注:PTS 评分标准在最第三页(最后)
1、在平面直角坐标系xOy 中,平面区域W 中的点的坐标(,)x y 满足422≤+y x ,从区域W 中随机取点(,)M x y .
(1)若x ∈Z ,y ∈Z ,令=ξ22y x +,求ξ的分布列与数学期望;
(2)已知直线:(0)l y x b b =-+>与圆422=+y x 相交所截得的弦长为22,
求y x b ≥-+的概率.
解:(Ⅰ)若x ∈Z ,y ∈Z ,则点M 的个数共有13个,得 E ξ=13
28 (Ⅱ)由已知可知区域W 的面积是4π.因为直线:l y x b =-+与圆422=+y x 的弦长为22,如图,可求得扇形的圆心角为2
π,则满足y x b ≥-+的点M 构成的区域的面积为S=2-π,所以y x b ≥-+的概率为π
π42-. 2、已知三次函数)(x f 的导函数ax x x f 33)(2-=',b f =)0(,a 、b 为实数。
(1)若曲线=y )(x f 在点(1+a ,)1(+a f )处切线的斜率为12,求a 的值;
(2)若)(x f 在区间[1-,1]上的最小值、最大值分别为2-,1,且21<<a ,求函数)(x f 的解析式。
解:(1)由导数的几何意义)1(+'a f =12
∴ 12)1(3)1(32=+-+a a a ∴ 93=a ∴ 3=a
(2)∵ ax x x f 33)(2-=',b f =)0( ∴ b ax x x f +-=232
3)( 由 0)(3)(=-='a x x x f 得01=x ,a x =2 ∵ ∈x [-1,1],21<<a
∴ ∈x [-1,0]时,0)(>'x f ,)(x f 递增;∈x (0,1)时,0)(<'x f ,)(x f 递减。
∴ )(x f 在区间[-1,1]上的最大值为)0(f ∵ b f =)0(,∴ b =1
∵ a a f 2321231)1(-=+-
=,a a f 231231)1(-=+--=- ∴ )1()1(f f <- ∴ )1(-f 是函数)(x f 的最小值,∴ 223-=-a ∴ 34=a ∴ )(x f =1223+-x x
3、如图,在六面体ABCDEFG 中,平面ABC ∥平面DEFG ,⊥平面DEFG ,AC AB ⊥,DG ED ⊥,EF ∥DG .且2====DG DE AD AB ,1==EF AC .
(1)求证:BF ∥平面ACGD ;
(2)求二面角F CG D --的余弦值;
(3)求五面体ABCDEFG 的体积.
解法一 向量法:由已知,AD .DE .DG 两两垂直,建立如图的坐标系,
则A (0,0,2),B (2,0,2),C (0,1,2),E (2,0,0),
G (0,2,0),F (2,1,0)
(Ⅰ)(2,1,0)(2,0,2)(0,1,2)BF =-=- ,
(0,2,0)(0,1,2)(0,1,2)CG =-=-
∴BF CG = ,所以BF ∥CG .又BF ⊄平面ACGD ,故 BF//平面ACGD
(Ⅱ)(0,2,0)(2,1,0)(2,1,0)FG =-=- ,设平面BCGF 的法向量为1(,,)n x y z = ,
则112020
n CG y z n FG x y ⎧⋅=-=⎪⎨⋅=-+=⎪⎩ ,令2y =,则1(1,2,1)n = , 而平面ADGC 的法向量2(1,0,0)n i == ∴121212cos ,||||
n n n n n n ⋅<>=⋅
== 故二面角D-CG-F
(Ⅲ)设DG 的中点为M ,连接AM .FM ,则V =ADM-BEF ABC-MFG V V 三棱柱三棱柱+ =ADM MFG DE S AD S ⨯+⨯△△=1122122122
⨯⨯⨯+⨯⨯⨯=4. 解法二设DG 的中点为M ,连接AM .FM ,则由已知条件易证四边形DEFM 是平行四边形,所以MF//DE ,且MF =DE 又∵AB//DE ,且AB =DE
∴MF//AB ,且MF =AB ∴四边形ABMF 是平行四边形,即BF//AM ,又BF ⊄平面ACGD 故 BF//平面ACGD
(利用面面平行的性质定理证明,可参照给分)
(Ⅱ)由已知AD ⊥面DEFG ∴DE ⊥AD ,DE ⊥DG 即DE ⊥面ADGC ,∵MF//DE ,且MF =DE , ∴MF ⊥面ADGC
在平面ADGC 中,过M 作MN ⊥GC ,垂足为N ,连接NF ,则显然∠MNF 是所求二面角的平面角.
∵在四边形ADGC 中,AD ⊥AC ,AD ⊥DG ,AC=DM =MG =1
∴CD CG == ∴MN
=5
= 在直角三角形MNF 中,MF =2,
MN 5=
∴tan MNF ∠=MF MN
cos MNF ∠
故二面角D-CG-F
的余弦值为6
(Ⅲ)ABC-DEFG V 多面体=ADM-BEF ABC-MFG V V 三棱柱三棱柱+=ADM MFG DE S AD S ⨯+⨯△△ =1122122122
⨯⨯⨯+⨯⨯⨯=4
下面针对第三题的第1题的解法(1)给出PTS 评分标准:
4分:能正确建立空间直角坐标系,能正确写出点坐标及向量坐标;
能正确理解向量相等的概念;能根据线面平行的判定方法,得到线面平行。
2分:能正确建立坐标系及点坐标,向量坐标;或者能够写出线面平行的判定方法。
0分;直接写出线面平行。