内容正文:
高一阶段训练试题
数学
注意事项
考生在答题前请认真阅读本注意事项:
1.本试卷满分150分,考试时间为150分钟。考试结束后,请将答题卡交回。
2.答题前,请将自己的姓名、考试号用0.5毫米黑色签字笔填涂在答题卡指定的位置。
3.选择题答案用2B铅笔在答题卡上把对应题目的答案标号涂黑,非选择题用0.5mm的黑色
签字笔在每题对应的答题区域内做答,在其他位置作答一律无效。
一、单选题:本题共8小题,每小题5分,共计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.在复平面内,复数z对应的点的坐标是(1,2),则i·z=().
A.1+2i
B.-2+i
C.1-2i
D.-2-i
2.己知A>0,B>0,则lgA>lgB”是“sinA>sinB”的()
A.充分且不必要条件
B.必要且不充分条件C.充要条件
D.既不充
分也不必要条件
锐角α的顶点为坐标原点,边与X轴的非负半轴重合,终边上有一点A,
则cos(π+)=()
A.6
B.6
c.3
D.6
3
3
3
3
4.若sina+cosa=
,∈(0,),则sina&-csa的值为()
A.-f7
B.7
C.+i7
D.不确定
3
3
3
5.已知球O的半径R为2,一母线长与圆锥底面直径相等的圆锥位于球内,圆锥顶点在球
面上,底面与球面相接,则该圆锥的体积为()
A.3W3元
B.3V2π
C.3π
D.22元
6.已知m、n为两条不同的直线,C、B为两个不同的平面,则下列命题中不正确的个数
是()
①若m⊥a,m⊥n,则nl/a;
②过直线m外一点,有且只有一个平面与这条直线平行:
③若⊥B,mda,m丈B,则平面C、B内必定分别存在一条直线与直线m垂直:
④若m、n为异面直线且点P走m,P走n,则一定存在经过点P的平面a与m、n都平行.
A.1
B.2
C.3
D.4
7.在△ABC中,角A、B、C的对边分别为a、b、c,atanB+atanA=-2 ctanA,则B=
()
A
C.π
D.
5π
3
6
6
8.已知两个不相等的非零向量ā、方,两组向量天、石、云、无、云和牙、乃、乃、
y4、均由2个ā和3个万排列而成记S=x·y+x·乃2+x+x·以4+x·片,Smm表
示S所有可能取值中的最小值则下列命题中真命题的个数为()
①S可能有5个不同的值:②若a⊥五,则Smm与引a无关;③若a/仍,则Smn与引b1无关;
④若4月,则5>0:回若121a1,Sn=81aP,则a与万的夹角为7
A.1
B.2
C.3
D.4
二、多选题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的选项中,
有多项符合题意.全部选对得6分,部分选对得部分分,有选错的得0分
9.下列关于非零复数31、二2的结论正确的有()
A.若21·22∈R,则31、22互为共轭复数
B.31·22=3122
C5在复平面内对应的点为乙,且满足1≤
≤2,则点乙,所在的区域的面积为3π
D.若=,则子=子
10.如图,正方体ABCD-ABC,D,的棱长为2,点M是其侧面ADDA上的一个动点(含
边界),点P是线段CC上的动点,则()
D
B
】
B
A.PM的长度范围是1,V2
B.存在点P,M,使得平面BDM与平面PBD平行
C存在点PM使得二面角M-DC-P大小为写
D.当P为棱CC的中点且PM=2√反时,则点M的轨迹长度为
11.已知平面向量ā,6,c,满足a,b为单位向量,a-=2-=1,则()
As房
B(e-2)(e-列的最小值为月
C.c在ā-b方向上的投影长度的范围为[0,]
D.若c=ā+b,则2+u的最大值为3+V因
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共计15分.只要求直接写出结果,
不必写出计算和推理过程
12.如图是一扇环形砖雕,可视为扇形OCD截去同心扇形OAB所得部分,已知AD=lm,
弧B=号m,弧CD=牙m,则此扇环形砖雕的面积为】
3
m2.
13.记函数)=sin(ox+乃+bo>0)的最小正周期为T,若2π<T<元,且它的图象关于点
3
受,2冲心对称,则孕的值为
14.己知四面体ABCD中,△ABD为边长为2V3的等边三角形,CD⊥BD,CD=4,
二面角A-BD-C的大小为120°,则四面体ABCD的外接球的表面积为.
四、解答题:本题共5小题,共计77分.解答应写出文字说明、证明过程或演
算步骤.
15.已知函数f)=sin(ox+po>0,o<7
的部分图象如图所示,
5π
--3-2-
(1)求函数∫(x)的解析式及单调递增区间:
16.如图,在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD为梯形,∠ADC=90°,PD垂直于面
ABCD,ABIICD,PD=AD=AB=2,CD=4,E为棱PC的中点.
B
(1)求证:BE∥平面PAD
(2)求直线BC与面BDE所成的角的正弦值.
17.已知△ABC中,∠BAC=60°,AB=9,AC=6,D、E为线段AB、AC上的点,
设AD=m,AE=n,若CD⊥BE.
D
E
(1)当m=2时,求n的值;
(2)求n的最大值,
I8.如图,在三棱锥A-BCD中,CB=CD,点E为BD中点,AB=√互,平面ABD⊥平面
BCD,点O在BD上,且BO=1,OD=3,AO=1,点P在AD上,且满足AO//平面PCE
(1)求证:AO⊥平面BCD:
@康光的做。
(3)若二面角A-BC-D的大小为行,求四面体P-ABC的体积
19.圆内接四边形作为一类特殊的四边形,有着非常好的性质,比如对角互补.如图,△AOB
中,OA=2,OB=4,点C是△AOB外接圆上的一个动点(点O,C在直线AB两侧),
记∠AOB=0,则∠BCA=π-0.
B
(1)若OC与AB的交点为M,OC=4OM=3OA+OB,求0的值:
(2)若0AOB=-2,求OC的最大值:
(3)若点C满足OC.AB=16,BC=4,求四边形OACB的面积.高一阶段训练试题
数
学
注意事项
考生在答题前请认真阅读本注意事项:
1.本试卷满分150分,考试时间为150分钟。考试结束后,请将答题卡交回。
2.答题前,请将自己的姓名、考试号用0.5毫米黑色签字笔填涂在答题卡指定的位置。
3.选择题答案用2B铅笔在答题卡上把对应题目的答案标号涂黑,非选择题用0.5mm的黑色
签字笔在每题对应的答题区域内做答,在其他位置作答一律无效。
一、单选题:本题共8小题,每小题5分,共计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.在复平面内,复数:对应的点的坐标是(1,2),则i:z=().
A.1+2i
B.-2+i
C.1-2i
D.-2-i
【答案】B
【解析】
【分析】先根据复数几何意义得:,再根据复数乘法法则得结果
【详解】由题意得z=1+2i,∴.z=i-2.
故选:B
【点睛】本题考查复数几何意义以及复数乘法法则,考查基本分析求解能力,属基础题.
2.己知A>0,B>0,则lgA>1gB”是“sinA>sinB”的()
A.充分且不必要条件
B.必要且不充分条件
C.充要条件
D.既不充
分也不必要条件
【答案】D
【解析】
【分析】利用对数函数单调性以及三角函数周期性对A,B取特殊值,可判断得出结论,
【详解】根据对数函数单调性由lgA>1gB可知,不妨取4=5π,B=元
6
3
此时snA=,nB=5
,不满足sinA>sinB,即充分性不成立:
若inA>sinB,不妨取A=元,B=5n
6
此时1g7<1g
,不满足1gA>lgB,即必要性不成立:
3
6
所以lgA>lgB”是“sinA>sinB”的既不充分也不必要条件.
故选:D
3.已知锐角“的顶点为坐标原点,始边与x轴的非负半轴重合,终边上有
点
3
则cos(π+a)=()
A.3
B.V6
c.-
D.-
6
3
3
3
3
【答案】C
【知识点】由终边或终边上的点求三角函数值、诱导公式二、三、四
【分析】根据三角函数的定义求出cosa,再由诱导公式计算可得。
【详解】因为锐角α的顶点为坐标原点,始边与x轴的非负半轴重合,终边上有一点
3’3
5
3
所以cosa
3
31
所以cos(π+a)=-cosa=-
3
3
故选:C
4.若sina+cosa
3,
aue(0,π),则sina-cosa的值为()
A.-7
B.v17
D.不确定
3
3
3
【答案】B
【知识点】sina+cosa和sina:cosa的关系
【分析】利用同角三角函数之间的关系式可得sinacos&=
g’根据ae(0,即可求得结
果。
【详解】将sina+cosa=
两边同时平方可得,sina+cos2au+2 sin acosa=
4
可得sinacosa=-
又x∈(0,兀),所以sina>0,cosa<0:
17
易知(sina-cos)2=sin2au+cos2u-2 sin a cosa=
9
可得sin&-cosa=±M7
又sna>0,coa<0,所以sima&-cosa=
3
故选:B
5.己知球O的半径R为2,一母线长与圆锥底面直径相等的圆锥位于球内,圆锥顶点在球
面上,底面与球面相接,则该圆锥的体积为()
A.3√3元
B.3√2π
C.3π
D.2√2m
【答案】c
【解析】
【分析】设圆锥的底面半径为”,求得圆锥的高,由球的截面性质,运用勾股定理可得”,
由圆锥的体积公式可求体积
【详解】如图,设圆锥的底面半径为”,由题意知圆锥轴截面为正三角形,则圆锥的高为√3r,
则(V5r-R+r2=R2,即(3r-2+2=22,解得r=√3,
则圆锥的体积为π×(V5×3-3沉
故选:C
6.己知m、n为两条不同的直线,、B为两个不同的平面,则下列命题中不正确的个数
是()
①若m⊥a,m⊥n,则nlla;
②过直线外一点,有且只有一个平面与这条直线平行:
③若o⊥B,m丈o,m丈B,则平面、B内必定分别存在一条直线与直线垂直;
④若m、n为异面直线且点PEm,PEn,则一定存在经过点P的平面a与m、n都平行.
A.1
B.2
C.3
D.4
【答案】C
【解析】
【分析】根据线面垂直性质可知①错误,由点、线、面的位置关系以及线面平行的性质可得
②错误,利用线面垂直的性质可知③正确,利用正方体可判断④错误,
【详解】对于①,若⊥,⊥n,则可知n//a或nCo,如下图中h,n2所示:
n2
m
n
即①错误:
对于②,不妨取正方体为例,如下图所示:
D
B
P
m
y
直线m外一点P,此时平面ADDA与CDDC均与直线m平行,
因此过直线外一点,可以作与这条直线平行的平面并不唯一,即②错误:
对于③,在直线m上取点A、C,设点A、C在平面内的射影点分别为B、D,
2
1
B
则AB⊥,CD⊥C,故AB/CD,故A、B、C、D共面,
由平面几何的相关知识可知,在平面内必存在直线1,使得1⊥BD,
因为AB⊥a,1Ca,所以I⊥AB,
因为AB∩BD=B,AB、BDC平面ABDC,所以I⊥平面ABDC,
因为mC平面ABDC,所以m⊥l,
同理可知,在平面阝内也存在直线与直线垂直,即③正确:
对于④,不妨取正方体为例,如下图所示:
D
D
n
B
m
B
当点P在上底面AB,C,D,上时,此时不存在经过点P的平面a与、n都平行,④错.
7.在△ABC中,角A、B、C的对边分别为a、b、C,atanB+tanA=-2 ctanA,则B=
()
a司
B.
2n
π
D
3
6
6
【答案】B
【解析】
【分析】利用正弦定理、切化弦以及两角和的正弦公式化简得出c0sB的值,结合角B的取
值范围可得出角B的值」
【详解】由atanB+atanA=-2 ctanA及正弦定理可得
sin Asin B sin'A 2sin Asin C
cos B
cosA
cosA
因为A∈(0,π),所以siA>0,整理得
sin B
sinA -2sinC
cos B
cosA
cosA
所以_2sinC_sin Acos B+co8 Asin B sin(A+B)
sinC
cosA
cos Acos B
cos Acos B cos Acos B
因为C∈(0,π,则sinC>0,由题意知co8A≠0,cosB≠0,故cosB=-1
因为B∈(O,),因此,B=2π
3
故选:B.
8.已知两个不相等的非零向量云、五,两组向量石、无、写、石、云和乃、乃、乃、
方、买均由2个ā和3个万排列而成记S=元巧+万巧+x巧+x以+x头,S表
示S所有可能取值中的最小值则下列命题中真命题的个数为()
①S可能有5个不同的值;②若aL五,则Smm与a无关;③若a/b,则Smm与|b|无关;
④若园>4d,则Sm≥0:回若1i2a,Sn=8a,则a与五的夹角为7
A.1
B.2
C.3
D.4
【答案】B
【解析】
【分析】S的取值依据所含的个数分类:S1=4acos6+2,S2=2cos6+2+
2,S,=2a+36,可判断①:当a1五时化简后可判断②:当a/6时,易知S的值与
11有关,可判断③;利用>4创放缩可判断④;利用b=2a化简后比较大小可得最
小值,然后由Smn=8a求解可判断⑤.
【详解】根据题意得S的取值依据所含的个数,分三类:有0个a、有1个a2、有2个
a2,
记0=a,),分别得S的取值为:S1=4lcos0+,S2=2cos0+a2+22,
S,=2a+36
则S至多有3个不同的值,①错,
若a1万,则0=90,此时S=,S,=a2+2万,S,=2a+362,又a、方为非零向
量,则Sm=S=万,与a无关,②对,
若a/1乃,则S、S2、S3均与b|有关,则Smm与b一定有关,③错,
若>4,则S1>-16a21c0s81+162=162(1-1cos0≥0、
S2>-8a21cosl+2+32Ia2=a(33-8lcos90>0、S3>0,
则Sin>0,④对,
若1b21a,则51=81a2cos0+4a、S2=42cos0+9a、53=2a2cos6+12a2=
14a2,
:S2-S1=(5-4c0s0)a2>0、S3-S1=(10-8cos0)
>0
∴.Smin=S1=8acos0+4a=82,解得c0s6=
,⑤错,
3
故选:B
二、多选题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的选项中,
有多项符合题意.全部选对得6分,部分选对得部分分,有选错的得0分.
9.下列关于非零复数21、22的结论正确的有()
A.若21·2,∈R,则21、22互为共轭复数
B.2122=212g
c.云在复平面内对应的点为乙,且满足1≤51十
1
≤2,则点Z所在的区域的面积为3元
D.若=,则=
【答案】BC
【解析】
【分析】利用特殊值法可判断AD选项;利用共轭复数的定义和复数的运算可判断B选项;
利用复数模的几何意义可判断C选项.
【详解】对于A选项,不妨取1=1-i,22=2+2i,则22=(1-i)(2+2i)=4,但1、
22不互为共轭复数,A错:
对于B选项,取1=a+bi,22=x+i(a,b,x,y∈R),
所以22=(a+bi)(x+i)=(ax-by)+(y+bx)i,
·2=(a-bi)(x-i)=(a-by)-(ay+bx)i=2z,B对:
11-i11:
对于C选项,因为1中i(1+i1-)22
以+6s2标以点行
为圆心,半径为2的圆及其内部,
卡-召刘小1示以合司国心,*径为I及关外品
所以点Z所在的区域如下图所示:
故点Z,所在的区域的面积为元×(22-12)=3元,C对:
对于D选项,不妨取=1-i,22=1+i,则5==√2,
但z2=(1-i)=-2i,z号=(1+i}=2i,即2≠号,D错
10.如图,正方体ABCD-AB,C,D,的棱长为2,点M是其侧面ADDA1上的一个动点(含
边界),点P是线段CC上的动点,则()
D
B
M
A.PM的长度范围是1V2
B.存在点P,M,使得平面BD,M与平面PBD平行
C存在点P,M,使得二面角M-DC-P大小为T
D.当P为棱CC的中点且PM=2√2时,则点M的轨迹长度为
3
【答案】BC
【解析】
【分析】对于A,易得PM≥2即可判断:对于B,可找到点P,M使得平面BD,M与平
面PBD平行;对于C,由题意,证得CD⊥MD,CD⊥DD,得到二面角M-DC-P的
平面角∠MDD∈0,
即可判断;对于D,求得点M的轨迹长度判断.
2
【详解】解:对于A,易知点P到侧面ADDA的距离为2,故PM≥2,故A错误:
对于B,当M为A4,中点,P为CC1中点时,
连接BDB,M、DM、PB、PD、BD,结合正方体的结构特征有,
D
A
6
M
D:2
BD∥BD,又BDC平面PBD,BD1丈平面PBD,则BD,/I平面PBD,
MB,∥PD,又PDC平面PBD,BM丈平面PBD,则B,M/平面PBD,
又B,MOBD=B,且都在面B,DM内,则平面B,DM/平面PBD故B正确:
对于C,在正方体ABCD-AB,C,D中,可得CD⊥平面ADDA,
因为MDC平面ADDA,DD,C平面ADD,A,所以CD⊥MD,CD⊥DD,
所以二面角M-DC-P的平面角为∠MDD,其中∠MDD,∈0,2
所以C正确:
D
B
Ms
B
对于D,取DD中点E,连接PE,MB,PM,则PE⊥平面AADD,
D
C
A
:.P
D
根据线面垂直的性质有PE1ME,则M=VPP-PE=2-22-2,
则点M在侧面AAD,D内运动轨迹为以E为圆心半径为2的劣弧,
分别交AD、AD于M2、M1,则∠M,ED=∠M,ED=
3
A
M
M
则2M2M-子劣弧MM的长为子2=
,故D错误
3
11.已知平面向量a,b,c,满足ā,6为单位向量,a-=2-d=1,则()
4与s
B6-2a)(E-列的最小值为月
C.c在a-b方向上的投影长度的范围为[0,]
D.若c=a+b,则2+u的最大值为3+因
3
【答案】ACD
【解析】
【分折1先由夜求出a6=管设a=A,万=历,-元,则啡-d-aC=号进
而判断选项A,设2ā=PD,BD中点为E,利用数量积进行求解判断B,利用投影定义
结合坐标法求解判选项C,先由题设转化得2-)后-画-号接若平方并令+1=水
得公(0:)A+:及+子-0,西t判别式术解k的怎时奥断选顶D
【详解】由a,6为单位向量,a-=2-d=1,得+-2a.b=1,
a6-日e前r
设a=A,i=6,=c,则E--C-
则点C在以1为版△且时为牛格的国上,茶兮s子,夜A正:
设2a=PD,BD中点为E,
(c-2a)(c-B)=DC.BG-(DE+ECBE+EC)=CEBE,
由题意可得B可20牙=5,函到=5
因为A店-P四=号,故C西最小值为0,故-2a)(-)最小值为-Be2=
4
故B错误;
a-6(a--ea-5,
E在后-5的投影张度为日同a-日-司
点C在以A为圆心号为半径的圆上,
n0.aa0,&是eK)=1与s988ep,
故c在a-b的投影范围[0,1],故C正确:
由-a*i和e-d=AC=得-la-d=2
所以(-+n+(2-=子
令+u=k,则(天-1+(k-+(-0k-)=是即2-(1+)2+2-k+=0,
0+-4+0,版356
3
3
故元+“最大值为3+V
,故D正确。
3
故选:ACD
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共计15分.只要求直接写出结果,
不必写出计算和推理过程
12.如图是一扇环形砖雕,可视为扇形OCD截去同心扇形OAB所得部分,己知AD=1m,
弧AB=m,弧CD=匹m,则此扇环形砖雕的面积为m'.
【答案】
2
【解析】
【分析】由条件,根据圆心角的弧度数与弧长和半径的关系列方程求OA,OD,结合扇形面
积公式求结论
【详解】设圆心角为a,则au=
CD
AB
OD OA
2ππ
所以3■
3,
QA+1 OA
解得0A=lm,所以0D=2m,a=
所以此扇环形砖雕的面积为】.CD·OD-1ABO4A
2
2323
故答案为:2
13.记函数)=sm(@x+孕+bo>0)的最小正周期为工,若<T<,且它的图象关于点
3
2)中心对称,
则炉的值为
14.己知四面体ABCD中,△ABD为边长为2W3的等边三角形,CD⊥BD,CD=4,
二面角A-BD-C的大小为120°,则四面体ABCD的外接球的表面积为
148
【答案】
【解析】
【分析】设外接球球心为O,△ABD、△BCD的外心分别为点G、F,取线段BD的中
点E,连接OF、EF、EG、OG,则EF⊥BD,EG⊥BD,由二面角的定义结合余
弦定理求出G的长,进而可求得OG的长,利用勾股定理可求出球的半径,再利用球体表
面积公式可得结果,
【详解】设外接球球心为O,△ABD、△BCD的外心分别为点G、F,
取线段BD的中点E,连接OF、EF、EG、OG,则EF⊥BD,EG⊥BD,
因为△4BD是边长为25的等边三角形,所以AE=ABn=2V5×53,
3
2
所以G=AE=1,4G=2A2=2.
因为CD⊥BD,则F为BC的中点,
因为CD=4,枚C=VBD+CD°=2+16=2W,放FCD=2
因为EF⊥BD,EG⊥BD,所以二面角A-BD-C的平面角为∠GEF=I20°,
易知OG⊥EG,OF⊥EF,
A
所以O、G、E、F四点共圆,
由余弦定理可得FG2=EG2+EF2-2EG.EF cos120°=1+4-2×1x2×
所以0=万。启正弦定理可得O8=G--2回
sim120°V33,
所以OG=VOE2-EG
28-1-55
3
故球0的半径为R=OA=√OG2+AG2=
3
故四面体ABCD的外接球的表面积为4R?=4红x37_148
一元
33
四、解答题:本题共5小题,共计77分.解答应写出文字说明、证明过程或演
算步骤.
15.已知函数f(x)=sin(ax+p)
@>Op<-
的部分图象如图所示,
5π
6
3--2
(1)求函数f(x)的解析式及单调递增区间;
【案】f()=sm2x,单调递区何为
a+
元
keZ
12
【解析】
【分析】(1)结合函数图象及周期性求出®,再由函数在x=亚处取得最大值,求出?,
12
即可得到函数解析式,最后根据正弦函数的性质计算可得:
(2)依题意可得sin
231
再由诱导公式计算可得。
【小问1详解】
元.元
十
由函数图象可知函数图象关
x=32
5π对称,
2
12
5π+元
又x=62-2π,即函数关于(
,,0对称,
23
所以7-2红5m工
则T=元,又0>0,所以2π=元,解得0=2,
43124
又函数在x=
处取得最大值,
12
6
X4<号所以-子所以f-n2x-写》
令2m-又s2x-≤2m+Tk∈乙,解得-sx≤m+5江,k∈Z,
12
12
所以f(x)的单调递增区间
[aaez
【小问2详解】
因为)即m2x到专
以2+mg-2
w[小a
122到
16.如图,在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD为梯形,∠ADC=90°,PD垂直于面
ABCD,ABIICD,PD=AD=AB=2,CD=4,E为棱PC的中点.
D
D:2
B
(1)求证:BE/∥平面PAD.
(2)求直线BC与面BDE所成的角的正弦值.
【答案】(1)证明见解析
(2)1
5
【解析】
【分析】(1)取PD的中点M,连接ME、AM,即可证明BEAM,从而得到BE∥平
面PAD:
(2)求出三棱锥E-BCD的体积,再由等体积法求出点C到平面BDE的距离d,最后利
用锐角三角函数计算可得.
【小问1详解】
取PD的中点M,连接M、M,则ME/CD,且ME=
1CD=2
因为AB//CD,AB=2,所以AB/ME且ME=AB,
所以四边形ABEM为平行四边形.
所以BEIlAM,
因为BE丈平面PAD,AMC平面PAD,所以BE∥平面PAD
D
【小问2详解】
B
因为底面ABCD为梯形,∠ADC=90°,AD=AB=2,CD=4,
所以BC=√22+(4-2)}=2W2,BD=√2+22=2V5,
S.BCD=
×4x2=4,
又PD垂直于面ABCD,E为棱PC的中点,
所以E到平面ACn的能高为分PD-1,所以:心兮41号
3
因为PD垂直于面ABCD,AD,DCC平面ABCD,所以PD⊥AD,PD⊥DC,
所以4=5T=5,D2-0-E-车-5.
所以BE=AM=√5,
所以8255(可-6.
1
4
段点C到平面BDE的距离为d,则eS,必d,即之6d所以d(
3
设直线BC与面BDE所成的角为0,则sin9=
d63,
BC 22 3
直线BC与面BDE所成的角的正弦值为√
3
17.己知△ABC中,∠BAC=60°,AB=9,AC=6,D、E为线段AB、AC上的点,
设AD=m,AE=n,若CD⊥BE.
(1)当m=2时,求n的值:
(2)求m的最大值,
【10号
(2)547-45)
【解析】
【分析】1)依题意可得AD=AB,A正=”AC,用B、AC作为基底表示出DC,
9
6
丽,由DC.EB=0得到27+"-9m-6n=0即可求出n:
2
(2)由1)可得1=18(m-3),换元、利用基本不等式求出m1的最大值
m-12
【小问1详解】
因为AB=9,AC=6,∠BAC=60°,D、E为线段AB、AC上的点,AD=m,AE=n,
所以初-g丽,-若4C,
6
所以c-衣-初-C-智,死=西-正-孤-C,
6
又CD⊥BE,所以DC.EB=0,
〔ac-g9a-若c-0.
即g6若4c++cA=0,
即0×9只x6+1+%
in
x6×9x=0,
96
54
2
所以27+
-9m-6n=0,
2
当m=2时,27+-18-6n=0,解得n=9
【小问2详解】
由(1)可得27+"=9m+6m,
2
因为0<m≤9,0<n≤6,
18(-3,即{
C.18(m-3≤6
0<
所以n
,所以0<m<3,
-12
-12
0<m≤9
所以m=
18m(m-3)
-12
令t=12-m,则t∈(9,12),
-15-4-4
所以兰
m-12
当且仅当t=6√3,即m=12-6√3时取等号,
所以m的最大值为547-45)】
18.如图,在三棱锥A-BCD中,CB=CD,点E为BD中点,AB=√5,平面ABD⊥平面
BCD,点O在BD上,且BO=1,OD=3,AO=1,点P在AD上,且满足AOII平面PCE
(1)求证:AO⊥平面BCD:
②求
D的值:
3)若二面角A-BC-D的大小为
求四面体P-ABC的体积,
【答案】(1)证明见解析
a时
6)23
9
【分析】(I)先根据勾股定理得出AOL BD,进而应用平面ABD⊥平面BCD的性质定理证
明线面垂直:
(2)先根据线面平行性质定理得出AO/1PE,结合边长关系得出比例关系:
(3)根据二面角定义得出∠AFO即为二面角A-BC-D的平面角,再结合边长关系得出
CE=√2,最后应用三棱锥体积公式计算求解
【详解】(1)在三角形ABO中,AB=√2,BO=1,AO=1,
因此AB2=BO2+AO2,可得AO⊥BD
由于平面ABD⊥平面BCD,AO在平面ABD内,平面ABDO平面BCD=BD,
因此AO⊥平面BCD:
(2)
连接PE,AO//平面PCE,AOC平面ABD,平面ABDO平面PCE=PE,
因此AO/PE.因为BO=1,OD=3,
因此OB=1,BD=2,因此AP-OB=1
AD OD3
(3)设四面体P-ABC的体积为V,
由②)豹铝则r-如
由于平面ABD⊥平面BCD,平面ABDO平面BCD=BD,CE⊥BD,CEC平面BCD,
因此CE⊥平面ABD,
又AO⊥平面BCD,BCC平面BCD,则AO⊥BC,
过O作OF⊥BC于点F,
FO∩AO=O,FO,AOC平面AFO,则BC⊥平面AFO,
又AFC平面AFO,因此AF L BC,
因此∠AFO即为二面角A-BC-D的平面角,
因为∠A0-号,01A0,A0=1,则oF=5
3
又BO=1,在RIABPO中由勾股定理得BF=
3
,又BE=2,
由BF、Or
BE CE
得CE=V2,
xxxAOx BDxCE=xxx2
因此=3立
332
9
19.圆内接四边形作为一类特殊的四边形,有着非常好的性质,比如对角互补.如图,△AOB
中,OA=2,OB=4,点C是△AOB外接圆上的一个动点(点O,C在直线AB两侧),
记∠AOB=0,则∠BCA=π-B.
(1)若OC与AB的交点为M,OC=4OM=3OA+OB,求8的值;
(2)若OA.OB=-2,求OC的最大值;
(3)若点C满足OC.AB=16,BC=4,求四边形OACB的面积.
【答案】(1)
2π
(2)8V10
5
(3)8V3
【解析】
【分析】(1)由题意可得BC=3OA,再结合∠BCA+∠BOA=π可知四边形OACB为等
腰梯形,再利用梯形的边长计算sin∠AOB即可:
(2)先利用数量积的定义得出cos0=一4,再在△04B中利用余弦定理可得AB=2√6,
最后在△OAB中利用正弦定理得出外接圆的直径即可:
(3)设∠COB=,求出OC=8c0sa以及在△OAB中利用正弦定理得,
4B=4sin
sina
,2sin(0+a)=sina,再利用0C.AB=16得出2cosa-sin0=-1ng
cos0
即可化简求出cos6=-1,
进而得出tano=
V3
,AB,OC的值,最后利用面积公式
2
1
OC·AB·sin(π-θ)即可.
2
【小问1详解】
因OC=3OA+OB,则OC-OB=3OA,即BC=3OA,
则BC=3OA=6,BCI/OA,则∠OAC+∠BCA=元,
又∠AOB=0,∠BCA+∠BOA=元,得∠OAC=0,
则四边形OACB为等腰梯形,则高为
6-2
=25,
2
则sin6=sim(元-0)=sil∠AOB=
25V5
4
2
又OC与AB的交点为M,OC=4OM,所以6=
2π
3
【小问2详解】
由题意可知,
O1.0B=OA-0cos0A,0B=2×4co86=-2,得c0s0=-}
在△OAB中利用余弦定理可得,AB2=OA2+OB2-2OA.OBc0S0=4+16+4=24,
则AB=2√6,
设△OAB的外接圆半径为R,则在△OAB中利用正弦定理可得,
2R=AB
2W6
8v10
sin
-
5
又点C是△AOB外接圆上的一个动点,所以OC的最大值为8V10
5
【小问3详解】
设OCOAB=D,∠COB=,则∠COA=日-,
因为OB=BC=4,则∠BCO=∠BAO=C,
∠BDC=π-∠DOA-∠DAO=π-∠COA-∠BAO=π-0,
∠ABO=T-(θ+)OC=2OB.cosa=8cos,
AB
2
2
在△OAB中利用正弦定理得,
sin8sina&sin元-(B+a)
sin(8+a)'
B=4sine,2sin(+a)=sina.
sina
则0C.AB=0 .4B.cos((π-6)=-8cosa·
4sin0
·c0s0=16,
sin a
且cos0<0(因0C>0,AB>0,0C.AB>0),
-2cosasincosi,2coin=in
cos 0
又2sin(θ+a))=sina,即2sin0 cos a+2cos0sin=sina,
则、na
+2 cos0sin a=sina
cos日
又如a≠0,则心g2o0=1,解得cos0-1(合)政cos0
cose
2
因8∈(0,m,所以0=2
3
代入-2 cos a.sin0.cos0=sina中得tana=
5
2
tana=
sina 3
cosa 2
sin a=
则ue0,2
,又sin'a+cos2au=1,解得
分
2
sina>0
万
cosa>0
所以AB=
4sinθ
sina
=2V7,0C=8cosw=16
则四边形04C8的面积为oC·AB:m(红-0)2×方
x16×27x5-8w5
2
D
2