1、解答题分层综合练(二)中档解答题规范练(2)(建议用时:50分钟)1已知函数f(x)sin2xsin2(x),xR.(1)求f(x)的最小正周期;(2)求f(x)在区间上的最大值和最小值2已知数列an是公比不为1的等比数列,等差数列bn满足b1a13,b4a2,b13a3.(1)求数列an与bn的通项公式;(2)记cn(1)nbnan,求数列cn的前n项和Sn.3.如图,三角形PDC所在的平面与长方形ABCD所在的平面垂直,PDPC4,AB6,BC3.点E是CD边的中点,点F,G分别在线段AB,BC上,且AF2FB,CG2GB.(1)证明:PEFG;(2)求直线PA与直线FG所成角的余弦值4已
2、知a是实数,函数f(x)x|xa|3.(1)当a2时,求函数f(x)的零点;(2)当a0,3时,求函数f(x)在4,5上的值域5.已知圆N:(x2)2y28和抛物线C:y22x,如图,圆N的切线l与抛物线C交于不同的两点A,B.(1)当直线l的斜率为1时,求|AB|;(2)设点M为点N关于直线yx的对称点,是否存在直线l,使得?若存在,求出直线l的方程,若不存在,请说明理由1解:(1)由已知,有f(x)cos 2xsin 2xcos 2xsin.所以f(x)的最小正周期T.(2)因为f(x)在区间上是减函数,在区间上是增函数,且f,f,f,所以f(x)在区间上的最大值为,最小值为.2解:(1)
3、设等比数列an的公比为q(q1),等差数列bn的公差为d,由已知得,a23q,a33q2,b433d,b13312d.所以,即,解得q3或q1(舍去),所以d2.所以an3n,bn2n1.(2)由(1)得cn(1)nbnan(1)n(2n1)3n,所以Snc1c2cn(35)(79)(1)n1(2n1)(1)n(2n1)(3323n),当n为偶数时,Snnn;当n为奇数时,Snn1(2n1)n.所以Sn.3解:(1)证明:在PCD中,因为E为CD的中点,且PCPD,所以PECD.又因为平面PCD平面ABCD,且平面PCD平面ABCDCD,PE平面PCD,所以PE平面ABCD.又因为FG平面AB
4、CD,所以PEFG.(2)如图,连接AC,在ABC中,因为AF2FB,CG2GB,所以FGAC.由异面直线所成角的定义,知直线PA与直线FG所成角的大小等于PAC的大小在RtPDA中,PA5,AC3,PC4,所以cosPAC,所以直线PA与直线FG所成角的余弦值为.4解: (1)当a2时,f(x)x|x2|3.当x2时,令f(x)x(x2)30,无解;当x2时,令f(x)x(2x)30,解得x1或x3(舍去)综上可知,函数f(x)的零点为1.(2)由题意知,f(x),当a0时,f(x),f(x)在4,5上单调递增,又f(4)13,f(5)28,f (x)的值域为13,28;当0a3时,f(x)
5、在上单调递增,在上单调递减,在a,)上单调递增,f(4)4a13,f3,f(a)3,f(5)285a.f(4)f(a)4a160,ff(5)0.当0a3时,f(x)的值域为4a13,285a综上可知,当a0,3时,函数f(x)在4,5上的值域为4a13,285解:圆N:(x2)2y28,圆心N为(2,0),半径r2,设A(x1,y1),B(x2,y2)(1)当直线l的斜率为1时,设直线l的方程为yxt,即xyt0(易知t0,y1y22,y1y24,(y1y2)2(y1y2)24y1y220,|AB|y1y2|2.(2)()当直线l的斜率存在时,设直线l的方程为ykxm(k0),即kxym0(k
6、0),直线l是圆N的切线,2,得m24k24mk80,由,消去x得ky22y2m0,44k2m0,即km且k0,y1y2,y1y2.点M与点N(2,0)关于直线yx对称,M(0,2),(x1,y12),(x2,y22),x1x2(y12)(y22)x1x2y1y22(y1y2)40,化简得(1k2)y1y2(2k2m)(y1y2)m24k20,将y1y2,y1y2代入得(1k2)(2k2m)m24k20,化简得m24k22mk4k0,得2m22mk4k80,即(m2)(mk2)0,解得m2或mk2.当m2时,代入,解得k1,满足条件km且k0,此时直线l的方程为yx2.当mk2时,代入,整理得7k24k40,无解()当直线l的斜率不存在时,直线l是圆N的切线,直线l的方程为x22.则x1x24(32),y1y20,(y1y2)24x1x216(32),即y1y24(1)0,由()知x1x2y1y22(y1y2)420120,当直线l的斜率不存在时,不成立综上,存在满足条件的直线l,其方程为yx2.