题目列表(包括答案和解析)
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
又是平面PAC内的两条相较直线,所以BD
平面PAC,
而平面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
如图,已知直线(
)与抛物线
:
和圆
:
都相切,
是
的焦点.
(Ⅰ)求与
的值;
(Ⅱ)设是
上的一动点,以
为切点作抛物线
的切线
,直线
交
轴于点
,以
、
为邻边作平行四边形
,证明:点
在一条定直线上;
(Ⅲ)在(Ⅱ)的条件下,记点所在的定直线为
, 直线
与
轴交点为
,连接
交抛物线
于
、
两点,求△
的面积
的取值范围.
【解析】第一问中利用圆:
的圆心为
,半径
.由题设圆心到直线
的距离
.
即,解得
(
舍去)
设与抛物线的相切点为
,又
,得
,
.
代入直线方程得:,∴
所以
,
第二问中,由(Ⅰ)知抛物线方程为
,焦点
. ………………(2分)
设,由(Ⅰ)知以
为切点的切线
的方程为
.
令,得切线
交
轴的
点坐标为
所以
,
, ∵四边形FAMB是以FA、FB为邻边作平行四边形
∴ 因为
是定点,所以点
在定直线
第三问中,设直线,代入
得
结合韦达定理得到。
解:(Ⅰ)由已知,圆:
的圆心为
,半径
.由题设圆心到直线
的距离
.
即,解得
(
舍去). …………………(2分)
设与抛物线的相切点为
,又
,得
,
.
代入直线方程得:,∴
所以
,
.
……(2分)
(Ⅱ)由(Ⅰ)知抛物线方程为
,焦点
. ………………(2分)
设,由(Ⅰ)知以
为切点的切线
的方程为
.
令,得切线
交
轴的
点坐标为
所以
,
, ∵四边形FAMB是以FA、FB为邻边作平行四边形,
∴ 因为
是定点,所以点
在定直线
上.…(2分)
(Ⅲ)设直线,代入
得
, ……)得
,
…………………………… (2分)
,
.
△
的面积
范围是
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