贵州省贵阳市观山湖区第一高级中学2024-2025学年高一下学期第三次月考(5月)数学试题
1.(2025高一下·观山湖月考)已知集合,,则的非空子集个数为( )
A.7 B.8 C.15 D.16
【答案】A
【知识点】交集及其运算;有限集合的子集个数
【解析】【解答】解:由题意可知,有3个元素,所以非空子集有个.
故选:A.
【分析】先求出 ,再根据元素的个数,求出其非空子集的个数即可.
2.(2025高一下·观山湖月考)已知 ,则 的值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】二倍角的正弦公式;二倍角的余弦公式;同角三角函数间的基本关系
【解析】【解答】因为 ,
所以 .
故答案为:A.
【分析】根据题意由二倍角的正、余弦公式,以及同角三角函数的基本关系式计算出结果即可。
3.(2025高一下·观山湖月考)已知表示不同的直线,表示不同的平面,则下列说法正确的是( )
A.若,且,则
B.若,则
C.若,,则
D.若,则
【答案】D
【知识点】空间中直线与直线之间的位置关系;直线与平面平行的判定;平面与平面平行的判定;平面与平面垂直的判定
【解析】【解答】解:对于A:若且,则或与相交,故A错误;
对于B:若,则或,
又因为,当,则与平行或相交或异面,
当,则与平行或异面,故B错误;
对于C:若,,则或,
又因为,所以或与相交(不垂直)或,故C错误;
对于D:若,则或,
又因为,所以,故D正确.
故答案为:D.
【分析】根据空间中线线位置关系、线面位置关系、面面位置关系,从而逐项判断找出说法正确的选项.
4.(2025高一下·观山湖月考)已知是两个单位向量,若向量在向量上的投影向量为,则向量与向量的夹角为( )
A.30° B.60° C.90° D.120°
【答案】B
【知识点】数量积表示两个向量的夹角;平面向量的投影向量
【解析】【解答】解:因为向量在向量上的投影向量为,是两个单位向量,
所以,
所以,又因为,
所以,
所以,
又,
所以,又,
所以向量与向量的夹角为,即.
故选:B.
【分析】由条件结合投影向量的定义(投影向量是将一个向量投影到另一个向量上得到的向量)可求,再根据向量夹角余弦公式求结论.
5.(2025高一下·观山湖月考)在中, ,其面积为,则等于
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】解三角形;正弦定理的应用
【解析】【解答】解:由题意可得: ,解得: ,
由余弦定理: 解得,
所以 .
故选:B.
【分析】结合已知条件和三角形的面积公式求得c的值,进而利用余弦定理求得a的值,根据正弦定理结合分式的性质即可求得 的值.
6.(2025高一下·观山湖月考)已知在中,为所在平面内的动点,且,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】平面向量数量积的坐标表示;含三角函数的复合函数的值域与最值
【解析】【解答】解:依题意,如图建立平面直角坐标系,
则,,,
因为,所以在以为圆心,为半径的圆上运动,
设,,
则,,
可得
,其中,,
因为,
所以,
可得,
所以的最小值为.
故答案为:B.
【分析】依题意,建立平面直角坐标系,设,结合向量的坐标表示,从而表示出,,再根据数量积的坐标表示、辅助角公式和正弦型函数求值域的方法,从而得出的最小值.
7.(2025高一下·观山湖月考)如图,在四棱锥中,底面是边长为4的正方形,,,该棱锥的高为( ).
A.1 B.2 C. D.
【答案】D
【知识点】棱锥的结构特征;平面与平面垂直的判定
【解析】【解答】解:如图,底面为正方形,
当相邻的棱长相等时,不妨设,
分别取的中点,连接,
则,且,平面,
可知平面,且平面,
所以平面平面,
过作的垂线,垂足为,即,
因为平面平面,平面,
所以平面,
由题意可得:,
则,
所以,
则,
可得,
所以四棱锥的高为.
故答案为:D.
【分析】取点作辅助线,根据题意可知平面平面,从而得出直线平面,再利用勾股定理得出,再由等面积法得出该棱锥的高.
8.(2025高一下·观山湖月考)如图所示,在四边形中,,,,将四边形沿对角线BD折成四面体,使平面平面,则下列结论正确的是( )
A. B.
C.与平面所成的角为 D.四面体的体积为
【答案】B
【知识点】直线与平面垂直的判定;直线与平面垂直的性质;直线与平面所成的角;锥体的体积公式及应用
【解析】【解答】解:A、 在四边形中,,,
则,,,若,因为,,平面,平面,所以平面,所以,这与矛盾,故A错误;
B、因为平面平面,平面平面,,平面,
所以平面,因为平面,所以,
因为,,所以,则,
又因为,平面,所以平面,
又因为平面,所以,所以,故B正确;
C、平面,则就是与平面所成的角,
因为,所以与平面所成的角为,故C错误;
D、四面体的体积为:,故D错误.
故答案为:B.
【分析】若,根据线面垂直的判定定理得,得出矛盾即可判断A;根据线面垂直的判定定理、性质定理即可判断B;由平面得就是与平面所成的角,求解即可判断C;求出四面体的体积即可判断D.
9.(2025高一下·观山湖月考)欧拉公式(为虚数单位,)是由数学家欧拉创立的,该公式建立了三角函数与指数函数的关联,被誉为“数学中的天桥”.依据欧拉公式,下列选项正确的是( )
A.的虚部为1 B.
C. D.的共轭复数为
【答案】A,D
【知识点】复数的基本概念;复数的模;共轭复数
【解析】【解答】解:A、由欧拉公式可得:,其虚部为1,故A正确;
B、由欧拉公式可得:,故B错误;
C、由,可得,故C错误;
D、由欧拉公式可得:,
则的共轭复数为,故D正确.
故答案为:AD.
【分析】由欧拉公式可得,其虚部为1即可判断A;由即可判断B; 由即可判断C;先求得,结合共轭复数的概念即可判断D.
10.(2025高一下·观山湖月考)如图,正方体的棱长为1,E为的中点,下列判断正确的是( )
A.平面
B.直线与直线是异面直线
C.在直线上存在点F,使平面
D.直线与平面所成角是
【答案】A,C
【知识点】异面直线的判定;直线与平面平行的判定;直线与平面垂直的判定;直线与平面所成的角
【解析】【解答】A,正方体中,平面,平面,平面,
A正确;
B,由图可知直线与直线都在平面中,B错误;
C,连接,,取的中点,连接,
又为的中点,则,
正方体中,,且,平面,
得平面,则平面,C正确;
D,连接交于点,连接,
由平面,有平面,
则即为直线与平面所成的角,
,,则,D错误.
故选:AC.
【分析】本题考查直线与平面平行的判定,异面直线的定义,直线与平面垂直的判定,直线与平面所成的角.根据正方体的性质可得:,再利用直线与平面平行的判定定理可得:平面, 据此可判断A选项;根据直线与直线都在平面中,利用异面直线的定义可判断B选项;利用中位线定理可得:, 再根据正方体的性质可得:, ,利用直线与平面垂直的判定定理可得:平面,进而可推出平面,据此可判断C选项; 连接交于点,连接 ,根据直线与平面所成角的定义可得即为直线与平面所成的角, 利用直角三角形的性质可求出,据此可判断D选项.
11.(2025高一下·观山湖月考)如图是函数的部分图象,则( )
A.的最小正周期为
B.是函数的一条对称轴
C.将函数的图象向右平移个单位后,得到的函数为奇函数
D.若函数在上有且仅有两个零点,则
【答案】A,D
【知识点】含三角函数的复合函数的周期;由y=Asin(ωx+φ)的部分图象确定其解析式;函数的零点与方程根的关系;含三角函数的复合函数的对称性;含三角函数的复合函数的奇偶性
【解析】【解答】解:由图象可知, , ,
所以,则的最小正周期为,故A正确;
,此时,
又在图象上, ,
解得,
,
,,
,
当是函数的一条对称轴时,此时不符合题意,故B错误;
将的图象向右平移个单位后得到的图象对应的解析式为:
不为奇函数,故C错误;
令 ,
解得 ,
当 时, ,不合题意;
当时, ;
当时, ;
当时, ,
又因为函数在上有且仅有两个零点,
,解得 ,故D正确.
故答案为:AD.
【分析】先根据正弦型函数的图象可得的值,则可判断选项A;令解出的值,则可判断选项B;利用正弦型函数的最小正周期公式和五点对应法,从而得出 的值,则得到函数的解析式,再根据正弦型函数的图象平移判断出选项C;令,从而解出函数的零点,根据在上有且仅有两个零点列出不等式组,从而解不等式组得出t的取值范围,则可判断选项D,从而找出正确的选项.
12.(2025高一下·观山湖月考)在中国古代数学著作《九章算术》中,鳖臑是指四个面都是直角三角形的四面体.如图,在直角中,AD为斜边BC上的高,,,现将沿AD翻折成,使得四面体AB'CD为一个鳖臑,则该鳖臑外接球的表面积为 .
【答案】
【知识点】球的表面积与体积公式及应用;球内接多面体
【解析】【解答】解:易知,都是直角三角形,只需平面即可,
鳖臑外接球的球心在过中点且垂直于平面的直线上,
在中,的中点到点的距离都相等,则的中点是外接球的球心,,故该鳖臑外接球的表面积为.
故答案为:.
【分析】找出鳖臑外接球的球心,并得出外接球的半径,结合球的表面积公式求解即可.
13.(2025高一下·观山湖月考)已知,则 .
【答案】
【知识点】二倍角的余弦公式;运用诱导公式化简求值;辅助角公式
【解析】【解答】解:由,可得,即,
则
,
故答案为:.
【分析】由题意,利用辅助角公式、诱导公式以及余弦的二倍角公式化简求值即可.
14.(2025高一下·观山湖月考)如图所示,在直三棱柱中,,,,点是线段上的一动点,则线段的最小值为 .
【答案】
【知识点】多面体和旋转体表面上的最短距离问题
【解析】【解答】解:连接,如图所示:
,以所在直线为轴,将所在平面旋转到平面,
设点的新位置为,连接,如图所示:
则,
当三点共线时,则为的最小值,
在三角形中,,,
由余弦定理得,
所以,则,
在中,,,
由勾股定理可得且,
同理可得,
因为,所以为等边三角形,所以,
在中,,,
由余弦定理得.
故答案为:.
【分析】连接,得,以所在直线为轴,将所在平面旋转到平面,设点的新位置为,连接,再根据两点之间线段最短结合勾股定理、余弦定理,从而得出的长.
15.(2025高一下·观山湖月考)如图,在中,,,,点D,E满足,,AC边上的中线BM与DE交于点O.设,.
(1)用向量,表示,;
(2)求.
【答案】(1)解:因为为边上的中线,
所以
又因为,,
所以,,
所以
(2)解:由,,得,,
因为,所以向量与得夹角为,
由图形可知的大小等于向量与的夹角,
所以,
又因为,
所以.
【知识点】平面向量的基本定理;数量积表示两个向量的夹角
【解析】【分析】(1)利用已知条件和平面向量基本定理,则用向量,表示,.
(2)利用已知条件和数量积求向量夹角公式得出的值.
(1)因为为边上的中线,
,
因为,,
所以,,
所以.
(2)由,得,,
又,所以向量与得夹角为,
由图形可知的大小等于向量与的夹角,
,
,
,
所以,
又因为,所以.
16.(2025高一下·观山湖月考)如图,在四棱锥中,,,,底面,是上一点.
(1)求证:平面平面;
(2)若是的中点,求平面与平面的夹角的正弦值.
【答案】(1)证明:在四棱锥中,,,则,,
在中,,
则,
所以,则,
由平面,平面,得,
因为平面,
则平面,
又因为平面,
所以平面平面.
(2)解:由(1)知,平面,
因为平面,所以,
又因为,
所以是二面角的平面角,
在中,,则,
由点是的中点,得,
所以,
所以,平面与平面的夹角的正弦值为.
【知识点】平面与平面垂直的判定;二面角及二面角的平面角
【解析】【分析】(1)根据已知条件结合余弦定理和勾股定理的逆定理,从而证出,再利用线面垂直的性质定理和判定定理,从而证出平面平面.
(2)由(1)知,平面,结合线面垂直的定义得出,再利用得出是二面角的平面角,结合已知条件和线线垂直、中点的性质以及正弦函数的定义,从而得出平面与平面的夹角的正弦值.
(1)在四棱锥中,,,则,
,在中,,则,
即,于是,由平面,平面,
得,又平面,则平面,又平面,
所以平面平面.
(2)由(1)知,平面,而平面,则,又,
因此是二面角的平面角,
在中,,则,由是的中点,
得,于是,
所以平面与平面的夹角的正弦值为.
17.(2025高一下·观山湖月考)在锐角中,角的对边分别为,,,已知且.
(1)求角A的大小;
(2)求的取值范围.
【答案】(1)解:∵,
∴,
则,
则,
∵,
∴,
又因为 ,
∴,
,
.
(2)解:根据正弦定理,得,
则
,
又因为,
所以的取值范围为.
【知识点】简单的三角恒等变换;含三角函数的复合函数的值域与最值;正弦定理的应用
【解析】【分析】(1)由已知条件结合两角和的余弦公式和同角三角函数基本关系式,从而求出的值,再利用锐角三角形中角A的取值范围,从而得出角A的大小.
(2)利用已知条件结合正弦定理、两角和的正弦公式以及辅助角公式,从而把b+c转化为正弦型函数,再利用锐角三角形中角B的取值范围及正弦型函数求值域的方法,从而得出的取值范围.
(1)∵,
∴,
,
,
∵,∴,
又,∴,
,;
(2)根据正弦定理,,
则
,
,所以的取值范围为.
18.(2025高一下·观山湖月考)如图,在正方体中,为的中点.
(1)求证:平面;
(2)连接交于点,求三棱锥的体积;
(3)已知点为中点,点为平面内的一个动点,若平面,求长度的最小值.
【答案】(1)证明:如图,连接交于,连接.
因为为正方体,底面为正方形,
对角线交于点,
所以为的中点,
因为为的中点,
所以,在中,是的中位线,
所以,
又因为平面平面,
所以平面.
(2)解:由(1)知,平面,点为中点,
则点到平面的距离等于点到平面的距离,
所以三棱锥的体积等于三棱锥的体积,
因为正方体的棱长是1,是的中点,所以,
则的面积,
所以三棱锥的体积为:
.
(3)解:连接,
因为和平行且相等,故四边形为平行四边形,所以,
又因为面面,故面,
又由(1)知,面,
又因为面,
故面面,因此满足题意的点轨迹为线段,
要求最小值,即求到最小值,
在中,,故为等腰三角形,
则求最小值即为求底边上的高,
所以.
【知识点】直线与平面平行的判定;平面与平面平行的判定;锥体的体积公式及应用
【解析】【分析】(1)如图,利用中位线的性质可得,再结合线面平行的判定定理,即可证出平面.
(2)由(1)知点到平面的距离等于点到平面的距离,再根据等体积法和棱锥的体积公式,从而计算得出三棱锥的体积.
(3)如图,由(1)结合线面平行的判定定理可得面,利用面面平行的判定定理可得面面,从而得出点的轨迹为线段,要求最小值,即求到最小值,在中,,故为等腰三角形,则求最小值即为求底边上的高,再根据勾股定理的逆定理得出长度的最小值.
(1)如图,连接交于,连接.
因为为正方体,底面为正方形,对角线交于点,
所以为的中点,又因为为的中点,
所以在中,是的中位线,
所以,又平面平面,
所以平面.
(2)由(1)知,平面,点为中点,
则点到平面的距离等于点到平面的距离,
所以三棱锥的体积等于三棱锥的体积.
正方体的棱长是1,是的中点,所以,则的面积,
所以三棱锥的体积.
(3)连接,因为和平行且相等,故四边形为平行四边形,
所以.又面面,故面.
又由(1)知,面,而面,
故面面.因此满足题意的点轨迹为线段.
要求最小值,即求到最小值.
在中,,故为等腰三角形,
求最小值即求底边上的高,求得.
19.(2025高一下·观山湖月考)已知函数.
(1)若不等式的解集为R,求m的取值范围;
(2)解关于x的不等式;
(3)若不等式对一切恒成立,求m的取值范围.
【答案】(1)解:根据题意,
当时,即当时,,不合题意;
当时,即当时,
因为的解集为R,
则的解集为R,
则,
所以,当时,或,
故 .
(2)解:因为,
所以,
则,
当时,即当时,解集为;
当时,即当时,,
,
解集为或;
当时,即当时,
,
,
解集为,
综上所述:当时,解集为;
当时,解集为;
当时,解集为或.
(3)解:因为,
所以,
恒成立,
,
设则,
,
,当且仅当时取等号,
,当且仅当时取等号,
当时,,
.
【知识点】函数恒成立问题;二次函数与一元二次方程、不等式的解的对应关系;基本不等式在最值问题中的应用
【解析】【分析】(1)对二次项系数进行分类讨论,再结合二次函数的判别式和开口方向,从而得出实数m的取值范围.
(2)因为,对,与分类讨论,从而分别求出关于x的不等式的解集.
(3),通过分离常数和基本不等式求最值的方法,再结合已知条件得出实数m的取值范围.
(1)根据题意,当,即时,,不合题意;
当,即时,
的解集为R,即的解集为R,
即,故时,或.
故 .
(2),即,
即,
当,即时,解集为;
当,即时,,
,
解集为或;
当,即时,,
,
解集为.
综上所述:当时,解集为;
当时,解集为;当时,解集为或.
(3),即,
恒成立,
,
设则,
,
,当且仅当时取等号,
,当且仅当时取等号,
当时,,
.
1 / 1贵州省贵阳市观山湖区第一高级中学2024-2025学年高一下学期第三次月考(5月)数学试题
1.(2025高一下·观山湖月考)已知集合,,则的非空子集个数为( )
A.7 B.8 C.15 D.16
2.(2025高一下·观山湖月考)已知 ,则 的值为( )
A. B. C. D.
3.(2025高一下·观山湖月考)已知表示不同的直线,表示不同的平面,则下列说法正确的是( )
A.若,且,则
B.若,则
C.若,,则
D.若,则
4.(2025高一下·观山湖月考)已知是两个单位向量,若向量在向量上的投影向量为,则向量与向量的夹角为( )
A.30° B.60° C.90° D.120°
5.(2025高一下·观山湖月考)在中, ,其面积为,则等于
A. B. C. D.
6.(2025高一下·观山湖月考)已知在中,为所在平面内的动点,且,则的最小值为( )
A. B. C. D.
7.(2025高一下·观山湖月考)如图,在四棱锥中,底面是边长为4的正方形,,,该棱锥的高为( ).
A.1 B.2 C. D.
8.(2025高一下·观山湖月考)如图所示,在四边形中,,,,将四边形沿对角线BD折成四面体,使平面平面,则下列结论正确的是( )
A. B.
C.与平面所成的角为 D.四面体的体积为
9.(2025高一下·观山湖月考)欧拉公式(为虚数单位,)是由数学家欧拉创立的,该公式建立了三角函数与指数函数的关联,被誉为“数学中的天桥”.依据欧拉公式,下列选项正确的是( )
A.的虚部为1 B.
C. D.的共轭复数为
10.(2025高一下·观山湖月考)如图,正方体的棱长为1,E为的中点,下列判断正确的是( )
A.平面
B.直线与直线是异面直线
C.在直线上存在点F,使平面
D.直线与平面所成角是
11.(2025高一下·观山湖月考)如图是函数的部分图象,则( )
A.的最小正周期为
B.是函数的一条对称轴
C.将函数的图象向右平移个单位后,得到的函数为奇函数
D.若函数在上有且仅有两个零点,则
12.(2025高一下·观山湖月考)在中国古代数学著作《九章算术》中,鳖臑是指四个面都是直角三角形的四面体.如图,在直角中,AD为斜边BC上的高,,,现将沿AD翻折成,使得四面体AB'CD为一个鳖臑,则该鳖臑外接球的表面积为 .
13.(2025高一下·观山湖月考)已知,则 .
14.(2025高一下·观山湖月考)如图所示,在直三棱柱中,,,,点是线段上的一动点,则线段的最小值为 .
15.(2025高一下·观山湖月考)如图,在中,,,,点D,E满足,,AC边上的中线BM与DE交于点O.设,.
(1)用向量,表示,;
(2)求.
16.(2025高一下·观山湖月考)如图,在四棱锥中,,,,底面,是上一点.
(1)求证:平面平面;
(2)若是的中点,求平面与平面的夹角的正弦值.
17.(2025高一下·观山湖月考)在锐角中,角的对边分别为,,,已知且.
(1)求角A的大小;
(2)求的取值范围.
18.(2025高一下·观山湖月考)如图,在正方体中,为的中点.
(1)求证:平面;
(2)连接交于点,求三棱锥的体积;
(3)已知点为中点,点为平面内的一个动点,若平面,求长度的最小值.
19.(2025高一下·观山湖月考)已知函数.
(1)若不等式的解集为R,求m的取值范围;
(2)解关于x的不等式;
(3)若不等式对一切恒成立,求m的取值范围.
答案解析部分
1.【答案】A
【知识点】交集及其运算;有限集合的子集个数
【解析】【解答】解:由题意可知,有3个元素,所以非空子集有个.
故选:A.
【分析】先求出 ,再根据元素的个数,求出其非空子集的个数即可.
2.【答案】A
【知识点】二倍角的正弦公式;二倍角的余弦公式;同角三角函数间的基本关系
【解析】【解答】因为 ,
所以 .
故答案为:A.
【分析】根据题意由二倍角的正、余弦公式,以及同角三角函数的基本关系式计算出结果即可。
3.【答案】D
【知识点】空间中直线与直线之间的位置关系;直线与平面平行的判定;平面与平面平行的判定;平面与平面垂直的判定
【解析】【解答】解:对于A:若且,则或与相交,故A错误;
对于B:若,则或,
又因为,当,则与平行或相交或异面,
当,则与平行或异面,故B错误;
对于C:若,,则或,
又因为,所以或与相交(不垂直)或,故C错误;
对于D:若,则或,
又因为,所以,故D正确.
故答案为:D.
【分析】根据空间中线线位置关系、线面位置关系、面面位置关系,从而逐项判断找出说法正确的选项.
4.【答案】B
【知识点】数量积表示两个向量的夹角;平面向量的投影向量
【解析】【解答】解:因为向量在向量上的投影向量为,是两个单位向量,
所以,
所以,又因为,
所以,
所以,
又,
所以,又,
所以向量与向量的夹角为,即.
故选:B.
【分析】由条件结合投影向量的定义(投影向量是将一个向量投影到另一个向量上得到的向量)可求,再根据向量夹角余弦公式求结论.
5.【答案】B
【知识点】解三角形;正弦定理的应用
【解析】【解答】解:由题意可得: ,解得: ,
由余弦定理: 解得,
所以 .
故选:B.
【分析】结合已知条件和三角形的面积公式求得c的值,进而利用余弦定理求得a的值,根据正弦定理结合分式的性质即可求得 的值.
6.【答案】B
【知识点】平面向量数量积的坐标表示;含三角函数的复合函数的值域与最值
【解析】【解答】解:依题意,如图建立平面直角坐标系,
则,,,
因为,所以在以为圆心,为半径的圆上运动,
设,,
则,,
可得
,其中,,
因为,
所以,
可得,
所以的最小值为.
故答案为:B.
【分析】依题意,建立平面直角坐标系,设,结合向量的坐标表示,从而表示出,,再根据数量积的坐标表示、辅助角公式和正弦型函数求值域的方法,从而得出的最小值.
7.【答案】D
【知识点】棱锥的结构特征;平面与平面垂直的判定
【解析】【解答】解:如图,底面为正方形,
当相邻的棱长相等时,不妨设,
分别取的中点,连接,
则,且,平面,
可知平面,且平面,
所以平面平面,
过作的垂线,垂足为,即,
因为平面平面,平面,
所以平面,
由题意可得:,
则,
所以,
则,
可得,
所以四棱锥的高为.
故答案为:D.
【分析】取点作辅助线,根据题意可知平面平面,从而得出直线平面,再利用勾股定理得出,再由等面积法得出该棱锥的高.
8.【答案】B
【知识点】直线与平面垂直的判定;直线与平面垂直的性质;直线与平面所成的角;锥体的体积公式及应用
【解析】【解答】解:A、 在四边形中,,,
则,,,若,因为,,平面,平面,所以平面,所以,这与矛盾,故A错误;
B、因为平面平面,平面平面,,平面,
所以平面,因为平面,所以,
因为,,所以,则,
又因为,平面,所以平面,
又因为平面,所以,所以,故B正确;
C、平面,则就是与平面所成的角,
因为,所以与平面所成的角为,故C错误;
D、四面体的体积为:,故D错误.
故答案为:B.
【分析】若,根据线面垂直的判定定理得,得出矛盾即可判断A;根据线面垂直的判定定理、性质定理即可判断B;由平面得就是与平面所成的角,求解即可判断C;求出四面体的体积即可判断D.
9.【答案】A,D
【知识点】复数的基本概念;复数的模;共轭复数
【解析】【解答】解:A、由欧拉公式可得:,其虚部为1,故A正确;
B、由欧拉公式可得:,故B错误;
C、由,可得,故C错误;
D、由欧拉公式可得:,
则的共轭复数为,故D正确.
故答案为:AD.
【分析】由欧拉公式可得,其虚部为1即可判断A;由即可判断B; 由即可判断C;先求得,结合共轭复数的概念即可判断D.
10.【答案】A,C
【知识点】异面直线的判定;直线与平面平行的判定;直线与平面垂直的判定;直线与平面所成的角
【解析】【解答】A,正方体中,平面,平面,平面,
A正确;
B,由图可知直线与直线都在平面中,B错误;
C,连接,,取的中点,连接,
又为的中点,则,
正方体中,,且,平面,
得平面,则平面,C正确;
D,连接交于点,连接,
由平面,有平面,
则即为直线与平面所成的角,
,,则,D错误.
故选:AC.
【分析】本题考查直线与平面平行的判定,异面直线的定义,直线与平面垂直的判定,直线与平面所成的角.根据正方体的性质可得:,再利用直线与平面平行的判定定理可得:平面, 据此可判断A选项;根据直线与直线都在平面中,利用异面直线的定义可判断B选项;利用中位线定理可得:, 再根据正方体的性质可得:, ,利用直线与平面垂直的判定定理可得:平面,进而可推出平面,据此可判断C选项; 连接交于点,连接 ,根据直线与平面所成角的定义可得即为直线与平面所成的角, 利用直角三角形的性质可求出,据此可判断D选项.
11.【答案】A,D
【知识点】含三角函数的复合函数的周期;由y=Asin(ωx+φ)的部分图象确定其解析式;函数的零点与方程根的关系;含三角函数的复合函数的对称性;含三角函数的复合函数的奇偶性
【解析】【解答】解:由图象可知, , ,
所以,则的最小正周期为,故A正确;
,此时,
又在图象上, ,
解得,
,
,,
,
当是函数的一条对称轴时,此时不符合题意,故B错误;
将的图象向右平移个单位后得到的图象对应的解析式为:
不为奇函数,故C错误;
令 ,
解得 ,
当 时, ,不合题意;
当时, ;
当时, ;
当时, ,
又因为函数在上有且仅有两个零点,
,解得 ,故D正确.
故答案为:AD.
【分析】先根据正弦型函数的图象可得的值,则可判断选项A;令解出的值,则可判断选项B;利用正弦型函数的最小正周期公式和五点对应法,从而得出 的值,则得到函数的解析式,再根据正弦型函数的图象平移判断出选项C;令,从而解出函数的零点,根据在上有且仅有两个零点列出不等式组,从而解不等式组得出t的取值范围,则可判断选项D,从而找出正确的选项.
12.【答案】
【知识点】球的表面积与体积公式及应用;球内接多面体
【解析】【解答】解:易知,都是直角三角形,只需平面即可,
鳖臑外接球的球心在过中点且垂直于平面的直线上,
在中,的中点到点的距离都相等,则的中点是外接球的球心,,故该鳖臑外接球的表面积为.
故答案为:.
【分析】找出鳖臑外接球的球心,并得出外接球的半径,结合球的表面积公式求解即可.
13.【答案】
【知识点】二倍角的余弦公式;运用诱导公式化简求值;辅助角公式
【解析】【解答】解:由,可得,即,
则
,
故答案为:.
【分析】由题意,利用辅助角公式、诱导公式以及余弦的二倍角公式化简求值即可.
14.【答案】
【知识点】多面体和旋转体表面上的最短距离问题
【解析】【解答】解:连接,如图所示:
,以所在直线为轴,将所在平面旋转到平面,
设点的新位置为,连接,如图所示:
则,
当三点共线时,则为的最小值,
在三角形中,,,
由余弦定理得,
所以,则,
在中,,,
由勾股定理可得且,
同理可得,
因为,所以为等边三角形,所以,
在中,,,
由余弦定理得.
故答案为:.
【分析】连接,得,以所在直线为轴,将所在平面旋转到平面,设点的新位置为,连接,再根据两点之间线段最短结合勾股定理、余弦定理,从而得出的长.
15.【答案】(1)解:因为为边上的中线,
所以
又因为,,
所以,,
所以
(2)解:由,,得,,
因为,所以向量与得夹角为,
由图形可知的大小等于向量与的夹角,
所以,
又因为,
所以.
【知识点】平面向量的基本定理;数量积表示两个向量的夹角
【解析】【分析】(1)利用已知条件和平面向量基本定理,则用向量,表示,.
(2)利用已知条件和数量积求向量夹角公式得出的值.
(1)因为为边上的中线,
,
因为,,
所以,,
所以.
(2)由,得,,
又,所以向量与得夹角为,
由图形可知的大小等于向量与的夹角,
,
,
,
所以,
又因为,所以.
16.【答案】(1)证明:在四棱锥中,,,则,,
在中,,
则,
所以,则,
由平面,平面,得,
因为平面,
则平面,
又因为平面,
所以平面平面.
(2)解:由(1)知,平面,
因为平面,所以,
又因为,
所以是二面角的平面角,
在中,,则,
由点是的中点,得,
所以,
所以,平面与平面的夹角的正弦值为.
【知识点】平面与平面垂直的判定;二面角及二面角的平面角
【解析】【分析】(1)根据已知条件结合余弦定理和勾股定理的逆定理,从而证出,再利用线面垂直的性质定理和判定定理,从而证出平面平面.
(2)由(1)知,平面,结合线面垂直的定义得出,再利用得出是二面角的平面角,结合已知条件和线线垂直、中点的性质以及正弦函数的定义,从而得出平面与平面的夹角的正弦值.
(1)在四棱锥中,,,则,
,在中,,则,
即,于是,由平面,平面,
得,又平面,则平面,又平面,
所以平面平面.
(2)由(1)知,平面,而平面,则,又,
因此是二面角的平面角,
在中,,则,由是的中点,
得,于是,
所以平面与平面的夹角的正弦值为.
17.【答案】(1)解:∵,
∴,
则,
则,
∵,
∴,
又因为 ,
∴,
,
.
(2)解:根据正弦定理,得,
则
,
又因为,
所以的取值范围为.
【知识点】简单的三角恒等变换;含三角函数的复合函数的值域与最值;正弦定理的应用
【解析】【分析】(1)由已知条件结合两角和的余弦公式和同角三角函数基本关系式,从而求出的值,再利用锐角三角形中角A的取值范围,从而得出角A的大小.
(2)利用已知条件结合正弦定理、两角和的正弦公式以及辅助角公式,从而把b+c转化为正弦型函数,再利用锐角三角形中角B的取值范围及正弦型函数求值域的方法,从而得出的取值范围.
(1)∵,
∴,
,
,
∵,∴,
又,∴,
,;
(2)根据正弦定理,,
则
,
,所以的取值范围为.
18.【答案】(1)证明:如图,连接交于,连接.
因为为正方体,底面为正方形,
对角线交于点,
所以为的中点,
因为为的中点,
所以,在中,是的中位线,
所以,
又因为平面平面,
所以平面.
(2)解:由(1)知,平面,点为中点,
则点到平面的距离等于点到平面的距离,
所以三棱锥的体积等于三棱锥的体积,
因为正方体的棱长是1,是的中点,所以,
则的面积,
所以三棱锥的体积为:
.
(3)解:连接,
因为和平行且相等,故四边形为平行四边形,所以,
又因为面面,故面,
又由(1)知,面,
又因为面,
故面面,因此满足题意的点轨迹为线段,
要求最小值,即求到最小值,
在中,,故为等腰三角形,
则求最小值即为求底边上的高,
所以.
【知识点】直线与平面平行的判定;平面与平面平行的判定;锥体的体积公式及应用
【解析】【分析】(1)如图,利用中位线的性质可得,再结合线面平行的判定定理,即可证出平面.
(2)由(1)知点到平面的距离等于点到平面的距离,再根据等体积法和棱锥的体积公式,从而计算得出三棱锥的体积.
(3)如图,由(1)结合线面平行的判定定理可得面,利用面面平行的判定定理可得面面,从而得出点的轨迹为线段,要求最小值,即求到最小值,在中,,故为等腰三角形,则求最小值即为求底边上的高,再根据勾股定理的逆定理得出长度的最小值.
(1)如图,连接交于,连接.
因为为正方体,底面为正方形,对角线交于点,
所以为的中点,又因为为的中点,
所以在中,是的中位线,
所以,又平面平面,
所以平面.
(2)由(1)知,平面,点为中点,
则点到平面的距离等于点到平面的距离,
所以三棱锥的体积等于三棱锥的体积.
正方体的棱长是1,是的中点,所以,则的面积,
所以三棱锥的体积.
(3)连接,因为和平行且相等,故四边形为平行四边形,
所以.又面面,故面.
又由(1)知,面,而面,
故面面.因此满足题意的点轨迹为线段.
要求最小值,即求到最小值.
在中,,故为等腰三角形,
求最小值即求底边上的高,求得.
19.【答案】(1)解:根据题意,
当时,即当时,,不合题意;
当时,即当时,
因为的解集为R,
则的解集为R,
则,
所以,当时,或,
故 .
(2)解:因为,
所以,
则,
当时,即当时,解集为;
当时,即当时,,
,
解集为或;
当时,即当时,
,
,
解集为,
综上所述:当时,解集为;
当时,解集为;
当时,解集为或.
(3)解:因为,
所以,
恒成立,
,
设则,
,
,当且仅当时取等号,
,当且仅当时取等号,
当时,,
.
【知识点】函数恒成立问题;二次函数与一元二次方程、不等式的解的对应关系;基本不等式在最值问题中的应用
【解析】【分析】(1)对二次项系数进行分类讨论,再结合二次函数的判别式和开口方向,从而得出实数m的取值范围.
(2)因为,对,与分类讨论,从而分别求出关于x的不等式的解集.
(3),通过分离常数和基本不等式求最值的方法,再结合已知条件得出实数m的取值范围.
(1)根据题意,当,即时,,不合题意;
当,即时,
的解集为R,即的解集为R,
即,故时,或.
故 .
(2),即,
即,
当,即时,解集为;
当,即时,,
,
解集为或;
当,即时,,
,
解集为.
综上所述:当时,解集为;
当时,解集为;当时,解集为或.
(3),即,
恒成立,
,
设则,
,
,当且仅当时取等号,
,当且仅当时取等号,
当时,,
.
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