解答题分层综合练(三)中档解答题规范练(3)(建议用时:40分钟)1.(2019·苏州期末)已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)其中A>0,ω>0,0<φ<π2的周期为π,且图象上有一个最低点为M2π3,-3.(1)求f(x)的解析式;(2)求函数y=f(x)+fx+π4的最大值及对应x的值.2.(2019·江苏信息卷)在四面体ABCD中,CB=CD,AD⊥BD且E,F分别是AB,BD的中点.求证:(1)直线EF∥平面ACD;(2)平面EFC⊥平面BCD.3.(2019·泰州模拟)某公司为一家制冷设备厂设计生产某种型号的长方形薄板,其周长为4m,这种薄板须沿其对角线对叠后使用.如图所示,四边形ABCD(AB>AD)为长方形薄板,沿AC折叠后AB′交DC于点P.当△ADP的面积最大时最节能,凹多边形ACB′PD的面积最大时制冷效果最好.(1)设AB=x,用x表示图中DP的长度,并写出x的取值范围;(2)若要求最节能,应怎样设计薄板的长和宽?(3)若要求制冷效果最好,应怎样设计薄板的长和宽?4.(2019·盐城调研)已知椭圆x2a2+y2b2=1(ab0)的左顶点为A(-2,0),且过点(1,e)(e为椭圆的离心率);过A作两条互相垂直的弦AM,AN交椭圆于M,N两点.(1)求椭圆的方程;(2)求证:直线MN恒过x轴上的一个定点.解答题分层综合练(三)1.解:(1)由2πω=π,得ω=2.由最低点为M2π3,-3得A=3.且2×2π3+φ=3π2+2kπ(k∈Z),0<φ<π2,所以φ=π6.所以f(x)=3sin2x+π6.(2)y=f(x)+fx+π4=3sin2x+π6+3sin2x+π4+π6=3sin2x+π6+3cos2x+π6=32sin2x+5π12,所以ymax=32.此时2x+5π12=2kπ+π2,x=kπ+π24,k∈Z.2.证明:(1)因为E,F分别是AB,BD的中点,所以EF是△ABD的中位线,所以EF∥AD,因为EF⊄平面ACD,AD⊂平面ACD,所以直线EF∥平面ACD.(2)因为AD⊥BD,EF∥AD,所以EF⊥BD.因为CB=CD,F是BD的中点,所以CF⊥BD.又EF∩CF=F,所以BD⊥平面EFC.因为BD⊂平面BCD,所以平面EFC⊥平面BCD.3.解:(1)由题意AB=x,BC=2-x.因为x>2-x,所以1<x<2.设DP=y,则PC=x-y.因为△ADP≌△CB′P,所以PA=PC=x-y.由PA2=AD2+DP2,得(x-y)2=(2-x)2+y2,解得y=21-1x,1<x<2.(2)记△ADP的面积为S1,则S1=1-1x(2-x)=3-x+2x≤3-22,当且仅当x=2∈(1,2)时,S1取得最大值.故当薄板长为2m,宽为(2-2)m时,节能效果最好.(3)记凹多边形ACB′PD的面积为S2,则S2=x2(2-x)+1-1x(2-x)=3-12x2+4x,1<x<2.令S′2=-122x-4x2=-x3+2x2=0得x=32.所以函数S2在(1,32)上单调递增,在(32,2)上单调递减.所以当x=32时,S2取得最大值.故当薄板长为32m,宽为(2-32)m时,制冷效果最好.4.解:(1)因为椭圆的左顶点A(-2,0),所以a=2.将点(1,e)代入x24+y2b2=1,并结合b2+c2=4,可得椭圆的方程为x24+y2=1.(2)证明:当直线AM的斜率为1时,MN过点为-65,0,猜想定点为-65,0.AM:y=k(x+2),AN:y=-1k(x+2),由y=k(x+2),x2+4y2=4⇒x2+4k2(x+2)2=4.(1+4k2)x2+16k2x+16k2-4=0,所以-2xM=16k2-41+4k2,xM=2-8k21+4k2,yM=4k1+4k2.所以M2-8k21+4k2,4k1+4k2,同理N2k2-8k2+4,-4kk2+4,因为P-65,0,所以kPM=4k1+4k22-8k21+4k2+65=4k2-8k2+65(1+4k2)=20k16-16k2=5k4-4k2,kPN=-4kk2+42k2-8k2+4+65=-20k16k2-16=5k4-4k2,所以kPM=kPN,M、P、N三点共线,故MN过定点.