(1)由已知条件得BC⊥平面PAC,可得BC?PA,又PA?PC,由此能证明PA?平面PBC. (2)法一:过P作PH?AC于H,由平面PAC?平面eO,知∠HCP为直线PC与圆O所在平面所成角,可得PF?AB,由此能得到?PFH为二面角P-AB-C的平面角.利用平面几何知识求解即可.
法二:利用空间向量法求解线面角.
【详解】(1)由已知可知AC?BC,又平面PAC?平面圆O,平面PACI平面圆O?AC, ∴BC?平面PAC,∴BC?PA,
又PA?PC,PCIBC?C,PC?平面PBC,D平面PBC, ∴PA?平面PBC.
(2)法一:过P作PH?AC于H,由于平面PAC?平面eO,则PH?平面eO, 则?PCH为直线PC与圆O所在平面所成角,所以PCH?60?. 过H作HF?AB于F,连结PF,则PF?AB, 故?PFH为二面角P-AB-C的平面角.
由已知?ACP??ABC?60?,?CAP??CAB?30?, 在Rt?APC中,PH?AP?sin30??AC?cos30??sin30??33?319??, 22493, 8AP293由AP?AH?AC得AH?,?AC42Rt?AFH中,FH?AHsin30??9PH2321?4?故tan?PFH?,故cos?PFH?, HF93378即二面角P-AB-C的余弦值为
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法二:过P作PH?AC于H,则PH?平面eO,过H作HF//CB交AB于F,
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以H为原点,HA、HF、HP分别为x轴、y轴、z轴建立空间直角坐标系. 则H(0,0,0),A???93??33?9?P0,0,,0,0?B?,3,0,,??????444??????uuur??,AB?(?33,3,0), ???, ?uuur?939?,0,从而AP???44?设平面PAB的法向量n?(x,y,z),
rvv?uuu939x?z?0??z?3x?AP?n??则?得?, 44uuuvv??AB?n?y?3x??33x?3y?0?r令x?1,从而n?(1,3,3),
而平面ABC的法向量为m?(0,0,1),
rrurrurn?m321cos?n,m????rur故,
77nm即二面角P-AB-C的余弦值为
21. 7
【点睛】本题考查直线与平面垂直证明,考查线面角、二面角的平面角的作法及求法,也考查了空间向量法的应用,考查了空间思维能力,属于中档题.
1x2y219.已知椭圆2?2?1(a?b?0)的离心率e?,过焦点且垂直于x轴的直线被椭圆截得
2ab的线段长为3 (1)求椭圆的方程;
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(2)已知P为直角坐标平面内一定点,动直线l:y?1x?t与椭圆交于A、B两点,当直2线PA与直线PB的斜率均存在时,若直线PA与PB的斜率之和为与t无关的常数,求出所有满足条件的定点P的坐标.
3?3??x2y2【答案】(1) ??1.(2) ?1,?或??1,?2?2??43【解析】 【分析】
??. ?(1)由题意求得a,c的值,结合隐含条件求得b,则椭圆方程可求; (2)设A?x1,??11???x1?t?,B?x2,x2?t?,P(m,n),将l代入椭圆方程,利用韦达定理及22???斜率公式化简可得kPA?kPB3??n?m?t?2mn?3??,与t无关,由此能求出存在满足条件2??t2?mt?m2?3的m,n的值.
【详解】(1)设椭圆的半焦距为c,则c2?a2?b2,且e?c1?. a2?x?c?2b22由?x,解得y??. ya?2?2?1b?a2b2x2y2依题意,?1. ?3,求得c=1,a?2,b?3,于是椭圆的方程为?43a(2)设A?x1,??1x1?t21??Bx,,??2x2?t2??1?P(m,n)y?x?t代入椭圆方程得,,将:l??2x2?tx?t2?3?0.
??t2?4?t2?3??0,t2?4,
则有x1?x2??t,x1x2?t2?3.
11n?x1?tn?x2?t 22??m?x1m?x2直线PA,PB的斜率之和kPA?kPB - 15 -
11????n?x?tm?x?n?x2?t??m?x1?????1222??????m?x1??m?x2?当n??3??n?m?t?2mn?3?, 2???2t?mt?m2?33m,2mn?3时斜率的和恒为0, 2m?1?m??1?解得{3或?3.
n?n??2?2?3??3??综上所述,所有满足条件的定点P的坐标为?1,?或??1,??.
2??2??【点睛】本题考查椭圆方程的求法,考查满足条件的直线的斜率的求法,是中档题,解题时要认真审题,注意椭圆性质的合理运用.
20.从甲、乙两种棉花中各抽测了25根棉花的纤维长度(单位:mm)组成一个样本,且将纤维长度超过315mm的棉花定为一级棉花.设计了如下茎叶图:
(1)根据以上茎叶图,对甲、乙两种棉花的纤维长度作比较,写出两个统计结论(不必计算); (2)从样本中随机抽取甲、乙两种棉花各2根,求其中恰有3根一级棉花的概率
(3)用样本估计总体,将样本频率视为概率,现从甲、乙两种棉花中各随机抽取1根,求其中一级棉花根数X的分布列及数学期望. 【答案】(1)见解析;(2)【解析】
分析:第一问根据题中所给的茎叶图中数据的分析,确定出哪种棉花的纤维平均长度大,从数据的集中程度来分析哪种棉花的纤维长度的分散程度大,排序之后找正中间的那个数就是中位数,分析数据的特征判断其是否对称,第二问用组合数求得对应的基本事件数,从而求得概率,第三问找到变量的可取值,求得其概率,列出分布列,利用公式求得其期望值. 详解:(1) 1.乙种棉花的纤维平均长度大于甲种棉花的纤维平均长度(或:乙种棉花的纤维长
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1;(3)见解析 4