2020-2021学年湖北省十堰市高二(上)12月周测数学试卷人教A版
展开1. 已知α和β表示两个不重合的平面,a和b表示两条不重合的直线,则平面α//平面β的一个充分条件是( )
A.a//b,a//α且b//βB.a⊂α,b⊂α且a//β,b//β
C.a→⊥b→,a//α且b⊥βD.a//b,a⊥α且b⊥β
2. 设直线l1,l2的斜率和倾斜角分别为k1,k2和θ1,θ2,则“k1>k2”是“θ1>θ2”的( )
A.必要不充分条件B.充分不必要条件
C.充分必要条件D.既不充分也不必要条件
3. 如图圆锥的高 SO=3 ,底面直径 AB=2, C是圆O上一点,且 AC=1,则 SA 与BC所成角的余弦值为( )
A.34B.33C.14D.13
4. O为坐标原点,F为抛物线C:y2=4x的焦点,P为C 上一点,若|PF|=4,则△POF的面积为( )
A.2B.3C.2D.3
5. 日晷是中国古代用来测定时间的仪器,利用与晷面垂直的晷针投射到晷面的影子来测定时间.把地球看成一个球(球心记为O),地球上一点A的纬度是指OA与地球赤道所在平面所成角,点A处的水平面是指过点A且与OA垂直的平面.在点A处放置一个日晷,若晷面与赤道所在平面平行,点A处的纬度为北纬40∘,则晷针与点A处的水平面所成角为( )
A.20∘B.40∘C.50∘D.90∘
6. 已知圆C的方程为(x−1)2+(y−1)2=2 ,点P在直线y=x+3上,线段AB为圆C的直径,则PA→⋅PB→的最小值为( )
A.2B.52C.3D.72
7. 已知椭圆C:x2a2+y2b2=1(a>b>0)的左、右顶点分别为A1,A2,且以线段A1A2为直径的圆与直线bx−ay+2ab=0相切,则C的离心率为( )
A.63B.33C.23D.13
8. 设A,B是椭圆C:x23+y2m=1长轴的两个端点,若C上存在点M满足∠AMB=120∘,则m的取值范围是( )
A.0, 1∪9, +∞B.0, 3∪9, +∞C.0, 1∪4, +∞D.0, 3∪4, +∞
二、多选题
已知曲线C:mx2+ny2=1( )
A.若m>n>0,则C是椭圆,其焦点在y轴上
B.若m=n>0,则C是圆,其半径为n
C.若mn<0,则C是双曲线,其渐近线方程为y=±−mnx
D.若m=0,n>0,则C是两条直线
下列命题中正确的是( )
A.∃x∈0,+∞,2x>3xB.∃x∈0,1,lg2x
已知椭圆C的中心在原点,焦点F1,F2在y轴上,且短轴长为2,离心率为63,过焦点F1作y轴的垂线,交椭圆C于P,Q两点,则下列说法正确的是( )
A.椭圆方程为y23+x2=1B.椭圆方程为x23+y2=1
C.|PQ|=233D.△PF2Q的周长为43
已知点P在双曲线C:x216−y29=1上,F1,F2是双曲线C的左、右焦点,若△PF1F2的面积为20,则下列说法正确的有( )
A.点P到x轴的距离为203B.|PF1|+|PF2|=503
C.△PF1F2为钝角三角形D.∠F1PF2=π3
三、填空题
学生到工厂劳动实践,利用3D打印技术制作模型,如图,该模型为长方体ABCD−A1B1C1D1,挖去四棱锥O−EFGH后所得的几何体,其中O为长方体的中心,E,F,G,H,分别为所在棱的中点,AB=BC=6cm,AA1=4cm,3D打印所用原料密度为0.9g/cm2,不考虑打印损耗,制作该模型所需原料的质量为________g.
已知命题p:x2m−1+y2m−4=1表示双曲线,命题q:x2m−2+y24−m=1表示椭圆.若命题p与命题q都为真命题,则p是q的________条件?(请填写:“充分不必要条件”、“必要不充分条件”、“充要条件”和“既不充分也不必要条件”中的一个)
如图,在圆柱O1O2内有一个球O,该球与圆柱的上、下底面及母线均相切,记圆柱O1O2的体积为V1,球O的体积为V2,则V1V2的值是________.
设F1,F2为椭圆C:x236+y220=1的两个焦点,M为C上一点且在第一象限,若△MF1F2为等腰三角形,则M的坐标为________.
四、解答题
求解下列两问题.
(1)设p:函数y=lnx,x∈1e2,e3的值域,q∶函数y=−x2−a−2x+2aa+2(其中a>0)的定义域,若p是q的必要不充分条件,则求实数a的取值范围;
(2)若命题“∃x∈R,x2−2mx+m+6≤0”的否定是真命题,则求整数m的值.
如图,D为圆锥的顶点,O是圆锥底面的圆心,AE为底面直径,AE=AD, △ABC是底面的内接正三角形,P为DO上一点,PO=66DO.
(1)证明:PA⊥平面PBC;
(2)求二面角B−PC−E的余弦值.
已知一动圆与圆C1:(x+3)2+y2=9外切,且与圆C2:(x−3)2+y2=1内切.
(1)求动圆圆心P的轨迹方程C;
(2)过点Q(4, 1)能否作一条直线l与C交于A,B两点,且点Q是线段AB的中点,若存在,求出直线l方程;若不存在,说明理由.
近年来,武汉经济快速发展,跻身新一线城市行列,备受全国瞩目.无论是市内的快速交通网,还是辐射全国的高铁网,武汉的交通优势在同级别的城市内无能出其右.为了调查武汉市民对出行的满意程度,研究人员随机抽取了1000 名市民进行调查,并将满意程度以分数的形式统计成如下的频率分布直方图,其中a=4b.
(1)求a,b 的值;
(2)求被调查的市民的满意程度的平均数,众数,中位数;
(3)若按照分层抽样从[50, 60),[60, 70)中随机抽取8人,再从这8人中随机抽取2人,求至少有1人的分数在[50, 60)的概率.
在△ABC中,DE分别为AB,AC的中点,AB=2BC=2CD,如图1,以DE为折痕将△ADE折起,使点A到达点P的位置,如图2.
(1)证明:平面BCP⊥平面CEP;
(2)若平面DEP⊥平面BCED,求直线DP与平面BCP所成角的正弦值.
已知椭圆E:x2a2+y2b2=1(a>b>0)过点(2,0), 且其中一个焦点的坐标为(1,0).
(1)求椭圆E的方程;
(2)若直线l:x=my+1(m∈R)与椭圆交于两点A,B,在x轴上是否存在点M,使得MA→⋅MB→为定值?若存在,求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
参考答案与试题解析
2020-2021学年湖北省十堰市高二(上)12月周测数学试卷
一、选择题
1.
【答案】
D
【考点】
必要条件、充分条件与充要条件的判断
平面与平面平行的判定
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解:A,B,C选项中平面α和平面β均有可能相交;
D中由a//b,a⊥α可得b⊥α,又b⊥β,所以α//β.
故选D.
2.
【答案】
D
【考点】
必要条件、充分条件与充要条件的判断
【解析】
根据直线倾斜角和斜率之间的关系,利用充分条件和必要条件的定义进行判断即可
【解答】
解:直线l1,l2的斜率和倾斜角分别为k1,k2和θ1,θ2,
当倾斜角一个为锐角一个为钝角时,若“k1>k2”则“θ1与θ2”的大小不能确定,若“θ1>θ2”则“k1与k2”的大小也不能确定,
故则“k1>k2”是“θ1>θ2”的既不充分也不必要条件.
故选D.
3.
【答案】
A
【考点】
用空间向量求直线间的夹角、距离
【解析】
由空间向量的数量积运算及两空间向量所成的夹角得:建立空间直角坐标系,即可求SA与BC所成角的余弦值
【解答】
解:建立如图所示的空间直角坐标系得:
A(0,−1,0),B(0,1,0),S(0,0,3),C32,−12,0,
设SA→,BC→的夹角为θ,
又SA→=(0,−1,−3),BC→=32,−32,0,
则csθ=SA→⋅BC→|SA→||BC→|=34,
即SA与BC所成角的余弦值为34.
故选A.
4.
【答案】
B
【考点】
抛物线的求解
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解:由抛物线方程得:抛物线的准线方程为:x=−1,焦点F(1, 0).
又P为C上一点,|PF|=4,
∴ xP=3,
代入抛物线方程得:|yP|=23,
∴ S△POF=12×|OF|×|yP|=3.
故选B.
5.
【答案】
B
【考点】
在实际问题中建立三角函数模型
解三角形的实际应用
【解析】
先根据题目给定条件抽象出函数模型,然后利用空间线面位置关系求出线面角.
【解答】
解:画出截面图如图所示,
其中CD是赤道所在平面的截线,
l是点A处的水平面的截线,依题意可知OA⊥l,
AB是晷针所在直线,m是晷面的截线.
依题意依题意,晷面和赤道平面平行,晷针与晷面垂直,
根据平面平行的性质定理可得可知m//CD,根据线面垂直的定义可得AB⊥m.
由于∠AOC=40∘,m//CD,
所以∠OAG=∠AOC=40∘.
由于∠OAG+∠GAE=∠BAE+∠GAE=90∘,
所以∠BAE=∠OAG=40∘,也即晷针与点A处的水平面所成角为∠BAE=40∘.
故选B.
6.
【答案】
B
【考点】
向量在几何中的应用
平面向量数量积的运算
点到直线的距离公式
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解:PA→⋅PB→=(PC→+CA→)⋅(PC→+CB→)
=(PC→+CA→)⋅(PC→−CA→)
=|PC→|2−|CA→|2=|PC→|2−2≥(32)2−2=52.
故选B.
7.
【答案】
A
【考点】
椭圆的离心率
【解析】
以线段A1A2为直径的圆与直线bx−ay+2ab=0相切,可得原点到直线的距离2aba2+b2=a,化简即可得出.
【解答】
解:以线段A1A2为直径的圆与直线bx−ay+2ab=0相切,
∴ 原点到直线的距离2aba2+b2=a,化为:a2=3b2.
∴ 椭圆C的离心率e=ca=1−b2a2=63.
故选A.
8.
【答案】
A
【考点】
椭圆的应用
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解:假设长轴在x轴上,如图(1)所示.
设Mx0,y0y0≠0,
则kMA⋅kMB=y0x0+3⋅y0x0−3=y02x02−3①,
又因为x023+y02m=1,
所以y02=m1−x023②
将②代入①,得kMA⋅kMB=−m3.
令∠MAB=α,∠MBA=β,
则tanα>0,tanβ<0,tanα⋅tanβ=kMA⋅−kMB=m3.
因为tan(α+β)=tanα+tanβ1−tanα⋅tanβ≥2tanα⋅tanβ1−tanα⋅tanβ=23m3−m,
当且仅当α=β时,即M在y轴上时,上述等式成立.
所以M为短轴端点时,tan(α+β)最小,
此时α+β最小,即∠AMB=π−(α+β)最大.
因此,C上存在点M满足∠AMB=120∘,
只需∠AMB最大值大于等于120∘,如图(2),
只需tan∠AMO≥tan60∘=3,
即OAOM=3m≥3,得m≤1,即0
故选A.
二、多选题
【答案】
A,C,D
【考点】
双曲线的渐近线
椭圆的标准方程
圆的标准方程
【解析】
根据所给条件,逐一分析对应的方程形式,结合椭圆、圆、双曲线方程的定义进行判断即可.
【解答】
解:A,若m>n>0 ,则1m<1n,则根据椭圆定义,知x21m+y21n=1表示焦点在y轴上的椭圆,故A正确;
B,若m=n>0,则方程为x2+y2=1n,表示半径为1n的圆,故B错误;
C,根据求双曲线渐近线的方法,可以得双曲线的渐近线方程mx2+ny2=0,
又因为mn<0,
所以渐近线方程为y=±−mnx,故C正确;
D,当m=0,n>0时,则方程为y=±1n表示两条直线,故D正确.
故选ACD.
【答案】
B,D
【考点】
命题的真假判断与应用
对数函数的单调性与特殊点
指数式、对数式的综合比较
指数函数的单调性与特殊点
【解析】
无
【解答】
解:对于A,当x>0时, 2x3x=23x<1,
即∀x∈0,+∞,2x<3x恒成立,故选项A错误;
对于B,∵ lg2xlg3x=lgxlg2×lg3lgx=lg3lg2>1,
∴ lg2x
则当x=12时,lg12x>12x,故选项C错误;
对于D,当x=13时,lg1313=1,
当x=0时,(12)0=1,
则根据对数函数与指数函数的单调性可知,
当x∈0,13时,12x<1
【答案】
A,C,D
【考点】
椭圆的应用
椭圆的定义
直线与椭圆结合的最值问题
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解:由已知得, 2b=2,b=1 ,ca=63.
又a2=b2+c2 ,
解得 a2=3 ,
∴ 椭圆方程为 x2+y23=1,故A正确,B错误;
如图:
∴ |PQ|=2b2a=23=233,故C正确;
△PF2O的周长为4a=43,故D正确.
故选ACD.
【答案】
B,C
【考点】
双曲线的标准方程
双曲线的定义
余弦定理
斜率的计算公式
【解析】
根据双曲线的图象和性质,结合三角形的面积求出P的坐标,分别进行计算判断即可.
【解答】
解:由双曲线方程,得a=4,b=3,
则c=5.
由S△PF1F2=20,
即12×2c×|yP|=12×10|yP|=20,
解得|yP|=4,
即点P到x轴的距离为4,故A选项错误;
将|yP|=4代入双曲线方程,得|xP|=203,
根据对称性不妨设P(203, 4),
则|PF2|=(203−5)2+42=133,
由双曲线的定义知|PF1|−|PF2|=2a=8,
则|PF1|=8+133=373,
则|PF1|+|PF2|=133+373=503,故B选项正确;
在△PF1F2中,|PF1|=373>2c=10>|PF2|=133,
则kPF2=4−0203−5=125>0,
则△PF1F2为钝角三角形,故C选项正确;
cs∠F1PF2=|PF1|2+|PF2|2−|F1F2|22|PF1||PF2|
=(|PF1|−|PF2|)2+2|PF1||PF2|−1002|PF1||PF2|
=64−100+2×133×3732×133×373
=1−362×13×379=1−18×913×37≠12,故D选项错误.
故选BC.
三、填空题
【答案】
118.8
【考点】
柱体、锥体、台体的体积计算
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解:模型的体积为长方体的体积减去四棱锥的体积,
正方体的体积为:6×6×4=144cm3,
四棱锥的体积为:13×6×4×12×3=12cm3.
模型的体积为:144−12=132cm3.
模型的质量为:132×0.9=118.8g.
故答案为:118.8.
【答案】
必要不充分
【考点】
充分条件、必要条件、充要条件
复合命题及其真假判断
【解析】
【解答】
解:∵ 命题p:x2m−1+y2m−4=1表示双曲线是真命题,
∴ (m−1)(m−4)<0,
解得1
∴ m−2>0,4−m>0,m−2≠4−m,
解得2
故答案为:必要不充分.
【答案】
32
【考点】
球的表面积和体积
柱体、锥体、台体的体积计算
旋转体(圆柱、圆锥、圆台)
【解析】
设出球的半径,求出圆柱的体积以及球的体积即可得到结果.
【解答】
解:设球的半径为R,则球的体积为:43πR3,
圆柱的体积为:πR2⋅2R=2πR3.
则V1V2=2πR343πR3=32.
故答案为:32.
【答案】
(3,15)
【考点】
椭圆的应用
椭圆的定义
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解:因为M在椭圆上,设M横坐标为t,则M(t,180−5t29);
又因为△MF1F2为等腰三角形且M在第一象限,
则MF1=F1F2,
由题意得F1F2=8.
(t+4)2+(180−5t29)2=64,
解得t=3或t=−21(舍去).
当t=3时,M的坐标为(3,15).
故答案为:(3,15).
四、解答题
【答案】
解:(1)x∈1e2,e3时, lnx∈−2,3,命题p对应集合是A=−2,3,
由−x2−a−2x+2aa+2≥0解得−2a≤x≤a+2,即命题q对应集合是−2a,a+2,
∵ p是q的必要不充分条件,
∴ −2a≥−2,a+2≤3,解得a≤1,
a=1时,B=−2,3=A,不合题意,
又a>0,
∴ 0(2)命题“∃x∈R,x2−2mx+m+6≤0”的否定是“∀x∈R,x2−2mx+m+6>0”,
它是真命题,则Δ=4m2−4m+6<0,解得−2
函数的定义域及其求法
对数函数的值域与最值
根据充分必要条件求参数取值问题
全称命题与特称命题
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解:(1)x∈1e2,e3时, lnx∈−2,3,命题p对应集合是A=−2,3,
由−x2−a−2x+2aa+2≥0解得−2a≤x≤a+2,即命题q对应集合是−2a,a+2,
∵ p是q的必要不充分条件,
∴ −2a≥−2,a+2≤3,解得a≤1,
a=1时,B=−2,3=A,不合题意,
又a>0,
∴ 0(2)命题“∃x∈R,x2−2mx+m+6≤0”的否定是“∀x∈R,x2−2mx+m+6>0”,
它是真命题,则Δ=4m2−4m+6<0,解得−2
(1)证明:不妨设⊙O半径为1,
则OA=OB=OC=1,AE=AD=2,
AB=BC=AC=3,
DO=DA2−OA2=3, PO=66DO=22,
PA=PB=PC=PO2+AO2=62,
在△PAC中,PA2+PC2=AC2,
故PA⊥PC.
同理可得PA⊥PB.
又PB∩PC=P,
∴ PA⊥平面PBC.
(2)解:建立如图所示坐标系O−xyz,
则有B(32,12,0),C(−32,12,0) ,P0,0,22,E0,1,0.
故BC→=−3,0,0 ,CE→=32,12,0 ,
CP→=32,−12,22.
设平面PBC的法向量为n1→=(x,y,z),
由CP→⋅n1→=0,BC→⋅n1→=0,
得:32x−12y+22z=0,−3x=0,
令z=1,
得n1→=(0,2,1),
同理可求得平面PCE的法向量为n2→=2,−6,−23.
故csθ=|n1→⋅n2→|n1→|⋅|n2→||=255,
故二面角B−PC−E的余弦值为255.
【考点】
用空间向量求平面间的夹角
直线与平面垂直的判定
【解析】
(1)先由已知条件和勾股定理逆定理易得PA⊥PC,PA⊥PB,然后根据线面垂直的判定定理进而得证;
(2)建立合适的空间直角坐标系,求出平面PBC及平面PCE的法向量,利用向量的夹角公式即可得解.
【解答】
(1)证明:不妨设⊙O半径为1,
则OA=OB=OC=1,AE=AD=2,
AB=BC=AC=3,
DO=DA2−OA2=3, PO=66DO=22,
PA=PB=PC=PO2+AO2=62,
在△PAC中,PA2+PC2=AC2,
故PA⊥PC.
同理可得PA⊥PB.
又PB∩PC=P,
∴ PA⊥平面PBC.
(2)解:建立如图所示坐标系O−xyz,
则有B(32,12,0),C(−32,12,0) ,P0,0,22,E0,1,0.
故BC→=−3,0,0 ,CE→=32,12,0 ,
CP→=32,−12,22.
设平面PBC的法向量为n1→=(x,y,z),
由CP→⋅n1→=0,BC→⋅n1→=0,
得:32x−12y+22z=0,−3x=0,
令z=1,
得n1→=(0,2,1),
同理可求得平面PCE的法向量为n2→=2,−6,−23.
故csθ=|n1→⋅n2→|n1→|⋅|n2→||=255,
故二面角B−PC−E的余弦值为255.
【答案】
解:(1)设动圆圆心P(x, y),半径为r,
根据题意得:|PC1|=r+3,|PC2|=r−1,
所以|PC1|−|PC2|=4,
则动圆圆心P轨迹为双曲线(右支),
a=2,c=3,b=5,
其方程为x24−y25=1(x≥2).
(2)设A(x1, y1),B(x2, y2),由题意x1≠x2,
x124−y125=1①,
x224−y225=1②,
得x12−x224−y12−y225=0,
(x1+x2)(x1−x2)4−(y1+y2)(y1−y2)5=0,
(x1+x2)4−(y1+y2)5⋅y1−y2x1−x2=0,
12⋅x1+x22−25⋅y1+y22⋅y1−y2x1−x2=0,
12⋅4−25⋅1⋅kAB=0,
所以kAB=5,
所以存在这样的直线,且l:5x−y−19=0.
【考点】
轨迹方程
直线与双曲线结合的最值问题
【解析】
(1)直接利用条件列出关系式,结合双曲线的定义,求出圆心P的轨迹方程;
(2)利用点差法,就可求出斜率,然后写出直线方程.
【解答】
解:(1)设动圆圆心P(x, y),半径为r,
根据题意得:|PC1|=r+3,|PC2|=r−1,
所以|PC1|−|PC2|=4,
则动圆圆心P轨迹为双曲线(右支),
a=2,c=3,b=5,
其方程为x24−y25=1(x≥2).
(2)设A(x1, y1),B(x2, y2),由题意x1≠x2,
x124−y125=1①,
x224−y225=1②,
得x12−x224−y12−y225=0,
(x1+x2)(x1−x2)4−(y1+y2)(y1−y2)5=0,
(x1+x2)4−(y1+y2)5⋅y1−y2x1−x2=0,
12⋅x1+x22−25⋅y1+y22⋅y1−y2x1−x2=0,
12⋅4−25⋅1⋅kAB=0,
所以kAB=5,
所以存在这样的直线,且l:5x−y−19=0.
【答案】
解:(1)(b+0.008+a+0.027+0.035)×10=1,
其中a=4b,解得:a=0.024,b=0.006.
(2)随机抽取了1000名市民进行调查,则估计被调查的市民的满意程度的
平均数:55×0.08+65×0.24+75×0.35+85×0.27
+95×0.06=74.9,
众数:75,
中位数:70+0.5−0.08−≈75.14.
(3)依题意,知分数在[50,60)的市民抽取了2人,记为a,b,分数在[60,70)的市民抽取了6人,记为
1,2,3,4,5,6,所以从这8人中随机抽取2人所有的情况为:
a,b,a,1,a,2,a,3,a,4,a,5,a,6,
b,1,b,2,b,3,b,4,(b,5),b,6,
1,2,1,3,1,4,1,5,1,6,
2,3,2,4,2,5,2,6,
3,4,3,5,3,6,4,5,(4,6),5,6共28种,其中满足条件的为
a,b,a,1,a,2,a,3,a,4,a,5,a,6,
b,1,b,2,b,3,b,4,(b,5),b,6共13种,
设“至少有1人的分数在[50,60)”的事件为A,则PA=1328.
【考点】
频率分布直方图
众数、中位数、平均数
列举法计算基本事件数及事件发生的概率
【解析】
(Ⅰ)根据题目频率分布直方图频率之和为1,已知其中a=4b,可得答案.
(Ⅱ)利用矩形的面积等于频率为0.5可估算中位数所在的区间.利用估算中位数定义,矩形最高组估算纵数可得答案;
(Ⅲ)利用古典概型的定义找出概率的分子分母求概率即可.
【解答】
解:(1)(b+0.008+a+0.027+0.035)×10=1,
其中a=4b,解得:a=0.024,b=0.006.
(2)随机抽取了1000名市民进行调查,则估计被调查的市民的满意程度的
平均数:55×0.08+65×0.24+75×0.35+85×0.27
+95×0.06=74.9,
众数:75,
中位数:70+0.5−0.08−≈75.14.
(3)依题意,知分数在[50,60)的市民抽取了2人,记为a,b,分数在[60,70)的市民抽取了6人,记为
1,2,3,4,5,6,所以从这8人中随机抽取2人所有的情况为:
a,b,a,1,a,2,a,3,a,4,a,5,a,6,
b,1,b,2,b,3,b,4,(b,5),b,6,
1,2,1,3,1,4,1,5,1,6,
2,3,2,4,2,5,2,6,
3,4,3,5,3,6,4,5,(4,6),5,6共28种,其中满足条件的为
a,b,a,1,a,2,a,3,a,4,a,5,a,6,
b,1,b,2,b,3,b,4,(b,5),b,6共13种,
设“至少有1人的分数在[50,60)”的事件为A,则PA=1328.
【答案】
(1)证明:在题图1中,因为AB=2BC=2CD,且D为AB的中点,
由平面几何知识,得∠ACB=90∘.
又因为E为AC的中点,
所以DE//BC.
在题图2中,CE⊥DE,PE⊥DE,CE∩PE=E,
所以DE⊥平面CEP,
所以BC⊥平面CEP.
又因为BC⊂平面BCP,
所以平面BCP⊥平面CEP.
(2)解:因为平面DEP⊥平面BCED,平面DEP∩平面BCED=DE,
EP⊂ 平面DEP,EP⊥DE,
所以EP⊥平面BCED.
又因为CE⊂平面BCED,
所以EP⊥CE.
以E为坐标原点,分别以 ED→,EC→,EP→的方向为x轴,y轴,z轴的正方向建立如图所示的空间直角坐标系,
在题图1中,设BC=2a,
则AB=4a,AC=23a,AE=CE=3a,DE=a,
则P(0,0,3a),D(a,0,0),C(0,3a,0),B(2a,3a,0).
所以DP→=(−a,0,3a),BC→=(−2a,0,0),CP→=(0,−3a,3a).
设n→=(x,y,z) 为平面BCP的法向量,
则n→⋅BC→=0,n→⋅CP→=0,即 −2ax=0,−3ay+3a=0,
令y=1,则z=1,
所以n→=(0,1,1).
设DP与平面BCP所成的角为θ,
则sinθ=|cs
所以直线DP与平面BCP所成角的正弦值为64.
【考点】
平面与平面垂直的判定
用空间向量求直线与平面的夹角
【解析】
此题暂无解析
【解答】
(1)证明:在题图1中,因为AB=2BC=2CD,且D为AB的中点,
由平面几何知识,得∠ACB=90∘.
又因为E为AC的中点,
所以DE//BC.
在题图2中,CE⊥DE,PE⊥DE,CE∩PE=E,
所以DE⊥平面CEP,
所以BC⊥平面CEP.
又因为BC⊂平面BCP,
所以平面BCP⊥平面CEP.
(2)解:因为平面DEP⊥平面BCED,平面DEP∩平面BCED=DE,
EP⊂ 平面DEP,EP⊥DE,
所以EP⊥平面BCED.
又因为CE⊂平面BCED,
所以EP⊥CE.
以E为坐标原点,分别以 ED→,EC→,EP→的方向为x轴,y轴,z轴的正方向建立如图所示的空间直角坐标系,
在题图1中,设BC=2a,
则AB=4a,AC=23a,AE=CE=3a,DE=a,
则P(0,0,3a),D(a,0,0),C(0,3a,0),B(2a,3a,0).
所以DP→=(−a,0,3a),BC→=(−2a,0,0),CP→=(0,−3a,3a).
设n→=(x,y,z) 为平面BCP的法向量,
则n→⋅BC→=0,n→⋅CP→=0,即 −2ax=0,−3ay+3a=0,
令y=1,则z=1,
所以n→=(0,1,1).
设DP与平面BCP所成的角为θ,
则sinθ=|cs
所以直线DP与平面BCP所成角的正弦值为64.
【答案】
解:(1)由已知得a=2,c=1,
∴b=3,
则E的方程式为x24+y23=1.
(2)假设存在点M(x0,0),使得MA→⋅MB→为定值,
联立x24+y23=1,x=my+1,得(3m2+4)y2+6my−9=0.
设A(x1,y1),B(x2,y2),
则y1+y2=−6m3m2+4,y1⋅y2=−93m2+4,
MA→=(x1−x0,y1),MB→=(x2−x0,y2),
∴ MA→⋅MB→=(x1−x0)⋅(x2−x0)+y1⋅y2
=(m2+1)y1⋅y2+(1−x0)m(y1+y2)+(1−x0)2
=(m2+1)(−93m2+4)+(1−x0)m(−6m3m2+4)+(1−x0)2
=(6x0−15)m2−93m2+4+(1−x0)2.
要使上式为定值,即与m无关,应有6x0−153=−94,
解得x0=118,此时MA→⋅MB→=−13564.
∴ 存在点M(118,0)使得MA→⋅MB→=−13564为定值.
【考点】
椭圆的标准方程
圆锥曲线中的定点与定值问题
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解:(1)由已知得a=2,c=1,
∴b=3,
则E的方程式为x24+y23=1.
(2)假设存在点M(x0,0),使得MA→⋅MB→为定值
联立x24+y23=1,x=my+1,得(3m2+4)y2+6my−9=0.
设A(x1,y1),B(x2,y2),
则y1+y2=−6m3m2+4,y1⋅y2=−93m2+4,
MA→=(x1−x0,y1),MB→=(x2−x0,y2),
∴ MA→⋅MB→=(x1−x0)⋅(x2−x0)+y1⋅y2
=(m2+1)y1⋅y2+(1−x0)m(y1+y2)+(1−x0)2
=(m2+1)(−93m2+4)+(1−x0)m(−6m3m2+4)+(1−x0)2
=(6x0−15)m2−93m2+4+(1−x0)2.
要使上式为定值,即与m无关,应有6x0−153=−94,
解得x0=118,此时MA→⋅MB→=−13564.
∴ 存在点M(118,0)使得MA→⋅MB→=−13564为定值.
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