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    2022-2023学年安徽省马鞍山市高一(下)期末数学试卷(含详细答案解析)
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    2022-2023学年安徽省马鞍山市高一(下)期末数学试卷(含详细答案解析)

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    这是一份2022-2023学年安徽省马鞍山市高一(下)期末数学试卷(含详细答案解析),共17页。试卷主要包含了单选题,多选题,填空题,解答题等内容,欢迎下载使用。

    1.已知i为虚数单位,则复数z=(1+i)(2−i)的虚部为( )
    A. −iB. iC. −1D. 1
    2.cs2π8−sin2π8的值为( )
    A. − 32B. −12C. 12D. 22
    3.下列各组向量中,可以作为基底的是( )
    A. e1=(0,0),e2=(1,2)B. e1=(2,−4),e2=(4,−8)
    C. e1=(1,−2),e2=(2,3)D. e1=(1,0),e2=(−2,0)
    4.通过抽样调查得到某栋居民楼12户居民的月均用水量数量(单位:吨),如下表格:
    则这12户居民的月均用水量的第75百分位数为( )
    A. 5.0B. 5.2C. 5.4D. 5.6
    5.已知α,β是空间两个不同的平面,m,n是空间两条不同的直线,则下列命题为真命题的是( )
    A. 若m//α,n//α,则m//nB. 若m//α,m//n,则n//α
    C. 若m⊥α,n//β,且m⊥n,则α⊥βD. 若m⊥α,n⊥β,且α//β,则m//n
    6.将函数y=f(x)的图象上各点的横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变),得到函数y=sin(x−π6)的图象,则( )
    A. f(x)=sin(2x−π3)B. f(x)=sin(2x−π6)
    C. f(x)=sin(x2−π6)D. f(x)=sin(x2−π12)
    7.正方形ABCD中,E,F分别是边AD,DC的中点,BE与AF交于点G.则( )
    A. AG=15AB+25ADB. AG=25AB+15AD
    C. AG=15AB+35ADD. AG=35AB+25AD
    8.在直三棱柱ABC−A1B1C1中,AC=AB=4,AA1=6,∠BAC=90∘,且三棱柱的所有顶点都在同一球面上,则该球的表面积为( )
    A. 17πB. 51πC. 68πD. 244π
    二、多选题:本题共4小题,共20分。在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得5分,部分选对的得2分,有选错的得0分。
    9.若复数z满足zi=3+4i(i为虚数单位),则( )
    A. z−=4−3iB. |z|=5C. z⋅z−=7−24iD. z2=7−24i
    10.已知函数f(x)=2sin(ωx+φ)(ω>0,|φ|<π2)的部分图象,则( )
    A. ω=2
    B. φ=π3
    C. 点(π6,0)是f(x)图象的一个对称中心
    D. f(x)的图象向左平移5π12个单位后所对应的函数为偶函数
    11.在△ABC中,下列说法正确的是( )
    A. 若sinA>sinB,则A>B
    B. 若sin2AC. 若sinBD. 存在△ABC满足csA+csB≤0
    12.在正方体AC1中,E,F分别为AB,BC的中点,G为线段CC1上的动点,过E,F,G作正方体的截面记为α,则( )
    A. 当截面α为正六边形时,G为CC1中点
    B. 当CGCC1<12时,截面α为五边形
    C. 截面α可能是等腰梯形
    D. 截面α不可能与直线B1D垂直
    三、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分。
    13.已知向量a=(1,2),b=(λ,1),且a⊥b,则λ=______ .
    14.已知某圆锥的侧面积为12π,其侧面展开图是半圆,则该圆锥的体积为______ .
    15.计算tan10∘+tan50∘+tan120∘tan10∘tan50∘=______ .
    16.已知△ABC是钝角三角形,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,a=3,b=4,则最大边c的取值范围是______ .(结果用区间表示)
    四、解答题:本题共6小题,共70分。解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤。
    17.(本小题10分)
    某小学对在校学生开展防震减灾教育,进行一段时间的展板学习和网络学习后,学校对全校学生进行问卷测试(满分100分).现随机抽取了部分学生的答卷,得分的频数统计表和对应的频率分布直方图如图所示.
    (1)求a,b的值,并估计全校学生得分的平均数;
    (2)根据频率分布直方图,估计样本数据的15%和85%分位数.
    18.(本小题12分)
    在△ABC中,角A,B,C的对边依次是a,b,c.若(a− 3b)sinA=csinC−bsinB.
    (1)求角C;
    (2)当B=712π,a=2时,求△ABC的面积.
    19.(本小题12分)
    如图所示,在直三棱柱ABC−A1B1C1中,AA1=2AC=2AB=2BC=4,D,E分别为棱AB,CC1的中点.
    (1)证明:CD//平面AB1E;
    (2)求BE与平面ABB1A1所成角的正弦值.
    20.(本小题12分)
    在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c.已知csA=35.
    (1)若△ABC的面积为3,求AB⋅AC的值;
    (2)设m=(2sinB2,1),n=(csB,csB2),且m//n,求sin(B−2C)的值.
    21.(本小题12分)
    已知函数f(x)=2sinxcs(x+π3).
    (1)求函数f(x)的单调递增区间;
    (2)若关于x的方程f(x)=m在区间[−π2,0]上恰有一解,求实数m的取值范围.
    22.(本小题12分)
    如图所示,在四棱锥P−ABCD中,底面ABCD是边长2的正方形,侧面PAD为等腰三角形,PA=PD=4,侧面PAD⊥底面ABCD.
    (1)在线段PD上是否存在一点E,使得AE⊥PC,若存在,请求出PEED的值,若不存在,请说明理由;
    (2)求二面角P−BC−A的余弦值.
    答案和解析
    1.【答案】D
    【解析】解:因为z=(1+i)(2−i)=3+i,
    所以复数z的虚部为1,
    故选:D.
    化简复数z,根据虚部的定义即可求解.
    本题考查了复数的运算性质,涉及到虚部的定义,属于基础题.
    2.【答案】D
    【解析】解:cs2π8−sin2π8=cs(2×π8)=csπ4= 22,
    故选:D.
    由条件利用二倍角的余弦公式求得所给式子的值.
    本题主要考查二倍角的余弦公式的应用,属于基础题.
    3.【答案】C
    【解析】解:对于A,e−1=0−,不可以作为基底,A错误;
    对于B,∵e−1=12e2,∴e1−,e2−共线,不可以作为基底,B错误;
    对于C,e1与e2为不共线的非零向量,可以作为一组基底,C正确;
    对于D,∵e−1=−12e−2,∴e1,e2−共线,不可以作为基底,D错误.
    故选:C.
    根据基底需为不共线的非零向量,由此依次判断各个选项即可.
    本题考查基底向量,属于基础题.
    4.【答案】C
    【解析】解:依题意,居民的月均用水量由小到大排列为:3.2,3.5,3.9,4.1,4.2,4.3,4.5,5.0,5.2,5.6,6.2,6.3,
    12×75%=9,
    可知第75百分位数为第9项和第10项数据的平均数5.2+5.62=5.4,
    所以这12户居民的月均用水量的第75百分位数为5.4.
    故选:C.
    把数据抽小到大排列,再根据百分位数的定义求解作答.
    本题考查百分位数的应用,属于基础题.
    5.【答案】D
    【解析】解:对于A项,m,n可能相交,如图所示正方体中,
    若m,n分别为直线AB、BC,α为平面A1B1C1D1,
    此时符合条件,但结论不成立,故A错误;
    对于B项,有n⊂α的可能,如图所示正方体中,
    若m,n分别为直线AB、A1B1,α为平面A1B1C1D1,
    此时符合条件,但结论不成立,故B错误;
    对于C项,如图所示正方体中,若m,n分别为直线AA1、B1C1,α为平面A1B1C1D1,β为平面ABCD,
    此时符合条件,但结论不成立,故C错误;
    对于D项,因为α//β,m⊥α⇒m⊥β,
    又n⊥β,
    所以m//n,故D正确.
    故选:D.
    根据线面之间的位置关系判定即可.
    本题考查空间中线线,线面,面面间的位置关系,属于基础题.
    6.【答案】B
    【解析】解:∵将函数y=f(x)的图象上各点的横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变),
    得到函数y=sin(x−π6)的图象,
    ∴将函数y=sin(x−π6)的图象上各点的横坐标缩短到原来的12倍(纵坐标不变),
    得到函数f(x)的图象,即f(x)=sin(2x−π6).
    故选:B.
    根据函数图象变换关系,进行逆变换求解即可.
    本题主要考查三角函数的图象变换,是基础题.
    7.【答案】A
    【解析】解:如图,以A为原点,分别以AB,AD所在的直线为x,y轴建立平面直角坐标系,
    设正方形的边长为2,则A(0,0),B(2,0),C(2,2),D(0,2),E(0,1),F(1,2),
    所以AF=(1,2),BE=(−2,1),AD=(0,2),AB=(2,0),
    因为A,G,F三点共线,所以存在唯一实数λ,使AG=λAF=λ(1,2)=(λ.2λ),所以G(λ,2λ),
    因为B,G,E三点共线,所以存在唯一实数k,使BG=kBE,
    所以(λ−2,2λ)=k(−2,1),所以λ−2=−2k2λ=k,解得λ=25,
    所以AG=(25,45),设AG=mAB+nAD,
    则(25,45)=m(2,0)+n(0,2)=(2m,2n),
    所以m=15,n=25,所以AG=15AB+25AD.
    故选:A.
    建立平面直角坐标系,设正方形的边长为2,分别利用A,G,F三点共线和B,G,E三点共线,结合共线向量定理可求出点G的坐标,再利用平面向量基本定理可求得结果.
    本题考查向量的线性表示,考查向量的运算,属于中档题.
    8.【答案】C
    【解析】解:∵三棱柱ABC−A1B1C1是直三棱柱,∴侧棱垂直于底面,
    又∠BAC=90∘,AC=AB=4,AA1=6,
    ∴可将棱柱ABC−AA1B1C1补成长方体,且长方体的长宽高分别为4,4,6,
    ∴长方体的对角线长为 42+42+62=2 17,
    ∴球的半径R= 17,
    ∴球的表面积为S=4π×17=68π.
    故选:C.
    根据题意,可将棱柱ABC−A1B1C1补成长方体,长方体的对角线即为球的直径,从而可求球的表面积.
    本题考查了棱柱外接球的表面积计算,训练了分割补形法,是中档题.
    9.【答案】BD
    【解析】解:复数z满足zi=3+4i,
    则z=3+4ii=4−3i,
    z−=4+3i,故A错误;
    |z|= (4)2+(−3)2=5,故B正确;
    z⋅z−=(4−3i)(4+3i)=16+9=25,故C错误;
    z2=(4−3i)2=16−9−24i=7−24i,故D正确.
    故选:BD.
    根据已知条件,结合复数的四则运算,对z化简,即可依次求解.
    本题主要考查复数的四则运算,属于基础题.
    10.【答案】ACD
    【解析】解:A选项,由图象可得到函数最小正周期12T=5π12−(−π12)=π2,故T=π,
    因为ω>0,所以2πω=π,解得ω=2,A正确;
    B选项,将(5π12,2)代入解析式得2sin(2×5π12+φ)=2,因为|φ|<π2,
    解得φ=−π3,B错误;
    C选项,f(x)=2sin(2x−π3),故f(π6)=2sin(π3−π3)=0,
    故点(π6,0)是f(x)图象的一个对称中心,C正确;
    D选项,f(x)的图象向左平移5π12个单位后得到g(x)=2sin(2x+5π6−π3)=2sin(2x+π2)=2cs2x,
    因为g(x)=2cs2x的定义域为R,且g(−x)=2cs(−2x)=2cs2x=g(x),故g(x)=2cs2x为偶函数,D正确.
    故选:ACD.
    A选项,根据图象得到最小正周期,从而求出ω=2;B选项,代入(5π12,2),求出φ=−π3;C选项,得到函数解析式,求出f(π6)=0,故C正确;D选项,求出平移后的解析式,利用函数奇偶性定义得到答案.
    本题考查三角函数的性质,属于中档题.
    11.【答案】AC
    【解析】解:A中,三角形中,由正弦定理可得asinA=bsinB,若sinA>sinB,可得a>b,再由三角形中大边对大角可得A>B,所以A正确;
    B中,因为若sin2A0,所以A角为锐角,但是B,C由可能不是锐角,所以B不正确;
    C中,因为sinBπ2,所以该三角形为钝角三角形,即C正确;
    D中,因为csA+csB≤0,即csA≤−csB=cs(π−B),由余弦函数的单调性,可得A>π−B,即A+B>π,与三角形内角和为π相矛盾,所以D不正确.
    故选:AC.
    A中,由正弦定理及三角形中大边对大角的性质,可得A>B,判断A的真假;B中,由正弦定理及余弦定理可得A角为锐角,但是B,C角是否是锐角不定,判断出B的真假;C中,由诱导公式及三角形的性质可得C>π2,判断C的真假;D中,由诱导公式及余弦函数的单调性,可得A+B>π,与三角形的内角和为π矛盾,判断D的真假.
    本题考查正弦定理及余弦定理的应用,诱导公式的应用,属于中档题.
    12.【答案】AC
    【解析】解:若G为CC1的中点,则延长EF交DA于M′,交DC于N′,延长N′G交C1D1于T,
    取A1D1的中点S,连接M′S交AA1于P′,连接AC,A1C1,如图,
    ∵E是AB的中点,F是BC的中点,∴EF//AC,
    又CN′=CF=CG=GC1,TC1//N′C,∴△CGN′≌△C1GT,
    ∴T为C1D1的中点,∴ST//A1C1,
    又AC//A1C1,∴ST//EF,同理SP′//GF,则EP//GT,∴S,T,G,F,E,P′共面,
    此时正六边形STGFEP′为截面α,符合题意,故A正确;
    ∵四边形ABCD为正方形,∴AC⊥BD,而DD1⊥平面ABCD,AC⊂平面ABCD,即有DD1⊥AC,
    又BD∩DD₁=D,BD,DD1⊂平面BDD1,则AC⊥平面BDD1,
    而BD1⊂平面BDD1,∴BD1⊥AC,同理AD1⊥平面A1B1D,
    又B1D⊂平面A1B1D,则B1D⊥AD1,又AC//EF,FG//AD₁,
    B1D⊥EF,B1D⊥FG,EF,FG为相交直线且在α内,
    ∴B1D⊥α,故当G为线段CC1上的中点时,截面α与直线B1D垂直,故D错误;
    如图,延长EF交AD于M′,交DC于N′,连接N′D1交C1C于G,连接M′D1交A1A于M,
    此时截面α为五边形MFFGD1,
    ∵CD//C1D1,∴△CGN′∽△C1GD1,∴CGC1G=CN′C1D1=12,∴CGCC1=13,
    当CGCC1∈(0,13]时,截面为五边形,当CGCC1∈(13,1)时,截面为六边形,
    当CGCC1=1时,截面为四边形,当CGCC1≤13时,截面为五边形,故B错误;
    当G与C1重合时,如图,
    连接A1C1,A1E,FC1,则EF//A1C1,且EF=12A1C1,
    ∵A1E=C1F,∴四边形A1EFC1为等腰梯形,即截面α是等腰梯形,故C正确.
    故选:AC.
    利用平面的基本性质画出正方体的截面α,即可判断A,B,C;利用线面垂直的性质判断D.
    本题考查平面与正方体的截面问题,涉及平面的基本性质,对于与几何体相关的截面问题,做出截面是解题关键.我们通常可利用空间几何公理及推论或对平面延申找出共线、共面关系,也利用面面平行的性质做出截面,是中档题.
    13.【答案】−2
    【解析】解:向量a=(1,2),b=(λ,1),且a⊥b,
    则λ+2×1=0,解得λ=−2.
    故答案为:−2.
    根据已知条件,结合向量垂直的性质,即可求解.
    本题主要考查向量垂直的性质,属于基础题.
    14.【答案】6 2π
    【解析】解:设圆锥的底面半径为r,母线长为l,则
    侧面积为πrl=12π,
    又因为圆锥的侧面展开图是半圆,所以2πr=πl,
    所以r= 6,l=2 6,
    所以圆锥的高为h= l2−r2= (2 6)2−( 6)2=3 2,
    所以圆锥的体积为V=13πr2h=13π×6×3 2=6 2π.
    故答案为:6 2π.
    根据题意求出圆锥的底面半径和母线长与高,即可求出圆锥的体积.
    本题考查了圆锥的侧面展开图面积与体积计算问题,是基础题.
    15.【答案】− 3
    【解析】解:tan10∘+tan50∘+tan120∘tan10∘tan50∘=tan10∘+tan50∘tan10∘⋅tan50∘+tan120∘tan10∘⋅tan50∘
    =tan60∘(1−tan10∘tan50∘)tan10∘⋅tan50∘−tan60∘tan10∘⋅tan50∘
    = 3tan10∘tan50∘− 3− 3tan10∘tan50∘=− 3,
    给答案为:− 3.
    把要求的式子化为两角和的正切公式的形式,然后求得结果.
    本题主要考查两角和的正切公式的变形应用,属于中档题.
    16.【答案】(5,7)
    【解析】解:由题意可得,csC=a2+b2−c22ab<0,即c2>a2+b2=25,解得c>5,
    又三角形两边之和大于第三边,
    故c<3+4=7,
    综上所述,最大边c的取值范围为(5,7).
    故答案为:(5,7).
    根据已知条件,结合余弦定理,以及三角形两边之和大于第三边,即可求解.
    本题主要考查余弦定理的应用,属于基础题.
    17.【答案】解:(1)由频率分布直方图可知:
    得分在[20,40)的频率为0.005×20=0.1,
    故抽取的学生答卷数为60.1=60,由6+a+24+18=60,得a=12,
    故b=126020=0.01;
    全校学生得分的平均数估计值为:
    20×(30×0.005+50×0.01+70×0.02+90×0.015)=68.
    (2)由频率分布直方图可知:
    [20,40)内的比例为10%,[40,60)内的比例为20%,
    [60,80)内的比例为40%,[80,100]内的比例为30%;
    故15%分位数一定位于[40,60),
    由40+20×0.15−0.10.3−0.1=45,
    可以估计样本数据的15%分位数为45;
    同理可得:由80+20×0.85−0.71−0.7=90,
    可以估计样本数据的85%分位数为90.
    【解析】(1)根据频率分布直方图以及频数统计表求出a,b的值,再求出平均数估计值即可;
    (2)根据频率分布直方图的概念,百分位数的概念即可求解.
    本题考查频率分布直方图的概念,百分位数的概念,属基础题.
    18.【答案】解:(1)因为(a− 3b)sinA=csinC−bsinB,
    所以由正弦定理得a2− 3ab=c2−b2,
    即a2+b2−c2= 3ab,
    所以csC=a2+b2−c22ab= 32,
    又0所以C=π6.
    (2)若B=712π,
    又C=π6,
    所以A=π−B−C=π4,
    又a=2,
    由正弦定理asinA=csinC,可得c=a⋅sinCsinA=2×12 22= 2,
    又sinB=sin7π12=sin(π3+π4)= 6+ 24,
    所以△ABC的面积S=12acsinB=12×2× 2× 6+ 24= 3+12.
    【解析】(1)由正弦定理化简已知等式可得a2+b2−c2= 3ab,利用余弦定理可求csC的值,结合0(2)利用三角形内角和定理可求A的值,由正弦定理可得c的值,利用三角形的面积公式即可求解.
    本题考查了正弦定理,余弦定理,三角形内角和定理以及三角形的面积公式在解三角形中的应用,考查了计算能力和转化思想,属于中档题.
    19.【答案】解:(1)证明:连接AB1,取AB1中点为点G,连接EG,DG
    因为G,D分别为AB1,AB的中点,
    所以GD//BB1,GD=12BB1,
    又E为CC1的中点,
    所以EC//BB1,EC=12BB1,
    所以GD=EC,GD//EC,
    所以四边形DGEC为平行四边形.
    所以EG//CD,EG=CD,
    又EG⊂平面AB1E,CD⊄平面AB1E,
    所以CD//平面AB1E.
    (2)连接BG,BE,
    因为AC=AB=BC,D为AB中点,
    所以CD⊥AB,
    又直三棱柱ABC−A1B1C1,AA1⊥面ABC,CD⊂面ABC,
    所以AA1⊥CD,
    又AA1∩AB=A,CD⊥面ABB1A1,
    由(1)知,EG//CD,
    所以EG⊥面ABB1A1,
    所以BE与平面ABB1A1所成角为∠EBG,
    所以CD=EG= 3,BE=2 2,
    所以sin∠EBG= 32 2= 64,
    所以BE与平面ABB1A1所成角的正弦值为 64.
    【解析】(1)连接AB1,取AB1中点为点G,连接EG,DG,则G,D分别为AB1,AB的中点,由中位线定理可得
    GD//BB1,GD=12BB1,EC//BB1,EC=12BB1,即可得出四边形DGEC为平行四边形.推出EG//CD,由线面平行的判定定理,即可得出答案.
    (2)连接BG,BE,推出CD⊥AB,AA1⊥CD,由线面垂直的判定定理可得CD⊥面ABB1A1,进而可得EG⊥面ABB1A1,则BE与平面ABB1A1所成角为∠EBG,即可得出答案.
    本题考查直线与平面的位置关系,解题关键熟练用空间向量法计算
    20.【答案】解:(1)因为csA=35,所以sinA=45
    则S△ABC=12|AB|⋅|AC|sinA=25|AB|⋅|AC|=3,即|AB|⋅|AC|=152,
    又csA=AB⋅AC|AB|⋅|AC|=35,所以AB⋅AC=35×152=92;
    (2)因为m//n,所以2sinB2csB2=csB,即sinB=csB,所以B=π4,
    因为sinA=45,csA=35,sinB=csB= 22,
    所以sinC=sin(A+B)=sinAcsB+csAsinB=45× 22+35× 22=710 2,
    csC=−cs(A+B)=−csAcsB+sinAsinB=−35× 22+45× 22= 210,
    则sin2C=2sinCcsC=2×710 2× 210=725,cs2C=2cs2−1=2×2100−1=−2425,
    所以sin(B−2C)=sinBcs2C−csBsin2C= 22×(−2425)− 22×725=−31 250.
    【解析】(1)根据面积公式求得|AB|⋅|AC|,利用夹角余弦的向量表示即可得到答案;
    (2)根据向量平行的坐标表示得到B=π4,根据三角函数两角和差的公式可求得答案
    本题考查平面向量数量积的运算,考查三角函数求值等,数中档题.
    21.【答案】解:(1)因为f(x)=2sinx(12csx− 32sinx)=sinxcsx− 3sin2x=12sin2x+ 32cs2x− 32=sin(2x+π3)− 32,
    由2kπ−π2≤2x+π3≤2kπ+π2,k∈Z,得kπ−5π12≤x≤kπ+π12,k∈Z,
    所以函数f(x)的递增区间为[kπ−5π12,kπ+π12](k∈Z);
    (2)因为−π2≤x≤0,所以−2π3≤2x+π3≤π3,
    令t=2x+π3,
    而y=sint在[−2π3,−π2]上单调递减,在[−π2,π3]上单调递增,
    又因为sin(−2π3)=sin(−π3)=− 32,sinπ3= 32,sin(−π2)=−1,
    由题意可得y=f(x)与y=m在区间[−π2,0]上恰有一个交点,
    故m的取值范围为{− 32−1}∪(− 3,0].
    【解析】(1)由三角恒等变换得f(x)=sin(2x+π3)− 32,再由正弦函数的性质求解即可;
    (2)求出函数f(x)在[−π2,0]上的值域,将问题转化为y=f(x)与y=m在区间[−π2,0]上恰有一个交点,即可得答案.
    本题考查了三角恒等变换,正弦函数的性质及转化思想,属于中档题.
    22.【答案】解(1)存在点E满足条件,且PEED=7
    理由如下:侧面PAD⊥底面ABCD,底面ABCD为正方形,
    ∴CD⊥AD,∴CD⊥平面PAD,
    又因为AE⊂平面PAD,∴CD⊥AE.
    而PC∩CD=C,CD⊂平面PCD,PC⊂平面PCD,
    要使AE⊥PC,则必有AE⊥平面PCD.从而有AE⊥PD,
    在等腰三角形PAD中,PA=PD=4,AD=2,由等面积可得 15×2=4×AE,故AE= 152,DE=12,
    ∴PE=PD−DE=72,∴PEED=7.
    (2)取AD的中点O,连PO.
    ∵PAD为等腰三角形,∴PO⊥AD.
    取BC的中点F,连PF,OF.
    ∵PO⊥AD,OF⊥AD,PO∩OF=O,∴AD⊥平面POF,
    又∵BC//AD,∴BC⊥平面POF,故BC⊥PF,
    ∵BC⊥PF,BC⊥OF,
    ∴∠PFO是所求二面角的平面角.
    ∵△PAD为等腰三角形,底面ABCD为正方形,
    ∴PO= 15,OF=2.
    ∵PO⊥AD,侧面PAD⊥底面ABCD,
    ∴PO⊥底面ABCD,PO⊥OF.
    在Rt△POF中,PF2=PO2+OF2,
    ∴PF= 19.
    ∴cs∠PFO=OFPF=2 19=2 1919
    故二面角P−BC−A的余弦值2 1919.
    【解析】(1)要使AE⊥PC,则必有AE⊥平面PCD.从而有AE⊥PD,即可求解;
    (2)取AD的中点O,连PO.取BC的中点F,连PF,OF,可得∠PFO是所求二面角的平面角,解△POF即可求解.
    本题考查了空间线面位置关系,考查了二面角的求解,属于中档题,4.1
    3.2
    4.2
    5.6
    4.3
    5.0
    6.3
    6.2
    3.5
    3.9
    4.5
    5.2
    得分
    [20,40)
    [40,60)
    [60,80)
    [80,100]
    人数
    6
    a
    24
    18
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