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如圖，直二面角E-AB-C中，四邊形ABEF是矩形，AB=2，AF=，△ABC是以A為直角頂點(diǎn)的等腰直角三角形，點(diǎn)P是線段BF上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn)．
（1）若PB=PF，求異面直線PC與AB所成的角的余弦值；
（2）若二面角P-AC-B的大小為30，求證：FB⊥平面PAC．

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（2008•湖北模擬）如圖，直二面角E-AB-C中，四邊形ABEF是矩形，AB=2，AF=2

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，△ABC是以A為直角頂點(diǎn)的等腰直角三角形，點(diǎn)P是線段BF上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn)．
（1）若PB=PF，求異面直線PC與AB所成的角的余弦值；
（2）若二面角P-AC-B的大小為30⁰，求證：FB⊥平面PAC．

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一、選擇題：本大題共10小題，每小題5分，共50分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有 一項(xiàng)是符合題目要求的。

1．B  2．D 3．B  4．C  5．C  6．B  7．A  8．B  9．A  10．D

二、填空題：本大題共5個(gè)小題，每小題5分，共25分，把答案填在題中的橫線上。

11.6  12．2   13．80  14．20  15． 0，

三、解答題：本大題共6小題，共75分。解答應(yīng)寫文字說明，證明過程或演算步驟。

16．解(1)證明:由得

∴………………………………………………4分

(2)由正弦定理得     ∴……① …………6分

  又,=2,       ∴ …………② …………8分

解①②得 ,           …………………………………………10分

∴                          …………………12分

17．解:(1)由得,即=0.……………2分

當(dāng)n>2時(shí)有

   ∴                        ……………………………6分

(2)由(1)知n>2時(shí),……………8分

又=0,  =2也適合上式,

∴   ∴……………………10分

∴

                  =1-<1……………………………………………12分

18．解：（1）分別取BE、AB的中點(diǎn)M、N，

連結(jié)PM、MC，PN、NC,則PM=1，MB=，BC=，

∴MC=，而PN=MB=，

NC=，∴PC=，…………………………4分

∴

故所求PC與AB所成角的余弦值為………6分

（2）連結(jié)AP，∵二面角E-AB-C是直二面角，且AC⊥AB

∴∠BAP即為所求二面角的平面角，即∠BAP=30⁰……8分

在RtΔBAF中，tan∠ABF=，∴∠ABF=60⁰，

故BF⊥AP，    ………………………………………10分

又AC⊥面BF，∴BF⊥AC，故BF⊥平面PAC………12分

另解：分別以AB、AC、AF為x、y、z軸建立直角坐標(biāo)系，

則，

  ∴

而，  ∴

故異面直線PC與AB所成的角的余弦值為

（2）分別設(shè)平面ABC和平面PAC的法向量分別為，P點(diǎn)坐標(biāo)設(shè)為，則而，則由

得

且 ∴，

再由得

∴，，

而

∴，即

BF⊥AP，BF⊥AC∴BF⊥平面PAC

19．解：（1）當(dāng)0<x≤10時(shí)，……2分

當(dāng)x >10時(shí)，…………4分

…………………………………5分

（2）①當(dāng)0<x≤10時(shí)，由

當(dāng)

∴當(dāng)x=9時(shí)，W取最大值，且……9分

②當(dāng)x>10時(shí)，W=98

當(dāng)且僅當(dāng)…………………………12分

綜合①、②知x=9時(shí)，W取最大值.

所以當(dāng)年產(chǎn)量為9千件時(shí)，該公司在這一品牌服裝生產(chǎn)中獲利最大.……13分

20． 解: （I） ,依題意有:,…………………2分

            即,

         ,由

          (也可寫成閉區(qū)間)……………4分

（2）   (1)

     函數(shù)的圖象與直線的交點(diǎn)的個(gè)數(shù)問題可轉(zhuǎn)化為方程(1)的解的個(gè)數(shù)問題.

       令

則…………………………5分

①6分

②

   ……………………9分

③

∴的極大值為

∴的圖象與軸只有一個(gè)交點(diǎn).…………………………………12分

綜上所述: ;

.……………13分

21．解：（1）B（0，-b）

,即D為線段FP的中點(diǎn).

∴ ……………………………2分

,即A、B、D共線.

而 

∴,得,

∴………………………………………5分

（2）∵=2,而,∴,故雙曲線的方程為………①

∴B_、的坐標(biāo)為(0,-1)…………………………………………………………6分

假設(shè)存在定點(diǎn)C（0，）使為常數(shù).

設(shè)MN的方程為………………②

②代入①得………………………………………7分

由題意得:   得:……8分

設(shè)M、N的坐標(biāo)分別為(x₁,y₁) 、(x₂,y₂)

     …………………………………………………………9分

而=

         =

==,…………………………10分

整理得:

對(duì)滿足的恒成立.

∴且

解得

存在軸上的定點(diǎn)C(0,4),使為常數(shù)17.…………………………13分