994aa…5aa4aa5aa或,解得:a=或a< 22,4aa55aa5,99综上可得,实数a的取值范围是(-∞,].故填(-∞,].22三、解答题(本大题共5小题,共74分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.) 18.(本题满分14分)已知函数f(x)=sin2x-cos2x-23sinxcosx (x∈R). (1)求f (
2π)的值; 3(2)求f (x)的最小正周期及单调递增区间. 【解】(1)由sin
2π12π3, cos=-, =3232f (2π2π321231()=2. f 得)()()23()332222π), 622
(2)由cos2x=cosx-sinx与sin2x=2sinxcosx得,
f(x)=-cos2x-3sin2x=-2sin(2x+
所以fx的最小正周期是π, 由正弦函数的性质得,
ππ3π+2kπ„2x+„+2kπ,k∈Z ,
226π2π+kπ,k∈Z , 解得,+kπ„x„36π2π+kπ],k∈Z . 所以fx的单调递增区间是[+kπ,3619. (本题满分15分)如图,已知四棱锥P-ABCD,△PAD是以AD为斜边的等腰直角三角形,BC∥AD,
CD⊥AD,PC=AD=2DC=2CB,E为PD的中点. (1)证明:CE∥平面PAB;
(2)求直线CE与平面PBC所成角的正弦值.
(WYM88)
第19题图
【解】(1)证明:如图,设PA中点为F,连接EF、FB.
(WYM)
第19题图
因为E、F分别为PD,PA中点,所以EF∥AD且错误!未找到引用源。EF=
1AD, 2又因为BC∥AD,错误!未找到引用源。,所以, EF∥BC且EF=BC,
即四边形BCEF为平行四边形,所以CE∥BF, 又因为BF平面PAB,EC平面PAB, 因此CE∥平面PAB.
(2)分别取BC、AD的中点为M、N.连接PN交EF于点Q,连接MQ. 因为E、F、N分别是PD、PA、AD的中点,所以Q为EF中点, 在平行四边形BCEF中,MQ∥CE. 由△PAD为等腰直角三角形得, PN⊥AD.
由DC⊥AD,N是AD的中点得, BN⊥AD.
所以 AD⊥平面PBN,
由BC∥AD得 BC⊥平面PBN, 那么,平面PBC⊥平面PBN.
过点Q作PB的垂线,垂足为H,连接MH.
MH是MQ在平面PBC上的射影,所以∠QMH是直线CE与平面PBC所成的角. 设CD=1.
在△PCD中,由PC=2,CD=1,PD=2,错误!未找到引用源。得CE=2, 在△PBN中,由PN=BN=1,PB=3,得QH=在Rt△MQH中,QH=
1错误!未找到引用源。, 41,MQ=2, 4所以,sin∠QMH=
2错误!未找到引用源。, 812所以,直线CE与平面PBC所成角的正弦值是错误!未找到引用源。. 20. (本题满分15分)已知函数f (x)=(x-2x1)e-x (x…). (1)求f (x)的导函数; (2)求f (x)在区间[
1,+∞)上的取值范围. 2【解】(1)因为x2x11
1-x-x
,(e)'=- e , 2x1
所以错误!未找到引用源。'(x)=(1-1) e-x-(x-) e-x 2x12x11(1x)(2x12)ex=,(x>).
22x1(1x)(2x12)ex=0,错误!未找到引用源。 (2)由错误!未找到引用源。'(x)=2x1解得,x=1或x=因为
5. 2x 错误!未找到引用源。'(x) 1 2(1,1错2未(错误!误!未找到引用源。) 1 找到引用源。) 5 2未(错误!找到引用源。+∞) 1 12 2e- ↘ 0 0 + ↗ 0 1 52 2e- ↘ f(x) 1又f(x)=
2[0,
2x11ex…0,
2所以f(x)在区间[错误!未找到引用源。+∞错误!未找到引用源。)上的取值范围是错误!未找到引用源。.
112]. e2113913,),B(,),抛物线上的点P(x,y)(-21. (本题满分15分)如图,已知抛物线x=y,点A(-过点B作直线AP的垂线,垂足为Q. (1)求直线AP斜率的取值范围; (2)求PAPQ的最大值.
(WYM120)
第21题图
【解】(1)设直线AP的斜率为k,
14x1, k=
12x2x2
因为13x,所以直线AP斜率的取值范围是(-1,1). 22(2)联立直线AP与BQ的方程
11kxyk0,24 93xkyk0.42
解得,点Q的横坐标是
k24k3 xQ,
2(k21)因为
2|PA|=1k(x)=1k2(kx1),
12|PQ|=
1k(xQx)=2(k1)(k1)k12,
3
所以|PA||PQ|=-(k-1)(k+1).
3
令f(k)= -(k-1)(k+1),
2
因为f'(k)=-(4k-2)(k+1),
11)上单调递增,(,1)上单调递减,
22271. 因此当k=时,|PA||PQ| 取得最大值
216所以 f(k)在区间(-1,
22. (本题满分15分)已知数列xn满足:x1=1,xn=xn+1+ln(1+xn+1)(n∈N*),证明:当nN*时; (1)022n2【证明】(1)用数学归纳法证明:xn>0 当n=1时,x1=1>0 假设n=k时,xk>0,那么n=k+1时,若xk+1„0,则00. 因此xn>0(n∈N*),所以xn=xn+1+ln(1+xn+1) >xn+1, 因此0(2)由xn=xn+1+ln(1+xn+1)得,2xnxn+1-4xn+1+2xn=xn1-2xn+1+(xn+1+2)ln(1+xn+1).
记函数f(x)=x-2x+(x+2)ln(1+x)(x…0),
2
2x2x f(x)=+ln(1+x)>0(x>0),
x1函数f(x)在[0,+∞)上单调递增,所以f(x)…f(0)=0, 因此xn1-2xn+1+(xn+1+2)ln(1+xn+1)=f(xn+1)…0, 故2xn+1- xn„
2xnxn1,(n∈N*). 2(3)因为
xn=xn+1+ln(1+xn+1)„xn+1+xn+1,
所以xn…由
1, 2n1xnxn1…2xn+1-xn得, 21111…2()0, xn12xn21111厖2()所以
xn2xn12故xn„n1…2(11)2n2, x1212n2,
1剟xn2n1
12n2(nN) .