内容正文:
三、压轴题
压轴题(一)
第二部分 刷题型
本课结束
12.(2022·安徽滁州第二次教学质量监测)正方体ABCD-A1B1C1D1中,点P满足 eq \o(AC,\s\up16(→))=3 eq \o(PC,\s\up16(→)),设过点A,C,C1,D1的球的半径为R1,过点A,P,B1,D1的球的半径为R2,则 eq \f(R1,R2)的值为( )
A. eq \r(\f(3,2))
B. eq \r(\f(4,3))
C. eq \r(\f(6,5))
D. eq \r(\f(9,8))
答案 D
解析 设正方体的棱长为a,过点A,C,C1,D1的球的球心是正方体体对角线的中点,则半径为R1= eq \f(\r(3),2)a,如图1所示,设A1C与平面AB1D1交于点M,则A1C⊥平面AB1D1且M为△AB1D1的外接圆圆心,
∴过点A,P,B1,D1的球的球心在A1C上的点O处,连接AM,则CM⊥AM,其中截面A1ACC1如图2所示,△AB1D1为边长为 eq \r(2)a的等边三角形,则AM= eq \f(\r(6),3)a,OA=OP=R2,设OM=x,由OA2=AM2+OM2得R eq \o\al(2,2)=x2+ eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\r(6),3)a)) eq \s\up12(2),CM= eq \r(AC2-AM2)= eq \r(2a2-\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\r(6),3)a))\s\up12(2))= eq \f(2\r(3),3)a,则OC= eq \f(2\r(3),3)a-x,PC= eq \f(\r(2),3)a,cos ∠A1CA= eq \f(\r(6),3),
在△OPC中,由余弦定理得x2+ eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\r(6),3)a)) eq \s\up12(2)= eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\r(2),3)a)) eq \s\up12(2)+ eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2\r(3),3)a-x)) eq \s\up12(2)-2× eq \f(\r(2),3)a× eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2\r(3),3)a-x))× eq \f(\r(6),3),解得x=0,则R2= eq \f(\r(6),3)a,即 eq \f(R1,R2)= eq \f(\f(\r(3),2)a,\f(\r(6),3)a)= eq \r(\f(9,8)).故选D.
16.(2022·山西吕梁临县第一中学高三期末)龙曲线是由一条单位线段开始,按下面的规则画成的图形:将前一代的每一条折线段都作为这一代的等腰直角三角形的斜边,依次画出所有直角三角形的两段,使得所画的相邻两线段永远垂直(即所画的直角三角形在前一代曲线的左右两边交替出现).例如第一代龙曲线(图1)是以A1A2为斜边画出等腰直角三角形的直角边A1A3,A3A2所得的折线图,图2、图3依次为第二代、第三代龙曲线(虚线即为前一代龙曲线).A1,A2,A3为第一代龙曲线的顶点,设第n代龙曲线的顶点数为an,由图可知a1=3,a2=5,a3=9,则a4=________;数列 eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(\f(2n,anan+1)))的前n项和Sn=________.
答案 17 eq \f(1,3)- eq \f(1,2n+1+1)
解析 由题意可知,第n+1代龙曲线可看作是将2个缩小的第n代龙曲线的首尾顶点相接,则an+1=2an-1,所以an+1-1=2(an-1),所以数列{an-1}是等比数列,且首项为a1-1=2,公比为2,则an-1=2×2n-1=2n,所以an=2n+1,则a4=24+1=17, eq \f(2n,anan+1)= eq \f(2n,(2n+1)(2n+1+1))= eq \f(1,2n+1)- eq \f(1,2n+1+1),因此Sn= eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2+1)-\f(1,22+1)))+ eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,22+1)-\f(1,23+1)))+…+ eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2n+1)-\f(1,2n+1+1)))= eq \f(1,3)- eq \f(1,2n+1+1).
20.(2022·新高考Ⅰ卷)已知点A(2,1)在双曲线C: eq \f(x2,a2)- eq