所以
|3|2 3 (t 1)2
3
4
,解得 t 0或2,均适合0 t 4. 13分 故点N位于D点处,此时CN 4;或CD中点处,此时CN 2,有AM与BN所成角的余弦值为
3
4
. 14分 【方法二】
(Ⅰ)证明:因为PD 平面ABCD,DA DC,建立如图所示 的空间直角坐标系D xyz.
在△BCD中,易得 CDB 60
,所以 ADB 30
, 因为 BD 2, 所以AB 1,
AD 由俯视图和左视图可得:
D(0,0,0),A(3,0,0),B(3,1,0),C(0,4,0),M(0,0,3),P(0,0,4).
所以 ( ,3,0), (,1,0).
因为 3 3 1 0 0 0,所以BC BD. 2分 又因为 PD 平面ABCD,所以 BC PD, 3分
所以 BC 平面PBD. 4分
(Ⅱ)证明:设平面PBC的法向量为n=(x,y,z),则有 n PC 0,
n BC 0.
因为 ( ,3,0), (0,4, 4),
所以
4y 4z 0, 取
3y 0.y 1,得n (,1,1). 6分
因为 ( ,0,3),所以 n
( 3) 1 0 1 3 0. 8分 因为 AM 平面PBC,
所以 直线AM∥平面PBC. 9分
(Ⅲ)解:线段CD上存在点N,使AM与BN所成角的余弦值为
3
4
.证明如下: 10分 设 N(0,t,0),其中0 t 4. 11分 所以 ( ,0,3), ( 3,t 1,0). 要使AM与BN所成角的余弦值为
4,则有 4
, 12分 所以
|3|23 3 (4
,解得,均适合 t 1)2
t 0或20 t 4. 13分故点N位于D点处,此时CN 4;或CD中点处,此时CN 2,有AM与BN所成角的余弦值为
4
. 14分 18.(本小题满分13分)
(Ⅰ)解:依题意,M是线段AP的中点,因为A(
1,0),P(95,
5
,
所以 点M
的坐标为(25,
5
. 2分
由点M在椭圆C上,
所以
412
25 25m
1, 4分 解得 m 4
7
. 5分
(Ⅱ)解:设M(x2y20
0,y0),则 x0
m
1,且 1 x0 1. ① 6分
因为 M是线段AP的中点,所以 P(2x0 1,2y0). 7分 因为 OP OM,
所以 x0(2x0 1) 2y2
0 0.
② 8分
由 ①,② 消去y2x20 x0
0,整理得 m 2x2
. 10分
0 2