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    2021-2022学年浙江省金华市十校高二(上)期末数学试卷

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    这是一份2021-2022学年浙江省金华市十校高二(上)期末数学试卷,共18页。试卷主要包含了选择题,填空题,解答题等内容,欢迎下载使用。

    1.(5分)已知A(1,﹣2,3),则点A关于xOy平面的对称点的坐标是( )
    A.(﹣1,﹣2,3)B.(﹣1,﹣2,﹣3)C.(1,﹣2,﹣3)D.(﹣1,2,﹣3)
    2.(5分)已知an+1n∈N*,若a1=21,则a4=( )
    A.6B.11C.12D.22
    3.(5分)已知△ABC的周长等于10,|BC|=4,通过建立适当的平面直角坐标系,顶点A的轨迹方程可以是( )
    A.B.
    C.D.
    4.(5分)在四棱锥A﹣BCD中,M,N分别为AB,CD的中点,则( )
    A.B.
    C.D.
    5.(5分)已知{an}是等比数列,则( )
    A.数列是等差数列B.数列{an2}是等比数列
    C.数列{lgan}是等差数列D.数列是等比数列
    6.(5分)气象台A正南方向400km的一台风中心,正向北偏东30°方向移动,移动速度为50km/h,距台风中心250km以内的地区都将受到影响,若台风中心的这种移动趋势不变,气象台所在地受到台风影响持续时间大约是( )
    A.3hB.4hC.5hD.6h
    7.(5分)已知正方体ABCD﹣A1B1C1D1的棱长为1,且满足,则的最小值是( )
    A.B.C.D.
    8.(5分)已知A,B,C三个观测点,A在B的正北方向,相距2040m,C在B的正东方向,相距1360m.在某次爆炸点定位测试中,A,B两个观测点同时听到爆炸声,C观测点晚2s听到,已知声速为340m/s,则爆炸点与C观测点的距离是( )
    A.680mB.1020mC.1360mD.1700m
    二、选择题(共4小题,每小题5分,满分20分)
    (多选)9.(5分)已知等差数列{an}的前n项和为Sn,a5=1,则( )
    A.a2+a8=2B.a3a7=1C.S9=9D.S10=10
    (多选)10.(5分)已知直线l:(m+1)x+(m﹣1)y﹣2m=0(m∈R)和圆O:x2+y2=1,则( )
    A.直线l经过定点(1,1)
    B.直线l与圆O相切时m=﹣1
    C.当m=0时,直线l被圆O截得弦长等于1
    D.当时,直线l被圆O截得弦长等于
    (多选)11.(5分)椭圆的左、右焦点分别为F1,F2,M为椭圆上一点,满足MF2垂直于x轴,且MF1与以OF2为直径的圆相切于点N(O为坐标原点),则( )
    A.|MF1|=3|MF2|B.|MN|=|MF2|
    C.|MF1|+|MF2|=2|F1F2|D.|MF1|﹣|MF2||F1F2|
    (多选)12.(5分)全班学生到工厂劳动实践,各自用AB=4cm,BC=CC1=2cm的长方体ABCD﹣A1B1C1D1切割出四棱锥P﹣FBED模型.产品标准要求:E,F分别为AB,CD的中点,P可以是线段A1B1(不含端点)上的任意一点.有四位同学完成制作后,对自已所做的产品分别作了以下描述,你认为有可能符合标准的是( )
    A.使直线PD与平面PEB所成角取到了最大值
    B.使直线PE与平面PDF所成角取到了最大值
    C.使平面PDE与平面PFB的夹角取到了最大值
    D.使平面PDF与平面PEB的夹角取到了最大值
    三、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分.
    13.(5分)已知正方形ABCD的边长为2,对△ABD部分以BD为轴进行翻折,A翻折到A′,使二面角A′﹣BD﹣C的平面角为直二面角,则 .
    14.(5分)若圆O:x2+y2=r2(r>0)与圆A:x2+y2﹣4x﹣4y+6=0相交,则r的取值范围是 .
    15.(5分)达•芬奇认为:和音乐一样,数学和几何“包含了宇宙的一切”.从年轻时起,他就本能地把这些主题运用在作品中.布达佩斯的伊帕姆维泽蒂博物馆收藏的达•芬奇方砖,在正六边形上画了具有视觉效果的正方体图案(如图1),把三片这样的达•芬奇方砖形成图2的组合,这个组合表达了图3所示的几何体.若图3中每个正方体的棱长为1,则点F到直线QC的距离是 .
    16.(5分)某人实施一项投资计划,从2021年起,每年1月1日,把上一年工资的10%投资某个项目.已知2020年他的工资是10万元,预计末来十年每年工资都会逐年增加1万元;若投资年收益是10%,一年结算一次,当年的投资收益自动转入下一年的投资本金,若2031年1月1日结束投资计划,则他可以一次性取出的所有投资以及收益应有 万元.(参考数据:1.110≈2.59,1.111≈2.85,1.112≈3.14).
    四、解答题:本题共6小题,共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
    17.(10分)已知数列{an}满足a1=1,an+1=3an(n∈N*),数列{bn}为等差数列,b3=5,前4项和S4=16.
    (Ⅰ)求数列{an},{bn}的通项公式;
    (Ⅱ)求和:.
    18.(12分)已知:圆P是△ABC的外接圆,边BC所在直线l1的方程为4x﹣3y﹣3=0,中线AD所在直线l2的方程为8x﹣y﹣1=0,直线l3:x+y﹣8=0与圆P相切于点A.
    (Ⅰ)求点A和点D的坐标;
    (Ⅱ)求圆P的方程.
    19.(12分)已知:a>b>0,椭圆,双曲线.
    (Ⅰ)若C1的离心率为,求C2的离心率;
    (Ⅱ)当a=2,b=1时,过点A(0,1)的直线l与C1的另一个交点为P,与C2的另一个交点为Q,若P恰好是AQ的中点,求直线l的方程.
    20.(12分)在四棱锥P﹣ABCD中,底面ABCD是边长为2的菱形,PB⊥平面ABCD,∠PDC=∠ADC,N是CD的中点.
    (Ⅰ)若M为线段PB的中点,证明:MN∥平面PAD;
    (Ⅱ)线段PB上是否存在点M,使得直线PA与平面CMN所成角的正弦值为.若存在,求BM的长,若不存在,请说明理由.
    21.(12分)已知数列{an}满足,数列{bn}的前n项和为n(n+1),n∈N*.
    (Ⅰ)求数列{an},{bn}的通项公式;
    (Ⅱ)[x]表示不超过x的最大整数,如[1.1]=1,[﹣1.1]=﹣2.设{an+bn}的前n项和为Sn,令cn=[lg4Sn],求证:.
    22.(12分)已知抛物线C:y2=2px(p>0)上一点A(x0,y0)到抛物线焦点的距离为,点A,B关于坐标原点对称,过点A作x轴的垂线,D为垂足,直线BD与抛物线C交于M,N两点.
    (Ⅰ)求抛物线C的方程;
    (Ⅱ)设直线AM,AN与y轴交点分别为P,Q,求的值;
    (Ⅲ)若|MN|2=4|AM|•|AN|,求x0.
    2021-2022学年浙江省金华市十校高二(上)期末数学试卷
    参考答案与试题解析
    一、选择题:本题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.
    1.(5分)已知A(1,﹣2,3),则点A关于xOy平面的对称点的坐标是( )
    A.(﹣1,﹣2,3)B.(﹣1,﹣2,﹣3)C.(1,﹣2,﹣3)D.(﹣1,2,﹣3)
    【解答】解:点A(1,﹣2,3)关于xOy平面的对称点,横纵坐标不变,竖坐标变为相反数,
    故所求的坐标为(1,﹣2,﹣3).
    故选:C.
    2.(5分)已知an+1n∈N*,若a1=21,则a4=( )
    A.6B.11C.12D.22
    【解答】解:当n=1时,a2=a1+1=22,
    当n=2时,a311,
    当n=3时,a4=a3+1=12,
    故选:C.
    3.(5分)已知△ABC的周长等于10,|BC|=4,通过建立适当的平面直角坐标系,顶点A的轨迹方程可以是( )
    A.B.
    C.D.
    【解答】解:以BC所在直线为x轴,BC的垂直平分线为y轴建立平面直角坐标系,
    则点B(﹣2,0)和点C(2,0),又△ABC的周长等于10,
    所以|AB|+|AC|=6>4=|BC|,
    所以点A的轨迹是以B,C为焦点的椭圆,
    且2a=6,2c=4,所以a=3,c=2,b2=5,
    所以顶点A的轨迹E的方程为1(y≠0).
    故选:A.
    4.(5分)在四棱锥A﹣BCD中,M,N分别为AB,CD的中点,则( )
    A.B.
    C.D.
    【解答】解:在四棱锥A﹣BCD中,M,N分别为AB,CD的中点;
    所以,,
    故;
    故选:A.
    5.(5分)已知{an}是等比数列,则( )
    A.数列是等差数列B.数列{an2}是等比数列
    C.数列{lgan}是等差数列D.数列是等比数列
    【解答】解:设等比数列{an}的公比为q(q≠0),
    显然选项A错误,如an=4n,则2n不是等差数列;
    由于等比数列{an}的公比为q(q≠0),则q2为常数,
    所以{a}为等比数列,选项B正确;
    若an<0,则lgan无意义,选项C错误;
    2,当q≠1时,an+1﹣an不是常数,
    {2}不是等比数列,故选项D错误,
    故选:B.
    6.(5分)气象台A正南方向400km的一台风中心,正向北偏东30°方向移动,移动速度为50km/h,距台风中心250km以内的地区都将受到影响,若台风中心的这种移动趋势不变,气象台所在地受到台风影响持续时间大约是( )
    A.3hB.4hC.5hD.6h
    【解答】解:设台风中心经过t小时到达M点,台风中心的最初位置为B,
    在△MAB中,BA=400,AM=50t,∠MAB=30°,
    由余弦定理得:AM2=MB2+AB2﹣2MB•AB•cs∠MBA=4002+(50t)2﹣2•400•50t•cs30°,
    若气象台A受到台风影响,则应满足条件|MA|≤250,即|MA|2≤2502,
    化简整理得t2﹣8t+39≤0,
    解之得43≤t≤43,
    所以从现在起,经过43小时气象台A开始受到影响,43小时后影响结束,影响持续时间大约是6h.
    故选:D.
    7.(5分)已知正方体ABCD﹣A1B1C1D1的棱长为1,且满足,则的最小值是( )
    A.B.C.D.
    【解答】解:∵正方体ABCD﹣A1B1C1D1的棱长为1,
    ∴等边△ACD1的边长为,
    ∵,
    ∴点E在平面ACD1上,
    ∴的最小值为点D到平面ACD1的距离,
    由等体积法得,•|DE|S△ACD•DD1,
    ∴••|DE|1×1×1,∴|DE|.
    故选:C.
    8.(5分)已知A,B,C三个观测点,A在B的正北方向,相距2040m,C在B的正东方向,相距1360m.在某次爆炸点定位测试中,A,B两个观测点同时听到爆炸声,C观测点晚2s听到,已知声速为340m/s,则爆炸点与C观测点的距离是( )
    A.680mB.1020mC.1360mD.1700m
    【解答】解:由A,B两个观测点同时听到爆炸声,∴爆炸点位于AB的垂直平分线上,又C点位于B点的东侧,
    且C观测点晚2s听到,可知O位于C的左侧,AB=2040m,BC=1360m,声速为340m/s,可知OC﹣OB=2×340=680,
    设OB=x,则cs∠OBC=cs(∠OBA)=﹣sin∠OBA,
    解得x=1020n,则爆炸点距C点的距离为1020+680=1700,故D正确;
    故选:D.
    二、选择题(共4小题,每小题5分,满分20分)
    (多选)9.(5分)已知等差数列{an}的前n项和为Sn,a5=1,则( )
    A.a2+a8=2B.a3a7=1C.S9=9D.S10=10
    【解答】解:设数列{an}的公差为d,
    由a2+a8=2a5=2,知选项A正确;
    a3a7=(a5﹣2d)(a5+2d)4d2=1﹣4d2,由于d不确定,所以B错误;
    由S99a5=9,知选项C正确;
    S10=S9+a10=9+a5+5d=10+5d,由于d不确定,所以D错误.
    故选:AC.
    (多选)10.(5分)已知直线l:(m+1)x+(m﹣1)y﹣2m=0(m∈R)和圆O:x2+y2=1,则( )
    A.直线l经过定点(1,1)
    B.直线l与圆O相切时m=﹣1
    C.当m=0时,直线l被圆O截得弦长等于1
    D.当时,直线l被圆O截得弦长等于
    【解答】解:对于A,将直线变形为:(x+y﹣2)m+x﹣y=0,
    则,解得x=y=1,即定点坐标为(1,1),故A正确;
    对于B,当直线l与圆O相切时,圆心到直线的距离为,
    解得m=±1,故B错误;
    对于C,当m=0时,直线l:x﹣y=0,
    圆O被截得的弦长等于,故C错误;
    对于D,当时,直线l:3x﹣y﹣2=0,
    圆O被截得的弦长等于,故D正确;
    故选:AD.
    (多选)11.(5分)椭圆的左、右焦点分别为F1,F2,M为椭圆上一点,满足MF2垂直于x轴,且MF1与以OF2为直径的圆相切于点N(O为坐标原点),则( )
    A.|MF1|=3|MF2|B.|MN|=|MF2|
    C.|MF1|+|MF2|=2|F1F2|D.|MF1|﹣|MF2||F1F2|
    【解答】解:设以OF2为直径的圆的圆心为T,则NT⊥MF1,
    可得sin∠MF1F2,
    又sin∠MF1F2,即|MF1|=3|MF2|,故A正确;
    由切线的性质可得|MN|=|MF2|,故B正确;
    由|MF2|=2ctan∠MF1F2=2c•c,|MF1|c,
    可得|MF1|+|MF2|=2c|F1F2|,
    |MF1|﹣|MF2|c|F1F2|,故C错误,D正确.
    故选:ABD.
    (多选)12.(5分)全班学生到工厂劳动实践,各自用AB=4cm,BC=CC1=2cm的长方体ABCD﹣A1B1C1D1切割出四棱锥P﹣FBED模型.产品标准要求:E,F分别为AB,CD的中点,P可以是线段A1B1(不含端点)上的任意一点.有四位同学完成制作后,对自已所做的产品分别作了以下描述,你认为有可能符合标准的是( )
    A.使直线PD与平面PEB所成角取到了最大值
    B.使直线PE与平面PDF所成角取到了最大值
    C.使平面PDE与平面PFB的夹角取到了最大值
    D.使平面PDF与平面PEB的夹角取到了最大值
    【解答】解:以D为坐标原点,建立空间直角坐标系D﹣xyz,如图,
    则D(0,0,0),A(2,0,0),B(2,4,0),C(0,4,0),E(2,2,0),F(0,2,0),
    设P(2,t,2),0<t<4,
    则(2,t,2),(0,t﹣2,2),(0,2,0),(2,2,0),(2,t﹣2,2),(0,t﹣4,2),
    取平面PEB的一个法向量为(2,0,0),
    设平面PDF的法向量(x,y,z),
    则,取x=1,得(1,0,﹣1),
    设平面PDE的法向量(x1,y1,z1),
    则,取x1=2,得(2,﹣2,t﹣2),
    设平面PFB的法向量为(x2,y2,z2),
    则,取x2=2,得(2,﹣2,t﹣4),
    对于A,设直线PD与平面PEB所成角为α,
    则sinα=|cs|,
    ∵0<t<4时,函数y单调递减,没有最大值,故A错误;
    对于B,设直线PE与平面PDF所成角为β,
    则sinβ=|cs|,
    0<t<2,函数y单调递增,2<t<4时,函数y单调递减,
    ∴当t=2时,即P是A1B1中点时,sinβ取最大值,此时夹角β最大,故B正确;
    对于C,设平面PDE与平面PFB折夹角为θ,
    则csθ=|cs|,
    下面研究函数y在t∈(0,4)上的单调性,
    令t﹣3=s,(t﹣3)2=s2=r,
    t2﹣6t+16=(t﹣3)2+7=s2+7,
    8+(t﹣2)2=8+[(t﹣3)+1]2=9+(t﹣3)2+2(t﹣3)=9+s2+2s,
    8+(t﹣4)2=8+[(t﹣3)﹣1]2=9+(t﹣3)2﹣2(t﹣3)=9+s2﹣2s,
    则[8+(t﹣2)2]•[8+(t﹣4)2]=(9+s2+2s)(9+s2﹣2s)=(9+s2)2﹣4s2=s4+14s2+81=(s2+7)2+32,
    ∴y,
    t∈(0,4),r=(t﹣3)2在t∈(0,3)递减,在t∈(3,4)递增,且r∈[0,9),
    又y在r∈[0,9)时递增,
    故由复合函数单调性判断原理可知:
    y在t∈(0,3)递减,在t∈(3,4)递增,
    则csθ在t=3时取最小值,此时θ最大,即平面 PDE与平面PFB的夹角取到了最大值,故C正确;
    对于D,设平面PDF与平面PEB的夹角为φ,
    则csφ=|cs|,则φ=45°为定值,故D错误.
    故选:BC.
    三、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分.
    13.(5分)已知正方形ABCD的边长为2,对△ABD部分以BD为轴进行翻折,A翻折到A′,使二面角A′﹣BD﹣C的平面角为直二面角,则 ﹣2 .
    【解答】解:由题知,,取 BD 的中点 O,连接 AO,A′O,如图所示,
    则 AO⊥BD,A′O⊥BD,又二面角 A′﹣BD﹣C 的平面角为直二面角,
    则∠AOA′=90°,又 ,
    则 AA′=2,△ABA′为等边三角形,从而 ,
    则 ,
    故答案为:﹣2.
    14.(5分)若圆O:x2+y2=r2(r>0)与圆A:x2+y2﹣4x﹣4y+6=0相交,则r的取值范围是 (,) .
    【解答】解:由圆A:x2+y2﹣4x﹣4y+6=0,得(x﹣2)2+(y﹣2)2=2,
    则两圆圆心距为2,
    ∵圆O:x2+y2=r2(r>0)与圆A:x2+y2﹣4x﹣4y+6=0相交,
    ∴|r|<2r,
    解得r.
    ∴r的取值范围是(,).
    故答案为:(,).
    15.(5分)达•芬奇认为:和音乐一样,数学和几何“包含了宇宙的一切”.从年轻时起,他就本能地把这些主题运用在作品中.布达佩斯的伊帕姆维泽蒂博物馆收藏的达•芬奇方砖,在正六边形上画了具有视觉效果的正方体图案(如图1),把三片这样的达•芬奇方砖形成图2的组合,这个组合表达了图3所示的几何体.若图3中每个正方体的棱长为1,则点F到直线QC的距离是 .
    【解答】解:建立空间直角坐标系如图,
    则C(0,2,0),Q(1,0,2),F(2,1,1),
    ,,
    cs,
    ∴sin,
    ∴点F到直线QC的距离是•sin.
    故答案为:.
    16.(5分)某人实施一项投资计划,从2021年起,每年1月1日,把上一年工资的10%投资某个项目.已知2020年他的工资是10万元,预计末来十年每年工资都会逐年增加1万元;若投资年收益是10%,一年结算一次,当年的投资收益自动转入下一年的投资本金,若2031年1月1日结束投资计划,则他可以一次性取出的所有投资以及收益应有 24 万元.(参考数据:1.110≈2.59,1.111≈2.85,1.112≈3.14).
    【解答】解:与题意可知,2021年的投入在结算时的收入为10×10%×(1+10%)10,
    2022年的投入在结算时的收入为11×10%×(1+10%)9,
    •••,
    2030年的投入在结算时的收入为19×10%×(1+10%)1,
    则结算时的总投资及收益为:
    S=10×10%×1.110+11×10%×1.19+•••+19×19%×1.11①,
    则1.1S=10×10%×1.111+11×10%×1.110+•••+19×10%×1.12②,
    ①﹣②可得,﹣0.1S=﹣10×10%×1.111﹣1×10%×1.110﹣10%×1.19﹣10%×1.12+19×10%×1.11,
    故S=10×1.111+1.110+1.19+•••+1.12﹣19×1.1120×1.111﹣12.1﹣20.9≈20×28.5﹣33=24.
    故答案为:24.
    四、解答题:本题共6小题,共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
    17.(10分)已知数列{an}满足a1=1,an+1=3an(n∈N*),数列{bn}为等差数列,b3=5,前4项和S4=16.
    (Ⅰ)求数列{an},{bn}的通项公式;
    (Ⅱ)求和:.
    【解答】解:(Ⅰ)因为数列{an}满足,
    故可得数列{an}为等比数列,且公比q=3,
    则;
    数列{bn}为等差数列,b3=5,前4项和S4=16,
    设其公差为d,
    故可得b1+2d=5,4b1+6d=16,
    解得b1=1,d=2,
    则bn=2n﹣1;
    综上所述,.
    (Ⅱ)由(Ⅰ)可知:,
    故,
    又,c1=1,
    则{cn}是首项1,公比为9的等比数列,
    则.
    18.(12分)已知:圆P是△ABC的外接圆,边BC所在直线l1的方程为4x﹣3y﹣3=0,中线AD所在直线l2的方程为8x﹣y﹣1=0,直线l3:x+y﹣8=0与圆P相切于点A.
    (Ⅰ)求点A和点D的坐标;
    (Ⅱ)求圆P的方程.
    【解答】解:(Ⅰ)由题可得:l1与l2的的交点为点D,
    故由,解得:,故D(0,﹣1),
    l3与l2的的交点为点A,
    ,解得:,故A(1,7).
    (Ⅱ)设圆P的圆心P为(x,y),
    由l3与圆P相切于点A,且l3的斜率为k3=﹣1,则kAP⋅k3=﹣1即,
    即y=x+6,①
    又圆P为△ABC的外接圆,则BC为圆P的弦,
    又边BC所在直线l1的科率为,
    故根据垂径定理,有BC⊥PD进而k1⋅kDP=﹣1,
    即②,
    联立①②,解得:,即P(﹣4,2),
    故,则圆P的方程为:(x+4)2+(y﹣2)2=50.
    19.(12分)已知:a>b>0,椭圆,双曲线.
    (Ⅰ)若C1的离心率为,求C2的离心率;
    (Ⅱ)当a=2,b=1时,过点A(0,1)的直线l与C1的另一个交点为P,与C2的另一个交点为Q,若P恰好是AQ的中点,求直线l的方程.
    【解答】解:(Ⅰ)椭圆,C1的离心率为,
    可得,即a=2b,
    则C2的离心率为;
    (Ⅱ)当a=2,b=1时,椭圆方程为y2=1,双曲线的方程为y21,
    由题意可得直线l的斜率存在且不为0,
    设过点A(0,1)的直线l的方程为y=kx+1,
    由解得P(,),
    由解得Q(,),
    由P恰好是AQ的中点,可得,
    解得k=±,
    则直线l的方程为y=±x+1.
    20.(12分)在四棱锥P﹣ABCD中,底面ABCD是边长为2的菱形,PB⊥平面ABCD,∠PDC=∠ADC,N是CD的中点.
    (Ⅰ)若M为线段PB的中点,证明:MN∥平面PAD;
    (Ⅱ)线段PB上是否存在点M,使得直线PA与平面CMN所成角的正弦值为.若存在,求BM的长,若不存在,请说明理由.
    【解答】解:(Ⅰ)证明:取AB的中点为E,连接NE,ME,
    ∵M、N分别为线段PB、CD的中点,
    ∴ME∥AD,NE∥PA,
    ∵ME,NE⊂平面MNE,且ME∩NE=E,∴平面MNE∥平面MNE,
    ∴MN⊂平面MNE,∴MN∥平面PAD;
    (Ⅱ)以B为坐标原点,BA、BP所在直线为y轴,z轴,
    以垂直于平面PAB的直线为x轴,建立空间直角坐标系,如图,
    ∵底面ABCD是边长为2的菱形,设PB=a,
    在直角△PBC中,可得PC,
    在直角△PBD中,可得PD,
    在△PCD中,∵,∴PC2=PD2+CD2﹣2PD•CD•cs∠PDC,
    ∴()2=()2+22﹣2,解得a=2,
    设BM=b,(b>0),可得M(0,0,b),N(,2,0),C(,1,0),P(0,0,2),A(0,2,0),
    ∴(0,2,﹣2),(,﹣1,b),(0,1,0),
    设平面CMN的法向量为(x,y,z),
    则,令z,可得(b,0,),
    设直线与平面CMN所成角为θ,
    设直线PA与平面CMN所成角角为θ,
    ∴sinθ,
    解得b2=15,即b.
    ∴存在M,使得直线PA与平面CMN所成角的正弦值为,BM.
    21.(12分)已知数列{an}满足,数列{bn}的前n项和为n(n+1),n∈N*.
    (Ⅰ)求数列{an},{bn}的通项公式;
    (Ⅱ)[x]表示不超过x的最大整数,如[1.1]=1,[﹣1.1]=﹣2.设{an+bn}的前n项和为Sn,令cn=[lg4Sn],求证:.
    【解答】解:(Ⅰ)由题可知,当n≥2时,
    an=(an﹣an﹣1)+⋯+(a3﹣a2)+(a2﹣a1)+a1
    =3(4n﹣1+4n﹣2+⋯+4)﹣2(n﹣1)+2

    =4n﹣2n,
    当n=1时,a1=4﹣2=2也符合上式,
    ∴;
    当n⩾2时,bn=n(n+1)﹣(n﹣1)n=2n,
    当n=1时,b1=2也符合上式,
    ∴bn=2n;
    (Ⅱ)证明:由(Ⅰ)知,
    ∴,
    ∵,
    ∴;
    ∵,

    ∴,
    ∴n≤lg4Sn<n+1,
    所以cn=[lg4Sn]=n,
    ∴,
    设Tn为数列的前n项和,
    则.
    22.(12分)已知抛物线C:y2=2px(p>0)上一点A(x0,y0)到抛物线焦点的距离为,点A,B关于坐标原点对称,过点A作x轴的垂线,D为垂足,直线BD与抛物线C交于M,N两点.
    (Ⅰ)求抛物线C的方程;
    (Ⅱ)设直线AM,AN与y轴交点分别为P,Q,求的值;
    (Ⅲ)若|MN|2=4|AM|•|AN|,求x0.
    【解答】解:(Ⅰ)由抛物线的定义知,点A(x0,y0)到抛物线焦点的距离为x0,
    所以p,
    故抛物线C的方程为y2=x.
    (Ⅱ)由题意知,A(,y0),设y0>0,则B(,﹣y0),D(,0),
    所以直线BD的方程为y(x),
    联立,消去x得,y2﹣y0,解得y=(1±)y0,
    设M(,y1),N(,y2),
    不妨取y1=(1)y0,y2=(1)y0,
    直线AM的斜率为,其方程为y﹣y0(x),
    令x=0,则yP=y0(1)y0y0,
    同理可得yQ=y0(1)y0y0,
    所以|PQ|=|yP﹣yQ|=|y0y0|y0,
    而|AD|=y0,
    所以.
    (Ⅲ)|MN|2=(1)|y1﹣y2|=(1+4)•8,其中k,
    |AM|y0•,
    |AN|y0•,
    因为|MN|2=4|AM|•|AN|,
    所以(1+4)•84•y0••y0•,
    化简得8161=0,
    解得(舍负),即,
    所以x0.
    声明:试题解析著作权属菁优网所有,未经书面同意,不得复制发布日期:2022/5/27 9:57:26;用户:高中数学;邮箱:sdgs@xyh.cm;学号:28144983
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