内容正文:
大二轮专题复习冲刺方案 数学《拆卷练》
1.(2025·江苏南京二模)已知{an}是无穷正整数数列,定义操作D(k,s)为删除数列{an}中除以k余数为s的项,剩下的项按原先后顺序不变得到新数列{bn}.若an=3n-1,n∈N*,进行操作D(3,1)后剩余项组成新数列{bn},设数列{log3(an+bn)}的前n项和为Sn.
(1)求Sn;
(2)设数列{cn}满足cn=log3b2n-1,求数列的前n项和.
解:(1)由an=3n-1,可知a1=1(满足除以3余数为1),当n≥2时,an为3的倍数,
进行操作D(3,1),即删除a1,剩余a2,a3,a4,a5,…,
则bn=an+1=3n,可得log3(an+bn)=log3(3n-1+3n)=log3(4×3n-1)=n+log34-1,
所以Sn=+(log34-1)n.
(2)由(1)可知cn=log3b2n-1=log332n-1=2n-1,
则==,所以数列的前n项和Tn=×==.
2.(2025·黑龙江齐齐哈尔二模)已知三棱台ABC-DEF(图2)的平面展开图(图1)中,△AEF和△DEF均为边长为2的等边三角形,B,C分别为AE,AF的中点,ME⊥AE,PF⊥AF,在三棱台ABC-DEF中,
(1)求证:AD⊥EF;
(2)求平面ABC与平面ACFD夹角的正弦值.
解:(1)证明:取EF的中点O,BC的中点R,连接DO,AR,RO,则DO∥AR,
所以A,R,O,D四点共面,
因为DE=DF,EB=FC,所以DO⊥EF,RO⊥EF,
又DO∩RO=O,所以EF⊥平面AROD,
因为AD⊂平面AROD,所以AD⊥EF.
(2)延长DA交OR的延长线于点H,由平面展开图可得2AR=OD=,
所以2DA=DH=2,
2OR=OH=,
由余弦定理,得cos∠DOR=-,过点A作AS⊥OH交OH于点S,
所以cos∠ARS=-cos∠DOR=,
又AR=DO=,
所以SR=cos∠ARS=×=,
所以AS==,OS=OR-SR=-=,
过点O作OG⊥OR交DA于点G,由(1)知EF⊥OG,EF∩OR=O,故OG⊥平面EBCF.
如图,建立空间直角坐标系,则O(0,0,0),F(0,1,0),C,A,B,=,=,=(0,1,0),
设平面ACFD的法向量为n=(x1,y1,z1),
平面ABC的法向量为m=(x2,y2,z2),
由得
令x1=1,则n=(1,,),
由得
令z2=1,则m=(2,0,1),
所以cos〈m,n〉===,
所以sin〈m,n〉==,
所以平面ABC与平面ACFD夹角的正弦值为.
3.(2025·江苏徐州2月调研)一款击鼓小游戏的规则如下:每盘游戏都需击鼓三次,每次击鼓后要么出现一次音乐,要么不出现音乐;每盘游戏击鼓三次后,出现三次音乐获得150分,出现两次音乐获得100分,出现一次音乐获得50分,没有出现音乐则获得-300分.设每次击鼓出现音乐的概率为p,且各次击鼓出现音乐相互独立.
(1)若一盘游戏中仅出现一次音乐的概率为f(p),求f(p)的最大值点p0;
(2)以(1)中确定的p0作为p的值,玩3盘游戏,出现音乐的盘数为随机变量X,求每盘游戏出现音乐的概率p1及随机变量X的期望E(X);
(3)玩过这款游戏的许多人都发现,若干盘游戏后,与最初的分数相比,分数没有增加反而减少了.请运用概率统计的相关知识分析分数减少的原因.
解:(1)由题意可知,一盘游戏中仅出现一次音乐的概率为f(p)=Cp(1-p)2=3p3-6p2+3p,
则f′(p)=3(3p-1)(p-1).
由f′(p)=0,得p=或p=1(舍去).
当p∈时,f′(p)>0,当p∈时,f′(p)<0,
所以f(p)在上单调递增,在上单调递减,
所以当p=时,f(p)有最大值,即f(p)的最大值点p0=.
(2)由(1)可知,p=p0=,则每盘游戏出现音乐的概率为p1=1-=.
由题意可知X~B,
所以E(X)=3×=.
(3)由题意可设每盘游戏的得分为随机变量Y,则Y的可能取值为-300,50,100,150,
所以P(Y=-300)=(1-p)3,P(Y=50)=Cp(1-p)2,P(Y=100)=Cp2(1-p),P(Y=150)=p3.
故E(Y)=-300(1-p)3+50Cp(1-p)2+100Cp2(1-p)+150p3=300.
令g(p)=p3-3p2+p-1,
则g′(p)=3p2-6p+=3(p-1)2+>0,
所以g(p)在上单调递增,
所以g(p)<g=-<0,
即有E(Y)<0,这说明每盘游戏平均得分是负分,由概率统计的相关知识可知,若干盘游戏后,与最初的分数相比,分数没有增加反而减少了.
4.(2025·山东济南3月模考)已知双曲线C:-=1(a>0,b>0)的离心率为,O为坐标原点,过C的右焦点的直线l交C的右支于P,Q两点,当l⊥x轴时,|PQ|=2.
(1)求C的方程;
(2)过点P作直线x=1的垂线,垂足为N.
①证明:直线QN过定点;
②求△OQN面积的最小值.
解:(1)由=且a2+b2=c2,得a=b,c=a,
当l⊥x轴时,|PQ|=2,不妨令P(a,),代入双曲线方程,得-=1,
所以a2=b2=2,所以C的方程为-=1.
(2)①证明:设P(x1,y1),Q(x2,y2),则N(1,y1),由l的斜率不为0,设l:x=my+2,
联立双曲线方程并整理,得(m2-1)y2+4my+2=0,则m2-1≠0,Δ=8m2+8>0,
所以y1+y2=-,y1y2=,
由x2≠1,得直线NQ:y=(x-1)+y1,
根据双曲线的对称性,直线NQ所过定点必在x轴上,
令y=0,则(x-1)+y1=0,
得x=,
因为x2=my2+2,
所以x=,
而=-2m,得=my1y2,
则x==,
所以直线NQ过定点M.
②S△OQN=|OM||y1-y2|
==·,
由①,得可得0≤m2<1,
令t=m2-1∈[-1,0),
则S△OQN=·=·
=·,
又∈(-∞,-1],所以S△OQN≥,当t=-1时,等号成立.
综上,S△OQN的最小值为.
5
学科网(北京)股份有限公司
$