贵州省遵义市2022-2023学年高二上学期期末数学试题
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加油!有志者事竟成
答卷时应注意事项
1、拿到试卷,要认真仔细的先填好自己的考生信息。
2、拿到试卷不要提笔就写,先大致的浏览一遍,有多少大题,每个大题里有几个小题,有什么题型,哪些容易,哪些难,做到心里有底;
3、审题,每个题目都要多读几遍,不仅要读大题,还要读小题,不放过每一个字,遇到暂时弄不懂题意的题目,手指点读,多读几遍题目,就能理解题意了;容易混乱的地方也应该多读几遍,比如从小到大,从左到右这样的题;
4、每个题目做完了以后,把自己的手从试卷上完全移开,好好的看看有没有被自己的手臂挡住而遗漏的题;试卷第1页和第2页上下衔接的地方一定要注意,仔细看看有没有遗漏的小题;
5、中途遇到真的解决不了的难题,注意安排好时间,先把后面会做的做完,再来重新读题,结合平时课堂上所学的知识,解答难题;一定要镇定,不能因此慌了手脚,影响下面的答题;
6、卷面要清洁,字迹要清工整,非常重要;
7、做完的试卷要检查,这样可以发现刚才可能留下的错误或是可以检查是否有漏题,检查的时候,用手指点读题目,不要管自己的答案,重新分析题意,所有计算题重新计算,判断题重新判断,填空题重新填空,之后把检查的结果与先前做的结果进行对比分析。
亲爱的小朋友,你们好! 经过两个月的学习,你们一定有不小的收获吧,用你的自信和智慧,认真答题,相信你一定会闯关成功。
相信你是最棒的!
1
遵义市2022~2023学年度第一学期期末质量监测
高二数学
(满分:150分,时间:120分钟)
注意事项:
1. 考试开始前,请用黑色签字笔将答题卡上的姓名,班级,考号填写清楚,并在相应位置粘贴条形码.
2. 客观题答题时,请用2B 铅笔答题,若需改动,请用橡皮轻轻擦拭干净后再选其它选项!主观题答题时,请用黑色签字笔在答题卡相成的位置答题;在规定区域以外的答题不给分,在试卷上作答无效.
一、选择题:本题共8小题,每小题5分,共40分.在每个小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.
1. 的倾斜角为( ) 10y -+=A.
B.
C.
D.
π4
π6
π3
2π3
【答案】C 【解析】
【分析】根据斜率与倾斜角的关系即可求.
为,所以直线的斜率,则
10y -+=1y =+k =
θ
,,. tan θ=0πθ≤< π3
θ∴=
故选:C.
2. 抛物线的准线方程为 24y x =A. B.
C. D.
1x =2x ==1x -2x =-【答案】C 【解析】
【分析】由抛物线标准方程知p =2,可得抛物线准线方程. 【详解】抛物线y 2=4x 的焦点在x 轴上,且2p=4,=1, 2
p
∴抛物线的准线方程是x =﹣1. 故选C .
【点睛】本题考查抛物线的标准方程、抛物线的简单性质等基础知识,属于基础题.
3. 已知向量,若,则x 的值为( )
(1,),(2,1)a x b =-=
a b ⊥ A. -2 B. -1
C. 1
D. 2
【答案】D 【解析】
【分析】根据题意可得,进而求出x 的值. 0a b ⋅=
【详解】因为,所以,
a b ⊥ 0a b ⋅=
即,解得, 1210x -⨯+⋅=2x =故选:D .
4. 已知正实数a 、b 满足,则的最小值为( ) 1a b +=12
a b
+
A. B.
C.
D. 4
3+3+2+【答案】A 【解析】
【分析】利用基本不等式“1”的妙用,可得答案.
【详解】由,则
0,0a b >>()12122123b a a b a b a b a b
⎛⎫+=++=+++≥+ ⎪⎝⎭
当且仅当,即时,等号成立, 2b a
a b
=1,2a b =-=故选:A.
5. 若,则( ) 0.5
3log 10,3,ln10a b c ===A. B.
C.
D.
a b c >>c a b >>a c b >>b a c >>【答案】B 【解析】
【分析】将、与2比较可得,将、用换底公式变换后构造函数,研究其单调3log 100.53a b >ln103log 10性比较即可.
【详解】∵,,∴,
33log 10log 92a =>=0.532b ==<=a b >又∵,,, 1ln10lg e =
3
1
log 10lg 3
=0lg e lg 3<<∴
,即:,∴, 11lg e lg 3
>3ln10log 10>c a >
∴. c a b >>故选:B.
6. 已知两条直线和,下列不正确的是( ) 1:10l ax y +-=2:10(R)l x ay a ++=∈A. “a =1”是“”的充要条件
12l l ∥
B. 当 12l l ∥
C. 当斜率存在时,两条直线不可能垂直 2l
D. 直线横截距为1 2l 【答案】D 【解析】
【分析】由直线平行关系可以判断A 正确;利用平行线间距离公式可以判断B 正确;利用垂直关系可以判断C 正确;令可以求出直线得横截距. 0y =2l 【详解】当时,,则, 12l l ∥11a a ⋅=⨯1a =±当时,直线与重合,故舍去,所以A 正确;
1a =-1l 2l 当时,,和间的距离为
1a =12l l ∥1:10l x y +-=2:10(R)l x y a ++=∈
,所以B 正确;
d 若,则,则, 12l l ⊥110a a ⋅+⋅=0a =又当斜率存在时,,所以C 正确;
2l 0a ≠,令得,所以直线横截距为-1,
2:10(R)l x ay a ++=∈0y ==1x -2l 所以D 错误. 故选:D.
7. 已知函数的图象如下图所示,则的大致图象是( )
()f x (|1|)f x +
A. B.
C. D.
【答案】A 【解析】
【分析】先由函数的图象变换得到偶函数的图象,再根据平移变换得到的图象.
()f x ()f
x (|1|)f x +【详解】在轴左侧作函数关于轴对称的图象,得到偶函数的图象,
y ()f x y ()f x 向左平移一个单位得到的图象. (|1|)f x +故选:A .
8. 投掷一枚均匀的骰子,记事件A :“朝上的点数大于3”,B :“朝上的点数为2或4”,则下列说法正确的是( )
A. 事件A 与事件B 互斥
B. 事件A 与事件B 对立
C. 事件A 与事件B 相互独立
D. ()5
6
P A B +=
【答案】C 【解析】
【分析】根据互斥事件以及对立事件的概念结合事件A 与事件B 的基本事件可判断A ,B ;根据独立事件的概率公式可判断C ;求出事件的概率可判断D.
A B +【详解】对于A ,B ,事件A :“朝上的点数大于3”,B :“朝上的点数为2或4”,
这两个事件都包含有事件:“朝上的点数为4”,故事件A 与事件B 不互斥,也不对立,A ,B 错误; 对于C ,投掷一枚均匀的骰子,共有基本事件6个,
事件A :“朝上的点数大于3”包含的基本事件个数有3个,其概率为, 1()2P A =B :“朝上的点数为2或4”,包含的基本事件个数有2个,其概率为,
1
()3
P B =事件包含的基本事件个数有1个,其概率为,
AB 1
()6
P AB =由于,故事件A 与事件B 相互独立,C 正确;
()()()P AB P A P B =
对于D ,事件包含的基本事件个数有朝上的点数为共4个, A B +2,4,5,6故,D 错误, ()42
63
P A B +==故选:C
二、选择题:本题共4小题,每小题5分,共20分.在每个小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得5分,部分选对的得2分,有选错的得0分.
9. 已知函数,则( ) ()2
2
1
f x x x =+
A. 函数f (x )为偶函数
B. 函数f (x )的定义域为 (,0)(0,)-∞+∞
C. 函数f (x )的最小值为2
D. 函数f (x )在(0,+∞)单调递减 【答案】ABC 【解析】
【分析】对于A :根据偶函数的定义即可判断;对于B :分母不为0即可判断;对于C :根据基本不等式即可判断;对于D :求导即可判断.
【详解】对于A :的定义域为,关于原点对称, ()f x (,0)(0,)-∞+∞ 而,所以为偶函数.故A 正确; ()()2
2
22
11()()f x x x f x x x
-=-+
=+=-()f x 对于B :,的定义域为.故B 正确; 20,0x x ≠∴≠ ()f x ∴(,0)(0,)-∞+∞
对于C :,当且仅当,即时,等号成立, ()22
12f x x x =+
≥=221x x =1x =±故的最小值为2.故C 正确;
()f x 对于D :,当时,令即,解得, 433
222
()2x f x x x x
-'=-=0x >()0,f x '>4220x ->1x >令即,解得,在上单调递减,在上单调递增.故D 错()0,f x '<4220x -<01x <<()f x ∴(0,1)(1,)+∞误.
故选:ABC.
10. 已知函数,则( ) ()1sin22f x x x =
+
A. 函数f (x )的最小正周期为 π
B. 将函数f (x )的图象向右平移
个单位后的图象关于y 轴对称
3
π
C. 函数f (x )的一个对称中心为 ,06π⎛⎫
⎪⎝⎭
D. 函数f (x )在区间上单调递减 ,62ππ⎛⎫
⎪⎝⎭
【答案】AD 【解析】
【分析】运用辅助角公式化简、图象平移变换,再研究其周期性、奇偶性、对称性及单调性即可.
【详解】, 1π()sin 22sin(2)23
f x x x x =
+=+对于A 项,,故A 项正确; 2π2ππ|||2|
T ω=
==对于B 项,的图象向右平移
个单位后为, ()f x π
3πππ()sin(2())sin(2333
g x x x =-+=-所以,所以图象不关于y 轴对称.故B 项错误; ππ
()sin(2sin(2()3
3
g x x x g x -=--=-+
≠对于C 项,因为,,所以的对称中心为,,
πππ2π362
k x k x +
=⇒=-+Z k ∈()f x ππ
(,0)62k -+Z k ∈当时,,所以不是的对称中心.故C 项错误;
πππ626
k -
+=2Z 3k =∉π
(,0)6()f x 对于D 项,因为,则, ππ
(,)62x ∈π2π4π2(,
)333
x +∈,令,则,,
π()sin(2)3f x x =+π
23t x =+sin y t =2π4π(,)33
t ∈因为在上单调递减,所以在上单调递减.故D 项正确.
sin y t =2π4π(,)33
()f x ππ
(,62故选:AD.
11. 已知直线l :,点P 为⊙M :上一点,则( ) 10x y ++=()()2
2
122x y -+-=A. 直线l 与⊙M 相离
B. 点P 到直线l 距离的最小值为
1C. 与⊙M 关于直线l 对称的圆的方程为
()()2
2
322x y +++=D. 平行于l 且与⊙M 相切的两条直线方程为和 2210x y ++=2250x y +-=【答案】AC 【解析】
【分析】利用圆心到直线l 的距离与半径
A 正确;点P 到直线l 距离的
()1,2M d r =
最小值为,判断B 错误;求出圆心关于直线l 对称点,进而求出圆的方程,判d r -()1,2M ()3,2N --断C 正确;利用圆心到直线的距离,求出其切线方程,判断D 错误. ()1,2M d r =【详解】⊙M :,圆心,半径,
()()2
2
122x y -+-=()1,2M r =
圆心到直线l :的距离为:,
()
1,2M 1
0x y ++=d r >所以直线l 与⊙M
相离,故A 正确;
点P 到直线l 距离的最小值为,故
B 错误; d r -=-=设圆心关于直线l 对称点为,
()1,2M ()00,N x y 则,解得,
000011
102
22(1)11
x y y x ++⎧++=⎪⎪⎨-⎪⨯-=--⎪⎩()3,2N --则与⊙M 关于直线l 对称的圆的方程为,故C 正确; ()()2
2
322x y +++=设平行于l 且与⊙M 相切的直线方程为, 0
x y c ++=
则,解得或,
d r ='1c =-5c =-平行于l 且与⊙M 相切的两条直线方程为和,故D 错误. 10x y +-=50x y +-=故选:AC .
12. 双曲线C :的左、右焦点分别为,过点的直线与双曲线右支交于A 、B 两点,
22145
x y -=12,F F 2F 和内切圆半经分别为和,则( )
12AF F △12BF F △1r 2r
A. 双曲线C 的渐近线方程为
20x =B. 面积的最小值为15
1AF B △C. 和的内切圆圆心的连线与x 轴垂直 12AF F △12BF F △D. 为定值 12r r ⋅【答案】BCD 【解析】
【分析】A
; 20y ±=B :,联立方程,找到面积的表达式,函数解析式找到最小值,在垂直时取到; 112121
2
AF B S F F y y =
- CD:画图,设圆切、、分别于点、、,推导出点、、的横坐标为,证1O 1AF 2AF 12F F M N G G 1O 2O a 得轴,,可得出,得证;
12O O x ⊥12122O GF O F O △∽△()2
12r r c a =-【详解】
选项:双曲线的渐近线方程为
化简成一般式为 ,错误;
A 2
x =±20y ±=选项:设则; B 1122(,),(,)A x y B x y 112121
2
AF B S F F y y =
- 设过点的直线为l 显然与轴不垂直,设:,,,
2F y l 3x my =+()11,A x y ()22,B x y 联立, 22
314
5x my x y =+⎧⎪
⎨-=⎪⎩()
225430250m y my ⇒-++=
故,,
()2
Δ40010m =+>12212230542554m y y m y y m -⎧
+=⎪⎪-⎨⎪⋅=
⎪-⎩
由于A ,均在双曲线右支,故
B , 122122
12212122
24()60054
020363()9054m y y x x m x x m m y y m y y m -⎧
++=>⎪+>⎧⎪-⇔⎨⎨⋅>--⎩⎪+++=>⎪-⎩
解得,带入得:
2
045
m ≤<
112121
2AF B S F F y y =-
()1121
22
AF B S c y y =⨯⨯
-= 代入韦达定理得, 1
2450AF B
S m ⎫=≤
⎪<⎭
,则, 1t t ⎛=≤<
⎝12960560195AF B t S t t t t
⎛==≤< -⎝- 易知
随的增大而减小,则当时,,
9
5t t
-t 1t =()
1min
15AF B S = 综上:的面积的最小值为15,正确;
1AF B S 选项:(如图所示) 过的直线与双曲线的右支交于、两点, C 2F A B 由切线长定理可得,,,
AM AN =11F M F G =22F G F N =所以
()()()212121
21AF F F AF AN F N FG F G AM F M +-=+++-+,则,所以点的横坐标为.
222222F N F G F G c a =+==-2F G c a =-G ()c c a a --=故点的横坐标也为,同理可知点的横坐标为,故轴,正确; 1O a 2O a 12O O x ⊥选项:由C 可知圆和圆均与轴相切于,圆和圆两圆外切. D 1O 2O x (),0G a 1O 2O 在中,,, 122O O F △()122122221211
902
O F O O F G O F G AF F BF F ∠=∠+∠=
∠+∠= 122O O F G ⊥,,
12212GO F F O O ∴∠=∠1212290O GF O F O ∠=∠=
所以,,所以,,则, 12122O GF O F O △∽△1121212
O G O F
O F O O =212112O F O G O O =⋅所以
,即,正确;
2
2
2
2
2121112112F G O F O G O G O O O G O G O G =-=⋅-=⋅()2
121r r c a =-=故答案为:BCD
【点睛】方法点睛:双曲线中的面积最值问题的处理方法:设出直线方程,设出交点坐标
y kx b =+,,直线方程代入双曲线方程后应用韦达定理得,可根据交点情况得出参数
11(,)x y 22(,
)x y 1212,x x x x +范围,利用点的坐标求出面积,代入韦达定理的结果后面积可化为所设参数的函数,从而再利用函数知识、不等式知识求得最值.
三、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分.
13.
若复数,则|z |
=___. 12z i =+
【解析】
【分析】根据复数的模长的计算公式,可得答案.
【详解】由题意,复数的实部为,虚部为,则12z
i =+12z ==
14. 若,则tan 2=___. sin 0,2παα⎛
⎫
=
∈ ⎪⎝⎭
α【答案】. 【解析】
【分析】方法
1:运用特殊角的三角函数值计算即可.
方法2:运用同角三角函数的平方关系与商式关系及二倍角公式计算即可. 【详解】方法1:∵,, π
(0,)2
α∈sin α=∴, π3
α=
∴. 2π
tan 2tan
3
α==方法2:∵,
π(0,)2
α∈
∴, 1cos 2
α===
∴ sin tan cos α
αα
=
=
∴. 2
2tan tan 21tan ααα=
==-
故答案为:
15. 已知三棱锥P -ABC 中,PA ⊥平面ABC ,AB ⊥BC ,若PA =2,AB =1,,则三棱锥P -
BC =ABC 外接球的表面积为___. 【答案】 8π【解析】
【分析】由题意结合球心的性质确定三棱锥的外接球的球心的位置,求得球的半径,即可求外-P ABC 接球的表面积
【详解】由题意,在三棱锥中,平面,平面, -P ABC PA ⊥ABC ,AC BC ⊂ABC 所以,,又,,平面, PA AC ⊥PA BC ⊥AB BC ⊥AB PA A = ,AB PA ⊂PAB 所以平面,平面,所以,
BC
⊥PAB PB ⊂PAB BC PB ⊥设的中点为,因为,所以, PC O PA AC ⊥OP OC OA ==因为,所以, BC PB ⊥OC OP OB ==所以为三棱锥外接球的球心,
O -P ABC
因为,,所以, AB BC ⊥1,AB BC ==2AC =
因为,,,所以,
PA AC ⊥2AC =2PA =OP =
设三棱锥外接球的为,所以,
-P ABC R R =
所以三棱锥的外接球的表面积为.
2
2
4π4π8πS R ==⨯=故答案为:.
8π
16. 已知函数,若方程有四个不相等的实数根、、、,且2
ln ,0()43,0x x f x x x x ⎧>=⎨++≤⎩()f x m =1x 2x 3x 4x ,则
的取值范围是___.
1234x x x x <<<()()34
1211x x x x +-【答案】. 11,43⎛⎤ ⎥⎝⎦
【解析】
【分析】画出的图象可得m 的范围,,,,代入所求式子转化为
()y f x =341x x =124x x +=-210x -<≤求函数在上的值域即可.
2221
23
y x x =
--+(1,0]-【详解】的图象如图所示,
()y f x =
∵方程有四个不相等的实根, ()f x m =∴,
03m <≤又∵,, 34ln ln x x m -==12
22
+=-x x ∴,,,
34
1x x =124x x +=-210x -<≤∴,
34212222211
(1)(1)(41)(1)23
x x x x x x x x ==+---+---+又∵在上单调递减, 2
2223y x x =--+(1,0]-∴,
2
223234x x ≤--+<∴, 2221114233
x x <≤--+∴
的取值范围为.
3412(1)(1)x x x x +-11,43⎛⎤
⎥⎝⎦
故答案为:. 11,43⎛⎤
⎥⎝⎦
四.解答题:本题共6小题,共70分.解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤.
17. 2022年卡塔尔世界杯正赛在北京时间11月21日-12月18日进行,赛场内外,丰富的中国元素成为世界杯重要的组成部分,某企业为了解广大球迷世界杯知识的知晓情况.在球迷中开展了网上测试,从大批参与者中随机抽取100名球迷,他们测试得分(满分100分)数据的频率分布直方图如图所示:
(1)根据频率分布直方图,求a 的值;
(2)若从得分在[75,90]内的球迷中用分层抽样的方法抽取6人作世界杯知识分享,并在这6人中选取2人担任分享交流活动的主持人,求选取的2人中至少有1名球迷得分在内的概率. [80,85)【答案】(1)0.04.
(2)
. 3
5
【解析】
【分析】(1)根据所有频率之和为1列式解方程即可.
(2)根据分层抽样的抽样比相同抽取人数,用列举法解决古典概型. 【小问1详解】
,解得:.
50.010.070.060.02)1a ⨯=(++++0.04a =【小问2详解】 由分层抽样可知,
从得分在内的球迷中抽取人,分别记为、、,从得分在
[75,80)0.06
630.060.040.02⨯
=++1a 2a 3a 内的球迷中抽取人,分别记为、,
[80,85)0.04
620.060.040.02
⨯=++1b 2b 从得分在内的球迷中抽取人,记为. [85,90)0.02
610.060.040.02
⨯
=++c 所以从这6人中选取2人的基本事件有、、、、、、12(,)a a 13(,)a a 11()a b ,12()a b ,1(,)a c 23(,)a a 21()a b ,、、、、、、、、,共有15个,
22()a b ,2(,)a c 31()a b ,32()a b ,3(,)a c 12()b b ,1(,)b c 2(,)b c
两人中至少有1名球迷得分在内的基本事件有、、、、、
[80,85)11()a b ,12()a b ,21()a b ,22()a b ,31()a b ,、、、,共有9个.
32()a b ,12()b b ,1(,)b c 2(,)b c 所以两人中至少有1名球迷得分在内的概率为. [80,85)93155
P =
=18. 已知的圆心在直线上,且过点. M y x =(0,3),(1,0)P Q -(1)求的方程;
M (2)若:,求与公共弦的长度. N e ()()2
2
113+++=x y M N e 【答案】(1)
22(1)(1)5x y -+-=(2
【解析】
【分析】(1)求出的垂直平分线的方程,联立方程求得圆心坐标,继而求得半径,即可得答案; PQ (2)求出两圆的公共线的方程,求得到该直线的距离,根据圆的弦长的求法可得答案. (1,1)M 【小问1详解】
由题意知的圆心在直线上,且过点, M y x =(0,3),(1,0)P Q -则的垂直平分线方程为,即, PQ 311
(232
y x -
=-+340x y +-=联立,解得,即圆心为,
340y x x y =⎧⎨+-=⎩1
1x y =⎧⎨=⎩
(1,1
)
=
故的方程为 M 22(1)(1)5x y -+-=
【小问2详解】 因为
||MN =
-<<+故和相交,
M N e 将和相减可得, ()()2
2
113+++
=x y 22(1)(1)5x y -+-=22+10x y +=点到直线,
(1,1)M 22+10x y +==
故与公共弦的长度为. M N e =
19. 如图,正四棱柱中,M 为中点,且.
1111ABCD A B C D -11C D 1
24AA AB ==
(1)证明:平面; 1//AD 11BCC B (2)求DM 与平面所成角的正弦值. I AMD 【答案】(1)证明见解析.
(2【解析】
【分析】(1)根据线面平行的判定定理即可证明结论;
(2)作,证明平面,找到DM 与平面所成角,求出相关线段的长,解直角三1DP AD ⊥DP ⊥1AMD I AMD 角形即可求得答案. 【小问1详解】 证明:如图,连接 ,
1BC
因为 ,所以四边形为平行四边形,
1111,AB D C AB D C =∥11ABC D
故 ,又平面,平面, 11AD BC ∥1AD ⊄11BCC B 1BC ⊂11BCC B 故平面. 1//AD 11BCC B 【小问2详解】
作,垂足为P ,
1DP AD ⊥因为平面, M 为中点,平面,
11C D ⊥11ADD A 11C D 1MD ⊥11ADD A 平面,故,
PD ⊂11ADD A 1MD DP ⊥平面,故平面,
11111,AD MD D AD MD =⊂ ,1AMD DP ⊥1AMD 连接,则为 DM 与平面所成角, MP DMP ∠I AMD 在中,
而
1Rt ADD 11DD
AD PD AD ⋅
=
==DM ==故在中,
,
Rt DPM △sin PD DMP MD ∠===
即DM 与平面. I AMD 20. 在①;②这两个条件中选择一个,()(sin sin )()sin b c B C b a A -+=-(2)cos cos 0b a C c B -+=补充在下面问题中并解答.
问题:在△ABC 中,A ,B ,C 所对边分别为a ,b ,c ,___________. (1)求C ;
(2)若a =1,b =2,D 在线段AB 上,且满足,求线段CD 的长.
25
AD AB =
注:如果选择多个条件分别作答,则按第一个解答计分. 【答案】(1)
π
3
(2【解析】
【分析】(1)选择条件①,先用正弦定理将角转化为边的关系,再利用余弦定理即可;选择条件②,先用正弦定理将边转化为角的关系,再由两角和的正弦公式结合诱导公式即可求解;
(2)先利用余弦定理求出,再由题意求出,再根据勾股定理即可AB =π
2
ABC ∠=BD 求得. CD 【小问1详解】
选择条件①,
()(sin sin )()sin b c B C b a A -+=-依题意由正弦定理得,即,
()(+)()b c b c b a a -=-222a b c ab +-=又由余弦定理得,且,得, 2221
cos 22
a b c C ab +-==
()0,πC ∈π3C =选择条件②,
(2)cos cos 0b a C c B -+=依题意由正弦定理得, (sin 2sin )cos sin cos 0B A C C B -+=即, ()2sin cos sin cos sin cos sin sin A C B C C B B C A =+=+=又,则,所以,得, (),0,πA C ∈sin 0A >1cos 2C =π
3
C =【小问2详解】
结合(1)由余弦定理得,即, 22222cos 3AB c a b ab C ==+-=AB =则,所以, 222b a c =+π
2
ABC ∠=
又,即,则
25AD AB = 25AD AB ==BD =
则在Rt △CBD 中,,得. 22
22252125CD BC BD =+=+=CD =21. 如图,四棱锥P -ABCD 中,底面ABCD 为平行四边形,PA ⊥平面ABCD ,点H 为线段PB 上一点(不含端点),平面AHC ⊥平面PAB .
(1)证明:;
PB AC ⊥
(2)若,四棱锥P -ABCD 的体积为
,求二面角P -BC -A 的余弦值. 1AB AC ==1
3
【答案】(1)见解析 (2【解析】
【分析】(1)利用面面垂直性质定理与线面垂直性质定理,结合公理2,可得线面垂直,可得答案; (2)根据二面角的平面角定义作图,利用等面积法以及棱锥体积公式,求得边长,结合直角三角形的性质,可得答案. 【小问1详解】
平面,且平面,过点所有垂直于的直线都在平面内,
PA ⊥ ABCD C ∈ABCD ∴C PA ABCD 平面平面,且平面,存在一条过的直线平面,且平面 AHC
⊥ABP C ∈AHC ∴C l ⊥ABP l ⊂AHC
,
平面,,则平面,平面平面,与为
PA ⊂ ABP l PA ∴⊥l ⊂ABCD ABCD ⋂AHC AC =l ∴AC 同一条直线,
即平面,平面,. AC ⊥ABP PB ⊂ ABP AC PB ∴⊥【小问2详解】
在平面内,过作,且,连接,作图如下:
ABCD A AE BC ⊥AE BC E ⋂=PE
平面,且平面,,同理可得,
PA ⊥ ABCD BC ⊂ABCD PA BC ∴⊥PA AE ⊥,,平面,平面, AE BC ⊥ AE PA A = ,AE PA ⊂PAE BC ∴⊥PAE 平面,为二面角的平面角,
PE ⊂Q PAE PEA ∴∠P BC A --
在中,,且,则 Rt ABC △1122ABC S AB AC AE BC =
⋅⋅=⋅⋅ BC ==AE =在四棱锥中,底面的面积,则其体积,解得P ABCD -ABCD 1S AB AC =⋅=11
33
V PA S =
⋅⋅=,
1PA =
在中,
Rt PAE cos EA
PEA PE
∠=
==
故二面角P BC A --22. 已知椭圆C 的左顶点为
.
2222:1(0)x y a b a b +=>>()
A -(1)求C 的方程;
(2)过椭圆C 的右焦点F 作两条相互垂直的直线、,M 为与C 两交点的中点,N 为与C 两交点1l 2l 1l 2l 的中点,求△FMN 面积的最大值. 【答案】(1)
2
2
18
4
x y +
=(2)
4
9
【解析】
【分析】(1)由已知顶点坐标求出,由离心率求出,进一步运算得出椭圆的方程;
a c (2)设出直线、的方程,与椭圆C 方程联立,得出
M ,N 的纵坐标,表示△FMN 的面积,求其最大1l 2l
值.
【小问1详解】
由左顶点为,得
,即,,所
()
A -a =c a =2c =2b ==以椭圆C 的方程为;
2
2
18
4
x y +
=【小问2详解】
由已知、斜率都存在且不为0,设与C 交于,,
1l 2l 1l ()11,P x y ()22,Q x y 右焦点,设直线:,联立,得,
()2,0F 1l 2x my =+222
18
4x my x y =+⎧⎪⎨+=⎪⎩()22
2440m y my ++-=所以与椭圆C 两交点的中点M 的纵坐标, 1l 122222
M y y m y m +=
=-+
加油!有志者事竟成
20 同理与椭圆C 两交点的中点N 的纵坐标, 2l 222
22112N m m y m m -
=-=+⎛⎫-+ ⎪⎝⎭所以△FMN 的面积
12S MF NF ==, 不妨设,令 ,, ()()()
22222222211121m m m m m m m m +=+=++++0m >21m t m +=2t ≥则,因为,, 212S t t
=+12y t t =+212y t '=-因为,所以函数在区间上单调递增,当时,有最小值
,△FMN 2t ≥1
2y t t =+[)2,+∞2t =12y t t =+92面积有最大值,最大值为
. 49。