21.[选做题]在A、B、C、D四小题中只能选做两题,每小题 10 分,共计 20 分。请在答题卡指定区域内作答 ,解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤。
A.选修4-1:几何证明选讲
如图,在四边形 ABCD 中,$\triangle \mathrm{ABC} \cong \triangle \mathrm{BAD}$ .
求证: $\mathrm{AB} \| \mathrm{CD}$ .
2009_江苏卷 (2009)
21.[选做题]在A、B、C、D四小题中只能选做两题,每小题 10 分,共计 20 分。请在答题卡指定区域内作答 ,解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤。
A.选修4-1:几何证明选讲
如图,在四边形 ABCD 中,$\triangle \mathrm{ABC} \cong \triangle \mathrm{BAD}$ .
求证: $\mathrm{AB} \| \mathrm{CD}$ .
[解析]

(第21-A题图)
四边形、全等三角形的有关知识,考查推理论证能力。满分 10
本小题主要考查分。
证明:由 $\triangle A B C \cong \triangle B A D$ 得 $\angle A C B=\angle B D A$ ,故 $A , B , C , D$ 四点共圆,从而 $\angle C B A=\angle C D B$ 。再由 $\triangle A B C \cong \triangle$ BAD 得 $\angle \mathrm{CAB}=\angle \mathrm{DBA}$ 。因此 $\angle \mathrm{DBA}=\angle \mathrm{CDB}$ ,所以 $\mathrm{AB} \| \mathrm{CD}$ 。
## B.选修4-2:矩阵与变换
求矩阵 $A=\left[\begin{array}{ll}3 & 2 \\ 2 & 1\end{array}\right]$ 的逆矩阵.
[解析]本小题主要考查逆矩阵的求法,考查运算求解能力。满分 10 分。
解:设矩阵 A 的逆矩阵为 $\left[\begin{array}{cc}x & y \\ z & w\end{array}\right]$ ,则 $\left[\begin{array}{cc}3 & 2 \\ 2 & 1\end{array}\right]\left[\begin{array}{cc}x & y \\ z & w\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}1 & 0 \\ 0 & 1\end{array}\right]$ ,
即 $\left[\begin{array}{cc}3 x+2 z & 3 y+2 w \\ 2 x+z & 2 y+w\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}1 & 0 \\ 0 & 1\end{array}\right]$ ,故 $\left\{\begin{array}{l}3 x+2 z=1,\left\{\begin{array}{l}3 y+2 w=0, \\ 2 x+z=0, \\ 2 y+w=1,\end{array}\right.\end{array}\right.$
解得:$x=-1, z=2, y=2, w=-3$ ,
从而 A 的逆矩阵为 $A^{-1}=\left[\begin{array}{cc}-1 & 2 \\ 2 & -3\end{array}\right]$ .
C.选修4-4:坐标系与参数方程
已知曲线 C 的参数方程为 $\left\{\begin{array}{l}x=\sqrt{t}-\frac{1}{\sqrt{t}} \\ y=3\left(t+\frac{1}{t}\right)\end{array},(t\right.$ 为参数,$t>0)$ .
求曲线 C 的普通方程。
[解析]本小题主要考查参数方程和普通方程的基本知识,考查转化问题的能力。满分 10 分。
解:因为 $x^{2}=t+\frac{1}{t}-2$ ,所以 $x^{2}+2=t+\frac{1}{t}=\frac{y}{3}$ ,
故曲线 C 的普通方程为: $3 x^{2}-y+6=0$ .
D.选修4-5:不等式选讲
设 $a \geq b>0$ ,求证: $3 a^{3}+2 b^{3} \geq 3 a^{2} b+2 a b^{2}$ .
[解析]本小题主要考查比较法证明不等式的常见方法,考查代数式的变形能力。满分 10 分。
证明: $3 a^{3}+2 b^{3}-\left(3 a^{2} b+2 a b^{2}\right)=3 a^{2}(a-b)+2 b^{2}(b-a)=\left(3 a^{2}-2 b^{2}\right)(a-b)$ .
因为 $a \geq b>0$ ,所以 $a-b \geq 0,3 a^{2}-2 b^{2}>0$ ,从而 $\left(3 a^{2}-2 b^{2}\right)(a-b) \geq 0$ ,
即 $3 a^{3}+2 b^{3} \geq 3 a^{2} b+2 a b^{2}$ .
[必做题]第22题、第23题,每题10分,共计20分。请在答题卡指定区域内作答,解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤。