内容正文:
[第三周]
●周一
(2023·淄博诊断)已知等差数列{bn}(n∈N*)的首项为-1,公差为2.数列{an}满足an+1-an=bn.
(1)求an取得最小值时n的值;
(2)若a1=,证明:++…+≤.
解:(1)由an+1-an=bn,
得a2-a1=b1,a3-a2=b2,…,an-an-1=bn-1,
累加可得:an-a1=b1+b2+…+bn-1,
所以an=a1+(n-1)(-1)+×2=n2-4n+3+a1=(n-2)2+a1-1,
显然an取最小值时,n的值为2.
(2)若a1=,则an=n2-4n+,
即an=,
所以++…+=+++…+=+++…+=-
显然n≥2时,++…+<0,
可得++…+≤-=.
●周二
(2023·张家界模拟)如图,已知三棱柱ABC-A1B1C1,∠ACB=90°,AC1⊥A1C,D为线段A1C上的动点,AC1⊥BD.
(1)求证:平面ACC1A1⊥平面ABC;
(2)若AA1⊥AC,D为线段A1C的中点,AC=2BC=2,求B1D与平面A1BC所成角的余弦值.
解:(1)已知A1C⊥AC1,又AC1⊥BD,A1C,BD⊂平面A1BC,A1C∩BD=D,
所以AC1⊥平面A1BC,
又BC⊂平面A1BC,所以AC1⊥BC,
因为∠ACB=90°,所以BC⊥AC,
又AC∩AC1=A,AC,AC1⊂平面ACC1A1,
所以BC⊥平面ACC1A1,
又BC⊂平面ABC,
所以平面ACC1A1⊥平面ABC.
(2)由(1)知平面ACC1A1⊥平面ABC,
又平面ACC1A1∩平面ABC=AC,AA1⊥AC,
AA1⊂平面ACC1A1,
所以AA1⊥平面ABC.又A1A∥C1C,
所以CC1⊥平面ABC,
所以CA,CB,CC1两两垂直,.
以C为坐标原点,,,的方向分别为x轴、y轴、z轴的正方向,
建立如图所示的空间直角坐标系,
因为AA1⊥AC,所以四边形ACC1A1为矩形,
又因为AC1⊥A1C,所以四边形ACC1A1为正方形.
因为AC=2,BC=1,所以CC1=2,
所以C(0,0,0),B(0,1,0),A1(2,0,2),B1(0,1,2).
由D是线段A1C的中点,得D(1,0,1),
所以=(0,1,0),=(2,0,2),=(1,-1,-1).
设平面A1BC的一个法向量为n=(x,y,z),
则即
取x=1,则z=-1,所以n=(1,0,-1),
cos〈n,〉===.
设直线B1D与平面A1BC所成的角为α,
则sin α=|cos〈n,〉|=,
所以cos α==,
所以直线B1D与平面A1BC所成角的余弦值为.
●周三
(2023·丽水二模)在锐角△ABC中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,满足-1=,且A≠C.
(1)求证:B=2C;
(2)已知BD是∠ABC的平分线,若a=4,求线段BD长度的取值范围.
解:(1)由题意得=,
即=.
由正弦定理得b2=c2+ac,
又由余弦定理得b2=a2+c2-2accos B,
所以c=a-2ccos B,
故sin C=sin A-2sin Ccos B,
故sin C=sin(B+C)-2sin Ccos B,
整理得sin C=sin(B-C),
又△ABC为锐角三角形,则C∈,B∈,B-C∈,
所以C=B-C,因此B=2C.
(2)在△BCD中,由正弦定理得=,所以=.
所以BD===,
因为△ABC为锐角三角形,且B=2C,
所以,解得<C<.
故<cos C<,所以<BD<2.
因此线段BD长度的取值范围.
●周四
(2023·白山三模)某学校食堂中午和晩上都会提供A,B两种套餐(每人每次只能选择其中一种),经过统计分析发现:学生中午选择A类套餐的概率为,选择B类套餐的概率为;在中午选择A类套餐的前提下,晩上还选择A类套餐的概率为,选择B类套餐的概率为;在中午选择B类套餐的前提下,晩上选择A类套餐的概率为,选择B类套餐的概率为.
(1)若同学甲晩上选择A类套餐,求同学甲中午也选择A类套餐的概率;
(2)记某宿舍的4名同学在晩上选择B类套餐的人数为X,假设每名同学选择何种套餐是相互独立的,求X的分布列及数学期望.
解:(1)设事件M为同学甲晩上选择A类套餐,事件N1为同学甲中午选择A类套餐,事件N2为同学甲中午选择B类套餐,则P(N1M)=×=,P(N2M)=×=,
P(M)=P(N1M)+P(N2M)=,
所以P(N1|M)===,即同学甲晩上选择A类套餐,中午也选择A类套餐的概率为.
(2)晩上选择A类套餐的概率PA=×+×=;
晩上选择B类套餐的概率PB=×+×=.
所以4名同学在晩上有X个人选择B类套餐,X的所有可能取值为0,1,2,3,4,
则P(X=k)=Ck4-k(k=0