解之可得又平面ABC的法向量
m=(0,0,1)
即平面DEF与平面ABC相交所成且为锐角的二面角的余弦值为 ……9分
(3)由P在DE上,可设,……10分
则
………………11分
若CP⊥平面DEF,则
即
解之得:
……………………13分
即当a=2时,在DE上存在点P,满足DP=3PE,使CP⊥平面DEF。…………14分
21.解:(1)因为 所以
椭圆方程为:
………………4分
(2)由(1)得F(1,0),所以。假设存在满足题意的直线l,设l的方程为
代入 ………………6分
设 ①
……………………8分
设AB的中点为M,则
。
……………………11分
,即存在这样的直线l;
当时, k不存在,即不存在这样的直线l;……………………14分
22.解:(I) ……………………2分
令(舍去)
单调递增;
当单调递减。 ……………………4分
为函数在[0,1]上的极大值。 ……………………5分
(II)由得
① ………………………7分
设,
依题意知上恒成立。
都在上单调递增,要使不等式①成立,
当且仅当…………………………11分
(III)由
令,则
当上递增;
当上递减;
而
…………………………16分