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中难解答突破训练(二)
1.(2022·T8第一次联考)已知函数f(x)=sin cos -cos2+.
(1)设g(x)=f(-x),求函数g(x)的单调递减区间;
(2)设△ABC的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,D为BC边的中点,若f(A)=,a=,求线段AD的长的取值范围.
解 (1)由已知,f(x)=sinx-
=sinx-cos x=sin ,
则g(x)=f(-x)=sin
=-sin ,
所以当g(x)单调递减时,函数y=sin 单调递增.
令-+2kπ≤x+≤+2kπ,k∈Z,得-+2kπ≤x≤+2kπ,k∈Z.
所以函数g(x)的单调递减区间是,k∈Z.
(2)因为f(A)=sin =,A∈(0,π),则A=.
又a=,由余弦定理,得3=b2+c2-bc,
即b2+c2=bc+3.
因为D为BC的中点,则2=(+)2=(b2+c2+bc)=(2bc+3).
因为b2+c2≥2bc,则bc+3≥2bc,即0<bc≤3,
所以<||2≤,即<||≤.
所以线段AD的长的取值范围是.
2.(2022·泰安二模)已知数列{an}单调递增,其前n项和为Sn,且a1=2,Sn=+n.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)设bn=an·3-1,求数列{bn}的前n项和Tn.
解 (1)因为Sn=+n,
所以当n≥2时,Sn-1=+n-1,
两式相减,得Sn-Sn-1=+1=an,
整理得(an-2)2=a,因为数列{an}单调递增,且a1=2,
所以当n≥2时,an-2>0,an-1>0,
所以an-2=an-1,即an-an-1=2,
所以数列{an}是以2为首项,2为公差的等差数列,
所以an=2+2(n-1)=2n.
(2)bn=2n·3n-1,
所以Tn=b1+b2+b3+…+bn=2(1×31+2×32+3×33+…+n×3n)-n.
设Bn=1×31+2×32+3×33+…+n×3n,
则3Bn=1×32+2×33+3×34+…+n×3n+1,
所以-2Bn=31+32+33+…+3n-n·3n+1=-n·3n+1=·3n+1-,
所以2Bn=·3n+1+,
所以Tn=2Bn-n=·3n+1-n+.
3. (2022·潮州二模)如图,平面ABCDE⊥平面CEFG,四边形CEFG中,FG∥EC,CG⊥EC,点B在正方形ACDE的外部,且AB=BC=,AC=4,CG=CE,FG=2.
(1)证明:AD⊥EF;
(2)求二面角B-FG-E的余弦值.
解 (1)证明:正方形ACDE中,AD⊥CE,平面CEFG⊥平面ABCDE,两平面交线为CE,
所以AD⊥平面CEFG,
因为EF⊂平面CEFG,
所以AD⊥EF.
(2)因为平面ABCDE⊥平面CEFG,两平面交线为CE,CG⊥EC,所以CG⊥平面ABCDE,则CA,CD,CG两两垂直.
以C为坐标原点,建立如图所示的空间直角坐标系Cxyz,
因为AB=BC=,AC=4,所以点B到AC的距离为1,CG=CE=4,
则G(0,0,4),F(,,4),B(-1,2,0),D(4,0,0),A(0,4,0),
所以=(,,0),=(1,-2,4).
设平面BFG的法向量为n=(x,y,z),
则即
令y=4,得n=(-4,4,3).
=(-4,4,0)为平面CEFG的一个法向量,
所以cos 〈n,〉==,
由图可知二面角B-FG-E为锐二面角,故二面角B-FG-E的余弦值为.
4.(2022·福州模拟)某种疾病可分为A,B两种类型.为了解该疾病的类型与患者性别是否相关,在某地区随机抽取了若干名该疾病的患者进行调查,发现女性患者人数是男性患者人数的2倍,男性患A型疾病的人数占男性患者的,女性患A型疾病的人数占女性患者的.
(1)若本次调查得出“在犯错误的概率不超过0.005的前提下认为‘所患疾病类型’与‘性别’有关”的结论,求被调查的男性患者至少有多少人?
(2)某团队进行预防A型疾病的疫苗的研发试验,试验期间至多安排2个周期接种疫苗,每人每个周期接种3次,每次接种费用为m(m>0)元.该团队研发的疫苗每次接种后产生抗体的概率为p(0<p<1),如果一个周期内至少2次出现抗体,则该周期结束后终止试验,否则进入第二个周期.若p=,试验人数为1000,试估计该试验用于接种疫苗的总费用.
附:χ2=.
α
0.10
0.05
0.01
0.005
0.001
xα
2.706
3.841
6.635
7.879
10.828
解 (1)设男性患者有x人,则女性患者有2x人,2×2列联表如下:
A型病
B型病
合计
男
x
女
2x
合计
3x
假设H0:患者所患疾病类型与性别之间无关联,
根据