21.(本小题满分14分)
设是关于的方程的根. 试证明:
(1);
(2);
(3).
证明:(1)设,
且函数的图象在上是连续的,
在上至少有一个零点,即方程在内至少有一个根.
……………………………………………………………………… 3分
,,在上是增函数.
方程在内有唯一根,且根在内,即.………… 5分
(2)方法一:
在内至少有一个零点,即方程在内至少有一个根.
又由(1)知函数在上单调递增,
方程在内有唯一根,.……………………… 8分
,. …………………………………… 9分
方法二:由(1)知,两式相减得:
………………………………………………7分
若存在,使得,则,从而,矛盾.
所以. ………………………………………………………… 9分
(3)由题设得,
当时,.
. ……………………………………12分
当时有
…
.
综上. …………………………………………… 14分
20.(本小题满分14分)
已知函数,其中为不大于零的常数.
(1) 讨论的单调性;
(2) 求证: (,为自然对数的底数).
解:(1). ………………………………1分
①当时,,
在单调递增,在单调递减; ………………………………3分
②当,即时,对恒成立
在上单调递减; ……………………………………………… 5分
③当时,
或
上单调递增,
在和上单调递减; …………………… 7分
综上所述,当时,在上单调递减,
当时,在上单调递增,
在和上单调递减.
当时,在单调递增,在上单调递减. …………8分
(2)由(1)知,当在上单调递减,
当时,由得 ……………………………10分
………………………………………………14分
19.(本小题满分14分)
如图,在直角梯形中,,点在线段的延长线上.曲线段上任一点到、两点的距离之和都相等.
(1)建立适当的直角坐标系,求曲线段的方程;
(2)试问:过点能否作一条直线与曲线段相交于两点
、,使得线段以C为中点?若能,则求直线
的方程;若不能,则说明理由.
解:(1)以直线为轴,线段的中点为原点,
建立如图所示的平面直角坐标系,
则 ……………… 1分
,
依题意,曲线段是以、为左、右焦点,长轴长为的椭圆的一部分. ………………………………………… 3分
故曲线段的方程为. …………………………… 6分
(2)设这样的直线存在,由直线与曲线段只有一个交点,
知直线存在斜率,设直线的方程为即
将其代入得
① …………………… 9分
设,则由
知解得 …………………12分
当时,方程①化为:,解得
即,适合条件.
故直线存在,其方程为即 ……………… 14分
18.(本小题满分14分)
如图,已知正方形和矩形所在平面互相垂直,
,,是线段的中点.
(1)求证:∥平面;
(2)求二面角的大小;
(3)试问:在线段上是否存在一点,使得直线
与所成角为?
解:方法一:(1)记与的交点为,连接,
∵、分别是、的中点,是矩形,
∴四边形是平行四边形,∴∥.
∵平面BDE,平面,
∴∥平面. ……………………………………………………………… 4分
(2)在平面中过作于,连结,
, ∴⊥平面,
∴⊥,又 平面 ,
∴是二面角的平面角. ……………………………………… 6分
在中,∴
∴二面角的大小为. ……………………………………………… 9分
(3)设(),作于Q,则∥,
∵,,,
∴⊥平面,
平面,∴.
在中,,.
∵为等腰直角三角形,∴
又∵Δ为直角三角形,∴,
∴ 或(舍去).
∴点是的中点. ……………………………………………………… 14分
方法二:(1)建立如图所示的空间直角坐标系.设,连接,
则点、的坐标分别是(、,∴(,
又点、的坐标分别是()、(,∴=(
∴=且与不共线,∴∥.
又∵平面BDE,平面,∴∥平面. ………………… 4分
(2),∴⊥平面.
∴为平面的法向量.
∵=(·=0,
∴·=(·,
得, ∴为平面的法向量.
∴<,>,∴与的夹角是.
即所求二面角的大小是. ……………………………………………… 9分
(3)设 ,得,∴,
又∵和所成的角是. ,
解得或(舍去),即点是的中点. …………………………… 14分
17.(本小题满分12分)
某休闲会馆拟举行“五一”庆祝活动,每位来宾交元的入场费,可参加一次抽奖活动. 抽奖活动规则是:从一个装有分值分别为的六个相同小球的抽奖箱中,有放回的抽取两次,每次抽取一个球,规定:若抽得两球的分值之和为分,则获得价值为元的礼品;若抽得两球的分值之和为分或分,则获得价值为元的礼品;若抽得两球的分值之和低于分,则不获奖.
(1)求每位会员获奖的概率;
(2)假设这次活动会馆既不赔钱也不赚钱,则应为多少元?
解:(1)两次抽取的球的分值构成的有序数对共有对,其中分值之和为的有对,分值之和为的有两对,分值之和为的有对,所以每位会员获奖的概率为
. …………………………………………………………4分
(2)设每位来宾抽奖后,休闲宾馆的获利的元数为随机变量,
则的可能取值为、、. ……………………………………………5分
…………………………………8分
则宾馆获利的期望为.
若这次活动会馆既不赔钱也不赚钱,则=0,即,
所以,. …………………………………………………………………………11分
答:(1)每位会员获奖的概率为;(2)应为元. …………………………12分
16.(本小题满分12分)
已知向量,其中>0,且,又函数的图像两相邻对称轴之间的距离为.
(1)求的值;
(2) 求函数在区间上的最大值与最小值及相应的值.
解:(1) ,
……………………………………………… 4分
由题意,函数的最小正周期为,又>0,. ……………6分
(2) 由(1)知,
当即时,取得最大值 ……………………………… 9分
当即时,取得最小值 ………………………12分
9. ; 10. ; 11. 或; 12. ; 13. ; 14. ; 15. .
广东省2010届高三上学期四校联考
数 学(理科)
答案及说明
说明:
(2) 证明: (,为自然对数的底数).