内容正文:
60分常规题型专练2
1.(本题满分13分)各项均不为0的数列{an}对任意正整数n满足:++…+=1-.
(1)若{an}为等差数列,求a1;
(2)若a1=-,求{an}的前n项和Sn.
解 (1)由题意++…+=1-,所以++…++=1-,两式相减得=,化简得an+2-an+1=2,即数列{an}是从第2项起公差为2的等差数列.
若数列{an}是等差数列,则满足a2-a1=2.令n=1,有=1-,即a2=+,所以+=a1+2,解得a1=-2或a1=,由a2=a1+2≠0,可知a1=.
(2)由(1)可知,a2=+,又a1=-,所以a2=-3,又数列{an}是从第2项起公差为2的等差数列,所以当n≥2时,an=a2+2(n-2)=2n-7,此时,Sn=a1+(a2+a3+…+an)=a1+=-+,整理得,Sn=n2-6n+(n≥2),又S1=a1=-也满足上式,所以Sn=n2-6n+.
2.(本题满分15分)随着科技发展的日新月异,人工智能融入了各个行业,促进了社会的快速发展.其中利用人工智能生成的虚拟角色因为拥有更低的人工成本,正逐步取代传统的真人直播带货.某公司使用虚拟角色直播带货销售金额得到逐步提升,以下为该公司自2023年8月使用虚拟角色直播带货后的销售金额情况统计.
年月
2023年
8月
2023年
9月
2023年
10月
2023年
11月
2023年
12月
2024年
1月
月份编号x
1
2
3
4
5
6
销售金额
y/万元
15.4
25.4
35.4
85.4
155.4
195.4
若y与x的相关关系拟用线性回归模型表示,回答如下问题:
(1)试求变量y与x的样本相关系数r(结果精确到0.01);
(2)试求y关于x的经验回归方程,并据此预测2024年2月份该公司的销售金额.
附:经验回归方程=x+,其中,=-,
样本相关系数
;
参考数据:xiyi=2 463.4,=20.
解 (1)由题可得,==,=85.4,所以-62=1+4+9+16+25+36-6×=17.5,所以r===≈0.96.
(2)=≈38.3,所以=85.4-38.3×≈-48.7,所以y关于x的经验回归方程为=38.3x-48.7.所以预测2024年2月份该公司的销售金额=38.3×7-48.7=219.4(万元).
3. (本题满分15分)(2024·温州市统一测试)如图,以AD所在直线为轴将直角梯形ABCD翻折到AEFD的位置,得到三棱台ABEDCF,其中AB⊥BC,AB=2BC=2CD.
(1)求证:AD⊥BE;
(2)若∠EAB=,求直线AD与平面CDF所成角的正弦值.
解
(1)证明:如图,连接BD,DE,设AB=2a,则BC=CD=a,由题意知,BC⊥CD,所以BD==a,易得AD==a,所以AD2+BD2=AB2,所以AD⊥BD,由翻折中的不变性可得,AD⊥DE,又BD∩DE=D,BD,DE⊂平面BDE,所以AD⊥平面BDE,又BE⊂平面BDE,所以AD⊥BE.
(2)由题意及(1)知,BD=DE=a,AE=AB=2a,又∠EAB=,所以AB=AE=BE=2a,所以DE2+BD2=BE2,所以DE⊥BD.由(1)知,DE⊥AD,又AD∩BD=D,AD,BD⊂平面ABCD,所以DE⊥平面ABCD.又AB⊂平面ABCD,所以AB⊥DE.如图,过点D作DM⊥AB交AB于点M,连接EM,又DE∩DM=D,DE,DM⊂平面DEM,所以AB⊥平面DEM,又AB⊂平面ABE,所以平面DEM⊥平面ABE.过点D作DN⊥EM交EM于点N,连接AN,又平面ABE∩平面DEM=EM,DN⊂平面DEM,所以DN⊥平面ABE,所以∠NAD是直线AD与平面ABE所成的角.因为平面CDF∥平面ABE,所以直线AD与平面CDF所成角的正弦值等于sin∠NAD.因为DM⊂平面ABCD,所以DE⊥DM,易得DM=BC=a,EM=AB=a,又DE=a,所以DN==a,又AD=a,所以在Rt△ADN中,sin∠NAD===,即直线AD与平面CDF所成角的正弦值为.
4.(本题满分17分)已知函数f(x)=.
(1)求曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程;
(2)证明:f(x)是其定义域上的增函数;
(3)若f(x)>ax,其中a>0且a≠1,求实数a的值.
解 (1)由题可得,f(1)=e-1,所以切点为(1,e-1).又f′(x)=,所以切线斜率k=f′(1)=1,所以曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程为y=x-1+e-1,即y=x+e-2.
(2)证明:f′(x)=,x≠0,令φ(x)=(x-1)ex+1,则φ′(x)=xex.因为ex>0,所以当x>0时,φ′(x)>0,所以φ(x)在(0,+∞)上单调递增;当x<0时,φ′(x)<0,所以φ(x)在(-∞,0)上单调递减,所以φ(x)>φ(0)=0,故f′(x)>0,所以f(x)在(-∞,0)和(0,+∞)上分别单调递增.令m(x)=ex-x-1,则m′(x)=ex-1.当x<0时,m′(x)<0,m(x)单调递减,所以m(x)>m(0)=0,即ex-x-1>0,所以ex-1>x,所以<1.当x>0时,m′(x)>0,m(x)单调递增,所以m(x)>m(0)=0,即ex-x-1>0,所以ex-1>x,所以>1.所以f(x)是其定义域上的增函数.
(3)因为f(x)>ax,所以当x<0时,ex-1<xax;当x>0时,ex-1>xax,令F(x)=ex-xax-1,所以F(0)=0,F′(x)=ex-ax-xaxln a,F′(0)=0,令h(x)=ex-ax-xaxln a,则h′(x)=ex-axln a-axln a-xaxln2a,所以h′(0)=1-2ln a.若h′(0)>0,解得0<a<且a≠1,则存在正数δ,当x∈(-δ,0)时,h′(x)>0,F′(x)单调递增,所以F′(x)<F′(0)=0,此时F(x)单调递减,F(x)>F(0)=0,这与当x<0时,F(x)<0矛盾,舍去.若h′(0)<0,解得a>,所以存在正数φ,当x∈(0,φ)时,h′(x)<0,F′(x)单调递减,所以F′(x)<F′(0)=0,F(x)单调递减,所以F(x)<F(0)=0,这与当x>0时,F(x)>0矛盾,舍去.所以h′(0)=0,所以a=.当a=时,证明当x>0,ex-1>x,即证->x,即证ex-e-x>2x,x>0.令g(x)=ex-e-x-2x,则g′(x)=ex+e-x-2>2-2=0,所以g(x)在(0,+∞)上单调递增,所以g(x)>0.同理可证:当x<0时,ex-e-x<2x,即当x<0时,ex-1<x.综上所述,实数a的值为.
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