(2)由S=2bcsin A=53,b=5,A=3,得c=4. 由余弦定理,得a2=b2+c2-2bccos A=21.a
由正弦定理,得sin A=2R(R为△ABC的外接圆的半径), a2
∴(2R)=sin A=28,
2
2
bc5
∴sin Bsin C==.
(2R)27
【题目2】 已知数列{an}的前n项和Sn=2n+1-2,记bn=anSn(n∈N*). (1)求数列{an}的通项公式; (2)求数列{bn}的前n项和Tn. 解 (1)∵Sn=2n+1-2.
∴当n=1时,a1=S1=21+1-2=2. 当n≥2时,an=Sn-Sn-1=2n+1-2n=2n, 又a1=2=21适合上式, 故an=2n(n∈N*).
(2)由(1)知bn=anSn=2n(2n+1-2)=2·4n-2n+1. ∴Tn=b1+b2+b3+…+bn
=2(4+42+…+4n)-(22+23+…+2n+1) 4(1-4n)4(1-2n)2n+1n+24=2×-=3·4-2+3.
1-41-2
【题目3】 第24届冬奥会将于2022年在中国北京和张家口举行.为宣传冬奥会,让更多的人了解、喜爱冰雪项目,某大学举办了冬奥会知识竞赛,并从中随机抽取了100名学生的成绩,绘制成如图所示的频率分布直方图:
(1)试根据频率分布直方图估计这100人的平均成绩(同一组数据用该组区间的中点值代替);
(2)若采用分层抽样的方法从成绩在[70,80),[80,90),[90,100]的学生中共抽取6人,再将其随机地分配到3个社区开展冬奥会宣传活动(每个社区2人),求“成绩在同一区间的学生分配到不同社区”的概率.
-
解 (1)平均成绩x=0.02×45+0.16×55+0.22×65+0.30×75+0.20×85+0.10×95=73.00.
(2)由题意知,从成绩在[70,80),[80,90),[90,100]的学生中分别选取了3人,2人,1人.
2
6人平均分成3组分配到3个社区,共有C26C4=90(种)方法. 32成绩在同一区间的学生分配到不同社区的方法有A3A3=36(种),
362所以“成绩在同一区间的学生分配到不同社区”的概率p=90=5.
【题目4】 如图,在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD是菱形,PA=PD,∠DAB=60°.
(1)证明:AD⊥PB;
(2)若PB=6,AB=PA=2,求直线PB与平面PDC所成角的正弦值. (1)证明 取AD的中点为O,连接PO,BO,BD,如图1,
图1
∵底面ABCD是菱形,且∠DAB=60°, ∴△ABD是等边三角形, ∴BO⊥AD.
又PA=PD,即△PAD是等腰三角形,∴PO⊥AD.
又PO∩BO=O,PO,BO⊂平面PBO,∴AD⊥平面PBO, 又PB⊂平面PBO,∴AD⊥PB. (2)解 ∵AB=PA=2,
∴由(1)知△PAD,△ABD均是边长为2的正三角形, 则PO=3,BO=3,又PB=6, ∴PO2+BO2=PB2,即PO⊥BO, 又由(1)知,BO⊥AD,PO⊥AD,
∴以O为坐标原点,OA,OB,OP所在直线分别为x,y,z轴建立如图2所示的空间直角坐标系.
图2
则D(-1,0,0),P(0,0,3),C(-2,3,0),B(0,3,0), →=(0,3,-3),DP→=(1,0,3),CD→=(1,-3,0). PB
→n·DP=0,
设n=(x,y,z)是平面PCD的法向量,则
→CD=0,n·x+3z=0,x=3,
∴取y=1,解得,
z=-1x-3y=0,即n=(3,1,-1)为平面PCD的一个法向量. 设直线PB与平面PDC所成的角为θ,
→,n〉|=|0×3+3×1+(-3)×(-1)|=10,
则sin θ=|cos〈PB56×510∴直线PB与平面PDC所成角的正弦值为5.
【题目5】 已知定点A(-3,0),B(3,0),直线AM,BM相交于点M,且它们1
的斜率之积为-,记动点M的轨迹为曲线C.
9(1)求曲线C的方程;
(2)过点T(1,0)的直线l与曲线C交于P,Q两点,是否存在定点S(x0,0),使得直线SP与SQ斜率之积为定值?若存在,求出S的坐标;若不存在,请说明理由. y
解 (1)设动点M(x,y),则直线MA的斜率kMA=(x≠-3),
x+3
y
直线MB的斜率kMB=(x≠3).
x-31yy1x22
因为kMA·kMB=-9,所以·=-9,化简得9+y=1.
x+3x-3
x22
又x≠±3,所以曲线C的方程为9+y=1(x≠±3).
(2)由题意得直线l的斜率不为0,根据直线l过点T(1,0),可设直线l的方程为x=my+1,
P(x1,y1),Q(x2,y2),
x=my+1,22联立2消去x得(m+9)y+2my-8=0. 2
x+9y=9,
2m
y1+y2=-2,m+9则
-8
y1y2=m2+9.y1y1又kSP==,
x1-x0my1+1-x0y2y2
kSQ==,
x2-x0my2+1-x0
y1y2
kSP·kSQ= (my1+1-x0)(my2+1-x0)
y1y2
=2 my1y2+m(1-x0)(y1+y2)+(1-x0)2=
-822, (x20-9)m+9(1-x0)
-82
当x0=3时,∀m∈R,kSP·kSQ==-9; 9(1-x0)2当x0=-3时,∀m∈R,kSP·kSQ=
-81=-18. 9(1-x0)2
所以存在定点S,其坐标为(3,0)或(-3,0)使得直线SP与SQ斜率之积为定值. 【题目6】 已知f(x)=ex,g(x)=x+1(e为自然对数的底数). (1)求证:f(x)≥g(x)恒成立;
111
(2)设m是正整数,对任意正整数n,1+31+32·…·1+3n<m,求m的最
小值.
(1)证明 令h(x)=f(x)-g(x)=ex-x-1, 则h′(x)=ex-1,
当x∈(-∞,0)时,h′(x)<0,当x∈(0,+∞)时,h′(x)>0, 故h(x)在(-∞,0)上单调递减,在(0,+∞)上单调递增, 所以h(x)min=h(0)=0,即h(x)≥0恒成立, 所以f(x)≥g(x)恒成立.
1
(2)解 由(1)可知1<1+3n≤e3n,由不等式的性质得 11111+31+321+33·1+3n …·
1
1111
≤e3·e32·e33·…·e3n =e3
11
+
+
1
+…+
1
3233
n
3n
111n
3[1-3]11
1-<e2=e<2. =e=e123
1-3所以m的最小值为2(m∈N*).