【2020】人教版最新高中数学选修-练习题及参考答案
人教A版高中数学选修第一册同步练习2.3.4 两条平行线间的距离 B提高练(详细解析版)
2.3.4 两条平行线间的距离 -B 提高练一、选择题1.(2020·江苏省如皋中学高二期中)若两条平行直线()1:200l x y m m -+=>与2:260l x ny +-=之间的距离是则m n +=( )A .3B .17-C .2D .3或17-【正确答案】A【详细解析】由题意直线()1:200l x y m m -+=>与2:260l x ny +-=平行,则两条直线的斜率相等,即4n =-,又直线间的距离为=解得7m =,所以3m n +=.故选:A 2.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( )A .B .C .D .【正确答案】A【详细解析】依题意知AB 的中点M 的集合为与直线l 1:x +y -7=0和l 2:x +y -5=0距离都相等的直线,则M 到原点的距离的最小值为原点到该直线的距离.设点M 所在直线的方程为l :x +y +m =0,=所以|m +7|=|m +5|,所以m =-6,即l :x +y -6=0.根据点到直线的距离公式得M=. 3.(2020·浙江诸暨中学高二月考)已知,,,m n a b R ∈,且满足346,341m n a b +=+=,则的最小值为 ( )AB C .1 D .12【正确答案】C 【详细解析】(),m n 为直线346x y +=上的动点,(),a b 为直线341x y +=上的动点,,显然最小值即两平行线间的距离:d 1==.故选:C 4.(2020浙江南湖嘉兴一中高二期中)设两条直线的方程分别为0x y a ++=,0x y b ++=,已知,a b 是方程20x x c ++=的两个实根,且108c ≤≤,则这两条直线之间的距离的最大值和最小值分别为( )A 3,B 13,C .122,D .23, 【正确答案】C【详细解析】由已知得两条直线的距离是d =因为,a b 是方程20x x c ++=的两个根,所以1,a b ab c +=-=,则||a b -=因为108c ≤≤,所以1||2222a b -,即1222d .故选:C 5.(多选题)(2020江苏江阴三中高二期中)若两条平行直线1l :20x y m -+=与2l :260x ny +-=之间的距离是则m n +的可能值为( )A .3B .17-C .3-D .17 【正确答案】AB【详细解析】由题意,0n ≠,212n -=,所以4n =-,所以2l :2460x y --=,即230x y --=,=解得7m =或13m =-,所以3m n +=或17m n +=-.故选:AB6.(多选题)(2020山东潍坊三中高二月考)两条平行直线l 1,l 2分别过点P (-1,3),Q (2,-1),它们分别绕P ,Q 旋转,但始终保持平行,则l 1,l 2之间的距离可能取值为 ( )A .1B .3C .5D .7【正确答案】ABC【详细解析】当两直线l 1,l 2与直线PQ 垂直时,两平行直线l 1,l 2间的距离最大最大距离为5PQ ==,所以l 1,l 2之间的距离的取值范围是(]0,5. 故正确答案选ABC二、填空题7.(2020·北京东城高二期中)若直线1:l y kx =与直线2:20l x y -+=平行,则k =_____,1l 与2l 之间的距离是____.【正确答案】1;【详细解析】12//l l ,且直线2l 的斜率为1,1k ∴=,则直线1l 的一般方程为0x y -=.所以,直线1l 与2l =8.(2020全国高二课时练)如图,已知直线l 1:x+y -1=0,现将直线l 1向上平移到直线l 2的位置,若l 2,l 1和坐标轴围成的梯形面积为4,l 2的方程为___ _.【正确答案】x+y -3=0.【详细解析】设l 2的方程为y=-x+b(b>1),则图中A(1,0),D(0,1),B(b,0),C(0,b).所以 b.梯形的高h 就是两平行直线l 1与l 2的距离,故(b>1),由梯形面积公式得2=4,所以b 2=9,b=±3.但b>1,所以b=3.从而得到直线l 2的方程是x+y -3=0.9.(2020山西太原五中高二期中)与两条平行线12:3260,:6430l x y l x y +-=+-=等距离的平行线_____.【正确答案】12x+8y -15=0【详细解析】设所求直线方程为320,x y b ++=2:6430l x y +-=化为3320;2x y +-=于是3(6)()2b b--=--,解得15,4b=-则所求直线方程是15320,4x y+-=即128150.x y+-=10.(2020全国高二课时练)若直线m被两平行线l1:x-y+1=0与l2:x-y+3=0所截得的线段的长为,则m的倾斜角可以是________.(写出所有正确正确答案的序号)①15°;②30°;③45°;④60°;⑤75°.【正确答案】①⑤【详细解析】两直线x-y+1=0与x-y+3=0=l1与l2所截的线段长为,故动直线与两直线的夹角应为30°,所以直线m的倾斜角等于30°+45°=75°或45°﹣30°=15°.因此只有①⑤适合.三、解答题11.(2020山东泰安实验中学高二月考)已知三条直线l1:2x-y+a=0(a>0),直线l2:4x-2y-1=0和直线l3:x+y-1=0,且l1和l2.(1)求a的值.(2)能否找到一点P,使得P点同时满足下列三个条件:①P是第一象限的点;②P点到l1的距离是P点到l2的距离的12;③P点到l1的距离与P点到l3若能,求出P点坐标;若不能,请说明理由.【详细解析】(1)l2的方程即为1202x y--=,∴l1和l2的距离=∴1722a+=.∵a>0,∴a=3.(2)设点P(x0,y0),若P点满足条件②,则P点在与l1和l2平行的直线l′:2x-y+c=0上,=即c=132或c=116.∴2x0-y0+132=或2x0-y0+116=.若点P 满足条件③,=, ∴x 0-2y 0+4=0或3x 0+2=0.由P 在第一象限,∴3x 0+2=0不合题意. 联立方程2x 0-y 0+1302=和x 0-2y 0+4=0,解得x 0=-3,y 0=12,应舍去. 由2x 0-y 0+1106=与x 0-2y 0+4=0联立,解得x 0=19,y 0=3718. 所以P(137,918)即为同时满足三个条件的点. 12.(2020华东师范大学第三附属中学高二月考)设直线1:210l x y --=与22:(3)30l m x my m m -++-=. (1)若1l ∥2l ,求1l 、2l 之间的距离;(2)若直线2l 与两坐标轴的正半轴围成的三角形的面积最大,求直线2l 的方程.【详细解析】(1)若l 1∥l 2,则0m ≠, ∴132m m-=-,∴m =6, ∴l 1:x ﹣2y ﹣1=0,l 2:x ﹣2y ﹣6=0∴l 1,l 2之间的距离d == (2)由题意,030m m ⎧⎨-⎩>>,∴0<m <3, 直线l 2与两坐标轴的正半轴围成的三角形的面积S 12=m (3﹣m )2139()228m =--+, ∴m 32=时,S 最大为98,此时直线l 2的方程为2x +2y ﹣3=0.。
新课程人教版高中数学选修2-2课后习题解答(全)(20201130151731)
第一章导数及其应用3. 1变化率与导数练习(P6)在第3 h和5 h时,原油温度的瞬时变化率分别为1和3.它说明在第3 h附近,原油温度大约以1 C/ h的速度下降;在第 5 h时,原油温度大约以 3 C/ h的速率上升.练习(P8)函数h(t )在t - t3附近单调递增,在t~t4附近单调递增.并且,函数h(t )在t4附近比在t3附近增加得慢•[说明:体会“以直代曲”的思想练习(P9)因此,物体在第5 s 时的瞬时速度为10 m / s ,它在第5 s 的动能Ek =—1 3X 102 = 150 J. 2 4、设车轮转动的角度为',时间为t ,则'"kt 2(「0).由题意可知,当 t -0.8时,.-2 '-.所以k ^2^ ,于是'心二"斫t 2 .8 8函数r (V )根据图象,估算出 r (0.6) 0.3, r (1.2) 0.2说明:如果没有信息技术,教师可以将此图直接提供给学生,然后让学生根据导数的几何意 义估算两点处的导数. 习题1.1 A 组(P10 )1、在t 处,虽然W (t ) W (t0 10 2 0),然w W 1(t 0 ^W 1(t^ t )4t W 2 (t 0 r W 2 (t(f t ).所以,企业甲比企业乙治理的效率高 .说明:平均变化率的应用,体会平均变化率的内涵2、h -h(1t )一 h ⑴…St 33,所以, t ; th ⑴二 3.3这说明运动员在t Ms 附近以3.3 m /s 的速度下降3、物体在第 5 s 的瞬时速度就是函数 s (t )在「5时的导数t ) s ( 5i t 10,所以, ts (5) 二 10 .(0 V 5)的图象为-s( 5车轮转动开始后第3.2 s 时的瞬时角速度就是函数 「⑴在t 另.2时的导数A ( 3. 2+U ) &(3幵2) 25- 八一 -t 20,所以 一 (3.2)_ 20..处t 8因此,车轮在开始转动后第3.2 s 时的瞬时角速度为 20 s -1 .说明:第2,3,4题是对了解导数定义及熟悉其符号表示的巩固 5、由图可知,函数f (x)在x - 5处切线的斜率大于零,所以函数在x =.「5附近单调递增.同理可得,函数f ( x)在x - -4,-2,0,2附近分别单调递增,几乎没有变化,单调递减,单调 递减. 说明:“以直代曲”思想的应用6、第一个函数的图象是一条直线,其斜率是一个小于零的常数,因此,其导数 f (x)的图象如图(1)所示;第二个函数的导数 f ( X )恒大于零,并且随着x 的增加,f ( x)的值也在增加;对于第三个函数,当X 小于零时,f ( x)小于零,当x 大于零时,f ( x)大于零,并且随着 x 的增加,f ( x)的值也在增加.以下给出了满足上述条件的导函数图象中的一种说明:由给出的 v( t)的信息获得s(t )的相关信息,并据此画出 s(t )的图象的大致形状.这个说明:本题意在让学生将导数与曲线的切线斜率相联系 习题3.1 B 组(P11)1、高度关于时间的导数刻画的是运动变化的快慢,即速度; 速度变化的快慢,根据物理知识,这个量就是加速度 速度关于时间的导数刻画的是2、过程基于对导数内涵的了解,以及数与形之间的相互转换3、由(1)的题意可知,函数f ( x)的图象在点(1, 5)处的切线斜率为_1,所以此点附近曲线呈下降趋势.首先画出切线的图象,然后再画出此点附近函数的图象点处函数图.同理可得(2)( 3 )某象的大致形状.下面是一种参考答案.1、 f ( x) -2x -7,所以,f (2) 3, f (6) - 5.2、 (1)y 1 - (2) y — 2e x ;xln 2(3) y 二 10 x 4-6x ;(4) y 二-3sin x -1x(5) y 二 _ _ sin ;(6y 「— 13 32心-1习题1.2 A 组(P18)S S(r 阳播;r ) S(r ) r , 所以,S (r )-1、«— •一 nrr A 1A rr2、T h (t) -9.8t 6.5 .十3f ■=1 J 33、 r (V )3 '4 V 24、 (1) y - 3x 21 ;(2) y - i 说明:这是一个综合性问题,包含了对导数内涵、导数几何意义的了解,以及对以直代曲思 想的领悟.本题的答案不唯一. 1 . 2导数的计算 练习(P18)xln 2(3) 4cos x ;nx n=e xIim(2 低 r + A r ) = 2i r .r 0"x n e x;(5)f (x)6y =—x 3cosx _cos x;( 4)sin 2 xy ^99(x 学 1)98 ;-2'x ;(6)e8 2 2x .由 f (x o ) ~ 4 有 4~ 8y 2si n(2 x 5)4 xcos(2x 5)2 2x o ,解得 x o 一 3' 2 .7、 y 1.8、 ( 1)氨气的散发速度 A (t ) ~500 In0.8340.834:(2) A (7) 一 25.5,它表示氨气在第 7天左右时,以25.5克/天的速率减少(3)y -sin x 的导数为y - cos x .就越来越逼近函数y cos x .-0时,x-0.所以函数图象与x轴交于点P(0,0).x,所以y e y所以,曲线在点P处的切线的方程为d (t) - -4sin t .所以,上午6:00时潮水的速度为0.42 m / h ;上午9:00时潮水的速度为0.63 m / h;中午12:00时潮水的速度为1 . 3导数在研究函数中的应用练习(P26)0.83 m/h ;下午6:00时潮水的速度为 1.24 m /h.1、亠44 ,所以*f ( X)-2x1时,函数f ( X)二X21时,函数 f ( X尸X2所以 f (X) -e x 1 .时,函数 f ( x)- -e x时,函数 f ( x)- -e x(1)因为f ( x)_x2— 2x-2 .-2 x 4单调递增;当f (x) 0 ,即x2x 4单调递减.x单调递增;-x单调递减.(2)因为f ( x) v e x x ,当 f (x) 0,即x,所以f ( x)二3 3x2.jf,当 f (x) 0,即x :当 f (x) 0,即x(3)因为f ( x) =3x x3当f (X) 0 ,即一1 X 1时,函数f (x) -3x x3单调递增;3(4)因为f ( x) 一x3一x2…x,所以f ( x) — 3x2一2x 一1.1当f(X)0,即X —•或x . 1时,函数f ( X)- X3 - X2- X单调递增;3当f (x).0,即—1 x 1时,函数f ( x) _ x 3x 2x 单调递减轧_ M w亠 _ _32、 絆- 匕・ ------ ・---- V* a Pi[砾號\: 注:图象形状不唯一.bx c(a - 0),所以 f ( x)- 2ax b .(2) 当 a <0 时,因此函数f ( x) ~2x 3 - 6x 2 7在(0, 2)内是减函数练习(P29)1、X 2 , X 4是函数y 一 f ( x)的极值点,其中x x 2是函数 y — f (x)的极大值点,x " x 4是函数y — f ( x)的极小值点. 2、( 1)因为 f ( x)— 6 x 2 x 2,所以 f ( x) -12x 1 .令 f (x) 12- x-1 £,得 x 尸■ 1 .121当x 严一时,f (x)0, f ( x)单调递增;当x 凉;1时,f (x):0, f ( x)单调递减.12 12所以,当x -r 时,f (x)有极小值,并且极小值为f (r i 6(r)2-”r -.3、因为 f (x)ax 2 (1 )当 a 「0 时,即x —b时,2a即x — 时,f (x) 0, f (x) 0,函数 函数f ( x) = ax 2bx 2f ( x) _ ax bx• c(a - 0)单调递增; c( a 二0)单调递减.f(x) 0 , 函数2f ( x) _ ax bxf (x)0, 4、证明:因为f ( x) 2x 3即x 弓一“b 时, 2a 即x b 时,2a6x 27,所以'f (x)—6x 2c( a-0)单调递增; 函数 2f ( x)ax bxc(a 辱0)单调递减.12x .当 x (0, 2)时,f ( x) £x 2 12 x : 0,12 12 12 12 24 (2) 因为f ( x) — x327x,所以f ( x) — 3x227 .令f (x) 3x2一27 一0,得x 一:3 .下面分两种情况讨论:①当f (;)讥,即x V—3或x --3时;②当f "(x) V 0,即3 V X* 3时.if当x变化时,f (x),f (x)变化情况如下表:因此,当x壬鼻3时,f ( x)有极大值,并且极大值为54 ;当x - 3时,f (x)有极小值,并且极小值为—54 .(3) 因为f ( x) -6 12x x3,所以f ( x) - 12 3x2.令f (x) 12 - 3x2-0,得x -匚2 .下面分两种情况讨论:①当f ( x) ■ 0,即卩2 x :: 2时;②当f(X): 0,即x匚2或x「2时. 当x变化时,f (x), f (x)变化情况如下表:因此,当S2时,f ( x)有极小值,并且极小值为=10 ;当x -2时,f ( x)有极大值,并且极大值为22(4) 因为f ( x)_3x_x3,所以f( x)— 3 3x2.令f (x) 3二3x2二0,得x 1 .下面分两种情况讨论:①当f ( 1)哀・0,即卩彳东<1时;②当f '( x)弋0,即x V F或x洁1时. 当x变化时,f (x),f (x)变化情况如下表:因此,当x二-1时,f ( x)有极小值,并且极小值为"2 ;当x _1时,f (x)有极大值,并且极大值为2练习(P31 )11(1 )在[0, 2]上,当x _ 时,f ( X )_6X 2_X _2有极小值,并且极小值为f ()1212又由于 f (0)冃一2 , f (2)- 20 .因此,函数f ( x) 6x 2x 2在[0, 2]上的最大值是20、最小值是 _49・24(2)在[-4,4]上,当x "=-3时,f (x)x^ - 27x 有极大值,并且极大值为 f ( 3): 当x 二3时,f (x) m x 3- 27 x 有极小值,并且极小值为f ⑶--又由于 f ( V) — 44, f (4)戸—』44.又由于f (丄__,f ⑶_15 .3271 55因此,函数f ( x) -6 12x _x 3在[—,3]上的最大值是 22、最小值是.327在[2,3]上,函数f (x) -3x - x 3无极值. 因为 f (2) - 2,f (3) - 18 .因此,函数f ( x) =3x_x 3在[2,3]上的最大值是 一2、最小值是一18习题1.3 A 组(P31)_ 49 24-54 ; 54 ;二 22 .因此,函数f ( x) - X 3-- 27 x 在卜4,4]上的最大值是 54、最小值是 54 .1,3]上,当x -2时,f ( x)二6 12x _ X 3有极大值,并且极大值为f (2)31 551、( 1)因为f (刈二一2 x 1,所以f ( x)二一2 0 .因此,函数f ( x)二「2x 1是单调递减函数.(2) 因为f ( x) = x cos x ,x (0, —),所以f (x) = 1 sin x 0 ,x (0, —).2 2 因此,函数f ( x) - x cos x在(0, — )上是单调递增函数.2(3) 因为f ( x) 一-2x^4,所以f (x) 2一:0 .因此,函数 f ( x) -2x 4是单调递减函数.(4) 因为f ( x) -2 x3” 4x,所以f ( x)— 6x2 40 .因此,函数f ( x) - 2x3 4x是单调递增函数.2、( 1)因为f ( x)— x2• 2x 4,所以f ( x) —2x 2 .当f (x) 0 ,即x萨一1时,函数f (x)尸x2 1 2x 4单调递增当 f (x) f (x) - x22x i 4单调递减(2)因为f ( x)-2x2 - 3x^3,所以f (x) -4x - 3 .当f (x) 0,即x 3时,函数f ( x) - 2x2 _ 3x 3单调递增4当f (x) 0,即x 3时,函数f ( x) _2x2 3x 3单调递减4(3)因为f ( x)-3x x3,所以f ( x) 3 - 3x2 0 .因此,函数f ( x) _3x x3是单调递增函数.(4)因为f ( x) =x3 +x2 - x,所以f "( x) =3x2±2x -1.1当f (x) 0,即x^»1或x 时,函数f ( x) _ x3 x2一_ x单调递增.31当f (x) 0,即_1 x.:时,函数f ( x)=x3^x2= x单调递减.33、 ( 1)图略. (2)加速度等于0.4、 ( 1 )在X2处,导函数yf ( x)有极大值;(2)在x - X1和x—X4处,导函数y 一f (x)有极小值;(3)在x - X3处,函数y 一 f ( x)有极大值;(4)在x 一X5处,函数y— f ( x)有极小值.5、 ( 1)因为f ( x) -6 X2 x 2,所以f ( x) 12x 1 .令f (x) 12 x 1 -0,得x =「「1 .12当x啊■-时,f ( X) 0,f ( x)单调递增;12当x •-汁时,f ( x) 0, f ( x)单调递减.12所以,x 一十时,f (x)有极小值,并且极小值为 f ( 4)U夢6 (—1)2 F■12 12 12 12(2)因为f ( x) -x312x,所以f (x) 3x2 12.令f (x) "3x2 12 一0,得x「2 .下面分两种情况讨论:①当f ( x) - 0,即x 2或x 2时;②当f ( x) 0,即2 : x 2时.当x变化时,f (x) , f (x)变化情况如下表:因此,当x 一—2时,f ( x)有极大值,并且极大值为16; 当x -2时,f ( x)有极小值,并且极小值为-16 .(3)因为f ( x) -6 -12x x3,所以f ( x)— -12 3x2.令f (x) ^「12 3x2口0,得x 2 .下面分两种情况讨论:①当f ( x) • 0,即x二2或x 2时;②当f ( x) 一0,即卩2二x : 2时.当x变化时,f (x),f (x)变化情况如下表:因此,当x - 2时,f ( x)有极大值,并且极大值为22 ;当x 一2时,f ( x)有极小值,并且极小值为-10 .(4)因为f ( x) -48x x3,所以f (x) - 48 3x2.令f (x)二48— 3x2二0,得x「二4 .下面分两种情况讨论:①当f ( x) 0,即x : -2或x 2时;②当f ( xp 0,即—2 x 2时. 当x变化时,f (x),f (x)变化情况如下表:因此,当x _ 4时,f ( x)有极小值,并且极小值为128 ;当x -4时,f ( x)有极大值,并且极大值为 128.(1 )在[_1,1]上,当x =「丄 时,函数f (x) 6x 2+x 42有极小值,并且极小值为1247 24由于 f ( 1)一7 , f (1) 一 9 ,247所以,函数f ( x) _6x 2 x- 2在[_1,1]上的最大值和最小值分别为 9,24(2)在[3,3]上,当x »2时,函数f ( x) -x 312x 有极大值,并且极大值为16;当x =2时,函数f ( x) - X 3=12X 有极小值,并且极小值为-16 .由于 f ( —3) 一9 , f (3) - —9 ,所以,函数f ( x) - x 3-12x 在[-3,3]上的最大值和最小值分别为16, 16 .1 1(3)在[_ ,1]上,函数 f ( x) 6 12x. x 3在[—,1]上无极值.32693由于 f ( 1),f (1)_ 5, 3271所以,函数f ( x) - 6 —12x ;方x 3在[,1]上的最大值和最小值分别为 326927(4 )当x 4时,f ( x)有极大值,并且极大值为128..由于 f ( 一3) 一 -117 , f (5) - 115 ,所以,函数f ( x) =48x_x 3在[-3,5]上的最大值和最小值分别为 128, 117 .习题3.3 B 组(P32)1、( 1 )证明:设 f ( x) _sin x x , x (0,).因为 f ( X )- cos x 1 0, x (0,)所以f ( x) -sin x _x 在(0^ )内单调递减因此 f ( x) — sin x x : f (0)一0, x (0/ ),即 sin x x , x (0,). 图略(2)证明:设 f ( x) - x x 2, x (0,1). 因为 f ( x) — 1 2x ,x (0,1)所以,当x (0, 1 )时,f (x) _1_2x 0 , f (x)单调递增,2f ( x)r x x2嚣f (0) - 0 ;,1)时,f ( x) _ 1 _ 2x 0 , f ( x)单调递减,f (X)EX-X2 f (1尸0 ;1又f(__) 0 .因此,x _x20 , x (0,1).2 4()一x_1 一,x - 0 .x e x因为f ( x) - e x 1, x - 0所以,当x 0时,f ( x) - e x T 0 , f (x)单调递增,f (x)二e x 1 x f (0)二0 ;当x 0时,f ( x) i e x 1 0 , f (x)单调递减,f (x) = e x-1 - x > f (0)=0 ;综上,e x-1 x , x - 0 . |图略(4)证明:设 f (x) J|n x - x , x 0 .因为 f ( x) - 11,X = 0x所以,当0-C X V1时,f Yx) z斗一1刃,f ( x)单调递增,xf ( x)二In x i x f (1)二一1 0 ;当x 1 时,f ( x)--1-1 0,f ( x)单调递减,xf ( x) — In x x : f (1) —10 ;当x "1时,显然In1 : 1 . 因此,In x x .由(3)可知,e x x 1 x,x 0 . 图略(3 )证明:设. 综上,In x x e x,x 0 图略2、( 1)函数f ( x) 一ax3 bx2 cx d的图象大致是个“双峰”图象,类似“”或的形状.若有极值,则在整个定义域上有且仅有一个极大值和一个极小值,从图象上能大致估计它的单调区间.(2)因为f ( x) -ax3 bx2 cx d,所以f ( x)」3ax2 2bx c .下面分类讨论:当a -0时,分a 0和a 0两种情形:①当a 0 ,且b? -3ac 0时,设方程f ( x) 一3ax2 2bx c "0的两根分别为x i, X2,且x i ' X2 ,当f (x) -3ax2 2bx 0,即x x i 或x X2 时,函数f (x) - ax3 ' bx2 ex ' d 单调递增;当f (x) _3ax2 2bx c 0,即x i,x X2 时,函数f ( x)「「ax3 bx2 ex d 单调递减.当a 0,且b23ac-0 时,此时f ( x) =3ax2 ' 2bx ' c 0,函数f ( x)二ax3 ' bx2 c^ d 单调递增②当a 0,且b2- 3ac 0时,设方程f ( x) 一3ax2 2bx c 0的两根分别为x i, X2,且x i x2,当f (x) =3ax2 2bx c ' 0,即x i x ; X2 时,函数f ( x)二ax3 bx2 cx d 单调递增;当f (x)…3ax22bx c 0,即x :x i 或x X2 时,函数f (x) ax 3bx2 cx d 单调递减当 a 0,且b23ac—0 时,此时f ( x) "3ax2 ' 2bx ' c 0,函数f ( x) 一ax3 bx2 c^ d 单调递减i . 4生活中的优化问题举例习题i.4 A组(P37 )i、设两段铁丝的长度分别为x , l x,则这两个正方形的边长分别为x , L A,两个正方1- 4 4形的面积和为S f (x) - (-"X )2( - x)2 -亍(2 x2- 2lx T 2 ) , 0二x "1 .4 4 i6令 f ( x)二0,即4x 21 =0, x =十.2当X 和,1厂时,f '(X)W0 ;当X J )时,f ( X) 0 >2 2因此,X --是函数f ( X)的极小值点,也是最小值点.2所以,当两段铁丝的长度分别是-时,两个正方形的面积和最小2、如图所示,由于在边长为a的正方形铁片的四角截去四个边长为x的小正方形,做成一个无盖方盒,所以无盖方盒的底面为正方形,且边长为 a 2x,高为x .(i )无盖方盒的容积V ( x)」(a 一2x)2 x , 0 • x ' a .2(2)因为V (x) 4x 3 _4ax2 a2 x ,(第2 题)Rh42R 0222222 8 n i i a i )当R—+ 2V x 2 m 2 (x所以 V ( x)二 12x 2 8ax a 2 . 2—2第一章课后习题解答 沖j一 T令 f (x) 0,得 x - a i , 1 'n可以得到,x- a i 是函数f ( x)的极小值点,也是最小值点 5、设矩形的底宽为 x m ,则半圆的半径为 (第 3 题).此时,h VR 2所以,当罐咼与底面直径相等时,所用材料最省 =r z rf - 24、证明:由于 f ( x) =( x ai),所以f (x)n i in i i这个结果说明,用 n 个数据的平均值 1-n a i 表示这个物体的长度是合理的,m ,半圆的面积为 63、如图,设圆柱的高为.-.h ,底半径为R , 则表面积S 2 Rh 2 R 2I ----- ---23 V 2R . 这就是最小二乘法的基本原理 71二厂 ----------R 2 h ,得 h V 2 'R—兀 ---------------------+ TT o — S(R) 2 R V 2 R 2 R 22V 2 R 2, R 0 . R —当R因此,二 VR 3 ;-是函数S(R)的极小值点,也是最小值点由V 因此,令 S(R)R_ 0,解得 R _ I VS(R)V ]时)时,S(R)令V (x)0 ,得x a (舍去),或 x a .26a a a」当 x (0,)时,V (x) 0 ;当x e (- 一 )时,V ( x/0 .66 2因此,xa是函数V ( x)的极大值点,也是最大值点6 —所以,当x a 时,无盖方盒的容积最大.r °2a x矩形的面积为ax 2 m 2,矩形的另一边长为 — ) m8x 8因此铁丝的长为 I (x)冷 _xx Na -— 二(「•: =) x_2a, 0 x 8a2 x 4 4 x'■ ~令 I ( x) ] 2a _0,得 x_ 8a(负值舍去).4 x 2 丫4 械因此,所以,当底宽为8a m 时,所用材料最省.56、利润L 等于收入R 减去成本C ,而收入R 等于产量乘单价. 由此可得出利润L 与产量q 的函数关系式,再用导数求最大利润.1 彳收入 R _q p 一 q (25 _ q) - 25q_ 1q 2,8 8利润 L _ R =C _(25q =1 q 2)_ (100 4q)q 221q =100, 0 : q 厂 200 .8 8求导得L * =+ 214令 L —0,即卩—1 q 21 0, q _84 .4当 q (0,84)时,L 0 ;当 q (84,200)时,L 0 ;因此,q 84是函数L 的极大值点,也是最大值点所以,产量为 84时,利润L 最大,当 x (0, 8a )时,V 4仕I ( x). 0 .x_ 8a 是函数I (x)的极小值点,也是最小值点I 4习题1.4 B组(P37)1、设每个房间每天的定价为x元,那么宾馆利润L (x)二(50 -x—)( x 20)二一1 X2 70x 1360,180 x : 680 .10 10令L (x) 1 x 70- 0,解得x -350 .5当x (180,350)时,L ( x) 0 ;当乂(350,680)时,L ( x) 0.因此,x ~ 350是函数L( x)的极大值点,也是最大值点所以,当每个房间每天的定价为350元时,宾馆利润最大2、设销售价为x元/件时,利润L (x) =( x_a)(c #C b ~x x4)_p( x _ a)(5 —呂x) , a”.F~l«^T.b b 4令L (x) _ _ 8c x 4ac 5bc ― 0,解得x _ 4a 5b .当x _4a 5b是函数L( x)的极大值点,也是最大值点84a所以,销售价为4a 5b元/件时,可获得最大利润81 . 5定积分的概念练习(P42)说明:进一步熟悉求曲边梯形面积的方法和步骤,体会“以直代曲”和“逼近”的思想练习(P45)1、S i S i --v()『二t - [ - ( ' ) 2& 2] -1 —-( i)2 1爼■nn n于是S L工/:.,s i達?止S ii T 行n[_(i )2 1 i卜n n-()2-1n n1 23 [1 22'n1 n(n 1)(23n1 1 土一占(1 )(13取极值,得n s - limn—九i 叶)] n说明:进一步体会22 kkm.3说明:进一步体会和步骤.练习(P48)x3dx 4.“以不变代变“以不变代b b⑴/ 4a」*5b 口」当x (a, )时,L (x)88r/ +5b 5b □斗0 ;当x ( 4a ,)时,8 4L ( x) 0 .从几何上看,表示由曲线 y x 3与直线x0 , x 2 , y 0所围成的曲边梯形的面积n nnnr 2^ ii'三£ v( ) ti Tn2]n(^_-1 )2」 (』)n n nn 2 ]2n 1)21 ) !n2n1 1-lim •「[-(1 -n • 厂13 n”和“ '逼近” 的思想 ”和“ '逼近” 的思想,21 n 1)(1 )2ni =1,2, ” ;»n .熟悉求变速直线运动物体路程的方法说明:进一步熟悉定积分的定义和几何意义习题1.5 A 组(P50 )1、( 1) (x 1)dx100i 1)1]10.495 ;1 2-H -- --t -------- =■i 11001002 500(2)(x __1)dx ■ -[(1i _1k_1]1 — 0.499 ;1i 怎5005002 10001(3)(X _1)dx-[(1i 」)」.<■ 1 -0.4995 .1i 110001000说明:体会通过分割、近似替换、求和得到定积分的近似值的方法 2、距离的不足近似值为:18 V 12 17 13 V 0 1 40( m );距离的过剩近似值为: 271 18 1 12 V 7 V3 1 - 67 ( m )3、证明:令f ( x )匸1 .用分点a 二x o * X 1作和式i1i1y x 3所围成的曲边梯形的面积的相反数(2)根据定积分的性质,得1 qx 3dx1由于在区间[1,0]上x 30,在区间[0,1]仔x 3dx1> 上x 31x 3 dx1 1 0 .4£,所以定积分 1x 3dx 等于位于x 轴上方的将区间 [a, b ]等分成 n个小区间,在每个小区间[X i 1 , x i ]上任取一点 i (i 1,2, , n)X i 1 X i X n — b从而「b. ; b -a 1dx i im b - a ,a 7冕斗n说明:进一步熟悉定积分的概念 4、根据定积分的几何意义,-1 x 2 dx 表示由直线沪0,x=,尸0以及曲线所围成的曲边梯形的面积,即四分之一单位圆的面积,因此(1)x 3 dx4<由于在区间[1,0]上x 30,所以定积分[ ~ =—"—x 3 dx 表示由直线 x 0 , x 1 , y1二0和曲说明:在(3)中,由于x 3在区间[1,0]上是非正的,曲边梯形面积减去位于 x 轴下方的曲边梯形面积 . I 0 3x 3dx1上x 3(3)根据定积分的性质,得2 x 3dx1一 空由于在区间[1,0] 上 x 30,在区间[0, 2]曲边梯形面积减去位于 X 轴下方的曲边梯形面积2 — — ' — ---------------------------------x 3dx1 4 15 04 4)_2,所以定积分 1x 3dx 等于位于x 轴上方的在区间 [0, 2]上是非负的,如果直接利用定义把区间[1,2]分成n 等份来求这个定积分,那么和式中既有正项又有负项,而且无法抵「X - il - (i 1)1-1 .n则细棒的质量挡一些项,求和会非常麻烦 .利用性质3可以将定积分2 0x 3dx 化为x 3dx.12x 3dx ,这样,x 3在区间[1,0]和区间[0, 2] 上的符号都是不变的,再利用定积分的定义,容易求出r °x 3dx ,12;x 3dx ,进而得到定积分2I x 3dx 的值.由此可见,利用定积分的性质可以化简运算--1在(2)( 3)中,被积函数在积分区间上的函数值有正有负,通过练习进一步体会定积分 的几何意义.习题1.5 B 组(P50 )1、 该物体在t - 0到t - 6 (单位: 说明:根据定积分的几何意义, 的路程.2、 ( 1) v — 9.81t .s )之间走过的路程大约为 145 m.通过估算曲边梯形内包含单位正方形的个数来估计物体走过(2)过剩近似值:丄1…9.81- 空-88.29 ( m ); 2 24 2不足近似值:8i 1 1 1 8 7 '9.81 ---------- 「一 9.81 一 : ------- 68.67------------------ ( m )4(3)9.81tdt49.81tdt 二 78.48( m ).■ 0(1)分割在区间[0, l ]上等间隔地插入 l[0,-], n 记第i 个区间为[(i-1)| , -iL ]nn -1个分点,将它分成 n 个小区间:l 2l[--,—],,,,n n (i -1,2, n ) [4n^)L,i ],n把细棒在小段 [0, l ], n[l , 2l],,,, n nA —心[(n 2)l ,l ]上质量分别记作: n m 1, m 2 , , m n ,(2)近似代替(i -x很小时,在小区间['1)1 , il ]上,可以认为线密度n n化很小,近似地等于一个常数,不妨认为它近似地等于任意一点当n 很大,即'(x) - x 2的值变值(-i )s 卩[(F 1)l-』]处的函数n ni 2.于是,细棒在小段[,』]上质量 m^ ( i 厂x i 2」(i 「1,2, n ).n nn(3)求和得细棒的质量m i 、2 _!_.i 1 i n(4)取极限n 细棒的质量m ^!im r.n_]* •i2 L,所以m l2x dx ..。
人教A版高中数学选修第一册同步练习2.3.3 点到直线的距离公式 B提高练(详细解析版)
2.3.3 点到直线的距离公式 -B 提高练一、选择题1.(2020全国高二课时练)点P(a,0)到直线3x+4y -6=0的距离大于3,则实数a 的取值范围为 ( ) A .a>7 B .a<-3 C .a>7或a<-3 D .a>7或-3<a<7【正确答案】C【详细解析】根据题意,解得a>7或a<-3.2.(2020湖南衡阳高二月考) “C =5”是“点(2,1)到直线3x +4y +C =0的距离为3”的( ) A .充要条件 B .充分不必要条件 C .必要不充分条件 D .既不充分也不必要条件 【正确答案】B【详细解析】由题意知点(2,1)到直线340x y C ++=的距离为33=,解得5C =或25C =-,所以“5C =”是“点(2,1)到直线340x y C ++=的距离为3”的充分不必要条件,故选B. 3.(2020上海高二课时练)点(2,3)P 到直线:(1)30ax a y +-+=的距离d 最大时,d 与a 的值依次为( ) A .3,-3 B .5,2 C .5,1D .7,1【正确答案】C 【详细解析】直线()130ax a y +-+=,即()()30a x y y ++-=,∴直线()130ax a y +-+=是过直线0x y +=和30y -=交点的直线系方程,由030x y y +=⎧⎨-=⎩,得33x y =-⎧⎨=⎩,可得直线()130ax a y +-+=经过定点()3,3Q -,∴当直线()130ax a y +-+=与PQ 垂直时,点()2,3P 到直线()130ax a y +-+=的距离最大,d ∴的最大值为5PQ ==,此时//PQ x 轴,可得直线()130ax a y +-+=斜率不存在,即1a =.故选:C.4.(2020湖南师大附中高二月考)在平面内,与x 轴、y 轴和直线2x y +=的距离都相等的点共有( ). A .1个 B .2个C .3个D .4个【正确答案】D【详细解析】设满足题意得点的坐标为(a ,b ),∵点到x 轴、y 轴的距离相等,∴a 2=b 2,∴a =b 或者a =﹣b ;由点到直线的距离公式可得:点到直线x +y ﹣2=0的距离的平方d 22(2)2a b +-=由题可得a 2=b 2()222a b +-=,当a =b 时,可解得a =b =当a =﹣b 时,可解得a =﹣b =;∴符合题意得点总共4个故选:D . 5.(多选题)(2020·广东中山高二期末)下列说法中,正确的有( ) A .直线y =ax ﹣3a +2 (a ∈R )必过定点(3,2) B .直线y =3x ﹣2 在y 轴上的截距为2C .直线x +1=0 的倾斜角为30°D .点(5,﹣3)到直线x +2=0的距离为7 【正确答案】ACD【详细解析】对A,化简得直线()32y a x =-+,故定点为()3,2.故A 正确.对B, 32y x =-在y 轴上的截距为2-.故B 错误.对C,直线10x +=故倾斜角θ满足[)tan 0180θθ=∈︒,,即30θ=︒.故C 正确.对D, 因为直线2x =-垂直于x 轴,故()5,3-到2x =-的距离为()527--=.故D 正确.故选:ACD.6.(多选题)(2020山东潍坊三中高二月考)已知点A(-3,-4),B(6,3)到直线l:ax +y +1=0的距离相等,则实数a 的值等于( )A .79 B .13-C .79-D . 13【正确答案】BC【详细解析】因为A 和B 到直线l 的距离相等,由点A 和点B 到直线的距离公式,=,化简得3364a a +=+,()3364a a +=±+,m解得实数79a =-或13-,故选BC. 二、填空题7.(2020·浙江丽水高二期中)已知直线l :23y x =+,则点()1,0M 到直线l 的距离等于________;直线l 关于点M 对称的直线方程为________.270x y --= 【详细解析】点()1,0M 到直线l==, 设00(,)x y 为对称直线上任一点,则其关于点M 的对称点为00(2,)x y --,因为该点在直线l 上,所以00=2(2)3y x --+,化简得00270x y --=,所以所求的直线方程为270x y --=,8.(2020上海高二课时练)点(),P m n m --到直线1x ym n+=的距离等于________.【详细解析】化直线方程为一般方程得0nx my mn +-=,所以,点P 到直线0nx my mn +-=的距离为22d ===9.(2020瓦房店市高级中学高二月考)若点P 在直线350x y +-=上,且P 到直线10x y --=的距离为,则点P 的坐标为_________【正确答案】(1,2)或(2,—1)【详细解析】点P 在直线350x y +-=上,设(),53P a a -,P 到直线10xy --=,462a =-=,解得:a =1或a =2,点P 的坐标为(1,2)或(2,—1).10.(2020合肥一六八中学高二期中)若动点()11,A x y ,()22,B x y 分别在直线1:270+-=l x y 和2:250+-=l x y 上移动,则AB 的中点到原点的距离的最小值为__________.【详细解析】设AB 的中点坐标为(),x y ,因为()11,A x y ,()22,B x y ,所以121222x x x y y y +⎧=⎪⎪⎨+⎪=⎪⎩, 又()11,A x y ,()22,B x y 分别在直线1:270+-=l x y 和2:250+-=l x y 上移动,所以1122270250x y x y +-=⎧⎨+-=⎩,两式相加得()()12122120+++-=x x y y , 所以42120+-=x y ,即260x y +-=即为AB 中点所在直线方程,因此原点到直线260x y +-=的距离,即为AB 的中点到原点的距离的最小值;由点到直线距离公式,可得:距离最小值为=. 三、解答题11.(2020山东泰安一中高二月考)已知点(2,1)P -,求: (1)过点P 与原点距离为2的直线l 的方程;(2)过点P 与原点距离最大的直线l 的方程,最大距离是多少?(3)是否存在过点P 与原点距离为6的直线?若存在,求出方程;若不存在,请说明理由. 【详细解析】(1)设直线:(2)(1)0l a x b y -++=,2=.化简,得0b =或43b a =-,故直线l 的方程为2x =或34100x y --= (2)过P 点与原点O 距离最大的直线是过P 点且与PO 垂直的直线, 由l OP ⊥,得1l OP k k =-⋅,所以12l OPk k =-=, 由直线方程的点斜式得()122y x +=-,即250x y --=,即直线250x y --=是过P 点与原点O 距离最大的直线,(3)由(2)知,过点P,所以不存在过点P 且到原点距离为6的直线.12.(2020上海高二课时练)直线1:1l y mx =+,2:1l x my =-+相交于点P ,其中1m ≤. (1)求证:1l 、2l 分别过定点A 、B ,并求点A 、B 的坐标; (2)求ABP △的面积S ; (3)问m 为何值时,S 最大?【详细解析】(1)在直线1l 的方程中令0x =可得1y =,则直线1l 过定点()0,1A ,在直线2l 的方程中令0y =可得1x =,则直线2l 过定点()10B ,; (2)联立直线1l 、2l 的方程11y mx x my =+⎧⎨=-+⎩,解得221111m x m m y m -⎧=⎪⎪+⎨+⎪=⎪+⎩,即点2211,11m m P m m -+⎛⎫ ⎪++⎝⎭.AP ==BP ==, 11m -≤≤,所以,()()222211111212212121m m m S AP BP m m m -⋅+-⎛⎫=⋅===- ⎪+++⎝⎭;(3)212121S m ⎛⎫=- ⎪+⎝⎭且11m -≤≤,因此,当0m =时,S 取得最大值,即max 12S =.。
人教A版高中数学选修第一册同步练习2.5.2 圆与圆的位置关系 A基础练(详细解析版)
人教A 版高中数学选修第一册同步练习2.5.2 圆与圆的位置关系(A 基础练)一、选择题1.(2020全国高课二时练)圆O 1: 2220x y x +-=和圆O 2: 2240x y y +-=的位置关系是( ) A .相离 B .相交 C .外切 D .内切【正确答案】B【详细解析】试题分析:由题意可知圆1O 的圆心()11,0O ,半径11r =,圆2O 的圆心()20,2O ,半径12r =,又211212r r OO r r -<<+,所以圆1O 和圆2O 的位置关系是相交,故选B .2.(2020山东菏泽三中高二期中)两圆224210x y x y +-++=与224410x y x y ++--=的公切线有( ) A .1条 B .2条 C .3条 D .4条【正确答案】C【详细解析】由题意,得两圆的标准方程分别为22(2)(1)4x y -++=和22(2)(2)9x y ++-=,则两圆的圆心距523d ===+,即两圆外切,所以两圆有3条公切线;故选C .3.(2020山西师大附中高二期中)圆22250x y x +--=与圆222440x y x y ++--=的交点为A,B,则线段AB 的垂直平分线的方程是( )A .10x y +-=B .210x y -+=C .210x y -+=D .10x y -+= 【正确答案】A【详细解析】圆22250x y x +--=的圆心为(1,0)M ,圆22240x y x y ++-=的圆心为(1,2)N -,两圆的相交弦AB 的垂直平分线即为直线MN ,其方程为020111y x --=---,即10x y +-=;故选A. 4.(2020山东泰安一中高二期中)已知半径为1的动圆与圆(x -5)2+(y +7)2=16相外切,则动圆圆心的轨迹方程是 ( )A .(x -5)2+(y +7)2=25B .(x -5)2+(y +7)2=9C .(x -5)2+(y +7)2=15D .(x +5)2+(y -7)2=25【正确答案】A【详细解析】设动圆圆心为M ,且半径为1,又圆22(5)(7)16x y -++=的圆心为(5,7)N -,半径为4,由两圆相外切,得145MN =+=,即动圆圆心M 的轨迹是以(5,7)N -为圆心、半径为5的圆,其轨迹方程为22(5)(7)25x y -++=;故选A.5.(多选题)(2020河北正定中学高二期中)下列圆中与圆C :x 2+y 2+2x -4y+1=0相切的是( )A.(x+2)2+(y+2)2=9B.(x -2)2+(y+2)2=9C.(x -2)2+(y -2)2=25D.(x -2)2+(y+2)2=49 【正确答案】BCD【详细解析】由圆C :x 2+y 2+2x -4y+1=0,可知圆心C 的坐标为(-1,2),半径r=2.A 项,圆心C 1(-2,-2),半径r 1=3.∵|C 1C|=√17∈(r 1-r ,r 1+r ),∴两圆相交;B 项,圆心C 2(2,-2),半径r 2=3, ∵|C 2C|=5=r+r 2,∴两圆外切,满足条件;C 项,圆心C 3(2,2),半径r 3=5,∵|C 3C|=3=r 3-r ,∴两圆内切;D 项,圆心C 4(2,-2),半径r 4=7,∵|C 4C|=5=r 4-r ,∴两圆内切.6.(多选题)若圆C 1:x 2+y 2=1和圆C 2:x 2+y 2-6x -8y -k=0没有公共点,则实数k 的取值可能是( )A.-16B.-9C.11D.12 【正确答案】AD【详细解析】化圆C 2:x 2+y 2-6x -8y -k=0为(x -3)2+(y -4)2=25+k ,则k>-25,圆心坐标为(3,4),半径为√25+k ; 圆C 1:x 2+y 2=1的圆心坐标为(0,0),半径为1.要使圆C 1和圆C 2没有公共点,则|C 1C 2|>√25+k +1或|C 1C 2|<√25+k -1,即5>√25+k +1或5<√25+k -1,解得-25<k<-9或k>11.∴实数k 的取值范围是(-25,-9)∪(11,+∞).满足这一范围的有A 和D.二、填空题7.(2020·辽河油田二中高二期中)已知两圆相交于两点(),3A a ,()1,1B -,若两圆圆心都在直线0x y b ++=上,则+a b 的值是 ________________ .【正确答案】1-【详细解析】由(),3A a ,()1,1B -,设AB 的中点为1,22a M -⎛⎫ ⎪⎝⎭,根据题意,可得1202a b -++=,且3111AB k a -==+,解得,1a =,2b =-,故1a b +=-.故正确答案为:1-. 8.半径长为6的圆与y 轴相切,且与圆(x -3)2+y 2=1内切,则此圆的方程为______________ .【正确答案】(x -6)2+(y ±4)2=36【详细解析】设该圆的标准方程为22()()36x a y b -+-=,因为该圆与y 轴相切,且与圆22(3)1x y -+=内切,所以65a ⎧=⎪=,解得64a b =⎧⎨=±⎩,即该圆的标准方程为22(6)(4)36x y -+±=. 9.(2020全国高二课时练)若点P 在圆221x y +=上,点Q 在圆()()22344x y ++-=,则PQ 的最小值为_____________ .【正确答案】2【详细解析】由题意可知,圆221x y +=的圆心坐标为()0,0A ,半径1r =,圆()()22344x y ++-=的圆心坐标为()3,4B -,半径2R =.由512d AB R r ===>+=+,∴两圆的位置关系是外离.又点P 在圆A 上,点Q 在圆B 上,则PQ 的最小值为()()5122d R r -+=-+=10.(2020浙江嘉兴四中高二期中)已知相交两圆221:4C x y +=,圆222,(2)4C x y -+=,公共弦所在直线方程为___________,公共弦的长度为___________.【正确答案】1x =;【详细解析】联立2222(24)4x y x y ⎧+=⎨⎩-+=作差可得1x =,将1x =代入224x y +=可解得y =12l y y =-=故正确答案为:1x =;三、解答题11.(2020全国高二课时练)已知两圆C 1:x 2+y 2+4x -6y+12=0,C 2:x 2+y 2-2x -14y+k=0(k<50).当两圆有如下位置关系时:(1)外切; (2)内切; (3)相交; (4)内含; (5)外离.试确定上述条件下k 的取值范围.【详细解析】将两圆的方程化为标准方程:C 1:(x+2)2+(y -3)2=1;C 2:(x -1)2+(y -7)2=50-k.则圆C 1的圆心坐标C 1(-2,3),半径r 1=1, 圆C 2的圆心坐标C 2(1,7),半径r 2=√50-k . 从而圆心距d=√(-2-1)2+(3-7)2=5.(1)当两圆外切时,d=r 1+r 2,即1+√50-k =5,解得k=34.(2)当两圆内切时,d=|r 1-r 2|,即|1-√50-k |=5,解得k=14.(3)当两圆相交时,|r 1-r 2|<d<r 1+r 2,即|1-√50-k |<d<1+√50-k , 解得14<k<34.(4)当两圆内含时,d<|r 1-r 2|,即|1-√50-k |>5,解得k<14.(5)当两圆外离时,d>r 1+r 2,即1+√50-k <5,解得k>34. 12.(2020·太原市第六十六中高二期中)已知圆C 1:x 2+y 2=1与圆C 2:x 2+y 2﹣6x +m =0. (1)若圆C 1与圆C 2外切,求实数m 的值;(2)在(1)的条件下,若直线x +2y +n =0与圆C 2的相交弦长为求实数n 的值.【详细解析】(1)由题意,圆221:1C x y +=的圆心坐标为1(0,0)C ,半径为1r =,圆222:60C x y x m +-+=的圆心坐标为2(3,0)C ,半径为R =,因为圆1C 与2C 相外切,所以12C C r R =+,即31=解得5m =. (2)由(1)得5m =,圆2C 的方程为22(3)4x y -+=,可得圆心2(3,0)C ,半径为2R =,由题意可得圆心2C 到直线20x y n ++=的距离d =,又由圆的弦长公式,1==,即3n +=解得3n =-或3n =-。
人教版高中数学选修课后习题参考答案
⼈教版⾼中数学选修课后习题参考答案新课程标准数学选修2—2第⼀章课后习题解答第⼀章导数及其应⽤ 3.1变化率与导数练习(P6)在第3 h 和5 h 时,原油温度的瞬时变化率分别为1-和3. 它说明在第3 h 附近,原油温度⼤约以1 ℃/h 的速度下降;在第5 h 时,原油温度⼤约以3 ℃/h 的速率上升.练习(P8)函数()h t 在3t t =附近单调递增,在4t t =附近单调递增. 并且,函数()h t 在4t 附近⽐在3t 附近增加得慢. 说明:体会“以直代曲”1的思想. 练习(P9)函数33()4Vr V π=(05)V ≤≤的图象为根据图象,估算出(0.6)0.3r '≈,(1.2)0.2r '≈.说明:如果没有信息技术,教师可以将此图直接提供给学⽣,然后让学⽣根据导数的⼏何意义估算两点处的导数. 习题1.1 A 组(P10)1、在0t 处,虽然1020()()W t W t =,然⽽10102020()()()()W t W t t W t W t t t t--?--?≥-?-?. 所以,企业甲⽐企业⼄治理的效率⾼.说明:平均变化率的应⽤,体会平均变化率的内涵.2、(1)(1) 4.9 3.3h h t h t t t+-==--,所以,(1) 3.3h '=-. 这说明运动员在1t =s 附近以3.3 m /s 的速度下降. 3、物体在第5 s 的瞬时速度就是函数()s t 在5t =时的导数.(5)(5)10s s t s t t t+-==+,所以,(5)10s '=.因此,物体在第 5 s 时的瞬时速度为10 m /s ,它在第 5 s 的动能213101502k E =??= J.4、设车轮转动的⾓度为θ,时间为t ,则2(0)kt t θ=>. 由题意可知,当0.8t =时,2θπ=. 所以258k π=,于是2258t πθ=. 车轮转动开始后第3.2 s 时的瞬时⾓速度就是函数()t θ在 3.2t =时的导数.(3.2)(3.2)25208t t t t θθθππ?+?-==?+??,所以(3.2)20θπ'=. 因此,车轮在开始转动后第3.2 s 时的瞬时⾓速度为20π1s -. 说明:第2,3,4题是对了解导数定义及熟悉其符号表⽰的巩固.5、由图可知,函数()f x 在5x =-处切线的斜率⼤于零,所以函数在5x =-附近单调递增. 同理可得,函数()f x 在4x =-,2-,0,2附近分别单调递增,⼏乎没有变化,单调递减,单调递减. 说明:“以直代曲”思想的应⽤.6、第⼀个函数的图象是⼀条直线,其斜率是⼀个⼩于零的常数,因此,其导数()f x '的图象如图(1)所⽰;第⼆个函数的导数()f x '恒⼤于零,并且随着x 的增加,()f x '的值也在增加;对于第三个函数,当x ⼩于零时,()f x '⼩于零,当x ⼤于零时,()f x '⼤于零,并且随着x 的增加,()f x '的值也在增加. 以下给出了满⾜上述条件的导函数图象中的⼀种.说明:本题意在让学⽣将导数与曲线的切线斜率相联系. 习题3.1 B 组(P11)1、⾼度关于时间的导数刻画的是运动变化的快慢,即速度;速度关于时间的导数刻画的是速度变化的快慢,根据物理知识,这个量就是加速度.2、说明:由给出的()v t 的信息获得()s t 的相关信息,并据此画出()s t 的图象的⼤致形状. 这个过程基于对导数内涵的了解,以及数与形之间的相互转换.3、由(1)的题意可知,函数()f x 的图象在点(1,5)-处的切线斜率为1-,所以此点附近曲线呈下降趋势. ⾸先画出切线的图象,然后再画出此点附近函数的图象. 同理可得(2)(3)某点处函数图象的⼤致形状. 下⾯是⼀种参考答案.说明:这是⼀个综合性问题,包含了对导数内涵、导数⼏何意义的了解,以及对以直代曲思想的领悟. 本题的答案不唯⼀. 1.2导数的计算练习(P18)1、()27f x x '=-,所以,(2)3f '=-,(6)5f '=.2、(1)1ln 2y x '=;(2)2x y e '=;(3)4106y x x '=-;(4)3sin 4cos y x x '=--;(5)1sin 33xy '=-;(6)21y x '=-.习题1.2 A 组(P18)1、()()2S S r r S r r r r r π?+?-==+,所以,0()lim(2)2r S r r r r ππ?→'=+?=. 2、()9.8 6.5h t t '=-+. 3、3213()34r V Vπ'=.4、(1)213ln 2y x x '=+;(2)1n x n x y nx e x e -'=+;(3)2323sin cos cos sin x x x x xy x-+'=;(4)9899(1)y x '=+;(5)2x y e -'=-;(6)2sin(25)4cos(25)y x x x '=+++. 5、()822f x x '=-+. 由0()4f x '=有 04822x =-+,解得032x =. 6、(1)ln 1y x '=+;(2)1y x =-. 7、1xy π=-+.8、(1)氨⽓的散发速度()500ln 0.8340.834t A t '=??.(2)(7)25.5A '=-,它表⽰氨⽓在第7天左右时,以25.5克/天的速率减少. 习题1.2 B 组(P19) 1、(1)(2)当h 越来越⼩时,sin()sin x h xy h+-=就越来越逼近函数cos y x =.(3)sin y x =的导数为cos y x =.2、当0y =时,0x =. 所以函数图象与x 轴交于点(0,0)P . x y e '=-,所以01x y ='=-.所以,曲线在点P 处的切线的⽅程为y x =-.2、()4sin d t t '=-. 所以,上午6:00时潮⽔的速度为0.42-m /h ;上午9:00时潮⽔的速度为0.63-m /h ;中午12:00时潮⽔的速度为0.83-m /h ;下午6:00时潮⽔的速度为 1.24-m /h.1.3导数在研究函数中的应⽤练习(P26)1、(1)因为2()24f x x x =-+,所以()22f x x '=-.当()0f x '>,即1x >时,函数2()24f x x x =-+单调递增;当()0f x '<,即1x <时,函数2()24f x x x =-+单调递减. (2)因为()x f x e x =-,所以()1x f x e '=-.当()0f x '>,即0x >时,函数()x f x e x =-单调递增;当()0f x '<,即0x <时,函数()x f x e x =-单调递减. (3)因为3()3f x x x =-,所以2()33f x x '=-.当()0f x '>,即11x -<<时,函数3()3f x x x =-单调递增;当()0f x '<,即1x <-或1x >时,函数3()3f x x x =-单调递减. (4)因为32()f x x x x =--,所以2()321f x x x '=--.当()0f x '>,即13x <-或1x >时,函数32()f x x x x =--单调递增;当()0f x '<,即113x -<<时,函数32()f x x x x =--单调递减.2、3、因为2()(0)f x ax bx c a =++≠,所以()2f x ax b '=+. (1)当0a >时,()0f x '>,即2bx a >-时,函数2()(0)f x ax bx c a =++≠单调递增; ()0f x '<,即2bx a<-时,函数2()(0)f x ax bx c a =++≠单调递减.(2)当0a <时,()0f x '>,即2bx a <-时,函数2()(0)f x ax bx c a =++≠单调递增;()0f x '<,即2bx a>-时,函数2()(0)f x ax bx c a =++≠单调递减.4、证明:因为32()267f x x x =-+,所以2()612f x x x '=-. 当(0,2)x ∈时,2()6120f x x x '=-<,因此函数32()267f x x x =-+在(0,2)内是减函数. 练习(P29)1、24,x x 是函数()y f x =的极值点,注:图象形状不唯⼀.其中2x x =是函数()y f x =的极⼤值点,4x x =是函数()y f x =的极⼩值点. 2、(1)因为2()62f x x x =--,所以()121f x x '=-. 令()1210f x x '=-=,得112x =. 当112x >时,()0f x '>,()f x 单调递增;当112x <时,()0f x '<,()f x 单调递减.所以,当112x =时,()f x 有极⼩值,并且极⼩值为211149()6()212121224f =?--=-. (2)因为3()27f x x x =-,所以2()327f x x '=-. 令2()3270f x x '=-=,得3x =±. 下⾯分两种情况讨论:①当()0f x '>,即3x <-或3x >时;②当()0f x '<,即33x -<<时. 当x 变化时,()f x ',()f x 变化情况如下表:因此,当3x =-时,()f x 有极⼤值,并且极⼤值为54;当3x =时,()f x 有极⼩值,并且极⼩值为54-. (3)因为3()612f x x x=+-,所以2()123f x x '=-. 令2()1230f x x '=-=,得2x =±. 下⾯分两种情况讨论:①当()0f x '>,即22x -<<时;②当()0f x '<,即2x <-或2x >时. 当x 变化时,()f x ',()f x 变化情况如下表:因此,当2x =-时,()f x 有极⼩值,并且极⼩值为10-;当2x =时,()f x 有极⼤值,并且极⼤值为22 (4)因为3()3f x x x =-,所以2()33f x x '=-. 令2()330f x x '=-=,得1x =±. 下⾯分两种情况讨论:①当()0f x '>,即11x -<<时;②当()0f x '<,即1x <-或1x >时. 当x 变化时,()f x ',()f x 变化情况如下表:因此,当1x =-时,()f x 有极⼩值,并且极⼩值为2-;当1x =时,()f x 有极⼤值,并且极⼤值为2 练习(P31)(1)在[0,2]上,当112x =时,2()62f x x x =--有极⼩值,并且极⼩值为149()1224f =-. ⼜由于(0)2f =-,(2)20f =.因此,函数2()62f x x x =--在[0,2]上的最⼤值是20、最⼩值是4924-. (2)在[4,4]-上,当3x =-时,3()27f x x x =-有极⼤值,并且极⼤值为(3)54f -=;当3x =时,3()27f x x x =-有极⼩值,并且极⼩值为(3)54f =-;⼜由于(4)44f -=,(4)44f =-.因此,函数3()27f x x x =-在[4,4]-上的最⼤值是54、最⼩值是54-.(3)在1[,3]3-上,当2x =时,3()612f x x x =+-有极⼤值,并且极⼤值为(2)22f =.⼜由于155()327f -=,(3)15f =.因此,函数3()612f x x x =+-在1[,3]3-上的最⼤值是22、最⼩值是5527.(4)在[2,3]上,函数3()3f x x x =-⽆极值. 因为(2)2f =-,(3)18f =-.因此,函数3()3f x x x =-在[2,3]上的最⼤值是2-、最⼩值是18-. 习题1.3 A 组(P31)1、(1)因为()21f x x =-+,所以()20f x '=-<. 因此,函数()21f x x =-+是单调递减函数.(2)因为()cos f x x x =+,(0,)2x π∈,所以()1sin 0f x x '=->,(0,)2x π∈. 因此,函数()cos f x x x =+在(0,)2π上是单调递增函数. (3)因为()24f x x =--,所以()20f x '=-<. 因此,函数()24f x x =-是单调递减函数. (4)因为3()24f x x x =+,所以2()640f x x '=+>. 因此,函数3()24f x x x =+是单调递增函数. 2、(1)因为2()24f x x x =+-,所以()22f x x '=+.当()0f x '>,即1x >-时,函数2()24f x x x =+-单调递增. 当()0f x '<,即1x <-时,函数2()24f x x x =+-单调递减. (2)因为2()233f x x x =-+,所以()43f x x '=-.当()0f x '>,即34x >时,函数2()233f x x x =-+单调递增. 当()0f x '<,即34x <时,函数2()233f x x x =-+单调递减.(3)因为3()3f x x x =+,所以2()330f x x '=+>. 因此,函数3()3f x x x =+是单调递增函数.(4)因为32()f x x x x =+-,所以2()321f x x x '=+-. 当()0f x '>,即1x <-或13x >时,函数32()f x x x x =+-单调递增. 当()0f x '<,即113x -<<时,函数32()f x x x x =+-单调递减.3、(1)图略. (2)加速度等于0.4、(1)在2x x =处,导函数()y f x '=有极⼤值;(2)在1x x =和4x x =处,导函数()y f x '=有极⼩值;(3)在3x x =处,函数()y f x =有极⼤值;(4)在5x x =处,函数()y f x =有极⼩值.5、(1)因为2()62f x x x =++,所以()121f x x '=+. 令()1210f x x '=+=,得112x =-. 当112x >-时,()0f x '>,()f x 单调递增;当112x <-时,()0f x '<,()f x 单调递减.所以,112x =-时,()f x 有极⼩值,并且极⼩值为211149()6()212121224f -=?---=-.(2)因为3()12f x x x =-,所以2()312f x x '=-. 令2()3120f x x '=-=,得2x =±. 下⾯分两种情况讨论:①当()0f x '>,即2x <-或2x >时;②当()0f x '<,即22x -<<时. 当x 变化时,()f x ',()f x 变化情况如下表:因此,当2x =-时,()f x 有极⼤值,并且极⼤值为16;当2x =时,()f x 有极⼩值,并且极⼩值为16-. (3)因为3()612f x x x =-+,所以2()123f x x '=-+. 令2()1230f x x '=-+=,得2x =±.下⾯分两种情况讨论:①当()0f x '>,即2x <-或2x >时;②当()0f x '<,即22x -<<时. 当x 变化时,()f x ',()f x 变化情况如下表:因此,当2x =-时,()f x 有极⼤值,并且极⼤值为22;当2x =时,()f x 有极⼩值,并且极⼩值为10-. (4)因为3()48f x x x =-,所以2()483f x x '=-. 令2()4830f x x '=-=,得4x =±. 下⾯分两种情况讨论:①当()0f x '>,即2x <-或2x >时;②当()0f x '<,即22x -<<时. 当x 变化时,()f x ',()f x 变化情况如下表:因此,当4x =-时,()f x 有极⼩值,并且极⼩值为128-;当4x =时,()f x 有极⼤值,并且极⼤值为128. 6、(1)在[1,1]-上,当112x =-时,函数2()62f x x x =++有极⼩值,并且极⼩值为4724.由于(1)7f -=,(1)9f =,所以,函数2()62f x x x =++在[1,1]-上的最⼤值和最⼩值分别为9,4724. (2)在[3,3]-上,当2x =-时,函数3()12f x x x =-有极⼤值,并且极⼤值为16;当2x =时,函数3()12f x x x =-有极⼩值,并且极⼩值为16-. 由于(3)9f -=,(3)9f =-,所以,函数3()12f x x x =-在[3,3]-上的最⼤值和最⼩值分别为16,16-.(3)在1[,1]3-上,函数3()612f x x x =-+在1-上⽆极值.由于1269()327f -=,(1)5f =-,所以,函数3()612f x x x =-+在1[,1]3-上的最⼤值和最⼩值分别为26927,5-.(4)当4x =时,()f x 有极⼤值,并且极⼤值为128.. 由于(3)117f -=-,(5)115f =,所以,函数3()48f x x x =-在[3,5]-上的最⼤值和最⼩值分别为128,117-. 习题3.3 B 组(P32)1、(1)证明:设()sin f x x x =-,(0,)x π∈. 因为()cos 10f x x '=-<,(0,)x π∈所以()sin f x x x =-在(0,)π内单调递减因此()sin (0)0f x x x f =-<=,(0,)x π∈,即sin x x <,(0,)x π∈. 图略(2)证明:设2()f x x x =-,(0,1)x ∈. 因为()12f x x '=-,(0,1)x ∈所以,当1(0,)2x ∈时,()120f x x '=->,()f x 单调递增,2()(0)0f x x x f =->=;当1(,1)2x ∈时,()120f x x '=-<,()f x 单调递减,2()(1)0f x x x f =->=;⼜11()024f =>. 因此,20x x ->,(0,1)x ∈. 图略(3)证明:设()1x f x e x =--,0x ≠. 因为()1x f x e '=-,0x ≠所以,当0x >时,()10x f x e '=->,()f x 单调递增,()1(0)0x f x e x f =-->=;当0x <时,()10x f x e '=-<,()f x 单调递减,()1(0)0x f x e x f =-->=;综上,1x e x ->,0x ≠. 图略(4)证明:设()ln f x x x =-,0x >. 因为1()1f x x'=-,0x ≠ 所以,当01x <<时,1()10f x x->,()f x 单调递增, ()ln (1)10f x x x f =-<=-<;当1x >时,1()10f x x'=-<,()f x 单调递减, ()ln (1)10f x x x f =-<=-<;当1x =时,显然ln11<. 因此,ln x x <. 由(3)可知,1x e x x >+>,0x >.. 综上,ln x x x e <<,0x > 图略2、(1)函数32()f x ax bx cx d =+++的图象⼤致是个“双峰”图象,类似“”或“”的形状. 若有极值,则在整个定义域上有且仅有⼀个极⼤值和⼀个极⼩值,从图象上能⼤致估计它的单调区间.(2)因为32()f x ax bx cx d =+++,所以2()32f x ax bx c '=++. 下⾯分类讨论:当0a ≠时,分0a >和0a <两种情形:①当0a >,且230b ac ->时,设⽅程2()320f x ax bx c '=++=的两根分别为12,x x ,且12x x <,当2()320f x ax bx c '=++>,即1x x <或2x x >时,函数32()f x ax bx cx d =+++单调递增;当2()320f x ax bx c '=++<,即12x x x <<时,函数32()f x ax bx cx d =+++单调递减.当0a >,且230b ac -≤时,此时2()320f x ax bx c '=++≥,函数32()f x ax bx cx d =+++单调递增. ②当0a <,且230b ac ->时,设⽅程2()320f x ax bx c '=++=的两根分别为12,x x ,且12x x <,当2()320f x ax bx c '=++>,即12x x x <<时,函数32()f x ax bx cx d =+++单调递增;当2()320f x ax bx c '=++<,即1x x <或2x x >时,函数32()f x ax bx cx d =+++单调递减.当0a <,且230b ac -≤时,此时2()320f x ax bx c '=++≤,函数32()f x ax bx cx d =+++单调递减 1.4⽣活中的优化问题举例习题1.4 A 组(P37)1、设两段铁丝的长度分别为x ,l x -,则这两个正⽅形的边长分别为4x ,4l x -,两个正⽅形的⾯积和为 22221()()()(22)4416x l x S f x x lx l -==+=-+,0x l <<.令()0f x '=,即420x l -=,2lx =.当(0,)2l x ∈时,()0f x '<;当(,)2lx l ∈时,()0f x '>.因此,2lx =是函数()f x 的极⼩值点,也是最⼩值点.所以,当两段铁丝的长度分别是2时,两个正⽅形的⾯积和最⼩.2、如图所⽰,由于在边长为a 的正⽅形铁⽚的四⾓截去四个边长为x 的⼩正⽅形,做成⼀个⽆盖⽅盒,所以⽆盖⽅盒的底⾯为正⽅形,且边长为2a x -,⾼为x .(1)⽆盖⽅盒的容积2()(2)V x a x x =-,02ax <<.(2)因为322()44V x x ax a x =-+,所以22()128V x x ax a '=-+.令()0V x '=,得2a x =(舍去),或6a x =. 当(0,)6a x ∈时,()0V x '>;当(,)62a ax ∈时,()0V x '<.因此,6ax =是函数()V x 的极⼤值点,也是最⼤值点.所以,当6ax =时,⽆盖⽅盒的容积最⼤.3、如图,设圆柱的⾼为h ,底半径为R ,则表⾯积222S Rh R ππ=+由2V R h π=,得2V h R π=. 因此,2222()222V V S R R R R R Rππππ=+=+,0R >. 令2()40V S R R R π'=-+=,解得R =.当R ∈时,()0S R '<;当)R ∈+∞时,()0S R '>. 因此,R =是函数()S R 的极⼩值点,也是最⼩值点. 此时,22V h R R π===. 所以,当罐⾼与底⾯直径相等时,所⽤材料最省.4、证明:由于211()()n i i f x x a n ==-∑,所以12()()n i i f x x a n ='=-∑.令()0f x '=,得11ni i x a n ==∑,(第3题)可以得到,11ni i x a n ==∑是函数()f x 的极⼩值点,也是最⼩值点.这个结果说明,⽤n 个数据的平均值11ni i a n =∑表⽰这个物体的长度是合理的,这就是最⼩⼆乘法的基本原理.5、设矩形的底宽为x m ,则半圆的半径为2xm ,半圆的⾯积为28x π2m ,矩形的⾯积为28x a π-2m ,矩形的另⼀边长为()8a xx π-m 因此铁丝的长为22()(1)244xa x a l x x x x x πππ=++-=++,0x <<令22()104a l x x π'=+-=,得x =.当x ∈时,()0l x '<;当x ∈时,()0l x '>.因此,x =()l x 的极⼩值点,也是最⼩值点.时,所⽤材料最省. 6、利润L 等于收⼊R 减去成本C ,⽽收⼊R 等于产量乘单价. 由此可得出利润L 与产量q 的函数关系式,再⽤导数求最⼤利润.收⼊211(25)2588R q p q q q q =?=-=-,利润2211(25)(1004)2110088L R C q q q q q =-=--+=-+-,0200q <<.求导得1214L q '=-+令0L '=,即12104q -+=,84q =.当(0,84)q ∈时,0L '>;当(84,200)q ∈时,0L '<;因此,84q =是函数L 的极⼤值点,也是最⼤值点.所以,产量为84时,利润L 最⼤,习题1.4 B 组(P37)1、设每个房间每天的定价为x 元,那么宾馆利润21801()(50)(20)7013601010x L x x x x -=--=-+-,180680x <<.令1()7005L x x '=-+=,解得350x =.当(180,350)x ∈时,()0L x '>;当(350,680)x ∈时,()0L x '>. 因此,350x =是函数()L x 的极⼤值点,也是最⼤值点.所以,当每个房间每天的定价为350元时,宾馆利润最⼤. 2、设销售价为x 元/件时,利润4()()(4)()(5)b x L x x a c c c x a x b b-=-+?=--,54ba x <<.令845()0c ac bc L x x b b+'=-+=,解得458a bx +=. 当45(,)8a b x a +∈时,()0L x '>;当455(,)84a b bx +∈时,()0L x '<.当458a bx +=是函数()L x 的极⼤值点,也是最⼤值点.所以,销售价为458a b+元/件时,可获得最⼤利润.1.5定积分的概念练习(P42) 83. 说明:进⼀步熟悉求曲边梯形⾯积的⽅法和步骤,体会“以直代曲”和“逼近”的思想.练习(P45)1、22112()[()2]()i i i i i s s v t n n n n n n'?≈?=?=-+?=-?+?,1,2,,i n =L .于是 111()n n ni i i i i is s s v t n ==='=?≈?=?∑∑∑2112[()]ni i n n n ==-?+?∑22211111()()()2n n n n n n n n -=-?--?-?+L2231[12]2n n=-++++L31(1)(21)26n n n n ++=-?+111(1)(1)232n n =-+++取极值,得1111115lim [()]lim [(1)(1)2]323nnn n i i i s v n n n n →∞→∞====-+++=∑∑说明:进⼀步体会“以不变代变”和“逼近”的思想.2、223km.说明:进⼀步体会“以不变代变”和“逼近”的思想,熟悉求变速直线运动物体路程的⽅法和步骤. 练习(P48)2304x dx =?. 说明:进⼀步熟悉定积分的定义和⼏何意义.从⼏何上看,表⽰由曲线3y x =与直线0x =,2x =,0y =所围成的曲边梯形的⾯积4S =.习题1.5 A 组(P50) 1、(1)1001111(1)[(1)1]0.495100100i i x dx =--≈+-?=∑?;(2)50021111(1)[(1)1]0.499500500i i x dx =--≈+-?=∑?;(3)100021111(1)[(1)1]0.499510001000i i x dx =--≈+-?=∑?. 说明:体会通过分割、近似替换、求和得到定积分的近似值的⽅法.2、距离的不⾜近似值为:18112171310140?+?+?+?+?=(m );距离的过剩近似值为:271181121713167?+?+?+?+?=(m ).3、证明:令()1f x =. ⽤分点 011i i n a x x x x x b -=<<<<<<=L L将区间[,]a b 等分成n 个⼩区间,在每个⼩区间1[,]i i x x -上任取⼀点(1,2,,)i i n ξ=L作和式11()nni i i b af x b a nξ==-?==-∑∑,从⽽11lim nbn i b adx b a n→∞=-==-∑,说明:进⼀步熟悉定积分的概念.4、根据定积分的⼏何意义,0表⽰由直线0x =,1x =,0y =以及曲线y =所围成的曲边梯形的⾯积,即四分之⼀单位圆的⾯积,因此4π=.5、(1)03114x dx -=-. 由于在区间[1,0]-上30x ≤,所以定积分031x dx -?表⽰由直线0x =,1x =-,0y =和曲线3y x =所围成的曲边梯形的⾯积的相反数.(2)根据定积分的性质,得1133311011044x dx x dx x dx --=+=-+=.由于在区间[1,0]-上30x ≤,在区间[0,1]上30x ≥,所以定积分131x dx -?等于位于x 轴上⽅的曲边梯形⾯积减去位于x 轴下⽅的曲边梯形⾯积.(3)根据定积分的性质,得202333110115444x dx x dx x dx --=+=-+=由于在区间[1,0]-上30x ≤,在区间[0,2]上30x ≥,所以定积分231x dx -?等于位于x 轴上⽅的曲边梯形⾯积减去位于x 轴下⽅的曲边梯形⾯积.说明:在(3)中,由于3x 在区间[1,0]-上是⾮正的,在区间[0,2]上是⾮负的,如果直接利⽤定义把区间[1,2]-分成n 等份来求这个定积分,那么和式中既有正项⼜有负项,⽽且⽆法抵挡⼀些项,求和会⾮常⿇烦. 利⽤性质3可以将定积分231x dx -?化为02331x dx x dx -+??,这样,3x 在区间[1,0]-和区间[0,2]上的符号都是不变的,再利⽤定积分的定义,容易求出031x dx -?,230x dx ?,进⽽得到定积分231x dx -?的值. 由此可见,利⽤定积分的性质可以化简运算.在(2)(3)中,被积函数在积分区间上的函数值有正有负,通过练习进⼀步体会定积分的⼏何意义.习题1.5 B 组(P50)1、该物体在0t =到6t =(单位:s )之间⾛过的路程⼤约为145 m.说明:根据定积分的⼏何意义,通过估算曲边梯形内包含单位正⽅形的个数来估计物体⾛过的路程. 2、(1)9.81v t =.(2)过剩近似值:8111899.819.8188.292242i i ==??=∑(m );不⾜近似值:81111879.819.8168.672242i i =-??==∑(m )(3)49.81tdt ?;49.81d 78.48t t =?(m ).3、(1)分割在区间[0,]l 上等间隔地插⼊1n -个分点,将它分成n 个⼩区间:[0,]l n ,2[,]l l n n ,……,(2)[,]n ll n -,记第i 个区间为(1)[,]i l iln n-(1,2,i n =L ),其长度为 (1)il i l l x n n n-?=-=.把细棒在⼩段[0,]l n ,2[,]l l n n ,……,(2)[,]n ll n-上质量分别记作:12,,,n m m m L ,则细棒的质量1ni i m m ==?∑.(2)近似代替当n 很⼤,即x ?很⼩时,在⼩区间(1)[,]i l iln n-上,可以认为线密度2()x x ρ=的值变化很⼩,近似地等于⼀个常数,不妨认为它近似地等于任意⼀点(1)[,]i i l il n n ξ-∈处的函数值2()i i ρξξ=. 于是,细棒在⼩段(1)[,]i l il n n-上质量2()i i i lm x nρξξ?≈?=(1,2,i n =L ).(3)求和得细棒的质量 2111()nnni i i i i i l m m x nρξξ====?≈?=∑∑∑. (4)取极限细棒的质量 21lim ni n i lm nξ→∞==∑,所以20l m x dx =?..1.6微积分基本定理练习(P55)(1)50;(2)503;(3)533-;(4)24;(5)3ln 22-;(6)12;(7)0;(8)2-.。
人教版高中数学选修2-1第一章 常用逻辑用语练习题及答案
选修2-1第一章《常用逻辑用语》单元练习班级 姓名 学号 得分1.给出以下四个命题:①若y x N y x +∈+,,是奇数,则y x ,中一个是奇数一个是偶数;②若32<≤-x ,则0)3)(2(≤-+x x ;③若0==y x ,则022=+y x ;④若0232=+-x x ,则1=x 或2=x .那么 ( )A.①的逆命题为假B.②的否命题为真C.③的逆否命题为假D.④的逆命题为真2.若p 是q 的必要条件,则必有 ( )A. p q ⇒B. q p ⌝⇒C. q p ⌝⇒⌝D. p q ⌝⇒⌝3.有金盒、银盒、铅盒各一个,只有一个盒子里有藏宝图.金盒上写有命题p :藏宝图在这个盒子里;银盒上写有命题q :藏宝图不在这个盒子里;铅盒上写有命题r :藏宝图不在金盒子里.命题p 、q 、r 中有且只有一个是假命题,则藏宝图不在 ( )A.金盒里B.银盒里C.铅盒里D.不能确定4.已知p 是r 的充分条件而不是必要条件,q 是r 的充分条件,s 是r 的必要条件,q 是s 的必要条件.现有下列命题:①s 是q 的充要条件;②p 是q 的充分条件而不是必要条件;③r 是q 的必要条件而不是充分条件;④s p ⌝⌝是的必要条件而不是充分条件;⑤r 是s 的充分条件而不是必要条件,则正确命题序号是 ( )A.①④⑤B.①②④C.②③⑤D. ②④⑤5.命题“所有的互斥事件都是对立事件”的否命题和命题的否定 ( )A.均为真命题B.均为假命题C.只有否命题为真命题D. 只有命题的否定为真命题6.如果命题“)(q p 或⌝”为假命题,则 ( )A.q p ,均为真命题B.q p ,均为假命题C.q p ,中至少有一个真命题D.q p ,中至多一个真命题7.不等式2x 2-5x -3<0的一个必要不充分条件可以是 ( ) A.132x -<< B. 102x -<< C.132x -<< D.16x -<< 8. 命题“对任意的01,23≤+-∈x x R x ”的否定是 ( ) A.不存在01,23≤+-∈x x R x B.存在01,23≥+-∈x x R xC.存在01,23>+-∈x x R xD. 对任意的01,23>+-∈x x R x9.对任意实数x , 若不等式k x x >+++|1||2|恒成立, 则实数k 的取值范围是 ( )A. k ≥1B. k <1C. k ≤1D. k >110.若关于x 的不等式22x x a <--至少有一个实数解,求实数a 的取值范围为 ( )A. (B. (2,2)-C. 99(,)44-D. 77(,)44-11.“a b Z +∈”是“20x ax b ++=有且只有整数解的” 条件.12.在一次模拟打飞机的游戏中,小李连续射击两次,设命题1p 为“第一次射击击中飞机”,命题2p 为“第二次射击击中飞机”,则命题“12()p p ⌝∨”可以表示 .13.方程22(21)0x k x k +-+=有两个大于1的实数根的充要条件为 .14.命题“已知,,,a b c d R ∈,若,a b c d ==,则a c b d +=+”的否命题为 ;并且否命题为 命题.(填“真”与“假”)15.设p :实数x 满足22430,(0)x ax a a -+<<,q :实数满足260x x --<或2280x x +->,若p ⌝是q ⌝的必要不充分条件,求实数a 的取值范围.16.已知命题:,p x R ∃∈使220ax x a ++≥,当a A ∈时,p 为假命题,求集合A .新 课标 第一 网17.设函数()lg(5)f x ax =-的定义域为A ,若命题:3p A ∈与:5q A ∈有且只有一个为真命题,求实数a 的取值范围.18. 设,m n N +∈,求证:33n m -为偶数的充要条件是n m -为偶数.新 课 标第 一 网参考答案:1-10 DDBBA CDCBC 11.必要不充分 12.两次都未击中飞机 13.k <-214. “已知,,,a b c d R ∈,若a b ≠或c d ≠,则a c b d +≠+” 假命题15.(]2,4,03⎡⎫-∞--⎪⎢⎣⎭ 16. (),1-∞- 17.51,3⎛⎤ ⎥⎝⎦18.略。
人教版高中数学选修 练习题及参考答案
人教版高中数学选修-练习题及参考答案(附参考答案)一、选择题1.命题“如果x≥a2+b2,那么x≥2ab”的逆否命题是( ) A.如果x<a2+b2,那么x<2abB.如果x≥2ab,那么x≥a2+b2C.如果x<2ab,那么x<a2+b2D.如果x≥a2+b2,那么x<2ab2.三角形全等是三角形面积相等的( )A.充分但不必要条件B.必要但不充分条件C.充要条件D.既不充分又不必要条件3.下列四个命题中,真命题是( )A.是偶数且是无理数B.8≥10C.有些梯形内接于圆D.xR,x2x+1≠04.命题“所有奇数的立方是奇数”的否定是( )A.所有奇数的立方不是奇数B.不存在一个奇数,它的立方是偶数C.存在一个奇数,它的立方是偶数D.不存在一个奇数,它的立方是奇数二、填空题5.命题“若a=1,则a2=1”的逆否命题是______________________.?? 6.b=0是函数f(x)=ax2+bx+c为偶函数的______________________.7.全称命题“aZ,a有一个正因数”的否定是________________________.??8.特称命题“有些三角形的三条中线相等”的否定是______________________.条件.的______ ___,则非p是非q9.设p:|5x1|>4;?三、解答题10.求证:a+2b=0是直线ax+2y+3=0和直线x+by+2=0互相垂直的充要条件.11.已知集合A={x|x23x+2=0},B={x|x2mx+2=0},若A是B的必要不充分条件,求实数m范围.??12.给定两个命题,:对任意实数都有恒成立;:关于的方程有实数根;如果与中求实数的取值范围.有且仅有一个为真命题,常用逻辑用语答案14 CACC?5.如果a2≠1,那么a≠1 6.充分必要条件7.a0Z,a0没有正因数???8.每个三角形的三条中线不相等9.即不充分也不必要10.充分性:当b=0时,则a=0,此时两直线分别垂直坐标轴,显然垂直;当b≠0时,两直线的斜率分别是k1=,k2=,由a+2b=0,k1k2=()()=1,两直线互相垂直.??????必要性:如果两直线互相垂直且斜率存在,则k1k2=()()=1,∴a+2b=0;如果两直线中有直线的斜率不存在,且互相垂直,则b=0,且a=0,∴a+2b=0.????11、A={1,2},A是B的必要不充分条件,即BA.所以B=、B={1}或{2},?,∴.=m28<0B=φ时,△当?无解.综上所述.时,,m当B={1}或{2}a<4;≤a=0或012.解:P真:对任意实数都有恒成立??≤;0a14a≥q真:关于的方程有实数根???如果P正确,且Q不正确,有0≤a<4,且a>,∴<a<4;如果Q正确,且P不正确,有a<0或a≥4,且a≤,∴a<0.所以(,0)∪(,4).???常用逻辑用语答案14 CACC?5.如果a2≠1,那么a≠1 6.充分必要条件7.a0Z,a0没有正因数???8.每个三角形的三条中线不相等9.即不充分也不必要10.充分性:当b=0时,则a=0,此时两直线分别垂直坐标轴,显然垂直;当b≠0时,两直线的斜率分别是k1=,k2=,由a+2b=0,k1k2=()()=1,两直线互相垂直.??????必要性:如果两直线互相垂直且斜率存在,则k1k2=()()=1,∴a+2b=0;如果两直线中有直线的斜率不存在,且互相垂直,则b=0,且a=0,∴a+2b=0.????11、A={1,2},A是B的必要不充分条件,即BA.所以B=、B={1}或{2},?,∴.=m28<0B=φ时,△当?无解.综上所述.时,,m当B={1}或{2}a<4;≤或0.解:12P真:对任意实数都有恒成立a=0??≤;0a14a≥q真:关于的方程有实数根???如果P正确,且Q不正确,有0≤a<4,且a>,∴<a<4;如果Q正确,且P不正确,有a<0或a≥4,且a≤,∴a<0.所以(,0)∪(,4).???圆锥曲线练习题一.选择题若椭圆经过原点,且焦点分别为,则其离心率为() 1.1A.B. C. D.4y2=4x的焦点作直线l,交抛物线于A,过抛物线B两点,若线段AB中点的横坐标2.为3,则|AB|等于()A.10B.8C.6D.4若双曲线+=1的离心率,则k的取值范围是() 3.A. B. C. D.与y轴相切且和半圆x2+y2=4(0≤x≤2)内切的动圆圆心的轨迹方程是()4. B. A. C. D.过点M(2,0)的直线L与椭圆交于两点,设线段的中点为P,若直线l的斜率为,5.的斜率为,则等于()直线OP?1-A. B. C. D.2.如果方程+=1表示双曲线,那么下列椭圆中,与这个双曲线共焦点的是()6. A. B. C. D.二.填空题椭圆+=1的焦点分别是,点P在椭圆上,如果线段的中点在y轴上,那么是的7.倍.椭圆+=1的焦点分别是,过原点O做直线与椭圆交于A,B两点,若ABF2的面积8.是20,则直线AB的方程是.?与双曲线有共同的渐近线,并且经过点的双曲线方程是9.已知直线y=kx+2与双曲线x2y2=6的右支相交于不同的两点,则k的取值范围10.是.三.解答题?抛物线y=-x2与过点M(0,1)的直线L相交于A,B两点,O为原点,若OA和OB11.的斜率之和为1,求直线L的方程.?已知中心在原点,一焦点为F(0,)的椭圆被直线截得的弦的中点横坐标为,求此12.椭圆的方程.13.是椭圆+=1的两个焦点,为椭圆上一点,且AF1F2=45,求的面积.???圆锥曲线练习题答案一.选择题:CBCADD二.填空题:7. 7倍8.y=x 9. -=1 10.-,3)<k<-1?三.解答题解:斜率不存在不合题意,设直线代入抛物线得11.有kR 设点则+=1,?由根与系数关系,解得直线方程.=50,则1解:设所求的椭圆为+=12.椭圆与直线联立有,由已知=,.1a2=75,b2=25.所以所求椭圆方程为+=根与系数关系带入得解得.解:13.圆锥曲线练习题答案CBCADD 一.选择题:二.填空题:1,3)<k<--=7. 7倍8.y=x 9. 1 10.-?三.解答题解:斜率不存在不合题意,设直线代入抛物线得13.有kR 设点则+=1,?由根与系数关系,解得直线方程.=50,则解:设所求的椭圆为+=114.椭圆与直线联立有,由已知=,.1a2=75,b2=25.所以所求椭圆方程为+=根与系数关系带入得解得.解:13.空间向量练习题一.选择题1.直棱柱ABCA1B1C1中,若=,=,=,则=( )?→→+++D.+B.+C.A.b?c????2.已知A,B,C三点不共线,对平面ABC外的任意一点O,下列条件中能确定点M与A,B,C一定共面的是( )→→→A.=++C.=2OA?OB?OC1→C.=++D.=++OC 33.若向量同时垂直向量和,向量=+(,R, ,≠0),则()???????A.∥B.C.与不平行也不垂直D.以上均有可能?4.以下四个命题中,正确的是( )A.若=+,则P,A,B三点共线B.若{,,}为空间一个基底,则{+,+,+}构成空间的另一个基底C.|()|=||||||???D.ABC为直角三角形的充要条件是=0??5.已知=(+1,0,2),=(6,21,2),∥,则和的值分别为( )??????A.,B.5,2C.,D.5,2????二.填空题6.若=(2,3,1),=(2,0,3),=(0,2,2),则(+)=________.??7.已知G是ABC的重心,O是空间任一点,若++=,则的值为_______.??? 8.已知||=1,||=2,<,>=60,则|(+2)|=________.??三.解答题9.若向量(+3)(75),(4)(72),求与的夹角.?????10.设,试求实数,使成立.求与侧面所成的角.正三棱柱的底面边长为,11.侧棱长为,小大的角面二,时值何于等问,动移上棱在点,,,中体方长在.12.为.空间向量练习题答案 DDBBA一.选择题6.3 83 7.二.填空题6.5三.解答题9.由已知向量垂直列方程,解得2=2=2,∴cos<,>=,∴与夹角为60.?? 10.由成立,可建立方程组,解得.11.以A为原点,分别以,,为x,y,z轴建立空间直角坐标系,则A(0,0,0),B(0,a,0),A1(0,0,a),C1(,2)a,a,a),由于=(1,0,0)是面的法向量,??计算得cos<,>=,∴<,>=60.故与侧面所成的角为30.??12.设,以为原点,分别以,,为轴建立空间直角坐标系,.依题意.=(2x,1,2)可求得平面的法向量为?..(舍去)空间向量练习题答案 DDBBA一.选择题6.3 8二.填空题6.3 7.5三.解答题9.由已知向量垂直列方程,解得2=2=2,∴cos<,>=,∴与夹角为60.?? 10.由成立,可建立方程组,解得.11.以A为原点,分别以,,为x,y,z轴建立空间直角坐标系,则A(0,0,0),B(0,a,0),A1(0,0,a),C1(,2)a,a,a),由于=(1,0,0)是面的法向量,??计算得cos<,>=,∴<,>=60.故与侧面所成的角为30.??12.设,以为原点,分别以,,为轴建立空间直角坐标系,.依题意.可求得平面的法向量为=(2x,1,2)?..(舍去)。
人教A版高中数学选修第一册同步练习2.3.3 点到直线的距离公式 A基础练(详细解析版)
2.3.3 点到直线的距离公式 -A 基础练一、选择题1.(2020甘肃武威八中高二期中)原点到直线250x y +-=的距离为( )A .1BC .2 D【正确答案】D【详细解析】由点到直线距离可知所求距离d ==故选:D .2.已知△ABC 的三个顶点坐标分别为A (2,6)、B (-4,3)、C (2,-3),则点A 到BC 边的距离为 ( ) A .92 BCD .【正确答案】B【详细解析】BC 边所在直线的方程为343324y x -+=--+,即x +y +1=0;则d2= . 3.(2020银川一中高二期中)动点P 在直线x+y -4=0上,O 为原点,则|OP|的最小值为( ) AB.CD .2 【正确答案】B【详细解析】由题|OP|的最小值即为,O 点到直线的距离.d === 4.(2020上海高二课时练)过点(1,3)且与原点相距为1的直线共有( ).A .0条B .1条C .2条D .3条 【正确答案】C【详细解析】当斜率不存在时,过点(1,3)的直线为1x =,原点到直线的距离为1,满足题意;当斜率存在时,设直线的斜率为k ,则直线方程为()31y k x -=-,即30kx y k -+-=,则原点到直线的距离1d ==,解得43k =, 即直线方程为4350x y -+=,即满足题意的直线有2条.故选:C5.(多选题)(2020南京市秦淮中学高二期中)已知直线:10l y -+=,则下列结论正确的是( )A .直线l 的倾斜角是6πB.若直线:10,m x -+=则l m ⊥C.点到直线l 的距离是2D.过2)与直线l40y --=【正确答案】CD【详细解析】对于A.直线10l y -+=的斜率k =tanθ=故直线l 的倾斜角是3π,故A 错误; 对于B.因为直线10m x -+=:的斜率k′3=kk ′=1≠﹣1,故直线l 与直线m 不垂直,故B 错误;对于C.点)到直线l 的距离d==2,故C 正确;对于D .过()与直线l 平行的直线方程是y ﹣2=x ﹣),整理得40y --=,故D 正确.综上所述,正确的选项为CD .故选:CD . 6.(多选题)(2020全国高二课时练)已知直线l 过点(3,4)P 且与点()22A -,,(4,2)B -等距离,则直线l 的方程可以是( )A .23180x y +-=B .220x y --=C .32180x y -+=D . 220x y -+= 【正确答案】AB【详细解析】设所求直线的方程为4(3)y k x -=-,即340kx y k --+=,由已知及点到直线的距离公式可=解得2k =或23k =-,即所求直线方程为23180x y +-=或220x y --=.故选:AB.二、填空题7.(2020浙江丽水二中高二月考)直线:1l x =的倾斜角为______;点()2,5P 到直线l 的距离为______.【正确答案】π2; 1【详细解析】直线//l y 轴,∴直线l 倾斜角为2π点()2,5P 到直线l 的距离211d =-=,故为:2π;1 8.(2020山东泰安一中高二期中)若点(2,k)到直线5x -12y+6=0的距离是4,则k 的值为______.【正确答案】k=-3或1734=,解方程即得k=-3或173. 9.(2020北京海淀101中学高二期中)已知ABC 中,点()1,1A ,()4,2B ,()4,6C -.则ABC 的面积为________.【正确答案】10【详细解析】由两点式的直线BC 的方程为262y --=444x ---,即为x +2y ﹣8=0,由点A 到直线的距离公式得BC 边上的高dBC=∴△ABC 的面积为1210. 10.(2020上海高二课时练)过点()1,5A -且与点()2,6M 、()4,2N --距离相等的直线方程是________.【正确答案】43190x y -+=或1x =-【详细解析】分以下两种情况讨论:①所求直线与直线MN 平行,由于直线MN 的斜率为624243MN k +==+,且所求直线过点()1,5A -,此时,所求直线的方程为()4513y x -=+,即43190x y -+=;②所求直线过线段MN 的中点()1,2B -,由于所求直线过点()1,5A -,此时,所求直线的方程为1x =-.综上所述,所求直线方程为43190x y -+=或1x =-.故正确答案为:43190x y -+=或1x =-.三、解答题11.(2020山东省武城县第二中学高二月考)已知点()1,4B 、()6,2C ,点A 在直线330x y -+=上,并且使ABC ∆的面积等于21,求点A 的坐标.【详细解析】点A 在直线330x y -+=上,则可设点(33,)A y y -.直线BC 由两点式可得146124x y --=--,得25220x y +-=,线段BC =则点A 到BC的距离为d ==∴三角形面积112122S BC d === ∴7011y =或1411- ∴点A 的坐标为17770(,)1111或7514(,)1111-- 12.(2020全国高二课时练)已知直线l 经过直线2x +y -5=0与x -2y =0的交点.(1)点A(5,0)到l 的距离为3,求l 的方程;(2)求点A(5,0)到l 的距离的最大值.【详细解析】解:(1)经过两已知直线交点的直线系方程为(2x +y -5)+λ(x -2y)=0, 即(2+λ)x +(1-2λ)y -5=0.=3.即2λ2-5λ+2=0,∴λ=2或12. ∴l 的方程为x =2或4x -3y -5=0.(2)由250{20x y x y +-=-=解得交点P(2,1),如图,过P 作任一直线l,设d 为点A 到l 的距离,则d≤|PA|(当l ⊥PA 时等号成立).∴d max=|PA|.。
2020-2021学年新人教版高中数学选择性必修第一册《空间向量与立体几何》章节综合训练及答案解析
2020-2021学年新人教版高中数学选择性必修第一册《空间向量与立体几何》章节测试卷
(120分钟 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.已知向量a =(1,,2),b=(2,-1,k),且a与b互相垂直,则k的值是( )
A.-1
B.
C.1
D.-
2.若a,b,c是空间任意三个向量,λ∈R,下列关系中,不成立的是( )
A.a+b=b+a
B.λ(a+b)=λa+λb
C.(a+b)+c=a+(b+c)
D.b=λa
3如图,空间四边形ABCD中,E,F分别是BC,CD的中点,则++等于(
)
A. B. C. D.
4.若A(1,-2,1),B(4,2,3),C(6,-1,4),则△ABC的形状是( )
A.不等边锐角三角形
B.直角三角形
C.钝角三角形
D.等边三角形
5.已知平面α的一个法向量为n1=(-1,-2,-1),平面β的一个法向量n2=(2,4,2),则不重合的平面α与平面β( )
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新人教版高中数学选修一第一单元《空间向量与立体几何》测试(含答案解析)
一、选择题1.平面α过正方体1111ABCD A B C D -的顶点A ,1BC α⊥,点E 、F 分别为1AA 、1CC 的中点,112C G GD =,若α平面ABCD m =,α平面EFG n =,则直线m 与直线n 所成角的正切值为( ) A .227B .32C .427D .6272.如图,在正方形中,点,E F 分别是线段,AD BC 上的动点,且,AE BF AC =与EF 交于G ,EF 在AB 与CD 之间滑动,但与AB 和CD 均不重合.在EF 任一确定位置,将四边形EFCD 沿直线EF 折起,使平面EFCD ⊥平面ABFE ,则下列选项中错误的是( )A .AGC ∠的角度不会发生变化B .AC 与EF 所成的角先变小后变大 C .AC 与平面ABFG 所成的角变小D .二面角G AC B --先变大后变小3.直三棱柱111ABC A B C -中,1AC BC AA ==,90ACB ∠=,则直线1A C 与平面11A BC 所成的角的大小为( )A .30B .60C .90D .1204.正方体1111ABCD A B C D -中,动点M 在线段1A C 上,E ,F 分别为1DD ,AD 的中点.若异面直线EF 与BM 所成的角为θ,则θ的取值范围为( ) A .[,]63ππB .[,]43ππC .[,]62ππD .[,]42ππ5.如图,正四棱锥P ABCD -中,已知PA a =,PB b =,PC c =,12PE PD =,则BE =( )A .131222a b c -+ B .111222a b c --- C .131222a b c --+ D .113222a b c --+ 6.若直线l 的方向向量,1)2(,m x -=,平面α的法向量2,2(),4n -=-,且直线l ⊥平面α,则实数x 的值是( )A .1B .5C .﹣1D .﹣57.已知向量{},,a b c 是空间的一组基底,则下列可以构成基底的一组向量是( ) A .a b +,a ,a b - B .a b +,b ,a b - C .a b +,c ,a b -D .a b +,2a b -,a b -8.如图,在正方体1111ABCD A B C D -中,M ,N ,P 分别为棱AD ,1CC ,11A D 的中点,则1B P 与MN 所成角的余弦值为( )A .3010B .15-C .7010D .159.在平行六面体ABCD A B C D ''''-中,若2AC x AB y BC z CC →→→→''=++,则x y z ++=( ) A .52B .2C .32D .11610.如图,在三棱柱11ABC A B C -中,底面ABC 为正三角形,侧棱垂直于底面,14,6AB AA ==.若E 是棱1BB 的中点,则异面直线1A E 与1AC 所成角的余弦值为( )A .13 B .213C .313D .13 11.在正方体1111ABCD A B C D -中,E 为棱11A B 的中点,则异面直线AE 与1BD 所成角的余弦值为( ) A .1515B .155C .53D .5 12.如图,在四面体OABC 中,D 是BC 的中点,G 是AD 的中点,则OG 等于( )A .111333OA OB OC ++ B .111234OA OB OC ++C .111244OA OB OC ++D .111446OA OB OC ++13.如图,在棱长均相等的四面体O ABC -中,点D 为AB 的中点,12CE ED =,设OA a =,OB b =,OC c =,则OE =( )A .111663a b c ++ B .111333a b b ++C .111663a b c +- D .112663a b c ++ 二、填空题14.若面α的法向量(1,,1)n λ=,面β的法向量(2,1,2)m =--,两面夹角的正弦值为346,则λ=________. 15.在三棱锥P -ABC 中,PA ,AB ,AC 两两垂直,D 为棱PC 上一动点,2PA AC ==,3AB =.当BD 与平面PAC 所成角最大时,AD 与平面PBC 所成角的正弦值为________.16.如图所示,长方体1111ABCD A B C D -中,2AB BC ==,14CC =,点E 是线段1CC 的中点,点F 是正方形ABCD 的中心,则直线1A E 与直线1B F 所成角的余弦值为___17.a ,b 为空间两条互相垂直的直线,直角三角形ABC 的直角边AC 所在直线与a ,b 都垂直,斜边AB 以AC 为旋转轴旋转,30ABC ∠=︒,有下列结论: ①当直线AB 与a 成60°角时,AB 与b 成30°角; ②当直线AB 与a 成60°角时,AB 与b 成45°角; ⑤直线AB 与a 所成角的最大值为60°; ④直线AB 与a 所成角的最小值为30°;其中正确的是___________.(填写所有正确结论的编号)18.在一直角坐标系中,已知()1,6A -,()3,8B -,现沿x 轴将坐标平面折成60︒的二面角,则折叠后A ,B 两点间的距离为__________.19.平行六面体1111ABCD A B C D -中,1160A AB A AD BAD ∠=∠=∠=︒,且1AB =,2AD =,13AA =,则1AC 等于______.20.设a =(1,1,0),b =(﹣1,1,0),c =(1,0,1),d =(0,0,1),,,,a b c d 存在正交基底,则四个向量中除正交基底外的向量用正交基底表示出来并写在填空处;否则在填空处写上“无正交基底”.你的答案是_____.21.平行六面体ABCD ﹣A 1B 1C 1D 1中,棱AB 、AD 、AA 1的长均为1,∠A 1AD =∠A 1AB =∠DAB 3π=,则对角线AC 1的长为_____.22.如图所示,在空间四边形OABC 中,,,OA a OB b OC c ===,点M 在线段OA 上,且2OM MA =,N 为BC 中点,若=MN xa yb zc ++,则x y z ++=_____________23.正四面体ABCD 的棱长为22的球O 过点D ,MN 为球O 的一条直径,则AM AN ⋅的最小值是__________.24.正三棱柱ABC A B C '''-,2,22AB AA ='=M 是直线BC 上的动点,则异面直线AB '与C M '所成角的范围为_____________.25.如图,在长方体1111ABCD A B C D -中,11AD AA ==,2AB =,点E 在棱AB 上.若二面角1D EC D --的大小为4π,则AE =__________.26.已知(2,1,3),(1,4,2),(3,5,)a b c λ=-=-=-,若,,a b c 三向量共面,则实数λ=_____.【参考答案】***试卷处理标记,请不要删除一、选择题 1.B 解析:B 【分析】以1D 为原点,11D A 为x 轴,11DC 为y 轴,1D D 为z 轴建立空间直角坐标系,用向量法计算即可. 【详解】不妨设AB =2, 以1D 为原点,11D A 为x 轴,11DC 为y 轴,1D D 为z 轴建立空间直角坐标系,则()()()()()()()1110,0,02,0,02,0,22,0,10,2,00,2,20,2,1D A A E C C F ,,,,,,, ()()()12,2,22,2,0,2,0,2,B EF C B =-=-,112420,,00,,133C G GD G GF ⎛⎫⎛⎫=∴∴= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭设平面EFG 的一个法向量()1,,n x y z =,则11·2204·03n EF x y n GF y z ⎧=-+=⎪⎨=+=⎪⎩,不妨令x =1,则141,1,3n ⎛⎫= ⎪⎝⎭ 易知平面ABCD 的一个法向量为()20,0,1n =,设直线m ,n 的方向向量分别为()0000,,m x y z =,()0222,,n x y z = 因为α平面ABCD m =,1BC α⊥,所以0100020·220·0m C B x z m n z ⎧=+=⎪⎨==⎪⎩不妨令0y =1,则()00,1,0m =同理可求071,,13n ⎛⎫=-- ⎪⎝⎭设直线m 与直线n 所成角为θ,则0000007||||7673cos |cos ,|||||491114m n m n m n θ-====⨯⨯++所以227673134sin 1cos 16767θθ⎛⎫=-=-= ⎪ ⎪⎝⎭3134sin3267tan cos 7767θθθ===故选:B 【点睛】向量法解决立体几何问题的关键: (1)建立合适的坐标系; (2)把要用到的向量正确表示; (3)利用向量法证明或计算.2.D解析:D 【分析】以E 为原点,EA ,EF ,ED 所在的直线为,,x y z 轴,建立空间直角坐标系,设正方形的边长为1,AE a =,利用空间向量的数量积可判断A ,B ;求出平面ABFG 的一个法向量,设AC 与平面ABFG 所成的角为θ,利用向量的数量积可求线面角,进而判断C ;求出平面AGC 的法向量以及平面AGC 的法向量,利用空间向量数量积即可求解. 【详解】以E 为原点,EA ,EF ,ED 所在的直线为,,x y z 轴, 建立空间直角坐标系,设正方形的边长为1,AE a =,(),0,0A a ,()0,1,1C a -,()0,,0G a ,()0,1,0F ,(),1,0B a ,对于A ,(),,0AG a a =-,()0,1,1GC a a =--,()11cos 2221AG GC a a AGC a a AG GC⋅-∠===⋅-, 故AGC ∠的角度不会发生变化,所以A 正确; 对于B ,设AC 与EF 所成的角为θ,(),1,1AC a a =--,()0,1,0EF =,cos AC EF AC EFa θ⋅===,2222a a -+对称轴为12,且()0,1a ∈,所以2222a a -+先减小后增加, 所以cos θ先增加再减小,即AC 与EF 所成的角先变小后变大,故B 正确; 对于C ,平面ABFG 的一个法向量为()0,0,1m =, 设AC 与平面ABFG 所成的角为θ,sin cos ,ACm AC m ACma θ⋅======, ()0,1a ∈,则1a a+单调递减,sin θ单调递减, 所以AC 与平面ABFG 所成的角变小,故C 正确;对于D ,设平面AGC 的法向量为()111,,n x y z =,则00n AG n AC ⎧⋅=⎨⋅=⎩,即()11111010ax ay ax y a z -+=⎧⎨-++-=⎩,令11x =,11y =,11z =-, 不妨设1,1,1n,设平面ACB 的一个法向量为()222,,p x y z =,则00p AB P CB ⎧⋅=⎨⋅=⎩,()222010y ax a z =⎧⎨+-=⎩,令2z a =,21x a =-,即()1,0,p a a =-,cos ,3n pn p n p⋅==== 2221a a -+对称轴为12,在()0,1先减小后增大,所以212221a a --+在()0,1先减小后增大, 二面角G AC B --为钝角,231cos ,23221n p a a ∴=---+ 先增大后减小, 故二面角G AC B --先减小后增大,故D 错误. 故选:D 【点睛】 思路点睛:解决二面角相关问题通常用向量法,具体步骤为:(1)建坐标系,建立坐标系的原则是尽可能的使得已知点在坐标轴上或在坐标平面内; (2)根据题意写出点的坐标以及向量的坐标,注意坐标不能出错. (3)利用数量积验证垂直或求平面的法向量. (4)利用法向量求距离、线面角或二面角.3.A解析:A 【分析】以点C 为坐标原点,CA 、CB 、1CC 所在直线分别为x 、y 、z 轴建立空间直角坐标系,利用空间向量法可求得直线1A C 与平面11A BC 所成的角. 【详解】在直三棱柱111ABC A B C -中,1CC ⊥平面ABC , 又90ACB ∠=,以点C 为坐标原点,CA 、CB 、1CC 所在直线分别为x 、y 、z 轴建立空间直角坐标系,如下图所示:设11AC BC AA ===,则()11,0,1A 、()0,1,0B 、()0,0,0C 、()10,0,1C , ()111,0,0A C =-,()10,1,1=-BC ,()11,0,1=--AC , 设平面11A BC 的法向量为(),,n x y z =,由11100n AC x n BC y z ⎧⋅=-=⎪⎨⋅=-+=⎪⎩,可得0x y z =⎧⎨=⎩,令1y =,可得0x =,1z =, 所以,平面11A BC 的一个法向量为()0,1,1n =,1111cos,222n A C n A C n A C⋅<>==-⨯⋅,所以,直线1A C 与平面11A BC 所成角的正弦值为12,则直线1A C 与平面11A BC 所成角为30.故选:A. 【点睛】方法点睛:计算线面角,一般有如下几种方法:(1)利用面面垂直的性质定理,得到线面垂直,进而确定线面角的垂足,明确斜线在平面内的射影,即可确定线面角;(2)在构成线面角的直角三角形中,可利用等体积法求解垂线段的长度h ,从而不必作出线面角,则线面角θ满足sin hlθ=(l 为斜线段长),进而可求得线面角; (3)建立空间直角坐标系,利用向量法求解,设a 为直线l 的方向向量,n 为平面的法向量,则线面角θ的正弦值为sin cos ,a n θ=<>.4.A解析:A 【详解】以D 点为原点,1,,DA DC DD 所在直线分别为x 轴,y 轴,z 轴建立空间直角坐标系, 如图设DA 2=,易得()1,0,1EF=-,设()()()12,2,20122,2,2CM CA BM λλλλλλλλ==-≤≤=--,,则cos θcos ,?BM EF =,即()()222201122321222823()33cos θλλλλλλ===≤≤-+-+-+.当13λ=时,cos θ取到最大值32,当1λ=时,cos θ取到最小值12,所以θ的取值范围为,63ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦.故选:A.点睛:本题主要考查异面直线所成的角,属于难题.求异面直线所成的角主要方法有两种:一是向量法,根据几何体的特殊性质建立空间直角坐标系后,分别求出两直线的方向向量,再利用空间向量夹角的余弦公式求解;二是传统法,利用平行四边形、三角形中位线等方法找出两直线成的角,再利用平面几何性质求解.5.A解析:A 【分析】连接AC BD 、交点为O ,根据根据向量加法运算法则1122PO PA PC =+,1122PO PD PB =+,求得PD ,然后由BE BP PE =+求解. 【详解】 如图所示:连接AC BD 、交点为O ,则1122PO a c =+, 又1122PO PD PB =+, 所以PD a c b =+-, 又11112222PE PD a c b ==+-,所以131222BE BP PE a b c =+=-+. 故选:A. 【点睛】本题主要考查空间向量基本定理,还考查了数形结合的思想和运算求解的能力,属于中档题.6.C解析:C 【分析】根据直线与平面垂直时直线的方向量与平面的法向量共线,利用共线时对应的坐标关系即可计算出x 的值. 【详解】因为直线l ⊥平面α,所以//m n , 所以12224x -==--,所以1x =-. 故选:C. 【点睛】本题考查根据直线与平面的位置关系求解参数,其中涉及到空间向量的共线计算,难度一般.已知直线l 的方向向量为a ,平面α的法向量为b ,若//l α则有a b ⊥,若l α⊥则有//a b . 7.C解析:C 【分析】空间的一组基底,必须是不共面的三个向量,利用向量共面的充要条件可证明A 、B 、D 三个选项中的向量均为共面向量,利用反证法可证明C 中的向量不共面 【详解】 解:()()2a b a b a ++-=,∴a ,a b +,a b -共面,不能构成基底,排除A ; ()()2a b a b b +--=,∴b ,a b +,a b -共面,不能构成基底,排除B ;()()31222a b a b a b -=-++,∴a b +,a b -,2a b -共面,不能构成基底,排除D ; 若c 、a b +,a b -共面,则()()()()c a b m a b m a m b λλλ=++-=++-,则a 、b 、c 为共面向量,此与{},,a b c 为空间的一组基底矛盾,故c 、a b +,a b -可构成空间向量的一组基底. 故选:C . 【点睛】本题主要考查了空间向量基本定理,向量共面的充要条件等基础知识,判断向量是否共面是解决本题的关键,属于中档题.8.A解析:A 【分析】如图以A 为原点,分别以1,,AB AD AA 所在的直线为,,x y z 轴建立空间直角坐标系,求出1B P 和MN 的坐标,设1B P 与MN 所成的角为θ,利用11cos B P MN B P MNθ=⋅⋅即可求解.【详解】如图以A 为原点,分别以1,,AB AD AA 所在的直线为,,x y z 轴建立空间直角坐标系,设正方体的棱长为2,则()0,1,0M ,()2,2,1N ,()12,0,2B ,()0,1,2P , 所以()12,1,0B P =-,()2,1,1MN =, 设1B P 与MN 所成的角为θ, 所以1122130cos 56B P MN B P MNθ=⋅-⨯+==⨯⋅, 1B P 与MN 30,故选:A 【点睛】 方法点睛:求空间角的常用方法:(1)定义法,由异面直线所成角、线面角、二面角的定义,结合图形,作出所求空间角,再结合题中条件,解对应三角形,即可求出结果;(2)向量法:建立适当的空间直角坐标系,通过计算向量夹角(直线方向向量与直线方向向量、直线方向向量与平面法向量,平面法向量与平面法向量)余弦值,即可求出结果.9.A解析:A 【分析】根据空间向量的线性运算,得出AB BC AC AC CC CC →→→→→→⎛⎫=+=++ ⎪⎭'''⎝,结合题意,即可求出11,2y z ==,从而得出x y z ++的值. 【详解】解:由空间向量的线性运算,得AB BC AC AC CC CC →→→→→→⎛⎫=+=++ ⎪⎭'''⎝,由题可知,2AC x AB y BC z CC →→→→''=++, 则1,1,21x y z ===,所以11,2y z ==, 151122x y z ∴++=++=. 故选:A. 【点睛】本题考查空间向量的基本定理的应用,以及空间向量的线性运算,属于基础题.10.A解析:A 【分析】以{},,a b c 为基底表示出11,A E AC ,利用向量夹角公式计算出异面直线1A E 与1AC 所成角的余弦值. 【详解】设1,,AB a AC b AA c===,则{},,a b c 构成空间的一个基底, 111112A E AB B E a c =+=-,11AC AC CC b c =+=+,111111cos ,||||A E AC A E AC A E AC ⋅〈〉=⋅1()21||2a cbc a c b c ⎛⎫-⋅+ ⎪⎝⎭=-⋅+ ()222112212a b b c a c c a c b c ⋅-⋅+⋅-=⎛⎫-⋅+ ⎪22222144cos600062124a a c c b b c c ⨯⨯︒-+-⨯=-⋅+⋅+⋅+ =135213==-⨯. 所以异面直线1A E 与1AC 所成角的余弦值为1313. 故选:A 【点睛】本小题主要考查异面直线所成角的求法,属于中档题.11.A解析:A 【分析】以D 为原点,DA 为x 轴,DC 为y 轴,1DD 为z 轴,建立空间直角坐标系,利用向量法能求出异面直线AE 与1BD 所成角的余弦值. 【详解】解:在正方体1111ABCD A B C D -中,E 为棱11A B 的中点,以D 为原点,DA 为x 轴,DC 为y 轴,1DD 为z 轴,建立空间直角坐标系, 设正方体1111ABCD A B C D -中棱长为2,则(2A ,0,0),(2E ,1,2),(2B ,2,0),1(0D ,0,2), (0AE =,1,2),1(2BD =-,2-,2),设异面直线AE 与1BD 所成角为θ, 则11||15cos ||||512AE BD AE BD θ===. ∴异面直线AE 与1BD 所成角的余弦值为15.故选:A .【点睛】本题考查异面直线所成角的求法,考查空间中线线、线面、面面间的位置关系等基础知识,考查运算求解能力,属于中档题.12.C解析:C 【分析】因为在四面体OABC 中,D 是BC 的中点,G 是AD 的中点,12OE OA AD =+,即可求得答案. 【详解】在四面体OABC 中,D 是BC 的中点,G 是AD 的中点∴12OG OA AD =+11()22OA AB AC =+⨯+1()4OA OB OA OC OA =+⨯-+-111244OA OB OC =++ 故选:C. 【点睛】本题主要考查了向量的线性运算,解题关键是掌握向量基础知识和数形结合,考查了分析能力和空间想象能力,属于基础题.13.D解析:D 【分析】利用空间向量的加法和减法法则可将OE 用a 、b 、c 表示. 【详解】12CE ED =,()111111=333236CE CD CA AD CA AB CA AB ⎛⎫∴==+=++ ⎪⎝⎭,()()11113636OE OC CE OC CA AB OC OA OC OB OA∴=+=++=+-+-112112663663OA OB OC a b c =++=++. 故选:D. 【点睛】本题考查空间向量的基底分解,解题时要灵活利用空间向量加法和减法法则,考查计算能力,属于中等题.二、填空题14.【分析】设平面的夹角为利用空间向量夹角公式得:由已知知建立关于的方程解方程即可得到答案【详解】设平面的夹角为又面的法向量面的法向量则利用空间向量夹角公式得:由已知得故故即解得:故答案为:【点睛】结论解析:【分析】设平面,αβ的夹角为θ,利用空间向量夹角公式得:cos 3⋅==m n m nλθλ,由已知sin 6=θ,知21cos 18=θ,建立关于λ的方程,解方程即可得到答案.【详解】设平面,αβ的夹角为θ,又面α的法向量(1,,1)n λ=,面β的法向量(2,1,2)m =--,则利用空间向量夹角公式得:cos 1⋅===+m n m nθ由已知得sin =θ,故22221cos 1sin 116618⎛⎛⎫=-=-=-=⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭θθ 故2118=,即2222119(2)1822=⇒=++λλλλ,解得:λ=故答案为: 【点睛】结论点睛:本题考查利用空间向量求立体几何常考查的夹角:设直线,l m 的方向向量分别为,a b ,平面,αβ的法向量分别为,u v ,则 ①两直线,l m 所成的角为θ(02πθ<≤),cos a b a bθ⋅=;②直线l 与平面α所成的角为θ(02πθ≤≤),sin a u a uθ⋅=;③二面角l αβ--的大小为θ(0θπ≤≤),cos .u v u vθ⋅=15.【分析】首先可证平面PAC 则BD 与平面PAC 所成角为所以当D 为PC 的中点时取得最大值如图建立空间直角坐标系利用空间向量法求出线面角的正弦值;【详解】解:因为PAABAC 两两垂直所以平面PAC 则BD 与 【分析】首先可证AB ⊥平面PAC ,则BD 与平面PAC 所成角为ADB ∠,所以当D 为PC 的中点时ADB ∠取得最大值,如图建立空间直角坐标系,利用空间向量法求出线面角的正弦值; 【详解】解:因为PA ,AB ,AC 两两垂直,PA AC A =所以AB ⊥平面PAC ,则BD 与平面PAC 所成角为ADB ∠, 所以3tan AB ADB AD AD∠==, 当AD 取得最小值时,ADB ∠取得最大值在等腰Rt PAC △中, 当D 为PC 的中点时,AD 取得最小值,以A 为坐标原点, 建立如图所示的空间直角坐标系A -xyz ,则(0,0,0)A ,(3,0,0)B ,(0,2,0)C ,(0,0,2)P ,(0,1,1)D , 则(0,1,1)AD =,(0,2,2)PC=-,(3,2,0)BC =-,设平面PBC 的法向量为(,,)n x y z =,则0n PC n BC ⋅=⋅=,即220320y z x y -=⎧⎨-+=⎩,令3y =,得(2,3,3)n =. 因为311cos ,11222n AD 〈〉==⨯, 所以AD 与平面PBC 311. 311【点睛】(1)求直线与平面所成的角的一般步骤:①找直线与平面所成的角,即通过找直线在平面上的射影来完成; ②计算,要把直线与平面所成的角转化到一个三角形中求解.(2)作二面角的平面角可以通过垂线法进行,在一个半平面内找一点作另一个半平面的垂线,再过垂足作二面角的棱的垂线,两条垂线确定的平面和二面角的棱垂直,由此可得二面角的平面角.16.【分析】以点为坐标原点所在直线分别为轴建立空间直角坐标系写出向量的坐标利用空间向量法可求得直线与直线所成角的余弦值【详解】如下图所示以点为坐标原点所在直线分别为轴建立空间直角坐标系则点因此直线与直线解析:269【分析】以点D为坐标原点,DA、DC、1DD所在直线分别为x、y、z轴建立空间直角坐标系,写出向量1A E、1B F的坐标,利用空间向量法可求得直线1A E与直线1B F所成角的余弦值.【详解】如下图所示,以点D为坐标原点,DA、DC 、1DD所在直线分别为x、y、z轴建立空间直角坐标系D xyz-,则点()12,0,4A、()12,2,4B、()0,2,2E、()1,1,0F,()12,2,2A E=--,()11,1,4B F=---,11111126cos,2332A EB FA EB FA EB F⋅<>===⨯⋅,因此,直线1A E与直线1B F26.故答案为:269.【点睛】思路点睛:平移线段法是求异面直线所成角的常用方法,其基本思路是通过平移直线,把异面直线的问题化归为共面直线问题来解决,具体步骤如下:(1)平移:平移异面直线中的一条或两条,作出异面直线所成的角;(2)认定:证明作出的角就是所求异面直线所成的角; (3)计算:求该角的值,常利用解三角形; (4)取舍:由异面直线所成的角的取值范围是0,2π⎛⎤⎥⎝⎦,当所作的角为钝角时,应取它的补角作为两条异面直线所成的角.17.②④【分析】由题意知abAC 三条直线两两相互垂直构建如图所示的长方体|AC|=1|AB|=2斜边AB 以直线AC 为旋转轴则A 点保持不变B 点的运动轨迹是以C 为圆心为半径的圆以C 坐标原点以CD 为x 轴CB 为解析:②④ 【分析】由题意知,a 、b 、AC 三条直线两两相互垂直,构建如图所示的长方体,|AC |=1,|AB |=2,斜边AB 以直线AC 为旋转轴,则A 点保持不变,B 点的运动轨迹是以C 为圆心,3为半径的圆,以C 坐标原点,以CD 为x 轴,CB 为y 轴,CA 为z 轴,建立空间直角坐标系,利用向量法求出结果. 【详解】由题意知,a 、b 、AC 三条直线两两相互垂直,画出图形如图,不妨设图中所示的长方体高为13 故|AC |=1,|AB |=2,斜边AB 以直线AC 为旋转轴,则A 点保持不变, B 点的运动轨迹是以C 3为半径的圆,以C 坐标原点,以CD 为x 轴,CB 为y 轴,CA 为z 轴,建立空间直角坐标系,则D 3,0,0),A (0,0,1),直线a 的方向单位向量a =(0,1,0),|a |=1, 直线b 的方向单位向量b =(1,0,0),|b |=1,设B 点在运动过程中的坐标中的坐标B ′3θ3θ,0),其中θ为B ′C 与CD 的夹角,[02θπ∈,),∴AB ′在运动过程中的向量,'AB =θθ,﹣1),|'AB |=2, 设'AB 与a 所成夹角为α∈[0,2π], 则)(10cos 3,,θα-⋅=='⋅sin a AB θ|∈[0, ∴α∈[6π,2π],∴③错误,④正确. 设'AB 与b 所成夹角为β∈[0,2π], ()(1100c 323os ,-,,,θθβ-⋅'⋅===''⋅⋅cos sin AB b AB bb AB |cos θ|, 当'AB 与a 夹角为60°时,即α3π=,|sin θ|33πα===, ∵cos 2θ+sin 2θ=1,∴cos β=|cos θ|2=,∵β∈[0,2π],∴4πβ=,此时'AB 与b 的夹角为45°,∴②正确,①错误. 故答案为:②④. 【点睛】本题考查空间中线线、线面、面面间的位置关系等基础知识,考查推理论证能力、运算求解能力、空间想象能力,考查数形结合思想、化归与转化思想,涉及空间向量的知识点,属于中档题.18.【分析】通过用向量的数量积转化求解距离即可【详解】解:在直角坐标系中已知现沿轴将坐标平面折成的二面角后在平面上的射影为作轴交轴于点所以所以所以故答案为:【点睛】此题考查与二面角有关的立体几何综合题考 解析:【分析】通过用向量的数量积转化求解距离即可 【详解】解:在直角坐标系中,已知()1,6A -,()3,8B -,现沿x 轴将坐标平面折成60︒的二面角后,()1,6A -在平面xOy 上的射影为C ,作BD x ⊥轴,交x 轴于点D ,所以AB AC CD DB =++,所以2222222AB AC CD DB AC CD CD DB AC DB =+++⋅+⋅+⋅2221648268682=++-⨯⨯⨯=, 所以217AB =, 故答案为:217【点睛】此题考查与二面角有关的立体几何综合题,考查了数形结合的思想,属于中档题.19.5【分析】将已知条件转化为向量则有利用向量的平方以及数量积化简求解由此能求出线段的长度【详解】平行六面体中即向量两两的夹角均为则因此故答案为:5【点睛】本题考查向量的数量积和模在求解距离中的应用考查解析:5 【分析】将已知条件转化为向量则有11AC AB BC CC →→→→=++,利用向量的平方以及数量积化简求解,由此能求出线段1AC 的长度. 【详解】平行六面体1111ABCD A B C D -中, 1160A AB A AD BAD ∠=∠=∠=︒,即向量1,,AB AD AA→→→两两的夹角均为1601,2,3AB AD AA →→→︒===,,则11AC AB BC CC →→→→=++ 22221111222149212cos60213cos60223cos6025AC AB BC CC AB BC BC CC CC AB →→→→→→→→→→︒︒︒=+++⋅+⋅+⋅=+++⨯⨯⨯+⨯⨯⨯+⨯⨯⨯=因此15AC →=. 故答案为:5.本题考查向量的数量积和模在求解距离中的应用,考查学生转化与划归的能力,难度一般.20.【分析】四个向量中找出三个不共面的非零向量可以作为基底除正交基底外的向量用正交基底表示出来【详解】1100若共面则存在使得化简得:无解故不共面则为正交基底设则解得:故答案为:【点睛】本题考察了空间向 解析:1122c a bd =-+【分析】四个向量中找出三个不共面的非零向量可以作为基底,除正交基底外的向量用正交基底表示出来. 【详解】(1a =,1,0),(1b =-,1,0),(1c =,0,1),(0d =,0,1),∴0a b =,0a d =,0b d =,若,,a b d 共面,则存在,x y 使得a xb yd =+,化简得:110x x y =-⎧⎪=⎨⎪=⎩,无解,故,,a b d 不共面,则a ,b ,d 为正交基底, 设c xa yb zd =++,则101x y x y z =-⎧⎪=+⎨⎪=⎩, 解得:11,,122x y z ==-=, ∴1122c a bd =-+.故答案为:1122c a bd =-+. 【点睛】本题考察了空间向量的基本定理,正交分解坐标表示,属于基础题.21.【分析】由题知:再给式子平方即可求出的长度【详解】如图由题意可知所以所以故答案为:【点睛】本题主要考查利用向量法求线段长度解题时要认真审题注意向量法的合理应用属于中档题【分析】由题知:11AC AB AD AA =++,再给式子平方即可求出1AC 的长度如图,由题意可知,111AC AB AD CC AB AD AA =++=++,所以1221())(AC AB AD AA =++ 222111222AB AD AA AB AD AB AA AD AA +=++++1112(cos 60cos 60cos 60)6+++++==.所以16AC =【点睛】本题主要考查利用向量法求线段长度,解题时要认真审题,注意向量法的合理应用.属于中档题.22.【分析】用表示从而求出即可求出从而得出答案【详解】点在上且为的中点故故答案为【点睛】本题主要考查了平面向量的线性运算运用向量的加法法则来求解属于基础题解析:13【分析】用,,a b c 表示,ON OM ,从而求出MN ,即可求出,,x y z ,从而得出答案 【详解】,,,OA a OB b OC c ===点M 在OA 上,且2OM MA =,N 为BC 的中点22=33OM OA a ∴=()111222ON OB OC b c =+=+ 112=223MN ON OM b c a ∴-=+-211,,322x y z ∴=-==故21113223x y z ++=-++= 故答案为13【点睛】本题主要考查了平面向量的线性运算,运用向量的加法法则来求解,属于基础题23.【解析】很明显当四点共面时数量积能取得最值由题意可知:则是以点D为顶点的直角三角形且:当向量反向时取得最小值:解析:4-【解析】很明显当,,,O D M N 四点共面时数量积能取得最值,由题意可知:OD OM ON ==,则MDN △是以点D 为顶点的直角三角形,且:()()()2420,AM AN AD DM AD DN ADAD DM DN DM DN AD DO ⋅=+⋅+=+⋅++⋅=+⋅+当向量,AD DO 反向时,AM AN ⋅取得最小值:4224-⨯=-24.【分析】建立如图所示的空间直角坐标系设由向量法求两异面直线所成角的余弦表示为的函数求出最大值和最小值后得的范围这里需引入函数用导数求出函数的最小值从而得出的最大值【详解】以为轴为轴建立如图所示的空间解析:,62ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦【分析】建立如图所示的空间直角坐标系,设CM kCB =,由向量法求两异面直线所成角的余弦cos θ表示为k 的函数,求出最大值和最小值后得θ的范围.这里需引入函数()f x 用导数求出函数的最小值,从而得出cos θ的最大值. 【详解】以AB 为x 轴,AA '为z 轴建立如图所示的空间直角坐标系A xyz -,则(2,0,B ',(2,0,0)B ,(1,3,0)C,(1,3,2C ',设CM kCB=,则k ∈R,(1,CB =,(0,0,(1,(,,C M C C CM k k ''=+=-+=-.又(2,0,AB '=, 设直线AB '与C M '所成角为θ, 则cos 2AB C M AB C Mθ''⋅==''=, 4k =时,min (cos )0θ=,设()f x =,则32224()(2)x f x x +'==+,12x <-时,()0f x '<,()f x 递减,12x >-时,()0f x '>,()f x 递增,∴12x =-时,()f x 取得极小值也是最小值132f ⎛⎫-=- ⎪⎝⎭,4x <时,()0f x <,4x >时,222(4)8162x x x x -=-+<+,212x <+,∴max ()3f x =,max 3(cos )223θ==, 即30cos θ≤≤,∴,62ππθ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦.故答案为:,62ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦.【点睛】方法点睛:本题考查求异面直线所成的角.解题方法是空间向量法.求异面直线所成角的方法:(1)几何法(定义法):作出异面直线所成的角并证明,然后解三角形得解;(2)向量法:建立空间直角坐标系,求出两直线的方向向量的夹角余弦的绝对值得异面直线所成角的余弦值,从而得角.25.【解析】分析:以D 为原点建立空间直角坐标系设再求出平面和平面的法向量利用法向量所成的角表示出二面角的平面角解方程即可得出答案详解:以D 为原点以为轴的正方向建立空间直角坐标系设平面的法向量为由题可知平 解析:23【解析】分析:以D 为原点,建立空间直角坐标系,设(02)AE λλ=≤≤,再求出平面AECD 和平面1D EC 的法向量,利用法向量所成的角表示出二面角的平面角,解方程即可得出答案. 详解:以D 为原点,以DA ,DC ,1DD 为,,x y z 轴的正方向,建立空间直角坐标系,设(02)AE λλ=≤≤,平面1D EC 的法向量为(,,)m x y z =由题可知,1(0,0,1)D ,(0,2,0)C ,(1,,0)E λ,1(0,2,1)DC =-,(1,2,0)CE λ=- 平面AECD 的一个法向量为z 轴,∴可取平面AECD 的法向量为(0,0,1)n =(,,)m x y z =为平面1D EC 的法向量, ∴120(2)0m D C y z m CE x y λ⎧⋅=-=⎨⋅=+-=⎩ 令1y =,则(2,1,2)m λ=-二面角1D EC D --的大小为4π∴cos4m n m nπ⋅=⋅,即222(2)12λ=-++ 解得 23λ=-,23λ=+(舍去)∴23AE =-故答案为23-点睛:空间向量法求二面角(1)如图1,AB 、CD 是二面角α-l -β的两个面内与棱l 垂直的直线,则二面角的大小θ=〈AB ,CD 〉.(2)如图2、3,12,n n 分别是二面角α-l -β的两个半平面α,β的法向量,则二面角的大小12,n n θ=(或12,n n π-).26.【分析】由题意结合向量基本定理得到方程组求解方程组即可确定的值【详解】由题意可知存在实数满足:据此可得方程组:求解方程组可得:故答案为【点睛】本题主要考查空间向量基本定理方程的数学思想等知识意在考查解析:1-【分析】由题意结合向量基本定理得到方程组,求解方程组即可确定λ的值.【详解】由题意可知,存在实数,m n满足:c ma nb=+,据此可得方程组:325432m nm nm nλ-=-⎧⎪=-+⎨⎪=+⎩,求解方程组可得:111mnλ=-⎧⎪=⎨⎪=-⎩.故答案为1-.【点睛】本题主要考查空间向量基本定理,方程的数学思想等知识,意在考查学生的转化能力和计算求解能力.。
人教A版高中数学选修第一册同步练习2.3.1 两直线的交点坐标 A基础练(详细解析版)
2.3.1 两直线的交点坐标 -A 基础练一、选择题1.(2020全国高二课时练)直线3260x y ++=和2570x y +-=的交点坐标为( )A .()4,3--B .()4,3C .()4,3-D .()3,4 【正确答案】C【详细解析】联立方程组3x +2y +6=0和2x +5y -7=0,解得x 4,y 3=-=,故选C2.经过两点A (-2,5)、B (1,-4)的直线l 与x 轴的交点的坐标是 ( )A .(-13,0)B .(-3,0)C .(13,0)D .(3,0)【正确答案】A【详细解析】过点A (-2,5)和B (1,-4)的直线方程为3x +y +1=0,故它与x 轴的交点的坐标为(-13,0).故为A.3.在平面直角坐标系中,点(0,2)与点(4,0)关于直线l 对称,则直线l 的方程为( )A .x+2y -4=0B .x -2y=0C .2x -y -3=0D .2x -y+3=0 【正确答案】C【详细解析】根据点(0,2)与点(4,0)关于直线l 对称,可得直线l 的斜率为-10-24-0=2,且直线l 经过点(0,2)与点(4,0)构成的线段的中点(2,1),故直线l 的方程为y -1=2(x -2),即2x -y -3=0.4.已知直线mx+4y -2=0与2x -5y+n=0互相垂直,垂足坐标为(1,p ),则m -n+p 的值为( )A .-4B .0C .16D .20 【正确答案】D【详细解析】由两条直线互相垂直,得-m 4×25=-1,m=10.又垂足坐标为(1,p ),代入直线10x+4y -2=0,得p=-2.将(1,-2)代入直线2x -5y+n=0,得n=-12.故m -n+p=20.5.(多选题)(2020安徽无为中学高二期末)两条直线1110A x B y C ++=与2220A x B y C ++=的交点坐标就是方程组1112220,{0A x B y C A x B y C ++=++=的实数解,下列说法正确的为( )A.若方程组无解,则两直线平行;B.若方程组只有一解,则两直线相交;C.若方程组有无数多解,则两直线重合;D.方程解的个数与直线位置无关.【正确答案】ABC【详细解析】A.若方程组无解,则两条直线无交点,两直线平行;正确;B.若方程组只有一解,说明两条直线只有一个交点,则两直线相交;正确;C.若方程组有无数多解,说明两条直线有无数多个交点,则两直线重合.正确. D.错误.故正确答案为:ABC6.(多选题)(2020山东菏泽三中高二期中)两条直线1:230l x y m +-=与2:120l x my -+=的交点在y 轴上,那么m 的值为( )A .24-B .6C .6-D .0【正确答案】BC【详细解析】因为两条直线2x+3y ﹣m =0和x ﹣m y+12=0的交点在y 轴上,所以设交点为(0,b ), 所以30120b m mb -=⎧⎨-+=⎩,消去b,可得m =±6.故选BC . 二、填空题7.(2020全国高二课时练)过两直线1:340l x y -+=和2:250l x y ++=的交点和原点的直线方程为 .【正确答案】3190x y +=【详细解析】过两直线交点的直线系方程为()34250x y x y λ-++++=,代入原点坐标,求得45λ=-,故所求直线方程为()4342505x y x y -+-++=,即3190x y +=. 8.直线l 1:x +by =1与直线l 2:x -y =a 的交点坐标为(0,2),则a =________,b =________.【正确答案】-2; 12【详细解析】将点(0,2)代入直线1x by +=,解得12b =,在将点(0,2)代入直线x y a -=,解得2a =-, 故正确答案为12,2a b =-=. 9.(2020甘肃武威八中高二月考)已知点M (5,3)和点N (-3,2),若直线PM 和PN 的斜率分别为2和-74,则点P 的坐标为________.【正确答案】(1,-5) 【详细解析】设P (x ,y ),则有3252734y x y x -⎧=⎪⎪-⎨-⎪=-⎪+⎩解得15x y =⎧⎨=-⎩.10.(2020山东青岛五中高二月考)若直线l 1:y =kx +k +2与直线l 2:y =-2x +4的交点在第一象限内,则实数k 的取值范围是________. 【正确答案】2,23⎛⎫- ⎪⎝⎭【详细解析】如图所示,直线1:2l y kx k =++恒过定点(1,2)P -,斜率为k ,直线2:24l y x =-+与x 轴、y 轴分别交点于(2,0),(0,4)A B ,若直线1l 和2l 的交点在第一象限,则1l 必通过线段AB 上的点(不包括,A B ),由于2,23PA PB k k =-=,所以223k -<<,即实数k 的取值范围是2(,2)3-.三、解答题11.在△ABC 中,BC 边上的高所在的直线的方程为x -2y+1=0,角A 的平分线所在直线的方程为y=0,若点B 的坐标为(1,2).(1)求点A 的坐标;(2)求直线BC 的方程;(3)求点C 的坐标.【详细解析】 (1)直线x -2y+1=0和直线y=0的交点是(-1,0),即点A 的坐标为(-1,0).(2)∵直线x -2y+1=0为BC 边上的高,由垂直关系得k BC =-2,所以直线BC 的方程为y -2=-2(x -1),即2x+y -4=0.(3)∵角A 的平分线所在直线的方程为y=0,A (-1,0),B (1,2),∴k AC =-k AB =-1,设点C 的坐标为(a ,b ),则b a+1=-1,b -2a -1=-2, 解得a=5,b=-6,即点C 的坐标为(5,-6).12.(2020全国高二课时练) (1)求经过两直线2x -3y -3=0和x +y +2=0的交点且与直线3x +y -1=0平行的直线l 的方程;(2)求经过两直线l 1:x -2y +4=0和l 2:x +y -2=0的交点P ,且与直线l 3:3x -4y +5=0垂直的直线l 的方程.【详细解析】(1)由,解得,所以交点为.因为直线l与直线3x+y-1=0平行,所以直线l的斜率为-3,所以直线l的方程为y+=-3,15x+5y+16=0.(2)法一:解方程组得P(0,2).因为l3的斜率为,且l⊥l3,所以直线l的斜率为-,由斜截式可知l的方程为y=-x+2,即4x+3y-6=0.法二:设直线l的方程为x-2y+4+λ(x+y-2)=0,即(1+λ)x+(λ-2)y+4-2λ=0.又∵l⊥l3,∴3×(1+λ)+(-4)×(λ-2)=0,解得λ=11.∴直线l的方程为4x+3y-6=0.。
人教A版高中数学选修第一册同步练习3.1.1 椭圆及其标准方程-A基础练(详细解析版)
3.1.1椭圆及其标准方程 -A 基础练一、选择题1.(2020·全国高二课时练习)下列说法正确的是( ) A .到点12(4,0),(4,0)F F -的距离之和等于8的点的轨迹是椭圆 B .到点12(4,0),(4,0)F F -的距离之和等于6的点的轨迹是椭圆 C .到点12(4,0),(4,0)F F -的距离之和等于12的点的轨迹是椭圆 D .到点12(4,0),(4,0)F F -距离相等的点的轨迹是椭圆 【正确答案】C【详细解析】对于选项A ,128F F =,故到点12,F F 的距离之和等于8的点的轨迹是线段12F F ,所以该选项错误;对于选项B ,到点1,2,F F 的距离之和等于6的点的轨迹不存在,所以该选项错误;对于选项C ,根据椭圆的定义,知该轨迹是椭圆,所以该选项正确;对于选项D ,点的轨迹是线段12F F 的垂直平分线,所以该选项错误.故选:C2.(2020·沙坪坝·重庆一中月考)若椭圆22:184x y C +=的右焦点为F ,过左焦点F '作倾斜角为60︒的直线交椭圆C 于P ,Q 两点,则PQF △的周长为( ) A.B.C .6D .8【正确答案】B【详细解析】由椭圆方程可知28a a =⇒= 根据椭圆的定义可知'2PF PF a +=,'2QF QF a +=,PQF △的周长为''4PQ PF QF PF QF PF QF a ++=+++==3.(2020·天津一中期中)若椭圆2a 2x 2-ay 2=2的一个焦点是(-2,0),则a =( ) ABCD【正确答案】C【详细解析】由原方程可得222y 112x a a -=,因为椭圆焦点是(-2,0),所以2124a a ⎛⎫--= ⎪⎝⎭,解得a =,因为20a ->,即0a <,所以a =,故选:C 4.(2020·浙江丽水高二月考)已知△ABC 的周长为20,且顶点B (0,﹣4),C (0,4),则顶点A 的轨迹方程是( )A .2213620x y +=(x≠0)B .2212036x y +=(x≠0)C .221620x y +=(x≠0)D .221206x y +=(x≠0)【正确答案】B【详细解析】∵△ABC 的周长为20,顶点B (0,﹣4),C (0,4),∴BC =8,AB +AC =20﹣8=12,∵12>8,∴点A 到两个定点的距离之和等于定值,∴点A 的轨迹是椭圆,∵a =6,c =4,∴b 2=20,∴椭圆的方程是()22102036x y x +=≠,故选B .5.(多选题)已知椭圆22:13620x y E +=的左、右焦点分别为12,F F ,定点(1,4)A ,若点P 是椭圆E 上的动点,则1||PA PF +的值可能为( ) A .7B .10C .17D .19【正确答案】ABC【详细解析】由题意可得2(4,0)F ,则25AF ==,故22|||5PA PF AF -=|.因为点P 在椭圆E 上,所以12212PF PF a +==,所以1212F PF P =-,故1||12||PA PF PA +=+2PF -,由于25||5PA PF --,所以17||17PA PF +,故1||PA PF +的可能取值为7,10,17.6.(多选题)(2020全国高二课时练习)已知P 是椭圆2214x y +=上一点,12,F F 是其两个焦点,则12F PF ∠的大小可能为( )A .34π B .23π C .2π D .4π 【正确答案】BCD【详细解析】设12,PF m PF n ==,则0,0m n >>,且24m n a +==,在12FPF △中,由余弦定理可得2221212()2122cos 122m n m n mn F PF mn mn mn +-+--∠===-,因为242m n mn +⎛⎫= ⎪⎝⎭,所以121cos 2F PF ∠-,当且仅当m n =时取等号,故12F PF ∠的最大值为23π,所以12F PF ∠的大小可能为2,,324πππ.故选:BCD 二、填空题7.(2020全国高二课时练)已知椭圆的焦点在y 轴上,其上任意一点到两焦点的距离和为8,焦距为2√15,则此椭圆的标准方程为 . 【正确答案】y 216+x 2=1【详细解析】由已知2a=8,2c=2√15,所以a=4,c=√15,所以b 2=a 2-c 2=16-15=1.又椭圆的焦点在y 轴上,所以椭圆的标准方程为y 216+x 2=1. 8.椭圆x 212+y 23=1的一个焦点为F 1,点P 在椭圆上,若线段PF 1的中点M 在y 轴上,则点M 的纵坐标为.【正确答案】±√34【详细解析】∵线段PF 1的中点M 在y 轴上且O 是线段F 1F 2的中点,∴OM 为△PF 1F 2的中位线,∴PF 2⊥x 轴,∴点P 的横坐标是3或-3,∵点P 在椭圆上,∴912+y 23=1,即y 2=34,∴y=±√32.∴点M 的纵坐标为±√34.9.(2020河北石家庄二中高二月考)已知椭圆()222:1024x y C b b +=<<的左、右焦点分别为1F 、2F ,P 为椭圆上一点,13PF =,123F PF π∠=,则b =______.【正确答案】32【详细解析】根据椭圆的定义:2231PF a =-=,在焦点12PF F △中,由余弦定理可得:222212121242cos73c F F PF PF PF PF π==+-⋅=,274c ∴=,则22279444b ac =-=-=,所以,32b =.10.(2020·江西南昌二中高二月考)如图所示,12F F 分别为椭圆2222x y 1a b+=的左右焦点,点P 在椭圆上,2POF ,则2b 的值为 .【正确答案】【详细解析】2POF ,2=解得2c =.(P ∴代入椭圆方程可得:22131a b+=,与224a b =+联立解得:2b = 三、解答题11.求满足下列条件的椭圆的标准方程. (1)焦点在y 轴上,焦距是4,且经过点M (3,2);(2)c ∶a=5∶13,且椭圆上一点到两焦点的距离的和为26. 【详细解析】 (1)由焦距是4可得c=2,且焦点坐标为(0,-2),(0,2).由椭圆的定义知,2a=√32+(2+2)2+√32+(2-2)2=8, 所以a=4,所以b 2=a 2-c 2=16-4=12.又焦点在y 轴上,所以椭圆的标准方程为y 216+x 212=1. (2)由题意知,2a=26,即a=13,又c ∶a=5∶13,所以c=5, 所以b 2=a 2-c 2=132-52=144,因为焦点所在的坐标轴不确定,所以椭圆的标准方程为x 2169+y 2144=1或y 2169+x 2144=1.12. (2020·富平县富平中学高二月考)已知某椭圆C,它的中心在坐标原点,左焦点为F (﹣,0),且过点D (2,0).(1)求椭圆C 的标准方程;(2)若已知点A(1,),当点P在椭圆C上变动时,求出线段PA中点M的轨迹方程.【详细解析】(1)由题意知椭圆的焦点在x轴上,∵椭圆经过点D(2,0),左焦点为F(﹣,0),∴a=2,c=,可得b=1因此,椭圆的标准方程为.(2)设点P的坐标是(x0,y0),线段PA的中点为M(x,y),由根据中点坐标公式,可得,∵点P(x0,y0)在椭圆上,∴可得,化简整理得,∴线段PA中点M的轨迹方程是.。
人教版高中数学选修一2.4.1 圆的标准方程 A基础练(解析版)
2.4.1圆的标准方程 -A 基础练一、选择题1.(2020全国高二课时练)以()2,1-为圆心,4为半径的圆的方程为( ) A .22(2)(1)4x y ++-= B .22(2)(1)4x y +++= C .22(2)(1)16x y -++= D .22(2)(1)16x y ++-=【答案】C【解析】以()2,1-为圆心,4为半径的圆的方程为:22(2)(1)16x y -++=,故选C .2.(2020山东潍坊三中高二期中)已知以点A (2,-3)为圆心,半径长等于5的圆O ,则点M (5,-7)与圆O 的位置关系是( )A .在圆内B .在圆上C .在圆外D .无法判断【答案】B【解析】因为5AM r === ,所以点M 在圆上,选B.3.(2020全国高二课时练)圆()2211x y -+=的圆心到直线y x =的距离是( ) A .12BC .1D【答案】A【解析】圆()2211x y -+=的圆心坐标为(1,0),∴圆心到直线y x =的距离为12d =,故选A .4.(2020福建莆田一中高二月考)过点()()1,1,1,1A B --,且圆心在直线20x y +-=上的圆的方程是( )A .()()22314x y -++= B .()()22314x y ++-= C .()()22114x y -+-= D .()()22114x y +++=【答案】C【解析】本题作为选择题,可采用排除法,根据圆心在直线20x y +-=上,排除B 、D , 点()1,1B -在圆上,排除A ,故选C.5.(多选题)(2020南京市秦淮中学高二期中)已知圆22:(4)(3)25M x y -++=,则下列说法正确的是( )A .圆M 的圆心为()4,3-B .圆M 的圆心为()4,3-C .圆M 的半径为5D .圆M 被y 轴截得的弦长为6 【答案】ACD【解析】由圆222:(4)(3)5M x y -++=,故圆心为(4,3)-,半径为5,则AC 正确; 令0x =,得0y =或6y =-,弦长为6,故D 正确;故选:ACD.6.(多选题)(2020山东泰安实验中学高二期中)已知圆()22:4C x a y -+=(a 为常数,a R ∈)不经过第二象限,则实数a 的可取值为( ) A .-2 B .0 C .2 D .4【答案】CD【解析】圆C :(x ﹣a )2+y 2=4表示以C (a ,0)为圆心,以2为半径的圆,此圆不经过第二象限,需OC≥2,故a≥2,故选:CD. 二、填空题7.(2020安徽无为县高中高二期中)经过圆2220x x y ++=的圆心C ,且与直线0x y +=垂直的直线方程是 .【答案】10x y -+=【解析】圆:x 2+2x +y 2=0的圆心C(-1,0),因为直线0x y +=的斜率为1-,所以与直线0x y +=垂直的直线的斜率为1,因此所求直线方程为+1y x =,即x -y +1=08.(2020上海高二课时练习)直径的两个端点是(3,5),(3,3)--的圆的方程为______.【答案】22(1)25x y +-=【解析】因为直径的两个端点是(3,5),(3,3)--,所以圆心为0,15=,所以,圆的方程为:22(1)25x y +-=. 9.(2020江西九江三中高二期中)若圆的半径为1,其圆心与点关于直线对称,则圆的标准方程为_______. 【答案】22(1)1y x +-= 【解析】因为圆心与点关于直线对称,所以圆心坐标为(0,1),所以圆的标准方程为:22(1)1y x +-=,故答案为22(1)1y x +-=.10.(2020浙江镇海中学高一期末)已知点()2,1和圆()22:112a C x y ⎛⎫++-= ⎪⎝⎭,若点P 在圆C 上,则实数a =________;若点P 在圆C 外,则实数a 的取值范围为________. 【答案】2-6或-;6a <-或2a >-【解析】由题, ()22112a x y ⎛⎫++-= ⎪⎝⎭,当点P 在圆C 上时,()2221112a ⎛⎫++-= ⎪⎝⎭ ,解得2-6a 或=-.当点P 在圆C 外时, ()2221112a ⎛⎫++-> ⎪⎝⎭,解得6a <-或2a >-.三、解答题11.(2020湖南师大附中高二期中)已知点()()1,2,1,4A B --,求(1)过点A,B 且周长最小的圆的方程;(2)过点A,B 且圆心在直线240x y --=上的圆的方程.【解析】 (1)当AB 为直径时,过A 、B 的圆的半径最小,从而周长最小. 即AB 中点(0,1)为圆心, 半径r =12|AB |.则圆的方程为:x 2+(y -1)2=10. (2) 解法1:AB 的斜率为k =-3,则AB 的垂直平分线的方程是y -1=13x .即x -3y +3=0 由圆心在直线240x y --=上得两直线交点为圆心即圆心坐标是C (3,2).r =|AC |2.∴圆的方程是(x -3)2+(y -2)2=20.解法2:待定系数法设圆的方程为:(x -a )2+(y -b )2=r 2.则2222222(1)(2)3(1)(4)224020a b r a a b r b a b r ⎧-+--==⎧⎪⎪--+-=⇒=⎨⎨⎪⎪--==⎩⎩∴圆的方程为:(x -3)2+(y -2)2=20.12.(2020全国高二课时练)已知矩形ABCD 的两条对角线相交于点20M (,),AB 边所在直线的方程为360x y --=,点11T -(,)在AD 边所在直线上. (1)求AD 边所在直线的方程; (2)求矩形ABCD 外接圆的方程.【解析】 (1)∵AB 所在直线的方程为x -3y -6=0,且AD 与AB 垂直, ∴直线AD 的斜率为-3. 又∵点T (-1,1)在直线AD 上,∴AD 边所在直线的方程为y -1=-3(x +1),即3x +y +2=0.(2)由360320x yx y--=⎧⎨++=⎩,得2xy=⎧⎨=-⎩,∴点A的坐标为(0,-2),∵矩形ABCD两条对角线的交点为M(2,0),∴M为矩形ABCD外接圆的圆心,又|AM|=∴矩形ABCD外接圆的方程为(x-2)2+y2=8.。
人教版高中数学选修三6.2.3 排列组合的综合运用(精练)(详细解析版)
6.2.3 排列组合的综合运用(精练)【题组一全排列】1.(2020·中山大学附属中学高二期中)一个市禁毒宣传讲座要到4个学校开讲,一个学校讲一次,不同的次序种数为( )A.4 B.44C.24 D.48【答案】C【详细解析】一个市禁毒宣传讲座要到4个学校开讲,一个学校讲一次,不同的次序种数为4 4=432124A⨯⨯⨯=.故选:C2.(2020·全国高二单元测试)3名学生报名参加篮球、足球、排球、计算机课外兴趣小组,每人选报一门,则不同的报名方案有________种.【答案】64【详细解析】由题意参加篮球、足球、排球、计算机课外兴趣小组,每个学生有4种选择,则3名同学共有34=64种报名方案.故答案为:64.3.(2020·上海高二专题练习)若把英文单词“hello”的字母的顺序写错了,则可能出现的错误共有_________种.【答案】59【详细解析】由题意知本题是一个排列组合及简单的计数问题五个字母进行全排列共有55120A=种结果,字母中包含2个l,∴五个字母进行全排列的结果要除以2,共有60种结果,在这60种结果里有一个是正确的,∴可能出现的错误的种数是60159-=,故答案为:59.4.(2021·浙江衢州市)将9个相同的球放到3个不同的盒子中,每个盒子至少放一个球,且每个盒子中球的个数互不相同,则不同的分配方法共有________种.【答案】18【详细解析】将9个相同的球分成个数不同的3份,有(1,2,6),(1,3,5),(2,3,4)三种情况,再将这3份个数不同的球放到3个不同的盒子中,有336A=种情况,所以不同的分配方法共有1863=⨯种.故答案为:185.(2020·天津河西区·高二期中)学校要安排一场文艺晚会的11个节目的演出顺序,除第1个节目和最后1个节目已确定外,4个音乐节目要求排在第2,5,7,10的位置,3个舞蹈节目要求排在第3,6,9的位置,2个曲艺节目要求排在第4,8的位置,则不同的排法有_____种.(用数字作答)【答案】288【详细解析】4个音乐节目要求排在第2,5,7,10的位置,有44A=24种排法;3个舞蹈节目要求排在第3,6,9的位置,有336A=种排法;2个曲艺节目要求排在第4,8的位置,有222A=种排法.故共有24×6×2=288种排法.故答案为:288.6.(2020·河南)2020年新型冠状病毒肆虐全球,目前我国疫情已经得到缓解,为了彰显我中华民族的大爱精神,我国决定派遣具有丰富抗击疫情经验的四支不同的医疗队A、B、C、D,前往四个国家E、F、G、H进行抗疫技术指导,每支医疗队到一个国家,那么总共有______(请用数字作答)种的不同的派遣方法.如果已知A医疗队被派遣到H国家,那么此时B医疗队被派遣到E国的概率是______.【答案】241 3【详细解析】由题意可知,每支医疗队到一个国家的派遣方法数为4424A=,由于A医疗队被派遣到H国家,则B医疗队可派遣到其它3个国家,因此,B医疗队被派遣到E国的概率是1 3.故答案为:24;13.【题组二相邻问题】1.(2020·沙坪坝区·重庆八中)小涛、小江、小玉与本校的另外2名同学一同参加《中国诗词大会》的决赛,5人坐成一排,若小涛与小江、小玉都相邻,则不同坐法的总数为()A.6 B.12 C.18 D.24【答案】B【详细解析】解:将小涛与小江、小玉捆绑在一起,与其他两个人全排列,其中小涛位于小江、小玉之间,按照分步乘法计算原理可得323212A A⋅=故选:B2.(2020·宁夏吴忠市·吴忠中学高二期末)将A,B,C,D,E,F这6个字母随机排成一排组成一个信息码,则所得信息码恰好满足A,B,C三个字母连在一起,且B在A与C之间的概率为()A .112B .15C .115D .215【答案】C【详细解析】由捆绑法可得所求概率为242466A A 1A 15P ==.故答案为C3.(2020·陕西彬州市·高二月考)5个男生,2个女生排成一排,若女生不能排在两端,但又必须相邻,则不同的排法种数为 A .480 B .720 C .960 D .1440【答案】C【详细解析】两个女生必须相邻,捆绑222A =,女生不能排两端,则从5个男生中任选两人排两端,2520A =,剩余3个男生与捆绑在一起的2个女生看成4个元素,排在其余位置,4424A =,所以不同的排法种数为:22425422024960A A A ⋅⋅=⨯⨯=.4.(2020·广东广州市)2020年初,全国各大医院抽调精兵强将前往武汉参加新型冠状病毒肺炎阻击战,各地医护人员分别乘坐6架我国自主生产的“运20”大型运输机,编号为1,2,3,4,5,6号,要求到达武汉天河飞机场时,每五分钟降落一架,其中1号与6号相邻降落,则不同的安排方法有( ) A .60 B .120 C .144 D .240【答案】D【详细解析】由题意,因为1号与6号相邻降落,可1号与6号排列后看作一个,同其它飞机进行全排, 将则不同的安排方法有2525240A A =种.故选:D.5.(2020·莒县教育局教学研究室高二期中)3名男生、3名女生排成一排,男生必须相邻,女生也必须相邻的排法种数为( ) A .2 B .9C .72D .36【答案】C【详细解析】根据题意男生一起有336A =排法,女生一起有336A =排法,一共有3333272A A =种排法,故选:C ..6.(2020·江苏宿迁市·宿迁中学高二期中)三位女歌手和她们各自的指导老师合影,要求每位歌手与她们的老师站一起,这六人排成一排,则不同的排法数为( ) A .24B .48C .60D .96【答案】B【详细解析】先将三位女歌手和她们各自的指导老师捆绑在一起,记为三个不同元素进行全排,再将各自女歌手和她的指导老师进行全排,则不同的排法数3222322248N A A A A ==,故选:B.【题组三 不相邻问题】1.(2020·全国)六个人排队,甲乙不能排一起,丙必须排在前两位的概率为( ) A .760B .16C .1360D .14【答案】C【详细解析】丙排第一,除甲乙外还有3人,共33A 种排法,此时共有4个空,插入甲乙可得24A ,此时共有3234=612=72A A ⋅⨯种可能;丙排第二,甲或乙排在第一位,此时有1424C A 排法,甲和乙不排在第一位, 则剩下3人有1人排在第一位,则有122323C A A 种排法, 此时故共有1412224323+=84C A C A A 种排法. 故概率6672841360P A +==. 故选:C.2.(2020·全国)将编号为1、2、3、4、5的5个小球全部放入A 、B 、C 三个盒子内,若每个盒子不空,且放在同一个盒子内的小球编号不相连,则不同的方法总数有( ) A .42 B .36 C .48 D .60【答案】A【详细解析】将编号为1、2、3、4、5的5个小球,根据小球的个数可分为1、1、3或1、2、2两组. ①当三个盒子中的小球个数分别为1、1、3时,由于放在同一个盒子里的小球编号互不相连, 故3个小球的编号只能是1、3、5的在一个盒子里,故只有一种分组方法,再分配到三个盒子,此时共有336A =种分配方法;②当三个盒子中的小球个数分别为1、2、2时,由于放在同一个盒子里的小球编号互不相连,此时放2个小球的盒子中小球的编号分别为()1,3、()2,4或()1,3、()2,5或()1,4、()2,5或()1,4、()3,5或()1,5、()2,4或()2,4、()3,5,共6种,再分配到三个盒子中,此时,共有33636A =种.综上所述,不同的放法种数为64362+=种.故选:A.3.(2020·全国)某节目组决定把《将进酒》《山居秋暝》《望岳》《送杜少府之任蜀州》和另外确定的两首诗词排在后六场做节目开场诗词,并要求《将进酒》与《望岳》相邻,且《将进酒》排在《望岳》的前面,《山居秋暝》与《送杜少府之任蜀州》不相邻,且均不排在最后,则后六场开场诗词的排法有( ) A .72种 B .48种 C .36种 D .24种【答案】C【详细解析】首先可将《将进酒》与《望岳》捆绑在一起和另外确定的两首诗词进行全排列,共有336A =种排法,再将《山居秋暝》与《送杜少府之任蜀州》插排在3个空里(最后一个空不排),共有236A =种排法,则后六场开场诗词的排法有6636⨯=种,故选:C.4.(2020·防城港市防城中学高二期中)5个人排成一排,其中甲与乙不相邻,而丙与丁必须相邻,则不同的排法种数为( ) A .72 B .48 C .24 D .60【答案】C【详细解析】先将丙与丁捆绑,形成一个“大元素”与戊进行排列,然后再将甲、乙插空,由分步乘法计数原理可知,不同的排法种数为22222324A A A =种.故选:C.5..(2020·北京丰台区·高二期末)某活动中需要甲、乙、丙、丁4名同学排成一排.若甲、乙两名同学不相邻,则不同的排法种数为_________.(用数字作答) 【答案】12【详细解析】先求出甲、乙、丙、丁4名同学排成一排的全排列:4424A =;再求出甲、乙两名同学相邻的排列:2412A =然后,4244241212A A -=-=故答案为:126.(2020·上海)2位女生3位男生排成一排,则2位女生不相邻的排法共有______种. 【答案】72【详细解析】根据题意,分2步进行分析:①、将3位男生排成一排,有336A =种情况,②、3名男生排好后有4个空位可选,在4个空位中,任选2个,安排两名女生,有2412A =种情况,则2位女生不相邻的排法有61272⨯=种;故答案为:727.(2020·安徽省太和第一中学高二月考(理))将A ,B ,C ,D ,E 五个字母排成一排,若A 与B 相邻,且A 与C 不相邻,则不同的排法共有__种. 【答案】36【详细解析】依题意,可分三步,先排D ,E ,有22A 种方法,产生3个空位,将,A B 捆绑有22A 种方法,将,A B 捆绑看作一个元素,插入三个空位之一,有13A 种方法,这时AB 、D 、E 产生四个空位,最后将C 插入与A 不相邻的三个空位之一,有13A 种方法,根据分步乘法计数原理得:共有2211223336A A A A ⨯⨯⨯=种,故答案为:36.8.(2020·博兴县第三中学高二月考)某班上午有五节课,分别安排语文,数学,英语,物理,化学各一节课.要求语文与化学相邻,数学与物理不相邻,则不同排课法的种数是___________ 【答案】24【详细解析】根据题意,分3步进行分析:①要求语文与化学相邻,将语文与化学看成一个整体,考虑其顺序,有222A =种情况, ②将这个整体与英语全排列,有222A =种顺序,排好后,有3个空位, ③数学与物理不相邻,有3个空位可选,有236A =种情况,则不同排课法的种数是22624⨯⨯=种;故答案为:24. 【题组四 分组分配】1.(2020·全国)将6本不同的书分给甲、乙、丙3名学生,其中一人得1本,一人得2本,一人得3本,则有________种不同的分法. 【答案】360【详细解析】先把书分成三组,把这三组分给甲、乙、丙3名学生.先选1本,有16C 种选法;再从余下的5本中选2本,有25C 种选法;最后余下3本全选,有33C 种选法.故共有12365360C C C ⋅⋅=种选法.由于甲、乙、丙是不同的3人,还应考虑再分配,故共有3360360A =种分配方法.故答案为: 360.2.(2020·全国)将6本不同的书分给甲、乙、丙、丁4个人,每人至少1本的不同分法共有________种.(用数字作答) 【答案】1560【详细解析】把6本不同的书分成4组,每组至少1本的分法有2种.①有1组3本,其余3组每组1本,不同的分法共有31163213320l C C C C A = (种); ②有2组每组2本,其余2组每组1本,不同的分法共有22116421222245C C C C A A ⋅= (种). 所以不同的分组方法共有20+45=65(种).然后把分好的4组书分给4个人,所以不同的分法共有44651560A ⨯= (种).故答案为:1560.3(2020·福建省泰宁第一中学高二月考)五一劳动节期间,5名游客到三个不同景点游览,每个景点至少有一人,至多两人,则不同的游览方法共有___________种.(用数字填写答案) 【答案】90【详细解析】把5人按人数2,2,1分成三组,然后再安排到三个景点浏览,总方法为2235332290C C A A ⨯=. 故答案为:90.4.(2020·全国)把5张不同的电影票分给4个人,每人至少一张,则不同的分法种数为________. 【答案】240.【详细解析】将这5张不同的电影票分成四组,每组至少一张,共有2111532133C C C C A 种分组办法,再分给4人的不同分法有211145321433240C C C C A A ⋅=种.故答案为:240. 5.(2020·全国)从6个人中选4个人值班,第一天1个人,第二天1个人,第三天2个人,共有多少种排法_________. 【答案】180【详细解析】112654C C C 180=.故答案为:180.6.(2020·重庆北碚区·西南大学附中高二期中)某学校安排5名高三教师去3个学校进行交流学习,且每位教师只去一个学校,要求每个学校至少有一名教师进行交流学习,则不同的安排方式共有______种. 【答案】150【详细解析】分2步分析:先将5名高三教师分成3组,由两种分组方法,若分成3、1、1的三组,有3510C =种分组方法,若分成1、2、2的三组,有1225422215C C C A =种分组方法, 则一共有101525+=种分组方法;再将分好的三组全排列,对应三个学校,有336A =种情况,则有256150⨯=种不同的安排方式; 故答案为:150.7.(2020·全国)2020年是全面建成小康社会目标实现之年,是脱贫攻坚收官之年根据中央对“精准扶贫”的要求,某市决定派5名党员和3名医护人员到三个不同的扶贫村进行调研,要求每个扶贫村至少派党员和医护人员各1名,则所有不同的分派方案种数为________________.(用数字作答). 【答案】900【详细解析】由题意分两步完成:第一步:将5名党员分派到三个不同的扶贫村,第二步,将3名医护人员分派到三个不同的扶贫村.第一步:因为党员有5人,先分成3个组进行分派,分组情况有两种,第一种按人数是1,1,3分组有1135432210C C C A ⋅⋅=种不同情况,第二种按人数是2,2,1分组有2215312215C C C A ⋅⋅=种不同情况,再将分好的组分派到不同的扶贫村共有33(1015)150A +⨯=种不同分派方式;第二步:将3名医护人员分派到3个不同的扶贫村,共有336A =种不同情况.所以所有的不同分派方案有1506900⨯=种. 故答案为:900. 【题组五 几何问题】1.(2021·全国)直线x m =,y x =将圆面224x y +≤分成若干块,现有5种颜色给这若干块涂色,且任意两块不同色,则所有可能的涂色种数是( ) A .20 B .60 C .120 D .240【答案】D【详细解析】当2m ≤-或2m ≥时,圆面224x y +≤被分成2块, 此时不同的涂色方法有5420⨯=种,当2m -<≤2m ≤<时,圆面224x y +≤被分成3块, 此时不同的涂色方法有54360⨯⨯=种,当m <<时,圆面224x y +≤被分成4块, 此时不同的涂色方法有5432120⨯⨯⨯=种, 所有可能的涂色种数是240. 故选:D2.(2021·安徽省)224x y +≤表示的平面区域内,以横坐标与纵坐标均为整数的点为顶点,可以构成的三角形个数为( ) A .286 B .281 C .256 D .176【答案】C【详细解析】由题意可得224x y +≤表示的平面区域内的整点共有13个,其中三点共线的情况有10种,五点共线的情况有2种,所以从13个点中可以构成三角形的个数为33313351022861020256C C C --=--=个.故选C .3.(2020·全国高二单元测试)以一个正方体的顶点为顶点的四面体的个数为( ) A .70 B .64 C .58 D .52【答案】C【详细解析】正方体的8个顶点中任取4个共有C 84=70个,不能组成四面体的4个顶点有:已有的6个面,对角面:有6个,共12个, ∴以一个正方体的顶点为顶点的四面体共有:70−12=58个.故答案为C. 【题组六 方程不等式问题】1.(2021·太原市)不定方程12x y z ++=的非负整数解的个数为( ) A .55 B .60 C .91 D .540【答案】C【详细解析】不定方程12x y z ++=的非负整数解的个数⇔将12个相同小球放入三个盒子,允许有空盒的放法种数.现在在每个盒子里各加一个相同的小球,问题等价于将15个相同小球放入三个盒子,没有空盒的放法种数,则只需在15个小球中形成的空位(不包含两端)中插入两块板即可,因此,不定方程12x y z ++=的非负整数解的个数为21491C =.故选:C.2.(2021·湖北)若方程12348x x x x +++=,其中22x =,则方程的正整数解的个数为 A .10B .15C .20D .30【答案】A 【详细解析】方程12348x x x x +++=,其中22x =,则1346x x x ++=将其转化为有6个完全相同的小球,排成一列,利用挡板法将其分成3组, 第一组小球数目为1x 第二组小球数目为3x 第三组小球数目为4x共有2510C =种方法故方程的正整数解的个数为10 故选A【题组七 数字问题】1.已知集合{}A a b c d =,,,,从集合A 中任取2个元素组成集合B ,则集合B 中含有元素b 的概率为( ) A .16B .13C .12D .1【答案】C【详细解析】A 中任取2个元素组成集合B ,则B 的情况有{}{}{}{}{}{}123456,,,,,,,,,,,B a b B a c B a d B b c B b d B c d ======,共6个,其中符合情况的集合为145,,B B B 共3个,故集合B 中含有元素b 的概率为3162P ==故选:C 2.如果一个四位数的各位数字互不相同,且各位数字之和等于10,则称此四位数为“完美四位数(如1036),则由数字0,1,2,3,4,5,6,7构成的“完美四位数”中,奇数的个数为( ) A .12 B .44 C .58 D .76【答案】B【详细解析】分类讨论:尾数为1:则前三位的数字可能为027,036,045,共1222312C A ⋅⋅=,还可能为234,有336A =种;尾数为3:则前三位的数字可能为016,025,共122228C A ⋅⋅=,还可能为124,有336A =种;尾数为5:则前三位的数字可能为014,023,045,共122228C A ⋅⋅=;尾数为7:则前三位的数字可能为012,共12224C A ⋅=.综上所述,共有126868444+++++=种.故选:B3.从数字0,1,2,3,4,5,6中任取3个,这3个数的乘积为偶数时的不同取法共有______种(用数字作答).【答案】34【详细解析】从数字0,1,2,3,4,5,6中任取3个,共有3735C =,乘积为奇数只有1,3,5一种情况故这3个数的乘积为偶数时的不同取法共有34种.故答案为:34【点睛】本题考查了组合的应用,利用排除法可以快速得到答案,是解题的关键.4.已知{}1,2,3,4,5,,,M m M n M m n =∈∈≠,则方程221x y m n+=表示焦点在x 轴上的椭圆的概率是_______ . 【答案】12【详细解析】因为{}1,2,3,4,5,,,M m M n M m n =∈∈≠,所以(),m n 的可能情况有:2520P =种, 又因为方程221x y m n+=表示焦点在x 轴上的椭圆,所以m n >,所以满足要求的有:2510C =种, 所以概率为:101202P ==.故答案为:12. 5.(2021·宁波市)有写好数字2,2,3,3,5,5,7,7的8张卡片,任取4张,则可以组成不同的四位数的个数为_________.【答案】204【详细解析】由题意得取出的4张卡片上的数字含有相同数字对的个数可能为0,1,2.当含有0对相同数字时,组成的不同的四位数的个数为4424A =个;当含有1对相同数字时,组成的不同的四位数的个数为221434144C C A =个;当含有2对相同数字时,组成的不同的四位数的个数为224436C C =个.综上,可以组成不同的四位数的个数为2414436204++=个.故答案为:204.6.(2020·江西省信丰中学)从0,1,2,3,4,5,6,7,8,9中任取七个不同的数,则这七个数的中位数是6的概率为________.【答案】1 6【详细解析】十个数中任取七个不同的数共有C种情况,七个数的中位数为6,那么6只有处在中间位置,有C种情况,于是所求概率P==.。
高中数学选修课后习题答案人教版
高中数学人教版选修2-3课本习题答案练习《第6页〉1.(1)要完成的“一件事情”是“通出1人完成工作”,不同的选法种数是5+4=9;(2)要完成的“一件事情”是“从A村经B村到C村去”,不同路线条数是3X2=6.2.(1)要完成的“一件事情”是“彦出1人参加活动”,不同的选法种数是3+5+4 = 12,(2)要完戊的“一件事情”是“从3个年级的学生中各逸1人参加活动”,不同的选法种致是3X5X4=60.3.因为要确定的是这名同学的专业选择,并不要考■虑学校的差异.所以应当是6+4-1^ 9 (种)可能的专业选择.蛛习(第10页〉1.要完成的“一件事情”是“得到展开式的一项”.由于每一项都是a.b,c t的形式.所以可以分三形完成:第一步.取如有3种方法;第二步,取小有3种方法:第三步.取s有5神方法.根据分步乘法计数原理,展开式共有3X3X5=45 (项).2.要完成的“一件事情”是“偷定一个电活号码的后四位二分四步完成,每一步部是从。
〜9这10 个败字中取一个.共有10X10X10X10 = 10 000 (个).3.要完成的“一件事情”是“从5名同学中选出正、副组长各1名”.分两步完成:第一步逸正组长,有5种方法;第二步选副组长.有4种方法.共有选法5X4 = 20 (#).4.要完成的“一件事情”是“从6个门中的一个进入并从另一个门出去”.分例步完成:先从6个门中选一个进入.再从共余5个门中逸一个出去.共有进出方法5X5-30 (种).习题1.1(M 12页)A组1.“一件事情”是“买一台某型号的电视机”.不同的选法有4+7=11 (神,.2.“一件事情”是“从甲地经乙地或经丙地到丁地去”.所以是“先分类,后分步”.不同的路线共有2X3+4X2=14 (条).3.对于第一问,“一件事情”是“构成一个分数”.由于1, 5, 9. 13是奇数,4, 8, 12,】6是偶数.所以以1.5, 9.13中任意一个为分子,都可以与4, 8・12, 16中的任意一个构成分数.因此可以分两步来构成分致:第一步,逸分孑,有4种选法;第二步,选分母,也有4种选法.共有不同的分数4X4 = 16 (个).对于第二何,“一件事情”是“构成一个真分数”.分四类:分子为1时,分母可以从4.8. 12. 16 中任选一个.有4个;分子为5时,分母从8, 12, 16中选一个.有3个;分子为9时.分锹从12, 16中选一个,有2个,分子为13时,分母只能选16,有1个.所以共有其分散4+3 + 2+1 = 10 (个).4.“一件事憎”是“接通线路”.根据电路的有关知识,容易褂到不同的接通线路有3 + 14-2X 2=8(条).5.(1> “一件事情”是“用坐标确定一个点”.由于横、纵坐标可以相同,因此可以分两步完成:第一步,从人中选横坐怵.有6个选择;第二步从人中选纵坐标,也有6个选择.所以共有坐标6X6 =36 (个).练习(第20页)1. < 1) aCf adba. be. bd■ e. cb, cd, da. db,(2)ab. ac. ad", ba • be. bd• be. ca^ cb. cd. e. da. db. de de ea •eb. "■ ed ・ 2. (D Ak = 15X14X13X12=32 760i(2) A| —71—5 040i<3) AJ-2Ai-8X7X6X5-2X8X7-l 568$⑷拜=耕=5.3.3. (1) ■»:(2) AJ-8A ;+7N -8A ;—8A ; + A ;-A ;.4. Aj-60 (神>.5. A3=24 (#>.(第 25 页)1. (I)甲.乙・甲,丙.甲・丁.乙,画.乙,丁. W. 丁: ⑵2. MHC, △ABD, Z\ACD, △BCD.3. Ci-20 (抻).4. (3=6 (个〉.⑵ 4^1 = 56,(4) 30 2Q-3X56 2X10-14& G+1〉! 3JM 1-2 (第 27 贝)A 版1. (1) 5A?4-4AI=5X6O+4X 12 = 348i<2) Aj-i-Al -FA14-A1—4+124 24 F24-G4.2. (1) Ch-455i(2) —Cl»—1 313 4(X )t(3) Cl+CJ-yi(4) U"・U JE,・u =(il )•业亍A-m 牛12. 3. (1) A ::| — Ai —(n4-l >A : —A :—H/V : —A : Js 、(”+ 1)! ________ ”!(n + l )! — 4 • _(m —4 + 1)/t! 9 ~A! e-l 〉L l! kl •4. 由千4列火车各不JtttM.所以停放的方•法与Jlft 序右关.有A : = 】680 (利》>不同的停法.5. A4 =24.6. 由于书架是单层的.所以向《«相当于20个元蒙的全拊列.有 N :种不同的排法.7. 可以分三步完成I 第一步.安排4个音乐日目.共右At 种排法3第二步•安招*版节共有A| 神擂法.第二步.安排共石AJ 仲抑法.所以不何的抑法有A1 • Aj • Aj -288 (科).8. 由于”个不向元索的全惜列北石,,!个・fM “!>,,.所以山,,个不阿的敷(ft 可以以不同的,序形成其 余的每一行•并且任息两行的顺序都不同.为使捋一行郁不甄复,小可以取的眼大值是”!•9. (1)由于DW 上的任意3点不共线.R1的荥的端点没有牍序.所以共诃以的CQ- 45《条〉不时的弦, (2)由于V 角形的顶点没有点序.所以诃以1«的圆内徭三角形有(::靛】20《个〉.10. <1>八五:边形7T 5个侦#・任,*:2个顶点的庄绶段中-除四K 边形的边外撮是对角例.所以共有 对角绶CI 一5-5 (条)】(2)何<1>的理曲.可得对角线为福一”〜51^^*〈条〉.5. ⑴(4 =筏|=15, (3)。
最新人教版高中数学选修4-1《平行线分线段成比例定理》课后训练
课后训练1.如图,AB ∥GH ∥CD ,AB =2,CD =3,则GH 的长是( ).A .2.5B .56 C .65 D .25 2.如图,E 是ABCD 的边AB 的延长线上的一点,且32DC BE =,则AD BF等于( ).A .32B .23C .52D .25 3.如图,已知P 、Q 分别在BC 和AC 上,25BP CP =,34CQ QA =,则AR RP等于( ). A .3∶14 B .14∶3 C .17∶3 D .17∶144.如图,ABCD 中,N 是AB 延长线上一点,则BC AB BM BN-为( ).A .12B .1C .32D .235.如图,△ABC 中,12AD AE AB AC ==,则OE ∶OB =__________. 6.如图,在△ABC 中,AD 平分∠BAC ,DE ∥AC ,EF ∥BC ,AB =15,AF =4,则DE =__________.7.如图所示,AB ∥FG ,AC ∥EH ,BG =HC ,求证:EF ∥BC .8.如图,在ABCD 中,E 是AB 延长线上一点,DE 交AC 于G ,交BC 于F .求证:(1)DG 2=GE ·GF ;(2) CF AB CB AE=.如图,在△ABC 中,AD 平分∠BAC ,E 为底边BC 上的任意一点,过E 作与AD 平行的直线,分别交AB 、CA 的延长线于F 、G ,求证:BE CE BF CG=. 参考答案1. 答案:C解析:∵AB ∥GH ,∴GH CH AB BC=. ∵GH ∥CD ,∴GH BH CD BC=, ∴1GH GH CH BH AB CD BC BC +=+=,∴65GH =. 2. 答案:C解析:∵CD ∥AB ,∴32DC FD BE EF ==, 又AD ∥BF ,∴AD ED BF EF=. 由32FD EF =得322FD EF EF ++=,即52ED EF =. ∴52AD ED BF EF ==.3. 答案:B解析:如图,过点Q 作QM ∥AP ,与BC 交于点M ,则37 QM CQ CMAP AC PC===.又∵25 BPCP=,∴717BP RP BM QM==,∴37371717 QM RPAP QM⋅=⨯=,即317RPAP=,∴314RPAR=,143ARRP=.4.答案:B解析:由CD∥BN得CM CDBM BN=,又四边形ABCD为平行四边形,故AB=CD,∴CM ABBM BN=,∴1BC AB BC CM BC CM BMBM BN BM BM BM BM--=-===.5.答案:1∶2解析:∵12AD AEAB AC==,∴DE为△ABC的中位线,则OE∶OB=DE∶BC=1∶2.6.答案:6解析:由AD平分∠BAC,DE∥AC,EF∥BC可得AE=DE=CF.设DE=x,则AE=x,BE=15-x,AC=4+x.又DE∥AC,所以BE DEAB AC=,即15154x xx-=+.整理得x2+4x-60=0.解得x1=6,x2=-10(舍去).所以DE=6.7.分析:要证明EF∥BC,只需证明AE AFAB AC=或AE AFBE CF=或BE CFAB AC=即可.证明:因为AB∥FG,AC∥EH,所以AF BGAC BC=,AE CHAB BC=.又因为BG=HC,所以AF AEAC AB=.所以EF∥BC.8.证明:(1)∵CD∥AE,∴DG CGGE AG=.又∵AD∥CF,∴GF CGDG AG=.∴DG GFGE DG=,即DG2=GE·GF.(2)∵BF∥AD,∴AB DFAE DE=.又∵CD∥BE,∴CF DF CB DE=.由此可得CF AB CB AE=.9.证明:过点C作CG∥AD并交BA的延长线于点G.则BA BD AG DC=.∵EF∥AD,∴BE BD BF AB=.又∵AD平分∠BAC.∴∠BAD=∠CAD.又∵∠BAD=∠G,∠CAD=∠ACG,∴∠ACG=∠G.∴AG=AC.∴可得AB BD AC DC=,即BD DCAB AC=,∴BE DCBF AC=.∵AD∥EG,∴DC CEAC CG=,∴BE CEBF CG=.。
2019-2020学年高中数学人教版选修1-1习题:第一章1.1-1.1.1命题 Word版含答案
第一章常用逻辑用语1.1 命题及其关系1.1.1 命题A级基础巩固一、选择题1.“红豆生南国,春来发几枝?愿君多采撷,此物最相思.”这是唐代诗人王维的《相思》,在这4句诗中,可作为命题的是( )A.红豆生南国B.春来发几枝C.愿君多采撷D.此物最相思解析:“红豆生南国”是陈述句,意思是“红豆生长在南方”,故本句是命题;“春来发几枝”是疑问句,“愿君多采撷”是祈使句,“此物最相思”是感叹句,都不是命题.答案:A2.下列命题为真命题的是( )A.若1x=1y,则x=yB.若x2=1,则x=1C.若x=y,则x=yD.若x<y,则x2<y2解析:很明显A正确;B中,由x2=1,得x=±1,所以B是假命题;C中,当x=y<0时,结论不成立,所以C是假命题;D中,当x=-1,y=1时,结论不成立,所以D是假命题.答案:A3.给出下列命题:①若直线l⊥平面α,直线m⊥平面α,则l⊥m;②若a、b都是正实数,则a+b≥2ab;③若x2>x,则x>1;④函数y=x3是指数函数.其中假命题为( )A.①③B.①②③C.①③④D.①④解析:①显然错误,所以①是假命题;由基本不等式,知②是真命题;③中,由x2>x,得x<0或x>1,所以③是假命题;④中函数y=x3是幂函数,不是指数函数,④是假命题.答案:C4.命题“垂直于同一条直线的两个平面平行”的条件是( )A.两个平面B.一条直线C .垂直D .两个平面垂直于同一条直线解析:把命题改为“若p 则q ”的形式为若两个平面垂直于同一条直线,则这两个平面平行,则条件为“两个平面垂直于同一条直线”.答案:D5.下列语句中命题的个数为( )①若a ,G ,b 成等比数列,则G 2=ab .②4-x 2≥0.③梯形是中心对称图形.④π>2吗?⑤2016年是我人生中最难忘的一年!A .2B .3C .4D .5解析:依据命题的概念知④和⑤不是陈述句,故④⑤不是命题;再从“能否判断真假”的角度分析:②不是命题.只有①③为命题,故选A.答案:A二、填空题6.下列语句:①2是无限循环小数;②x 2-3x +2=0;③当x =4时,2x >0;④把门关上!其中不是命题的是________.解析:①是命题;②不是命题,因为语句中含有变量x ,在没给变量x 赋值的情况下,无法判断语句的真假;③是命题;④是祈使句,不是命题.答案:②④7.已知命题“f (x )=cos 2ωx -sin 2ωx 的最小正周期是π”是真命题,则实数ω的值为________. 解析:f (x )=cos 2ωx -sin 2ωx =cos 2ωx ,所以⎪⎪⎪⎪⎪⎪2π2ω=π,解得ω=±1. 答案:±18.下列命题:①若xy =1,则x ,y 互为倒数;②二次函数的图象与x 轴有公共点;③平行四边形是梯形;④若ac 2>bc 2,则a >b .其中真命题是________(写出所有真命题的编号).解析:对于②,二次函数图象与x 轴不一定有公共点;对于③,平行四边形不是梯形.答案:①④三、解答题9.把下列命题改写成“若p ,则q ”的形式,并判断其真假.(1)末位数字是0的整数能被5整除;(2)偶函数的图象关于y 轴对称;(3)菱形的对角线互相垂直.解:(1)若一个整数的末位数字是0,则这个整数能被5整除,为真命题.(2)若一个函数是偶函数,则这个函数的图象关于y 轴对称,为真命题.(3)若一个四边形是菱形,则它的对角线互相垂直,为真命题.10.已知:A :5x -1>a ,B :x >1,请选择适当的实数a ,使得利用A 、B 构造的命题“若p ,则q ”为真命题.解:若视A 为p ,则命题“若p ,则q ”为“若x >1+a 5,则x >1”.由命题为真命题可知1+a 5≥1,解得a ≥4;若视B 为p ,则命题“若p ,则q ”为“若x >1,则x >1+a 5”.由命题为真命题可知1+a 5≤1,解得a ≤4. 故a 取任一实数均可利用A ,B 构造出一个真命题,比如这里取a =1,则有真命题“若x >1,则x >25”.B 级 能力提升1.给出命题“方程x 2+ax +1=0没有实数根”,则使该命题为真命题的a 的一个值可以是( )A .4B .2C .1D .-3解析:C 中,当a =1时,Δ=12-4×1×1=-3<0,方程无实根,其余3项中,a 的值使方程均有实根. 答案:C2.①若a ·b =a ·c ,则b =c ;②若a =(1,k ),b =(-2,6),a//b ,则k =-3;③非零向量a 和b 满足|a|=|b|=|a -b|,则a 与a +b 的夹角为60°.其中真命题的序号为________(写出所有真命题的序号).解析:取a =0,满足a·b =a·c ,但不一定有b =c ,故①不正确;当a =(1,k ),b =(-2,6),a//b 时,6+2k =0,所以k =-3,则②正确;非零向量a 和b 满足|a|=|b|=|a -b|时,|a|,|b|,|a -b|构成等边三角形,所以a 与a +b 的夹角为30°,因此③错误.答案:②3.把下列命题改写成“若p ,则q ”的形式,并判断真假.(1)乘积为1的两个实数互为倒数;(2)奇函数的图象关于原点对称;(3)与同一直线平行的两个平面平行.解:(1)“若两个实数乘积为1,则这两个实数互为倒数”,它是真命题.(2)“若一个函数为奇函数,则它的图象关于原点对称”.它是真命题.(3)“若两个平面与同一条直线平行,则这两个平面平行”.它是假命题,这两个平面也可能相交.。
高中人教选修一数学课本习题答案
高中人教选修一数学课本习题答案在高中数学的学习过程中,习题是检验学生对知识点掌握程度的重要手段。
以下是人教版高中数学选修一课本中的部分习题答案,供同学们参考:第一章:集合与函数习题1:集合的表示方法有两种,列举法和描述法。
例如,集合A={1, 2, 3}是列举法表示,而集合B={x | x是小于10的正整数}是描述法表示。
习题2:若集合A={1, 2, 3},B={2, 3, 4},则A∩B={2, 3},A∪B={1, 2, 3, 4}。
习题3:函数f(x)=x^2+1在x=-1处的导数为2。
习题4:若f(x)=x^2,g(x)=3x+1,则复合函数f(g(x))=(x^2)(3x+1)。
第二章:三角函数与解三角形习题1:正弦定理:在三角形ABC中,a/sinA = b/sinB = c/sinC,其中a、b、c分别为角A、B、C所对的边。
习题2:余弦定理:在三角形ABC中,c^2 = a^2 + b^2 - 2ab*cosC。
习题3:若sinA = 3/5,且A在第一象限,则cosA = 4/5。
习题4:在三角形ABC中,若a=7,b=5,c=6,且cosC = 1/2,则角C=60°。
第三章:不等式习题1:解不等式x^2 - 4x + 4 ≤ 0,解集为[2, 2]。
习题2:若a > 0,b < 0,且|a| < |b|,则不等式ax + b > 0的解集为x < -b/a。
习题3:证明不等式:对于任意正数a、b,有a + b ≥ 2√(ab)。
习题4:若x > 0,y > 0,且x + y = 1,则x^2 + y^2 ≥ 1/2。
第四章:数列习题1:等差数列的通项公式为an = a1 + (n-1)d。
习题2:等比数列的通项公式为an = a1 * r^(n-1)。
习题3:若等差数列的前n项和为S,首项为a1,公差为d,则S = n/2 * (2a1 + (n-1)d)。
人教版高中数学选修2-1第三章-空间向量与立体几何练习题及答案
第三章 空间向量及立体几何3.1空间向量及其运算§3.1.1空间向量及其加减运算 §3.1.2空间向量的数乘运算1. 下列命题中不正确的命题个数是( ) ①若A 、B 、C 、D 是空间任意四点,则有AB +BC + CD +DA =0;②对空间任意点O 及不共线的三点A 、B 、C ,若OP =x OA +y OB +z OC (其中x 、y 、z ∈R ),则P 、A 、B 、C 四点共面;③若a 、b 共线,则a 及b 所在直线平行。
A .1 B .2 C .3 D .42.设OABC 是四面体,G 1是△ABC 的重心,G 是OG 1上一点,且OG =3GG 1,若OG =x OA +y OB +z OC ,则(x ,y ,z )为( )A .(41,41,41) B .(43,43,43) C .(31,31,31) D .(32,32,32) 3.在平行六面体ABCD -EFGH 中,AG xAC y AF z AH =++,________.x y z ++=则4.已知四边形ABCD 中,AB =a -2c ,CD =5a +6b -8c ,对角线AC 、BD 的中点分别为E 、F ,则EF =_____________.5.已知矩形ABCD ,P 为平面ABCD 外一点,且PA ⊥平面ABCD ,M 、N 分别为PC 、PD 上的点,且M 分PC 成定比2,N 分PD 成定比1,求满足MN xAB y AD z AP =++的实数x 、y 、z 的值.§3.1.3空间向量的数量积运算1.已知正四棱柱1111ABCD A B C D -中,1AA =2AB ,E 为1AA 重点,则异面直线BE 及1CD 所形成角的余弦值为( )A .1010 B . 15C .31010 D . 352.如图,设A ,B ,C ,D 是空间不共面的四点,且满足0AB AC ⋅=,0AC AD ⋅=,0AB AD ⋅=,则△BCD 的形状是( )A .钝角三角形B .锐角三角形C .直角三角形D .不确定的3.已知ABCD -A 1B 1C 1D 1 为正方体,则下列命题中错误的命题为__________.4.如图,已知:平行六面体ABCD -A 1B 1C 1D 1的底面ABCD 是菱形,且∠C 1CB =∠C 1CD =∠BCD =60° (1)证明:C 1C ⊥BD ;_C_D_A_P_ N_B_M(2)当1CDCC 的值为多少时,能使A 1C ⊥平面C 1BD ?请给出证明. §3.1.4空间向量的正交分解及其坐标表示§3.1.5空间向量运算的坐标表示1.已知向量(2,2,3)OA =-,(,1,4)OB x y z =-,且平行四边形OACB 的对角线的中点坐标为M 31(0,,)22-,则(,,)x y z =( ) A .(2,4,1)--- B .(2,4,1)-- C .(2,4,1)-- D .(2,4,1)--2.已知(2,2,4)a=-,(1,1,2)b =-,(6,6,12)c =--,则向量、、a b c ( )A .可构成直角三角形B .可构成锐角三角形C .可构成钝角三角形D .不能构成三角形3.若两点的坐标是A (3cosα,3sinα,1),B (2cosθ,2sinθ,1),则|AB |的取值范围是( ) A .[0,5] B .[1,5] C .(1,5) D .[1,25]4.设点C (2a +1,a +1,2)在点P (2,0,0)、A (1,-3,2)、B (8,-1,4)确定的平面上,则a 的值为 .5.如图,正三棱柱ABC -A 1B 1C 1的底边长为a ,侧棱长为2a .建立适当的坐标系,⑴写出A ,B ,A 1,B 1的坐标;⑵求AC 1及侧面ABB 1A 1所成的角.3.2立体几何中的向量方法1.到一定点(1,0,1)的距离小于或等于2的点的集合为( ) A .222{(,,)|(1)(1)4}x y z x y z -++-≤ B .222{(,,)|(1)(1)4}x y z x y z -++-= C .222{(,,)|(1)(1)2}x y z x y z -++-≤ D .222{(,,)|(1)(1)2}x y z x y z -++-=2. 正方体ABCD —A 1B 1C 1D 1中,直线BC 1及平面A 1BD 所成角的余弦值为( ) A .42 B .32 C .33 D .23 3. 已知斜三棱柱111ABC A B C -,90BCA ∠=,2AC BC ==,1A 在底面ABC 上的射影恰为AC 的中点D ,又知11BA AC ⊥.(1)求证:1AC ⊥平面1A BC ;D 1C 1B 1A 1DABCC 1 B 1 A 1B A(2)求1C 到平面1A AB 的距离;(3)求二面角1A A B C --余弦值的大小.B 4. 如图,在直三棱柱111ABC A B C -中, AB =1,1AC AA ==(1)证明:1ABA C ⊥; (2)求二面角A —1A C —B 的大小.5. 如右图,四棱锥S-ABCD 棱S D 上的点. (1)求证:AC ⊥SD ;(2)若SD ⊥平面PAC ,求二面角P-AC-D 的大小 (3)在(2)的条件下,侧棱S C 上是否存在一点E , 使得BE ∥平面PAC .若存在,求S E :EC 的值; 若不存在,试说明理由.参考答案第三章 空间向量及立体几何3.1空间向量及其运算§3.1.1空间向量及其加减运算 §3.1.2空间向量的数乘运算1.A2.A3.324.3a +3b -5c5.如图所示,取PC 的中点E ,连结NE ,则MN EN EM =-. 连结AC ,则§3.1.3空间向量的数量积运算1.C2.B3. ③④4.(1)设1,,CB a CD b CC c === ,则||||a b =,BD CD CB b a =-=- ,所以1()||||cos 60||||cos 600CC b a c b c a c b c a c ⋅=-⋅=⋅-⋅=︒-︒=BD ,11BD CC BD CC ∴⊥⊥即 ; (2)1,2,CD x CD CC ==1设则 2CC =x, 设1,,A A a AD b DCc ===,11,A C a b c C D a c =++=-,2211242()()6A C C D a b c a c a a b b c c xx ∴⋅=++⋅-=+⋅-⋅-=+-,令24260xx +-=,则2320x x --=,解得1x =,或23x =-(舍去),_C_D _A_P_ N _B _M _EA 1§3.1.4空间向量的正交分解及其坐标表示§3.1.5空间向量运算的坐标表示 1.A 2.D 3.B 4.165. (1)建系如图,则A (0,0,0) B (0,a ,0)A 1(0,0,2a ),C 1(-23a ,a 2,2a) (2)解法一:在所建的坐标系中,取A 1B 1的中点M , 于是M (0,a 2,2a),连结AM ,MC 1则有所以,MC 1⊥平面ABB 1A 1.因此,AC 1及AM 所成的角就是AC 1及侧面ABB 1A 1所成的角.∴2194a AC AM ⋅=,而|13||3,||2AC a AM a ==,由cos<1,AC AM >=1132||||AC AM AC AM ⋅=,∴ <1,AC AM >=30°. ∴AC 1及侧面ABB 1A 1所成的角为30°. 3.2立体几何中的向量方法 新 课 标 第 一网1.A2.C3. (1)如右图,取AB 的中点E ,则//DE BC ,因为BC AC ⊥,所以DEAC ⊥,又1A D ⊥平面ABC ,以1,,DE DC DA 为,,x y z 轴建立空间坐标系, 则()0,1,0A -,()0,1,0C ,()2,1,0B ,()2,0,0CB =,由10AC CB ⋅=,知1A C CB ⊥, 又11BA AC ⊥,从而1AC ⊥平面1A BC .(2)由1AC ⋅2130BA t =-+=,得t =.设平面1A AB 的法向量为(),,n x y z =,(1AA =,()2,2,0AB =,所以10220n AA y n AB x y ⎧⋅=+=⎪⎨⋅=+=⎪⎩,设1z =,则()3,n =-,所以点1C 到平面1A AB 的距离1AC n d n⋅==7. (3)再设平面1A BC 的法向量为(),,m x y z =,(10,CA =-,()2,0,0CB =,所以13020m CA y z m CB x ⎧⋅=-+=⎪⎨⋅==⎪⎩,设1z =,则()0,3,1m =,故cos ,m n m n m n⋅<>==⋅77-,根据法向量的方向,可知二面角1A A B C --的余弦值大小为77. 4.(1)三棱柱111ABC A B C -为直三棱柱,由正弦定理030ACB∠=.如右图,建立空间直角坐标系, 则1(0,0,0),(1,0,0)(0,3,0),(0,0,3)A B C A(2) 如图可取(1,0,0)m AB ==为平面1AA C 的法向量,设平面1A BC 的法向量为(,,)n l m n =,则10,0,130BC n AC n BC ⋅=⋅==-又(,,), 不妨取1,(3,1,1)mn ==则,1A AC BD ∴--15二面角的大小为arccos 5. 5. (1)连结BD ,设AC 交于BD 于O ,由题意知SO ABCD ⊥平面.以O 为坐标原点,OB OC OS ,,分别为x 轴、y 轴、z 轴正方向,建立坐标系O xyz -如右图.设底面边长为a ,则高62SO a =.于是 62(0,0,),(,0,0)22S a D a -,2(0,,0)2C a ,2(0,,0)2OC a =,26(,0,)22SD a a =--,0OC SD ⋅= ,故OC SD ⊥.从而 AC SD ⊥. (2)由题设知,平面PAC 的一个法向量26()2DSa =,平面DAC 的一个法向量600aOS =(,,,设所求二面角为θ,则3cos OS DS OS DSθ⋅==,得所求二面角的大小为30°._C_A_S_F_BO(3)在棱SC 上存在一点E 使//BE PAC 平面.由(2)知DS 是平面PAC 的一个法向量,且),(0,)DS CS ==.设,CEtCS = 则((1)BE BC CE BC tCS t =+=+=-,而 103BE DC t ⋅=⇔=.即当:2:1SE EC =时,BE DS ⊥.而BE 不在平面PAC 内,故//BE PAC 平面. 作 者 于华东 责任编辑 庞保军。
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13.是椭圆+=1的两个焦点,为椭圆上一点,且AF1F2=45,求的面积.
圆锥曲线练习题答案
一.选择题:CBCADD
二.填空题:
7. 7倍 8.y=x 9. -=1 10.-,3)<k<-1
三.解答题
11.解:斜率不存在不合题意,设直线代入抛物线得
7.已知G是ABC的重心,O是空间任一点,若++=,则的值为_______.
8.已知||=1,||=2,<,>=60,则|(+2)|=________.
三.解答题
9.若向量(+3)(75),(4)(72),求与的夹角.
10.设,试求实数,使成立.
11.正三棱柱的底面边长为,侧棱长为,求与侧面所成的角.
【2020】人教版最新高中数学选修-练习题及参考答案
编 辑:__________________
时 间:__________________
(附参考答案)
一、选择题
1.命题“如果x≥a2+b2,那么x≥2ab”的逆否命题是( )
A.如果x<a2+b2,那么x<2abB.如果x≥2ab,那么x≥a2+b2
一.选择题 DDBBA
二.填空题 6.3 7.3 8.
三.解答题
9.由已知向量垂直列方程,解得2=2=2,∴cos<,>=,∴与夹角为60.
10.由成立,可建立方程组,解得.
11.以A为原点,分别以,,为x,y,z轴建立空间直角坐标系,
则A(0,0,0),B(0,a,0),A1(0,0,a),C1(,2)a,a,a),由于=(1,0,0)是面的法向量,
A. B. C. D.
2.过抛物线y2=4x的焦点作直线l,交抛物线于A,B两点,若线段AB中点的横坐标为3,则|AB|等于( )
A.10 B.8 C.6 D.4
3.若双曲线+=1的离心率,则k的取值范围是( )
A. B. C. D.
4.与y轴相切且和半圆x2+y2=4(0≤x≤2)内切的动圆圆心的轨迹方程是( )
12.在长方体中,,,点在棱上移动,问等于何值时,二面角的大小为.
空间向量练习题答案
一.选择题 DDBBA
二.填空题 6.3 7.3 8.
三.解答题
9.由已知向量垂直列方程,解得2=2=2,∴cos<,>=,∴与夹角为60.
10.由成立,可建立方程组,解得.
11.以A为原点,分别以,,为x,y,z轴建立空间直角坐标系,
则A(0,0,0),B(0,a,0),A1(0,0,a),C1(,2)a,a,a),由于=(1,0,0)是面的法向量,
计算得cos<,>=,∴<,>=60.故与侧面所成的角为30.
12.设,以为原点,分别以,,为轴建立空间直角坐标系,
可求得平面的法向量为=(2x,1,2).依题意.
(舍去)..
空间向量练习题答案
A. B.
C. D.
5.过点M(2,0)的直线L与椭圆交于两点,设线段的中点为P,若直线l的斜率为,直线OP的斜率为,则等于( )
A. B. C. D.-
6.如果方程+=1表示双曲线,那么下列椭圆中,与这个双曲线共焦点的是( )
A. B. C. D.
二.填空题
7.椭圆+=1的焦点分别是,点P在椭圆上,如果线段的中点在y轴上,那么是的 倍.
有kR设点则+=1,
由根与系数关系,解得直线方程.
12.解:设所求的椭圆为+=1,则=50
椭圆与直线联立有,由已知=,
根与系数关系带入得解得a2=75,b2=25.所以所求椭圆方程为+=1.
13.解:
.
圆锥曲线练习题答案
一.选择题:CBCADD
二.填空题:
7. 7倍 8.y=x 9. -=1 10.-,3)<k<-1
三.解答题
13.解:斜率不存在不合题意,设直线代入抛物线得
有kR设点则+=1,
由根与系数关系,解得直线方程.
14.解:设所求的椭圆为+=1,则=50
椭圆与直线联立有,由已知=,
根与系数关系带入得解得a2=75,b2=25.所以所求椭圆方程为+=1.
13.解:
.
空间向量练习题
一.选择题
1.直棱柱ABCA1B1C1中,若=,=,=,则=( )
A.若=+,则P,A,B三点共线
B.若{,,}为空间一个基底,则{+,+,+}构成空间的另一个基底
C.|()|=||||||
D.ABC为直角三角形的充要条件是=0
5.已知=(+1,0,2),=(6,21,2),∥,则和的值分别为( )
A.,B.5,2C.,D.5,2
二.填空题
6.若=(2,3,1),=(2,0,3),=(0,2,2),则(+)=________.
8.椭圆+=1的焦点分别是,过原点O做直线与椭圆交于A,B两点,若ABF2的面积是20,则直线AB的方程是 .
9.与双曲线有共同的渐近线,并且经过点的双曲线方程是
10.已知直线y=kx+2与双曲线x2y2=6的右支相交于不同的两点,则k的取值范围是 .
三.解答题
11.抛物线y=-x2与过点M(0,1)的直线L相交于A,B两点,O为原点,若OA和OB的斜率之和为1,求直线L的方程.
C.如果x<2ab,那么x<a2+b2D.如果x≥a2+b2,那么x<2ab
2.三角形全等是三角形面积相等的( )
A.充分但不必要条件B.必要但不充分条件
C.充要条件D.既不充分又不必要条无理数B.8≥10
C.有些梯形内接于圆D.xR,x2x+1≠0
计算得cos<,>=,∴<,>=60.故与侧面所成的角为30.
12.设,以为原点,分别以,,为轴建立空间直角坐标系,
可求得平面的法向量为=(2x,1,2).依题意.
(舍去)..
如果Q正确,且P不正确,有a<0或a≥4,且a≤,∴a<0.所以(,0)∪(,4).
常用逻辑用语答案
14 CACC
5.如果a2≠1,那么a≠1 6.充分必要条件 7.a0Z,a0没有正因数
8.每个三角形的三条中线不相等 9.即不充分也不必要
10.充分性:当b=0时,则a=0,此时两直线分别垂直坐标轴,显然垂直;当b≠0时,两直线的斜率分别是k1=,k2=,由a+2b=0,k1k2=()()=1,两直线互相垂直.
7.全称命题“aZ,a有一个正因数”的否定是________________________.
8.特称命题“有些三角形的三条中线相等”的否定是______________________.
9.设p:|5x1|>4;,则非p是非q的______ ___条件.
三、解答题
10.求证:a+2b=0是直线ax+2y+3=0和直线x+by+2=0互相垂直的充要条件.
A.+B.+C.++D.+
2.已知A,B,C三点不共线,对平面ABC外的任意一点O,下列条件中能确定点M与A,B,C一定共面的是( )
A.=++C.=2
C.=++D.=++
3.若向量同时垂直向量和,向量=+(,R, ,≠0),则( )
A.∥B.C.与不平行也不垂直D.以上均有可能
4.以下四个命题中,正确的是( )
8.每个三角形的三条中线不相等 9.即不充分也不必要
10.充分性:当b=0时,则a=0,此时两直线分别垂直坐标轴,显然垂直;当b≠0时,两直线的斜率分别是k1=,k2=,由a+2b=0,k1k2=()()=1,两直线互相垂直.
必要性:如果两直线互相垂直且斜率存在,则k1k2=()()=1,∴a+2b=0;如果两直线中有直线的斜率不存在,且互相垂直,则b=0,且a=0,∴a+2b=0.
4.命题“所有奇数的立方是奇数”的否定是( )
A.所有奇数的立方不是奇数B.不存在一个奇数,它的立方是偶数
C.存在一个奇数,它的立方是偶数 D.不存在一个奇数,它的立方是奇数
二、填空题
5.命题“若a=1,则a2=1”的逆否命题是______________________.
6.b=0是函数f(x)=ax2+bx+c为偶函数的______________________.
11、A={1,2},A是B的必要不充分条件,即BA.所以B=、B={1}或{2},
当B=φ时,△=m28<0,∴.
当B={1}或{2}时,,m无解.综上所述.
12.解:P真:对任意实数都有恒成立a=0或0≤a<4;
q真:关于的方程有实数根14a≥0a≤;
如果P正确,且Q不正确,有0≤a<4,且a>,∴<a<4;
必要性:如果两直线互相垂直且斜率存在,则k1k2=()()=1,∴a+2b=0;如果两直线中有直线的斜率不存在,且互相垂直,则b=0,且a=0,∴a+2b=0.
11、A={1,2},A是B的必要不充分条件,即BA.所以B=、B={1}或{2},
当B=φ时,△=m28<0,∴.
当B={1}或{2}时,,m无解.综上所述.
12.解:P真:对任意实数都有恒成立a=0或0≤a<4;
q真:关于的方程有实数根14a≥0a≤;
如果P正确,且Q不正确,有0≤a<4,且a>,∴<a<4;