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解答題滿分練21.如圖,在四棱錐PABCD中,底面ABCD為矩形,側(cè)面PAD底面ABCD, PAPC;(1)求證:平面PAB平面PCD;(2)若過(guò)點(diǎn)B的直線l垂直于平面PCD,求證:l平面PAD. 證明(1)因?yàn)锳BCD為矩形,所以CDAD,因?yàn)閭?cè)面PAD底面ABCD,側(cè)面PAD底面ABCDAD, CD平面ABCD,所以CD平面PAD,因?yàn)锳P平面PAD,所以PACD,又PAPC, PCCDC, CD,PC平面PCD,所以AP平面PCD,又AP平面PAB,所以平面PAB平面PCD.(2)由(1)知,AP平面PCD,又l平面PCD,所以lPA,又l平面PAD, AP平面PAD,所以l平面PAD.2.在ABC中,a,b,c分別是內(nèi)角A,B,C所對(duì)的邊,且滿足0 .(1)求角B的值;(2)若c2,AC邊上的中線BD,求ABC的面積.解(1)00, 所以cosB(2sin Asin C)sin BcosC0,所以2sin AcosBcosBsinCsin BcosC0,所以2sin AcosBsin(BC)0,所以sin A(2cos B1)0,因?yàn)閟in A0,所以cosB.所以B.(2)延長(zhǎng)BD到E,使BDDE,易知四邊形AECB為平行四邊形,在BEC中,EC2,BE2BD,因?yàn)锳BC,所以BCE,由余弦定理得,BE2EC2BC22ECBCcosBCE,即322a222acos ,即a22a10,解得a1,SABCacsinB12.3.某隧道設(shè)計(jì)為雙向四車道,車道總寬20米,要求通行車輛限高4.5米,隧道口截面的拱線近似地看成拋物線形狀的一部分,如圖所示建立平面直角坐標(biāo)系xOy.(1)若最大拱高h(yuǎn)為6米,則隧道設(shè)計(jì)的拱寬l是多少?(2)為了使施工的土方工程量最小,需隧道口截面面積最小.現(xiàn)隧道口的最大拱高h(yuǎn)不小于6米,則應(yīng)如何設(shè)計(jì)拱高h(yuǎn)和拱寬l,使得隧道口截面面積最???(隧道口截面面積公式為Slh)解(1)設(shè)拋物線的方程為yax2(a0),則拋物線過(guò)點(diǎn),代入拋物線方程得a,令y6,解得x20,則隧道設(shè)計(jì)的拱寬l是40米.(2)拋物線最大拱高為h米,h6,拋物線過(guò)點(diǎn),代入拋物線方程得a.令yh,則x2h,解得x2,則2,h,h6,6,即20l40,Slhl,20l40,S,當(dāng)20l20時(shí),S0;當(dāng)200),則g(x)2x1,所以g(x)在(0,1)上單調(diào)遞減,在(1,)上單調(diào)遞增,則g(x)ming(1)k.因此,欲使不等式f(x)x23xk有大于0的實(shí)數(shù)解,則k0.即實(shí)數(shù)k的取值范圍是(,0.(3)對(duì)于任意的x1,),f(x)(m2)x恒成立,等價(jià)于lnxm0在x1,)上恒成立.設(shè)h(x)lnxm(x1),則h(x)m.若m0,則h(x)0,h(x)在1,)上為增函數(shù),h(x)h(1)0,這與題設(shè)h(x)0矛盾.若m0,方程mx2xm0的判別式14m2.(i)當(dāng)0,即m時(shí),h(x)0,所以h(x)在1,)上單調(diào)遞減,所以h(x)h(1)0,即不等式成立;(ii)當(dāng)0m時(shí),設(shè)方程mx2xm0的兩根為x1,x2(x10,h(x)單調(diào)遞增,h(x)h(1)0,與題設(shè)矛盾.綜上所述,m.即實(shí)數(shù)m的取值范圍是.6.(2018江蘇泰州中學(xué)模擬)已知數(shù)列,Sn為數(shù)列的前n項(xiàng)和,向量x(1,bn),y(an1,Sn),xy.(1)若bn2,求數(shù)列的通項(xiàng)公式;(2)若bn,a20.證明:數(shù)列為等差數(shù)列;設(shè)數(shù)列滿足cn,問(wèn)是否存在正整數(shù)l,m(lm,且l2,m2),使得cl,c2,cm成等比數(shù)列?若存在,求出l,m的值;若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.(1)解由x(1,bn),y(an1,Sn),xy,得:Sn(an1)bn,若bn2,則Sn2an2.當(dāng)n1時(shí),S12a12,即a12,又Sn12an12,得:Sn1Sn2an12an,即an12an,所以2,又a12,所以是首項(xiàng)為2,公比為2的等比數(shù)列.所以an2n.(2)證明因?yàn)閎n,則2Snnann,當(dāng)n1時(shí),2S1a11,即a11,又2Sn1(n1)an1(n1),得:2Sn12Sn(n1)an1nan1,即(n1)an1nan10,又nan2(n1)an110,得:nan22nan1nan0,即an2an2an1,所以數(shù)列為等差數(shù)列.解因?yàn)閍11,a20,數(shù)列an為等差數(shù)列,所以數(shù)列是首項(xiàng)為1,公差為1的等差數(shù)列.an1(n1)1n2,所以cn,假設(shè)存在正整數(shù)l,m(lm,且l2,m2),
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