題目列表(包括答案和解析)
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如圖,邊長為2的等邊△PCD所在的平面垂直于矩形ABCD所在的平面,BC=,M為BC的中點
(Ⅰ)證明:AM⊥PM ;
(Ⅱ)求二面角P-AM-D的大;
(Ⅲ)求點D到平面AMP的距離
一. 選擇題(本大題共6小題,每小題7分,共42分)
題號
1
2
3
4
5
6
答案
C
B
C
C
A
A
二. 填空題(本大題共3小題,每小題5分,共15分)
7. 0 8. 36 9.
三.解答題:解答應(yīng)寫出文字說明,證明過程或演算步驟(本大題共3小題,共43分)
10.(本小題滿分14分)
解:(I)設(shè)等差數(shù)列的公差為,則
…………2分
解得 …………4分
. …………5分
…………7分
(II)由
…………10分
…………12分
…………14分
11.(本小題滿分14分)
解法1:(Ⅰ) 取CD的中點E,連結(jié)PE、EM、EA.
∵△PCD為正三角形,∴PE⊥CD,PE=PDsin∠PDE=2sin60°=
∵平面PCD⊥平面ABCD, ∴PE⊥平面ABCD (2分)
∵四邊形ABCD是矩形
∴△ADE、△ECM、△ABM均為直角三角形
由勾股定理可求得:EM=,AM=,AE=3
∴ (4分)
,又在平面ABCD上射影:
∴∠AME=90°, ∴AM⊥PM (6分)
(Ⅱ)由(Ⅰ)可知EM⊥AM,PM⊥AM
∴∠PME是二面角P-AM-D的平面角 (8分)
∴tan ∠PME=
∴∠PME=45°
∴二面角P-AM-D為45°; (10分)
(Ⅲ)設(shè)D點到平面PAM的距離為,連結(jié)DM,則
, ∴
而 (12分)
在中,由勾股定理可求得PM=
,所以:∴
即點D到平面PAM的距離為 (14分)
解法2:(Ⅰ) 以D點為原點,分別以直線DA、DC為x軸、y軸,建立如圖所示的空間直角坐標系,
依題意,可得
……2分
∴
(4分)
∴
即,∴AM⊥PM (6分)
(Ⅱ)設(shè),且平面PAM,則
即
∴ ,
取,得 (8分)
取,顯然平面ABCD, ∴
結(jié)合圖形可知,二面角P-AM-D為45°; (10分)
(Ⅲ) 設(shè)點D到平面PAM的距離為,由(Ⅱ)可知與平面PAM垂直,則
=
即點D到平面PAM的距離為 (14分)
12.(本小題滿分15分)
解:(Ⅰ)∵軸,∴,由橢圓的定義得: (2分)
∵,∴, (4分)
又得 ∴
∴, (6分)
∴所求橢圓C的方程為. (7分)
(Ⅱ)由(Ⅰ)知點A(-2,0),點B為(0,-1),設(shè)點P的坐標為
則,,
由-4得-,
∴點P的軌跡方程為. (9分)
設(shè)點B關(guān)于P的軌跡的對稱點為,則由軸對稱的性質(zhì)可得:
,解得:, (12分)
∵點在橢圓上,∴ ,
整理得解得或
∴點P的軌跡方程為或, (14分)
經(jīng)檢驗和都符合題設(shè),
∴滿足條件的點P的軌跡方程為或. (15分)
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