内容正文:
题型小卷17 “17—20”解答题(见学生用书P33)
[限时:45分钟 满分:46分]
解答题:本题共4小题,共46分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
(10分)已知数列满足-=,且a1=1.
(1)求数列的通项公式;
(2)若数列满足bn=,求数列的前n项和Sn.
解:(1)因为-==-,
所以-=-,
-=-,
…
-=1-,
所以-a1=1-.
又a1=1,所以=,所以an=2n-1.
又a1=1,也符合上式,所以an=2n-1.
(2)结合(1)得bn=,所以
Sn=++++…+,①
Sn=+++…+,②
①-②,得Sn=1+2-
=1+-=2-,
所以Sn=3-.
(12分)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,a=1,且(1+b)(sin A-sin B)=(c-b)sin C.
(1)求角A的大小;
(2)求△ABC面积的最大值.
解:(1)因为(1+b)(sin A-sin B)=(c-b)sin C,
由正弦定理得=c.
又a=1,
所以=c,得b2+c2-a2=bc.
由余弦定理的推论得cos A==,
所以A=.
(2)因为b2+c2-a2=bc,
所以bc=b2+c2-1≥2bc-1,可得bc≤1.
所以S△ABC=bc sin A=bc≤,
当且仅当b=c=1时,取等号.
所以△ABC面积的最大值为.
(12分)在四棱锥PABCD中,四边形ABCD为梯形,其中AB∥DC,AB=2BC=2CD=4,∠BCD=60°,平面PBD⊥平面ABCD.
(1)求证:PB⊥AD.
(2)若PB=PD,且PA与平面ABCD所成角的正弦值为,点F在线段PC上且满足=,求二面角DBFC的余弦值.
解:(1)由题设,△BCD为等边三角形,则AB=2BD=4.
又四边形ABCD为梯形,AB∥DC,则∠ABD=60°.
在△ABD中,∠ADB=90°,即AD⊥BD,
平面PBD⊥平面ABCD,平面PBD∩平面ABCD=BD,AD⊂平面ABCD,则AD⊥平面PBD.
又PB⊂平面PBD,故PB⊥AD.
(2)设O为BD的中点,又PB=PD,则PO⊥BD.
∵平面PBD⊥平面ABCD,平面PBD∩平面ABCD=BD,PO⊂平面PBD,则PO⊥平面ABCD.
连接OC,则OC⊥BD,且OC⊂平面ABCD,
故PO⊥OC.
综上,PO,BD,OC两两垂直.
以O为原点,,,分别为x,y,z轴的正方向建立空间直角坐标系,如图,
所以A(-1,-2,0),B(1,0,0),C(0,,0),D(-1,0,0),若P(0,0,m)且m>0,则F.
又平面ABCD的一个法向量为n=(0,0,1),=(1,2,m),
所以|cos 〈n,〉|===,可得m=3,故F,
所以=,=(2,0,0),
=(-1, ,0),
设a=(x,y,z)是平面BDF的一个法向量,则取a=(0,6,-).
设b=(s,t,l)是平面BCF的一个法向量,则取b=(3,,1),
所以|cos 〈a,b〉|===.
由图知,二面角DBFC的余弦值为.
(12分)为了促进落实“科技助农”服务,某地农业农村局组织基层工作人员参与农业科技知识竞赛,先进行选拔赛.选拔赛中选手需要从题库中随机抽一
题并回答,每名选手最多有5次答题机会,选手累计答对或答错3题即终止比赛,答对3题者进入正赛,答错3题者则被淘汰.设选手甲答对每道题的概率均为,且回答每道题互不影响.
(1)求选手甲进入正赛的概率;
(2)设选手甲在选拔赛中答题的数量为随机变量X,求X的分布列及数学期望.
解:(1)设 “选手甲进入正赛” 为事件A,选手甲答对每道题的概率均为,答错每道题的概率均为.当甲连续答对 3 个题时,进入正赛的概率为P1==;
当甲前 3 个题 2 对 1 错,第 4 题对时,进入正赛的概率为P2=C××=;
当甲前 4 个题 2 对 2 错,第 5 题对时,进入正赛的概率为P3=C×=.
故P(A)=P1+P2+P3=++=.
(2)由题可知X的所有可能取值为3,4,5.
则P(X=3)=+==,
P(X=4)=C××+C××=,P(X=5)=C==.
X的分布列如下表.
X
3
4
5
P
E(X)=3×+4×+5×=.
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