高一数学必修2第三章单元测试题
2020-2021学年高中数学人教A版 必修2第三章直线与方程测试卷(一)-教师用卷
2020-2021学年必修2第三章测试卷直线与方程(一)注意事项:1.答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.选择题的作答:每小题选出答案后,用2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答:用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。
写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后,请将本试题卷和答题卡一并上交。
一、选择题(本大题共12个小题,每小题5分,共60分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)1.若直线1:320l x my +-=,2:280l x y ++=互相平行,则实数m 的值为( ) A .6- B .6C .32D .32-【答案】B【解析】因为直线1:320l x my +-=,2:280l x y ++=互相平行, 所以321m ⨯=⋅且82(2)m ⋅≠⨯-,解得6m =且12m ≠-,所以6m =, 故选B .2.已知两点()1,2A ,()3,6B ,动点M 在直线y x =上运动,则MA MB +的最小值为( ) A .25 B .26C .4D .5【答案】B【解析】根据题意画出图形,如图所示:设点A 关于直线y x =的对称点()2,1A ',连接A B ',则A B '即为MA MB +的最小值,且A B '故选B .3.下面说法正确的是( )A .经过定点()00,P x y 的直线都可以用方程()00y y k x x -=-表示B .不经过原点的直线都可以用方程1x ya b+=表示 C .经过定点(0,)A b 的直线都可以用方程y kx b =+表示D .经过任意两个不同的点()11,P x y ,()22,Q x y 的直线都可以用方程()()()()211211-⋅-=--x x y y y y x x 表示【答案】D【解析】经过定点()00,P x y 且斜率存在的直线才可用方程()00y y k x x -=-表示,所以A 错; 不经过原点且与两坐标轴都不垂直的直线才可以用方程1x ya b+=表示,所以B 错; 经过定点(0,)A b 且斜率存在的直线才可用方程y kx b =+表示,所以C 错; 当12x x ≠时,经过点()11,P x y ,()22,Q x y 的直线可以用方程()211121y y y y x x x x --=--,即()()()()211211-⋅-=--x x y y y y x x 表示;当12x x =时,经过点()11,P x y ,()22,Q x y 的直线可以用方程1x x =, 即()()()()211211-⋅-=--x x y y y y x x 表示,因此经过任意两个不同的点()11,P x y ,()22,Q x y 的直线都可以用方程()()()()211211-⋅-=--x x y y y y x x 表示,所以D 对,故选D .4.若两条平行直线()1:200l x y m m -+=>与2:260l x ny+-=,则m n +=( ) A .0 B .1C .2-D .1-【答案】C【解析】由12l l ,得122n-=,解得4n =-,即直线2:230l x y --=, 两直线之间的距离为d ==2m = (8m =-舍去),所以2m n +=-,故答案选C .5.过点(1,2)的直线l 与两坐标轴分别交于A 、B 两点,O 为坐标原点,当OAB △的面积最小时,直线l 的方程为( ) A .240x y +-= B .250x y +-= C .30x y +-=D .2380x y +-=【答案】A【解析】设l 的方程为1(0,0)x y a b a b +=>>,则有121a b+=, 因为0a >,0b >,所以12a b +≥,即1≥,所以8ab ≥, 当且仅当1212a b ==,即2a =,4b =时,取“=”. 即当2a =,4b =时,OAB △的面积最小, 此时l 的方程为124x y+=,即240x y +-=,故选A . 6.已知,m n ∈R ,则“直线10x my +-=与10nx y ++=平行”是“1mn =”的( )条件. A .充分不必要 B .必要不充分 C .充要D .既不充分又不必要【答案】A【解析】若直线10x my +-=与10nx y ++=平行, 则10mn -=,即1mn =,当1m =-,1n =-时,两直线方程为10x y --=,10x y -++=,此时两直线重合, 故“直线10x my +-=与10nx y ++=平行”是“1mn =”的充分不必要条件, 故选A .7.直线l 经过()2,1A ,()2(,)1B mm ∈R 两点,那么直线l 的倾斜角的取值范围为( )A.0,πB.π3 0,π,π44⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦C.0,π4⎡⎤⎢⎥⎣⎦D.ππ0,,π42⎡⎤⎛⎫⎪⎢⎥⎣⎦⎝⎭【答案】D【解析】直线l的斜率为2212121121y y mk mx x--===---,因为m∈R,所以(],1k∈-∞,所以直线的倾斜角的取值范围是ππ0,,π42⎡⎤⎛⎫⎪⎢⎥⎣⎦⎝⎭,故选D.8.已知直线20kx y-+=和以()3,2M-,()2,5N为端点的线段相交,则实数k的取值范围为()A.32k≤B.32k≥C.4332k-≤≤D.43k≤-或32k≥【答案】C【解析】因为直线20kx y-+=恒过定点(0,2)A,又因为43AMk=-,32ANk=,故直线的斜率k的范围为4332k-≤≤,故选C.9.已知点()2,3A-,()3,2B--,直线l的方程为10kx y k--+=,且与线段AB相交,则直线l 的斜率k 的取值范围为( )A .3(,4][,)4-∞-+∞B .13(,][,)44-∞-+∞C .3[4,]4-D .3[,4]4【答案】A【解析】直线:10l kx y k --+=整理为()()110k x y ---=, 即可知道直线l 过定点()1,1P , 作出直线和点对应的图象如图:(2,3)A -,(3,2)B --,(1,1)P ,31421PA k --∴==--,213314PB k --==--,要使直线l 与线段AB 相交,则直线l 的斜率k 满足PB k k ≤或PA k k ≤,4k ∴≤-或34k ≥, 即直线l 的斜率的取值范围是3(,4][,)4-∞-+∞,故选A .10.设m ∈R ,过定点A 的动直线10x my ++=和过定点B 的动直线230mx y m --+=交于点(),P x y ,则PA PB +的最大值( )A .25B .32C .6D .3【答案】C【解析】直线10x my ++=可整理为()1my x =-+,故恒过定点1,0,即为A 的坐标;直线230mx y m --+=整理为()32y m x -=-,故恒过定点()2,3,即为B 坐标,又两条直线垂直,故可得22218PA PB AB +==, 即()2218PA PBPA PB +-=,整理得()()2211924PA PB PA PB PA PB =+-≤+,解得 6PA PB +≤, 当且仅当PA PB =时取得最大值, 故选C .11.已知实数,a b 满足21a b +=,则直线30ax y b ++=必过定点,这个定点的坐标为( ) A .11(,)62B .11(,)26C .11(,)62D .11(,)26-【答案】D【解析】∵12=+b a ,∴b a 21-=,∵直线03=++b y ax ,∴03)21(=++-b y x b ,即0)3()21(=++-y x x b .12030x x y -=⎧⎨+=⎩,1216x y ⎧=⎪⎪∴⎨⎪=-⎪⎩,∴直线必过点11(,)26-, 本题选择D 选项.12.已知ABC △是等腰三角形,5AB AC ==,6BC =,点P 在线段AC 上运动,则PB PC +的取值范围是( ) A .[]3,4 B .12,65⎡⎤⎢⎥⎣⎦C .[]6,8D .24,85⎡⎤⎢⎥⎣⎦【答案】D【解析】以BC 的中点O 为坐标原点,BC 所在直线为x 轴,OA 所在直线为y 轴建立直角坐标系,如图:可得()3,0B -,()3,0C ,由5AC =,可得()0,4A , 直线AC 的方程为134x y+=,即4312x y +=, 可设()(),04P m n n ≤≤,,即有334n m =-, 则()()()3,3,2,2PB PC m n m n m n +=---+--=--====,当[]360,425n =∈, 可得PB PC +的最小值为122421655==⨯=, 当4n =时,可得PB PC +的最大值8,则PB PC +的取值范围是24,85⎡⎤⎢⎥⎣⎦,故选D .二、填空题(本大题共4个小题,每小题5分,共20分,把正确答案填在题中横线上) 13.已知点(1,3)A 与直线4:30x y l ++=,则点A 关于直线l 的对称点坐标为______. 【答案】(5,1)-【解析】设点(1,3)A 关于直线340x y ++=的对称点(,)A a b ',则由3(3)11133++4022b a a b -⎧⨯-=-⎪⎪-⎨++⎪⨯=⎪⎩,解得5a =-,1b =,故点(5,1)A '-,故答案为()5,1-.14.过直线1:230l x y -+=与直线2:2380l x y +-=的交点,且到点()0,4P 距离为2的直线方程为______.【答案】2y =或4320x y -+=【解析】由2302380x y x y -+=⎧⎨+-=⎩,得12x y =⎧⎨=⎩,所以,直线1l 与2l 的交点为()1,2.当所求直线的斜率不存在时,所求直线的方程为1x =,点P 到该直线的距离为1,不合乎题意; 当所求直线的斜率存在时,设所求直线的方程为()21y k x -=-,即20kx y k --+=, 由于点()0,4P 到所求直线的距离为2,可得2=,整理得2340k k -=,解得0k =或43k =, 综上所述,所求直线的方程为2y =或4320x y -+=, 故答案为2y =或4320x y -+=.15.在平面直角坐标系xOy 中,直线1:40l kx y -+=与直线2:30l x ky +-=相交于点P ,则当实数k 变化时,点P 到直线43100x y -+=的距离的最大值为______.【答案】92【解析】设直线1l 与y 轴交于()0,4A ,直线2l 与x 轴交于()3,0B ,5AB ==.当0k =时,直线1l 为4y =,直线2l 为3x =,所以两条直线的交点为()13,4P . 当0k ≠时,两条直线的斜率分别为k 、1k-,斜率乘积为1-,故12l l ⊥, 所以P 点的轨迹是以AB 为直径的圆(除,A B 两点外).设以AB 为直径的圆的圆心为3,22C ⎛⎫⎪⎝⎭,半径522AB r ==, 圆的方程为()22235222x y ⎛⎫⎛⎫-+-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,点()13,4P 满足圆的方程.综上所述,点P 点的轨迹是以AB 为直径的圆(除,A B 两点外).圆心C 到直线43100x y -+=的距离为2d ==. 所以点P 到直线43100x y -+=的距离的最大值为59222d r +=+=, 故答案为92.16.直线2360x y +-=分别交,x y 轴于,A B 两点,点P 在直线1y x =--上,则PA PB +的最小值是______.【解析】直线2360x y +-=分别交,x y 轴于,A B 两点, 则()3,0A ,()0,2B ,设A 关于直线1y x =--对称的点为()1,A x y ,则133122y x y x ⎧=⎪⎪-⎨+⎪=--⎪⎩, 解得14x y =-⎧⎨=-⎩,11PA PB PA PB A B +=+≥=1A ,P ,B 三点共线时等号成立,.三、解答题(本大题共6个大题,共70分,解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤) 17.(10分)已知ABC △的顶点()2,4A ,()0,2B -,()4,2C -. 求:(1)AB 边上的中线CM 所在直线的方程; (2)求A 点关于直线BC 对称点坐标. 【答案】(1)560x y +-=;(2)()6,4--. 【解析】(1)由题设有()1,1M ,故211415CM k -==---, 故直线CM 的方程为()1115y x =--+,即560x y +-=. (2)()22104CB k --==---,故直线BC 的方程为2y x =--,设A 点关于直线BC 对称点坐标为(),a b ,则42222412b a b a ++⎧=--⎪⎪⎨-⎪=⎪-⎩,解得64a b =-⎧⎨=-⎩,故A 点关于直线BC 对称点坐标为()6,4--.18.(12分)己知直线l 的方程为210x y -+=. (1)求过点()3,2A ,且与直线l 垂直的直线1l 方程;(2)求与直线l 平行,且到点()3,0P2l 的方程. 【答案】(1)270x y +-=;(2)210x y --=或2110x y --=. 【解析】(1)∵直线l 的斜率为2,∴所求直线斜率为12-, 又∵过点()3,2A ,∴所求直线方程为()1232y x -=--, 即270x y +-=.(2)依题意设所求直线方程为20x y c -+=, ∵点()3,0P=解得1c =-或11c =-,所以,所求直线方程为210x y --=或2110x y --=.19.(12分)已知直线l 经过直线3420x y +-=与直线220x y ++=的交点P ,且垂直于直线210x y --=.(1)求直线l 的方程;(2)求直线l 与两坐标轴围成的三角形的面积S . 【答案】(1)220x y ++=;(2)1.【解析】(1)3420220x y x y +-=⎧⎨++=⎩,解得22x y =-⎧⎨=⎩,则点P 的坐标为()2,2-.由于点P 的坐标是()2,2-,且所求直线l 与直线210x y --=垂直, 可设所求直线l 的方程为20x y c ++=.将点P 坐标代入得()2220c ⨯-++=,解得2c =, 故所求直线l 的方程为220x y ++=.(2)由直线l 的方程知它在x 轴,y 轴上的截距分别是1-,2-, 所以直线l 与两坐标轴围成的三角形的面积11212S =⨯⨯=.20.(12分)已知直线方程为()()221340m x m y m -++++=.(1)证明:直线恒过定点;(2)m 为何值时,点()3,4Q 到直线的距离最大,最大值为多少?(3)若直线分别与x 轴,y 轴的负半轴交于,A B 两点,求AOB △面积的最小值及此时直线的方程.【答案】(1)证明见解析;(2)47m =,点()3,4Q 到直线的距离最大,最大值为(3)面积的最小值为4,240x y ++=.【解析】(1)证明:直线方程为()()221340m x m y m -++++=,可化为()()24230x y m x y +++-++=,对任意m 都成立,所以230240x y x y -++=⎧⎨++=⎩,解得12x y =-⎧⎨=-⎩,所以直线恒过定点()1,2--.(2)解:点()3,4Q 到直线的距离最大,可知点Q 与定点()1,2P --的连线的距离就是所求最大值,= 423312PQ k +==+, ()()221340m x m y m -++++=的斜率为23-, 可得22321m m --=-+,解得47m =. (3)解:若直线分别与x 轴,y 轴的负半轴交于,A B 两点,直线方程为()21y k x +=+,0k <,则21,0A k ⎛⎫- ⎪⎝⎭,()0,2B k -,()12122121222222AOB k S k k k k k -⎛⎫⎛⎫=--=--=++≥+ ⎪ ⎪-⎝⎭⎝⎭△4=,当且仅当2k =-时取等号,面积的最小值为4,此时直线的方程240x y ++=.21.(12分)已知ABC △的三个顶点(),A m n 、()2,1B 、()2,3C -.(1)求BC 边所在直线的方程;(2)BC 边上中线AD 的方程为2360x y -+=,且7ABC S =△,求点A 的坐标.【答案】(1)240x y +-=;(2)()3,4A 或()3,0A -.【解析】(1)由()2,1B 、()2,3C -,得BC 边所在直线方程为123122y x --=---, 即240x y +-=.(2)BC ==,A 到BC 边所在直线240x y +-=的距离为d =由于A 在直线2360x y -+=上,故1722360ABC S BC d m n ⎧=⋅⋅=⎪⎨⎪-+=⎩△, 即2472360m n m n ⎧+-=⎨-+=⎩,解得()3,4A 或()3,0A -.22.(12分)设直线l 的方程为()()1520a x y a a ++--=∈R .(1)求证:不论a 为何值,直线l 必过一定点P ;(2)若直线l 分别与x 轴正半轴,y 轴正半轴交于点(),0A A x ,()0,B B y , 当AOB △面积最小时,求AOB △的周长及此时的直线方程;(3)当直线l 在两坐标轴上的截距均为正整数且a 也为正整数时,求直线l 的方程.【答案】(1)证明见解析;(2)10+32120x y +-=;(3)390x y +-=.【解析】(1)由()1520a x y a ++--=,得()250a x x y -++-=,则2050x x y -=⎧⎨+-=⎩,解得23x y =⎧⎨=⎩, 所以不论a 为何值,直线l 必过一定点()2,3P .(2)由()1520a x y a ++--=得,当0x =时,52B y a =+;当0y =时,521A a x a +=+, 又由5205201B A y a a x a =+>⎧⎪+⎨=>⎪+⎩,得1a >-, ()()5252111941+12221AOB S a a a a a ++⎡⎤∴=⋅++⎢⎥+=⎣⋅+⎦△112122⎡⎤≥=⎢⎥⎣⎦, 当且仅当()9411a a +=+,即12a =时,取等号. ()4,0A ∴,()0,6B ,AOB∴△的周长为4610OA OB AB ++=+=+ 直线方程为32120x y +-=.(3)直线l 在两坐标轴上的截距均为正整数,即52a +,521a a ++均为正整数,而a 也为正整数, 523211a a a +=+++,2a ∴=, 所以直线l 的方程为390x y +-=.。
最新高一数学必修2第三章测试题及答案解析
第三章综合检测题时间120分钟,满分150分。
一、选择题(本大题共12个小题,每小题5分,共60分,在每小题给出的四个选项中只有一个是符合题目要求的)1.若直线过点(1,2),(4,2+3)则此直线的倾斜角是( ) A .30° B .45° C .60° D .90°2.若三点A (3,1),B (-2, b ),C (8,11)在同一直线上,则实数b 等于( )A .2B .3C .9D .-9 3.过点(1,2),且倾斜角为30°的直线方程是( )A .y +2=33(x +1) B .y -2=3(x -1) C.3x -3y +6-3=0 D.3x -y +2-3=04.直线3x -2y +5=0与直线x +3y +10=0的位置关系是( ) A .相交 B .平行 C .重合 D .异面 5.直线mx -y +2m +1=0经过一定点,则该定点的坐标为( ) A .(-2,1) B .(2,1) C .(1,-2) D .(1,2)6.已知ab <0,bc <0,则直线ax +by +c =0通过( ) A .第一、二、三象限 B .第一、二、四象限 C .第一、三、四象限 D .第二、三、四象限 7.点P (2,5)到直线y =-3x 的距离d 等于( )A .0 B.23+52 C.-23+52 D.-23-52 8.与直线y =-2x +3平行,且与直线y =3x +4交于x 轴上的同一点的直线方程是( )A .y =-2x +4B .y =12x +4C .y =-2x -83D .y =12x -839.两条直线y =ax -2与y =(a +2)x +1互相垂直,则a 等于( )A .2B .1C .0D .-110.已知等腰直角三角形ABC 的斜边所在的直线是3x -y +2=0,直角顶点是C (3,-2),则两条直角边AC ,BC 的方程是( )A .3x -y +5=0,x +2y -7=0B .2x +y -4=0,x -2y -7=0C .2x -y +4=0,2x +y -7=0D .3x -2y -2=0,2x -y +2=0 11.设点A (2,-3),B (-3,-2),直线l 过点P (1,1)且与线段AB 相交,则l 的斜率k 的取值范围是( )A .k ≥34或k ≤-4B .-4≤k ≤34C .-34≤k ≤4 D .以上都不对12.在坐标平面内,与点A (1,2)距离为1,且与点B (3,1)距离为2的直线共有( )A .1条B .2条C .3条D .4条二、填空题(本大题共4个小题,每小题5分,共20分,把正确答案填在题中横线上)13.已知点A (-1,2),B (-4,6),则|AB |等于________. 14.平行直线l 1:x -y +1=0与l 2:3x -3y +1=0的距离等于________.15.若直线l 经过点P (2,3)且与两坐标轴围成一个等腰直角三角形,则直线l 的方程为________或________.16.(2009·高考全国卷Ⅰ)若直线m 被两平行线l 1:x -y +1=0与l 2:x -y +3=0所截得的线段的长为22,则m 的倾斜角可以是①15° ②30° ③45° ④60° ⑤75°,其中正确答案的序号是________.(写出所有正确答案的序号)三、解答题(本大题共6个大题,共70分,解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤)17.(本小题满分10分)求经过点A (-2,3),B (4,-1)的直线的两点式方程,并把它化成点斜式,斜截式和截距式.18.(12分)(1)当a为何值时,直线l1:y=-x+2a与直线l2:y =(a2-2)x+2平行?(2)当a为何值时,直线l1:y=(2a-1)x+3与直线l2:y=4x-3垂直?19.(本小题满分12分)在△ABC中,已知点A(5,-2),B(7,3),且边AC的中点M在y轴上,边BC的中点N在x轴上,求:(1)顶点C的坐标;(2)直线MN的方程.20.(本小题满分12分)过点P(3,0)作一直线,使它夹在两直线l1:2x-y-2=0和l2:x+y+3=0之间的线段AB恰被P点平分,求此直线方程.21.(本小题满分12分)已知△ABC的三个顶点A(4,-6),B(-4,0),C(-1,4),求(1)AC边上的高BD所在直线方程;(2)BC边的垂直平分线EF所在直线方程;(3)AB边的中线的方程.22.(本小题满分12分)当m为何值时,直线(2m2+m-3)x+(m2-m)y=4m-1.(1)倾斜角为45°;(2)在x轴上的截距为1.第三章综合检测题详解答案1[答案] A[解析] 斜率k =(2+3)-24-1=33,∴倾斜角为30°.[解析] 由条件知k BC =k AC , ∴b -11-2-8=11-18-3,∴b =-9. 2[答案] D 3[答案] C[解析] 由直线方程的点斜式得y -2=tan30°(x -1), 整理得3x -3y +6-3=0. 4[答案] A[解析] ∵A 1B 2-A 2B 1=3×3-1×(-2)=11≠0, ∴这两条直线相交. 5[答案] A[解析] 直线变形为m (x +2)-(y -1)=0,故无论m 取何值,点(-2,1)都在此直线上,∴选A. 6[答案] A[解析] ∵ab <0,bc <0,∴a ,b ,c 均不为零,在直线方程ax +by+c =0中,令x =0得,y =-c b >0,令y =0得x =-ca ,∵ab <0,bc <0,∴ab 2c >0,∴ac >0,∴-c a <0,∴直线通过第一、二、三象限,故选A.7[答案] B[解析] 直线方程y =-3x 化为一般式3x +y =0, 则d =23+52. 8[答案] C[解析] 直线y =-2x +3的斜率为-2,则所求直线斜率k =-2,直线方程y =3x +4中,令y =0,则x =-43,即所求直线与x 轴交点坐标为(-43,0).故所求直线方程为y =-2(x +43),即y =-2x -83.9[答案] D[解析] ∵两直线互相垂直,∴a ·(a +2)=-1, ∴a 2+2a +1=0,∴a =-1. 10[答案] B[解析] ∵两条直角边互相垂直,∴其斜率k 1,k 2应满足k 1k 2=-1,排除A 、C 、D ,故选B. 11[答案] A[解析] k P A =-4,k PB =34,画图观察可知k ≥34或k ≤-4.12[答案] B[解析] 由平面几何知,与A 距离为1的点的轨迹是以A 为圆心,以1为半径的⊙A ,与B 距离为2的点的轨迹是半径为2的⊙B ,显然⊙A 和⊙B 相交,符合条件的直线为它们的公切线有2条. 13[答案] 5[解析] |AB |=(-1+4)2+(2-6)2=5.14[答案] 23[解析] 直线l 2的方程可化为x -y +13=0,则d =|1-13|12+(-1)2=23.15[答案] x +y -5=0 x -y +1=0 [解析]设直线l 的方程为x a +yb =1,则⎩⎪⎨⎪⎧|a |=|b |,2a +3b =1,解得a =5,b =5或a =-1,b =1,即直线l 的方程为x 5+y 5=1或x -1+y1=1,即x +y -5=0或x -y +1=0.16[答案] ①⑤[解析] 两平行线间的距离为 d =|3-1|1+1=2,由图知直线m 与l 1的夹角为30°,l 1的倾斜角为45°,所以直线m 的倾斜角等于30°+45°=75°或45°-30°=15°.[点评] 本题考查直线的斜率、直线的倾斜角、两条平行线间的距离,考查数形结合的思想.是高考在直线知识命题中不多见的较为复杂的题目,但是只要基础扎实、方法灵活、思想深刻,这一问题还是不难解决的.所以在学习中知识是基础、方法是骨架、思想是灵魂,只有以思想方法统领知识才能在考试中以不变应万变.17[解析] 过AB 两点的直线方程是y +13+1=x -4-2-4. 点斜式为:y +1=-23(x -4)斜截式为:y =-23x +53截距式为:x 52+y53=1.18[解析] (1)直线l 1的斜率k 1=-1,直线l 2的斜率k 2=a 2-2,因为l 1∥l 2,所以a 2-2=-1且2a ≠2,解得:a =-1.所以当a =-1时,直线l 1:y =-x +2a 与直线l 2:y =(a 2-2)x +2平行.(2)直线l 1的斜率k 1=2a -1,l 2的斜率k 2=4,因为l 1⊥l 2,所以k 1k 2=-1,即4(2a -1)=-1,解得a =38.所以当a =38时,直线l 1:y=(2a -1)x +3与直线l 2:y =4x -3垂直.19[解析] (1)设C (x ,y ),由AC 的中点M 在y 轴上得,x +52=0,解得x =-5.由BC 中点N 在x 轴上,得3+y2=0, ∴y =-3,∴C (-5,-3)(2)由A 、C 两点坐标得M (0,-52).由B 、C 两点坐标得N (1,0).∴直线MN 的方程为x +y-52=1.即5x -2y -5=0.20[解析] 设点A 的坐标为(x 1,y 1),因为点P 是AB 中点,则点B 坐标为(6-x 1,-y 1),因为点A 、B 分别在直线l 1和l 2上,有⎩⎨⎧2x 1-y 1-2=06-x 1-y 1+3=0解得⎩⎪⎨⎪⎧x 1=113y 1=163由两点式求得直线方程为8x -y -24=0.21[解析] (1)直线AC 的斜率k AC =-6-44-(-1)=-2即:7x +y +3=0(-1≤x ≤0).∴直线BD 的斜率k BD =12,∴直线BD 的方程为y =12(x +4),即x -2y +4=0(2)直线BC 的斜率k BC =4-0-1-(-4)=43∴EF 的斜率k EF =-34线段BC 的中点坐标为(-52,2)∴EF 的方程为y -2=-34(x +52)即6x +8y -1=0.(3)AB 的中点M (0,-3), ∴直线CM 的方程为:y +34+3=x-1,22[解析] (1)倾斜角为45°,则斜率为1.∴-2m 2+m -3m 2-m =1,解得m =-1,m =1(舍去) 直线方程为2x -2y -5=0符合题意,∴m =-1(2)当y =0时,x =4m -12m 2+m -3=1,解得m =-12,或m =2当m =-12,m =2时都符合题意,∴m =-12或2.。
高中数学必修二第三章单元测试题
高中数学必修二第三章单元测试题一选择题1.直线x=1的倾斜角和斜率分别是A.45o,1 B.135o, -1 C.90o, 不存在 D. 45o, 不存在 2.过点(-1,3)且垂直于直线x-2y+3=0的直线方程是 A. 2x+y-1=0 B .2x+y-5=0 C. x+2y-5=0 D .x-2y+7=03.下列直线中与直线y+1=23x 平行的直线是 A. 2x-3y+m=0(m ≠-3) B. 2x-3y+m=0(m ≠1) C.2x+3y+m=0(m ≠-3) D.2x+3y+m=0=0 (m ≠1)4.已知ab<0,bc<0,则直线ax+by=c通过A.第一、二、三象限B.第一、二、四象限C.第一、三、四象限D.第二三四象限5.三条直线:y+2x-4=0, x-y+1=0,与ax+y-2=0共有两个交点,则a=A. 1B. 2C. 1,2D. -1,26.若P(a ,b),Q(c ,d)都在直线y=mx + k 上,则|PQ |用a, c, m 表示为A.(+a c B.|m(a+c)|D.(-a c7.若A(-2,3),B(3,-2),C(12,m)三点共线,则m的值是 A.12 B.-12C.-2 D.2 8.设a,b,k,p分别表示同一条直线在x轴上的截距,在y轴的截距,斜率和原点到直线的距离,则有A.()2222=p 1+a k kB.=b k a C.11+=p a bD.a=-kb 9.直线kx-y+1=3k,无论k为何值,直线过定点A.(0,0) B.(0,1) C.(3,1) D.(2,1) 10.两平行直线3x+y-3=0与6x+my+1=0间的距离是A.411.抛物线y=-2x 上的点到直线4x+3y-8=0距离的最小值是A.43 B.75 G.85D.2 12.点P(4,0)关于直线x-y+2=0的对称点是A.(2,6) B.(2,3) C.(-2,6) D.(-2,3)二、填空题13.直线kx-y=k-1与直线ky=x+2k的交点在第二象限,则k的取值范围是的最小值是15.与直线7x+24y=5平行,并且距离等于3的直线方程是16.若直线与连接点A(-2,3),B(3,2)的线段有交点,则a的范围是三解答题17.已知点P(2,1)在直线y=x及x轴上各找一点A,B,使三点构成的三角形的周长最小18.求经过直线2x+3y-5=0,3x-2y-3=0的交点且与直线2x+y-3=0的直线方程倾斜角的范围20.已知P(2,-1)求(1)过点P且与原点的距离为2的直线方程(2)过点P且与原点的距离最大的直线方程,并求出最大值(3)是否存在过点P且与原点距离为6的直线?若存在求出直线方程,若不存在说明理由参考答案 一选择题1.C 2.A 3.A 4.C 5.C 6.D 7.A 8.A 9.C 10.D 11.A 12.C 二填空题13.0<k<1215.7x+24y+70=0,7x+24y-80=0 16.45--+32⎛⎤⎡⎫∞∞ ⎪⎥⎢⎝⎦⎣⎭U ,, 三解答题17.555,,0443A B ⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭, 18.26x+13y-47=0 19.()3090oo ,20.(1)x-2=0或3x-4y-10=0(3)因为6。
高中人教版数学A版必修2(课时作业与单元测试卷):第三、四章 滚动检测 Word版含解析
C.2 D.1
答案:B
解析:由离为d,则由三角形ABC的面积为1可得1= ×2 ×d,解得d= ,即 = ,解得b=3-a或b=1-a,又因为|OC|= = ,所以a2+(3-a)2= 或a2+(1-a)2= ,整理得4a2-12a+9=0或4a2-4a-7=0,解得a= ,a= + ,a= - ,即a有三个不同的解,所以点C的个数为3.
6.若P(2,-1)为圆(x-1)2+y2=25的弦AB的中点,则直线AB的方程是()
A.x-y-3=0 B.2x+y-3=0
C.x+y-1=0 D.2x-y-5=0
答案:A
解析:圆心为C(1,0),∵AB⊥CP,kCP= =-1,∴kAB=1,且直线AB过点P(2,-1),∴直线方程为x-y-3=0.
答案:3x+y-6=0
解析:设A(m,0),B(0,n).由P(1,3)是AB的中点可得m=2,n=6,即A,B的坐标分别为(2,0),(0,6).
由两点式直接得方程 = ,即3x+y-6=0.
15.已知圆C的方程为x2+y2-2y-3=0,过点P(-1,2)的直线l与圆C交于A,B两点,若使|AB|最小,则直线l的方程是________.
即不论m取什么实数,它恒过两直线2x+y-10=0与x+3y-15=0的交点.两方程联立,解得交点为(3,4).
又有(3-2)2+(4-3)2=2<16,
∴点(3,4)在圆内部,
∴不论m为何实数,直线l与圆恒相交.
(2)解:从(1)的结论和直线l过定点M(3,4)且与过此点的圆C的半径垂直时,l被圆所截的弦长|AB|最短,由垂径定理得
第三、四章滚动检测
班级____姓名____考号____分数____
本试卷满分150分,考试时间120分钟.
高一数学必修2测试题及答案全套
(数学2必修)第一章 空间几何体[基础训练A 组] 一、选择题1.有一个几何体的三视图如下图所示;这个几何体应是一个( )A .棱台B .棱锥C .棱柱D .都不对2.棱长都是1的三棱锥的表面积为( )AB. C. D. 3.长方体的一个顶点上三条棱长分别是3,4,5;且它的8个顶点都在 同一球面上;则这个球的表面积是( )A .25πB .50πC .125πD .都不对 4.正方体的内切球和外接球的半径之比为( )AB2 C.2:D35.在△ABC 中;02, 1.5,120AB BC ABC ==∠=;若使绕直线BC 旋转一周;则所形成的几何体的体积是( )A.92π B. 72π C. 52π D. 32π 6.底面是菱形的棱柱其侧棱垂直于底面;且侧棱长为5;它的对角线的长 分别是9和15;则这个棱柱的侧面积是( ) A .130 B .140 C .150 D .160二、填空题1.一个棱柱至少有 _____个面;面数最少的一个棱锥有 ________个顶点; 顶点最少的一个棱台有 ________条侧棱。
主视图 左视图 俯视图2.若三个球的表面积之比是1:2:3;则它们的体积之比是_____________。
3.正方体1111ABCD A B C D - 中;O 是上底面ABCD 中心;若正方体的棱长为a ; 则三棱锥11O AB D -的体积为_____________。
4.如图;,E F 分别为正方体的面11A ADD 、面11B BCC 的中心;则四边形E BFD 1在该正方体的面上的射影可能是____________。
5.已知一个长方体共一顶点的三个面的面积分别是2、3、6;这个长方体的对角线长是___________;若长方体的共顶点的三个侧面面积分别为3,5,15;则它的体积为___________.三、解答题1.养路处建造圆锥形仓库用于贮藏食盐(供融化高速公路上的积雪之用);已建的仓库的底面直径为12M ;高4M ;养路处拟建一个更大的圆锥形仓库;以存放更多食盐;现有两种方案:一是新建的仓库的底面直径比原来大4M (高不变);二是高度增加4M (底面直径不变)。
人教版高中数学必修2第三章测试
人教版高中数学必修2第三章测试(满分150分)得分率_______%Ⅰ卷(共计76分)一、选择题(每小题5分,共计60分)1、已知点A (1.a )点B (a-1,1),若过A 、B 的直线斜率是-2,则a=( )(A )-1 (B )-2 (C )0 (D )12、若直线AB 与坐标轴的两个借据分别是3和-4,则原点到直线的距离是( )(A )512 (B )511 (C )2 (D )5 3、若直线1l ,2l 关于y 轴对称,则它们的斜率1k ,2k 关系正确的是:( )(A )1k =2k (B )1k ·2k =0 (C )1k +2k =0 (D )1k 2k =-14、第三象限的点A (a ,a-1)到直线01512=+-y x 的距离为1,a=( )(A )-1 (B )-2 (C )2 (D )15、当直线与坐标轴围成面积为2且截距相同时,直线方程是( )(A )02=+-y x (B )01=++y x (C )02=+-y x (D )02=-+y x6、若两直线0=-+c y ax 与02=+-c ay x 相交于点P (1,1),则a+c=( )(A )-4 (B )-3 (C )-5 (D )-27、若正方形ABCD 中点A (1,2),C (-3,4)则BC 直线方程为( )(A )052=+-y x (B )01=-+y x (C )052=--y x (D )052=-+y x8、若直线向左平移1单位,再向上平移1单位,则与原来直线重合,则原直线斜率是( )(A )1 (B )-2 (C )0 (D )-19、若两直线0=-+c y ax 与02)1(=+++c ay x a 互相垂直,则a=( )(A )0 (B )-2 (C )0 或-2 (D )-1或-210、已知线段AB 端点坐标分别是(-3,1),(-1,2),当直线过点(1,1)且与AB 相交时,直线的斜率k 取值范围是( )(A )10≤≤k (B )121≤≤-k (C )10<≤k (D )021≤≤-k 11、若三直线方程分别是,022=--y x ,022=+-y x ,02=++y x ,则它们围成的封闭图形的面积是( )(A )4 (B )6 (C )5 (D )312、定义“最小值函数”:F(x)=min{f(x),g(x),h(x)……},若F(x)=min{x+1,-x+5,-2x+8},则当x 是( )时,F(x)取最大值。
人教版高中数学必修2第三章单元测试(二)- Word版含答案
高中数学高中数学2018-2019学年必修二第三章训练卷直线与方程(二)注意事项:1.答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.选择题的作答:每小题选出答案后,用2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答:用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。
写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后,请将本试题卷和答题卡一并上交。
一、选择题(本大题共12个小题,每小题5分,共60分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)1.已知直线l 错误!未找到引用源。
经过两点()()1,2,2,1P Q -,那么直线l 错误!未找到引用源。
的斜率为( )A .3-B .13-C .13D .32.直线l 过点P (-1,2),倾斜角为45°,则直线l 的方程为( ) A .x -y +1=0 B .x -y -1=0 C .x -y -3=0D .x -y +3=03.如果直线ax +2y +2=0与直线3x -y -2=0平行,则a 的值为( ) A .-3 B .-6C .32D .234.直线2x a -2y b =1在y 轴上的截距为( ) A .|b |B .-b 2C .b 2D .±b5.已知点A (3,2),B (-2,a ),C (8,12)在同一条直线上,则a 的值是( ) A .0B .-4C .-8D .46.如果AB <0,BC <0,那么直线Ax +By +C =0不经过( ) A .第一象限 B .第二象限 C .第三象限 D .第四象限7.已知点A (1,-2),B (m,2),且线段AB 的垂直平分线的方程是x +2y -2=0, 则实数m 的值是( ) A .-2B .-7C .3D .18.经过直线l 1:x -3y +4=0和l 2:2x +y =5=0的交点,并且经过原点的直线方程是( ) A .19x -9y =0 B .9x +19y =0 C .3x +19y =0D .19x -3y =09.已知直线(3k -1)x +(k +2)y -k =0,则当k 变化时,所有直线都通过定点( ) A .(0,0)B .(17,27) C .(27,17) D .(17,114) 10.直线x -2y +1=0关于直线x =1对称的直线方程是( ) A .x +2y -1=0 B .2x +y -1=0 C .2x +y -3=0D .x +2y -3=011.已知直线l 的倾斜角为135°,直线l 1经过点A (3,2),B (a ,-1),且l 1与l 垂直,直线l 2:2x +by +1=0与直线l 1平行,则a +b 等于( ) A .-4B .-2C .0D .212.等腰直角三角形ABC 中,∠C =90°,若点A ,C 的坐标分别为(0,4),(3,3), 则点B 的坐标可能是( ) A .(2,0)或(4,6)B .(2,0)或(6,4)C .(4,6)D .(0,2)二、填空题(本大题共4个小题,每小题5分,共20分,把正确答案填在题中横线上)13.直线l 与直线y =1,x -y -7=0分别交于A ,B 两点,线段AB 的中点为 M (1,-1),则直线l 的斜率为_________.14.点A (3,-4)与点B (5,8)关于直线l 对称,则直线l 的方程为_________.15.若动点A ,B 分别在直线l 1:x +y -7=0和l 2:x +y -5=0上移动,则AB 的中点M 到原点的距离的最小值为_________.16.若直线m 被两平行线l 1:x -y +1=0与l 2:x -y +3=0所截得的线段的长为22,则m 的倾斜角可以是①15°;②30°;③45°;④60°;⑤75°,其中正确答案的序号是_________.(写出所有正确答案的序号)此卷只装订不密封 班级 姓名 准考证号 考场号 座位号三、解答题(本大题共6个大题,共70分,解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤)17.(10分)已知直线l 经过点P (-2,5)且斜率为-34,(1)求直线l 的方程;(2)若直线m 平行于直线l ,且点P 到直线m 的距离为3,求直线m 的方程.18.(12分)求经过两直线3x -2y +1=0和x +3y +4=0的交点,且垂直于直线 x +3y +4=0的直线方程.高中数学高中数学19.(12分)已知A (4,-3),B (2,-1)和直线l :4x +3y -2=0,求一点P , 使|P A |=|PB |,且点P 到直线l 的距离等于2.20.(12分)△ABC 中,A (0,1),AB 边上的高CD 所在直线的方程为x +2y -4=0,AC 边上的中线BE 所在直线的方程为2x +y -3=0. (1)求直线AB 的方程; (2)求直线BC 的方程; (3)求△BDE 的面积.21.(12分)直线过点P (43,2)且与x 轴、y 轴的正半轴分别交于A ,B 两点,O 为坐标原点,是否存在这样的直线同时满足下列条件: (1)△AOB 的周长为12; (2)△AOB 的面积为6.若存在,求直线的方程;若不存在,请说明理由.22.(12分)在平面直角坐标系中,已知矩形ABCD 的长为2,宽为1,AB ,AD 边分别在x 轴、y 轴的正半轴上,A 点与坐标原点重合,如图,将矩形折叠,使A 点落在线段DC 上.(1)若折痕所在直线的斜率为k ,试求折痕所在直线的方程; (2)当-2+3≤k ≤0时,求折痕长的最大值.高中数学2018-2019学年必修二第三章训练卷直线与方程(二)答案一、选择题(本大题共12个小题,每小题5分,共60分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)1.【答案】C【解析】根据斜率公式可得,直线l错误!未找到引用源。
人教版高中数学必修第二册第三单元《立体几何初步》测试题(答案解析)(1)
一、选择题1.在下列四个正方体中,能得出直线AB 与CD 所成角为90︒的是( )A .B .C .D .2.球面上有,,,A B C D 四个点,若,,AB AC AD 两两垂直,且4AB AC AD ===,则该球的表面积为( )A .803πB .32πC .42πD .48π3.如图,在长方体1111ABCD A B C D -中,13,2,4AA AB AD ===,点M 是棱AD 的中点,点N 在棱1AA 上,且满足12AN NA =,P 是侧面四边形11ADD A 内的一动点(含边界),若1//C P 平面CMN ,则线段1C P 长度的取值范围是( )A .17]B .[2,3]C .6,22]D .[17,5] 4.如图,在棱长为1的正方体1111ABCD A B C D -中,点E ,F 分别是棱BC ,1CC 的中点,P 是侧面11BCC B 内一点,若1//A P 平面AEF ,则线段1A P 长度的取值范围是( )A .[2,3]B .5,22⎡⎤⎢⎥⎣⎦C .325,42⎡⎤⎢⎥⎣⎦D .51,2⎡⎤⎢⎥⎣⎦ 5.如图所示,在棱长为a 的正方体1111ABCD A B C D -中,E 是棱1DD 的中点,F 是侧面11CDD C 上的动点,且1//B F 面1A BE ,则F 在侧面11CDD C 上的轨迹的长度是( )A .aB .2aC .2aD .22a 6.如图,在长方体1111ABCD A B C D -中,若,,,E F G H 分别是棱111111,,,A B BB CC C D 的中点,则必有( )A .1//BD GHB .//BD EFC .平面//EFGH 平面ABCDD .平面//EFGH 平面11A BCD7.菱形ABCD 的边长为3,60B ∠=,沿对角线AC 折成一个四面体,使得平面ACD ⊥平面ABC ,则经过这个四面体所有顶点的球的表面积为( )A .15πB .12πC .8πD .6π8.鲁班锁运用了中国古代建筑中首创的榫卯结构,相传由春秋时代各国工匠鲁班所作,是由六根内部有槽的长方形木条,按横竖立三方向各两根凹凸相对咬合一起,形成的一个内部卯榫的结构体.鲁班锁的种类各式各样,千奇百怪.其中以最常见的六根和九根的鲁班锁最为著名.下图1是经典的六根鲁班锁及六个构件的图片,下图2是其中的一个构件的三视图(图中单位:mm ),则此构件的表面积为( )A .27600mmB .28400mmC .29200mmD .210000mm 9.将表面积为36π的圆锥沿母线将其侧面展开,得到一个圆心角为23π的扇形,则该圆锥的轴截面的面积为( )A .3B .2C .3D .310.在长方体1111ABCD A B C D -中,23AB AD ==12CC =1C BD C --的大小是( )A .30ºB .45ºC .60ºD .90º 11.αβ、是两个不同的平面,m n 、是平面α及β之外的两条不同直线,给出四个论断:①m n ⊥;②αβ⊥;③n β⊥;④.m α⊥以其中三个论断作为条件,余下一个作为结论,其中正确命题的个数是( )A .1个B .2个C .3个D .4个12.已知四棱锥的各个顶点都在同一个球的球面上,且侧棱长都相等,高为4,底面是边长为32 )A .75518πB .62516πC .36πD .34π13.长方体1111ABCD A B C D -的8个顶点都在球O 的表面上,E 为AB 的中点,3CE =,53cos 9ACE ∠=,且四边形11ABB A 为正方形,则球O 的直径为( ) A .4 B 51C .451D .4或514.垂直于同一条直线的两条直线的位置关系是( )A .平行B .相交C .异面D .A 、B 、C 均有可能二、解答题15.如图,在三棱锥V-ABC 中,VC ⊥底面ABC ,AC BC ⊥,D 是棱AB 的中点,且AC BC VC ==.(1)证明:平面VAB ⊥平面VCD ;(2)若22AC =,且棱AB 上有一点E ,使得线VD 与平面VCE 所成角的正弦值为1515,试确定点E 的位置,并求三棱锥C-VDE 的体积. 16.如图所示,在四棱锥P ABCD -中,90CAD ABC ∠=∠=,30BAC ADC ∠=∠=,PA ⊥平面ABCD ,E 为PD 中点,2AC =.(1)求证://AE 平面PBC .(2)若四面体PABC 的体积为33,求PCD 的面积. 17.如图三棱柱111ABC A B C -中,11,,60CA CB AB AA BAA ∠︒===,(1)证明1AB A C ⊥;(2)若16AC =,2ABCB ==,求三棱柱111ABC A B C -的体积S .18.如图甲,平面四边形ABCD 中,已知45A ︒∠=,90︒∠=C ,105ADC ︒∠=,2AB BD ==,现将四边形ABCD 沿BD 折起,使得平面ABD ⊥平面BDC (如图乙),设点E ,F 分别是棱AC ,AD 的中点.(1)求证:DC ⊥平面ABC ;(2)求三棱锥A BEF -的体积.19.如图,在底面半径为2、母线长为4的圆锥中内接一个高为3的圆柱,求圆柱的体积及表面积.20.在四棱锥P ABCD -中,//AD BC ,BC CD ⊥,120ABC ∠=︒,4=AD ,3BC =,=2AB ,3=CD CE ,⊥AP ED .(1)求证:DE ⊥面PEA ;(2)已知点F 为AB 中点,点P 在底面ABCD 上的射影为点Q ,直线AP 与平面ABCD 所成角的余弦值为3,当三棱锥-P QDE 的体积最大时,求异面直线PB 与QF 所成角的余弦值.21.如图,在正三棱柱111ABC A B C -(侧棱垂直于底面,且底面是正三角形)中,16AC CC ==,M 是棱1CC 的中点.(1)求证:平面1AB M ⊥平面11ABB A ;(2)求1A M 与平面1AB M 所成角的正弦值.22.如图,在直三棱柱111ABC A B C -中,1AC CC =,AC BC ⊥,D 为1BC 中点,1AC 与1A C 交于点O .(1)求证://OD 平面111A B C ;(2)求证:平面1AC B ⊥平面1A BC .23.如图,AB 是圆O 的直径,CA 垂直圆O 所在的平面,D 是圆周上一点.(1)求证:平面ADC ⊥平面CDB ;(2)若1AC =,12AD =,BD AD =,求二面角A BC D --的余弦值. 24.如图,四面体ABCD 中,点E ,F 分别为线段AC ,AD 的中点,平面EFNM ⋂平面BCD MN =,90CDA CDB ∠=∠=︒,DH AB ⊥,垂足为H .(1)求证://EF MN ;(2)求证:平面CDH ⊥平面ABC .25.如图,在四棱锥P ABCD -中,PA ⊥平面ABC ,//,90AD BC ABC ︒∠=,2AD =,23AB =,6BC =.(1)求证:平面PBD ⊥平面PAC ;(2)PA 长为何值时,直线PC 与平面PBD 所成角最大?并求此时该角的正弦值. 26.如图所示,在四棱锥P ABCD -中,底面ABCD 是正方形,侧棱PD ⊥底面ABCD ,PD DC =,E 是PC 的中点,过E 点作EF PB ⊥交PB 于点F .求证:(1)//PA 平面EDB ;(2)PB ⊥平面EFD .【参考答案】***试卷处理标记,请不要删除一、选择题1.A解析:A【分析】根据线面垂直的性质以及判定定理判断A ,平移直线结合异面直线的定义,判断BCD.【详解】对于A ,如下图所示,连接,AE GB由于,CD BE CD BG ⊥⊥,根据线面垂直判定定理得CD ⊥平面AEBG ,再由线面垂直的性质得出AB CD ⊥,则A 正确;对于B ,如下图所示,连接,BF AF因为ABF 为正三角形,//CD AF ,所以直线AB 与CD 所成角为60︒,则B 错误; 对于C ,如图所示,连接HD因为在CDH △中,45HDC ∠=︒,//AB HD ,所以直线AB 与CD 所成角为45︒,则C 错误;对于D ,如下图所示,连接GB因为//AG CD ,所以直线AB 与CD 所成角为90GAB ∠≠︒,则D 错误;故选:A【点睛】本题主要考查了求异面直线的夹角,属于中档题.2.D解析:D【分析】分析:首先求得外接球半径,然后求解其表面积即可.详解:由题意可知,该球是一个棱长为4的正方体的外接球,设球的半径为R ,由题意可得:()22222444R =++,据此可得:212R =,外接球的表面积为:2441248S R πππ==⨯=.本题选择D 选项.点睛:与球有关的组合体问题,一种是内切,一种是外接.解题时要认真分析图形,明确切点和接点的位置,确定有关元素间的数量关系,并作出合适的截面图,如球内切于正方体,切点为正方体各个面的中心,正方体的棱长等于球的直径;球外接于正方体,正方体的顶点均在球面上,正方体的体对角线长等于球的直径. 3.C解析:C【分析】首先找出过点1C 且与平面CMN 平行的平面,然后可知点P 的轨迹即为该平面与侧面四边形11ADD A 的交线段,进而可以利用解三角形的知识求出线段1C P 长度的取值范围.【详解】 如图所示:,取11A D 的中点G ,取MD 的中点E ,1A G 的中点F ,1D D 的三等分点H 靠近D ,并连接起来.由题意可知1//C G CM ,//GH MN ,所以平面1//C GH 平面CMN .即当点P 在线段GH 上时,1//C P 平面CMN .在1H C G 中,2212222C G =+=2212222C H =+=22GH =, 所以1H C G 为等边三角形,取GH 的中点O ,1226C O ==故线段1C P 长度的取值范围是6,22].故选:C .【点睛】本题主要考查线面平行,面面平行的判定定理和性质定理的应用,以及解三角形,意在考查学生的逻辑推理能力和数学运算能力,属于中档题.4.C解析:C【分析】分别取111,BB B C 的中点,N M ,可得平面1//A MN 平面AEF ,从而点P 的轨迹为线段MN ,然后计算出线段1A P 的范围.【详解】分别取111,BB B C 的中点,N M ,则1//A M AE ,1A M ⊄平面AEF ,AE ⊂平面AEF ,则1//A M 平面AEF . //EF NM ,MN ⊄平面AEF ,EF ⊂平面AEF ,则//MN 平面AEF又1MN A M M ⋂=,所以平面1//A MN 平面AEF又平面1A MN ⋂面11BCC B MN =所以点P 的轨迹为线段MN当P 为线段MN 的端点M (或N )时,1A P 最长,此时1122111522P M A B A BB A ⎛⎫==+= ⎪⎝⎭当P 为线段MN 的中点时,1A P 最短,此时22111322P A N MN A ⎛⎫=-= ⎪⎝⎭所以325,42AP ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦, 故选:C .【点睛】本题考查利用向量法解决线面平面的探索问题,本题也可以构造面面平面得出动点的轨迹,从而求解,属于中档题.5.D解析:D【分析】解:设G ,H ,I 分别为CD 、1CC 、11C D 边上的中点,证明平面1//A BGE 平面1B HI , 得到1//B F 面1A BE ,则F 落在线段HI 上,求出1122HI CD ==【详解】解:设G ,H ,I 分别为CD 、1CC 、11C D 边上的中点,1//A B EG ,则1A BEG 四点共面,11//,//EG HI B H A E , 平面1//A BGE 平面1B HI ,又1//B F 面1A BE ,F ∴落在线段HI 上,正方体1111ABCD A B C D -中的棱长为a ,1122HI CD a ∴==, 即F 在侧面11CDD C 上的轨迹的长度是22a . 故选:D .【点睛】本题考查利用线面平行求线段长度,找到动点的运动轨迹是解题的关键,属于基础题. 6.D解析:D【分析】根据“过直线外一点有且只有一条直线与已知直线平行”来判断AB 选项的正确性,根据平行直线的性质判断C 选项的正确性,根据面面平行的判定定理判断D 选项的正确性.【详解】选项A:由中位线定理可知:1//GH D C ,因为过直线外一点有且只有一条直线与已知直线平行,所以1,BD GH 不可能互相平行,故A 选项是错误的;选项B: 由中位线定理可知:1//EF A B ,因为过直线外一点有且只有一条直线与已知直线平行,所以,BD EF 不可能互相平行,故B 选项是错误的;选项C: 由中位线定理可知:1//EF A B ,而直线1A B 与平面ABCD 相交,故直线EF 与平面ABCD 也相交,故平面EFGH 与平面ABCD 相交,故C 选项是错误的;选项D:由三角形中位线定理可知:111//,//EF A B EH A D ,EF ⊄平面11A BCD ,1A B ⊂平面11A BCD ,EH ⊄平面11A BCD ,11A D ⊂平面11A BCD ,所以有//EF 平面11A BCD ,//EH 平面11A BCD ,而EF EH E =,因此平面//EFGH 平面11A BCD .所以D 选项正确.故本选:D【点睛】本小题主要考查面面平行的判定定理,考查线线平行的性质,属于中档题.7.A解析:A【分析】首先根据已知条件找到四面体外接球的球心,再求出半径,即可得到球体的表面积.【详解】如图所示,1O ,2O 分别为ABC 和DAC △的外接圆圆心,因为菱形ABCD ,60B ∠=,所以ABC 和DAC △为等边三角形.设E 为AC 的中点,连接DE ,BE ,则DE AC ⊥,BE AC ⊥,又因为平面ACD ⊥平面ABC AC =,所以DE ⊥平面ABC .分别过1O ,2O 作垂直平面ABC 和平面ACD 的直线,则交点O 为四面体ABCD 外接球的球心.因为2233332⎛⎫==-= ⎪⎝⎭EB DE ,四边形12OO EO 为矩形, 所以123==O B DO ,1213===O E O E OO . 所以外接圆半径为()223153=22⎛⎫+⎪ ⎪⎝⎭,表面积为15π. 故选:A【点睛】 本题主要考查四面体外接球的表面积,根据题意确定外接球的球心为解题关键,属于中档题.8.B解析:B【分析】由三视图可知,该构件是长为100,宽为20,高为20的长方体的上面的中间部分去掉一个长为40,宽为20,高为10的小长方体的一个几何体,进而求出表面积即可.【详解】由三视图可知,该构件是长为100,宽为20,高为20的长方体的上面的中间部分去掉一个长为40,宽为20,高为10的小长方体的一个几何体,如下图所示,其表面积为:()210020220202100204010210202840m 0m S =⨯⨯+⨯⨯+⨯-⨯⨯+⨯⨯=.故选:B.【点睛】本题考查几何体的表面积的求法,考查三视图,考查学生的空间想象能力与计算求解能力,属于中档题.9.B解析:B【分析】如图所示,设此圆锥的底面半径为r ,高为h ,母线长为l .可得πr 2+πrl =36π,2πr =l •23π,联立解得:r ,l ,h 22l r =-即可得出该圆锥的轴截面的面积S 12=•2r •h =rh . 【详解】如图所示,设此圆锥的底面半径为r ,高为h ,母线长为l .则πr 2+πrl =36π,化为:r 2+rl =36,2πr =l •23π,可得l =3r . 解得:r =3,l =9,h 22l r =-=2.该圆锥的轴截面的面积S 12=•2r •h =rh =2=2. 故选:B.【点睛】本题考查了圆锥的表面积、弧长的计算公式,考查了推理能力与计算能力,属于中档题. 10.A解析:A【分析】取BD 中点为O ,1CC ⊥平面ABCD ,所以C 即1C 在平面ABCD 上的投影,易知CO BD ⊥,再利用线面垂直证明1BD C O ⊥,得到1COC ∠即二面角1C BD C --,再计算二面角大小即可.【详解】由题意,作出长方体1111ABCD A B C D -的图象,取BD 中点为O ,连接CE 、1C E ,因为1CC ⊥平面ABCD ,所以C 即1C 在平面ABCD 上的投影,又BD ⊂平面ABCD ,所以1CC BD ⊥, 因为23AB AD ==ABCD 是正方形,O 为BD 中点,所以CO BD ⊥,又1CO CC C =,所以BD ⊥平面1COC ,又1C O ⊂平面1COC ,所以1BD C O ⊥,1COC ∠即二面角1C BD C --, 又12CC =()()2223236CO +==所以123tan 36COC ∠==,130COC ∠=.故选:A【点睛】本题主要考查二面角的求法和线面垂直的判定定理和性质,考查学生空间想象能力,属于中档题.11.B解析:B【分析】分别以①②③④作为结论,另外三个作条件,根据线面垂直和面面垂直的判定定理依次判断真假.【详解】若m n ⊥,αβ⊥,n β⊥,则m 与α可能平行可能相交,即①②③不能推出④; 同理①②④不能推出③;若m n ⊥,n β⊥,m α⊥,两个平面的垂线互相垂直则这两个平面垂直,则αβ⊥,即①③④能够推出②;若αβ⊥,n β⊥,m α⊥,两个平面互相垂直,则这两个平面的垂线互相垂直,即m n ⊥,所以②③④能够推出①.所以一共两个命题正确.故选:B【点睛】此题考查空间直线与平面位置关系的辨析,根据选择的条件推出结论,关键在于熟练掌握空间垂直关系的判定和证明.12.B解析:B【分析】如图所示,设四棱锥P ABCD -中,球的半径为R ,底面中心为O '且球心为O ,可得OP ⊥底面ABCD .3AO '=,4PO '=,在Rt AOO ∆'中,利用勾股定理解得R ,即可得出球的表面积.【详解】如图所示,设球的半径为R ,底面中心为O '且球心为O .∵四棱锥P ABCD -中,32AB =, ∴3AO '=.∵4PO '=,∴Rt AOO ∆'中,|4|OO R '=-,222AO AO OO ''=+,∴2223(4)R R =+-,解得258R =, ∴该球的表面积为222562544816R πππ⎛⎫=⨯= ⎪⎝⎭.故选:B .【点睛】本题考查几何体的外接球问题,此类问题常常构造直角三角形利用勾股定理进行求解,属于中等题.13.C解析:C【分析】设2AB x =,则AE x =,29BC x =-,由余弦定理可得222539392393x x x =++-⨯⨯+⨯,求出x ,即可求出球O 的直径. 【详解】 根据题意,长方体内接于球O 内,则球的直径为长方体的体对角线,如图作出长方体1111ABCD A B C D -:设2AB x =,则AE x =,29BC x =-,由余弦定理可得:222539392393x x x =++-⨯+,∴1x =6,∴2AB =,22BC =,球O 的直径为4484++=;或26AB =,3BC =,球O 的直径为2424351++=.故选:C .【点睛】本题考查球的直径的计算方法,考查余弦定理,考查计算能力和分析能力,属于常考题. 14.D解析:D【分析】结合公理及正方体模型可以判断:A ,B ,C 均有可能,可以利用反证法证明结论,也可以从具体的实物模型中去寻找反例证明.【详解】解:如图,在正方体1AC 中,1A A ⊥平面ABCD ,1A AAD ,1A A BC ⊥, 又//AD BC ,∴选项A 有可能; 1A A ⊥平面ABCD ,1A A AD ,1A A AB ⊥,又AD AB A =,∴选项B 有可能;1A A ⊥平面ABCD ,1A A ⊥平面1111D C B A ,AC ⊂平面ABCD ,11A D ⊂平面1111D C B A ,1A A AC ∴⊥,111A A A D ⊥,又AC 与11A D 不在同一平面内,∴选项C 有可能.故选:D .【点睛】本题主要考查了空间中直线与直线之间的位置关系,考查空间想象能力和思维能力,属于中档题.二、解答题15.(1)证明见解析;(2)点E 位于线段AD 的中点或线段BD 22. 【分析】(1)易得CD AB ⊥,再根据VC ⊥底面ABC ,得到 VC AB ⊥,进而AB ⊥平面VCD ,再利用面面垂直的判定定理证明.(2)过点D 在平面ABC 内作DF CE ⊥于F ,DF ⊥平面VCE ,则DVF ∠就是直线VD 与平面VCE 所成的角,在Rt VFD 中,由15sin DF DVF VD ∠==,求得DF ,然后在Rt DCE 中,求出1DE =,然后由三棱锥C-VDE 的体积为13CDE V S VC =⋅⋅求解. 【详解】(1)因为AC BC =,D 是AB 的中点,所以CD AB ⊥.又VC ⊥底面ABC ,AB 平面ABC ,所以VC AB ⊥,而VC CD C ⋂=,所以AB ⊥平面VCD .又AB 平面VAB ,所以平面VAB ⊥平面VCD .(2)过点D 在平面ABC 内作DF CE ⊥于F ,则由题意知DF ⊥平面VCE .,连接VF ,于是DVF ∠就是直线VD 与平面VCE 所成的角.在Rt VFD 中,1515DF VD =. 又因为3VD =55DF =. 在Rt DCE 中,1DE =.故知点E 位于线段AD 的中点或线段BD 的中点,三棱锥C-VDE 的体积为1112221223323CDE S VC ⋅⋅=⨯⨯⨯⨯=. 【点睛】方法点睛:(1)证明平面和平面垂直的方法:①面面垂直的定义;②面面垂直的判定定理(a ⊥β,a ⊂α⇒α⊥β).(2)已知两平面垂直时,一般要用性质定理进行转化,在一个平面内作交线的垂线,转化为线面垂直,然后进一步转化为线线垂直.16.(1)证明见解析;(2)7【分析】(1)取CD 中点F ,连接EF ,AF ,利用面面平行的判定定理证明平面//AEF 平面PBC ,再用面面平行的性质可得//AE 平面PBC ;(2)根据体积求出PA ,过A 作AQ CD ⊥于Q ,连接PQ ,AQ ,求出PQ 和CD 后,根据三角形面积公式可求得结果.【详解】(1)取CD 中点F ,连接EF ,AF ,则//EF PC ,又120BCD AFD ∠=∠=︒,∴//BC AF ,∴平面//AEF 平面PBC ,∴//AE 平面PBC .(2)因为90CAD ABC ∠=∠=,30BAC ADC ∠=∠=,2AC =, 所以1,3BC AB == 由已知得:113323P ABC V AB BC PA -=⋅⋅⋅=,即11331323PA ⨯⨯⨯⨯=, 可得2PA =.过A 作AQ CD ⊥于Q ,连接PQ ,AQ ,∵PA ⊥平面ABCD ,∴PA AQ ⊥,PA CD ⊥,∴CD PQ ⊥,ACD △中,2AC =,90CAD ∠=,30ADC ∠=,∴4CD =,23AD =22334AC AD AQ CD ⋅⨯===, 222237PQ PA AQ =+=+=,∴11742722PCD S PQ CD =⋅=⨯⨯=△. 【点睛】 关键点点睛:掌握面面平行的判定定理和面面平行的性质是解题关键.17.(1)证明见解析;(2)3.【分析】(1)取AB 中点E ,连接11,,CE A B A E ,根据已知条件,利用等腰三角形的性质得到1A E AB ⊥,,CE AB ⊥利用线面垂直的判定定理证得AB ⊥面1,CEA 即可得到1AB A C ⊥ ;(2) 在1CEA 中可以证明1A E CE ⊥,结合1A E AB ⊥,利用线面垂直判定定理得到1A E ⊥平面ABC ,作为三棱柱的高,进而计算体积.【详解】(1)取AB 中点E ,连接11,,CE A B A E ,11,60AB AA BAA ∠︒==,1BAA ∴是等边三角形,1A E AB ∴⊥,CA CB =,,CE AB ∴⊥1,CE A E E ⋂=AB ∴⊥面1,CEA 1AB A C ∴⊥.(2)由于CAB ∆为等边三角形,3CE ∴=1123322S AB CE ⨯⨯⨯=底面积==1CEA 中,3CE =13EA =16AC =1A E CE ∴⊥,结合1A E AB ⊥,又,,AB CE E AB CE ⋂=⊂平面ABC ,1A E ∴⊥平面ABC ,13h A E ∴==3V Sh ==.【点睛】本题考查线面垂直的判定与证明,考查棱柱的体积计算,属基础题,为证明线线垂直,常常先证线面垂直,为证明线面垂直,又常常需要先证明线线垂直,这是线面垂直关系常用的证明与判定方式,要熟练掌握.18.(1)证明见解析;(2. 【分析】(1)在图甲中先证AB BD ⊥,在图乙中由面面垂直的性质定理先证AB CD ⊥,由条件可得DC BC ⊥,进而可判定DC ⊥平面AB C ;(2)利用等体积法进行转化计算即可.【详解】(1)图甲中,∵AB BD =且45A ︒∠=,45ADB ︒∴∠=, ()()180180454590ABD ADB A ︒︒︒︒︒∴∠=-∠+∠=-+=,即AB BD ⊥, 图乙中,∵平面ABD ⊥平面BDC ,且平面ABD 平面BDC BD =,∴AB ⊥平面BDC ,又CD ⊂平面BDC ,∴AB CD ⊥,又90DCB ︒∠=,∴DC BC ⊥,且AB BC B ⋂=,又AB ,BC ⊂平面AB C ,∴DC ⊥平面AB C ;(2)因为点E ,F 分别是棱AC ,AD 的中点,所以//EF DC ,且12EF DC =,所以EF ⊥平面ABC , 由(1)知,AB ⊥平面BDC ,又BC ⊂平面BDC ,所以AB BC ⊥,105ADC ︒∠=,45ADB ︒∠=,1054560CDB ADC ADB ︒︒︒∴∠=∠-∠=-=, 90906030CBD CDB ︒︒︒︒∴∠=-∠=-=,cos3022BC BD ︒∴=⋅=⨯=1sin 30212DC BD ︒=⋅=⨯=,所以12ABC S AB BC =⨯⨯△12ABE ABC S S ==△△1122EF DC ==,所以111332A BEF F ABE ABE V V EF S --==⋅⋅=⋅=△ 【点睛】方法点睛:计算三棱锥体积时,常用等体积法进行转化,具体的方法为:①换顶点,换底面;②换顶点,不换底面;③不换顶点,换底面.19.体积V ;表面积(21π+.【分析】由已知计算出圆柱的底面半径,代入圆柱表面积和体积公式,即可得到答案.【详解】解:设圆柱的底面半径为r ,高为'h ,圆锥的高h ='3h =,1'2h h ∴=,则122r =,1r ∴=. ∴圆柱的体积2V r h π'==;表面积(22221S r rh πππ=+='. 【点睛】本题考查的知识点求圆柱的表面积和体积,其中根据已知条件,求出圆柱的底面半径,是解答本题的关键.20.(1)证明见解析;(2. 【分析】(1)在直角梯形ABCD 中先求出,,CD CE BE ,然后可求得,DE AE ,从而可证明DE AE ⊥,由线面垂直判定定理证明线面垂直;(2)由(1)得面面垂直,知Q 在AE 上,PAQ ∠为直线AP 与平面ABCD 所成的角,cos AQ PAQ AP ∠==AQ x =(0x <≤-P QDE 的体积,由二次函数知识求得最大值,及此时x 的值,得Q 为AE 中点,从而有//FQ BE ,PBE ∠为异面直线PB 与QF 所成角(或补角),由余弦定理可得.【详解】(1)证明://AD BC ,BC CD ⊥,120ABC ∠=︒,4=AD ,3BC =,=2AB ,∴CD ===CD ,∴1CE =,CD =2BE =, 由余弦定理得AE ===又2DE ===,∴222DE AE AD ,∴AD DE ⊥,∵AP DE ⊥,又AP AE A =,AP AE ⊂、平面APE ,∴DE ⊥平面APE .(2)由(1)DE ⊥平面APE .DE ⊂平面ABCD ,∴平面ABCD ⊥平面PAE ,∴Q 点在AE 上,PAQ ∠为直线AP 与平面ABCD 所成的角,cos 3AQ PAQ AP ∠==,设AQ x =(0x <≤PQ =,QE x =,12(23)232QDE S x x =⨯⨯-=-△, 212(23)33P QDE QDE V PQ S x x -=⋅=--△22(3)223x =--+≤,当且仅当3x =时等号成立,则当P QDE V -最大时,3AQ =,∴Q 为AE 中点,∵F 为AB 中点,∴//FQ BC ,∴PBE ∠为异面直线PB 与QF 所成角(或补角),1,3QB QE ==,则由PQ ⊥平面ABCD 得3,7PE PB ==,又2BE =,则2227cos 2PB BE PE PBE PB BE +-∠==⋅, ∴异面直线PB 与QF 所成角的余弦值为714.【点睛】本题考查线面垂直的判定定理,考查直线与平面所成的角,异面直线所成的角,三棱锥的体积等,旨在考查学生的空间想象能力,运算求解能力,逻辑推理能力.属于中档题. 21.(1)证明见解析;(210 【分析】(1)连接1A B 交1AB 于O ,连接MO ,证明1MO AB ⊥,1MO A B ⊥,然后得到MO ⊥平面11ABB A 即可;(2)首先证明1A O ⊥平面1AB M ,然后可得1A MO ∠即为1A M 与平面1AB M 所成的角,然后利用111sin A O MO MA A ∠=算出答案即可. 【详解】(1)证明:连接1A B 交1AB 于O ,连接MO ,易得O 为1A B ,1AB 的中点∵1CC ⊥平面ABC ,AC ⊂平面ABC∴1CC AC ⊥又M 为1CC 中点,16AC CC == ∴223635AM =+=同理可得135B M =∴1MO AB ⊥连接MB ,同理可得135A M BM ==1MO A B ∴⊥又11AB A B O ⋂=,1AB ,1A B ⊂平面11ABB A∴MO ⊥平面11ABB A又MO ⊂平面1AB M∴平面1AB M ⊥平面11ABB A(2)解:易得11A O AB ⊥又由(1)平面1AB M ⊥平面1ABB A平面1AB M 平面111ABB A AB =,1AO ⊂平面11ABB A ∴1A O ⊥平面1AB M∴1A MO ∠即为1A M 与平面1AB M 所成的角在11Rt AA B △中,22111663222AB AO ==+=在1Rt AOM 中,1113210sin 35AO MO A A M ∠=== 故1A M 与平面1AB M 10【点睛】方法点睛:几何法求线面角的步骤:(1)作:作出辅助线,构成三角形;(2)证:利用线面角的定义证明作出的角即为所求角;(3)求:在直角三角形中求解即可. 22.(1)证明见解析;(2)证明见解析.(1)连接1B C ,可知点D 为1B C 的中点,利用中位线的性质可得出11//OD A B ,利用线面平行的判定定理可证得结论成立;(2)证明出四边形11AAC C 为菱形,可得出11AC AC ⊥,证明出BC ⊥平面11AAC C ,可得出1AC BC ⊥,利用线面垂直和面面垂直的判定定理可证得结论成立.【详解】(1)如下图所示,连接1B C ,在三棱柱111ABC A B C -中,11//BB CC 且11BB CC =,则四边形11BB C C 为平行四边形, D 为1BC 的中点,则D 为1B C 的中点,同理可知,点O 为1A C 的中点,11//OD A B ∴, OD ⊄平面111A B C ,11A B ⊂平面111A B C ,因此,//OD 平面111A B C ;(2)在直三棱柱111ABC A B C -中,1CC ⊥平面ABC ,11//AA CC 且11AA CC =, 所以四边形11AAC C 为平行四边形,1AC CC =,所以,平行四边形11AAC C 为菱形,则11AC AC ⊥,1CC ⊥平面ABC ,BC ⊂平面ABC ,1BC CC ∴⊥,BC AC ⊥,1AC CC C =,BC ∴⊥平面11AAC C ,1AC ⊂平面11AAC C ,1AC BC ∴⊥,1AC BC C =,1AC ∴⊥平面1A BC ,1AC ⊂平面1AC B ,因此,平面1AC B ⊥平面1A BC .【点睛】方法点睛:证明面面垂直的常用方法:(1)面面垂直的定义;(2)面面垂直的判定定理.在证明面面垂直时,可假设两个平面垂直成立,利用面面垂直的性质定理转化为线面垂直,即可找到所要证的线面垂直,然后组织论据证明即可.23.(1)证明见解析;(2)105.(1)证明,BD AC BD AD ⊥⊥后得BD ⊥平面ADC ,然后可得面面垂直;(2)连结OD ,作OE BC ⊥于E ,连结DE ,证得OED ∠为二面角A BC D --的平面角,在三角形中可得其余弦值.【详解】证明:(1)∵CA ⊥平面ADB ,BD ⊂平面ADB ,∴CA BD ⊥,.又D 是圆周上一点,AB 是圆O 的直径,DA DB ⊥,又CA ⊂平面CAD ,DA ⊂平面CAD ,ADCA A =,∴BD ⊥平面CAD ,而BD ⊂平面ACD ,∴平面ADC ⊥平面CDB ;(2)连结OD ,作OE BC ⊥于E ,连结DE ,∵CA ⊥平面ADB ,CA ⊂平面ABC ,∵平面ABC ⊥平面ADB ,∵BD AD =,∴⊥OD AB ,又∵OD ⊂平面ADB ,∵平面ABC平面ADB AB =, ∴OD ⊥平面ABC ,∵BC ⊂面ABC ,∴BC OD ⊥.又∵BC OE ⊥,OE DE E =,∴BC ⊥平面ODE ,∴BC DE ⊥,∴OED ∠为二面角A BC D --的平面角.又1AC =,12AD =,BD AD =, ∴2OD =,3OE =,30DE =,所以cos OE OED DE ∠==10所以二面角A BC D --的余弦值为105. 【点睛】方法点睛:本题考查证明面面垂直,求二面角.求二面角的方法:(1)定义法:根据定义作出二面角的平面角(并证明)然后在相应三角形中求角.(2)向量法:建立空间直角坐标系,用二面角的两个面的法向量的夹角与二面角相等或互补计算.24.(1)证明见解析;(2)证明见解析.【分析】本题考查线面平行与线面垂直的判定,难度不大.(1)利用线面平行的判定定理证得//EF 平面BCD ,进而利用线面平行的性质定理证得; (2)利用线面垂直的判定定理证得CD ⊥平面ADB ,进而证得AB ⊥平面CDH ,然后由面面垂直判定定理证得结论.【详解】证明:(1)因为点E 、F 分别为线段AC 、AD 的中点,EF ∴为ACD △的中位线,则//EF CD ,CD ⊂平面BCD ,EF ⊄平面BCD ,//EF ∴平面BCD ,又EF ⊂平面EFNM ,平面EFNM ⋂平面BCD MN =,//EF MN ∴;(2)90CDA CDB ∠=∠=︒,CD DA ∴⊥,CD DB ⊥,DA DB D ⋂=,DA ⊂平面ADB ,DB ⊂平面ADB , CD 平面ADB ,CD AB ∴⊥又DH AB ⊥,DH CD D ⋂=,DC ⊂平面DCH ,DH ⊂平面DCH ,AB ∴⊥平面CDH ,AB ⊂平面ABC ,∴平面CDH ⊥平面ABC.【点睛】要证线线平行,常常先证线面平行,综合利用线面平行的判定与性质进行证明;要证面面垂直,常常先证线面垂直,而要证线面垂直,又常常先证另一个线面垂直.25.(1)证明见解析;(2)PA =PC 与平面PBD 所成角最大,此时该角的正弦值为35. 【分析】 (1)根据已知条件,得到BD PA ⊥,再利用正切函数的性质,求得0030,BAC 60ABD ∠=∠=,得到BD AC ⊥,进而可证得平面PBD ⊥平面PAC ;(2)建立空间坐标系,得到()BD =-,()0,2,DP t =-,()2PC t =-,进而得到平面PBD 的一个法向量为1,3,n ⎛= ⎝⎭,进而可利用向量的公式求解 【详解】(1)∵PA ⊥平面,ABCD BD ⊂平面ABCD ,∴BD PA ⊥,又3tan ,tan 33AD BC ABD BAC AB AB ∠==∠==, ∴0030,BAC 60ABD ∠=∠=,∴090AEB ∠=,即BD AC ⊥(E 为AC 与BD 交点).又PA AC ,∴BD ⊥平面PAC ,又因为BD ⊂平面PBD ,所以,平面PAC ⊥平面PBD(2)如图,以AB 为x 轴,以AD 为y 轴,以AP 为z 轴,建立空间坐标系,如图, 设AP t =,则()()()()23,0,0,23,6,0,0,2,0,0,0,B C D P t ,则()23,2,0BD =-,()0,2,t DP =-,()23,6,PC t =-,设平面PBD 法向量为(),,n x y z =,则00n BD n DP ⎧⋅=⎨⋅=⎩,即232020x y y tz ⎧-+=⎪⎨-+=⎪⎩,取1x =,得平面PBD 的一个法向量为231,3,n t ⎛⎫= ⎪ ⎪⎝⎭, 所以22226333cos ,1214448451PC nPC n PC n t t t t ⋅===++++, 因为22221441445151275t t t t +++=≥,当且仅当23t =时等号成立, 所以5c 33353os ,PC n ≤=,记直线PC 与平面PBD 所成角为θ,则sin cos ,PC n θ=,故3sin 5θ≤,即23t =时,直线PC 与平面PBD 所成角最大,此时该角的正弦值为35. 【点睛】关键点睛:解题关键在于利用定义和正切函数的性质,得到BD ⊥平面PAC ,进而证明平面PAC ⊥平面PBD ;以及建立空间直角坐标系,求出法向量,进行求解直线PC 与平面PBD 所成角的最大值,难度属于中档题26.(1)证明见解析;(2)证明见解析.【分析】(1)连结AC 、BD ,交于点O ,连结OE ,通过//OE PA 即可证明;(2)通过PD BC ⊥, CD BC ⊥可证BC ⊥平面PDC ,即得DE BC ⊥,进而通过DE ⊥平面PBC 得DE PB ⊥,结合EF PB ⊥即证.【详解】证明:(1)连结AC 、BD ,交于点O ,连结OE ,底面ABCD 是正方形,∴O 是AC 中点,点E 是PC 的中点,//OE PA ∴.OE ⊂平面EDB , PA ⊄平面EDB ,∴//PA 平面EDB .(2)PD DC =,点E 是PC 的中点,DE PC ∴⊥.底面ABCD 是正方形,侧棱PD ⊥底面ABCD ,∴PD BC ⊥, CD BC ⊥,且 PD DC D ⋂=,∴BC ⊥平面PDC ,∴DE BC ⊥,又PC BC C ⋂=,∴DE ⊥平面PBC ,∴DE PB ⊥,EF PB ⊥,EF DE E ⋂=,PB ∴⊥平面EFD .【点睛】本题考查线面平行和线面垂直的证明,属于基础题.。
人教版必修二数学第三章测试题及答案解析
第三章直线与方程一.选择题1.下列直线中与直线x-2y+1=0平行的一条是().A.2x-y+1=0B.2x-4y+2=0C.2x+4y+1=0D.2x-4y+1=02.已知两点A(2,m)与点B(m,1)之间的距离等于13,则实数m=().A.-1B.4C.-1或4D.-4或13.过点M(-2,a)和N(a,4)的直线的斜率为1,则实数a的值为().A.1B.2C.1或4D.1或24.假如AB>0,BC>0,那么直线Ax―By―C=0不经由的象限是().A.第一象限B.第二象限C.第三象限D.第四象限5.已知等边△ABC的两个极点A(0,0),B(4,0),且第三个极点在第四象限,则BC边地点的直线方程是().A.y=-3x B.y=-3(x-4)C.y=3(x-4)D.y=3(x+4)6.直线l:mx-m2y-1=0经由点P(2,1),则竖直角与直线l 的竖直角互为补角的一条直线方程是().A.x―y―1=0B.2x―y―3=0C.x+y-3=0D.x+2y-4=07.点P(1,2)关于x轴和y轴的对称的点依次是().A .(2,1),(-1,-2)B .(-1,2),(1,-2)C .(1,-2),(-1,2)D .(-1,-2),(2,1)8.已知两条平行直线l 1 : 3x +4y +5=0,l 2 : 6x +by +c =0间的距离为3,则b +c =().A .-12B .48C .36D .-12或489.过点P (1,2),且与原点距离最大的直线方程是(). A .x +2y -5=0B .2x +y -4=0 C .x +3y -7=0D .3x +y -5=010.a ,b 知足a +2b =1,则直线ax +3y +b =0必过定点().A .⎪⎭⎫ ⎝⎛21 ,61 -B .⎪⎭⎫ ⎝⎛61 - ,21C .⎪⎭⎫ ⎝⎛61 ,21D .⎪⎭⎫ ⎝⎛21 - ,61二.填空题11.已知直线AB 与直线AC 有雷同的斜率,且A (1,0),B (2,a ),C (a ,1),则实数a 的值是____________.12.已知直线x -2y +2k =0与两坐标轴所围成的三角形的面积不大于1,则实数k 的取值规模是____________.13.已知点(a ,2)(a >0)到直线x -y +3=0的距离为1,则a 的值为________.14.已知直线ax +y +a +2=0恒经由一个定点,则过这必定点和原点的直线方程是 ____________________.15.已知实数x ,y 知足5x +12y =60,则22 + y x 的最小值等于____________.三.解答题16.求斜率为43,且与坐标轴所围成的三角形的周长是12的直线方程.17.过点P (1,2)的直线l 被两平行线l 1 : 4x +3y +1=0与l 2 : 4x +3y +6=0截得的线段长|AB |=2,求直线l 的方程.18.已知方程(m 2―2m ―3)x +(2m 2+m -1)y +6-2m =0(m ∈R ).(1)求该方程暗示一条直线的前提;(2)当m 为何实数时,方程暗示的直线斜率不消失?求出这时的直线方程;(3)已知方程暗示的直线l 在x 轴上的截距为-3,求实数m 的值;(4)若方程暗示的直线l 的竖直角是45°,求实数m 的值. 19.△ABC 中,已知C (2,5),角A 的等分线地点的直线方程是y =x ,BC 边上高线地点的直线方程是y =2x -1,试求极点B 的坐标.参考答案一.选择题 1.D解析:应用A 1B 2-A 2B 1=0来断定,消除A,C,而B 中直线与已知直线重合.2.C解析:因为|AB |=1 - + - 222)()(m m =13,所以2m 2-6m +5=13.解得m =-1或m =4. 3.A解析:依前提有2 + - 4a a =1,由此解得a =1.4.B解析:因为B ≠0,所以直线方程为y =B A x -BC ,依前提B A>0,BC >0.即直线的斜率为正值,纵截距为负值,所以直线不过第二象限.5.C解析:因为△ABC 是等边三角形,所以BC 边地点的直线过点B ,且竖直角为3π,所以BC 边地点的直线方程为y =3(x -4).6.C解析:由点P 在l 上得2m ―m 2―1=0,所以m =1.即l 的方程为x ―y ―1=0.所以所求直线的斜率为-1,显然x +y -3=0知足请求. 7.C解析:因为点(x ,y )关于x 轴和y 轴的对称点依次是(x ,-y )和(-x ,y ),所以P (1,2)关于x 轴和y 轴的对称的点依次是(1,-2)和(-1,2).8.D解析:将l 1 : 3x +4y +5=0改写为6x +8y +10=0, 因为两条直线平行,所以b =8.由228 + 6 - 10c=3,解得c =-20或c =40.所以b +c =-12或48.9.A解析:设原点为O ,依前提只需求经由点P 且与直线OP 垂直的直线方程,因为k OP =2,所以所求直线的斜率为-21,且过点P .所以知足前提的直线方程为y -2=-21(x -1),即x +2y -5=0.10.B解析:办法1:因为a +2b =1,所以a =1-2b . 所以直线ax +3y +b =0化为(1-2b )x +3y +b =0. 整顿得(1-2x )b +(x +3y )=0. 所以当x =21,y =-61时上式恒成立.所以直线ax +3y +b =0过定点⎪⎭⎫ ⎝⎛ 61 ,-21. 办法2:由a +2b =1得a -1+2b =0.进一步变形为a ×21+3×⎪⎭⎫⎝⎛61 -+b =0.这解释直线方程ax +3y +b =0当x =21,y =-61时恒成立.所以直线ax +3y +b =0过定点⎪⎭⎫ ⎝⎛ 61 ,-21. 二.填空题11.251±.解析:由已知得1 - 20- a =1 - 0 - 1a ,所以a 2―a ―1=0.解得a =251±.12.-1≤k ≤1且k ≠0.解析:依前提得21·|2k |·|k |≤1,个中k ≠0(不然三角形不消失).解得-1≤k ≤1且k ≠0. 13.2-1.解析:依前提有221 + 13+ 2 - a =1.解得a =2-1,a =-2-1(舍去).14.y =2x .解析:已知直线变形为y +2=-a (x +1),所以直线恒过点(―1,―2).故所求的直线方程是y +2=2(x +1),即y =2x .15.1360.解析:因为实数x ,y 知足5x +12y =60, 所以22 + y x 暗示原点到直线5x +12y =60上点的距离. 所以22 + y x 的最小值暗示原点到直线5x +12y =60的距离.轻易盘算d =144 + 2560=1360.即所求22 + yx 的最小值为1360.三.解答题16.解:设所求直线的方程为y =43x +b ,令x =0,得y =b ,所以直线与y 轴的交点为(0,b ); 令y =0,得x =-34b ,所以直线与x轴的交点为⎪⎭⎫⎝⎛0 ,34 -b .由已知,得|b |+b 34 -+2234 - + ⎪⎭⎫ ⎝⎛b b =12,解得b =±3. 故所求的直线方程是y =43x ±3,即3x -4y ±12=0.17.解:当直线l 的方程为x =1时,可验证不相符题意,故设l 的方程为y -2=k (x -1),由⎩⎨⎧0= 1 + 3 + 4 - 2 + = y x x y k k 解得A⎪⎭⎫⎝⎛4 + 38 + 5 - ,4 + 37 - 3k k k k ; 由⎩⎨⎧0 = 6 + 3 + 4 - 2 + = y x x y kk 解得B ⎪⎭⎫⎝⎛4 + 301 - 8 ,4 + 321 - 3k k k k . 因为|AB |=2,所以4 + 35+ 4 + 3522⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛k k k =2.整顿得7k 2-48k -7=0.解得k 1=7或k 2=-71.故所求的直线方程为x +7y -15=0或7x ―y ―5=0.18.解:(1)当x ,y 的系数不合时为零时,方程暗示一条直线, 令m 2―2m ―3=0,解得m =-1,m =3; 令2m 2+m -1=0,解得m =-1,m =21.所以方程暗示一条直线的前提是m ∈R ,且m ≠-1.(2)由(1)易知,当m =21时,方程暗示的直线的斜率不消失,此时的方程为x =34,它暗示一条垂直于x 轴的直线.(3)依题意,有3 - 2 - 6-22m m m =-3,所以3m 2-4m -15=0.所以m =3,或m =-35,由(1)知所求m =-35.(4)因为直线l 的竖直角是45º,所以斜率为1.故由-1 - + 23 - 2 - 22m m m m =1,解得m =34或m =-1(舍去).所以直线l 的竖直角为45°时,m =34.19.解:依前提,由⎩⎨⎧xy x y =1 - 2 = 解得A (1,1).因为角A 的等分线地点的直线方程是y =x ,所以点C (2,5)关于y =x 的对称点C'(5,2)在AB 边地点的直线上.AB 边地点的直线方程为y -1=1 - 51- 2(x -1),整顿得x -4y +3=0.又BC 边上高线地点的直线方程是y =2x -1,所以BC 边地点的直线的斜率为-21.BC 边地点的直线的方程是y =―21(x -2)+5,整顿得x +2y -12=0.联立x -4y +3=0与x +2y -12=0,解得B ⎪⎭⎫ ⎝⎛25 ,7.(第19题)。
高一数学必修2第三章单元测试题AqPMKA
第三章 直线与方程(时间:45分钟,满分:100分)一、选择题(本大题共10小题,每小题5分,共50分) 1、若A(-2,3),B(3,-2),C(21,m)三点共线,则m为( ) A、21 B、21- C、-2 D、22.如果直线0121=+-ay x l :与直线07642=-+y x l :平行,则a 的值为 ( ) A .3 B .-3 C . 5 D .0 3.过点(1,3)-且平行于直线032=+-y x 的直线方程为( )A .072=+-y xB .012=-+y xC .250x y --=D .052=-+y x 4、若点P(x 0,y 0)在直线Ax+By+C =0上,则直线方程可表示为( ) A 、A(x-x 0)+B(y-y 0)=0 B 、A(x-x 0)-B(y-y 0)=0 C 、B(x-x 0)+A(y-y 0)=0D 、B(x-x 0)-A(y-y 0)=05.与直线01:2=--y m mx l 垂直于点P (2,1)的直线方程是( ) A .012=-+y m mx B .03=++y x C .03=--y x D .03=-+y x 6、若ac >0且bc <0,直线0=++c by ax 不通过( )A 、第三象限B 、第一象限C 、第四象限D 、第二象限 7. 如图1,直线l 1、l 2、l 3的斜率分别为k 1、k 2、k 3, 则必有A. k 3<k 1<k 2B. k 1<k 3<k 2C. k 1<k 2<k 3D. k 3<k 2<k 1 8、若三条直线001,0832=+=--=++ky x y x y x 和相交于一点,则k 的值为( )21.-A 2.-B 2.C 21.D 9、若A 、B 是x 轴上两点,点P 的横坐标是2,且|PA|=|PB|,若直线PA 的方程为 x –y –1=0,则直线PB 的方程是( )A 、2x-y-1=0B 、x+y-3=0C 、2x+y-7=0D 、2x-y-4=010、设两条平行线分别经过点(30),和(04),,它们之间的距离为d ,则( ) A.03d <≤ B.04d << C.05d <≤D.35d ≤≤二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分)11、直线ax-6y-12a =0(a ≠0)在x 轴上的截距是在y 轴上的截距3倍,则a= ___12.过点P(1,2)且在X轴,Y轴上截距相等的直线方程是 . 13.直线5x+12y+3=0与直线10x+24y+5=0的距离是 .14、经过点P (0,-2)作直线m,若直线m 与A (-2,3),B (2,1)的线段总没有公共点,则直线m 斜率的取值范围是 . 三、解答题(本大题共3小题,每小题10分,共30分)15、求经过两条直线04:1=-+y x l 和02:2=+-y x l 的交点,且与直线012=--y x 平行的直线方程;16、已知直线L :y=2x-1,求点P (3 ,4)关于直线L 的对称点。
高一数学必修2测试题及答案全套
数学2(必修)第一章:空间几何体[基础训练A 组] 数学2(必修)第一章:空间几何体[综合训练B 组] 数学2(必修)第一章:空间几何体[提高训练C 组] 数学2(必修)第二章:点直线平面[基础训练A 组] 数学2(必修)第二章:点直线平面[综合训练B 组] 数学2(必修)第二章:点直线平面[提高训练C 组] 数学2(必修)第三章:直线和方程[基础训练A 组] 数学2(必修)第三章:直线和方程[综合训练B 组] 数学2(必修)第三章:直线和方程[提高训练C 组] 数学2(必修)第四章:圆和方程 [基础训练A 组] 数学2(必修)第四章:圆和方程 [综合训练B 组] 数学2(必修)第四章:圆和方程 [提高训练C 组](数学2必修)第一章 空间几何体[基础训练A 组] 一、选择题1.有一个几何体的三视图如下图所示,这个几何体应是一个( )A .棱台B .棱锥C .棱柱D .都不对2.棱长都是1的三棱锥的表面积为( )AB. C. D. 3.长方体的一个顶点上三条棱长分别是3,4,5,且它的8个顶点都在主视图 左视图 俯视图同一球面上,则这个球的表面积是( )A .25πB .50πC .125πD .都不对 4.正方体的内切球和外接球的半径之比为( )A .3:1B .3:2C .2:3D .3:35.在△ABC 中,02, 1.5,120AB BC ABC ==∠=,若使绕直线BC 旋转一周,则所形成的几何体的体积是( )A.92π B. 72π C. 52π D. 32π 6.底面是菱形的棱柱其侧棱垂直于底面,且侧棱长为5,它的对角线的长 分别是9和15,则这个棱柱的侧面积是( ) A .130 B .140 C .150 D .160二、填空题1.一个棱柱至少有 _____个面,面数最少的一个棱锥有 ________个顶点, 顶点最少的一个棱台有 ________条侧棱。
2.若三个球的表面积之比是1:2:3,则它们的体积之比是_____________。
人教版数学高一第三章直线与方程单元测试精选(含答案)3
d
Ax0 By0 C A2 B2
.已知点 P1, P2
到直线 l
的有向距离分别是 d1, d2 ,给出以下命题:
试卷第 6页,总 10页
①若 d1 d2 0 ,则直线 P1P2 与直线 l 平行; ②若 d1 d2 0 ,则直线 P1P2 与直线 l 平行; ③若 d1 d2 0 ,则直线 P1P2 与直线 l 垂直;④若 d1d2 0 ,则直线 P1P2 与直线 l 相交;
25.直线 l1:x+my+6=0 与 l2:(m-2)x+3y+2m=0,若 l1//l2 则 m =__________;
【来源】[中学联盟]山东省栖霞市第一中学 2017-2018 学年高一上学期期末测试数学试 题
【答案】 1 1
26.直线 y= x 关于直线 x=1 对称的直线方程是________;
则 m 的倾斜角可以是:①15°;② 30°;③ 45°;④ 60°;⑤ 75°. 其中正确答案的序号是______.(写出所有正确答案的序号) 【来源】2011 届陕西省师大附中、西工大附中高三第七次联考文数
【答案】①或⑤
30.定义点 P(x0 , y0 ) 到直线 l : Ax By C 0( A2 B 2 0) 的有向距离为
评卷人 得分
二、填空题
22.在四边形 ABCD 中,AB = DC = (1,1),且 BA + BC =
|BA| |BC|
|B3BDD| ,则四边形 ABCD 的面积
为
.
【来源】2015 高考数学(理)一轮配套特训:4-3 平面向量的数量积及应用(带解析)
【答案】 3
23.直线 ax+2y-4=0 与直线 x+y-2=0 互相垂直,那么 a=______________ ;
完整版)高一数学必修2第三章测试题及答案解析
完整版)高一数学必修2第三章测试题及答案解析数学必修二第三章综合检测题一、选择题1.若直线过点 (1,2),(4,2+3),则此直线的倾斜角是()A。
30° B。
45° C。
60° D。
90°2.若三点 A(3,1),B(-2,b),C(8,11)在同一直线上,则实数b 等于()A。
2 B。
3 C。
9 D。
-93.过点 (1,2),且倾斜角为 30°的直线方程是()A。
y+2=(3/2)(x+1) B。
y-2=3(x-1)C。
3x-3y+6-3=0 D。
3x-y+2-3=04.直线 3x-2y+5=0 与直线 x+3y+10=0 的位置关系是()A。
相交 B。
平行 C。
重合 D。
异面5.直线 mx-y+2m+1=0 经过一定点,则该定点的坐标为()A。
(-2,1) B。
(2,1) C。
(1,-2) D。
(1,2)6.已知 ab<0,bc<0,则直线 ax+by+c=0 通过()A。
第一、二、三象限 B。
第一、二、四象限C。
第一、三、四象限 D。
第二、三、四象限7.点 P(2,5) 到直线 y=-3x 的距离 d 等于()A。
(23+5)/2 B。
(-23+5)/2 C。
(-23-5)/2 D。
(22)/38.与直线 y=-2x+3 平行,且与直线 y=3x+4 交于 x 轴上的同一点的直线方程是()A。
y=-2x+4 B。
y=(1/2)x+4C。
y=-2x-(3/2) D。
y=(2/3)x-(3/2)9.两条直线 y=ax-2 与 y=(a+2)x+1 互相垂直,则 a 等于()A。
2 B。
1 C。
-1 D。
-210.已知等腰直角三角形 ABC 的斜边所在的直线是 3x-y+2=0,直角顶点是 C(3,-2),则两条直角边 AC,BC 的方程是()A。
3x-y+5=0.x+2y-7=0 B。
2x+y-4=0.x-2y-7=0C。
2x-y+4=0.2x+y-7=0 D。
高中数学必修2第三章测试(含答案)
第三章测试(时间:120分钟 总分:150分)一、选择题(本大题共12小题,每小题5分,共60分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)1.给出以下命题:①任意一条直线有唯一的倾斜角;②一条直线的倾斜角可以为-30°;③倾斜角为0°的直线只有一条,即x 轴;④按照直线的倾斜角的概念,直线集合与集合{α|0°≤α<180°}建立了一一对应的关系.正确的命题的个数是( )A .1B .2C .3D .4解析:仅有①正确,其它均错. 答案:A2.过点A (4,y ),B (2,-3)的直线的倾斜角为135°,则y 等于( ) A .1 B .-1 C .5D .-5 解析:由题意可知,y +34-2=tan135°=-1,∴y =-5.答案:D3.已知点P (x ,-4)在点A (0,8)和B (-4,0)的连线上,则x 的值为( ) A .2 B .-2 C .-6D .-8解析:由A (0,8)和B (-4,0)得直线AB 的方程为x -4+y8=1,又点(x ,-4)在该直线上,∴x-4+-48=1,∴x =-6. 答案:C4.如果点(5,a )在两条平行直线6x -8y +1=0和3x -4y +5=0之间,则整数a 的值为( )A .5B .4C .-5D .-4解析:由题意可知(5,a )到两平行线间距离之和等于两平行线间的距离,∴|30-8a +1|62+82+|30-8a +10|62+82=|10-1|62+82|31-8a |+|40-8a |=9,把选项代入知,a =4,(a =5舍去).答案:B5.过点(5,2)且在x 轴上的截距是在y 轴上的截距的2倍的直线方程是( ) A .2x +y -12=0B .2x +y -12=0或2x -5y =0C .x -2y -1=0D .x +2y -9=0或2x -5y =0 解析:解法1:验证知,D 为所求.解法2:当直线过原点时,设y =kx ,代入点(5,2)求得k =25,∴y =25x ,即2x -5y =0;当直线不过原点时,可设方程为x 2a +y a =1,代入点(5,2)求得a =92∴方程为x +2y -9=0.故所求方程为x +2y -9=0或2x -5y =0. 答案:D6.直线2x -y +k =0与4x -2y +1=0的位置关系是( ) A .平行 B .不平行C .平行或重合D .既不平行又不重合解析:因为2x -y +k =0与4x -2y +1=0可变形为y =2x +k 和y =2x +12,所以当k =12时,两直线重合;当k ≠12时,两直线平行.故应选C.答案:C7.已知直线y =ax -2和y =(a +2)x +1垂直,则a 等于( ) A .2 B .1 C .0 D .-1 解析:由题意知a (a +2)=-1. 解得a =-1. 答案:D8.已知点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)在斜率为k 的直线上,若|AB |=a ,则|y 2-y 1|等于( ) A .|ak | B .a 1+k 2 C.a 1+k2D.a |k |1+k2解析:设AB 的方程为y =kx +b ,则a =|AB |=(x 2-x 1)2+(y 2-y 1)2=⎝⎛⎭⎫1+1k 2|y 2-y 1|, ∴|y 2-y 1|=a |k |1+k2.答案:D9.如下图,在同一直角坐标系中表示直线y =ax 与y =x +a ,正确的是( )解析:当a >0时,由y =ax 可知,C 、D 错误;又由y =x +a 又知A 、B 也不正确.当a <0时,由y =ax 可知A 、B 错误,又由y =x +a 可知D 也不正确.答案:C10.已知直线l :x sin θ+y cos θ=1,点(1,cos θ)到l 的距离为14,且0≤θ≤π2,则θ等于( )A.π12B.π6 C.π4D.π3解析:由点到直线的距离公式可得|sin θ+cos 2θ-1|sin 2θ+cos 2θ=14,即|sin θ-sin 2θ|=14,经验证知,θ=π6满足题意. 答案:B11.一条线段的长是5,它的一个端点A (2,1),另一个端点B 的横坐标是-1,则B 的纵坐标是( )A .-3B .5C .-3或5D .-5或3解析:设B 的坐标为(-1,y ), 由题意得(-1-2)2+(y -1)2=52, ∴(y -1)2=16,∴y =5或y =-3. 答案:C12.若A (-4,2),B (6,-4),C (12,6),D (2,12),下面四个结论正确的个数是( ) ①AB ∥CD ②AB ⊥AD ③|AC |=|BD | ④AC ⊥BD A .1个 B .2个 C .3个D .4个解析:①k AB =-4-26+4=-35,k CD =12-62-12=-35,∴AB ∥CD .②k AB =-35,k AD =12-22+4=53,∵k AB ·k AD =-1,∴AB ⊥AD .③|AC |=(12+4)2+(6-2)2=272,|BD |=(2-6)2+(12+4)2=272. ∴|AC |=|BD |.④k AC =6-212+4=14,k BD =12+42-6=-4,∵k AC ·k BD =-1,∴AC ⊥BD .综上知,①、②、③、④均正确.故选D. 答案:D二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,满分20分.把答案填在题中横线上) 13.已知A (a,3),B (3,3a +3)两点间的距离是5,则a 的值为________. 解析:(3-a )2+(3a +3-3)2=5, 即(3-a )2+9a 2=25,解得a =-1或85.答案:-1或8514.两条平行直线分别过点A (6,2)和B (-3,-1),各自绕A ,B 旋转.若这两条平行线距离取最大时,两直线方程是________.解析:根据题意,当这两条直线平行旋转到与直线AB 垂直时,距离取得最大值. ∵k AB =13,∴两直线分别为y -2=-3(x -6)和y +1=-3(x +3), 即3x +y -20=0和3x +y +10=0. 答案:3x +y -20=0,3x +y +10=015.已知直线l 1与直线l 2:x -3y +6=0平行,与两坐标轴围成的三角形面积为8,则直线l 1的方程为________.解析:∵l 1与l 2平行,故可设l 1的方程为x -3y +m =0.与两坐标轴的交点(0,m3,(-m,0).由题意可得:12|-m ×m3|=8.∴m =43或m =-4 3. 答案:x -3y ±43=016.设点P 在直线x +3y =0上,且P 到原点的距离与P 到直线x +3y -2=0的距离相等,则点P 坐标是________.解析:∵点P 在直线x +3y =0上,可设P 的坐标为(-3a ,a ). 依题意可得(-3a )2+a 2=|-3a +3a -2|12+32,化简得:10a 2=410∴a =±15. 故P 的坐标为⎝⎛⎭⎫-35,15或⎝⎛⎭⎫35,-15.答案:⎝⎛⎭⎫35,-15或⎝⎛⎭⎫-35,15三、解答题(本大题共6小题,共70分.解答时应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤)17.(10分)已知点A (1,4),B (4,0),在x 轴上的点M 与B 的距离等于点A ,B 之间的距离,求点M 的坐标.解:因为点M 在x 轴上,所以设M (x,0),则 |x -4|=(4-1)2+(0-4)2=5, ∴x =9或x =-1. 所以M (9,0)或(-1,0).18.(12分)直线l 在两坐标轴上的截距相等,且点P (4,3)到直线l 的距离为32,求直线l 的方程.解:(1)当所求直线经过坐标原点时,设其方程为y =kx ,由点到直线的距离公式可得 32=|4k -3|1+k2,解k =-6±3214.故所求直线的方程为y =(-6±3214)x . (2)当直线不经过坐标原点时,设所求直线为x a +ya =1,即x +y -a =0.由题意可得|4+3-a |2=3 2.解a =1或a =13.故所求直线的方程为x +y -1=0或x +y -13=0.综上可知,所求直线的方程为y =⎝⎛⎭⎫-6±3214x 或x +y -1=0或x +y -13=0. 19.(12分)当m 为何值时,直线(2m 2+m -3)x +(m 2-m )y =4m -1. (1)倾斜角为π4;(2)在x 轴上的截距为1. 解:(1)倾斜角为π4,则斜率为1.∴-2m 2+m -3m 2-m =1,解得m =1或m =-1.当m =1时,m 2-m =0,不符合题意.当m =-1时,直线方程为2x -2y -5=0符合题意, ∴m =-1.(2)当y =0时,x =4m -12m 2+m -3=1,解得m =-12或m =2.当m =-12或m =2时都符合题意,∴m =-12或m =2.20.(12分)求经过直线l 1:3x +4y +5=0与l 2:2x -3y -8=0的交点M ,且满足下列条件的直线方程.(1)经过原点;(2)与直线2x +y +5=0平行; (3)与直线2x +y +5=0垂直. 解:由⎩⎪⎨⎪⎧3x +4y +5=02x -3y -8=0得交点M 的坐标为(1,-2).(1)直线过原点,可得直线方程为2x +y =0.(2)直线与2x +y +5=0平行,可设为2x +y +m =0,代入M (1,-2),得m =0, ∴直线方程为2x +y =0. (3)直线与2x +y +5=0垂直, ∴斜率为k =12,又过点M (1,-2),故所求方程为y +2=12(x -1),即x -2y -5=0.21.(12分)已知两条直线l 1:ax -by +4=0,l 2:(a -1)x +y +b =0.求分别满足下列条件的a 和b 的值.(1)求直线l 1过点(-3,-1),并且直线l 1与直线l 2垂直; (2)直线l 1与l 2平行,并且坐标原点到l 1、l 2的距离相等. 解:(1)∵l 1⊥l 2, ∴(a -1)a +(-b )×1=0 即a 2-a -b =0① 又点(-3,-1)在l 1上 ∴-3a +b +4=0②由①②解得a =2,b =2.(2)∵l 1∥l 2,且l 2的斜率为1-a ,∴l 1的斜率也存在,即b ≠0. ∴a b =1-a .∴b =a 1-a (a ≠1), 故l 1、l 2的方程分别可以表示为 l 1:(a -1)x +y +4(a -1)a =0,l 2:(a -1)x +y +a1-a =0.∵原点到l 1和l 2的距离相等. ∴4|a -1a |=|a1-a|, 解得a =2或a =23因此⎩⎪⎨⎪⎧a =2,b =-2,或⎩⎪⎨⎪⎧a =23,b =2.22.(12分)等腰直角三角形斜边所在直线的方程是3x -y =0,一条直角边所在的直线l 的斜率为12,且经过点(4,-2),且此三角形的面积为10,求此直角三角形的直角顶点的坐标.解:设直角顶点为C ,C 到直线y =3x 的距离为d . 则12·d ·2d =10,∴d =10. 又l 的斜率为12,∴l 的方程为y +2=12(x -4),即x -2y -8=0.设l ′是与直线y =3x 平行且距离为10的直线, 则l ′与l 的交点就是C 点, 设l ′的方程是3x -y +m =0, 则|m |10=10,∴m =±10,∴l ′的方程是3x -y ±10=0, 由方程组⎩⎪⎨⎪⎧x -2y -8=0,3x -y -10=0,及⎩⎪⎨⎪⎧x -2y -8=0,3x -y +10=0,得C 点坐标是⎝⎛⎭⎫125,-145或⎝⎛-285,-345.。
第06讲:必修2第三章《直线与方程》单元检测题-高中数学单元检测题及详细解析.doc
必修2第三章《直线与方程》单元检测题本试卷分第I卷(选择题)和第II卷(非选择题)两部分.满分150分.考试时间120分钟.第I卷(选择题共60分)一、选择题(本大题共12个小题,每小题5分,共6()分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)1.若直线过点(1,2), (4,2+萌),则此直线的倾斜角是()A.30°B. 45。
C. 60°D. 90°2.如果直线处+2y+2=0与直线3匕一丿一2=0平行,则系数。
为()3 2A.—3B. —6C. —2D.亍3.下列叙述屮不正确的是()A.若直线的斜率存在,则必有倾斜角与之对应B.每一条直线都有唯一对应的倾斜角C.与坐标轴垂直的直线的倾斜角为0。
或90。
D.若直线的倾斜角为u,则直线的斜率为怡z4.在同一直角坐标系中,表示直线),=做与直线>,=兀+。
的图象(如图所示)正确的是()5.若三点A(3,l), B(—2, b), C(&11)在同一直线上,则实数b等于()A. 2B. 3C. 9D. -96.过点(3, —4)且在两坐标轴上的截距相等的直线的方程是()A.卄),+1=0B.4兀一3)=0C.4x+3y=0D.4兀+3y=0 或x+y+l=07.已知点4(兀,5)关于点(1, y)的对称点为(一2, 一3),则点P(x, y)到原点的距离是()A. 4 B・竝C・飒 D. 08.设点4(2, -3), 3( — 3, -2),直线过P(l,l)且与线段43相交,则/的斜率殳的取值范围是()3 3A. &玄或 4B. —3C. 一3才WRW4 D・以上都不对9.已知直线1\: ov+4y—2=0与直线2x—5y-\~b=0互相垂直,垂足为(1, c),则a + b+c的值为( )A. -4B. 20C. 0D. 2410.如果4(1,3)关于直线/的对称点为B(—5,1),则直线I的方程是()A. 3兀+y+4=0B. x—3y+8 = 0C. x+3y—4=QD. 3x~y+S=011.直线mx+ny+3=0在y轴上截距为一3,而且它的倾斜角是直线伍一y=3也倾斜角的2倍,则( )A. m = _甫,n= 1B. 〃?=—羽,n=~3C. » n =—3D. ~*^3, ~ 112.过点A(0,彳)与B(7,0)的直线厶与过点(2,1),⑶R+1)的直线人和两坐标轴围成的四边形内接于一个圆,则实数£等于()A. —3B. 3C. —6D. 6第II卷(非选择题共90分)二、填空题(本大题共4个小题,每小题5分,共20分,把正确答案填在题中横线上)13.已知厶:2x+my+1 = 0与人:y=3兀一1,若两直线平行,则加的值为____________ .14.若直线加被两平行线厶:x-y+\=0与念x-y+3=0所截得的线段的长为2迈,则加的倾斜角可以是________ •(写出所有正确答案的序号)① 15。
人教版高中数学必修二第三章单元测试(一)Word版含答案
号位座封密号场不考订装号证考准只卷名姓此级班2021-2021 学年必修二第三章训练卷直线与方程〔一〕考前须知:1.答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2 .选择题的作答:每题选出答案后,用2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答:用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。
写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后,请将本试题卷和答题卡一并上交。
一、选择题〔本大题共12 个小题,每题 5 分,共 60 分,在每题给出的四个选项中,只有一项为哪一项符合题目要求的〕1.如图,直线l 1、 l2、 l 3的斜率分别为k1、 k2、 k3,那么必有〔〕A . k1<k3<k2B . k3<k1<k2 C.k1<k2 <k3 D . k3<k2<k12.直线 x+ 2y- 5= 0 与 2x+ 4y+ a=0 之间的距离为5,那么 a 等于〔〕A . 0B .- 20 C.0 或- 20 D . 0 或- 103.假设直线 l1:ax+ 3y+ 1=0 与 l 2:2x+ (a+ 1)y+ 1= 0 互相平行,那么 a 的值是〔〕A .- 3B . 2 C.- 3 或 2 D . 3 或- 24.以下说法正确的选项是〔〕A .经过定点 P0(x0,y0)的直线都可以用方程y- y0= k(x- x0)表示B.经过定点 A(0, b)的直线都可以用方程y=kx+ b 表示C.不经过原点的直线都可以用方程x+y= 1 表示abD.经过任意两个不同的点P1( x1, y1)、 P2(x2, y2)的直线都可以用方程(y- y1)( x2- x1)= (x- x1)(y2- y1)表示5.点 M (4, m)关于点 N(n,- 3)的对称点为 P(6,- 9),那么〔〕A. m=- 3, n= 10 B. m=3, n= 10C. m=- 3, n=5 D. m= 3, n= 56.以 A(1, 3), B(- 5, 1)为端点的线段的垂直平分线方程是〔〕A. 3x- y-8= 0 B. 3x+ y+ 4=0C. 3x- y+ 6= 0 D. 3x+ y+2= 07.过点 M(2, 1)的直线与x 轴, y 轴分别交于P,Q 两点,且 |MP |= |MQ|,那么 l 的方程是〔〕A. x- 2y+3= 0 B. 2x- y- 3=0C. 2x+ y- 5= 0 D. x+ 2y-4= 08.直线 mx- y+ 2m+ 1=0 经过一定点,那么该点的坐标是〔〕A. (- 2, 1) B . (2, 1) C. (1,- 2) D . (1, 2)9.如果 AC<0 且 BC<0,那么直线Ax+By+ C= 0 不通过〔〕A.第一象限 B .第二象限C.第三象限 D .第四象限10.直线 2x+ 3y- 6= 0 关于点 (1,- 1)对称的直线方程是〔〕A. 3x- 2y+2= 0 B. 2x+ 3y+ 7= 0C. 3x- 2y-12= 0 D. 2x+ 3y+8= 011.点 P(a,b)和 Q(b- 1, a+ 1)是关于直线 l 对称的两点,那么直线l 的方程是〔〕A. x+ y= 0 B. x- y= 0C. x+ y- 1=0 D. x- y+ 1= 012.设 x+ 2y= 1, x≥0,y≥0,那么 x2+y2的最小值和最大值分别为〔〕A.1, 1 B . 0,1 C. 0,1D .1, 25 5 5二、填空题〔本大题共 4 个小题,每题 5 分,共 20 分,把正确答案填在题中横线上〕13.不管 a 为何实数,直线(a+ 3)x+ (2a- 1)y+7= 0 恒过第 ________象限.14.原点 O 在直线 l 上的射影为点H(- 2,1),那么直线 l 的方程为 ______________.15.经过点 (- 5, 2)且横、纵截距相等的直线方程是____________________ .16.与直线 3x+ 4y+ 1= 0 平行且在两坐标轴上截距之和为7 的直线18 .(12 分)直线 l 过点 (1,4),且在两坐标轴上的截距的积是18,求此直线的方程.l 的方程为3______________.三、解答题〔本大题共 6 个大题,共70 分,解容许写出文字说明,证明过程或演算步骤〕17. (10 分 )直线2x+ (t- 2)y+ 3- 2t= 0,分别根据以下条件,求t 的值:(1〕过点 (1, 1);(2〕直线在 y 轴上的截距为- 3.19. (12 分 )光线从A( -3, 4)点出发,到x 轴上的点 B 后,被x 轴反射到y 轴上的20.(12 分 )如下图,某县相邻两镇在一平面直角坐标系下的坐标为A(1,2),B(4 ,C 点,又被y 轴反射,这时反射光线恰好过D( -1, 6)点,求直线BC 的方程.0),一条河所在的直线方程为l :x+ 2y- 10= 0,假设在河l 上建一座供水站P,使边之到A, B 两镇的管道最省,那么供水站P 应建在什么地方?21. (12 分 )△ ABC 的顶点 A 为 (3,- 1) ,AB 边上的中线所在直线方程为6x+22 . (12 分 )直线 l 过点 P(3, 1),且被两平行直线l 1: x+ y+ 1= 0 和 l 2: x+ y 10y- 59= 0,∠ B 的平分线所在直线方程为x- 4y+ 10=0,求 BC 边所在直线的方+6=0 截得的线段长度为 5,求直线 l 的方程.程.2021-2021 学年必修二第三章训练卷直线与方程〔一〕答案一、选择题〔本大题共12 个小题,每题 5 分,共 60 分,在每题给出的四个选项中,只有一项为哪一项符合题目要求的〕1.【答案】 A【解析】由于直线 l1向左倾斜,故k10 ,直线 l2与直线 l3均向右倾斜,且l2更接近 y 轴,所以:k10 k3k2,应选 A .2.【答案】 C3.【答案】 A4.【答案】 D【解析】斜率有可能不存在,截距也有可能不存在.应选D.5.【答案】 D【解析】由对称关系 n 4 6, 3m 9,可得 m=3, n= 5.应选 D.2 26.【答案】 B【解析】所求直线过线段 AB 的中点 (- 2, 2),且斜率 k=- 3,可得直线方程为 3x+ y+ 4= 0.应选 B.7.【答案】 D【解析】由题意可知M 为线段 PQ 的中点, Q(0, 2), P(4, 0),可求得直线l 的方程 x+ 2y- 4= 0.应选 D .8.【答案】 A【解析】将原直线化为点斜式方程为y- 1=m(x+ 2),可知不管m 取何值直线必过定点(- 2, 1).应选 A.9.【答案】 C【解析】将原直线方程化为斜截式为y AxC,由AC<0且BC<0,可知AB>0,B B直线斜率为负,截距为正,故不过第三象限.应选C.10.【答案】 D【解析】所求直线与直线平行,且和点(1,- 1)等距,不难求得直线为 2x + 3y+8= 0.应选 D.11.【答案】 D【解析】∵ k PQ=a1b=- 1,∴ k l= 1.显然 x-y= 0 错误,应选 D.b 1 a12.【答案】 A【解析】 x2+ y2为线段 AB 上的点与原点的距离的平方,由数形结合知,1O 到线段 AB 的距离的平方为最小值,即d2=5, |OB|2=1 为最大值.应选 A .二、填空题〔本大题共 4 个小题,每题 5 分,共 20 分,把正确答案填在题中横线上〕13.【答案】二【解析】直线方程可变形为:(3x- y+7) +a(x+ 2y)= 0.3x- y+ 7=0x=- 2由x+ 2y= 0得,y=1.∴直线过定点 ( -2, 1).因此直线必定过第二象限.14.【答案】 2x- y+ 5= 0【解析】所求直线应过点(- 2, 1)且斜率为2,故可求直线为2x- y+5= 0.15.【答案】 y=-2 x 或 x+ y+ 3=05【解析】不能忽略直线过原点的情况.16.【答案】 3x+ 4y- 4= 0【解析】所求直线可设为3x+ 4y+m= 0,再由-m -m=7,可得m=-4.34 3三、解答题〔本大题共 6 个大题,共 70 分,解容许写出文字说明,证明过程或演算步骤〕17.【答案】〔 1〕 3;〔 2〕9.5【解析】〔 1〕代入点 (1, 1) ,得2+( t- 2)+ 3- 2t= 0,那么 t= 3.〔 2〕令 x= 0,得 y=2t3 =- 3,解得 t=9.t 2 518.【答案】 2x+ y- 6= 0 或 8x+ y- 12= 0.【解析】设直线 l 的方程为x+y= 1,那么ab 18 a 3a 31 4 2,解得或a ba1 b 612b b那么直线 l 的方程 2x+y-6 =0或8x+ y- 12=0.19.【答案】 5x- 2y+ 7= 0.【解析】如下图,由题设,点 B 在原点 O 的左侧,根据物理学知识,直线BC一定过(-1,6)关于 y 轴的对称点 (1,6),直线 AB 一定过 (1,6)关于 x 轴的对称点 (1,- 6)且 k AB=k CD,∴k AB= k CD=4 6=-5.∴ AB 方程为 y- 4=-5(x+ 3).3 1 2 2令 y=0,得 x=-7 7. CD 方程为 y- 6=-5( x+1).,∴ B,05 5 2令x=0,得 y=7,∴ C 0,7.2 2 x y∴ BC 的方程为7 + 7 = 1,即 5x- 2y+7= 0.5 220.【答案】见解析.【解析】如下图,过 A 作直线 l 的对称点A′,连接 A′B 交 l 于 P,假设 P′(异于 P)在直线上,那么|AP′|+BP′|=A′P′|+BP′|>|A′B|.因此,供水站只有在P 点处,才能取得最小值,设A′(a, b),那么 AA′的中点在 l 上,且 AA′⊥l ,a 1b 210 0223即2 a2 1解得即 A′(3, 6).a 1b 6a 1 2386x+ y- 24=0,x所以直线 A′B 的方程为6x+ y- 24=0,解方程组得11x+ 2y- 10= 0,36y1138 36 38 36所以 P 点的坐标为11,11.故供水站应建在点P 11,11 处.21.【答案】 2x+ 9y- 65=0.【解析】设 B(4y1-10, y1),由 AB 中点在 6x+ 10y- 59= 0 上,可得: 64 y1 7 y1 12+10 59= , y1= 5,2所以 B(10, 5).设 A 点关于 x- 4y+ 10= 0 的对称点为 A′(x, y′),x 34y 1210那么有 2 ? A′,(1 7),1 1y1x 3 4∵点 A′(1, 7), B(10, 5)在直线 BC 上,∴y5 x10,故 BC: 2x+ 9y- 65= 0.7 5 1 1022.【答案】 x=3 或 y= 1.【解析】假设直线 l 的斜率不存在,那么直线l 的方程为 x= 3,此时与直线l 1, l2的交点分别为 A(3,- 4),B(3,- 9).截得的线段 AB 的长为 |AB |= |- 4+ 9|= 5,符合题意.假设直线 l 的斜率存在,那么设直线l 的方程为 y= k(x- 3)+ 1.3k 2y k x 3 1x3k 2 4k 1解方程组k 1 所以点 A 的坐标为x y 得4k 1 , .1 k 1 k 1y1k3k 7y k x 3 1x3k 7 9k 1解方程组k 1,所以点 B 的坐标为x y得9k 1, .6 k 1 k 1y1k3k 2 3k 24k 1 9k 2因为 |AB|= 5,所以71.k1k1 k1k=251解得 k = 0,即所求直线为 y = 1 .综上所述,所求直线方程为 x = 3 或 y = 1 .。
高中数学 第三章 直线与方程单元质量测评(含解析)新人教A版必修2-新人教A版高一必修2数学试题
第三章 单元质量测评对应学生用书P77 本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,满分150分,考试时间120分钟.第Ⅰ卷(选择题,共60分)一、选择题(本大题共12小题,每小题5分,共60分) 1.斜率为2的直线的倾斜角α所在的X 围是( ) A .0°<α<45° B.45°<α<90° C .90°<α<135° D.135°<α<180° 答案 B解析 ∵k=2>1,即tanα>1,∴45°<α<90°. 2.在x 轴上的截距为2且倾斜角为135°的直线方程为( ) A .y =-x +2 B .y =-x -2 C .y =x +2 D .y =x -2 答案 A解析 由题可知直线方程为y =tan135°·(x-2),即y =-x +2. 3.若三点A(4,3),B(5,a),C(6,b)共线,则下列结论正确的是( ) A .2a -b =3 B .b -a =1 C .a =3,b =5 D .a -2b =3 答案 A解析 由k AB =k AC 可得2a -b =3,故选A .4.若实数m ,n 满足2m -n =1,则直线mx -3y +n =0必过定点( ) A .⎝ ⎛⎭⎪⎫2,13 B .⎝ ⎛⎭⎪⎫-2,13C .⎝ ⎛⎭⎪⎫2,-13D .⎝ ⎛⎭⎪⎫-2,-13答案 D解析 由已知得n =2m -1,代入直线mx -3y +n =0得mx -3y +2m -1=0,即(x +2)m+(-3y -1)=0,由⎩⎪⎨⎪⎧x +2=0,-3y -1=0,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =-2,y =-13,所以此直线必过定点⎝⎛⎭⎪⎫-2,-13,故选D .5.设点A(-2,3),B(3,2),若直线ax +y +2=0与线段AB 没有交点,则a 的取值X 围是( )A .⎝ ⎛⎦⎥⎤-∞,52∪⎣⎢⎡⎭⎪⎫43,+∞ B .⎝ ⎛⎭⎪⎫-43,52C .⎣⎢⎡⎦⎥⎤-52,43 D .⎝ ⎛⎦⎥⎤-∞,-43∪⎣⎢⎡⎭⎪⎫52,+∞ 答案 B解析 直线ax +y +2=0过定点C(0,-2),k AC =-52,k BC =43.由图可知直线与线段没有交点时,斜率-a 的取值X 围为-52<-a <43,解得a∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-43,52.6.和直线5x -4y +1=0关于x 轴对称的直线方程为( ) A .5x +4y +1=0 B .5x +4y -1=0 C .-5x +4y -1=0 D .-5x +4y +1=0 答案 A解析 设所求直线上的任一点为(x′,y′),则此点关于x 轴对称的点的坐标为(x′,-y′).因为点(x′,-y′)在直线5x -4y +1=0上,所以5x′+4y′+1=0,即所求直线方程为5x +4y +1=0.7.已知直线x =2及x =4与函数y =log 2x 图象的交点分别为A ,B ,与函数y =lg x 图象的交点分别为C ,D ,则直线AB 与CD( )A .平行B .垂直C .不确定D .相交 答案 D解析 易知A(2,1),B(4,2),原点O(0,0),∴k OA =k OB =12,∴直线AB 过原点,同理,C(2,lg 2),D(4,2lg 2),k OC =k OD =lg 22≠12,∴直线CD 过原点,且与AB 相交.8.过点M(1,-2)的直线与x 轴、y 轴分别交于P ,Q 两点,若M 恰为线段PQ 的中点,则直线PQ 的方程为 ( )A .2x +y =0B .2x -y -4=0C .x +2y +3=0D .x -2y -5=0 答案 B解析 设P(x 0,0),Q(0,y 0).∵M(1,-2)为线段PQ 的中点,∴x 0=2,y 0=-4,∴直线PQ 的方程为x 2+y-4=1,即2x -y -4=0.故选B .9.若三条直线y =2x ,x +y =3,mx +ny +5=0相交于同一点,则点(m ,n)到原点的距离的最小值为( )A . 5B . 6C .2 3D .2 5 答案 A解析 由⎩⎪⎨⎪⎧y =2x ,x +y =3,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =1,y =2.把(1,2)代入mx +ny +5=0可得m +2n +5=0, ∴m=-5-2n ,∴点(m ,n)到原点的距离d = m 2+n 2=5+2n 2+n 2=5n +22+5≥5,当n =-2时等号成立,此时m =-1.∴点(m ,n)到原点的距离的最小值为5.故选A .10.点F(3m +3,0)到直线3x -3my =0的距离为( ) A . 3 B .3m C .3 D .3m 答案 A解析 由点到直线的距离公式得点F(3m +3,0)到直线3x -3my =0的距离为3·3m +33m +3=3.11.若直线l 经过点A(1,2),且在x 轴上的截距的取值X 围是(-3,3),则其斜率的取值X 围是( )A .⎝⎛⎭⎪⎫-1,15 B .⎝⎛⎭⎪⎫-∞,12∪(1,+∞) C .(-∞,-1)∪⎝ ⎛⎭⎪⎫15,+∞D .(-∞,-1)∪⎝ ⎛⎭⎪⎫12,+∞ 答案 D解析 在平面直角坐标系中作出点A(1,2),B(-3,0),C(3,0),过点A ,B 作直线AB ,过点A ,C 作直线AC ,如图所示,则直线AB 在x 轴上的截距为-3,直线AC 在x 轴上的截距为3.因为k AB =2-01--3=12,k AC =2-01-3=-1,所以直线l 的斜率的取值X 围为(-∞,-1)∪⎝ ⎛⎭⎪⎫12,+∞.12.已知△ABC 的边AB 所在的直线方程是x +y -3=0,边AC 所在的直线方程是x -2y +3=0,边BC 所在的直线方程是2x -y -3=0.若△ABC 夹在两条斜率为1的平行直线之间,则这两条平行直线间的距离的最小值是( )A .355B . 2C .322D . 5答案 B解析 联立直线方程,易得A(1,2),B(2,1).如图所示,当两条平行直线间的距离最小时,两平行直线分别过点A ,B ,又两平行直线的斜率为1,直线AB 的斜率为-1,所以线段AB 的长度就是过A ,B 两点的平行直线间的距离,易得|AB|=2,即两条平行直线间的距离的最小值是2.第Ⅱ卷(非选择题,共90分)二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分)13.已知直线l 的倾斜角是直线y =x +1的倾斜角的2倍,且过定点P(3,3),则直线l 的方程为________.答案 x =3解析 直线y =x +1的斜率为1,倾斜角为45°.直线l 的倾斜角是已知直线y =x +1的倾斜角的2倍,所以直线l 的倾斜角为90°,直线l 的斜率不存在,所以直线l 的方程为x =3.14.直线x 3+y4=t 被两坐标轴截得的线段长度为1,则t =________.答案 ±15解析 直线与x ,y 轴的交点分别为(3t ,0)和(0,4t),所以线段长为3t2+4t2=1,解得t =±15.15.已知点A(2,4),B(6,-4),点P 在直线3x -4y +3=0上,若满足|PA|2+|PB|2=λ的点P 有且仅有1个,则实数λ的值为________.答案 58解析 设点P 的坐标为(a ,b).∵A(2,4),B(6,-4),∴|PA|2+|PB|2=[(a -2)2+(b -4)2]+[(a -6)2+(b +4)2]=λ,即2a 2+2b 2-16a +72=λ.又∵点P 在直线3x -4y +3=0上,∴3a-4b +3=0,∴509b 2-803b +90=λ.又∵满足|PA|2+|PB|2=λ的点P 有且仅有1个,∴Δ=⎝ ⎛⎭⎪⎫-8032-4×509×(90-λ)=0,解得λ=58.16.在平面直角坐标系xOy 中,若直线y =2a 与函数y =|x -a|-1的图象只有一个交点,则a 的值为________.答案 -12解析 因为y =|x -a|-1=⎩⎪⎨⎪⎧x -a -1,x≥a,-x +a -1,x<a ,所以该函数的大致图象如图所示.又直线y =2a 与函数y =|x -a|-1的图象只有一个交点,则2a =-1,即a =-12.三、解答题(本大题共6小题,共70分)17.(本小题满分10分)已知Rt△ABC 的顶点坐标A(-3,0),直角顶点B(-1,-22),顶点C 在x 轴上.(1)求点C 的坐标; (2)求斜边所在直线的方程.解 (1)解法一:依题意,Rt△ABC 的直角顶点坐标为B(-1,-22), ∴AB⊥BC,∴k AB ·k BC =-1.又∵A(-3,0),∴k AB =0+22-3--1=-2,∴k BC =-1k AB =22,∴边BC 所在的直线的方程为y +22=22(x +1),即x -2y -3=0. ∵直线BC 的方程为x -2y -3=0,点C 在x 轴上,由y =0,得x =3,即C(3,0). 解法二:设点C(c ,0),由已知可得k AB ·k BC =-1,即0+22-3--1·0+22c +1=-1,解得c =3,所以点C 的坐标为(3,0). (2)由B 为直角顶点,知AC 为直角三角形ABC 的斜边. ∵A(-3,0),C(3,0),∴斜边所在直线的方程为y =0.18.(本小题满分12分)点M(x 1,y 1)在函数y =-2x +8的图象上,当x 1∈[2,5]时,求y 1+1x 1+1的取值X 围. 解y 1+1x 1+1=y 1--1x 1--1的几何意义是过M(x 1,y 1),N(-1,-1)两点的直线的斜率.点M 在直线y =-2x +8的线段AB 上运动,其中A(2,4),B(5,-2).∵k NA =53,k NB =-16,∴-16≤y 1+1x 1+1≤53,∴y 1+1x 1+1的取值X 围为⎣⎢⎡⎦⎥⎤-16,53. 19.(本小题满分12分)已知直线l 经过直线3x +4y -2=0与直线2x +y +2=0的交点P ,且垂直于直线x -2y -1=0.(1)求直线l 的方程;(2)求直线l 与两坐标轴围成的三角形的面积S .解 (1)联立两直线方程⎩⎪⎨⎪⎧3x +4y -2=0,2x +y +2=0,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =-2,y =2,则两直线的交点为P(-2,2).∵直线x -2y -1=0的斜率为k 1=12,所求直线垂直于直线x -2y -1=0,那么所求直线的斜率k =-112=-2,∴所求直线方程为y -2=-2(x +2),即2x +y +2=0.(2)对于方程2x +y +2=0,令y =0则x =-1,则直线与x 轴交点坐标A(-1,0), 令x =0则y =-2,则直线与y 轴交点坐标B(0,-2), 直线l 与坐标轴围成的三角形为直角三角形AOB , ∴S=12|OA||OB|=12×1×2=1.20.(本小题满分12分)一条光线经过点P(2,3)射在直线l :x +y +1=0上,反射后经过点Q(1,1),求:(1)入射光线所在直线的方程; (2)这条光线从P 到Q 所经路线的长度.解 (1)设点Q′(x′,y′)为点Q 关于直线l 的对称点,QQ′交l 于点M .∵k l =-1,∴k QQ′=1, ∴QQ′所在直线的方程为y -1=1·(x-1), 即x -y =0.由⎩⎪⎨⎪⎧x +y +1=0,x -y =0,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =-12,y =-12,∴交点M ⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,-12,∴⎩⎪⎨⎪⎧1+x′2=-12,1+y′2=-12.解得⎩⎪⎨⎪⎧x′=-2,y′=-2,∴Q′(-2,-2).设入射光线与l 交于点N ,则P ,N ,Q′三点共线, 又∵P(2,3),Q′(-2,-2),∴入射光线所在直线的方程为y --23--2=x --22--2,即5x -4y +2=0.(2)|PN|+|NQ|=|PN|+|NQ′|=|PQ′| =[2--2]2+[3--2]2=41,即这条光线从P 到Q 所经路线的长度为41.21.(本小题满分12分)设直线l 经过点(-1,1),此直线被两平行直线l 1:x +2y -1=0和l 2:x +2y -3=0所截得线段的中点在直线x -y -1=0上,求直线l 的方程.解 设直线x -y -1=0与l 1,l 2的交点分别为C(x C ,y C ),D(x D ,y D ),则⎩⎪⎨⎪⎧x C +2y C -1=0,x C -y C -1=0,解得⎩⎪⎨⎪⎧x C =1,y C =0,∴C(1,0)⎩⎪⎨⎪⎧x D +2y D -3=0,x D -y D -1=0,解得⎩⎪⎨⎪⎧x D =53,y D=23,∴D ⎝ ⎛⎭⎪⎫53,23. 则C ,D 的中点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫43,13, 即直线l 经过点⎝ ⎛⎭⎪⎫43,13. 又直线l 经过点(-1,1),由两点式得直线l 的方程为 y -131-13=x -43-1-43,即2x +7y -5=0. 22.(本小题满分12分)已知三条直线l 1:2x -y +a =0(a >0);l 2:-4x +2y +1=0;l 3:x +y -1=0,且l 1与l 2间的距离是7510.(1)求a 的值;(2)能否找到一点P ,使P 同时满足下列三个条件: ①点P 在第一象限;②点P 到l 1的距离是点P 到l 2的距离的12;③点P 到l 1的距离与点P 到l 3的距离之比是2∶5.若能,求点P 的坐标;若不能,说明理由.解 (1)直线l 2的方程等价于2x -y -12=0,所以两条平行线l 1与l 2间的距离d =⎪⎪⎪⎪⎪⎪a -⎝ ⎛⎭⎪⎫-1222+-12=7510,即⎪⎪⎪⎪⎪⎪a +12=72.又因为a >0,解得a =3.(2)假设存在点P ,设点P(x 0,y 0),若点P 满足条件②,则点P 在与l 1,l 2平行的直线l′:2x -y +c =0上,且|c -3|5=12·⎪⎪⎪⎪⎪⎪c +125,解得c =132或116,所以2x 0-y 0+132=0或2x 0-y 0+116=0.若P 点满足条件③,由点到直线的距离公式, 得|2x 0-y 0+3|5=25·|x 0+y 0-1|2, 即|2x 0-y 0+3|=|x 0+y 0-1|, 所以x 0-2y 0+4=0或3x 0+2=0. 若点P 满足条件①,则3x 0+2=0不合适. 解方程组⎩⎪⎨⎪⎧ 2x 0-y 0+132=0,x 0-2y 0+4=0,得⎩⎪⎨⎪⎧x 0=-3,y 0=12.不符合点P 在第一象限,舍去.解方程组⎩⎪⎨⎪⎧2x 0-y 0+116=0,x 0-2y 0+4=0,得⎩⎪⎨⎪⎧x 0=19,y 0=3718.符合条件①.所以存在点P ⎝ ⎛⎭⎪⎫19,3718同时满足三个条件.。
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第三章 直线与方程
(时间:45分钟,满分:100分)
一、选择题(本大题共10小题,每小题5分,共50分) 1、若A(-2,3),B(3,-2),C(2
1
,m)三点共线,则m为( ) A、2
1 B、2
1- C、-2 D、2
2.如果直线0121=+-ay x l :与直线07642=-+y x l :平行,则a 的值为 ( ) A .3 B .-3 C . 5 D .0 3.过点(1,3)-且平行于直线032=+-y x 的直线方程为( )
A .072=+-y x
B .012=-+y x
C .250x y --=
D .052=-+y x 4、若点P(x 0,y 0)在直线Ax+By+C =0上,则直线方程可表示为( ) A 、A(x-x 0)+B(y-y 0)=0 B 、A(x-x 0)-B(y-y 0)=0 C 、B(x-x 0)+A(y-y 0)=0
D 、B(x-x 0)-A(y-y 0)=0
5.与直线01:2
=--y m mx l 垂直于点P (2,1)的直线方程是( ) A .012=-+y m mx B .03=++y x C .03=--y x D .03=-+y x 6、若ac >0且bc <0,直线0=++c by ax 不通过( )
A 、第三象限
B 、第一象限
C 、第四象限
D 、第二象限 7. 如图1,直线l 1、l 2、l 3的斜率分别为k 1、k 2、k 3, 则必有
A. k 3<k 1<k 2
B. k 1<k 3<k 2
C. k 1<k 2<k 3
D. k 3<k 2<k 1 8、若三条直线001,0832=+=--=++ky x y x y x 和相交于一点,则k 的值为( )
21.-
A 2.-
B 2.
C 2
1.D 9、若A 、B 是x 轴上两点,点P 的横坐标是2,且|PA|=|PB|,若直线PA 的方程为 x –y –1=0,则直线PB 的方程是( )
A 、2x-y-1=0
B 、x+y-3=0
C 、2x+y-7=0
D 、2x-y-4=0
10、设两条平行线分别经过点(30),和(04),,它们之间的距离为d ,则( ) A.03d <≤ B.04d << C.05d <≤
D.35d ≤≤
二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分)
11、直线ax-6y-12a =0(a ≠0)在x 轴上的截距是在y 轴上的截距3倍,则a= ___
12.过点P(1,2)且在X轴,Y轴上截距相等的直线方程是 . 13.直线5x+12y+3=0与直线10x+24y+5=0的距离是 .
14、经过点P (0,-2)作直线m,若直线m 与A (-2,3),B (2,1)的线段总没有公共点,则直线m 斜率的取值范围是 . 三、解答题(本大题共3小题,每小题10分,共30分)
15、求经过两条直线04:1=-+y x l 和02:2=+-y x l 的交点,且与直线012=--y x 平行的直线方程;
16、已知直线L :y=2x-1,求点P (3 ,4)关于直线L 的对称点。
17、某房地产公司要在荒地ABCDE(如图所示)上划出一块长方形地面(不改变方位)建造一幢公寓,问如何设计才能使公寓占地面积最大?并求出最大面积(精确到1m 2
)。
高一数学必修2第三章单元测试题答题卷
班别 座号 姓名 成绩
一、选择题(本大题共10小题,每小题5分,共50分)
二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分)
11、
12、
13、
14、
三、解答题(本大题共3小题,每小题10分,共30分)15.
16、
17、
参考答案一、选择题(本大题共10小题,每小题5分,共50分)
二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分)
11、 -2
12、 x+y-3=0或2x-y=0;
13、
261 14、()2
3
,25-
三、解答题(本大题共3小题,每小题10分,共30分) 15.解:由⎩⎨
⎧=+-=-+0204y x y x ,得⎩⎨⎧==3
1
y x ; (3)
∴1l 与2l 的交点为(1,3)。
…………………………………………………….4 设与直线012=--y x 平行的直线为02=+-c y x ………………6 则032=+-c ,∴c =1。
………………………………………………….8 ∴所求直线方程为012=+-y x 。
…………………………………………10 方法2:∵所求直线的斜率2=k ,且经过点(1,3),……………… ∴求直线的方程为)1(23-=-x y ,………………………………… 即012=+-y x 。
………………………………………
16、解:设P 关于L 的对称点为P ’(a,b )则PP ’的中点在L 上 ,有 1分 4分
又PP ’与L 垂直,又有 7分 解得a=
511, b=5
22
9分 所以P 关于L 的对称点P ’的坐标为(511,5
22
) 10分
17、(5,3
50) 6017m2
责任编辑:贾亦正
12
3224-+⋅=+a
b 123
4
-=⋅--a b。