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设正方形 ABCD,点P在线段CD的延长线上,且P点到A点的距离为1,那么,四边形ABCP的面积的最大可能值是(  )
A、
5
+2
4
B、
2
C、
5
+1
2
D、
5
+1
分析:由于直角三角形ADP的斜边长是1,所以设直角边AD=sinx (0<x<
π
2
),则把四边形ABCP的面积表示成三角函数形式;然后利用三角函数的有关公式(特别是asinx+bcosx=
a2+b2
sin(x+φ)),把其转化为正弦型函数;最后根据正弦函数的值域,求得四边形ABCP面积的最大值.
解答:精英家教网解:据题意画图如下
∵AP=1∴0<AD<1∴设AD=sinx (0<x<
π
2
).
则PD=
1-sin2x
=cosx
∴SABCP=sin2x+
1
2
sinxcosx=
1
2
(1-cos2x)+
1
4
sin2x
=(
1
4
sin2x-
1
2
cos2x)+
1
2
=
5
4
sin(2x-φ)+
1
2

∴四边形ABCP的面积的最大值是
5
4
+
1
2
,即
5
+2
4

故选A.
点评:当有些数据在[-1,1]内时,可利用三角知识把它设为sinα或cosα的形式,然后充分利用三角函数的有关知识进行化简、运算,直至解决.否则问题可能会非常麻烦,甚至无法解决.
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(2)若四边形ABCD是正方形,求证

(3)在(2)的条件下,求二面角A-BC-E的平面角的一个三角函数值。

【解析】第一问中,利用由圆柱的性质知:AD平行平面BCFE

又过作圆柱的截面交下底面于. 

又AE、DF是圆柱的两条母线

∥DF,且AE=DF     AD∥EF

第二问中,由线面垂直得到线线垂直。四边形ABCD是正方形  又

BC、AE是平面ABE内两条相交直线

 

第三问中,设正方形ABCD的边长为x,则在

 

由(2)可知:为二面角A-BC-E的平面角,所以

证明:(1)由圆柱的性质知:AD平行平面BCFE

又过作圆柱的截面交下底面于. 

又AE、DF是圆柱的两条母线

∥DF,且AE=DF     AD∥EF 

(2) 四边形ABCD是正方形  又

BC、AE是平面ABE内两条相交直线

 

(3)设正方形ABCD的边长为x,则在

 

由(2)可知:为二面角A-BC-E的平面角,所以

 

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