,結(jié)合樣本中心點(diǎn)滿足回歸方程,列方程組求出,,由此可得結(jié)論.
解:由殘差得,即,
所以①,
又,,因?yàn)榛貧w直線經(jīng)過中心點(diǎn),
所以②,
聯(lián)立①②解得,,
所以,
故選:A.
【點(diǎn)評】本題主要考查線性回歸方程,考查運(yùn)算求解能力,屬于基礎(chǔ)題.
7.點(diǎn)P在單位圓上運(yùn)動,則P點(diǎn)到直線l:(1+3λ)x+(1﹣2λ)y﹣(7+λ)=0(λ為任意實(shí)數(shù))的距離的最大值為( )
A.B.6C.D.5
【分析】先求出直線的定點(diǎn),再根據(jù)兩點(diǎn)間距離公式求圓心到定點(diǎn)距離,最后可求圓上點(diǎn)到直線的最大距離.
解:將直線方程變形為l:(x+y﹣7)+(3x﹣2y﹣1)λ=0,由,解得直線過定點(diǎn)Q(3,4),
P在單位圓上運(yùn)動,圓O(0,0),圓的半徑r=1
故原點(diǎn)到直線l距離的最大值為,
則P點(diǎn)到直線l的距離的最大值為r+|OQ|=1+|OQ|=1+5=6.
故選:B.
【點(diǎn)評】本題主要考查點(diǎn)到直線的距離,屬于基礎(chǔ)題.
8.已知F1,F(xiàn)2分別為雙曲線的左、右焦點(diǎn),過F2且與雙曲線的一條漸近線平行的直線交雙曲線于點(diǎn)P,若|PF1|=4|PF2|,則雙曲線的離心率為( )
A.B.C.D.
【分析】根據(jù)已知結(jié)合雙曲線的定義可得,,,進(jìn)而根據(jù)同角三角函數(shù)的基本關(guān)系式得出.在△F1F2P中,由余弦定理可得出方程,整理化簡即可得出a,c的關(guān)系式.
解:如圖,
不妨設(shè)點(diǎn)P為與雙曲線漸近線平行的直線與雙曲線的交點(diǎn).
由已知結(jié)合雙曲線的定義可得|PF1|﹣|PF2|=3|PF2|=2a,
∴,,,且∠F1F2P為銳角.
又,,
∴.
又|F1F2|=2c,在△F1F2P中,由余弦定理可得:
==,
整理可得,3c2=7a2,
∴,.
故選:B.
【點(diǎn)評】本題考查雙曲線的幾何性質(zhì),考查直線與雙曲線位置關(guān)系的應(yīng)用,考查運(yùn)算求解能力,是中檔題.
二、選擇題:本題共3小題,每小題6分,共18分.在每小題給出的選項(xiàng)中,有多項(xiàng)符合題目要求.全部選對的得6分,部分選對的得部分分,有選錯(cuò)的得0分.
(多選)9.已知圓C方程為x2+y2+2x﹣4y﹣4=0,則下列說法中正確的是( )
A.圓C的圓心坐標(biāo)為(1,2)
B.圓C的半徑為3
C.圓C與直線x=2相切
D.點(diǎn)P(3,2)在圓外
【分析】由圓的標(biāo)準(zhǔn)方程可判斷選項(xiàng)A、B,由圓心到直線的距離與半徑比較可判斷選項(xiàng)C,將點(diǎn)P(3,2)代入圓的方程可判斷D.
解:已知圓C方程為(x+1)2+(y﹣2)2=9,
故圓C的圓心坐標(biāo)為(﹣1,2),半徑為3,故A錯(cuò)誤,B正確.
圓C(﹣1,2)到直線x=2的距離為3,故C正確.
點(diǎn)P(3,2)代入圓C方程為(3+1)2+(2﹣2)2=16>9,故點(diǎn)P(3,2)在圓外,故D正確.
故選:BCD.
【點(diǎn)評】本題考查直線與圓的位置關(guān)系的應(yīng)用,是基礎(chǔ)題.
(多選)10.一個(gè)裝有6個(gè)小球的口袋中,有編號為1,3的兩個(gè)紅球,編號為2,4的兩個(gè)藍(lán)球,編號為5,6的兩個(gè)黑球.現(xiàn)從中任意取出兩個(gè)球,設(shè)事件A=“取出的兩球顏色相同”,B=“取出的兩球編號之差的絕對值為1”,C=“取出的兩球編號之和為6或7”,D=“取出的兩球編號乘積為5”,則下列說法正確的是( )
A.事件A與事件B相互獨(dú)立
B.事件A與事件C相互獨(dú)立
C.事件B與事件C相互獨(dú)立
D.事件B與事件D互斥
【分析】列出6個(gè)小球任意取出兩個(gè)球的全部結(jié)果,從而可以求解事件A,B,C,D,AB,AC,BC的概率,再結(jié)合互斥事件與獨(dú)立事件的定義即可判斷.
解:根據(jù)題意可知,6個(gè)小球任意取出兩個(gè)球,共有15種可能,分別為:
(1,2),(1,3),(1,4),(1,5),(1,6),(2,3),(2,4),(2,5),(2,6),(3,4),(3,5),(3,6),(4,5),(4,6),(5,6).
事件A包含3種可能,即(1,3),(2,4),(5,6),∴;
事件B包含5種可能,即(1,2),(2,3),(3,4),(4,5),(5,6),∴;
事件C包含5種可能,即(1,5),(1,6),(2,4),(2,5),(3,4),∴=;
事件D包含1種可能,即(1,5),∴.
事件AB,AC,BC分別為(5,6),(2,4),(3,4),各1種可能,
對于A,,A對;
對于B,,B對;
對于C,,C錯(cuò);
對于D,事件B與事件D不能同時(shí)發(fā)生,故事件B與事件D互斥,D對.
故選:ABD.
【點(diǎn)評】本題考查相互獨(dú)立事件、互斥事件等基礎(chǔ)知識,考查運(yùn)算求解能力,是基礎(chǔ)題.
(多選)11.在數(shù)學(xué)課堂上,教師引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)造新數(shù)列,在數(shù)列的每相鄰兩項(xiàng)之間插入此兩項(xiàng)的和后,與原數(shù)列構(gòu)成新的數(shù)列,再把所得的數(shù)列按照同樣的方法不斷的構(gòu)造出新的數(shù)列.如:將數(shù)列1,2進(jìn)行構(gòu)造,第1次得到數(shù)列1,3,2;第2次得到數(shù)列1,4,3,5,2;…;第n(n∈N+)次得到數(shù)列1,x1,x2,x3,…,2現(xiàn)將數(shù)列1,1用上述方法進(jìn)行構(gòu)造,記第n(n∈N+)次構(gòu)造后所得新數(shù)列的所有項(xiàng)的和為an,則對于數(shù)列{an},下列結(jié)論正確的是( )
A.a(chǎn)4=84
B.a(chǎn)n+1=3an﹣2
C.若,n∈N+,則f(n)的最小值為21
D.若,則
【分析】通過計(jì)算求出a1,a2,a3,a4的值可判斷A;運(yùn)用歸納法得到an,an+1之間的關(guān)系可判斷B;由遞推關(guān)系求出數(shù)列{an},,求f(n)的最小值可判斷C;由,結(jié)合等比數(shù)列的前n項(xiàng)和可判斷D.
解:由題意可知,第1次得到數(shù)列1,2,1,
第2次得到數(shù)列1,3,2,3,1,
第3次得到數(shù)列1,4,3,5,2,5,3,4,1,
第4次得到數(shù)列1,5,4,7,3,8,5,7,2,7,5,8,3,7,4,5,1,
由題意得:a1=4,a2=10=3×4﹣2,a3=28=3×10﹣2,a4=82=3×28﹣2,
所以有an+1=3an﹣2,因此選項(xiàng)A不正確,B正確;
an+1=3an﹣2?an+1﹣1=3(an﹣1),
所以數(shù)列{an﹣1}是以a1﹣1=3為首項(xiàng),3為公比的等比數(shù)列,
因此有,
,n∈N+,
令t=3n,所以,
由雙勾函數(shù)的性質(zhì)知:g(t)在(0,10)上單調(diào)遞減,在(10,+∞)上單調(diào)遞增,
因?yàn)椋?br>當(dāng)n=2時(shí),f(n)的最小值為,因此選項(xiàng)C不正確;
因?yàn)?n﹣2?3n﹣1=3n﹣1>1,所以3n﹣1>2?3n﹣1,
所以,
所以=,
所以選項(xiàng)D正確.
故選:BD.
【點(diǎn)評】本題考查數(shù)列的通項(xiàng)和前n項(xiàng)和的綜合應(yīng)用,屬于中檔題.
三、填空題:本題共3小題,每小題5分,共15分.
12.若互不相等的實(shí)數(shù)a、b、c成等差數(shù)列,c、a、b成等比數(shù)列,且a+3b+c=10,則a= ﹣4 .
【分析】設(shè)這三個(gè)數(shù)為b﹣d,b,b+d,再根據(jù)已知條件尋找關(guān)于b,d的兩個(gè)方程,通過解方程組即可獲解.
解:由互不相等的實(shí)數(shù)a,b,c成等差數(shù)列,可設(shè)a=b﹣d,c=b+d,
由題設(shè)得,
∵d≠0,∴b=2,d=6,
∴a=b﹣d=﹣4,
故答案為:﹣4.
【點(diǎn)評】本題考查等差數(shù)列與等比數(shù)列的綜合,考查學(xué)生的計(jì)算能力,屬于中檔題.
13.傳說古希臘數(shù)學(xué)家阿基米德的墓碑上刻著一個(gè)圓柱,圓柱內(nèi)有一個(gè)內(nèi)切球,這個(gè)球的直徑恰好與圓柱的高相等.“圓柱容球”是阿基米德最為得意的發(fā)現(xiàn).在一個(gè)“圓柱容球”模型中,若球的體積為,則該模型中圓柱的表面積為 18π .
【分析】借助球體體積公式及圓柱表面積公式計(jì)算即可得.
解:設(shè)球的半徑為R,則圓柱的底面半徑為R,母線長為2R,
則球的體積為,所以,
所以圓柱表面積為2πR2+2πR×2R=6πR2=18π.
故答案為:18π.
【點(diǎn)評】本題考查了球體體積公式及圓柱表面積公式應(yīng)用問題,是基礎(chǔ)題.
14.已知平面直角坐標(biāo)系中,曲線C上的點(diǎn)到定直線l:x=2的距離與到定點(diǎn)F(﹣2,0)的距離相等,P為曲線C上一點(diǎn),過點(diǎn)P作PM⊥l,垂足為M.若|PF|=|MF|,則|OP|= 2 .
【分析】根據(jù)拋物線的定義求出拋物線的方程,根據(jù)條件得到△PMF是正三角形,利用拋物線的定義求出P的坐標(biāo),然后進(jìn)行求解即可.
解:∵曲線C上的點(diǎn)到定直線l:x=2的距離與到定點(diǎn)F(﹣2,0)的距離相等,
∴曲線C的軌跡是以F為焦點(diǎn)的拋物線,則拋物線方程為y2=﹣8x,
連接MF,
由拋物線的定義得|PF|=|PM|,
∵|PF|=|MF|,∴△PMF是正三角形,
則∠PMF=60°,∠FMA=30°,
則AF=4,|MF|=8,
設(shè)P(m,n),則|PF|=|MF|=8,
則2﹣m=8,得m=﹣6,
則n2=﹣8×(﹣6)=48,
則|OP|====2.
故答案為:2.
【點(diǎn)評】本題主要考查拋物線定義的應(yīng)用,根據(jù)條件求出拋物線的方程,利用拋物線的定義進(jìn)行轉(zhuǎn)化求解是解決本題的關(guān)鍵,是中檔題.
四、解答題:本題共5小題,共77分.解答應(yīng)寫出文字說明、證明過程或演算步驟.
15.已知正項(xiàng)數(shù)列{an},其前n項(xiàng)和Sn滿足10Sn=an2+5an+6且a1,a3,a15成等比數(shù)列,求數(shù)列{an}的通項(xiàng)an.
【分析】先根據(jù)10Sn=an2+5an+6求出a1的值,再結(jié)合10Sn﹣1=an﹣12+5an﹣1+6可得到(an+an﹣1)(an﹣an﹣1﹣5)=0,進(jìn)而得到an﹣an﹣1=5可求出an=5n﹣3.
解:∵10Sn=an2+5an+6,①∴10a1=a12+5a1+6,解之得a1=2或a1=3.
又10Sn﹣1=an﹣12+5an﹣1+6(n≥2),②
由①﹣②得 10an=(an2﹣an﹣12)+5(an﹣an﹣1),即(an+an﹣1)(an﹣an﹣1﹣5)=0
∵an+an﹣1>0,∴an﹣an﹣1=5 (n≥2).
當(dāng)a1=3時(shí),a3=13,a15=73.a(chǎn)1,a3,a15不成等比數(shù)列∴a1≠3;
當(dāng)a1=2時(shí),a3=12,a15=72,有 a32=a1a15,∴a1=2,∴an=5n﹣3.
【點(diǎn)評】本題主要考查求數(shù)列通項(xiàng)公式、等差數(shù)列的前n項(xiàng)和公式.考查綜合運(yùn)用能力.
16.某班為了慶祝我國傳統(tǒng)節(jié)日中秋節(jié),設(shè)計(jì)了一個(gè)小游戲:在一個(gè)不透明箱中裝有4個(gè)黑球,3個(gè)紅球,1個(gè)黃球,這些球除顏色外完全相同.每位學(xué)生從中一次隨機(jī)摸出3個(gè)球,觀察顏色后放回.若摸出的球中有X個(gè)紅球,則分得X個(gè)月餅;若摸出的球中有黃球,則需要表演一個(gè)節(jié)目.
(1)求一學(xué)生既分得月餅又要表演節(jié)目的概率;
(2)求每位學(xué)生分得月餅數(shù)的概率分布和數(shù)學(xué)期望.
【分析】(1)由題意分析知有兩種可能:“2個(gè)紅球1個(gè)黃球”和“1個(gè)黑球,1個(gè)紅球,1個(gè)黃球”,進(jìn)而結(jié)合組合數(shù)運(yùn)算求解;
(2)由題意知X的可能取值為:0,1,2,3,結(jié)合超幾何分布求分布列和期望.
解:(1)記“一學(xué)生既分得月餅又要表演節(jié)目”為事件A,
可知有兩種可能:“2個(gè)紅球1個(gè)黃球”和“1個(gè)黑球,1個(gè)紅球,1個(gè)黃球”,
所以.
(2)由題意可知X的可能取值為:0,1,2,3,則有:
,
,
可得X的分布列為
所以.
【點(diǎn)評】本題考查了離散型隨機(jī)變量的分布列與數(shù)學(xué)期望的計(jì)算問題,是中檔題.
17.如圖,在四棱錐P﹣ABCD中,底面ABCD為直角梯形,∠ABC=∠BCD=90°,PA⊥平面ABCD,PA=AB=BC=4,CD=3,M為側(cè)棱PC的中點(diǎn).
(1)求點(diǎn)D到平面PBC的距離;
(2)求二面角M﹣AD﹣B的正切值.
【分析】(1)根據(jù)題設(shè)條件,由等體積法即可求得點(diǎn)D到平面PBC的距離;
(2)由二面角的平面角定義,可作出并證明∠MHO為二面角M﹣AD﹣B的一個(gè)平面角,解三角形即可求得二面角的正切值.
解:(1)由PA⊥平面ABCD,可得,
設(shè)點(diǎn)D到平面PBC的距離為d,
則由V三棱錐D﹣PBC=V三棱錐P﹣BCD,可得,
則,
由∠ABC=90°,BC=4,CD=3,可得:,
由PA⊥平面ABCD,∠ABC=90°,可得BC⊥PB,
則,則,
即點(diǎn)D到平面PBC的距離為;
(2)設(shè)O為AC的中點(diǎn),過O作OH⊥AD交AD于H,連結(jié)OM,HM,
∵M(jìn)是PC的中點(diǎn),∴OM∥PA,
又PA⊥平面ABCD,∴OM⊥平面ABCD,
又AD?平面ABCD,∴OM⊥AD,
又OH⊥AD,OM∩OH=O,
∴AD⊥平面MOH,又MH?平面MOH,
∴AD⊥MH,
∴∠MHO為二面角M﹣AD﹣B的一個(gè)平面角,
又,
且,可得,
則,
即二面角M﹣AD﹣B的正切值為.
【點(diǎn)評】本題考查點(diǎn)到平面距離的求法,考查二面角的正切值求法,屬中檔題.
18.(17分)已知橢圓過點(diǎn),橢圓C的右焦點(diǎn)與點(diǎn)Q(2,﹣2)所在直線的斜率為﹣2.(1)求橢圓C的方程;
(2)若過Q的直線l與橢圓C交于A,B兩點(diǎn).點(diǎn)P(3,0).直線PA,PB分別交橢圓C于點(diǎn)M,N,直線MN的斜率是否為定值?若是,求出該定值,若不是,請說明理由.
【分析】(1)依題意,列出a、b、c的方程,求解a、b、c的值,即可求解橢圓方程;
(2)設(shè)l的方程為x=m(y+2)+2,聯(lián)立直線與橢圓方程,結(jié)合韋達(dá)定理代入計(jì)算,表示出kMN,即可判斷結(jié)果.
解:(1)由題意得:橢圓過點(diǎn),所以,……①
又橢圓C的右焦點(diǎn)與點(diǎn)Q(2,﹣2)所在直線的斜率為﹣2,
所以,……②
且a2=b2+c2,……③
由①②③解得c=1,a2=3,b2=2,
所以C的方程為:;
(2)設(shè)l的方程為x=m(y+2)+2,
設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),M(x3,y3),N(x4,y4),
則直線PA的方程為,
由,消去x可得,
結(jié)合,可得,
可得,解得,
代入,解得,
同理可得,
故
=
=
=,
故的斜率是定值,且定值為2.
【點(diǎn)評】本題考查了橢圓的方程及性質(zhì),考查了直線與橢圓的綜合,考查了方程思想及數(shù)學(xué)運(yùn)算能力,屬于中檔題.
19.(17分)今有一個(gè)“數(shù)列過濾器”,它會將進(jìn)入的無窮非減正整數(shù)數(shù)列刪去某些項(xiàng),并將剩下的項(xiàng)按原來的位置排好形成一個(gè)新的無窮非減正整數(shù)數(shù)列,每次“過濾”會刪去數(shù)列中除以M余數(shù)為N的項(xiàng),將這樣的操作記為L(M,N)操作.設(shè)數(shù)列{an}是無窮非減正整數(shù)數(shù)列.
(1)若an=2n﹣1,n∈N+,{an}進(jìn)行L(2,1)操作后得到{bn},設(shè)an+bn前n項(xiàng)和為Sn
①求Sn.
②是否存在p,q,r∈N+,使得Sp,Sq,Sr成等差?若存在,求出所有的(p,q,r);若不存在,說明理由.
(2)若an=n,n∈N+,對{an}進(jìn)行L(4,0)與L(4,1)操作得到{bn},再將{bn} 中下標(biāo)除以4余數(shù)為0,1的項(xiàng)刪掉最終得到{cn} 證明:每個(gè)大于1的奇平方數(shù)都是{cn} 中相鄰兩項(xiàng)的和.
【分析】(1)①由an=2n﹣1,n∈N+,得bn=2n,n∈N+.由此能求出Sn.
②假設(shè)存在p,q,r∈N+,使得Sp,Sq,Sr成等差,設(shè)p<q<r∈N+,2Sq=Sp+Sr,p,q,r∈N+,從而2q﹣p+1=1+2r﹣q,左式為偶數(shù),右式為奇數(shù),矛盾,故不存在p,q,r∈N+,使得Sp,Sq,Sr成等差.
(2)由題意知a4n=4n,a4n﹣3=4n﹣3,a4n﹣2=4n﹣2,a4n﹣1=4n﹣1,保留a4n﹣2,a4n+1,則b2n﹣1=4n﹣2,b2n=4n﹣1.將b4n,b4n+1刪去,得到.由此能證明每個(gè)大于1的奇平方數(shù)都是{cn} 中相鄰兩項(xiàng)的和.
解:(1)①解:今有一個(gè)“數(shù)列過濾器”,它會將進(jìn)入的無窮非減正整數(shù)數(shù)列刪去某些項(xiàng),
并將剩下的項(xiàng)按原來的位置排好形成一個(gè)新的無窮非減正整數(shù)數(shù)列,
每次“過濾”會刪去數(shù)列中除以M余數(shù)為N的項(xiàng),將這樣的操作記為L(M,N)操作,
由an=2n﹣1,n∈N+,{an}進(jìn)行L(2,1)操作后得到{bn},
當(dāng)n≥2時(shí),N+,故bn=2n,n∈N+.
則Sn==3×=3(2n﹣1),n∈N*.
②解:假設(shè)存在p,q,r∈N+,使得Sp,Sq,Sr成等差,
由Sn單調(diào)遞增,不妨設(shè)p<q<r∈N+,2Sq=Sp+Sr,p,q,r∈N+,
化簡得2q﹣p+1=1+2r﹣q,
左式為偶數(shù),右式為奇數(shù),矛盾,
故不存在p,q,r∈N+,使得Sp,Sq,Sr成等差.
(2)證明:∵an=n,n∈N+,∴由題意知a4n=4n,a4n﹣3=4n﹣3,a4n﹣2=4n﹣2,a4n﹣1=4n﹣1,
所以保留a4n﹣2,a4n+1,則b2n﹣1=4n﹣2,b2n=4n﹣1.
又b4n+1=8n+2,b4n+2=8n+3,b4n+3=8n+6,b4n+4=8n+7,
將b4n,b4n+1刪去,得到cn,則c2n+1=8n+3,c2n+2=8n+6,
也即.
記,下面證明:.
由,,,
知:=+=8(4m2+m)﹣2+8(4m2+m+1)﹣5=[2(4m)+1]2,
==[2(4m+1)+1]2,
同理可得:=[2(4m+2)+1]2,=[2(4m+3)+1]2,
合并以上四式,便證明了對任意的k∈N*,都有(2k+1)2=.
故每個(gè)大于1的奇平方數(shù)都是{cn} 中相鄰兩項(xiàng)的和.
【點(diǎn)評】本題考查了等差數(shù)列與等比數(shù)列的通項(xiàng)公式求和公式、不等式的解法,考查了推理能力與計(jì)算能力,屬于中檔題.
天數(shù)序號x
1
2
3
4
5
6
7
營業(yè)收入y
11
13
18
※
28
※
35
天數(shù)序號x
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營業(yè)收入y
11
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X
0
1
2
3
P
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