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题型:简答题
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简答题

已知函数,曲线处的切线过点.

(Ⅰ)求函数的解析式;

(Ⅱ)当时,求的取值范围.

正确答案

(Ⅰ)f(x)=lnx+; (Ⅱ)f(x)的取值范围是[1,ln5+].

试题分析:(Ⅰ)利用导数的几何含义确定曲线的切线方程的斜率,然后借助切线过点建立等量关系;(Ⅱ)根据函数的定义域,借助求导分析函数的单调性,进而确定函数的最大值和最小值.

试题解析:(Ⅰ)f¢(x)=

则f¢(2)=,f(2)=ln2+

则曲线y=f(x)在(2,f(2))处的切线为y= (x-2)+ln2+

即y=x+m-1+ln2.                                      3分

依题意,m-1+ln2=ln2,所以m=1.

故f(x)=lnx+.                                             5分

(Ⅱ)由(Ⅰ)知,f(x)=lnx+,f¢(x)=

当x∈[,1]时,f¢(x)≤0,f(x)单调递减,此时,f(x)∈[1,2-ln2];

当x∈[1,5]时,f¢(x)≥0,f(x)单调递增,此时,f(x)∈[1,ln5+].  10分

因为(ln5+)-(2-ln2)=ln10->lne2

所以ln5+>2-ln2.

因此,f(x)的取值范围是[1,ln5+].                                12分

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题型:简答题
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简答题

在如图的多面体中,⊥平面,

的中点.

(Ⅰ)求证:平面

(Ⅱ)求证:

正确答案

(Ⅰ)∵,的中点∴

平面(Ⅱ)∵平面,∴平面

,则平面,∴四边形平行四边形,∴,∴,∴⊥平面.∴

试题分析:(Ⅰ)证明:∵

又∵,的中点,

∴四边形是平行四边形,

.                  

平面平面

平面.              5分

(Ⅱ)证明:∵平面平面

,                                 

平面

平面.                                 

,则平面

平面, ∴.                  

,∴四边形平行四边形,

,又

∴四边形为正方形,

,  

平面平面,

⊥平面.                                  

平面,

.                                   12分

点评:本题由已知条件可得两两垂直,依次可建立空间坐标系,利用空间向量求解证明

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题型:简答题
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简答题

如图,平面ABDE⊥平面ABC,ACBC,AC=BC=4,四边形ABDE是直角梯形,BDAE,BDBA,AE=2BD=4,O、M分别为CE、AB的中点.

(Ⅰ)证明:OD//平面ABC;

(Ⅱ)能否在EM上找一点N,使得ON⊥平面ABDE?若能,请指出点N的位置,并加以证明;若不能,请说明理由.

正确答案

见解析

第一问:取AC中点F,连结OF、FB.∵F是AC的中点,O为CE的中点,

∴OF∥EA且OF=且BD=

∴OF∥DB,OF=DB,

∴四边形BDOF是平行四边形。

∴OD∥FB

第二问中,当N是EM中点时,ON⊥平面ABDE。           ………7分

证明:取EM中点N,连结ON、CM, AC=BC,M为AB中点,∴CM⊥AB,

又∵面ABDE⊥面ABC,面ABDE面ABC=AB,CM面ABC,

∴CM⊥面ABDE,∵N是EM中点,O为CE中点,∴ON∥CM,

∴ON⊥平面ABDE。

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简答题

在四棱锥中,底面是正方形,侧面是正三角形,平面底面

(I) 证明:平面

(II)求二面角的余弦值.

正确答案

(I)见解析;(II)

试题分析:(I)因为平面VAD⊥平面ABCD,平面VAD∩平面ABCD=AD,又AB在平面ABCD内,AD⊥AB,

所以AB⊥平面VAD;(II)法一:先做出所求二面角的平面角,再由余弦定理求平面角的余弦值,既得所求;法二:设AD的中点为O,连结VO,则VO⊥底面ABCD,又设正方形边长为1,建立空间直角坐标系,写出各个点的空间坐标,分别求平面VAD的法向量和平面VDB的法向量,可得结论.

试题解析:(Ⅰ)因为平面VAD⊥平面ABCD,平面VAD∩平面ABCD=AD,又AB在平面ABCD内,AD⊥AB,

所以AB⊥平面VAD.    3分

(Ⅱ)由(Ⅰ)知AD⊥AB,AB⊥AV.依题意设AB=AD=AV=1,所以BV=BD=. 6分

设VD的中点为E,连结AE、BE,则AE⊥VD,BE⊥VD,

所以∠AEB是面VDA与面VDB所成二面角的平面角.      9分

又AE=,BE=,所以cos∠AEB==

12分

(方法二)

(Ⅰ)同方法一.    3分

(Ⅱ)设AD的中点为O,连结VO,则VO⊥底面ABCD.

又设正方形边长为1,建立空间直角坐标系如图所示.    4分

则,A(,0,0),    B(,1,0),

D( ,0,0),   V(0,0,);

    7分

由(Ⅰ)知是平面VAD的法向量.设是平面VDB的法向量,则

    10分

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简答题

(本题满分12分)在四棱锥P—ABCD中,底面ABCD是a的正方形,PA⊥平面ABCD,且PA=2AB

(Ⅰ)求证:平面PAC⊥平面PBD;

(Ⅱ)求二面角B—PC—D的余弦值.

正确答案

解:(Ⅰ)证明:∵PA⊥平面ABCD   ∴PA⊥BD

∵ABCD为正方形   ∴AC⊥BD

∴BD⊥平面PAC又BD在平面BPD内,

∴平面PAC⊥平面BPD          .。。。。。。。。。。。。。。。。 6分

(Ⅱ)解法一:在平面BCP内作BN⊥PC垂足为N,连DN,

∵Rt△PBC≌Rt△PDC,由BN⊥PC得DN⊥PC;

∴∠BND为二面角B—PC—D的平面角,

在△BND中,BN=DN=,BD=

∴cos∠BND =。。。。。。。。。。。。。。。 12分

解法二:以A为原点,AB、AD、AP所在直线分别为x轴、y轴、z轴建立空间坐标系如图,

在平面BCP内作BN⊥PC垂足为N连DN,

∵Rt△PBC≌Rt△PDC,由BN⊥PC得DN⊥PC;

∴∠BND为二面角B—PC—D的平面角

                              10分

               12分

解法三:以A为原点,AB、AD、AP所在直线分别为x轴、y轴、z轴建立如图空间坐标系,作AM⊥PB于M、AN⊥PD于N,易证AM⊥平面PBC,AN⊥平面PDC,

∵二面角B—PC—D的平面角与∠MAN互补

∴二面角B—PC—D的余弦值为 …………………………. 12分

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简答题

(本小题12分)如图,在四棱锥P—ABCD中, CD∥AB, AD⊥AB,  BC⊥PC ,

(1)求证:PA⊥BC

(2)试在线段PB上找一点M,使CM∥平面PAD, 并说明理由.

正确答案

(1).连接AC,过C作CE⊥AB,垂足为E,

AD=DC,所以四边形ADCE是正方形。

所以∠ACD=∠ACE=因为AE=CD=AB,所以BE=AE=CE

所以∠BCE==所以∠ACB=∠ACE+∠BCE=

所以AC⊥BC,      …………………………………………………………… 3分

又因为BC⊥PC,AC∩PC="C,AC   " 平面PAC,PC  平面 PAC

所以BC⊥平面 PAC,而 平面 PAC,所以PA⊥BC.  ………………… 6分

(2).当M为PB中点时,CM∥平面PAD, …………………………………… 8分

证明:取AP中点为F,连接CM,FM,DF.

则FM∥AB,FM=AB,因为CD∥AB,CD=AB,所以FM∥CD,FM="CD. " ………9分

所以四边形CDFM为平行四边形,所以CM∥DF,   ……………………… 10分

因为DF平面PAD ,CM平面PAD,所以,CM∥平面PAD. ……………… 12分

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简答题

(本小题满分12分)如图,PA垂直于矩形 ABCD所在的平面,M、N分别是AB、PC的中点

⑴求证:MN∥平面PAD;

⑵若,求证:MN⊥平面PCD.

正确答案

解:⑴证明:取PD中点E,连结AE,EN,则有

故AMNE是平行四边形

∴MN∥AE

平面平面

所以MN∥平面PAD ----------------------6分

⑵∵PA⊥平面ABCDAD平面ABCD

∴PAAD,又

为等腰直角三角

又E是PD中点

∴AE⊥PD,又AE∥MN

∴MN⊥PD

又ABCD为矩形

∴AB⊥AD

又AB⊥PA,AD∩PA=A

∴AB⊥平面PAD

∵AE平面PAD-

AB⊥AE  又AB∥CD,AE∥MN

∴MN⊥CD

又∵PD∩CD=D

∴MN⊥平面PCD…………………………………12分

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简答题

如图,四棱锥P-ABCD的底面为矩形,侧棱PD垂直于底面,PD=DC=2BC,E为棱PC上的点,且平面BDE⊥平面PBC.

(1)求证:E为PC的中点;

(2)求二面角A-BD-E的大小.

正确答案

解法一:(1)证明:如图,作CF⊥BE,垂足为F,

由平面BDE⊥平面PBC,

则CF⊥平面BDE,知CF⊥DE.

因为PD⊥平面ABCD,BC⊥CD,

CD为DE在平面ABCD内的射影,

所以BC⊥DE,所以DE⊥平面PBC.

于是DE⊥PC,又PD=PC,所以E为PC的中点.………………6分

(2)作EG⊥DC,垂足为G,则EG∥PD,从而EG⊥平面ABCD.

作GH⊥BD,垂足为H,连接EH,则BD⊥EH,

故∠EHG为二面角A-BD-E的平面角的补角.…………………9分

不妨设BC=1,则PD=DC=2,

在Rt△EGH中,EG=PD=1,

GH=

∴tan∠EHC=

因此二面角A-BD-E的大小为-arctan.……………………12分

解法二:不妨设BC=1,则PD=DC=2.

建立如图所示的空间直角坐标系D-xyz,

则D(0,0,0),B(1,2,0),C(0,2,0),P(0,0,2).

(1)证明:设,则E(0,).

设a= (x1,y1,z1)为面PBC的法向量,

则a⊥,a⊥

=(1,0,0),=(0,-2,2),

∴a=x1=0,a=-2y1+2z1=0,

取a=(0,1,1).

设b=(x2,y2,z2)为面BDE的法向量,

则b⊥,b⊥

=(1,2,0),=(0,),

∴b=x2+2y2=0,b=0,

取b=(,1).

∵平面BDE⊥平面PBC,

∴a·b=+1=0,=1.

所以E为PC的中点.…………………………………………6分

(2)由(Ⅰ)知,b=(2,-1,1)为面BDE的法向量,

又c=(0,0,1)为面ADB的法向量,

∵cos

所以二面角A-BD-E的大小为-arccos.………………12分

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简答题

在四棱锥中,,且DB平分,E为PC的中点,, PD=3,(1)证明   (2)证明

(3)求四棱锥的体积。

正确答案

解:(1) 证明:设,连结EH,在中,因为AD=CD,且DB平分,所以H为AC的中点,又由题设知E为PC的中点,故,

,

所以

(2)证明:因为

所以

由(1)知,,

(3)四棱锥的体积为2

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简答题

(本小题满分14分)

如图,四边形都是边长为的正方形,点E是的中点,

(1) 求证:平面BDE;

(2) 求证:平面⊥平面BDE

(3) 求平面BDE与平面ABCD所成锐二面角的正切值。

正确答案

解:依条件有,以A为坐标原点,分别以为x轴,y轴,z轴建立空间直角坐标系,则有

  ……11分

   ……13分

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