又FC?平面FBC,
所以FC∥平面EAD…(4分) (2)解:连接FO、FD,则
因为四边形BDEF为菱形,且∠DBF=60°, 所以△DBF为等边三角形,
因为O为BD中点.所以FO⊥BD, 又因为O为AC中点,且FA=FC, 所以AC⊥FO
又AC∩BD=O,所以FO⊥平面ABCD….(6分)
由OA,OB,OF两两垂直,建立如图所示的空间直角坐标系O﹣xyz 设AB=2,因为四边形ABCD为菱形,∠DAB=60°,则BD=2,OB=1,所以…..(8分) 所以
=(
,0,
),
=(
,1,0),
,
设平面BFC的一个法向量为=(x,y,z), 则有
,令x=1,则=(1,﹣
,1)
因为BD⊥平面AFC,所以平面AFC的一个法向量为=(0,1,0)….(10分)
因为二面角A﹣FC﹣B为锐二面角,设二面角的平面角为θ 则cosθ=|
|=
,
所以二面角A﹣FC﹣B的余弦值为…(12分)
点评: 本题考查直线与平面垂直、直线与平面平行的证明,考查二面角的余弦值的求法,考查学生分析解决问题的能力,注意向量法的合理运用.
18.(13分)设m∈R,函数f(x)=cosx(msinx﹣cosx)+cos((Ⅰ)求f(x)的单调递减区间;
2
﹣x),且f(﹣)=f(0).
(Ⅱ)设锐角△ABC的内角A、B、C所对的边分别为a、b、c,且=,
求f(A)的取值范围.
考点: 余弦定理的应用;两角和与差的正弦函数;正弦函数的单调性. 专题: 三角函数的图像与性质;解三角形.
分析: (Ⅰ)现根据题意求得m,进而化简函数解析式,利用正弦函数的图象与性质确定单调减区间.
(Ⅱ)利用余弦定理和正弦定理对已知等式化简整理求得cosB,进而求得B,确定A的范围,则f(A)的取值范围可得.
解答: 解:(I)f(x)=cosx(msinx﹣cosx)+cos(由f(﹣∴f(x)=由2kπ+
)=f(0)得:﹣
m+=﹣1,求得m=2
), ≤x≤kπ+
2
﹣x)=sin2x﹣cos2x, ,
sin2x﹣cos2x=2sin(2x﹣≤2x﹣
≤2kπ+
得:kπ+
,k∈Z.
∴f9x)的单调递减区间为:[kπ+,kπ+],k∈Z.
(II)∵=,由余弦定理得:=,
即整理得2acosB﹣ccosB=bcosC,由正弦定理得: 2sinAcosB﹣sinCcosB=sinBcosC, 2sinAcosB=sin(B+C)=sinA,cosB=, ∴B=
.
∵△ABC锐角三角形, ∴
<A<
,
<2A﹣
<
,
∴f(A)=2sin(2A﹣)的取值范围为(1,2].
点评: 本题主要考查了三角函数图象与性质,正弦定理和余弦定理的运用.考查了学生综合推理能力和一定的运算能力. 19.(13分)已知A(﹣2,0),B(2,0)为椭圆C的左、右顶点,F为其右焦点,P是椭圆C上异于A,B的动点,且△APB面积的最大值为. (Ⅰ)求椭圆C的方程及离心率;
(Ⅱ)直线AP与椭圆在点B处的切线交于点D,当直线AP绕点A转动时,试判断以BD为直径的圆与直线PF的位置关系,并加以证明.
考点: 直线与圆锥曲线的综合问题;椭圆的标准方程. 专题: 计算题;证明题;压轴题.
分析: (I)根据椭圆的特征可得当点P在点(0,b)时,△APB面积的最大,结合题中的条件可得a、b与c的关系进而得到答案. (II)设点P的坐标为(x0,y0),由题意可设直线AP的方程为y=k(x+2),可得点D与BD
2222
中点E的坐标,联立直线与椭圆的方程得(3+4k)x+16kx+16k﹣12=0,进而表示出点P的坐标,结合点F坐标为(1,0),再写出直线PF的方程,根据点E到直线PF的距离等于直径BD的一半,进而得到答案.
解答: 解:(Ⅰ)由题意可设椭圆C的方程为,F(c,0).
由题意知
解得,c=1.
,离心率为.
故椭圆C的方程为
(Ⅱ)以BD为直径的圆与直线PF相切.
证明如下:由题意可设直线AP的方程为y=k(x+2)(k≠0). 则点D坐标为(2,4k),BD中点E的坐标为(2,2k).
2
2
2
2
由得(3+4k)x+16kx+16k﹣12=0.
设点P的坐标为(x0,y0),则
.
所以,.
因为点F坐标为(1,0), 当
时,点P的坐标为
,点D的坐标为(2,±2).
2
2
直线PF⊥x轴,此时以BD为直径的圆(x﹣2)+(y±1)=1与直线PF相切. 当
时,则直线PF的斜率
.
所以直线PF的方程为.
点E到直线PF的距离=.
又因为|BD|=4|k|,所以.
故以BD为直径的圆与直线PF相切.
综上得,当直线AP绕点A转动时,以BD为直径的圆与直线PF相切.
点评: 解决此类问题的关键是熟练掌握椭圆中有关数值的关系,以及椭圆与直线的位置关系、圆与直线的位置关系.
20.(14分)已知函数f(x)=
,g(x)=x﹣ln(x﹣p).
(Ⅰ)求函数f(x)的图象在点(,f())处的切线方程; (Ⅱ)判断函数g(x)的零点个数,并说明理由;
(Ⅲ)已知数列{an}满足:0<an≤3,n∈N,且3(a1+a2+…+a2015)=2015.若不等式f(a1)+f(a2)+..+f(a2015)≤g(x)在x∈(p,+∞)时恒成立,求实数p的最小值.
考点: 利用导数研究曲线上某点切线方程;导数在最大值、最小值问题中的应用. 专题: 压轴题;导数的综合应用.
*
分析: (Ⅰ)求导数,可得切线斜率,即可求函数f(x)的图象在点(,f())处的切线方程;
(Ⅱ)求导数,确定函数g(x)的单调性,再分类讨论,即可求出零点个数;
(Ⅲ)证明f(a1)+f(a2)+…+f(a2015)≤6045,由(II)知,gmin(x)=g(p+1)=p+1,即可求实数p的最小值. 解答: 解:(Ⅰ)∵f(x)=
,
∴f′(x)=,…(1分)
∴f′()=﹣,又f()=3,
(x﹣),
∴函数f(x)的图象在点(,f())的切线方程为y﹣3=﹣
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