【考点】函数的最值及其几何意义.
【专题】计算题;作图题;导数的综合应用.
【分析】由题意得+=+,(a<2);从而构造函数f(a)=+,
(a<2),从而作函数的图象辅助,当a<0时,(fa)=﹣+,f(′a)=﹣
=,从而确定函数的单调性及最值;同理确定当0<a<2时的单调性及最
值,从而解得.
【解答】解:∵a+b=2,b>0, ∴
+
=+
+
,(a<2); ,(a<2),
设f(a)=
作此函数的图象,如右图所示;
利用导数研究其单调性得, 当a<0时,f(a)=﹣
+
,
f′(a)=﹣=,
当a<﹣2时,f′(a)<0,当﹣2<a<0时,f′(a)>0,
故函数在(﹣∞,﹣2)上是减函数,在(﹣2,0)上是增函数, ∴当a=﹣2时,
+
取得最小值;
同理,当0<a<2时,得到当a=时,
+
取得最小值;.
+
取得最小值;
综合,则当a=﹣2时,故答案为:﹣2.
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【点评】本题考查了导数的综合应用及数形结合的思想应用.
二、解答题:本大题共6小题,共计90分.请在答题卡指定区域内作答,解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤. 15.(14分)(2015?崇川区校级一模)在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c.已知bcosC+ccosB=2acosA. (1)求角A的大小; (2)若
?
=
,求△ABC的面积.
【考点】正弦定理. 【专题】解三角形. 【分析】(1)根据正弦定理结合两角和差的正弦公式,即可求角A的大小; (2)若
?
=
,根据向量的数量积,求出AB?AC的大小即可,求△ABC的面积
【解答】解:(1)由正弦定理得sinBcosC+sinCcosB=2sinAcosA, 即sin(B+C)=2sinAcosA, 则sinA=2sinAcosA, 在三角形中,sinA≠0, ∴cosA=, 即A=(2)若
; ?
=
,
,
则AB?ACcosA=AB?AC=即AB?AC=2
,
则△ABC的面积S=AB?ACsinA==.
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【点评】本题主要考查正弦定理的应用,以及三角形面积的计算,利用向量数量积的公式是解决本题的关键. 16.(14分)(2010?江西模拟)如图,在四棱锥P﹣ABCD中,底面是正方形,侧面PAD⊥底面ABCD,且PA=PD=
AD,若E、F分别为PC、BD的中点.
(Ⅰ) 求证:EF∥平面PAD; (Ⅱ) 求证:EF⊥平面PDC.
【考点】空间中直线与平面之间的位置关系. 【专题】证明题. 【分析】对于(Ⅰ),要证EF∥平面PAD,只需证明EF平行于平面PAD内的一条直线即可,而E、F分别为PC、BD的中点,所以连接AC,EF为中位线,从而得证; 对于(Ⅱ)要证明EF⊥平面PDC,由第一问的结论,EF∥PA,只需证PA⊥平面PDC即可,
已知PA=PD=AD,可得PA⊥PD,只需再证明PA⊥CD,而这需要再证明CD⊥平面PAD,
由于ABCD是正方形,面PAD⊥底面ABCD,由面面垂直的性质可以证明,从而得证.
【解答】证明:(Ⅰ)连接AC,则F是AC的中点,在△CPA中,EF∥PA(3分) 且PA?平面PAD,EF?平面PAD, ∴EF∥平面PAD(6分)
(Ⅱ)因为平面PAD⊥平面ABCD,平面PAD∩平面ABCD=AD, 又CD⊥AD,所以CD⊥平面PAD, ∴CD⊥PA(9分) 又PA=PD=
AD,
,即PA⊥PD(12分)
所以△PAD是等腰直角三角形,且∠APD=
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而CD∩PD=D,
∴PA⊥平面PDC,又EF∥PA,所以EF⊥平面PDC(14分)
【点评】本题考查线面平行的判定及线面垂直的判定,而其中的转化思想的应用值得注意,将线面平行转化为线线平行;证明线面垂直,转化为线线垂直,在证明线线垂直时,往往还要通过线面垂直来进行.
17.(14分)(2016秋?苏州月考)如图,在平面直角坐标系xOy中,椭圆C:
+
=1.
(a>b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,点P(3,1)在椭圆上,△PF1F2的面积为2(1)①求椭圆C的标准方程; ②若∠F1QF2=
,求QF1?QF2的值.
(2)直线y=x+k与椭圆C相交于A,B两点,若以AB为直径的圆经过坐标原点,求实数k的值.
【考点】椭圆的简单性质.
【专题】转化思想;综合法;圆锥曲线的定义、性质与方程.
【分析】(1)由三角形的面积
2
2
2
=?2c?1,即可求得,将点P(3,1)代入
时,
椭圆方程,由椭圆的性质a=b+c,即可求得a和b的值,求得椭圆方程;当
根据椭圆的性质及完全平方公式,即可求得QF1?QF2的值; (2)将直线方程代入椭圆方程,求得关于x的一元二次方程,由韦达定理求得x1?x2及y1?y2,由题意可知
?
=0,根据向量数量积的坐标运算,即可求得实数k的值.
,将点P(3,1)代入椭
【解答】解:(1)①由条件,可设椭圆的标准方程为圆方程, ∴由
2
2
2
, =?2c?1=2
,即
…(2分)
又a=b+c, 22
∴a=12,b=4, ∴椭圆的标准方程为:
;…(4分)
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②当时,有…(6分)
∴…(8分)
(2)设A(x1,y1),B(x2,y2),由
,得4x+6kx+3k﹣12=0…(10分)
22
由韦达定理及直线方程可知:(12分)
∵以AB为直径的圆经过坐标原点,则
,
,…
解得:,此时△=120>0,满足条件, 因此…(14分)
【点评】本题考查椭圆的标准方程,考查直线与椭圆的位置关系,三角形面积公式,韦达定理及向量数量积的坐标的综合运用,考查计算能力,属于中档题. 18.(16分)(2016秋?苏州月考)如图,某城市小区有一个矩形休闲广场,AB=20米,广场的一角是半径为16米的扇形BCE绿化区域,为了使小区居民能够更好的在广场休闲放松,现决定在广场上安置两排休闲椅,其中一排是穿越广场的双人靠背直排椅MN(宽度不计),点M在线段AD上,并且与曲线CE相切;另一排为单人弧形椅沿曲线CN(宽度不计)摆放.已知双人靠背直排椅的造价每米为2a元,单人弧形椅的造价每米为a元,记锐角∠NBE=θ,总造价为W元.
(1)试将W表示为θ的函数W(θ),并写出cosθ的取值范围; (2)如何选取点M的位置,能使总造价W最小.
【考点】三角函数的最值.
【专题】应用题;综合法;三角函数的求值. 【分析】(1)过N作AB的垂线,垂足为F;过M作NF的垂线,垂足为G.构建直角三角形,通过解直角三角形、勾股定理和弧长公式进行解答;
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