故实数a的取值范围是(3,4).
19.[解析]
(1)设椭圆C的标准方程为+=1.
由题意得c=2,b=2,∴a=4.
故椭圆C的标准方程为+=1,离心率e==.
(2)当点P为短轴的一个端点时,∠F1PO=30°,
∴∠F1PF2=60°.
故不论点P在椭圆C上的任何位置时,∠F1PF2≠90°.
∵|PF1|>|PF2|,∴∠PF2F1=90°.
∴|PF2|===3.
又∵|PF1|+|PF2|=2a=8,
∴|PF1|=5,∴=.
20[解析]
(1)设A(x1,y1),B(x2,y2),
由得4x2+4(m-1)x+m2=0,
由根与系数的关系得x1+x2=1-m,x1·x2=,
∴|AB|=
=
=,
∵|AB|=3,∴=3,解得m=-4.
(2)设P(a,0),P到直线AB的距离为d,
则d==,
又S△ABP=|AB|·d,则d=,
∴=,∴|a-2|=3,
∴a=5或a=-1,故点P的坐标为(5,0)或(-1,0).
21.如图,ABCD是边长为3的正方形,DE⊥平面ABCD,AF∥DE,DE=3AF,BE与平面ABCD所成角为60°.
(Ⅰ)求证:
AC⊥平面BDE;
(Ⅱ)求二面角F﹣BE﹣D的余弦值;
(Ⅲ)设点M是线段BD上一个动点,试确定点M的位置,使得AM∥平面BEF,并证明你的结论.
【解答】证明:
(Ⅰ)因为DE⊥平面ABCD,所以DE⊥AC.
因为ABCD是正方形,所以AC⊥BD,
从而AC⊥平面BDE.…(4分)
解:
(Ⅱ)因为DA,DC,DE两两垂直,所以建立空间直角坐标系D﹣xyz如图所示.
因为BE与平面ABCD所成角为600,即∠DBE=60°,
所以.
由AD=3,可知,.
则A(3,0,0),,,B(3,3,0),C(0,3,0),
所以,.
设平面BEF的法向量为=(x,y,z),则,即.
令,则=.
因为AC⊥平面BDE,所以为平面BDE的法向量,.
所以cos.
因为二面角为锐角,所以二面角F﹣BE﹣D的余弦值为.…(8分)
(Ⅲ)点M是线段BD上一个动点,设M(t,t,0).
则.
因为AM∥平面BEF,
所以=0,即4(t﹣3)+2t=0,解得t=2.
此时,点M坐标为(2,2,0),
即当时,AM∥平面BEF.…(12分)
22.解:
(1)f′(x)=x-,因为x=2是一个极值点,
所以2-=0.所以a=4.
此时f′(x)=x-==.
因为f(x)的定义域是{x|x>0},
所以当02时,f′(x)>0.
所以当a=4时,x=2是f(x)的极小值点.所以a=4.
(2)因为f′(x)=x-,
所以当a≤0时,f(x)的单调递增区间为(0,+∞).
当a>0时,f′(x)=x-==,
令f′(x)>0有x>,
所以函数f(x)的单调递增区间为(,+∞);
令f′(x)<0有0所以函数f(x)的单调递减区间为(0,).
(3)证明:
设g(x)=x3-x2-lnx,
则g′(x)=2x2-x-,
因为当x>1时,g′(x)=>0,
所以g(x)在(1,+∞)上是增函数.
所以g(x)>g
(1)=>0.
所以当x>1时,x2+lnx