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- 2021-07-01 发布
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2016-2017学年湖北省荆、荆、襄、宜四地七校考试联盟联考高二(上)期中数学试卷(理科)
一、选择题
1.在对16和12求最大公约数时,整个操作如下:16﹣12=4,12﹣4=8,8﹣4=4,由此可以看出12与16的最大公约数是( )
A.16 B.12 C.8 D.4
2.已知全集U为R,集合A={x|x2<4},B=(x﹣2)},则下列关系正确的是( )
A.A∪B=R B.A∪(∁∪B)=R C.(∁∪A)∪B=R D.A∩(∁∪B)=A
3.已知函数f(x)=2sin(ωx+)﹣1(ω>0)的图象向右平移个单位后与原图象重合,则ω的最小值是( )
A.6 B.3 C. D.
4.设l为直线,α,β为不同的平面,下列命题正确的是( )
A.若l∥α,l∥β,则α∥β B.若l∥α,α∥β,则l∥β
C.若l⊥α,l∥β,则α⊥β D.若l⊥α,l⊥β,则α⊥β
5.直线xcosθ+y﹣1=0(θ∈R且θ≠kπ,k∈Z)与圆2x2+2y2=1的位置关系是( )
A.相交 B.相切 C.相离 D.无法确定
6.在△OAB中,C为边AB上任意一点,D为OC上靠近O的一个三等分点,若=λ+μ,则λ+μ的值为( )
A. B. C. D.1
7.已知函数f(x)=sinxcos2x,下列结论正确的是( )
A.y=f(x)的图象关于对称 B.y=f(x)的图象关于对称
C.y=f(x)的图象关于y轴对称 D.y=f(x)不是周期函数
8.已知某空间几何体的三视图如图所示,则( )
A.该几何体的表面积为4+2π B.该几何体的体积为π
C.该几何体的表面积为4+4π D.该几何体的体积为π
9.已知点P(x,y)满足过点P的直线与圆x2+y2=36相交于A、B两点,则|AB|的最小值为( )
A.8 B. C. D.10
10.已知一组数据3,4,5,a,b的平均数是4,中位数是m,从3,4,5,a,b,m这组数据中任取一数,取到数字4的概率为,那么3,4,5,a,b这组数据的方差为( )
A. B.2 C. D.
11.执行如图所示的程序框图,若输出的S=,判断框内填入的条件可以是( )
A.n<10 B.n≤10 C.n≤1024 D.n<1024
12.钝角△OAB三边的比为2:2:(﹣),O为坐标原点,A(2,2)、B(a,a),则a的值为( )
A.2 B. C.2或 D.+
二、填空题
13.直线2x+y﹣2=0被圆x2+y2=5截得的弦长为 .
14.已知θ服从上的均匀分布,则2|sinθ|<成立的概率为 .
15.已知四面体P﹣ABC各面都是直角三角形,且最长棱长PC=2,则此四面体外接球的表面积为 .
16.记Min{a,b}为a、b两数中的最小值,当正数x,y变化时,令t=Min{4x+y,},则t的最大值为 .
三、解答题
17.(12分)某小学对五年级的学生进行体质测试,已测得五年级一班30名学生的跳远成绩(单位:cm),用茎叶图统计如图,男生成绩在175cm以上(包括175cm)定义为合格,成绩在175cm以下(不含175cm)定义为“不合格”;女生成绩在165以上(包括165cm)定义为“合格”,成绩在165cm以下(不含165cm)定义为“不合格”.
(1)求男生跳远成绩的中位数.
(2)根据男女生的不同,用分层抽样的方法从该班学生中抽取1个容量为5的样本,求抽取的5人中女生的人数.
(3)以此作为样本,估计该校五年级学生体质的合格率.
18.(12分)已知函数f(x)=在(﹣1,+∞)是增函数.
(1)当b=1时,求a的取值范围.
(2)若g(x)=f(x)﹣1008没有零点,f(1)=0,求f(﹣3)的值.
19.(12分)在数列{an}中,a1=1an+1=,n∈N*.
(1)求证数列为等比数列.
(2)求数列{an}的前n项和Sn.
20.(12分)在四棱锥P﹣ABCD中,平面PAD⊥平面ABCD,∠APD=90°,PA=PD=AB=a,ABCD是矩形,E是PD的中点.
(1)求证:PB⊥AC.
(2)求二面角E﹣AC﹣D的正切值.
21.(12分)已知圆C1:(x+2)2+(y﹣1)2=4与圆C2:(x﹣3)2+(y﹣4)2=4,过点P(﹣1,5)作两条互相垂直的直线l1:y=k(x+1)+5,l2:y=﹣(x+1)+5.
(1)若k=2时,设l1与圆C1交于A、B两点,求经过A、B两点面积最小的圆的方程.
(2)若l1与圆C1相交,求证:l2与圆C2相交,且l1被圆C1截得的弦长与l2被圆C2截得的弦长相等.
(3)是否存在点Q,过Q的无数多对斜率之积为1的直线l3,l4,l3被圆C1截得的弦长与l4被圆C2截得的弦长相等.若存在求Q的坐标,若不存在,说明理由.
22.(10分)在△ABC中,三个内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,已知函数f(x)=sin(3x+B)+cos(3x+B)是偶函数,且b=f().
(1)求b.
(2)若a=,求角C.
2016-2017学年湖北省荆、荆、襄、宜四地七校考试联盟联考高二(上)期中数学试卷(理科)
参考答案与试题解析
一、选择题
1.(2016秋•湖北期中)在对16和12求最大公约数时,整个操作如下:16﹣12=4,12﹣4=8,8﹣4=4,由此可以看出12与16的最大公约数是( )
A.16 B.12 C.8 D.4
【考点】用辗转相除计算最大公约数.
【专题】转化思想;算法和程序框图.
【分析】利用“更相减损法”即可得出.
【解答】解:在对16和12求最大公约数时,整个操作如下:16﹣12=4,12﹣4=8,8﹣4=4,
由此可以看出12与16的最大公约数是4.
故选:D.
【点评】本题考查了更相减损法求两数的最大公约数,考查了推理能力与计算能力,属于基础题.
2.(2016秋•湖北期中)已知全集U为R,集合A={x|x2<4},B=(x﹣2)},则下列关系正确的是( )
A.A∪B=R B.A∪(∁∪B)=R C.(∁∪A)∪B=R D.A∩(∁∪B)=A
【考点】交、并、补集的混合运算.
【专题】集合思想;定义法;集合.
【分析】化简集合A,B,求出它们的补集,再判断选项是否正确即可.
【解答】解:全集U为R,集合A={x|x2<4}={x|﹣2<x<2},
B=(x﹣2)}={x|x﹣2>0}={x|x>2},
A∪B={x|x>﹣2且x≠2},A错误;
∁UB={x|x≤2},A∪(∁UB)={x|x≤2},B错误;
∁UA={x|x≤﹣2或x≥2},∴(∁UA)∪B={x|x≤﹣2或x≥2},C错误;
A∩(∁UB)={x|﹣2<x<2}=A,D正确.
故选:D.
【点评】本题考查了集合的化简与运算问题,是基础题目.
3.(2016秋•湖北期中)已知函数f(x)=2sin(ωx+)﹣1(ω>0)的图象向右平移个单位后与原图象重合,则ω的最小值是( )
A.6 B.3 C. D.
【考点】函数y=Asin(ωx+φ)的图象变换.
【专题】计算题;函数思想;三角函数的图像与性质.
【分析】根据函数y=Asin(ωx+φ)的图象变换规律、函数y=Asin(ωx+φ)的周期性,可得ω的最小值.
【解答】解:函数f(x)=2sin(ωx+)﹣1的图象向右平移个单位后,
可得函数y=2sin[ω(x﹣)+]﹣1=sin(ωx+﹣)+1的图象.
再根据所得图象与原图象重合,可得﹣=2kπ,k∈z.即ω=﹣6k,k∈Z,ω>0
则ω的最小值为,6
故选:A.
【点评】本题主要考查函数y=Asin(ωx+φ)的图象变换规律,函数y=Asin(ωx+φ)的周期,属于中档题.
4.(2016秋•湖北期中)设l为直线,α,β为不同的平面,下列命题正确的是( )
A.若l∥α,l∥β,则α∥β B.若l∥α,α∥β,则l∥β
C.若l⊥α,l∥β,则α⊥β D.若l⊥α,l⊥β,则α⊥β
【考点】平面与平面之间的位置关系;空间中直线与平面之间的位置关系.
【专题】转化法;空间位置关系与距离.
【分析】由线面平行的性质判断A;由线面平行和面面平行的性质判断B;由线面垂直和线面平行的性质,结合面面垂直的判定定理,可判断C;由垂直于同一条直线的两平面平行,判断D.
【解答】解:对于A,若l∥α,l∥β,则α∥β或α,β相交,故A错;
对于B,若l∥α,α∥β,则l∥β或l⊂β,故B错;
对于C,若l⊥α,l∥β,可过l作一个平面与β相交于m,则m∥l,且m⊥α,则α⊥β,故C正确;
对于D,若l⊥α,l⊥β,则α∥β,故D错.
故选:C.
【点评】本题考查空间线面位置关系的判断,注意运用线面、面面平行或垂直的判定定理和性质定理,考查推理和空间想象能力,属于基础题.
5.(2011•嘉定区一模)直线xcosθ+y﹣1=0(θ∈R且θ≠kπ,k∈Z)与圆2x2+2y2=1的位置关系是( )
A.相交 B.相切 C.相离 D.无法确定
【考点】直线与圆的位置关系.
【专题】计算题.
【分析】求出圆心(0,0)到直线xcosθ+y﹣1=0的距离等于 ,再由θ≠kπ,k∈Z,可得 cosθ≠±1,故 >,即 圆心(0,0)到直线xcosθ+y﹣1=0的距离大于半径,从而得出结论.
【解答】解:圆2x2+2y2=1 即 x2+y2=,圆心(0,0)到直线xcosθ+y﹣1=0的距离等于 ,
由于θ≠kπ,k∈Z,∴cosθ≠±1,∴>,即 圆心(0,0)到直线xcosθ+y﹣1=0的距离大于半径,
故直线和圆相离,
故选C.
【点评】本题主要考查直线和圆的位置关系,点到直线的距离公式,属于中档题.
6.(2016秋•湖北期中)在△OAB中,C为边AB上任意一点,D为OC上靠近O的一个三等分点,若=λ+μ,则λ+μ的值为( )
A. B. C. D.1
【考点】向量在几何中的应用.
【专题】转化思想;转化法;平面向量及应用.
【分析】由已知可得=3λ+3μ,由C为边AB上任意一点,根据三点共线的充要条件,可得:3λ+3μ=1,进而得到答案.
【解答】解:∵D为OC上靠近O的一个三等分点,
∴3=,
又∵=λ+μ,
∴=3λ+3μ,
∵C为边AB上任意一点,
∴3λ+3μ=1,
故λ+μ=,
故选:B
【点评】本题考查的知识点是平面向量在几何中的应用,三点共线的充要条件,难度中档.
7.(2016秋•湖北期中)已知函数f(x)=sinxcos2x,下列结论正确的是( )
A.y=f(x)的图象关于对称 B.y=f(x)的图象关于对称
C.y=f(x)的图象关于y轴对称 D.y=f(x)不是周期函数
【考点】正弦函数的对称性.
【专题】转化思想;综合法;三角函数的图像与性质.
【分析】根据题意逐一判断各个选项是否正确,从而得出结论.
【解答】解:对于函数f(x)=sinxcos2x,
∵f(π﹣x)=sin(π﹣x)cos2(π﹣x)=sinxcos2x=f(x),
∴f(x)关于直线x=对称,故A正确,B不正确.
根据f(﹣x)=﹣sinxcos2x=﹣f(x),故函数为奇函数,它的图象关于x轴对称,故排除C.
∵f(x+2π)=sin(2π+x)cos2(2π+x)=sinxcos2x=f(x),
∴2π是函数y=f(x)的周期,故D错误.
故选:A.
【点评】本题考查三角函数的对称性,考查了三角函数值域的解法,考查排除法在选择题中的应用,属于中档题.
8.(2016秋•湖北期中)已知某空间几何体的三视图如图所示,则( )
A.该几何体的表面积为4+2π B.该几何体的体积为π
C.该几何体的表面积为4+4π D.该几何体的体积为π
【考点】由三视图求面积、体积.
【专题】计算题;空间位置关系与距离.
【分析】由三视图可知,该几何体为上部为半径为的球,下部为半径为1,高为2的半个圆柱,利用相关的面积公式求解即可解答.
【解答】解:由三视图可知,该几何体为上部为半径为的球,下部为半径为1,高为2的半个圆柱,
球的表面积:4π×()2=π,半圆柱的底面面积为2××π=π,
半圆柱的侧面积为2×(2+π)=4+2π.
几何体的表面积为:4+4π.
故选:C.
【点评】本题考查三视图求几何体的体积,考查计算能力,空间想象能力,三视图复原几何体是解题的关键.
9.(2016秋•湖北期中)已知点P(x,y)满足过点P的直线与圆x2+y2=36相交于A、B两点,则|AB|的最小值为( )
A.8 B. C. D.10
【考点】简单线性规划.
【专题】综合题;转化思想;演绎法;不等式的解法及应用.
【分析】不等式对应的平面区域为三角形CDE,C(3,3),D(2,2),E(2,4),利用直线与圆的位置关系,确定点P的位置,进行即可即可.
【解答】解:不等式对应的平面区域为三角形CDE,C(3,3),D(2,2),E(2,4)
过点P的直线l与圆x2+y2=36相交于A、B两点,要使|AB|最小,则圆心到过P的直线的距离最大,
当点P在E处时,满足条件,此时OE⊥AB,
此时|OE|==2,
∴|AB|=2|BE|=2=8,
故选A.
【点评】本题主要考查直线与圆的位置关系的应用,利用直线和圆相交,根据弦长公式确定点P的位置是解决本题的关键,综合性较强.
10.(2016秋•湖北期中)已知一组数据3,4,5,a,b的平均数是4,中位数是m,从3,4,5,a,b,m这组数据中任取一数,取到数字4的概率为,那么3,4,5,a,b这组数据的方差为( )
A. B.2 C. D.
【考点】极差、方差与标准差.
【专题】计算题;方程思想;定义法;概率与统计.
【分析】由已知得a=4,b=4,m=4,由此能求出3,4,5,a,b这组数据的方差.
【解答】解:∵一组数据3,4,5,a,b的平均数是4,中位数是m,
从3,4,5,a,b,m这组数据中任取一数,取到数字4的概率为,
∴,
解得a=4,b=4,m=4,
∴3,4,5,a,b这组数据的方差为:
S2=[(3﹣4)2+(4﹣4)2+(5﹣4)2+(4﹣4)2+(4﹣4)2]=.
故选:D.
【点评】本题考查方差的求法,是基础题,解题时要认真审题,注意平均数、中位数、概率、方差的性质的合理运用.
11.(2016秋•湖北期中)执行如图所示的程序框图,若输出的S=,判断框内填入的条件可以是( )
A.n<10 B.n≤10 C.n≤1024 D.n<1024
【考点】程序框图.
【专题】计算题;转化思想;定义法;算法和程序框图.
【分析】分析程序框图的运行过程,得出程序输出的算式S的表达式,列出方程求出n的值,即可得出结论.
【解答】解:本程序的功能是计算S=+++…+==1﹣,
∵S+=,
∴S=,
∴1﹣=,
∴=,
∴k=10,即运行了10次,
故可判断框内可填入的条件n≤210=1024,
故选:C
【点评】本题主要考查程序框图的识别和判断,等比数列的求和公式,属于基础题.
12.(2016秋•湖北期中)钝角△OAB三边的比为2:2:(﹣),O为坐标原点,A(2,2)、B(a,a),则a的值为( )
A.2 B. C.2或 D.+
【考点】余弦定理.
【专题】综合题;分类讨论;综合法;解三角形.
【分析】由题意画出图象,由图和题意分两种情况,分别根据余弦定理求出内角的余弦值,由内角的范围和特殊角的三角函数值求出角的大小,由正弦定理求出边OA的值,由点A的坐标求出a的值.
【解答】解:由题意画出图象:
(1)当OA:0B:AB=2:2:(﹣)时,
则cos∠OBA=
==,
因为∠OBA是内角,则∠OBA=120°,
cos∠OAB=
===,
因为∠OAB是内角,则∠OAB=45°,
在△OAB中,由正弦定理得,
则OB===,
因B(a,a),则a=,解得a=,
(2)当OB:0A:AB=2:2:(﹣)时,
则cos∠OAB=
==,
因为∠OAB是内角,则∠OAB=120°,
cos∠OBA=
===,
因为∠OBA是内角,则∠OBA=45°,
在△OAB中,由正弦定理得,
则OB===2,
因B(a,a),则a=2,解得a=2,
综上可得,a的值是或2
故选C.
【点评】本题考查了正弦、余弦定理的综合应用,注意内角的范围,考查分类讨论思想,化简、计算能力.
二、填空题
13.(2016秋•湖北期中)直线2x+y﹣2=0被圆x2+y2=5截得的弦长为 .
【考点】直线与圆的位置关系.
【专题】计算题;方程思想;演绎法;直线与圆.
【分析】求出圆心到直线的距离,利用半径、半弦长,弦心距满足勾股定理,求出半弦长,即可求出结果.
【解答】解:由题意,弦心距为:=;半径为:,半弦长为:,弦长=.
故答案为:.
【点评】本题是基础题,考查直线与圆的位置关系,弦长的求法,考查计算能力.
14.(2016秋•湖北期中)已知θ服从上的均匀分布,则2|sinθ|<成立的概率为 .
【考点】几何概型.
【专题】计算题;转化思想;数学模型法;概率与统计.
【分析】由θ服从上的均匀分布,在此范围下满足2|sinθ|<的θ∈[],利用几何概型能求出概率.
【解答】解:θ服从上的均匀分布,区间长度为π,
在此范围下满足2|sinθ|<的θ∈[],区间长度为,
由几何概型得到所求概率为;
故答案为:.
【点评】本题考查了几何概型的概率求法;关键是明确利用区间长度的比求概率.
15.(2016秋•湖北期中)已知四面体P﹣ABC各面都是直角三角形,且最长棱长PC=2,则此四面体外接球的表面积为 12π .
【考点】球的体积和表面积;球内接多面体.
【专题】综合题;方程思想;演绎法;空间位置关系与距离.
【分析】根据已知可得三棱锥的外接球的直径为2,进而求出球半径,代入球的表面积公式,可得答案.
【解答】解:若三棱锥P﹣ABC的最长的棱PA=2,且各面均为直角三角形,
将此三棱锥的外接球的直径为2,
故此三棱锥的外接球的半径为,
故此三棱锥的外接球的表面积S=4π•3=12π,
故答案为:12π.
【点评】本题考查的知识点是球的体积与表面积,根据已知得到球的半径,是解答的关键.
16.(2016秋•湖北期中)记Min{a,b}为a、b两数中的最小值,当正数x,y变化时,令t=Min{4x+y,},则t的最大值为 2 .
【考点】函数的最值及其几何意义;不等式比较大小.
【专题】分类讨论;分析法;函数的性质及应用;不等式的解法及应用.
【分析】利用重要不等式进行放缩,再分类讨论.
【解答】解:∵,
∴当时有4x+y≤2;
当时,有,
∴t≤2,
故答案:2.
【点评】本题考查了简单的放缩法,分类讨论法,一种常见的不等关系处理方法,属于中档题.
三、解答题
17.(12分)(2016秋•湖北期中)某小学对五年级的学生进行体质测试,已测得五年级一班30名学生的跳远成绩(单位:cm),用茎叶图统计如图,男生成绩在175cm以上(包括175cm)定义为合格,成绩在175cm以下(不含175cm)定义为“不合格”;女生成绩在165以上(包括165cm)定义为“合格”,成绩在165cm以下(不含165cm)定义为“不合格”.
(1)求男生跳远成绩的中位数.
(2)根据男女生的不同,用分层抽样的方法从该班学生中抽取1个容量为5的样本,求抽取的5人中女生的人数.
(3)以此作为样本,估计该校五年级学生体质的合格率.
【考点】古典概型及其概率计算公式;茎叶图.
【专题】计算题;方程思想;定义法;概率与统计.
【分析】(1)男生跳远成绩数据为偶数个,能求出中位数.
(2)女生总人数为18人,所占比例为,由此能求出女生应抽取的人数.
(3)由茎叶图求出样本的合格率,由此能求出该校五年级学生体质的合格率.
【解答】解:(1)男生跳远成绩数据为偶数个,
∴中位数为(cm).…(4分)
(2)女生总人数为18人,所占比例为,
∴女生应抽取的人数为人.…(8分)
(3)由茎叶图可知,
样本中男生有8人合格,女生有10人合格.
样本的合格率为=60%.
∴该校五年级学生体质的合格率估计为60%.…(12分)
【点评】本题考查中位数、频数、合格率的求法,是基础题,解题时要认真审题,注意茎叶图性质的合理运用.
18.(12分)(2016秋•湖北期中)已知函数f(x)=在(﹣1,+∞)是增函数.
(1)当b=1时,求a的取值范围.
(2)若g(x)=f(x)﹣1008没有零点,f(1)=0,求f(﹣3)的值.
【考点】根的存在性及根的个数判断;函数单调性的判断与证明;函数的零点与方程根的关系.
【专题】计算题;函数思想;转化思想;解题方法;函数的性质及应用.
【分析】(1)利用分离常数法,通过函数的单调性求解即可.
(2)求出函数的对称点的坐标,推出关系式,然后求解a,利用f(x)+f(﹣2﹣x)=2a求解即可.
【解答】解:(1)b=1时 …(3分)
∵f(x)在(﹣1,+∞)上是增函数,
∴1﹣a<0即a>1.
所求a的范围为(1,+∞).…(6分)
(2),∴f(x)关于点(﹣1,a)对称.
即f(x)+f(﹣2﹣x)=2a…(8分)
∵g(x)=f(x)﹣1008没有零点,
∴a=1008…(10分)
∵f(1)=0又f(1)+f(﹣3)=2×1008=2016
∴f(﹣3)=2016…(12分)
【点评】本题考查函数的零点个数,函数的单调性,对称性的应用,考查计算能力.另:本题也可以先求a、b再求f(﹣3).
19.(12分)(2016秋•湖北期中)在数列{an}中,a1=1an+1=,n∈N*.
(1)求证数列为等比数列.
(2)求数列{an}的前n项和Sn.
【考点】数列递推式.
【专题】综合题;函数思想;数学模型法;等差数列与等比数列.
【分析】(1)直接把已知数列递推式变形可得,即是首项为1,公比为2的等比数列;
(2)由(1)求出数列{an}的通项公式,再由错位相减法求数列{an}的前n项和Sn.
【解答】(1)证明:由,得,
又,
∴是首项为1,公比为2的等比数列;
(2)解:由(1)知,是首项为1,公比为2的等比数列,
∴,则,
则,
…+(n﹣1)•2n﹣1+n•2n,
两式作差得:﹣Sn=1+2+22+2n﹣1﹣n•2n=2n﹣1﹣n•2n=(1﹣n)•2n﹣1,
∴.
【点评】本题考查数列递推式,考查了等比关系的确定,训练了错位相减法求数列的前n项和,是中档题.
20.(12分)(2016秋•湖北期中)在四棱锥P﹣ABCD中,平面PAD⊥平面ABCD,∠APD=90°,PA=PD=AB=a,ABCD是矩形,E是PD的中点.
(1)求证:PB⊥AC.
(2)求二面角E﹣AC﹣D的正切值.
【考点】二面角的平面角及求法;直线与平面垂直的性质.
【专题】证明题;转化思想;综合法;空间位置关系与距离;空间角.
【分析】(1)设AD中点为F,连接BF、PF,推导出△ABC∽△FAB,从而AC⊥BF,推导出PF⊥AC,由此能证明AC⊥PB.
(2)过E作EH∥PF,EH交AD于H,过H作HO⊥AC,交AC于O,连接EO,则∠EOH为二面角E﹣AC﹣D的平面角,由此能求出二面角E﹣AC﹣D的正切值.
【解答】证明:(1)设AD中点为F连接BF、PF.
∵PA=PD=AB=a,∴,
∴.
∴△ABC∽△FAB,∴AC⊥BF,…(4分)
又∵PF⊥AD,又∵平面PAD⊥平面ABCD.
平面PAD∩平面ABCD=AD,
∴PF⊥面ABC,∴PF⊥AC,
∴AC⊥平面PBF,AC⊥PB.…(6分)
解:(2)过E作EH∥PF,EH交AD于H,
过H作HO⊥AC,交AC于O,连接EO.
由(1)知EH⊥面ACD,HO⊥AC,
∴∠EOH为二面角E﹣AC﹣D的平面角…(8分)
.
.
∴.
∴二面角E﹣AC﹣D的正切值为.…(12分)
【点评】本题考查线线垂直的证明,考查二面角的正切值的求法,是中档题,解题时要认真审题,注意空间思维能力的培养.
21.(12分)(2016秋•湖北期中)已知圆C1:(x+2)2+(y﹣1)2=4与圆C2:(x﹣3)2+(y﹣4)2=4,过点P(﹣1,5)作两条互相垂直的直线l1:y=k(x+1)+5,l2:y=﹣(x+1)+5.
(1)若k=2时,设l1与圆C1交于A、B两点,求经过A、B两点面积最小的圆的方程.
(2)若l1与圆C1相交,求证:l2与圆C2相交,且l1被圆C1截得的弦长与l2被圆C2截得的弦长相等.
(3)是否存在点Q,过Q的无数多对斜率之积为1的直线l3,l4,l3被圆C1截得的弦长与l4被圆C2截得的弦长相等.若存在求Q的坐标,若不存在,说明理由.
【考点】直线与圆的位置关系.
【专题】综合题;转化思想;演绎法;直线与圆.
【分析】(1)经过A、B两点面积最小的圆应是以AB为直径的圆;
(2)证明l2与圆C2相交,利用两圆的半径相等,而两弦心距相等,可得所截得的弦长相等;
(3)由d3=d4得|1﹣b+m(a+2)|=|a﹣3+m(4﹣b)|∴1﹣b+m(a+2)=a﹣3+m(4﹣b)(1)或1﹣b+m(a+2)=3﹣a+m(b﹣4)(2),(1)(2)对于无数多个m的值都成立.(3)或(4),(3)(4)都无解,即可得出结论.
【解答】解:(1)当k=2时,l1的方程为y=2x+7
联立方程组,整理得5x2+28x+36=0
设A、B为A(x1,y1),B(x2,y2)∴,,,,
经过A、B两点面积最小的圆应是以AB为直径的圆,
圆的方程为(x﹣x1)(x﹣x2)+(y﹣y1)(y﹣y2)=0.
即x2+y2﹣(x1+x2)x﹣(y1+y2)y+x1x2+y1y2=0
所求圆的方程:…(4分)
(2)设圆C1的圆心到l1的距离为d1,圆C2的圆心到l2的距离为d2,则,
∴l2与圆C2相交,
∵两圆的半径相等,而两弦心距相等,
∴所截得的弦长相等.
(3)设Q(a,b)ℓ3的方程为y=m(x﹣a)+b.l4的方程为,
依题意圆C1的圆心到l3的距离为,
由d3=d4得|1﹣b+m(a+2)|=|a﹣3+m(4﹣b)|∴1﹣b+m(a+2)=a﹣3+m(4﹣b)(1)
或1﹣b+m(a+2)=3﹣a+m(b﹣4)(2)
(1)(2)对于无数多个m的值都成立∴(3)或(4)
(3)(4)都无解∴Q不存在…(12分)
【点评】本题考查圆的方程,考查直线与圆的位置关系,考查学生分析解决问题的能力,难度大.
22.(10分)(2016秋•湖北期中)在△ABC中,三个内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,已知函数f(x)=sin(3x+B)+cos(3x+B)是偶函数,且b=f().
(1)求b.
(2)若a=,求角C.
【考点】正弦定理.
【专题】计算题;转化思想;综合法;解三角形.
【分析】(1)利用两角和的正弦函数公式化简函数解析式可得f(x)=,由题意可得
,结合B范围可求B,求得解析式,即可得解b=f()的值.
(2)由已知及正弦定理得,结合大边对大角及A的范围可求A,利用三角形内角和定理即可得解C的值.
【解答】(本题满分为10分)
解:(1)f(x)=sin(3x+B)+cos(3x+B)=,
∵f(x)是偶函数,
∴…(2分)
∵B∈(0,π),
∴…(4分)
∴,
∴.…(6分)
(2)∵,由正弦定理得:,…(8分)
∵a<b,
∴,
∴从而.…(10分)
【点评】本题主要考查了两角和的正弦函数公式,正弦定理,大边对大角,三角形内角和定理在解三角形中的应用,考查了转化思想,属于基础题.