2019届高考文科数学第一轮复习基础知识检测8
2023版高考数学一轮总复习8-2空间点线面的位置关系习题
8.2 空间点、线、面的位置关系基础篇固本夯基考点一点、线、面的位置关系1.(2022届湘豫名校联盟11月联考,7)已知α,β是两个不同的平面,m,n是两条不同的直线,给出下列命题:①若α∥β,m⊥α,则m⊥β;②若m∥n,m⊥α,则n⊥α;③若α⊥β,m⊥α,则m∥β;④若m⊥n,m⊥α,则n∥α.其中真命题有( )A.1个B.2个C.3个D.4个答案 B2.(2022届山东青岛期中,7)已知a,b,c,d是四条直线,如果a⊥c,a⊥d,b⊥c,b⊥d.则结论“a∥b”与“c∥d”中成立的情况是( )A.一定同时成立B.至多一个成立C.至少一个成立D.可能同时不成立答案 C3.(2022届南宁摸底,8)如图是长方体的展开图,AD=2AB,四边形ABFE为正方形,P、Q分别为AD、HI的中点,给出下列判断:①AM∥CG,②AF∥DK,③BP∥JQ,④BP⊥QJ.其中正确的个数为( )A.0B.1C.2D.3答案 C4.(20215·3原创题)中国文化源远流长,折纸文化传承已久,如图1所示,六个等边三角形沿虚线折起得到的几何体如图2所示,则异面直线的对数为( )A.6对B.9对C.12对D.15对答案 C5.(2021安徽江南十校一模,7)设a、b为两条直线,则a∥b的充要条件是( )A.a、b与同一个平面所成角相等B.a、b垂直于同一条直线C.a、b平行于同一个平面D.a、b垂直于同一个平面答案 D6.(2020四川九市二诊,5)已知m,n是两条不重合的直线,α是一个平面,则下列命题正确的是( )A.若m∥α,n∥α,则m∥nB.若m∥α,n⊂α,则m∥nC.若m⊥n,m⊥α,则n∥αD.若m⊥α,n∥α,则m⊥n答案 D7.(2021河南洛阳二模,12)在正四棱柱(侧面为矩形,底面为正方形的棱柱)ABCD-A1B1C1D1中,E,F分别是AB1,BC1的中点,则以下结论中不成立的是( )A.EF⊥BB1B.EF⊥BDC.EF与CD为异面直线D.EF与A1C1为异面直线答案 D8.(2021东北三省四市联考,16)已知长方体ABCD-A1B1C1D1中,AB=2BC=4,E是C1D1的中点,且异面直线AD1与CE所成的角是60°.则在此长方体的表面上从A1到C的路径中,最短路径的长度为.答案4√29.(2020新高考Ⅰ,16,5分)已知直四棱柱ABCD-A1B1C1D1的棱长均为2,∠BAD=60°.以D1为球心,√5为半径的球面与侧面BCC1B1的交线长为.答案√2π2考点二异面直线所成的角1.(2022届新疆克拉玛依检测三,4)我们打印用的A4纸的长与宽的比约为√2,之所以是这个比值,是因为把纸张对折,得到的纸的长与宽之比仍约为√2,纸张的形状不变.已知圆柱的母线长小于底面圆的直径长(如图所示),它的轴截面ABCD为一张A4纸大小,若点E为上底面圆上弧AB的中点,则异面直线DE与AB所成的角约为( )A.π6B.π4C.π3D.2π3答案 C2.(2022届河南洛阳期中,9)在直三棱柱ABC-A1B1C1中,∠ACB=90°,D1、E1分别是A1B1、A1C1的中点,CA=CB=CC1,则AE1与BD1所成角的余弦值为( )A.√1515B.√3015C.√1510D.√3010答案 D3.(2018课标Ⅱ,9,5分)在正方体ABCD-A1B1C1D1中,E为棱CC1的中点,则异面直线AE与CD所成角的正切值为( )A.√22B.√32C.√52D.√72答案 C4.(2021东北三省四市联考,8)长方体ABCD-A1B1C1D1中,AB=2,BC=4,AA1=4√3.过BC的平面分别交线段AA1,DD1于M、N两点,四边形BCNM为正方形,则异面直线D1M与BD所成角的余弦值为( )A.√1414B.√2114C.√144D.4√3535答案 D5.(2021山西晋中二模,6)如图,圆锥的轴截面ABC为正三角形,其面积为4√3,D为AA⏜的中点,E为母线BC的中点,则异面直线AC,DE所成角的余弦值为( )A.√24B.√22C.√63D.√33答案 B综合篇知能转换考法一点、线、面位置关系的判定及应用1.(2021河南九师联盟1月联考,11)如图,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,P为底面ABCD的中心,E 为线段A1D1上的动点(不包括两个端点),Q为线段AE的中点.现有以下结论:①PE与QC是异面直线;②过A、P、E三点的正方体的截面与正方体表面的交线围成的图形是等腰梯形;③平面APE⊥平面BDD1B1;④PE∥平面CDD1C1.其中正确结论的序号是( )A.①④B.②③C.②④D.①③答案 B2.(2019课标Ⅲ,8,5分)如图,点N为正方形ABCD的中心,△ECD为正三角形,平面ECD⊥平面ABCD,M是线段ED的中点,则( )A.BM=EN,且直线BM,EN是相交直线B.BM≠EN,且直线BM,EN是相交直线C.BM=EN,且直线BM,EN是异面直线D.BM≠EN,且直线BM,EN是异面直线答案 B3.(2020吉林4月联考,11)我国古代的数学著作《九章算术·商功》中,将底面是直角三角形的直三棱柱称为“堑堵”.在如图所示的“堑堵”ABC-A1B1C1中,AB=AC=AA1=2,M、N分别是BB1和A1C1的中点,则平面AMN截“堑堵”ABC-A1B1C1所得截面图形的面积为( )A.2√213B.4√213C.2√73D.4√73答案 A4.(2022届黑龙江大庆实验中学月考,11)给出下列命题:①若△ABC的三条边所在直线分别交平面α于P,Q,R三点,则P,Q,R三点共线;②若直线a,b是异面直线,直线b,c是异面直线,则直线a,c是异面直线;③若三条直线a,b,c两两平行且分别交直线l于A,B,C三点,则这四条直线共面;④对于三条直线a,b,c,若a⊥c,b⊥c,则a∥b.其中所有真命题的序号是( )A.①②B.①③C.③④D.②④答案 B5.(2022届成都期中,12)已知正方体ABCD-A1B1C1D1的棱长为1,P是空间中任意一点,有下列结论:;①若P为棱CC1中点,则异面直线AP与CD所成角的正切值为√52;②若P在线段A1B上运动,则AP+PD1的最小值为√6+√22③若P在以CD为直径的球面上运动,当三棱锥P-ABC体积最大时,三棱锥P-ABC外接球的表面积为2π;④若过点P的平面α与正方体每条棱所成角相等,则α截此正方体所得截面面积的最大值为3√3.4其中正确结论的个数为( )A.4B.3C.2D.1答案 B6.(2022届山西长治第二中学月考,15)已知两条不同的直线m,n,两个不重合的平面α,β,给出下列5个命题:①m∥n,m⊥α⇒n⊥α;②α∥β,m⊂α,n⊂β⇒m∥n;③m∥n,m∥α⇒n∥α;④m⊥α,m∥β⇒α⊥β;⑤α∥β,m∥n,m⊥α⇒n⊥β.其中正确命题的序号是.答案①④⑤7.(2021内蒙古赤峰2月月考,16)如图,在棱长为2的正方体中,点M、N在棱AB、BC上,且AM=BN=1,P在棱AA1上,α为过M、N、P三点的平面,则下列说法正确的是.①存在无数个点P,使面α与正方体的截面为五边形;②当A1P=1时,面α与正方体的截面面积为3√3;③只有一个点P,使面α与正方体的截面为四边形;④当面α交棱CC1于点H时,PM、HN、BB1三条直线交于一点.答案①②④考法二异面直线所成角的求解方法1.(2022届黑龙江模拟,8)如图,某圆锥SO的轴截面SAC是等边三角形,点B是底面圆周上的一点,且∠BOC=60°,点M是SA的中点,则异面直线AB与CM所成角的余弦值是( )A.13B.√74C.34D.√32答案 C2.(2020湖北重点高中联考,8)在直三棱柱ABC-A1B1C1中,底面ABC为等腰直角三角形,且斜边BC=2,D是BC的中点,若AA1=√2,则异面直线A1C与AD所成角的大小为( )A.30°B.45°C.60°D.90°答案 C3.(2021全国乙,10,5分)在正方体ABCD-A1B1C1D1中,P为B1D1的中点,则直线PB与AD1所成的角为( )A.π2B.π3C.π4D.π6答案 D4.(2021全国重点中学领航高考冲刺卷(九),9)已知SA,SB,SC是圆锥SO的三条母线,如图为圆锥SO的正视图,点S,A,B,C在圆锥SO的正视图中分别对应点S',A',B',C',其中C'为A'B'的中点,若D为母线SB的中点,则异面直线SC与OD所成角的余弦值为( )A.√34B.√23C.34D.23答案 C5.(20215·3原创题)沿正三角形ABC的中线AD翻折,使点B与点C间的距离等于中线AD的长,若三棱锥A-BCD的体积为2,则异面直线AC与BD所成角的余弦值为.答案14。
高考数学一轮复习讲练测(新教材新高考)专题8-1空间几何体及其三视图和直观图-教师版
专题8.1空间几何体及其三视图和直观图练基础1.(2020·广西兴宁�南宁三中高一期末)已知一个几何体的三视图如图所示,则此几何体的组成方式为()A.上面为圆台,下面为圆柱B.上面为圆台,下面为棱柱C.上面为棱台,下面为棱柱D.上面为棱台,下面为圆柱【答案】A【解析】结合图形分析知上面为圆台,下面为圆柱.故选:A.2.(2021·江西师大附中高二月考(理))如图是一个棱锥的正视图和侧视图,它们为全等的等腰直角三角形,则该棱锥的俯视图不可能是()A.B.C.D.【答案】C【解析】根据棱锥的三视图想象原几何体的结构,可以在正方体中想象描出原几何体,确定其结构.【详解】若几何体为三棱锥,由其正视图和侧视图可知,其底面在下方且为直角三角形,故ABD 均有可能,若几何体是四棱锥,由其正视图和侧视图可知,其底面在下方,且为正方形,俯视图为正方形,但对角线应从左上到右下,C 不正确.故选:C .3.(2021·江苏高一期末)已知一个圆锥的母线长为2,其侧面积为2π,则该圆锥的高为()A .1BC D .2【答案】C【解析】由侧面积求出圆锥的底面圆半径,再根据勾股定理可求得其高.【详解】设圆锥的底面圆的半径为r ,母线为l ,则2l =,所以其侧面积为22rl r πππ==,解得1r =,==故选:C.4.(2020·河北易县中学高三其他(文))若圆台的母线与高的夹角为6π,且上、下底面半径之差为2,则该圆台的高为()A .233B .2C .22D .3【答案】D【解析】设上、下底面半径分别为R ,r ,圆台高为h ,由题可知:tan 6R r h π-=,即233h =,所以23h =.故选:D5.(2020届浙江绍兴市诸暨市高三上期末)某几何体的正视图与侧视图如图所示:则下列两个图形①②中,可能是其俯视图的是()A.①②都可能B.①可能,②不可能C.①不可能,②可能D.①②都不可能【答案】A【解析】若是①,可能是三棱锥;若是②,可能是棱锥和圆锥的组合;所以①②都有可能,故选:A.6.(2021·石家庄市第十七中学高一月考)如图,某沙漏由上、下两个圆锥组成,每个圆锥的底面直径和高均为12cm ,现有体积为396πcm 的细沙全部漏入下圆锥后,恰好堆成一个盖住沙漏底部的圆锥形沙堆,则此锥形沙堆的高度为()A .3cmB .6cmC .8cmD .9cm【答案】C【解析】根据圆锥的体积公式列方程求出沙堆的高.【详解】解:细沙漏入下部后,圆锥形沙堆的底面半径为6r =,设高为h ,则沙堆的体积为216963V h ππ=⋅⋅=圆锥,解得()8h cm =,所以圆锥形沙堆的高度为8cm .故选:C .7.(2021·云南弥勒市一中高一月考)如图,正方形OABC 的边长为1,它是水平放置的一个平面图形的直观图,则原图形的周长是()A .8B .6C .(21D .(21+【答案】A【解析】根据斜二测画法的规则,得到原图形的形状为平行四边形,进而求得其边长,即可求解.【详解】由斜二测画法的规则,可得原图形为O A B C ''''是一个平行四边形,如图所示,因为水平放置的一个平面图形的直观图OABC 的边长为1的正方形,可得1,OA OB ==1,O A O B ''''==在直角O A B '''△中,可得3A B ''==,所以原图形的周长为11338+++=.故选:A.8.(2021·浙江高三三模)如图,等腰直角三角形ABC 在平面α上方,90BAC ∠= ,若ABC 以BC 为旋转轴旋转,形成的旋转体在平面α内的投影不可能的是()A .B .C .D .【答案】C【解析】对直线BC 与平面α的位置关系进行分类讨论,判断出投影的形状,即可得出合适的选项.【详解】若BC α⊥,则形成的旋转体在平面α内的投影如D 选项所示;若//BC α,则形成的旋转体在平面α内的投影为正方形;若BC 与α所成的角的取值范围是0,2π⎛⎫ ⎪⎝⎭时,则形成的旋转体在平面α内的投影如A 、B 选项所示.投影不可能如C 选项所示.故选:C.9.(2020·上海市进才中学高二期末)设MN 是半径为R 的球的直径,则,M N 两点的球面距离是________.【答案】Rπ【解析】MN 是半径为R 的球的直径,则,M N 两点所对的球心角为π,球面距离为R π.故答案为:R π.10.(2020·全国)如图为一几何体的平面展开图,按图中虚线将它折叠起来,画出它的直观图.【答案】见解析【解析】由题设中所给的展开图可以得出,此几何体是一个四棱锥,其底面是一个边长为2的正方形,垂直于底面的侧棱长为2,其直观图如图所示.练提升1.(2021·四川高一期末(理))某圆柱的高为1,底面周长为8,其三视图如图.圆柱表面上的点P在正视图上的对应点为A,圆柱表面上的点Q在左视图上的对应点为B,则在此圆柱侧面上,从P到Q的路径中,最短路径的长度为()A17B5C.32D.1【答案】B【解析】根据三视图分析出,P Q所在的位置,然后结合圆柱的侧面展开图即可求出结果.【详解】由三视图还原几何体,如图:即点B在距离点A在底面投影的14圆弧处,沿A所在的母线得到如图所示的侧面展开图,圆柱的底面周长即为侧面展开图的长,圆柱的高即为侧面展开图的宽,而线段AB 的距离即为所求P 到Q 的路径中的最短路径,因为底面周长为8,所以1824A B '=⨯=,又因为高为1,则1A A '=,所以2222125AB A A A B ''=+=+=,故选:B.2.【多选题】(2021·宁波市北仑中学高一期中)如图,棱长为a 的正四面体形状的木块,点P 是ACD △的中心.劳动课上需过点P 将该木块锯开,并使得截面平行于棱AB 和CD ,则下列关于截面的说法中正确的是()A .截面不是平行四边形B .截面是矩形C .截面的面积为229a D .截面与侧面ABC 的交线平行于侧面ABD【答案】BCD【解析】过点P 构建四边形,通过相关直线间的平行关系进一步证明为平行四边形,找对应线之间的垂直证明截面为矩形,从而计算截面面积【详解】解:如图所示,在正四面体中,4个面均为正三角形,由于点P 为ACD △的中心,所以P 位于CD 的中线的23外,分别取,,,BC AC AD BD 的三等分点,则EM ∥AB ,EF ∥CD ,FN ∥AB ,MN ∥CD ,所以EM ∥FN ,EF ∥MN ,所以截面EFNM 为平行四边形,所以A 错误,延长AP 交CD 于G ,连接BG ,由于P 为ACD △的中心,所以G 为CD 的中点,因为AC AD BC BD ===,所以,AG CD BG CD ⊥⊥,因为AG BG G = ,所以CD ⊥平面ABG ,所以CD AB ⊥,因为EM ∥AB ,EF ∥CD ,所以EM EF ⊥,所以截面EFNM 为矩形,所以B 正确,因为2211,3333MN CD a ME AB a ====,所以2212339S MN ME a a a =⋅=⋅=,所以C 正确,对于D ,截面EFNM ⋂平面ABC ME =,ME ∥AB ,ME ⊄平面ABD ,AB Ì平面ABD ,所以ME ∥平面ABD ,所以D 正确,故选:BCD3.(2021·湖北随州市·广水市一中高一月考)如图所示,矩形O A B C ''''是水平放置一个平面图形的直观图,其6O A ''=,2O C ''=,则原图形是()A .正方形B .矩形C .菱形D .梯形【答案】C【解析】由已知得原图为平行四边形,OD BC ^,利用勾股定理计算边长得到OC OA =,可判断原图形的形状.【详解】因为//O A B C '''',=O A B C '''',所以直观图还原得//OA BC ,=6OA BC O A ''==,四边形OABC 为平行四边形,OD BC ^,则2C D O C ''''==,2CD ∴=,O D C ''''==2OD O D ''==6OC =,所以6OC OA ==,故原图形为菱形.故选:C.4.(2021·肇州县第二中学高一月考)如图是利用斜二测画法画出的Rt ABO 的直观图,已知4O B ''=,且ABO 的面积为16,过点A '作A C x '''⊥轴于点C ',则A C ''的长为()A .BC .D .1【答案】A【解析】利用面积公式,求出直观图的高,求出''A B ,然后在直角三角形'''A B C 中求解即可【详解】解:由直观图可知,在Rt ABO 中,2ABO π∠=,因为ABO 的面积为16,4O B OB ''==,所以1162AB OB ⋅=,所以8AB =,所以''4A B =,因为'''4A B C π∠=,A C x '''⊥轴于点C ',所以''''sin 44AC A B π=⋅==故选:A5.(2021·宁夏大学附属中学高一月考)三棱锥S ABC -及其三视图中的正视图和侧视图如图所示,则棱SB 的长为()A .B .CD .【答案】B【解析】根据几何体的三视图,结合几何体的数量关系,在直角SBD 中,即可求解.【详解】如图所示,根据三棱锥S ABC -及其三视图中的正视图和侧视图,可得底面ABC 中,点D 为AC 的中点,BD =SC ⊥底面ABC ,又由点D 为AC 的中点,且根据侧视图,可得BD AC ⊥,在直角BCD △中,可得4BC ===又由4SC =,在直角SBC 中,可得SB =故选:B.6.(2021·江苏省镇江中学)点P 是平面ABC 外一点,且PA PB PC ==,则点P 在平面ABC 上的射影一定是ABC 的()A .外心B .内心C .重心D .垂心【答案】A【解析】过点P 作PO ⊥平面ABC ,因为PA PB PC ==,得到OA OB OC ==,即可求解.【详解】如图所示,过点P 作PO ⊥平面ABC ,可得222222,OA PA PO OB PB PO OC PC PO =-=-=-因为PA PB PC ==,可得OA OB OC ==,所以O 为ABC 的外心.故选:A.7.(2021·上海高二期末)圆锥的高为1,3则过圆锥顶点的截面面积的最大值为____________【答案】2【解析】求出圆锥轴截面顶角大小,判断并求出所求面积最大值.【详解】如图,SAB 是圆锥轴截面,SC 是一条母线,设轴截面顶角为θ,因为圆锥的高为1tan 2θ(0,)θπ∈,所以23θπ=,232ππθ=>,设圆锥母线长为l ,则2l =,截面SBC 的面积为211sin sin 22S SB SC BSC l BSC =⋅∠=∠,因为2(0,]3BSC π∠∈,所以2BSC π∠=时,2max 1222S =⨯=.故答案为:2.8.(2021·浙江绍兴市·高一期末)已知四面体ABCD 的所有棱长均为4,点O 满足OA OB OC OD ===,则以O ABCD 表面所得交线总长度为______.【答案】3【解析】根据正四面体的结构特征求得O 到面的距离,进而利用球的截面的性质求得各面所在平面与球的截面圆的半径,注意与各面的三角形内切圆的半径比较,确定此截面圆是否整个在面所在的三角形内,进而确定球与各面的交线,得到球与四面体表面所得交线总长度.【详解】已知四面体ABCD 的所有棱长均为4,所以四面体ABCD 是正四面体,因为点O 满足OA OB OC OD ===,所以O 为正四面体ABCD 的中心.设正三角BCD 的中心为F ,正三角ACD 的中心为G ,CD 的中点为E ,则连接,,,,AF BG AE BE 则,BG AF O BF AG E ⋂=⋂=.:::1:3,:1:4,OF OA GF AB EF EB OF AF ===∴=则224223BE AE =-=24333BF BE ==,224364()33AF =-,643AF OF ==.因为球O 2O 被平面BCD 截得圆半径为22623(2)()33r PF ==-=,因为正三角形BCD 的边长为4,所以正三角形内切圆半径为232tan 303︒=,故球O 与四面体ABCD 的每一个面所得的交线为正好为内切圆,每个内切圆的周长为4323r π,所以球与四面体ABCD 1633.故答案为:1633π.9.(2020届浙江杭州四中高三上期中)某几何体的三视图如图所示,且该几何体的体积是3,则正视图中的x 的值是_____,最长棱长为_____.【答案】3【解析】由已知中的三视图可得该几何体是一个以直角梯形为底面的四棱锥,且梯形上下边长为1和2,高为2,如图:2AD =,2AB =,1BC =,PA x =,//AD BC ,PA ⊥平面ABCD ,AD AB ⊥,∴底面的面积1(12)232S =⨯+⨯=,∴几何体的体积1333V x ==,可得3x =,最长棱长为:PC故答案为:3.10.(2019·全国高考真题(理))中国有悠久的金石文化,印信是金石文化的代表之一.印信的形状多为长方体、正方体或圆柱体,但南北朝时期的官员独孤信的印信形状是“半正多面体”(图1).半正多面体是由两种或两种以上的正多边形围成的多面体.半正多面体体现了数学的对称美.图2是一个棱数为48的半正多面体,它的所有顶点都在同一个正方体的表面上,且此正方体的棱长为1.则该半正多面体共有________个面,其棱长为_________.【答案】共26个面.1-.【解析】由图可知第一层与第三层各有9个面,计18个面,第二层共有8个面,所以该半正多面体共有18826+=个面.如图,设该半正多面体的棱长为x ,则AB BE x ==,延长BC 与FE 交于点G ,延长BC 交正方体棱于H ,由半正多面体对称性可知,BGE ∆为等腰直角三角形,22,21)122BG GE CH x GH x x x ∴===∴=⨯+=+=,1x ∴==1.练真题1.(2021·全国高考真题)其侧面展开图为一个半圆,则该圆锥的母线长为()A .2B .C .4D .【答案】B【解析】设圆锥的母线长为l ,根据圆锥底面圆的周长等于扇形的弧长可求得l 的值,即为所求.【详解】设圆锥的母线长为l ,由于圆锥底面圆的周长等于扇形的弧长,则2l ππ=l =.故选:B.2.(2021·北京高考真题)定义:24小时内降水在平地上积水厚度(mm )来判断降雨程度.其中小雨(10mm <),中雨(10mm 25mm -),大雨(25mm 50mm -),暴雨(50mm 100mm -),小明用一个圆锥形容器接了24小时的雨水,如图,则这天降雨属于哪个等级()A .小雨B .中雨C .大雨D .暴雨【答案】B【解析】计算出圆锥体积,除以圆面的面积即可得降雨量,即可得解.【详解】由题意,一个半径为()200100mm 2=的圆面内的降雨充满一个底面半径为()20015050mm 2300⨯=,高为()150mm 的圆锥,所以积水厚度()22150150312.5mm 100d ππ⨯⨯==⨯,属于中雨.故选:B.3.(2020·全国高考真题(理))如图是一个多面体的三视图,这个多面体某条棱的一个端点在正视图中对应的点为M ,在俯视图中对应的点为N ,则该端点在侧视图中对应的点为()A.EB.F C.G D.H【答案】A【解析】根据三视图,画出多面体立体图形,14D D 上的点在正视图中都对应点M ,直线34B C 上的点在俯视图中对应的点为N,∴在正视图中对应M ,在俯视图中对应N 的点是4D ,线段34D D ,上的所有点在侧试图中都对应E ,∴点4D 在侧视图中对应的点为E .故选:A4.(2019年高考全国Ⅲ卷理)如图,点N 为正方形ABCD 的中心,△ECD 为正三角形,平面ECD ⊥平面ABCD ,M 是线段ED 的中点,则()A.BM =EN ,且直线BM ,EN 是相交直线B.BM ≠EN ,且直线BM ,EN 是相交直线C.BM =EN ,且直线BM ,EN 是异面直线D.BM ≠EN ,且直线BM ,EN 是异面直线【答案】B【解析】如图所示,作EO CD ⊥于O ,连接ON ,BD ,易得直线BM ,EN 是三角形EBD 的中线,是相交直线.过M 作MF OD ⊥于F ,连接BF ,平面CDE ⊥平面ABCD ,,EO CD EO ⊥⊂平面CDE ,EO ∴⊥平面ABCD ,MF ⊥平面ABCD ,MFB ∴△与EON △均为直角三角形.设正方形边长为2,易知12EO ON EN ===,,5,,22MF BF BM ==∴=BM EN ∴≠,故选B.5.(2018·北京高考真题(文))某四棱锥的三视图如图所示,在此四棱锥的侧面中,直角三角形的个数为()A.1B.2C.3D.4【答案】C【解析】分析:根据三视图还原几何体,利用勾股定理求出棱长,再利用勾股定理逆定理判断直角三角形的个数.详解:由三视图可得四棱锥P ABCD -,在四棱锥P ABCD -中,2,2,2,1PD AD CD AB ====,由勾股定理可知:3,PA PC PB BC ====,则在四棱锥中,直角三角形有:,,PAD PCD PAB ∆∆∆共三个,故选C.6.(2021·全国高考真题(理))以图①为正视图,在图②③④⑤中选两个分别作为侧视图和俯视图,组成某个三棱锥的三视图,则所选侧视图和俯视图的编号依次为_________(写出符合要求的一组答案即可).【答案】③④(答案不唯一)【解析】由题意结合所给的图形确定一组三视图的组合即可.【详解】选择侧视图为③,俯视图为④,如图所示,长方体1111ABCD A B C D -中,12,1AB BC BB ===,,E F 分别为棱11,BC BC 的中点,则正视图①,侧视图③,俯视图④对应的几何体为三棱锥E ADF -.故答案为:③④.。
【导与练】(新课标)2019届高三数学一轮复习 第8篇 椭圆的定义与标准方程学案 理
第五十课时 椭圆的定义与标准方程课前预习案考纲要求1、掌握椭圆的定义,并会用椭圆定义解题;掌握求椭圆标准方程的基本步骤(定型、定位、定量)掌握求椭圆标准方程的基本方法(定义法和待定系数法)2、基础知识梳理1.定义:①平面内与两个定点12,F F 的距离之和等于常数2a (122___a F F ),这个动点的轨迹叫椭圆(这两个定点叫 ). 两焦点间的距离叫做②定义的符号表示: 。
注意:当122a F F =时,轨迹是 ;当122a F F < 时, 。
③,,a b c 之间的关系 。
2.椭圆的标准方程(1)若椭圆的焦点在x 轴上,则椭圆的标准方程为 ,焦点坐标为 ,焦距为 。
(2)若椭圆的焦点在y 轴上,则椭圆的标准方程为 ,焦点坐标为 ,焦距为 。
预习自测1.已知椭圆的焦点为1F (-1,0)和2F (1,0),P 是椭圆上的一点,且21F F 是1PF 与2PF 的等差中项,则该椭圆的方程为( )A .191622=+y x B .1121622=+y x C .13422=+y x D .14322=+y x 2.已知椭圆的方程是2221(5)25x y a a +=>,它的两个焦点分别是F 1,F 2,且| F 1F 2|=8,弦AB 过F 1,则∆ABF 2的周长为( )A.10B.20C.241D.4412.P 是椭圆14522=+y x 上的一点,1F 和2F 是焦点,若1230F PF ∠=,则12F PF ∆的面积等于()A .3316 B .)32(4- C .)32(16+ D .16课内探究案典型例题考点1:椭圆的定义【典例1】下列说法中,正确的是( )A .平面内与两个定点1F ,2F 的距离和等于常数的点的轨迹是椭圆B .与两个定点1F ,2F 的距离和等于常数(大于12F F )的点的轨迹是椭圆C .方程()2222210x y a c a a c +=>>-表示焦点在x 轴上的椭圆 D .方程()222210,0x y a b a b+=>>表示焦点在y 轴上的椭圆【变式1】1F ,2F 是定点,126F F =,动点M 满足126MF MF +=,则点M 的轨迹是( ) A .椭圆 B .直线 C .线段 D .圆考点2.椭圆的标准方程【典例2】(1)已知椭圆以坐标轴为对称轴,且长轴是短轴的3倍,并且过点P(3,0),求椭圆的方程;(2)已知椭圆的中心在原点,以坐标轴为对称轴,且经过两点P 1(6,1),P 2(-3,-2),求椭圆的方程.【变式2】已知椭圆的中心在原点,且经过点(0,3)P ,b a 3=,求椭圆的标准方程.考点3.椭圆的焦距【典例3】椭圆 63222=+y x 的焦距是( ) A .1B .)23(2-C .2D .)23(2+【变式3】椭圆1422=+y m x 的焦距为2,则m 的值是( )A .5B .3C .5或3D .不存在当堂检测1.如果方程222=+my x 表示焦点在y 轴的椭圆,那么实数m 的取值范围是( )A .(0,+∞)B .(0,2)C .(1,+∞)D .(0,1)2.若椭圆116222=+b y x 过点(-2,3),则其焦距为( ) A.25 B.23 C. 43 D. 45 3.若椭圆的两焦点为(2,0)-和(2,0),且椭圆过点53(,)22-,则椭圆方程是( )A .22184y x += B .221106y x += C .22148y x += D .221106x y += 4. (2019年高考广东)已知中心在原点的椭圆C 的右焦点为(1,0)F ,离心率等于21,则C 的方程是( ) A .14322=+y x B .13422=+y x C .12422=+y x D .13422=+y x课后拓展案A 组全员必做题1.(2019年高考大纲卷)已知()()1221,0,1,0,F F C F -是椭圆的两个焦点过且垂直于x 轴的直线交于A B 、两点,且3AB =,则C 的方程为( )A .2212x y += B .22132x y += C .22143x y += D .22154x y += 2.设AB 是椭圆Γ的长轴,点C 在Γ上,且π4CBA ∠=.若4AB =,2BC =,则Γ的两个焦点之间的距离为_______.3.如图所示,椭圆M :x 2a 2+y 2b 2=1(a>b>0)的离心率为32,直线x =±a 和y =±b 所围成的矩形ABCD 的面积为8.求椭圆M 的标准方程.4.在平面直角坐标系xOy 中,已知椭圆C 的中心在原点O,焦点在x 轴上,短轴长为2,离心率为22,求椭圆C 的方程.5.已知圆22:(1)1M x y ++=,圆22:(1)9N x y -+=,动圆P 与圆M 外切并且与圆N 内切,圆心P 的轨迹为曲线C .求C 的方程.1.(2019年高考安徽)已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>的焦距为4,且过点(23)P ,,求椭圆C 的方程.2.椭圆2222:1(0)x y C a b a b +=>>的离心率32e =,a+b=3求椭圆C 的方程;3.在平面直角坐标系xOy 中,已知椭圆C 1:x 2a 2+y2b2=1(a>b>0)的左焦点为F 1(-1,0),且点P(0,1)在C 1上.求椭圆C 1的方程.参考答案预习自测1.C2.D3.B典型例题【典例1】C 【变式1】C【典例2】(1)2219x y +=或221819y x +=;(2)22193x y +=. 【变式2】198122=+y x 或1922=+x y 【典例3】C【变式3】C当堂检测1.D2.C3.D4.DA 组全员必做题1.C2.4633.221 4xy+=4.221 2xy+=5.22143x y+=.B组提高选做题1.221 84x y+=2.221 4xy+=3.221 2xy+=。
第8章 第1节 直线的倾斜角与斜率、直线的方程-2023届高三一轮复习数学精新高考人教A版2019)
3.过点 P(2,3)且在两坐标轴上截距相等的直线方程为 _3_x_-__2_y_=_.0 或 x+y-5=0
解析 当纵、横截距均为 0 时,直线方程为 3x-2y=0; 当纵、横截距均不为 0 时,设直线方程为ax+ay=1, 则2a+3a=1,解得 a=5. 所以直线方程为 x+y-5=0.
◇考题再现
向旋转 15°,则旋转后得到的直线 l2 的方程为( B )
A.x- 3y+1=0
B. 3x-y=0
C. 3x+y+1=0
D.3x- 3y-1=0
(2)若 A(1,-2),B(5,6),直线 l 经过 AB 的中点 M 且在两坐
标轴上的截距相等,则直线 l 的方程为_2_x_-__3_y_=__0_或 ___x_+__y.-5=0
(2)求直线方程.弄清确定直线的两个条件,由直线方 程的几种特殊形式直接写出方程.
(3)求参数值或范围.注意点在直线上,则点的坐标适 合直线的方程,再结合函数的单调性或基本不等式求解.
[巩固演练] 3.已知直线 l:(2a+b)x+(a+b)y+a-b=0 及点 P(3, 4). (1)证明:直线 l 过某定点,并求该定点的坐标; (2)当点 P 到直线 l 的距离最大时,求直线 l 的方程. 解析 (1)在直线 l 的方程可化为: a(2x+y+1)+b(x+y-1)=0, 由2x+x+y-y+11==00,解得xy==-3 2,, ∴直线恒过定点(-2,3).
=5+-k+-4k≥5+4=9. 所以当且仅当-k=-4k且 k<0, 即 k=-2 时,|OA|+|OB|取最小值. 这时 l 的方程为 2x+y-6=0.
►规律方法 与直线方程有关问题的常见类型及解题策略
(1)求解与直线方程有关的最值问题.先设出直线方程, 建立目标函数,再利用基本不等式求解最值.
2021届高考数学一轮总复习第8章立体几何第2节空间几何体的表面积与体积跟踪检测文含解析
第八章 立体几何第二节 空间几何体的表面积与体积A 级·基础过关|固根基|1.将边长为1的正方形以其一边所在直线为旋转轴旋转一周,所得几何体的侧面积是( ) A .4π B .3π C .2πD .π解析:选C 由几何体的形成过程知,所得几何体为圆柱,底面半径为1,高为1,其侧面积S =2πrh =2π×1×1=2π.故选C.2.(2020届惠州市高三第二次调研)某几何体的三视图如图所示,其中正视图、侧视图均是由三角形与半圆构成的,俯视图由圆与内接三角形构成,则该几何体的体积为( )A.2π3+16 B.2π6+12 C.2π6+16D.2π3+12解析:选C 由三视图可知该几何体是一个半球上面有一个三棱锥,其体积V =13×12×1×1×1+12×4π3×⎝ ⎛⎭⎪⎫223=2π6+16,故选C. 3.《九章算术》中,将底面是直角三角形的直三棱柱称为“堑堵”.已知某“堑堵”的三视图如图所示,俯视图中间的实线平分矩形的面积,则该“堑堵”的侧面积为( )A .2B .4+2 2C .4+4 2D .4+6 2解析:选C 由三视图知,该几何体是直三棱柱ABC -A 1B 1C 1,其中AB =AA 1=2,BC =AC =2,∠ACB =90°,其直观图如图所示,侧面为三个矩形,故该“堑堵”的侧面积S =(2+22)×2=4+42,故选C.4.如图,有一个水平放置的透明无盖的正方体容器,容器高8 cm ,将一个球放在容器口,再向容器内注水,当球面恰好接触水面时测得水深为6 cm ,如果不计容器的厚度,则球的体积为( )A.500π3 cm 3B.866π3cm 3C.1 372π3 cm 3D.2 048π3cm 3解析:选A 设球的半径为R ,则由题意知,球被正方体上底面截得的圆的半径为4 cm ,球心到截面圆的距离为(R -2)cm ,则R 2=(R -2)2+42,解得R =5,所以球的体积为4π×533=500π3(cm 3).5.(2019届辽宁五校协作体联考)一个长方体被一平面截去一部分后,所剩几何体的三视图如图所示,则该几何体的体积为( )A .36B .48C .64D .72解析:选B由几何体的三视图可得,几何体如图所示,将几何体分割为两个三棱柱,所以该几何体的体积为12×3×4×4+12×3×4×4=48,故选B.6.如图,正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1的棱长为1,E ,F 分别为线段AA 1,B 1C 上的点,则三棱锥D 1-EDF 的体积为________.解析:三棱锥D 1-EDF 的体积即为三棱锥F -DD 1E 的体积.因为E ,F 分别为AA 1,B 1C 上的点,所以在正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,△EDD 1的面积为定值12,F 到平面AA 1D 1D 的距离为定值1,所以V D 1-EDF =V F -DD 1E =13×12×1=16.答案:167.(2019届福建市第一学期高三期末)已知圆柱的高为2,底面半径为3,若该圆柱的两个底面的圆周都在同一个球面上,则这个球的表面积为________.解析:如图,由题意知圆柱的中心O 为这个球的球心,于是,球的半径r =OB =OA 2+AB 2=12+(3)2=2.故这个球的表面积S =4πr 2=16π.答案:16π8.已知边长为2的等边三角形ABC ,D 为BC 的中点,沿AD 进行折叠,使折叠后的∠BDC=π2,则过A ,B ,C ,D 四点的球的表面积为________.解析:连接BC ,由题知几何体ABCD 为三棱锥,BD =CD =1,AD =3,BD⊥AD,CD⊥AD,BD⊥CD,将折叠后的图形补成一个长、宽、高分别是 3,1,1的长方体,其体对角线长即为外接球的直径,2R =1+1+3=5,故该三棱锥外接球的半径是R =52,其表面积为4πR 2=5π. 答案:5π9.现需要设计一个仓库,它由上下两部分组成,上部的形状是正四棱锥P -A 1B 1C 1D 1,下部的形状是正四棱柱ABCD -A 1B 1C 1D 1(如图所示),并要求正四棱柱的高O 1O 是正四棱锥的高PO 1的4倍,若AB =6 m ,PO 1=2 m ,则仓库的容积是多少?解:由PO 1=2 m ,知O 1O =4PO 1=8 m .因为A 1B 1=AB =6 m ,所以正四棱锥P -A 1B 1C 1D 1的体积V 锥=13·A 1B 21·PO 1=13×62×2=24(m 3); 正四棱柱ABCD -A 1B 1C 1D 1的体积 V 柱=AB 2·O 1O =62×8=288(m 3),所以仓库的容积V =V 锥+V 柱=24+288=312(m 3). 故仓库的容积是312 m 3.10.如图,在长方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,AB =16,BC =10,AA 1=8,点E ,F 分别在A 1B 1,D 1C 1上,A 1E =D 1F =4.过点E ,F 的平面α与此长方体的面相交,交线围成一个正方形.(1)在图中画出这个正方形(不必说明画法和理由); (2)求平面α把该长方体分成的两部分体积的比值. 解:(1)交线围成的正方形EHGF 如图所示.(2)如图,作EM⊥AB,垂足为M ,则AM =A 1E =4,EB 1=16-4=12,EM =AA 1=8. 因为四边形EHGF 为正方形,所以EH =EF =BC =10. 于是MH = EH 2-EM 2=6,则AH =10,HB =6. 故S 四边形A 1EHA =12×(4+10)×8=56,S 四边形EB 1BH =12×(12+6)×8=72.因为长方体被平面α分成两个高为10的直棱柱, 所以其体积的比值为97⎝ ⎛⎭⎪⎫79也正确. B 级·素养提升|练能力|11.已知一个简单几何体的三视图如图所示,则该几何体的体积为( )A .3π+6B .6π+6C .3π+12D .12解析:选A 由三视图还原几何体如图,该几何体为组合体,左半部分是四分之一圆锥,右半部分是三棱锥, 则其体积V =14×13×π×32×4+13×12×3×3×4=3π+6.故选A.12.体积为3的三棱锥P -ABC 的顶点都在球O 的球面上,PA⊥平面ABC ,PA =2,∠ABC=120°,则球O 的体积的最小值为( )A.773π B.2873π C.19193π D.76193π 解析:选B 设AB =c ,BC =a ,AC =b ,由题可得,3=13×S △ABC ×2,解得S △ABC =332,因为∠ABC=120°,S △ABC =332=12acsin 120°,所以ac =6,由余弦定理可得,b 2=a 2+c 2-2accos 120°=a 2+c2+ac≥2ac+ac =3ac =18,当且仅当a =c 时取等号,此时b min =32,设△ABC 外接圆的半径为r ,则b sin 120°=2r(b 最小,则外接圆半径最小),故3232=2r min ,所以r min =6,如图,设O 1为△ABC 外接圆的圆心,过O 作OD⊥PA,垂足为D ,R 为球O 的半径,连接O 1A ,O 1O ,OA ,OD ,PO ,设OO 1=h ,在Rt △OO 1A 中,R 2=r 2+OO 21=r 2+h 2,在Rt △OPD 中,R 2=r 2+(2-h)2,联立得h =1.当r min =6时,R 2min =6+1=7,R min =7,故球O 体积的最小值为43πR 3min =43π×(7)3=287π3,故选B. 13.榫卯是我国古代工匠极为精巧的发明,它是在两个构件上采用凹凸部分相结合的一种连接方式.我国的北京紫禁城、山西悬空寺、福建宁德的廊桥等建筑都用到了榫卯结构.图中网格纸上小正方形的边长为1,粗实线画出的是一种榫卯构件中榫的三视图,则其体积为________,表面积为________.解析:由三视图可知,榫卯构件中的榫由一个长方体和一个圆柱拼接而成,故其体积V=4×2×3+π×32×6=24+54π,表面积S=2×π×32+2×π×3×6+4×3×2+2×2×3=54π+36.答案:24+54π54π+3614.(2020届合肥调研)如图,已知三棱柱ABC-A1B1C1,M为棱AB上一点,BC1∥平面A1MC.(1)求证:AM=BM;(2)若△ABC是等边三角形,AB=AA1,∠A1AB=∠A1AC=60°,△A1MC的面积为42,求三棱柱ABC-A1B1C1的体积.解:(1)证明:如图,连接AC1交A1C于N,连接MN.∵BC1∥平面A1MC,BC1⊂平面ABC1,平面ABC1∩平面A1MC=MN,∴BC1∥MN.由三棱柱ABC-A1B1C1知,四边形ACC1A1为平行四边形,∴N为AC1的中点.∴M为AB的中点,即AM=BM.(2)连接A1B,∵△ABC是等边三角形,AB=AA1,∠A1AB=∠A1AC=60°,∴△ABC,△AA1B,△AA1C是全等的等边三角形,由(1)知,M为AB的中点,∴A1M⊥AB,CM⊥AB.∵A1M∩CM=M,∴AB⊥平面A1MC.设AB =2a ,则A 1M =CM =3a ,A 1C =2a ,∴△A 1MC 的面积为12·2a ·2a =2a 2=42,解得a =2,即AM =2,∴V 三棱锥A -A 1MC =13·S △A 1MC ·AM =823,从而V 三棱柱ABC -A 1B 1C 1=6·V 三棱锥A -A 1MC =16 2.。
2019届高考数学一轮复习第八章立体几何层级快练51文
层级快练(五十一)1.(2018·广东清远一中月考)已知直线l⊥平面α,直线m⊂平面β,给出下列命题:①α⊥β⇒l∥m;②α∥β⇒l⊥m;③l⊥m⇒α∥β;④l∥m⇒α⊥β,其中正确命题的序号是( )A.①②③B.②③④C.①③D.②④答案 D解析①中l与m可能相交、平行或异面;②中结论正确;③中两平面α,β可能平行,也可能相交;④中结论正确.2.设a,b,c是三条不同的直线,α,β是两个不同的平面,则a⊥b的一个充分不必要条件是( )A.a⊥c,b⊥c B.α⊥β,a⊂α,b⊂βC.a⊥α,b∥αD.a⊥α,b⊥α答案 C解析对于C,在平面α内存在c∥b,因为a⊥α,所以a⊥c,故a⊥b;A,B中,直线a,b可能是平行直线,相交直线,也可能是异面直线;D中一定推出a∥b.3.(2018·江西南昌模拟)如图,在四面体ABCD中,已知AB⊥AC,BD⊥AC,那么D在平面ABC内的射影H必在( )A.直线AB上B.直线BC上C.直线AC上D.△ABC内部答案 A解析由AB⊥AC,BD⊥AC,又AB∩BD=B,则AC⊥平面ABD,而AC⊂平面ABC,则平面ABC⊥平面ABD,因此D在平面ABC内的射影H必在平面ABC与平面ABD的交线AB上,故选A. 4.设a,b是夹角为30°的异面直线,则满足条件“a⊂α,b⊂β,且α⊥β”的平面α,β( )A.不存在B.有且只有一对C.有且只有两对D.有无数对答案 D解析过直线a的平面α有无数个,当平面α与直线b平行时,两直线的公垂线与b确定的平面β与α垂直,当平面α与b相交时,过交点作平面α的垂线,此垂线与b确定的平面β与α垂直.故选D.5.(2018·保定模拟)如图,在正四面体P-ABC中,D,E,F分别是AB,BC,CA的中点,下面四个结论不成立的是( )A.BC∥平面PDFB.DF⊥平面PAEC.平面PDF⊥平面PAED.平面PDE⊥平面ABC答案 D解析因BC∥DF,DF⊂平面PDF,BC⊄平面PDF,所以BC∥平面PDF,A成立;易证BC⊥平面PAE,BC∥DF,所以结论B,C均成立;点P在底面ABC内的射影为△ABC的中心,不在中位线DE上,故结论D不成立.6.已知直线PA垂直于以AB为直径的圆所在的平面,C为圆上异于A,B的任一点,则下列关系中不正确的是( )A.PA⊥BC B.BC⊥平面PACC.AC⊥PB D.PC⊥BC答案 C解析AB为直径,C为圆上异于A,B的一点,所以AC⊥BC.因为PA⊥平面ABC,所以PA⊥BC.因为PA∩AC=A,所以BC⊥平面PAC,从而PC⊥BC.故选C.7.如图,在三棱锥D-ABC中,若AB=CB,AD=CD,E是AC的中点,则下列命题中正确的是( )A.平面ABC⊥平面ABDB.平面ABD⊥平面BCDC.平面ABC⊥平面BDE,且平面ACD⊥平面BDED.平面ABC⊥平面ACD,且平面ACD⊥平面BDE答案 C解析因为AB=CB,且E是AC的中点,所以BE⊥AC,同理,DE⊥AC,由于DE∩BE=E,于是AC⊥平面BDE.因为AC⊂平面ABC,所以平面ABC⊥平面BDE.又AC⊂平面ACD,所以平面ACD⊥平面BDE.故选C.8.(2017·沧州七校联考)如图所示,已知六棱锥P-ABCDEF的底面是正六边形,PA⊥平面ABC.则下列结论不正确的是( )A.CD∥平面PAF B.DF⊥平面PAFC.CF∥平面PAB D.CF⊥平面PAD答案 D解析A中,∵CD∥AF,AF⊂面PAF,CD⊄面PAF,∴CD∥平面PAF成立;B中,∵ABCDEF为正六边形,∴DF⊥AF.又∵PA⊥面ABCDEF,∴DF⊥平面PAF成立;C中,CF∥AB,AB⊂平面PAB,CF⊄平面PAB,∴CF∥平面PAB;而D中CF与AD不垂直,故选D.9.(2018·重庆秀山高级中学期中)如图,点E为矩形ABCD边CD上异于点C,D的动点,将△ADE沿AE翻折成△SAE,使得平面SAE⊥平面ABCE,则下列说法中正确的有( )①存在点E使得直线SA⊥平面SBC;②平面SBC内存在直线与SA平行;③平面ABCE内存在直线与平面SAE平行;④存在点E使得SE⊥BA.A.1个B.2个C.3个D.4个答案 A解析①若直线SA⊥平面SBC,则SA⊥SC,又SA⊥SE,SE∩SC=S,∴SA⊥平面SEC,又平面SEC∩平面SBC=SC,∴点S,E,B,C共面,与已知矛盾,故①错误;②∵平面SBC∩直线SA=S,故平面SBC内的直线与SA相交或异面,故②错误;③在平面ABCD内作CF∥AE,交AB于点F,由线面平行的判定定理,可得CF∥平面SAE,故③正确;④若SE⊥BA,过点S作SF⊥AE于点F,∵平面SAE⊥平面ABCE,平面SAE∩平面ABCE=AE,∴SF⊥平面ABCE,∴SF⊥AB,又SF∩SE=S,∴AB⊥平面SEC,∴AB⊥AE,与∠BAE是锐角矛盾,故④错误.10.(2016·课标全国Ⅱ)α,β是两个平面,m,n是两条直线,有下列四个命题:①如果m⊥n,m⊥α,n∥β,那么α⊥β;②如果m⊥α,n∥α,那么m⊥n;③如果α∥β,m⊂α,那么m∥β;④如果m∥n,α∥β,那么m与α所成的角和n与β所成的角相等.其中正确的命题有________.(填写所有正确命题的编号).答案②③④解析对于命题①,可运用长方体举反例证明其错误:如图,不妨设AA′为直线m,CD为直线n,ABCD所在的平面为α,ABC′D′所在的平面为β,显然这些直线和平面满足题目条件,但α⊥β不成立.命题②正确,证明如下:设过直线n的某平面与平面α相交于直线l,则l∥n,由m⊥α知m⊥l,从而m⊥n,结论正确. 由平面与平面平行的定义知命题③正确. 由平行的传递性及线面角的定义知命题④正确.11.(2017·泉州模拟)点P 在正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1的面对角线BC 1上运动,给出下列命题:①三棱锥A -D 1PC 的体积不变; ②A 1P ∥平面ACD 1; ③DB ⊥BC 1;④平面PDB 1⊥平面ACD 1.其中正确的命题序号是________. 答案 ①②④解析 对于①,VA -D 1PC =VP -AD 1C 点P 到面AD 1C 的距离,即为线BC 1与面AD 1C 的距离,为定值故①正确,对于②,因为面A 1C 1B ∥面AD 1C ,所以线A 1P ∥面AD 1C ,故②正确,对于③,DB 与BC 1就成60°角,故③错.对于④,由于B 1D ⊥面ACD 1,所以面B 1DP ⊥面ACD 1,故④正确.12.(2018·山西太原一模)已知在直角梯形ABCD 中,AB ⊥AD ,CD ⊥AD ,AB =2AD =2CD =2,将直角梯形ABCD 沿AC 折叠成三棱锥D -ABC ,当三棱锥D -ABC 的体积取最大值时,其外接球的体积为________. 答案 43π解析 当平面DAC⊥平面ABC 时,三棱锥D -ABC 的体积取最大值.此时易知BC⊥平面DAC ,∴BC ⊥AD ,又AD⊥DC,∴AD ⊥平面BCD ,∴AD ⊥BD ,取AB 的中点O ,易得OA =OB =OC =OD =1,故O 为所求外接球的球心,故半径r =1,体积V =43πr 3=43π.13.(2018·辽宁大连双基测试)如图所示,∠ACB =90°,DA ⊥平面ABC ,AE ⊥DB 交DB 于E ,AF ⊥DC 交DC 于F ,且AD =AB =2,则三棱锥D -AEF 体积的最大值为________. 答案26解析 因为DA⊥平面ABC ,所以DA⊥BC,又BC⊥AC,DA ∩AC =A ,所以BC⊥平面ADC ,所以BC⊥AF,又AF⊥CD,BC ∩CD =C ,所以AF⊥平面DCB ,所以AF⊥EF,AF ⊥DB ,又DB⊥AE,AE ∩AF =A ,所以DB⊥平面AEF ,所以DE 为三棱锥D -AEF 的高.因为AE 为等腰直角三角形ABD 斜边上的高,所以AE =2,设AF =a ,FE =b ,则△AEF 的面积S =12ab ≤12·a 2+b 22=12×22=12,所以三棱锥D -AEF 的体积V≤13×12×2=26(当且仅当a =b =1时等号成立).14.(2018·湖北宜昌模拟)在正三棱柱ABC -A 1B 1C 1中,BC =2BB 1,E ,F ,M 分别为A 1C 1,AB 1,BC 的中点. (1)求证:EF∥平面BB 1C 1C ; (2)求证:EF⊥平面AB 1M. 答案 (1)略 (2)略 证明 (1)连接A 1B ,BC 1.因为E ,F 分别为A 1C 1,AB 1的中点, 所以F 为A 1B 的中点.所以EF∥BC 1. 因为BC 1⊂平面BB 1C 1C ,EF ⊄平面BB 1C 1C , 所以EF∥平面BB 1C 1C.(2)在矩形BCC 1B 1,BC =2BB 1, 所以tan ∠CBC 1=22,tan ∠B 1MB = 2. 所以tan ∠CBC 1·tan ∠B 1MB =1. 所以∠CBC 1+∠B 1MB =π2.所以BC 1⊥B 1M.因为EF∥BC 1,所以EF⊥B 1M.在正三棱柱ABC -A 1B 1C 1中,底面ABC⊥平面BB 1C 1C. 因为M 为BC 的中点,AB =AC ,所以AM⊥BC. 因为平面ABC∩平面BB 1C 1C =BC , 所以AM⊥平面BB 1C 1C.因为BC 1⊂平面BB 1C 1C ,所以AM⊥BC 1 因为EF∥BC 1,所以EF⊥AM.又因为AM∩B 1M =M ,AM ⊂平面AB 1M ,B 1M ⊂平面AB 1M ,所以EF⊥平面AB 1M.15.(2018·广东惠州模拟)如图为一简单组合体,其底面ABCD 为正方形,PD ⊥平面ABCD ,EC ∥PD ,且PD =AD =2EC =2,N 为线段PB 的中点. (1)证明:NE⊥PD;(2)求三棱锥E -PBC 的体积. 答案 (1)略 (2)23解析 (1)证明:连接AC ,与BD 交于点F ,连接NF ,则F 为BD 的中点. ∴NF ∥PD ,且NF =12PD.又EC∥PD 且EC =12PD ,∴NF ∥EC 且NF =EC.∴四边形NFCE 为平行四边形, ∴NE ∥FC ,即NE∥AC.又∵PD⊥平面ABCD ,AC ⊂平面ABCD , ∴AC ⊥PD.∵NE ∥AC ,∴NE ⊥PD.(2)解:∵PD⊥平面ABCD ,PD ⊂平面PDCE , ∴平面PDCE⊥平面ABCD.∵BC ⊥CD ,平面PDCE∩平面ABCD =CD ,BC ⊂平面ABCD , ∴BC ⊥平面PDCE.∴三棱锥E -PBC 的体积V E -PBC =V B -PEC =13S △PEC ·BC =13×(12×1×2)×2=23.16.(2018·安徽马鞍山一模)如图①,在直角梯形ABCD 中,AB ⊥BC ,BC ∥AD ,AD =2AB =4,BC =3,E 为AD 的中点,EF ⊥BC ,垂足为F.沿EF 将四边形ABFE 折起,连接AD ,AC ,BC ,得到如图②所示的六面体ABCDEF.若折起后AB 的中点M 到点D 的距离为3.(1)求证:平面ABFE⊥平面CDEF ; (2)求六面体ABCDEF 的体积. 答案 (1)略 (2)83解析 (1)如图,取EF 的中点N ,连接MN ,DN ,MD. 根据题意可知,四边形ABFE 是边长为2的正方形, ∴MN ⊥EF.由题意,得DN =DE 2+EN 2=5,MD =3, ∴MN 2+DN 2=22+(5)2=9=MD 2, ∴MN ⊥DN ,∵EF ∩DN =N , ∴MN ⊥平面CDEF.又MN ⊂平面ABFE ,∴平面ABFE⊥平面CDEF. (2)连接CE ,则V 六面体ABCDEF =V 四棱锥C -ABFE +V 三棱锥A -CDE .由(1)的结论及CF⊥EF,AE ⊥EF 得, CF ⊥平面ABFE ,AE ⊥平面CDEF , ∴V 四棱锥C -ABFE =13·S 正方形ABFE ·CF =43,V 三棱锥A -CDE =13·S △CDE ·AE =43,∴V 六面体ABCDEF =43+43=83.17.(2018·潍坊质检)直四棱柱ABCD -A 1B 1C 1D 1中,底面ABCD 是直角梯形,∠BAD =∠ADC=90°,AB =2AD =2CD =2. (1)求证:AC⊥平面BB 1C 1C ;(2)在A 1B 1上是否存在一点P ,使得DP 与平面BCB 1和平面ACB 1都平行?证明你的结论. 答案 (1)略(2)P 为A 1B 1的中点时,DP 与平面BCB 1和平面ACB 1都平行.解析 (1)∵直四棱柱ABCD -A 1B 1C 1D 1中,BB 1⊥平面ABCD ,∴BB 1⊥AC. 又∵∠BAD=∠ADC=90°,AB =2AD =2CD =2, ∴AC =2,∠CAB =45°.∴BC = 2.∵BC 2+AC 2=AB 2,∴BC ⊥AC. 又BB 1∩BC =B ,BB 1⊂平面BB 1C 1C , BC ⊂平面BB 1C 1C ,∴AC ⊥平面BB 1C 1C. (2)存在点P ,P 为A 1B 1的中点.由P 为A 1B 1的中点,有PB 1∥AB ,且PB 1=12AB.又∵DC∥AB,DC =12AB ,∴DC ∥PB 1,且DC =PB 1.∴DCB 1P 为平行四边形,从而CB 1∥DP. 又CB 1⊂平面ACB 1,DP ⊄平面ACB 1, ∴DP ∥平面ACB 1.同理,DP ∥平面BCB 1.1.(2017·温州模拟)正方体ABCD -A ′B ′C ′D ′中,E 为A ′C ′的中点,则直线CE 垂直于( ) A .A ′C ′ B .BD C .A ′D ′ D .AA ′答案 B解析 连接B ′D ′,∵B ′D ′⊥A ′C ′,B ′D ′⊥CC ′, 且A ′C ′∩CC ′=C ′, ∴B ′D ′⊥平面CC ′E. 而CE ⊂平面CC ′E , ∴B ′D ′⊥CE.又∵BD∥B′D ′,∴BD ⊥CE.2.(2018·四川成都检测)如图,在长方形ABCD 中,AB =2,BC =1,E 为DC 的中点,F 为线段EC 上(端点除外)一动点,现将△AFD 沿AF 折起,使平面ABD⊥平面ABCF.在平面ABD 内过点D 作DK⊥AB,K 为垂足,设AK =t ,则t 的取值范围是( )A .(12,2)B .(12,1)C .(32,2) D .(32,1) 答案 B解析 当点F 与点E 无限接近时,不妨令二者重合,可得t =1, 当点C 与点F 无限接近时,不妨令二者重合,此时有CD =2, ∵CB ⊥AB ,CB ⊥DK ,∴CB⊥平面ADB ,即有CB⊥BD,对于CD =2,BC =1,在直角三角形CBD 中,得BD =3, 又AD =1,AB =2,由勾股定理可得∠BDA 是直角,∴AD ⊥BD. 由DK⊥AB,可得△ADB∽△AKD,可得t =12,∴t 的取值范围是(12,1),故选B.3.如图所示,已知PA⊥矩形ABCD 所在平面,M ,N 分别是AB ,PC 的中点.(1)求证:MN⊥CD;(2)若∠PDA=45°,求证:MN⊥平面PCD. 答案 (1)略 (2)略证明 (1)连接AC ,∵PA ⊥平面ABCD , ∴PA ⊥AC ,在Rt △PAC 中,N 为PC 中点.∴AN =12PC.∵PA ⊥平面ABCD ,∴PA ⊥BC. 又BC⊥AB,PA ∩AB =A , ∴BC ⊥平面PAB ,∴BC ⊥PB.从而在Rt △PBC 中,BN 为斜边PC 上的中线, ∴BN =12PC.∴AN =BN ,∴△ABN 为等腰三角形.又M 为底边的中点,∴MN ⊥AB ,又AB∥CD,∴MN ⊥CD. (2)∵∠PDA=45°,PA ⊥AD ,∴AP =AD. ∵ABCD 为矩形,∴AD =BC ,∴PA =BC. 又∵M 为AB 的中点,∴AM =BM. 而∠PAM=∠CBM=90°,∴PM =CM ,又N 为PC 的中点,∴MN ⊥PC. 由(1)知MN⊥CD,PC ∩CD =C ,∴MN ⊥平面PCD.4.(2018·四川成都一诊)如图①,在正方形ABCD 中,点E ,F 分别是AB ,BC 的中点,BD 与EF 交于点H ,点G ,R 分别在线段DH ,HB 上,且DG GH =BRRH .将△AED,△CFD ,△BEF 分别沿DE ,DF ,EF 折起,使点A ,B ,C 重合于点P ,如图②所示.(1)求证:GR⊥平面PEF ;(2)若正方形ABCD 的边长为4,求三棱锥P -DEF 的内切球的半径. 答案 (1)略 (2)12解析 (1)依题意,得在三棱锥P -DEF 中,PE ,PF ,PD 两两垂直. ∴PD ⊥平面PEF.∵DG GH =BR RH ,即DG GH =PRRH ,∴在△PDH 中,GR ∥PD. ∴GR ⊥平面PEF.(2)由题意知,PE =PF =2,PD =4,EF =22,DF =2 5. ∴S △PEF =2,S △DPF =S △DPE =4,S △DEF =12×22×(25)2-(2)2=6.设三棱锥P -DEF 的内切球的半径为r ,则三棱锥的体积V P -DEF =V D -PEF =13×12×2×2×4=13(S △PEF +2S △DPF +S △DEF )·r,解得r =12.∴三棱锥P -DEF 的内切球的半径为12.5.(2018·河南郑州一中月考)如图所示,在直四棱柱ABCD -A 1B 1C 1D 1中,DB =BC ,DB ⊥AC ,点M 是棱BB 1上一点. (1)求证:B 1D 1∥平面A 1BD ; (2)求证:MD⊥AC;(3)试确定点M 的位置,使得平面DMC 1⊥平面CC 1D 1D. 答案 (1)略 (2)略 (3)略解析 (1)由ABCD -A 1B 1C 1D 1是直四棱柱,得BB 1∥DD 1,且BB 1=DD 1,所以四边形BB 1D 1D 是平行四边形,所以B 1D 1∥BD.又BD ⊂平面A 1BD ,B 1D 1⊄平面A 1BD ,所以B 1D 1∥平面A 1BD. (2)因为BB 1⊥平面ABCD ,AC ⊂平面ABCD ,所以BB 1⊥AC.因为BD⊥AC,且BD∩BB 1=B ,所以AC⊥平面BB 1D 1D. 而MD ⊂平面BB 1D 1D ,所以MD⊥AC.(2)当点M 为棱BB 1的中点时,平面DMC 1⊥平面CC 1D 1D. 证明如下:取DC 的中点N ,D 1C 1的中点N 1, 连接NN 1交DC 1于点O ,连接BN ,OM ,如图. 因为N 是DC 的中点,BD =BC ,所以BN⊥DC. 因为DC 是平面ABCD 与平面DCC 1D 1的交线, 而平面ABCD⊥平面DCC 1D 1,所以BN⊥平面DCC 1D 1. 易得O 是NN 1的中点, 所以BM∥ON 且BM =ON ,所以四边形BMON 是平行四边形,所以BN∥OM,所以OM⊥平面CC 1D 1D. 因为OM ⊂平面DMC 1,所以平面DMC 1⊥平面CC 1D 1D.。
2019年高考数学一轮总复习第八章解析几何8.6双曲线课时跟踪检测理
8.6 双曲线[课 时 跟 踪 检 测][基 础 达 标]1.(2017届合肥质检)若双曲线C 1:x 22-y 28=1与C 2:x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的渐近线相同,且双曲线C 2的焦距为45,则b =( )A .2B .4C .6D .8解析:由题意得ba=2⇒b =2a ,C 2的焦距2c =45⇒c =a 2+b 2=25⇒b =4,故选B. 答案:B2.若双曲线x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的离心率为3,则其渐近线方程为( )A .y =±2xB .y =±2xC .y =±12xD .y =±22x 解析:由条件e =c a =3,得c 2a 2=a 2+b 2a 2=1+b 2a 2=3,所以ba=2,所以双曲线的渐近线方程为y =±2x .故选B.答案:B3.已知双曲线C :x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的焦点为F 1,F 2,且C 上点P 满足PF 1→·PF 2→=0,|PF 1→|=3,|PF 2→|=4,则双曲线C 的离心率为( )A.102B . 5 C.52D .5解析:依题意得,2a =|PF 2|-|PF 1|=1,|F 1F 2|=|PF 2|2+|PF 1|2=5,因此该双曲线的离心率e =|F 1F 2||PF 2|-|PF 1|=5.答案:D4.(2017届长春质检)过双曲线x 2-y 215=1的右支上一点P ,分别向圆C 1:(x +4)2+y2=4和圆C 2:(x -4)2+y 2=1作切线,切点分别为M ,N ,则|PM |2-|PN |2的最小值为( )A .10B .13C .16D .19解析:由题可知,|PM |2-|PN |2=(|PC 1|2-4)-(|PC 2|2-1)=|PC 1|2-|PC 2|2-3=(|PC 1|-|PC 2|)(|PC 1|+|PC 2|)-3=2(|PC 1|+|PC 2|)-3≥2|C 1C 2|-3=13.答案:B5.(2018届河南六市第一次联考)已知点F 1,F 2分别是双曲线C :x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的左、右焦点,过F 1的直线l 与双曲线C 的左、右两支分别交于A ,B 两点,若|AB |∶|BF 2|∶|AF 2|=3∶4∶5,则双曲线的离心率为( )A .2B .4 C.13D .15解析:由题意,设|AB |=3k ,|BF 2|=4k ,|AF 2|=5k ,则BF 1⊥BF 2.∵|AF 1|=|AF 2|-2a =5k -2a ,|BF 1|-|BF 2|=5k -2a +3k -4k =4k -2a =2a ,∴a =k ,∴|BF 1|=6a ,|BF 2|=4a .又|BF 1|2+|BF 2|2=|F 1F 2|2,即13a 2=c 2,∴e =ca=13.答案:C6.(2018届合肥市第二次质量检测)双曲线M :x 2-y 2b2=1的左、右焦点分别为F 1、F 2,记|F 1F 2|=2c ,以坐标原点O 为圆心,c 为半径的圆与曲线M 在第一象限的交点为P ,若|PF 1|=c +2,则点P 的横坐标为( )A.3+12 B .3+22C.3+32D .332解析:由点P 在双曲线的第一象限可得|PF 1|-|PF 2|=2,则|PF 2|=|PF 1|-2=c ,又|OP |=c ,∠F 1PF 2=90°,由勾股定理可得(c +2)2+c 2=(2c )2,解得c =1+ 3.易知△POF 2为等边三角形,则x P =c2=3+12,选项A 正确. 答案:A7.(2018届湖南十校联考)设双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的两条渐近线与直线x =a 2c分别交于A ,B 两点,F 为该双曲线的右焦点.若60°<∠AFB <90°,则该双曲线的离心率的取值范围是________.解析:双曲线x 2a 2-y 2b 2=1的两条渐近线方程为y =±b a x ,x =a 2c 时,y =±abc ,不妨设A ⎝ ⎛⎭⎪⎫a 2c ,ab c ,B ⎝ ⎛⎭⎪⎫a 2c,-ab c ,因为60°<∠AFB <90°,所以33<k FB <1,所以33<abc c -a 2c<1,所以33<a b <1,所以13<a 2c 2-a2<1,所以1<e 2-1<3,所以2<e <2. 答案:(2,2)8.若点P 是以A (-3,0),B (3,0)为焦点,实轴长为25的双曲线与圆x 2+y 2=9的一个交点,则|PA |+|PB |=________.解析:不妨设点P 在双曲线的右支上,则|PA |>|PB |. 因为点P 是双曲线与圆的交点,所以由双曲线的定义知,|PA |-|PB |=25,① 又|PA |2+|PB |2=36,②联立①②化简得2|PA |·|PB |=16,所以(|PA |+|PB |)2=|PA |2+|PB |2+2|PA |·|PB |=52, 所以|PA |+|PB |=213. 答案:2139.(2017年全国卷Ⅰ)已知双曲线C :x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的右顶点为A ,以A 为圆心,b 为半径作圆A ,圆A 与双曲线C 的一条渐近线交于M ,N 两点.若∠MAN =60°,则C 的离心率为________.解析:∵|AM |=|AN |=b ,∠MAN =60°, ∴△MAN 是等边三角形, ∴在△MAN 中,MN 上的高h =32b . ∵点A (a,0)到渐近线bx -ay =0的距离d =ab a 2+b 2=abc, ∴ab c =32b , ∴e =c a=23=233. 答案:23310.已知双曲线x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的左、右焦点分别为F 1,F 2,点P 在双曲线的右支上,且|PF 1|=4|PF 2|,则双曲线的离心率e 的最大值为________.解析:由双曲线定义知|PF 1|-|PF 2|=2a , 又|PF 1|=4|PF 2|,所以|PF 1|=83a ,|PF 2|=23a ,在△PF 1F 2中,由余弦定理得cos ∠F 1PF 2=649a 2+49a 2-4c 22·83a ·23a =178-98e 2,要求e 的最大值,即求cos ∠F 1PF 2的最小值,当F 1、P 、F 2三点共线时,即∠F 1PF 2=π时,cos ∠F 1PF 2有最小值为-1,∴cos ∠F 1PF 2=178-98e 2≥-1,解得1<e ≤53,即e 的最大值为53.答案:5311.设A ,B 分别为双曲线x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的左、右顶点,|AB |=43,焦点到渐近线的距离为 3.(1)求双曲线的方程; (2)已知直线y =33x -2与双曲线的右支交于M ,N 两点,且在双曲线的右支上存在点D ,使OM →+ON →=tOD →,求t 的值及点D 的坐标.解:(1)由题意知a =23,∵一条渐近线为y =b ax ,即bx -ay =0. ∴由焦点到渐近线的距离为3,得|bc |b 2+a 2= 3.又∵c 2=a 2+b 2, ∴b 2=3,∴双曲线的方程为x 212-y 23=1.(2)设M (x 1,y 1),N (x 2,y 2),D (x 0,y 0), 则x 1+x 2=tx 0,y 1+y 2=ty 0.将直线方程y =33x -2代入双曲线方程x 212-y 23=1得x 2-163x +84=0,则x 1+x 2=163,y 1+y 2=33(x 1+x 2)-4=12. ∴⎩⎪⎨⎪⎧x 0y 0=433,x 212-y 203=1,解得⎩⎨⎧x 0=43,y 0=3.∴t =4,点D 的坐标为(43,3).12.已知中心在原点,焦点在坐标轴上的双曲线C 经过A (-7,5),B (-1,-1)两点. (1)求双曲线C 的方程;(2)设直线l :y =x +m 交双曲线C 于M ,N 两点,且线段MN 被圆E :x 2+y 2-12x +n =0(n ∈R )三等分,求实数m ,n 的值.解:(1)设双曲线C 的方程是λx 2+μy 2=1(λμ<0),依题意有⎩⎪⎨⎪⎧49λ+25μ=1,λ+μ=1,解得⎩⎪⎨⎪⎧λ=-1,μ=2,所以双曲线C 的方程是2y 2-x 2=1. (2)将l :y =x +m 代入2y 2-x 2=1, 得x 2+4mx +(2m 2-1)=0,① Δ=(4m )2-4(2m 2-1)=8m 2+4>0.设M (x 1,y 1),N (x 2,y 2),MN 的中点P (x 0,y 0), 则x 1+x 2=-4m , 所以x 0=x 1+x 22=-2m ,y 0=x 0+m =-m ,所以P (-2m ,-m ).又圆心E (6,0),依题意k PE =-1, 故m6+2m=-1,即m =-2. 将m =-2代入①得x 2-8x +7=0, 解得x 1=1,x 2=7,所以|MN |=1+12|x 1-x 2|=6 2. 故直线l 截圆E 所得弦长为13|MN |=2 2.又E (6,0)到直线l 的距离d =22, 所以圆E 的半径R =22+22=10,所以圆E 的方程是x 2+y 2-12x +26=0. 所以m =-2,n =26.[能 力 提 升]1.已知双曲线C :x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的离心率为3,点(3,0)是双曲线的一个顶点.(1)求双曲线的方程;(2)经过双曲线右焦点F 2作倾斜角为30°的直线,直线与双曲线交于不同的两点A ,B ,求|AB |.解:(1)∵双曲线C :x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的离心率为3,点(3,0)是双曲线的一个顶点,∴⎩⎪⎨⎪⎧c a =3,a =3,解得c =3,b =6,∴双曲线的方程为x 23-y 26=1.(2)双曲线x 23-y 26=1的右焦点为F 2(3,0),∴经过双曲线右焦点F 2且倾斜角为30°的直线的方程为y =33(x -3). 联立⎩⎪⎨⎪⎧x 23-y 26=1,y =33x -,得5x 2+6x -27=0.设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2), 则x 1+x 2=-65,x 1x 2=-275.所以|AB |=1+13×⎝ ⎛⎭⎪⎫-652-4×⎝ ⎛⎭⎪⎫-275=1635. 2.已知椭圆C 1的方程为x 24+y 2=1,双曲线C 2的左、右焦点分别是C 1的左、右顶点,而C 2的左、右顶点分别是C 1的左、右焦点,O 为坐标原点.(1)求双曲线C 2的方程;(2)若直线l :y =kx +2与双曲线C 2恒有两个不同的交点A 和B ,且OA →·OB →>2,求k 的取值范围.解:(1)设双曲线C 2的方程为x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0),则a 2=4-1=3,c 2=4, 再由a 2+b 2=c 2,得b 2=1, 故双曲线C 2的方程为x 23-y 2=1.(2)将y =kx +2代入x 23-y 2=1,得(1-3k 2)x 2-62kx -9=0.由直线l 与双曲线C 2交于不同的两点,得⎩⎨⎧1-3k 2≠0,Δ=-62k2+-3k2=-k2,∴k 2<1且k 2≠13.①设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2), 则x 1+x 2=62k 1-3k 2,x 1x 2=-91-3k 2.∴x 1x 2+y 1y 2=x 1x 2+(kx 1+2)(kx 2+2) =(k 2+1)x 1x 2+2k (x 1+x 2)+2 =3k 2+73k 2-1. 又∵OA →·OB →>2, 即x 1x 2+y 1y 2>2, ∴3k 2+73k 2-1>2, 即-3k 2+93k 2-1>0, 解得13<k 2<3.②由①②得13<k 2<1,故k 的取值范围为⎝ ⎛⎭⎪⎫-1,-33∪⎝ ⎛⎭⎪⎫33,1.。
高考文科数学一轮复习:对数与对数函数
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1.对数的概念 如果 ax=N(a>0,且 a≠1),那么 x 叫作以 a 为底 N 的对数,记作 xx=logaN ,其中 a 叫作对数的底数,N 叫作真数.
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2.对数的性质、换底公式与运算性质 (1)对数的性质:①alogaN= NN ; ②logaab=b(a>0,且a≠1).
值域: RR
当 x=1 时,y=0,即过定点 (1(1,,00))
当 x>1 时, y>0 ; 当 x>1 时, y<0 性质 当 0<x<1 时, yy<<00 当 0<x<1 时, yy>>00
在(0,+∞)上是 增增函函数数 在(0,+∞)上是 减减函函数数
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(3)对数函数 y=logax(a>0 且 a≠1)的图象过定点(1,0),且过点(a,1), 1a,-1,函数图象只在第一、四象限.(√ )
(4)函数 y=ln11+ -xx与 y=ln(1+x)-ln(1-x)的定义域相同.(√ ) 解析 函数 y=ln11+ -xx的定义域为(-1,1),而函数 y=ln(1+x)-ln(1 -x)的定义域也为(-1,1). (5)若 logam<logan,则 m<n.(×)
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(①3)换对底数公的式重:要公lol式gobgNN=lloo=ggaaNb (a,b 均大于零且不等于 1); ②logab=log1ba,推广 logab·logbc·logcd= lolgogad d .
2022届高考一轮复习第8章立体几何第5节直线与平面垂直的判定及其性质课时跟踪检测理含解
第八章立体几何第五节直线与平面垂直的判定及其性质A级·基础过关|固根基|1.(2019届成都市二诊)已知a,b是两条异面直线,直线c与a,b都垂直,则下列说法正确的是( )A.若c⊂平面α,则a⊥αB.若c⊥平面α,则a∥α,b∥αC.存在平面α,使得c⊥α,a⊂α,b∥αD.存在平面α,使得c∥α,a⊥α,b⊥α解析:选C 对于A,直线a可以在平面α内,也可以与平面α相交;对于B,直线a可以在平面α内,或者b在平面α内;对于D,如果a⊥α,b⊥α,则有a∥b,与条件中两直线异面矛盾.2.(2019届武汉市调研测试)已知两个平面相互垂直,下列命题①一个平面内已知直线必垂直于另一个平面内的任意一条直线;②一个平面内已知直线必垂直于另一个平面内的无数条直线;③一个平面内任意一条直线必垂直于另一个平面;④过一个平面内任意一点作交线的垂线,则此垂线必垂直于另一个平面.其中正确命题个数是( )A.3 B.2C.1 D.0解析:选C 构造正方体ABCD-A1B1C1D1,如图,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,平面ADD1A1⊥平面ABCD,A1D⊂平面ADD1A1,但A1D与平面ABCD不垂直,故①错;在正方体ABCD-A1B1C1D1中,平面ADD1A1⊥平面ABCD,设l是平面ADD1A1内的任意一条直线,l与平面ABCD内同AB平行的所有直线垂直,故②正确;在正方体ABCD-A1B1C1D1中,平面ADD1A1⊥平面ABCD,A1D⊂平面ADD1A1,但A1D与平面ABCD不垂直,故③错;在正方体ABCD-A1B1C1D1中,平面ADD1A1⊥平面ABCD,且平面ADD1A1∩平面ABCD=AD,过交线AD上的点作交线的垂线l,则l可能与另一平面垂直,也可能与另一平面不垂直,故④错.故选C.3.(2019届合肥市一检)平面α外有两条直线a,b,它们在平面α内的投影分别是直线m,n,则下列命题正确的是( )A.若a⊥b,则m⊥nB.若m⊥n,则a⊥bC.若m∥n,则a∥bD.若m与n相交,则a与b相交或异面解析:选D 对于选项A,当直线a,b相交,且所在平面与平面α垂直时,直线m,n重合,故A 不正确;对于选项B,不妨在正方体ABCD-A1B1C1D1中考虑,取面对角线AB1,AD1,其所在直线分别记为a,b,其在平面ABCD上的投影分别为AB,AD,记为m,n,此时m⊥n,但a与b不垂直,故B不正确;对于选项C,不妨在正方体ABCD-A1B1C1D1中考虑,取面对角线AB1,CD1,其所在直线分别记为a,b,其在平面ABCD上的投影分别为AB,CD,记为m,n,此时m∥n,但a与b不平行,故C不正确;对于选项D,若m 与n相交,则a与b不可能平行,只能是相交或异面,故D正确.4.(2019届合肥市二检)如图,正方形网格纸中的实线图形是一个多面体的三视图,则该多面体各表面所在平面互相垂直的有( )A.2对B.3对C.4对D.5对解析:选C 由三视图知该几何体是一个四棱锥,它有一个侧面与底面垂直,且顶点在底面上的射影在底面的一条边的中点处,即如图所示的四棱锥S-ABCD,平面SCD⊥平面ABCD.因为AD⊥DC,BC⊥DC,且平面SCD∩平面ABCD=DC,所以AD⊥平面SCD,BC⊥平面SCD,所以平面SAD⊥平面SCD,平面SBC⊥平面SCD.又由三视图知SC⊥SD,同时由AD⊥平面SCD,知AD⊥SC,又SD∩AD=D,所以SC⊥平面SAD,所以平面SBC⊥平面SAD.综上可知,该多面体各表面所在平面互相垂直的有4对,故选C.5.(2019届湖北七市高三联考)设直线m与平面α相交但不垂直,则下列说法中正确的是( ) A.在平面α内有且只有一条直线与直线m垂直B.过直线m有且只有一个平面与平面α垂直C.与直线m垂直的直线不可能与平面α平行D.与直线m平行的平面不可能与平面α垂直解析:选B 在平面α内可能有无数条直线与直线m垂直,这些直线是互相平行的,A错误;只要m⊄α,过直线m必有并且也只有一个平面与平面α垂直,B正确;类似于A,在平面α外可能有无数条直线垂直于直线m并且平行于平面α,C错误;与直线m平行且与平面α垂直的平面有无数个,D错误.故选B.6.(2019届贵阳监测)如图,在三棱锥P-ABC中,不能证明AP⊥BC的条件是( )A.AP⊥PB,AP⊥PCB.AP⊥PB,BC⊥PBC.平面BPC⊥平面APC,BC⊥PCD.AP⊥平面PBC解析:选B 因为AP⊥PB,AP⊥PC,PB∩PC=P,所以AP⊥平面PBC.又BC⊂平面PBC,所以AP⊥BC,故A、D正确;因为平面BPC⊥平面APC且平面BPC∩平面ACP=PC,BC⊥PC,所以BC⊥平面APC.又AP⊂平面APC,所以AP⊥BC,故C正确;选项B中的条件不能判断出AP⊥BC,故选B.7.(2019届南昌市一模)如图,在四棱台ABCD-A1B1C1D1中,底面ABCD是菱形,CC1⊥底面ABCD,且∠BAD=60°,CD=CC1=2C1D1=4,E是棱BB1的中点.(1)求证:AA1⊥BD;(2)求三棱锥B1-A1C1E的体积.解:(1)证明:因为CC1⊥底面ABCD,所以CC1⊥BD.如图,连接AC,因为底面ABCD是菱形,所以BD⊥AC.由四棱台ABCD-A1B1C1D1知,A1,A,C,C1四点共面.又AC∩CC1=C,所以BD⊥平面ACC1A1.所以BD⊥AA1.(2)连接BA1,BC1,CA1,CB1,由已知,得V三棱锥B1-A1C1E=V三棱锥E-A1B1C1=12V三棱锥B-A1B1C1=12V三棱锥C-A1B1C1,又V三棱锥C-A1B1C1=13S△A1B1C1·CC1=13×12×22×sin 120°×4=433,所以三棱锥B1-A1C1E的体积V三棱锥B1-A1C1E=233.8.(2019届广州市调研测试)如图,四边形ABCD是平行四边形,平面AED⊥平面ABCD,EF∥AB,AB =2,BC=EF=1,AE=6,DE=3,∠BAD=60°,G为BC的中点.(1)求证:FG∥平面BED;(2)求证:BD⊥平面AED .证明:(1)如图,取BD 的中点O ,连接OE ,OG ,在△BCD 中,因为G 是BC 的中点, 所以OG∥DC 且OG =12DC =1.因为EF∥AB,AB∥DC,EF =1, 所以EF∥OG 且EF =OG , 所以四边形OGFE 是平行四边形, 所以FG∥OE.又FG ⊄平面BED ,OE ⊂平面BED , 所以FG∥平面BED .(2)在△ABD 中,AD =1,AB =2,∠BAD=60°, 由余弦定理得BD =12+22-2×1×2×12= 3.因为BD 2+AD 2=3+1=4=AB 2, 所以BD⊥AD.因为平面AED⊥平面ABCD ,BD ⊂平面ABCD ,平面AED∩平面ABCD =AD , 所以BD⊥平面AED .9.(2019届贵阳市高三第一次适应性考试)如图,在四棱锥P -ABCD 中,四边形ABCD 为直角梯形,AD∥BC,∠ADC=90°,平面PAD⊥平面ABCD ,Q ,M 分别为AD ,PC 的中点,PA =PD =2,BC =12AD =1,CD = 3.(1)求证:平面PBC⊥平面PQB ; (2)求三棱锥P -QMB 的体积.解:(1)证明:∵AD∥BC,Q 为AD 的中点,BC =12AD ,∴BC ═∥QD , ∴四边形BCDQ 为平行四边形. ∵∠ADC =90°,∴BC⊥BQ.∵PA =PD ,Q 为AD 的中点,∴PQ⊥AD,又平面PAD ⊥平面ABCD ,平面PAD∩平面ABCD =AD ,∴PQ ⊥平面ABCD ,∴PQ⊥BC.又PQ∩BQ=Q ,∴BC⊥平面PQB . ∵BC ⊂平面PBC ,∴平面PBC⊥平面PQB .(2)解法一:∵在Rt △PQB 中,PQ =PA 2-AQ 2=3,BQ =CD =3,∴S △PQB =12PQ ·QB =32.由(1)知BC⊥平面PQB ,连接QC , ∴V 三棱锥C -PQB =13S △PQB ×BC =13×32×1=12.又M 是线段PC 的中点,∴V 三棱锥P -QMB =V 三棱锥M -PQB =12V 三棱锥C -PQB =12×12=14,故三棱锥P -QMB 的体积为14.解法二:如图,连接QC ,记QC 的中点为E ,连接ME.在△PQC 中,∵M 为PC 的中点,E 为QC 的中点,∴ME 为△PQC 的中位线,则ME =12PQ 且PQ∥ME.由(1)可知PQ⊥平面ABCD , ∴ME ⊥平面ABCD .在△PAD 中,∵PA=PD =AD =2,Q 为AD 的中点, ∴PQ = 3.∵BC =12AD =1,AD∥BC,∠ADC=90°,∴四边形BCDQ 为长方形. 又CD =3,∴QB=3, ∴S △BQC =12BC ·QB =32.∴V三棱锥P -QMB=V三棱锥P -BQC-V三棱锥M -BQC=13(PQ -ME)×S △BQC =13×12PQ ×S △BQC =16×3×32=14,故三棱锥P -QMB 的体积为14.B 级·素养提升 |练能力|10.如图,在直三棱柱ABC -A 1B 1C 1中,侧棱长为2,AC =BC =1,∠ACB=90°,D 是A 1B 1的中点,F 是BB 1上的动点,AB 1,DF 交于点E.要使AB 1⊥平面C 1DF ,则线段B 1F 的长为( )A .12B .1C .32D .2解析:选A 设B 1F =x ,因为AB 1⊥平面C 1DF ,DF ⊂平面C 1DF ,所以AB 1⊥DF.由已知可得A 1B 1=2,设Rt △AA 1B 1斜边AB 1上的高为h ,则DE =12h.又2×2=h 22+(2)2,所以h =233,DE =33.在Rt △DB 1E 中,B 1E =⎝ ⎛⎭⎪⎫222-⎝ ⎛⎭⎪⎫332=66.在Rt △DB 1F 中,由面积相等得66× x 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫222=22x ,解得x=12,即线段B 1F 的长为12. 11.(2019届武汉调研)在矩形ABCD 中,AB<BC ,现将△ABD 沿矩形的对角线BD 所在的直线进行翻折,在翻折的过程中,给出下列结论:①存在某个位置,使得直线AC 与直线BD 垂直; ②存在某个位置,使得直线AB 与直线CD 垂直; ③存在某个位置,使得直线AD 与直线BC 垂直. 其中正确结论的序号是________.解析:①假设AC 与BD 垂直,过点A 作AE⊥BD 于E ,连接CE ,则⎭⎪⎬⎪⎫AE ⊥BD ,BD⊥AC,AE∩AC=A ⇒BD ⊥平面AEC ⇒BD ⊥CE ,而在平面BCD 中,CE 与BD 不垂直,故假设不成立,①不正确;②假设AB⊥CD,∵AB⊥AD,CD∩AD=D ,∴AB⊥平面ACD ,∴AB⊥AC,由AB<BC 可知,存在这样的等腰直角三角形,使AB⊥CD,故假设成立,②正确;③假设AD⊥BC,∵CD⊥BC,AD∩CD=D ,∴BC⊥平面ACD ,∴BC⊥AC,即△ABC 为直角三角形,且AB 为斜边,而AB<BC ,故矛盾,假设不成立,③不正确.综上,填②.答案:②12.如图所示,在四棱锥P -ABCD 中,PA⊥底面ABCD ,且底面各边都相等,M 是PC 上的一动点,当点M 满足________时,平面MBD⊥平面PCD .(只要填写一个你认为是正确的条件即可)解析:连接AC ,BD ,则AC⊥BD,因为PA⊥底面ABCD ,所以PA⊥BD.又PA∩AC =A ,所以BD⊥平面PAC ,所以BD⊥PC.所以当DM⊥PC(或BM⊥PC)时,即有PC⊥平面MBD .又PC ⊂平面PCD ,所以平面MBD⊥平面PCD .答案:DM⊥PC(或BM⊥PC)(答案不唯一)13.如图所示,在长方形ABCD 中,AB =2,BC =1,E 为CD 的中点,F 为线段EC 上(端点除外)一动点.现将△AFD 沿AF 折起,使平面ABD⊥平面ABCF.在平面ABD 内过点D 作DK⊥AB,K 为垂足.设AK =t ,则t 的取值范围是________.解析:如图①所示,过点K 作KM⊥AF 于点M ,连接DM ,易得DM⊥AF,与折前的图形对比,可知折前的图形中D ,M ,K 三点共线且DK⊥AF(如图②所示),于是△DAK∽△FDA,所以AK AD =AD DF ,即t 1=1DF ,所以t=1DF .又DF∈(1,2),故t∈⎝ ⎛⎭⎪⎫12,1.答案:⎝ ⎛⎭⎪⎫12,114.如图所示,在四棱锥P -ABCD 中,底面ABCD 是∠DAB=60°且边长为a 的菱形,侧面PAD 为正三角形,其所在平面垂直于底面ABCD ,若G 为AD 的中点.(1)求证:BG⊥平面PAD ; (2)求证:AD⊥PB;(3)若E 为BC 边的中点,能否在棱PC 上找到一点F ,使平面DEF⊥平面ABCD ?并证明你的结论. 解:(1)证明:在菱形ABCD 中,∠DAB=60°,G 为AD 的中点, 所以BG⊥AD.又平面PAD⊥平面ABCD ,平面PAD∩平面ABCD =AD ,BG ⊂平面ABCD , 所以BG⊥平面PAD .(2)证明:如图,连接PG ,因为△PAD 为正三角形,G 为AD 的中点,所以PG⊥AD. 由(1)知BG⊥AD,又PG∩BG=G ,所以AD⊥平面PGB .因为PB ⊂平面PGB ,所以AD⊥PB. (3)当F 为PC 的中点时,满足平面DEF⊥平面ABCD . 证明:如图,取PC 的中点F ,连接DE ,EF ,DF.在△PBC 中,FE∥PB,又FE ⊂平面DEF ,PB ⊄平面DEF ,所以PB∥平面DEF.在菱形ABCD 中,GB∥DE,又DE ⊂平面DEF ,GB ⊄平面DEF ,所以GB∥平面DEF.又PB ⊂平面PGB ,GB ⊂平面PGB ,PB∩GB=B ,所以平面DEF∥平面PGB .因为BG⊥平面PAD ,PG ⊂平面PAD ,所以BG⊥PG. 又因为PG⊥AD,AD∩BG=G ,所以PG⊥平面ABCD . 又PG ⊂平面PGB ,所以平面PGB⊥平面ABCD , 所以平面DEF⊥平面ABCD .。
【新课标】2019届高考数学大一轮复习试题:第八章_立体几何题组38_含解析
题组层级快练(三十八)1.如图所示,几何体的正视图与侧视图都正确的是()答案 B解析侧视时,看到一个矩形且不能有实对角线,故A,D排除.而正视时,有半个平面是没有的,所以应该有一条实对角线,且其对角线位置应为B中所示,故选B.2.三视图如图的几何体是()A.三棱锥B.四棱锥C.四棱台D.三棱台答案 B解析几何体底面为四边形,侧面是三角形,故选B.3.一个几何体的三视图如图,则组成该几何体的简单几何体为()A.圆柱和圆锥B.正方体和圆锥C.四棱柱和圆锥D.正方体和球答案 C4.在一个几何体的三视图中,正视图和俯视图如下图所示,则相应的侧视图可以为()答案 D解析 根据分析,只能是选项D 中的视图.故选D.5.若已知△ABC 的平面直观图△A ′B ′C ′是边长为a 的正三角形,则原△ABC 的面积为( )A.32a 2B.34a 2C.62a 2 D.6a 2 答案 C解析 如图所示是△ABC 的平面直观图△A ′B ′C ′.作C ′D ′∥y ′轴交x ′轴于D ′,则C ′D ′对应△ABC 的高CD ,∴CD =2C ′D ′=2·2·C ′O ′=22·32a =6a.而AB =A ′B ′=a ,∴S △ABC =12·a ·6a =62a 2.6.(2015·安徽)一个四面体的三视图如图所示,则该四面体的表面积是( )A .1+ 3B .2+ 3C .1+2 2D .2 2答案 B解析 在长、宽、高分别为2、1、1的长方体中,该四面体是如图所示的三棱锥P -ABC ,表面积为12×1×2×2+34×(2)2×2=2+ 3.7.某几何体的正视图与侧视图如图所示,若该几何体的体积为13,则该几何体的俯视图可以是( )答案 D解析 通过分析正视图和侧视图,结合该几何体的体积为13,可知该几何体的底面积应为1,因此符合底面积为1的选项仅有D 选项,故该几何体为一个四棱锥,其俯视图为D.8. (2016·兰州诊断考试)某几何体的三视图如图所示,且该几何体的体积是3,则正视图中x 的值是( )A .2 ` B.92 C.32 D .3答案 D解析 由三视图知,该几何体是四棱锥,底面是一个直角梯形,底面积S =12×(1+2)×2=3,高h =x ,所以其体积V =13Sh =13×3x =3,解得x =3,故选D.9.(2016·南京质检)某四面体的三视图如图所示,该四面体四个面的面积中最大的是( )A .8B .6 2C .10D .8 2答案 C解析 由三视图可知,该几何体的四个面都是直角三角形,面积分别为6,62,8,10,所以面积最大的是10,故选择C.10.某几何体的三视图如图所示,则该几何体中,最大侧面的面积为( )A.12B.22 C.52 D.62 答案 C解析 由三视图知,该几何体的直观图如图所示.平面AED ⊥平面BCDE ,四棱锥A -BCDE 的高为1.四边形BCDE 是边长为1的正方形,则S △AED =12×1×1=12,S △ABC =S △ABE =12×1×2=22,S △ACD =12×1×5=52,故选C.11.(2016·人大附中模拟)已知矩形ABCD 的顶点都在半径为R 的球O 的球面上,AB =6,BC =23,棱锥O -ABCD 的体积为83,则球O 的表面积为( ) A .8π B .16π C .32π D .64π答案 D解析 由题意可知矩形ABCD 所在截面圆的半径r =62+(23)22=23,S 矩形ABCD =12 3.设球心O 到平面ABCD 的距离为h ,则13×123×h =83,解得h =2,∴R =r 2+h 2=4,∴S 球O =4πR 2=64π.12.已知三棱锥的正视图与俯视图如图所示,俯视图是边长为2的正三角形,那么该三棱锥的侧视图可能为( )答案 B解析 这个空间几何体的直观图如图所示,由题知,这个空间几何体的侧视图的底面一边长是3,故其侧视图只可能是选项B 中的图形.13.(2016·江西九江模拟)如图,网格纸上小正方形边长为1,粗线是一个棱锥的三视图,则此棱锥的表面积为( )A .6+42+2 3B .8+4 2C .6+6 2D .6+22+4 3答案 A解析 直观图是四棱锥P -ABCD ,如图所示,S △PAB =S △PAD =S △PDC =12×2×2=2,S △PBC =12×22×22×sin60°=23,S 四边形ABCD =22×2=42,故选A.14.(2016·沧州七校联考)如图所示,某几何体的正视图(主视图)是平行四边形,侧视图(左视图)和俯视图都是矩形,则该几何体的体积为( )A.6 3 B.9 3C.12 3 D.18 3答案 B解析由几何体的三视图知直观图如图所示.原几何体是底面ABCD为矩形的四棱柱,且AB=3,侧面A1ABB1⊥底面ABCD,A1A=2.过A1作A1G⊥AB于G,由三视图知AG=1,A1D1=3,A1G=A1A2-AG2= 3.底面ABCD的面积S=3×3=9,V ABCD-A1B1C1D1=S·h=9×3=9 3.15. (2016·北京西城区期末)已知一个正三棱柱的所有棱长均相等,其侧(左)视图如图所示,那么此三棱柱正(主)视图的面积为________.答案2 3解析由正三棱柱三视图还原直观图可得正(主)视图是一个矩形,其中一边的长是侧(左)视图中三角形的高,另一边是棱长.因为侧(左)视图中三角形的边长为2,所以高为3,所以正视图的面积为2 3.16.(2016·名师改编)已知某组合体的正视图与侧视图相同,如图所示,其中AB=AC,四边形BCDE为矩形,则该组合体的俯视图可以是________.(把你认为正确的图的序号都填上)答案 ①②③④17.已知正三棱锥V -ABC 的正视图、侧视图和俯视图如图所示.(1)画出该三棱锥的直观图; (2)求出左视图的面积. 答案 (1)略 (2)6解析 (1)如右图所示.(2)根据三视图间的关系可得BC =23, ∴左视图中VA =42-(23×32×23)2=2 3.∴S △VBC =12×23×23=6.1.(2014·福建理)某空间几何体的正视图是三角形,则该几何体不可能是( ) A .圆柱 B .圆锥 C .四面体 D .三棱柱答案 A解析 因为圆锥、四面体、三棱柱的正视图均可以是三角形,而圆柱无论从哪个方面看均不可能是三角形,所以选A.2.(2013·辽宁)已知直三棱柱ABC -A 1B 1C 1的6个顶点都在球O 的球面上.若AB =3,AC =4,AB ⊥AC ,AA 1=12,则球O 的半径为( ) A.3172B .210 C.132 D .310答案 C解析 由题设可知该三棱柱可以看作长方体的一部分,且该长方体同一顶点的三条棱长分别为3,4,12,三棱柱的外接球,即为长方体的外接球,故(2R)2=32+42+122,R =132,选C.3.(2016·湖南怀化一中模拟)沿一个正方体三个面的对角线截得的几何体如图所示,则该几何体的左(侧)视图为()答案 B解析由三视图定义可知选B.4.(2014·新课标全国Ⅰ理)如图所示,网格纸上小正方形的边长为1,粗实线画出的是某多面体的三视图,则该多面体的各条棱中,最长的棱的长度为()A.6 2 B.6C.4 2 D.4答案 B解析将三视图还原为几何体再计算,几何体为三棱锥.如图,侧面SBC⊥底面ABC.点S在底面ABC的射影点O是BC的中点,△ABC为直角三角形.∵AB=4,BO=2,∴AO=20,SO⊥底面ABC.∴SO⊥AO,SO=4.∴最长的棱AS=20+16=6.5.(2016·东北四校模拟)如图所示,三棱锥的底面是直角三角形,直角边长分别为3和4,过直角顶点的侧棱长为4,且垂直于底面,该三棱锥的正视图是()答案 B解析 三棱锥的正视图应为高为4,底边长为3的直角三角形.6. (2016·衡水调研卷)如图所示,在三棱柱ABC —A 1B 1C 1中,AA 1⊥平面ABC ,A 1A =AB =2,BC =1,AC =5,若规定主(正)视方向垂直平面ACC 1A 1,则此三棱柱的侧(左)视图的面积为( )A.455B .2 5C .4D .2答案 A解析 过B 作BD ⊥AC 于D ,过点B 1作B 1D 1⊥A 1C 1于D 1连接DD 1,则三棱锥的侧视图就是矩形BDD 1B 1,且BD =25,BB 1=2.所以,其面积为S =25×2=45 5.7.如图所示,在正方体ABCD -A ′B ′C ′D ′中,M ,E 是AB 的三等分点,G ,N 是CD 的三等分点,F ,H 分别是BC ,MN 的中点,则四棱锥A ′-EFGH 的侧视图为( )答案 C解析 注意分清三等分点可以看出,侧视图中A ′E ,A ′G 重合,A ′H 成为A ′M ,A ′F ,A ′B 重合,侧视图为向左倾斜的三角形,故选C.8.如图所示,正方形O ′A ′B ′C ′的边长为1 cm ,它是水平放置的一个平面图形的直观图,则原图形的周长是________ cm.答案 8解析 根据直观图的画法可知,在原几何图形中,OABC 为平行四边形,且有OB ⊥OA ,OB =22,OA =1,所以AB =3.从而原图的周长为8 cm.9.如图所示,网格纸的小正方形的边长是1,在其上用粗线画出了某多面体的三视图,则这个多面体最长的一条棱的长为________.答案 2 3解析 将几何体的三视图还原为直观图:四棱锥P -ABCD ,如图将直观图补成一个正方体,显然最长的一条棱的长PB ,即为正方体的对角线长,易知正方体的棱长为2,所以对角线长为2 3.10.已知球O 是棱长为1的正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1的内切球,则以球心O 为顶点,以球O 被平面ACD 1所截得的圆为底面的圆锥的体积为________.答案 3π108解析 连接B 1D ,则B 1D 过点O ,设B 1D 交平面ACD 1于点M ,如图,易知B 1D233,则OM =⊥平面ACD 1,∴B 1M ⊥平面ACD 1,∵B 1D =3,∴B 1M =23B 1D =圆,设内切圆233-32=36,而球O 被平面ACD 1所截得的圆是△ACD 1的内切半径为r ,则S △ACD 1=12×2×2sin60°=12×(2+2+2)×r ,即r =66,∴所求圆锥的体积V =13[π×(66)2]×36=3π108. 11.一个空间几何体的三视图如图所示,其主(正)视图是正三角形,边长为1,左(侧)视图是直角三角形,两直角边分别为32和12,俯视图是等腰直角三角形,斜边为1,则此几何体的体积为________.答案324解析 根据三视图可知此空间几何体为三棱锥,其底面面积为S =12×1×12=14,三棱锥的高为h =32,所以几何体的体积为V =13Sh =13×14×32=324.。
2021届高考数学一轮总复习第8章立体几何第1节空间几何体的结构特征及三视图和直观图跟踪检测文含解析
第八章立体几何第一节空间几何体的结构特征及三视图和直观图A级·基础过关|固根基|1.由平面六边形沿某一方向平移形成的空间几何体是( )A.六棱锥B.六棱台C.六棱柱D.非棱柱、棱锥、棱台的一个几何体解析:选C 平面六边形沿某一方向平移形成的空间几何体符合棱柱的定义.2.下列说法中,正确的是( )A.棱柱的侧面可以是三角形B.若棱柱有两个侧面是矩形,则该棱柱的其他侧面也是矩形C.正方体的所有棱长都相等D.棱柱的所有棱长都相等解析:选C 棱柱的侧面都是平行四边形,选项A错误;若棱柱的底面是矩形,其他侧面可能是平行四边形,选项B错误;棱柱的侧棱长与底面边长不一定相等,选项D错误;易知选项C正确.3.水平放置的△ABC的直观图如图,其中B′O′=C′O′=1,A′O′=32,那么原△ABC是一个( )A.等边三角形B.直角三角形C.三边中只有两边相等的等腰三角形D.三边互不相等的三角形解析:选A AO=2A′O′=2×32=3,在Rt△AOB中,AB=12+(3)2=2,同理AC=2,又由题意可知,BC=2,所以△ABC是等边三角形.故选A. 4.(2019届沈阳市教学质量监测一)“牟合方盖”是我国古代数学家刘徽在研究球的体积的过程中构造的一个和谐优美的几何体.它由完全相同的四个曲面构成,相对的两个曲面在同一个圆柱的侧面上,好似两个扣合(牟合)在一起的方形伞(方盖).其直观图如图所示,图中四边形是为体现其直观性所作的辅助线.当其正视图和侧视图完全相同时,它的俯视图可能是( )解析:选B 根据直观图以及图中的辅助四边形分析可知,当正视图和侧视图完全相同时,俯视图为B.5.如图所示,在三棱台A′B′C′-ABC中,沿A′BC截去三棱锥A′-ABC,则剩余的部分是( )A.三棱锥B.四棱锥C.三棱柱D.组合体解析:选B如图所示,在三棱台A′B′C′-ABC中,沿A′BC截去三棱锥A′-ABC,剩余部分是四棱锥A′-BCC′B′.6.某几何体的正视图和侧视图均为如图所示的图形,则在下图的四个图中可以作为该几何体的俯视图的是( )A.①③B.①④C.②④D.①②③④解析:选A 由正视图和侧视图知,该几何体为球与正四棱柱或球与圆柱体的组合体,故①③正确.故选A.7.如图所示,网格纸上每个小方格都是边长为1的正方形,粗线画出的是一个几何体的三视图,记该几何体的各棱长度构成的集合为A,则( )A.3∈A B.3∈AC.23∈A D.22∈A解析:选D如图,该几何体可看成是由大三棱锥A-BCD(其中CD=DA=DB=2,CD,DA,DB两两垂直)截去小三棱锥A-CDE(其中E为BD中点)后形成的新三棱锥A-BCE,六条棱的长分别为22,22,22,1,5,5,故选D.8.如图是一个几何体的直观图、正视图和俯视图,该几何体的侧视图为( )解析:选B 由直观图和正视图、俯视图可知,该几何体的侧视图应为面PAD,EC投影在面PAD上且为实线,点E的投影点为PA的中点,故选B.9.一个正方体截去两个角后所得几何体的正视图、俯视图如图所示,则其侧视图为( )解析:选C 根据正方体截去两个角后所得几何体的正视图、俯视图可得,此几何体的直观图如图所示.所以侧视图为选项C.10.如图所示的纸篓,观察其几何结构,可以看出是由许多条直线围成的旋转体,该几何体的正视图为________(填序号).解析:①②④中的几何体是由圆台、圆锥、圆柱组成的,而圆台、圆锥、圆柱的侧面除了与旋转轴在同一平面的母线以外,没有其他直线,即①②④不可能为该几何体的正视图.答案:③11.如图,在正四棱柱ABCD-A1B1C1D1中,点P是平面A1B1C1D1内一点,则三棱锥P-BCD的正视图与侧视图的面积之比为________.解析:根据题意,三棱锥P-BCD的正视图是三角形,且底边为正四棱柱的底面边长、高为正四棱柱的高;侧视图是三角形,且底边为正四棱柱的底面边长、高为正四棱柱的高,故三棱锥P-BCD的正视图与侧视图的面积之比为1∶1.答案:1∶112.一个圆台上、下底面的半径分别为3 cm和8 cm,若两底面圆心的连线长为12 cm,则这个圆台的母线长为________cm.解析:如图,过点A作AC⊥OB,交OB于点C.在Rt△ABC中,AC=12 cm,BC=8-3=5(cm).所以AB=122+52=13(cm).答案:13B级·素养提升|练能力|13.某多面体的三视图如图所示,其中正视图和侧视图都是由正方形和等腰直角三角形组成,正方形的边长为2,俯视图为等腰直角三角形.则该多面体的各个面中,面积最大的面的面积为( )A .2 3B .6C .6 2D .12解析:选B由三视图可画出直观图,如图所示,该多面体中两个全等的梯形的面,为该多面体的各个面中面积最大的面,S 梯形=12×2×(2+4)=6.故选B.14.一只蚂蚁从正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1的顶点A 出发,经正方体的表面,按最短路线爬行到顶点C 1的位置,则下列图形中可以表示正方体及蚂蚁最短爬行路线的正视图是( )A .①②B .①③C .③④D .②④解析:选D 由点A 经正方体的表面,按最短路线爬行到达顶点C 1的位置,共有6种路线(对应6种不同的展开方式),若把平面ABB 1A 1和平面BCC 1B 1展开到同一个平面内,连接AC 1,则AC 1是最短路线,且AC 1会经过BB 1的中点,此时对应的正视图为②;若把平面ABCD 和平面CDD 1C 1展开到同一平面内,连接AC 1,则AC 1是最短路线,且AC 1会经过CD 的中点,此时对应的正视图为④.而其他几种展开方式对应的正视图在题中没有出现.故选D.15.如图1,在四棱锥P -ABCD 中,底面为正方形,PC 与底面ABCD 垂直,图2为该四棱锥的正视图和侧视图,它们是腰长为6 cm 的全等的等腰直角三角形.则该几何体的俯视图的面积为________,棱PA的长度为________.解析:该四棱锥的俯视图为(内含对角线)边长为6 cm的正方形,如图,其面积为36 cm2.由侧视图可求得PD=PC2+CD2=62+62=62(cm).由正视图可知AD=6 cm,且AD⊥PD,所以在Rt△APD中,PA=PD2+AD2=(62)2+62=63(cm).答案:36 cm26 3 cm16.如图所示,在侧棱长为23的正三棱锥V-ABC中,∠AVB=∠BVC=∠CVA=40°,过A作截面AEF,△AEF周长的最小值为________.解析:如图,将三棱锥沿侧棱VA剪开,并将其侧面展开平铺在一个平面上,则线段AA1的长即为所求△AEF的周长的最小值.取AA1的中点D,连接VD,则VD⊥AA1,∠AVD=60°.在Rt△VAD中,AD=VA·sin 60°=3,所以AA1=2AD=6,即△AEF周长的最小值为6.答案:6。
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简单的逻辑联结词、量词
基础热身
1.将“x2+y2≥2xy”改写成全称命题,下列说法正确的是()
A.任意x,y∈R,都有x2+y2≥2xy
B.存在x,y∈R,都有x2+y2≥2xy
C.任意x>0,y>0,都有x2+y2≥2xy
D.存在x<0,y<0,都有x2+y2≤2xy
2.若p:任意的x∈R,sin x≤1,则()
A.綈p:存在x∈R,sin x>1
B.綈p:任意的x∈R,sin x>1
C.綈p:存在x∈R,sin x≥1
D.綈p:任意的x∈R,sin x≥1
3.已知命题p:3≥3;q:3>4,则下列选项正确的是()
A.p或q为假,p且q为假,綈p为真
B.p或q为真,p且q为假,綈p为真
C.p或q为假,p且q为假,綈p为假
D.p或q为真,p且q为假,綈p为假
4.已知命题p:“任意x∈R,存在m∈R,4x-2x+1+m=0”,且命题綈p 是假命题,则实数m的取值范围为________.
能力提升
5.下列命题中的假命题是()
A.存在x∈R,lg x=0 B.存在x∈R,tan x=1
C.任意的x∈R,x3>0 D.任意的x∈R,2x>0
6.已知命题p:关于x的函数y=x2-3ax+4在[1,+∞)上是增函数,命题q:y=(2a-1)x为减函数.若p且q为真命题,则a的取值范围是()
A.a≤2
3B.0<a<
1
2
C.1
2<a≤
2
3 D.
1
2<a<1
7. 对于下列四个命题:
p 1:存在x ∈(0,+∞),⎝ ⎛⎭⎪⎫12x <⎝ ⎛⎭⎪⎫13x
;
p 2:存在x ∈(0,1),log 12x >log 1
3x ;
p 3:任意x ∈(0,+∞),⎝ ⎛⎭
⎪⎫
12x >log 12x ;
p 4:任意x ∈⎝ ⎛
⎭⎪⎫0,13,⎝ ⎛⎭
⎪⎫12x <log 13x .
其中的真命题是( ) A .p 1,p 3 B .p 1,p 4 C .p 2,p 3 D .p 2,p 4
8.若函数f (x )=-x e x ,则下列命题正确的是( )
A .任意a ∈⎝ ⎛
⎭⎪⎫-∞,1e ,存在x ∈R ,f (x )>a B .任意a ∈⎝ ⎛⎭
⎪⎫
1e ,+∞,存在x ∈R ,f (x )>a
C .任意x ∈R ,存在a ∈⎝ ⎛
⎭⎪⎫-∞,1e ,f (x )>a
D .任意x ∈R ,存在a ∈⎝ ⎛⎭
⎪⎫
1e ,+∞,f (x )>a
9.命题“有些负数满足不等式(1+x )(1-9x )>0”用“存在”或“任意”可表述为________________.
10.命题“任意x ∈R ,存在m ∈Z ,m 2-m <x 2+x +1”是________命题.(填“真”或“假”)
11.已知命题p :f (x )=1-2m
x 在区间(0,+∞)上是减函数;命题q :不等式(x -1)2>m 的解集为R .若命题“p 或q ”为真,命题“p 且q ”为假,则实数m 的取值范围是________.
12.(13分)命题p :方程x 2-x +a 2-6a =0,有一正根和一负根.命题q :函数y =x 2+(a -3)x +1的图像与x 轴无公共点.若命题“p 或q ”为真命题,而命题“p 且q ”为假命题,求实数a 的取值范围.
难点突破
13.(12分)已知c >0,设命题p :函数y =c x
为减函数.命题q :当x ∈⎣⎢⎡⎦
⎥
⎤
12,2时,函数f (x )=x +1x >1
c 恒成立.如果p 或q 为真命题,p 且q 为假命题,求c 的取值范围.
答案解析
【基础热身】
1.A [解析] 全称命题是任意x ,y ∈R ,x 2+y 2≥2xy 都成立,故选A. 2.A [解析] 全称命题的否定为存在命题.命题p 的否定为存在一个实数x ,使得sin x >1.
3.D [解析] 命题p 为真命题,命题q 为假命题,因此①p 且q 为假,②p 或q 为真,③綈p 为假.
4.(-∞,1] [解析] 綈p 是假命题,则命题p 是真命题,即关于x 的方程4x -2x +1+m =0有实数解,而m =-(4x -2x +1)=-(2x -1)2+1,所以m ≤1.
【能力提升】
5.C [解析] 如x =-2时,有(-2)3=-8<0,所以C 错.
6.C [解析] p 且q 为真,所以p 真,q 真.对于p :对称轴x =3a
2≤1,得a ≤23;对于q :可知0<2a -1<1,得12<a <1.所以12<a ≤23.
7.D [解析] 取x =12,则log 12x =1,log 13x =log 32<1,p 2正确,当x ∈⎝ ⎛
⎭
⎪
⎫0,13时,⎝ ⎛⎭
⎪⎫
12x <1,而log 13x >1,p 4正确.
8.A [解析] f ′(x )=-e x (x +1),由于函数f (x )在(-∞,-1)上递增,在(-
1,+∞)上递减,故f (x )max =f (-1)=1e ,故任意a ∈⎝ ⎛
⎭
⎪⎫-∞,1e ,∃x 0∈R ,f (x 0)>a .
9.存在x 0<0,使(1+x 0)(1-9x 0)>0
10.真 [解析] 由于任意x ∈R ,x 2+x +1=⎝ ⎛⎭
⎪⎫x +122+34≥3
4>0,因此只需
m 2-m ≤0,即0≤m ≤1,所以当m =0或m =1时,任意x ∈R ,m 2-m <x 2+x +1成立,因此该命题是真命题.
11.0≤m <1
2 [解析] 由f (x )=1-2m x 在区间(0,+∞)上是减函数,得1-
2m >0,即m <1
2,由不等式(x -1)2>m 的解集为R ,得m <0.要保证命题“p ∨q ”为真,命题“p ∧q ”为假,则需要两个命题中只有一个正确,而另一个不正确,故
0≤m <12.
12.[解答] 命题p :⎩⎨⎧
Δ=1-4(a 2
-6a )>0,
x 1x 2=a 2
-6a <0,
解得0<a <6;q :Δ=(a -3)2-4=(a -1)(a -5)<0,解得1<a <5.
“p ∨q ”为真,“p ∧q ”为假,即p 、q 中恰为一真一假,因为,
故只能为p 真q 假,则由⎩⎨⎧
0<a <6,
a ≤1或a ≥5,
得a ∈(0,1]∪[5,6).
【难点突破】
13.[解答] 若命题p 为真,则0<c <1,
由2≤x +1x ≤5
2知,
要使q 为真,需1c <2,即c >1
2.
若p 或q 为真命题,p 且q 为假命题,则p 、q 中必有一真一假,
当p 真q 假时,c 的取值范围是0<c ≤1
2; 当p 假q 真时,c 的取值范围是c ≥1.
综上可知,c 的取值范围是⎩⎪⎨⎪⎧⎭
⎪⎬⎪⎫c ⎪⎪⎪
0<c ≤1
2或c ≥1.。