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在四棱錐中，平面，底面為矩形，.

（Ⅰ）當時，求證：；

（Ⅱ）若邊上有且只有一個點，使得，求此時二面角的余弦值.

【解析】第一位女利用線面垂直的判定定理和性質定理得到。當a=1時，底面ABCD為正方形，

又因為,………………2分

又，得證。

第二問，建立空間直角坐標系，則B(1,0,1)D(0,a,0)C(1,a,0)P(0,0,1)……4分

設BQ=m，則Q(1，m,0)(0《m《a》

要使，只要

所以，即………6分

由此可知時，存在點Q使得

當且僅當m=a-m，即m=a/2時，BC邊上有且只有一個點Q，使得

由此知道a=2,  設平面POQ的法向量為

,所以    平面PAD的法向量

則的大小與二面角A-PD-Q的大小相等所以

因此二面角A-PD-Q的余弦值為

解：(Ⅰ)當時，底面ABCD為正方形，

又因為,又………………3分

(Ⅱ) 因為AB,AD,AP兩兩垂直，分別以它們所在直線為X軸、Y軸、Z軸建立坐標系，如圖所示，

則B(1,0,1)D(0,a,0)C(1,a,0)P(0,0,1)…………4分

設BQ=m，則Q(1，m,0)(0《m《a》要使，只要

所以，即………6分

由此可知時，存在點Q使得

當且僅當m=a-m，即m=a/2時，BC邊上有且只有一個點Q，使得由此知道a=2,

設平面POQ的法向量為

,所以    平面PAD的法向量

則的大小與二面角A-PD-Q的大小相等所以

因此二面角A-PD-Q的余弦值為

 

在數學證明中，①假言推理、②三段論推理、③傳遞關系推理、④完全歸納推理，是經常使用的四種演繹推理，下面推理過程使用到上述推理規則中的（     ）如（右圖）

因為lAB,所以又因為AB//CD,所以

 所以

A. ①②③        B.②③④

C. ②③          D.①②③④

 

已知，,

（Ⅰ）求的值；

（Ⅱ）求的值。

【解析】第一問中，因為，∴

∴或又∴

第二問中原式=

=進而得到結論。

（Ⅰ）解：∵∴

∴或……………………………………3分

又∴……………………………2分

(Ⅱ) 解：原式=  ……………………2分

=…………2分

=

 

請閱讀下列材料：對命題“若兩個正實數a₁，a₂滿足a₁²+a₂²=1，那么a1+a2≤

2

．”證明如下：構造函數f（x）=（x-a₁）²+（x-a₂）²，因為對一切實數x，恒有f（x）≥0，又f（x）=2x²-2（a₁+a₂）x+1，從而得4（a₁+a₂）²-8≤0，所以a1+a2≤

2

．根據上述證明方法，若n個正實數滿足a₁²+a₂²+…+a_n²=1時，你可以構造函數g（x）=，進一步能得到的結論為．（不必證明）