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1、高中數(shù)學(xué) 模塊綜合測(cè)試 新人教A版選修2-1
題號(hào)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
A. B.2
C. D.
解析:由題可知||=1,||=1,||=.〈,〉=45°,〈,〉=45°,〈,〉=60°.
∴||2=(-+)2=++-·+·-·
=++2-×1×1×+1××-1××=.
答案:D
10.在正方體ABCD-A1B1C1D1中,直線BC1與平面A1BD所成角的余弦值為( )
A. B.
C. D.
解析:建立如圖3所示的空間直角坐標(biāo)系.設(shè)正方體
2、的棱長(zhǎng)為1,
則D(0,0,0),A1(1,0,1),B(1,1,0),C1(0,1,1).
∴=(1,0,1),=(1,1,0),=(-1,0,1).
設(shè)平面A1BD的法向量為n=(x,y,z),則n·=0,n·=0.
∴令x=1,則n=(1,-1,-1),
圖3
∴cos〈n,〉===.
∴直線BC1與平面A1BD所成角的正弦值為.
∴直線BC1與平面A1BD所成角的余弦值為.
答案:C
11.雙曲線-=1(a>0,b>0)的兩個(gè)焦點(diǎn)為F1、F2,若P為其上一點(diǎn),且|PF1|=2|PF2|,則雙曲線離心率的取值范圍為( )
A.(1,3) B .(1,
3、3]
C.(3,+∞) D.[3,+∞)
圖4
解析:由題意知在雙曲線上存在一點(diǎn)P,使得|PF1|=2|PF2|,如圖4.
又∵|PF1|-|PF2|=2a,∴|PF2|=2a,
即在雙曲線右支上恒存在點(diǎn)P使得|PF2|=2a,即|AF2|≤2a.
∴|OF2|-|OA|=c-a≤2a.∴c≤3a.
又∵c>a,∴a
4、π D.13π
圖5
解析:由圓M的面積知圓M的半徑為2,|OM|==2.|ON|=|OM|·sin30°=.從而圓N的半徑r==,所以圓N的面積S=πr2=13π.故選D.
答案:D
第Ⅱ卷(非選擇題,共90分)
二、填空題(每小題5分,共20分)
圖6
13.在四面體O—ABC中,=a,=b,=c,D為BC的中點(diǎn),E為AD的中點(diǎn),則=________.(用a,b,c表示)
解析:=(+)=+(+)
=++=a+b+c.
答案:a+b+c
14.若命題p:一元一次不等式ax+b>0的解集為{x|x>-},命題q:關(guān)于x的不等式(x-a)(x-b)<0的解集為{
5、x|a
6、x<0”是“2x2-5x-3<0”的必要不充分條件;③若a與b共線,則a,b所在直線平行;④若a,b,c三向量?jī)蓛晒裁?,則a,b,c三向量一定也共面;⑤?x∈R,x2-3x+3≠0.其中正確的命題有________.(把你認(rèn)為正確的命題的序號(hào)填在橫線上)
解析:①中,雙曲線c=25+9=34,橢圓c=35-1=34,故①正確;
②中,∵2x2-5x-3<0,∴-
7、;
⑤中,Δ=9-12<0,故對(duì)?x∈R,x2-3x+3≠0成立.
答案:①⑤
三、解答題(寫(xiě)出必要的計(jì)算步驟,只寫(xiě)最后結(jié)果不得分,共70分)
17.(10分)已知p:“直線x+y-m=0與圓(x-1)2+y2=1相交”;q:“mx2-x+m-4=0有一正根和一負(fù)根”.若p∨q為真,綈p為真,求m的取值范圍.
解:對(duì)p:∵直線與圓相交,
∴d=<1.∴-+1
8、m<4.
18.(12分)已知橢圓D:+=1與圓M:x2+(y-m)2=9(m∈R),雙曲線G與橢圓D有相同的焦點(diǎn),它的兩條漸近線恰好與圓M相切.當(dāng)m=5時(shí),求雙曲線G的方程.
解:橢圓D:+=1的兩焦點(diǎn)為F1(-5,0)、F2(5,0),故雙曲線的中心在原點(diǎn),焦點(diǎn)在x軸上,且c=5.
設(shè)雙曲線G的方程為-=1(a>0,b>0),則G的漸近線方程為y=±x,
即bx±ay=0,且a2+b2=25.當(dāng)m=5時(shí),圓心為(0,5),半徑為r=3.
∴=3?a=3,b=4.
∴雙曲線G的方程為-=1.
19.(12分)已知ABCD-A′B′C′D′是平行六面體,
(1)化簡(jiǎn)++,并在圖
9、中標(biāo)出其結(jié)果;
(2)設(shè)M是底面ABCD的中心,N是側(cè)面BCC′B′對(duì)角線BC′上的分點(diǎn),設(shè)=α+β+γ,試求α,β,γ的值.
圖8
解:(1)如圖8,取AA′的中點(diǎn)E,D′F=2FC′,=++.
(2)=+=+
=(+)+(+)
=++,
∴α=,β=,γ=.
20.(12分)已知f(x)=ax2+bx+c的圖象過(guò)點(diǎn)(-1,0),是否存在常數(shù)a、b、c,使不等式x≤f(x)≤對(duì)一切實(shí)數(shù)x均成立?
解:假設(shè)存在常數(shù)a、b、c使不等式x≤f(x)≤對(duì)一切實(shí)數(shù)x均成立,
∵f(x)的圖象過(guò)點(diǎn)(-1,0),
∴a-b+c=0.①
∵x≤f(x)≤對(duì)一切x∈R均成立,
∴
10、當(dāng)x=1時(shí),也成立,即1≤f(1)≤1,
∴f(1)=a+b+c=1,②
由①②得b=,故原不等式可化為
恒成立.
當(dāng)a=0或1-2a=0時(shí),上述不等式組不會(huì)恒成立,
∴即
∴a=.∴c=-a=.
∴存在一組常數(shù):a=,b=,c=,使不等式x≤f(x)≤對(duì)一切實(shí)數(shù)x均成立.
圖9
21.(12分)(2011·遼寧高考)如圖9,四邊形ABCD為正方形,QA⊥平面ABCD,PD∥QA,QA=AB=PD.
(1)證明:平面PQC⊥平面DCQ;
(2)求二面角Q-BP-C的余弦值.
圖10
解:如圖10,以D為坐標(biāo)原點(diǎn),線段DA的長(zhǎng)為單位長(zhǎng),射線DA為x軸的正半軸建立
11、空間直角坐標(biāo)系D-xyz.
(1)證明:依題意有Q(1,1,0),C(0,0,1),P(0,2,0),則=(1,1,0),=(0,0,1),=(1,-1,0).
所以·=0,·=0.
即PQ⊥DQ,PQ⊥DC.
故PQ⊥平面DCQ.
又PQ?平面PQDC,
所以平面PQC⊥平面DCQ.
(2)依題意有B(1,0,1),=(1,0,0),=(-1,2,-1).
設(shè)n=(x,y,z)是平面PBC的法向量,則
即
因此可取n=(0,-1,-2).
設(shè)m是平面PBQ的法向量,則
可取m=(1,1,1),
所以cos〈m,n〉=-.
故二面角Q-BP-C的余弦值為-.
12、22.(12分)已知橢圓C的中心在坐標(biāo)原點(diǎn),焦點(diǎn)在x軸上,橢圓C上的點(diǎn)到焦點(diǎn)距離的最大值為3,最小值為1.
(1)求橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)若直線l:y=kx+m與橢圓C相交于A,B兩點(diǎn)(A,B不是左右頂點(diǎn)),且以AB為直徑的圓過(guò)橢圓C的右頂點(diǎn).求證:直線l過(guò)定點(diǎn),并求出該定點(diǎn)的坐標(biāo).
解:(1)由題意設(shè)橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為+=1(a>b>0),由已知得:a+c=3,a-c=1,
∴a=2,c=1.∴b2=a2-c2=3.
∴橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為+=1.
(2)設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),聯(lián)立
得(3+4k2)x2+8mkx+4(m2-3)=0,Δ=64m2k2-16(3+4
13、k2)(m2-3)>0,
即3+4k2-m2>0,則
又y1y2=(kx1+m)(kx2+m)
=k2x1x2+mk(x1+x2)+m2=,
∵以AB為直徑的圓過(guò)橢圓的右頂點(diǎn)D(2,0),
∴kAD·kBD=-1,即·=-1.
∴y1y2+x1x2-2(x1+x2)+4=0.
∴+++4=0.
∴7m2+16mk+4k2=0.
解得m1=-2k,m2=-,且均滿足3+4k2-m2>0.
當(dāng)m1=-2k時(shí),l的方程為y=k(x-2),直線過(guò)定點(diǎn)(2,0),與已知矛盾.
當(dāng)m2=-k時(shí),l的方程為y=k(x-),
直線過(guò)定點(diǎn)(,0).
∴直線l過(guò)定點(diǎn),定點(diǎn)坐標(biāo)為(,0).