又D为BB1的中点,
故DE∥BF,DE⊥AB1.
作CG⊥AB,G为垂足,由AC=BC知,G为AB中点.
又由底面ABC⊥面AA1B1B.连接DG,则DG∥AB1,
故DE⊥DG,由三垂线定理,得DE⊥CD.
所以DE为异面直线AB1与CD的公垂线.
(2)因为DG∥AB1,故∠CDG为异面直线AB1与CD的夹角,∠CDG=45°
设AB=2,则AB1=,DG=,CG=,AC=.
作B1H⊥A1C1,H为垂足,因为底面A1B1C1⊥面AA1CC1,故B1H⊥面AA1C1C.又作HK⊥AC1,K为垂足,连接B1K,由三垂线定理,得B1K⊥AC1,因此∠B1KH为二面角A1﹣AC1﹣B1的平面角.
B1H=,C1H=,AC1=,HK=
tan∠B1KH=,
∴二面角A1﹣AC1﹣B1的大小为arctan.
【点评】本试题主要考查空间的线面关系与空间角的求解,考查考生的空间想象与推理计算的能力.三垂线定理是立体几何的最重要定理之一,是高考的热点,它是处理线线垂直问题的有效方法,同时它也是确定二面角的平面角的主要手段.通过引入空间向量,用向量代数形式来处理立体几何问题,淡化了传统几何中的“形”到“形”的推理方法,从而降低了思维难度,使解题变得程序化,这是用向量解立体几何问题的独到之处.
20.(12分)如图,由M到N的电路中有4个元件,分别标为T1,T2,T3,T4,电流能通过T1,T2,T3的概率都是P,电流能通过T4的概率是0.9,电流能否通过各元件相互独立.已知T1,T2,T3中至少有一个能通过电流的概率为0.999.
(Ⅰ)求P;
(Ⅱ)求电流能在M与N之间通过的概率.
【考点】C5:互斥事件的概率加法公式;C8:相互独立事件和相互独立事件的概率乘法公式
【专题】11:计算题.
【分析】(1)设出基本事件,将要求事件用基本事件的来表示,将T1,T2,T3至少有一个能通过电流用基本事件表示并求出概率即可求得p.
(Ⅱ)根据题意,B表示事件:电流能在M与N之间通过,根据电路图,可得B=A4+(1﹣A4)A1A3+(1﹣A4)(1﹣A1)A2A3,由互斥事件的概率公式,代入数据计算可得答案.
【解答】解:(Ⅰ)根据题意,记电流能通过Ti为事件Ai,i=1、2、3、4,
A表示事件:T1,T2,T3,中至少有一个能通过电流,
易得A1,A2,A3相互独立,且,
P()=(1﹣p)3=1﹣0.999=0.001,
计算可得,p=0.9;
(Ⅱ)根据题意,B表示事件:电流能在M与N之间通过,
有B=A4+(1﹣A4)A1A3+(1﹣A4)(1﹣A1)A2A3,
则P(B)=P(A4+(1﹣A4)A1A3+(1﹣A4)(1﹣A1)A2A3)
=0.9+0.1×0.9×0.9+0.1×0.1×0.9×0.9
=0.9891.
【点评】本题考查了概率中的互斥事件、对立事件及独立事件的概率,注意先明确事件之间的关系,进而选择对应的公式来计算.
21.(12分)已知斜率为1的直线l与双曲线C:相交于B、D两点,且BD的中点为M(1,3).
(Ⅰ)求C的离心率;
(Ⅱ)设C的右顶点为A,右焦点为F,|DF|•|BF|=17,证明:过A、B、D三点的圆与x轴相切.
【考点】J9:直线与圆的位置关系;KC:双曲线的性质;KH:直线与圆锥曲线的综合
【专题】11:计算题;14:证明题;16:压轴题.
【分析】(Ⅰ)由直线过点(1,3)及斜率可得直线方程,直线与双曲线交于BD两点的中点为(1,3),可利用直线与双曲线消元后根据中点坐标公式找出a,b的关系式即求得离心率.
(Ⅱ)利用离心率将条件|FA||FB|=17,用含a的代数式表示,即可求得a,则A点坐标可得(1,0),由于A在x轴上所以,只要证明2AM=BD即证得.