19、(本小题满分12分)
如图,在三棱锥中,,,,平面平面。
(Ⅰ)求直线与平面所成角的大小;
(Ⅱ)求二面角的大小。
[解析](1)连接OC。由已知,所成的角
设AB的中点为D,连接PD、CD.
因为AB=BC=CA,所以CDAB.
因为等边三角形,
不妨设PA=2,则OD=1,OP=,AB=4.
所以CD=2,OC=.
在Rttan.
故直线PC与平面ABC所成的角的大小为arctan…………………6分
(2)过D作DE于E,连接CE.
由已知可得,CD平面PAB.
根据三垂线定理可知,CE⊥PA,
所以,.
由(1)知,DE=
在Rt△CDE中,tan
故……………………………12分
[点评]本小题主要考查线面关系、直线与平面所成的角、二面角等基础知识,考查思维能力、空间想象能力,并考查应用向量知识解决数学问题的能力.
20、(本小题满分12分) 已知数列的前项和为,且对一切正整数都成立。
(Ⅰ)求,的值;
(Ⅱ)设,数列的前项和为,当为何值时,最大?并求出的最大值。
[解析]取n=1,得 ①
取n=2,得 ②
又②-①,得 ③
(1)若a2=0, 由①知a1=0,
(2)若a2, ④
由①④得:…………………5分
(2)当a1>0时,由(I)知,
当 , (2+)an-1=S2+Sn-1
所以,an=
所以
令
所以,数列{bn}是以为公差,且单调递减的等差数列.
则 b1>b2>b3>…>b7=
当n≥8时,bn≤b8=
所以,n=7时,Tn取得最大值,且Tn的最大值为
T7=…………………………12分
[点评]本小题主要从三个层面对考生进行了考查. 第一,知识层面:考查等差数列、等比数列、对数等基础知识;第二,能力层面:考查思维、运算、分析问题和解决问题的能力;第三,数学思想:考查方程、分类与整合、化归与转化等数学思想.
21、(本小题满分12分) 如图,动点到两定点、构成,且,设动点的轨迹为。
(Ⅰ)求轨迹的方程;
(Ⅱ)设直线与轴交于点,与轨迹相交于点,且,求的取值范围。
[解析](1)设M的坐标为(x,y),显然有x>0,.
当∠MBA=90°时,点M的坐标为(2,, ±3)
当∠MBA≠90°时;x≠2.由∠MBA=2∠MAB,
有tan∠MBA=,即
化简得:3x2-y2-3=0,而又经过(2,,±3)
综上可知,轨迹C的方程为3x2-y2-3=0(x>1)…………………5分
(II)由方程消去y,可得。(*)
由题意,方程(*)有两根且均在(1,+)内,设
所以
解得,m>1,且m2
设Q、R的坐标分别为,由有
所以
由m>1,且m2,有
所以的取值范围是................................................ 12分
[点评]本小题主要考察直线、双曲线、轨迹方程的求法等基础知识,考察思维能力、运算能力,考察函数、分类与整合等思想,并考察思维的严谨性。
22、(本小题满分14分)
已知为正实数,为自然数,抛物线与轴正半轴相交于点,设为该抛物线在点处的切线在轴上的截距。
(Ⅰ)用和表示;
(Ⅱ)求对所有都有成立的的最小值;
(Ⅲ)当时,比较与的大小,并说明理由。
[解析](1)由已知得,交点A的坐标为,对则抛物线在点A处的切线方程为
(2)由(1)知f(n)=,则
即知,对于所有的n成立,特别地,取n=2时,得到a≥
当,
>2n3+1
当n=0,1,2时,显然
故当a=时,对所有自然数都成立
所以满足条件的a的最小值是。
(3)由(1)知,则,
下面证明:
首先证明:当0<x<1时,
设函数
当
故g(x)在区间(0,1)上的最小值g(x)min=g
所以,当0<x<1时,g(x)≥0,即得
由0<a<1知0<ak<1(),因此,从而
[点评]本小题属于高档题,难度较大,需要考生具备扎实的数学基础和解决数学问题的能力.主要考查了导数的应用、不等式、数列等基础知识;考查了思维能力、运算能力、分析问题与解决问题的能力和创新意识能力;且又深层次的考查了函数、转换与化归、特殊与一般等数学思维方法。