0  121630  121638  121644  121648  121654  121656  121660  121666  121668  121674  121680  121684  121686  121690  121696  121698  121704  121708  121710  121714  121716  121720  121722  121724  121725  121726  121728  121729  121730  121732  121734  121738  121740  121744  121746  121750  121756  121758  121764  121768  121770  121774  121780  121786  121788  121794  121798  121800  121806  121810  121816  121824  447090 

2.(2014·山东师大附中模拟)在等差数列{an}中,a1=-28,公差d=4,若前n项和Sn取得最小值,则n的值为( )

A.7  B.8  C.7或8  D.8或9

[解析] an=a1+(n-1)d=-28+4(n-1)=4n-32,由an≤0得4n-32≤0,即n≤8.

即a8=0,当n≤7时,an<0.所以要使Sn取得最小值,则有S7=S8最小,选C.

[答案] C

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一、选择题

1.设Sn为等差数列{an}的前n项和,若a1=1,公差d=2,Sk+2-Sk=24,则k等于( )

A.8  B.7  C.6  D.5

[解析] ∵Sk+2-Sk=ak+1+ak+2=a1+kd+a1+(k+1)d=2a1+(2k+1)d=2×1+(2k+1)×2=4k+4=24,∴k=5.

[答案] D

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3.(2013·浙江高考)如图15,在四面体A—BCD中,AD⊥平面BCD,BC⊥CD,AD=2,BD=2,M是AD的中点,P是BM的中点,点Q在线段AC上,且AQ=3QC.

图15

 (1)证明:PQ∥平面BCD;

(2)若二面角C—BM—D的大小为60°,求∠BDC的大小.

 

[解] (1)证明 如图,取BD的中点O,以O为原点,OD,OP所在射线为y,z轴的正半轴,建立空间直角坐标系O—xyz.

由题意知A(0,,2),B(0,-,0),D(0,,0).

设点C的坐标为(x0,y0,0),

因为=3,

所以Q.

因为点M为AD的中点,故M(0,,1).

又点P为BM的中点,故P,

所以=.

又平面BCD的一个法向量为a=(0,0,1),故·a=0.

又PQ⊄平面BCD,所以PQ∥平面BCD.

(2)设m=(x,y,z)为平面BMC的一个法向量.

由=(-x0,-y0,1),=(0,2,1),

知

取y=-1,得m=.

又平面BDM的一个法向量为n=(1,0,0),于是

|cos〈m,n〉|===,

即2=3.①

又BC⊥CD,所以·=0,

故(-x0,--y0,0)·(-x0,-y0,0)=0,

即x+y=2.②

联立①②,解得(舍去)或

所以tan∠BDC==.

又∠BDC是锐角,所以∠BDC=60°.

 

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2.(2014·温州模拟)如图14,正方形ABCD与正方形CDEF所成的二面角为60°,则直线EC与直线AD所成的角的余弦值为________.

图14

 

[解析] 设正方形边长为1,连接AE,BE,CE易知∠ADE为二面角的平面角,从而△ADE为等边三角形,所以AE=1,BE=CE=,BC=1,在△BEC中求得cos∠BCE=,从而直线EC与AD所成角的余弦值为.

[答案] 

 

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1.已知正方形ABCD的边长是4,对角线AC与BD交于O,将正方形ABCD沿对角线BD折成60°的二面角,并给出下面结论:①AC⊥BD;②AD⊥CO;③△AOC为正三角形;④cos∠ADC=.则其中的真命题是( )

A.①③④  B.①②④  C.②③④  D.①②③

 

[解析] 如图所示,易知∠ACO为二面角A-BD-C的平面角,即∠AOC=60°,且AO=OC,故△AOC为正三角形,即③正确;又BD⊥平面ACO,故BD⊥AC,即①正确;在△ADC中,知AD=DC=4,AC=AO=2,故利用余弦定理可解得cos∠ADC=,故④正确,因此选A.

[答案] A

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10.(2014·烟台模拟)如图13,平面ABCD⊥平面ADEF,其中ABCD为矩形,ADEF为梯形,AF∥DE,AF⊥FE,AF=AD=2DE=2,M为AD的中点.

图13

 (1)证明:MF⊥BD;

(2)若二面角A-BF-D的平面角的余弦值为,求AB的长.

[解] (1)证明 由已知得△ADF为正三角形,所以MF⊥AD,

因为平面ABCD⊥平面ADEF,平面ABCD∩平面ADEF=AD,

MF⊂平面ADEF,所以MF⊥BD.

(2)设AB=x,以F为原点,AF,FE所在直线分别为x轴,y轴建立如图所示的空间直角坐标系,则F(0,0,0),A(-2,0,0),D(-1,,0),B(-2,0,x),所以=(1,-,0),=(2,0,-x).

因为EF⊥平面ABF,所以平面ABF的法向量可取n1=(0,1,0).

设n2=(x1,y1,z1)为平面BFD的法向量,则

可取n2=.

因为cos〈n1,n2〉==,

得x=,所以AB=.

B组 能力提升

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三、解答题

9.如图,圆锥顶点为P,底面圆心为O,其母线与底面所成的角为22.5°,AB和CD是底面圆O上的两条平行的弦,轴OP与平面PCD所成的角为60°.

图12

 (1)证明:平面PAB与平面PCD的交线平行于底面;

(2)求cos∠COD.

[解] (1)证明 设平面PAB与平面PCD的交线为l.

因为AB∥CD,AB不在平面PCD内,所以AB∥平面PCD.

又因为AB⊂平面PAB,平面PAB与平面PCD的交线为l,所以AB∥l.

由直线AB在底面上而l在底面外可知,l与底面平行.

(2)设CD的中点为F,连接OF,PF.

由圆的性质,知∠COD=2∠COF,OF⊥CD.

因为OP⊥底面,CD⊂底面,所以OP⊥CD.

又OP∩OF=O,故CD⊥平面OPF.

又CD⊂平面PCD,因此平面OPF⊥平面PCD,从而直线OP在平面PCD上的射影为直线PF,故∠OPF为OP与平面PCD所成的角.由题设,∠OPF=60°.

设OP=h,则OF=OP·tan∠OPF=h·tan 60°=h.

根据题设有∠OCP=22.5°,得

OC==.

由1=tan 45°=和tan 22.5°>0,

可解得tan 22.5°=-1,

因此OC==(+1)h.

在Rt△OCF中,cos∠COF===-,

故cos∠COD=cos(2∠COF)=2cos2∠COF-1=2(-)2-1=17-12.

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8.设m,n是两条不同的直线,α,β是两个不同的平面,给出下列命题:

①若α∥β,m⊂β,n⊂α,则m∥n;

②若α∥β,m⊥β,n∥α,则m⊥n;

③若α⊥β,m⊥α,n∥β,则m∥n;

④若α⊥β,m⊥α,n⊥β,则m⊥n.

上面命题中,所有真命题的序号为________.

[解析] 对于①,m,n可能是异面直线,故①错;对于③,两条直线m和n也可以相交或异面,故③错;②,④正确.

[答案] ②④

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7.(2014·长沙模拟)如图11,在三棱锥D-ABC中,若AB=BC,AD=CD,E是AC的中点,则平面ADC与平面BDE的关系是________.

图11

[解析] 由AD=CD知DE⊥AC,由AB=BC知,BE⊥AC,则AC⊥平面BDE,故平面ADC⊥平面BDE.

[答案] 垂直

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二、填空题

6.(2013·湖北高考)我国古代数学名著《数书九章》中有“天池盆测雨”题:在下雨时,用一个圆台形的天池盆接雨水.天池盆盆口直径为二尺八寸,盆底直径为一尺二寸,盆深一尺八寸.若盆中积水深九寸,则平地降雨量是________寸.(注:①平地降雨量等于盆中积水体积除以盆口面积;②一尺等于十寸)

[解析] 圆台的轴截面是下底长为12寸,上底长为28寸,高为18寸的等腰梯形,雨水线恰为中位线,故雨水线直径是20寸,

∴降水量为=3(寸).

[答案] 3

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