湖北省普通高中联考高二数学上学期期末试卷 文(含解析)
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湖北省普通高中联考2014-2015学年高二上学期期末数学试卷(文
科)
一、选择题(本大题共10个小题,每小题5分,共50分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.(5分)由直线与圆相切时,圆心到切点连线与直线垂直,想到平面与球相切时,球心与切点连线与平面垂直,用的是()
A.归纳推理B.演绎推理C.类比推理D.其它推理
2.(5分)已知a是实数,是实数,则z=(2+i)(a﹣i)的共轭复数是()
A.﹣3﹣i B.3+i C.1﹣3i D.﹣1+3i
3.(5分)如图是某人按打中国联通客服热线10010,准备借助人工台咨询本手机的收费情况,他参照以下流程,拨完10010后,需按的键应该是()
A.1 B.7 C.8 D.0
4.(5分)要从编号为01~50的50枚最新研制的某型号导弹中随机抽出5枚来进行发射试验,用每部分选取的号码间隔一样的系统抽样方法确定,在选取的5枚导弹的编号可能是()A.05,10,15,20,25 B.03,13,23,33,43
C.01,02,03,04,05 D.02,04,08,16,32
5.(5分)下面的程序运行的功能是()
A.求1+++…+的值B.求1+++…+的值
C.求1+1+++…+的值D.求1+1+++…+的值
6.(5分)甲、乙两人在一次射击比赛中各射靶5次.两人成绩的统计表如甲表、乙表所示,则:()
甲表:
环数 4 5 6 7 8
频数 1 1 1 1 1
乙表:
环数 5 6 9
频数 3 1 1
A.甲成绩的平均数小于乙成绩的平均数
B.甲成绩的中位数小于乙成绩的中位数
C.甲成绩的方差小于乙成绩的方差
D.甲成绩的极差小于乙成绩的极差
7.(5分)记曲线y=与x轴所围成的区域为D,若直线y=ax﹣a把D的面积分为1:2的两部分,则a的值为()
A.±B.C.±D.
8.(5分)在区间[3,5]上任取一个数m,则“函数f(x)=x2﹣4x﹣m+4(﹣1≤x<4)有两个零点”的概率是()
A.B.C.D.
9.(5分)执行如图程序框图.若输入n=20,则输出的S值是()
A.B.C.D.
10.(5分)已知圆C:(x﹣3)2+(y﹣4)2=1和两点A(1﹣m,0),B(1+m,0),m>0,若圆C上存在点P,使得∠APB=90°,则m的最大值为()
A.7 B.6 C.5 D.4
二、填空题:本大题共7小题,每小题5分,共25分,把答案填在答题卷的横线上.. 11.(5分)某地区有600家商店,其中大型商店有60家,中型商店有150家.为了掌握各商店的营业情况.要从中抽取一个容量为40的样本.若采用分层抽样的方法,抽取的中型商店数是.
12.(5分)若复数z=,则|z|=.
13.(5分)下列是某厂1~4月份用水量(单位:百吨)的一组数据,由其散点图可知,用
水量y与月份x之间有较好的线性相关关系,其线性回归方程是=﹣0.7x+,则=.
月份x 1 2 3 4
用水量y 4.5 4 3 2.5
14.(5分)执行如图所示的程序框图,则输出的S的值为
15.(5分)△ABC中,A(1,1),B(5,﹣5),C(0,﹣1).则AB边上的中线所在直线与AC边上的高所在直线的交点坐标为.
16.(5分)从集合A={1,2,4,5,10}中任取两个不同的元素a,b,则
(1)lga+lgb=1的概率为
(2)b>2a的概率为.
17.(5分)已知a n=()n,把数列{a n}的各项排列如图的三角形状,记A(m,n)表示第m
行的第n个数,则
(1)A(4,5)=
(2)A(m,n)=.
三、解答题:本大题共5小题,满分65分,解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤18.(12分)在学校开展的综合实践活动中,某班进行了小制作评比,作品上交时间为5月1日至30日,评委会把同学们上交作品的件数按5天一组分组统计,绘制了频率分布直方图(如图),已知从左到右各长方形的高的比为2:3:4:6:4:1,第三组的频数为12,请解答下列问题:
(1)本次活动共有多少件作品参加评比?
(2)哪组上交的作品数量最多?共有多少件?
(3)经过评比,第四组和第六组分别有10件、2件作品获奖,问这两组哪组获奖率高?
19.(12分)已知圆C的圆心在直线y=x﹣1上,且A(2,0),B(,)在圆C上.
(1)求圆C的方程;
(2)若圆M:x2+(y﹣2)2=r2(r>0)与圆C相切.求直线y=x截圆M所得弦长.
20.(13分)设x2+2ax+b2=0是关于x的一元二次方程.
(1)若a是从0,1,2,3四个数个中任取的一个数,b是从0,1,2三个数中任取的一个数,求方程有实根的概率;
(2)若a是从区间[0,3]上任取一个数,b是从区间[0,2]上任取一个数,求方程有实根的概率.
21.(14分)先阅读下列不等式的证法,再解决后面的问题:
已知a1,a2∈R,a1+a2=1,求证:a12+a22≥;
证明:构造函数f(x)=(x﹣a1)2+(x﹣a2)2,f(x)=2x2﹣2(a1+a2)x+a12+a22=2x2﹣2x+a12+a22,因为对一切x∈R,恒有f(x)≥0,所以△=4﹣8(a12+a22)≤0,从而a12+a22≥.
(1)已知a1,a2,…,a n∈R,a1+a2+…+a n=1,请写出上述结论的推广式;
(2)参考上述证法,对你的推广的结论进行证明;
(3)若++=1,求x+y+z的最大值.
22.(14分)如图,在平面直角坐标系xOy中,已知圆C1:(x+1)2+y2=1,圆C2:(x﹣3)2+(y﹣4)2=1
(1)若过点(﹣2,0)的直线l与圆C1交于A,B两点,且•=,求直线l的方程;
(2)设动圆C同时平分圆C1的周长,圆C2的周长,
①证明动圆圆心C在一条直线上运动;
②动圆C是否过定点?若经过,求出定点的坐标;若不经过,请说明理由.
湖北省普通高中联考2014-2015学年高二上学期期末数学试卷(文科)
参考答案与试题解析
一、选择题(本大题共10个小题,每小题5分,共50分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.(5分)由直线与圆相切时,圆心到切点连线与直线垂直,想到平面与球相切时,球心与切点连线与平面垂直,用的是()
A.归纳推理B.演绎推理C.类比推理D.其它推理
考点:类比推理.
专题:常规题型.
分析:从直线想到平面,从圆想到球,即从平面类比到空间.
解答:解:从直线类比到平面,从圆类比到球,即从平面类比到空间.用的是类比推理.故选C
点评:本题主要考查学生的知识量和对知识的迁移类比的能力.
2.(5分)已知a是实数,是实数,则z=(2+i)(a﹣i)的共轭复数是()
A.﹣3﹣i B.3+i C.1﹣3i D.﹣1+3i
考点:复数代数形式的乘除运算.
专题:数系的扩充和复数.
分析:利用复数的运算法则、虚数为实数的充要条件、共轭复数的定义即可得出.
解答:解:∵a是实数,==是实数,则1+a=0,
解得a=﹣1.
∴z=(2+i)(a﹣i)=﹣(2+i)(1+i)=﹣(1+3i)=﹣1﹣3i的共轭复数是﹣1+3i.
故选:D.
点评:本题考查了复数的运算法则、虚数为实数的充要条件、共轭复数的定义,属于基础题.
3.(5分)如图是某人按打中国联通客服热线10010,准备借助人工台咨询本手机的收费情况,他参照以下流程,拨完10010后,需按的键应该是()
A.1 B.7 C.8 D.0
考点:流程图的作用.
专题:综合题;概率与统计.
分析:根据流程图,因为准备借助人工台咨询本手机的收费情况,所以按0.
解答:解:根据流程图,因为准备借助人工台咨询本手机的收费情况,所以按0.
故选:D.
点评:本题考查流程图的作用,正确读图是关键.
4.(5分)要从编号为01~50的50枚最新研制的某型号导弹中随机抽出5枚来进行发射试验,用每部分选取的号码间隔一样的系统抽样方法确定,在选取的5枚导弹的编号可能是()A.05,10,15,20,25 B.03,13,23,33,43
C.01,02,03,04,05 D.02,04,08,16,32
考点:系统抽样方法.
专题:概率与统计.
分析:根据系统抽样的定义,则抽样间隔相同即可得到结论.
解答:解:若采用系统抽样,则抽样间隔为50÷5=10,
故只有B满足条件,
故选:B
点评:本题主要考查系统抽样的应用,比较基础.
5.(5分)下面的程序运行的功能是()
A.求1+++…+的值B.求1+++…+的值
C.求1+1+++…+的值D.求1+1+++…+的值
考点:程序框图.
专题:算法和程序框图.
分析:模拟执行程序语句可知程序的功能是计算并输出S的值,i≤2014,
S=1+1+….
解答:解:模拟执行程序语句可得:i=1,S=1,控制循环的条件为i≤2014,
按照算法最后得到的结果应该为计算并输出S的值.
S=1+1+….
故选:D.
点评:本题主要考察了程序框图和算法,正确分析循环语句的功能是解题的关键,属于基础题.
6.(5分)甲、乙两人在一次射击比赛中各射靶5次.两人成绩的统计表如甲表、乙表所示,则:()
甲表:
环数 4 5 6 7 8
频数 1 1 1 1 1
乙表:
环数 5 6 9
频数 3 1 1
A.甲成绩的平均数小于乙成绩的平均数
B.甲成绩的中位数小于乙成绩的中位数
C.甲成绩的方差小于乙成绩的方差
D.甲成绩的极差小于乙成绩的极差
考点:极差、方差与标准差;众数、中位数、平均数.
专题:概率与统计.
分析:根据表中数据,求出甲、乙的平均数,中位数,方差与极差,即可得出结论.
解答:解:根据表中数据,得;
甲的平均数是==6,
乙的平均数是==6;
甲的中位数是6,乙的中位数是5;
甲的方差是=[(﹣2)2+(﹣1)2+02+12+22]=2,
乙的方差是=[3×(﹣1)2+02+32]=2.4;
甲的极差是8﹣4=4,乙的极差是9﹣5=4;
由以上数据分析,符合题意的选项是C.
故选:C.
点评:本题考查了平均数、中位数、方差与极差的计算问题,是基础题目.
7.(5分)记曲线y=与x轴所围成的区域为D,若直线y=ax﹣a把D的面积分为1:2的两部分,则a的值为()
A.±B.C.±D.
考点:直线与圆的位置关系.
专题:直线与圆.
分析:求出曲线的方程,利用直线过圆心确定直线的倾斜角即可得到结论.
解答:解:由y=得(x﹣1)2+y2=1,(y≥0),
则区域D表示(1,0)为圆心,1为半径的上半圆,
而y=ax﹣a=a(x﹣1),过定点(1,0),即过圆心,
若直线y=ax﹣a把D的面积分为1:2的两部分,则直线的倾斜角为60°或120°,
∴当a=tan60°或a=tan120°,
即a=±时,直线y=ax﹣a把D的面积分为1:2的两部分,
故选:A.
点评:本题主要考查直线和圆的位置关系的应用,根据直线过圆心的性质是解决本题的关键.
8.(5分)在区间[3,5]上任取一个数m,则“函数f(x)=x2﹣4x﹣m+4(﹣1≤x<4)有两个零点”的概率是()
A.B.C.D.
考点:几何概型.
专题:计算题;概率与统计.
分析:设g(x)=(x﹣2)2(﹣1≤x<4),函数f(x)=x2﹣4x﹣m+4(﹣1≤x<4)有两个零点,可得y=g(x)的图象与直线y=m有两个交点,求出m的范围,即可得出概率.
解答:解:f(x)=x2﹣4x﹣m+4=(x﹣2)2﹣m,设g(x)=(x﹣2)2(﹣1≤x<4),
∵函数f(x)=x2﹣4x﹣m+4(﹣1≤x<4)有两个零点,
∴y=g(x)的图象与直线y=m有两个交点,
∴m∈(0,4),
∴在区间[3,5]上任取一个数m,“函数f(x)=x2﹣4x﹣m+4(﹣1≤x<4)有两个零点”的概率是=.
故选:B.
点评:本题是一个几何概型,对于这样的问题,一般要通过把试验发生包含的事件同集合结合起来,根据集合对应的图形得到结果.
9.(5分)执行如图程序框图.若输入n=20,则输出的S值是()
A.B.C.D.
考点:循环结构.
专题:点列、递归数列与数学归纳法;算法和程序框图.
分析:模拟执行程序框图,可知该算法的功能是计算并输出数列{}的求10项和,由裂项法即可求值.
解答:解:模拟执行程序框图,可知该算法的功能是计算并输出数列{}的求10项和.
S=+++…+
=+++…+
=(1﹣+…﹣)
=.
故选:A.
点评:本题主要考察了循环结构和裂项法求数列的前n项和,属于基础题.
10.(5分)已知圆C:(x﹣3)2+(y﹣4)2=1和两点A(1﹣m,0),B(1+m,0),m>0,若圆C上存在点P,使得∠APB=90°,则m的最大值为()
A.7 B.6 C.5 D.4
考点:直线和圆的方程的应用.
专题:计算题;直线与圆.
分析:根据圆心C到O(0,0)的距离为5,可得圆C上的点到点O的距离的最大值为6.再由∠APB=90°,可得PO=AB=m,可得m≤6,从而得到答案
解答:解:圆C:(x﹣3)2+(y﹣4)2=1的圆心C(3,4),半径为1,
∵圆心C到O(0,0)的距离为5,
∴圆C上的点到点O的距离的最大值为6.
再由∠APB=90°,以AB为直径的圆和圆C有交点,可得PO=AB=m,故有m≤6,
故选:B.
点评:本题主要直线和圆的位置关系,求得圆C上的点到点O的距离的最大值为6,是解题的关键,属于中档题.
二、填空题:本大题共7小题,每小题5分,共25分,把答案填在答题卷的横线上.. 11.(5分)某地区有600家商店,其中大型商店有60家,中型商店有150家.为了掌握各商店的营业情况.要从中抽取一个容量为40的样本.若采用分层抽样的方法,抽取的中型商店数是10.
考点:分层抽样方法.
专题:概率与统计.
分析:根据分层抽样的定义建立比例关系即可.
解答:解:设抽取的中型商店数为x,
则,解得x=10,
故答案为:10
点评:本题主要考查分层抽样的应用,根据条件建立比例关系是解决本题的关键.12.(5分)若复数z=,则|z|=.
考点:复数求模.
专题:计算题.
分析:先将复数z进行化简,再求出z的模即可.
解答:解:z===﹣1+2i,
∴|z|==,
故答案为:.
点评:本题考查了化简复数问题,考查了求复数的模,是一道基础题.
13.(5分)下列是某厂1~4月份用水量(单位:百吨)的一组数据,由其散点图可知,用水量y与月份x之间有较好的线性相关关系,其线性回归方程是=﹣0.7x+,则=5.25.
月份x 1 2 3 4
用水量y 4.5 4 3 2.5
考点:线性回归方程.
专题:计算题;应用题.
分析:根据所给的数据,做出x,y的平均数,即得到样本中心点,根据所给的线性回归方程,把样本中心点代入,只有a一个变量,解方程得到结果.
解答:解:∵
=3.5
∴=﹣=3.5+0.7×2.5=5.25.
故答案为:5.25
点评:本题考查线性回归方程,考查样本中心点的性质,考查线性回归方程系数的求法,是一个基础题,本题运算量不大,是这一部分的简单题目.
14.(5分)执行如图所示的程序框图,则输出的S的值为﹣3
考点:程序框图.
专题:算法和程序框图.
分析:模拟执行程序框图,依次写出每次循环得到的i,s的值,当i=2016时,不满足条件i<2015,退出循环,输出S的值为﹣3.
解答:解:模拟执行程序框图,可得
i=0,S=2
满足条件i<2015,i=2,S=
满足条件i<2015,i=4,S=﹣
满足条件i<2015,i=6,S=﹣3
满足条件i<2015,i=8,S=2
满足条件i<2015,i=10,S=
…
观察规律可知S的取值以4为周期,由2014=503*4+2
满足条件i<2015,i=2014,S=﹣
满足条件i<2015,i=2016,S=﹣3
不满足条件i<2015,退出循环,输出S的值为﹣3.
故答案为:﹣3.
点评:本题主要考察了程序框图和算法,正确写出每次循环得到的i,s的值是解题的关键,属于基础题.
15.(5分)△ABC中,A(1,1),B(5,﹣5),C(0,﹣1).则AB边上的中线所在直线与AC边上的高所在直线的交点坐标为(﹣9,2).
考点:直线的一般式方程与直线的垂直关系.
专题:直线与圆.
分析:利用中点坐标公式可得:线段AB的中点为(3,﹣2),再利用点斜式可得AB边上的中线所在直线方程为y+1=.利用斜率计算公式可得k AC==2,即可得出AC边上的高所在直线的方程为,联立解出即可.
解答:解:线段AB的中点为(3,﹣2),∴AB边上的中线所在直线方程为
y+1=,化为x+3y+3=0.
∵k AC==2,∴A C边上的高所在直线的方程为,化为x+2y+5=0.联立,解得.
∴AB边上的中线所在直线与AC边上的高所在直线的交点坐标为(﹣9,2).
故答案为:(﹣9,2).
点评:本题考查了中点坐标公式、相互垂直的直线斜率之间的关系、点斜式、直线的交点,考查了计算能力,属于基础题.
16.(5分)从集合A={1,2,4,5,10}中任取两个不同的元素a,b,则
(1)lga+lgb=1的概率为
(2)b>2a的概率为.
考点:列举法计算基本事件数及事件发生的概率;对数的运算性质.
专题:概率与统计.
分析:所有的取法共有20种方法,用列举法求得其中,分别求出满足条件的取法,由此求得所求事件的概率.
解答:解:从集合A={1,2,4,5,10}中任取两个不同的元素a,b,所有的基本事件为(1,2),(1,4),(1,5),(1,10),
(2,1),(2.4),(2,5),(2,10),
(4,1),(4,2),(4,5),(4,10),
(5,1),(5,2),(5,4),(5,10),
(10,1),(10,2),(10,4),(10,5),
共20种,
(1)∵lga+lgb=1,
∴ab=10,
∴满足lga+lgb=1的有(1,10),(10,1),(2,5),(5,2)共4种,
∴lga+lgb=1的概率为=
(2)b>2a的基本事件有(1,4),(1,5),(1,10),(2,5),(2,10),(4,10),共6种,
∴b>2a的概率为=
故答案为:,
点评:本题考查古典概型及其概率计算公式的应用,属于基础题.
17.(5分)已知a n=()n,把数列{a n}的各项排列如图的三角形状,记A(m,n)表示第m 行的第n个数,则
(1)A(4,5)=()14
(2)A(m,n)=.
考点:归纳推理.
专题:综合题;推理和证明.
分析:通过观察给出图形的特点,得到图形中的每一行所占数列{a n}的项的个数构成以1为首项,以2为公差的等差数列,然后运用等差数列前n项和公式,则问题得到解决.
解答:解:由三角形状图可知,图中的第一行、第二行、第三行、…分别占了数列{a n}的1项、3项、5项、…,
每一行的项数构成了以1为首项,以2为公差的等差数列,
设A(m,n)是数列{a n}的第k项,则
(1)A(4,5)是数列{a n}的第1+3+5+5=14项,所以A(4,5)=()14,
(2)A(m,n)是数列{a n}的第1+3+5+…+(2m﹣3)+n=(m﹣1)2+n项,故A(m,n)
=.
故答案为:()14,
点评:本题考查了等差数列的定义及通项公式,考查了学生的读图能力,考查了数学转化思想方法,解答此题的关键是求解A(m,n)是数列{a n}的第1+3+5+…+(2m﹣3)+n=(m ﹣1)2+n项,此题是中档题.
三、解答题:本大题共5小题,满分65分,解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤
18.(12分)在学校开展的综合实践活动中,某班进行了小制作评比,作品上交时间为5月1日至30日,评委会把同学们上交作品的件数按5天一组分组统计,绘制了频率分布直方图(如图),已知从左到右各长方形的高的比为2:3:4:6:4:1,第三组的频数为12,请解答下列问题:
(1)本次活动共有多少件作品参加评比?
(2)哪组上交的作品数量最多?共有多少件?
(3)经过评比,第四组和第六组分别有10件、2件作品获奖,问这两组哪组获奖率高?
考点:频率分布直方图.
专题:计算题.
分析:(1)利用高之比等于频率之比,根据第三组的频率建立等量关系,求出样本容量即可.
(2)矩形高最高的就是上交作品数最多的,根据第四组的频率建立等量关系,即可求得频数.
(3)先求出第四组和第六组的作品数,再根据第四组和第六组的作品获奖数求出获奖概率,比较大小即可.
解答:解:(1)因为
所以本次活动共有60件作品参加评比.(4分)
(2)因为
所以第四组上交的作品数量最多,共有18件.(8分)
(3)因为
所以,所以第六组获奖率高.
点评:本题考查频数,频率及频率分布直方图,考查运用统计知识解决简单实际问题的能力,数据处理能力和运用意识.在频率分布表中,频数的和等于样本容量,频率的和等于1,每一小组的频率等于这一组的频数除以样本容量.频率分布直方图中,小矩形的高等于每一组的频率/组距,它们与频数成正比,小矩形的面积等于这一组的频率.对于开放性问题的回答,要选择适当的数据特征进行考查,根据数据特征分析得出实际问题的结论.
19.(12分)已知圆C的圆心在直线y=x﹣1上,且A(2,0),B(,)在圆C上.
(1)求圆C的方程;
(2)若圆M:x2+(y﹣2)2=r2(r>0)与圆C相切.求直线y=x截圆M所得弦长.
考点:直线与圆的位置关系.
专题:直线与圆.
分析:(1)设出圆的一般方程,利用待定系数法即可求圆C的方程;
(2)根据圆与圆相切的条件,结合直线和圆心相交的弦长公式即可得到结论.
解答:解:(1)设圆的一般方程为x2+y2+Dx+Ey+F=0,
∵圆心在直线y=x﹣1上,且A(2,0),B(,)在圆C上,
∴,解得,
即圆C的方程为x2+y2﹣2x=0;
(2)∵圆M:x2+(y﹣2)2=r2(r>0)与圆C相切.
∴圆心M坐标为(0,2),
圆C的标准方程为(x﹣1)2+y2=1,
圆心C坐标为(1,0),半径R=1,
当两圆外切时,|CM|=3=1+r,解得r=2,
当两圆内切时,|CM|=3=r﹣1,解得r=4,
∵M当直线y=x的距离d=,
∴当r=2时,直线y=x截圆M所得弦长l=,
∴当r=4时,直线y=x截圆M所得弦长l=.
点评:本题主要考查圆的方程的求解,以及直线弦长公式的应用,利用两圆相切的等价条件求出圆的半径是解决本题的关键.
20.(13分)设x2+2ax+b2=0是关于x的一元二次方程.
(1)若a是从0,1,2,3四个数个中任取的一个数,b是从0,1,2三个数中任取的一个数,求方程有实根的概率;
(2)若a是从区间[0,3]上任取一个数,b是从区间[0,2]上任取一个数,求方程有实根的概率.
考点:几何概型;列举法计算基本事件数及事件发生的概率.
专题:计算题.
分析:由题意可得方程有实根的充要条件为:△=(2a)2﹣4b2≥0,即a2≥b2.
(1)基本事件共有12个,其中(0,0),(1,0),(1,1),(2,0),(2,1),(2,2),(3,0),(3,1),(3,2),代入几何概率的求解公式可求
(2 )试验的全部结果构成的区域为{(a,b)|0≤a≤3,0≤b≤2},满足题意的区域为:{(a,b)|0≤a≤3,0≤b≤2,a≥b},分别求解区域的面积,可求
解答:解:方程有实根的充要条件为:△=(2a)2﹣4b2≥0,即a2≥b2.
(1)基本事件共有12个,其中(0,0),(1,0),(1,1),(2,0),(2,1),(2,2),(3,0),(3,1),(3,2)满足条件,则.
(2 )试验的全部结果构成的区域为{(a,b)|0≤a≤3,0≤b≤2},
满足题意的区域为:{(a,b)|0≤a≤3,0≤b≤2,a≥b},
所以,所求概率为.…(12分)
点评:本题主要考查了古典概率的求解及与面积有关的几何概率的求解,属于基本方法的简单应用
21.(14分)先阅读下列不等式的证法,再解决后面的问题:
已知a1,a2∈R,a1+a2=1,求证:a12+a22≥;
证明:构造函数f(x)=(x﹣a1)2+(x﹣a2)2,f(x)=2x2﹣2(a1+a2)x+a12+a22=2x2﹣2x+a12+a22,因为对一切x∈R,恒有f(x)≥0,所以△=4﹣8(a12+a22)≤0,从而a12+a22≥.
(1)已知a1,a2,…,a n∈R,a1+a2+…+a n=1,请写出上述结论的推广式;
(2)参考上述证法,对你的推广的结论进行证明;
(3)若++=1,求x+y+z的最大值.
考点:归纳推理;不等式的证明.
专题:综合题;推理和证明.
分析:(1)由已知中已知a1,a2∈R,a1+a2=1,求证a12+a22≥及整个式子的证明过程,我们根据归纳推理可以得到一个一般性的公式,若a1,a2,…,a n∈R,a1+a2+…+a n=1,则
a12+a22+…+a n2≥;
(2)观察已知中的证明过程,我们可以类比对此公式进行证明;
(3)由(2)知,a1+a2+a3=1,a12+a22+a32≥,令a1=+=,a2=,a3=,则
1﹣x+2﹣y+3﹣z≥,即可求出x+y+z的最大值.
解答:解:(1)若a1,a2,…,a n∈R,a1+a2+…+a n=1,
求证:a12+a22+…+a n2≥
(2)证明:构造函数
f(x)=(x﹣a1)2+(x﹣a2)2+…+(x﹣a n)2
=nx2﹣2(a1+a2+…+a n)x+a12+a22+…+a n2
=nx2﹣2x+a12+a22+…+a n2
因为对一切x∈R,都有f(x)≥0,所以△=4﹣4n(a12+a22+…+a n2)≤0
从而证得:a12+a22+…+a n2≥;
(3)由(2)知,a1+a2+a3=1,a12+a22+a32≥,
令a 1=,a2=,a3=,则1﹣x+2﹣y+3﹣z≥,
∴x+y+z≤,
当且仅当x=,y=,z=时,x+y+z的最大值为.
点评:归纳推理的一般步骤是:(1)通过观察个别情况发现某些相同性质;(2)从已知的相同性质中推出一个明确表达的一般性命题(猜想).(3)对归纳得到的一般性结论进行证明.
22.(14分)如图,在平面直角坐标系xOy中,已知圆C1:(x+1)2+y2=1,圆C2:(x﹣3)2+(y﹣4)2=1
(1)若过点(﹣2,0)的直线l与圆C1交于A,B两点,且•=,求直线l的方程;
(2)设动圆C同时平分圆C1的周长,圆C2的周长,
①证明动圆圆心C在一条直线上运动;
②动圆C是否过定点?若经过,求出定点的坐标;若不经过,请说明理由.
考点:直线和圆的方程的应用;平面向量数量积的运算.
专题:综合题;平面向量及应用;直线与圆.
分析:(1)设出直线l的方程,代入圆C1的方程,得出A、B两点的坐标关系,计算•
的值,从而求出l的方程;
(2)①设出圆心C的坐标,由题意得CC1=CC2,列出方程,得出动圆圆心C的轨迹方程;
②动圆C过定点,设出C(m,3﹣m),写出动圆C的方程,与直线C1C2的方程组成方程组,求出定点的坐标.
解答:解:(1)设直线l的方程为y=k(x+2),代入(x+1)2+y2=1,得
(1+k2)x2+(4k2+2)x+4k2=0;
设A(x1,y1),B(x2,y2),
则x1x2=;
∵点(﹣2,0)在C1上,不妨设A(﹣2,0),
则•=x1x2+y1y2=x1x2==;
解得k2=2
k=±;
∴l的方程为y=±(x+2);
(2)①设圆心C(x,y),由题意,得CC1=CC2;
即=;
化简得x+y﹣3=0;
即动圆圆心C在定直线x+y﹣3=0上运动;
②圆C过定点,设C(m,3﹣m),则动圆C的半径为
=,
∴动圆C的方程为(x﹣m)2+(y﹣3+m)2=1+(m+1)2+(3﹣m)2,
整理,得x2+y2﹣6y﹣2﹣2m(x﹣y+1)=0;
与直线C1C2的方程组成方程组,
解得,或;
∴定点的坐标为(1﹣,2﹣),
(1+,2+).
点评:本题考查了平面向量数量积的应用问题,也考查了直线与平面的综合应用问题,考查了求点的轨迹的应用问题,是综合性题目.。