【分析】(I)取CD的中点E,连结ME,NE,可证面MEN∥平面PAD,CD⊥平面PAD,故而CD⊥平面MEN,得出MN⊥CD,通过计算得出PM=CM=MN⊥平面PCD;
(II)连结AC,可证CM⊥平面PAB,于是∠CPM就是PC与平面PAB所成的角,利用PM=CM即可得出线面角的度数.
【解答】证明:(I)取CD的中点E,连结ME,NE. ∵M,N,E分别是AB,PC,CD的中点, 则NE∥PD,ME∥AD, ∴平面MEN∥平面PAD.
∵PA⊥平面ABCD,CD?平面ABCD, ∴CD⊥PA,又CD⊥AD,PA∩AD=A, ∴CD⊥面PAD,
∴CD⊥面MEN,∵MN?平面MEN, ∴MN⊥CD.
取BC中点F,连结AF,则四边形AFCD是矩形, ∴AF=CD=∴PM=
,BF=BC=1,∴AB=
=
,
=
,∴MC=
=
.
=2,AM=
=1.
,故而MN⊥PC,于是
又ME=(AD+BC)=,CE=∴PM=MC,又N是PC中点 ∴MN⊥PC,
又PC?平面PCD,CD?平面PCD,PC∩CD=C, ∴MN⊥面PCD. (II)连结AC,则AC=∴AC=BC,∵M是AB中点, ∴CM⊥AB.
又PA⊥面ABCD,CM?平面ABCD, ∴PA⊥CM.
又AB?平面PAB,PA?平面PAB,PA∩AB=A,
=2,
∴CM⊥面PAB
∴∠CPM就是PC与平面PAB所成的角. 由(1)知PM=MC, ∴∠CPM=45°
所以PC与平面PAB所成的角为45°.
【点评】本题考查了线面垂直的判定与性质,线面角的计算,属于中档题.
19.如图,已知抛物线C:x2=4y,直线l1与C相交于A,B两点,线段AB与它的中垂线l2交于点G(a,1)(a≠0).
(Ⅰ)求证:直线l2过定点,并求出该定点坐标;
(Ⅱ)设l2分别交x轴,y轴于点M,N,是否存在实数a,使得A,M,B,N四点在同一个圆上,若存在,求出a的值;若不存在,请说明理由.
【分析】(Ⅰ)设A(x1,y1),B(x2,y2),代入抛物线的方程,相减,由直线的斜率公式可得AB的斜率,运用两直线垂直的条件:斜率之积为﹣1,求得直线l2的方程,化简可得定点;
(Ⅱ)求得l2经过的点M,N,假设存在实数a,使得A,M,B,N四点在同一个圆上,运用中垂线的性质可得∠MAN=90°,即有|AG|2=|MG||NG|,联立直线AB的方程和抛物线的方程,运用韦达定理和弦长公式,可得|AB|,进而得到|AG|,再由两点的距离公式,化简整理解方程即可得到所求a的值.
【解答】解:(Ⅰ)证明:设A(x1,y1),B(x2,y2), 则
,两式相减可得(x1+x2)(x1﹣x2)=4(y1﹣y2),
可得kAB=
===a,
由两直线垂直的条件可得直线l2的斜率为﹣; 即有直线可得(Ⅱ)
,
过定点(0,3); 过
,N(0,3),
假设存在实数a,使得A,M,B,N四点在同一个圆上, 由中垂线的性质可得∠MAN=∠MBN, 可得∠MAN=90°,即有|AG|2=|MG||NG|,
由
,可得x2﹣2ax+2a2﹣4=0,
x1+x2=2a,x1x2=2a2﹣4, 由弦长公式可得|AB|=
=
,
即有|MG||NG|==(
)2=(1+)(4﹣a2),
所以
所以a2=2,解得
.
.
故存在这样的实数a,且为±
【点评】本题考查直线与抛物线的位置关系,注意联立方程组,运用韦达定理和弦长公式,考查直线的斜率和方程的运用,考查化简整理的运算能力,属于中档题.
20.已知函数
(a∈R).
(Ⅰ)当a=1时,解不等式f(x)>1;
(Ⅱ)对任意的b∈(0,1),当x∈(1,2)时,
恒成立,求a的取值范围.
【分析】(1)问题转化为关于x的不等式组,解出即可;(2)问题转化为或
【解答】解:(1)?x2+1<|x+1| ?
?0<x<1….???
所以a≥2b﹣1或所以a≥1或
或或
对任意x∈(1,2)恒成立…(10分)
,对任意b∈(0,1)恒成立….(13分)
…(15分) 或
对任意x∈(1,2)恒成立,求出a的范围即可.
【点评】本题考查了解绝对值不等式问题,考查函数恒成立问题,是一道中档题.

