【题目】如图,四边形ABCD中,AB⊥AD,AD∥BC,AD=6,BC=2AB=4,E,F分别在BC,AD上,EF∥AB.现将四边形ABCD沿EF折起,使平面ABEF⊥平面EFDC.
(Ⅰ)若BE=1,是否在折叠后的线段AD上存在一点P,且,使CP∥平面ABEF?若存在,求出λ的值,若不存在,说明理由;
(Ⅱ)求三棱锥A-CDF的体积的最大值,并求出此时二面角E-AC-F的余弦值.
【答案】(1)见解析(2)
【解析】试题分析:(1)过点P作MP∥FD交AF于点M,若MP=CE,则四边形MPCE为平行四边形,即有CP∥ME,也就得CP∥平面ABEF,因此由相似比可得λ的值,(2)由面面垂直性质定理得AF⊥平面EFDC,所以AF为高,根据三棱锥体积公式以及基本不等式可得体积最大值;过E作EO⊥CF,则根据三垂线定理可得AO⊥CF,即∠AOE为二面角E-AC-F的平面角,最后通过解三角形得余弦值
试题解析:∵平面ABEF⊥平面EFDC,平面ABEF∩平面EFDC=EF,FD⊥EF,
∴FD⊥平面ABEF,又AF平面ABEF,
∴FD⊥AF,
在折起过程中,AF⊥EF,又FD∩EF=F,
∴AF⊥平面EFDC.
以F为原点,FE,FD,FA分别为x,y,z轴建立空间直角坐标系.
(I)解法一:若BE=1,则各点坐标如下:
F(0,0,0),A(0,0,1),D(0,5,0),C(2,3,0),
∴平面ABEF的法向量可为=(0,5,0),
∵=λ,
∴-=λ(-),
∴=+= (0,0,1)+ (0,5,0)=,
∴P,
∴==,
若CP∥平面ABEF,则必有⊥,即·=0,
∵·=·(0,5,0)=·5=0,
∴λ=,
∴AD上存在一点P,且=,使CP∥平面ABEF.
解法二:AD上存在一点P,使CP∥平面ABEF,此时λ=.理由如下:
当λ=时,=,可知=,
过点P作MP∥FD交AF于点M,连接EM,PC,则有==,
又BE=1,可得FD=5,故MP=3,
又EC=3,MP∥FD∥EC,故有MP∥EC,故四边形MPCE为平行四边形,
∴CP∥ME,又CP平面ABEF,ME平面ABEF,
故有CP∥平面ABEF.
(II)设BEx(0<x≤4),则AF=x,FD=6-x,
故V三棱锥A-CDF=··2·(6-x)·x= (-x2+6x),
∴当x=3时,V三棱锥A-CDF有最大值,且最大值为3,
∴A(0,0,3),D(0,3,0),C(2,1,0),E(2,0,0),
∴=(2,0,-3),=(2,1,-3),=(0,0,3),=(2,1,0),
设平面ACE的法向量m=(x1,y1,z1),
则,即,
令x1=3,则y1=0,z1=2,则m=(3,0,2).
设平面ACF的法向量n=(x2,y2,z2),
则,即,
令x2=1,则y2=-2,z2=0,则n=(1,-2,0),
则cos〈m,n〉===,
故二面角E-AC-F的余弦值为.
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【题目】如图,在正方体ABCD﹣A1B1C1D1中,E,F,G,H分别为AA1 , AB,BB1 , B1C1的中点,则异面直线EF与GH所成的角等于( )
A.45°
B.60°
C.90°
D.120°
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【题目】定义在R上的偶函数f(x)满足f(x+2)=f(x),且在[﹣3,﹣2]上是减函数,若α,β是锐角三角形的两个内角,则( )
A.f(sinα)>f(sinβ)
B.f(sinα)<f(cosβ)
C.f(cosα)<f(cosβ)
D.f(sinα)>f(cosβ)
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【题目】已知函数f(x)=x2﹣3x+alnx(a>0). (Ⅰ)若a=1,求函数f(x)的单调区间和极值;
(Ⅱ)设函数f(x)图象上任意一点的切线l的斜率为k,当k的最小值为1时,求此时切线l的方程.
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【题目】某商人投资81万元建一间工作室,第一年装修费为1万元,以后每年增加2万元,把工作室出租,每年收入租金30万元.
(1)若扣除投资和各种装修费,则从第几年开始获取纯利润?
(2)若干年后该商人为了投资其他项目,对该工作室有两种处理方案:①年平均利润最大时,以46万元出售该工作室;②纯利润总和最大时,以10万元出售该工作室.问该商人会选择哪种方案?
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【题目】设f(x)=ax3+bx2+cx的极小值为﹣8,其导函数y=f′(x)的图象经过点 ,如图所示,
(1)求f(x)的解析式;
(2)若对x∈[﹣3,3]都有f(x)≥m2﹣14m恒成立,求实数m的取值范围.
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