19、(本小題滿分12分)
如圖,在三棱錐中,
,
,
,平面
平面
。
(Ⅰ)求直線與平面
所成角的大?。?/p>
(Ⅱ)求二面角的大小。
[解析](1)連接OC。由已知,所成的角
設AB的中點為D,連接PD、CD.
因為AB=BC=CA,所以CDAB.
因為等邊三角形,
不妨設PA=2,則OD=1,OP=,AB=4.
所以CD=2,OC=
.
在Rttan
.
故直線PC與平面ABC所成的角的大小為arctan…………………6分
(2)過D作DE于E,連接CE.
由已知可得,CD平面PAB.
根據三垂線定理可知,CE⊥PA,
所以,.
由(1)知,DE=
在Rt△CDE中,tan
故……………………………12分
[點評]本小題主要考查線面關系、直線與平面所成的角、二面角等基礎知識,考查思維能力、空間想象能力,并考查應用向量知識解決數學問題的能力.
20、(本小題滿分12分) 已知數列的前
項和為
,且
對一切正整數
都成立。
(Ⅰ)求,
的值;
(Ⅱ)設,數列
的前
項和為
,當
為何值時,
最大?并求出
的最大值。
[解析]取n=1,得 ①
取n=2,得 ②
又②-①,得 ③
(1)若a2=0, 由①知a1=0,
(2)若a2, ④
由①④得:…………………5分
(2)當a1>0時,由(I)知,
當 , (2+
)an-1=S2+Sn-1
所以,an=
所以
令
所以,數列{bn}是以為公差,且單調遞減的等差數列.
則 b1>b2>b3>…>b7=
當n≥8時,bn≤b8=
所以,n=7時,Tn取得最大值,且Tn的最大值為
T7=…………………………12分
[點評]本小題主要從三個層面對考生進行了考查. 第一,知識層面:考查等差數列、等比數列、對數等基礎知識;第二,能力層面:考查思維、運算、分析問題和解決問題的能力;第三,數學思想:考查方程、分類與整合、化歸與轉化等數學思想.
21、(本小題滿分12分) 如圖,動點到兩定點
、
構成
,且
,設動點
的軌跡為
。
(Ⅰ)求軌跡的方程;
(Ⅱ)設直線與
軸交于點
,與軌跡
相交于點
,且
,求
的取值范圍。
[解析](1)設M的坐標為(x,y),顯然有x>0,.
當∠MBA=90°時,點M的坐標為(2,, ±3)
當∠MBA≠90°時;x≠2.由∠MBA=2∠MAB,
有tan∠MBA=,即
化簡得:3x2-y2-3=0,而又經過(2,,±3)
綜上可知,軌跡C的方程為3x2-y2-3=0(x>1)…………………5分
(II)由方程消去y,可得
。(*)
由題意,方程(*)有兩根且均在(1,+)內,設
所以
解得,m>1,且m2
設Q、R的坐標分別為,由
有
所以
由m>1,且m2,有
所以的取值范圍是
................................................ 12分
[點評]本小題主要考察直線、雙曲線、軌跡方程的求法等基礎知識,考察思維能力、運算能力,考察函數、分類與整合等思想,并考察思維的嚴謹性。
22、(本小題滿分14分)
已知為正實數,
為自然數,拋物線
與
軸正半軸相交于點
,設
為該拋物線在點
處的切線在
軸上的截距。
(Ⅰ)用和
表示
;
(Ⅱ)求對所有都有
成立的
的最小值;
(Ⅲ)當時,比較
與
的大小,并說明理由。
[解析](1)由已知得,交點A的坐標為,對
則拋物線在點A處的切線方程為
(2)由(1)知f(n)=,則
即知,對于所有的n成立,特別地,取n=2時,得到a≥
當,
>2n3+1
當n=0,1,2時,顯然
故當a=時,
對所有自然數都成立
所以滿足條件的a的最小值是。
(3)由(1)知,則
,
下面證明:
首先證明:當0<x<1時,
設函數
當
故g(x)在區間(0,1)上的最小值g(x)min=g
所以,當0<x<1時,g(x)≥0,即得
由0<a<1知0<ak<1(),因此
,從而
[點評]本小題屬于高檔題,難度較大,需要考生具備扎實的數學基礎和解決數學問題的能力.主要考查了導數的應用、不等式、數列等基礎知識;考查了思維能力、運算能力、分析問題與解決問題的能力和創新意識能力;且又深層次的考查了函數、轉換與化歸、特殊與一般等數學思維方法。