江西省抚州市高二(上)期末数学试卷(理科)
高中数学考试
考试时间:
分钟
满分:
105 分
*注意事项:
1、填写答题卡的内容用2B铅笔填写 2、提前 xx 分钟收取答题卡
第Ⅰ卷 客观题
第Ⅰ卷的注释
一、选择题(共11题,共55分)
1、 设函数f(x)= (x>0),记f1(x)=f(x),f2(x)=f(f1(x)),fn+1(x)=f[fn(x)].则f2017(x)等于( ) A. B. C. D. 2、 三棱锥S﹣ABC中,∠ASB=∠ASC=90°,∠BSC=60°,SA=SB=SC=2,点G是△ABC的重心,则| |等于( ) A.4 B. C. D. 3、 下列命题: ①“若a2<b2 , 则a<b”的否命题; ②“全等三角形面积相等”的逆命题; ③“若a>1,则ax2﹣2ax+a+3>0的解集为R”的逆否命题; ④“若 x(x≠0)为有理数,则x为无理数”的逆否命题. 其中正确的命题是( ) A.③④ B.①③ C.①② D.②④ 4、 如图,在直三棱柱ABC﹣A1B1C1中,平面A1BC⊥侧面A1B1BA,且AA1=AB=BC=2,则AC与平面A1BC所成角为( ) A. B. C. D. 5、 由经验得知,在学校食堂某窗口处排队等候打饭的人数及其概率如下:
则至多2个人排队的概率为( ) 6、 “0<m<3”是“方程 =1表示离心率大于 的椭圆”的( ) A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充要条件 D.既不充分也不必要条件 7、 在一次马拉松比赛中,30名运动员的成绩(单位:分钟)的茎叶图如图所示.若将运动员按成绩由好到差编号为1﹣30号,再用系统抽样方法从中抽取6人,则其中成绩在区间[130,151]上的运动员人数是( ) A.3 B.4 C.5 D.6 8、 表是某工厂1﹣4月份用电量(单位:万度)的一组数据
由表可知,用电量y与月份x之间有较好的线性相关关系,其线性回归直线方程是 ═﹣0.6x+a,则a等于( ) 9、 如图所示的流程图,最后输出n的值是( ) A.3 B.4 C.5 D.6 10、 命题:“∃x0>0,使2 >10”,这个命题的否定是( ) A.∀x>0,使2x>10 B.∀x>0,使2x≤10 C.∀x≤0,使2x≤10 D.∀x≤0,使2x>10 11、 如图程序输出的结果是( ) A.3,4 B.4,4 C.3,3 D.4,3
二、填空题(共4题,共20分)
12、 已知△ABC是一个面积较大的三角形,点P是△ABC所在平面内一点且 + +2 = ,现将3000粒黄豆随机抛在△ABC内,则落在△PBC内的黄豆数大约是______ . 13、 已知椭圆具有性质:若M,N是椭圆C: =1(a>b>0且a,b为常数)上关于y轴对称的两点,P是椭圆上的左顶点,且直线PM,PN的斜率都存在(记为kPM , kPN),则kPM•kPN= .类比上述性质,可以得到双曲线的一个性质,并根据这个性质得:若M,N是双曲线C: =1(a>0,b>0)上关于y轴对称的两点,P是双曲线C的左顶点,直线PM,PN的斜率都存在(记为kPM , kPN),双曲线的离心率e= ,则kPM•kPN等于______ . 14、 已知平面β的法向量是(2,3,﹣1),直线l的方向向量是(4,λ,﹣2),若l∥β,则λ的值是______ . 15、 命题“∃x∈(0,+∞),x2﹣3ax+9<0”为假命题,则实数a的取值范围为______ .
三、解答题(共6题,共30分)
16、 已知抛物线C1:y2=2px(p>0)与双曲线C2: =1(a>0.b>0)有公共焦点F,且在第一象限的交点为P(3,2 ). (1)求抛物线C1 , 双曲线C2的方程; (2)过点F且互相垂直的两动直线被抛物线C1截得的弦分别为AB,CD,弦AB、CD的中点分别为G、H,探究直线GH是否过定点,若GH过定点,求出定点坐标;若直线GH不过定点,说明理由. 17、 设命题p:m∈{x|x2+(a﹣8)x﹣8a≤0},命题q:方程 =1表示焦点在x轴上的双曲线. (1)若当a=1时,命题p∧q假命题,p∨q”为真命题,求实数m的取值范围; (2)若命题p是命题q的充分不必要条件,求实数a的取值范围. 18、 调查某车间20名工人的年龄,第i名工人的年龄为ai,具体数据见表:
19、 已知数列{an}满足a1=2,an+1= (n∈N+). (1)计算a2 , a3 , a4 , 并猜测出{an}的通项公式; (2)用数学归纳法证明(1)中你的猜测. 20、 已知椭圆C: =1(a>b>0)的离心率e= ,左顶点、上顶点分别为A,B,△OAB的面积为3(点O为坐标原点). (1)求椭圆C的方程; (2)若P、Q分别是AB、椭圆C上的动点,且 =λ (λ<0),求实数λ的取值范围. 21、 四棱锥P﹣ABCD中,PD⊥平面ABCD,BC⊥CD,PD=1,AB= ,BC=CD= ,AD=1. (1)求异面直线AB、PC所成角的余弦值; (2)点E是线段AB的中点,求二面角E﹣PC﹣D的大小. |
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江西省抚州市高二(上)期末数学试卷(理科)
1、
设函数f(x)= (x>0),记f1(x)=f(x),f2(x)=f(f1(x)),fn+1(x)=f[fn(x)].则f2017(x)等于( )
A.
B.
C.
D.
A
解:由题意f1(x)=f(x)= ,(x>0), f2(x)=f(f1(x))= ,
f3(x)=f(f2(x))= = ,
fn(x)=f(fn﹣1(x))= ,
∴f2017(x)= ,
故选:A.
2、
三棱锥S﹣ABC中,∠ASB=∠ASC=90°,∠BSC=60°,SA=SB=SC=2,点G是△ABC的重心,则| |等于( )
A.4
B.
C.
D.
D
解:如图所示,取BC的中点D,连接AD,SD,则SD⊥BC,AD⊥BC. 由题意,AS⊥平面SBC,SA=2,SD= ,AG=2GD= ,cos∠SAD= .
由余弦定理可得| |= = ,
故选D.
【考点精析】关于本题考查的棱锥的结构特征,需要了解侧面、对角面都是三角形;平行于底面的截面与底面相似,其相似比等于顶点到截面距离与高的比的平方才能得出正确答案.
3、
下列命题: ①“若a2<b2 , 则a<b”的否命题;
②“全等三角形面积相等”的逆命题;
③“若a>1,则ax2﹣2ax+a+3>0的解集为R”的逆否命题;
④“若 x(x≠0)为有理数,则x为无理数”的逆否命题.
其中正确的命题是( )
A.③④
B.①③
C.①②
D.②④
A
解:①“若a2<b2 , 则a<b”的否命题为“若a2≥b2 , 则a≥b”为假命题,故错误; ②“全等三角形面积相等”的逆命题“面积相等的三角形全等”为假命题,故错误;
③若a>1,则△=4a2﹣4a(a+3)=﹣12a<0,
此时ax2﹣2ax+a+3>0恒成立,
故“若a>1,则ax2﹣2ax+a+3>0的解集为R”为真命题,故其逆否命题为真命题,故正确;
④“若 x(x≠0)为有理数,则x为无理数”为真命题,故其的逆否命题,故正确.
故选:A
【考点精析】本题主要考查了命题的真假判断与应用的相关知识点,需要掌握两个命题互为逆否命题,它们有相同的真假性;两个命题为互逆命题或互否命题,它们的真假性没有关系才能正确解答此题.
4、
如图,在直三棱柱ABC﹣A1B1C1中,平面A1BC⊥侧面A1B1BA,且AA1=AB=BC=2,则AC与平面A1BC所成角为( )
A.
B.
C.
D.
A
解:如图,AB1∩A1B=D,连结CD, ∵AA1=AB,∴AD⊥A1B,
∵平面A1BC⊥侧面A1ABB1 , 且平面A1BC∩侧面A1ABB1=A1B,
∴AD⊥平面A1BC,
则CD是AC在平面A1BC内的射影,
∴∠ACD即为直线AC与平面A1BC所成的角,
又BC⊂平面A1BC,
所以AD⊥BC,
因为三棱柱ABC﹣﹣﹣A1B1C1是直三棱柱,
则AA1⊥底面ABC,
所以AA1⊥BC.
又AA1∩AD=A,从而BC⊥侧面A1ABB1 ,
又AB⊂侧面A1ABB1 , 故AB⊥BC
∵AA1=AB=BC=2,∴AC= ,AD=
∴sin∠ACD= ,∴∠ACD= ,
故选A.
【考点精析】通过灵活运用空间角的异面直线所成的角,掌握已知为两异面直线,A,C与B,D分别是上的任意两点,所成的角为,则即可以解答此题.
5、
由经验得知,在学校食堂某窗口处排队等候打饭的人数及其概率如下:
排队人数 | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5人以上 |
概率 | 0.1 | 0.16 | 0.3 | 0.3 | 0.1 | 0.04 |
则至多2个人排队的概率为( )
A.0.56
B.0.44
C.0.26
D.0.14
A
解:由在学校食堂某窗口处排队等候打饭的人数及其概率表知: 至多2个人排队的概率为:
p=p(X=0)+P(X=1)+P(X=2)
=0.1+0.16+0.3=0.56.
故选:A.
【考点精析】本题主要考查了离散型随机变量及其分布列的相关知识点,需要掌握在射击、产品检验等例子中,对于随机变量X可能取的值,我们可以按一定次序一一列出,这样的随机变量叫做离散型随机变量.离散型随机变量的分布列:一般的,设离散型随机变量X可能取的值为x1,x2,.....,xi,......,xn,X取每一个值 xi(i=1,2,......)的概率P(ξ=xi)=Pi,则称表为离散型随机变量X 的概率分布,简称分布列才能正确解答此题.
6、
“0<m<3”是“方程 =1表示离心率大于 的椭圆”的( )
A.充分不必要条件
B.必要不充分条件
C.充要条件
D.既不充分也不必要条件
A
解:m>4时,椭圆的焦点在y轴上, 此时a2=m,b2=4,c2=m﹣4,
故 > ,解得:m> ,
0<m<4时,椭圆的焦点在x轴上,
此时a2=4,b2=m,c2=4﹣m,
故 > ,解得:0<m<3,
故“0<m<3”是“方程 =1表示离心率大于 的椭圆”的充分不必要条件,
故选:A.
7、
在一次马拉松比赛中,30名运动员的成绩(单位:分钟)的茎叶图如图所示.若将运动员按成绩由好到差编号为1﹣30号,再用系统抽样方法从中抽取6人,则其中成绩在区间[130,151]上的运动员人数是( )
A.3
B.4
C.5
D.6
C
解:将运动员按成绩由好到差分成6组,则 第1组为(130,130,133,134,135),第2组为(136,136,138,138,138),
第3组为(141,141,141,142,142),第4组为(142,143,143,144,144),
第5组为(145,145,145,150,151),第6组为(152,152,153,153,153),
故成绩在区间[130,151]内的恰有5组,故有5人.
故选:C.
【考点精析】解答此题的关键在于理解茎叶图的相关知识,掌握茎叶图又称“枝叶图”,它的思路是将数组中的数按位数进行比较,将数的大小基本不变或变化不大的位作为一个主干(茎),将变化大的位的数作为分枝(叶),列在主干的后面,这样就可以清楚地看到每个主干后面的几个数,每个数具体是多少.
8、
表是某工厂1﹣4月份用电量(单位:万度)的一组数据
月份x | 1 | 2 | 3 | 4 |
用电量y | 4.5 | 4 | 3 | 2.5 |
由表可知,用电量y与月份x之间有较好的线性相关关系,其线性回归直线方程是 ═﹣0.6x+a,则a等于( )
A.5.1
B.4.8
C.5
D.5.2
C
解:由题中表格数据,计算 = ×(1+2+3+4)=2.5,
= ×(4.5+4+3+2.5)=3.5,
且回归直线方程 ═﹣0.6x+a过样本中心点( , ),
则a=3.5﹣(﹣0.6)×2.5=5.
故选:C.
9、
如图所示的流程图,最后输出n的值是( )
A.3
B.4
C.5
D.6
C
解:模拟执行程序框图,可得 n=1,n=2
不满足条件2n>n2 , n=3
不满足条件2n>n2 , n=4
不满足条件2n>n2 , n=5
满足条件2n=32>n2=25,退出循环,输出n的值为5.
故选:C.
【考点精析】本题主要考查了程序框图的相关知识点,需要掌握程序框图又称流程图,是一种用规定的图形、指向线及文字说明来准确、直观地表示算法的图形;一个程序框图包括以下几部分:表示相应操作的程序框;带箭头的流程线;程序框外必要文字说明才能正确解答此题.
10、
命题:“∃x0>0,使2 >10”,这个命题的否定是( )
A.∀x>0,使2x>10
B.∀x>0,使2x≤10
C.∀x≤0,使2x≤10
D.∀x≤0,使2x>10
B
解:∵特称命题的否定是全称命题. ∴命题p:“∃x0>0,使2 >10”,的否定是:∀x∈R,∀x>0,使2x≤10.
故选:B
11、
如图程序输出的结果是( )
A.3,4
B.4,4
C.3,3
D.4,3
B
解:从所给的赋值语句中可以看出: a=3,
b=4,
a是b赋给的值,a=4
而b又是a赋给的值,b=4
∴输出的a,b的值分别是4,4.
故选B.
12、
已知△ABC是一个面积较大的三角形,点P是△ABC所在平面内一点且 + +2 = ,现将3000粒黄豆随机抛在△ABC内,则落在△PBC内的黄豆数大约是______ .
1500粒
解:以PB、PC为邻边作平行四边形PBDC,则 + = , ∵ + +2 = ,
∴ + =﹣2 ,
得: =﹣2 ,
由此可得,P是△ABC边BC上的中线AO的中点,
点P到BC的距离等于A到BC的距离的 .
∴S△PBC= S△ABC .
将一粒黄豆随机撒在△ABC内,黄豆落在△PBC内的概率为P= ,
将3000粒黄豆随机抛在△ABC内,则落在△PBC内的黄豆数大约是1500粒.
所以答案是1500粒.
13、
已知椭圆具有性质:若M,N是椭圆C: =1(a>b>0且a,b为常数)上关于y轴对称的两点,P是椭圆上的左顶点,且直线PM,PN的斜率都存在(记为kPM , kPN),则kPM•kPN= .类比上述性质,可以得到双曲线的一个性质,并根据这个性质得:若M,N是双曲线C: =1(a>0,b>0)上关于y轴对称的两点,P是双曲线C的左顶点,直线PM,PN的斜率都存在(记为kPM , kPN),双曲线的离心率e= ,则kPM•kPN等于______ .
-4
解:M,N是双曲线C: =1(a>0,b>0)上关于y轴对称的两点, P是双曲线C的左顶点,直线PM,PN的斜率都存在(记为kPM , kPN)
设设点M的坐标为(m,n),则点N的坐标为(﹣m,n),则 ,
即n2= ,又设点P的坐标为(﹣a,0),
由kPM= ,kPN= ,
∴kPM•kPN= × =﹣(e2﹣1)(常数).
∴双曲线的离心率e= 时,则kPM•kPN等于﹣4.
所以答案是:﹣4
14、
已知平面β的法向量是(2,3,﹣1),直线l的方向向量是(4,λ,﹣2),若l∥β,则λ的值是______ .
﹣
解:∵平面β的法向量是(2,3,﹣1),直线l的方向向量是(4,λ,﹣2),l∥β, ∴(2,3,﹣1)•(4,λ,﹣2)=8+3λ+2=0,
解得λ=﹣ .
所以答案是:﹣ .
【考点精析】解答此题的关键在于理解平面的法向量的相关知识,掌握若向量所在直线垂直于平面,则称这个向量垂直于平面,记作,如果,那么向量叫做平面的法向量.
15、
命题“∃x∈(0,+∞),x2﹣3ax+9<0”为假命题,则实数a的取值范围为______ .
a≤2
解:若命题“∃x∈(0,+∞),x2﹣3ax+9<0”为假命题, 则命题“∀x∈(0,+∞),x2﹣3ax+9≥0”为真命题,
即命题“∀x∈(0,+∞),a≤ = ”为真命题,
∵x∈(0,+∞)时, ≥ =2,
故a≤2,
所以答案是:a≤2.
【考点精析】本题主要考查了特称命题和命题的真假判断与应用的相关知识点,需要掌握特称命题:,,它的否定:,;特称命题的否定是全称命题;两个命题互为逆否命题,它们有相同的真假性;两个命题为互逆命题或互否命题,它们的真假性没有关系才能正确解答此题.
16、
已知抛物线C1:y2=2px(p>0)与双曲线C2: =1(a>0.b>0)有公共焦点F,且在第一象限的交点为P(3,2 ).
(1)求抛物线C1 , 双曲线C2的方程;
(2)过点F且互相垂直的两动直线被抛物线C1截得的弦分别为AB,CD,弦AB、CD的中点分别为G、H,探究直线GH是否过定点,若GH过定点,求出定点坐标;若直线GH不过定点,说明理由.
(1)解:P(3,2 )代入抛物线C1:y2=2px(p>0),可得p=4,∴抛物线C1:y2=8x;
焦点F(2,0),则 ,∴a=1,b= ,∴双曲线C2的方程 =1
(2)解:设点A(x1,y1),B(x2,y2),G(x3,y3),H(x4,y4)
把直线AB:y=k(x﹣2)代入y2=8x,得:
k2x2﹣(4k2+8)x+4k2=0,∴x3=2+ ,y3=k(x3﹣2)= ,
同理可得,x4=2+4k2,y4=﹣4k,
∴kGH= ,
∴直线GH为y﹣ = (x﹣2﹣ ),即y= (x﹣3),过定点P(3,0)
(1)P(3,2 )代入抛物线C1:y2=2px(p>0),可得p,求出抛物线方程.焦点F(2,0),则 ,求出a,b,可得双曲线C2的方程;(2)欲证明直线GH过定点,只需求出含参数的直线GH的方程,观察是否过定点即可.设出A,B,G,H的坐标,用A,B坐标表示G,H坐标,求出直线GH方程,化为点斜式,可以发现直线必过点(3,0).
17、
设命题p:m∈{x|x2+(a﹣8)x﹣8a≤0},命题q:方程 =1表示焦点在x轴上的双曲线.
(1)若当a=1时,命题p∧q假命题,p∨q”为真命题,求实数m的取值范围;
(2)若命题p是命题q的充分不必要条件,求实数a的取值范围.
(1)解:a=1时,x2+(a﹣8)x﹣8a≤0,
即x2﹣7x﹣8≤0,解得:﹣1≤x≤8,
故p:﹣1≤m≤8,
若方程 =1表示焦点在x轴上的双曲线,
则 ,解得:m>5
故q:m>5;
若命题p∧q假命题,p∨q”为真命题,
则p,q一真一假,
故 或 ,
解得:m∈[﹣1,5]∪(8,+∞)
(2)解:命题p:m∈{x|x2+(a﹣8)x﹣8a≤0}={x|(x﹣8)(x+a)≤0},
﹣a<8即a>﹣8时,p:[﹣a,8],
﹣a>8,即a<﹣8时,p:[8,﹣a],
q:m>5,
若命题p是命题q的充分不必要条件,
即[﹣a,8]⊊(5,+∞),或[8,﹣a]⊊(5,+∞),
故﹣a>5,解得:a<﹣5
(1)分别求出p,q为真时的m的范围,根据p,q一真一假,得到关于m的不等式组,解出即可;(2)通过讨论a的范围,得到关于m的不等式组,解出即可.
【考点精析】掌握复合命题的真假是解答本题的根本,需要知道“或”、 “且”、 “非”的真值判断:“非p”形式复合命题的真假与F的真假相反;“p且q”形式复合命题当P与q同为真时为真,其他情况时为假;“p或q”形式复合命题当p与q同为假时为假,其他情况时为真.
18、
调查某车间20名工人的年龄,第i名工人的年龄为ai,具体数据见表:
i | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 |
ai | 29 | 28 | 30 | 19 | 31 | 28 | 30 | 28 | 32 | 31 | 30 | 31 | 29 | 29 | 31 | 32 | 40 | 30 | 32 | 30 |
(1)作出这20名工人年龄的茎叶图;
(2)求这20名工人年龄的众数和极差;
(3)执行如图所示的算法流程图(其中 是这20名工人年龄的平均数),求输出的S值.
(1)解:茎叶图如下:
(2)解:这20名工人年龄的众数为30,极差为40﹣19=21
(3)解:
年龄的平均数为: = =30.
模拟执行程序,可得:S= [(19﹣30)2+3×(28﹣30)2+3×(29﹣30)2+5×(30﹣30)2+4×(31﹣30)2+3×(32﹣30)2+(40﹣30)2]=12.6
(1)根据画茎叶图的步骤,画图即可;(2)根据众数和极差的定义,即可得出;(3)利用方差的计算公式,代入数据,计算即可.
【考点精析】解答此题的关键在于理解茎叶图的相关知识,掌握茎叶图又称“枝叶图”,它的思路是将数组中的数按位数进行比较,将数的大小基本不变或变化不大的位作为一个主干(茎),将变化大的位的数作为分枝(叶),列在主干的后面,这样就可以清楚地看到每个主干后面的几个数,每个数具体是多少,以及对程序框图的理解,了解程序框图又称流程图,是一种用规定的图形、指向线及文字说明来准确、直观地表示算法的图形;一个程序框图包括以下几部分:表示相应操作的程序框;带箭头的流程线;程序框外必要文字说明.
19、
已知数列{an}满足a1=2,an+1= (n∈N+).
(1)计算a2 , a3 , a4 , 并猜测出{an}的通项公式;
(2)用数学归纳法证明(1)中你的猜测.
(1)解:a1=2,an+1= ,
当n=1时,a2= = ,
当n=2时,a3= =0,
当n=4时,a4= =﹣ ,
∴猜想an= ,(n∈N+)
(2)解:①当n=1时,a1= =2,等式成立,
②假设n=k时,猜想成立,即ak= ,
那么当n=k+1时,ak+1= = = ,等式成立,
由①②可知,an= ,(n∈N+).
(1)由an+1= ,分别令n=1,2,3,能求出a2 , a3 , a4的值,根据前四项的值,总结规律能猜想出an的表达式.(2)当n=1时,验证猜相成立;再假设n=k时,猜想成立,由此推导出当n=k+1时猜想成立,由此利用数学归纳法能证明猜想成立.
【考点精析】本题主要考查了数列的通项公式和数学归纳法的定义的相关知识点,需要掌握如果数列an的第n项与n之间的关系可以用一个公式表示,那么这个公式就叫这个数列的通项公式;数学归纳法是证明关于正整数n的命题的一种方法才能正确解答此题.
20、
已知椭圆C: =1(a>b>0)的离心率e= ,左顶点、上顶点分别为A,B,△OAB的面积为3(点O为坐标原点).
(1)求椭圆C的方程;
(2)若P、Q分别是AB、椭圆C上的动点,且 =λ (λ<0),求实数λ的取值范围.
(1)解:∵e= ,s△OAB= =3,a2﹣b2=c2∴a2=9,b2=4.
椭圆C的方程为:
(2)解:由(1)得A(﹣3,0),B(0.2),∴直线AB的方程为:2x﹣3y+6=0.
∵P、Q分别是AB、椭圆C上的动点,且 =λ (λ<0),∴P、O、Q三点共线,
设直线PQ的方程为:y=kx (k<0)
由 得P( ,y1).
由 得Q( ,y2)
由 =λ (λ<0)得
λ= =﹣
=﹣
∵k<0∴9k+ ,∴﹣1<λ<≤﹣ ,
当直线PQ的斜率为0或不存在时,λ=﹣1,
综上:实数λ的取值范围:[﹣1,﹣ ]
(1)由e= ,s△OAB= =3,a2﹣b2=c2 , 求得a2 , b2即可.(2)由(1)得直线AB的方程为:2x﹣3y+6=0. 由 得P( ,y1).由 得Q( ,y2)
由 =λ (λ<0)得λ= =﹣ =﹣ 即可求解.
21、
四棱锥P﹣ABCD中,PD⊥平面ABCD,BC⊥CD,PD=1,AB= ,BC=CD= ,AD=1.
(1)求异面直线AB、PC所成角的余弦值;
(2)点E是线段AB的中点,求二面角E﹣PC﹣D的大小.
(1)解:以C为原点,CD为x轴,CB为y轴,过C点作平面ABCD的垂线为z轴,
建立空间直角坐标系,
A( , ,0),B(0, ,0),C(0,0,0),
P( ,0,1),
=(﹣ ,0,0), =(﹣ ,0,-1),
设异面直线AB、PC所成角为θ,
则cosθ= = = ,
∴异面直线AB、PC所成角的余弦值为
(2)解:E( , ,0), =( , ,0), =( ,0,1), =(0, ,0),
设平面PCE的法向量 =(x,y,z),
则 ,取x= ,得 ,
设平面PCB的法向量 =(a,b,c),
则 ,取a= ,得 =( ,0,-2),
设二面角E﹣PC﹣D的大小为θ,
则cosθ= = = .
θ=arccos .
∴二面角E﹣PC﹣D的大小为arccos .
(1)以C为原点,CD为x轴,CB为y轴,过C点作平面ABCD的垂线为z轴,建立空间直角坐标系,利用向量法能求出异面直线AB、PC所成角的余弦值.(2)求出平面PCE的法向量和平面PCB的法向量,利用向量法能求出二面角E﹣PC﹣D的大小.
【考点精析】掌握异面直线及其所成的角是解答本题的根本,需要知道异面直线所成角的求法:1、平移法:在异面直线中的一条直线中选择一特殊点,作另一条的平行线;2、补形法:把空间图形补成熟悉的或完整的几何体,如正方体、平行六面体、长方体等,其目的在于容易发现两条异面直线间的关系.