由于AD∥BC,DF∥AB,故BF=AD=1,
由已知,得CF=BC﹣BF=2.又AD⊥DC,故BC⊥DC,
在Rt△DCF中,可得.
所以,直线AB与平面PBC所成角的正弦值为.
【点评】本小题主要考查两条异面直线所成的角、直线与平面垂直、直线与平面所成的角等基础知识.考查空间想象能力、运算求解能力和推理论证能力,是中档题.
18.(13分)(2017•天津)已知{an}为等差数列,前n项和为Sn(n∈N*),{bn}是首项为2的等比数列,且公比大于0,b2+b3=12,b3=a4﹣2a1,S11=11b4.
(Ⅰ)求{an}和{bn}的通项公式;
(Ⅱ)求数列{a2nbn}的前n项和(n∈N*).
【分析】(Ⅰ)设等差数列{an}的公差为d,等比数列{bn}的公比为q.通过b2+b3=12,求出q,得到.然后求出公差d,推出an=3n﹣2.
(Ⅱ)设数列{a2nbn}的前n项和为Tn,利用错位相减法,转化求解数列{a2nbn}的前n项和即可.
【解答】(Ⅰ)解:设等差数列{an}的公差为d,等比数列{bn}的公比为q.由已知b2+b3=12,得,而b1=2,所以q2+q﹣6=0.又因为q>0,解得q=2.所以,.
由b3=a4﹣2a1,可得3d﹣a1=8.
由S11=11b4,可得a1+5d=16,联立①②,解得a1=1,d=3,
由此可得an=3n﹣2.
所以,{an}的通项公式为an=3n﹣2,{bn}的通项公式为.
(Ⅱ)解:设数列{a2nbn}的前n项和为Tn,由a2n=6n﹣2,有,,
上述两式相减,得=.
得.
所以,数列{a2nbn}的前n项和为(3n﹣4)2n+2+16.
【点评】本题考查等差数列以及等比数列通项公式的求法,数列求和,考查转化思想以及计算能力.
19.(14分)(2017•天津)设a,b∈R,|a|≤1.已知函数f(x)=x3﹣6x2﹣3a(a﹣4)x+b,g(x)=exf(x).
(Ⅰ)求f(x)的单调区间;
(Ⅱ)已知函数y=g(x)和y=ex的图象在公共点(x0,y0)处有相同的切线,
(i)求证:f(x)在x=x0处的导数等于0;
(ii)若关于x的不等式g(x)≤ex在区间[x0﹣1,x0+1]上恒成立,求b的取值范围.
【分析】(Ⅰ)求出函数f(x)的导函数,得到导函数的零点,由导函数的零点对定义域分段,列表后可得f(x)的单调区间;
(Ⅱ)(i)求出g(x)的导函数,由题意知,求解可得.得到f(x)在x=x0处的导数等于0;
(ii)由(I)知x0=a.且f(x)在(a﹣1,a)内单调递增,在(a,a+1)内单调递减,故当x0=a时,f(x)≤f(a)=1在[a﹣1,a+1]上恒成立,从而g(x)≤ex在[x0﹣1,x0+1]上恒成立.由f(a)=a3﹣6a2﹣3a(a﹣4)a+b=1,得b=2a3﹣6a2+1,﹣1≤a≤1.构造函数t(x)=2x3﹣6x2+1,x∈[﹣1,1],利用导数求其值域可得b的范围.
【解答】(Ⅰ)解:由f(x)=x3﹣6x2﹣3a(a﹣4)x+b,可得f'(x)=3x2﹣12x﹣3a(a﹣4)=3(x﹣a)(x﹣(4﹣a)),
令f'(x)=0,解得x=a,或x=4﹣a.由|a|≤1,得a<4﹣a.
当x变化时,f'(x),f(x)的变化情况如下表:
x(﹣∞,a)(a,4﹣a)(4﹣a,+∞)
f'(x)+﹣+
f(x)↗↘↗
∴f(x)的单调递增区间为(﹣∞,a),(4﹣a,+∞),单调递减区间为(a,4﹣a);
(Ⅱ)(i)证明:∵g'(x)=ex(f(x)+f'(x)),由题意知,
∴,解得.
∴f(x)在x=x0处的导数等于0;
(ii)解:∵g(x)≤ex,x∈[x0﹣1,x0+1],由ex>0,可得f(x)≤1.