
(考試時(shí)間:120分鐘 試卷滿分:150分)
第I卷(選擇題)
一、單項(xiàng)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)是符合要求的。
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(duì)的得6分,部分選對(duì)的得部分分,有選錯(cuò)的得0分.
第II卷(非選擇題)
三、填空題:本題共3小題,每小題5分,共15分。
12.2 13. 14.③④
四、解答題:本題共5小題,共77分,解答應(yīng)寫出必要的文字說(shuō)明、證明過(guò)程及驗(yàn)算步驟。
15.(13分)
【詳解】(1)∵函數(shù)f(x)=4sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(ωx+\f(π,3)))(ω>0)在eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(\f(π,6),π))上單調(diào)遞減,
∴π-eq \f(π,6)=eq \f(5π,6)≤eq \f(T,2)=eq \f(π,ω),解得00,
得ωx+eq \f(π,3)∈eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(\f(π,6)ω+\f(π,3),πω+\f(π,3))), (3分)
∴由正弦函數(shù)的單調(diào)性,可知eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(\f(π,6)ω+\f(π,3)≥\f(π,2)+2kπ,,πω+\f(π,3)≤\f(3π,2)+2kπ,))k∈Z,
解得1+12k≤ω≤eq \f(7,6)+2k,k∈Z.
令k=0,得1≤ω≤eq \f(7,6),滿足①;
令k=1,得13≤ω≤eq \f(19,6),不滿足①, (5分)
∴ω的取值范圍為1≤ω≤eq \f(7,6),即最大值為eq \f(7,6). (6分)
(2)∵f(x)=4sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(ωx+\f(π,3)))的圖像關(guān)于點(diǎn)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3π,2),0))中心對(duì)稱,
∴eq \f(3π,2)ω+eq \f(π,3)=kπ(k∈Z), (7分)
即ω=eq \f(2k,3)-eq \f(2,9)(k∈Z). (8分)
又由(1)得1≤ω≤eq \f(7,6),∴ω=eq \f(10,9),
∴f(x)=4sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(10,9)x+\f(π,3))). (9分)
當(dāng)x∈eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(-\f(9π,20),m))時(shí),
eq \f(10,9)x+eq \f(π,3)∈eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(-\f(π,6),\f(10,9)m+\f(π,3))). (10分)
由f(x)∈[-2,4],
得sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(10,9)x+\f(π,3)))∈eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(-\f(1,2),1)),
∴eq \f(π,2)≤eq \f(10,9)m+eq \f(π,3)≤eq \f(7π,6),解得eq \f(3π,20)≤m≤eq \f(3π,4),
即m的取值范圍是eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(\f(3π,20),\f(3π,4))). (13 分)
16.(15分)
【詳解】(Ⅰ)因?yàn)閍n+1=2an-n+1,
所以an+1-(n+1)=2(an-n),
由此可得數(shù)列{an-n}是以a1-1=2為首項(xiàng),2為公比的等比數(shù)列, (4分)
因此,an-n=2×2n-1=2n,
所以數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式為an=2n+n. (7分)
(Ⅱ)由(Ⅰ)得bn=eq \f(an-n,(2n+1)(2n+1+1))=eq \f(2n,(2n+1)(2n+1+1))=eq \f(1,2n+1)-eq \f(1,2n+1+1), (12分)
故Tn=b1+b2+…+bn=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,21+1)-\f(1,22+1)))+(eq \f(1,22+1)-eq \f(1,23+1))+…+eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2n+1)-\f(1,2n+1+1)))=eq \f(1,3)-eq \f(1,2n+1+1).(15分)
17.(15分)
【詳解】(1)證明:因?yàn)樗倪呅蜛BCD為平行四邊形,且△ADE為等邊三角形,
所以∠BCE=120°.
又因?yàn)镋為CD的中點(diǎn),所以CE=ED=DA=CB,
所以△BCE為等腰三角形,
所以∠CEB=30°,
所以∠AEB=180°-∠AED-∠BEC=90°,
所以BE⊥AE. (4分)
又因?yàn)槠矫鍭PE⊥平面ABCE,平面APE∩平面ABCE=AE,BE?平面ABCE,
所以BE⊥平面APE.
又因?yàn)锳P?平面APE,
所以BE⊥AP. (6分)
(2)存在點(diǎn)F,且當(dāng)點(diǎn)F為線段PB上靠近點(diǎn)P的三等分點(diǎn)時(shí),平面AEF與平面APE的夾角為45°.
(7分)
證明如下:取AE的中點(diǎn)O,連接PO,
因?yàn)椤鰽PE為等邊三角形,所以PO⊥AE.
又因?yàn)槠矫鍭PE⊥平面ABCE,平面APE∩平面ABCE=AE,PO?平面APE,
所以PO⊥平面ABCE.
易得PO=eq \r(3),BE=2eq \r(3).
取AB的中點(diǎn)G,連接OG,則OG∥BE. (8分)
由(1)得BE⊥AE,所以O(shè)G⊥AE,所以O(shè)A,OG,OP兩兩垂直.以點(diǎn)O為坐標(biāo)原點(diǎn),OA,OG,OP所在直線分別為x軸、y軸、z軸,建立空間直角坐標(biāo)系O-xyz,
如圖所示,則A(1,0,0),B(-1,2eq \r(3),0),P(0,0,eq \r(3)),E(-1,0,0),
所以eq \(EA,\s\up6(→))=(2,0,0),eq \(EB,\s\up6(→))=(0,2eq \r(3),0),eq \(PB,\s\up6(→))=(-1,2eq \r(3),-eq \r(3)),eq \(EP,\s\up6(→))=(1,0,eq \r(3)). (10分)
假設(shè)存在點(diǎn)F,使得平面AEF與平面APE的夾角為45°.
設(shè)eq \(PF,\s\up6(→))=λeq \(PB,\s\up6(→))=(-λ,2eq \r(3)λ,-eq \r(3)λ),λ∈(0,1],
則eq \(EF,\s\up6(→))=eq \(EP,\s\up6(→))+eq \(PF,\s\up6(→))=(1-λ,2eq \r(3)λ,eq \r(3)-eq \r(3)λ).
設(shè)平面AEF的法向量為m=(x,y,z),
則eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(\a\vs4\al\c1(m·\(EF,\s\up6(→))=(1-λ)x+2\r(3)λy+(\r(3)-\r(3)λ)z=0,,m·\(EA,\s\up6(→))=2x=0.)))
令z=2λ,則可得平面AEF的一個(gè)法向量為m=(0,λ-1,2λ). (12分)
由(1)可知eq \(EB,\s\up6(→))為平面APE的一個(gè)法向量,
所以cs45°=|cs〈m,eq \(EB,\s\up6(→))〉|=eq \f(|m·\(EB,\s\up6(→))|,|m|·|\(EB,\s\up6(→))|)=eq \f(2\r(3)|λ-1|,2\r(3)·\r(5λ2-2λ+1))=eq \f(\r(2),2),
所以2(5λ2-2λ+1)=4(λ-1)2,解得λ=eq \f(1,3)或λ=-1(舍去),
所以存在點(diǎn)F,且當(dāng)點(diǎn)F為線段PB上靠近點(diǎn)P的三等分點(diǎn)時(shí),平面AEF與平面APE的夾角為45°.
(15分)
18.(17分)
【詳解】(Ⅰ)由題意可得2a=2eq \r(2),即a=eq \r(2). (1分)
因?yàn)闄E圓C的離心率為eq \f(\r(2),2),所以e=eq \f(c,a)=eq \f(\r(2),2),
所以c=1,所以b2=a2-c2=1,(3分)
所以橢圓C的方程為eq \f(x2,2)+y2=1. (4分)
(Ⅱ)顯然直線l的斜率存在,設(shè)過(guò)點(diǎn)(2,0)的直線l的方程為y=k(x-2),
聯(lián)立方程eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(\f(x2,2)+y2=1,,y=k(x-2),))消去y整理得(1+2k2)x2-8k2x+8k2-2=0,
則Δ=64k4-4(1+2k2)·(8k2-2)=8(1-2k2)>0,即k20,所以eq \f(1,3)≤k20恒成立,f(x)單調(diào)遞增,此時(shí)f(x)沒(méi)有最小值. (2分)
當(dāng)m>0時(shí),在(0,m)上f′(x)0,f(x)單調(diào)遞增,
∴f(x)min=f(m)=1+lneq \f(m,a)=2,解得eq \f(m,a)=e. (4分)
(Ⅱ)證明:(ⅰ)當(dāng)m=1時(shí),f(x)=eq \f(1,x)+lneq \f(x,a).
由(Ⅰ)可知,f(x)在(0,1)上單調(diào)遞減,在(1,+∞)上單調(diào)遞增,∴f(x)min=f(1)=1-lna0,
∴存在x0∈(1,a),使得f(x0)=eq \f(1,x0)+lneq \f(x0,a)=0,
即lna=eq \f(1,x0)+lnx0=ln(x0·),即a=x0·.
∴要證eq \f(1,2x0)+x02lna,即證x0+eq \f(1,x0)>2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(lnx0+\f(1,x0))),
即證2lnx0+eq \f(1,x0)-x01). (13分)
令h(x)=2lnx+eq \f(1,x)-x(x>1),則h′(x)=-eq \f((x-1)2,x2)
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