【題目】如圖,是邊長為2的正方形,平面平面,且,是線段的中點,過作直線,是直線上一動點.
(1)求證:;
(2)若直線上存在唯一一點使得直線與平面垂直,求此時二面角的余弦值.
【答案】(1)見解析;(2)
【解析】
(1)先證EO⊥面ABCD,進(jìn)而可得BC⊥面EOF,從而可證OF⊥BC;
(2)由(1)可得平面,得到、、兩兩垂直,可建立空間直角坐標(biāo)系,由條件得到,轉(zhuǎn)化為向量,從而,轉(zhuǎn)化為關(guān)于的方程有唯一實數(shù)解,得到,,又判斷∠BFC為二面角B﹣OF﹣C的平面角,利用向量夾角公式可求二面角B﹣OF﹣C的余弦值.
(1)因為,是中點,故,
又因為平面平面,平面平面,
故平面,所以;
因為,,所以,
故平面,
所以.
(2)設(shè)的中點為,則有,由(1),平面,
所以、、兩兩垂直.可如圖建立空間直角坐標(biāo)系.
依題意設(shè)點的坐標(biāo)為,點的坐標(biāo)為,又,,
所以,,
由(1)知,故與平面垂直,等價于,
故,從而,即,
直線上存在唯一一點使得直線與平面垂直,即關(guān)于的方程有唯一實數(shù)解.
所以,解得,此時.
故點的坐標(biāo)為,點的坐標(biāo)為.
因為平面,所以且,
所以即二面角的平面角.
因為,,
所以,
即若直線上存在唯一一點使得直線與平面垂直時,
所以二面角的余弦值為.
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【題目】(本小題滿分12分)已知點為拋物線的焦點,點在拋物線上,且.
(Ⅰ)求拋物線的方程;
(Ⅱ)已知點,延長交拋物線于點,證明:以點為圓心且與直線相切的圓,必與直線相切.
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【題目】已知橢圓,、分別是橢圓長軸的左、右端點,為橢圓上的動點.
(1)求的最大值,并證明你的結(jié)論;
(2)設(shè)直線的斜率為,且,求直線的斜率的取值范圍.
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【題目】在直角坐標(biāo)系中,曲線的參數(shù)方程為(為參數(shù)),以坐標(biāo)原點為極點,軸的正半軸為極軸建立極坐標(biāo)系,曲線的極坐標(biāo)方程為.
(1)求曲線的普通方程和曲線的直角坐標(biāo)方程;
(2)若點在曲線上,點在曲線上,求的最小值及此時點的坐標(biāo).
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【題目】已知拋物線的頂點為,焦點.
(1)求拋物線的方程;
(2)過作直線交拋物線于、兩點.若直線、分別交直線:于、兩點,求的最小值.
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【題目】已知拋物線的準(zhǔn)線過橢圓C:(a>b>0)的左焦點F,且點F到直線l:(c為橢圓焦距的一半)的距離為4.
(1)求橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)過點F做直線與橢圓C交于A,B兩點,P是AB的中點,線段AB的中垂線交直線l于點Q.若,求直線AB的方程.
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【題目】在正方形中,,分別為棱和棱的中點,則下列說法正確的是( )
A.∥平面B.平面截正方體所得截面為等腰梯形
C.平面D.異面直線與所成的角為60°
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【題目】已知正四棱柱的底面邊長,側(cè)棱長,它的外接球的球心為,點 是的中點,點是球上的任意一點,有以下命題:
① 的長的最大值為9;
②三棱錐的體積的最大值是;
③存在過點的平面,截球的截面面積為;
④三棱錐的體積的最大值為20;
⑤過點的平面截球所得的截面面積最大時,垂直于該截面.
其中是真命題的序號是___________
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