一、填空题(每题5分,共40分)
1、在棱长为1的正方体abcd-a1b1c1d1中,e、f分别为棱aa1、bb1的中点,g为棱a1b1上的一点,且a1g=(0≤≤1),则点g到平面d1ef的距离为 .
2、如果圆台的母线与底面成60°角,那么这个圆台的侧面积与轴截面面积的比为 .
3、在正三棱柱abc—a1b1c1中,侧棱长为,底面三角形的边长为1,则bc1与侧面。
acc1a1所成的角是 .
4、已知p为平面a外一点,直线la,点q∈l,记点p到平面a的距离为a,点p到直线l的距离为b,点p、q之间的距离为c,则a、b、c 大小关系。
5、右图是一个几何体的三视图 , 根据图中数据可得该几何体的。
表面积是 6、设a、b、c、d是空间不共面的四点,且满足,则bcd是。
7、已知正三棱锥p—abc的各棱长都为2,底面为abc,棱pc的中点为m,从a点出发,在三棱锥p—abc的表面运动,经过棱pb到达点m的最短路径之长为
8、右图是正方体的平面展开图.在这个正方体中, ①平行 ②cn与be是异面直线 ③cn与bm成角 ④dm与bn垂直以上四个命题中,正确命题的序号是
二、解答题(每题12分共60分)
9、已知命题:关于的不等式的解集为空集,命题:方程表示焦点在轴上的椭圆,若命题为真命题,为真命题 ,求实数的取值范围
10、如图,、是互相垂直的异面直线,mn是它们的公垂线段。点a、b在上,c在上,。 证明ac⊥nb;
ⅱ)若,求与平面abc所成角的余弦值。
11、如图a∈α,b∈β,点a在直线上的射影为, 点b在的射影为,已知ab=2, =1, =求:
(ⅰ)直线ab分别与平面α,β所成角的大小;
ⅱ)二面角-ab-的大小余弦值。
12.四面体abcd中,o、e分别是bd、bc的中点,
i)求证:平面bcd; (ii)求异面直线ab与cd所成角的大小余弦值;
iii)求点e到平面acd的距离。
13、已知椭圆的离心率,焦点到椭圆上的点的最短距离为。
(i)求椭圆的标准方程。
(ⅱ)设直线与椭圆交与m,n两点,当时,求直线的方程。
π6、锐角三角形、③
9、答案、实数的取值范围为。
10、解: 如图,建立空间直角坐标系m-xyz.令mn=1, 则有a(-1,0,0),b(1,0,0),n(0,1,0),ⅰmn是 l1、l2的公垂线, l1⊥l2, ∴l2⊥平面abn.
l2平行于z轴。
故可设c(0,1,m).于是=(1,1,m), 1,-1,0). 1+(-1)+0=0 ∴ac⊥nb.
ⅱ)∵1,1,m), 1,1,m又已知∠acb=60°,∴abc为正三角形,ac=bc=ab=2. 在rt△cnb中,nb=, 可得nc=,故c(0,1,).
连结mc,作nh⊥mc于h,设h(0,λ,0).
(0,1,).1-λ-2λ=0, ∴h(0, ,可得=(0, ,连结bh,则=(-1, ,0+ -0, ∴又mc∩bh=h,∴hn⊥平面abc,nbh为nb与平面abc所成的角。又=(-1,1,0),cos∠nbh= =
11、解法一: (如图, 连接a1b,ab1l ,aa1⊥l, bb1⊥l,
aa1⊥β,bb1⊥α.则∠bab1,∠aba1分别是ab与α和β所成的角.
rt△bb1a中, bb1= ,ab=2, ∴sin∠bab1bab1=45°.
rt△aa1b中, aa1=1,ab=2, sin∠aba1= =aba1= 30°.
故ab与平面α,β所成的角分别是45°,30°.
ⅱ) bb1⊥α,平面abb1⊥α.在平面α内过a1作a1e⊥ab1交ab1于e,则a1e⊥平面ab1b.过e作ef⊥ab交ab于f,连接a1f,则由三垂线定理得a1f⊥ab, ∴a1fe就是所求二面角的平面角.
在rt△abb1中,∠bab1=45°,∴ab1=b1b=. rt△aa1b中,a1b== 由aa1·a1b=a1f·ab得 a1f== 在rt△a1ef中,sin∠a1fe = 解法二: (同解法一.
ⅱ) 如图,建立坐标系, 则a1(0,0,0),a(0,0,1),b1(0,1,0),b(,1,0).在ab上取一点f(x,y,z),则存在t∈r,使得=t , 即(x,y,z-1)=t(,1,-1),
点f的坐标为(t, t,1-t).要使⊥,须·=0, 即(t, t,1-t) ·1,-1)=0, 2t+t-(1-t)=0,解得t= ,点f的坐标为设e为ab1的中点,则点e的坐标为(0
又1,-1)=-0, ∴a1fe为所求二面角的平面角.
又cos∠a1fe
12、(1)证明:连结oc.
bo=do,ab=ad, ∴ao⊥bd.
bo=do,bc=cd, ∴co⊥bd.
在△aoc中,由已知可得ao=1,co=.而ac=2,ao2+co2=ac2,∠aoc=90°,即ao⊥oc.
ao平面bcd.
ⅱ)解:以o为原点,如图建立空间直角坐标系,则b(1,0,0),d(-1,0,0),c(0,,0),a(0,0,1),e(,,0),
ⅲ)解法一:设平面acd的法向量为n=(x,y,z),则
令y=1,得n=(-是平面acd的一个法向量。又。
点e到平面acd的距离h=
ⅲ)解法二:设点e到平面acd的距离为h.
∴·s△acd =·ao·s△cde.
在△acd中,ca=cd=2,ad=,s△acd=而ao=1, s△cde=∴h=
点e到平面acd的距离为。
13、解:(1)由已知得解之得 ……2分。
则椭圆的标准方程为 ……4分。
2)设由得………6分。
8分。………10分。
解之得:……11分
则直线方程为 ……12分。
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