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大题保分练(二)数列、三角函数、立体几何、概率与统计、选考2选1
1.在数列{an}中,已知各项都为正数的数列{an}满足5an+2+4an+1-an=0.
(1)证明数列{an+an+1}为等比数列;
(2)若a1=eq\f(1,5),a2=eq\f(1,25),求{an}的通项公式.
[解](1)证明:各项都为正数的数列{an}满足5an+2+4an+1-an=0,得an+1+an+2=eq\f(1,5)(an+1+an),
所以数列{an+an+1}是公比为eq\f(1,5)的等比数列.
(2)因为a1=eq\f(1,5),a2=eq\f(1,25),所以a1+a2=eq\f(6,25),
由(1)知数列{an+an+1}是首项为eq\f(6,25),公比为eq\f(1,5)的等比数列,所以an+an+1=eq\f(6,25)×eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,5)))eq\s\up12(n-1),
于是an+1-eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,5)))eq\s\up12(n+1)=-eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(an-\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,5)))eq\s\up12(n))),a1-eq\f(1,5)=0,
所以an-eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,5)))eq\s\up12(n)=0,即an=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,5)))eq\s\up12(n).
2.已知向量a=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(sin\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,2)-x)),\r(3)sin\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3π,2)-x)))),b=(sinx,cosx),f(x)=a·b.
(1)求f(x)的最大值及f(x)取得最大值时x的取值集合M;
(2)在△ABC中,a、b、c分别是角A、B、C的对边,若eq\f(C,2)+eq\f(π,4)∈M且c=1,求△ABC面积的最大值.
[解](1)a=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(sin\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,2)-x)),\r(3)sin\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3π,2)-x))))=(cosx,-eq\r(3)cosx),b=(sinx,cosx),f(x)=a·b=sinxcosx-eq\r(3)cos2x=eq\f(1,2)sin2x-eq\f(\r(3),2)cos2x-eq\f(\r(3),2)=sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x-\f(π,3)))-eq\f(\r(3),2),∴f(x)的最大值为1-eq\f(\r(3),2),
此时2x-eq\f(π,3)=2kπ+eq\f(π,2),
即x=kπ+eq\f(5π,12),k∈Z,
∴M=eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(x\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(x=kπ+\f(5π,12),k∈Z)))).
(2)∵eq\f(C,2)+eq\f(π,4)∈M,
∴eq\f(C,2)+eq\f(π,4)=kπ+eq\f(5π,12),C=2kπ+eq\f(π,3),k∈Z,
∵C∈(0,π),∴C=eq\f(π,3),
c2=1=a2+b2-2abcosC=a2+b2-ab≥ab,∴ab≤1,
∴S△ABC=eq\f(1,2)absinC=eq\f(\r(3),4)ab≤eq\f(\r(3),4),
所以△ABC面积的最大值eq\f(\r(3),4).
3.如图,四边形ABCD是边长为1的正方形,MD⊥平面ABCD,NB⊥平面ABCD,MD=NB=1.证明:
(1)NC∥平面ADM;
(2)DN⊥平面ACM.
[证明](1)∵ABCD是正方形,BC∥AD,∴BC∥平面AMD,
又MD⊥平面ABCD,NB⊥平面ABCD,∴MD∥NB,
∴NB∥平面AMD,
所以平面BNC∥平面AMD,故NC∥平面ADM.
(2)设AC∩BD=O,MO∩DN=H.
由(1),得MD∥NB,由已知,得MD=NB=1,所以四边形MNBD为平行四边形,
因为MD⊥平面ABCD,BD?平面ABCD,所以MD⊥BD,
所以平行四边形MNBD为矩形,且MN=
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