題目列表(包括答案和解析)
如圖,在四棱錐P-ABCD中,PA⊥平面ABCD,AC⊥AD,AB⊥BC,∠BAC=45°,PA=AD=2,AC=1.
(Ⅰ)證明PC⊥AD;
(Ⅱ)求二面角A-PC-D的正弦值;
(Ⅲ)設(shè)E為棱PA上的點,滿足異面直線BE與CD所成的角為30°,求AE的長.
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【解析】解法一:如圖,以點A為原點建立空間直角坐標(biāo)系,依題意得A(0,0,0),D(2,0,0),C(0,1,0),
,P(0,0,2).
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(1)證明:易得
,
于是
,所以![]()
(2)
,
設(shè)平面PCD的法向量
,
則
,即
.不防設(shè)
,可得
.可取平面PAC的法向量
于是
從而
.
所以二面角A-PC-D的正弦值為
.
(3)設(shè)點E的坐標(biāo)為(0,0,h),其中
,由此得
.
由
,故
所以,
,解得
,即
.
解法二:(1)證明:由
,可得
,又由
,
,故
.又
,所以
.
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(2)如圖,作
于點H,連接DH.由
,
,可得
.
因此
,從而
為二面角A-PC-D的平面角.在
中,
,由此得
由(1)知
,故在
中,![]()
因此
所以二面角
的正弦值為
.
(3)如圖,因為
,故過點B作CD的平行線必與線段AD相交,設(shè)交點為F,連接BE,EF. 故
或其補角為異面直線BE與CD所成的角.由于BF∥CD,故
.在
中,
故![]()
![]()
在
中,由
,
,![]()
可得
.由余弦定理,
,
所以
.
已知m>1,直線
,橢圓C:
,
、
分別為橢圓C的左、右焦點.
(Ⅰ)當(dāng)直線過右焦點
時,求直線的方程;
(Ⅱ)設(shè)直線與橢圓C交于A、B兩點,△A![]()
、△B![]()
的重心分別為G、H.若原點O在以線段GH為直徑的圓內(nèi),求實數(shù)m的取值范圍.[
【解析】第一問中因為直線
經(jīng)過點
(
,0),所以
=
,得
.又因為m>1,所以
,故直線的方程為![]()
第二問中設(shè)
,由
,消去x,得
,
則由
,知
<8,且有![]()
由題意知O為![]()
的中點.由
可知
從而
,設(shè)M是GH的中點,則M(
).
由題意可知,2|MO|<|GH|,得到范圍
如圖,已知圓錐體
的側(cè)面積為
,底面半徑
和
互相垂直,且
,
是母線
的中點.
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(1)求圓錐體的體積;
(2)異面直線
與
所成角的大。ńY(jié)果用反三角函數(shù)表示).
【解析】本試題主要考查了圓錐的體積和異面直線的所成的角的大小的求解。
第一問中,由題意,
得
,故![]()
從而體積
.2中取OB中點H,聯(lián)結(jié)PH,AH.
由P是SB的中點知PH//SO,則
(或其補角)就是異面直線SO與PA所成角.
由SO
平面OAB,
PH
平面OAB,PH
AH.在
OAH中,由OA
OB得
;
在
中,
,PH=1/2SB=2,
,
則
,所以異面直線SO與P成角的大arctan![]()
解:(1)由題意,
得
,
故
從而體積
.
(2)如圖2,取OB中點H,聯(lián)結(jié)PH,AH.
![]()
由P是SB的中點知PH//SO,則
(或其補角)就是異面直線SO與PA所成角.
由SO
平面OAB,
PH
平面OAB,PH
AH.
在
OAH中,由OA
OB得
;
在
中,
,PH=1/2SB=2,
,
則
,所以異面直線SO與P成角的大arctan![]()
已知函數(shù)f(x)=ex-ax,其中a>0.
(1)若對一切x∈R,f(x)
1恒成立,求a的取值集合;
(2)在函數(shù)f(x)的圖像上去定點A(x1, f(x1)),B(x2, f(x2))(x1<x2),記直線AB的斜率為k,證明:存在x0∈(x1,x2),使
恒成立.
【解析】解:
令
.
當(dāng)
時
單調(diào)遞減;當(dāng)
時
單調(diào)遞增,故當(dāng)
時,
取最小值![]()
于是對一切
恒成立,當(dāng)且僅當(dāng)
. 、
令
則![]()
當(dāng)
時,
單調(diào)遞增;當(dāng)
時,
單調(diào)遞減.
故當(dāng)
時,
取最大值
.因此,當(dāng)且僅當(dāng)
時,①式成立.
綜上所述,
的取值集合為
.
(Ⅱ)由題意知,
令
則
![]()
![]()
令
,則
.當(dāng)
時,
單調(diào)遞減;當(dāng)
時,
單調(diào)遞增.故當(dāng)
,
即![]()
從而
,
又![]()
![]()
所以![]()
因為函數(shù)
在區(qū)間
上的圖像是連續(xù)不斷的一條曲線,所以存在
使
即
成立.
【點評】本題考查利用導(dǎo)函數(shù)研究函數(shù)單調(diào)性、最值、不等式恒成立問題等,考查運算能力,考查分類討論思想、函數(shù)與方程思想等數(shù)學(xué)方法.第一問利用導(dǎo)函數(shù)法求出
取最小值
對一切x∈R,f(x)
1恒成立轉(zhuǎn)化為
從而得出求a的取值集合;第二問在假設(shè)存在的情況下進(jìn)行推理,然后把問題歸結(jié)為一個方程是否存在解的問題,通過構(gòu)造函數(shù),研究這個函數(shù)的性質(zhì)進(jìn)行分析判斷.
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