摘要:
**基本信息**
聚焦高二数学期中复习,以直线、立体几何、圆为核心,通过基础辨析与综合应用梯度设计,培养空间观念与逻辑推理能力,如解答题结合高架公路设计考查直线与圆的实际应用。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|单选|8/40|直线垂直倾斜角、向量运算|基础概念辨析,如第1题直线垂直求倾斜角|
|多选|3/18|直线性质、向量关系|多维度判断,如第9题直线定点与截距辨析|
|填空|3/15|直线方程、曲线交点|空间几何计算,如第14题线面角与点线距|
|解答|5/77|立体几何证明、圆的切线与面积|综合应用,如第18题结合实际情境设计高架公路出入口|
内容正文:
2026-2027学年高二上学期数学周周测 09
期中考试专题复习
一、单项选择题(本题共6小题,每小题7分,共42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.已知直线与直线垂直,则直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据垂直关系得到直线的斜率,进而得到倾斜角.
【详解】由题意,直线的斜率为,因为直线与直线垂直,所以直线的斜率为.
结合斜率与倾斜角的关系,得直线的倾斜角为.
故选:D.
2.在中,已知,则( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】先计算出得到,从而求出.
【详解】,
因为,所以,
所以.
故选:D
3.设为实数,若直线与直线平行,则( )
A. B.2 C. D.0
【答案】A
【分析】根据两直线平行列式求值即可.
【详解】因为两直线平行,所以,
所以.
故选:A
4.在三棱锥中,设,,,点M在OA上,且,N为BC中点,则( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】直接利用空间向量加法与减法的运算法则求解即可
【详解】,
又 , N为 中点,
,
故选:C
5.已知直线,相互平行,则、之间的距离为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据两直线平行得到关于a的方程,求出的值,再由两平行线之间的距离公式计算即可.
【详解】因为直线,相互平行,
所以,解得,
所以,即,
所以、之间的距离.
故选:A.
6.已知圆,圆,点P在圆N上运动,直线与圆M相切于点A,则的最大长度为( )
A.8 B.7 C. D.
【答案】C
【分析】利用圆的切线长公式以及点到圆的距离的位置关系求解.
【详解】由题,圆,圆,
所以圆的圆心为,半径为,
圆的圆心为,半径为,
作图如下,
因为,
由几何性质可知,当的坐标为时,有最大值为,
此时最大,最大值为,
故选:C.
二、多项选择题(本题共2小题,每小题8分,共16分.)
7.下列说法正确的是( )
A.直线必过定点
B.直线在y轴上的截距为2
C.直线的倾斜角为60°
D.过点且平行于直线的直线方程为
【答案】AC
【分析】将直线方程化为,即可求出直线过定点坐标,从而判断A,令求出,即可判断B,求出直线的斜率即可得到倾斜角,从而判断C,根据两直线平行斜率相等求出直线方程即可判断D;
【详解】解:对于A,,即,
令,即,所以直线必过定点,故A正确;
对于B,对于直线,令得,所以直线在轴上的截距为,故B错误;
对于C,直线,即,所以斜率,其倾斜角为,故C正确;
对于D,过点且平行于直线的直线方程为:,即,故D错误,
故选:AC.
8.已知圆与圆,圆心分别为,则下列结论正确的是( )
A.过点作圆的切线只有1条,则
B.若圆与圆有且只有2条公切线,则或
C.当时,两圆的公共弦长为
D.当时,两圆的一条公切线方程为
【答案】AD
【分析】对于A,分析可知圆心的圆心在圆上,将圆心的坐标代入圆的方程,求出的值,可判断A选项;对于B,分析可知,两圆相交,根据圆与圆的位置关系求出的取值范围,可判断B选项;对于C,求出两圆的公共弦长,可判断C选项;对于D,求出两圆圆心到直线的距离,可判断D选项.
【详解】圆的标准方程为,圆心,半径为,
圆的圆心为,半径为,
对于A选项,若过点作圆的切线只有条,则在圆上,
则有,解得,A对;
对于B选项,若圆与圆有且只有条公切线,则两圆相交,
且,
由题意可得,即,
解得或,B错;
对于C选项,当时,由B选项可知,两圆相交,
将两圆方程作差可得,此时,两圆的相交弦所在直线的方程为,
圆心到直线的距离为,
所以,两圆的公共弦长为,C错;
圆心到直线的距离,
圆心到直线的距离,
所以当时,直线是两圆的一条公切线,D对.
故选:AD
三、填空题:本题共2小题,每小题8分,共16分.
9.过直线与直线的交点,且与直线平行的直线方程为_________
【答案】
【分析】解方程组求出已知两条直线的交点坐标,然后根据所求直线与平行的条件,设出具有相同斜率的直线方程,将交点坐标代入即可.
【详解】由,得,所以交点坐标为,
设与直线平行的直线方程为,
把点的坐标代入,得,解得,
则所求直线方程为.
故答案为:.
10.在空间直角坐标系中,已知点,,,,则直线与平面所成角的正弦值为_______;点A到直线的距离为________.
【答案】 /
【分析】根据给定条件,求出平面的法向量,再利用线面角的向量法求解;利用点到直线距离公式求解.
【详解】依题意,,
设平面的法向量,则,取,得,
设直线与平面所成角为,则;
点A到直线的距离.
故答案为:;
四、解答题:本题共1小题,共26分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
11.已知底面ABCD是正方形,平面,点E、F分别为线段PB、CQ的中点.
(1)求证:;
(2)求平面与平面夹角的余弦值;
(3)若点是线段上的动点,当直线与平面所成角的正弦值取得最大值时,求的值.
【答案】(1)
因为为正方形,且平面,所以、、两两互相垂直,
以点为坐标原点,以、、所在直线分别为、、轴建立如图所示的空间直角坐标系,
则、、、、,、,
所以,
所以,所以.
(2)
(3)
【分析】(1)以点为坐标原点,以、、所在直线分别为、、轴建立空间直角坐标系,利用空间向量法可证得结论成立;
(2)先求出平面与平面的法向量,再利用空间向量法可求得平面与平面夹角的余弦值;
(3)先设,其中,得出向量的坐标,得到平面的一个法向量,再利用空间向量法可得线面角的正弦是关于的式子,结合值域计算即可求解.
【详解】(1)略
(2)设平面的法向量,,,
则,取,可得,
所以平面的一个法向量为,
平面的一个法向量,
设平面与平面夹角为,
则,
所以平面与平面夹角余弦值为;
(3)假设存在点,使得,其中,
则,,
设平面的一个法向量为,
则,取,可得,
所以平面的一个法向量为,
设直线与平面所成角为,
由题意可得,
设,即,
当即时,取最大值;
因为,所以,所以.
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期中考试专题复习
一、单项选择题(本题共6小题,每小题7分,共42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.已知直线与直线垂直,则直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
2.在中,已知,则( )
A. B.
C. D.
3.设为实数,若直线与直线平行,则( )
A. B.2 C. D.0
4.在三棱锥中,设,,,点M在OA上,且,N为BC中点,则( )
A. B.
C. D.
5.已知直线,相互平行,则、之间的距离为( )
A. B. C. D.
6.已知圆,圆,点P在圆N上运动,直线与圆M相切于点A,则的最大长度为( )
A.8 B.7 C. D.
二、多项选择题(本题共2小题,每小题8分,共16分.)
7.下列说法正确的是( )
A.直线必过定点
B.直线在y轴上的截距为2
C.直线的倾斜角为60°
D.过点且平行于直线的直线方程为
8.已知圆与圆,圆心分别为,则下列结论正确的是( )
A.过点作圆的切线只有1条,则
B.若圆与圆有且只有2条公切线,则或
C.当时,两圆的公共弦长为
D.当时,两圆的一条公切线方程为
三、填空题:本题共2小题,每小题8分,共16分.
9.过直线与直线的交点,且与直线平行的直线方程为_________
10.在空间直角坐标系中,已知点,,,,则直线与平面所成角的正弦值为_______;点A到直线的距离为________.
四、解答题:本题共1小题,共26分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
11.已知底面ABCD是正方形,平面,点E、F分别为线段PB、CQ的中点.
(1)求证:;
(2)求平面与平面夹角的余弦值;
(3)若点是线段上的动点,当直线与平面所成角的正弦值取得最大值时,求的值.
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期中考试专题复习
一、单项选择题(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.已知直线与直线垂直,则直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据垂直关系得到直线的斜率,进而得到倾斜角.
【详解】由题意,直线的斜率为,因为直线与直线垂直,所以直线的斜率为.
结合斜率与倾斜角的关系,得直线的倾斜角为.
故选:D.
2.在中,已知,则( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】先计算出得到,从而求出.
【详解】,
因为,所以,
所以.
故选:D
3.设为实数,若直线与直线平行,则( )
A. B.2 C. D.0
【答案】A
【分析】根据两直线平行列式求值即可.
【详解】因为两直线平行,所以,
所以.
故选:A
4.在三棱锥中,设,,,点M在OA上,且,N为BC中点,则( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】直接利用空间向量加法与减法的运算法则求解即可
【详解】,
又 , N为 中点,
,
故选:C
5.已知直线,相互平行,则、之间的距离为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据两直线平行得到关于a的方程,求出的值,再由两平行线之间的距离公式计算即可.
【详解】因为直线,相互平行,
所以,解得,
所以,即,
所以、之间的距离.
故选:A.
6.已知圆,圆,点P在圆N上运动,直线与圆M相切于点A,则的最大长度为( )
A.8 B.7 C. D.
【答案】C
【分析】利用圆的切线长公式以及点到圆的距离的位置关系求解.
【详解】由题,圆,圆,
所以圆的圆心为,半径为,
圆的圆心为,半径为,
作图如下,
因为,
由几何性质可知,当的坐标为时,有最大值为,
此时最大,最大值为,
故选:C.
7.已知点是直线和的交点,点是圆上的动点,则的最大值是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】先分析两直线的性质,确定两直线的垂直关系,从而得出点的轨迹为圆,再结合圆确定两圆的位置关系,进而利用两点间距离公式结合两圆半径得出的最大值.
【详解】直线可变形为,
直线过定点,
同理,则直线过定点,
时,直线,,此时;
当时,,
直线,
直线与直线的交点的轨迹是以AB的中点为圆心,半径为的圆,
又圆的圆心,半径,两圆位置关系如下图所示,
的最大值是.
故选:D.
8.如图,是正方体体对角线(含端点)上的动点,为棱(含端点)上的动点,则下列说法正确的是( )
A.异面直线与所成角的最小值为
B.异面直线与所成角的最大值为
C.对于任意给定的,存在点,使得
D.对于任意给定的,存在点,使得
【答案】D
【分析】建立空间直角坐标系,利用向量法对选项进行分析,从而确定正确答案.
【详解】以为坐标原点,建系如图,设正方体的边长为1,则,
设,,则,
设异面直线与所成的角为,
则,
因,由于,则时,,
又,,于是,则,
又,结合余弦函数的单调性可知,,故AB错误;
对于C.设,,则,
由上述分析,,,
当时,无解,故C错误;
对于D.,令,得,
即对于任意的M,存在点P使得,故D正确.
故选:D.
二、多项选择题(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.下列说法正确的是( )
A.直线必过定点
B.直线在y轴上的截距为2
C.直线的倾斜角为60°
D.过点且平行于直线的直线方程为
【答案】AC
【分析】将直线方程化为,即可求出直线过定点坐标,从而判断A,令求出,即可判断B,求出直线的斜率即可得到倾斜角,从而判断C,根据两直线平行斜率相等求出直线方程即可判断D;
【详解】解:对于A,,即,
令,即,所以直线必过定点,故A正确;
对于B,对于直线,令得,所以直线在轴上的截距为,故B错误;
对于C,直线,即,所以斜率,其倾斜角为,故C正确;
对于D,过点且平行于直线的直线方程为:,即,故D错误,
故选:AC.
10.已知向量,则下列结论正确的是( )
A.向量与向量的夹角为 B.
C.向量在向量上的投影向量为 D.向量与向量共面
【答案】ACD
【分析】利用空间向量的数量积求向量的夹角,判断A的真假;判断数量积是否为0,判断B的真假;求投影向量,判断C的真假;根据的线性关系,判断D的真假.
【详解】对A:,所以,故A正确;
对B:因为,所以不成立,故B错误;
对C:因为,即向量在向量上的投影向量为,故C正确;
对D:因为,即,所以向量与向量共面,故D正确.
故选:ACD
11.已知圆与圆,圆心分别为,则下列结论正确的是( )
A.过点作圆的切线只有1条,则
B.若圆与圆有且只有2条公切线,则或
C.当时,两圆的公共弦长为
D.当时,两圆的一条公切线方程为
【答案】AD
【分析】对于A,分析可知圆心的圆心在圆上,将圆心的坐标代入圆的方程,求出的值,可判断A选项;对于B,分析可知,两圆相交,根据圆与圆的位置关系求出的取值范围,可判断B选项;对于C,求出两圆的公共弦长,可判断C选项;对于D,求出两圆圆心到直线的距离,可判断D选项.
【详解】圆的标准方程为,圆心,半径为,
圆的圆心为,半径为,
对于A选项,若过点作圆的切线只有条,则在圆上,
则有,解得,A对;
对于B选项,若圆与圆有且只有条公切线,则两圆相交,
且,
由题意可得,即,
解得或,B错;
对于C选项,当时,由B选项可知,两圆相交,
将两圆方程作差可得,此时,两圆的相交弦所在直线的方程为,
圆心到直线的距离为,
所以,两圆的公共弦长为,C错;
圆心到直线的距离,
圆心到直线的距离,
所以当时,直线是两圆的一条公切线,D对.
故选:AD
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12.过直线与直线的交点,且与直线平行的直线方程为_________
【答案】
【分析】解方程组求出已知两条直线的交点坐标,然后根据所求直线与平行的条件,设出具有相同斜率的直线方程,将交点坐标代入即可.
【详解】由,得,所以交点坐标为,
设与直线平行的直线方程为,
把点的坐标代入,得,解得,
则所求直线方程为.
故答案为:.
13.若直线与曲线有两个不同的交点,则实数的取值范围是
【答案】
【分析】由题可画出曲线C图象,结合直线过定点与图形可得答案.
【详解】曲线即表示如图所示的半圆,
又过定点:.
当与半圆相切时,圆心到直线距离为1,则,
当直线过如图点时,斜率为:,
则实数的取值范围是.
14.在空间直角坐标系中,已知点,,,,则直线与平面所成角的正弦值为_______;点A到直线的距离为________.
【答案】 /
【分析】根据给定条件,求出平面的法向量,再利用线面角的向量法求解;利用点到直线距离公式求解.
【详解】依题意,,
设平面的法向量,则,取,得,
设直线与平面所成角为,则;
点A到直线的距离.
故答案为:;
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.已知三个顶点分别为,,.
(1)求边上的高线长;
(2)过内一点有一条直线与边,分别交于点,,且点平分线段,求直线的方程.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)求出直线AB的方程,利用点到直线距离公式求出点C到直线AB的距离可得答案;
(2)求出直线AC的方程,设,则,根据点M,N分别在直线AB,AC上,可得,再利用点斜式方程可得答案.
【详解】(1),,,
直线的斜率,
直线的方程为化为,
点C到直线的距离,
即边上的高线长为;
(2)由题知,直线的斜率,
直线的方程为,即,
设,因为点平分线段,则,
∵点M,N分别在直线,上,
,解得,
直线l的斜率,
直线l的方程为,即.
16.已知直线l:与圆C:相切.
(1)求实数a的值;
(2)已知直线m:与圆C相交于A,B两点,若的面积为2,求直线m的方程.
【答案】(1)
(2)或
【分析】(1)由圆心到直线的距离等于半径可求得参数值;
(2)由三角形面积求得圆心到直线的距离,然后再由圆心到直线的距离公式求得得直线方程.
【详解】(1)将圆C:化为标准方程,
得,故圆心,半径为.
因为直线l:与圆C相切,所以,
解得,所以圆C的标准方程为.
(2)设圆心C到直线m的距离为d.
则,所以,解得.
故,解得或.
所以直线m的方程为或.
17.如图,在四棱锥中,底面,,∥,,,,E为棱的中点.
(1)求证:∥平面;
(2)求直线与平面所成角的正弦值;
【答案】(1)
取的中点,连接,则∥,且.
因为∥,,所以,∥,且.
所以四边形为平行四边形.
所以∥.
因为平面,平面,所以∥平面.
(2)
【分析】(1)取的中点,连接,可证四边形为平行四边形,再由线面平行的判定定理即可∥平面;
(2)以为坐标原点,建立空间直角坐标系,由线面角的向量求法可得.
【详解】(1)略
(2)因为底面,底面,所以.
又,所以以为坐标原点,以所在直线为轴建立空间直角坐标系,
则,所以.
所以.
设平面的法向量为,
则.
令,则,
所以平面的一个法向量为.
设直线与平面所成角为,
则.
即直线与平面所成角的正弦值为.
18.如图,已知某市穿城公路自西向东到达市中心O后转向正北方向,,现准备修建一条直线型高架公路L,在上设一出入口A,在上设一出入口B.且要求市中心O到所在直线的距离为10 km.
(1)若将出入口A设计在距离中心O点 km处,求A,B两出入口间的距离;
(2)在公路段上距离市中心O点30 km处有一古建筑C(视为点),现设立一个以C为圆心,5 km为半径的圆形保护区(包含边界),问如何在古建筑C和市中心O之间设出入口A,才能使高架公路及其延长线不经过保护区?
【答案】(1)20 km
(2).
【分析】(1)过点O作交于点E,解直角三角形可求得答案;
(2)以O为原点建立平面直角坐标系,设直线的方程为(,),根据条件列式运算得解.
【详解】(1)如图,过点O作交于点E,则km.
在中,,所以,
在中,(km),
即A,B两出入口间距离为20 km.
.
(2)以O为原点建立平面直角坐标系,则圆C的方程为.
设直线的方程为(,),
则,且需,即,
又,即,即,
两边平方,得,解得或,
∵古建筑C距O点30 km,当时,,不合题意,
∴,即. 故,
所以当时设置入口A,才能使高架公路及其延长线不经过保护区.
.
19.已知底面ABCD是正方形,平面,点E、F分别为线段PB、CQ的中点.
(1)求证:;
(2)求平面与平面夹角的余弦值;
(3)若点是线段上的动点,当直线与平面所成角的正弦值取得最大值时,求的值.
【答案】(1)
因为为正方形,且平面,所以、、两两互相垂直,
以点为坐标原点,以、、所在直线分别为、、轴建立如图所示的空间直角坐标系,
则、、、、,、,
所以,
所以,所以.
(2)
(3)
【分析】(1)以点为坐标原点,以、、所在直线分别为、、轴建立空间直角坐标系,利用空间向量法可证得结论成立;
(2)先求出平面与平面的法向量,再利用空间向量法可求得平面与平面夹角的余弦值;
(3)先设,其中,得出向量的坐标,得到平面的一个法向量,再利用空间向量法可得线面角的正弦是关于的式子,结合值域计算即可求解.
【详解】(1)略
(2)设平面的法向量,,,
则,取,可得,
所以平面的一个法向量为,
平面的一个法向量,
设平面与平面夹角为,
则,
所以平面与平面夹角余弦值为;
(3)假设存在点,使得,其中,
则,,
设平面的一个法向量为,
则,取,可得,
所以平面的一个法向量为,
设直线与平面所成角为,
由题意可得,
设,即,
当即时,取最大值;
因为,所以,所以.
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1 / 9
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2026-2027学年高二上学期数学周周测 09
期中考试专题复习
一、单项选择题(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.已知直线与直线垂直,则直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
2.在中,已知,则( )
A. B.
C. D.
3.设为实数,若直线与直线平行,则( )
A. B.2 C. D.0
4.在三棱锥中,设,,,点M在OA上,且,N为BC中点,则( )
A. B.
C. D.
5.已知直线,相互平行,则、之间的距离为( )
A. B. C. D.
6.已知圆,圆,点P在圆N上运动,直线与圆M相切于点A,则的最大长度为( )
A.8 B.7 C. D.
7.已知点是直线和的交点,点是圆上的动点,则的最大值是( )
A. B. C. D.
8.如图,是正方体体对角线(含端点)上的动点,为棱(含端点)上的动点,则下列说法正确的是( )
A.异面直线与所成角的最小值为
B.异面直线与所成角的最大值为
C.对于任意给定的,存在点,使得
D.对于任意给定的,存在点,使得
二、多项选择题(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.下列说法正确的是( )
A.直线必过定点
B.直线在y轴上的截距为2
C.直线的倾斜角为60°
D.过点且平行于直线的直线方程为
10.已知向量,则下列结论正确的是( )
A.向量与向量的夹角为 B.
C.向量在向量上的投影向量为 D.向量与向量共面
11.已知圆与圆,圆心分别为,则下列结论正确的是( )
A.过点作圆的切线只有1条,则
B.若圆与圆有且只有2条公切线,则或
C.当时,两圆的公共弦长为
D.当时,两圆的一条公切线方程为
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12.过直线与直线的交点,且与直线平行的直线方程为_________
13.若直线与曲线有两个不同的交点,则实数的取值范围是
14.在空间直角坐标系中,已知点,,,,则直线与平面所成角的正弦值为_______;点A到直线的距离为________.
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.已知三个顶点分别为,,.
(1)求边上的高线长;
(2)过内一点有一条直线与边,分别交于点,,且点平分线段,求直线的方程.
16.已知直线l:与圆C:相切.
(1)求实数a的值;
(2)已知直线m:与圆C相交于A,B两点,若的面积为2,求直线m的方程.
17.如图,在四棱锥中,底面,,∥,,,,E为棱的中点.
(1)求证:∥平面;
(2)求直线与平面所成角的正弦值;
18.如图,已知某市穿城公路自西向东到达市中心O后转向正北方向,,现准备修建一条直线型高架公路L,在上设一出入口A,在上设一出入口B.且要求市中心O到所在直线的距离为10 km.
(1)若将出入口A设计在距离中心O点 km处,求A,B两出入口间的距离;
(2)在公路段上距离市中心O点30 km处有一古建筑C(视为点),现设立一个以C为圆心,5 km为半径的圆形保护区(包含边界),问如何在古建筑C和市中心O之间设出入口A,才能使高架公路及其延长线不经过保护区?
19.已知底面ABCD是正方形,平面,点E、F分别为线段PB、CQ的中点.
(1)求证:;
(2)求平面与平面夹角的余弦值;
(3)若点是线段上的动点,当直线与平面所成角的正弦值取得最大值时,求的值.
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