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1、试题题目:如图1,∠ACB=45°,BC=3,过动点A作AD⊥BC,垂足D在线段BC上且异于..

发布人:繁体字网(www.fantiz5.com) 发布时间:2015-12-13 07:30:00

试题原文

如图1,∠ACB=45°,BC=3,过动点A作AD⊥BC,垂足D在线段BC上且异于点B,连接AB,沿AD将△ABD折起,使∠BDC=90°(如图2所示),
(1)当BD的长为多少时,三棱锥A-BCD的体积最大;
(2)当三棱锥A-BCD的体积最大时,设点E,M分别为棱BC,AC的中点,试在棱CD上确定一点N,使得EN⊥BM,并求EN与平面BMN所成角的大小。

  试题来源:高考真题   试题题型:解答题   试题难度:中档   适用学段:高中   考察重点:函数的最值与导数的关系



2、试题答案:该试题的参考答案和解析内容如下:
解:(1)设BD=x,则CD=3-x
∵∠ACB=45°,AD⊥BC,
∴AD=CD=3-x
∵折起前AD⊥BC,
∴折起后AD⊥BD,AD⊥CD,BD∩DC=D
∴AD⊥平面BCD
∴VA-BCD×AD×S△BCD= ×(3-x)× ×x(3-x)= (x3-6x2+9x)
设f(x)= (x3-6x2+9x)  x∈(0,3),
∵f′(x)= (x-1)(x-3),
∴f(x)在(0,1)上为增函数,在(1,3)上为减函数
∴当x=1时,函数f(x)取最大值
∴当BD=1时,三棱锥A-BCD的体积最大。
(2)以D为原点,建立如图直角坐标系D-xyz,
由(1)知,三棱锥A-BCD的体积最大时,BD=1,AD=CD=2
∴D(0,0,0),B(1,0,0),C(0,2,0),A(0,0,2),M(0,1,1),E(,1,0),
=(-1,1,1)设N(0,λ,0),
=(-,λ-1,0)
∵EN⊥BM,
·=0
即(-1,1,1)(-,λ-1,0)=+λ-1=0,
∴λ=
∴N(0,,0)
∴当DN=时,EN⊥BM
设平面BMN的一个法向量为=(x,y,z),
=(-1,,0)得
=(1,2,-1)
设EN与平面BMN所成角为θ,
=(-,0)
sinθ=|cos<>|=||==
∴θ=60°
∴EN与平面BMN所成角的大小为60°
3、扩展分析:该试题重点查考的考点详细输入如下:

    经过对同学们试题原文答题和答案批改分析后,可以看出该题目“如图1,∠ACB=45°,BC=3,过动点A作AD⊥BC,垂足D在线段BC上且异于..”的主要目的是检查您对于考点“高中函数的最值与导数的关系”相关知识的理解。有关该知识点的概要说明可查看:“高中函数的最值与导数的关系”。


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