∵DE∩PE=E,∴CE⊥平面PDE,
∵CE?平面ABCD,∴平面PDE⊥平面ABCD.
解:(Ⅱ)以E为原点,EC为x轴,ED为y轴,过E作平面ABCD的垂线为z轴,建立空间直角坐标系, P(,0,),D(2=(
,0,-,0,0),C(0,2
,-,0),E( 0,0,0),
),=(0,2
,0),
),=(-),=(
设平面PCD的法向量=(x,y,z),
则,取x=,得=(,,1),
设平面PCE的法向量=(x,y,z),
则,取x=,得=(),
设二面角D-PC-E的平面角为θ, 则cosθ=
=
=.
∴二面角D-PC-E的余弦值为. 【解析】
(Ⅰ)推导出PE⊥CE,DE⊥CE,从而CE⊥平面PDE,由此能证明平面PDE⊥平面ABCD.
(Ⅱ)以E为原点,EC为x轴,ED为y轴,过E作平面ABCD的垂线为z轴,建立空间直角坐标系,利用向量法能求出二面角D-PC-E的余弦值. 本题考查面面垂直的证明,考查二面角的余弦值的求法,考查空间中线线、线面、面面间的位置关系等基础知识,考查运算求解能力,是中档题. 20.【答案】解:(Ⅰ)等比数列{an}的前n项的和为Sn,满足a3?a4=2a5,S6=9S3,
设首项为a1,公比为q, 则:
解得:a1=1,q=2, 所以:
.
,
证明:(Ⅱ)数列{bn}的首项为1,且a1b1+a2b2+…+anbn=bn+1①(n∈N*). 当n≥2时,a1b1+a2b2+…+an-1bn-1=bn②, ①-②得:bn+1-bn=anbn,
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整理得:则:…,
, ,
,
,
所以:所以:故:
, ,
…,
,
则:c1+c2+…+?n
,
, ,
=【解析】
.
(Ⅰ)利用等比数列的通项公式和前n项和的应用求出数列的通项公式. (Ⅱ)利用(Ⅰ)的结论,进一步利用放缩法和叠乘法求出结论.
本题考查的知识要点:数列的通项公式的求法及应用,叠乘法在数列的通项公式的求法及应用,放缩法在求和中的应用,主要考查学生的运算能力和转化能力,属于基础题型.
21.【答案】解:(Ⅰ)证明:设过点M(0,a)的直线方程为y=kx+a,由题意知k存
在且k>0, 由
222
,消去y整理得kx+2(ka-1)x+a=0,
222
△=4(ka-1)-4ka=-8ka+4=0,
解得k=; 又kMP=
=-a,
∴k?kMP=?(-a)=-,
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即直线MA,MP的斜率之积为定值; (Ⅱ)由(Ⅰ)知点A的横坐标为x=-2
纵坐标为y=2a,∴A(2a,2a),
=2a2,
∴直线AP的方程为y=(x-1),
由
22
,消去x整理得ay-(2a-1)y-2a=0,
解得y=2a或y=-, 令y=-,求得x=
,∴点B(
,-);
又直线MP的方程为x+=1,即ax+y-a=0; 由∴x1+x2=∴|CD|=
2222
,消去y整理得ax-2(a+1)x+a=0,
=2+,x1x2=1;
?
==×
, =,
,
又点B到直线MP的距离为d=∴△BCD的面积为S=×∴
=,解得a=2,即实数a的值为2.
【解析】
(Ⅰ)设过点M的直线方程为y=kx+a,与抛物线方程联立,利用△=0求出k的值;再求直线MP的斜率kMP,计算k?kMP的值即可;
(Ⅱ)求出点A的坐标,写出直线AP的方程,与抛物线联立求出点B的坐标,写出直线MP的方程,与抛物线联立求出弦长|CD|,再求点B到直线MP的距离,写出△BCD的面积,从而求出实数a的值.
本题考查了直线方程与抛物线方程的应用问题,也考查了点到直线的距离与弦长公式应用问题,是难题.
22.【答案】证明:(I)a=-3时,f′(x)=2+-=
=
.
可得函数f(x)在x=处取得极大值,而在x=1处取得极小值,
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而x→0+时,f(x)→-∞,f()=3ln2-1>0,f(1)=1>0. ∴函数f(x)在区间(0,+∞)上有且仅有一个零点. (II)f′(x)=2++=
2
令2x+ax+1=0,当a≤-
,
2
时,△=a-8≥
-8=>0.
,x2=
,x1>x2>0.
2
∴方程2x+ax+1=0有两个不等实数根,解得x1=
f′(x)=.
可得函数f(x)在x1处取得极大值,在x2处取得极小值. 且x1+x2=-.x1x2=.
f(x1)-f(x2)=2x1-+alnx1-(2x2-+alnx2)=2(x1-x2)+=4(x1-x2)+a令t=x2≥
=4=
.
.
+2(x2+
)ln(2).
+a
g(t)=-4t+2(t+)ln(2t2),t≥g′(t)=
ln(2t2)>0,
∴函数g(t)在[∴g(t)≥g(
,+∞)上单调递增, -4
+2(
+
)?2ln2=
(5ln2-3).
)=
因此结论f(x1)-f(x2)≥【解析】
(5ln2-3)成立.
(I)a=-3时,f′(x)=
.可得函数f(x)在x=处取得极大值,而在
x=1处取得极小值,进而得出结论. (II)f′(x)=2+
+=
2
,令2x+ax+1=0,当a≤-
时,△>0.方程
2x2+ax+1=0有两个不等实数根,解得x1,x2,x1>x2>0.f′(x)=
.可得函数f(x)在x1处取得极大值,在x2处取得极小值.可得
f(x1)-f(x2).通过换元利用当时研究函数的单调性极值即可得出. 本题考查了利用导数研究函数的单调性极值与最值、方程与不等式的解法、换元法,考查了推理能力与计算能力,属于难题.
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