【分析】(1)连结EF,连结EG并延长,交BC于点D,由点D是BC的中点,推导出DE∥AC,EF∥AP,从而DE∥平面PAC,EF∥平面PAC,进而平面EFG∥平面PAC,由此能证明GF∥平面PAC.
(2)连结PE,连结CG并延长交BE于点O,则O为BE的中点,连结OF,则OF∥PE,以
O为原点,OC为x轴,OB为y轴,OF为z轴,建立空间直角坐标系,利用向量法能求出
二面角B﹣AP﹣C的余弦值.
【解答】解:(1)证明:连结EF,连结EG并延长,交BC于点D, 由点D是BC的中点,
∴D,E,F分别是棱CB,AB,PB的中点,∴DE∥AC,EF∥AP, ∵DE,EF?平面PAC,AC,AP?平面PAC, ∴DE∥平面PAC,EF∥平面PAC,
∵DE,EF?平面EFG,DE∩EF=E,∴平面EFG∥平面PAC, ∵GF?平面EFG,∴GF∥平面PAC.
(2)解:连结PE,∵PA=PB,E是AB的中点,∴PE⊥AB, ∵平面PAB⊥平面ABC,平面PAB∩平面ABC=AB,PE?平面PAB, ∴PE⊥平面ABC,
连结CG并延长交BE于点O,则O为BE的中点,连结OF,则OF∥PE, ∴OF⊥平面ABC,∴∠FGO是GF与平面ABC所成角,∴∠FGO=60°,
在Rt△FGO中,设GF=2,则OG=1,OF=∴AB=4
2
2
,∴OC=3,PE=2,
,CE=2
2
,OE=,
∴OE+OC=CE,∴OC⊥AB,
以O为原点,OC为x轴,OB为y轴,OF为z轴,建立空间直角坐标系, 则A(0,﹣3
,0),C(3,0,0),P(0,﹣
,2
),
=(3,3,0),=(0,2),
设平面PAC的一个法向量=(x,y,z),
则,取z=1,得=(),
平面PAB的法向量=(1,0,0), 设二面角B﹣AP﹣C的平面角为θ,
则cosθ===,
∴二面角B﹣AP﹣C的余弦值为.
【点评】本题考查线面平行的证明,考查二面角的余弦值的求法,考查空间中线线、线面、面面间的位置关系等基础知识,考查运算求解能力,是中档题.
21.(12分)已知函数f(x)=1+x﹣2sinx,x>0. (1)求f(x)的最小值; (2)证明:f(x)>e【分析】(1)求导可知进而求得最小值;
(2)即证x>0时,g(x)=(1+x﹣2sinx)e>1,利用导数容易得证. 【解答】解:(1)f′(x)=1﹣2cosx,令f′(x)=0,得
,
2x﹣2x.
时f(x)单减,
时f(x)单增,
故在区间[0,π]上,f′(x)的唯一零点是,
当时,f′(x)<0,f(x)单调递减;当时,f′(x)
>0,f(x)单调递增,
故在区间[0,π]上,f(x)的极小值为
,
,当x>π时,
∴f(x)的最小值为;
(2)要证x>0时,f(x)>e﹣2x,即证x>0时,g(x)=(1+x﹣2sinx)e>1,
2x2x2xg′(x)=2(1+x﹣2sinx)e+(1﹣2cosx)e=(3+2x﹣4sinx﹣2cosx)e,
令h(x)=x﹣sinx,x>0,
则h′(x)=1﹣cosx≥0,即h(x)是(0,+∞)上的增函数, ∴h(x)>h(0)=0,即x>sinx,
∴3+2x﹣4sinx﹣2cosx>3+2sinx﹣4sinx﹣2cosx=3﹣2(sinx+cosx)=
,
2x∴g′(x)=(3+2x﹣4sinx﹣2cosx)e>0,
即g(x)是(0,+∞)上的增函数,g(x)>g(0)=1, 故当x>0时,f(x)>e﹣2x2x,即得证.
【点评】本题考查利用导数研究函数的最值及证明不等式,考查推理论证及运算能力,属于中档题.
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分,作答时请写清楚题号.[选修4-4:坐标系与参数方程选讲]
22.(10分)在直角坐标系xOy中,曲线C的参数方程为(m为参数).
(1)写出曲线C的普通方程,并说明它表示什么曲线;
(2)已知倾斜角互补的两条直线l1,l2,其中l1与曲线C交于A,B两点,l2与C交于M,
N两点,l1与l2交于点P(x0,y0),求证:|PA|?|PB|=|PM|?|PN|.
【分析】(1)由y=4m,得m=,代入x=4m,求出C的普通方程为y=4x,表示开口向右,焦点为F(1,0)的抛物线.
(2)设直线l1的倾斜角为α,直线l2的倾斜角为π﹣α,直线l1的参数方程为
,(t为参数),与y=4x联立,得tsinα+(2y0sinα﹣4cosα)t+y0
﹣4x0=0,由此能证明|PA|?|PB|=|PM|?|PN|. 【解答】解:(1)解:由y=4m,得m=,
2
2
2
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2
2
代入x=4m,得y=4x, ∴曲线C的普通方程为y=4x,
∴C的普通方程为y=4x,表示开口向右,焦点为F(1,0)的抛物线. (2)证明:设直线l1的倾斜角为α,直线l2的倾斜角为π﹣α,
2
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