1.设f1,f2是双曲线c, -1(a>0,b>0)的两个焦点。若在c上存在一点p,使pf1⊥pf2,且∠pf1f2=30°,则c的离心率为 .
答案】+1解析】设点p在双曲线右支上,由题意,在rt△f1pf2中,f1f2|=2c,∠pf1f2=30°,得|pf2|=c,|pf1|=c,根据双曲线的定义:|pf1|-|pf2|=2a,( 1)c=2a,e===1.
2.若正三角形的一个顶点在原点,另两个顶点在抛物线上,则这个三角形的面积为。
答案】解析】设正三角形在第一象限的点为,由正三角形性质可得,点在抛物线上得
考点:抛物线与直线相交问题。
点评:本题利用抛物线的对称性可知正三角形两顶点关于x轴对称,因此求得即可得到三角形的边长。
3.已知数列的前项的和为,若,则的值为 .
答案】4.在中,,则。
答案】5.函数的图象恒过定点a,若点a在直线上,其中,则的最小值为。
答案】86.设为不等式组表示的平面区域,区域上的点与点之间的距离的最小值为_ _
答案】解析】画出不等式组表示的平面区域d,如图所示。点到直线的距离就是所求最小值,即。
考点定位】本题考查了线性规划问题,考查点到直线的距离公式,解决线性规划问题,常用**法,故本题还考查了数形结合思想。
7.已知、为双曲线c:的左、右焦点,点p在c上,,则。
答案】4解析】由双曲线c:知,a=1,c=,所以,由双曲线的定义及余弦定理得,即,解得, =4.
考点:双曲线的定义,双曲线的几何性质,余弦定理的应用。
点评:中档题,涉及双曲线的“焦点弦”问题,往往利用双曲线的定义,结合余弦定理达到解题目的。
8.已知实数,满足约束条件则的最大值为 .
答案】解析】解线性规划问题,不仅要正确确定可行域,本题是直角三角形及其内部,而且要挖出目标函数的几何意义,本题中可理解为坐标原点到可行域中点的距离的平方。要求目标函数最大值,就是求的最小值,即坐标原点到直线的距离的平方,为。
9.如图,在三棱柱中,四边形是边长为4的正方形,平面⊥平面,.
ⅰ)求证:⊥平面;
ⅱ)若点是线段的中点,请问**段是否存在点,使得面?若存在,请说明点的位置,若不存在,请说明理由;
ⅲ)求二面角的大小.
解析】(ⅰ证明直线和平面垂直的常用方法:(1)利用判定定理.(2)利用判定定理的推论.(3)利用面面平行的性质.(4)利用面面垂直的性质.(ⅱ立体几何中的探索性问题主要是对平行、垂直关系的**,对条件和结论不完备的开放性问题的**.解决这类问题时一般根据探索性问题的设问,假设其存在并探索出结论,然后在假设下进行推理,若得到合乎情理的结论就肯定假设,若得到矛盾就否定假设.(ⅲ由(ⅰ)易知是二面角的平面角.
试题解析:(ⅰ因为四边形为正方形,所以aa1 ⊥ac.
因为平面abc⊥平面aa1c1c,且平面平面,所以aa1⊥平面abc. 4分。
ⅱ)当点是线段的中点时,有面.
连结交于点,连结.
因为点是中点,点是线段的中点,所以.
又因为面,面,所以面. 8分。
ⅲ)因为aa1⊥平面abc,所以aa1⊥.
又因为ac⊥,所以面.所以面.
所以, .所以是二面角的平面角.
易得.所以二面角的平面角为. 12分。
考点:线面垂直、线面平行、面面角。
10.如图,在四棱锥中,底面是矩形,侧棱pd⊥底面,是的中点,作⊥交于点。
1)证明:∥平面;
2)证明:⊥平面。
答案】(1)详见解析(2)详见解析。
解析】试题分析:(1)证明线面平行,往往利用其判定定理进行证明,即先证pa平行于平面某一条直线,这可根据三角形中位线性质得到:连结交与,连结,则点是的中点。
又∵是的中点,∴∥而平面, 平面,∴∥平面。
2)证明线面垂直,往往利用其判定定理进行证明,即先证垂直平面内两条相交直线:已知⊥,只需证⊥.由于⊥,因此只需证⊥,又由于⊥,只需证⊥,这可由⊥底面得到。
试题解析:证明:(1)连结交与,连结。
底面是矩形,∴点是的中点。
又∵是的中点,∴在△中,为中位线。
而平面, 平面,∴∥平面。 7分。
2)由⊥底面,得⊥.
底面是正方形,∴⊥平面。 而平面,是的中点,∴△是等腰三角形。
由①和②得⊥平面。而平面。
又⊥且=,∴平面14分。
考点:线面平行与垂直的判定定理。
11.(本题满分14分)如图,四棱锥中,面面,侧面是等腰直角三角形,,且∥,,
ⅰ)求证:;
ⅱ)求直线与面的所成角的正弦值.
答案】(ⅰ详见解析;(ⅱ直线与面的所成角的正弦值.
解析】(ⅰ求证:,只需证明一条直线垂直于另一条直线所在的平面即可,由已知,为等腰直角三角形,面面,可作交于,则为中点,可得,从而得面,可证得;(ⅱ求直线与面的所成角的正弦值,求线面角,只需找出线和射影所成的角,注意到面面,,可得面,故直线ce与面的所成角为,求出边长,即可得直线与面的所成角的正弦值。
试题解析:(ⅰ作交于,连接,为等腰直角三角形
为中点,, 四边形是边长为1的正方形, ;
ⅱ),面面,面,直线ce与面的所成角为,考点:线线垂直的判定,线面角角的求法。
12.(本小题12分) 如图,在边长为12的正方形中,点b、c**段aa′上,且ab=3,bc=4.作bb1∥aa1,分别交a1a1′、aa1′于点b1、p;作cc1∥aa1,分别交a1a1′、aa1′于点c1、q. 现将该正方形沿bb1,cc1折叠,使得与aa1重合,构成如图(2)所示的三棱柱abc-a1b1c1.
1)在三棱柱abc-a1b1c1中,求证:ap⊥bc;
2)在三棱柱abc-a1b1c1中,连接aq与a1p,求四面体aa1qp的体积;
3)在三棱柱abc- a1b1c1中,求直线 pq与直线ac所成角的余弦值。
答案】(1)详见解析;(2)24;(3).
解析】(1)由勾股定理逆定理,可得bc⊥ab,再由线面垂直的判定定理和性质定理,即可得证;
2)求出三角形apa1的面积和q到面apa1距离,运用棱锥的体积公式,即可得到;
3)以ba,bc,bb1为x,y,z轴,建立空间直角坐标系,求出向量ac,pq的坐标,由向量的夹角公式,即可得到.
试题解析:(1)因为ab=3,bc=4,所以图(2)中ac=5,从而有ac2=ab2+bc2,即bc⊥ab.
又因为bc⊥bb1,所以bc⊥平面abb1a1,则ap⊥bc;
2),由于cq∥面apa1且bc⊥面apa1,所以q到面apa1距离就是bc的长4,所以;
3)以ba,bc,bb1为x,y,z轴,建立如图空间直角坐标系,则a(3,0,0)、c(0,4,0)、p(0,0,3)、q(0,4,7).
所以=(﹣3,4,0),=0,4,4),设直线ac与直线pq所成角为θ,则.
考点:空间直线与平面的位置关系;线面平行和垂直的判定和性质定理及运用;棱锥的体积公式;异面直线所成的角的求法。
13.(本小题满分12分)如图,四棱锥中,平面,, 为的中点。
ⅰ)证明:;
ⅱ)若二面角为,求直线与平面所成角的正切值。
ⅲ)若,求平面与平面pab所成的锐二面角的余弦值。
答案】(ⅰ详见解析;(ⅱ2;(ⅲ
解析】(ⅰ证明ce⊥ab,即证ab⊥ce,根据已知条件容易想到取ab中点f,连接ef,cf,便可得到ab⊥ef,ab⊥cf,所以ab⊥平面cef,所以ab⊥ce;
ⅱ)根据二面角的平面角的定义,以及线面垂直的判定定理及性质可知∠pda是二面角p﹣cd﹣a的平面角,所以∠pda=45°,所以pa=ad,并且由(ⅰ)知∠cef为ce与平面pab所成的角,所以根据pa=ad即可求出tan∠cef;
ⅲ)要求平面pcd与平面pab所成的锐二面角的余弦值,需先找出这个二面角的平面角,先找平面pab和平面pcd的交线,因为p点是这两个平面的公共点,所以交线过p点,并且发现,过p作平行于ab的直线pg,也平行于cd,所以pg是这两个平面的交线.并且容易说明pa⊥pg,pd⊥pg,所以∠dpa是平面pcd与平面pab所成的锐二面角的平面角,因为pa=kab=kad,所以这样即可求出cos∠dpa=.
试题解析:(ⅰ如下图,取ab的中点f,连结ef,fc,则。
因为平面,所以平面。
因为平面,所以。
因为,所以。
因为平面,平面,所以平面。
因为平面,所以。
ⅱ)因为平面,平面,所以。
因为,所以平面。所以。
所以为二面角的平面角。
所以。所以。
因为,所以。
由(ⅰ)知,为与平面所成的角。
因为,所以直线与平面所成角的正切值为2.
ⅲ)过点作,由平面,,
由平面,, 为所求锐二面角的平面角。
考点:线面垂直的性质;线面垂直的判定定理;二面角、二面角的平面角及线面角的概念;以及求二面角的平面交点方法.
14.已知点,直线相交于点,且它们的斜率之积为,1)求动点的轨迹的方程;
2)若过点的直线与曲线交于两点,且,求直线的方程.
解析】(1)设,则,化简得:.
2)方法一:设,联立方程组得:
方法二:过o作,下同解法一.
15.某市为控制大气pm2.5的浓度,环境部门规定:该市每年的大气主要污染物排放总量不能超过55万吨,否则将采取紧急限排措施。
已知该市2023年的大气主要污染物排放总量为40万吨,通过技术改造和倡导绿色低碳生活等措施,此后每年的原大气主要污染物排放最比上一年的排放总量减少10%.同时,因为经济发展和人口增加等因素,每年又新增加大气主要污染物排放量万吨。
1)从2023年起,该市每年大气主要污染物排放总量(万吨)依次构成数列,求相邻两年主要污染物排放总量的关系式;
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