题目内容
10.已知半径为1的球O内切于正四面体A-BCD,线段MN是球O的一条动直径(M,N是直径的两端点),点P是正四面体A-BCD的表面上的一个动点,则$\overrightarrow{PM}•\overrightarrow{PN}$的取值范围是[0,8].分析 运用向量的加减运算和数量积的性质:向量的平方即为模的平方,讨论P位于切点E和顶点时分别取得最值,即可得到所求取值范围.
解答
解:由题意M,N是直径的两端点,可得$\overrightarrow{OM}$+$\overrightarrow{ON}$=$\overrightarrow{0}$,$\overrightarrow{OM}$•$\overrightarrow{ON}$=-1,
则$\overrightarrow{PM}•\overrightarrow{PN}$=($\overrightarrow{PO}$+$\overrightarrow{OM}$)•($\overrightarrow{PO}$+$\overrightarrow{ON}$)=$\overrightarrow{PO}$2+$\overrightarrow{PO}$•($\overrightarrow{OM}$+$\overrightarrow{ON}$)+$\overrightarrow{OM}$•$\overrightarrow{ON}$
=$\overrightarrow{PO}$2+0-1=$\overrightarrow{PO}$2-1,
即求正四面体表面上的动点P到O的距离的范围.
当P位于E(切点)时,OP取得最小值1;
当P位于A处时,OP即为正四面体外接球半径最大即为3.
设正四面体的边长为a,由O为正四面体的中心,
可得直角三角形ABE中,AE=$\frac{\sqrt{6}}{3}$a,BE=$\frac{\sqrt{3}}{3}$a,OE=$\frac{\sqrt{6}}{12}$a,AO=$\frac{\sqrt{6}}{4}$a,
综上可得$\overrightarrow{PO}$2-1的最小值为1-1=0,最大值为9-1=8.
则$\overrightarrow{PM}•\overrightarrow{PN}$的取值范围是[0,8].
故答案为:[0,8].
点评 本题考查向量在几何中的运用,考查向量的加减运算和数量积的性质,考查运算能力,属于中档题.
男生平均每天足球运动的时间分布情况:
| 平均每天足球运动的时间 | [0,0.5) | [0.5,1) | [1,1.5) | [1.5,2) | [2,2.5) | [2.5,3] |
| 人数 | 2 | 3 | 28 | 22 | 10 | x |
| 平均每天足球运动的时间 | [0,0.5) | [0.5,1) | [1,1.5) | [1.5,2) | [2,2.5) | [2.5,3] |
| 人数 | 5 | 12 | 18 | 10 | 3 | y |
(Ⅱ)若称平均每天足球运动的时间不少于2小时的学生为“足球健将”.低于2小时的学生为“非足球健将”.
①请根据上述表格中的统计数据填写下面2×2列联表,并通过计算判断,能否有90%的把握认为是否为“足球健将”与性别有关?
| 足球健将 | 非足球健将 | 总 计 | |
| 男 生 | |||
| 女 生 | |||
| 总 计 |
参考公式:${K^2}=\frac{{n{{(ad-bc)}^2}}}{(a+b)(c+d)(a+c)(b+d)}$,其中n=a+b+c+d.
| P(K2>k0) | 0.50 | 0.40 | 0.25 | 0.15 | 0.10 | 0.05 | 0.025 | 0.010 |
| k0 | 0.455 | 0.708 | 1.323 | 2.072 | 2.706 | 3.841 | 5.024 | 6.635 |
| A. | $[\frac{5}{4}+ln2,2]$ | B. | $[2-ln2,\frac{5}{4}+ln2]$ | C. | $[\frac{5}{4}+ln2,2+ln2]$ | D. | [2-ln2,2] |
| A. | ①② | B. | ①④ | C. | ②④ | D. | ③④ |