题目内容

【题目】如图,四边形ABCD和ADPQ均为正方形,他们所在的平面互相垂直,动点M在线段PQ上,E,F分别为AB,BC的中点,设异面直线EM与AF所成的角为θ,则cosθ的最大值为

【答案】
【解析】解:根据已知条件,AB,AD,AQ三直线两两垂直,分别以这三直线为x,y,z轴,建立如图所示空间直角坐标系,设AB=2,则:
A(0,0,0),E(1,0,0),F(2,1,0);
M在线段PQ上,设M(0,y,2),0≤y≤2;

∴cosθ= =
设f(y)=
函数g(y)=﹣2y﹣5是一次函数,且为减函数,g(0)=﹣5<0;
∴g(y)<0在[0,2]恒成立,∴f′(y)<0;
∴f(y)在[0,2]上单调递减;
∴y=0时,f(y)取到最大值
故答案为:

首先以AB,AD,AQ三直线为x,y,z轴,建立空间直角坐标系,并设正方形边长为2,M(0,y,2),从而可求出向量 的坐标,由cosθ= 得到 ,对函数 求导,根据导数符号即可判断该函数为减函数,从而求出cosθ的最大值.

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