解之可得
又平面ABC的法向量
m=(0,0,1)

即平面DEF与平面ABC相交所成且为锐角的二面角的余弦值为
……9分
(3)
由P在DE上,可设
,……10分
则
………………11分
若CP⊥平面DEF,则
即
解之得:
……………………13分
即当a=2时,在DE上存在点P,满足DP=3PE,使CP⊥平面DEF。…………14分
21.解:(1)因为
所以
椭圆方程为:
………………4分
(2)由(1)得F(1,0),所以
。假设存在满足题意的直线l,设l的方程为

代入
………………6分
设
①
……………………8分
设AB的中点为M,则
。
……………………11分
,即存在这样的直线l;
当
时, k不存在,即不存在这样的直线l;……………………14分
22.解:(I)
……………………2分
令
(舍去)
单调递增;
当
单调递减。 ……………………4分
为函数
在[0,1]上的极大值。 ……………………5分
(II)由
得
① ………………………7分
设
,
依题意知
上恒成立。


都在
上单调递增,要使不等式①成立,
当且仅当
…………………………11分
(III)由
令
,则
当
上递增;
当
上递减;
而


…………………………16分