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(diǎn),滿(mǎn)足異面直線(xiàn)BE與CD所成的角為30°,求AE的長(zhǎng).
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【解析】解法一:如圖,以點(diǎn)A為原點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)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?yàn)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/gzsx/web/STSource/2012071821180638818491/SYS201207182118431693242163_ST.files/image044.png">,故過(guò)點(diǎn)B作CD的平行線(xiàn)必與線(xiàn)段AD相交,設(shè)交點(diǎn)為F,連接BE,EF. 故
或其補(bǔ)角為異面直線(xiàn)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
.
已知冪函數(shù)
滿(mǎn)足
。
(1)求實(shí)數(shù)k的值,并寫(xiě)出相應(yīng)的函數(shù)
的解析式;
(2)對(duì)于(1)中的函數(shù)
,試判斷是否存在正數(shù)m,使函數(shù)
,在區(qū)間上的最大值為5。若存在,求出m的值;若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由。
【解析】本試題主要考查了函數(shù)的解析式的求解和函數(shù)的最值的運(yùn)用。第一問(wèn)中利用,冪函數(shù)
滿(mǎn)足
,得到![]()
因?yàn)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/gzsx/web/STSource/2012061921574878204718/SYS201206192159381726566489_ST.files/image007.png">,所以k=0,或k=1,故解析式為![]()
(2)由(1)知,
,
,因此拋物線(xiàn)開(kāi)口向下,對(duì)稱(chēng)軸方程為:
,結(jié)合二次函數(shù)的對(duì)稱(chēng)軸,和開(kāi)口求解最大值為5.,得到![]()
(1)對(duì)于冪函數(shù)
滿(mǎn)足
,
因此
,解得
,………………3分
因?yàn)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/gzsx/web/STSource/2012061921574878204718/SYS201206192159381726566489_ST.files/image007.png">,所以k=0,或k=1,當(dāng)k=0時(shí),
,
當(dāng)k=1時(shí),
,綜上所述,k的值為0或1,
。………………6分
(2)函數(shù)
,………………7分
由此要求
,因此拋物線(xiàn)開(kāi)口向下,對(duì)稱(chēng)軸方程為:
,
當(dāng)
時(shí),
,因?yàn)樵趨^(qū)間
上的最大值為5,
所以
,或
…………………………………………10分
解得
滿(mǎn)足題意
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