②令g(x)=,则g′(x)=,函数在(﹣∞,﹣1)、(2,+∞)
上单调递增,在(﹣1,2)上单调递减,又g(2)<0,g(﹣1)>0, 故?a∈R,使得f(x)=
*
﹣a有三个零点,正确;
③由方程y=3﹣2x得,变量x增加1个单位时,y平均减少2个单位,正确.
xx
④若命题p:?x∈R,e>x+1,则¬p:?x∈R,e≤x+1,比如x=0时成立,故为真命题. 故答案为:①②③④
点评:本题考查正态分布,考查了回归直线方程的应用,考查命题的否定,知识综合性强.
三、解答题:解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤. 17.已知数列{an}为等差数列,a3=5,a4+a8=22. (1)求数列{an}的通项公式an及前n项和公式Sn; (2)令bn=
,求证:b1+b2+…bn<
.
考点:数列的求和;等差数列的性质. 专题:等差数列与等比数列. 分析:(1)由已知求出等差数列的首项和公差,代入等差数列的通项公式和前n项和得答案;
(2)把等差数列的前n项和代入bn=解答: (1)解:由a4+a8=22得:a6=11, 又a3=5, ∴d=2,
则a1=a3﹣2d=1. ∴an=2n﹣1; Sn=
(2)证明:bn=
=
,列项和求出b1+b2+…bn,放缩后得答案.
═n; =
,
2
当n=1时,b1=当n≥2时, b1+b2+…+bn=
,原不等式成立;
=<
=.
∴b1+b2+…+bn<
.
点评:本题考查了等差数列的通项公式,训练了裂项相消法求数列的和,训练了放缩法证明数列不等式,是中档题.
18.如图,圆柱的轴截面ABCD是正方形,点E在底面的圆周上,BF⊥AE,F是垂足. (1)求证:BF⊥AC;
(2)如果圆柱与三棱锥A﹣BCE的体积比等于3π,求二面角B﹣AC﹣E的余弦值.
考点:二面角的平面角及求法;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;空间向量及应用. 分析:(1)利用线面垂直的性质可得:AB⊥CE,利用圆的性质可得BE⊥CE,于是CE⊥平面ABE,可得CE⊥BF,利用线面垂直的判定定理即可证明.
(2)设圆柱的底面半径为r,则圆柱的高为2r;利用圆柱与三棱锥A﹣BCE的体积比等于
2222
3π,可得BE?EC=2r,BE+CE=4r,解得:BE=EC=r.分别以EB、EC所在直线为x轴、y轴,E为坐标原点,建立如图所示坐标系;利用线面垂直的性质分别求出平面BAC的法
向量,平面CAE的法向量为,利用向量夹角公式即可得出.
解答: (1)证明:∵AB⊥平面BEC,CE?平面BEC, ∴AB⊥CE,
∵BC为圆的直径,∴BE⊥CE,
∵BE?平面ABE,AB?平面ABE,BE∩AB=B. ∴CE⊥平面ABE,
∵BF?平面ABE,∴CE⊥BF, 又BF⊥AE,且CE∩AE=E, ∴BF⊥平面AEC, 又AC?平面AEC, ∴BF⊥AC.
(2)设圆柱的底面半径为r,则圆柱的高为2r; V圆柱=πr?2r=2πr. VA﹣BEC=
BE?EC?2r=?BE?EC?r
2
3
由题意:圆柱与三棱锥A﹣BCE的体积比等于3π,
2
∴BE?EC=2r, 222BE+CE=4r, 解得:BE=EC=r.
分别以EB、EC所在直线为x轴、y轴,E为坐标原点,建立如图所示坐标系; 则E(0,0,0),B(r,0,0),C(0,r,0),A(r,0,2r), =(0,0,2r),
=(﹣r,r,﹣2r),
=(0,r,0),
⊥
,
=(r,0,2r), ⊥
得:
=
=0,
设平面BAC的法向量为
=(x1,y1,z1),则由
即:﹣r(x1﹣y1+2z1)=0,2rz1=0, 取y1=1得:x1=1,z1=0,设平面CAE的法向量为
=(1,1,0). =(x2,y2,z2),则由
,
得:
=
=0
即
,取z2=1,解得:y2=0,x2=﹣1,∴
=(﹣,0,1).
∴==﹣33
由图形可知:二面角B﹣AC﹣E为锐二面角, ∴二面角B﹣AC﹣E的余弦值为33.
点评:本题考查了圆柱的性质、线面垂直判定与性质定理、圆的性质、勾股定理,考查了通过建立空间直角坐标系利用法向量的夹角求二面角的方法,考查了空间想象能力,考查了推理能力与计算能力,属于难题.
19.为了调查学生星期天晚上学习时间利用问题,某校从2014-2015学年高二年级1000名学生(其中走读生450名,住宿生500名)中,采用分层抽样的方法抽取n名学生进行问卷调查.根据问卷取得了这n名同学每天晚上学习时间(单位:分钟)的数据,按照以下区间分为八组①[0,30),②[30,60),③[60,90),④[90,120),⑤[120,150),⑥[150,180),⑦[180,210),⑧[210,240],得到频率分布直方图如图所示.已知抽取的学生中星期天晚上学习时间少于60分钟的人数为5人; (1)求n的值并补全下列频率分布直方图;
(2)如果把“学生晚上学习时间达到两小时”作为是否充分利用时间的标准,对抽取的n名学生,完成下列2×2列联表: 利用时间充分 利用时间不充分 总计 走读生
住宿生 10 总计 据此资料,你是否认为学生“利用时间是否充分”与走读、住宿有关? (3)若在第①组、第②组、第⑧组中共抽出3人调查影响有效利用时间的原因,记抽到“学习时间少于60分钟”的学生人数为X,求X的分布列及期望; 参考公式:K=
2
.
考点:频率分布直方图;独立性检验的应用. 专题:应用题;概率与统计.
分析:(1)根据频率直方图,利用频率=和
,补全频率分布直方图即可;
,求出样本容量n,以及第④组的频率
(2)由频率分布直方图,计算抽取的“走读生”以及利用时间不充分的人数,利用2×2列联表,计算K的值,即可得出正确的判断;
(3)求出X的所有可能取值以及对应的概率,求出X的分布列与数学期望值. 解答: 解:(1)设第i组的频率为Pi(i=1,2,…,8), 由图可知:P1=
×30=
,P2=
×30=
;
;
2
∴学习时间少于60分钟的频率为P1+P2=由题意:n×∴n=100;… 又P3=P6=
×30=×30=
,P5=,P7=
×30=×30=
, ,P8=
=5,
×30=;
;
∴P4=1﹣(P1+P2+P3+P5+P6+P7+P8)=∴第④组的高度为:h=
×
=
=
;
补全频率分布直方图如图所示:
(注:未标明高度1/250扣1分)…
(2)由频率分布直方图可知,在抽取的100人中, “走读生”有45人,利用时间不充分的有40人, 从而2×2列联表如下: 利用时间充分 利用时间不充分 走读生 30 15 住宿生 45 10 总计 75 25 将2×2列联表中的数据代入公式计算,得; … K=
2
总计 45 55 100
=≈3.030;
因为3.030<3.841,
所以没有理由认为学生“利用时间是否充分”与走读、住宿有关;…
(3)由(1)知:第①组1人,第②组4人,第⑧组5,总计10人, 则X的所有可能取值为0,1,2,3; ∴P(X=0)=
=
,P(X=1)=
=
,
P(X=2)==,P(X=3)==;…
∴X的分布列为: X 0 1 P ∴EX=0×
+1×
+2×
2 +3×
=
3 =;…
=).
(或由超几何分布的期望计算公式EX=n×=3×
点评:本题考查了频率分布直方图的应用问题,也考查了2×2列联表的应用问题,考查了离散型随机事件的分布列与数学期望的计算问题,考查了计算能力的应用问题,是综合性题目.