得(a1?d)2?a1(a1?3d)
因为d?0,所以d?a所以an?na1,Sn?(II)解:因为
an(n?1). 21211?(?),所以 Snann?1An?111121??????(1?) S1S2S3Snan?1n?1因为a2n?1?2a,所以
11?()n111112?2(1?1). Bn????????a1a2a22a2n?1a1?1a2n2012n当n?2时,2n?Cn?Cn?Cn???Cn?n?1,
即1?11?1?n, n?12所以,当a?0时,An?Bn; 当a?0时,An?Bn.
20.本题主要考查空是点、线、面位置关系,二面角等基础知识,空间向量的应用,同时考查空间想象能力和运算求解能力。满分15分。 方法一:
(I)证明:如图,以O为原点,以射线OP为z轴的正半轴,
建立空间直角坐标系O—xyz
则O(0,0,0),A(0,?3,0),B(4,2,0),C(?4,2,0),P(0,0,4),
????????????????AP?(0,3,4),BC?(?8,0,0),由此可得AP?BC?0,所以 ????????AP?BC,即AP?BC.
??????????????(II)解:设PM??PA,??1,则PM??(0,?3,?4) ??????????????????????BM?BP?PM?BP??PA
?(?4,?2,4)??(0,?3,?4)
?(?4,?2?3?,4?4?)
??? AC??(?4,5,0),???BC??(?8,0,0)
设平面BMC的法向量?n?1?(x1,y1,z1), 平面APC的法向量??n?2?(x2,y2,z2)
由??????????BM?n1?????BC?0,????0, ?n1得???4x1?(2?3?)y1?(4?4?)x1?0,?8x
?1?0,?x1?0,即?????2?2?3?) ?z?3?可取n1?(0,1,14?4?y1,4?4???????由??????AP??n????2??0,即??AC?n?3y2?4z2?0, 2?0.??4x2?5y2?0,?x?5y,得??2?42可取??n?2?(5,4,?3). ???z??324y2,由??n????2?3?1?n2?0,得4?34?4??0, 解得??25,故AM=3。
综上所述,存在点M符合题意,AM=3。 方法二:
(I)证明:由AB=AC,D是BC的中点,得AD?BC 又PO?平面ABC,得PO?BC.
因为PO?AD?O,所以BC?平面PAD,
故BC?PA.
(II)解:如图,在平面PAB内作BM?PA于M,连CM,由(I)中知AP?BC,得AP?平面BMC, 又AP?平面APC,所以平面BMC?平面APC。 在Rt?ADB中,AB2?AD2?BD2?41,得AB?41. 在Rt?POD中,PD2?PO2?OD2, 在Rt?PDB中,PB2?PD2?BD2,
所以PB2?PO2?OD2?DB2?36,得PB=6. 在Rt?POA中,PA2?AO2?OP2?25,得PA?5.
PA2?PB2?AB21?, 又cos?BPA?2PA?PB3从而PM?PBcos?BPA?2,所以AM=PA-PM=3。
综上所述,存在点M符合题意,AM=3。
21.本题主要考查抛物线的几何性质,直线与抛物线、圆的位置关系等基础知识,同时考查解析
几何的基本思想方法和综合解题能力。满分15分。 (I)解:由题意可知,抛物线的准线方程为: y??所以圆心M(0,4)到准线的距离是
1, 417. 422(II)解:设P(x0,x0),A(x1,x12),B(x2,x2),
则题意得x0?0,x0??1,x1?x2,
2设过点P的圆C2的切线方程为y?x0?k(x?x0), 2即y?kx?kx0?x0 2|kx0?4?x0|①
则1?k2?1,
222即(x0?1)k2?2x0(4?x0)k?(x0?4)2?1?0,
设PA,PB的斜率为k1,k2(k1?k2),则k1,k2是上述方程的两根,所以
222x0(x0?4)(x0?4)2?1k1?k2?,k1k2?. 22x0?1x0?1将①代入y?x得x?kx?kx0?x0?0, 由于x0是此方程的根,
故x1?k1?x0,x2?k2?x0,所以
222
kAB2222x0(x0?4)x0?4x12?x2??x1?x2?k1?k2?2x0??2x,k?. 0MP2x1?x2x0?1x0222x0(x0?4)x0?4?(?2x)?(??1), 02x0?1x0由MP?AB,得kAB?kMP解得x0?223, 5即点P的坐标为(?2323,), 553115x?4. 115所以直线l的方程为y??
22.本题主要考查函数极值的概念、导数运算法则、导数应用,不等式等基础知识,同时考查推
理论证能力,分类讨论分析问题和解决问题的能力。满分14分。
(x?a)2a?(x?a)(2lnx?1?). (I)解:求导得f'(x)?2(x?a)lnx?xx因为x?e是f(x)的极值点, 所以f'(e)?(e?a)(3?)?0, 解得a?e或a?3e经检验,符合题意,
所以a?e或a?3e.
2(II)解:①当0?x?1时,对于任意的实数a,恒有f(x)?0?4e成立; 22②当1?x?3e时,由题意,首先有f(3e)?(3e?a)ln(3e)?4e,
ae解得3e?2e2e, ?a?3e?ln(3e)ln(3e)ax由(I)知f'(x)?(x?a)(2lnx?1?), 令h(x)?2lnx?1?a,则h(1)?1?a?0,h(a)?2lna?0, x且h(3e)?2ln(3e)?1?a?2ln(3e)?1?3e3e?2eln(3e) 3e
?2(ln3e?1)?0. ln3e又h(x)在(0,??)内单调递增
所以函数h(x)在(0,??)内有唯一零点, 记此零点为x0,则1?x0?3e,1?x0?a. 从而,当x?(0,x0)时,f'(x)?0; 当x?(x0,a)时,f'(x)?0; 当x?(a,??)时,f'(x)?0.
即f(x)在(0,x0)内单调递增,在(x0,a)内单调递减, 在(a,??)内单调递增。
所以要使f(x)?4e对x??1,3e?恒成立,只要
2?f(x0)?(x0?a)2lnx0?4e2,(1)? ?22??f(3e)?(3e?a)ln(3e)?4e,(2)成立。
由h(x0)?2lnx0?1?a?0,知 x0(3)
a?2x0lnx0?x0,
2将(3)代入(1)得4x0ln3x0?4e2.
又x0?1,注意到函数xlnx在?1,???内单调递增,
33故1?x0?e。
再由(3)以及函数2xlnx?x在(1,??)内单调递增,可得1?a?3e. 由(2)解得,3e?2e2e?a?3e?.
ln(3e)ln(3e)
所以3e?2e?a?3e.
ln(3e)2e?a?3e.
ln(3e)综上,a的取值范围是3e?
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