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
.
已知冪函數(shù)
滿足
。
(1)求實數(shù)k的值,并寫出相應(yīng)的函數(shù)
的解析式;
(2)對于(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,請說明理由。
【解析】本試題主要考查了函數(shù)的解析式的求解和函數(shù)的最值的運用。第一問中利用,冪函數(shù)
滿足
,得到![]()
因為
,所以k=0,或k=1,故解析式為![]()
(2)由(1)知,
,
,因此拋物線開口向下,對稱軸方程為:
,結(jié)合二次函數(shù)的對稱軸,和開口求解最大值為5.,得到![]()
(1)對于冪函數(shù)
滿足
,
因此
,解得
,………………3分
因為
,所以k=0,或k=1,當(dāng)k=0時,
,
當(dāng)k=1時,
,綜上所述,k的值為0或1,
。………………6分
(2)函數(shù)
,………………7分
由此要求
,因此拋物線開口向下,對稱軸方程為:
,
當(dāng)
時,
,因為在區(qū)間
上的最大值為5,
所以
,或
…………………………………………10分
解得
滿足題意
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