内容正文:
压轴题(六)
12.已知点F为抛物线E:x2=4y的焦点,C(0,-2),过点F且斜率为1的直线交抛物线于A,B两点,点P为抛物线上任意一点,若=m+n,则m+n的最小值为( )
A. B.
C. D.
答案 A
解析 由题可得F(0,1),则直线AB的方程为y=x+1,设A(x1,x1+1),B(x2,x2+1),设P,则=,=(x1,x1+3),=(x2,x2+3),由=m+n,可得=m(x1,x1+3)+n(x2,x2+3),则
两式相减得+2-x=3m+3n,则可得m+n=(x-2)2+,则当x=2时,m+n取得最小值,为.
16.(2022·哈尔滨第三中学第一次模拟)对于正整数n,设xn是关于x的方程(n2+5n+3)x2+x2logn+2xn=1(x>0)的实根,记an=,其中[x]表示不超过x的最大整数,则a1=________;若bn=an·sin ,Sn为{bn}的前n项和,则S2022=________.
答案 1 506
解析 当n=1时,9x2+x2log3x=1(x>0),即9+log3x-=0,令g(x)=9+log3x-(x>0),因为函数y=log3x和y=-在(0,+∞)上都是增函数,所以函数g(x)在(0,+∞)上是增函数,又g=9-1-9=-1<0,g=9-log32-4=5-log32>0,所以函数g(x)在存在唯一零点,即x1∈,则∈,所以a1==1.方程(n2+5n+3)x2+x2logn+2xn=1即为n2+5n+3+nlogn+2x=,即为-nlogn+2x-n2-5n-3=0,令t=,则xn=,则有(2t)2+nlogn+22t-n2-5n-3=0,令f(t)=(2t)2+nlogn+22t-n2-5n-3,则函数f(t)在(0,+∞)上单调递增,因为f=(n+1)2+nlogn+2(n+1)-n2-5n-3=nlogn+2·(n+1)-3n-2<0,f=(n+2)2+n-n2-5n-3=1>0,所以存在唯一的t∈,使得f(t)=0,则∈.当n=2k-1,k∈N*时,∈,则an==k;当n=2k,k∈N*时,∈,则an==k;当n=2k,k∈N*时,sin =0,所以S2022=b1+b2+b3+b4+…+b2019+b2020+b2021+b2022=b1+b3+b5+b7+…+b2019+b2021=a1-a3+a5-a7+…+a2017-a2019+a2021=(1-2)+(3-4)+…+(1009-1010)+1011=-1×505+1011=506.
20. (2020·全国卷Ⅱ)如图,已知三棱柱ABC-A1B1C1的底面是正三角形,侧面BB1C1C是矩形,M,N分别为BC,B1C1的中点,P为AM上一点,过B1C1和P的平面交AB于E,交AC于F.
(1)证明:AA1∥MN,且平面A1AMN⊥平面EB1C1F;
(2)设O为△A1B1C1的中心,若AO∥平面EB1C1F,且AO=AB,求直线B1E与平面A1AMN所成角的正弦值.
解 (1)证明:∵M,N分别为BC,B1C1的中点,
∴MN∥BB1.
又AA1∥BB1,∴AA1∥MN.
∵△A1B1C1为等边三角形,N为B1C1的中点,
∴A1N⊥B1C1.
又侧面BB1C1C为矩形,
∴B1C1⊥BB1.
∵MN∥BB1,∴MN⊥B1C1.
又MN∩A1N=N,MN,A1N⊂平面A1AMN,
∴B1C1⊥平面A1AMN.
又B1C1⊂平面EB1C1F,
∴平面A1AMN⊥平面EB1C1F.
(2)解法一:连接NP,
∵AO∥平面EB1C1F,平面AONP∩平面EB1C1F=NP,
∴AO∥NP.
∵三棱柱上下底面平行,平面A1AMN∩平面ABC=AM,平面A1AMN∩平面A1B1C1=A1N,
∴ON∥AP.
∴四边形ONPA是平行四边形.
∴ON=AP,AO=NP.
设△ABC的边长为6m(m>0),
则NP=AO=AB=6m.
∵O为△A1B1C1的中心,且△A1B1C1的边长为6m,
∴ON=×6m×sin 60°=m.
∴ON=AP=m.
∵BC∥B1C1,B1C1⊂平面EB1C1F,BC⊄平面EB1C1F,
∴BC∥平面EB1C1F.
又BC⊂平面ABC,平面ABC∩平面EB1C1F=EF,
∴EF∥BC,
∴=,EF∥B1C1,
∴=,解得EP=m.
在B1C1上截取B1Q=EP=m,连接PQ,故QN=2m.
∵B1Q=EP且B1Q∥EP,
∴四边形B1QPE是平行四边形,
∴B1E∥PQ.
由(1)可知B1C1⊥平面A1AMN,
故∠QPN为直线B1E与平面A1AMN所成的角.
在Rt△QPN中,根据勾股定理可得
PQ= = =2m,
∴sin ∠QPN===.
∴直线B1E与平面A