江苏省09高考数学附加题教学案(选修部分, 40分)

一、圆锥曲线与方程

1、θ取一切实数时,连接A(4sinθ,6cosθ)和B(-4cosθ, 6sinθ)两点的线段的中点为M,求点M的轨迹.

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简答:轨迹为焦点在y轴上的椭圆

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2、已知平面上一个定点C(-1,0)和一条定直线L:x=-4,P为该平面上一动点,作

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PQ⊥L,垂足为(1)求点P的轨迹方程;(2)求 的取值范围.

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解:(Ⅰ)由     2分

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设P(x,y),得

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∴ 点P的轨迹方程为.                3分

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(Ⅱ)设P(x,y),      

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   2分

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,故有                         3分

内  容

要  求

A

B

C

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二、空间向量与立体几何

2.空间向

量与立体几何

空间向量的有关概念

 

 

空间向量共线、共面的充分必要条件

 

 

空间向量的线性运算

 

 

空间向量的坐标表示

 

 

空间向量的数量积

 

 

空间向量的共线与垂直

 

 

直线的方向向量与平面的法向量

 

 

空间向量的应用

 

 

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1.(本小题满分12分) 如图,已知直二面角,直线和平面所成的角为

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(I)证明

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(II)求二面角的所成角的余弦值.

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(Ⅲ)在线段AC上是否存在一点M使得直线BM与平面所成角为

证明:

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(1)因为,所以

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又因为,所以

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,所以

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          ……………………………4分

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(2)为原点,分别以直线轴,轴,轴建立空间直角坐标系(如图).因为,所以和平面所成的角,则

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不妨设,则

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中,

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所以

则相关各点的坐标分别是

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,OA=(0,,0)

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所以=(,0,1)………6分

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是平面的一个法向量,由

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,得.                                ………8分

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易知是平面的一个法向量.                   ………10分

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设二面角的平面角为,由图可知,

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所以.故二面角B-AC-P所成角的余弦值为

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2.如图,直三棱柱ABC―A1B1C1,底面△ABC中,CA=CB=1,∠BCA=90°,棱AA1=2,M、N分别是A1B1,A1A的中点,

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(1)求                         

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    (2)求

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    (3)(14分)

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解:(1)以射线建立坐标系,       ……1分

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则B(0,1,0)

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                           ……4分

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                     ……7分

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……10分

 

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3、右图是一个直三棱柱(以为底面)被一平面所截得到的几何体,

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截面为.已知

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(1)设点的中点,证明:平面

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(2)求二面角的大小;

(3)求此几何体的体积.

解法一:

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(1)证明:作,连

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因为的中点,

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所以

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是平行四边形,因此有

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平面平面

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(2)如图,过作截面,分别交

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,连

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因为,所以,则平面

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又因为

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所以,根据三垂线定理知,所以就是所求二面角的平面角.

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因为,所以,故

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即:所求二面角的大小为

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(3)因为,所以

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所求几何体体积为

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解法二:

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(1)如图,以为原点建立空间直角坐标系,

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,因为的中点,所以

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易知,是平面的一个法向量.

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因为平面,所以平面

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(2)

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是平面的一个法向量,则

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得:

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显然,为平面的一个法向量.

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,结合图形可知所求二面角为锐角.

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所以二面角的大小是

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4(10分)、如图,在四棱锥中,底面为矩形,侧棱底面,  为的中点.

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   (Ⅰ)求直线所成角的余弦值;

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(Ⅱ)在侧面内找一点,使

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并求出点的距离.

解:(Ⅰ)建立如图所示的空间直角坐标系,

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的坐标为

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从而

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的夹角为,则

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所成角的余弦值为.

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   (Ⅱ)由于点在侧面内,故可设点坐标为,则

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,由可得,

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  ∴

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点的坐标为,从而点到的距离分别为.

三、导数与应用

内  容

要  求

A

B

C

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3.导数及其应用

简单的复合函数的导数

 

 

定积分

 

 

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1.(本小题满分8分)求曲线及直线所围封闭区域的面积.

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解方程组,得

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∴面积22、已知,求的值,使

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2、如图,过点A(6,4)作曲线的切线l.

    (1)求切线l的方程;

    (2)求切线l,x轴及曲线所围成的封闭图形的面积S.

 

 

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2、解:(1)∵,∴,∴切线l的方程为:,即材

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       (2)令=0,则x=2.令=0,则x= -2。

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    ∴A===

内  容

要  求

A

B

C

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四、推理与证明

4.推理与证明

数学归纳法的原理

 

 

数学归纳法的简单应用

 

 

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1.已知数列满足,且

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(1)求的值

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(2)由(1)猜想的通项公式,并给出证明。

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解:(1)由

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求得                               ……3分

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(2)猜想                                     ……5分

证明:①当n=1时,猜想成立。                            ……6分

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②设当n=k时时,猜想成立,即,      ……7分

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则当n=k+1时,有

所以当n=k+1时猜想也成立                                ……9分

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③综合①②,猜想对任何都成立。                  ……10分

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2、已知数列

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(1)求;(2)证明

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解:(1)    4分

方法一 用数学归纳法证明:

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1°当n=0时,   ∴,命题正确.

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2°假设n=k时有

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   则

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  ∴时命题正确.

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由1°、2°知,对一切n∈N时有        6分

方法二:用数学归纳法证明:

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       1°当n=0时,

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    2°假设n=k时有成立,

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       令在[0,2]上单调递增,所以由假设

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有:

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也即当n=k+1时  成立,所以对一切。  6分  

五、计数原理

内  容

要  求

A

B

C

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5.计数原理

 

分类加法计数原理、分步乘法计数原理

 

 

排列与组合

 

 

二项式定理

 

 

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1.已知的展开式中含xn项的系数相等,求实数m的取值范围.

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解:设的展开式为Tr+1,则Tr+1,令2n+1-r=n

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得r=n+1,所以xn的系数为.                                     5分

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,得m=是关于n的减函数,∵n∈N,∴

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所以的取值范围是     

六、概率统计

内  容

要  求

A

B

C

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6.概率统计

离散型随机变量及其分布列

 

 

超几何分布

 

 

条件概率及相互独立事件

 

 

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次独立重复试验的模型及二项分布

 

 

离散型随机变量的均值和方差

 

 

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1.(本小题满分12分)假定某射手每次射击命中的概率为 ,且只有3发子弹。该射手一旦射中目标,就停止射击,否则就一直独立地射击到子弹用完。设耗用子弹数为X,求:

(Ⅰ)目标被击中的概率;

(Ⅱ)X的概率分布;
(Ⅲ)均值E(X)

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解:①第一次击中

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第二次击中

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第三次击中……………………………………………………………6分

1

2

3

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2.(本小题满分12分)假定某射手每次射击命中的概率为,且只有发子弹.该射手一旦射中目标,就停止射击,否则就一直独立地射击到子弹用完.设耗用子弹数为,求:

⑴目标被击中的概率;

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的概率分布;

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⑶均值

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解:⑴目标被击中的概率为

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的分布列为

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⑶均值

 

 

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3.某地机动车驾照考试规定:每位考试者一年之内最多有4次参加考试的机会,某次考试通过,便可领取驾照,不再参加以后的考试,否则就一直考到第4次为止。如果李明决定参加驾照考试,假若他每次参加考试通过的概率依次为0.6,0.7,0.8,0.9,求在一年内李明参加驾照考试次数X的分布列和X的期望,并求李明在一年内领到驾照的概率.

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解:X的取值分别为1,2,3,4.

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    X=1,表明李明第一次参加驾照考试就通过了,故P(X=1)=0.6.

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    X=2,表明李明在第一次考试未通过,第二次通过了,故P(X=2)=(1-0.6) ×0.7=0.28

    X=3,表明李明在第一、二次考试未通过,第三次通过了,故

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P(X=3)=(1-0.6) (1-0.7)×0.8=0.096

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X=4表明李明第一、二、三次考试都未通过,故P(X=4)=(1-0.6) (1-0.7) (1-0.8)=0.024

∴李明实际参加考试次数ξ的分布列为

ξ

1

2

3

4

P

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0.6

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0.28

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0.096

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0.024

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∴ξ的期望Eξ=1×0.6+2×0.28+3×0.096+4×0.024=1.544.

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李明在一年内领到驾照的概率为  1-(1-0.6)(1-0.7)(1-0.8)(1-0.9)=0.9976.

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4、某陶瓷厂准备烧制甲、乙、丙三件不同的工艺品,制作过程必须先后经过两次烧制,当第一次烧制合格后方可进入第二次烧制,两次烧制过程相互独立.根据该厂现有的技术水平,经过第一次烧制后,甲、乙、丙三件产品合格的概率依次为,经过第二次烧制后,甲、乙、丙三件产品合格的概率依次为

(1)求第一次烧制后恰有一件产品合格的概率;

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(2)经过前后两次烧制后,合格工艺品的个数为,求随机变量的期望.

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解:分别记甲、乙、丙经第一次烧制后合格为事件

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(1)设表示第一次烧制后恰好有一件合格,则

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(2)解法一:因为每件工艺品经过两次烧制后合格的概率均为

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所以

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解法二:分别记甲、乙、丙经过两次烧制后合格为事件,则

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试题详情

所以

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于是,

 

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5、在一次抗洪抢险中,准备用射击的方法引爆从桥上游漂流而下的一巨大汽油罐.已知只有5发子弹备用,且首次命中只能使汽油流出,再次命中才能引爆成功,每次射击命中率都是.,每次命中与否互相独立.

  (1) 求油罐被引爆的概率.

  (2) 如果引爆或子弹打光则停止射击,设射击次数为ξ,求ξ的分布列及ξ的数学期望

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解:(1)“油罐被引爆”的事件为事件A,其对立事件为,则P()=C

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P(A)=1-         答:油罐被引爆的概率为

(2)射击次数ξ的可能取值为2,3,4,5,  

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       P(ξ=2)=,   P(ξ=3)=C     ,

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P(ξ=4)=C, P(ξ=5)=C

 

ξ

2

3

4

5

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        故ξ的分布列为:

                                                                                         

 

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Eξ=2×+3×+4×+5×=.

 

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6、在一个盒子中,放有标号分别为的三张卡片,现从这个盒子中,有放回地先后抽得两张卡片的标号分别为,记

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(1)求随机变量的最大值,并求事件“取得最大值”的概率;

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(2)求随机变量的分布列和数学期望.

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解:(1)可能的取值为

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,且当时,.      

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因此,随机变量的最大值为

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有放回抽两张卡片的所有情况有种,

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.                             

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答:随机变量的最大值为,事件“取得最大值”的概率为

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(2)的所有取值为

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时,只有这一种情况,

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 时,有四种情况,

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时,有两种情况.

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.         

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则随机变量的分布列为:

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因此,数学期望

 

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7、学校文娱队的每位队员唱歌、跳舞至少会一项,已知会唱歌的有2人,会跳舞的有5人,现从中选2人.设为选出的人中既会唱歌又会跳舞的人数,且

(I) 求文娱队的人数;

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(II) 写出的概率分布列并计算

解:设既会唱歌又会跳舞的有x人,则文娱队中共有(7-x)人,那么只会一项的人数是

(7-2 x)人.

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 (I)∵

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.……………………………………3分

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∴x=2.           ……………………………………5分

故文娱队共有5人.……………………………………7分

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(II) 的概率分布列为

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0

1

2

P

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,……………………………………9分

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,……………………………………11分

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=1.   …………………………14分

七、矩阵与变换

内  容

要  求

A

B

C

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8.矩阵与变换

矩阵的有关概念

 

 

二阶矩阵与平面向量

 

 

常见的平面变换

 

 

矩阵的复合与矩阵的乘法

 

 

二阶逆矩阵

 

 

二阶矩阵的特征值和特征向量

 

 

二阶矩阵的简单应用

 

 

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1.求出矩阵A=  的特征值和特征向量。

.矩阵A的特征多项式为

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…………………………3分

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得A的特征值为1或-1

将1代入二元一次方程组

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解得:

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于是矩阵A的属于特征值1的一个特征向量为…………………………………………6分

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同理可得矩阵A的属于特征值-1的一个特征向量为…………………………………8分

 

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2.已知,求二阶方阵,使.

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解:设,按题意有  ……2分

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根据矩阵乘法法则有                            ……6分

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解之得                                              ……8分

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                                            ……10分

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3.(本小题满分10分)设是把坐标平面上的点的横坐标伸长到倍,纵坐标伸长到倍的伸压变换.

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(1)求矩阵的特征值及相应的特征向量;

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(2)求逆矩阵以及椭圆的作用下的新曲线的方程.

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4.(1)由条件得矩阵

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它的特征值为,对应的特征向量为

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(2)

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椭圆的作用下的新曲线的方程为

 

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5.已知变换A:平面上的点P(2,-1)、Q(-1,2)分别变换成点P1(3,-4)、

Q1(0,5)

(1)求变换矩阵A;

(2)判断变换A是否可逆,如果可逆,求矩阵A的逆矩阵A-1;如不可逆,说明理由.

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(1)解:假设所求的变换矩阵A=,依题意,可得

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     及

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  解得所以所求的变换矩阵。    6分                    

 

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(2)                                             4分

 

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6、已知矩阵,其中,若点P(1,1)在矩阵A的变换下得到点

(1)求实数a的值;    (2)求矩阵A的特征值及特征向量

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解:(1)由  =,得

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(2)由(1)知  ,则矩阵A的特征多项式为

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,得矩阵A的特征值为-1或3

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时 二元一次方程

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∴矩阵A的属于特征值-1的一个特征向量为

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    当时,二元一次方程

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∴矩阵A的属于特征值3的一个特征向量为

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7、在直角坐标系中,已知△ABC的顶点坐标为A(0,0)、B(1,1)、C(0,2),

求△ABC在矩阵MN作用下变换所得到的图形的面积

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这里M=  N=  

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解:在矩阵N=  的作用下,一个图形变换为其绕原点逆时针旋转得到的图形,在矩阵M=  的作用下,一个图形变换为与之关于直线对称的图形。因此

△ABC在矩阵MN作用下变换所得到的图形与△ABC全等,从而其面积等于△ABC的面积,即为1

 

八、坐标系与参数方程

内  容

要  求

A

B

C

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9.坐标系与参数方程

坐标系的有关概念

 

 

简单图形的极坐标方程

 

 

极坐标方程与直角坐标方程的互化

 

 

直线、圆和椭圆的参数方程

 

 

参数方程与普通方程的互化

 

 

参数方程的简单应用

 

 

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1.(本小题满分8分)求直线)被曲线所截的弦长。

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:把化为普通方程为,             ……3分

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化为直角坐标系中的方程为,……6分

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∴圆心到直线的距离为,                                      ……8分

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∴弦长为.                                      ……10分

 

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得直线方程为…………………………………………3分

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………………………………………………………6分

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圆心到直线的距离

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∴弦长=

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   =…………………………………………………………8分

 

 

 

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2.已知某圆的极坐标方程为:ρ2 -4ρcos(θ-)+6=0.

(1)将极坐标方程化为普通方程;并选择恰当的参数写出它的参数方程;

(2)若点P(x,y)在该圆上,求x+y的最大值和最小值.

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解:(1)x2+y2-4x-4y+6=0;                    6分

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(2)x+y=4+2sin()  最大值6,最小值2                   4分

                

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3、在极坐标系中,设圆上的点到直线的距离为d,求d的最大值;

简答:d的最大值为7。

 

 

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4、⊙和⊙的极坐标方程分别为

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(1)把⊙和⊙的极坐标方程化为直角坐标方程;

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(2)求经过⊙和⊙交点的直线的直角坐标方程.

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解:以极点为原点,极轴为轴正半轴,建立平面直角坐标系,两坐标系中取相同的长度单位.

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(1),由

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所以

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为⊙的直角坐标方程.

试题详情

同理为⊙的直角坐标方程.

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(2)由解得

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即⊙,⊙交于点.过交点的直线的直角坐标方程为

 

 

 

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