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中难解答突破训练(三)
1.(2022·济南二模)已知△ABC内角A,B,C的对边分别为a,b,c,A+C=2B,△ABC的面积S=a.
(1)求边c;
(2)若△ABC为锐角三角形,求a的取值范围.
解 (1)因为A+C=2B,A+B+C=π,
所以B=,
所以△ABC的面积S=ac sin B=ac=a,
所以c=1.
(2)由(1)知B=,c=1,
在△ABC中,由正弦定理知,=,
所以a===
=+,
因为△ABC为锐角三角形,
所以解得C∈,
所以tan C∈,
故a=+∈.
2.(2022·潍坊二模)已知正项数列{an}的前n项和为Sn,且a+2an=4Sn,数列{bn}满足bn=(-2).
(1)求数列{bn}的前n项和Bn,并证明Bn+1,Bn,Bn+2是等差数列;
(2)设cn=(-1)nan+bn,求数列{cn}的前n项和Tn.
解 (1)由a+2an=4Sn,得a+2a1=4a1,
即a1=2,
当n≥2时,a+2an-1=4Sn-1,
可得a-a+2(an-an-1)=4an,
即(an+an-1)(an-an-1-2)=0,
∵an>0,∴an-an-1=2(n≥2),
∴数列{an}是以2为首项,2为公差的等差数列,
则an=2+2(n-1)=2n,
bn=(-2)=(-2) =(-2)n,可得数列{bn}是以-2为首项,-2为公比的等比数列,
则Bn==-+(-1)n·.
Bn+1+Bn+2=-+(-1)n+1·-+(-1)n+2·=-+(-1)n+1·=-+=2Bn,
即Bn+1,Bn,Bn+2是等差数列.
(2)cn=(-1)nan+bn=(-1)n·2n+(-2)n=(-2)n+2·(-1)n·n,
当n为偶数时,Tn=Bn+2[-1+2-3+4-…-(n-1)+n]=-+(-1)n·+2·=+n-;
当n为奇数时,Tn=Bn+2[-1+2-3+4-…-(n-2)+(n-1)-n]=-+(-1)n·-n-1=--n-.
综上可知,数列{cn}的前n项和
Tn=
3. (2022·深圳模拟)如图,AB是圆O的直径,点C是圆O上异于A,B的点,直线PC⊥平面ABC,E,F分别是PA,PC的中点.
(1)记平面BEF与平面ABC的交线为l,求证:直线l∥平面PAC;
(2)若PC=AB=2,点C是的中点,求二面角E-l-C的正弦值.
解 (1)证明:∵E,F分别是PA,PC的中点,∴EF∥AC,
∵AC⊂平面ABC,EF⊄平面ABC,
∴EF∥平面ABC,
又EF⊂平面BEF,平面BEF与平面ABC的交线为l,
∴EF∥l,∵l⊄平面PAC,EF⊂平面PAC,
∴l∥平面PAC.
(2)如图,∵AB是圆O的直径,点C是的中点,AB=2,
∴CA⊥CB,CA=CB=,
∵直线PC⊥平面ABC,
∴PC⊥CA,PC⊥CB,
∴以C为坐标原点,CA,CB,CP所在直线分别为x,y,z轴,建立如图所示的空间直角坐标系,
则F(0,0,1),B(0,,0),E,
∴=(0,-,1),=,
设平面EFB的法向量为n=(x,y,z),
则
取y=1,则n=(0,1,),
∵直线PC⊥平面ABC,
∴=(0,0,1)是平面ABC的一个法向量,
∴cos 〈,n〉===,
∴二面角E-l-C的正弦值为 =.
4.(2022·潮州二模)我国在芯片领域的短板有光刻机和光刻胶,某风投公司准备投资芯片领域.若投资光刻机项目,据预期,每年的收益率为30%的概率为p,收益率为-10%的概率为1-p;若投资光刻胶项目,据预期,每年的收益率为30%的概率为0.4,收益率为-20%的概率为0.1,收益率为零的概率为0.5.
(1)已知投资以上两个项目,获利的期望是一样的,请你为该风投公司选择一个合理的项目,并说明理由;
(2)若该风投公司准备对以上你认为比较合理的项目进行投资,4年累计投资数据如表:
年份x
2018
2019
2020
2021
μ
1
2
3
4
累计投资金额y
(单位:亿元)
2
3
5
6
请根据上表提供的数据,用最小二乘法求出y关于μ的经验回归方程=μ+,并预测到哪一年年末,该公司在芯片领域的投资收益预期能达到0.75亿元.
附:收益=投入的资金×获利期望;经验回归方程=x+中,==,=-.
解 (1)若投资光刻机项目,设收益率为X1,则X1的分布列为
X1
0.3
-0.1
P
p
1-p
所以E(X1)=0.3×p+(-0.1)×(1-p)=0.4p-0.1.
若投资光刻胶项目,设收益率为X2,则X2的分布列为
X2
0.3
-0.2
0
P
0.4
0.1
0.5
所以E(X2)=0.3×0.4+(-0.2)×0.1+0×0.5=0.1.