所以Sn=1?2+3?2+5?2+7?2+…+(2n﹣3)?2+(2n﹣1)?2.2Sn
234nn+1
=1?2+3?2+5?2+…+(2n﹣3)?2+(2n﹣1)?2.①
234nn+123n
故2Sn=2+2?2+2?2+2?2+…+2?2﹣(2n﹣1)?2=2(2+2+2+…+2)﹣2﹣(2n﹣1)?2=
n+1
n+1
234n﹣1n
=(3﹣2n)2﹣6.②
n+1
②﹣①得:Sn=(2n﹣3)2+6.(9分)
*n+1*
(Ⅲ)由(Ⅱ)得dn=2n﹣1(n∈N),Sn=(2n﹣3)2+6(n∈N). 故不等式
,即(2n﹣3)2>50(2n﹣1).
n+1
n+1
n+1
考虑函数f(n)=(2n﹣3)2﹣50(2n﹣1)=(2n﹣3)(2﹣50)﹣100.
n+1
当n=1,2,3,4,5时,都有f(n)<0,即(2n﹣3)2<50(2n﹣1). 而f(6)=9(128﹣50)﹣100=602>0,
注意到当n≥6时,f(n)单调递增,故有f(n)>0. 因此当n≥6时,(2n﹣3)2>50(2n﹣1)成立,即
n+1
成立.
所以,满足条件的所有正整数N=6,7,…,20.(14分)
点评: 此题考查学生灵活运用等差数列的通项公式及前n项和公式化简求值,会利用错位相减的方法求数列的通项公式,考查了利用函数的思想解决实际问题的能力,是一道中档题.
本题包括A、B、C、D四小题,请选定其中两题,并选定其中两题,并在相应的答题区域内作答,若多做,则按作答的前两项评分,解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤选修4-1:几何证明选讲 22.(几何证明选讲)如图,以正方形ABCD的顶点C为圆心,CA为半径的圆交BC的延长线于点E、F,且点B为线段CG的中点.求证:GE?GF=2BE?BF.
考点: 与圆有关的比例线段. 专题: 综合题.
分析: 先利用切割线定理,再利用Rt△ABE∽Rt△FBA,结合,即可得证. 解答: 证明:连接AG,AE、AF,因为AB垂直且平分CG,所以AG=AC, 由切割线定理得AG=GE?GF①,(3分)
2
由Rt△ABE∽Rt△FBA得到AB=BE?BF②,(5分)
22
因为,所以AG=2AB③,(7分) 由①②③得,GE?GF=2BE?BF.(10分)
2
点评: 本题主要考查相似三角形、圆的相关几何知识,考查推理论证能力.
选修4-2:矩阵与变换 23.已知矩阵A=
属于特征值λ的一个特征向量为α=
.
(1)求实数b,λ的值;
(2)若曲线C在矩阵A对应的变换作用下,得到的曲线为C′:x+2y=2,求曲线C的方程.
考点: 几种特殊的矩阵变换. 专题: 计算题;矩阵和变换.
分析: (1)由矩阵的特征向量的定义,即可求出b=0,λ=2;
(2)设曲线C上任一点M(x,y)在矩阵A对应的变换作用后变为曲线C′上一点P(x0,y0),由矩阵变换的特点,即可得到它们的关系式,再代入已知曲线方程即可. 解答: 解:(1)因为矩阵A=
属于特征值λ的一个特征向量为α=
,
2
2
所以=λ,即=,从而2﹣b=λ,﹣2=﹣λ,
解得b=0,λ=2. (2)由(1)知,A═
.
设曲线C上任一点M(x,y)在矩阵A对应的变换作用后变为曲线C′上一点P(x0,y0), 则
=
=
,
从而
2
2
2
2
因为点P在曲线C′上,所以x0+2y0=2,即(2x)+2(x+3y)=2,
22
从而3x+6xy+9y=1.
22
所以曲线C的方程为3x+6xy+9y=1.
点评: 本题考查矩阵的特征值和特征向量,以及矩阵变换下的曲线方程,属于中档题.
选修4-4:极坐标与参数方程 24.在极坐标系(ρ,θ)(0≤θ<2π)中,求曲线ρ=2sinθ与ρcosθ=1的交点Q的极坐标.
考点: 简单曲线的极坐标方程. 专题: 计算题.
分析: 先将原极坐标方程ρ=2sinθ与ρcosθ=1(0≤θ≤π)化成直角坐标方程,再利用直角坐标方程求出交点,最后再转化成极坐标.
解答: 解:将直线ρcosθ=1与圆ρ=2sinθ分别化为普通方程得,直线x=1与圆x+(y﹣2
1)=1,(6分)
22
易得直线x=1与圆x+(y﹣1)=1切于点Q(1,1), 所以交点Q的极坐标是
.(10分)
2
点评: 本题主要考查直线与圆的极坐标方程,考查运算求解能力.
选修4-5:不等式选讲
25.设a,b为互不相等的正实数,求证:4(a+b)>(a+b).
考点: 综合法与分析法(选修). 专题: 证明题.
分析: 利用分析法,从结论入手,寻找结论成立的条件,即可得到证明.
解答: 证明:因为a>0,b>0,所以要证4(a+b)>(a+b),
223
只要证4(a+b)(a﹣ab+b)>(a+b),
222
即要证4(a﹣ab+b)>(a+b),(5分)
2
只需证3(a﹣b)>0,
2
而a≠b,故3(a﹣b)>0成立.
333
∴4(a+b)>(a+b).(10分)
点评: 本题主要考查证明不等式的基本方法,考查推理论证能力.
【必做题】第26题、第27题,每题10分,共计20分.请在答卷卡指定区域内作答.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤. 26.如图,在底面为直角梯形的四棱锥P﹣ABCD中,AD∥BC,∠ABC=90°,PD⊥面ABCD.AD=1,
,BC=4.
(1)求证:BD⊥PC;
(2)求直线AB与平面PDC所成角; (3)设点E在棱PC、上,
,若DE∥面PAB,求λ的值.
3
3
3
3
3
3
考点: 直线与平面垂直的性质;直线与平面平行的性质;与二面角有关的立体几何综合题. 专题: 计算题;证明题.
分析: (1)根据余弦定理求出DC的长,而BC=DB+DC,根据勾股定理可得BD⊥DC,而PD⊥面ABCD,则BD⊥PD,PD∩CD=D,根据线面垂直判定定理可知BD⊥面PDC,而PC在面PDC内,根据线面垂直的性质可知BD⊥PC;
2
2
2
(2)在底面ABCD内过D作直线DF∥AB,交BC于F,分别以DA、DF、DP为x、y、z轴建立空间坐标系,根据(1)知BD⊥面PDC,则
就是面PDC的法向量,设AB与面PDC所成角
大小为θ,利用向量的夹角公式求出θ即可. (3)先求出向量=0,
?
,
,
,
,
,设=(x,y,z)为面PAB的法向量,根据
?
=0求出λ即可.
?
=0,求出,再根据DE∥面PAB,则
解答: 解:(1)∵∠DAB=90°,AD=1,AB=,∴BD=2,∠ABD=30°, ∵BC∥AD∴∠DBC=60°,BC=4,由余弦定理得DC=2,(3分) BC=DB+DC,∴BD⊥DC,
∵PD⊥面ABCD,∴BD⊥PD,PD∩CD=D,∴BD⊥面PDC, ∵PC在面PDC内,∴BD⊥PC(5分)
(2)在底面ABCD内过D作直线DF∥AB,交BC于F, 分别以DA、DF、DP为x、y、z轴建立如图空间坐标系,(6分) 由(1)知BD⊥面PDC,∴A(1,0,0),B(1,
就是面PDC的法向量,(7分)
=(0,=
,0),
=(1,
,0),(8分)
2
2
2
,0),P(0,0,a)
设AB与面PDC所成角大小为θ,cosθ=,(9分)
∵θ∈(0°,90°)∴θ=30°(10分) (3)在(2)中的空间坐标系中A、(1,0,0),B、(1,,0),(11分) =(﹣3,=
+
,﹣a),
=(﹣3λ,
λ,﹣aλ),
,0),P(0,0,a)C、(﹣3,
=(0,0,a)+(﹣3λ,,0),
λ,﹣aλ)=(﹣3λ,λ,a﹣aλ)(12分)
=(0,=(1,0,﹣a),
设=(x,y,z)为面PAB的法向量, 由
?
=0,
?
=0,得x﹣az=0,取x=a,z=1,=(a,0,1),(14分)
⊥,∴
?
=0,﹣3aλ+a﹣aλ=0,∴λ=(15分)
得y=0,由
由D、E∥面PAB得:

