人教版 高中数学【选修 2-1】2.2.1《综合法和分析法》习题及答案 下载本文

6.在△ABC中,三个内角A,B,C对应的边分别为a,b,c,且A,B,C成等差数列,a,b,c也成等差数列.求证:△ABC为等边三角形.

π

证明:由A,B,C成等差数列知,B=,由余弦定理知b2=a2

3

+c2-ac,

a+c又a,b,c也成等差数列,∴b=,

2

2(a+c)22

代入上式得=a+c-ac, 4整理得3(a-c)2=0,∴a=c,从而A=C,

ππ而B=,则A=B=C=,

33从而△ABC为等边三角形.

7.如图,长方体ABCD-A1B1C1D1中,AB=AA1=1,AD=2,E是BC的中点.

(1)求证:直线BB1∥平面D1DE;

证明:在长方体ABCD-A1B1C1D1中,BB1∥DD1, 又∵BB1?平面D1DE,DD1?平面D1DE, ∴直线BB1∥平面D1DE.

(2)求证:平面A1AE⊥平面D1DE;

证明:在长方形ABCD中,∵AB=AA1=1,AD=2, ∴AE=DE=2,

∴AE2+DE2=4=AD2,故AE⊥DE,

∵在长方体ABCD-A1B1C1D1中有DD1⊥平面 ABCD,AE?平面ABCD, ∴DD1⊥AE.

又∵DD1∩DE=D,

∴直线AE⊥平面D1DE, 而AE?平面A1AE,

所以平面A1AE⊥平面D1DE.

(3)求三棱锥A-A1DE的体积.

1111

解析:VAA1DE=VA1-ADE=AA1×S△ADE=×1××1×2=.

3323

112

8.用分析法证明:若a>0,则a+2-2≥a+a-2.

a

11

a2+2-2≥a+a-2,

a11

只需证 a2+2+2≥a+a+2.

a

∵a>0,∴两边均大于零,因此只需证 ??2??2112? a+2+2?≥?a+a+2?,

a????

?1?111

只需证a2+ 2+4+4a2+2≥a2+2+2+2+22?a+a?,

aaa??

1?12?1?11?

只需证 a2+2≥?a+a?,只需证a2+2≥?a2+a2+2?,

a2?a2???12

即证a+2≥2,它显然成立.

a

∴原不等式成立. 证明:要证

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1.正方形ABCD的边长为1,点E在边AB上,点F在边BC上,

1

AE=BF=.动点P从E出发沿直线向F运动,每当碰到正方形的边时

3

反弹,反弹时反射角等于入射角.当点P第一次碰到E时,P与正方

形的边碰撞的次数为( )

A.8 B.6 C.4 D.3

解析:由反射角等于入射角,利用三角形的相似比,准确画图如图,碰撞的顺序是E→F→G→R→M→N→E.故选B.

答案:B 2.

如图,在四棱锥P-ABCD中,AB∥CD,AB⊥AD,CD=2AB,平面PAD⊥底面ABCD,PA⊥AD.E和F分别是CD和PC的中点.求证:

(1)PA⊥底面ABCD;

证明:因为平面PAD⊥底面ABCD,且PA垂直于这两个平面的交线AD,所以PA⊥底面ABCD.

(2)BE∥平面PAD;

证明:因为AB∥CD,CD=2AB, E为CD的中点,

所以AB∥DE,且AB=DE. 所以ABDE为平行四边形. 所以BE∥AD.

又因为BE?平面PAD. 所以BE∥平面PAD.

(3)平面BEF⊥平面PCD.

证明:因为AB⊥AD,而且ABED为平行四边形, 所以BE⊥CD,AD⊥CD. 由(1)知PA⊥底面ABCD. 所以PA⊥CD. 所以CD⊥PD.

因为E和F分别是CD和PC的中点, 所以PD∥EF. 所以CD⊥EF.

所以CD⊥平面BEF 所以平面BEF⊥平面PCD.