【压轴题】高中必修二数学下期中试题(附答案)
解放思想实事求是-文科一本分数线
【压轴题】高中必修二数学下期中试题(附答案)
一、选择题
1
.圆
x
2
y
2
4x4y70
上的动点
P
到直线
xy0
的最小距离为( )
A
.1
B
.
221
C
.
22
D
.
2
2.水平放置的
VABC
的斜二测直观图如图所示
,若
A
1
C
1
=2
,
△A
1
B<
br>1
C
1
的面积为
22
,
则
AB
的长
为( )
A
.
2
B
.
217
C
.
2
D
.
8
3.一正四面体木块如图所示,点
P
是棱
VA
的中点,过点
P
将木块锯开,使截面平行于棱
VB
和
AC
,则下列关于截面的说法
正确的是(
).
A
.满足条件的截面不存在
C
.截面是一个菱形
B
.截面是一个梯形
D
.截面是一个三角形
4
.若圆
C:
x
2
y
2
2x4y30关于直线
2axby60
对称,则由点
(a,b)
向圆所
作的切线长的最小值是(
)
A
.
2
B
.
4 C
.
3 D
.
6
5.如图是某
四面体
ABCD
水平放置时的三视图(图中网格纸的小正方形的边长为
1
,则
四
面体
ABCD
外接球的表面积为
A
.
20
B
.
125
6
C
.
25
D
.
100
6.已知
m
和
n
是两条不同的直线,
α
和
β
是两个不重合的平面,那么下面给出的条件中一<
br>定能推出
m
⊥
β
的是
( )
A
.
α
⊥
β
,且
m
⊂
α
C
.
α
⊥
β
,且
m
∥
α
B
.
m
⊥
n
,且
n
∥
β
D
.
m
∥
n
,且
n
⊥
β
7.已知三棱锥
SABC
的每个顶点都在球
O
的表面上,
ABC
是边长为
43
的等边三
角形,
SA
平面
ABC
,且
SB
与平面
ABC
所成的角为
A
.20
B
.
40
C
.
80
,则球
O
的表面积为(
)
6
D
.
160
8.某几何体的三视图如图所示,则该几何体的体积为( )
A
.12
C
.24
B
.18
D
.30
22
9.已知
AB
是圆
xy
6x2y0
内过点
E(2,1)
的最短弦,则
|AB|
等于(
)
A
.
3
B
.
22
C
.
23
D
.
25
10.如图所示,在棱长为
a
的正方体
ABCDA
1
B
1
C
1D
1
中,
E
是棱
DD
1
的中点,
F<
br>是侧
面
CDD
1
C
1
上的动点,且
B
1
F
面
A
1
BE
,则
F
在侧面
CDD
1
C
1
上的轨迹的长度是
(
)
A
.
a
B
.
a
2
C
.
2a
D
.
2a
211.如图,在正方体
ABCDA
1
B
1
C
1
D
1
中,
M
,
N
分别是
BC
1
,
CD
1
的中点,则下列说
法错误的是( )
..
A
.
MN
与
CC
1
垂直
C
.
MN
与
BD
平行
12.若圆的参数
方程为
B
.
MN
与
AC
垂直
D
.
MN
与
A
1
B
1
平行
x12cos
,
x2t1,
(
为参数),直线的参数方程为
y32sin
y6t1
C
.相切
D
.相离
(t为参数),则直线与圆的位置关系是( )
A
.相交且过圆心
B
.相交但不过圆心
二、填空题
13.在三棱锥
PABC中,
PA
平面
ABC
,
ABBC
,
AB
3
,
BC4
,
PA5
,
则三棱锥
PABC<
br>的外接球的表面积为
__________
14.已知菱形
ABCD
中,
AB2
,
A120
o
,沿对角线
BD<
br>将
△ABD
折起,使二面
角
ABDC
为
120<
br>o
,则点
A
到
VBCD
所在平面的距离等于
.
15.已知点
M
,点
F
是直线
l:<
br>yx3
上的一个动点,当
MFN
最大
(,12),(N3,2)
时,过点
M
,
N
,
F
的圆的方程是
___
_______
.
16.一个直三棱柱的每条棱长都是
3
,且每个
顶点都在球
O
的表面上,则球
O
的表面积为
________
17.如图,在四棱锥
PABCD
中,
PA
底面
A
BCD,ADAB,ABDC,ADDCAP2,AB1
,若
E
为棱
PC
上一点,满足
BEAC
,则
PE
_______
___
.
EC
18.已知圆
M:x(y2)1<
br>,
Q
是
x
轴上的动点,
QA
,
QB
分别切圆
M
于
A
,
B
22
两点,则动弦
A
B
的中点
P
的轨迹方程为
__________
.
19.已知
B
与点
A
1,2,
3
关于点
M
0,1,2
对称,则点
B
的坐标是
______
.
20.已知双曲线
线的右支
交于两点,若抛物线
的半焦距为,过右焦点且斜率为1的直线与双曲
的准线被双曲线截得的弦长
是(为双曲线
的离心率),则的值为__________.
三、解答题
21.已知过原点的动直线
l
与圆
C
1
:
xy6x5
0
相交于不同的两点
,
.
(
1
)求圆
C
1
的圆心坐标;
(
2
)求线段
的中点
的轨迹
C
的方程;
(
3
)是否存在实数
k
,使得直线
L:
y
k
x4
与曲线
C
只有一个交点?若存在,求出
22
k
的取值范围;若不存在,说明理由.
22.如图,在棱长均为4的
三棱柱
ABCA
1
B
1
C
1
中,
D,D
1
分别是
BC
和
B
1
C
1
的中点
.
(1)求证:
A
1
D
1
平
面
AB
1
D
(2)若平面
ABC
平面
BCC
1
B
1
,B
1
BC60
,求三棱锥<
br>B
1
ABC
的体积.
23.如图,在正三棱柱
A
BCA
1
B
1
C
1
中,点
D
、
E
、
F
分别是
BC
、
AC
1
、
B
B
1
的中点
.
(
1
)求证:
AD
平面
BCC
1
B
1
;
(
2
)求证:
EF
平面
A
1
B
1
C
1
.
24.在正方体
ABCDA
1
B
1
C
1
D
1
中,AB=3,E在
CC
1
上且
CE2EC
1
.
(1)若F是AB的中点,求异面直线
C
1
F
与AC所成角的大小;
(2)求三棱锥
B
1
DBE
的体积.
25.如
图,在三棱柱
ABCA
1
B
1
C
1
中,
C
1
C
底面
ABC
,
ACBC
,
AC
BCCC
1
,
M
、
N
分别是
A
1B
、
B
1
C
1
的中点.
(
1
)求证:
MN
平面
A
1
BC
;
(
2
)求直线
BC
1
和平面
A
1<
br>BC
所成角的大小.
26.已知三角形
ABC
的顶点坐标分
别为
A
(4,1)
,
B
(1,5)
,
C
(
3,2)
;
(
1
)求直线
AB
方程的一般式;
(
2
)证明△
ABC
为直角三角形;
(
3
)求△
ABC
外接圆方程.
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一、选择题
1.B
解析:
B
【解析】
【分析】
先求出圆心到直线
xy0
的距离,根据距离的最小值
为
dr
,即可求解
.
【详解】
由圆的一般方程可得
(x2)(y2)1
,
圆心到直线的距离
d
22
|22|
22
2
所以圆上的点到直线的距离的最小值为
221
.
故选
B.
【点睛】
本题主要考查了点到直线的距离,圆的方程,属于中档题
.
2
.
B
解析:
B
【解析】
【分析】
依题意由
△A
1
B
1
C
1
的面积为
22
,解得
B
1
C
1
4<
br>,所以
BC8
,
AC2
,根据勾股定理
即可求
A
B
.
【详解】
依题意,因为
△A
1
B
1
C
1
的面积为
22
,
所以
2
2
1
12
AC
,解得
B
1
C
1
4
,
2B
1
C
1
1
1
B
1
C
1
sin45
2
22
所以
BC8
,
AC2
,又因为
ACBC
,
由勾股定理得:
AB
故选B.
【点睛】
本题考查直观图还原几何图形,属于简单题
.
利用斜二测画法作直观图,主要注意两
点:一
是与
x
轴平行的线段仍然与
x
轴平行且相等;二是
与
y
轴平行的线段仍然与
y
轴平行且长
度减半
.
AC
2
BC
2
8
2
2
2
68217
.
3.C
解析:
C
【解析】
【分析】
取
AB
的中点
D<
br>,
BC
的中点
E
,
VC
的中点
F
,
连接
PD,PF,DE,EF
,易得即截面为
四边形
PDEF
,且四
边形
PDEF
为菱形即可得到答案
.
【详解】
取
AB
的中点
D
,
BC
的中点
E
,
VC
的中点
F
,连接
PD,PF,DE,EF
,
易得
PD
∥
VB
且
PD
11
VB
,<
br>EF
∥
VB
且
EFVB
,所以
PD
∥EF
,
PDEF
,
22
所以四边形
PDE
F
为平行四边形,又
VB
平面
PDEF
,
PD
平面
PDEF
,
由线面平行
的判定定理可知,
VB
∥平面
PDEF
,
AC
∥平面
PDEF
,即截面为四边形
PDEF
,又
11
ACVBPD
,所以四边形
PDEF
为菱形,所以选项
C
正确
.
22
故选:
C
DE
【点睛】
本题考查线面平行的判定定理的应用,考查学生的逻辑推理能力,是一道中档题
.
4.B
解析:
B
【解析】
试题分析:
xy2x4y30
即
(x1)(y2)2
,
由已知,直线
2axby60
过圆心
C(1,2)
,即
2
a2b60,ba3
,
2222
由平面几何知识知,
为使由点
(a,b)
向圆所作的切线长的最小,只需圆心
C(1,2)
与直
线
xy30
上的点连线段最小,所以,切线长的最小值为
(
故选
B
.
考点:圆的几何性质,点到直线距离公式
.
123
2
)
2
24
,
5
.
C
解析:
C
【解析】
【分析】
【详解】
由三视图可知,这是三棱锥的三视图,如下图
所示,三角形
BCD
为等腰直角三角形,
其外心为
BD
中
点
O
1
,设
O
为
AD
中点,
则
O
为外接球球心,
15
AD
,
22
所以表面积为
25
.
半径长度为
6
.
D
解析:
D
【解析】
【分析】
根据所给条件,分别进行分析判断,即可得出正确答案
.
【详解】
解:
且
m
m
或
m
或
m
与
相交,故
A
不成立;
mn
且
n
m
或
m
或
m
与
相交,故
B
不成立;
且
m
m
或
m
或
m
与
相交
,故
C
不成立;
mn
且
n
m
,故
D
成立;
故选:
D
【点睛】
本题考查直线与平面的位置关系,线面垂直判定,属于基础题
.
7
.
C
解析:
C
【解析】
【分析】
根据线面夹角得到
SA4
,计算
ABC的外接圆半径为
r
a
4
,
2sinA
S
A
Rr
,解得答案
.
2
22
2
【详解】
SA
平面
ABC
,则
SB
与平面
ABC
所成的角为
S
BA
,故
SA4
.
ABC
的外接圆半径为
r
2
22
6
a
4
,设球
O
的半径为
R
,
2sinA
SA
,解
得
2
O
则
Rr
,故球的表面积为
R25<
br>4
R80
.
2
故选:
C
.
【点睛】
本题考查了三棱锥的外接球问题,意在考查学生的计算能力和空间想象能力
.
8.C
解析:
C
【解析】
试题分析:由三视
图可知,几何体是三棱柱消去一个同底的三棱锥,如图所示,三棱柱的
高为,消去的三棱锥的高为,三棱
锥与三棱柱的底面为直角边长分别为和的直角三角
形,所以几何体的体积为,故选C.
考点:几何体的三视图及体积的计算.
【方法点晴】本题主要考查了几何
体的三视图的应用及体积的计算,着重考查了推理和运
算能力及空间想象能力,属于中档试题,解答此类
问题的关键是根据三视图的规则
“
长对
正、宽相等、高平齐
”
的原则
,还原出原几何体的形状,本题的解答的难点在于根据几何体
的三视图还原出原几何体和几何体的度量关
系,属于中档试题.
9
.
D
解析:
D
【解析】
【分析】
求出圆的标准方程,确定最短弦的条件,利用弦长公式进行求解即可.
【详解】
圆的标准方程为(
x
﹣
3
)
2
+
(
y+1
)
2
=
10
,则圆心坐标为<
br>C
(
3
,﹣
1
),半径为
10
,
过
E
的最短弦满足
E
恰好为C
在弦上垂足,则
CE
(32)
2
[1(1)]2
5
,
则
|AB|
2(10)
2
(5)
2
25
,
故选
D
.
【点睛】
本题主要考查圆的标准方程的求解,以及直线和圆相交的弦长问题,属于中档题.
10.D
解析:
D
【解析】
【分析】
设
H
,
I
分别为
CC
1
、
C
1
D
1
边上的中点,由面面平行的性
质可得
F
落在线段
HI
上,再求
HI
的长度即可.
【详解】
解:设
G
,
H
,
I
分
别为
CD
、
CC
1
、
C
1
D
1<
br>边上的中点,
则
ABEG
四点共面,
且平面A
1
BGE
平面
B
1
HI
,
又
QB
1
F
面
A
1
BE
,
F
落在线段
HI
上,
Q
正方体
ABC
DA
1
B
1
C
1
D
1
中的棱长为
a
,
12
HICD
1
a
,
<
br>22
即
F
在侧面
CDD
1
C
1
上的
轨迹的长度是
故选
D
.
2
a
.
2
【点睛】
本题考查了面面平行的性质及动点的轨迹问题,属中档题.
11.D
解析:
D
【解析】
【分析】
先利用
三角形中位线定理证明
MNBD
,再利用线面垂直的判定定理定义证明
MN
与
CC
1
垂直,由异面直线所成的角的定义证明
MN
与
AC<
br>垂直,即可得出结论
.
【详解】
如图:连接
C
1
D
,
BD
,
Q
在三角形
C
1
DB
中,
MNBD
,故
C
正确.
QCC
1
平
面
ABCD
,
CC
1
BD
,
MN
与
CC
1
垂直,故
A
正确;
QAC^BD
,
MNBD
,
MN
与
AC
垂直,
B
正确
;
∵
MNBD
,
MN
与
A
1
B
1
不可能平行,
D
错误
故选:
D
.
【点睛】
本题主要考查了正方体中
的线面关系,线线平行与垂直的证明,异面直线所成的角及其位
置关系,熟记正方体的性质是解决本题的
关键
.
12.B
解析:
B
【解析】
【分析】
根据题意,将圆和直线的参数方程变形为普通方程,分析可得圆心不在直线
上,再利用点
到直线的距离公式计算可得圆心
(1,3)
到直线
y3x
20
的距离
d2
,得到直线与圆
的位置关系为相交.
【详解】
根据题意,圆的参数方程为
x12c
os
(
为参数),则圆的普通方程为
y32sin
(x1)
2
(y3)
2
4
,其圆心坐
标为
(1,3)
,半径为
2.
x2t1
直线的方程为
(
t
为参数),则直线的普通方程为
y13(x
1)
,即
y6t1
y3x20
,圆心不在直线上.
∴圆心
(1,3)
到直线
y3x20
的距
离为
d
圆相交
.
故选
A.
【点睛】
本题考查直线、圆的参数方程,涉及直线与圆的位置关系,解答本题的关键
是将直线与圆
的参数方程变形为普通方程
.
33(1)2
19
210
2
,即直线与
5
二、填空题
13.【解析】【分析】以为长宽高构建长方体则长方体的外接球是三棱锥的
外
接球由此能求出三棱锥的外接球的表面积【详解】由题意在三棱锥中平面以为
长宽高构建长方
体则长方体的外接球是三棱锥的外接球所以三棱锥的外接球
解析:
50
【解析】
【分析】
以
AB,BC,PA
为长宽
高构建长方体,则长方体的外接球是三棱锥
PABC
的外接球,由
此能求出三棱锥<
br>PABC
的外接球的表面积
.
【详解】
由题意
,在三棱锥
PABC
中,
PA
平面
ABC,ABBC,AB
3,BC4,PA5
,
以
AB,BC,PA
为长宽高构建长方
体,则长方体的外接球是三棱锥
PABC
的外接球,
所以三棱锥
PABC
的外接球的半径为
R
1
2
52
,
<
br>34
2
5
2
22
所以三棱锥
PAB
C
的外接球的表面积为
S4
R
2
4
(
【点睛】
52
2
)50
.
2
本题主要考查了三棱锥的外接球的表面积的计算问题,其中解答中根据几何体的结构特
征,以
AB,BC,PA
为长宽高构建长方体,得到长方体的外接球是三棱锥
PA
BC
的外接
球是解答的关键,着重考查了数形结合思想,以及推理与运算能力
.
14.【解析】【分析】【详解】设AC与BD交于点O在三角形ABD中因为∠A=12
0°AB=2可得AO=1过A作面BCD的垂线垂足E则AE即为所求由题得∠AOE=180°−
∠
AOC=180°−120°=60
解析:
3
2
【解析】
【分析】
【详解】
设
AC
与
BD
交于点
O
.
在三
角形
ABD
中,因为∠
A
=
120°
,
AB
=
2
.可得
AO
=
1
.
过
A
作面
BCD
的垂线,垂足
E
,则
AE
即为所求.<
br>
由题得,∠
AOE
=
180°−
∠
AOC
=
180°−120°
=
60°
.
在
RT
△
AOE
中,
AE
=
AO•sin
∠
AOE=
3
.
2
15
.【解析】
【分析】【详解】试题分析:根据题意设圆心坐标为
C
(
2a
)当
∠
MFN
最大时过点
MNF
的圆与直线
y=x-3
相切
∴∴a
=1
或
9a=1
时
r=∠MCN=90°∠MFN=45°a=9
时
r=∠MCN
<
90
解析:
(x2)
2
(y1)
2
2
【解析】
【分析】
【详解】
试题分析:根据
题意,设圆心坐标为
C
(
2
,
a
),当∠
MFN<
br>最大时,过点
M
,
N
,
F
的圆
与直线
y=x-3
相切.
∴
21
a2
∴
a=1
或
9
,
<
br>a=1
时,
r=
2
,∠
MCN=90°
,∠
MFN=45°
,
a=9
时,
r=
52
,∠MCN
<
90°
,∠
MFN
<
45°
,
则所求圆的方程为
(x2)(y1)2
考点:圆的标准方程
22
22
2a3
2
,
16.【解析】【分析
】设此直三棱柱两底面的中心分别为则球心为线段的中点
利用勾股定理求出球的半径由此能求出球的表面
积【详解】∵一个直三棱柱的
每条棱长都是且每个顶点都在球的球面上∴设此直三棱柱两底面的中心分别
解析:
21
【解析】
【分析】
<
br>设此直三棱柱两底面的中心分别为
O
1
,O
2
,则球心
O
为线段
O
1
O
2
的中点,利用勾股定理
求出球
O
的半径
R
2
,由此能求出球
O
的表面积.
【详解】
∵一个直三棱柱的每条棱长都是
3
,且每个顶点都在
球
O
的球面上,
∴设此直三棱柱两底面的中心分别为
O
1
,O
2
,则球心
O
为线段
O
1
O
2
的中点,
3
21
3
2
2
3
设球
O
的半径为
R,则
R
2324
∴球
O
的表面积
S4
R
2
21
.
故答案为:
21
.
2
2
【点睛】
本题考查球的表面积的求法,空间思维能力,考查转化化归思想、数形结合
思想、属于中
档题.
17.【解析】【分析】过作交于连接根据可得平面通过解三角
形求得的值也即
求得的值【详解】过作交于连接根据可得平面故由于所以由于所以在直角三角
形
中所以而故根据前面证得可得【点睛】本小题主要考查空间点位置的确定
1
解析:
3
【解析】
【分析】
过
B
作
BFAC
,交
AC
于
F
,连接
EF
,根据
BEAC
,可得
AC
平面
BEF
,通
过解三角形求得
AF:FC
的值,也即求得
【详解】
过
B
作BFAC
,交
AC
于
F
,连接
EF
,根据<
br>BEAC
,可得
AC
平面
BEF
,故
PE
的值
.
EC
ACEF
,由于
PAAC
,所
以
EFPA
.
由于
ADCD
,所以
DACBAC
AF
ππ
.
在直角三角形
ABF
中,
AB1,
BAF
,所以
44
22
,而
AC22
,故
A
F:FC1:3
.
根据前面证得
EFPA
,可得
AB
2
2
PE:ECAF:FC1:3
.
【点睛】
本小题主要考查空间点位置的确定,考查线面垂直的证明,考查简单的解特
殊角三角形的
知识
.
属于基础题
.
18.【解析】【分析
】转化条件点三点共线即可得到点满足的条件化简即可得
解【详解】由圆的方程可知圆心半径为设点点三
点共线可得由相似可得即联立
消去并由图可知可得故答案为:【点睛】本题考查了圆的性质和轨迹方程的
7
1
(y2)
解析:
x
2
y
416
【解析】
【分析】
转化条件点
P
、
M
、
Q
三点共线、
MQPMBM
即可得到点
P
满足的条件,化简
即可得解
.
【详解】
由圆的方程可知圆心
0,2
,半径为
1
.
设点
P
x,y
,
Q
a,0
,点
P
、
M
、
Q
三点共线,
可得
y22
,
xa
2
2
2
由相似可得
MQPMBM
即
a
2
4x
2
y2
1
,
联立消去
a
并由图可知
y2
,可得
2
71
x
2
(y)
2
y2
.
416
7
2
1
2
故答案为:
x
(y)
y2
416
【点睛】
本题考查了圆的性质和轨迹方程的求法,考查了转化能力和运算能力,属于中档题
.
19
.【解析】【分析】根据空间直角坐标系中点坐标公式求结果【详解】设
B
则所以所以的坐标为【点睛】本题考查空间直角坐标系中点坐标公式考查基本
分析求解能力属基础题<
br>
解析:
1,4,1
【解析】
【分析】
根据空间直角坐标系中点坐标公式求结果
.
【详解】
设
B
x,y,z
,
则
0
标为
1,4,1
.
【点睛】
本题考查空间直角坐标系中点坐标公式,考查基本分析求解能力,属基础题
.
1x2y3z
,1,2
,所以
x1,y4,z1
,
所以
B
的坐
222
20.62【解析】试题分析:由题意得抛物线的准线为x
=-
c它正好经过双曲线的左焦点所以准线被双曲线截得的弦长为2b2a所以2b2a=223
be2即ba=23e2所以整理得2e4-9e2+1=0解得e=62
解析:
【解析】
试题分析:由题意,得抛物线的准线为,它正好经过双曲线的左焦点,所以准线被
双
曲线截得的弦长为,所以,即,所以
,整理,得
过焦点且斜率为1的直线与双曲线的右支交于两
点,所以
,解得
.
或.又
考点:
1
、抛物线与双
曲线的几何性质;
2
、直线与双曲线的位置关系.
【方法点睛】关于双曲线
的离心率问题,主要是有两类试题:一类是求解离心率的值,一
类是求解离心率的范围.基本的解题思路
是建立椭圆和双曲线中
就是建立关于的等式,求取值范围问题就是建立关于
的关系式,求值问题
的不等式.
三、解答题
2
3
9<
br>
5
2525
21.(
1
)
3,0
;(
2
)
x
y
2
x3
;(
3
)存在,
k
2
4
3
77
3
.
4
【解析】
【分析】
或
k
(
1
)通过将圆
C
1
的一般式方程化为标准方程即得结论;(
2
)设当直线
l
的方程为
y=kx
,
通过
联立直线
l
与圆
C
1
的方程,利用根的判别式大于
0
、韦达定理、中点坐标公式及参数
方程与普通方程的相互转化,计算即得结论;(
3
)通过联立直线
l
与圆
C
1
的方程,利用根
的判别式△=0
及轨迹
C
的端点与点(
4
,
0
)决定的直
线斜率,即得结论
【详解】
22
(
1
)由xy6x50
得
x3
y
2
4
,
2
∴
圆
C
1
的圆心坐标
为
3,0
;
(
2
)设
M
x,y
,则
∵
点
M
为弦
AB
中点即
C
1<
br>MAB
,
∴
k
C
1
M
kAB
1
即
yy
1
,
x3x2
3
9
5
∴
线段
AB
的中点
M
的轨迹的方程为
x
y
2
x3
;
2
<
br>4
3
(
3
)由(
2
)知点<
br>M
的轨迹是以
C
3
3
,0<
br>
为圆心
r
为半径的部分圆弧
EF
(如下图所
2<
br>
2
525
525
E,
F
示,不包括两端点),且
3
,
3
,又直线
L
:
yk
x4
过定点
33
,
D
4,0
,
3<
br>
k
4
0
当直线
L
与圆<
br>L
相切时,由
2
k
2
1
2<
br>3
3
得
k
,又
4
2
k
DE
k
DF
25
0
33
2525
3
25
,结合
上图可知当
k
,
,
U
4477
5
7<
br>
4
3
时,直线
L
:
yk
x
4
与曲线
L
只有一个交点.
考点:
1.轨迹方程;
2.
直线与圆相交的位置关系;
3.
圆的方程
22.(1)证明见解析(2)8
【解析】
试题
分析:(1)欲证A
1
D
1
∥平面AB
1
D,根据直线与平
面平行的判定定理可知只需证A
1
D
1
与
平面AB
1
D内一直线平行,连接DD
1
,根据中位线定理可知B
1
D
1∥BD,且B
1
D
1
=BD,则四边形
B
1
B
DD
1
为平行四边形,同理可证四边形AA
1
D
1
D为平行
四边形,则A
1
D
1
∥AD
又A
1
D<
br>1
⊄平面AB
1
D,AD⊂平面AB
1
D,满足定理所需条件
;
(2)根据面面垂直的性质定理可知AD⊥平面B
1
C
1
CB,即AD是三棱锥A﹣B
1
BC的高,求出
三棱锥A﹣B
1
B
C的体积,从而求出三棱锥B
1
﹣ABC的体积.
试题解析:
<
br>(1)证明:如图,连结
DD
1
.在三棱柱
ABCA
1B
1
C
1
中,
因为
D,D
1
分别是
BC
与
B
1
C
1
的中点,所以
B
1
D
1
BD
,且
B
1
D
1
BD
.
所以四边形
B
1
BDD
1
为平行四边形,所以
BB
1
DD
1
,且
BB
1DD
1
.
又
AA
1
BB
1
,AA
1
BB
1
所以
AA
1
DD
1<
br>,AA
1
DD
1
,
所以四边形
AA1
D
1
D
为平行四边形,所以
A
1
D
1
AD
.
又
A
1
D
1
平面
AB
1
D
,
AD
平面
AB
1D
,故
A
1
D
1
平面
AB
1
D
.
(2)解:(方法1)
在
A
BC
中,因为
ABAC
,
D
为
BC
的中点,所以
ADBC
.
因为平面
ABC
平面
B
1
C
1
CB
,交线为
BC
,
AD
平面<
br>ABC
,
所以
AD
平面
B
1
C
1
CB
,即
AD
是三棱锥
AB
1
BC<
br>的高.
在
ABC
中,由
ABACBC4
,
得
AD23
.
在
B
1
BC
中,B
1
BBC4,B
1
BC60
,
所以
B
1
BC
的面积
SB
1
BC
3
2
443
.
4
所以三棱锥
B
1ABC
的体积,即三棱锥
AB
1
BC
的体积
11<
br>VSB
1
BCAD43238
.
33
(方法 2)在
B
1
BC
中,因为
B
1
BBC,B
1
BC60
,
所以
B
1
BC
为正三角形,因此
B
1
D
BC
.
因为平面
ABC
平面
B
1
C
1
CB
,交线为
BC
,
B
1
D
平面
B
1
C
1
CB
,
所以
B<
br>1
D
平面
ABC
,即
B
1
D
是三
棱锥
B
1
ABC
的高.
在
A
BC
中,由
ABACBC4
,得
ABC
的面积
S<
br>ABC
3
2
443
.
4
在
B
1
BC
中,因为
B
1
BBC4,B<
br>1
BC60
,所以
B
1
D23
.
<
br>所以三棱锥
B
1
ABC
的体积
V
11
S
ABC
B
1
D43238
.
33
点睛:本题主要考查了线面平行的判定,以及三棱锥的体积的计算,同时考查了推理论证
的能力
、计算能力,转化与划归的思想,属于中档题.
23.(
1
)见解析;(
2
)见解析
.
【解析】
【分析】
(
1
)可证
AD
CC
1
,
ADBC
,从而可证
AD
平面
BCC
1
B
1
.
(
2
)取
A
1
C
1
的中点为
G
,连接
EG,B
1
G<
br>,可证
EFB
1
G
,从而可证
EF
平面
A<
br>1
B
1
C
1
.
【详解】
由正三棱柱
ABCA
1
B
1
C
1
可得
C
1
C
平面
ABC
,而
AD
平面
AB
C
,
故
ADCC
1
.
因为
ABC
为等边三角形,
BDDC
,故
ADBC
,
<
br>因为
BCICC
1
C
,
BC
平面
BCC
1
B
1
,
C
1
C
平面
BCC<
br>1
B
1
,
所以
AD
平面
BCC
1
B
1
.
(
2
)取
A
1
C
1
的中点为
G<
br>,连接
EG,B
1
G
.
在
A
1
AC
1
,因为
A
1
GGC
1
,AEE
C
1
,故
EGAA
1
,EG
1
AA
1<
br>.
2
由正三棱柱
ABCA
1
B
1
C
1
可得四边形
ABB
1
A
1
为平行四边形,故
AA
1
BB
1
,AA
1
BB
1
,
而
B
1
F
11
BB
1
,所
以
B
1
FAA
1
,B
1
FAA
1
,故
EGB
1
F,EGB
1
F
,
2
2
故四边形
B
1
FEG
为平行四边形,
EFB
1<
br>G
.
因为
EF
平面
A
1
B1
C
1
,
B
1
G
平面
A
1
B
1
C
1
,故
EF
平面
A1
B
1
C
1
.
【点睛】
本题考查线面垂直与线面平行的证明,前者转化为线线垂直
,注意平面中的两条直线需为
相交直线,后者转化为线线平行,注意一条线是平面外,另一条线是平面内
,本题属于中
档题
.
24.(1)
【解析】
【分析】
(
1
)连接AC,
A
1
C1
,由
ACPAC
11
知
FC
1
A
1
(或其补角)是异面直线
C
1
F
与AC所成
角,由余弦定理解三角形即可(2)根据
V
B
1
DBE
V
DBEB
1
,且三棱锥
DBEB
1
的高为
9
(2)
42
DC
,底面积为
BEB
1
的面积
.
【详解】
(1)连接AC,
A
1
C
1
,
∵
ACPAC
11
,FC
1
A
1
(或其补角)是异面直
线
C
1
F
与AC所成角
在
FC
1<
br>A
1
中,
A
1
C
1
32,A
1<
br>F
359
,C
1
F
22
935
2
(32)
2
()
2
()
2
22
c
osFC
1
A
1
9
2
232
2
∴异面直线
C
1
F
与AC所成角为
(2)由题意
得,
V
B
1
DBE
【点睛】
本题主要考查了异面直线所成的角,三棱锥的体积,属于中档题
.
25.(
1
)证明见解析.(
2
)
【解析】
【分析】
(
1
)利用线面垂直的判定和性质可证得
AC<
br>1
平面
A
1
BC
,由三角形中位线的性质可证得结论;
(2)以
C
为坐标原点建立空间直角坐标系,根据线面角的向
量求法可求得结果.
【详解】
(
1
)连接
AC
1
,AB
1
,
6
.
4
1119
V
DBEB
1
S
BEB
1
DC333=<
br>.
3322
QCC
1
平面
ABC
,
BC
平面
ABC
,
BCCC<
br>1
,
又
BCAC
,
ACICC
1
C
,
AC,CC
1
平面
ACC
1
A
1
,
BC
平面
ACC
1
A
1
,
QAC
1
平面
ACC
1
A
1
,
BCAC
1
,
由题意知侧面
ACC1
A
1
为正方形,
∴AC
1
AC
,
1
IBCC
,
AC
1
平面
A
1
BC
.
又
A
1
C,BC
平面A
1
BC
,
AC
1
QM,N
分别为
A
B
1
,B
1
C
1
中点,
MNAC
1,
MN
平面
A
1
BC
.
(
2
)以
C
为原点,可建立如下图所示的空间直角坐标系:
QMN
平面
A
1
BC
,
MN
为平面
A
1
BC
的法向量,
设
ACBCC
C
1
2
,则
B
0,2,0
,
C
1
0,0,2
,
M
1,1,1
,
N
0,1,2
,
<
br>
BC
1
0,2,2
,
MN
1,0,1
,
BC
1<
br>MN
设直线
BC
1
和平面
A
1
BC
所成角为
,则
sin
BC
1
MN
21
,
222
2
又
0,<
br>
,
,即直线
BC
1
和平面
A
1
BC
所成角为.
6
6
2
【点睛】
本题考查立体几何
中线面垂直关系的证明、空间向量法求解直线与平面所成角的问题;涉
及到线面垂直的判定与性质定理的
应用,属于常考题型
.
22
1
3
25
26.(
1
)
4x3y-19=0
(
2<
br>)见解析(
3
)
x-
+
y-
=
2
2
2
【解析】
【分析】
【详解】
(
1
)直线
AB
方程为:
(
2
)
k
AB
y
1x-4
,化简得:
4x3y-19=0
;
5-11-4
514
-
;
1-43
k
BC
523
,
1-(-3)4
∴
k
AB
k
BC
=-1
,则ABBC
∴△
ABC
为直角三角形
(
3
)∵△
ABC
为直角三角形,∴△
ABC
外接圆圆心
为
AC
中点
M
,
,
22
|AC|(4+3)+(1-2)52
半径为
r=
,
==
222
13
22
1
3
25
∴△
ABC
外接圆方程为
x-
+
<
br>y-
=
2
2
2
22