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  • 2021-06-11 发布

数学卷·2018届广东省肇庆市高二上学期期末数学试卷(理科) (解析版)

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‎2016-2017学年广东省肇庆市高二(上)期末数学试卷(理科)‎ ‎ ‎ 一、选择题:本大题共12小题,每小题5分,满分60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.(5分)命题“∃x>0,lnx>0”的否定是(  )‎ A.∃x>0,lnx>0 B.∀x>0,lnx>0 C.∃x>0,lnx≥0 D.∀x>0,lnx≤0‎ ‎2.(5分)过点C(2,﹣1)且与直线x+y﹣3=0垂直的直线是(  )‎ A.x+y﹣1=0 B.x+y+1=0 C.x﹣y﹣3=0 D.x﹣y﹣1=0‎ ‎3.(5分)双曲线的离心率是(  )‎ A. B. C. D.‎ ‎4.(5分)如图是一个组合体的三视图,根据图中数据,可得该几何体的体积是(  )‎ A. B. C. D.‎ ‎5.(5分)“x﹣1>0”是“x2﹣1>0”的(  )‎ A.充分而不必要条件 B.必要而不充分条件 C.充要条件 D.既不充分也不必要条件 ‎6.(5分)直线4x+3y+a=0与圆(x﹣1)2+(y﹣2)2=9相交于A、B两点,且,则实数a的值是(  )‎ A.a=﹣5或a=﹣15 B.a=﹣5或a=15 C.a=5或a=﹣15 D.a=5或a=15‎ ‎7.(5分)如图,将无盖正方体纸盒展开,直线AB,CD在原正方体中的位置关系是(  )‎ A.平行 B.相交成60° C.相交且垂直 D.异面直线 ‎8.(5分)已知椭圆过点B(0,4),则此椭圆上任意一点到两焦点的距离的和是(  )‎ A.4 B.8 C.12 D.16‎ ‎9.(5分)一个几何体的三视图如图所示(单位:cm),则该几何体的表面积是(  )‎ A.4cm2 B. cm2 C.23cm2 D.24cm2‎ ‎10.(5分)已知直线l过点(﹣2,0),当直线l与圆x2+y2=2x有两个交点时,其斜率k的取值范围是(  )‎ A. B. C. D.‎ ‎11.(5分)m,n是空间两条不同直线,α,β是两个不同平面.有以下四个命题:‎ ‎①若m∥α,n∥β且α∥β,则m∥n; ‎ ‎②若m⊥α,n⊥β且α⊥β,则m⊥n;‎ ‎③若m⊥α,n∥β且α∥β,则m⊥n; ‎ ‎④若m∥α,n⊥β且α⊥β,则m∥n.‎ 其中真命题的序号是(  )‎ A.①② B.②③ C.③④ D.①④‎ ‎12.(5分)已知动直线y=k(x+1)与椭圆C:x2+3y2=5相交于A、B两点,已知点,则的值是(  )‎ A. B. C. D.‎ ‎ ‎ 二、填空题:本大题共4小题,每小题5分,满分20分.‎ ‎13.(5分)已知直线l1:3x﹣y+2=0,l2:x+my﹣3=0,若l1∥l2,则m的值等于  .‎ ‎14.(5分)如图,在圆x2+y2=16上任取一点P,过点P作x 轴的垂线段PD,D为垂足,当点P在圆上运动时,则线段PD的中点M的轨迹方程为  .‎ ‎15.(5分)某四面体的三视图如图所示,则此四面体的四个面中面积最大的面的面积等于  .‎ ‎16.(5分)有一球内接圆锥,底面圆周和顶点均在球面上,其底面积为4π,已知球的半径R=3,则此圆锥的体积为  .‎ ‎ ‎ 三、解答题:本大题共6小题,满分70分.解答须写出文字说明、证明过程和演算步骤.‎ ‎17.(11分)已知斜率且过点A(7,1)的直线l1与直线l2:x+2y+3=0相交于点M.‎ ‎(Ⅰ)求以点M为圆心且过点B(4,﹣2)的圆的标准方程C;‎ ‎(Ⅱ)求过点N(4,2)且与圆C相切的直线方程.‎ ‎18.(11分)如图,已知正方体ABCD﹣A1B1C1D1,E,F,G,H分别是AD1、CD1、BC、AB的中点.‎ ‎(Ⅰ)求证:E,F,G,H四点共面;‎ ‎(Ⅱ)求证:GH⊥B1D.‎ ‎19.(12分)已知F1,F2分别是双曲线的左右焦点,点P是双曲线上任一点,且||PF1|﹣|PF2||=2,顶点在原点且以双曲线的右顶点为焦点的抛物线为L.‎ ‎(Ⅰ)求双曲线C的渐近线方程和抛物线L的标准方程;‎ ‎(Ⅱ)过抛物线L的准线与x轴的交点作直线,交抛物线于M、N两点,问直线的斜率等于多少时,以线段MN为直径的圆经过抛物线L的焦点?‎ ‎20.(12分)如图,在四棱锥P﹣ABCD中,平面PAD⊥平面ABCD,△ADP是等腰直角三角形,∠APD是直角,AB⊥AD,AB=1,.‎ ‎(Ⅰ)求直线PB与平面PCD所成角的正弦值;‎ ‎(Ⅱ)求平面PCD与平面PAB所成二面角的平面角的余弦值.‎ ‎21.(12分)如图,直角梯形ABCD中,∠ABC=∠BAD=90°,AB=BC且△ABC的面积等于△ADC面积的.梯形ABCD所在平面外有一点P,满足PA⊥平面ABCD,PA=AB.‎ ‎(1)求证:平面PCD⊥平面PAC;‎ ‎(2)侧棱PA上是否存在点E,使得BE∥平面PCD?若存在,指出点E的位置并证明;若不存在,请说明理由.‎ ‎(3)求二面角A﹣PD﹣C的余弦值.‎ ‎22.(12分)已知椭圆G的中心在平面直角坐标系的原点,离心率,右焦点与圆C:x2+y2﹣2x﹣3=0的圆心重合.‎ ‎(Ⅰ)求椭圆G的方程;‎ ‎(Ⅱ)设F1、F2是椭圆G的左焦点和右焦点,过F2的直线l:x=my+1与椭圆G相交于A、B两点,请问△ABF1的内切圆M的面积是否存在最大值?若存在,求出这个最大值及直线l的方程,若不存在,请说明理由.‎ ‎ ‎ ‎2016-2017学年广东省肇庆市高二(上)期末数学试卷(理科)‎ 参考答案与试题解析 ‎ ‎ 一、选择题:本大题共12小题,每小题5分,满分60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.命题“∃x>0,lnx>0”的否定是(  )‎ A.∃x>0,lnx>0 B.∀x>0,lnx>0 C.∃x>0,lnx≥0 D.∀x>0,lnx≤0‎ ‎【考点】命题的否定.‎ ‎【分析】直接利用特称命题的否定是全称命题写出结果即可.‎ ‎【解答】解:因为特称命题的否定是全称命题,所以,命题“∃x>0,lnx>0“的否定是∀x>0,lnx≤0.‎ 故选:D ‎【点评】本题考查命题的否定,全称命题与特称命题的否定关系,是基础题.‎ ‎ ‎ ‎2.过点C(2,﹣1)且与直线x+y﹣3=0垂直的直线是(  )‎ A.x+y﹣1=0 B.x+y+1=0 C.x﹣y﹣3=0 D.x﹣y﹣1=0‎ ‎【考点】直线的一般式方程与直线的垂直关系.‎ ‎【分析】根据已知,与直线x+y﹣3=0垂直的直线的斜率为1,从而可求出直线方程.‎ ‎【解答】解:设所求直线斜率为k,‎ ‎∵直线x+y﹣3=0的斜率为﹣1,且所求直线与直线x+y﹣3=0垂直 ‎∴k=1.‎ 又∵直线过点C(2,﹣1),‎ ‎∴所求直线方程为y+1=x﹣2,‎ 即x﹣y﹣3=0.‎ 故选C.‎ ‎【点评】‎ 本题考查直线的点斜式方程以及两直线相互垂直的性质等知识,属于基础题.‎ ‎ ‎ ‎3.双曲线的离心率是(  )‎ A. B. C. D.‎ ‎【考点】双曲线的简单性质.‎ ‎【分析】根据双曲线方程求出a,c的值,根据离心率公式即可求出.‎ ‎【解答】解:由双曲线可得a=4,c=5,‎ ‎∴e==,‎ 故选:A ‎【点评】本题考查双曲线的方程和性质,主要考查双曲线的离心率的求法,属于基础题.‎ ‎ ‎ ‎4.如图是一个组合体的三视图,根据图中数据,可得该几何体的体积是(  )‎ A. B. C. D.‎ ‎【考点】棱柱、棱锥、棱台的体积.‎ ‎【分析】由已知中的三视图可得:该几何体是一个半球与圆柱的组合体,分别求出它们的体积,相加可得答案.‎ ‎【解答】解:由已知中的三视图可得:该几何体是一个半球与圆柱的组合体,‎ 半球的半径为1,故体积为:,‎ 圆柱的底面半径为1,高为3,故体积为:3π,‎ 故组合体的体积V=+3π=,‎ 故选:D ‎【点评】本题考查的知识点是圆柱的体积和表面积,球的体积和表面积,简单几何体的三视图,难度中档.‎ ‎ ‎ ‎5.“x﹣1>0”是“x2﹣1>0”的(  )‎ A.充分而不必要条件 B.必要而不充分条件 C.充要条件 D.既不充分也不必要条件 ‎【考点】必要条件、充分条件与充要条件的判断.‎ ‎【分析】解不等式根据充分必要条件的定义以及集合的包含关系判断即可.‎ ‎【解答】解:由x2﹣1>0,解得:x>1或x<﹣1,‎ 故x﹣1>0”是“x2﹣1>0”的充分不必要条件,‎ 故选:A.‎ ‎【点评】本题考查了充分必要条件,考查集合的包含关系,是一道基础题.‎ ‎ ‎ ‎6.直线4x+3y+a=0与圆(x﹣1)2+(y﹣2)2=9相交于A、B两点,且,则实数a的值是(  )‎ A.a=﹣5或a=﹣15 B.a=﹣5或a=15 C.a=5或a=﹣15 D.a=5或a=15‎ ‎【考点】直线与圆的位置关系.‎ ‎【分析】根据弦长和圆半径,求出弦心距,结合点到直线距离公式,构造关于a的方程,解得答案.‎ ‎【解答】解:∵直线4x+3y+a=0与圆(x﹣1)2+(y﹣2)2=9相交于A、B两点,且,‎ ‎∴圆心(1,2)到直线4x+3y+a=0的距离为: =1,‎ 即=1,‎ 解得:a=﹣5或a=﹣15,‎ 故选:A ‎【点评】本题考查的知识点是直线与圆的位置关系,点到直线的距离公式,难度中档.‎ ‎ ‎ ‎7.如图,将无盖正方体纸盒展开,直线AB,CD在原正方体中的位置关系是(  )‎ A.平行 B.相交成60° C.相交且垂直 D.异面直线 ‎【考点】棱柱的结构特征.‎ ‎【分析】将正方体的展开图还原为正方体,得到对应的A,B,C,D,判断AB,CD的位置关系.‎ ‎【解答】解:将正方体还原得到A,B,C,D的位置如图 因为几何体是正方体,所以连接AC,得到三角形ABC是等边三角形,所以∠ABC=60°;‎ 故选:B.‎ ‎【点评】本题考查了学生的空间想象能力以及正方体的性质.关键是将平面图形还原为几何体.‎ ‎ ‎ ‎8.已知椭圆过点B(0,4),则此椭圆上任意一点到两焦点的距离的和是(  )‎ A.4 B.8 C.12 D.16‎ ‎【考点】椭圆的简单性质.‎ ‎【分析】由已知可得B(0,4)是椭圆长轴的一个端点,求得a=4,在由椭圆定义可得答案.‎ ‎【解答】解:椭圆的一个顶点为(2,0),‎ 又椭圆过点B(0,4),‎ 可知B是椭圆长轴的一个端点,则a=4,‎ ‎∴椭圆上任意一点到两焦点的距离的和是2a=8.‎ 故选:B.‎ ‎【点评】本题考查椭圆的简单性质,是基础的定义题.‎ ‎ ‎ ‎9.一个几何体的三视图如图所示(单位:cm),则该几何体的表面积是(  )‎ A.4cm2 B. cm2 C.23cm2 D.24cm2‎ ‎【考点】棱柱、棱锥、棱台的体积;由三视图求面积、体积.‎ ‎【分析】由三视图知该几何体是一个正方体截去一个三棱锥所得的组合体,累加各个面的面积,可求出几何体的表面积;‎ ‎【解答】解:根据三视图可知几何体是:‎ 一个正方体截去一个三棱锥P﹣ABC所得的组合体,‎ 直观图如图所示:其中A、B是棱的中点,‎ 正方体的棱长是2cm,则PA=PB=cm,AB=cm,‎ ‎∴△PAB边AB上的高线为=(cm),‎ ‎∴该几何体的表面积:‎ S=6×2×2﹣2××1×2﹣×1×1+××=23(cm2),‎ 故选:C ‎【点评】本题考查的知识点是棱柱的体积和表面积,棱锥的体积和表面积,简单几何体的三视图,难度中档.‎ ‎ ‎ ‎10.已知直线l过点(﹣2,0),当直线l与圆x2+y2=2x有两个交点时,其斜率k的取值范围是(  )‎ A. B. C. D.‎ ‎【考点】直线与圆的位置关系;直线的斜率.‎ ‎【分析】圆心到直线的距离小于半径即可求出k的范围.‎ ‎【解答】解:直线l为kx﹣y+2k=0,又直线l与圆x2+y2=2x有两个交点 故∴‎ 故选C.‎ ‎【点评】本题考查直线的斜率,直线与圆的位置关系,是基础题.‎ ‎ ‎ ‎11.m,n是空间两条不同直线,α,β是两个不同平面.有以下四个命题:‎ ‎①若m∥α,n∥β且α∥β,则m∥n; ‎ ‎②若m⊥α,n⊥β且α⊥β,则m⊥n;‎ ‎③若m⊥α,n∥β且α∥β,则m⊥n; ‎ ‎④若m∥α,n⊥β且α⊥β,则m∥n.‎ 其中真命题的序号是(  )‎ A.①② B.②③ C.③④ D.①④‎ ‎【考点】空间中直线与平面之间的位置关系.‎ ‎【分析】①m∥n或m,n相交或m,n异面;②由面面垂直和线面垂直的性质得m⊥n;③判断m⊥β,即可得出结论;④若m∥α,n⊥β且α⊥β,则m∥n或m,n相交或m,n异面.‎ ‎【解答】解:①若m∥α,n∥β,α∥β,则m∥n或m,n相交或m,n异面,故①错误 ‎②若m⊥α,n⊥β,且α⊥β,则由面面垂直和线面垂直的性质得m⊥n,故正确.‎ ‎③若m⊥α,且α∥β,则m⊥β,∵n∥β,∴m⊥n,故正确; ‎ ‎④若m∥α,n⊥β且α⊥β,则m∥n或m,n相交或m,n异面,故错误.‎ 故选:B.‎ ‎【点评】本题主要题考查的知识点是平面的基本性质及推论,空间直线与平面位置关系的判断,其中根据面面平行,线面垂直的判定及性质,空间直线与平面位置关系的定义和几何特征.‎ ‎ ‎ ‎12.已知动直线y=k(x+1)与椭圆C:x2+3y2=5相交于A、B两点,已知点,则的值是(  )‎ A. B. C. D.‎ ‎【考点】椭圆的简单性质.‎ ‎【分析】联立直线方程与椭圆方程,化为关于x的一元二次方程,利用根与系数的关系结合数量积的坐标运算求得答案.‎ ‎【解答】解:联立,得(1+3k2)x2+6k2x+3k2﹣5=0,‎ ‎△=36k4﹣4(3k2+1)(3k2﹣5)=48k2+20>0,‎ ‎,,‎ ‎∴‎ ‎==‎ ‎=‎ ‎==.‎ 故选:D.‎ ‎【点评】本题考查椭圆的简单性质,考查了直线与椭圆位置关系的应用,体现了“设而不求”的解题思想方法,是中档题.‎ ‎ ‎ 二、填空题:本大题共4小题,每小题5分,满分20分.‎ ‎13.已知直线l1:3x﹣y+2=0,l2:x+my﹣3=0,若l1∥l2,则m的值等于 ﹣ .‎ ‎【考点】直线的一般式方程与直线的平行关系.‎ ‎【分析】利用平行线的充要条件即可得出.‎ ‎【解答】解:∵l1∥l2,∴,‎ 解得m=﹣.‎ 故答案为:﹣.‎ ‎【点评】本题考查了平行线的充要条件,考查了推理能力与计算能力,属于基础题.‎ ‎ ‎ ‎14.如图,在圆x2+y2=16上任取一点P,过点P作x 轴的垂线段PD,D为垂足,当点P在圆上运动时,则线段PD的中点M的轨迹方程为  .‎ ‎【考点】轨迹方程.‎ ‎【分析】设出M的坐标为(x,y),利用中点坐标得出P的坐标为(x,2y),P点在圆上,带入可以M的轨迹方程.‎ ‎【解答】解:由题意,设M的坐标为(x,y),x 轴的垂线段PD,M是线段PD的中点,‎ ‎∴P的坐标为(x,2y)‎ 点P在圆x2+y2=16上,‎ ‎∴x2+4y2=16‎ 即.‎ 故答案为:.‎ ‎【点评】本题考查了轨迹方程方程的求法,利用到了中点坐标的关系.属于基础题.‎ ‎ ‎ ‎15.某四面体的三视图如图所示,则此四面体的四个面中面积最大的面的面积等于  .‎ ‎【考点】棱柱、棱锥、棱台的体积;由三视图求面积、体积.‎ ‎【分析】由已知画出几何体的直观图,分析出四个面中的最大值,求出面积可得答案.‎ ‎【解答】解:由三视图知该几何体为棱锥S﹣ABD,其中SC⊥平面ABCD;‎ 几何体的直观图如下所示:‎ 四面体S﹣ABD的四个面中SBD面的面积最大,‎ 三角形SBD是边长为的等边三角形,‎ 所以此四面体的四个面中面积最大的为.‎ 故答案为:‎ ‎【点评】本题考查的知识点是棱锥的体积和表面积,简单几何体的三视图,难度中档.‎ ‎ ‎ ‎16.有一球内接圆锥,底面圆周和顶点均在球面上,其底面积为4π,已知球的半径R=3,则此圆锥的体积为 或 .‎ ‎【考点】球内接多面体.‎ ‎【分析】求出圆锥的高,即可求出圆锥的体积.‎ ‎【解答】解:由πr2=4π得圆锥底面半径为r=2,如图设OO1=x,‎ 则,圆锥的高或 所以,圆锥的体积为 或.‎ 故答案为或.‎ ‎【点评】本题考查圆锥的体积,考查学生的计算能力,正确求出圆锥的高是关键.‎ ‎ ‎ 三、解答题:本大题共6小题,满分70分.解答须写出文字说明、证明过程和演算步骤.‎ ‎17.(11分)(2016秋•肇庆期末)已知斜率且过点A(7,1)的直线l1与直线l2:x+2y+3=0相交于点M.‎ ‎(Ⅰ)求以点M为圆心且过点B(4,﹣2)的圆的标准方程C;‎ ‎(Ⅱ)求过点N(4,2)且与圆C相切的直线方程.‎ ‎【考点】直线与圆的位置关系.‎ ‎【分析】(Ⅰ)利用点斜式,可得直线l1的方程,联立直线l2的方程可得圆心M坐标,由两点之间距离公式,求出半径,可得圆的标准方程;‎ ‎(Ⅱ)分斜率不存在和斜率存在两种情况两种情况,分别求出与圆C相切的直线方程,综合可得答案.‎ ‎【解答】(本小题满分11分)‎ 解:(Ⅰ)依题意得,直线l1的方程为,即x﹣2y﹣5=0.(2分)‎ 由,解得.‎ 即点M的坐标为M(1,﹣2).‎ 设圆C的半径为r,则r2=|BM|2=(4﹣1)2+(﹣2+2)2=9.(5分)‎ 所以,圆C的标准方程为(x﹣1)2+(y+2)2=9. (6分)‎ ‎(Ⅱ)①因为圆C过点B(4,﹣2),所以直线x=4为过点N(4,2)且与圆C相切的直线.‎ ‎(8分)‎ ‎②设过点N(4,2)且与圆C相切的直线方程的斜率为k1,‎ 则直线方程为k1x﹣y+2﹣4k1=0.(9分)‎ 由,得,即7x﹣24y+20=0是圆C的一条切线方程.(10分)‎ 综上,过点N(4,2)且与圆C:(x﹣1)2+(y+2)2=9相切的直线方程为7x﹣24y+20=0和x=4.(11分)‎ ‎【点评】‎ 本题考查的知识点是,直线方程,圆的标准方程,直线与圆的位置关系,难度中档.‎ ‎ ‎ ‎18.(11分)(2016秋•肇庆期末)如图,已知正方体ABCD﹣A1B1C1D1,E,F,G,H分别是AD1、CD1、BC、AB的中点.‎ ‎(Ⅰ)求证:E,F,G,H四点共面;‎ ‎(Ⅱ)求证:GH⊥B1D.‎ ‎【考点】空间中直线与直线之间的位置关系.‎ ‎【分析】(Ⅰ)连结AC,证明EF∥GH,即可证明E,F,G,H四点共面;‎ ‎(Ⅱ)连结BD,证明GH⊥平面BDD1B1,即可证明GH⊥B1D.‎ ‎【解答】证明:(Ⅰ)如图,连结AC.(1分)‎ ‎∵E,F分别是AD1、CD1的中点,∴EF∥AC.(2分)‎ ‎∵G,H分别是BC、AB的中点,∴GH∥AC.‎ ‎∴EF∥GH.‎ ‎∴E,F,G,H四点共面.(5分)‎ ‎(Ⅱ)连结BD.‎ ‎∵ABCD﹣A1B1C1D1是正方体,∴AC⊥BD,AC⊥DD1.(7分)‎ ‎∵BD∩DD1=D,BD,DD1⊂平面BDD1B1,∴AC⊥平面BDD1B1.(9分)‎ 又∵GH∥AC,∴GH⊥平面BDD1B1,(10分)‎ 又∵BD1⊂平面BDD1B1,∴GH⊥B1D.(11分)‎ ‎【点评】‎ 本题考查空间线线、线面位置关系,考查学生分析解决问题的能力,属于中档题.‎ ‎ ‎ ‎19.(12分)(2016秋•肇庆期末)已知F1,F2分别是双曲线的左右焦点,点P是双曲线上任一点,且||PF1|﹣|PF2||=2,顶点在原点且以双曲线的右顶点为焦点的抛物线为L.‎ ‎(Ⅰ)求双曲线C的渐近线方程和抛物线L的标准方程;‎ ‎(Ⅱ)过抛物线L的准线与x轴的交点作直线,交抛物线于M、N两点,问直线的斜率等于多少时,以线段MN为直径的圆经过抛物线L的焦点?‎ ‎【考点】双曲线的简单性质.‎ ‎【分析】(Ⅰ)由双曲线的定义可知,2a=2,即a=1,即可得到双曲线C的渐近线方程,即可求出抛物线L的焦点坐标为A(1,0),即可求出抛物线L的标准方程;‎ ‎(Ⅱ)设直线MN的斜率为k,则其方程为y=k(x+1).联立方程组,得到得k2x2+2(k2﹣2)x+k2=0,设M(x1,y1),N(x2,y2),根据韦达定理和MF⊥NF,即可求出k的值.‎ ‎【解答】解:(Ⅰ)由双曲线的定义可知,2a=2,即a=1.‎ ‎∴双曲线的标准方程为.‎ ‎∴双曲线的渐近线方程 y=±3x.‎ 双曲线的右顶点坐标为A(1,0),即抛物线L的焦点坐标为A(1,0),‎ ‎∴抛物线L的标准方程为y2=4x,‎ ‎(Ⅱ)抛物线y2=4x的准线与对称轴的交点为(﹣1,0).‎ 设直线MN的斜率为k,则其方程为y=k(x+1).‎ 由,得k2x2+2(k2﹣2)x+k2=0.‎ ‎∵直线MN与抛物线交于M、N两点,‎ ‎∴△=4(k2﹣2)2﹣4k4>0,解得﹣1<k<1.‎ 设M(x1,y1),N(x2,y2),抛物线焦点为F(1,0),‎ ‎∵以线段MN为直径的圆经过抛物线焦点,∴MF⊥NF.‎ ‎∴,即y1y2+x1x2﹣(x1+x2)+1=0.‎ 又,x1x2=1,且y1,y2同号,‎ ‎∴.解得,∴.‎ 即直线的斜率等于时,以线段MN为直径的圆经过抛物线的焦点.‎ ‎【点评】本题是一道直线与圆锥曲线的综合题,韦达定理,考查分析问题、解决问题及计算能力,注意解题方法的积累,属于中档题.‎ ‎ ‎ ‎20.(12分)(2016秋•肇庆期末)如图,在四棱锥P﹣ABCD中,平面PAD⊥平面ABCD,△ADP是等腰直角三角形,∠APD是直角,AB⊥AD,AB=1,.‎ ‎(Ⅰ)求直线PB与平面PCD所成角的正弦值;‎ ‎(Ⅱ)求平面PCD与平面PAB所成二面角的平面角的余弦值.‎ ‎【考点】二面角的平面角及求法;直线与平面所成的角.‎ ‎【分析】(Ⅰ)取AD的中点O,连结OP,OC,则PO⊥AD,从而OC,AD,PO两两垂直,以O为原点,建立空间直角坐标系,利用向量法能求出直线PB与平面PCD所成角的正弦值.‎ ‎(Ⅱ)求出平面PAB的法向量和平面PAB的一个法向量,利用向量法能求出平面PCD与平面PAB所成二面角的平面角的余弦值.‎ ‎【解答】(本小题满分12分)‎ 解:(Ⅰ)取AD的中点O,连结OP,OC,‎ ‎∵△ADP是等腰直角三角形,∠APD是直角,∴PO⊥AD.‎ ‎∵平面PAD⊥平面ABCD,∴PO⊥平面ABCD.‎ ‎∴PO⊥OA,PO⊥OC,又∵AC=CD,∴OC⊥AD.‎ 即OC,AD,PO两两垂直.(2分)‎ 以O为原点,建立如图所示的空间直角坐标系.‎ 由条件知,,PO=1.‎ 故O,A,B,C,D,P各点的坐标分别为:‎ O(0,0,0),A(0,1,0),B(1,1,0),C(2,0,0),D(0,﹣1,0),P(0,0,1),‎ 所以,,,,.‎ 设平面PCD的法向量为n=(x,y,z),则,即 令x=1,则y=﹣2,z=2,故n=(1,﹣2,2)是平面PCD的一个法向量.(6分)‎ 设直线PB与平面PCD所成角为θ1,‎ 则,‎ 即直线PB与平面PCD所成角的正弦值为.(8分)‎ ‎(Ⅱ)设平面PAB的法向量为m=(x1,y1,z1),则,即.‎ 令y1=1,则z1=1,故m=(0,1,1)是平面PAB的一个法向量.(10分)‎ 设平面PCD与平面PAB所成角的二面角的平面角为θ2,‎ 则,‎ 所以平面PCD与平面PAB所成二面角的平面角的余弦值0.(12分)‎ ‎【点评】本题考查线面角的正弦值的求法,考查二面角的余弦值的求法,是中档题,解题时要认真审题,注意向量法的合理运用.‎ ‎ ‎ ‎21.(12分)(2014•宜宾模拟)如图,直角梯形ABCD中,∠ABC=∠BAD=90°,AB=BC且△ABC的面积等于△ADC面积的.梯形ABCD所在平面外有一点P,满足PA⊥平面ABCD,PA=AB.‎ ‎(1)求证:平面PCD⊥平面PAC;‎ ‎(2)侧棱PA上是否存在点E,使得BE∥平面PCD?若存在,指出点E的位置并证明;若不存在,请说明理由.‎ ‎(3)求二面角A﹣PD﹣C的余弦值.‎ ‎【考点】与二面角有关的立体几何综合题;直线与平面平行的判定;平面与平面垂直的判定.‎ ‎【分析】(1)证明平面PCD⊥平面PAC,只要证明CD⊥平面PAC,只要证明CD⊥AC、CD⊥PA即可;‎ ‎(2)当E是PA的中点时,取PD的中点G,连接BE、EG、CG,证明四边形BEGC是平行四边形,利用线面平行的判定可证BE∥平面PCD;‎ ‎(3)作FM⊥PD,连接CM,则可证∠CMF为二面角A﹣PD﹣C的平面角,求出FM、CM的长,即可得到二面角A﹣PD﹣C的余弦值.‎ ‎【解答】(1)证明:∵AB=BC且△ABC的面积等于△ADC面积的,∴AD=2BC 作CF⊥AD,垂足为F,则F为AD的中点,且AD=2CF,所以∠ACD=90°‎ ‎∴CD⊥AC ‎∵PA⊥平面ABCD,CD⊂平面ABCD,∴CD⊥PA 又∵PA∩AC=A,∴CD⊥平面PAC ‎∵CD⊂平面PCD,∴平面PCD⊥平面PAC;‎ ‎(2)E是PA的中点 当E是PA的中点时,取PD的中点G,连接BE、EG、CG,则EG∥AD∥BC,EG=AD=BC ‎∴四边形BEGC是平行四边形 ‎∴BE∥CG ‎∵BE⊄平面PCD,CG⊂平面PCD ‎∴BE∥平面PCD ‎(3)解:作FM⊥PD,连接CM,则 ‎∵PA⊥平面ABCD,PA⊂平面PAD ‎∴平面PAD⊥平面ABCD ‎∵CF⊥AD,平面PAD∩平面ABCD=AD ‎∴CF⊥平面PAD ‎∵FM⊥PD,∴CM⊥PD,‎ ‎∴∠CMF为二面角A﹣PD﹣C的平面角 设CF=a,则在△PAD中,,∴FM=‎ ‎∴CM=‎ ‎∴二面角A﹣PD﹣C的余弦值为 ‎【点评】本题考查面面垂直,考查线面平行,考查面面角,解题的关键是掌握面面垂直、线面平行的判定定理,作出面面角.‎ ‎ ‎ ‎22.(12分)(2016秋•肇庆期末)已知椭圆G的中心在平面直角坐标系的原点,离心率,右焦点与圆C:x2+y2﹣2x﹣3=0的圆心重合.‎ ‎(Ⅰ)求椭圆G的方程;‎ ‎(Ⅱ)设F1、F2是椭圆G的左焦点和右焦点,过F2的直线l:x=my+1与椭圆G相交于A、B两点,请问△ABF1的内切圆M的面积是否存在最大值?若存在,求出这个最大值及直线l的方程,若不存在,请说明理由.‎ ‎【考点】椭圆的简单性质.‎ ‎【分析】(Ⅰ)由圆的方程求出圆心坐标,可得椭圆半焦距c,结合离心率求得a,再由隐含条件求得b,则椭圆方程可求;‎ ‎(Ⅱ)画出图形,由题意可得,当最大时,△ABF1内切圆的面积也最大,联立直线方程和椭圆方程,求出A,B的坐标,代入三角形面积公式,然后利用换元法结合基本不等式求得最值.‎ ‎【解答】解:(Ⅰ)圆C:x2+y2﹣2x﹣3=0的圆心为(1,0).‎ 设椭圆G的方程,‎ 则,得a=2.‎ ‎∴b2=a2﹣c2=22﹣1=3,‎ ‎∴椭圆G的方程;‎ ‎(Ⅱ)如图,设△ABF1内切圆M的半径为r,与直线l的切点为C,‎ 则三角形△ABF1的面积等于△ABM的面积+△AF1M的面积+△BF1M的面积.‎ 即=.‎ 当最大时,r也最大,△ABF1内切圆的面积也最大.‎ 设A(x1,y1)、B(x2,y2)(y1>0,y2<0),‎ 则.‎ 由,得(3m2+4)y2+6my﹣9=0,‎ 解得,.‎ ‎∴. ‎ 令,则t≥1,且m2=t2﹣1,‎ 有.‎ 令,由f(t)在[1,+∞)上单调递增,得f(t)≥f(1)=4.‎ ‎∴.即当t=1,m=0时,4r有最大值3,得,这时所求内切圆的面积为.‎ ‎∴存在直线l:x=1,△ABF1的内切圆M的面积最大值为.‎ ‎【点评】本题考查椭圆的简单性质,考查了直线与椭圆位置关系的应用,训练了利用换元法和基本不等式求最值,是中档题.‎ ‎ ‎

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