(Ⅰ)令cn=,求数列{cn}的通项公式;
2
(Ⅱ)若数列{bn}为各项均为正数的等比数列,且b3=4b2?b6,求数列{an}的前n项和Sn.
考点: 数列递推式;数列的求和. 专题: 等差数列与等比数列.
分析: (Ⅰ)由题意得an+1bn=an?bn+1+3bn?bn+1,从而,由此推导出数列{cn}
*
是首项为1,公差为3的等差数列,进而求出cn=1+3(n﹣1)=3n﹣2,n∈N. (Ⅱ)设数列{bn}的公比为q,q>0,由已知得an=cnbn=
,n∈N,从而
*
,由此利用错位相减法能求出数列{an}的前n项和Sn.
解答: 解:(Ⅰ)由题意得an+1bn=an?bn+1+3bn?bn+1, 两边同时除以bnbn+1,得
,
又cn=
,
∴cn+1﹣cn=3, 又
,
∴数列{cn}是首项为1,公差为3的等差数列,
*
∴cn=1+3(n﹣1)=3n﹣2,n∈N.
(Ⅱ)设数列{bn}的公比为q,q>0, ∵∴整理,得∴an=cnbn=∴Sn=1×∴
=
,
,
,∴q=,又b1=1, ,n∈N,
,
…++…+
,① ,②
*
①﹣②,得:
+…+
=1+3[=
=4﹣(6+3n﹣2)×=4﹣(3n+4)×(), ∴Sn=8﹣(6n+8)×
.
n
﹣(3n﹣2)×
]﹣(3n﹣2)×
点评: 本题考查数列的通项公式的求法,考查数列的前n项和的求法,解题时要认真审题,注意错位相减法的合理运用. 19.(12分)在四棱锥P﹣ABCD中,∠ABC=∠ACD=90°,∠BAC=∠CAD=60°,PA⊥平面ABCD,E为PD的中点,PA=2AB=2.
(1)若F为PC的中点,求证:PC⊥平面AEF; (2)求四棱锥P﹣ABCD的体积V.
考点: 棱柱、棱锥、棱台的体积;直线与平面垂直的判定. 专题: 空间位置关系与距离.
分析: (1)在Rt△ABC,∠BAC=60°,可得AC=2AB,PA=CA,又F为PC的中点,可得AF⊥PC.利用线面垂直的判定与性质定理可得:CD⊥PC.利用三角形的中位线定理可得:EF∥CD.于是EF⊥PC.即可证明PC⊥平面AEF.
(2)利用直角三角形的边角关系可得BC,CD.SABCD=V=
,即可得出.
.利用
解答: (1)证明:在Rt△ABC,∠BAC=60°, ∴AC=2AB, ∵PA=2AB, ∴PA=CA,
又F为PC的中点,
∴AF⊥PC.
∵PA⊥平面ABCD, ∴PA⊥CD.
∵AC⊥CD,PA∩AC=A, ∴CD⊥平面PAC. ∴CD⊥PC.
∵E为PD中点,F为PC中点, ∴EF∥CD. 则EF⊥PC. ∵AF∩EF=F,
∴PC⊥平面AEF.
(2)解:在Rt△ABC中,AB=1, ∠BAC=60°,
∴BC=,AC=2.
在Rt△ACD中,AC=2,∠CAD=60°, ∴CD=2,AD=4. ∴SABCD=则V=
==
.
.
点评: 本题考查了线面垂直的判定与性质定理、三角形的中位线定理、直角三角形的边角关系、四棱锥的体积计算公式,考查了推理能力与计算能力,属于中档题. 20.(12分)某学校就一问题进行内部问卷调查,已知该学校有男学生90人,女学生108人,教师36人.用分层抽样的方法从中抽取13人进行问卷调查.问卷调查的问题设置为“同意”,“不同意”两种,且每人都做一种选择.下面表格中提供了被调查人答卷情况的部分信息. 同意 不同意 合计 教师 1 女生 4 男生 2 (Ⅰ)请完成此统计表;
(Ⅱ)根据此次调查,估计全校对这一问题持“同意”意见的人数;
(Ⅲ)从被调查的女生中选取2人进行访谈,求选到的两名学生中,恰有一人“同意”一人“不同意”的概率.
考点: 列举法计算基本事件数及事件发生的概率;分层抽样方法. 专题: 概率与统计.
分析: (I)根据所给的男生90人,女生106人,教师36人,用分层抽样的方法从中抽取13人,得到女生男生和教师共需抽取的人数,根据表中所填写的人数,得到空着的部分.
(II)根据由表格可以看出由表格可以看出教师同意的概率为,女生同意的概率是,男生同意的概率是,分别乘以相应的人数,得到同意的结果数.
(III)由题意知本题是一个古典概型,试验发生包含的事件数和满足条件的事件数,可以通过列举得到结果,然后根据古典概型概率公式得到结果. 解答: 解:(Ⅰ)统计表如下: 同意 不同意 合计 教师 1 1 2 女学生 2 4 6 男学生 3 2 5 (Ⅱ)∵由表格可以看出教师同意的概率为,女生同意的概率是,男生同意的概率是, ∴估计全校对这一问题持“同意”意见的人数为×36+×108+×90=108人
(Ⅲ)设“同意”的两名学生编号为1,2,“不同意”的四名学生分别编号为3,4,5,6, 选出两人则有(1,2),(1,3),(1,4),(1,5),(1,6),(2,3),(2,4),(2,5),(2,6), (3,4),(3,5),(3,6),(4,5),(4,6),(5,6)共15种方法; 其中(1,3),(1,4),(1,5),(1,6),(2,3),(2,4),(2,5),(2,6),8种满足题意, 则恰有一人“同意”一人“不同意”的概率为
点评: 本题主要考查古典概型、分层抽样、列举法等数学知识,考查学生分析问题解决问题的能力.考查运算求解能力,数据处理能力,应用意识函数与方程思想,分类与整合思想.
21.(12分)在平面直角坐标系xOy中,椭圆C:
+
=1(a>b>0)的离心率为
,直
线y=x被椭圆C截得的线段长为.
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)过原点的直线与椭圆C交于A,B两点(A,B不是椭圆C的顶点).点D在椭圆C上,且AD⊥AB,直线BD与x轴、y轴分别交于M,N两点.
(i)设直线BD,AM的斜率分别为k1,k2,证明存在常数λ使得k1=λk2,并求出λ的值; (ii)求△OMN面积的最大值.
考点: 直线与圆锥曲线的综合问题.
专题: 圆锥曲线的定义、性质与方程;圆锥曲线中的最值与范围问题.
分析: (Ⅰ)由椭圆离心率得到a,b的关系,化简椭圆方程,和直线方程联立后求出交点的横坐标,把弦长用交点横坐标表示,则a的值可求,进一步得到b的值,则椭圆方程可求;
(Ⅱ)(i)设出A,D的坐标分别为(x1,y1)(x1y1≠0),(x2,y2),用A的坐标表示B的坐标,把AB和AD的斜率都用A的坐标表示,写出直线AD的方程,和椭圆方程联立后利用根与系数关系得到AD横纵坐标的和,求出AD中点坐标,则BD斜率可求,再写出BD所在直线方程,取y=0得到M点坐标,由两点求斜率得到AM的斜率,由两直线斜率的关系得到λ的值;
(ii)由BD方程求出N点坐标,结合(i)中求得的M的坐标得到△OMN的面积,然后结合椭圆方程利用基本不等式求最值. 解答: 解:(Ⅰ)由题意知,∴椭圆C的方程可化为x+4y=a. 将y=x代入可得因此则b=1.
∴椭圆C的方程为
; ,
,解得a=2.
2
2
2
,则a=4b.
22
(Ⅱ)(i)设A(x1,y1)(x1y1≠0),D(x2,y2), 则B(﹣x1,﹣y1). ∵直线AB的斜率又AB⊥AD, ∴直线AD的斜率设AD方程为y=kx+m, 由题意知k≠0,m≠0.
2
2
2
,
.
联立,得(1+4k)x+8kmx+4m﹣4=0.
∴因此
.
.
由题意可得.
∴直线BD的方程为
令y=0,得x=3x1,即M(3x1,0).
.