内容正文:
[第二周]
●周一
(2023·湖州二模)已知数列{an}满足:a1=2,且对任意的n∈N*,an+1=
(1)求a2,a3的值,并证明数列是等比数列;
(2)设bn=a2n-1(n∈N*),求数列{bn}的前n项和Tn.
解:(1)a2==1,a3=23a2+2=10.
由题意得a2n+1+=22n+1a2n+=22n+1+=4a2n-1+=4,
又a1+=≠0,所以数列是等比数列.
(2)由(1)知bn=a2n-1=·4n-1-.
运用分组求和,可得Tn=(40+41+42+…+4n-1)-n=·-n=(4n-1)-n.
●周二
(2023·滨州二模)如图,圆锥PO的母线长为,侧面积为2π,△ABC是圆O的内接正三角形.
(1)证明:AP⊥平面PBC;
(2)若AD是圆O的直径,求二面角A-PB-D的余弦值.
解:(1)设圆O的半径为r,
因为圆锥的母线长为,侧面积为2π,所以·2πr·=2π,解得r=2.
因为△ABC是圆O的内接正三角形,且r=AB,所以AB=2,
在△ABP中,AP=BP=,AB=2,
所以AP2+BP2=AB2,故AP⊥PB,
同理可得,AP⊥PC,
又因为PB∩PC=P,且PB、PC⊂平面PBC,所以AP⊥平面PBC.
(2)过点O做OE∥CB,交圆O于点E,以O为坐标原点,分别以,,为x轴、y轴、z轴正方向,建立如图所示的空间直角坐标系.
所以A(0,-2,0),B(,1,0),D(0,2,0),P(0,0,),
=(,3,0),=(0,2,),
=(,-1,0),=(0,-2,).
设平面ABP的法向量n1=(x1,y1,z1),则
所以解得
取y=-1,则n1=(,-1,).
设平面DBP的法向量n2=(x2,y2,z2),则
所以解得
取x2=1,则n2=(1,,).
所以cos〈n1,n2〉===,
由题意知,二面角A-PB-D的平面角为钝角,
所以二面角A-PB-D的余弦值为-.
●周三
(2023·锦州一模)已知△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,5(a+c)sin B=12csin A.
(1)若a=c,求cos A的值;
(2)是否存在以B为直角顶点的Rt△ABC?若存在,求出a的值;若不存在,请说明理由.
解:(1)(法一)5(a+c)sin B=12csin A,
由正弦定理得5(a+c)b=12ac,
又因为a=c,所以10ab=12ac,即b=c.
由余弦定理知cos A===.
(法二)因为a=c,所以A=C,
又5(a+c)sin B=12csin A,
所以10csin B=12csin A,c≠0,即5sin B=6sin A.
所以5sin(π-2A)=6sin A,即5sin 2A=6sin A,
所以10sin Acos A=6sin A,
因为A∈(0,π),sin A≠0,所以cos A=.
(2)不存在以B为直角顶点的直角三角形,理由如下:
因为5(a+c)sin B=12csin A,
由正弦定理,
得5(sin A+sin C)sin B=12sin Asin C,
若B=,则sin B=1,
且sin C=sin=cos A,
所以sin A+cos A=sin Acos A=sin 2A,
将上式两边平方得:1+sin 2A=sin22A,
所以(9sin 2A+5)(4sin 2A-5)=0.
因为A∈,0<sin 2A≤1,
所以9sin 2A+5>0,且4sin 2A-5<0,方程无解.
故不存在满足条件的三角形.
●周四
(2023·马鞍山二模)已知双曲线C:-=1(a>0,b>0)的焦距为2,离心率e=.
(1)求双曲线C的方程;
(2)设P,Q为双曲线C上异于点M(a,b)的两动点,记直线MP,MQ的斜率分别为k1,k2,若k1+k2=2k1k2,求证:直线PQ过定点.
解:(1)因为双曲线C:-=1(a>0,b>0)的焦距为2,离心率e=,
所以有⇒⇒b2=c2-a2=1
⇒-y2=1.
(2)由题意可知直线PQ存在斜率,所以直线PQ的方程设为y=kx+m,
⇒(1-2k2)x2-4kmx-2m2-2=0,
则有
⇒,
设P(x1,y1),Q(x2,y2),则有x1+x2=,x1x2=,
显然M的坐标为(2,1),
所以由k1+k2=2k1k2⇒+=2··⇒=2··⇒(kx1+m-1)(x2-2)+(kx2+m-1)(x1-2)=2(kx1+m-1)·(kx2+m-1)⇒2kx1x2+(m-1)(x1+x2)-2k(x1+x2)-4(m-1)=2k2x1x2+2k(m-1)(x1+x2)+2(m-1)2⇒2k(k-1)x1x2+(2km-m+1)(x1+x2)+2(m-1)(m+1)=0,
把x1+x2=