法三:取????中点??,连接????,????,推导出平面???????//?平面??????,由此能证明?????//?平面??????.
法四:以??为原点,????,????,????所在直线为??,??,??轴,建立空间直角坐标系?????????,利用向量法能证明?????//?平面??????.
(Ⅱ)以??为原点,????,????,????所在直线为??,??,??轴,建立空间直角坐标系?????????,利用向量法能求出平面??????与平面??????所成锐二面角的余弦值. 【解答】
(本小题满分1
【试题解析】证明:(Ⅰ)证法一:取????中点??,连接????,????, ∵ ??,??分别是????,????中点, ∴ ????∥????,????=2????,
∵ ??为????中点,????????为正方形,∴ ????∥????,????=2????,
∴ ?????//?????,????=????,∴ 四边形????????为平行四边形…… ∴ ?????//?????,
∵ ????平面??????,?????平面??????,
∴ ?????//?平面??????…………………………………………… 证法二:取????中点??,连接????,????.
∵ ??是????中点,??是????中点,∴ ?????//?????, 又∵ ??是????中点,??是????中点,
∴ ?????//?????,∵ ?????//?????,∴ ?????//?????
又∵ ????∩????=??,?????平面??????,?????平面??????,?????平面??????,?????平面??????,
∴ 平面???????//?平面??????………………………………………
又∵ ?????平面??????,∴ ?????//?平面??????.…………………………………………… 证法三:取????中点??,连接????,????,
在正方形????????中,??是????中点,??是????中点,∴ ?????//?????, 又∵ ??是????中点,??是????中点,∴ ?????//?????,
又????∩????=??,?????平面??????,?????平面??????,?????平面??????,?????平面??????, ∴ 平面???????//?平面??????……………………
∵ ?????平面??????,∴ ?????//?平面??????…………………………
证法四:∵ ????⊥平面??????,且四边形????????是正方形,∴ ????,????,????两两垂直, 以??为原点,????,????,????所在直线为??,??,??轴,建立空间直角坐标系?????????,…………………
则??(1,?0,?0),??(0,?0,?1),??(0,?1,?1),??(0,0,2),??(2,2,0), ????=(,,?),………
22
2
→
11
1
1
11
1
1
则设平面??????法向量为??=(??,??,??),????=(?1,0,1),????=(?1,1,1)
→???=0 ,即{???+??=0 ,取??=(1,0,1)…………… 则{????→→???+??+??=0
???????=0→
→
→
→→→
???????=2?2=0……………………………………………
∴ ????⊥→??,又∵ ????平面??????,∴ ?????//?平面??????…
试卷第17页,总25页
→
→
11
(2)∵ ????⊥平面??????,且四边形????????是正方形,∴ ????,????,????两两垂直, 以??为原点,????,????,????所在直线为??,??,??轴,建立空间直角坐标系?????????,………………………………………………
则??(1,?0,?0),??(0,?0,?1),??(0,?1,?1),??(0,0,2),??(2,2,0)
设平面??????法向量为??1=(??1,??1,??1),????=(,,?),????=(?,,1)
22222
→
??1+??1???1=0???????1=0
1 ,即{1 , 则{→→
?2??1+2??1+??1=0
???????1=0
→
→
→
11
1
→
11
1
11
取??1=(3,?1,2)……
则设平面??????法向量为??2=(??2,??2,??2),????=(?1,0,1),????=(?1,1,1) ???????=0???+??2=0→
,即{2 ,取??2=(1,0,1)……… 则{→→2
???2+??2+??2=0
???????2=0
→→cos???1,??2
→
→
→
→
→
→
>=
→→|??1|?|??2|
??1???2
→→
=
3×1+(?1)×0+2×1√14×√2=
5√7……… 14
5√7…… 14
∴ 平面??????与平面??????所成锐二面角的余弦值为
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【答案】
设动圆??的半径为??,由题意知|????1|=3???,|????2|=1+??
从而有|????1|+|????2|=4,故轨迹??为以??1,??2为焦点,长轴长为4的椭圆,并去除点(?2,?0), 从而轨迹??方程为
??24
+
??23
=1(??≠?2).
??2
??2
+=13 , 设??方程为??=????+1,联立{4
??=????+1
消去??得(3??2+4)??2+6?????9=0,设点??(??1,???1),??(??2,???2),
12(1+??)
有??1+??2=3??2+4,??1??2=3??2+4,有|????|=√1+??212√1+??, =3??2+43??2+4
?6??
?9
22
点??(?2,?0)到直线了的距离为√1+??2,点??(2,?0)到直线了的距离为√1+??2, 从而四边形????????的面积??=×
2
1
12(1+??2)3??2+4
24
31×4√1+??=224√1+??23??2+4
1
令??=√1+??2,??≥1,有??=3??2+1=3??+1,由函数??=3??+??在[1,?+∞)单调递增
??24??
1
有3??+??≥4,故??=3??2+1=3??+1≤6,四边形????????面积的最大值为6.
??
24??24
【考点】 椭圆的定义 【解析】
(1)根据椭圆的定义以及圆和圆的位置关系可得,
+=13 ,利用韦达定理以及弦长公式和点到直(2)设??方程为??=????+1,联立{4
??=????+1线的距离公式,即可求出四边形的面积,再根据函数的单调性即可求出. 【解答】
设动圆??的半径为??,由题意知|????1|=3???,|????2|=1+??
从而有|????1|+|????2|=4,故轨迹??为以??1,??2为焦点,长轴长为4的椭圆,并去除点(?2,?0), 从而轨迹??方程为
??24
??2
??2
+
??23
=1(??≠?2).
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+3=1
, 设??方程为??=????+1,联立{4
??=????+1
消去??得(3??2+4)??2+6?????9=0,设点??(??1,???1),??(??2,???2),
12(1+??)
有??1+??2=3??2+4,??1??2=3??2+4,有|????|=√1+??212√1+??, =3??2+43??2+4
?6??
?9
22
??2??2
点??(?2,?0)到直线了的距离为√1+??2,点??(2,?0)到直线了的距离为√1+??2,
112(1+??)从而四边形????????的面积??=××22
3??+424??
24
2
314√1+??=224√1+??23??2+4
1
令??=√1+??2,??≥1,有??=3??2+1=3??+1,由函数??=3??+??在[1,?+∞)单调递增
??1
有3??+??≥4,故??=3??2+1=3??+1≤6,四边形????????面积的最大值为6.
??
24??24
【答案】
(1)函数??(??)=??2?4??+5?????在(?∞,?+∞)上是单调递增函数, ∴ 在??∈??上,??′(??)=2???4+????≥0恒成立,
即:??≥(4?2??)????;,
∴ 设?(??)=(4?2??)????,??∈??; 则?′(??)=(2?2??)????,
∴ 当??∈(?∞,?1)时?′(??)>0,?(??)在??∈(?∞,?1)上为增函数, ∴ 当??∈(1,?+∞)时?′(??)<0,?(??)在??∈(1,?+∞)上为减函数, ∴ ?(??)max=?(1)=2??, ∵ ??≥[(4?2??)????]max, ∴ ??≥2??,即??∈[2??,?+∞);
(2)方法一:因为??(??)=????(??2?4??+5)???, 所以??′(??)=????(???1)2≥0,
所以??(??)在(?∞,?+∞)上为增函数, 因为??(??1)+??(??2)=2??(??), 即??(??1)???(??)=??(??)???(??2),
所以??(??1)???(??)和??(??)???(??2)同号,
不妨设??1??2,?(??)=??(2?????)+??(??)?2??(??)(??>??≥1), 所以?′(??)=???2?????(2??????1)2+????(???1)2,
因为??2????????,(2??????1)2?(???1)2=(2???2)(2???2??)≤0, 所以?′(??)>0,?(??)在(??,?+∞)上为增函数,
所以?(??)>?(??)=0,?(??2)=??(2?????2)+??(??2)?2??(??)>0, 所以??(2?????2)>2??(??)???(??2)=??(??1), 所以2?????2>??1,即??1+??2<2??; 方法二:∵ ??(??)=??????(??)
=(??2?4??+5)?????????(??1)+??(??2) =2??(??),??∈[1,?+∞),
22∴ (??1?4??1+5)????1???+(??2?4??2+5)????2???=2(??2?4??+5)?????2??, 22∴ (??1?4??1+5)????1+(??2?4??2+5)????2=2(??2?4??+5)????, ∴ 设??(??)=(??2?4??+5)??????∈??, 则??(??1)+??(??2)=2??(??),
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????