13、2時,值域為[0,log2t].
18.(12分)如圖,△ABC是等邊三角形,D是BC邊上的動點(含端點),記∠BAD=α,∠ADC=β.
(1)求2cosα-cosβ的最大值;
(2)若BD=1,cosβ=,求△ABD的面積.
解 (1)由△ABC是等邊三角形,得β=α+,
0≤α≤,故2cos α-cos β=2cos α-cos
=sin,
故當(dāng)α=,即D為BC中點時,原式取最大值.
(2)由cos β=,得sin β=,
故sin α=sin=sin βcos-cos βsin=,
由正弦定理得=,
故AB=·BD=×1
14、=,
故S△ABD=AB·BD·sin B=××1×=.
19.(12分)已知數(shù)列{an}的前n項和為Sn,且an+1=1+Sn對一切正整數(shù)n恒成立.
(1)試求當(dāng)a1為何值時,數(shù)列{an}是等比數(shù)列,并求出它的通項公式;
(2)在(1)的條件下,當(dāng)n為何值時,數(shù)列的前n項和Tn取得最大值?
解 (1)由an+1=1+Sn得,當(dāng)n≥2時,an=1+Sn-1,
兩式相減得,an+1=2an,
因為數(shù)列{an}是等比數(shù)列,所以a2=2a1,
又因為a2=1+S1=1+a1,所以a1=1,
所以an=2n-1.
(2)由于y=2n-1在R上是一個增函數(shù),
可得數(shù)列是一個遞減數(shù)列
15、,
所以lg >lg >lg >…>lg >0>lg >…,
由此可知當(dāng)n=9時,數(shù)列的前n項和Tn取最大值.
20.(12分)設(shè)函數(shù)f(x)=x2-3x.
(1)若不等式f(x)≥m對任意x∈[0,1]恒成立,求實數(shù)m的取值范圍;
(2)在(1)的條件下,當(dāng)m取最大值時,設(shè)x>0,y>0且2x+4y+m=0,求+的最小值.
解 (1)因為函數(shù)f(x)=x2-3x的對稱軸為x=,且開口向上,
所以f(x)=x2-3x在x∈[0,1]上單調(diào)遞減,
所以f(x)min=f(1)=1-3=-2,
所以m≤-2.
(2)根據(jù)題意,由(1)可得m=-2,
即2x+4y-2=0.所以
16、x+2y=1.
因為x>0,y>0,
則+=(x+2y)=3++
≥3+2 =3+2,
當(dāng)且僅當(dāng)=,即x=-1,y=1-時,等號成立.
所以+的最小值為3+2.
21.(12分)如圖,在四棱錐P-ABCD中,平面PAD⊥平面ABCD,底面ABCD為梯形,AB∥CD,AB=2DC=2,且△PAD與△ABD均為正三角形,E為AD的中點,G為△PAD的重心.
(1)求證:GF∥平面PDC;
(2)求三棱錐G—PCD的體積.
(1)證明 方法一 連接AG并延長交PD于點H,連接CH.
由梯形ABCD中AB∥CD且AB=2DC知,=.
又E為AD的中點,G為△PAD的重心,
17、∴=.
在△AHC中,==,故GF∥HC.
又HC?平面PCD,GF?平面PCD,
∴GF∥平面PDC.
方法二 過G作GN∥AD交PD于N,過F作FM∥AD交CD于M,連接MN,
∵G為△PAD的重心,
∴==,
∴GN=ED=.
又ABCD為梯形,AB∥CD,
=,∴=,
∴=,∴MF=,∴GN=FM.
又由所作GN∥AD,F(xiàn)M∥AD,得GN∥FM,
∴四邊形GNMF為平行四邊形.
∴GF∥MN,又∵GF?平面PCD,MN?平面PCD,
∴GF∥平面PDC.
方法三 過G作GK∥PD交AD于K,連接KF,
由△PAD為正三角形,E為AD的中點,G為△
18、PAD的重心,得DK=DE,
∴DK=AD,
又由梯形ABCD中AB∥CD,且AB=2DC,
知=,即FC=AC,
∴在△ADC中,KF∥CD,
又∵GK∩KF=K,PD∩CD=D,
∴平面GKF∥平面PDC,
又GF?平面GKF,∴GF∥平面PDC.
(2)解 方法一 由平面PAD⊥平面ABCD,△PAD與△ABD均為正三角形,E為AD的中點,知PE⊥AD,
BE⊥AD,
又∵平面PAD∩平面ABCD=AD,PE?平面PAD,
∴PE⊥平面ABCD,且PE=3,
由(1)知GF∥平面PDC,
∴==
=×PE×.
又由梯形ABCD中AB∥CD,且AB=2DC=2
19、,
知DF=BD=,
又△ABD為正三角形,得∠CDF=∠ABD=60°,
∴S△CDF=×CD×DF×sin∠CDF=,
得=×PE×S△CDF=,
∴三棱錐G—PCD的體積為.
方法二 由平面PAD⊥平面ABCD,△PAD與△ABD均為正三角形,E為AD的中點,知
PE⊥AD,BE⊥AD,
又∵平面PAD∩平面ABCD=AD,PE?平面PAD,
∴PE⊥平面ABCD,且PE=3,
連接CE,∵PG=PE,
∴V三棱錐G—PCD=V三棱錐E—PCD=V三棱錐P—CDE
=××PE×S△CDE,
又△ABD為正三角形,得∠EDC=120°,
得S△CDE=×CD
20、×DE×sin∠EDC=.
∴V三棱錐G—PCD=××PE×S△CDE
=××3×=,
∴三棱錐G—PCD的體積為.
22.(12分)已知函數(shù)f(x)=ax+1-xlnx的圖象在x=1處的切線與直線x-y=0平行.
(1)求函數(shù)f(x)的極值;
(2)若?x1,x2∈(0,+∞),>m(x1+x2),求實數(shù)m的取值范圍.
解 (1)f(x)=ax+1-xln x的導(dǎo)數(shù)為f′(x)=a-1-ln x,
可得f(x)的圖象在A(1,f(1))處的切線斜率為a-1,
由切線與直線x-y=0平行,可得a-1=1,
即a=2,f(x)=2x+1-xln x,
f′(x)=1-ln
21、x,
由f′(x)>0,可得0e,
則f(x)在(0,e)上單調(diào)遞增,在(e,+∞)上單調(diào)遞減,
可得f(x)在x=e處取得極大值,且為e+1,無極小值.
(2)可設(shè)x1>x2,若?x1,x2∈(0,+∞),
由>m(x1+x2),
可得f(x1)-f(x2)>mx-mx,
即有f(x1)-mx>f(x2)-mx恒成立,
設(shè)g(x)=f(x)-mx2在(0,+∞)為增函數(shù),
即有g(shù)′(x)=1-ln x-2mx≥0在(0,+∞)上恒成立,
可得2m≤在(0,+∞)上恒成立,
設(shè)h(x)=,則h′(x)=,
令h′(x)=0,可得x=e2,
h(x)在(0,e2)上單調(diào)遞減,在(e2,+∞)上單調(diào)遞增,
即有h(x)在x=e2處取得極小值-,且為最小值,
可得2m≤-,
解得m≤-.
則實數(shù)m的取值范圍是.
15