可得a32=a2(1+S4),
即(﹣1+2d)2=(﹣1+d)(﹣3+6d), 可得d=2, 则an=2n﹣3;
(Ⅱ)由(Ⅰ)可得T2n=﹣a1+a2﹣a3+a4+…﹣a2n﹣1+a2n =(1+1)+(﹣3+5)+…+(5﹣2n+2n﹣3) =2+2+…+2=2n.
18.某工厂采用甲、乙两种不同生产方式生产某零件,现对两种生产方式所生产的这种零件的产品质量进行对比,其质量按测试指标可划分为:指标在区间[80,100的为一等品;指标在区间[60,80)的为二等品.现分别从甲、乙两种不同生产方式所生产的零件中,各自随机抽取100件作为样本进行检测,测试指标结果的频率分布直方图如图所示:
(1)若在甲种生产方式生产的这100件零件中按等级,利用分层抽样的方法抽取10件,再从这10件零件中随机抽取3件,求至少有1件一等品的概率;
(2)将频率分布直方图中的频率视作概率,用样本估计总体.若从该厂采用乙种生产方式所生产的所有这种零件中随机抽取3件,记3件零件中所含一等品的件数为X,求X的分布列及数学期望.
【分析】(1)由频率分布直方图求出对应的频率和频数,再计算所求的概率值; (2)由题意知随机变量X~B(3,),计算对应的概率值,写出分布列,求出数学期望值.
解:(1)由甲种生产方式生产的100件零件的测试指标的频率分布直方图可知, 这100件样本零件中有一等品:(0.04+0.03+0.01)×5×100=40(件), 二等品:100﹣40=60(件),
所以按等级,利用分层抽样的方法抽取的10件零件中有一等品4件,二等品6件.
记事件A为“这10件零件中随机抽取3件,至少有1件一等品”, 则P(A)=1﹣
=; ……………………………………………………………
(2)由乙种生产方式生产的100件零件的测试指标的频率分布直方图可知, 这100件样本零件中,一等品的频率为(0.04+0.06+0.04+0.02)×5=0.8, 二等品的频率为0.2;
将频率分布直方图中的频率视作概率,用样本估计总体,
则从该厂采用乙种生产方式所生产的所有这种零件中随机抽取3件,其中所含一等品的件数X~B(3,), 所以P(X=0)=P(X=1)=P(X=2)=P(X=3)=
???
?
???
?
===
=, , ;
,
∴X的分布列为:
X P
0
1
2
3
所以数学期望为E(X)=3×=. ………………………………
19.如图,在四棱锥P﹣ABCD中,PB⊥底面ABCD,底面ABCD为梯形,AD∥BC,AD⊥AB,且PB=AB=AD=3,BC=1.
(1)在PD上是否存在一点F,使得CF∥平面PAB,若存在,找出F的位置,若不存在,请说明理由;
(2)求二面角B﹣PD﹣A的大小.
【分析】(1)方法①:证明PB⊥BC,结合AD⊥AB,推出AB⊥BC,以B为坐标原点,建立如图所示的空间直角坐标系,
假设在PD上存在一点F,使得CF∥平面PAB,设向量为
,通过CF∥平面PAB,解得
,求出平面PAB的一个法,得到结果.
方法②:存在,F在线段PD上,且,证明,过F点作FH∥AD交PA于H,
连接BH,说明四边形HFCB为平行四边形,推出CF∥BH,然后证明CF∥平面PAB.(2)求出平面PAD的法向量,平面PBD的法向量,通过空间向量的数量积,转化求解二面角B﹣PD﹣A的大小即可.
解:(1)方法①:∵PB⊥平面ABCD,BC?平面ABCD, ∴PB⊥BC,
又AD⊥AB,AD∥BC, ∴AB⊥BC,
则可以B为坐标原点,建立如图所示的空间直角坐标系, 假设在PD上存在一点F,使得CF∥平面PAB, 设
,
,
由P(0,0,3),D(3,3,0),得由
可得F(3λ,3λ,3﹣3λ),
.
又C(1,0,0),故易知:BC⊥平面PAB, 故可取平面PAB的一个法向量为若CF∥平面PAB,则故在BC上存在点F,当方法②:
,解得
,
,
时,有CF∥平面PAB.
存在,F在线段PD上,且,证明如下
过F点作FH∥AD交PA于H,连接BH, 当
时,
,
又AD∥BC且BC=1, ∴HF∥BC且HF=BC, ∴四边形HFCB为平行四边形, ∴CF∥BH,
∵BH?平面PAB,CF?平面PAB, ∴CF∥平面PAB.
(2)由(1)可知B(0,0,0),P(0,0,3),D(3,3,0),A(0,3,0), ∴
设平面PAD的法向量
,
,
则即,
令z1=1,则y1=1,x1=0, 此时
=(0,1,1),
,
设平面PBD的法向量
则,即
令x2=1,则y2=﹣1,z2=0, 此时
,