摘要:解法一:(1)如图,由题意知AC⊥BC,, 其中当时.y=0.065,所以k=9 所以y表示成x的函数为 (2),, 令得,所以,即,当时, ,即所以函数为单调减函数,当时, ,即所以函数为单调增函数.所以当时, 即当C点到城A的距离为时, 函数有最小值. 解法二: (1)同上. (2)设, 则,,所以 当且仅当即时取 = . 下面证明函数在上为减函数, 在上为增函数. 设0<m1<m2<160,则 , 因为0<m1<m2<160,所以4>4×240×240 9 m1m2<9×160×160所以, 所以即函数在上为减函数. 同理,函数在上为增函数,设160<m1<m2<400,则 因为1600<m1<m2<400,所以4<4×240×240, 9 m1m2>9×160×160 所以, 所以即函数在上为增函数. 所以当m=160即时取 = ,函数y有最小值, 所以弧上存在一点.当时使建在此处的垃圾处理厂对城A和城B的总影响度最小. [命题立意]:本题主要考查了函数在实际问题中的应用,运用待定系数法求解函数解析式的 能力和运用换元法和基本不等式研究函数的单调性等问题.
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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.
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【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).
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(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
.
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(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![]()
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在
中,由
,
,![]()
可得
.由余弦定理,
,
所以
.
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