(19)本小题考查直线与平面平行、直线与平面垂直等基础知识,考查空间想象能力和推理论证能力.满分12分.
(Ⅰ)证明:取CD中点M,连结OM. 在矩形ABCD中, OM
1BC,又EF21BC, 2则EFOM.连结EM,于是四边形EFOM为平行四边形. ∴FO∥EM.
又∵FO?平面CDE,且EM?平面CDE,∴FO∥平面CDE.
(Ⅱ)证明:连结FM.由(Ⅰ)和已知条件,在等边△CDE中,CM=DM, EM⊥CD且EM=
13CD=BC=EF.
22因此平行四边形EFOM为菱形,从而EO⊥FM.
∵CD⊥OM,CD⊥EM,∴CD⊥平面EOM.从而CD⊥EO. 而FM∩CD=M,所以EO⊥平面CDF.
(20)本小题主要考查运用导数研究函数的单调性及极值、解不等式等基础知识,考查综合分析和解决问题的能力,以及分类讨论的数学思想方法.满分12分.
3
(Ⅰ)解:当cosθ=0时,f(x)=4x,则f(x)在(-∞,+∞)内是增函数,故无极值.
2
(Ⅱ)解:f′(x)=12x-6xcosθ,令f′(x)=0,得
x1=0,x2=
cos?. 2由(Ⅰ),只需分下面两种情况讨论.
当cosθ>0时,随x的变化,f′(x)的符号及f(x)的变化情况如下表:
cos?cos?处取得极小值f(),且 2213cos?3cos?. f()=-cos??241613cos?2 要使f()>0,必有-cos?(cos??)>0,可得
244因此,函数f(x)在x=
0<cosθ<
由于0≤θ<2π,故
3. 2?11??3?<θ<或<θ<.
2266②当cosθ<0时,随x的变化,f′(x)的符号及f(x)的变化情况如下表:
因此,函数f(x)在x=0处取得极小值f(0),且
f(0)=
3cosθ 16若f(0)>0,且cosθ>0.矛盾.所以当cosθ<0时,f(x)的极小值不会大于零. 综上,要使函数f(x)在(-∞,+∞)内的极小值大于零,参数θ的取值范围为
??3?11?(,)?(,). 6226(Ⅲ)解:由(Ⅱ)知,函数f(x)在区间(-∞,0)与(
cos?,+∞)内都是增函数. 2由题设,函数f(x)在(2a-1,a)内是增函数,则a须满足不等式组
由(Ⅱ),参数θ∈(??3?11?13,)?(,)时,0<cosθ<.要使不等式2a-1≥cosθ关622622于参数θ恒成立,必有2a-1≥
4?33即?a.
84,
综上,解得a≤0或
4?3?a<1.所以a的取值范围是 84?3,1). 8(-∞,0]∪[
(21)本小题以数列的递推关系为载体,主要考查等比数列的等比中项及前n项和公式、不等式的性质及证明等基础知识,考查运算能力和推理论证能力.满分14分.
(Ⅰ)解:由已知x1=x2=1,且
x3xxxxx??2?x3??,4??3?x4??3,5??4?x5??6. x2x1x3x2x4x32若x1、x3、x5成等比数列,则x3 =x1x5,即?2=?6.而?≠0,解得?=±1.
(Ⅱ)证明:由已知,?>0,x1=x2=1及y1=y2=2,可得xn>0,yn>0.由不等式的性质,有
yn?1ynyy。
≥?≥?2n?1≥?≥?n-12=?n-1 ynyn?1yn?2y1另一方面,
xxn?1xx??n??2n?1???n?12??n?1. xnxn?1xn?2x1因此,
yn?1x??n?1?n?1(n∈N*).故 ynxnyn?1xn(n∈N*). ?yn?1yn(Ⅲ)证明:当?>1时,由(Ⅱ)可知yn>xn≥1(n∈N*)。 又由(Ⅱ)
xn?1xn(n∈N*),则 ?yn?1ynyn?1?xn?1yn?xn, ?xn?1xn从而
yn?1?xn?1xn?1=?n-1(n∈N*).因此 ?yn?xnxnx?ynx1?y1x2?y2 ????nx2?y2x3?y3xn?1?yn?1≤1+
1?1???()n?1?11?()n??1?1<
?. ??1?(22)本小题主要考查椭圆的标准方程和几何性质、直线方程、平面向量、曲线和方程的关系等解析几何的基础知识和基本思想方法,考查推理及运算能力.满分14分.
(Ⅰ)证明:由题设条件知,Rt△OFA∽Rt△OBF,故
OFOBcb?,即?. OAOFac因此,c2=ab.
解:在Rt△OFA中,
FA=OA2?OF2?a2?c2?b.
于是,直线OA的斜率k0A=
b.设直线BF的斜率为k,则 ck=?1c??. kOAb
这时,直线BF的方程为y=?b(x-c),令x=0,则 cc2ab??a. y=bb所以直线BF与y轴的交点为M(0,a).
(Ⅱ)证明:由(Ⅰ),得直线BF的方程为y=kx+a,且
c2abak=2?2?. ②
bbb2
由已知,设P(x1,y1)、Q(x2,y2),则它们的坐标满足方程组
由方程组③消去y,并整理得
(b2+a2k2)x2+2a3kx+a4-a2b2=0. ④ 由①、②和④,
a4?a2b2a2(a2?b2)a3b2??. x1x2=2b?a2k2b2?a2?aa3?b3b由方程组③消去x,并整理得
(b2+a2k2)y2-2ab2y+a2b2-a2b2k2=0. ⑤ 由式②和⑤,
aa2b2(1?)ab(1?k)a2b2(b?a)by1y2=2??. 2233ab?aka?bb2?a2?b222综上,得到
a3b2a2b2(b?a)a2b3??3. OP2OQ?x1x2?y1y2?3a?b3a3?b3a?b3
注意到a2-ab+b2=a2-c2+b2=2b2,得
a2b3a2b3a2b OP2OQ?3??322(a?b)a?b(a?b)?2bac2a(a2?b2)12???(a?ab)2(a?b)2(a?b)2
11?(a2?c2)?b2.22