1.函数的定义域是
A.(0,1] B. (0,+∞) C. (1,+∞) D. [1,+∞)
21. (本小题满分14分)已知椭圆C1:,抛物线C2:,
且C1、C2的公共弦AB过椭圆C1的右焦点.
(Ⅰ)当AB⊥轴时,求、的值,并判断抛物线C2的焦点是否在直线AB上;
(Ⅱ)是否存在、的值,使抛物线C2的焦点恰在直线AB上?若存在,
求出符合条件的、的值;若不存在,请说明理由.
解:(Ⅰ)当AB⊥x轴时,点A、B关于x轴对称,所以m=0,直线AB的方程为:
x =1,从而点A的坐标为(1,)或(1,-). 因为点A在抛物线上.
所以,即.此时C2的焦点坐标为(,0),该焦点不在直线AB上.
(II)解法一: 假设存在、的值使的焦点恰在直线AB上,由(I)知直线AB
的斜率存在,故可设直线AB的方程为.
由消去得………………①
设A、B的坐标分别为(x1,y1), (x2,y2),
则x1,x2是方程①的两根,x1+x2=.
由
消去y得. ………………②
因为C2的焦点在直线上,
所以,即.代入②有.
即. …………………③
由于x1,x2也是方程③的两根,所以x1+x2=.
从而=. 解得 ……………………④
又AB过C1、、\、、C2的焦点,所以
,
则 …………………………………⑤
由④、⑤式得,即.
解得于是
因为C2的焦点在直线上,所以.
或.
由上知,满足条件的、存在,且或,.
解法二: 设A、B的坐标分别为,.
因为AB既过C1的右焦点,又过C2的焦点,
所以.
即. ……①
由(Ⅰ)知,于是直线AB的斜率, ……②
且直线AB的方程是,
所以. ……③
又因为,所以. ……④
将①、②、③代入④得. ……………⑤
因为,所以. …………⑥
将②、③代入⑥得 ……………⑦
由⑤、⑦得即
解得.将代入⑤得
由上知,满足条件的、存在,且或,
解得y=4,故z=4+3.即两种方案的用水量分别为19与4+3.
因为当,故方案乙的用水量较少.
(II)设初次与第二次清洗的用水量分别为与,类似(I)得
,(*)
于是+
当为定值时,,
当且仅当时等号成立.此时
将代入(*)式得
故时总用水量最少, 此时第一次与第二次用水量分别为
, 最少总用水量是.
当,故T()是增函数(也可以用二次函数的单调性判断).这说明,随着的值的最少总用水量, 最少总用水量最少总用水量.
解:(Ⅰ)设方案甲与方案乙的用水量分别为x与z,由题设有=0.99,解得x=19.
由得方案乙初次用水量为3, 第二次用水量y满足方程:
20. (本小题满分14分)对1个单位质量的含污物体进行清洗,清洗前其清洁度(含污物体的清洁度定义为:)为0.8,要求洗完后的清洁度是0.99.有两种方案可供选择,方案甲:一次清洗;方案乙:两次清洗.该物体初次清洗后受残留水等因素影响,其质量变为(1≤a≤3).设用单位质量的水初次清洗后的清洁度是(),用质量的水第二次清洗后的清洁度是,其中是该物体初次清洗后的清洁度.
(Ⅰ)分别求出方案甲以及时方案乙的用水量,并比较哪一种方案用水量较少;
(Ⅱ)若采用方案乙,当为某定值时,如何安排初次与第二次清洗的用水量,使总用水量最少?并讨论取不同数值时对最少总用水量多少的影响.
19. (本小题满分14分)已知函数,
数列{}满足:
证明: (I).;
(II)..
证明: (I).先用数学归纳法证明,n=1,2,3,…
(i).当n=1时,由已知显然结论成立.
(ii).假设当n=k时结论成立,即.因为0<x<1时
,所以f(x)在(0,1)上是增函数. 又f(x)在[0,1]上连续,
从而.故n=k+1时,结论成立.
由(i)、(ii)可知,对一切正整数都成立.
又因为时,,
所以,综上所述.
(II).设函数,.由(I)知,当时,,
从而
所以g (x)在(0,1)上是增函数. 又g (x)在[0,1]上连续,且g (0)=0,
所以当时,g (x)>0成立.于是.
故.
和2,AB=4. (Ⅰ)证明PQ⊥平面ABCD; (Ⅱ)求异面直线AQ与PB所成的角;
(Ⅲ)求点P到平面QAD的距离.
解法一: (Ⅰ).连结AC、BD,设.由P-ABCD与Q-ABCD
都是正四棱锥,所以PO⊥平面ABCD,QO⊥平面ABCD.
从而P、O、Q三点在一条直线上,所以PQ⊥平面ABCD.
(II)由题设知,ABCD是正方形,所以.由(I),平面,故可以分别以直线CA、DB、QP为轴,轴,轴建立空间直角坐标系(如上图),由题设条件,相关各点的坐标分别是,,
所以,,于是
从而异面直线AQ与PB所成的角是.
(Ⅲ).由(Ⅱ),点D的坐标是(0,-,0),,
,设是平面QAD的一个法向量,
由 得.
取x=1,得. 所以点P到平面QAD的距离.
解法二: (Ⅰ).取AD的中点M,连结PM,QM.因为P-ABCD与Q-ABCD
都是正四棱锥,所以AD⊥PM,AD⊥QM. 从而AD⊥平面PQM.
又平面PQM,所以PQ⊥AD.同理PQ⊥AB,所以PQ⊥平面ABCD.
(Ⅱ).连结AC、BD设,由PQ⊥平面ABCD及正四棱锥的性质可知O在
PQ上,从而P、A、Q、C四点共面.
取OC的中点N,连结PN.
因为,所以,
从而AQ∥PN.∠BPN(或其补角)是异面直线AQ
与PB所成的角.连接BN,
因为.
所以.
从而异面直线AQ与PB所成的角是.
(Ⅲ).由(Ⅰ)知,AD⊥平面PQM,所以平面PQM⊥平面QAD. 过P作PH⊥QM
于H,则PH⊥平面QAD,所以PH的长为点P到平面QAD的距离.
连结OM,则.所以,
又PQ=PO+QO=3,于是.
即点P到平面QAD的距离是.
18. (本小题满分14分)如图4,已知两个正四棱锥P-ABCD与Q-ABCD的高分别为1
(Ⅲ).某煤矿被关闭,即该煤矿第一次安检不合格,整改后经复查仍不合格,所以该煤矿被关闭的概率是,从而该煤矿不被关闭的概率是0.9.由题意,每家煤矿是否被关闭是相互独立的,所以至少关闭一家煤矿的概率是
E=,即平均有2.50家煤矿必须整改.