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1. 构造向量
，
，所以
，
.由数量积的性质
，得
，即
的最大值为2.
2. ∵
，令
得
，所以
，当
时，
，当
时，
，所以当时，
.
3.∵
，∴
，
，又
，∴
，则
，所以周期
.作出
在
上的图象知：若
，满足条件的
（
）存在，且
，
关于直线
对称，
，
关于直线
对称，∴
；若
，满足条件的（）存在，且，关于直线
对称，，关于直线
对称，
∴
.
4. 不等式
（
）表示的区域是如图所示的菱形的内部，
∵
，
当
，点
到点
的距离最大，此时的最大值为
；
当
，点
到点的距离最大，此时的最大值为3.
5. 由于已有两人分别抽到5和14两张卡片，则另外两人只需从剩下的18张卡片中抽取，共有
种情况.抽到5 和14的两人在同一组，有两种情况:
(1) 5 和14 为较小两数，则另两人需从15～20这6张中各抽1张,有
种情况；
(2) 5 和14 为较大两数，则另两人需从1～4这4张中各抽1张,有
种情况.
于是，抽到5 和14 两张卡片的两人在同一组的概率为
.
6. ∵
，∴
，
设
，
，则
.
作出该不等式组表示的平面区域（图中的阴影部分
）.
令
，则
，它表示斜率为
的一组平行直线，易知，当它经过点
时，
取得最小值.
解方程组
，得
，∴
如图，在四棱锥P-ABCD中，PA⊥平面ABCD，AC⊥AD，AB⊥BC，∠BAC=45°，PA=AD=2，AC=1.
（Ⅰ）证明PC⊥AD；
（Ⅱ）求二面角A-PC-D的正弦值；
（Ⅲ）设E为棱PA上的点，满足异面直线BE与CD所成的角为30°，求AE的长.
【解析】解法一：如图，以点A为原点建立空间直角坐标系，依题意得A(0,0,0)，D(2,0,0),C(0,1,0), 
,P（0,0,2）.
（1）证明：易得
，
于是
,所以
(2) ,
设平面PCD的法向量
，
则
,即
.不防设
，可得
.可取平面PAC的法向量
于是
从而
.
所以二面角A-PC-D的正弦值为
.
（3）设点E的坐标为（0,0，h），其中
，由此得
.
由，故
所以，
，解得
，即
.
解法二：（1）证明：由
，可得
，又由
,
,故
.又
,所以.
(2)如图，作
于点H，连接DH.由,
,可得
.
因此
,从而
为二面角A-PC-D的平面角.在
中，
,由此得
由（1）知
,故在
中，
因此
所以二面角
的正弦值为.
（3）如图，因为
，故过点B作CD的平行线必与线段AD相交，设交点为F，连接BE，EF. 故
或其补角为异面直线BE与CD所成的角.由于BF∥CD，故
.在
中，
故
在
中，由
,
,
可得
.由余弦定理，
,
所以.
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