三、解答题:本大题共6小题,共74分。
(17)(本小题满分12分)
已知向量m=(sinx,1),函数f(x)=m·n的最大值为6.
(Ⅰ)求A;
(Ⅱ)将函数y=f(x)的图象像左平移个单位,再将所得图象各点的横坐标缩短为原来的倍,纵坐标不变,得到函数y=g(x)的图象。求g(x)在上的值域。
解析:(Ⅰ),
则;
(Ⅱ)函数y=f(x)的图象像左平移个单位得到函数的图象,
再将所得图象各点的横坐标缩短为原来的倍,纵坐标不变,得到函数.
当时,,.
故函数g(x)在上的值域为.
另解:由可得,令,
则,而,则,
于是,
故,即函数g(x)在上的值域为.
(18)(本小题满分12分)
在如图所示的几何体中,四边形ABCD是等腰梯形,AB∥CD,∠DAB=60°,FC⊥平面ABCD,AE⊥BD,CB=CD=CF。
(Ⅰ)求证:BD⊥平面AED;
(Ⅱ)求二面角F-BD-C的余弦值。
解析:(Ⅰ)在等腰梯形ABCD中,AB∥CD,∠DAB=60°,CB=CD,
由余弦定理可知,
即,在中,∠DAB=60°,,则为直角三角形,且。又AE⊥BD,平面AED,平面AED,且,故BD⊥平面AED;
(Ⅱ)由(Ⅰ)可知,设,则,建立如图所示的空间直角坐标系,
,向量为平面的一个法向量.
设向量为平面的法向量,则,即,
取,则,则为平面的一个法向量.
,而二面角F-BD-C的平面角为锐角,则
二面角F-BD-C的余弦值为。
(19)(本小题满分12分)
现有甲、乙两个靶。某射手向甲靶射击一次,命中的概率为,命中得1分,没有命中得0分;向乙靶射击两次,每次命中的概率为,每命中一次得2分,没有命中得0分。该射手每次射击的结果相互独立。假设该射手完成以上三次射击。
(Ⅰ)求该射手恰好命中一次得的概率;
(Ⅱ)求该射手的总得分X的分布列及数学期望EX
解析:(Ⅰ);
(Ⅱ)
,
X | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
P |
EX=0×+1×+2×+3×+4×+5×=.
(20)(本小题满分12分)
在等差数列{an}中,a3+a4+a5=84,a9=73.
(Ⅰ)求数列{an}的通项公式;
(Ⅱ)对任意m∈N﹡,将数列{an}中落入区间(9m,92m)内的项的个数记为bm,求数列{bm}的前m项和Sm。
解析:(Ⅰ)由a3+a4+a5=84,a5=73可得而a9=73,则,,于是,即.
(Ⅱ)对任意m∈N﹡,,则,
即,而,由题意可知,
于是
,
即.
(21)(本小题满分13分)
在平面直角坐标系xOy中,F是抛物线C:x2=2py(p>0)的焦点,M是抛物线C上位于第一象限内的任意一点,过M,F,O三点的圆的圆心为Q,点Q到抛物线C的准线的距离为。
(Ⅰ)求抛物线C的方程;
(Ⅱ)是否存在点M,使得直线MQ与抛物线C相切于点M?若存在,求出点M的坐标;若不存在,说明理由;
(Ⅲ)若点M的横坐标为,直线l:y=kx+与抛物线C有两个不同的交点A,B,l与圆Q有两个不同的交点D,E,求当≤k≤2时,的最小值。
解析:(Ⅰ)F抛物线C:x2=2py(p>0)的焦点F,设M,,由题意可知,则点Q到抛物线C的准线的距离为,解得,于是抛物线C的方程为.
(Ⅱ)假设存在点M,使得直线MQ与抛物线C相切于点M,
而,,,
,,
由可得,,则,
即,解得,点M的坐标为.
(Ⅲ)若点M的横坐标为,则点M,。
由可得,设,
圆,
,
于是,令
,
设,,
当时,,
即当时.
故当时,.
22(本小题满分13分)
已知函数f(x) = (k为常数,e=2.71828……是自然对数的底数),曲线y= f(x)在点(1,f(1))处的切线与x轴平行。
(Ⅰ)求k的值;
(Ⅱ)求f(x)的单调区间;
(Ⅲ)设g(x)=(x2+x) ,其中为f(x)的导函数,证明:对任意x>0,。
解析:由f(x) = 可得,而,即,解得;
(Ⅱ),令可得,
当时,;当时,。
于是在区间内为增函数;在内为减函数。
简证(Ⅲ),
当时, ,.
当时,要证。
只需证,然后构造函数即可证明。