∵D在平面BCEF上的射影在直线BC上, ∴D在平面BCEF上的射影即为点B, ∴BD⊥平面BCEF.
(Ⅱ)连接BE,由BD⊥平面BCEF,得∠DEB即为直线DE与平面BCEF所成角. 在原图中,由已知,可得
折后,由BD⊥平面BCEF,知BD⊥BN
222
则BD=DN﹣BN=9,即BD=3 则在Rt△DEB中,有BD=3,DE=4,则故
. ,
即折后直线DE与平面BCEF所成角的余弦值为
点评: 本题考查直线与平面垂直的判定,线面角,考查学生空间想象能力,逻辑思维能力,是中档题. 19.(12分)已知P(x,y)为平面上的动点且x≥0,若P到y轴的距离比到点(1,0)的距离小1.
(Ⅰ) 求点P的轨迹C的方程;
(Ⅱ) 设过点M(m,0)的直线交曲线C于A、B两点,问是否存在这样的实数m,使得以线段AB为直径的圆恒过原点.
考点: 直线与圆锥曲线的综合问题;轨迹方程. 专题: 圆锥曲线中的最值与范围问题. 分析: (Ⅰ)由题意得:
,化简得:y=4x(x≥0).求得P的轨
2
迹方程.
(Ⅱ)分斜率存在和斜率不存在两种情况讨论,当斜率存在时,设直线AB方程为y=k(x﹣m),A(x1,y1),B(x2,y2),直线和抛物线联立方程求解.当斜率不存在时,m=0或m=4.成立.
解答: 解:(Ⅰ)由题意得:∴点P的轨迹方程为y=4x(x≥0)..
2
,化简得:y=4x(x≥0).
2
(Ⅱ)①当斜率存在时,设直线AB方程为y=k(x﹣m),A(x1,y1),B(x2,y2), 由
,得ky﹣4y﹣4km=0,
2
∴,
∵以线段AB为直径的圆恒过原点,∴OA⊥OB,∴x1x2+y1y2=0.
2
即m﹣4m=0∴m=0或m=4.
②当斜率不存在时,m=0或m=4.
∴存在m=0或m=4,使得以线段AB为直径的圆恒过原点.
点评: 本题主要考查轨迹方程的求解和直线与抛物线的综合应用,属于中档题,早2015届高考中经常涉及 20.(13分)如图,矩形ABCD中,AD⊥平面ABE,AE=EB=BC=2,F为CE上的点,且BF⊥平面ACE.
(Ⅰ)求证:AE⊥平面BCE; (Ⅱ)求证;AE∥平面BFD; (Ⅲ)求三棱锥C﹣BGF的体积.
考点: 直线与平面垂直的判定;棱柱、棱锥、棱台的体积;直线与平面平行的判定. 专题: 计算题;证明题.
分析: (1)先证明AE⊥BC,再证AE⊥BF,由线面垂直的判定定理证明结论. (2)利用F、G为边长的中点证明FG∥AE,由线面平行的判定定理证明结论.
(3)运用等体积法,先证FG⊥平面BCF,把原来的三棱锥的底换成面BCF,则高就是FG,代入体积公式求三棱锥的体积. 解答: 解:(Ⅰ)证明:∵AD⊥平面ABE,AD∥BC,
∴BC⊥平面ABE,则AE⊥BC.又∵BF⊥平面ACE,则AE⊥BF ∴AE⊥平面BCE.(4分)
(Ⅱ)证明:依题意可知:G是AC中点,
∵BF⊥平面ACE,则CE⊥BF,而BC=BE,∴F是EC中点.(6分) 在△AEC中,FG∥AE,∴AE∥平面BFD.(8分)
(Ⅲ)解:∵AE∥平面BFD,∴AE∥FG,而AE⊥平面BCE, ∴FG⊥平面BCE,∴FG⊥平面BCF,(10分) ∵G是AC中点,∴F是CE中点,且
,
∵BF⊥平面ACE,∴BF⊥CE.∴Rt△BCE中,∴
,(12分)∴
.
(14分)
点评: 本题考查线面平行与垂直的证明方法,利用等体积法求三棱锥的体积.
21.(14分)已知椭圆
(a>b>0)的离心率为
、F2分别为椭圆C的
左、右焦点,过F2的直线l与C相交于A、B两点,△F1AB的周长为. (I)求椭圆C的方程;
(II)若椭圆C上存在点P,使得四边形OAPB为平行四边形,求此时直线l的方程.
考点: 直线与圆锥曲线的关系;椭圆的标准方程. 专题: 圆锥曲线的定义、性质与方程. 分析: (I)由离心率为
得a=
c,由△F1AB周长为4
可求得a值,进而求得b值;
(II)设点A(x1,y1),B(x2,y2),P(x0,y0),易判断直线存在斜率,设直线l的方程为:
y=k(x﹣1),与椭圆联立方程组消y得x的二次方程,∵四边形0APB为平行四边形,∴
=
+
,根据韦达定理可把P点坐标用k表示出来,再代入椭圆方程即可求得k值;
,∴=
,∴a=
c,
,
解答: 解:(I)∵椭圆离心率为又△F1AB周长为4
,∴4a=4
,解得a=;
,∴c=1,b=
∴椭圆C的标准方程为:
(II)设点A(x1,y1),B(x2,y2),P(x0,y0), 当斜率不存在时,这样的直线不满足题意,
∴设直线l的斜率为k,则直线l的方程为:y=k(x﹣1),
将直线l的方程代入椭圆方程,整理得:(2+3k)x﹣6kx+3k﹣6=0,∴x1+x2=
2
2
2
2
,
故y1+y2=k(x1+x2)﹣2k=﹣2k=,
∵四边形OAPB为平行四边形,∴从而
,
=+,
,
又P(x0,y0)在椭圆上,∴,
整理得:,12k+8k=4+12k+9k,3k﹣4k﹣4=0,解得
422442
k=±,
故所求直线l的方程为:y=±(x﹣1).
点评: 本题考查直线与圆锥曲线的位置关系及椭圆标准方程,考查方程思想,考查学生解决问题的能力.