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（本題滿分15分）如圖，在底面是菱形的四棱錐P—ABCＤ中，∠ABC=60⁰，PA=AC=a，PB=PD=,點(diǎn)E在PD上，且PE:ED=2:1.
（1）證明：PA⊥平面ABCD；
（2）求以AC為棱，EAC與DAC為面的二面角的大小. 

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一、選擇題（每小題5分，共50分）

二、填空題（每小題4分，共28分）

三、解答題

18.解：（Ⅰ）由已有

                                    (4分)

                                            (6分)

（Ⅱ）由（1）且                                 (8分)

所以              （10分）

                                                      （12分）

                                  （14分）

19.解：（Ⅰ）同學(xué)甲同學(xué)恰好投4次達(dá)標(biāo)的概率           (4分)

（Ⅱ）可取的值是

                                              （6分）

                                            （8分）

                                              （10分）

的分布列為

3

4

5

                                                                      （12分）

所以的數(shù)學(xué)期望為                   （14分）

20.解:（Ⅰ）∵PA⊥底面ABCD，BC平面AC，∴PA⊥BC

∵∠ACB=90°，∴BC⊥AC，又PA∩AC=A，∴BC⊥平面PAC                （4分）

（Ⅱ）取CD的中點(diǎn)E，則AE⊥CD，∴AE⊥AB，又PA⊥底面ABCD，∴PA⊥AE

建立如圖所示空間直角坐標(biāo)系，則

A（0，，0，0），P（0，0，），C（，0），D（，0）

，，                  (6分)

易求為平面PAC的一個(gè)法向量.

為平面PDC的一個(gè)法向量                                  （9分）

∴cos

故二面角D-PC-A的正切值為2.  (11分)

（Ⅲ）設(shè),則

   ,

解得點(diǎn),即   （13分）

由得(不合題意舍去)或

所以當(dāng)為的中點(diǎn)時(shí),直線與平面所成角的正弦值為   （15分）

21.解：（Ⅰ）設(shè)直線的方程為：

由得，所以的方程為                     (4分)

由得點(diǎn)的坐標(biāo)為.

可求得拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程為.                                       （6分）

（Ⅱ）設(shè)直線的方程為，代入拋物線方程并整理得    (8分)     

設(shè)則

設(shè)，則

                                      (11分)

當(dāng)時(shí)上式是一個(gè)與無(wú)關(guān)的常數(shù).

所以存在定點(diǎn)，相應(yīng)的常數(shù)是.                                     (14分)

22．解：（Ⅰ）當(dāng)時(shí)               (2分)

在上遞增，在上遞減

所以在0和2處分別達(dá)到極大和極小，由已知有

且，因而的取值范圍是.                                   (4分)

（Ⅱ）當(dāng)時(shí)，即