如图所示，质点P在正方形ABCD的四个顶点上按逆时针方向前进． 现在投掷一个质地均匀、每个面上标有一个数字的正方体玩具，它的六个面上分别写有两个1、两个2、两个3一共六个数字． 质点P从A点出发，规则如下：当正方体上底面出现的数字是1，质点P前进一步（如由A到B）；当正方体上底面出现的数字是2，质点P前两步（如由A到C），当正方体上底面出现的数字是3，质点P前进三步（如由A到D）． 在质点P转一圈之前连续投掷，若超过一圈，则投掷终止．
（1）求点P恰好返回到A点的概率；
（2）在点P转一圈恰能返回到A点的所有结果中，用随机变量ξ表示点P恰能返回到A点的投掷次数，求ξ的分布列及数学期望．

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一、选择题：本大题共10小题，每小题5分，共50分．

题号

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

答案

A

D

C

B

D

A

B

B

C

D

二、填空题：本大题7小题，每小题4分，共28分．

11、；   12、 ；   13、；   14、；   15、；  16、 ；17、。

三、解答题

18、（1）略      ……………………………………………………………………（7分）

（2）就是二面角的平面角，即，

 …………………………………………………………………（9分） 

 取中点，则平面，

就是与平面所成的角。   …………………………（11分）

，，

所以与平面所成的角的大小为。 …………………………（14分）

（用向量方法，相应给分）

19、（1），，  …………（7分）

    （2），当时，；当时，

，而，

        ……………………………………………（14分）

20、（1）当，当k＝1时，

 ………………………………………  （7分） 

（2）由已知，又设，则

，

知当时，为增函数，则知为增函数。…………………（14分）

（用导数法相应给分）

21、.解：（1）、设，则，

 ∵点P分所成的比为   ∴    ∴  

∴     代入中，得 为P点的轨迹方程．

当时，轨迹是圆． …………………………………………………（7分）

（2）、由题设知直线l的方程为， 设

联立方程组  ，消去得：　

∵ 方程组有两解  ∴ 且  ∴或且    

   ∵

      ∴    

 又 ∵    ∴    解得（舍去）或

∴ 曲线C的方程是  ……………………………………………（14分）

22、解（1）   ………………………………………………（5分） 

猜想    ，    …………………………………………………………（7分）

证明（略）  ……………………………………………………………………（10分）

  （2），要使恒成立，

恒成立  

即恒成立.

（i）当为奇数时，即恒成立， 又的最小值为1，  

（ii）当为偶数时，即恒成立，  又的最大值为，

         即，又，为整数，

 ∴，使得对任意，都有 …………………………………（ 16分）