由(1)知B1B AB,B1B BC,且AB BC B,∴B1B 平面ABC. ∴三棱柱ABC A1B1C1为直棱柱,
∴三棱柱ABC A1B1C1的体积为VABC A1B1C1 S ABC BB1 72. 故平面APQ将三棱柱ABC A1B1C1分成上、下两部分的体积 之比为72 2013
. 205
(3)解:由(1)、(2)可知,AB,BC,BB1两两互相垂直.
以B为原点,建立如图所示的空间直角坐标系B xyz, 则A 3,0,0 ,A1 3,0,12 ,P 0,0,3 ,Q 0,4,7 ,
∴ AP ( 3,0,3), AQ1
( 3,4, 5), ∴cos AP , AQ1 AP
AQ1
APAQ 1, 1
5∵异面直线所成角的范围为
0,
2
,∴直线AP与AQ
1
1所成角的余弦值为5
. 20.(本小题满分14分)
(本小题主要考查直线与圆锥曲线等基础知识,考查数形结合的数学思想方法,以及推理论证能力、运算求解能力)
解:(1
) cb2a2 c2a a2 a2
1 12 12,∴a2 2b2……①
曲线过 ,则11
a2 2b2 1……②
由①②解得 a , 则椭圆方程为x2 y2 1. b 1
2 x2(2)联立方程 2
2 y 1,消去y整理得:3x2 4mx 2m2
2 0
x y m 0则 16m2 12(2m2 2) 8 m2
3
0,解得 m
x1 x2
4m 43,yy m1 2 x1 x2 2m3 2m 2m
3
,
即AB的中点为
2m 3,m
3
54m2m25m25
又∵AB的中点不在x y 内,∴
99999
2
2
解得,m 1或m 1……④
由③④得: m 1或1 m
21.(本小题满分14分)
(本小题主要考查函数的导数、最值、等比数列等基础知识,考查分析问题和解决问题的能力、以及创新意识)
(1)解:∵f(x) ex x,∴f (x) ex 1.令f (x) 0,得x 0.
∴当x 0时,f x 0,当x 0时,f x 0.
∴函数f(x) e x在区间 ,0 上单调递减,在区间 0, 上单调递增.
x
∴当x 0时,f(x)有最小值1.
(2)证明:由(1)知,对任意实数x均有e x 1,即1 x e.
k kk*
令x (n N,k 1,2, ,n 1),则0 1 en,
nn
x
x
k
k n k
∴ 1 e e(k 1,2, ,n 1). n
n
n
n k n k即 . ∵ e(k 1,2, ,n 1) 1,
n n
1 2 n 1 n (n 1) (n 2) 2 1
∴ e e e e 1. n n n n
∵e
(n 1)
nn
nnnn
e
(n 2)
1 e n1e
e e 1 ,
1 e 11 e 1e 1
2
1
e 1 2 n 1 n
∴ .
e 1 n n n n
nnnn