则有A(2,0,,0)B(2,2,,0)C(0,2,,0)A1(1,0,,2)B1(11,,,2)C1(0,1,,2)D1(0,0,2).
(Ⅰ)证明:
D1z∵AC,,,0)AC?(?2,2,,0)D1B1?(11,,,0)DB?(2,2,0). 11?(?11∴AC?2AC,DB?2D1B1. 11C1B1A1∴AC与AC11平行,DB与D1B1平行,
于是A1C1与AC共面,B1D1与BD共面.
A D C yB ,0,2)·(?2,2,0)?0, (Ⅱ)证明:DD·1AC?(0DB·AC?(2,2,0)·(?2,2,0)?0,
x∴DD1?AC,DB?AC.
DD1与DB是平面B1BDD1内的两条相交直线.
∴AC?平面B1BDD1.
又平面A1ACC1过AC.
∴平面A1ACC1?平面B1BDD1.
,0,,2)BB1?(?1,?1,,2)CC1?(0,?1,2). (Ⅲ)解:AA1?(?1设n?(x1,y1,z1)为平面A1ABB1的法向量,
n·AA1??x1?2z1?0,n·BB1??x1?y1?2z1?0.
于是y1?0,取z1?1,则x1?2,n?(2,0,1). 设m?(x2,y2,z2)为平面B1BCC1的法向量,
m·BB1??x2?y2?2z2?0,m·CC1??y2?2z2?0.
于是x2?0,取z2?1,则y2?2,m?(0,2,1).
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1∴二面角A?BB1?C的大小为π?arccos.
5解法2(综合法):
(Ⅰ)证明:∵D1D?平面A1B1C1D1,D1D?平面ABCD.
∴D1D?DA,D1D?DC,平面A1B1C1D1∥平面ABCD.
于是C1D1∥CD,D1A1∥DA.
D1
设E,F分别为DA,DC的中点,连结EF,A1E,C1F, 有A1E∥D1D,C1F∥D1D,DE?1,DF?1.
C1 B1
A1 ∴A1E∥C1F,
于是AC11∥EF.
由DE?DF?1,得EF∥AC, 故AC11∥AC,A1C1与AC共面. 过点B1作B1O?平面ABCD于点O,
∥AE,BO ∥CF,连结OE,OF, 则B1O 111∥BA,OF ∥BC,∴OE?OF. 于是OE 1111D M
F C
E A
O B ∵B1A1?A1D1,∴OE?AD. ∵B1C1?C1D1,∴OF?CD.
所以点O在BD上,故D1B1与DB共面.
(Ⅱ)证明:∵D1D?平面ABCD,∴D1D?AC, 又BD?AC(正方形的对角线互相垂直),
D1D与BD是平面B1BDD1内的两条相交直线,
∴AC?平面B1BDD1.
又平面A1ACC1过AC,∴平面A1ACC1?平面B1BDD1.
(Ⅲ)解:∵直线DB是直线B1B在平面ABCD上的射影,AC?DB, 根据三垂线定理,有AC?B1B.
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过点A在平面ABB1A1内作AM?B1B于M,连结MC,MO, 则B1B?平面AMC, 于是B1B?MC,B1B?MO,
所以,?AMC是二面角A?B1B?C的一个平面角. 根据勾股定理,有A1A?5,C1C?5,B1B?6.
∵OM?B1B,有OM?21010B1O·OB2,BM?,AM?,CM?. ?333B1B3AM2?CM2?AC211cos?AMC???,?AMC?π?arccos,
2AM·CM55二面角A?BB1?C的大小为π?arccos1. 518.本小题主要考查函数导数的概念与计算,利用导数研究函数的单调性、极值和证明不等式的方法,考查综合运用有关知识解决问题的能力.本小题满分14分. (Ⅰ)解:根据求导法则有f?(x)?1?2lnx2a?,x?0, xx故F(x)?xf?(x)?x?2lnx?2a,x?0, 于是F?(x)?1?列表如下:
2x?2?,x?0, xxx F?(x) (0,2) 2 0 (2,?∞) ? ? F(x) 极小值F(2) 故知F(x)在(0,2)内是减函数,在(2,?∞)内是增函数,所以,在x?2处取得极小值
F(2)?2?2ln2?2a.
(Ⅱ)证明:由a≥0知,F(x)的极小值F(2)?2?2ln2?2a?0. 于是由上表知,对一切x?(0,?∞),恒有F(x)?xf?(x)?0. 从而当x?0时,恒有f?(x)?0,故f(x)在(0,?∞)内单调增加. 所以当x?1时,f(x)?f(1)?0,即x?1?ln2x?2alnx?0.
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故当x?1时,恒有x?ln2x?2alnx?1.
19.本小题综合考查平面解析几何知识,主要涉及平面直角坐标系中的两点间距离公式、直线的方程与斜率、抛物线上的点与曲线方程的关系,考查运算能力与思维能力、综合分析问题的能力.本小题满分12分.
y 解:(Ⅰ)由题意知,A(a,2a). 2因为OA?t,所以a?2a?t.
B A 由于t?0,故有t?22G:y?2x
D a2?2a. (1)
O a 由点B(0,t),C(c,0)的坐标知, 直线BC的方程为
a?2 C x xy??1. ct又因点A在直线BC上,故有
a2a??1, ct将(1)代入上式,得
a2a??1, ca(a?2)解得c?a?2?2(a?2).
(Ⅱ)因为D(a?2,2(a?2)),所以直线CD的斜率为
kCD?2(a?2)2(a?2)2(a?2)????1.
a?2?ca?2?(a?2?2(a?2))?2(a?2)所以直线CD的斜率为定值.
20.本小题主要考查等可能场合下的事件概率的计算、离散型随机变量的分布列、数学期望的概念及其计算,考查分析问题及解决实际问题的能力.本小题满分13分. 解:(Ⅰ)?的分布列为:
? P
0 1 2 3 4 5 6 7654321 282828282828282(1?6?2?5?3?4)?2. 285?4?3?2?115(Ⅲ)所求的概率为P(?≥E?)?P(?≥2)?. ?2828(Ⅱ)数学期望为E??
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