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    山东省济南市2022-2023学年高一下学期期末数学试题(学生版+解析)
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    山东省济南市2022-2023学年高一下学期期末数学试题(学生版+解析)

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    这是一份山东省济南市2022-2023学年高一下学期期末数学试题(学生版+解析),共32页。

    注意事项:
    1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置上.
    2.回答选择题时,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、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. 在复平面内,复数对应点位于( )
    A. 第一象限B. 第二象限C. 第三象限D. 第四象限
    2. 《2023年五一出游数据报告》显示,济南凭借超强周边吸引力,荣登“五一”最强周边游“吸金力”前十名榜单.其中,济南天下第一泉风景区接待游客100万人次,济南动物园接待游客30万人次,千佛山景区接待游客20万人次.现采用按比例分层抽样的方法对三个景区的游客共抽取1500人进行济南旅游满意度的调研,则济南天下第一泉风景区抽取游客( )
    A. 1000人B. 300人C. 200人D. 100人
    3. 设为两个平面,则的充要条件是( )
    A. 过的一条垂线B. 垂直于同一平面
    C. 内有一条直线垂直于与的交线D. 内有两条相交直线分别与内两条直线垂直
    4. 袋子中有5个大小质地完全相同的球,其中3个红球,2个白球,从中不放回地依次随机摸出2个球,则第二次摸到红球的概率为( )
    A. B. C. D.
    5. 已知的内角所对的边分别为,则角的值为( )
    A. B. C. 或D. 无解
    6. 如果三棱锥底面不是等边三角形,侧棱与底面所成的角都相等,平面,垂足为,则是的( )
    A. 垂心B. 重心C. 内心D. 外心
    7. 已知锐角的内角,,所对的边分别为,,,,,则的周长的取值范围为( )
    A. B.
    C D.
    8. 在四棱锥中,底面,底面为正方形,.点分别为平面,平面和平面内的动点,点为棱上的动点,则的最小值为( )
    A. B. C. D. 1
    二、多项选择题:本题共4小题,每小题5分,共20分.在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得5分,部分选对的得2分,有选错的得0分.
    9. 已知复数,则下列说法中正确的是( )
    A. B.
    C. D.
    10. 先后抛掷质地均匀的硬币两次,则下列说法正确的是( )
    A. 事件“恰有一次正面向上”与事件“恰有一次反面向上”相等
    B. 事件“至少一次正面向上”与事件“至少一次反面向上”互斥
    C. 事件“两次正面向上”与事件“两次反面向上”互为对立事件
    D. 事件“第一次正面向上”与事件“第二次反面向上”相互独立
    11. 某学校为了调查高一年级学生每天体育活动时间情况,随机选取了100名学生,绘制了如图所示频率分布直方图,则下列说法正确的是( )

    A. 平均数的估计值为30
    B. 众数的估计值为35
    C. 第60百分位数估计值32
    D 随机选取这100名学生中有25名学生体育活动时间不低于40分钟
    12. 如图,已知三棱锥可绕在空间中任意旋转,为等边三角形,在平面内,,,,,则下列说法正确的是( )
    A. 二面角为
    B. 三棱锥的外接球表面积为
    C. 点与点到平面的距离之和的最大值为
    D. 点在平面内的射影为点,线段长的最大值为
    三、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分.
    13. 一组数据1,2,4,5,8的第75百分位数为_________.
    14. 在正方体中,直线与直线夹角的余弦值为_________.
    15. 在圆中,已知弦,则的值为_________.
    16. 已知的重心为,面积为1,且,则的最小值为_________.
    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. 已知是两个单位向量,夹角为,设.
    (1)求;
    (2)若,求的值.
    18. 已知正三棱柱的棱长均为,为的中点.

    (1)求证:平面;
    (2)求点到平面的距离.
    19. 独立事件是一个非常基础但又十分重要的概念,对于理解和应用概率论和统计学至关重要.它的概念最早可以追湖到17世纪的布莱兹·帕斯卡和皮埃尔·德·费马,当时被定义为彼此不相关的事件.19世纪初期,皮埃尔·西蒙·拉普拉斯在他的《概率的分析理论》中给出了相互独立事件的概率乘法公式.对任意两个事件与,如果成立,则称事件与事件相互独立,简称为独立.
    (1)若事件与事件相互独立,证明:与相互独立;
    (2)甲、乙两人参加数学节的答题活动,每轮活动由甲、乙各答一题,已知甲每轮答对的概率为,乙每轮答对的概率为.在每轮活动中,甲和乙答对与否互不影响,各轮结果也互不影响,求甲乙两人在两轮活动中答对3道题的概率.
    20. 某社区工作人员采用分层抽样的方法分别在甲乙两个小区各抽取了8户家庭,统计了每户家庭近7天用于垃圾分类的总时间(单位:分钟),其中甲小区的统计表如下,
    设分别为甲,乙小区抽取的第户家庭近7天用于垃圾分类的总时间,分别为甲,乙小区所抽取样本的方差,已知,其中.
    (1)若,求和的值;
    (2)甲小区物业为提高垃圾分类效率,优先试行新措施,每天由部分物业员工协助垃圾分类工作,经统计,甲小区住户每户每天用于垃圾分类的时间减少了5分钟.利用样本估计总体,计算甲小区试行新措施之后,甲乙两个小区的所有住户近7天用于垃圾分类的总时间的平均值和方差.
    参考公式:若总体划为2层,通过分层随机抽样,各层抽取样本量、样本平均数和样本方差分别为:;,总的样本平均数为,样本方差为,则.
    21. 如图1,在等腰中,分别为的中点,过作于.如图2,沿将翻折,连接得到四棱锥为中点.

    (1)证明:平面;
    (2)当时,求直线与平面所成的角的正弦值.
    22. 射影几何学中,中心投影是指光从一点向四周散射而形成的投影,如图,为透视中心,平面内四个点经过中心投影之后的投影点分别为.对于四个有序点,定义比值叫做这四个有序点的交比,记作.

    (1)证明:;
    (2)已知,点为线段的中点,,求.
    2023年7月济南市高一期末考试
    数学试题
    本试卷共4页,22题,全卷满分150分.考试用时120分钟.
    注意事项:
    1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置上.
    2.回答选择题时,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、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. 在复平面内,复数对应的点位于( )
    A. 第一象限B. 第二象限C. 第三象限D. 第四象限
    【答案】D
    【解析】
    【分析】根据复数在复平面内的坐标表示可得答案.
    【详解】解:由题意得:
    在复平面上对应的点为,该点在第四象限.
    故选:D
    2. 《2023年五一出游数据报告》显示,济南凭借超强周边吸引力,荣登“五一”最强周边游“吸金力”前十名榜单.其中,济南天下第一泉风景区接待游客100万人次,济南动物园接待游客30万人次,千佛山景区接待游客20万人次.现采用按比例分层抽样的方法对三个景区的游客共抽取1500人进行济南旅游满意度的调研,则济南天下第一泉风景区抽取游客( )
    A. 1000人B. 300人C. 200人D. 100人
    【答案】A
    【解析】
    【分析】按照分层抽样计算规则计算可得.
    【详解】依题意济南天下第一泉风景区应抽取游客(人).
    故选:A
    3. 设为两个平面,则的充要条件是( )
    A. 过的一条垂线B. 垂直于同一平面
    C. 内有一条直线垂直于与的交线D. 内有两条相交直线分别与内两条直线垂直
    【答案】A
    【解析】
    【分析】根据面面垂直的判断定理和性质定理可判断AB; 举反例可判断CD.
    【详解】对于A,根据面面垂直的判断定理, 过的一条垂线,则,若,根据面面垂直的性质定理,则内垂直于交线的直线垂直于,故A正确;
    对于B,若垂直于同一平面,则可能平行,也可能相交,故B错误;
    对于C,内有一条直线垂直于与的交线,如图,
    ,,但不垂直于,故C错误;

    对于D,如图,,且与相交,,且与相交,
    ,,但,故D错误.

    故选:A.
    4. 袋子中有5个大小质地完全相同的球,其中3个红球,2个白球,从中不放回地依次随机摸出2个球,则第二次摸到红球的概率为( )
    A. B. C. D.
    【答案】C
    【解析】
    【分析】第二次摸到红球的情况有两种:①第一次摸到红球,第二次摸到红球,②第一次摸到白球,第二次摸到红球,由此能求出第二次摸到红球的概率.
    【详解】袋子中有5个大小质地完全相同的球,其中3个红球,2个白球,
    从中不放回地依次随机摸出2个球,
    第二次摸到红球的情况有两种:
    ①第一次摸到红球,第二次摸到红球,概率为:,
    ②第一次摸到白球,第二次摸到红球,概率为:,
    则第二次摸到红球的概率为.
    故选:C.
    5. 已知的内角所对的边分别为,则角的值为( )
    A. B. C. 或D. 无解
    【答案】C
    【解析】
    【分析】利用正弦定理计算可得.
    【详解】由正弦定理可知,
    所以,
    又,
    所以或.
    故选:C.
    6. 如果三棱锥底面不是等边三角形,侧棱与底面所成的角都相等,平面,垂足为,则是的( )
    A. 垂心B. 重心C. 内心D. 外心
    【答案】D
    【解析】
    【分析】由线面角的定义,得到再在三角形中,由三角函数得到从而得到进而得解.
    【详解】如图所示:

    因为平面,侧棱与底面所成的角都相等,

    故故是的外心.
    故选:D.
    7. 已知锐角的内角,,所对的边分别为,,,,,则的周长的取值范围为( )
    A. B.
    C D.
    【答案】C
    【解析】
    【分析】利用正弦定理得到,,即可将转化为的三角函数,结合的取值范围及正切函数的性质计算可得.
    【详解】因为,,由正弦定理,即,
    所以,,
    所以

    因为为锐角三角形,所以,所以,
    则,所以,
    因为,所以或(舍去),
    所以,所以,
    所以,即
    所以,即的周长的取值范围为.
    故选:C
    8. 在四棱锥中,底面,底面为正方形,.点分别为平面,平面和平面内的动点,点为棱上的动点,则的最小值为( )
    A. B. C. D. 1
    【答案】B
    【解析】
    【分析】本题利用补形法,再利用长方体对角线的性质即可求出最值.
    【详解】由题意得均最小时,平方和最小,
    过点分别作平面,平面,平面的垂线,垂足分别为,
    连接,因为面,平面,所以,
    因为底面为正方形,所以,又因为,平面,
    所以面,因为平面,则,又因为点在上,则点应在上,
    同理可证分别位于上,
    从而补出长方体,
    则是以为共点的长方体的对角线,则,
    则题目转化为求的最小值,显然当时,的最小值,
    因为四边形为正方形,且,则,
    因为面,面,所以,
    所以,
    则直角三角形斜边的高,此时,
    则的最小值为,
    故选:B.
    【点睛】关键点睛:本题的关键是通过补形作出长方体,将三条线段的平方和转化为长方体对角线的平方,再求出直角三角形斜边上的高,即可得到答案.
    二、多项选择题:本题共4小题,每小题5分,共20分.在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得5分,部分选对的得2分,有选错的得0分.
    9. 已知复数,则下列说法中正确的是( )
    A. B.
    C. D.
    【答案】ACD
    【解析】
    【分析】根据复数的模判断A,根据复数代数形式的运算法则判断B、C、D.
    【详解】因为,则,故A正确;
    ,故C正确;
    ,故B错误;
    ,故D正确;
    故选:ACD
    10. 先后抛掷质地均匀的硬币两次,则下列说法正确的是( )
    A. 事件“恰有一次正面向上”与事件“恰有一次反面向上”相等
    B. 事件“至少一次正面向上”与事件“至少一次反面向上”互斥
    C. 事件“两次正面向上”与事件“两次反面向上”互为对立事件
    D. 事件“第一次正面向上”与事件“第二次反面向上”相互独立
    【答案】AD
    【解析】
    【分析】根据列举法判断选项A,根据互斥事件、对立事件和相互独立的概念判断BCD.
    【详解】先后抛掷质地均匀的硬币两次,样本空间中共含有:正正、正反、反正、反反4个样本点,
    事件“恰有一次正面向上”与事件“恰有一次反面向上”在每次随机试验中同时出现或同时不出现,故这两个事件相等,A正确;
    事件“至少一次正面向上”与事件“至少一次反面向上”能同时发生,不是互斥事件,B错误;
    除事件“两次正面向上”与事件“两次反面向上”外还可能出现“一次正面,一次反面”,故这两个事件不互为对立事件,C错误;
    先后抛掷质地均匀的硬币两次,显然第一次的结果不会影响第二次的结果,所以事件“第一次正面向上”与事件“第二次反面向上”相互独立,D正确;
    故选:AD
    11. 某学校为了调查高一年级学生每天体育活动时间情况,随机选取了100名学生,绘制了如图所示频率分布直方图,则下列说法正确的是( )

    A. 平均数的估计值为30
    B. 众数的估计值为35
    C. 第60百分位数估计值是32
    D. 随机选取这100名学生中有25名学生体育活动时间不低于40分钟
    【答案】BD
    【解析】
    【分析】根据频率分布直方图估计各数据特征,对选项逐一判断即可.
    【详解】由频率分布直方图可知平均数的估计值为,A错误;
    由频率分布直方图可知的频率最大,因此众数的估计值为,B正确;
    由频率分布直方图得从第一组到第六组的频率依次是,,,,,,
    所以第60百分位数估计值在内,
    所以,解得,C错误;
    随机选取这100名学生中体育活动时间不低于40分钟的人数为,D正确;
    故选:BD
    12. 如图,已知三棱锥可绕在空间中任意旋转,为等边三角形,在平面内,,,,,则下列说法正确的是( )
    A. 二面角为
    B. 三棱锥的外接球表面积为
    C. 点与点到平面的距离之和的最大值为
    D. 点在平面内的射影为点,线段长的最大值为
    【答案】ABD
    【解析】
    【分析】利用余弦定理求出的长,取的中点,连接、,利用二面角的定义可判断A选项;找出三棱锥的球心,求出其外接球半径,结合球体表面积公式可判断B选项;设点在平面内的射影为点,设,其中,利用辅助角公式结合正弦函数的基本性质求出的最大值,可判断C选项;利用余弦定理结合三角恒等变换 求出的最大值,可判断D选项.
    【详解】对于A选项,在中,,,,
    由余弦定理可得,
    即,即,因为,解得,
    取的中点,连接、,如下图所示:
    因为为等边三角形,为的中点,所以,,
    又因为,,、平面,所以,平面,
    因为平面,所以,,
    所以,二面角的平面角为,
    因为为的中点,所以,,故也是边长为的等边三角形,
    所以,,
    又因为,所以,,则,
    故二面角为,A对;
    对于B选项,设、的中心分别为点、,
    分别过点、作、,设,
    因为,,,、平面,
    所以,平面,因为,则平面,同理,平面,
    所以,为三棱锥的外接球球心,
    由等边三角形的几何性质可知,,同理,,
    因为,,,,
    所以,四边形为正方形,且,
    又因为,
    因为,,则,
    则,
    所以,三棱锥的外接球半径为,
    因此,三棱锥的外接球的表面积为,B对;
    对于C选项,设点在平面内的射影点为,连接,
    因,,则,故点、、、四点共面,
    因为,则,
    又因为,,、平面,则平面,
    又因为平面,故平面与平面重合,
    又因为,、,故,
    设,其中,
    又因为,则,
    所以,,

    所以,点与点到平面的距离之和,
    因为,则,
    故当时,即当时,取最大值,C错;
    对于D选项,,,
    由余弦定理可得

    其中为锐角,且,
    因为,则,故当时,取得最大值,
    且,D对.
    故选:ABD.
    【点睛】方法点睛:解决与球相关的切、接问题,其通法是作出截面,将空间几何问题转化为平面几何问题求解,其解题思维流程如下:
    (1)定球心:如果是内切球,球心到切点的距离相等且为球的半径;如果是外接球,球心到接点的距离相等且为半径;
    (2)作截面:选准最佳角度做出截面(要使这个截面尽可能多的包含球、几何体的各种元素以及体现这些元素的关系),达到空间问题平面化的目的;
    (3)求半径下结论:根据作出截面中的几何元素,建立关于球的半径的方程,并求解.
    三、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分.
    13. 一组数据1,2,4,5,8的第75百分位数为_________.
    【答案】
    【解析】
    【分析】根据百分位数计算规则计算可得.
    【详解】因为,所以第百分位数为从小到大排列的第个数,即为.
    故答案为:
    14. 在正方体中,直线与直线夹角的余弦值为_________.
    【答案】##
    【解析】
    【分析】根据异面直线夹角的定义确定为直线与直线夹角或其补角,再判断的形状即可得答案.
    【详解】如图,连接

    在正方体中,有
    所以四边形为平行四边形,所以
    所以为直线与直线夹角或其补角
    设正方体棱长为,则,所以为等边三角形
    所以,故直线与直线夹角的余弦值为.
    故答案为:.
    15. 在圆中,已知弦,则的值为_________.
    【答案】2
    【解析】
    【分析】设圆心,为半径,为弦,可得在上的投影为,再根据,计算求得结果.
    【详解】如图,设圆心,为半径,为弦,

    故在上的投影为,

    故答案为:.
    16. 已知的重心为,面积为1,且,则的最小值为_________.
    【答案】##
    【解析】
    【分析】根据题中线段关系比较复杂,考虑用向量解决问题,将,向量转化为用,表示,
    之后结合三角形的面积公式和数量积的运算律可将转化为用去表示,然后再利用导数求函数的最小值即可.
    【详解】
    如图:
    设,则
    则,
    因的重心为,
    所以,

    设,
    则,
    设,,此时
    则时,,在上单调递减,
    时,,在上单调递增,
    所以的最小值为,
    故答案为:
    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. 已知是两个单位向量,夹角为,设.
    (1)求;
    (2)若,求的值.
    【答案】(1)
    (2)
    【解析】
    【分析】(1)根据单位向量的性质和向量的模的运算即可求得答案;
    (2)根据垂直向量的性质与向量的数量积运算即可得解.
    【小问1详解】
    因为是两个单位向量,夹角为,所以,
    所以;
    【小问2详解】
    因为,所以,即
    即,.
    18. 已知正三棱柱棱长均为,为的中点.

    (1)求证:平面;
    (2)求点到平面的距离.
    【答案】(1)证明见解析
    (2)
    【解析】
    【分析】(1)连接交于点,连接,即可得到,从而得证;
    (2)过作,垂足为,由正三棱柱的性质及面面垂直的性质得到平面,再由利用等体积法计算可得.
    【小问1详解】
    连接交于点,连接,
    则正三棱柱中是平行四边形,
    所以为的中点,又为的中点,
    所以,平面,平面,所以平面.
    【小问2详解】
    过作,垂足为,由题意可得,,,
    所以,所以,
    所以的面积,
    因为正三棱柱中平面平面,
    又平面平面,平面,且,
    所以平面,
    即到平面的距离为,
    又的面积,
    所以,又,
    所以,解得,
    所以点到平面的距离为.

    19. 独立事件是一个非常基础但又十分重要的概念,对于理解和应用概率论和统计学至关重要.它的概念最早可以追湖到17世纪的布莱兹·帕斯卡和皮埃尔·德·费马,当时被定义为彼此不相关的事件.19世纪初期,皮埃尔·西蒙·拉普拉斯在他的《概率的分析理论》中给出了相互独立事件的概率乘法公式.对任意两个事件与,如果成立,则称事件与事件相互独立,简称为独立.
    (1)若事件与事件相互独立,证明:与相互独立;
    (2)甲、乙两人参加数学节的答题活动,每轮活动由甲、乙各答一题,已知甲每轮答对的概率为,乙每轮答对的概率为.在每轮活动中,甲和乙答对与否互不影响,各轮结果也互不影响,求甲乙两人在两轮活动中答对3道题的概率.
    【答案】(1)证明见解析
    (2)
    【解析】
    【分析】(1)根据事件之间的关系得,再根据独立事件的概率乘法公式即可证明结论;
    (2)设分别表示在两轮活动中答对1道题,答对2道题的事件,分别表示乙在两轮活动中答对1道题,答对2道题的事件,分别确定,根据事件,利用互斥事件、独立事件的概率公式求解即可.
    【小问1详解】
    证明:已知事件与事件相互独立,则
    因为,且事件与事件互斥
    所以
    所以
    由事件独立性定义,与相互独立;
    【小问2详解】
    设分别表示甲在两轮活动中答对1道题,答对2道题的事件
    分别表示乙在两轮活动中答对1道题,答对2道题的事件
    根据独立性假定,得
    设“甲乙两人在两轮活动中答对3道题”,则
    且与互斥,与,与分别相互独立
    所以
    所以甲乙两人在两轮活动中答对3道题的概率时.
    20. 某社区工作人员采用分层抽样的方法分别在甲乙两个小区各抽取了8户家庭,统计了每户家庭近7天用于垃圾分类的总时间(单位:分钟),其中甲小区的统计表如下,
    设分别为甲,乙小区抽取的第户家庭近7天用于垃圾分类的总时间,分别为甲,乙小区所抽取样本的方差,已知,其中.
    (1)若,求和的值;
    (2)甲小区物业为提高垃圾分类效率,优先试行新措施,每天由部分物业员工协助垃圾分类工作,经统计,甲小区住户每户每天用于垃圾分类的时间减少了5分钟.利用样本估计总体,计算甲小区试行新措施之后,甲乙两个小区的所有住户近7天用于垃圾分类的总时间的平均值和方差.
    参考公式:若总体划为2层,通过分层随机抽样,各层抽取的样本量、样本平均数和样本方差分别为:;,总的样本平均数为,样本方差为,则.
    【答案】(1)
    (2),.
    【解析】
    【分析】(1)根据平均值和方差公式可得到关于和的两个等式,联立可得和.
    (2)根据题中给的公式,代入求值即可.
    【小问1详解】
    由题意可知:

    得:,

    得,
    解,得或,
    因为,故
    【小问2详解】
    设甲小区试行新措施之后,甲小区抽取的第户家庭近7天用于垃圾分类的总时间为,
    则,
    则,

    21. 如图1,在等腰中,分别为的中点,过作于.如图2,沿将翻折,连接得到四棱锥为中点.

    (1)证明:平面;
    (2)当时,求直线与平面所成的角的正弦值.
    【答案】(1)证明见解析
    (2)
    【解析】
    【分析】(1)根据线面垂直的判定定理取线段中点为,连结,证明,,即可证明;
    (2)由于直线与平面所成角即为直线与平面所成的角,根据等体积法求解点到平面的距离,从而将夹角正弦值转化为,从而可得答案.
    【小问1详解】
    取线段中点为,连结

    因为是线段中点,
    在△AOB中,,且,
    由题意知AO⊥BC,又DE⊥BC,AO、DE在面ACED内,则,且,
    所以,且,所以四边形为平行四边形,所以,
    因为,所以,
    因为平面
    所以平面,同理平面,
    因为平面,所以,又DF//EG,所以,
    因为,是线段中点,所以
    因为平面
    所以平面;
    【小问2详解】
    直线与平面所成的角即为直线与平面所成的角,
    做平面于点,连接,取中点,连接

    所以是在平面内的射影,
    所以是直线与平面所成的角,
    易知的面积为,
    因为平面,平面,所以平面平面,
    由题意,易知为等边三角形,因为为中点,
    所以,又平面平面,平面,所以平面,
    则,即点到平面的距离为
    所以,
    因为,所以平面,因为平面,所以,
    所以
    所以中,,则,
    所以,则,
    因为,所以,所以,
    所以,故直线与平面所成的角的正弦值为.
    22. 射影几何学中,中心投影是指光从一点向四周散射而形成的投影,如图,为透视中心,平面内四个点经过中心投影之后的投影点分别为.对于四个有序点,定义比值叫做这四个有序点的交比,记作.

    (1)证明:;
    (2)已知,点为线段的中点,,求.
    【答案】(1)证明见解析
    (2)
    【解析】
    【分析】(1)利用面积公式表示出、即可得到,同理得到,即可得证;
    (2)由(1)可得,即可得到,设,,利用余弦定理与正弦定理得到方程组,求出,,再由余弦定理计算可得.
    【小问1详解】
    在、、、中,

    所以,
    又在、、、中,

    所以,
    又,,,
    所以,
    所以.
    【小问2详解】
    由题意可得,所以,
    即,所以,又点为线段的中点,即,
    所以,又,则,,
    设,且,
    由,所以,
    即,解得①,
    在中,由正弦定理可得②,
    在中,由正弦定理可得③,
    且,
    ②③得,即④
    由①④解得,(负值舍去),即,
    所以.
    【点睛】关键点睛:本题解答的关键是理解所给定义,利用面积公式求出线段的比,利用整体思想计算.
    住户序号
    1
    2
    3
    4
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