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大二轮专题复习冲刺方案 数学《拆卷练》
1.(2025·福建南平三模)记△ABC的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,已知a=b,csin=asinC.
(1)证明:△ABC为等边三角形;
(2)点B,D分别在直线AC两侧,且AD=,DC=3,∠ADC=,求四边形ABCD的面积.
解:(1)证明:由正弦定理,得
sinCsin=sinAsinC,
又C∈(0,π),所以sinC≠0,
所以sin=sinA,
因为a=b,所以A=B,所以B++A=π⇒A=B=⇒C=,所以△ABC为等边三角形.
(2)由余弦定理,得AC2=AD2+DC2-2AD·DCcos∠ADC=3+9-2××3×=21,所以AC=,
所以四边形ABCD的面积为S=S△ACD+S△ABC=AD·DCsin∠ADC+AC2=××3×+×()2=6.
2.(2025·江西九江二模)甲、乙、丙三人各自独立投篮,甲和乙都投中的概率是,甲投中而丙未投中的概率是,乙投中而丙未投中的概率是.
(1)请问三人中哪一位投篮水平较高?并说明理由;
(2)现将投篮水平较低的两人组成一组(记为A组),与投篮水平较高的人(记为B组)进行投篮比赛,甲、乙、丙各自独立投篮2次,且每次投篮的结果互不影响,投中次数较多的一组获胜,求B组获胜的概率.
解:(1)丙投篮水平较高.理由如下,
设甲、乙、丙三人各自独立投篮投中的概率分别为p1,p2,p3,依题意,得
解得
因为p1=p2<p3,所以丙投篮水平较高.
(2)记A组投中次数为X1,B组投中次数为X2,
由(1)知X1~B,X2~B,
若B组获胜,则X1=0,X2=1或X1=0,X2=2或X1=1,X2=2,
所以P(X1=0,X2=1)=C×C=,
P(X1=0,X2=2)=C×C=,
P(X1=1,X2=2)=C×C=.
故B组获胜的概率为P=P(X1=0,X2=1)+P(X1=0,X2=2)+P(X1=1,X2=2)=++=.
3.(2025·辽宁辽南协作体三模)如图,四棱锥P-ABCD中,AB=AD=2BC=2,BC∥AD,AB⊥AD.
(1)当△PBD为正三角形时,
①若PA=2,证明:直线AB⊥平面PBC;
②若A,B,D,P四点在以为半径的球面上,则四棱锥P-ABCD的体积是多少?
(2)当△PBD为等腰直角三角形,且PD=PB时,求二面角B-PD-C的余弦值的最小值.
解:(1)①证明:因为AB⊥AD,且AB=AD=2,所以BD=4,
又△PBD为正三角形,所以PB=PD=BD=4,
因为AB=2,PA=2,所以PA2=AB2+PB2,所以AB⊥PB.
因为AB⊥AD,BC∥AD,所以AB⊥BC,
又PB∩BC=B,PB,BC⊂平面PBC,所以直线AB⊥平面PBC.
②延长BC至E,使得CE=BC=,所以BE=AD,连接DE,又BC∥AD,AB⊥AD,可知四边形ABED为正方形,
连接AE交BD于点O,过点O作Oz⊥平面ABED,
以O为坐标原点,OE,OD,Oz所在直线分别为x轴、y轴、z轴,建立空间直角坐标系.
因为A,B,D,P四点在以为半径的球面上,由球的性质可知球心M在z轴上,设点M的坐标为(0,0,t),
所以()2=t2+OA2=t2+22,解得t=,即M(0,0,).
又△PBD为正三角形,连接OP,可知OP⊥BO,
又BO⊥AO,AO∩PO=O,AO,PO⊂平面AOP,
所以BO⊥平面AOP,所以点P在坐标平面Ozx内,设点P的坐标为(m,0,n),又B(0,-2,0),
则MP==,
BP==4,
解得n=2,
所以四棱锥P-ABCD的高h=2,
直角梯形ABCD的面积S=(AD+BC)·AB=×(2+)×2=6,
所以四棱锥P-ABCD的体积V=Sh=×6×2=4.
(2)因为△PBD为等腰直角三角形,且PD=PB,连接OP,则OP=2.
建系方法如(1)②,则B(0,-2,0),C(1,-1,0),D(0,2,0),
设P(2cosθ,0,2sinθ),θ∈(0,π),=(0,4,0),=(-1,3,0),=(-2cosθ,2,-2sinθ),设平面BPD的法向量为n1=(a,b,c),
则
令a=sinθ,则b=0,c=-cosθ,
所以n1=(sinθ,0,-cosθ).
设平面PDC的法向量为n2=(x,y,z),则
令y=sinθ,则x=3sinθ,z=1-3cosθ,
所以n2=(3sinθ,sinθ,1-3cosθ).
cos〈n1,n2〉=
=
= .
令u=3-cosθ,则u∈(2,4),∈,
所以cos〈n1,n2〉=
==
≥=.
当且仅当=,即u=时,等号成立,
所以二面角B-PD-C的余弦值的最小值为.
4.(2025·山东聊城一模)已知函数f(x)=x2-2ax+ln x.
(1)讨论f(x)的单调性;
(2)若f(x)有两个不同的极值点x1,x2,且f(x1)+f(x2)≥2ln -6a+3,求实数a的取值范围.
解:(1)f(x)=x2-2ax+ln x的定义域为(0,+∞),
则f′(x)=x-2a+=.
令g(x)=x2-2ax+1,其判别式Δ=(-2a)2-4×1×1=4a2-4=4(a2-1).
当Δ≤0,即-1≤a≤1时,g(x)=x2-2ax+1≥0,
因为x>0,所以f′(x)≥0,
所以f(x)在(0,+∞)上单调递增.
当Δ>0,即a>1或a<-1时,g(x)=0的两根为x1=a-,x2=a+,x1x2=1(根同号),x1+x2=2a.
因为x>0,当a<-1时,x1+x2=2a<0,则x1=a-<0,x2=a+<0,此时g(x)>0,f′(x)>0,f(x)在(0,+∞)上单调递增.
当a>1时,x1+x2=2a>0,则x1=a->0,x2=a+>0,且x2>x1,
此时在(0,a-)和(a+,+∞)上,g(x)>0,f′(x)>0,f(x)单调递增;
在(a-,a+)上,g(x)<0,f′(x)<0,f(x)单调递减.
综上所得,当a≤1时,f(x)在(0,+∞)上单调递增;
当a>1时,f(x)在(0,a-)和(a+,+∞)上单调递增,在(a-,a+)上单调递减.
(2)由(1)可知,当a>1时,f(x)有两个不同的极值点x1,x2,且x1+x2=2a,x1x2=1.
f(x1)+f(x2)
=x-2ax1+ln x1+x-2ax2+ln x2
=(x+x)-2a(x1+x2)+ln (x1x2)
=[(x1+x2)2-2x1x2]-2a(x1+x2)+ln (x1x2)
=(4a2-2)-4a2+ln 1=-2a2-1.
由f(x1)+f(x2)≥2ln -6a+3,即-2a2-1≥2ln -6a+3,可得2a2-6a+4+2ln ≤0,即a2-3a+2+ln ≤0.
令h(a)=a2-3a+2+ln ,
则h′(a)=2a-3+=.
因为a>1,所以h′(a)>0,h(a)在(1,+∞)上单调递增.
又h(2)=22-3×2+2+ln =0,
所以h(a)≤0的解集为(1,2],
即实数a的取值范围是(1,2].
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