(1)证明:四边形EFGH是矩形;
(2)求直线AB与平面EFGH夹角θ的正弦值. [解析] (1)由该四面体的三视图可知,
BD⊥DC,BD⊥AD,AD⊥DC, BD=DC=2,AD=1,
由题设,BC∥平面EFGH, 平面EFGH∩平面ABC=EH, ∴BC∥FG,BC∥EH,∴FG∥EH. 同理EF∥AD,HG∥AD,∴EF∥HG, ∴四边形EFGH是平行四边形. 又∵AD⊥DC,AD⊥BD,DC∩BD=D, ∴AD⊥平面BDC,
∴AD⊥BC,∴EF⊥FG,∴四边形EFGH是矩形.
(2)解法一:如图,以D为坐标原点建立空间直角坐标系,则D(0,0,0),A(0,0,1),
B(2,0,0),C(0,2,0),DA=(0,0,1),BC=(-2,2,0),BA=(-2,0,1).
→→→
设平面EFGH的法向量n=(x,y,z), →→
∵EF∥AD,FG∥BC,∴n2DA=0,n2BC=0, 得?
??z=0,
??-2x+2y=0,
取n=(1,1,0),
→
BA2n210→
∴sinθ=|cos〈BA,n〉|=||==.
→5532|BA||n|解法二:如图,以D为坐标原点建立空间直角坐标系, 则D(0,0,0),A(0,0,1),B(2,0,0),C(0,2,0), ∵E是AB的中点,∴F,G分别为BD、DC的中点,得
E(1,0,)、F(1,0,0)、G(0,1,0).
1→→→
∴FE=(0,0,),FG=(-1,1,0),BA=(-2,0,1).
2设平面EFGH的法向量n=(x,y,z),
12
→→
则n2FE=0,n2FG=0, 1??z=0,得?2??-x+y=0,
取n=(1,1,0),
→
BA2n210→
∴sinθ=|cos〈BA,n〉|=||==.
→5532|BA||n|
20.(文)(20142唐山市二模)在公差不为0的等差数列{an}中,a3+a10=15,且a2,a5,
a11成等比数列.
(1)求{an}的通项公式;
1111
(2)设bn=++?+,证明: ≤bn<1.
anan+1a2n-12[解析] (1)设等差数列{an}的公差为d.由已知得
??a1+2d+a1+9d=15,
?2
??a1+4d?=?a1+d??a1+10d?.?
注意到d≠0,解得a1=2,d=1. 所以an=n+1. (2)由(1)可知bn=
111111
++?+,bn+1=++?+, n+1n+22nn+2n+32n+2
11111
因为bn+1-bn=+-=->0,
2n+12n+2n+12n+12n+2所以数列{bn}单调递增.
bn≥b1=. 又bn=
111111n++?+≤++?+=<1, n+1n+22nn+1n+1n+1n+1
12
1
因此≤bn<1.
2
(理)已知各项均为正数的数列{an}满足an+1-an=an+anan+1,且a2+a4=2a3+4,其中n∈N.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)设数列{bn}满足bn=n(n∈N),若存在正整数m、n(1 ?2n+1?22 * 2 2 2 nan* bm,bn成等比数列,求m、n的值. [审题要点] (1)由条件式an+1-an=an+anan+1通过变形可得an与an+1的关系,结合a2 +a4=2a3+4可求得an的表达式(也可以用赋值法令n=2,3解决). 2 2 2 (2)由(1)可得an,求出bn,利用b1,bm,bn成等比数列列出关于n、m的方程组,由m∈N,求出m、n. [解析] (1)因为an+1-an=an+anan+1, 所以(an+1+an)(2an-an+1)=0, 又an>0,所以有2an-an+1=0,即2an=an+1, 所以数列{an}是公比为2的等比数列, 由a2+a4=2a3+4,得2a1+8a1=8a1+4,解得a1=2, 所以,数列{an}的通项公式为an=2(n∈N). (2)bn=, n= ?2n+1?222n+1 n* 2 2 2 * nannm21n若b1,bm,bn成等比数列,则()=(), 2m+132n+1 即3m+n(2m-4m-1)=0, 所以2m-4m-1<0, 解得1- *22 2 66 又m∈N,且m>1,所以m=2,此时n=12. [易错警示] 1.an>0的隐含条件容易忽视. 2.第(2)问利用b1,bm,bn成等比数列列出m、n的方程后不会利用m∈N的条件,找不到解题思路,因此特别提醒注意细节,注意隐含条件的发掘利用. 21.(文)(20142唐山市一模)已知f(x)=(1-x)e-1. (1)求函数f(x)的最大值; (2)设g(x)=x* f?x? ,x>-1,且x≠0,证明:g(x)<1. x[审题要点] (1)解题流程:求f ′(x)→求f(x)的单调区间→求f(x)的最大值. (2)x>0时,g(x)<1,即f(x) -1 [解析] (1)f′(x)=-xe. 当x∈(-∞,0)时,f′(x)>0,f(x)单调递增; 当x∈(0,+∞)时,f′(x)<0,f(x)单调递减. 所以f(x)的最大值为f(0)=0. (2)由(1)知,当x>0时,f(x)<0,g(x)<0<1. 当-1<x<0时,g(x)<1等价于f(x)>x. 设h(x)=f(x)-x,则h′(x)=-xe-1. xx 当x∈(-1,0)时,0<-x<1,0<e<1,则0<-xe<1, 从而当x∈(-1,0)时,h′(x)<0,h(x)在(-1,0)上单调递减. 当-1<x<0时,h(x)>h(0)=0,即g(x)<1. 综上,总有g(x)<1. [易错警示] 不考虑x的符号,盲目将g(x)<1化为f(x) (理)已知函数f(x)=(x+bx+b)1-2x(b∈R). (1)当b=4时,求f(x)的极值; 1 (2)若f(x)在区间(0,)上单调递增,求b的取值范围. 3 [审题要点] (1)已知b=4,求f(x)的极值解题流程为:求f ′(x)→解不等式 2 xxf ′(x)≥0,及f ′(x)≤0确定f(x)的单调区间→求f(x)的极值. 11 (2)f(x)在区间(0,)内单调递增,即f ′(x)≥0在(0,)内恒成立.故解题流程为: 3311 求f ′(x)→将f ′(x)≥0利用x∈(0,)恒成立化简→利用x∈(0,)时不等式恒成立, 33求b的取值范围. [解析] (1)当b=4时,f(x)=(x+2)-5x?x+2? , 1-2x由f ′(x)=0得x=-2或x=0. 当x∈(-∞,-2)时,f ′(x)<0,f(x)单调递减;当x∈(-2,0)时,f ′(x)>0,f(x)1 单调递增;当x∈(0,)时,f ′(x)<0,f(x)单调递减, 2 故f(x)在x=-2取极小值f(-2)=0,在x=0取极大值f(0)=4. -x[5x+?3b-2?]1-x(2)f ′(x)=,因为当x∈(0,)时,<0, 31-2x1-2x15 依题意当x∈(0,)时,有5x+(3b-2)≤0,从而+(3b-2)≤0. 331 所以b的取值范围为(-∞,]. 9 11 [易错警示] 本题易将f(x)在(0,)上单调递增,误为f(x)的单调增区间为(0,)致 33误. 22.(文)如图,已知点F为抛物线C1:y=4x的焦点,过点F任作两条互相垂直的直线 2 2 1 1-2x的定义域为(-∞,),f ′(x)= 2 l1、l2,分别交抛物线C1于A、C、B、D四点,E、G分别为AC、BD的中点.