解法二:(1)∵OO1⊥平面AC,
∴OO1⊥OA,OO1⊥OB,又OA⊥OB,………………2分
建立如圖所示的空間直角坐標(biāo)系(如圖)
∵底面ABCD是邊長為4,∠DAB=60°的菱形,
∴OA=2,OB=2,
則A(2,0,0),B(0,2,0),C(-2,0,0),O1(0,0,3)………………3分
設(shè)平面O1BC的法向量為=(x,y,z),
則⊥,⊥,
∴,則z=2,則x=-,y=3,
∴=(-,3,2),而平面AC的法向量=(0,0,3)………………5分
∴cos<,>=,
設(shè)O1-BC-D的平面角為α,
∴cosα=∴α=60°.
故二面角O1-BC-D為60°. ………………6分
(2)設(shè)點(diǎn)E到平面O1BC的距離為d,
∵E是O1A的中點(diǎn),∴=(-,0,),………………9分
則d=∴點(diǎn)E到面O1BC的距離等于。……………12分
19.(本小題滿分14分)解:易知 …………2分
設(shè)P(x,y),則
………………4分
,
,即點(diǎn)P為橢圓短軸端點(diǎn)時(shí),有最小值3;
當(dāng),即點(diǎn)P為橢圓長軸端點(diǎn)時(shí),有最大值4 ……6分
(Ⅱ)假設(shè)存在滿足條件的直線l易知點(diǎn)A(5,0)在橢圓的外部,當(dāng)直線l的斜率不存在時(shí),直線l與橢圓無交點(diǎn),所在直線l斜率存在,設(shè)為k
直線l的方程為 ……………………8分
由方程組
依題意 …………10分
當(dāng)時(shí),設(shè)交點(diǎn)C,CD的中點(diǎn)為R,
則
又|F2C|=|F2D|
…………13分
∴20k2=20k2-4,而20k2=20k2-4不成立, 所以不存在直線,使得|F2C|=|F2D|
綜上所述,不存在直線l,使得|F2C|=|F2D| …………14分
20.(本小題滿分14分)解:(1),
…………2分
當(dāng) 上無極值點(diǎn) …………3分
當(dāng)p>0時(shí),令的變化情況如下表:
x
(0,)
+
0
-
ㄊ
極大值
ㄋ
從上表可以看出:當(dāng)p>0 時(shí),有唯一的極大值點(diǎn) ………………7分
(Ⅱ)當(dāng)p>0時(shí)在處取得極大值,此極大值也是最大值,
要使恒成立,只需,
∴
∴p的取值范圍為[1,+∞ …………………10分
(Ⅲ)令p=1,由(Ⅱ)知,
∴,
∴ …………11分
∴
…………12分
∴結(jié)論成立 …………………14分
21、解:(1)由題意得,解得,………………2分
………………4分
(2)由(1)得, ①
② ①-②得
. ,………………6分
設(shè),則由得隨的增大而減小時(shí), 又恒成立,………………9分
(3)由題意得恒成立
記,則
………………12分
是隨的增大而增大
的最小值為,,即. ………………14分