(Ⅱ)当平面BDM与平面ABF所成锐二面角的余弦值为BDE的体积.
时,求三棱锥M﹣
【解答】(I)证明:以直线DA、DC、DE分别为x轴、y轴、z轴建立空间直角坐标系,则A(2,0,0),B(2,2,0)C(0,4,0),E(0,0,2),所以M(0,2,1). ∴又∵
,∴
﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣(2分) 是平面ADEF的一个法向量.
∴BM∥平面ADEF﹣﹣﹣﹣﹣﹣(4分) (II)解:设M(x,y,z),则又
,设
,
,则x=0,y=4λ,z=2﹣2λ,即M(0,
4λ,2﹣2λ).(6分) 设
是平面BDM的一个法向量,则
取x1=1得 又由题设,∴|cos<
,|=
即
是平面ABF的一个法向量,﹣﹣﹣﹣﹣﹣(8分)
=
,
∴λ=﹣﹣(10分)
即点M为EC中点,此时,S△DEM=2,AD为三棱锥B﹣DEM的高,
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∴VM﹣BDE=﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣(12分)
20.(12分)已知椭圆C:
+
=1(a>b>0)的离心率为,以坐标原点为
=0相切.
圆心,椭圆的短半轴长为半径的圆与直线x﹣y+(1)求椭圆C的标准方程;
(2)设点P(4,0),A,B是椭圆C上关于x轴对称的任意两个不同的点,连结PB交椭圆C于另一点E,证明:直线AE与x轴相交于定点. 【解答】解:(1)由题意知e==,∴又∵圆心(0,0)到直线x﹣y+∴a=2,故椭圆的方程为:
的距离为…(4分)
=,即a2=
,∴b=
…(2分) .
(2)由题意知直线PB的斜率存在,设直线PB的方程为y=k(x﹣4) 联立
,得(4k2+3)x2﹣32k2x+64k2﹣12=0①…(6分)
设点B(x1,y1),E(x2,y2),则A(x1,﹣y1),直线AE的方程为
令y=0,得x=,…(8分)
再将y1=k(x1﹣4),y2=k(x2﹣4)代入 整理得x=
②…(10分)
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由①得x1+x2=代入②整理得x=1,
,x1x2=,
所以直线AE与x轴相交于定点(1,0)…(12分).
21.(12分)已知函数f(x)=ex﹣ax﹣1. (1)当a=e时,求函数f(x)的单调区间;
(2)若对任意x≥0都有f(x)≥0恒成立,求实数a的取值范围; (3)求证:e
>n+1(n∈N*).
【解答】解:(1)a=e时,f(x)=ex﹣ex﹣1,f′(x)=ex﹣e, 当x<1时,f′(x)<0恒成立;当x>1时,f′(x)>0恒成立, ∴f(x)的减区间是(﹣∞,1);增区间是(1,+∞); (2)f′(x)=ex﹣a,∵x≥0,∴ex≥1.
①若a≤1,则f′(x)≥0(仅当a=1且x=0时取等号), ∴f(x)增于[0,+∞),∴f(x)≥f(0)=0,合乎题意;
②若a>1,令f′(x)=0得,x=lna,易得f(x)在(﹣∞,lna)上单调减, 在(lna,+∞)上单调增,而f(0)=0,所以f(x)在(0,lna)上不恒负,不合题意.
综上所述知a的取值范围是(﹣∞,1]; (3)欲证e
>n+1(n∈N*),即证1+++…+>ln(n+1),
由(2)知,当a=1时,ex﹣x﹣1≥0,即当x≥0时,x≥ln(x+1),(当且仅当x=0时取等).
取x=,则>ln(1+),即>ln(n+1)﹣lnn, 同理,
>lnn﹣ln(n﹣1),
>ln(n﹣1)﹣ln(n﹣2),…,1>ln2﹣ln1,
以上各式相加,得1+++…+>ln(n+1),故原不等式成立.
选考题(请考生在第22-23题中任选一题作答,如果多做,则按所做的第一题计
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分)[选修:坐标系与参数方程]
22.(10分)在直角坐标系xOy中,直线l的参数方程为
为参数),
以原点o为极点,x轴正半轴为极轴,建立极坐标系,曲线C的极坐标方程为
.
(1)求直线l的普通方程与曲线C的直角坐标方程; (2)设直线l与曲线C交于点A,B,若点P的坐标为的值.
【解答】解:(1)∵直线l的参数方程为∴消去t,得直线l的普通方程为:∵曲线C的极坐标方程为∴
,
.
中, ,
,
为参数),
,求
∴圆C的直角坐标方程为(2)把直线l的参数方程代入整理,得5t2+12t+6=0
设A,B两点对应的参数分别为t1,t2, ∵△>0,∴∴
[选修:不等式选讲]
23.已知f(x)=|2x﹣1|﹣|x+1|. (Ⅰ)求f(x)>x解集;
同号)
.
(Ⅱ)若a+b=1,对?a,b∈(0,+∞),+≥|2x﹣1|﹣|x+1|恒成立,求x的取值范围.
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【解答】解:(Ⅰ)f(x)=|2x﹣1|﹣|x+1|=.
∵f(x)>x,
∴当x<﹣1时,﹣x+2>x,解得x<1,故x<﹣1; 当﹣1≤x≤时,﹣3x>x,解得x<0,故﹣1≤x<0; 当x>时,x﹣2>x,该不等式无解; 综上所述,f(x)>x解集为{x|x<0};
(Ⅱ)∵a+b=1,对?a,b∈(0,+∞),(a+b)(+)=5++∴|2x﹣1|﹣|x+1|≤9,
当x<﹣1时,1﹣2x+x+1≤9,解得﹣7≤x<﹣1; 当﹣1≤x≤时,﹣3x≤9,解得x≥﹣3,故﹣1≤x≤; 当x>时,x﹣2≤9,解得<x≤11.
综上所述,﹣7≤x≤11,即x的取值范围为[﹣7,11].
≥9,
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