阶段练习二2013.10.25
姓名。一、选择题:
1、如图1,空间四边形的四条边及对角线长都是,点分别是的中点,则等于( b
2、若向量与的夹角的余弦值为,则( c
或2或。3、已知为平行四边形,且,则顶点的坐标为(d )
4、在正方体中,为的交点,则与所成角的( d
5、已知三棱柱的侧棱与底面边长都相等,在底面上的射影为的中点,则异面直线与所成的角的余弦值为( d )
abcd6、如图,在四面体中,截面是正方形,则在下列命题中, 错误的为c
截面。异面直线与所成的角为。
7、如图,已知六棱锥的底面是正六边形,则下列结论正确的是d
a. b.
c. 直线∥
d. 直线所成的角为45°
8、如图,在四棱锥p—abcd中,侧面pad为正三角形,底面abcd为正方形,侧面pad⊥底面abcd,m为底面abcd内的一个动点,且满足mp=mc,则点m在正方形abcd内的轨迹为( a )
9、如图,正方体的棱线长为1,线段上有两个动点e,f,且,则下列结论中错误的是 da)b)
c)三棱锥的体积为定值。
d)异面直线所成的角为定值。
10、下列正方体或正四面体中,p、q、r、s分别是所在棱的中点,这四个点不共面的一个图是( d )
二、填空题:
11、如图,在棱长为2的正方体abcd-a1b1c1d1中,e为bc的中点,点p**段d1e上,点p到直线cc1的距离的最小值为。
12、在正方体a1b1c1d1—abcd中,ac与b1d所成的角的大小为___
13、一个圆锥轴截面的顶角为1200,母线为1,过顶点作圆锥的截面中,最大截面面积为。
分析:本题是截面问题中的常见题,设圆锥的轴截面顶角是α,母线长为l,则截面面积smax=,本题轴截面顶角为1200,∴最大面积为。
14、若异面直a,b线所成的角为80°,则过点p与a,b成50°角的直线有条。3
15、、是半径为的球的球面上两点,它们的球面距离为,则过、的平面中,与球心的最大距离是。
分析:、是球面上两点,球面距离为,转化为球心角,从而,由关系式,越小,越大,是过、的球的截面圆的半径,所以为圆的直径,最小.
解:∵球面上、两点的球面的距离为. ∴
当成为圆的直径时,取最小值,此时,取最大值, 即球心与过、的截面圆距离最大值为.
说明:利用关系式不仅可以知二求一,而且可以借此分析截面的半径与球心到截面的距离之间的变化规律.此外本题还涉及到球面距离的使用,球面距离直接与两点的球心角有关,而球心角又直接与长度发生联系,这是使用或者求球面距离的一条基本线索.
16、如图,正方体的棱长为1,p为bc的中点,q为线段上的动点,过点a,p,q的平面截该正方体所得的截面记为s.则下列命题正确的是写出所有正确命题的编号).
当时,s为四边形;②当时,s为等腰梯形;③当时,s与的交点r满足;④当时,s为六边形;⑤当时,s的面积为。
答案。三、解答题:
17、如图,在三棱柱中,是正方形的中心,,平面,且。
ⅰ)求异面直线ac与a1b1所成角的余弦值;
ⅱ)求二面角的正弦值;
ⅲ)设为棱的中点,点在平面内,且平面,求线段的长.
方法一:如图所示,建立空间直角坐标系,点b为坐标原点。
依题意得。(i)解:易得,于是。
所以异面直线ac与a1b1所成角的余弦值为。
(ii)解:易知。
设平面aa1c1的法向量,则即。
不妨令可得,同样地,设平面a1b1c1的法向量,则即不妨令,可得。
于是。从而。
所以二面角a—a1c1—b的正弦值为。
(iii)解:由n为棱b1c1的中点,得设m(a,b,0),则。
由平面a1b1c1,得。
即。解得故。
因此,所以线段bm的长为。
方法二:i)解:由于ac//a1c1,故是异面直线ac与a1b1所成的角。
因为平面aa1b1b,又h为正方形aa1b1b的中心,可得。
因此。所以异面直线ac与a1b1所成角的余弦值为。
ii)解:连接ac1,易知ac1=b1c1,又由于aa1=b1a1,a1c=ac1,所以≌,过点a作于点r,连接b1r,于是,故为二面角a—a1c1—b1的平面角。
在中, 连接ab1,在中,从而。
所以二面角a—a1c1—b1的正弦值为。
iii)解:因为平面a1b1c1,所以。
取hb1中点d,连接nd,由于n是棱b1c1中点,所以nd//c1h且。
又平面aa1b1b,所以平面aa1b1b,故。
又。所以平面mnd,连接md并延长交a1b1于点e,则。
由。得,延长em交ab于点f,可得连接ne.
在中,所以。
可得。连接bm,在中,18、如图,三棱柱中,侧面底面,且,o为中点。
ⅰ)证明:平面;
ⅱ)求直线与平面所成角的正弦值;
ⅲ)在上是否存在一点,使得平面,若不存在,说明理由;若存在,确定点的位置。
解:(ⅰ证明:因为,且o为ac的中点,所以1分。
又由题意可知,平面平面,交线为,且平面,所以平面4分。
ⅱ)如图,以o为原点,所在直线分别为x,y,z轴建立空间直角坐标系。
由题意可知,又。
所以得: 则有6分。
设平面的一个法向量为,则有。
令,得。所以7分。
9分。因为直线与平面所成角和向量与所成锐角互余,所以10分。
ⅲ)设11分。
即,得。所以得12分。
令平面,得13分。
即得。即存在这样的点e,e为的中点14分。
19、在四棱锥中,底面是矩形,平面,,.以的中点为球心、为直径的球面交于点,交于点。
1)求证:平面⊥平面。
2)求直线与平面所成的角的大小;
3)求点到平面的距离。
解:方法一:(1)依题设知,ac是所作球面的直径,则am⊥mc。
又因为p a⊥平面abcd,则pa⊥cd,又cd⊥ad,所以cd⊥平面pad则cd⊥am,所以a m⊥平面pcd,所以平面abm⊥平面pcd。
2)由(1)知,,又,则是的中点可得。
则。设d到平面acm的距离为,由即,可求得,设所求角为,则,。
1) 可求得pc=6。因为an⊥nc,由,得pn。所以。
故n点到平面acm的距离等于p点到平面acm距离的。
又因为m是pd的中点,则p、d到平面acm的距离相等,由(2)可知所求距离为。
方法二:1)同方法一;
2)如图所示,建立空间直角坐标系,则,,,设平面的一个法向量,由可得:,令,则。
设所求角为,则,所以所求角的大小为。
3)由条件可得,.在中,,所以,则, ,所以所求距离等于点到平面距离的,设点到平面距离为则,所以所求距离为。
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