【考点】排列、组合及简单计数问题. 【分析】(1)每位同学有3种选课方法,由分步计数原理可得,
(2)3门课程让甲乙先选一门,再剩下的3人每位同学有3种选课方法,由分步计数原理可得.
【解答】解:(1)由题意得每位同学有3种选课方法,由分步计数原理,得一共有35=243种,
3门课程让甲乙先选一门,(2)再剩下的3人每位同学有3种选课方法,得一共有C3133=81种
22.已知a∈R,且在(﹣
)n的展开式中,第5项与第6项的二项式系数最大.
(1)若a=1,求展开式中的常数项;
(2)若展开式中x3的系数为63,求a的值. 【考点】二项式定理的应用;二项式系数的性质. 【分析】(1)由题意可得(﹣1)r?
=
最大,∴n=9,再根据a=1,通项公式 Tr+1=
?
?
,令x得幂指数等于0,求得r的值,可得展开式的常数项.
(2)展开式中的通项公式中,令x的幂指数等于3,求得r=4,利用通项公式可得展开式中x3的系数,再根据次系数为 63,求得a的值. 【解答】解:(1)∵在(﹣=
最大,∴n=9,
?
?(﹣1)r?
,令9﹣
=0,求得
)n的展开式中,第5项与第6项的二项式系数最大,∴
a=1,根据展开式中的通项公式 Tr+1=r=6,
故展开式的常数项为
?
=
. ??
(2)展开式中的通项公式 Tr+1=求得r=4,故展开式中x3的系数为
?(﹣a)r?
中,令9﹣=3,
?(﹣a)4=63,求得a=±2.
23.已知数列{an}的前n项和为Sn,a2=14,且an=(+)Sn﹣2n﹣1(n∈N*) (1)求
,
,
;
(2)由(1)猜想数列{}的通项公式,并用数学归纳法证明.
【考点】数学归纳法;数列的概念及简单表示法. 【分析】(1)可令n=1,2,3,代入已知等式,结合a1=S1;an=sn﹣sn﹣1(n>1),计算即可得到所求值;
第11页(共17页)
(2)猜想可得数列{}的通项公式
=n2(n∈N*).运用数学归纳法证明.验证当n=1
时,等式成立;再假设n=k(k∈N*),﹣Sk,化简整理,即可得证.
=k2成立,证明当n=k+1时,结合假设和ak+1=Sk+1
【解答】解:(1)an=(+)Sn﹣2n﹣1(n∈N*), 可得n=1时,a1=S1=(+1)S1﹣1, 解得S1=2,即有
=1;
n=2时,a2=S2﹣S1=(+)S2﹣2=14, 解得S2=16,
=4;
n=3时,a3=S3﹣S2=(+)S3﹣22, 解得S3=72,
=9;
=n2(n∈N*).
(2)由(1)猜想可得数列{下面运用数学归纳法证明. ①当n=1时,由(1)可得②假设n=k(k∈N*),
}的通项公式为
=1成立;
=k2成立,
)Sk+1﹣2k+1﹣1,
当n=k+1时,ak+1=Sk+1﹣Sk=(+即有(﹣则
)Sk+1=Sk﹣2k=2k?k2﹣2k=(k2﹣1)?2k,
Sk+1=(k+1)(k﹣1)?2k,
当k=1时,上式显然成立;
当k>1时,Sk+1=2(k+1)2?2k=(k+1)2?2k+1. 即
=(k+1)2,
则当n=k+1时,结论也成立. 由①②可得对一切n∈N*,
=n2成立.
第12页(共17页)
24.如图所示,在四棱锥P﹣ABCD中,PC⊥底面ABCD,底面ABCD是直角梯形,AB⊥AD,AB∥CD,AB=BC=2CD=2,AD=,PE=2BE. (1)求证:平面PAD⊥平面PCD;
(2)若二面角P﹣AC﹣E的大小为45°,求直线PA与平面EAC所成角的正弦值.
【考点】二面角的平面角及求法;平面与平面垂直的判定. 【分析】(1)推导出PC⊥AD,从而AD⊥平面PCD,由此能证明平面PAD⊥平面PCD. (Ⅱ)取AB的中点F,以C为坐标原点,CF为x轴,CD为y轴,CP为z轴,建立空间直角坐标系,利用向量法能求出直线PA与平面EAC所成角的正弦值. 【解答】证明:(1)∵PC⊥平面ABC,AD?平面ABCD, ∴PC⊥AD,
又CD⊥AD,∴AD⊥平面PCD, 又AD?平面PAD,
∴平面PAD⊥平面PCD. 解:(Ⅱ)取AB的中点F,连结CF,则CF⊥AB,
如图,以C为坐标原点,CF为x轴,CD为y轴,CP为z轴,建立空间直角坐标系, 则P(0,0,a),(a>0),E(=(
),
,﹣,),
=(
,﹣,),
=(0,0,a),
设=(x,y,z)是平面PAC的一个法向量, 则
,取x=1,得=(1,﹣
,0),
设平面EAC的法向量=(a,b,c),
则,取a=1,得=(1,﹣,﹣),
∵二面角P﹣AC﹣E的大小为45°, ∴cos45°=|cos<解得a=2
>|==,﹣2),
=,
,此时=(1,﹣
第13页(共17页)
∴=(),
设直线PA与平面EAC所成角为θ, 则sinθ=|cos<
>|=
=
=
.
∴直线PA与平面EAC所成角的正弦值为.
25.设a,b∈R,函数f(x)=ax+.g(x)=x2+b,
(1)若a=﹣3,b=0,求函数h(x)=f(x)?g(x)在区间(0,1]上的最值;
(2)若函数m(x)=f(x)+g(x)在区间(0,1]上单调递减,求实数a的最大值; (3)若对任意实数a∈(﹣∞,﹣1),关于x的方程f(x)=g(x)有三个不同的解,求实数b的取值范围.
【考点】利用导数研究函数的单调性;利用导数求闭区间上函数的最值. 【分析】(1)将a,b的值代入h(x),求出h(x)的导数,从而求出h(x)的最值; (2)问题转化为a≤可;
(3)问题转化为a<﹣1时,只需y=ax﹣b与函数F(x)=x2﹣的图象都有3个交点,结合函数的单调性以及函数的图象判断即可. 【解答】解:(1)a=﹣3,b=0时,h(x)=﹣3x3+x(x≠0), ∴h′(x)=﹣9x2+1,
由h′(x)≤0得:x≤﹣或x≥, 由h′(x)≥0得﹣≤x≤,
第14页(共17页)
﹣2x,在x∈(0,1]时恒成立,根据函数的单调性求出a的范围即
∴h(x)在(0,]递增,在[,1)递减, 又x→0时,h(x)→0,h()=,h(1)=﹣2, ∴h(x)在(0,1]上的最大值是h()=, 在(0,1]上的最小值是h(1)=﹣2; (2)m(x)=ax++x2+b,m′(x)=a﹣
+2x,
由题意x∈(0,1]时,m′(x)≤0恒成立, 即a≤又∴
﹣2x,在x∈(0,1]时恒成立,
﹣2x在x∈(0,1]递减, ﹣2x在(0,1]上的最小值是﹣1,
∴a≤﹣1,即a的最大值是﹣1;
(3)原问题转化为:若对任意实数a∈(﹣∞,﹣1),关于x的方程x2﹣=ax﹣b有三个不同的解,求b的范围,
即a<﹣1时,只需y=ax﹣b与函数F(x)=x2﹣的图象都有3个交点,
∵F′(x)=2x+=,
由F′(x)>0,得x>﹣由F′(x)<0,解得:x<﹣∴F(x)在(﹣∞,﹣如图示:
且x≠0,
,
,0),(0,+∞)递增,
)递减,在(﹣
,
a<﹣1时,只需y=ax﹣b与函数F(x)(x>0)有1个交点,
第15页(共17页)