考点:直线与平面垂直的判定;直线与平面所成的角;点、线、面间的距离计算.756122
专题:空间位置关系与距离;空间角.
分析:(Ⅰ)由PA⊥面ABCD,可得PA⊥BD;设AC与BD的交点为O,则由条件可得BD是AC的中垂线,故O为AC的中点,且BD⊥AC.再利用直线和平面垂直的判定定理证得BD⊥面PAC.(Ⅱ)由三角形的中位线性质以及条件证明∠DGO为DG与平面PAC所成的角,求出GO和AC的值,可得OC、OD的值,再利用直角三角形中的边角关系求得tan∠DGO的值.(Ⅲ)先证 PC⊥OG,且 PC==.由△COG∽△PCA,可得,解得GC的值,可得PG=PC﹣GC 的值,从而求得 的值.
解答:解:(Ⅰ)证明:∵在四棱锥P﹣ABCD中,PA⊥面ABCD,∴PA⊥BD. ∵AB=BC=2,AD=CD=,设AC与BD的交点为O,则BD是AC的中垂线,故O为AC的中点,且BD⊥AC.而PA∩AC=A,∴BD⊥面PAC.(Ⅱ)若G是PC的中点,则GO平行且等于PA,故由PA⊥面ABCD,可得GO⊥面ABCD,∴GO⊥OD,故OD⊥平面PAC,故∠DGO为DG与平面PAC所成的角.由题意可得,GO=PA=.△ABC中,由余弦定理可得AC2=AB2+BC2﹣2AB•BC•cos∠ABC=4+4﹣2×2×2×cos120°=12,∴AC=2,OC=.∵直角三角形COD中,OD==2,∴直角三角形GOD中,tan∠DGO==.(Ⅲ)若G满足PC⊥面BGD,∵OG⊂平面BGD,∴PC⊥OG,且 PC==.由△COG∽△PCA,可得,即 ,解得GC=,∴PG=PC﹣GC=﹣=,∴==.
点评:本题主要考查直线和平面垂直的判定定理的应用,求直线和平面所成的角,空间距离的求法,属于中档题.
21.(15分)(2013•浙江)已知a∈R,函数f(x)=2x3﹣3(a+1)x2+6ax
(Ⅰ)若a=1,求曲线y=f(x)在点(2,f(2))处的切线方程;
(Ⅱ)若|a|>1,求f(x)在闭区间[0,|2a|]上的最小值.
考点:利用导数研究曲线上某点切线方程;利用导数求闭区间上函数的最值.756122
专题:导数的综合应用.
分析:(Ⅰ)求导函数,确定切线的斜率,求出切点的坐标,即可求曲线y=f(x)在点(2,f(2))处的切线方程;(Ⅱ)分类讨论,利用导数确定函数的单调性,从而可得极值,即可得到最值.
解答:解:(Ⅰ)当a=1时,f′(x)=6x2﹣12x+6,所以f′(2)=6∵f(2)=4,∴曲线y=f(x)在点(2,f(2))处的切线方程为y=6x﹣8;(Ⅱ)记g(a)为f(x)在闭区间[0,|2a|]上的最小值.f′(x)=6x2﹣6(a+1)x+6a=6(x﹣1)(x﹣a)令f′(x)=0,得到x1=1,x2=a当a>1时,比较f(0)和f(a)=a2(3﹣a)的大小可得g(a)=;当a<﹣1时,∴g(a)=3a﹣1∴f(x)在闭区间[0,|2a|]上的最小值为g(a)=.
点评:本题考查导数知识的运用,考查导数的几何意义,考查函数的最值,考查学生的计算能力,考查分类讨论的数学思想,属于中档题.
22.(14分)(2013•浙江)已知抛物线C的顶点为O(0,0),焦点F(0,1)
(Ⅰ)求抛物线C的方程;
(Ⅱ) 过F作直线交抛物线于A、B两点.若直线OA、OB分别交直线l:y=x﹣2于M、N两点,求|MN|的最小值.
考点:直线与圆锥曲线的关系;抛物线的标准方程.756122
专题:综合题;数形结合;转化思想;圆锥曲线的定义、性质与方程.
分析:(I)由抛物线的几何性质及题设条件焦点F(0,1)可直接求得p,确定出抛物线的开口方向,写出它的标准方程;(II)由题意,可A(x1,y1),B(x2,y2),直线AB的方程为y=kx+1,将直线方程与(I)中所求得方程联立,再结合弦长公式用所引入的参数表示出|MN|,根据所得的形式作出判断,即可求得最小值.
解答:解:(I)由题意可设抛物线C的方程为x2=2py(p>0)则=1,解得p=2,故抛物线C的方程为x2=4y(II)设A(x1,y1),B(x2,y2),直线AB的方程为y=kx+1由消去y,整理得x2﹣4kx﹣4=0所以x1+x2=4k,x1x2=﹣4,从而有|x1﹣x2|==4由解得点M的横坐标为xM===,同理可得点N的横坐标为xN=所以|MN|=|xM﹣xN|=|﹣|=8||=令4k﹣3=t,t不为0,则k=当t>0时,|MN|=2>2当t<0时,|MN|=2=2≥综上所述,当t=﹣时,|MN|的最小值是
点评:本题主要考查抛物线的几何性质,直线与抛物线的位置关系,同时考查解析几何的基本思想方法和运算求解能力,本题考查了数形结合的思想及转化的思想,将问题恰当的化归可以大大降低题目的难度,如本题最后求最值时引入变量t,就起到了简化计算的作用