1、 突破练(一) 1.在△ABC中,角A,B,C所对的边分别是a,b,c,已知c=2,C=. (1)若△ABC的面积等于,求a,b; (2)若sin C+sin(B-A)=2sin 2A,求△ABC的面积. 解 (1)由余弦定理及已知条件得a2+b2-ab=4. 又由于△ABC的面积等于,所以absin C=,得ab=4. 联立方程组解得a=2,b=2. (2)由题意得sin(B+A)+sin(B-A)=4sin Acos A, 所以sin Bcos A=2sin Acos A. 当cos A=0时,A=,所以B=,所以a=,b=. 当cos A≠0
2、时,得sin B=2sin A,由正弦定理得b=2a, 联立方程组解得a=,b=. 所以△ABC的面积S=absin C=. 2.如图,在四棱锥P ABCD中,PA⊥底面ABCD,AC⊥CD,∠DAC=60°,AB=BC=AC,E是PD的中点,F为ED的中点. (1)求证:平面PAC⊥平面PCD; (2)求证:CF∥平面BAE. 证明 (1)由于PA⊥底面ABCD,所以PA⊥CD, 又AC⊥CD,且AC∩PA=A,所以CD⊥平面PAC, 又CD⊂平面PCD,所以平面PAC⊥平面PCD. (2)取AE中点G,连接FG,BG. 由于F为ED的中点,所
3、以FG∥AD且FG=AD. 在△ACD中,AC⊥CD,∠DAC=60°, 所以AC=AD,所以BC=AD. 在△ABC中,AB=BC=AC,所以∠ACB=60°, 从而∠ACB=∠DAC,所以AD∥BC. 综上,FG∥BC,FG=BC,四边形FGBC为平行四边形,所以CF∥BG. 又BG⊂平面BAE,CF⊄平面BAE,所以CF∥平面BAE. 3.已知椭圆C:+=1(a>b>0)上任一点P到两个焦点的距离的和为2,P与椭圆长轴两顶点连线的斜率之积为-.设直线l过椭圆C的右焦点F,交椭圆C于两点A(x1,y1),B(x2,y2). (1)若·=(O为坐标原点),求|y
4、1-y2|的值; (2)当直线l与两坐标轴都不垂直时,在x轴上是否总存在点Q,使得直线QA,QB的倾斜角互为补角?若存在,求出点Q坐标;若不存在,请说明理由. 解 (1)由椭圆的定义知a=,设P(x,y), 则有·=-,则=-, 又点P在椭圆上,则=-=-, ∴b2=2,∴椭圆C的方程是+=1. ∵·=, ∴||·||cos∠AOB=, ∴||·||sin∠AOB=4, ∴S△AOB=||·||sin∠AOB=2, 又S△AOB=|y1-y2|×1,故|y1-y2|=4. (2)假设存在一点Q(m,0),使得直线QA,QB的倾斜角互为补角, 依题
5、意可知直线l斜率存在且不为零, 直线l的方程为y=k(x-1)(k≠0), 由消去y得 (3k2+2)x2-6k2x+3k2-6=0, 设A(x1,y1),B(x2,y2), 则x1+x2=,x1·x2=. ∵直线QA,QB的倾斜角互为补角, ∴kQA+kQB=0,即+=0, 又y1=k(x1-1),y2=k(x2-1), 代入上式可得2x1x2+2m-(m+1)(x1+x2)=0, ∴2×+2m-(m+1)×=0,即2m-6=0,∴m=3, ∴存在Q(3,0)使得直线QA,QB的倾斜角互为补角. 4.某创业投资公司拟投资开发某种新能源产品,估量能
6、获得10万元到1 000万元的投资收益.现预备制定一个对科研课题组的嘉奖方案:奖金y(单位:万元)随投资收益x(单位:万元)的增加而增加,且奖金不超过9万元,同时奖金不超过投资收益的20%. (1)若建立函数y=f(x)模型制定嘉奖方案,试用数学语言表述该公司对嘉奖函数f(x)模型的基本要求,并分析函数y=+2是否符合公司要求的嘉奖函数模型,并说明缘由; (2)若该公司接受模型函数y=作为嘉奖函数模型,试确定最小的正整数a的值. 解 (1)设嘉奖函数模型为y=f(x),按公司对函数模型的基本要求,函数y=f(x)满足: 当x∈[10,1 000]时, ①f(x)在定义域[1
7、0,1 000]上是增函数; ②f(x)≤9恒成立; ③f(x)≤恒成立. 对于函数模型f(x)=+2. 当x∈[10,1 000]时,f(x)是增函数, f(x)max=f(1 000)=+2=+2<9. 所以f(x)≤9恒成立. 但x=10时,f(10)=+2>,即f(x)≤不恒成立, 故该函数模型不符合公司要求. (2)对于函数模型f(x)=,即f(x)=10-, 当3a+20>0,即a>-时递增; 要使f(x)≤9对x∈[10,1 000]恒成立, 即f(1 000)≤9,3a+18≥1 000,a≥; 要使f(x)≤对x∈[10,1
8、 000]恒成立, 即≤,x2-48x+15a≥0恒成立, 所以a≥. 综上所述,a≥,所以满足条件的最小的正整数a的值为328. 5.已知函数f(x)=x2-(1+2a)x+aln x(a为常数). (1)当a=-1时,求曲线y=f(x)在x=1处切线的方程; (2)当a>0时,争辩函数y=f(x)在区间(0,1)上的单调性,并写出相应的单调区间. 解 (1)当a=-1时,f(x)=x2+x-ln x,则f′(x)=2x+1-, 所以f(1)=2,且f′(1)=2. 所以曲线y=f(x)在x=1处的切线的方程为:y-2=2(x-1), 即:y=2x.
9、 (2)由题意得f′(x)=2x-(1+2a)+ = =(x>0), 由f′(x)=0,得x1=,x2=a, ①当0<a<时,由f′(x)>0,又知x>0得0<x<a或<x<1 由f′(x)<0,又知x>0,得a<x<, 所以函数f(x)的单调增区间是(0,a)和,单调减区间是, ②当a=时,f′(x)=≥0,且仅当x=时,f′(x)=0, 所以函数f(x)在区间(0,1)上是单调增函数. ③当<a<1时,由f′(x)>0, 又知x>0得0<x<或a<x<1, 由f′(x)<0,又知x>0,得<x<a, 所以函数f(x)的单调增区间是和(a,1)
10、单调减区间是, ④当a≥1时,由f′(x)>0,又知x>0得0<x<, 由f′(x)<0,又知x>0,得<x<1, 所以函数f(x)的单调增区间是,单调减区间是. 6.设数列{bn}满足bn+2=-bn+1-bn(n∈N*),b2=2b1. (1)若b3=3,求b1的值; (2)求证数列{bnbn+1bn+2+n}是等差数列; (3)设数列{Tn}满足:Tn+1=Tnbn+1(n∈N*),且T1=b1=-,若存在实数p,q,对任意n∈N*都有p≤T1+T2+T3+…+Tn<q成立,试求q-p的最小值. (1)解 ∵bn+2=-bn+1-bn, ∴b3=-b2
11、-b1=-3b1=3,∴b1=-1. (2)证明 ∵bn+2=-bn+1-bn①, ∴bn+3=-bn+2-bn+1②, ②-①得bn+3=bn, ∴(bn+1bn+2bn+3+n+1)-(bnbn+1bn+2+n)=bn+1bn+2(bn+3-bn)+1=1为常数, ∴数列{bnbn+1bn+2+n}是等差数列. (3)解 ∵Tn+1=Tn·bn+1=Tn-1bnbn+1=Tn-2bn-1bnbn+1=…=b1b2b3…bn+1 当n≥2时Tn=b1b2b3…bn(*), 当n=1时,T1=b1适合(*)式 ∴Tn=b1b2b3…bn(n∈N*). ∵
12、b1=-,b2=2b1=-1,b3=-3b1=,bn+3=bn, ∴T1=b1=-,T2=T1b2=, T3=T2b3=,T4=T3b4=T3b1=T1, T5=T4b5=T2b3b4b5=T2b1b2b3=T2, T6=T5b6=T3b4b5b6=T3b1b2b3=T3, …… T3n+1+T3n+2+T3n+3=T3n-2b3n-1b3nb3n+1+ T3n-1b3nb3n+1b3n+2+T3nb3n+1b3n+2b3n+3 =T3n-2b1b2b3+T3n-1b1b2b3+T3nb1b2b3 =(T3n-2+T3n-1+T3n), ∴数列{T3n-
13、2+T3n-1+T3n)(n∈N*)是等比数列, 首项T1+T2+T3=且公比q=, 记Sn=T1+T2+T3+…+Tn, ①当n=3k(k∈N*)时, Sn=(T1+T2+T3)+(T4+T5+T6)…+(T3k-2+T3k-1+T3k) ==3, ∴≤Sn<3; ②当n=3k-1(k∈N*)时 Sn=(T1+T2+T3)+(T4+T5+T6)+…+(T3k-2+T3k-1+T3k)-T3k =3-(b1b2b3)k =3-4·k ∴0≤Sn<3; ③当n=3k-2(k∈N*)时 Sn=(T1+T2+T3)+(T4+T5+T6)+…+(T3k-2+T3k-1+T3k)-T3k-1-T3k =3-(b1b2b3)k-1b1b2-(b1b2b3)k =3-k-1-k =3-·k, ∴-≤Sn<3.综上得-≤Sn<3则p≤-且q≥3, ∴q-p的最小值为.






