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X的分布列如解析所示,期望为 .
5
6
【解析】 试题分析:(Ⅰ)根据茎叶图可填表格,再由公式计算??2,并且和3.841比较大小,即可得出结论;(Ⅱ)根据层比为1:4,分别得到年龄在20~40岁的抽取了2人,年龄大于40岁的抽取了3人,分别对这5人分类标号,并通过列举法计算出所有可能出现的情况,即可求出X的分布列和期望值. 试题解析:(Ⅰ)由茎叶图可得: 20~40岁 大于40岁 合计
2
250(20×12?10×8)
由列联表可得:??=30×20×28×22
购买意愿强 20 10 30 购买意愿弱 8 12 20 合计 28 22 50 ≈3.46<3.841,
所以,没有95%的把握认为市民是否购买该款手机与年龄有关. (Ⅱ)购买意愿弱的市民共有20人,抽样比例为=,
20
45
1
所以年龄在20~40岁的抽取了2人,年龄大于40岁的抽取了3人, 则X的可能取值为0,1,2,
??(??=0)=??2,????(??=1)=2=10
5
??2
1
1
??12??3??25
=10=5,????(??=2)=??3, 2=10
5
63
??2
3
所以分布列为 X P 数学期望为??(??)=0×
110
0 1 101 3 52 3 10+1×+2×
5
64
3310
=.
5
6
19.(Ⅰ)证明过程见解析;(Ⅱ).
【解析】 试题分析:(Ⅰ)取????的中点??,利用中位线的性质,可证明平面GEF//平面ABC,进而得到EF//平面ABC;(Ⅱ)由题意,建立空间直角坐标系?????????,分别求出平面??????和平面??????的法向量,求出法向量之间的夹角即可求出二面角??????????的余弦值. 试题解析:(Ⅰ)证明:如图,取AD中点G,连接GE,GF, 则GE//AC,GF//AB,
因为GE∩GF=G,AC∩AB=A,所以平面GEF//平面ABC, 所以EF//平面ABC.
答案第5页,总9页
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(Ⅱ)作BO⊥AC于点O,过点O作OH//PA,
以O为坐标原点,OB,OC,OH所在直线为x轴、y轴、z轴建立如图6所示的空间直角坐标系,
则??(0,??,??0),????(,??0,??0),????(0,???,??1),????
2
2
3 3 ∴????=(0,???2,??1),?? ????=(2,???2,??0),
3
32
1
=(1,??0,??0)?. 则平面CDA的一个法向量为 ?? =(??,????,????),?? 设平面CDB的一个法向量为 ???2??+??=0,? ?·? ??????=0,?
则{?{ 3 3
?·??? ???2??=0,??????=02
?·??? 6 =( 3,??1,??2),所以cos? ,?? ?=??可取 ??????=, |??|?·?|??|4
所以二面角B?CD?A的余弦值为4.
6
20.(Ⅰ)??2=4??;(Ⅱ).
225
【解析】
试题分析:(Ⅰ)由题意可得,设中点坐标??(??,????),表示出点??(2??,??2??),将其代入到抛物线方程中,即可得到抛物线??的方程;(Ⅱ)由题意可设切线方程为:?????0=??(?????0),进而得到切线与x轴的交点为(??0?
??0
,??0),由圆心到切线方程的距离为半径,得到??22
(??20?4??0)??+(4??0?2??0??0)??+??0?4=0,由韦达定理,可得到??△??????的函数关系式,利用函数的单调性可求出面积最小值. 试题解析:
(Ⅰ)设??(??,????),则点??(2??,??2??)在抛物线??2=8??上,
所以4??2=16??,即??2=4??,所以曲线C的方程为:??2=4??. (Ⅱ)设切线方程为:?????0=??(?????0),令y=0,解得??=??0???0,
??答案第6页,总9页
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所以切线与x轴的交点为(??0?
??0|2??+??0?????0|,??0),圆心(2,0)到切线的距离为??=?? ??2+1=2,
∴(2??+??0?????0)2=4(??2+1),
22
整理得:(??20?4??0)??+(4??0?2??0??0)??+??0?4=0, 设两条切线的斜率分别为??1,????2, 则??1+??2=∴??△??????=
1
2??0??0?4??0
??20?4??0
,????1?·???2=
??20?4
, 2??0?4??0
??0
|(???)?(??002??1?????0)|?·???0
2
=
12??1???2??||20??1??2
=2????20
0?1
(??0?1)2+2(??0?1)+11
=2=2[(??0?1)++2].
??0?1??0?1记??=??0?1∈[4,??+∞),则??(??)=??++2,
??1
∵??′(??)=1?
1
??2=
??2?1
??2>0,
14
254
254
∴??(??)在[4,??+∞)上单增,∴??(??)≥4++2=,∴??≥2×∴△??????面积的最小值为2.
25
=,
2
25
【点睛】本题主要考查以抛物线与圆的方程为载体,考查了抛物线的标准方程,考查了直线与圆相切问题,切线的性质,同时考查了利用导数法解决函数的最值问题,综合性较强,正确利用已知条件转化成一元二次方程,再利用韦达定理即可求出面积的函数表达式,再利用函数的单调性即可求出最值.
21.(Ⅰ)??(??)min=??(0)=1,????(??)max=??(1)=???1; (Ⅱ)??∈[? 2,??2?ln2]; (Ⅲ)证明过程见解析. 【解析】 试题分析:(Ⅰ)根据曲线??=??(??)在点??=0处的切线斜率为1,可求出参数??的值,再对导函数??′(??)在[0,1]的正负,求出??(??)在[0,??1]上单调性,即可求出??(??) 的最值;(Ⅱ)由??′(??)=??????????,构造辅助函数??(??),再对??(??)进行求导,讨论??的取值范围,利用函数单调性判断函数的最值,进而确定??的取值范围;(Ⅲ)构造辅助函数??(??),求导??′(??),求出在[0,+∞)的单调性,可求出??(??)的最小值,即可证明不等式成立. 试题解析:(Ⅰ)∵??′(??)=?????2?????,∴??′(0)=1???=1,∴??=0,
∴??′(??)=?????2??,记??(??)=?????2??,∴??′(??)=?????2,令??′(??)=0得??=ln2. 当??∈(0,??ln2)时,??′(??)<0,????(??)单减;当??∈(ln2,??1)时,??′(??)>0,????(??)单增, ∴??(??)min=??(ln2)=2?2ln2>0,
故??′(??)>0恒成立,所以??(??)在[0,??1]上单调递增, ∴??(??)min=??(0)=1,????(??)max=??(1)=???1. (Ⅱ)∵??(??)=?????2(??+??)2,∴??′(??)=??????????.
′
令??(??)=??????????,∴??(??)=?????1,
′当??≥0时,??(??)≥0,∴??(??)在[0,??+∞)上单增,∴??(??)min=??(0)=1???. (i)当1???≥0即??≤1时,??(??)≥0恒成立,即??′(??)≥0,∴??(??)在[0,??+∞)上单增,
1
∴??(??)min=??(0)=1?
??22
≥0?? 2≤??≤ 2,所以? 2≤??≤1.
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(ii)当1???<0即??>1时,∵??(??)在[0,??+∞)上单增,且??(0)=1???<0, 当1??2?2时,??(ln(??+2))=2?ln(??+2)>0, ∴???0∈(0,??ln(??+2)),使??(??0)=0,即????0=??0+??. 当??∈(0,????0)时,??(??)<0,即??′(??)<0,????(??)单减; 当??∈(??0,??ln(??+2))时,??(??)>0,即??′(??)>0,????(??)单增. ∴??(??)min=??(??0)=????0?2(??0+??)2=????0?2??2??0=????0(1?2????0)≥0,
∴????0≤2?0?0≤ln2,由????0=??0+??,∴??=????0???0,记??(??)=???????,????∈(0,??ln2], ∴??′(??)=?????1>0,∴??(??)在(0,??ln2]上单调递增, ∴??(??)≤??(ln2)=2?ln2,∴1?≤2?ln2,
综上,??∈[? 2,??2?ln2].
(Ⅲ)??(??)?????≥??ln?????2???+1等价于???????2?????≥??ln?????2???+1, 即?????????≥??ln?????+1.
∵??>0,∴等价于???ln??????e+1≥0. 令??(??)=则??′(??)=
e??e??11
1
1
???ln??????e+1,
??21
(???1)(e???1)
.
∵??>0,∴e???1>0.
当0?<1时,??′(??)<0,??(??)单减; 当??>1时,??′(??)>0,??(??)单增.
∴??(??)在??=1处有极小值,即最小值, ∴??(??)≥??(1)=e?1?e+1=0,
∴??=0且??>0时,不等式??(??)?e??≥??ln?????2???+1成立.
【点睛】本题主要考查导数的定义,性质以及函数中的综合应用,函数恒成立问题的解题方法和技巧,不等式成立,分类讨论思想的应用,属于难题,本题(2)主要利用二次求导的方法,借助于二次求导进一步确定导函数的单调性,进而确定参数??的范围,(3)构造辅助函数??(??),求导??′(??),求出在[0,+∞)的单调性,可求出??(??)的最小值,即可证明不等式成立,解题的关键是正确求导函数,确定导函数的单调性. 22.(Ⅰ)??=2cos??;(Ⅱ)??△??????=2.
【解析】 试题分析:(Ⅰ)由题意中的相关坐标变换,可得到曲线??1的参数方程,消去参数能求出曲线??1的直角坐标方程,再利用极坐标公式,可得到曲线??1的极坐标方程;
(Ⅱ)设点??,??的极坐标,由直线??与曲线??1相交可得到点??,??的极坐标,进而可求出????????的面积.
试题解析:(Ⅰ)由题意知,曲线??1的参数方程为{
3??=1+????????,????=????????,??
(??为参数),
∴曲线??1的普通方程为(???1)2+??2=1,
∴曲线??1的极坐标方程为??=2cos??. (Ⅱ)设点??,??的极坐标分别为(??1,?????1),(??2,?????2),
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则由{
??1=3,??
π
π
??1=2cos??1,可得??的极坐标为(1,??),
3
π
由{可得??的极坐标为(3,??3). π
2??2cos(??2?)=3 3,6
??2=3,??
π
∵??1=??2,∴|????|=|??1???2|=2, 又??到直线??的距离为2, ∴??△??????=2×
831
32
3×2=2.
323.(Ⅰ);(Ⅱ)(?∞,??2].
【解析】 试题分析:(Ⅰ)由题意得,对??分类讨论,得到分段函数的解析式,画出??(??)的图象即可得到??(??)的图象与??轴围成的三角形的三个顶点坐标,进而得到??(??)的图象与??轴围成的三角形面积;(Ⅱ)利用基本不等式,得到??(??)min,要使对???,??∈(0,+∞)恒有??(??)≥??(??)成立,则??(??)max≥??(??)min,进而可得到??的取值范围. 试题解析:(Ⅰ)∵??(??)=|??+1|?2|???1|,
???3,????1,?
∴??(??)={3???1,???1≤??≤1,?
???+3,????>1,?
∴??(??)的图象与??轴围成的三角形的三个顶点分别为??(3,??0),??(3,??0),??(1,??2), ∴??△??????=×2×=,
2
3
3
1
8
8
1
∴??(??)的图象与??轴围成的三角形面积是.
3
8
(Ⅱ)∵???∈(0,??+∞),??(??)=
??2?????+4
??=??+?????≥2 ??×?????=4???,
44
∴当且仅当??=2时,??(??)有最小值4???.
又由(Ⅰ)可知,对???∈(0,??+∞),??(??)≤??(1)=2. ???,????∈(0,??+∞)恒有??(??)≥??(??)成立,
等价于???,????∈(0,??+∞),??(??)min≥??(??)max, 等价于4???≥2,即??≤2, ∴实数??的取值范围是(?∞,??2].
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