sinC=sin(C+60︒-60︒)
=sin(C+60︒)cos60︒-cos(C+60︒)sin60︒
=.
4
18.解:
(1)连结B1C,ME.
因为M,E分别为BB1,BC的中点,
1
所以ME∥B1C,且ME=
2
B1C.
1
又因为N为A1D的中点,所以ND=
2
A1D.
由题设知A1B1=PDC,可得B1C=PA1D,故ME=PND,因此四边形MNDE为平行四边形,MN∥ED.
又MN⊄平面EDC1,所以MN∥平面C1DE.
(2)由已知可得DE⊥DA.
以D为坐标原点,DA的方向为x轴正方向,建立如图所示的空间直角坐标系D−xyz,则
A(2,0,0),A1(2,0,4),M(1,3,2),N(1,0,2),A1A=(0,0,-4),A1M=(-1,3,-2),
A1N=(-1,0,-2),MN=(0,-3,0).
uuuur
⎧⎪m⋅
设m=(x,y,z)为平面A1MA的法向量,则⎨
A1M=0
uuur,
⎧⎪-x+
3y-2z=0
⎪⎩m⋅A1A=0
⎩
所以⎨⎪-4z=0.可取m=(3,1,0).
⎧⎪n⋅
uuuur
MN=0,
设n=(p,q,r)为平面A1MN的法向量,则⎨
uuuur
⎧⎪-
所以
3q=0,可取n=(2,0,-1).
⎪⎩n⋅A1N=0
⎩
⎨⎪-p-2r=0
m⋅n
于是cos〈m,n〉===,
|m‖n|5
所以二面角A-MA1-N的正弦值为.
5
19.解:
设直线l:
y=3x+t,A(x,y),B(x,y).
21122
(1)由题设得F⎛3,0⎫,故|AF|+|BF|=x+x
+
3,由题设可得x+x
=5.
ç4⎪
122
122
⎝⎭
⎧y=3x+t
12(t-1)
由⎪2,可得9x2+12(t-1)x+4t2=0,则x+x
=-.
⎨
⎪⎩y2
=3x
129
从而-12(t-1)=5,得t=-7.
928
所以l的方程为y=3x-7.
28
(2)由AP=3PB可得y1=-3y2.
⎧y=3x+t
由⎪2,可得y2-2y+2t=0.
⎪⎩y2=3x
所以y1+y2=2.从而-3y2+y2=2,故y2=-1,y1=3.
代入C的方程得x=3,x=1.
123
故|AB|=.
3
20.解:
(1)设g(x)=
f'(x),则g(x)=cosx-
1
1+x
,g'(x)=-sinx+
1.
(1+x)2
当x∈⎛-1,π⎫时,g'(x)单调递减,而g'(0)>0,g'(π)<0,可得g'(x)在⎛-1,π⎫有唯一零点,
ç2⎪2ç2⎪
⎝⎭⎝⎭
设为α.
则当x∈(-1,α)时,g'(x)>0;当x∈⎛α,π⎫时,g'(x)<0.
ç2⎪
⎝⎭
所以g(x)在(-1,α)单调递增,在⎛α,π⎫单调递减,故g(x)在⎛-1,π⎫存在唯一极大值点,
ç2⎪ç2⎪
⎝⎭⎝⎭
即f'(x)在⎛-1,π⎫存在唯一极大值点.
ç2⎪
⎝⎭
(2)f(x)的定义域为(-1,+∞).
(i)当x∈(-1,0]时,由
(1)知,f'(x)在(-1,0)单调递增,而f'(0)=0,所以当x∈(-1,0)
时,f'(x)<0,故f(x)在(-1,0)单调递减,又f(0)=0,从而x=0是f(x)在(-1,0]的唯一
零点.
(ii)当
x∈⎛0,π⎤时,由
(1)知,f'(x)在(0,α)单调递增,在⎛α,π⎫单调递减,而f'(0)=0
ç2⎥ç2⎪,
⎝⎦⎝⎭
f'⎛π⎫<0,所以存在β∈⎛α,π⎫,使得f'(β)=0,且当x∈(0,β)时,f'(x)>0;当x∈⎛β,π⎫
ç2⎪
ç2⎪
ç2⎪
⎝⎭⎝⎭⎝⎭
时,f'(x)<0.故f(x)在(0,β)单调递增,在⎛β,π⎫单调递减.
ç2⎪
⎝⎭
又f(0)=0,f⎛π⎫=1-ln⎛1+π⎫>0,所以当x∈⎛0,π⎤时,f(x)>0.从而,f(x)
在⎛0,π⎤
ç2⎪ç2⎪
ç2⎥
ç2⎥
没有零点.
⎝⎭⎝⎭⎝⎦⎝⎦
(iii)当x∈⎛π,π⎤时,f'(x)<0,所以f(x)在⎛π,π⎫单调递减.而f⎛π⎫>0,f(π)<0,
ç2⎥
ç2⎪
ç2⎪
⎝⎦
所以f(x)在⎛π,π⎤有唯一零点.
⎝⎭⎝⎭
ç2⎥
⎝⎦
(iv)当x∈(π,+∞)时,ln(x+1)>1,所以f(x)<0,从而f(x)在(π,+∞)没有零点.综上,f(x)有且仅有2个零点.
21.解:
X的所有可能取值为-1,0,1.
P(X=-1)=(1-α)β,
P(X=0)=αβ+(1-α)(1-β)
P(X=1)=α(1-β),
所以X的分布列为
(2)(i)由
(1)得a=0.4,
b=0.5,
c=0.1.
因此pi=0.4pi-1+0.5pi+0.1pi+1,故0.1(pi+1-pi)=0.4(pi-pi-1),即
pi+1-pi=4(pi-pi-1).
又因为p1-p0=p1≠0,所以{pi+1-pi}(i=0,1,2,L
7)为公比为4,首项为p1的等比数列.
(ii)由(i)可得
48-1
p8=p8-p7+p7-p6+L
+p1-p0+p0
=(p8-p7)+(p7-p6)+L
+(p1-p0)=
3p1.
由于p=1,故p=
3
,所以
8148-1
44-11
p4=(p4-p3)+(p3-p2)+(p2-p1)+(p1-p0)=p1=.
3257
p4表示最终认为甲药更有效的概率,由计算结果可以看出,在甲药治愈率为0.5,乙药治
愈率为0.8时,认为甲药更有效的概率为p4=
1
257
≈0.0039,此时得出错误结论的概率非
常小,说明这种试验方案合理.
1-t2⎛y⎫2
⎛1-t2⎫2
4t2
22.解:
(1)因为-1<≤1,且x2+ç⎪
=ç⎪
+
=1,所以C的直角坐标方程为
2y2
1+t2
⎝2⎭⎝1+t2⎭
(1+t2)2
x+=1(x≠-1).
4
l的直角坐标方程为2x+3y+11=0.
⎧x=cosα,
⎩
(2)由
(1)可设C的参数方程为⎨y=2sinα(α为参数,-π<α<π).
4cos⎛α-π⎫+11
ç3⎪
C上的点到l的距离为
=⎝⎭.
当α=-+11取得最小值7,故C上的点到l距离的最小值为.
23.解:
(1)因为a2+b2≥2ab,b2+c2≥2bc,c2+a2≥2ac,又abc=1,故有
a2+b2+c2≥ab+bc+ca=ab+bc+ca=1+1+1.
abcabc
所以1+1+1≤a2+b2+c2.
abc
(2)因为a,b,c为正数且abc=1,故有
(a+b)3+(b+c)3+(c+a)3≥33(a+b)3(b+c)3(a+c)3
=3(a+b)(b+c)(a+c)
≥3⨯(2
ab)⨯(2
bc)⨯(2
ac)
=24.
所以(a+b)3+(b+c)3+(c+a)3≥24.