V1?r2?2r33??设球半径为r,则V故答案为.. 422?r323点睛:空间几何体体积问题的常见类型及解题策略:①若给定的几何体是可直接用公式求解的柱体、锥体或台体,则可直接利用公式进行求解;②若所给定的几何体的体积不能直接利用公式得出,则常用转换法、分割法、补形法等方法进行求解.
三、解答题:共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算过程,第17~21题为必选题,每个试题考生都必须作答.第22、23题为选考题,考生根据要求作答. (一)必考题:共60分.
17.记Sn为等差数列{an}的前n项和,已知a1??7,S3??15. (1)求{an}的通项公式; (2)求Sn,并求Sn的最小值.
【答案】(2)Sn=n2–8n,最小值为–16. (1)an=2n–9,【解析】
分析:(1)根据等差数列前n项和公式,求出公差,再代入等差数列通项公式得结果,(2)根据等差数列前n项和公式得Sn的二次函数关系式,根据二次函数对称轴以及自变量为正整数求函数最值. 详解:(1)设{an}的公差为d,由题意得3a1+3d=–15. 由a1=–7得d=2.
所以{an}的通项公式为an=2n–9. (2)由(1)得Sn=n2–8n=(n–4)2–16. 所以当n=4时,Sn取得最小值,最小值为–16.
点睛:数列是特殊的函数,研究数列最值问题,可利用函数性质,但要注意其定义域为正整数集这一限制条件.
18. 为了比较两种治疗失眠症的药(分别成为A药,B药)的疗效,随机地选取20位患者服用A药,20位患者服用B药,这40位患者服用一段时间后,记录他们日平均增加的睡眠时间(单位:h)实验的观测结果如下:
服用A药的20位患者日平均增加的睡眠时间:
0.6 1.2 2.7 1.5 2.8 1.8 2.2 2.3 3.2 3.5 2.5 2.6 1.2 2.7 1.5 2.9 3.0 3.1 2.3 2.4
服用B药的20位患者日平均增加的睡眠时间:
3.2 1.7 1.9 0.8 0.9 2.4 1.2 2.6 1.3 1.4 1.6 0.5 1.8 0.6 2.1 1.1 2.5 1.2 2.7 0.5
(1)分别计算两组数据的平均数,从计算结果来看,哪种药的效果好? (2)完成茎叶图,从茎叶图来看,哪种药疗效更好?
【答案】(1)服用A药睡眠时间平均增加2.3;服用B药睡眠时间平均增加1.6;从计算结果来看,服用A药的效果更好; (2) A药 6 2 5 8 2 5 7 8 2 3 5 6 7 9 3 4 2 5 0 1
从茎叶图来看,A的数据大部分集中在第二、三段,B的数据大部分集中在第一、二段,故A药的药效好.
0. 1. 2. 3. B药 8 9 5 6 5 7 9 2 3 4 6 8 1 2 4 6 1 5 7 2
【解析】
(1)设A药观测数据的平均数为,B药观测数据的平均数为
.由观测结果可得:=×(0.6+1.2+1.2+
1.5+1.5+1.8+2.2+2.3+2.3+2.4+2.5+2.6+2.7+2.7+2.8+2.9+3.0+3.1+3.2+3.5)=2.3, =×(0.5+0.5+0.6+0.8+0.9+1.1+1.2+1.2+1.3+1.4+1.6+1.7+1.8 +1.9+2.1+2.4+2.5+2.6+2.7+3.2)=1.6. 由以上计算结果可得>
,因此可看出A药的疗效更好.
(2)由观测结果可绘制如下茎叶图:
从以上茎叶图可以看出,A药疗效的试验结果有的叶集中在茎2,3上,而B药疗效的试验结果有的
叶集中在茎0,1上,由此可看出A药的疗效更好. 考点:茎叶图、平均数.
四棱锥P?ABC中,PA?平面ABCD,AD∥BC,AB?AD?AC?3,PA=BC=4,M19.如图,
为线段AD上一点,AM?2MD,N为PC的中点. (I)证明MN∥平面PAB; (II)求四面体N?BCM的体积.
【答案】(Ⅰ)证明见解析;(Ⅱ)【解析】
45. 3
试题分析:(Ⅰ)取PB的中点T,然后结合条件中的数据证明四边形AMNT为平行四边形,从而得到
MNPAT,由此结合线面平行的判断定理可证;(Ⅱ)由条件可知四面体N-BCM的高,即点N到底面的
距离为棱PA的一半,由此可顺利求得结果. 试题解析:(Ⅰ)由已知得
.
又因为
,故平面
平行且等于,
平面
,四边形AMNT为平行四边形,于是
,所以
平面
.
.
,取
的中点T,连接
,由N为
中点知
,
(Ⅱ)因为所以N到平面取由
的中点
平面
,N为
.
的中点,
的距离为,连结
.由的距离为
得,故SVBCM?,.
得到
1?4?5?25. 2所以四面体
的体积VN?BCM?1PA45. ?SVBCM??323【考点】直线与平面间的平行与垂直关系、三棱锥的体积
【技巧点拨】(1)证明立体几何中的平行关系,常常是通过线线平行来实现,而线线平行常常利用三角形的中位线、平行四边形与梯形的平行关系来推证;(2)求三棱锥的体积关键是确定其高,而高的确定关键又找出顶点在底面上的射影位置,当然有时也采取割补法、体积转换法求解.
x2y23,F是椭圆E的右焦点,直线AF的斜20.已知点A(0,-2),椭圆E:2?2?1 (a>b>0)的离心率为ab2率为23,O为坐标原点. 3
(1)求E的方程;
(2)设过点A的动直线l与E相交于P,Q两点.当△OPQ的面积最大时,求l的方程.
x27【答案】(1)?y2?1 (2)y??x?2
42【解析】
试题分析:设出F,由直线AF的斜率为23求得c,结合离心率求得a,再由隐含条件求得b,即可求3椭圆方程;(2)点l?x轴时,不合题意;当直线l斜率存在时,设直线l:y?kx?2,联立直线方程和椭圆方程,由判别式大于零求得k的范围,再由弦长公式求得PQ,由点到直线的距离公式求得O到l的距离,代入三角形面积公式,化简后换元,利用基本不等式求得最值,进一步求出k值,则直线方程可求. 试题解析:(1)设F?c,0?,因为直线AF的斜率为23,A?0,?2? 3所以
223,c?3. ?c3又
c32?,b?a2?c2 a2解得a?2,b?1,
x2所以椭圆E的方程为?y2?1.
4(2)解:设P?x1,y1?,Q?x2,y2? 由题意可设直线l的方程为:y?kx?2,
x2?y2?1,22联立{4消去y得?1?4k?x?16kx?12?0,
y?kx?2,2当??164k?3?0,所以k??2?333,即k??或k?时 422x1?x2?16k12,xx?. 121?4k21?4k2所以PQ?1?k2?x1?x2?2?4x1x2