内容正文:
所以S心=号·g2.(2-k)=君
2
(4&)≥4+2一0
=4,
当且仅当一青=一,即灰=一2时取等号.所以
(S△MoN)nin=4,此时直线L的方程是2x十y-4
=0.
18.解:(1)由题意可知直线1的斜率存在,设直线1的
方程为y=k(x一4),即x一y一4k=0,所以圆心
C(-3,1)到直线1的距离d=一3k-1-4h
√k2+(-1)2
V4-(21
化简得24+7张=0,解得及=0成及=一云所以
直线1的方程为y=0或)=员一0,
即y=0或7x+24y-28=0.
(2)设,点P的坐标为(m,n),不妨设直线11,l2的
方程分别为yn=k红m,y1=红一m,
即红-y十a-m=0,君-y叶n+爱=0,
因为直线11被圆C1截得的弦长与直线L2被圆C2
截得的弦长相等,两圆的半径也相等,所以圆心
C,(一3,1)到直线12的距离与圆心C2(4,5)到直
线12的距离相等,
即-3k'-1十n-'m
-是-5++段
√R+(-1)
化简得(2-m-n)k'=m-n-3或(m-n十8)k
=m十n一5,关于k'的方程有无穷多解,则
12-m-n=0:或”
m-n+8=0,
m-n-3=0
m十n-5=0,
m=-,
解得
或13.
1
m=-2n=2
故满足条件的点P的坐标为
(停,-2)成(-2,)
19.解:(1)由直线l:x一√3y一4=0,得原点到直线的
距离d=
4
=2,故圆O的方程为x2+y2=4.
√1+3
(2)过N作圆O的切线,切,点为Q,如图①所示,
图①
又0
则∠ONQ≥∠ONP=45°,
sin∠oNQ=|89≥in∠oNP-号
2
∴.ION|≤2√2
由点N(x0,yo)为直线y=一x十3上一动点,得
x6+y=x+(3-x)2≤8,
解得8≤,3女
(3)存在定点S(1,0),使得∠AMO=∠BMO恒成
立,如图②所示.
设直线AB:y=kx十m(k≠
0),直线AB与圆O的交点
为A(x1y1),B(x2,y2),联
立方程+m得1十
x2+y2=4,
B
k2)x2+2kmx+m2-4=0,
图②
2km
四十x21十6,
则
5-中
由∠AMO=∠BMO,得kAM+kM=O,
由M(4,0),得2kx1x2+(m-4k)(x1+x2)-8m
=0,
x装+m纳(行平资)
-8m=0,
化简得m=一k.
此时直线AB:y=kx一k,恒过定点S(1,0).
当直线AB的斜率不存在时,由圆的对称性知直
线过S(1,0)时也满足∠AMO=∠BMO.
由此存在定,点S(1,0),使得∠AMO=∠BMO恒
成立,
第二部分月考滚动检测卷
第一次月考滚动检测卷
1.C由题知AB=(-1,-1,-1),AC=(2,0,1),
PA=(-x,1,-z).PA⊥AB,PA⊥AC,.PA
·店-成,花-0仁28单得
2.1P-1a2》截选C
2.B由题意,分别以DA,DC,DD
所在的直线为x轴、y轴、之轴建立
如图所示的空间直角坐标系,则B
(2,2,0),E(1,0,0),F(0,1,0),B
(2,2,2),可得EF=(-1,1,0),
EB1=(1,2,2),BB1(0,0,2).
设平面B1EF的法向量为n=(x,y,之),则
|n·EF=-x十y=0,
x=y,
n·EB,=x十2y十2z=0,
.尔得2=是.不坊
取y=2,则n=(2,2,一3).设B1B与平面B1EF所
成的角为0,则sin0=cos(n,BB)1=n·BB
|n·BB
=12×0+2X0+(-3)×2=37.故选B.
W√/17X2
17
3.D由题意得,直线l的一个方向向量为PQ=(一2
-1,-2-2)=(-3,-4),则1PQ|=
√(-3)2+(-4)2=5,
因光直线1的单位方向向亚为士西-士号(一3
PQ
一4)=士(停),故选D,
4.C如图所示,分别以DA,DC,
D
DD1所在直线为x轴、y轴、之
轴建立空间直角坐标系,设正方
MP B
体的棱长为2,则A(2,0,0),
M(0,0,1),O(1,1,0),设P(2,
A%-0、
m,2),.AM=(-2,0,1),OP
=(1,m-1,2),.AM·OP=-2×1+0×(m-1)
+1X2=0,.AM⊥OP,即AM⊥OP..直线OP
与直线AM所成的角为受.故选C.
5.B若∠AMB为直角,则M在以AB为直径的圆
上,其方程为(x-0.02)2+(y-1.56)2=8,
因为圆心距d=√0.022+1.562<2√2-1.
所以两圆内含,没有交点,
所以以∠AMB为直角的直角三角形不存在.若
∠ABM为直角,则过,点B与直线AB垂直的直线
显然与单位圆相离.所以以∠ABM为直角的直角
三角形不存在.
若∠BAM为直角,则过,点A与直线AB垂直的直
线1:y-0.56=-(x+0.98)→x+y+0.42=0,
圆心(0,0)到直线x十y十0.42=0的距离d′=
0.42<1,所以直线1与单位圆相交,故满足题意的
√2
点有两个,故选B.
6.A设B(m,n),M(x,y),则根据中点坐标公式得
{m=2x-4,由点B在圆(x十1)2+y2=4上.将点
n=2y-3,
B(2x-4,2y一3)代入圆的方程,得(2x-3)2+(2y
-3-4,即(-》+(-号》广-1,故选A
7.A依题意可知,圆(x-3)2十(y十1)2=1的圆心
为(3,一1),半径为1,且圆心到直线y=x的距离
为3+1山=22,故点P到直线y=x的距离的最
√2
大值是2J2十1.故选A.
8.B由题知,圆C:x2+y2+2x-4y十1=0的圆心
为C(一1,2),半径r=2.设直线1与圆C的交点为
A、B,如图,过C作CD⊥AB,则经过A、B两点面
积最小的圆是以AB为直径的圆.
50
由直线1的方程为2x十y十4=0,CD⊥AB可得,
®m=7,所以CD所在直线的方程为y一2=(x
12x+y+4=0,
x=-
13
5
十1),联立
得
-2=2x+10,
即
6
y=
5
D(-9号
又圆心C到直线1的距离d=12X(-1)+2+4纠
√22+1
=45
5
所以1D=-(g-g5
5
所以以AB为直径的圆的方程为(红十号)+
(-》-选B
9.AB串二号约九何
意义是过M(x,y),
6
A
N(一1,一1)两点的直线的斜
2
率.因为点M在函数y=一2x
M
2本6
+8的图象上,且x∈[2,5],所
22
B
以设该线段为AB且A(2,4),
B(5,-2),如图.
因为一号=一所以≤≤,
所以的取值范围为[-日,],故选AB
x+1
10.ABC由题意可知所研究平面的法向量垂直于向
量a=(2,1,1)和向量PM,而PM=(1,2,3)-(1,
0,一1)=(0,2,4).选项A,(2,1,1)·(1,-4,2)
=0,(0,2,4)·(1,一4,2)=0,满足题意,故正确;
选项B,(2,1,1)·(子,-1,)=0.0,2,4)·
(朵,-1,2)=0,满足题意,故正确:选项C,(2,
1,1)·(←1,-2)=0,(0,2,4)·
(1,)=0,满足题意,故正确;选项D,
(2,1,1)·(0,-1,1)=0.但(0,2,4)·(0,-1,1)
≠0,故错误.故选ABC.
11.ABD还原正方体.如图所
示,设正方体棱长为2,以
E(M)
DA,DC,DG所在直线分别
D
为x轴、y轴、之轴建立空间
A
C y
直角坐标系,则A(2,0,0),
B
N(0,2,2),G(0,0,2),C(0,2,0),所以AN·GC=
(-2,2,2)·(0,2,-2)=0,所以AN⊥GC,故A
正确.由于EN∥AC,所以CF与EN所成的角为
∠FCA,而在∠FAC中,AF=FC=CA,即△FAC
是等边三角形,故∠FCA=60°,所以B正确.由于
EN∥AC,而AC与BD相交,故BD,MN不平
行,C错误.由于EB⊥BC,FB⊥BC,所以∠EBF
即是二面角E一BC一N的平面角,易得△EBF
是等腰直角三角形,所以∠EBF=45°,故D正确
故选ABD.
12.解析:根据题意,圆C1:x2十y2十2x十2y=0的标
准方程为(x十1)2十(y十1)2=2.其圆心坐标为
C1(-1,-1),半径R=W2,圆C2:x2+y2-6x+
2y+6=0的标准方程为(x-3)2+(y+1)2=4.
其圆心坐标为C2(3,一1).半径r=2.两圆的圆心
距|C,C2|=3-(-1)=4>2十√2.即两圆外离,则
公切线有4条,故答案为4.
答案:4
13.解析:易知直线m的斜率存在,设直线m的方程
为y=k(x-4),即kx一y-4k=0,设C(x,y),则
A,B,C三点到直线m的有向距离之和为
-2-4+2k-4+x二y二4=0.化简得z
√1+k2√1十2”√1+2
-y-12k=0.又点C在圆x2+(y-6)2=36上,
所以直线kx一y-12k=0与圆x2+(y一6)2=36
有交点,所以-62≤6,解得-专≤≤0.
√1+k
答案:[-专0]
14.解析:直三棱柱ABC-A1B1C1中,∠ACB=90°,
∴.CC⊥BC,CC1⊥AC,AC⊥BC,如图所示,以C
为坐标原,点,分别以CA,CB,CC1所在直线为x
轴、y轴、之轴建立空间直角坐标系,则A(1,0,0),
B(0,1,0),C(0,0,0),C1(0,0,1),B1(0,1,1),
A1(1,0,1),∴.BC=(0,-1,1),AB1=(-1,1,0),
cos(BC,A,B)=BCAB
=1
IBC1I·|A1B1
2异
面直线BC与AB:所成的角为.设平面ABC
n·AB=0,
的法向量为n=(x,y,之),则
即
n·BC1=0,
厂x十y=0取y=1,则n=(1,1,1),显然平面
-y十z=0.
51
CBC1的一个法向量为m=(1,0,0),cos(n,m)=
n·m
nm三g×1=3,故平面ABC与平面
CBC,的夹角的余弦值是
3
答案号号
15.解:(1)设圆心M(a,b),圆M的方程为(x一a)2+
(y-b)2=r2(r>0),
1(1-a)2+(-1-b)2=x2,
根据题意得(-1-a)2+(1-b)2=r2,解得
a+b-2=0,
/a=1,
b=1,故所求圆M的方程为(x一1)2+(y一1)2
r=2.
=4.
(2)由题易知,四边形PAMB的面积S=S△PAM十
Saaw=2 AMIIPAI+号BM·PB.
AM=BMI=2.IPA=PBI,
所以S=AMIIPAI+号BMPB到=2IPA.
而|PA=√TPM-AM严=√TPM2-4,
即S=2√/TPM2-4.
因此要求S的最小值,只需求|PM|的最小值
即可,
即在直线3x十4y十8=0上找一点P,使得|PM
的值最小.因为当|PM|所在直线垂直于直线3x
十4y十8=0时,|PM取得最小值,所以|PMImi
=13×1+4×1+81=3,
√32+42
所以四边形PAMB的面积的最小值为S=
2√/TPM-4=2√32-4=2√5.
16.解:(1)圆C:x2+y2十2x-4y十m=0化为标准形
式为(x+1)2+(y-2)2=5-m,故圆C的圆心坐
标为(一1,2).由于圆C与y轴相切,所以√5一m
=1,得m=4,所以圆C的半径为1.
(2)当过点P(一2,4)的直线斜率不存在时,此时
直线l的方程为x=一2.圆C的圆心(一1,2)到直
线x=一2的距离为1,所以直线l:x=一2为圆C
的切线.
当过,点P(一2,4)的直线斜率存在时,设直线方程
为y=(红十2)十4,由直线与圆相切得b+2
√k2+1
=1.
解得及=一是此时切线1的方程为y=一
x
+多
综上,满足条件的切线1的方程为x=一2或y=
3
+
(3)设P(x,y),则|PM2=|PCI2-|MCI2=(x
+1)2+(y-2)2-1,|P02=x2+y2,
由于|PM=2|PO1,所以(x+1)2+(y-2)2-1
=4(x2+y2),
整理得(x-日)+(+号)-好,
所以点P的轨连是以(行,一号)为圆心,平为半
径的圆。
17.解:(1)证明:在△ABC中,BC=2,AC=2√2.
∠ACB=45°,
由余弦定理可得AB2=BC2十AC2-2 XBCXAC
×c0s45°=4.所以AB=2(负值舍去),
因为AC2=AB2十BC,
所以△ABC是直角三角形.AB⊥BC
又BE⊥BC.AB∩BE=B.
所以BC⊥平面ABE.
因为AEC平面ABE.所以BC⊥AE,
因为EA⊥AC,AC∩BC=C,
所以AE⊥平面ABCD.
(2)由题易得EB=2AB=4.由(1)知,BC⊥平面
ABE,所以平面BEC⊥平面ABE,如图.以B为
原点,过点B且垂直于平面BEC的直线为之轴,
BE,BC所在直线分别为x,y轴,建立空间直角坐
标系Bxyz,则C(0,2,0),E(4,0,0),A(1,0,√3),
D(1,1w3),
因为EF=2FC所以F(停,专0)小
易知A0=0,10a=(合专
设平面FAD的法向量为n=(x,y,之),
则/A5·n=0,=0,
即1
4
AF·n=0,3x+3y-3x=0,
令之=√3,则x=9,所以n=(9,0,3).
由(1)知EA⊥平面ABCD,所以EA=(-3,0,√3)
为平面ABCD的一个法向量.设平面FAD与平
面ADC的夹角为a,
则cosa=|EA·nl
24
_2√7
|EA·|nl23X2√2I
7
所以平面FAD与平面ADC的夹角的余弦值
为2识
52
18.解:(1)在棱AB上存在,点E,使得AF∥平面
PCE,且E为棱AB的中点.
理由如下:如图,取PC的中点Q,连接EQ、FQ,
由题意得.FQ,/DC且FQ=CD,
因为AE∥CD且AE=2CD,
所以AE∥FQ且AE=FQ.
所以四边形AEQF为平行四边形,
所以AF∥EQ
又EQC平面PCE,AF寸平面PCE,
所以AF∥平面PCE.
(2)连接BD、DE.由题意知△ABD为正三角形.
所以ED⊥AB.即ED⊥CD,又∠ADP=90°,所
以PD⊥AD,且平面ADP⊥平面ABCD,平面
ADP∩平面ABCD=AD.
所以PD⊥平面ABCD,故以D为坐标原点建立
如图所示的空间直角坐标系,
设FD=a.则由题意知F(0,0,a),C(0,2,0),
B(W3,1,0),
则FC=(0,2,-a),CB=(√5,-1,0),
设平面FBC的法向量为m=(x,y,z).
|m·FC=2y-az=0,
则
m·CB=√3x-y=0,
令x=1,则y=3,2=23
a
所以m=(1w3,23)
a
易知平面DFC的一个法向量n=(1,0,0),因为
二西角D一FC-B的余孩值为子,所以c0s(m,
=网设-中是
、1412二4,解得a=1(负■
a
值舍去).
因为PD⊥平面ABCD,所以PB在平面ABCD
内的射影为BD,
所以∠PBD为直线PB与平面ABCD所成的角.
由题志知在R△PBD中,tam∠PBD=品
2FD-=1,所以∠PBD=45,
BD
所以直线PB与平面ABCD所成的角为45°.
19.解:(1)证明:四边形AA1CC是正方形.∴.AA1⊥
AC.又,平面ABC⊥平面AA,C1C,平面ABC∩
平面AAC1C=AC,.AA1⊥平面ABC.
(2)由AC=4,BC=5,AB=3,得AC+AB2=
BC2,.AB⊥AC.
建立如图所示的空间直角坐标系,则A1(0,0,4),
B(0,3,0),B1(0,3,4),C1(4,0,4),.BC1=(4,
-3,4),BA1=(0,-3,4),BB1=(0,0,4).
设平面ACB的法向量为n1=(x1,y1,之1),平面
B1C1B的法向量为n2=(x2y2,22).
n2·BC1=4x1-3y1十4z1=0,
则
n1·BA1=-3y1+4z1=0,
令y1=4,则x1=0,之1=3,.n1=(0,4,3).
|n2·BC1=4x2-3y2+4z2=0,
n2·BB1=4x2=0,
令x2=3,则y2=4,.n2=(3,4,0).
oxa%=-8=8
小平面AGB与平面BCB夹角的余弦值为
25
(3)证明:设,点D的竖坐标为t(0<t<4),在平面
B0CB中作DE LBC于点E,易得D(,(4-),t,
“A0=(,星4-0小,
由(1)知AB=(0,3,-4),
:ADLAB,.AD.AB=0,即0十9(4-)-
4
=0,解泽-票肥-品
第三章
圆锥曲线的方程
A卷基础巩固卷
1.B设椭圆的右焦点为F2,连接MF2,NO,如图
所示,
由椭圆的定义得|MF|+MF2|=10,
.|MF|=2,∴.|MF2=8,
又O是F,F2的中点,N是MF1的中点,
ON=2Mr,=4,故选B.
5
2.C若点M到点F1,F2的距离之和恰好为F1,F2
两点之间的距离,则,点M的轨迹不是椭圆,所以前
者不能推出后者,由椭圆的定义知,椭圆上一点到
两焦,点的距离之和为常数2a,所以后者能推出前
者.故“点M到点F1,F2的距离之和为定值”是“点
M的轨迹是以F1,F2为焦点的椭圆”的必要不充
分条件,故选C.
3.A由题意,知A、C为椭圆的左、右焦点,且|AC引
=8,|AB|+|BC=10.
所以sinA+sinC=BC+|ABl=10=5
sin B
AC 8 4
4.A依题意得|CA|+|CB|=10>8,∴.点C的轨迹
是以A,B为焦点的满圆设共标准方程为号十若
=1(a>b>0),则a=5,c=4,从而b2=9.
又A、B、C三点不共线,点C不在x轴上,点C
的税莲方程为莞苦-1y40.就选N
5.A不妨设F(c,0),B(0,b),因此直线BF的方程
为名+若=1,即6z十cy-bc=0,
依题意得,圆心到直线BF的距离d=I0十0-bcl
√6+c
=→c=36,∴2=e-6=26,e==5,
a2
故选A.
6.C如图所示,过点B作BM
⊥AC于点M,设|BD=x,
则AC=,从而=号,
∴.|AM=2x,|AB|=4x,因
此,|BM=2√3x,
Sae=2CD1·p=7
|BM|·p
=×2·=号×2×号=,
p=是,解得=(负值合),故造C
7.B设线段AB的中点为M,如图
所示,1是抛物线的准线,过A点
作AA1⊥L于A1点,过M点作
MM1⊥L于M1点,交y轴于N
B
点,过B点作BB1⊥U于B1点,
.AF=AA,BF=BB,
.lAA1|+|BB1=8.
由,点M是线段AB的中,点知,
IMM.I-(1AA,I+IBB,1)-4.
2p=4,.p=2.
因此M,N=1,.MN=3,故选B.第二部分月考滚动检测卷
第一次月考滚动检测卷
[范围:第一、二章]
(时间:120分钟满分:150分)
一、选择题:本题共8小题,每小题5分,共40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.已知点A(0,1,0),B(-1,0,-1),C(2,1,1),P(x,0,x),若PA⊥平面ABC,则点P的坐标为()
A.(1,0,-2)
B.(1,0,2)
C.(-1,0,2)
D.(2,0,-1)
2.如图所示,在正方体ABCD-ABCD1中,AB=2,E,F分别为AD,DC的中
D.
点,则B,B与平面B1EF所成角的正弦值为
(
A
A2得
B.317
D
17
E
c.
D.4I7
17
幼
邻
3.已知直线1经过点P(1,2)和点Q(-2,一2),则直线1的单位方向向量为
A.(-3,-4)
B(是》
c(±号±》
D±得)
4.正方体ABCD-A1B1C1D1中,M是DD1的中点,O是底面ABCD的中心,P是棱A1B1上任
意一点,则直线OP与直线AM所成的角是
(
)
A至
R骨
妇
蚁
C.2
D.与P点的位置有关
5.平面直角坐标系中,设A(一0.98,0.56),B(1.02,2.56),点M在单位圆上,则使得△MAB为
直角三角形的点M的个数是
()
A.1
B.2
C.3
D.4
6.在平面直角坐标系Oxy中,已知点A(4,3),点B是圆(x+1)2十y2=4上的动点,则线段AB
的中点M的轨迹方程是
A(e-}+-》°-1
B(-)+(-)=4
C.(x-3)2+(y-3)2=1
D.(x-3)2+(y-3)2=2
7.设P是圆(x一3)2+(y十1)2=1上的动点,则点P到直线y=x的距离的最大值为(
A.2√2+1
B.√2+1
C.√10+1
D.2√2-1
8.过直线1:2x十y十4=0与圆C:x2+y2+2x一4y+1=0的交点,且面积最小的圆的方程为()
A(++(--8
B(++-)=借
c(+)+(-》-9
D.(+)+(--
二、选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求。
全部选对的得6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分
9.已知点Mx,)在函数y=一2x十8的图象上,当x[2,5]时,牛的取值可能为
()
A.0
B.1
C.2
D.3
10.已知直线l过点P(1,0,-1),其方向向量平行于向量a=(2,1,1),直线1与点M(1,2,3)在
平面a内,则平面a的法向量可能是
()
A.(1,-4,2)
B(经-1》
c(-1,-》
D.(0,-1,1)
11.如图所示,为一个正方体的平面展开图,在这个正方体中,有以下结论,其中正确的是(
A.AN⊥GC
G
B.CF与EN所成的角为60
C.BD∥MN
D.二面角E-BC-N的大小为45
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分
12.圆C1:x2+y2+2x十2y=0和圆C2:x2+y2一6x十2y十6=0的公切线的条数为
13.定义:点M(xy)到直线l:ax十by十c=0(a2+6≠0)的有向距离为2,十6,+
.已知点
√a2+b
A(-2,0),B(2,0),直线m过点P(4,0),若圆x2+(y一6)2=36上存在一点C,使得A,B,C
三点到直线m的有向距离之和为0,则直线m的斜率的取值范围是
14.如图所示,在直三棱柱ABC-A1B,C1中,∠ACB=90°,AA1=AC=BC=1,则
异面直线BC1与A1B1所成角的大小为
;平面ABC1与平面CBC1的
夹角的余弦值是
.(本题第一空2分,第二空3分)
四、解答题:本题共5小题,共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤,
15.(13分)已知圆M过C(1,-1),D(-1,1)两点,且圆心M在x+y-2=0上.
(1)求圆M的方程;
(2)设点P是直线3x十4y十8=0上的动点,PA,PB是圆M的两条切线,A,B为切点,求四
边形PAMB的面积的最小值.
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16.(15分)已知圆C:x2十y2十2x一4y十m=0与y轴相切,O为坐标原点,动点P在圆外,过P
作圆C的切线,切点为M.
(1)求圆C的圆心坐标及半径;
(2)若点P运动到(一2,4)处,求此时切线1的方程;
(3)求满足条件|PM=2|PO的点P的轨迹方程.
17.(15分)如图所示的几何体中,BE⊥BC,EA⊥AC,BC=2,AC=22,
∠ACB=45°,AD∥BC,BC=2AD.
(1)求证:AE⊥平面ABCD;
(2)若∠ABE=60°,点F在EC上,且满足EF=2FC,求平面FAD与平E
面ADC的夹角的余弦值.
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18.(17分)如图,在四棱锥P一ABCD中,底面ABCD是边长为2的菱形,
∠DAB=60°,∠ADP=90°,平面ADP⊥平面ABCD,F为棱PD的
中点,
--------c
(1)在棱AB上是否存在一点E,使得AF∥平面PCE?并说明理由;
(2)当二面角D-FC-B的余弦值为时,求直线PB与平面ABCD所
成的角,
19.(17分)如图,在三棱柱ABC-A1B1C1中,四边形AA,C1C是边长为4的正方
形,平面ABC⊥平面AA1C1C,AB=3,BC=5.
(1)求证:AA1⊥平面ABC;
(2)求平面ACB与平面B1C1B夹角的余弦值;
A
(3)证明:在线段BC1上存在点D(不与B、C1重合),使得AD⊥A1B,并求
吧的值
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