21.(1) m=0,且时交点为(0,0); 时交点为(,0)、(-,0)
(2)
20.解:∵侧面A1ACC1⊥底面ABC,作A1O⊥AC于点O,
∴A1O⊥平面ABC.
又∠ABC=∠A1AC=60°,且各棱长都相等,
∴AO=1,OA1=OB=,BO⊥AC.
故以O为坐标原点,建立如图所示的空间直角坐标系O-xyz,则
A(0,-1,0),B(,0,0),A1(0,,0,),C(0,1,0),=(0,1,).
由=,可得B1(,1,).
=(,2,),=(0,2,0).
设平面AB1C的法向量为n=(x,y,1).
则
解得n=(-1,0,1).
由
而侧棱AA1与平面AB1C所成角,即是向量与平面AB1C的法向量所成锐角的余角,
∴侧棱AA1与平面AB1C所成角的大小为
(II),而=(-,1,0),=(-,1,0).
=(-2,0,0).
又∵B(,0,0),∴点D的坐标为D(-,0,0)
假设存在点P符合题意,则点P的坐标可设为P(0,y,z).
.
∵DP∥平面AB1C,n=(-1,0,1)为平面AB1C的法向量,
故存在点P,使DP∥平面AB1C,其坐标为(0,0,),即恰好为A1点.
19.(1); (2); (3)
18. (Ⅰ)时,
故,即数列的通项公式为
(Ⅱ)当时,
当
由此可知,数列的前n项和为
17.解:(1) 由得
(2)将代入得:
13.72; 14. 15. 16. ①②④
22.
21、
20.
19.