考点: 频率分布表;频率分布直方图. 专题: 概率与统计.
分析: (1)利用频率分布表,直接画出已候车时间的频率分布直方图. (2)利用均值公式直接求解这20名乘客的平均候车时间.
(3)在这20名乘客中随机抽查一人,通过频率分布直方图直接求其已候车时间不少于15分钟的概率.
解答: (本小题满分12分) 解:(1)频率分布直方图如图 …(4分) (2)
(2.5×4+7.5×6+12.5×6+17.5×3+22.5×1)=10.25分钟…(8分)
=…(12分)
(3)候车时间不少于15分钟的概率为
点评: 本题考查频率分布直方图的画法以及应用,考查计算能力.
19.如图1,已知矩形ABCD中,AB=2,AD=1,M为DC的中点.将△ADM沿AM折起,使得平面ADM⊥平面ABCM,如图2所示.
(1)求证:AD⊥BM;
(2)若点E是线段DB上的一动点,问点E在何位置时,三棱锥M﹣ADE的体积为
.
考点: 棱柱、棱锥、棱台的体积;空间中直线与直线之间的位置关系. 专题: 空间位置关系与距离. 分析: (1)AD⊥BM?BD⊥面ADM?
?在矩形ABCD中,AB=2且AD=1;
(2)三棱锥M﹣ADE的体积就是三棱锥E﹣ADM的体积,而三角形ADM面积已知,则可以算出三棱锥E﹣ADM的高h,又由(1)可知,BM⊥面ADM,通过h与BM的比值可确定E点在BD上的位置.
解答: (本小题满分12分)
(1)连接BM,矩形ABCD中,AB=2,AD=1,M为CD中点,, 由勾股定理得BM⊥AM;
折起后,平面ADM⊥平面ABCM,且平面ADM∩平面ABCM=AM,BM?平面ABCM; 得BM⊥平面ADM,
又AD?平面ADM,所以AD⊥BM; (2)在△BDM中,作EF∥BM交DM于F.
(1)中已证明BM⊥平面ADM,∴EF⊥平面ADM,EF是三棱锥E﹣MAD的高,
=
∴△DMB中,,且EF∥BM, ∴EF为中位线,E为BD的中点.
,∴
,
点评: 折叠问题一般是重点分析折叠后未变的平行与垂直关系,线段的长,角度的不变的量;作为探究性问题,先把结论当成已知,然后结合已知条件列出方程求解,若有符合题意的解,则结论成立,否则不成立.
20.已知椭圆
+
=1,(a>b>0)的短轴长为2,离心率为
,过右焦点F的直线l交
椭圆与P,Q两点
(1)求椭圆的方程
(2)在线段OF上是否存在点M(m,0),使得(的取值范围,若不存在,说明理由.
+
)?(
﹣
)=0?若存在,求出m
考点: 直线与圆锥曲线的关系.
专题: 直线与圆.
分析: (1)根据题意可以求出b,根据离心率求出a,即可就出椭圆方程;
(2)先假设线段OF上存在M满足条件,先考虑两种特殊情况:l⊥x轴、l与x轴重合,在考虑一般情况:l的斜率存在且不为0,设出l的方程与椭圆方程联立,利用坐标来表示向量的数量积,从而得出答案. 解答: (本小题满分12分)
解:(1)由椭圆短轴长为2得b=1,又e=
=
,∴a=
,
所求椭圆方程为…(3分)
+
)?(
﹣
)=0成立,
(2)假设在线段OF上存在点M(m,0)(0≤m≤1),使得(即
或|
|=|
|
①当l⊥x轴时,显然线段OF上的点都满足条件,此时0≤m≤1…(5分) ②当l与x轴重合时,显然只有原点满足条件,此时m=0…(6分) ③法1:当l的斜率存在且不为零时,设直线l的方程为y=k(x﹣1)(k≠0). 由
可得(1+2k)x﹣4kx+2k﹣2=0,根据根与系数的关系得
2
2
2
2
,…(8分)
设∵(
+
)?(
﹣
,其中x2﹣x1≠0
)=0∴(x1+x2﹣2m)(x2﹣x1)+(y1+y2)(y2﹣y1)=0?(x1+x2﹣2m)
+k(y1+y2)=0
?2k﹣(2+4k)m=0?m=
2
2
(k≠0).
∴0<m<.
∴综上所述:①当l⊥x轴时,存在0≤m≤1适合题意 ②当l与x轴重合时,存在m=0适合题意
③当l的斜率存在且不为零时存在0<m<适合题意…(12分)
点评: 本题考查了椭圆的性质、直线与椭圆的关系,本题中利用坐标来表示向量是突破问题的关键,同时考查了学生分情况讨论的思想.
21.已知函数f(x)=e﹣ax+a,其中a∈R,e为自然数的底数 (1)讨论函数f(x)的单调区间,并写出相应的单调区间
x
(2)设b∈R,若函数f(x)≥b对任意x∈R都成立,则当a≥0时,求ab的最大值.
考点: 利用导数研究函数的单调性.
专题: 函数的性质及应用;导数的综合应用. 分析: (1)通过函数f(x),得f′(x),然后结合f′(x)与0的关系对a的正负进行讨论即可;
(2)当a=0时,此时ab=0; 当a>0时,由题结合(1)得ab≤2a﹣alna,设g(a)=
(a>0),问题转化为求g(a)的最大值,利用导函数即可.
x
2
2
解答: 解:(1)根据题意,得f′(x)=e﹣a,下面对a进行讨论:
①当a≤0时,f′(x)>0,函数f(x)在R上单调递增;
②当a>0时,由f′(x)=e﹣a=0得x=lna,
∴x∈(﹣∞,lna)时,f′(x)<0,f(x)单调递减; x∈(lna,+∞)时,f′(x)>0,f(x)单调递增.
综上,当a≤0时,函数f(x)的单调递增区间为(﹣∞,+∞); 当a>0时,函数f(x)的单调递增区间为(lna,+∞),单调递减区间为(﹣∞,lna). (2)当a=0时,此时ab=0;
当a>0时,由函数f(x)≥b对任意x∈R都成立,得b≤fmin(x),
22
∵fmin(x)=f(lna)=2a﹣alna,∴b≤2a﹣alna,∴ab≤2a﹣alna,
22
设g(a)=2a﹣alna(a>0),∴g′(a)=4a﹣(2alna+a)=3a﹣2alna, 由于a>0,令g′(a)=0,得
,从而
,
x
当时,g′(a)>0,g(a)单调递增; 时,g′(a)<0,g(a)单调递减.
∴,即,时,ab的最大值为.
点评: 本题考查函数的单调性及最值,利用导函数来研究函数的单调性是解题的关键,注意解题方法的积累,属于中档题.
四、选修4-1:几何证明选讲(从22,23,24三题中任选一题作答,并用2B铅笔将答案卡上所选题目对应的题号右侧方框涂黑,按所涂题号进行评分,多涂,多答,按所的首题进行评分,不涂,按本选考题的首题进行评分)
22.如图所示,已知⊙O1与⊙O2相交于A、B两点,过点A作⊙O1的切线交⊙O2于点C,过点B作两圆的割线,分别交⊙O1、⊙O2于点D、E,DE与AC相交于点P. (Ⅰ)求证:AD∥EC;
(Ⅱ)若AD是⊙O2的切线,且PA=6,PC=2,BD=9,求AD的长.
考点: 圆的切线的性质定理的证明;直线与圆相交的性质;直线与圆的位置关系;与圆有关的比例线段.
专题: 计算题;证明题.
分析: (I)连接AB,根据弦切角等于所夹弧所对的圆周角得到∠BAC=∠D,又根据同弧所对的圆周角相等得到∠BAC=∠E,等量代换得到∠D=∠E,根据内错角相等得到两直线平行即可;
(II)根据切割线定理得到PA=PB?PD,求出PB的长,然后再根据相交弦定理得PA?PC=BP
2
?PE,求出PE,再根据切割线定理得AD=DB?DE=DB?(PB+PE),代入求出即可. 解答: 解:(I)证明:连接AB, ∵AC是⊙O1的切线, ∴∠BAC=∠D, 又∵∠BAC=∠E, ∴∠D=∠E, ∴AD∥EC.
(II)∵PA是⊙O1的切线,PD是⊙O1的割线,
2
∴PA=PB?PD, 2
∴6=PB?(PB+9) ∴PB=3,
在⊙O2中由相交弦定理,得PA?PC=BP?PE, ∴PE=4,
∵AD是⊙O2的切线,DE是⊙O2的割线,
2
∴AD=DB?DE=9×16, ∴AD=12
点评: 此题是一道综合题,要求学生灵活运用直线与圆相切和相交时的性质解决实际问题.本题的突破点是辅助线的连接.
五、选修4-4:坐标系与参数方程
23.已知直线l在直角坐标系xOy中的参数方程为
(t为参数,α为倾斜角),
2
曲线C的极坐标方程为ρ=4cosθ(其中坐标原点O为极点,x轴非负半轴为极轴,取相同单位长度)
(1)写出曲线C的直角坐标方程
(2)若曲线C与直线l相交于不同的两点M、N,设P(4,2),求|PM|+|PN|的取值范围.
考点: 参数方程化成普通方程;简单曲线的极坐标方程. 专题: 坐标系和参数方程.