解:(Ⅰ) ∵ . ∴ . 即 . 解得 d =2. ∴ . ∴ . ------------- 2分 ∵ , ∴ . ∵ , ∴ . 又. ∴ .---------------- 4分 (Ⅱ) 由题设知 . ∴. 当时, , , 两式相减,得. ∴ (适合).----------- 7分 设T=, ∴ 两式相减 ,得 . ∴ .------------------- 9分 (Ⅲ) , . 现只须比较与的大小. 当n=1时, , 当n=2时, , 当n=3时, , 当n=4时, . 猜想时.. 用数学归纳法证明 (1)当n=2时.左边.右边.成立. (2)假设当n=k时, 不等式成立.即. 当n=k+1时, . 即当n=k+1时.不等式也成立. 由.可知时.都成立. 所以 (当且仅当n=1时.等号成立) 所以.即. ----------- 14分 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

在四棱锥中,平面,底面为矩形,.

(Ⅰ)当时,求证:

(Ⅱ)若边上有且只有一个点,使得,求此时二面角的余弦值.

【解析】第一位女利用线面垂直的判定定理和性质定理得到。当a=1时,底面ABCD为正方形,

又因为,………………2分

,得证。

第二问,建立空间直角坐标系,则B(1,0,1)D(0,a,0)C(1,a,0)P(0,0,1)……4分

设BQ=m,则Q(1,m,0)(0《m《a》

要使,只要

所以,即………6分

由此可知时,存在点Q使得

当且仅当m=a-m,即m=a/2时,BC边上有且只有一个点Q,使得

由此知道a=2,  设平面POQ的法向量为

,所以    平面PAD的法向量

的大小与二面角A-PD-Q的大小相等所以

因此二面角A-PD-Q的余弦值为

解:(Ⅰ)当时,底面ABCD为正方形,

又因为,………………3分

(Ⅱ) 因为AB,AD,AP两两垂直,分别以它们所在直线为X轴、Y轴、Z轴建立坐标系,如图所示,

则B(1,0,1)D(0,a,0)C(1,a,0)P(0,0,1)…………4分

设BQ=m,则Q(1,m,0)(0《m《a》要使,只要

所以,即………6分

由此可知时,存在点Q使得

当且仅当m=a-m,即m=a/2时,BC边上有且只有一个点Q,使得由此知道a=2,

设平面POQ的法向量为

,所以    平面PAD的法向量

的大小与二面角A-PD-Q的大小相等所以

因此二面角A-PD-Q的余弦值为

 

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