边形,故PQ∥BD,且PQ=BD,从而EF∥PQ,且EF=2PQ在Rt△EBQ和Rt△FDP中,因为BQ=DP=λ,BE=DF=1,于是EQ=FP=12,所以四边形EFPQ也是等腰梯形.同理可证四边形PQMN也是等腰梯形.分别取EF,PQ,MN的中点为H,O,G,连接OH,OG,则GO⊥PQ,HO⊥PQ,而GO∩HO=O,故∠GOH是面EFPQ与面PQMN所成的二面角的平面角.若存在λ,使面EFPQ与面PQMN所成的二面角为直二面角,则∠GOH=90°连接EM,FN,则由EF∥MN,且EF=MN知四边形EFNM是平行四边形.
9
f连接GH,因为H,G是EF,MN的中点,所以GH=ME=2
221在△GOH中,GH2=4,OH2=1+λ2-2=λ+2,21OG=1+2-λ-=2-λ2+,22
22
2
2
211由OG2+OH2=GH2,得2-λ2++λ2+=4,解得λ=1,222
故存在λ=1
2,使面EFPQ与面PQMN所成的二面角为直二面角.13分2
方法二:以D为原点,射线DA,DC,DD1分别为x,y,z轴的正半轴建立如图③所示的空间直角坐标系.由已知得B2,2,0,C10,2,2,E2,1,0,F1,0,0,P0,0,λ.
图③→BC1=-2,0,2,FP=-1,0,λ,FE=1,1,0.2分(Ⅰ)证明:当λ=1时,FP=-1,0,1,→因为BC1=-2,0,2,→→所以BC1=2FP,即BC1∥FP而FP平面EFPQ,且BC1平面EFPQ,故直线BC1∥平面EFPQ6分→x+y=0,FE
=0,(Ⅱ)设平面EFPQ的一个法向量为
=x,y,z,则由可得→-x+λz=0FP
=0于是可取
=λ,-λ,1.同理可得平面MNPQ的一个法向量为m=λ-2,2-λ,1.若存在λ,使面EFPQ与面PQMN所成的二面角为直二面角,则m
=λ-2,2-λ,1λ,-λ,1=0,即λλ-2-λ2-λ+1=0,解得λ=1故存在λ=1
22
2,使面EFPQ与面PQMN所成的二面角为直二面角.13分2
(18)(本小题满分13分)
10
f(Ⅰ)解:设Fc0,由条件知,
223,得c3c3
又
c3222,所以a2,bac1a2
x2y215分故E的方程为4
(Ⅱ)解:当lx轴时不合题意,故可设l:ykx2,Px1y1,Qx2y2.将ykx2代入
x2y21得14k2x216kx120,4
2当164k30,即k
2
3,4
x1,2=
8k±24k2-3,4k2+1
从而PQ=k21x1-x2=4k2+14k2-34k2+1
又点O到直线l的距离d=所以△OPQ的面积
2k21
44k31S△OPQ=dPQ=24kr