辽宁省丹东市2022-2023学年高二上学期期末数学试题(含答案详解)
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1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上.
2.答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑.如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号.回答非选择题时,将答案写在答题卡上.写在本试卷上无效.
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回.
一、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. 抛物线 SKIPIF 1 < 0 的准线方程为( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】B
【解析】
【分析】由抛物线定义即可求.
【详解】由定义可知,抛物线 SKIPIF 1 < 0 的准线方程为 SKIPIF 1 < 0 .
故选:B
2. 学校组织社团活动,要求每名同学必须且只能参加一个社团,现仅剩的3个社团供4名同学选择,则不同的选择方法有( )
A. SKIPIF 1 < 0 种B. SKIPIF 1 < 0 种C. SKIPIF 1 < 0 种D. SKIPIF 1 < 0 种
【答案】D
【解析】
分析】由分步计数乘法原理即可求解
【详解】由题意可得,每名同学共有3种选择,故不同的选择方法有 SKIPIF 1 < 0 种
故选:D
3. 已知椭圆过点 SKIPIF 1 < 0 ,焦点分别为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,则椭圆的离心率为( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】A
【解析】
【分析】由题可得椭圆方程,后可得椭圆离心率.
【详解】设椭圆方程为 SKIPIF 1 < 0 ,由题有: SKIPIF 1 < 0 .
则 SKIPIF 1 < 0 ,故离心率为 SKIPIF 1 < 0 .
故选:A
4. 已知空间向量 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,若 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 共面,则实数 SKIPIF 1 < 0 的值为( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. 6C. SKIPIF 1 < 0 D. 12
【答案】A
【解析】
【分析】根据向量共面,建立方程组,解得答案.
【详解】由 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 共面,可设 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
由 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,代入第三个方程可得: SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 .
故选:A.
5. 在正方体 SKIPIF 1 < 0 中,点 SKIPIF 1 < 0 是 SKIPIF 1 < 0 的中点,则二面角 SKIPIF 1 < 0 的平面角的正切值为( )
A. 1B. 5C. 2D. SKIPIF 1 < 0
【答案】C
【解析】
【分析】由题可得 SKIPIF 1 < 0 为二面角 SKIPIF 1 < 0 的平面角,后结合题目条件可得答案.
【详解】如图,因几何体为正方体,则 SKIPIF 1 < 0 面 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 面 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
又 SKIPIF 1 < 0 平面 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 即为二面角 SKIPIF 1 < 0 的平面角.
过E做直线 SKIPIF 1 < 0 垂线,交 SKIPIF 1 < 0 于F,则F为 SKIPIF 1 < 0 中点.
故 SKIPIF 1 < 0 .
故选:C
6. 双曲线 SKIPIF 1 < 0 的焦点到渐近线的距离等于 SKIPIF 1 < 0 ,则双曲线 SKIPIF 1 < 0 的渐近线方程为( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】C
【解析】
【分析】由点到直线距离公式可得 SKIPIF 1 < 0 间关系,据此可得答案.
【详解】由题,双曲线的一条渐近线的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,右焦点为 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,故渐近线方程为 SKIPIF 1 < 0 .
故选:C
7. 如图所示为某公园景观的一隅,是由 SKIPIF 1 < 0 五处区域构成,现为了美观要将五处区域用鲜花装饰,要求相邻区域种植不同色的鲜花,有 SKIPIF 1 < 0 种颜色鲜花可供选用,则不同的装饰方案数为( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】B
【解析】
【分析】依次确定区域 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 的选法种数,结合分步乘法计数原理可得结果.
【详解】区域 SKIPIF 1 < 0 有 SKIPIF 1 < 0 种颜色鲜花可供选择,区域 SKIPIF 1 < 0 有 SKIPIF 1 < 0 种颜色鲜花可供选择,区域 SKIPIF 1 < 0 有 SKIPIF 1 < 0 种颜色鲜花可供选择,
区域 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 各有 SKIPIF 1 < 0 种颜色鲜花可供选择,
由分步乘法计数原理可知,不同的装饰方案数为 SKIPIF 1 < 0 种.
故选:B.
8. 已知圆 SKIPIF 1 < 0 与圆 SKIPIF 1 < 0 交于A,B两点,则四边形 SKIPIF 1 < 0 的面积为( )
A. 12B. 6C. 24D. SKIPIF 1 < 0
【答案】A
【解析】
【分析】由两圆标准方程得圆心坐标和半径,由 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 可知 SKIPIF 1 < 0 ,则四边形 SKIPIF 1 < 0 的面积 SKIPIF 1 < 0 ,计算即可.
【详解】圆 SKIPIF 1 < 0 ,圆心坐标为 SKIPIF 1 < 0 ,半径 SKIPIF 1 < 0 ,
圆 SKIPIF 1 < 0 化成标准方程为 SKIPIF 1 < 0 ,圆心坐标为 SKIPIF 1 < 0 ,半径 SKIPIF 1 < 0 ,
圆 SKIPIF 1 < 0 与圆 SKIPIF 1 < 0 都过点 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,如图所示,
又 SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,由对称性可知, SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,则四边形 SKIPIF 1 < 0 的面积 SKIPIF 1 < 0 .
故选:A
二、选择题:本题共4小题,每小题5分,共20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5分,部分选对的得2分,有选错的得0分.
9. 20件产品中有18件合格品,2件次品,从这20件产品中任意抽取3件,则抽出的3件产品中至少有1件次品的抽法表述正确的是( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】BCD
【解析】
【分析】直接法:抽出的3件产品中至少有1件次品有两种可能:恰有1件次品和恰有2件次品,运即可算求解;间接法:法一:20件产品中任意抽取3件的抽法减去没有次品(全为合格品)的抽法;法二:先抽取1件次品,再从剩余的19件中任取2件,减去重复一次的情况(2个次品).
【详解】直接法:抽出的3件产品中至少有1件次品有如下可能:
抽出的3件产品中恰有1件次品的抽法 SKIPIF 1 < 0 ;
抽出的3件产品中恰有2件次品的抽法 SKIPIF 1 < 0 ;
故抽出的3件产品中至少有1件次品的抽法为 SKIPIF 1 < 0 ,A错误,B正确;
间接法:法一:这20件产品中任意抽取3件的抽法为 SKIPIF 1 < 0 ,抽出的3件产品中没有次品(全为合格品)的抽法为 SKIPIF 1 < 0 ,
故抽出的3件产品中至少有1件次品的抽法为 SKIPIF 1 < 0 ,C正确;
法二:先抽取1件次品,再从剩余的19件中任取2件,抽法为 SKIPIF 1 < 0 ,但2个次品的情况重复一次,抽出2个次品的抽法为 SKIPIF 1 < 0 ,
故抽出的3件产品中至少有1件次品的抽法为 SKIPIF 1 < 0 ,D正确;
故选:BCD.
10. 若 SKIPIF 1 < 0 ,则( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0
C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】AC
【解析】
【分析】对ACD,由赋值法可判断;对B,由二项式展开项通项公式可求.
【详解】对A,令 SKIPIF 1 < 0 得 SKIPIF 1 < 0 ,A对;
对B,由二项式展开项通项公式可得第2项为 SKIPIF 1 < 0 ,B错
对C,令 SKIPIF 1 < 0 得 SKIPIF 1 < 0 ,C对;
对D,令 SKIPIF 1 < 0 得 SKIPIF 1 < 0 ,D错.
故选:AC.
11. 已知直线 SKIPIF 1 < 0 ,则下列表述正确的是( )
A. 当 SKIPIF 1 < 0 时,直线的倾斜角为 SKIPIF 1 < 0
B. 当实数 SKIPIF 1 < 0 变化时,直线 SKIPIF 1 < 0 恒过点 SKIPIF 1 < 0
C. 当直线 SKIPIF 1 < 0 与直线 SKIPIF 1 < 0 平行时,则两条直线的距离为1
D. 直线 SKIPIF 1 < 0 与两坐标轴正半轴围成的三角形面积的最小值为4
【答案】ABD
【解析】
【分析】A选项,可求出直线斜率,即可判断选项正误;
B选项,将直线方程整理为 SKIPIF 1 < 0 ,由此可得直线所过定点;
C选项,由题可得 SKIPIF 1 < 0 ,后由平行直线距离公式可判断选项;
D选项,分别令 SKIPIF 1 < 0 ,可得直线与 SKIPIF 1 < 0 轴,x轴交点为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
则围成三角形面积为 SKIPIF 1 < 0 ,后由基本不等式可判断选项.
【详解】A选项,当 SKIPIF 1 < 0 时,直线方程为 SKIPIF 1 < 0 ,可得直线斜率为1,则倾斜角为 SKIPIF 1 < 0 ,故A正确;
B选项,由题可得 SKIPIF 1 < 0 ,则直线过定点 SKIPIF 1 < 0 ,故B正确;
C选项,因直线 SKIPIF 1 < 0 与直线 SKIPIF 1 < 0 平行,则 SKIPIF 1 < 0 ,则直线方程为: SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 .则 SKIPIF 1 < 0 与直线 SKIPIF 1 < 0 之间的距离为
SKIPIF 1 < 0 ,故C错误;
D选项,分别令 SKIPIF 1 < 0 ,可得直线与 SKIPIF 1 < 0 轴,x轴交点为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
又交点在两坐标轴正半轴,则 SKIPIF 1 < 0 .故围成三角形面积为 SKIPIF 1 < 0 ,当且仅当
SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 时取等号.即面积最小值为4,故D正确.
故选:ABD.
12. 在棱长为2的正方体 SKIPIF 1 < 0 中,E,F分别是 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 边上的动点,且满足 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .则( )
A. 当 SKIPIF 1 < 0 时,正方体各棱与平面 SKIPIF 1 < 0 夹角相等
B. 当 SKIPIF 1 < 0 时,存在 SKIPIF 1 < 0 使得直线 SKIPIF 1 < 0 与平面 SKIPIF 1 < 0 垂直
C. 当 SKIPIF 1 < 0 时,满足 SKIPIF 1 < 0 的点 SKIPIF 1 < 0 有且只有两个
D. 当 SKIPIF 1 < 0 时,异面直线 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 的距离为 SKIPIF 1 < 0
【答案】AD
【解析】
【分析】建立空间直角坐标系,利用向量解决夹角、距离、平行等问题.
【详解】以D为原点, SKIPIF 1 < 0 的方向为 SKIPIF 1 < 0 轴, SKIPIF 1 < 0 轴, SKIPIF 1 < 0 轴正方向建立如图所示的空间直角坐标系,
则有 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
设平面 SKIPIF 1 < 0 的一个法向量为 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,令 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 ,同理 SKIPIF 1 < 0 ,
由此可得正方体各棱与平面 SKIPIF 1 < 0 夹角相等,A正确;
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 不垂直,
所以直线 SKIPIF 1 < 0 与平面 SKIPIF 1 < 0 不垂直,B错误;
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,设 SKIPIF 1 < 0 ,由 SKIPIF 1 < 0 ,有 SKIPIF 1 < 0 ,化简得 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,所以这样点 SKIPIF 1 < 0 不可能有两个,C错误;
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 的中点为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 的中点为 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 是异面直线 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 的公垂线段,且 SKIPIF 1 < 0 ,
所以异面直线 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 的距离为 SKIPIF 1 < 0 ,D正确.
故选:AD
三、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分.
13. 已知异面直线 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 的方向向量分别为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 则异面直线 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 所成角的余弦值为______.
【答案】 SKIPIF 1 < 0
【解析】
【分析】根据异面直线夹角求余弦值的坐标公式,可得答案.
【详解】设异面直线 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 所成角为 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 .
故答案为: SKIPIF 1 < 0 .
14. “杨辉三角”是中国古代数学文化的瑰宝之一,最早在 SKIPIF 1 < 0 年中国南宋数学家杨辉所著的《详解九章算法》一书中出现,欧洲数学家帕斯卡在 SKIPIF 1 < 0 年才发现这一规律,比杨辉要晩近四百年.如图所示的杨辉三角中,从第 SKIPIF 1 < 0 行开始,每一行除 SKIPIF 1 < 0 外,其他每一个数字都是其上一行的左右两个数字之和,若在杨辉三角中存在某一行,满足该行中有三个相邻的数字之比为 SKIPIF 1 < 0 ,则这一行是第______行.
【答案】 SKIPIF 1 < 0
【解析】
【分析】设这一行为第 SKIPIF 1 < 0 行,且这三个数分别为 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 ,利用组合数公式可得出关于 SKIPIF 1 < 0 的等式,解出 SKIPIF 1 < 0 的值,即可得解.
【详解】由题意可知,这一行为第 SKIPIF 1 < 0 行,且这三个数分别为 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 ,
由题意可得 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,
因此,这一行是第 SKIPIF 1 < 0 行.
故答案为: SKIPIF 1 < 0 .
15. 平行六面体 SKIPIF 1 < 0 的底面是菱形, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,线段 SKIPIF 1 < 0 的长度为 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ______.
【答案】 SKIPIF 1 < 0 ##0.5
【解析】
【分析】利用空间向量基本定理得到 SKIPIF 1 < 0 ,平方后,利用数量积公式列出方程,求出 SKIPIF 1 < 0 .
【详解】因为 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0
因为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
解得: SKIPIF 1 < 0 .
故答案为: SKIPIF 1 < 0
16. 已知椭圆 SKIPIF 1 < 0 ,直线 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 在第一象限交于A,B两点,直线 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 轴和 SKIPIF 1 < 0 轴分别交于M,N两点,且 SKIPIF 1 < 0 ,点 SKIPIF 1 < 0 为 SKIPIF 1 < 0 的中点,直线 SKIPIF 1 < 0 倾斜角的正切值为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,则直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为______;椭圆 SKIPIF 1 < 0 的离心率为______.
【答案】 ①. SKIPIF 1 < 0 ②. SKIPIF 1 < 0
【解析】
【分析】利用几何知识求出直线 SKIPIF 1 < 0 的斜率,利用中点 SKIPIF 1 < 0 坐标求出点 SKIPIF 1 < 0 坐标,即可得出直线 SKIPIF 1 < 0 的方程.设出点 SKIPIF 1 < 0 坐标,利用点差法,即可得出椭圆 SKIPIF 1 < 0 的离心率.
【详解】由题意,在 SKIPIF 1 < 0 中, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
由几何知识得,直线 SKIPIF 1 < 0 与直线 SKIPIF 1 < 0 关于点 SKIPIF 1 < 0 所在 SKIPIF 1 < 0 轴对称,
∵直线 SKIPIF 1 < 0 倾斜角的正切值为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
∴直线 SKIPIF 1 < 0 的斜率为 SKIPIF 1 < 0 ,
设 SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 ,解得: SKIPIF 1 < 0
∴ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴离心率: SKIPIF 1 < 0
故答案为: SKIPIF 1 < 0 ; SKIPIF 1 < 0 .
四、解答题:本题共6小题,共70分.解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤.
17. 已知圆 SKIPIF 1 < 0 的圆心在直线 SKIPIF 1 < 0 上,且与直线 SKIPIF 1 < 0 相切于原点.
(1)求原点 SKIPIF 1 < 0 关于直线 SKIPIF 1 < 0 对称点的坐标;
(2)求圆 SKIPIF 1 < 0 的方程.
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0
(2) SKIPIF 1 < 0
【解析】
【分析】(1)若两点关于直线对称,则两点连线中点在直线上,且两点连线与直线垂直,据此可得答案;
(2)因圆 SKIPIF 1 < 0 与直线 SKIPIF 1 < 0 相切于原点,则圆 SKIPIF 1 < 0 过原点,且圆心在直线 SKIPIF 1 < 0 上,又圆心在直线 SKIPIF 1 < 0 上,可求得圆心坐标与圆的半径.
【小问1详解】
设原点 SKIPIF 1 < 0 关于直线 SKIPIF 1 < 0 对称点坐标为 SKIPIF 1 < 0 ,则两个点的中点坐标为 SKIPIF 1 < 0 .
∵中点直线 SKIPIF 1 < 0 上,得到: SKIPIF 1 < 0 ①.
又过两个对称点的直线与已知直线垂直,∴ SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ②.
联立①②解得对称点坐标为 SKIPIF 1 < 0 ;
【小问2详解】
过原点且与直线 SKIPIF 1 < 0 垂直的直线方程为 SKIPIF 1 < 0 ,由题圆心在 SKIPIF 1 < 0 上.
又圆心在直线 SKIPIF 1 < 0 上,联立直线: SKIPIF 1 < 0 ,即圆心为 SKIPIF 1 < 0 .
由题原点在圆 SKIPIF 1 < 0 上,则半径 SKIPIF 1 < 0 ,则所求圆的方程为: SKIPIF 1 < 0 .
18. 如图,在直三棱柱 SKIPIF 1 < 0 中, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
(1)求点 SKIPIF 1 < 0 到平面 SKIPIF 1 < 0 的距离;
(2)若点 SKIPIF 1 < 0 是棱 SKIPIF 1 < 0 的中点,求直线 SKIPIF 1 < 0 与平面 SKIPIF 1 < 0 所成角的正弦值.
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0
(2) SKIPIF 1 < 0
【解析】
【分析】如图,建立以C为原点的空间直角坐标系.
(1)求出平面 SKIPIF 1 < 0 的法向量 SKIPIF 1 < 0 ,设点 SKIPIF 1 < 0 到面 SKIPIF 1 < 0 的距离为 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ;
(2)设直线 SKIPIF 1 < 0 与平面 SKIPIF 1 < 0 成角正弦值为 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 .
【小问1详解】
因为直三棱柱 SKIPIF 1 < 0 底面三角形 SKIPIF 1 < 0 满足: SKIPIF 1 < 0 ,
且 SKIPIF 1 < 0 ,则以 SKIPIF 1 < 0 为坐标原点, SKIPIF 1 < 0 的方向为 SKIPIF 1 < 0 轴正方向,建立如图所示的空间直角坐标系 SKIPIF 1 < 0 .
则B(0,2,0),A(2,0,0),C(0,0,2), SKIPIF 1 < 0 (0,2,2), SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .设面 SKIPIF 1 < 0 的法向量为 SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 ,取 SKIPIF 1 < 0 .
又 SKIPIF 1 < 0 ,设点 SKIPIF 1 < 0 到面 SKIPIF 1 < 0 的距离为 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 .
【小问2详解】
由题可得 SKIPIF 1 < 0 ,设 SKIPIF 1 < 0 与面 SKIPIF 1 < 0 的夹角为 SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 .
【点睛】
19. 双曲线 SKIPIF 1 < 0 的一条渐近线方程为 SKIPIF 1 < 0 ,且经过点 SKIPIF 1 < 0 .
(1)求 SKIPIF 1 < 0 的方程;
(2) SKIPIF 1 < 0 为坐标原点,过双曲线 SKIPIF 1 < 0 上一动点 SKIPIF 1 < 0 ( SKIPIF 1 < 0 在第一象限)分别作 SKIPIF 1 < 0 的两条渐近线的平行线为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 且 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 轴分别交于P,Q,求证: SKIPIF 1 < 0 为定值.
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0
(2)证明见解析
【解析】
【分析】(1)根据双曲线渐近线方程以及已知点,联立方程,可得答案;
(2)由题意,设出动点,利用点斜式方程,结合直线位置关系,写出直线 SKIPIF 1 < 0 的直线方程,求出 SKIPIF 1 < 0 的坐标,整理 SKIPIF 1 < 0 的表达式,利用整体思想,可得答案.
【小问1详解】
∵渐近线为 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 在双曲线 SKIPIF 1 < 0 上,得 SKIPIF 1 < 0 解得 SKIPIF 1 < 0 ,
∴曲线 SKIPIF 1 < 0 的标准方程为 SKIPIF 1 < 0 .
【小问2详解】
设点 SKIPIF 1 < 0 坐标为 SKIPIF 1 < 0
则 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
同理:
SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0
又∵点 SKIPIF 1 < 0 在曲线 SKIPIF 1 < 0 上,∴ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0
则 SKIPIF 1 < 0 ,∴得证 SKIPIF 1 < 0 为定值3.
20. 已知抛物线 SKIPIF 1 < 0 的焦点为 SKIPIF 1 < 0 ,过 SKIPIF 1 < 0 的动直线与 SKIPIF 1 < 0 交于A,B两点.
(1)若直线 SKIPIF 1 < 0 的倾斜角为 SKIPIF 1 < 0 ,求弦 SKIPIF 1 < 0 的长度;
(2)设A,B两点到 SKIPIF 1 < 0 轴的距离分别为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,求 SKIPIF 1 < 0 的最小值.
【答案】(1)8 (2)4
【解析】
【分析】(1)先利用点斜式得到直线方程,接着与抛物线进行联立可得 SKIPIF 1 < 0 ,然后用弦长公式即可求解;
(2)设直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,与抛物线联立可得 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,然后用基本不等式进行求解即可
【小问1详解】
由抛物线 SKIPIF 1 < 0 可得焦点 SKIPIF 1 < 0 ,
当直线倾斜角为 SKIPIF 1 < 0 时,直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,
联立 SKIPIF 1 < 0 化简得: SKIPIF 1 < 0 ,经验证 SKIPIF 1 < 0 成立,
设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,此时 SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0
【小问2详解】
由题可知,直线 SKIPIF 1 < 0 的斜率不为0,又焦点 SKIPIF 1 < 0 ,所以设直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,
联立 SKIPIF 1 < 0 化简得: SKIPIF 1 < 0 ,经验证 SKIPIF 1 < 0 成立,
设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,此时 SKIPIF 1 < 0 ,
由题可得: SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
又 SKIPIF 1 < 0 即 SKIPIF 1 < 0 ,
当且仅当 SKIPIF 1 < 0 ,直线 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 轴垂直,即弦 SKIPIF 1 < 0 为通径时等号成立,
所以 SKIPIF 1 < 0 的最小值是4.
21. 如图, SKIPIF 1 < 0 是三棱锥 SKIPIF 1 < 0 的高, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 是 SKIPIF 1 < 0 上的动点.
(1)若 SKIPIF 1 < 0 平面 SKIPIF 1 < 0 ,请确定点 SKIPIF 1 < 0 的位置,并说明理由;
(2)若 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,当 SKIPIF 1 < 0 是 SKIPIF 1 < 0 中点,且二面角 SKIPIF 1 < 0 的正切值为 SKIPIF 1 < 0 时.求二面角 SKIPIF 1 < 0 的正弦值.
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 是 SKIPIF 1 < 0 中点,理由见解析
(2) SKIPIF 1 < 0
【解析】
【分析】(1)通过证明 SKIPIF 1 < 0 ,得到 SKIPIF 1 < 0 ,再通过线面平行的性质,即可确定点 SKIPIF 1 < 0 的位置.
(2)建立空间直角坐标系,求出各点坐标,求出平面 SKIPIF 1 < 0 和面 SKIPIF 1 < 0 的法向量,即可求出二面角 SKIPIF 1 < 0 的正弦值.
【小问1详解】
由题意, SKIPIF 1 < 0 是 SKIPIF 1 < 0 中点,理由如下:
延长 SKIPIF 1 < 0 交 SKIPIF 1 < 0 于点 SKIPIF 1 < 0 ,连接 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 ,取 SKIPIF 1 < 0 中点 SKIPIF 1 < 0 ,连接 SKIPIF 1 < 0 .
∵ SKIPIF 1 < 0 面 SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 .
又∵ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 .
∵ SKIPIF 1 < 0 是 SKIPIF 1 < 0 中点,∴ SKIPIF 1 < 0 .
∵ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 是 SKIPIF 1 < 0 中点.
又∵ SKIPIF 1 < 0 面 SKIPIF 1 < 0 ,面 SKIPIF 1 < 0 面 SKIPIF 1 < 0 ,
若 SKIPIF 1 < 0 面 SKIPIF 1 < 0 ,则由线面平行性质定理得 SKIPIF 1 < 0 .
∵ SKIPIF 1 < 0 是 SKIPIF 1 < 0 中点,∴ SKIPIF 1 < 0 是 SKIPIF 1 < 0 中点.
【小问2详解】
由题意,以 SKIPIF 1 < 0 为坐标原点, SKIPIF 1 < 0 的方向为 SKIPIF 1 < 0 轴正方向,
建立如图所示的空间直角坐标系 SKIPIF 1 < 0 ,
由(1),可知 SKIPIF 1 < 0 轴在平面 SKIPIF 1 < 0 内.
∵ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
由(1),可得 SKIPIF 1 < 0 平面 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 为二面角 SKIPIF 1 < 0 的平面角,
∴ SKIPIF 1 < 0 .
又 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 .
∵ SKIPIF 1 < 0 是 SKIPIF 1 < 0 中点,∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
设平面 SKIPIF 1 < 0 的法向量为 SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 ,取 SKIPIF 1 < 0 .
设平面 SKIPIF 1 < 0 的法向量为 SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 ,取 SKIPIF 1 < 0 .
设二面角 SKIPIF 1 < 0 的平面角为 SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 .
22. 已知动点 SKIPIF 1 < 0 到点 SKIPIF 1 < 0 的距离与到直线 SKIPIF 1 < 0 的距离之比为 SKIPIF 1 < 0 ,记点 SKIPIF 1 < 0 的轨迹为曲线 SKIPIF 1 < 0 .
(1)求曲线 SKIPIF 1 < 0 方程;
(2)曲线 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 轴正半轴交于点 SKIPIF 1 < 0 ,过 SKIPIF 1 < 0 的直线交曲线 SKIPIF 1 < 0 于A,B两点(异于点 SKIPIF 1 < 0 ),连接 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 并延长分别交 SKIPIF 1 < 0 于D,C,试问:以 SKIPIF 1 < 0 为直径的圆是否恒过定点,若是,求出定点,若不是,说明理由.
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0
(2)圆恒过定点 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0
【解析】
【分析】(1)设动点 SKIPIF 1 < 0 ,由题可得 SKIPIF 1 < 0 ,化简后可得E方程;
(2)由(1)设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
可得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,后设以CD为直径的圆上一点为Q,由 SKIPIF 1 < 0 可得圆方程,即可得圆所过定点.
【小问1详解】
设动点 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,化简得 SKIPIF 1 < 0 ;
【小问2详解】
设 SKIPIF 1 < 0 ,与 SKIPIF 1 < 0 联立可得: SKIPIF 1 < 0 ,由题 SKIPIF 1 < 0 .设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
又由(1)可得 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,令 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 .
同理可得 SKIPIF 1 < 0 .令以 SKIPIF 1 < 0 为直径的圆上动点为 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 .
又 SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 .注意到 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
则可得 SKIPIF 1 < 0 .
因所过定点与参数 SKIPIF 1 < 0 无关,则 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 .
故圆恒过定点 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 .
【点睛】关键点点睛:本题涉及求轨迹方程,及探究圆是否过定点.
对于直线或圆过定点问题,都是先求得直线或圆的表达式,后令含参数的项为0,即可求得所过定点.
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