在四面體ABCD中,△ABC與△DBC都是邊長為4的正三角形.
(1)求證:BC⊥AD;
(2)若二面角A-BC-D為
π
3
,求異面直線AB與CD所成角的余弦值;
(3)設(shè)二面角A-BC-D的大小為θ,猜想θ為何值時,四面體A-BCD的體積最大.(不要求證明)
考點:與二面角有關(guān)的立體幾何綜合題,棱柱、棱錐、棱臺的體積
專題:空間位置關(guān)系與距離,空間角
分析:(1)根據(jù)線面垂直的性質(zhì)證明BC⊥平面AOD即可證明BC⊥AD;
(2)根據(jù)二面角A-BC-D的大小,即可求異面直線AB與CD所成角的余弦值;
(3)根據(jù)條件進(jìn)行猜想即可得到四面體A-BCD的最大體積.
解答: 證明:(1)取BC中點O,連結(jié)AO,DO.
∵△ABC,△BCD都是邊長為4的正三角形,
∴AO⊥BC,DO⊥BC,且AO∩DO=O,
∴BC⊥平面AOD.
又AD?平面AOD,
∴BC⊥AD.
(2)取AC中點M,AD中點N,
則OM∥AB,MN∥CD,
∴∠OMN為所求角(或其補交)
另一方面,由(1)知道BC⊥平面AOD,從而二面角A-BC-D的平面角為∠AOD=
π
3

∴△AOD為正三角形,
AD=2
3
,
∴ON=
3
2
AD=3
從而在∴△OMN中,cos∠OMN=
OM2+MN2-ON2
2OM•MN
=-
1
8

∴異面直線AB與CD所成角的余弦值為
1
8

(3)當(dāng) θ=90°時,四面體ABCD的體積最大.
點評:本題主要考查空間直線和平面垂直的性質(zhì)和判斷,以及空間二面角和異面直線所成角的計算,考查學(xué)生的計算能力.
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組.

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設(shè)z=
1-ai
i
,若復(fù)數(shù)z為純虛數(shù)(其中i是虛數(shù)單位),則實數(shù)a等于(  )
A、-1
B、0
C、1
D、
1
2

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在長方體ABCD-A1B1C1D1中,AA1=AD=1,E為線段CD中點.
(1)求直線B1E與直線AD1所成的角的余弦值;
(2)若AB=2,求二面角A-B1E-
A
 
1
的大小;
(3)在棱AA1上是否存在一點P,使得DP∥平面B1AE?若存在,求AP的長;若不存在,說明理由.

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已知向量
m
=(sinx,cosx),
n
=(
3
2
,
3
2
)
,x∈R,函數(shù)f(x)=
m•
n

(Ⅰ)求f(x)的最大值;
(Ⅱ)在△ABC中,設(shè)角A,B的對邊分別為a,b,若B=2A,且b=2af(A-
π
6
),求角C的大。

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設(shè)f(x)=2x,g(x)=4x,且滿足g[g(x)]>g[f(x)]>f[g(x)],求x的取值范圍.

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