内容正文:
海门中学高二数学每周一练(9.19)
一、单选题
1.直线x-3y+3=0在y轴的截距为()
A.-3
B.-V5
C.5
D.3
2.下列说法正确的是()
A.若a∥6,则a,b与空间中其他任何向量都能构成空间的一个基底
B.若2PM=PA+PB,则点M是线段AB的中点
C.若OA=OB+2OC-OD,则A,B,C,D四点共面
D.若平面a,B的法向量分别为=(2,1,-1),=(-1,2,1),则a1B
3.过A(m2,+3),B(1,2m2)两点的直线1的倾斜角为135°,则m的值为().
A.-1或2
B.2
C.-1
D.-2
4.若平面x的法向量为i=(-1,2,4),平面B的法向量为下=(m-1,-2),直线1的方向向量为f=(n,-2,4),
则()
A.若11B,则m=2
B.若l⊥a,则n=2
C.若n=-20,则l/1a
D.若=-10,则&⊥B
5.下列说法一定正确的是()
A.过点(0,1)的直线方程为y=c+1
B.直线y=k-2在y轴上的截距为2
C.直线xsina-ycosa-+l=0的倾斜角为a
D.过(x,乃),(x2,y2)两点的直线方程为(y-)(x2-x)=(x-x)(y2-)
6.我国古代数学名著《九章算术》中,将底面为矩形且一侧棱垂直于底面的四棱锥称为阳马如图所示,已
知四棱锥P-ABCD是阳马,PA1平面ABCD,且PE=PC,若AB=a,AD=6,AP=c,则BE=()
4
试卷第1页,共7页
A.-a-i+
444
B.
a6-
5a+-
4
c-5-
D.
3
7.如图,在三棱柱ABC-AB,C,中,M,N分别是AB,B,C上的点,且BM=2AM,CN=2B,W.设AB=a,
AC=i,AA=C,若∠BAC=90°,∠BA4=∠CAA=60°,AB=AC=A4=1,则()
N
B
A.=a+6+2
2-
3
3
3
g=号
C.AB,⊥BC
D.c(ac)-君
8.如图,在棱长为1的正方体ABCD-ABCD中,Q是棱DD上的动点.则下列说法正确的是()
B
P
D
①存在点2,使得CQ/1AC;②存在点2,使得CQ⊥AC;③对于任意点Q,Q到AC的距离的取值范
「26
围为
23
④对于任意点Q,△ACQ都是钝角三角形
A.①②③
B.①④
C.②③
D.②④
二、多选题
9.下列说法正确的是()
A.过(,乃),(x,)两点的直线方程为)-X=X-
y》2-1x2-x1
B.己知两点A(-3,4),B(3,2),过点P(1,0)的直线1与线段AB有公共点,则直线1的斜率k的取值范围
试卷第2页,共7页
是(-0,-1J[1,+o)
C.直线x-y-2=0与两坐标轴围成的三角形的面积是2
D.经过点(1,1)且在x轴和y轴上截距都相等的直线方程为x+y-2=0
10.如图,圆锥SO的底面直径和母线长均为6,其轴截面为△SAB,C为底面半圆弧AB上一点,且AC=2CB,
=SC,N=SB(0<<1,0<u<1),则()
A.当名-时,直线AM与8C所成角的余弦值为
10
20
B.当1=u=)时,四面体MN的体积为275
1
16
C.当u=名且AMI/面OC时,2=}
D.当AM1B时,1=7
4
11.已知正三棱柱ABC-AB,C的外接球球心为O,半径为√万,且OAOB=OA.OA=k(k为常数),点P
满足B严=BC+uBB,∈「0,1]u∈[0,1.则下列结论正确的是()
A.k=1
B.当元=)时,OP+BP的最小值为
C。当A=时,存在点,使得4BL平面8P
D.当+L=1时,点O到直线4AP的最小距离为Y
三、填空题
12.向量a=(1,1,-3),b=(2,-1,-1),则a在b上的投影向量的坐标为
13.经过点P(0,-1)作直线l,若直线1与连接点A(1,-2),B(2,1)的线段没有公共点,则直线1的倾斜角α的
取值范围是
试卷第3页,共7页
14.如图,在正方体ABCD-ABCD中,点M为棱A4的中点,若N为底面A,B,CD内一点(不包含边界),
且满足MN//平面BDC1.设直线MN与直线CC,所成的角为a,则tana的最小值为一·
B
A
D
M
B
四、解答题
15.己知直线1过点(1,2):
(1)从下面两个条件中任选一个,求直线1的方程.
条件①:直线1的倾斜角比直线V3x-3y+1=0的倾斜角大
12
条件②:直线1的一个方向向量为a=(1,1):
②若点4(,4)在直线1上,且5[-2,1,求占+2
5-1的取值范围
注:若选择多个条件分别解答,则按第一个解答计分
试卷第4页,共7页
16.如图,在平行六面体ABCD-AB,CD中,E,F分别为棱AD,CD的中点,记BC=ā,BA=b,BB=c,
满足∠B,8C-∠B,4-于2CBA-ABC-2.B|=3.
E
D
B
D
B
F
C
(I)求BD的长度:
(2)求AC与EF夹角的余弦值
17.已知直线1经过点P(-5,-4).
(1)若直线1与两坐标轴围成的三角形的面积为5,求直线1的方程:
(2)若直线1在x轴上的截距是在y轴上的截距的2倍,求直线1的方程.
试卷第5页,共7页
18.如图,四棱锥P-ABCD的底面ABCD是正方形,PD⊥平面ABCD,PD=AD=2.己知E,F分别为PA,
PC的中点,平面DEF与棱PB交于点G.
G
E
B
(1)求证:DE⊥平面PAB;
(2)求平面CDG与平面ABCD的夹角的余弦值;
③)判断线段BF上是否存在一点H,使得点H到平面CDG的距离为Y5?若存在,请求出点H的坐标:若
10
不存在,请说明理由,
试卷第6页,共7页
19.离散曲率是刻画空间弯曲性的重要指标.设P为多面体T的一个顶点,定义多面体T在点P处的离散曲
率为④,=1-(∠0,P四,+∠0,P0,++∠QP0.+Q,PQ),其中2=1,2kk≥3)为多面体T的所有
与点P相邻的点,且平面QP22,平面OP2,L,平面O-1PQ,平面QPQ为多面体T的所有以P为公共
点的面.已知平面多边形ABCDE的外接圆圆心O为AD与BE的交点,如图①,且AB=AE=√2CD=2,将
△EAD沿AD翻折到△PAD如图②,连接PB,PC.
A----
B
图①
图②
(I)求四棱锥P-ABCD在各个顶点处的离散曲率的和;
②)已知直线PB与直线CD所成角的余弦值为6
4
①求四棱锥P-ABCD在顶点A处的离散曲率;
②设Q为线段PD上的动点(不包括端点),OA与平面ABCD所成角为,二面角Q-AC-D的平面角为B,
其中ac0,求am(B-a)的最大值
试卷第7页,共7页海门中学高二数学每周一练(9.19)
一、单选题
1.直线x-√3y+3=0在y轴的截距为()
A.-3
B.-V3
C.5
D.3
【答案】C
【分析】直接令x=0即可得到答案
【详解】令x=0,得y=√3,所以直线在y轴的截距为√.
故选:C
2.下列说法正确的是()
A.若ā∥b,则ā,b与空间中其他任何向量c都能构成空间的一个基底
B.若2PM=PA+PB,则点M是线段AB的中点
C.若OA=OB+20C-OD,则A,B,C,D四点共面
D.若平面,B的法向量分别为n,=(2,1,-1),n,=(-1,2,1),则⊥B
【答案】B
【分析】对于A,根据条件可得向量a,b,c共面,再结合基底的定义判断结论,对于B,由条件,根据向量
U W
的线性运算法则证明AM=MB,由此可判断B,对于C,根据共面向量定理的推论判断C,对于D,求n·n,
证明2与2,不垂直,由此判断D.
【详解】对于A,因为ā∥b,所以a,b与任何向量c都共面,
又构成空间基底的三个向量不能共面,所以ā,b与任何向量c都不能构成基底,A错误:
对于B,因为2PM=PA+PB,所以PM-PA=PB-PM,
故AM=MB,所以M为AB中点,B正确;
对于C,因为OA=OB+20C-OD,且1+2-1=2≠1,所以A,B,C,D四点不共面,C错误:
对于D,n2=-2+2-1=-1≠0,则h与n,不垂直,所以与B不垂直,D错误.
故选:B.
3.过A(m2,+3),B(1,2m2)两点的直线1的倾斜角为135°,则m的值为().
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A.-1或2
B.2
C.-1
D.-2
【答案】B
【分析】根据斜率和倾斜角的关系,列出等式求解即可,
【详解】由题知,直线l的斜率k存在,所以A点和B点的横坐标不一样,2≠1即m≠±1,
则k=L+3-22
=tan135°=-1,所以m2-m-2=0,解得m=-1或m=2,
1m2-1
又m≠±1,所以=2.
故选:B.
4.若平面x的法向量为i=(-1,2,4),平面B的法向量为下=(m,-1,-2),直线1的方向向量为f=(n,-2,4),
则()
A.若&/1B,则m=2
B.若l⊥,则n=2
C.若n=-20,则1/1a
D.若=-10,则a⊥B
【答案】D
【分析】利用平面的法向量、直线的方向向量逐项计算判断即得。
【详解】对于A,自u,利示,则号=子,解程m=
2A错误,
对于B,由LL,得/u,则=)=4,解得n=1,B错误:
对于C,由n=-20,得t=(20,-2,-4),i.4=20-4-16=0,
则t⊥u,则l11a或lca,C错误:
对于D,由m=-10,得=(10,-1,-2),4.币=10-2-8=0,
则⊥v,则⊥B,D正确
故选:D
5.下列说法一定正确的是()
A.过点(0,1)的直线方程为y=c+1
B.直线y=k-2在y轴上的截距为2
C.直线xsina-ycosa+1=0的倾斜角为a
D.过(,乃),(x2,y2)两点的直线方程为(y-y)(x2-x)=(x-x)(y2-)
【答案】D
【分析】根据直线方程的不同形式以及直线的相关性质,结合倾斜角、截距等概念,需要对每个选项逐一
试卷第2页,共23页
进行分析判断。
【详解】对A,当直线斜率不存在时,直线方程为x=0,故A错误.
对B,令x=0,y=-2,则直线y=-2在y轴上的截距为-2,故B错误.
对C,直线sina&-ycosa+1=0,其斜率k=tan6=-
sima=tan(8为倾斜角),但是倾斜角6∈[0,元),而a
-cosa
的取值范围是R,若ax[0,π),则直线sina-)cosa+1=0的倾斜角不是a&,,故C错误.
对D,当过点(5,),(x,2)的直线斜率存在且不为零时,
该直线的两点式方程为=二,可化为(0y-y)s-)=(c-x)0以-):
y2-y1x2-x1
当直线与x轴垂直时,方程为x=x,满足(y-)(x,-x)=(x-)(2-):
当直线与y轴垂直时,方程为y=,满足(y-乃)(x2-)=(x-5)y2-).
综上所述,过(:,乃),(x2)两点的直线方程为(y-y)(x2-x)=(x-x)(y2-),故D正确
故选:D
6.我国古代数学名著《九章算术》中,将底面为矩形且一侧棱垂直于底面的四棱锥称为阳马如图所示,已
知四棱锥P-ABCD是阳马,PA1平面ABCD,且PE=PC,若AB=a,AD=B,AP=c,则BE=()
0
iE
B
5
5
A.
4
4
u.+
C.4a-44
D.-
a+16+3
44
4
【答案】D
【分析】根据向量线性运算原则求解即可,
【详解】由题意,P丽-4Pc-ac--4C-P-B+A0-P-a+6-c
PB=AB-AP=a-c,
则脏=P服-丽a+-a-a+b+
4
4
4
故选:D
试卷第3页,共23页
7.如图,在三棱柱ABC-AB,C中,M,N分别是AB,B,C上的点,且BM=2AM,C,N=2B,N.设AB=a,
AC=b,AA=C,若∠BAC=90°,∠BA4=∠CA4=60°,AB=AC=A4=1,则()
M
A.n
3
B.
3
C.AB⊥BC
D.cw,C)-若
【答案】D
【分折1利用向量的江减注期.以a6为基芪可每瓜-五-3+,可得A领误:由四-a:6+
计算可得=5可知B错误:分划表示出西=+CG-a+5可行码BC不为餐,可得C错
误;利用c中结论孤C-分,分别求出-B网-5,即可得cos瓜,C)石即D正确
【详解】对于A,根据题意可得M-MB+BB+BN,又BM=2AM,CN=2B,W,
所以可得瓜=4丽+丽+8G-44+西+4+号c-44+西++厨+4C列
-c+d-+时a+列a++g,
33
即-a+-片可知A错误
对于B,由1知=a+6+,所以-=号a6+a-号+6+f+2a6+26c+2ad
-56+24cs0+26Fc0s60+2日月cs60)-56+0+1-)-
所以瓜S,即可知B错民,
对于C,易知AB=AA+AB,BC=BB+BC=AA-AB+AC,
此时ABC-(A4+a(AA-AB+AC(c+(c-a+月Ea,c+ie+ae+a6
1-分1+040,所以瓜与C不柔直,即C错误:
222
试卷第4页,共23页
对于D,由选项c可得四·BC=,且=+a矿°=f+2ac+=+1+1=3,即=5:
BC=c-a+b)=++-ic+2bc2ab=+1+上+上0-3,即BC=5,
所以可得cos(AB,BC)=
AB,·BC
2一=1,即D正确
A·BCV3×V6
故选:D
8.如图,在棱长为1的正方体ABCD-ABCD中,Q是棱DD上的动点.则下列说法正确的是()
D
①存在点Q,使得CQ/1AC;②存在点9,使得C2⊥AC;③对于任意点2,Q到A,C的距离的取值范
「2V6
围为
④对于任意点Q,△ACQ都是钝角三角形
3
A.①②③
B.①④
C.②③
D.②④
【答案】C
【分析】根据题意,以A为原点,建立空间直角坐标系,结合空间向量的坐标运算,对选项逐一判断,即
可得到结果。
【详解】解:由题知,在正方体ABCD-AB,CD中,O是棱DD,上的动点,
建立以A为原点建立空间直角坐标系A-z,如图所示:
B
则A(0,0,1),C(1,1,0),C(1,1,1),设2(0,1,a),其中0≤a≤1,
试卷第5页,共23页
所以C0=(-1,0,a-1),AC=(1,1,-1),
当C2=4C,即(-1,0,a-1)=(1,1,-1),
〔-1=元
所以0=1,显然方程组无解,
a-1=-元
所以不存在1使得CO=14C,
即不存在点Q,使得CQ/AC,故①错误:
当C2AC=-1+0+1-a=0时,解得a=0,
即存在点Q,使得CQ⊥AC,故②正确:
因为A2=(0,1,a-1),其中0≤a≤1,
所以点2到AC的距离为
ao"
AQ·AC
(2-2
AC
3
3
2
2e「6,
故③正确:
2’3
因为0C=(1.0-a),94=(0,-1,1-a),其中0≤a≤1,
所以cosOC.QA=
OC.O4
a2-a
(a-1)a
oc24+a1+1-a
1+a√11-
≤,
所以三角形ACQ为直角三角形或钝角三角形,故④错误.
故选:C
【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,
解对应的三角形,即可求出结果;
(2)向量法:建立适当的空间直角坐标系,通过计算向量的夹角(两直线的方向向量、直线的方向向量与
平面的法向量、两平面的法向量)的余弦值,即可求得结果.
试卷第6页,共23页
二、多选题
9.下列说法正确的是()
A.过(④,片),(,)两点的直线方程为)-五=一
y,-y1x2-x1
B.己知两点A(-3,4),B(3,2),过点P(L,0)的直线1与线段AB有公共点,则直线1的斜率k的取值范围
是(-n,-1J[1,+0)
C.直线x-y-2=0与两坐标轴围成的三角形的面积是2
D.经过点(1,1)且在x轴和y轴上截距都相等的直线方程为x+y-2=0
【答案】BC
【详解】对于A:当:y时,过化,,化,)两点的百线方程为学片,放A旋项不
正确:
对于B:如图所示,由点A(-3,4),B(3,2),过点P(1,0)的直线1与线段AB有公共点,
B
直线l的斜率k≥kB或k≤k4,
4-0
A的斜率3山,PB的斜率k。1,
∴直线1的斜率k≥1或k≤-1,即k∈(-o,-1[1,+∞),所以B选项正确:
对于C:直线x-y-2=0在两坐标轴上的截距分别为:2,-2,
直线x-y-2=0与坐标轴围成的三角形的面积是二×2×2=2,所以C选项正确:
对于D:经过点(1,1)且在x轴和y轴上截距都相等的直线方程为x+y-2=0或y=x,所以D选项不正确:
故选:BC
10.如图,圆锥SO的底面直径和母线长均为6,其轴截面为△S4B,C为底面半圆弧AB上一点,且AC=2CB,
SM=2SC,=S8(0<1<1,0<u<1),则()
试卷第7页,共23页
A.当A-号时,直线M与5C所成角的余弦值为
20
B.当1=4=2时,四面体S1W的体积为275
16
C.当u-号且AM/面oC时,=
2
2
D.当AMLB时,=4
【答案】ACD
【分析】对于A,算出各个线段长度,将异面直线通过转化化为同面直线,根据余弦定理求解即可:对于B,
根据题意先计算出四面体S4BC的体积,又因四面体SAMN中一个底面积是原来的四分之一,故可求解;对
于C,法一:根据中位线定理,即可判断,法二:构建空间坐标系,将各点表示出来,同时设平面OC的
一个法向量为i=(x,y,),根据向量运算法则AM=A下+SM,根据AM.=0可求解;对于D,法一:求
出所需线段,根据余弦定理可求出cos∠CSB,代入求解即可,法二:解出SB,同时AM=AS+SM,根据
AM⊥SB,则AMSB=0,即可求解
【详解】由题意可知△SAB是边长为6的等边三角形,SA=SB=SC,AC=3√3,BC=3.
时,M为义的中点,取u-号得W少BC,Av为直线AM与BC所成角或其补角,
2
又根据余弦定理可得c0s∠4C=4+5C2-4C-36+36-275
2SA.SC
2×6×68
再根据余弦定理可求得AMP=SA2+SM2-2S4A.SM.c0s∠ASC=36+9-2x6x3×
545
82
909-27
=w,空则wAva
所以AM=30
10
2x3103
20’
X-
22
故A正确:
在△10C,B=6,C=3.得8分35-95
2
S0L△ABC,且SO=35,则四面体S4BC的体积为×95
32
x35=27
2
试卷第8页,共23页
1
1=M=2,M为s℃的中点,N为sB的中点,故四面体SMN体积为四面体SMBC体积的四分之一,得四
面体SAMN体积为
27
8,故B错误
对于CD选项:
百4时,取W的中点P,则AP/ON,所以正
过P作PM PCN交SC于M,所以PM∥面ONC,
此时M为SC的中点,又因AP,PM相较于点P,
所以面APM/面ONC,
得M/面QC,所以=),放C正确:
当u=时,AN1SB,
2
在面SCB内过N作NM⊥SB交SC于M,
S
N
B
则SB⊥面AN,AMC面AN,
故此时得到的AM⊥SB,
△SCB中,SC=SB=2CB=6,
7
由余弦定理得cos∠CSB=8,SN=B=3,∠SMM=90°,
24
得8M=4,则以三-专放D正确
67
故选:ACD
【法二】则以O为坐标原点,过点O与AB垂直的直线为x轴,分别以OB、OS所在直线为y轴和z轴建立
如图所示的空间直角坐标系,由题意得
试卷第9页,共23页
S
s00v.4030.8030.c50
SM=SC,-uS8(0<1<1,0<u<1)
得-92
=(0,3,-35m)
对于Cu-号,则=022),丽=-o丽+丽=(@2月.
设平面ONC的一个法向量为i=(x,y,),
i.0N=0
2y+V3z=0
则
i.0C=0
5x+3y=0'可取i-15,2)
35.3
2
2
AM1/面ONC时,得AM.n=0,
2-35-5j15-0
2
解符2号故C正痛
时n-aa.48-aa同9--9w5-人5
2
由AM⊥SB得,
故选:ACD.
11.已知正三棱柱ABC-AB,C的外接球球心为O,半径为√万,且OAOB=OAOA=k(k为常数),点P
满足BP=BC+uBB,∈「0,1]u∈[0,1.则下列结论正确的是()
试卷第10页,共23页