(20)本小题主要考查离散型随机变量的分布列和数学期望,考查对立事件、独立事件的概率和求解方法,考查用概率知识解决实际问题的能力.
解:设分别为第一、二、三、四个问题.用
表示甲同学第
个问题回答正确,用
表示甲同学第
个问题回答错误,则
与
是对立事件
.由题意得
所以
(Ⅰ)记“甲同学能进入下一轮”为事件,
则
(Ⅱ)由题意,随机变量的可能取值为:
.
由于每题答题结果相互独立,
所以
因此 随机变量的分布列为
| |||
|
|
所以
.
(21)本小题主要考查椭圆、双曲线的基本概念和基本性质。考查直线和椭圆的位置关系,考查坐标化、定值和存在性问题,考查数行结合思想和探求问题的能力。
解(Ⅰ)设椭圆的半焦距为c,由题意知:,2a+2c=4(
+1)
所以a=2,c=2,
又=
,因此b=2。
故 椭圆的标准方程为
由题意设等轴双曲线的标准方程为,因为等轴双曲线的顶点是椭圆的焦点。
所以m=2,
因此 双曲线的标准方程为
(Ⅱ)设A(,
),B(
),P(
),
则=
,
。
因为点P在双曲线上,所以
。
因此,
即
同理可得
.
则 ,
又 ,
所以 .
故
因此 存在,使
恒成立.
(22)本小题主要考查导数的概念以及利用导数研究函数性质的能力,考查分类讨论思想、数形结合思想、等价变换思想,以及综合运用知识解决新情境、新问题的能力。
解:(Ⅰ)因为,
所以 ,
令 ,
①当时,
恒成立,此时
,函数
在
上单调递减;
②当,
时,
,此时
,函数
单调递减;
时
,此时
,函数
单调递增;
时,
,此时
,函数
单调递减;
③当时,由于
,
,
,此时
,函数
单调递减;
时,
,此时
,函数
单调递增.
综上所述:
(Ⅱ)因为a=,由(Ⅰ)知,
=1,
=3
,当
时,
,函数
单调递减;
当
时,
,函数
单调递增,所以
在(0,2)上的最小值为
。
由于“对任意,存在
,使
”等价于
“在
上的最小值不大于
在(0,2)上的最小值
”(*)
又=
,
,所以
①当时,因为
,此时与(*)矛盾
②当时,因为
,同样与(*)矛盾
③当时,因为
,解不等式8-4b
,可得
综上,b的取值范围是。