大题保分练5
1.(2022·洛阳模拟)已知数列{an}的前n项和为Sn,且4an=3Sn+2.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)设bn=an+log2an,求数列{bn}的前n项和Tn.
解 (1)∵4an=3Sn+2,①
∴当n=1时,4a1=3a1+2,即a1=2,
当n≥2时,4an-1=3Sn-1+2.②
由①-②得4an-4an-1=3an,即an=4an-1,
∴数列{an}是以2为首项,4为公比的等比数列.
∴an=2×4n-1.
(2)由(1)知log2an=log2(2×4n-1)=log222n-1
=2n-1,
∴bn=an+log2an=2×4n-1+2n-1,
∴Tn=+=+n2.
2.(2022·湖北新高考协作体联考)如图,在梯形ABCD中,AB∥CD,∠BCD=135°,BD=CD=.
(1)求sin∠CBD的值;
(2)若△ABD的面积为4,求AD的长.
解 (1)在△BCD中,由正弦定理知,
=,
所以BD·sin∠CBD=CD·sin∠BCD,
因为∠BCD=135°,BD=CD=,
所以sin∠CBD=.
(2)在△BCD中,∠BCD=135°,则∠CBD为锐角,
因为sin∠CBD=,
所以cos∠CBD=,
在梯形ABCD中,AB∥CD,∠BCD=135°,
则∠CBA=45°,
所以sin∠ABD=sin=,
显然∠ABD为锐角,
所以cos∠ABD=,
因为S△ABD=AB·BD·sin∠ABD=4,
所以AB=4,所以AD2=AB2+BD2-2AB·BD·cos∠ABD=10,
所以AD=.
3.已知椭圆C:+=1(a>b>0),右焦点为F(4,0),短轴长为4.
(1)求椭圆C的方程;
(2)若过点T(0,1)的直线l与椭圆C交于A,B两点,线段AT的中点为P,线段BT的中点为Q,且|OP|=|OQ|(O为坐标原点),求所有满足条件的直线l的方程.
解 (1)由题意知2b=4,c=4,
则b=2,a2=b2+c2=20,
∴椭圆C的方程为+=1.
(2)易知直线l的斜率存在,
设直线l的方程为y=kx+1.
联立
消去y得(1+5k2)x2+10kx-15=0,
则Δ=400k2+60>0.
设A(x1,y1),B(x2,y2),
则x1+x2=-,
∵|OP|=|OQ|,
∴2+2=2+2,
即(x1-x2)(x1+x2)
=-k(x1-x2)[k(x1+x2)+4].
∵x1≠x2,