因为B1C1?平面A1B1C1, 所以BB1⊥B1C1.
又因为B1C1⊥A1B1,A1B1∩BB1=B1, 所以B1C1⊥平面AA1B1B. 因为A1B?平面AA1B1B, 所以A1B⊥B1C1.
因为AA1=AB=2,所以四边形AA1B1B为菱形. 所以A1B⊥AB1. 因为B1C1∩AB1=B1, 所以A1B⊥平面AB1C1.
(Ⅱ) 由已知,BB1⊥平面A1B1C1,A1B1?平面A1B1C1, 所以BB1⊥A1B1.
因为A1B1⊥B1C1,B1C1∩BB1=B1, 所以A1B1⊥平面BB1C1C.
又A1B1=AB=2,故A1到平面BB1C1C的距离为2. 因为E为A1C1中点,所以E点到平面BB1C1C距离为1.
所以
(Ⅲ)在三棱柱ABC-A1B1C1中,
.
因为E,H为平面EAB与平面A1B1C1的公共点, 所以平面EAB∩平面A1B1C1=EH.
因为平面ABC∥平面A1B1C1,AB?平面ABC, 所以AB∥平面A1B1C1. 又平面A1B1C1∩平面EAB=EH, 所以EH∥AB.
又AB∥A1B1,所以EH∥A1B1.
因为E为A1C1中点,所以H为B1C1中点.
所以【点睛】
.
本题考查直线与平面垂直的判断定理以及性质定理的应用,直线与平面平行以及几何体的体积的求法,考查空间想象能力以及计算能力,由于“线线垂直”“线面垂直”“面面垂直”之间可以相互转化,因此整个证明过程围绕着线面垂直这个核心而展开,这是化解空间垂直关系难点的技巧所在.
19.已知函数,a∈R.
(Ⅰ)当a=1时,求曲线y=f(x)在点(0,f(0))处的切线方程; (Ⅱ)求f(x)的单调区间.
【答案】(Ⅰ)y=0(Ⅱ)单调递减区间为(-1,-(-,+∞)
时,求出函数
,利用导数的几何意义求出时,令
,讨论
,得
,
处的切线的斜率,
,分三种情
),单调递增区间为(-∞,-1)
【解析】(Ⅰ)当
利用点斜式求出切线方程;(II)当况①【详解】
(Ⅰ)f(x)的定义域为R,
当a=1时,f′(0)=0,f(0)=0,
,②当
,③当
的单调区间.
.
所以曲线y=f(x)在点(0,f(0))处的切线方程为y=0. (Ⅱ)f′(x)=aex(x+1)-x-1=(x+1)(aex-1). (1)当a≤0时,aex-1<0,
所以当x>-1时,f′(x)<0;当x<-1时,f′(x)>0.
所以f(x)的单调递增区间为(-∞,-1),单调递减区间为(-1,+∞). (2)当a>0时,令f′(x)=0,得x1=-1,x2=-lna. ①当-lna=-1,即a=e时,f′(x)≥0,
所以f(x)的单调递增区间为(-∞,+∞),无单调递减区间; ②当-lna<-1,即a>e时,
当-lna<x<-1时,f′(x)<0;当x<-lna或x>-1时,f′(x)>0.
所以f(x)的单调递减区间为(-lna,-1),单调递增区间为(-∞,-lna),(-1,+∞); ③当-lna>-1,即0<a<e时,
当-1<x<-lna时,f′(x)<0;当x<-1或x>-lna时,f′(x)>0.
所以f(x)的单调递减区间为(-1,-lna),单调递增区间为(-∞,-1),(-lna,∞). 【点睛】
本题主要考查了导数的几何意义,利用导数研究函数的单调性、曲线的切线方程、函数零点、解不等式等基础知识,考查了计算能力和分类讨论的思想,第一步确定切点;第二步求斜率,即求曲线上该点的导数;第三步利用点斜式求出直线方程
20.已知椭圆C:的离心率为,其左焦点为F1(-1,0).直线l:
y=k(x+2)(k≠0)交椭圆C于不同的两点A,B,直线BF1与椭圆C的另一个交点为E. (Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)当时,求△F1AB的面积;
(Ⅲ)证明:直线AE与x轴垂直.
【答案】(Ⅰ)(Ⅱ)(Ⅲ)详见解析
【解析】(Ⅰ)利用椭圆的离心率以及已知条件求解,,即可得到椭圆的方程;(Ⅱ)联立直线与椭圆方程,利用韦达定理,以及弦长公式,得到直线距离然后求解
的
面积;(Ⅲ)当直线
的方程为
时,求出直线的斜率;设直线的斜率为,
,与椭圆联立,利用韦达定理,转化求解证明即可.
【详解】
解:(I)由已知有解得
所以椭圆C的方程为.
(II)由
消去y,整理得(1+2k2)x2+8k2x+(8k2-2)=0.
由已知,△=(8k2)2-4(1+2k2)(8k2-2)>0,解得.
设A(x1,y1),B(x2,y2),则,
.
直线l的方程为x-2y+2=0,F1(-1,0)到直线l的距离.
所以△F1AB的面积为.
(III)当x2=-1时,.
此时直线l的斜率为,由(II)知不符合题意,所以x2≠-1.
设直线BF1的斜率为
则直线BF1的方程为y=t(x+1).
.
由
消去y,整理得(1+2t2)x2+4t2x+(2t2-2)=0.
设E(x3,y3),则有.
由得,代入上式整理得,
解得.
因为,
将,
代入,整理得x3-x1=0,
所以x3=x1.所以直线AE与x轴垂直. 【点睛】
本题主要考查椭圆方程的求法,直线与椭圆的位置关系的应用,考查转化思想以及计算能力,计算量较大,有一定难度.