1.函數(shù)的定義域是
A.(0,1] B. (0,+∞) C. (1,+∞) D. [1,+∞)
21. (本小題滿分14分)已知橢圓C1:,拋物線C2:,
且C1、C2的公共弦AB過橢圓C1的右焦點(diǎn).
(Ⅰ)當(dāng)AB⊥軸時(shí),求、的值,并判斷拋物線C2的焦點(diǎn)是否在直線AB上;
(Ⅱ)是否存在、的值,使拋物線C2的焦點(diǎn)恰在直線AB上?若存在,
求出符合條件的、的值;若不存在,請說明理由.
解:(Ⅰ)當(dāng)AB⊥x軸時(shí),點(diǎn)A、B關(guān)于x軸對稱,所以m=0,直線AB的方程為:
x =1,從而點(diǎn)A的坐標(biāo)為(1,)或(1,-). 因?yàn)辄c(diǎn)A在拋物線上.
所以,即.此時(shí)C2的焦點(diǎn)坐標(biāo)為(,0),該焦點(diǎn)不在直線AB上.
(II)解法一: 假設(shè)存在、的值使的焦點(diǎn)恰在直線AB上,由(I)知直線AB
的斜率存在,故可設(shè)直線AB的方程為.
設(shè)A、B的坐標(biāo)分別為(x1,y1), (x2,y2),
則x1,x2是方程①的兩根,x1+x2=.
由
消去y得. ………………②
因?yàn)镃2的焦點(diǎn)在直線上,
所以,即.代入②有.
即. …………………③
由于x1,x2也是方程③的兩根,所以x1+x2=.
從而=. 解得 ……………………④
又AB過C1、、\、、C2的焦點(diǎn),所以
,
則 …………………………………⑤
由④、⑤式得,即.
解得于是
因?yàn)镃2的焦點(diǎn)在直線上,所以.
或.
由上知,滿足條件的、存在,且或,.
解法二: 設(shè)A、B的坐標(biāo)分別為,.
因?yàn)锳B既過C1的右焦點(diǎn),又過C2的焦點(diǎn),
所以.
即. ……①
由(Ⅰ)知,于是直線AB的斜率, ……②
且直線AB的方程是,
所以. ……③
又因?yàn),所? ……④
將①、②、③代入④得. ……………⑤
因?yàn),所以. …………?/p>
將②、③代入⑥得 ……………⑦
由⑤、⑦得即
解得.將代入⑤得
或.
由上知,滿足條件的、存在,且或,
解得y=4,故z=4+3.即兩種方案的用水量分別為19與4+3.
因?yàn)楫?dāng),故方案乙的用水量較少.
(II)設(shè)初次與第二次清洗的用水量分別為與,類似(I)得
,(*)
于是+
當(dāng)為定值時(shí),,
當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)等號成立.此時(shí)
將代入(*)式得
故時(shí)總用水量最少, 此時(shí)第一次與第二次用水量分別為
, 最少總用水量是.
當(dāng),故T()是增函數(shù)(也可以用二次函數(shù)的單調(diào)性判斷).這說明,隨著的值的最少總用水量, 最少總用水量最少總用水量.
解:(Ⅰ)設(shè)方案甲與方案乙的用水量分別為x與z,由題設(shè)有=0.99,解得x=19.
由得方案乙初次用水量為3, 第二次用水量y滿足方程:
20. (本小題滿分14分)對1個(gè)單位質(zhì)量的含污物體進(jìn)行清洗,清洗前其清潔度(含污物體的清潔度定義為:)為0.8,要求洗完后的清潔度是0.99.有兩種方案可供選擇,方案甲:一次清洗;方案乙:兩次清洗.該物體初次清洗后受殘留水等因素影響,其質(zhì)量變?yōu)?1≤a≤3).設(shè)用單位質(zhì)量的水初次清洗后的清潔度是(),用質(zhì)量的水第二次清洗后的清潔度是,其中是該物體初次清洗后的清潔度.
(Ⅰ)分別求出方案甲以及時(shí)方案乙的用水量,并比較哪一種方案用水量較少;
(Ⅱ)若采用方案乙,當(dāng)為某定值時(shí),如何安排初次與第二次清洗的用水量,使總用水量最少?并討論取不同數(shù)值時(shí)對最少總用水量多少的影響.
19. (本小題滿分14分)已知函數(shù),
數(shù)列{}滿足:
證明: (I).;
(II)..
證明: (I).先用數(shù)學(xué)歸納法證明,n=1,2,3,…
(i).當(dāng)n=1時(shí),由已知顯然結(jié)論成立.
(ii).假設(shè)當(dāng)n=k時(shí)結(jié)論成立,即.因?yàn)?<x<1時(shí)
,所以f(x)在(0,1)上是增函數(shù). 又f(x)在[0,1]上連續(xù),
從而.故n=k+1時(shí),結(jié)論成立.
由(i)、(ii)可知,對一切正整數(shù)都成立.
又因?yàn)闀r(shí),,
所以,綜上所述.
(II).設(shè)函數(shù),.由(I)知,當(dāng)時(shí),,
從而
所以g (x)在(0,1)上是增函數(shù). 又g (x)在[0,1]上連續(xù),且g (0)=0,
所以當(dāng)時(shí),g (x)>0成立.于是.
故.
和2,AB=4. (Ⅰ)證明PQ⊥平面ABCD; (Ⅱ)求異面直線AQ與PB所成的角;
(Ⅲ)求點(diǎn)P到平面QAD的距離.
解法一: (Ⅰ).連結(jié)AC、BD,設(shè).由P-ABCD與Q-ABCD
都是正四棱錐,所以PO⊥平面ABCD,QO⊥平面ABCD.
從而P、O、Q三點(diǎn)在一條直線上,所以PQ⊥平面ABCD.
(II)由題設(shè)知,ABCD是正方形,所以.由(I),平面,故可以分別以直線CA、DB、QP為軸,軸,軸建立空間直角坐標(biāo)系(如上圖),由題設(shè)條件,相關(guān)各點(diǎn)的坐標(biāo)分別是,,
所以,,于是
從而異面直線AQ與PB所成的角是.
(Ⅲ).由(Ⅱ),點(diǎn)D的坐標(biāo)是(0,-,0),,
,設(shè)是平面QAD的一個(gè)法向量,
由 得.
取x=1,得. 所以點(diǎn)P到平面QAD的距離.
解法二:。á瘢D的中點(diǎn)M,連結(jié)PM,QM.因?yàn)镻-ABCD與Q-ABCD
都是正四棱錐,所以AD⊥PM,AD⊥QM. 從而AD⊥平面PQM.
又平面PQM,所以PQ⊥AD.同理PQ⊥AB,所以PQ⊥平面ABCD.
(Ⅱ).連結(jié)AC、BD設(shè),由PQ⊥平面ABCD及正四棱錐的性質(zhì)可知O在
PQ上,從而P、A、Q、C四點(diǎn)共面.
取OC的中點(diǎn)N,連結(jié)PN.
從而AQ∥PN.∠BPN(或其補(bǔ)角)是異面直線AQ
與PB所成的角.連接BN,
因?yàn)椋?/p>
所以.
從而異面直線AQ與PB所成的角是.
(Ⅲ).由(Ⅰ)知,AD⊥平面PQM,所以平面PQM⊥平面QAD. 過P作PH⊥QM
于H,則PH⊥平面QAD,所以PH的長為點(diǎn)P到平面QAD的距離.
連結(jié)OM,則.所以,
又PQ=PO+QO=3,于是.
即點(diǎn)P到平面QAD的距離是.
18. (本小題滿分14分)如圖4,已知兩個(gè)正四棱錐P-ABCD與Q-ABCD的高分別為1
(Ⅲ).某煤礦被關(guān)閉,即該煤礦第一次安檢不合格,整改后經(jīng)復(fù)查仍不合格,所以該煤礦被關(guān)閉的概率是,從而該煤礦不被關(guān)閉的概率是0.9.由題意,每家煤礦是否被關(guān)閉是相互獨(dú)立的,所以至少關(guān)閉一家煤礦的概率是
E=,即平均有2.50家煤礦必須整改.
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