2.证明:(1)设.而. 由.得. 即.所以函数在上是减函数, (2)设.而. 由.得. 即.所以函数在上是增函数. 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

如图,在四棱锥P-ABCD中,PA⊥平面ABCD,AC⊥AD,AB⊥BC,∠BAC=45°,PA=AD=2,AC=1.

(Ⅰ)证明PC⊥AD;

(Ⅱ)求二面角A-PC-D的正弦值;

(Ⅲ)设E为棱PA上的点,满足异面直线BE与CD所成的角为30°,求AE的长.

 

【解析】解法一:如图,以点A为原点建立空间直角坐标系,依题意得A(0,0,0),D(2,0,0),C(0,1,0), ,P(0,0,2).

(1)证明:易得于是,所以

(2) ,设平面PCD的法向量

,即.不防设,可得.可取平面PAC的法向量于是从而.

所以二面角A-PC-D的正弦值为.

(3)设点E的坐标为(0,0,h),其中,由此得.

,故 

所以,,解得,即.

解法二:(1)证明:由,可得,又由,,故.又,所以.

(2)如图,作于点H,连接DH.由,,可得.

因此,从而为二面角A-PC-D的平面角.在中,,由此得由(1)知,故在中,

因此所以二面角的正弦值为.

(3)如图,因为,故过点B作CD的平行线必与线段AD相交,设交点为F,连接BE,EF. 故或其补角为异面直线BE与CD所成的角.由于BF∥CD,故.在中,

中,由,,

可得.由余弦定理,,

所以.

 

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如图6,在四棱锥P-ABCD中,PA⊥平面ABCD,底面ABCD是等腰梯形,AD∥BC,AC⊥BD.

(Ⅰ)证明:BD⊥PC;

(Ⅱ)若AD=4,BC=2,直线PD与平面PAC所成的角为30°,求四棱锥P-ABCD的体积.

【解析】(Ⅰ)因为

是平面PAC内的两条相较直线,所以BD平面PAC,

平面PAC,所以.

(Ⅱ)设AC和BD相交于点O,连接PO,由(Ⅰ)知,BD平面PAC,

所以是直线PD和平面PAC所成的角,从而.

由BD平面PAC,平面PAC,知.在中,由,得PD=2OD.因为四边形ABCD为等腰梯形,,所以均为等腰直角三角形,从而梯形ABCD的高为于是梯形ABCD面积

在等腰三角形AOD中,

所以

故四棱锥的体积为.

【点评】本题考查空间直线垂直关系的证明,考查空间角的应用,及几何体体积计算.第一问只要证明BD平面PAC即可,第二问由(Ⅰ)知,BD平面PAC,所以是直线PD和平面PAC所成的角,然后算出梯形的面积和棱锥的高,由算得体积

 

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已知是等差数列,其前n项和为Sn是等比数列,且.

(Ⅰ)求数列的通项公式;

(Ⅱ)记,证明).

【解析】(1)设等差数列的公差为d,等比数列的公比为q.

,得.

由条件,得方程组,解得

所以.

(2)证明:(方法一)

由(1)得

     ①

   ②

由②-①得

(方法二:数学归纳法)

①  当n=1时,,故等式成立.

②  假设当n=k时等式成立,即,则当n=k+1时,有:

   

   

,因此n=k+1时等式也成立

由①和②,可知对任意成立.

 

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如图,长方体中,底面是正方形,的中点,是棱上任意一点。

(Ⅰ)证明: ;

(Ⅱ)如果=2 ,=,, 求 的长。

 【解析】(Ⅰ)因底面是正方形,故,又侧棱垂直底面,可得,而,所以,因,所以,又,所以 ;

(Ⅱ)因=2 ,=,,可得,,设,由,即,解得,即 的长为

 

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已知函数f(x)=ex-ax,其中a>0.

(1)若对一切x∈R,f(x) 1恒成立,求a的取值集合;

(2)在函数f(x)的图像上去定点A(x1, f(x1)),B(x2, f(x2))(x1<x2),记直线AB的斜率为k,证明:存在x0∈(x1,x2),使恒成立.

【解析】解:.

单调递减;当单调递增,故当时,取最小值

于是对一切恒成立,当且仅当.        ①

时,单调递增;当时,单调递减.

故当时,取最大值.因此,当且仅当时,①式成立.

综上所述,的取值集合为.

(Ⅱ)由题意知,

,则.当时,单调递减;当时,单调递增.故当

从而

所以因为函数在区间上的图像是连续不断的一条曲线,所以存在使成立.

【点评】本题考查利用导函数研究函数单调性、最值、不等式恒成立问题等,考查运算能力,考查分类讨论思想、函数与方程思想等数学方法.第一问利用导函数法求出取最小值对一切x∈R,f(x) 1恒成立转化为从而得出求a的取值集合;第二问在假设存在的情况下进行推理,然后把问题归结为一个方程是否存在解的问题,通过构造函数,研究这个函数的性质进行分析判断.

 

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