内容正文:
嘉兴一中2026学年第一学期10月阶段测试
高二数学试题卷
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,则该直线的倾斜角是( )
A. B. C. D.
2. “”是“直线:与直线:互相平行”的( )
A. 充分不必要条件 B. 必要不充分条件
C. 充要条件 D. 既不充分也不必要条件
3. 已知圆,圆,若与有且仅有2条公切线,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
4. 已知空间直角坐标系中,,,平面的一个法向量为,则直线与平面所成角的正弦值为( )
A. B. C. D.
5. 如图,三棱锥中,为的重心,是的中点,则( )
A. B.
C. D.
6. 已知椭圆上有一点,它关于原点的对称点为,点为椭圆的右焦点,且,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
7. 在正方体中,E,F,G分别为,,的中点,若从正方体的八个顶点中任取两个不同的顶点,记事件M为“所取两个顶点的连线与平面平行”,则事件M发生的概率为( )
A. B. C. D.
8. 在长方体中,,,为棱的中点,动点满足,则点的轨迹与长方体的侧面的交线长等于( )
A. B. C. D.
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求.全部选对得6分,部分选对得部分分,有选错的得0分.
9. 已知两直线与,则( )
A. 直线过定点 B. 直线在轴上的截距为1
C. 当时, D. 当时,与之间的距离为
10. 在棱长为1的平行六面体中,,点满足,其中.则( )
A. 当时,
B. 当时,在平面内
C. 当时,的轨迹的面积为
D. 当时,点在平行四边形内部及其边上
11. 已知椭圆:,左、右焦点分别为,,点为椭圆上异于长轴端点的动点,,则下列说法正确的是( )
A. 若,则符合条件的点有个
B. 若,则的面积为
C. 的最大值为
D. 过的直线与椭圆交于两点,,则
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 若复数满足:,则_______.
13. 已知方程表示焦点在轴上的椭圆,则实数的取值范围为________.
14. 设二次函数在上至少有一个零点,则的最小值为___________.
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. 已知三个顶点是,,.
(1)求边中线所在直线方程;
(2)求边上的垂直平分线的直线方程;
(3)求点到边的距离.
16. 某公园为了吸引更多的游客,准备进一步美化环境.如图,准备在道路AB的一侧进行绿化,线段AB长为4百米,C,D都设计在以AB为直径的半圆上.设.
(1)现要在四边形ABCD内种满郁金香,若,则当为何值时,郁金香种植面积最大;
(2)为了方便游客散步,现要铺设一条栈道,栈道由线段BC,CD和DA组成,若BC=CD,则当为何值时,栈道的总长l最长,并求l的最大值(单位:百米).
17. 在平面直角坐标系中,椭圆的两个焦点分别是,,并且经过点.
(1)求椭圆的离心率;
(2)直线:与椭圆交于不同的两点.
(ⅰ)求的取值范围;
(ⅱ)若,求的值.
18. 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,①求的长;②若,求二面角的余弦值.
19. 已知圆:与轴交于,,过点的直线交圆于异于,的两点,.
(1)当时,①直接写出直线的方程(无需过程);②将圆沿轴折成直二面角,如图,在上半圆上是否存在一点(异于,点),使平面与平面的夹角的余弦值为?若存在,求出线段的长;若不存在,说明理由;
(2)将圆上每一个点的横坐标保持不变,纵坐标缩短为原来的,得到新的曲线.点,经过上述变化后记为,,直线与直线相交于.①求出曲线的方程;②求证:点在定直线上.
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嘉兴一中2026学年第一学期10月阶段测试
高二数学试题卷
一、单项选择题:本题共8小题,每小题5分,共0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
V3x+3y-6=0
则该直线的倾斜角是()
30°
B600
c1200
D1500
【答案】D
【解析】
详解】因为3x+3y-6=0,所以少≈、
3+2
即斜索k二、
3,,设倾斜角为a,则ana=k=-5
3,
因为0°<a<180
,所以a=150
2.“a=-3是“直线4.ac+3y+1=0与直线5,2x+(a+)y+1=0互相平行的()
A.充分不必要条件
B.必要不充分条件
C.充要条件
D.既不充分也不必要条件
【答案】C
【解析】
【分析】先求出直线1与直线上平行的充要条件,再判断即可。
【详解】若直线4:x+3y+1=0与直线:2x+(a+)y+1=0互相平行,
则a(a+)=6,解得a=-3或a=2,
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又当a=2时,两直线重合(舍去),
所以a=-3是直线,ax+3y+1=0与直线4:2x+(a+)y+1=0互相平行的充要条件,
故选:C
3.已知圆G:r+y+8x-6y+9=0,圆G:(x++(0y+少=a(a>0),若G与C2有且仅有2条
公切线,则实数a的取值范围为()
A.(2,10)
B.(1,10)
c.(2,9)
D.(1,9)
【答案】D
【解析】
【分析】利用已知条件得出圆心和半径,再利用公切线条件得出两圆相交,进而列不等式求出实数☑的取
值范围
【详解】圆G:r+y+8x-6y+9=0→(x+4+(0-3=16,圆心C(4,3),半径1=4,
圆C:(x+l°+(0y+旷=a(a>0),圆心C,,-),半径5=a
若G与C有且仅有2条公切线,则两圆相交,
又CC=V(-4+l)2+(3+1=5,4-a<5<4+a,解得1<a<9
故选:D
4.已知空间直角坐标系中,4(,0,2),B(2,1),平面α的一个法向量为方=(-1,山V2).
则直线AB
与平面“所成角的正弦值为()
V6
6
6
B.-3
c.6
D.3
【答案】C
【解析】
【分析】根据直线与平面所成角的向量求法,计算直线AB的方向向量与平面α法向量夹角余弦的绝对值
即可得到结果
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【详解1由410,2),B(2,11),得B=(2-11-0,1-2)=0,1-0.
AB.n
线面角的向量计算规则:设直线与平面所成角为。,
则
AB成,
所以AB:i=1x(-)+1x1+(-1)×V2=-V2,故AB.月=V2】
又A=VP+1P+(=V5,闭=V2+1P+(W2y=V4=2,因此AB-团=5x2=25,
代入计算得:sin0=2。V6
2V56,因线面角正弦值非负,排除A、B,最终选C
5.如图,三棱锥0-ABC中,G为△MBC的重心,M是OC的中点,则MG=()
B
、0i+oB+oC
A.3
3
B.3
6
104+208-1oc
C.3
3
6
D.3
3
6
【答案】D
【解析】
0G-104+108+
【详解】因为G为△ABC的重心,所以3
3
3
又M是OC的中点,所以OM=)0C
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G0G-oM0)08-0
3
足流C+@>b>0上有一点,它天原点的对称为,白左为稀扇名克
且4F-BF=-0,∠AB=
6,则椭圆的离心率为()
√3
√2
A
B.V3-1
C.3
D.2
【答案】B
【解析】
【分析】构造椭圆左焦点,利用对称性得到矩形,结合直角三角形边角关系与椭圆的定义,建立α、C关
系求解离心率。
【详解】设椭圆左焦点为F,连接AF'、BF',
由A、B关于原点对称,可知四边形AFBF'为平行四边形,
又MF·BF=0,故AF⊥BF,即平行四边形AFBF'为矩形,
sth=.A-.
在RteABF中,
∠ABF=T
6,设AF=m,则BF=V3m,AB=2m,
由椭圆的定义,MF+AF例=AF+BF=m+V3m=2a
又4B=2c,故2m=2c,即m=c,
将m=c代入m+V3m=2a,得c+5)=2a,
热心*后
=V3-1
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故选:B
B
7.在正方体
BCD-4BCD中,B,刀,G分别为AB,CG,A4D的中点,若从正方体的八个顶点中
任取两个不同的顶点,记事件M为“所取两个顶点的连线与平面EFG平行”,则事件M发生的概率为(
)
3
3
A.28
B.7
C.14
D.7
【答案】C
【解析】
D
C
G
A
B
【详解】
、y
D
-----1
H
公
B
如图所示,
BC,CD,M4的中点H,LJ,连接EH,Hm,F,1G,G,E
可知
JGHAD IBCHF,可知FD,CHABIJE
E,H,F,I,G,J
所以点
在同一平面上,
可知面EHFKG/平行的对角线有4B,DC,AD,BC,4G,AC共6条,
所有从正方体的八个顶点中任取两个不同的顶点的连线有C号=28条。
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63
则PM)=284
8.在长方体
BCD-4B,GD中,AB=AD=6,AM=2,M为楼BC的中点,动点P满足
∠APD=∠CPM,则点P的轨迹与长方体的侧
CCDD的交线长等于()
2π
3π
A.3
B.元
C.2
D.4π
【答案】A
【解析】
【分析】当点P在侧面
CGDD时,由长方体的性质得出ADLPD,MC LPC.群根据
∠APD=∠CPM,,PD=2PC
力
得出
建立空间直角坐标系,利用两点间的距离公式算出点的轨迹与侧
CCDD
兮
的交线为一段圆弧,求出夹角和半径即可算出弧长.
【详解】由题可建立如图所示空间直角坐标系,
A
B
D
则A00,0)B(60,0).C(6,60).D(0.6,0).G(6,62).D(0,62)
因为点M为BC中点所以M(63,0),
因为点P在侧面CCDD,所以可设P(x6,2),其中x∈[0,6],z∈[0,2],
由思可得4D上侧面CCDD,MCL侧面9
CCDD
且PDc侧
CCDD,PCc侧面
CCDD
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所以AD⊥PD,MC⊥PC.
因为∠APD=∠CPM,所以tan∠APD=tan∠CPM,
MC AD
即PCPD,得PD=2PC,
所以Vx2+z2=2V(x-62+z2,化简得(x-8)}2+z2=16,
所以点P的轨迹与长方体的侧面CCDD的交线是以O(86,0)为圆心,半径为4的一段圆弧,
如图所示为其平面图,
D
令2=2,得(x-8=12,解得x=8-25(含去x=8+25).
令2=0,得(x-8=16,解得x=4(舍去x=12),
设圆:(x-8+2=16与CD交于点E与CD交于点下,
8-2W3-8=4cos0
2=4sin0
,解得0=孤,所以∠BOF=元-5红_无」
6
661
所以弧长
=∠E0=2x4=2
6
3
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的四个选项中,有多
项符合题目要求.全部选对得6分,部分选对得部分分,有选错的得0分.
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9已两直线5:m+2-3=0与:3x+4y+4=0,则《)
A.直线l过定点
B.直线2在y轴上的截距为1
C.当112时,
a、8
7
3
D.当八2时,4与42之间的距离为5
【答案】AC
【解析】
【分析】对于A,运用消去参数,对于B,运用截距概念;对于C,运用两直线垂直时,斜率之积为-1:
对于D,两直线平行时,斜率相等,结合平行线距离公式计算我们将根据这些性质来逐一分析每个选项
(详解1对于选顶A,对于直线+2y-3=0,当x=0时.2y-3=0.¥程少=,
3、
(0,-
所以直线过定点
2,选项A正确
对于选顶B,对于直线:3x+4y+4=0,令x=0,则4y+4=0,解得y=-1
所以直线?在'轴上的截距为1,选项B错误
网T顾c,线以又+.y3
3
-1,共斜=4当1山时
k×k2=-1,即2
3a
8
=-1
a=-
8
,解得”3,选项C正确
0-2+3
对于选项D,当时.344,解豫
2
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此时
:2x+2y-3=0,即3x+4y-6=0
d=IC-Cl
两平行直线Ax+By+C=0与A+By+C2=0之间的距离公式为”VA+B2
d=16-4=-10=2
对于4:3x+4y-6=0与12:3x+4y+4=0,距离”V32+425
,选项D错误,
故选;AC.
10.在棱长为1的平行六面体ABCD-4B,CD中,∠44B=∠AAD=∠DAB=60,点P满足
AP=xAB+yAD+zA,其中xz∈[0,川则()
A.当x=y=z=1时,
d-5
B.当+y+z=1
时,P在平面
BD
内
5
C.当2=2时,P的轨迹的面积为2
D.当+y=l时,点P在平行四边形
DBB,D内部及其边上
【答案】BCD
【解析】
【分析】利用向量模的运算即可判断A,利用向量线性运算结合共面定理可判断BCD.
【详解】当x=y=z=1时,AP=AB+AD+A4
因为在棱长为1的平行六面体ABCD-4BCA,中,码-AD-M4=1,且
∠AAB=∠AAD=∠DAB=60°
所以-《B+AD+A4-=VB+D+A4+2BMD+2A04+2B4
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=V1+1+1+2×1x1×cos60°+2x1x1×cos60°+2x1x1×cos60°=V6
故A错误:
当x+y+z=1时,则4P=xAB+yAD+zAA=xAB+yAD+(1-x-y)A4
可得P-M=x(-AA+(AD-A)→AP=x4B+y4D】
向量AP,AB,AD共面,即P在平面4BD内,故B正确:
当计.=+而+兮a
因为七,y∈[0,,所以xAB+yAD表示以A为起点,终点在平行四边形ABCD的内部及其边上,
则4P=xAB+yaD+)4
表示终点P的轨迹为平行六面体中的截面MNPQ,其面积等于平行四边
形ABCD的面积,
D
A
B
即S=1x1xsin60°=
2,故C正确:
当x+y=l时,AP=xAB+yAD+zA4=xAB+(1-x)AD+z4
可得AP-AD=x(AB-AD)+zAA→DP=xDB+zDD
当X,z∈[0,门时,可知点P在平行四边形DB,D内部及其边上,
故D正确,
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x2.y2
11已知椭圆C:4十了1,左、右焦点分别为R,乃,点P为椭圆上异于长轴端点的动点,
(2,v3).
则下列说法正确的是()
A若P匠PF=1,则符合条件的点P有2个
B光∠RPR=骨,则APFE的面积为5
c.PO+PE的最大值为6
14
D.过E的直线与椭圆交于两点A,B,则AFBE3
【答案】BCD
【解析】
【分析】由椭圆方程得a=2,b=V5,c=1,焦点为(-,0),E(,0),且P+P=4.选项A
用数量积的坐标运算判断:选项B用余弦定理求PPF后再算面积:选项C用椭圆定义把P换成
4-P后放大;选项D联立直线与椭圆,用韦达定理计算
【详解】对于选项A,设P(x),则PF=(1-x-y),P瓦=(-x,y)】
所以PFP呢=2-1+y2
由y2=3-3
4得r+y2=3+x
4
又0≤x2≤4故t+y∈3,4,从而PFPE∈[2,3]
所以方程P听·P?=1无解,A错误
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对于选项B,在△PFB中,FE引=2
由余弦定理得F5PRP+PRP-2 eos
结合PE+PE=4得4=16-3PEPF,即PPF=4
所Pmg如号-49-5,BE
2
对于选项C,由椭圆定义PE+PF=4,则PO+Pl=4+(Pg-PE)s4+lQ5
因为1=v2-2+(W32=2,所以PO+PF≤6
当B在线段PO上时取等号,此时F为P的中点,得P(0,-V,
该点在椭圆上且不是长轴端点,
故最大值为6,C正确
对于选项D,当直线不与轴重合时,设其方程为
x=my+l
代入椭圆方程得(3m2+4)y2+6my-9=0
6m
9
设A(5,X),B(,),则4+为=3m+4,出=3m+4.
又AE=Vm2+1yl,BE=Vm2+1y2,且y2<0
1,114-2
所以AEBF√m2+1y2l·
144(m2+1)
由0y-gP=0+y-4y%=6m+3
12Vm2+1
得以-y2=
3m2+4
1
1112Vm2+13m2+44
代入得AF BFm2+13m+4
93
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11=1+=
.14
当直线为x轴时,A(2,0),B(-2,0),此时AEBF33也成立,D正确.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分,
12若复数2满是:也=3+41,则2
【答案】5.
【解析】
【分析】
由复数的运算可得z=4-3i,再求其模即可
3+4i
Z=
=4-3i
【详解】解:由于z=3+4i,所以i
2=V42+(-3)2=5
故答案为:5.
【点睛】本题考查了复数的运算,重点考查了复数模的运算,属基础题
x2,y2
=
13.已知方程k+53-k表示焦点在x轴上的椭圆,则实数k的取值范围为
【答案】
(-1,3)
【解析】
【分析】根据椭圆的标准方程的形式,列出不等式组,即可求解。
x2.y2
【详解】根据题意,要使方程k+53-k表示焦点在x轴上的椭圆,
k+5>0
则满足
3-k>0
解得
,即实数的取值范围为
k+5>3-k
-1<k<3
k
(-1,3)
故答案为:
(-1,3)
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14.设二次函数f(x)=ar+(2b+)x-a-2(a,b∈R,a≠0)在B,4上至少有一个零点,则d2+b的
最小值为
1
【答案】100
【解析】
【分析】本题考查函数零点与方程根的关系及点到直线的距离公式的应用,同时考查函数的单调性,难度
较大,设t为二次函数在3,4]上的零点,则有ar+(2b+1)1-a-2=0,即-)a+2b+1-2=0,
a,b)
根据直线上一点
到原点的距离大于等于原点到直线的距离,得一不等式,对式子进行恰当变形后,
利用函数的单调性可求得+b
的最小值。
【详解】解:设t为二次函数在[3,4上的零点,则有a+(2b+1-a-2=0,
即(-)a+2h+t-2=0
因为直线(?-小x+2少+1-2=0上一点(a,)到原点的距离的平方大于等于原点到直线的距离的平方,
41e到数-2,2
因为y=1-2+5在,
100
,当
=3
、2
3
b=-
25,
50时取等号,
1
所以a2+b2的最小值为100.
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1
故答案为:100
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△ABC=个顶点是4(L4),B(-2,).C(2,3)
V
(1)求BC边中线AD所在直线方程;
(2)求AC边上的垂直平分线的直线方程:
(3)求点A到BC边的距离.
3x+y-1=0
【答案】(1)
3x-y+2=0
(2)
(3)2V2
【解析】
【分析】(1)求出BC中点的坐标,再求中线斜率,即可用点斜式得出直线方程:
(2)求出直线AC的中点及斜率,即可得出所求直线的斜率,从而可求得直线方程:
(3)求出直线BC的方程,再利用点到直线的距离公式即可得解
【小问1详解】
因为B(-2,).C(2,3)
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所以BC的中点D的坐标为(Q,),
=-3
又”三03
所以BC边上的中线方程为
-1=-3x
3x+y-1=0
即
【小问2详解】
因为A(-1,4).C(2,3)
C的肉引.-月
所以AC边上的垂直平分线的斜率k=3,
71
所以所求直线方程为23一2,
即3x-y+2=0
【小问3详解】
直线BC的方程为:y+1=x+2,即-y+1=0
,即
点A-1,4)到直线BC:x-v+1=0的距离为:4=一中=2万
√2
16.某公园为了吸引更多的游客,准备进一步美化环境.如图,准备在道路AB的一侧进行绿化,线段AB
长为4百米,C,D都设计在以AB为直径的半圆上.设∠COB=0
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(1)现要在四边形ABCD内种满郁金香,若
∠COD=z
3,则当0为何值时,郁金香种植面积最大:
(2)为了方便游客散步,现要铺设一条栈道,栈道由线段BC,CD和DA组成,若BC=CD,则当B为何
值时,栈道的总长1最长,并求1的最大值(单位:百米),
0=T
【答案】(1)当3时,郁金香种植面积最大;(1)当3为时,栈道的总长1最长,1的最大值为
6百米
【解析】
【分析】(I)求出利用三角形的面积公式可得四边形ABCD关于8的函数,利用三角函数的恒等变换可以得
到“一角一函”的形式,然后根据角的范围利用正弦函数的性质可求得面积最大值:
BC,DA
(2)利用余弦定理求得
关于的三角函数,相加可求出关于的三角函数表达式,利用二倍角公
式和换元思想转化为二次函数的最值,进而求解
【详解】解:(1)
:线段AB长为4百米,所以圆的半径为2百米,即OA=OB=OC=OD=2,
∠COD=E
3时,由三角形的面积公式得:
SARCD=S.ROC+S.COD+SDOA
1
=25sim0+)+3
64
2
∴.0<0<
一π
<6+<
-π
3,则6
66
sin+r
6
1,0+-,g0-
3时取等号,
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时
:当0-交
2v5sim0++5
64取得最大值,
0=T
当3时,郁金香种植面积最大:
(2)由余弦定理得:
BC=V22+22-2×2×2cos0=4sin
2,DA=V2+22+2×2×2×c0s20=4c0s0,
1=8sng+4eaw6oc0<到】
令t=si
2,0<
0π
24,
:0<t<2
1-8sm+4-2m)
=81+41-22)
0=T
2,即3时,1的最大值为6.
0-T
故当3为时,栈道的总长1最长,1的最大值为6百米.
本干面监角标系0中.飘E的丙个店点分别是5-L0.公00,并租坚达h之
(1)求椭圆E的离心率:
(2)直线:”=红-2与椭因E交于不同的两点4
,B
()求k的取值范围:
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(i)若OA1OB,求k的值,
3
【答案】(1)3
ea±阿
【解析】
【分析】()由条件确定C=1,再由椭圆的定义求得4=V5,即可求解,
(2)①设A(x,乃).B(x,乃),联立直线椭圆方程,由判别式大于0即可求解:
(ⅱ)结合韦达定理,由
OA.OB==0
即可求解.
【小问1详解】
x2.y2
因为椭圆E的焦点在x轴上,所以设椭圆E的标准方程为云+B户=1(a>6>0)
所以a=V5,则=a2-c2-2
x2 y2
3
故椭圆E的标准方程为3+2=1,则椭圆的离心率e=。=
a3;
【小问2详解】
①)设4(x,y),B(x,)
y=-2
联立
+号=1,2+x-12a+6=0
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3或6
白A-(12-4x6x2+3)小0,解狗k<-6或
3
的
12k
6
(ii)由(i)可得,
x+x=2+3,=2+3k,(*)
则=(a-2)(a,-2)=2x5-2k(x+x)+4
因为0A10B,所以O1.OB=x5+=0
则得(+)x5-2k(飞+x)+4=0
61+k2)24k2
将代入,可得2+322+3+4=0
解得tV②7
3,满足△>0
所以k的值为±?
18.如图1,在平面五边形ABCDE中,四边形ABCD是边长为1的菱形,∠BCD=60°,AD L AE,
AE=V2.将△ADE沿AD翻折至△MDP,如图2.点M在线段PD上运动.
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P(E)
B
D
B
图1
图2
(I)若PM=MD,证明:PB∥平面MAC:
(2)若,-4am=2,-4@,①求4M的长:②若M1CD,求二商角4-CD-P的余弦值.
【答案】(1)证明:如图所示,连接CA,BD,相交于点O,连接MO,
C
由菱形的性质可得,点O为BD的中点,
又PM=MD,所以M为PD中点,
所以MO为△BDP的中位线,
由中位线性质可得,PBI/MO,又MOC平面MAC,PBa平面MAC,
所以PB/I平面MAC
(2)①
√61
3②3
【解析】
【分析】(1)连
CM.BD,相交于点O,连接
O
PBMO
,由中位线性质可得
即可证明:
(2)①由菱形的性质可得,
BC1/AD,得到BCI/平面PAD,将'w-4m=2MD转化为
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AM=1AP+24D
MP=2MD,根据AP⊥AD,
3
3
,计算即可得到答案
②根据AE⊥AD,以点A为坐标原点,分别以AD,AE及垂直于平面AED的方向为x轴,y轴,z轴,
建立空间直角坐标系,由MP=2MD,AM⊥CD,求出点P坐标,求出平面PCD和平面ACD的法向
量,判断二面角A-CD-P是锐二面角,代入计算即可得到答案
【小问1详解】
略
【小问2详解】
①由菱形的性质可得,BCI/AD,又ADc平面PAD,BCC平面PAD,
所以BCII平面PAD,设BC到平面PAD的距离为h,
所以m-业m5m.hm-长o-灯m
3
又因为-m=2M-4D
所以S,=2S4n,即MP=2MD】
=+Pw=P+号m=+号而-丽)-写P+号40
所以
4w-a可-G4号0-gr+号而+号0。
因为AP=V2,AD=1,AP⊥AD
所以M-写例+×P=
3
②因为AE⊥AD,
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所以以点A为坐标原点,分别以AD,AE及垂直于平面AED的方向为x轴,y轴,z轴,建立空间直
角坐标系,如图所示,
设翻折角为A0∈[0,]),M(xy,z)】
由翻折的性质可得P0,V2cos8,V2sin0)小
PM=2PD
由①得
3
(ky-cas8,z-2sin0)-号ios8sn)
2
x=-
3
v2cos0
解得y=
3
,即
√2sin0
M2 V2cos0 Visino
3
33,3
因为AM⊥CD,所以
wm-g,好0
解得cos0-V6
3,则sin03
3
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设平面PCD的法向量为m=(a,bc)
易得平面4CD的一个法向量为=(0,01),
pcm=3a-756
26
3
c=0
a=v3b
所以
23,V6。
,解得
PD.m=a-
-b-
-c=0
、2b
C=
3
3
取=则T面pD的-个法向为m=
542
易得二面角A-CD-P是锐二面角,
√2
cos.(m=
mn
所以二面角
的余弦值为
m元
A-CD-P
可r
19已知圆O:+y广=9与x轴交于A,B,过点F(,0)的直线1交圆0于异于A,B的两点M,
(山当MW=42时,@直接写出直线'的方程(无需过程):②将圆0沿”轴折成直二面角,如图,在
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V10
上半圆上是否存在一点Q(异于A,B点),使平面ONg与平面BMN的夹角的余弦值为5?若存在,
BO
求出线段的长;若不存在,说明理由;
1
(2)将圆O上每一个点的横坐标保持不变,纵坐标缩短为原来的3,得到新的曲线C.点M,N经过
上述变化后记为M',N',直线MA与直线WB相交于T.①求出曲线C的方程;②求证:点T在定直
线上
【答案】(1)①x=-1②Bg=3V2
(2)设圆上点M(x,),N(x,y),伸缩变换后得到对应点
易知直线的斜率不为0,设的方程为
x=my-1
x=my-1
联立圆的方程:
x2+y2=9,因此有(m2+1)y2-2my-8=0,
由韦达定理
⅓m,=
2m
8
m2+1,
百yM防广-30+3+3)
线w%的方3-到
x+32(x+3)
设交点T(x,y),联立两直线方程得,x-3(x2-3):
2(my+2)_myy2+2y2
将直线1的方程代入得,y(my2-4)myy-4y·
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x+31
根据韦达定理化简得,x-32,
解得x=-9.
即点T在定直线x=-9上
【解析】
【分析】(1)对于①,根据题意即可写出对应方程,对于②,根据空间位置关系,建立空间直角坐标系,
表示对应坐标,结合空间中面面角的计算公式即可求解:
(2)根据变换后的曲线公式,联立直线与曲线的方程,结合直线方程与韦达定理,即可证明·
【小问1详解】
2
MN
①设圆心到弦的距离为d,因此有
2=r2
2
解得d=1,
当直线的斜率存在时,设直线的方程为y=(x+)
=d=kx0-0+。个
根据点到直线的距离公式,圆点到直线的距离
V+1√k2+1,此方程无解,
当直线的斜率不存在时,满足条件的直线方程为x=一1,
因此满足条件的直线方程为x=一1
②由题意得,以O为原点,原x轴(AB)所在直线为'轴,下半圆所在平面内垂直于AB的方向为x轴,
上半圆所在平面内垂直于AB的方向为2轴,建立空间直角坐标系,
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此时M(0-1,22),22,-10.B(0,30),0(0,0,0),
因此向量BM=(0,-4,2V2),BN=(22,-4,0).
设平面BMN的法向量为”=(:,H,乙),
%·BM=0」-4+2V2a1=0
因此
7BN=0,即122x-4y=01
取片=1,解得只=(V2,1V2)】
设上半圆上点的参数为a,a∈(0,),异于A,B,
则翻折后空间坐标为(0,3cosa,3sina)
设平面ON№的法向量为=(3,,2),
m0N=0∫22x2-为2=0
因此
h00=0'即1
3cosa.y2+3sin a.z=0'
取x=sina,则n=(sina,2V2sina,-22cosa)】
5
因此有网
了,解得6如2=0则a-子
因此2(0,0,3),故B0=V(0-0)2+(0-3)}2+(3-0)2=3V2
【小问2详解】
①根据变换关系,设圆0上的点为(x,%)】
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x=Xo
xo=x
因此有
=3%,即
%=3y1
代入整理得到曲线方程有9+少=1
②略
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