（本小题满分10分）选修41：几何证明选讲如图，P是⊙O外一

更新 2022-09-03
科目数学
题型解答题
难度中等
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（本小题满分10分）选修4-1：几何证明选讲
如图，P是⊙O外一点，PA是切线，A为切点，割线PBC与⊙O相交于点B，C，PC＝2PA，D为PC的中点，AD的延长线交⊙O于点E．证明： AD·DE＝2PB²．

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如图，已知四棱锥 $P - A B C D$ 的底面为等腰梯形， $A B / / C D, A C ⊥ B D$ ，垂足为 $H$ ， $P H$ 是四棱锥的高， $E$ 为 $A D$ 中点.
（1）证明： $P E ⊥ B C$ ;

（2）若 $∠ A P B = ∠ A D B = 60^{°}$ ，求直线 $P A$ 与平面 $P E H$ 所成角的正弦值.

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设数列 ${a_{n}}$ 满足 $a_{1} = 2, a_{n + 1} - a_{n} = 3 \times 2^{2 n - 1}$

（1）求数列 ${a_{n}}$ 的通项公式；
（2）令 $b_{n} = n a_{n}$ ，求数列的前 $n$ 项和 $S_{n}$ .

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已知函数 $f (x) = \frac{1}{3} x^{2} + a x + b$ 的图像在点 $P (0, f (0))$ 处的切线方程为 $y = 3 x - 2$ .
（Ⅰ）求实数 $a, b$ 的值；
（Ⅱ）设 $y^{2} = 4 x (- 2)^{2} = 2 p x, x = - 1, g (x) = f (x) + \frac{m}{x - 1}$ 是 $[2, + \infty)$ 上的增函数.
（ⅰ）求实数 $m$ 的最大值；
（ⅱ）当 $m$ 取最大值时，是否存在点Q，使得过点Q的直线能与曲线 $y = g (x)$ 围成两个封闭图形，则这两个封闭图形的面积总相等？若存在，求出点Q的坐标；若不存在，说明理由.

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某港口 $O$ 要将一件重要物品用小艇送到一艘正在航行的轮船上，在小艇出发时，轮船位于港口的 $O$ 北偏西30°且与该港口相距20海里的 $A$ 处，并正以30海里/小时的航行速度沿正东方向匀速行驶。假设该小艇沿直线方向以 $v$ 海里/小时的航行速度匀速行驶，经过 $t$ 小时与轮船相遇.
（I）若希望相遇时小艇的航行距离最小，则小艇航行速度的大小应为多少？
（II）为保证小艇在30分钟内（含30分钟）能与轮船相遇，试确定小艇航行速度的最小值；
（III)是否存在 $v$ ，使得小艇以v海里/小时的航行速度行驶，总能有两种不同的航行方向与轮船相遇？若存在，试确定v的取值范围；若不存在，请说明理由.

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如图，在长方体 $A B C D - A_{1} B_{1} C_{1} D_{1}$ 中， $E, H$ 分别是棱 $A_{1} B_{1}, D_{1} C_{1}$ 上的点（点 $E$ 与 $B_{1}$ 不重合），且 $E H / / A_{1} D_{1}$ . 过 $E H$ 的平面与棱 $B B_{1}, C C_{1}$ 相交，交点分别为 $F, G$ .

（I）证明： $A D / /$ 平面 $E F G H$ ;

（II）设 $A B = 2 A A_{1} = 2 a$ .在长方体 $A B C D - A_{1} B_{1} C_{1} D_{1}$ 内随机选取一点.记该点取自几何体 $A_{1} A B F E - D_{1} D C G H$ 内的概率为 $p$ ，当点 $E, F$ 分别在棱 $A_{1} B_{1}$ 上运动且满足 $E F = a$ 时，求 $p$ 的最小值.

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