19.如图,在三棱锥D﹣ABC中,DA=DB=DC,D在底面ABC上的射影为E,AB⊥BC,DF⊥AB于F
(Ⅰ)求证:平面ABD⊥平面DEF
(Ⅱ)若AD⊥DC,AC=4,∠BAC=60°,求直线BE与平面DAB所成的角的正弦值.
【考点】直线与平面所成的角;平面与平面垂直的判定. 【分析】(I)由DE⊥平面得出DE⊥AB,又DF⊥AB,故而AB⊥平面DEF,从而得出平面ABD⊥平面DEF;
(II)以E为坐标原点建立空间直角坐标系,求出
和平面DAB的法向量,则|cos<
>|即为所求. 【解答】证明:(Ⅰ)∵DE⊥平面ABC,AB?平面ABC, ∴AB⊥DE,又AB⊥DF,DE,DF?平面DEF,DE∩DF=D, ∴AB⊥平面DEF, 又∵AB?平面ABD, ∴平面ABD⊥平面DEF.
(Ⅱ)∵DA=DC,DE⊥AC,AC=4,AD⊥CD,∴E为AC的中点,DE=∵AB⊥BC,AC=4,∠BAC=60°,∴AB=
.
=2.
以E为原点建立如图所示的空间直角坐标系, 则E(0,0,0),A(0,﹣2,0),D(0,0,2),B(,﹣1,0). ∴=(0,﹣2,﹣2),=(,﹣1,﹣2),=(,﹣1,0). 设平面DAB的法向量为=(x,y,z). 则
,∴
,令z=1,得=(
,﹣1,1).
∴=2,||=,||=2,
∴cos<>==.
∴BE与平面DAB所成的角的正弦值为.
20.已知椭圆
的左右焦点分别为F1,F2,离心率为.
,点M在椭
圆上,且满足MF2⊥x轴,
(Ⅰ)求椭圆的方程;
(Ⅱ)若直线y=kx+2交椭圆于A,B两点,求△ABO(O为坐标原点)面积的最大值. 【考点】椭圆的简单性质. 【分析】(I)运用离心率公式和a,b,c的关系,以及两点的距离公式,解方程可得椭圆方程;
(II)设A(x1,y1),B(x2,y2),将y=kx+2代入椭圆,可得x的方程,运用韦达定理和判别式大于0,求得三角形的面积,化简整理,运用基本不等式即可得到所求最大值. 【解答】解:(I)由已知得可得a2=3c2,b2=2c2, 得椭圆方程为
,
,又由a2=b2+c2,
因为点M在第一象限且MF2⊥x轴, 可得M的坐标为由
, ,解得c=1,
所以椭圆方程为;
(II)设A(x1,y1),B(x2,y2),
将y=kx+2代入椭圆,可得(3k2+2)x2+12kx+6=0,
由△>0,即144k2﹣24(3k2+2)>0,可得3k2﹣2>0, 则有
所以,
因为直线y=kx+2与轴交点的坐标为(0,2),
所以△OAB的面积
令3k2﹣2=t,由①知t∈(0,+∞), 可得
,
,
所以t=4时,面积最大为.
21.已知a∈R,函数f(x)=xln(﹣x)+(a﹣1)x.
(Ⅰ)若f(x)在x=﹣e处取得极值,求函数f(x)的单调区间; (Ⅱ)求函数f(x)在区间[﹣e2,﹣e﹣1]上的最大值g(a).
【考点】利用导数求闭区间上函数的最值;利用导数研究函数的单调性;函数在某点取得极值的条件. 【分析】(I)先对函数y=f(x)进行求导,然后令导函数大于0(或小于0)求出x的范围,根据f′(x)>0求得的区间是单调增区间,f′(x)<0求得的区间是单调减区间,即可得到答案.
(II)先研究f(x)在区间[﹣e2,﹣e﹣1]上的单调性,再利用导数求解f(x)在区间[﹣e2,﹣e﹣1]上的最大值问题即可,故只要先求出函数的极值,比较极值和端点处的函数值的大小,最后确定出最大值即得. 【解答】解:(Ⅰ)f'(x)=ln(﹣x)+a,
由题意知x=﹣e时,f'(x)=0,即:f'(﹣e)=1+a=0, ∴a=﹣1
∴f(x)=xln(﹣x)﹣2x,f'(x)=ln(﹣x)﹣1 令f'(x)=ln(﹣x)﹣1=0,可得x=﹣e 令f'(x)=ln(﹣x)﹣1>0,可得x<﹣e 令f'(x)=ln(﹣x)﹣1<0,可得﹣e<x<0
∴f(x)在(﹣∞,﹣e)上是增函数,在(﹣e,0)上是减函数, (Ⅱ)f'(x)=ln(﹣x)+a, ∵x∈[﹣e2,﹣e﹣1], ∴﹣x∈[e﹣1,e2],
∴ln(﹣x)∈[﹣1,2],
①若a≥1,则f'(x)=ln(﹣x)+a≥0恒成立,此时f(x)在[﹣e2,﹣e﹣1]上是增函数, fmax(x)=f(﹣e﹣1)=(2﹣a)e﹣1
②若a≤﹣2,则f'(x)=ln(﹣x)+a≤0恒成立,此时f(x)在[﹣e2,﹣e﹣1]上是减函数, fmax(x)=f(﹣e2)=﹣(a+1)e2
③若﹣2<a<1,则令f'(x)=ln(﹣x)+a=0可得x=﹣e﹣a ∵f'(x)=ln(﹣x)+a是减函数,
∴当x<﹣e﹣a时f'(x)>0,当x>﹣e﹣a时f'(x)<0 ∴f(x)在(﹣∞,﹣e)[﹣e2,﹣e﹣1]上左增右减, ∴fmax(x)=f(﹣e﹣a)=e﹣a,
综上:
请考生在第22、23、24题中任选一题作答,如果多做,则按所做的第一题计分.
22.已知四边形ABCD内接于⊙O,AD:BC=1:2,BA、CD的延长线交于点E,且EF切⊙O于F.
(Ⅰ)求证:EB=2ED;
(Ⅱ)若AB=2,CD=5,求EF的长.
【考点】相似三角形的性质;相似三角形的判定. 【分析】(Ⅰ)根据圆内接四边形的性质,可得∠EAD=∠C,进而可得△AED∽△CEB,结合相似三角形的性质及已知可得结论;
(Ⅱ)根据切割线定理可得EF2=ED?EC=EA?EB,设DE=x,由AB=2,CD=5构造方程,解得DE,进而可得EF长. 【解答】证明:(Ⅰ)∵四边形ABCD内接于⊙O, ∴∠EAD=∠C,
又∵∠DEA=∠BEC, ∴△AED∽△CEB,
∴ED:EB=AD:BC=1:2, 即EB=2ED; 解:(Ⅱ)∵EF切⊙O于F. ∴EF2=ED?EC=EA?EB,
设DE=x,则由AB=2,CD=5得: x(x+5)=2x(2x﹣2),解得:x=3, ∴EF2=24,即EF=2
23.在平面直角坐标系xoy中,以O为极点,x轴非负半轴为极轴建立极坐标系,已知曲线C的极坐标方程为ρsin2θ=4cosθ,直线l的参数方程为:
(t为参数),两曲线
相交于M,N两点.
(Ⅰ)写出曲线C的直角坐标方程和直线l的普通方程; (Ⅱ)若P(﹣2,﹣4),求|PM|+|PN|的值. 【考点】简单曲线的极坐标方程. 【分析】(Ⅰ)根据x=ρcosθ、y=ρsinθ,写出曲线C的直角坐标方程;用代入法消去参数求得直线l的普通方程.
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