内容正文:
2028届高二(上)数学(2)
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. 设,则在复平面内对应的点在( )
A. 第一象限 B. 第二象限 C. 第三象限 D. 第四象限
【答案】A
【解析】
【详解】由题意得,
则对应于复平面的点为,在第一象限.
2. 经过点,且倾斜角为的直线的点斜式方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】根据倾斜角为,求出斜率,代入直线的点斜式方程求解.
【详解】因为直线的倾斜角为,所以斜率,
又直线经过点,代入点斜式方程得直线方程为.
故选:B
3. 点到直线的距离是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】点到直线的距离为.
4. 已知函数是定义域为的奇函数,当时,,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】根据奇函数性质计算即可求解.
【详解】因为函数是定义域为的奇函数,
所以.
故选:D
5. 若,,,则下列结论错误的是( )
A. 事件与相互独立 B.
C. 事件与互斥 D.
【答案】C
【解析】
【分析】利用事件相互独立的定义判断A项;利用随机事件的概率加法公式计算判断B项;根据互斥事件的概率公式判断C项;利用事件相互独立的性质计算判断D项.
【详解】对于A,由可得,
因,则事件与相互独立,故A正确;
对于B,因,故B正确;
对于C,因,故事件与不互斥,即C错误;
对于D,由A项可得事件相互独立,故,即D正确.
6. 若正四面体的棱,的中点分别为,,则直线与所成角的正弦值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】取为基底,不妨设,用基底表示出,,最后利用空间向量的数量积求得到直线与所成角的正弦值.
【详解】取为基底,不妨设,则由题意知,
,,
又,,
所以,
设直线与所成角为(),
则,
直线与所成角的正弦值为.
7. 在中,,,,O是的外心,则的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】由题意,利用余弦定理求得,进而利用正弦定理求得,利用二倍角的正弦求得,进而求得的面积.
【详解】由余弦定理,得,
所以,又因为,,所以,
所以,
,
所以的面积为.
8. 已知为正实数,且,则下列选项错误的是( )
A. 的最大值为 B. 的最小值为1
C. 的最小值为8 D. 的最小值为
【答案】B
【解析】
【分析】先利用指数运算得,然后利用基本不等式求解判断A;利用二次函数性质求解判断B;利用基本不等式的常数代换技巧求解判断C;先利用已知得,然后利用基本不等式求解判断D.
【详解】因为,所以,又为正实数,
A:由基本不等式:,
两边平方得,即,当且仅当等号成立,
即,因此的最大值为,故A正确;
B:将代入得:,
这是开口向上的二次函数,对称轴,
代入得最小值为,故B错误;
C:,
得到的最小值为8,当且仅当等号成立,故C正确;
D:,
由(1)知,所以,即,
当且仅当等号成立,符合条件,
因此的最小值为,故D正确.
二、多选题多项选择题: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. 关于直线:,下列说法正确的有( )
A. 直线的倾斜角为
B. 直线在轴上的截距为2
C. 直线经过第一、二、三象限
D. 直线与直线平行
【答案】AC
【解析】
【分析】对于A,根据倾斜角与斜率的关系求解即可;对于B,根据赋值法判断即可;对于C,根据直线的图象判断即可;对于D,根据直线与直线的关系判断即可.
【详解】直线:可化为.
对于A,直线的斜率为1,所以倾斜角为,故A正确;
对于B,当时,,所以在轴上的截距为,故B错误;
对于C,作出直线的图象如下:
由图象可知,直线经过第一、二、三象限,故C正确;
对于D,直线的斜率为,与直线不平行,故D错误.
10. 已知函数,则( )
A. 在区间上单调递增
B. 的最大值是
C. 的一条对称轴为
D. 的图象可由的图象向左平移个单位长度得到
【答案】BCD
【解析】
【分析】先利用三角恒等变换化简,再结合正弦函数的单调性、最值、对称轴和图象平移规律逐项判断即可。
【详解】,
对于A:,单调递增区间应满足,
解得,所以单调递增区间为,
因为不完全在增区间内,故A错误;
对于B:,当取到最大值时,函数取最大值为,故B正确;
对于C:,此时取到了的最大值,所以函数的一条对称轴为,故C正确;
对于D:的图象向左平移个单位长度,得,故D正确.
11. 如图,在矩形中,,,B为的中点,现分别沿,将,翻折,使点E,F重合,记为点,翻折后得到三棱锥,则( )
A. 三棱锥的体积为
B. 直线与直线所成角的余弦值为
C. 直线与平面所成角的正弦值为
D. 三棱锥外接球的体积是
【答案】ACD
【解析】
【分析】选项A,由题意平面,可得为底面上的高,然后计算的面积,利用求解即可.选项B,利用向量夹角公式,再结合在中由余弦定理计算,利用向量的数量积以及线性运算进行转化,最终得到直线与直线所成角的余弦值为;选项C,利用等体积法,求出点到平面的距离,然后利用线面角的定义得到直线与平面所成角的正弦值为;D选项,先求出的外接圆半径,然后构造直角三角形得到,解得外接球半径,再利用球的体积公式求解即可.
【详解】由题意可得,
又因为,平面,
所以平面,所以为底面上的高,
选项A,因为由翻折得到,所以.
在中,,边上的高为,
所以,A正确
选项B,在中,,
可得
,所以直线与直线所成角的余弦值为,B错误.
选项C,由题意得,设点到平面的距离为,
由,可得,解得
所以直线与平面所成角的正弦值为,C正确.
选项D,由选项B知,,
所以,所以的外接圆半径
设三棱锥的外接球半径为,
因为平面,所以,解得.
所以外接球的体积是,D正确.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知圆锥展开图的侧面积为π,且为半圆,则底面半径为_______.
【答案】
【解析】
【分析】由展开图面积求得母线长,即展开图半圆半径,然后由弧长求得圆锥底面半径.
【详解】设底面半径为,母线长为,
由已知,,
,,
故答案为:.
13. 过点且与直线垂直的直线方程为_______.
【答案】
【解析】
【详解】直线的斜率为,
设待求直线斜率为,则由题意,得,解得.
所以待求直线方程为,即.
14. 著名数学家华罗庚曾说过:“数形结合百般好,隔离分家万事休.”事实上,有很多代数问题可以转化为几何问题加以解决,根据上述观点,可得最小值为__________.
【答案】
【解析】
【分析】,表示点到点和的距离之和,找出关于轴对称的点,作图数形结合即可求出答案.
【详解】,
表示点到点和的距离之和,
如图所示,
点是关于轴的对称点,所以,
,
故最小值为,
此时的方程为,令,解得,
所以当时,取得最小值为.
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. 如图,在四棱锥中,,,,,,,是的中点.
(1)求证:平面;
(2)求平面与平面的夹角的余弦值.
【答案】(1)证明:取的中点F,连接,,
因为E是的中点,所以且,因为且,
所以且,
所以四边形是平行四边形,所以,
又因为平面,平面,所以平面.
(2)
【解析】
【分析】(1)通过中点来证明四边形是平行四边形,然后根据线面平行的判定定理证明即可.
(2)先通过线面垂直的判定定理证明平面,,然后建立空间直角坐标系,求出两个平面的法向量,通过向量法求得面面夹角的余弦值.
【小问1详解】
略.
【小问2详解】
因为,的延长线交于一点,
平面,平面,所以平面,
又因为,所以,,两两垂直,
所以以A为原点,,,所在直线分别为x,y,z轴,建立如图所示空间直角坐标系,
设,则,,,,,,
所以,,,,
设平面的一个法向量,
则,即,取,得,
设平面的一个法向量,则,
即,取,得,
设平面与平面的夹角为,则.
16. 已知圆的圆心为点,其在直线上,且与轴交于两点、.
(1)求的面积;
(2)求圆的标准方程;
(3)已知,点在圆上运动,求线段中点的轨迹方程.
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【分析】(1)求出线段的中垂线方程,分析可知点为直线与线段中垂线的交点,联立两直线方程,可得出点的坐标,即可求得的面积;
(2)求出圆的半径,即可得出圆的标准方程;
(3)设点、,利用中点坐标公式得出,再将点的坐标代入圆的方程,化简可得出点的轨迹方程.
【小问1详解】
因为、,所以线段的中垂线方程为,
易知点为直线与直线的交点,
联立得,故点,故.
【小问2详解】
由(1)可知圆的半径为,
故圆的标准方程为.
【小问3详解】
设点、,由线段中点坐标公式可得,所以,
因为点在圆上,所以,化简得.
故点的轨迹方程为.
17. 记的内角A、B、C的对边分别为a,b,c,已知,
(1)求B;
(2)若的面积为,求c.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)由余弦定理、平方关系依次求出,最后结合已知得的值即可;
(2)首先求出,然后由正弦定理可将均用含有的式子表示,结合三角形面积公式即可列方程求解.
【小问1详解】
由余弦定理有,对比已知,
可得,
因为,所以,
从而,
又因为,即,
注意到,
所以.
【小问2详解】
由(1)可得,,,从而,,
而,
由正弦定理有,
从而,
由三角形面积公式可知,的面积可表示为
,
由已知的面积为,可得,
所以.
18. 如图,在中,,.将绕边旋转到的位置,使,点为中点.
(1)证明:;
(2)求直线与平面所成角的正弦值.
【答案】(1)由题意知:,,平面,
∴平面,
又∵平面,所以.
又点C为的中点,所以,
又,平面,
所以平面,
又∵平面,所以.
(2)
【解析】
【分析】(1)先证得平面,可得,再证平面,即可得;
(2)建立空间直角坐标系,利用坐标运算求出平面的一个法向量,设直线与平面所成角为,可得,利用空间向量坐标计算即可.
【小问1详解】
略
【小问2详解】
由(1)知平面,
以O为原点,,的方向分别作为x, z轴,
底面内与垂直的直线为y轴,建立如图所示的空间直角坐标系,
不妨设,则,又,
则,,,,
所以,,.
设平面的一个法向量为,
则,取,则,,
则平面的一个法向量为,
设直线与平面所成角为,
则.
19. 如图1,在平面五边形中,四边形是边长为1的菱形,,,.将沿翻折至,如图2.点在线段上运动.
(1)若,证明:平面;
(2)若,且,证明:平面平面;
(3)求二面角的余弦值的最小值.
【答案】(1)如图,作出符合题意的图形,
连接,相交于点,连接,
四边形为菱形,所以为中点,
又为中点,所以,
又平面,平面,所以平面.
(2)如图,作出符合题意的图形,
因为,有,
所以,得,
有是靠近的三等分点,则,
又,,,所以,
,,
则,即,,
又,,,平面,
所以平面,又平面,所以平面平面;
(3)
【解析】
【分析】(1)利用三角形中位线得到线线平行,依据线面平行判定定理完成证明;
(2)利用等体积转化由体积比确定点的位置,通过勾股定理证线线垂直,推证线面垂直,进而证面面垂直;
(3)建立空间直角坐标系,设出动点坐标,求解平面法向量,得到二面角的余弦表达式,结合三角函数有界性求出二面角余弦的最小值.
【小问1详解】
略
【小问2详解】
略
【小问3详解】
由,以点为坐标原点建立空间直角坐标系,如图所示.
可得,,,,
由题意得平面的一个法向量为
设平面的一个法向量为,,,
由,得,令,则解得,,
,令,
因为,所以,令,,
则有,得,
有,得,
即
即二面角的余弦值的最小值为.
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2028届高二(上)数学(2)
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. 设,则在复平面内对应的点在( )
A. 第一象限 B. 第二象限 C. 第三象限 D. 第四象限
2. 经过点,且倾斜角为的直线的点斜式方程为( )
A. B.
C. D.
3. 点到直线的距离是( )
A. B. C. D.
4. 已知函数是定义域为的奇函数,当时,,则( )
A. B. C. D.
5. 若,,,则下列结论错误的是( )
A. 事件与相互独立 B.
C. 事件与互斥 D.
6. 若正四面体的棱,的中点分别为,,则直线与所成角的正弦值为( )
A. B. C. D.
7. 在中,,,,O是的外心,则的面积为( )
A. B. C. D.
8. 已知为正实数,且,则下列选项错误的是( )
A. 的最大值为 B. 的最小值为1
C. 的最小值为8 D. 的最小值为
二、多选题多项选择题: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. 关于直线:,下列说法正确的有( )
A. 直线的倾斜角为
B. 直线在轴上的截距为2
C. 直线经过第一、二、三象限
D. 直线与直线平行
10. 已知函数,则( )
A. 在区间上单调递增
B. 的最大值是
C. 的一条对称轴为
D. 的图象可由的图象向左平移个单位长度得到
11. 如图,在矩形中,,,B为的中点,现分别沿,将,翻折,使点E,F重合,记为点,翻折后得到三棱锥,则( )
A. 三棱锥的体积为
B. 直线与直线所成角的余弦值为
C. 直线与平面所成角的正弦值为
D. 三棱锥外接球的体积是
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知圆锥展开图的侧面积为π,且为半圆,则底面半径为_______.
13. 过点且与直线垂直的直线方程为_______.
14. 著名数学家华罗庚曾说过:“数形结合百般好,隔离分家万事休.”事实上,有很多代数问题可以转化为几何问题加以解决,根据上述观点,可得最小值为__________.
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. 如图,在四棱锥中,,,,,,,是的中点.
(1)求证:平面;
(2)求平面与平面的夹角的余弦值.
16. 已知圆的圆心为点,其在直线上,且与轴交于两点、.
(1)求的面积;
(2)求圆的标准方程;
(3)已知,点在圆上运动,求线段中点的轨迹方程.
17. 记的内角A、B、C的对边分别为a,b,c,已知,
(1)求B;
(2)若的面积为,求c.
18. 如图,在中,,.将绕边旋转到的位置,使,点为中点.
(1)证明:;
(2)求直线与平面所成角的正弦值.
19. 如图1,在平面五边形中,四边形是边长为1的菱形,,,.将沿翻折至,如图2.点在线段上运动.
(1)若,证明:平面;
(2)若,且,证明:平面平面;
(3)求二面角的余弦值的最小值.
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