3.1.4
空间向量的直角坐标运算
课后训练
1.已知点B是点A(3,7,-4)在xOz平面上的射影,则||2=( )
A.(9,0,16)
B.25
C.5
D.13
2.设A(3,3,1),B(1,0,5),C(0,1,0),则AB中点M到点C的距离||=( )
A.
B.
C.
D.
3.已知a=(2,-1,2),b=(2,2,1),则以a,b为邻边的平行四边形的面积为( )
A.
B.
C.4
D.8
4.已知a=(cos
α,1,sin
α),b=(sin
α,1,cos
α),则a+b与a-b的夹角是( )
A.90°
B.60°
C.30°
D.0°
5.已知a=(2,4,5),b=(3,x,y),若a∥b,则( )
A.x=6,y=15
B.x=3,
C.x=3,y=15
D.x=6,
6.已知平行六面体ABCD-A1B1C1D1中,以=a=(2,1,-1),=b=(1,-2,1),=c=(1,1,1)为三条棱,则||=__________.
7.已知三点P1(-x,1,-3),P2(2,y,-1),P3(-3,0,z),若=,则x=__________,y=__________,z=__________.
8.已知点A(1,0,0),B(3,1,1),C(2,0,1),且=a,=b,则〈a,b〉=__________.
9.设空间两个单位向量=(m,n,0),=(0,n,p)与=(1,1,1)的夹角都等于,求cos∠AOB.
10.在正方体ABCD-A1B1C1D1中,M是AA1的中点,问当点N位于AB何处时,MN⊥MC1
参考答案
1.
答案:B 由题意,得B(3,0,-4),
∴||2=32+02+(-4)2=25.
2.
答案:C 由题意,得M(2,1.5,3),=(2,0.5,3),
||=.
3.
答案:A ∵,|b|=3,
∴cos〈a,b〉=,
sin〈a,b〉=,
S=|a||b|sin〈a,b〉=.
4.
答案:A 因(a+b)·(a-b)=a2-b2=cos2α+12+(sin
α)2-(sin2α+12+cos2α)=0,
故a+b与a-b的夹角是90°.
5.
答案:D a∥b
6.
答案: ∵=a+b+c=(2,1,-1)+(1,-2,1)+(1,1,1)=(4,0,1),
∴||=.
7.
答案:6 由已知条件得,
(-3+x,0-1,z+3)=(2+3,y-0,-1-z),
解得x=6,,.
8.
答案:60° 由题中条件得
a=(-1,-1,0),b=(-1,0,-1).
故cos〈a,b〉=
=
=,
所以〈a,b〉=60°.
9.
答案:解:由题意得,
解得,
故cos∠AOB==n2=.
10.
答案:解:以A为坐标原点,棱AB,AD,AA1所在直线分别为x轴,y轴,z轴,建立空间直角坐标系,设正方体棱长为a,
则,C1(a,a,a),N(x,0,0).
=,=,
·=xa-=0,得x=.
所以点N的坐标为,即N为AB的四等分点且靠近A点时,MN⊥MC1.1.1
命题与量词
课后训练
1.下列语句不是命题的是( )
A.一个正数不是质数就是合数
B.大角所对的边较大,小角所对的边较小
C.请把门关上
D.若x∈R,则x2+x+2>0
2.下列语句是命题的是( )
A.|x+a|
B.{0}∈N
C.元素与集合
D.真子集
3.命题“存在实数x,使x+1<0”可写成( )
A.若x是实数,则x+1<0
B.x∈R,x+1<0
C.x∈R,x+1<0
D.以上都不正确
4.对命题“一次函数f(x)=ax+b是单调函数”改写错误的是( )
A.所有的一次函数f(x)=ax+b都是单调函数
B.任意一个一次函数f(x)=ax+b都是单调函数
C.任意一次函数f(x)=ax+b,f(x)是单调函数
D.有的一次函数f(x)不是单调函数
5.下列命题中的假命题是( )
A.x∈R,lg
x=0
B.x∈R,tan
x=1
C.x∈R,x3>0
D.x∈R,2x>0
6.下列语句是命题的是__________.
①地球上有四大洋;②-2∈N;③π∈R;④同垂直于一条直线的两个平面平行.
7.命题①奇函数的图象关于原点对称;②有些三角形是等腰三角形;③x∈R,2x+1是奇数;④至少有一个整数,它既不是合数也不是质数;⑤实数的平方大于零.其中是全称命题的是__________.
8.下列命题中,是真命题的为__________.
①5能整除15;②不存在实数x,使得x2-x+2<0;③对任意实数x,均有x-1<x;④方程x2+3x+3=0有两个不相等的实数根;⑤不等式的解集为空集.
9.判断下列命题的真假.
(1)a∈R,函数y=logax是单调函数;
(2)a∈{向量},使a·b=0.
10.求使命题为真命题的x的取值范围.
参考答案
1.
答案:C
2.
答案:B
3.
答案:B 由存在性命题的表示形式可知选项B正确.
4.
答案:D 由全称命题的表示形式可知选项D错误.
5.
答案:C 对于选项A,当x=1时,lg
x=0,为真命题;
对于选项B,当时,tan
x=1,为真命题;
对于选项C,当x<0时,x3<0,为假命题;
对于选项D,由指数函数性质知,x∈R,2x>0为真命题,故选C.
6.
答案:①②③④ 所给语句均能判断真假,故都是命题.
7.
答案:①③④ 根据全称命题的定义知,①③④是全称命题.
8.
答案:①②③⑤ 对于①,由整数的整除性知该命题是真命题;对于②,因Δ<0,故x2-x+2<0无解,所以该命题是真命题;对于③,因任意一个数减去一个正数后都小于原数,故该命题是真命题;对于④,因Δ<0,故方程x2+3x+3=0无解,所以该命题是假命题;对于⑤,因分子恒为正,分母大于0,故商不可能小于0,即解集为空集,所以该命题是真命题.
9.
答案:分析:根据全称命题与存在性命题的真假法则判断.
解:(1)由于1∈R,当a=1时,y=logax无意义,因此命题“a∈R,函数y=logax是单调函数”是假命题;
(2)由于0∈{向量},当a=0时,能使a·b=0,因此命题“a∈{向量},使a·b=0”是真命题.
10.
答案:分析:要使命题p(x):为真命题,就是要使x的取值满足,只需解不等式即可.
解:由得x(2x+1)≥0且2x+1≠0,
解得x≥0或,故x的取值范围为.2.3.2
双曲线的几何性质
课后训练
1.双曲线的实轴长,虚轴长,焦距成等差数列,那么它的离心率为( )
A.
B.
C.2
D.3
2.双曲线的实轴长与虚轴长之和等于其焦距的倍,且一个顶点的坐标为(0,2),则双曲线的标准方程为( )
A.
B.
C.
D.
3.过点(2,-2)且与有公共渐近线的双曲线方程为( )
A.
B.
C.
D.
4.F1,F2是双曲线C的两个焦点,P是双曲线右支上一点,且△F1PF2是等腰直角三角形,则双曲线C的离心率为( )
A.
B.
C.
D.
5.已知双曲线9y2-m2x2=1(m>0)的一个顶点到它的一条渐近线的距离为,则m=( )
A.1
B.2
C.3
D.4
6.已知双曲线的离心率为2,焦点与椭圆的焦点相同,那么双曲线的焦点坐标为__________;渐近线方程为__________.
7.双曲线的渐近线方程为__________.
8.若双曲线的离心率为2,则k的值是__________.
9.根据以下条件,分别求出双曲线的标准方程.
(1)过点P,离心率;
(2)焦点在x轴上,F1,F2是双曲线的左,右焦点,P是双曲线上的一点,且∠F1PF2=60°,,且离心率为2.
10.如图所示,已知F1,F2为双曲线的焦点,过F2作垂直于x轴的直线交双曲线于点P,且∠PF1F2=30°.求双曲线的渐近线方程.
参考答案
1.
答案:B 因为双曲线的实轴长,虚轴长,焦距成等差数列,所以4b=2a+2c,即a+c=2b,再由a2+b2=c2即可求得离心率.
2.
答案:B 由方程组得a=2,b=2.
∵双曲线的焦点在y轴上,
∴双曲线的标准方程为.
3.
答案:A 由题意可设双曲线方程为,又双曲线过点(2,-2),代入即可求得k,从而求出双曲线方程为.
4.
答案:A 由△PF1F2为等腰直角三角形,又|PF1|≠|PF2|,故必有|F1F2|=|PF2|,
即,从而得c2-2ac-a2=0,
即e2-2e-1=0,解之,得,
∵e>1,∴.
5.
答案:D 双曲线9y2-m2x2=1(m>0),一个顶点,一条渐近线3y-mx=0,由题意知,.
6.
答案:(±4,0) ∵椭圆的焦点坐标为(±4,0),
∴双曲线的焦点坐标为(±4,0),
∴c=4,,c2=a2+b2,∴a=2,b2=12,
∴双曲线方程为,
∴渐近线方程为,即.
7.
答案: 利用公式可得渐近线方程为.
8.
答案:-31 利用双曲线的定义及离心率公式即可求得k=-31.
9.
答案:解:(1)若双曲线的焦点在x轴上,设为所求.由,得.①
由点P在双曲线上,得.②
又a2+b2=c2,由①②得a2=1,.
若双曲线的焦点在y轴上,设为所求.同理有,,a2+b2=c2.解之,得(舍去).故所求双曲线的标准方程为.
(2)设双曲线的标准方程为,因|F1F2|=2c,而,由双曲线的定义,得||PF1|-|PF2||=2a=c.
由余弦定理,得(2c)2=|PF1|2+|PF2|2-2|PF1|·|PF2|·cos∠F1PF2=(|PF1|-|PF2|)2+2|PF1|·|PF2|·(1-cos
60°),∴4c2=c2+|PF1|·|PF2|.
又∵,
∴|PF1|·|PF2|=48.
∴3c2=48,c2=16,由此得a2=4,b2=12.
故所求双曲线的标准方程为.
10.
答案:分析:由于双曲线的渐近线方程为,故只需求出的值即可,可以通过已知解Rt△F1F2P求得.
解:解法一:设F2(c,0)(c>0),P(c,y0)代入方程得,
∴.在Rt△F1F2P中,∠PF1F2=30°,
∴,即.
又∵c2=a2+b2,∴b2=2a2.∴.
故所求双曲线的渐近线方程为.
解法二:∵在Rt△PF1F2中,∠PF1F2=30°,
∴|PF1|=2|PF2|.
由双曲线的定义知|PF1|-|PF2|=2a,
∴|PF2|=2a.∴.
∴,c2=3a2=a2+b2.∴2a2=b2.
∴,
故所求双曲线的渐近线方程为.1.3.1
推出与充分条件、必要条件
课后训练
1.若命题甲是命题乙的充分不必要条件,命题丙是命题乙的必要不充分条件,命题丁是命题丙的充要条件,则命题丁是命题甲的( )
A.充分不必要条件
B.必要不充分条件
C.充要条件
D.既不充分也不必要条件
2.命题“x∈[1,2],x2-a≤0”为真命题的一个充分不必要条件是( )
A.a≥4
B.a≤4
C.a≥5
D.a≤5
3.直线l1,l2的斜率分别为k1,k2,则“k1=k2”是“l1∥l2”的( )
A.充分不必要条件
B.必要不充分条件
C.充要条件
D.既不充分也不必要条件
4.“两三角形全等”是“两三角形对应角相等”的( )条件.
A.充分不必要
B.既不充分也不必要
C.必要不充分
D.充要
5.已知α,β表示两个不同的平面,m为平面α内一条直线,则“α⊥β”是“m⊥β”的( )条件.
A.充分不必要
B.必要不充分
C.充要
D.既不充分也不必要
6.设{an}是首项大于零的等比数列,则“a1<a2”是“数列{an}是递增数列”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
7.已知集合A为数集,则“A∩{0,1}={0}”是“A={0}”的__________条件.
8.设a,b,c为实数,“a>0,c<0”是“函数f(x)=ax2+bx+c有两个零点”的__________条件.
9.已知p:A={x|x2+4x+3>0},q:B={x||x|<a},若p是q的必要不充分条件,求a的取值范围.
10.已知m∈Z,关于x的一元二次方程
x2-2x+m=0,(1)
x2+2mx+m2-m-1=0,(2)
求方程(1)、(2)的根都是整数的充要条件.
参考答案
1.
答案:B 由题意知甲乙丙丁,故命题丁是命题甲的必要不充分条件.
2.
答案:C
3.
答案:B 当k1=k2时,直线l1,l2可能平行也可能重合;当l1∥l2时,k1,k2一定相等.故选B.
4.
答案:A
5.
答案:B 由m为平面α内一条直线,m⊥β,得α⊥β,必要性成立;由m为平面α内一条直线,α⊥β,不能推出m⊥β,充分性不成立.故“α⊥β”是“m⊥β”的必要不充分条件.
6.
答案:C 因{an}是首项大于零的等比数列,故a1<a2数列{an}是递增数列,数列{an}是递增数列a1<a2,所以“a1<a2”是数列{an}是递增数列的充要条件.
7.
答案:必要不充分
8.
答案:充分不必要 a>0,c<0b2-4ac>0函数f(x)有两个零点;函数f(x)有两个零点b2-4ac>0a>0,c<0,故“a>0,c<0”是“函数f(x)=ax2+bx+c有两个零点”的充分不必要条件.
9.
答案:分析:先化简集合,然后把“p是q的必要不充分条件”转化为“BA”,最后利用数轴分析,得关于a的不等式解决问题.
解:p:A={x|x2+4x+3>0}={x|x>-1或x<-3},B={x||x|<a},∵p是q的必要不充分条件,∴BA.
当a≤0时,B= ,满足BA;
当a>0时,B={x|-a<x<a},要使BA,只需-a≥-1,此时0<a≤1.
综上,a的取值范围为(-∞,1].
10.
答案:分析:方程(1)(2)的根都是整数即方程(1)(2)有实数根且为整数,因此先求出方程(1)(2)有实数根的充要条件,得到m的取值范围,由m∈Z,再逐一验证.
解:方程(1)有实根Δ=4-4m≥0,即m≤1,方程(2)有实根Δ=(2m)2-4(m2-m-1)=4m+4≥0,即m≥-1,所以(1)(2)同时有实数根-1≤m≤1.
因为m∈Z,所以m=-1,0,1.
当m=-1时,方程(1)无整数根;
当m=0时,方程(1)(2)都有整数根;
当m=1时,方程(2)无整数根.
综上所述,方程(1)、(2)的根都是整数的充要条件是m=0.3.2.4
二面角及其度量
课后训练
1.在正三棱柱ABC-A1B1C1中,AB=AA1,则AC1与平面BB1C1C所成角的正弦值为( )
A.
B.
C.
D.
2.AB⊥平面α于B,BC为AC在α内的射影,CD在α内,若∠ACD=60°,∠BCD=45°,则AC和平面α所成的角为( )
A.90°
B.60°
C.45°
D.30°
3.一个二面角的两个面分别平行于另一个二面角的两个面,那么这两个二面角( )
A.相等
B.互补
C.关系无法确定
D.相等或互补
4.在边长为a的正三角形ABC中,AD⊥BC于D,沿AD折成二面角B-AD-C后,,这时二面角B-AD-C的大小为( )
A.30°
B.45°
C.60°
D.90°
5.过正方形ABCD的顶点A作线段PA⊥平面ABCD,若AB=PA,则面APB和面CDP所成二面角的度数是( )
A.90°
B.60°
C.45°
D.30°
6.已知直线l的方向向量v=(1,-1,-2),平面α的法向量u=(-2,-1,1),则l与α的夹角为__________.
7.等腰直角三角形ABC的斜边AB在平面α内,若AC与α成30°角,则斜边上的中线CM与平面α所成的角为__________.
8.若P是△ABC所在平面外一点,且△PBC和△ABC都是边长为2的正三角形,PA=,那么二面角P-BC-A的大小为__________.
9.在三棱锥P-ABC中,侧面PAC与底面ABC垂直,PA=PB=PC=3,,求AC与平面PBC所成角的大小.
10.如图,在矩形ABCD中,点E,F分别在线段AB,AD上,AE=EB=AF=FD=4.沿直线EF将△AEF翻折成△A′EF,使平面A′EF⊥平面BEF,求二面角A′-FD-C的余弦值.
参考答案
1.
答案:C 设BC中点为D,则AD⊥平面BB1C1C,故∠AC1D就是AC1与平面BB1C1C所成的角.在Rt△ADC1中,AD=AB,AC1=AB,
所以sin∠AC1D==.
2.
答案:C 设AC和平面α所成的角为θ,则cos
60°=cos
θcos
45°,故cos
θ=,所以θ=45°.
3.
答案:D
4.
答案:C ∠BDC就是二面角B-AD-C的平面角.
∵cos∠BDC=,∴∠BDC=60°.
5.
答案:C ∠APD就是面APB和面CDP所成二面角的平面角.
6.
答案:30° cos〈v,u〉=,
∴sin
θ=(θ为l与α的夹角).
7.
答案:45° 作CD⊥α于D,连DA,DB,DM,∠CAD=30°,CD=AC,CM=AM=AC,sin∠CMD=,故∠CMD=45°.
8.
答案:90° 设BC中点为D,则PD⊥BC,AD⊥BC,∠PDA就是二面角P-BC-A的平面角.
9.
答案:分析:本题可以建立适当坐标系,利用直线的方向向量与平面的法向量的夹角来求.
解:由题意PA=PB=PC,点P在△ABC内的射影为△ABC的外心,即点P在△ABC内的射影O到点A,B,C的距离相等,又面PAC⊥面ABC,∴O为AC的中点,由直角三角形中的性质可知:∠ABC=90°,以O为原点,,,为轴,建立空间直角坐标系Oxyz,则P(0,0,),B(,0,0),C(0,,0),A(0,,0).
设n=(x,y,z)为面PBC的法向量,可求得n=(,,2),=(0,,0).
设AC与平面PBC所成的角为θ,
则sin
θ=|cos〈n,〉|=,∴θ=30°.
∴AC与平面PBC所成角的大小为30°.
10.
答案:分析:本题可以建立适当坐标系,利用平面的法向量来求;也可作出二面角的平面角来求.
解:解法一:取线段EF的中点H,连A′H,
因为A′E=A′F及H是EF的中点,
所以A′H⊥EF.
又因为平面A′EF⊥平面BEF,及A′H平面A′EF,
所以A′H⊥平面BEF.
如图建立空间直角坐标系Axyz,
则A′(2,2,),C(10,8,0),F(4,0,0),D(10,0,0).
故=(-2,2,),=(6,0,0).
设n=(x,y,z)为平面A′FD的一个法向量,
所以
取,则n=(0,-2,).
又平面BEF的一个法向量m=(0,0,1),
故cos〈n,m〉=.
所以二面角A′-DF-C的余弦值为.
解法二:取线段EF的中点H,AF的中点G,连A′G,A′H,GH.
因为A′E=A′F及H是EF的中点,
所以A′H⊥EF.
又因为平面A′EF⊥平面BEF,
所以A′H⊥平面BEF.又AF平面BEF,
故A′H⊥AF.又因为G,H是AF,EF的中点,
易知GH∥AB,
所以GH⊥AF,于是AF⊥面A′GH,
所以∠A′GH为二面角A′-DF-C的平面角.
在Rt△A′GH中,A′H=,GH=2,A′G=,
所以cos∠A′GH=,
故二面角A′-DF-C的余弦值为.2.4.1
抛物线的标准方程
课后训练
1.抛物线y2=12x的焦点坐标是( )
A.(12,0)
B.(6,0)
C.(3,0)
D.(0,3)
2.经过点(2,-3)且焦点在x轴正半轴上的抛物线的标准方程是( )
A.
B.
C.
D.y2=4x
3.抛物线的准线方程是( )
A.
B.
C.
D.
4.已知圆(x-a)2+(y-b)2=r2的圆心为抛物线y2=4x的焦点,且与直线3x+4y+2=0相切,则该圆的方程为( )
A.
B.
C.(x-1)2+y2=1
D.x2+(y-1)2=1
5.设点P是抛物线y2=16x上的点,它到焦点的距离h=10,则它到y轴的距离d等于( )
A.3
B.6
C.9
D.12
6.抛物线x=2y2的焦点坐标是__________.
7.动点P到点F(2,0)的距离与它到直线x+2=0的距离相等,则点P的轨迹方程为__________.
8.抛物线x-4y2=0的准线方程是__________.
9.已知抛物线y2=2px(p>0),过其焦点且斜率为1的直线交抛物线于A,B两点,若线段AB的中点的纵坐标为2,求该抛物线的方程及其准线方程.
10.如图,已知AB是抛物线y2=2px(p>0)的焦点弦,F是抛物线的焦点,点A(x1,y1),B(x2,y2),求证:
(1)y1y2=-p2,;
(2)(θ为直线AB的倾斜角);
(3)为定值.
参考答案
1.
答案:C
2.
答案:B
3.
答案:D
4.
答案:C
5.
答案:B 设点P到抛物线准线的距离为l.由抛物线y2=16x知.由抛物线定义知l=h,又,故.
6.
答案:
7.
答案:y2=8x
8.
答案:
9.
答案:分析:用“设而不求”和“点差法”即可解决.
解:解法一:设A(x1,y1),B(x2,y2),由题意知直线AB的方程为,与y2=2px联立,得y2-2py-p2=0,∴y1+y2=2p.由题意知y1+y2=4,∴p=2,
∴抛物线的方程为y2=4x,其准线方程为x=-1.
解法二:设A(x1,y1),B(x2,y2),由题意得y1+y2=4,y12=2px1,y22=2px2,两式相减,得,
∴p=2,
∴抛物线的方程为y2=4x,其准线方程为x=-1.
10.
答案:分析:设出直线AB的方程并与抛物线方程联立,借助于一元二次方程根与系数的关系、抛物线的定义求解.
解:(1)∵焦点,
当k存在时,设直线AB的方程为,
由消去x得ky2-2py-kp2=0.
由一元二次方程根与系数的关系得
y1y2=-p2,.
又由,∴,
∴
=
=
=.
当k不存在时,直线AB的方程为,
则y1=p,y2=-p,∴y1y2=-p2.
.
综上,y1y2=-p2,.
(2)当k存在时,由抛物线的定义,得|AF|=x1+,|BF|=x2+,∴|AB|=|AF|+|BF|=x1+x2+p.①
又∵x1+x2=+p,代入①得
.
当k不存在,即时,A,B,.
综上,|AB|=x1+x2+p=.
(3)由(1)、(2),得x1x2=,x1+x2=|AB|-p,
∴.
故为定值.3.1.1
空间向量的线性运算
课后训练
1.已知λ∈R,a为非零向量,则下列结论正确的是( )
A.λa与a同向
B.|λa|=λ|a|
C.λa可能是0
D.|λa|=|λ|a
2.在正方体ABCD-A1B1C1D1中,下列各式中运算的结果为向量的共有( )
①
②
③
④
A.1个
B.2个
C.3个
D.4个
3.在平行六面体ABCD-A′B′C′D′中,M为平面BB′C′C的中心,N为直线CC′的中点,则( )
A.’
B.
C.
D.
4.已知空间四边形ABCD,连AC,BD,设M是BC的中点,G为CD上一点,则等于( )
A.
B.
C.
D.
5.已知点G是正方形ABCD的中心,P为正方形ABCD所在平面外的一点,则等于( )
A.
B.
C.
D.
6.化简:(-)-(-)=__________.
7.化简:__________.
8.在平行六面体ABCD-EFGH中,=x+y+z,则x+y+z=__________.
9.已知ABCD-A′B′C′D′是平行六面体,AA′的中点为E,点F为D′C′上一点,且.
(1)化简:++.
(2)设M是底面ABCD的中心,N是侧面BCC′B′对角线BC′上的分点,设=α+β+γ,试求α,β,γ的值.
参考答案
1.
答案:C
2.
答案:D
3.
答案:C
4.
答案:A
5.
答案:D
6.
答案:0
7.
答案:
8.
答案: 因为=++,
所以=++=x(+)+y(+)+z(+),
所以=(x+y)+(x+z)+(y+z),
所以x+y=x+z=y+z=1,
所以x+y+z=.
9.
答案:解:(1)由AA′的中点为E,得=,又=,D′F=D′C′,
因此==.
从而++=++=.
(2)=+=+=(+)+(+)=(-+)+(+)=++,
因此,β=,γ=.3.1.2
空间向量的基本定理
课后训练
1.AM是△ABC中BC边上的中线,设=e1,=e2,则为( )
A.e1+e2
B.
C.e1-e2
D.
2.设O,A,B,C为空间四边形的四个顶点,点M,N分别是边OA,BC的中点,且=a,=b,=c,用a,b,c表示向量为( )
A.
B.
C.
D.
3.对于空间一点O和不共线的三点A,B,C,且有6=+2+3,则( )
A.O,A,B,C四点共面
B.P,A,B,C四点共面
C.O,P,B,C共面
D.O,P,A,B,C五点共面
4.如果a,b,c共面,b,c,d也共面,则下列说法正确的是( )
A.若b与c不共线,则a,b,c,d共面
B.若b与c共线,则a,b,c,d共面
C.当且仅当c=0时,a,b,c,d共面
D.若b与c不共线,则a,b,c,d不共面
5.三射线AB,BC,BB1不共面,若四边形BB1A1A和四边形BB1C1C的对角线均互相平分,且=x+2y+3z,那么x+y+z的值为( )
A.1
B.
C.
D.
6.非零向量e1,e2不共线,使ke1+e2与e1+ke2共线的k=__________.
7.已知D,E,F分别是△ABC中BC,CA,AB上的点,且=,=,=,设=a,=b,则=__________.
8.已知G是△ABC的重心,点O是空间任意一点,若++=λ,则λ=__________.
9.已知平行四边形ABCD,从平面AC外一点O引向量=k,=k,=k,=k,求证:
(1)点E,F,G,H共面;
(2)AB∥平面EG.
10.已知矩形ABCD,P为平面ABCD外一点,且PA⊥平面ABCD,M,N分别为PC,PD上的点,且M分成定比2,N分PD成定比1,求满足=x+y+z的实数x,y,z的值.
参考答案
1.
答案:D
2.
答案:A
3.
答案:B 6=+2+3,得-=2(-)+3(-),
=2+3,∴,,共面.又它们有同一公共点P,∴P,A,B,C四点共面.
4.
答案:A
5.
答案:D 由题意知AB,BC,BB1不共面,四边形BB1C1C为平行四边形,=,
∴{,,}为一个基底.又由向量加法=++,∴x=2y=3z=1.
∴x=1,,,∴x+y+z=.
6.
答案:±1 ke1+e2与e1+ke2共线,则存在唯一的实数x,使ke1+e2=x(e1+ke2),.
7.
答案:
8.
答案:3
9.
答案:分析:(1)要证E,F,G,H四点共面,可先证向量,,共面,即只需证可以用,线性表示;
(2)可证明与平面EG中的向量或,之一共线.
证明:(1)∵+=,
∴k+k=k.
而=k,=k,
∴+k=.
又+=,∴=k.
同理:=k,=k.
∵ABCD是平行四边形,
∴=+,
∴,
即=+.又它们有同一公共点E,
∴点E,F,G,H共面.
(2)由(1)知=k,
∴AB∥EF.又AB平面EG,
∴AB与平面EG平行,即AB∥平面EG.
10.
答案:分析:结合图形,从向量出发,利用向量运算法则不断进行分解,直到全部向量都用,,表示出来,即可求出x,y,z的值.
解:解法一:如图所示,取PC的中点E,连NE,则=-.
∵=
==-,
=-=-=,
∴=--.
连AC,则
=-=+-,
∴=--(+-)
=--+,
∴,,.
解法二:如图所示,在PD上取一点F,使F分所成比为2,连MF,则=+,
而==-,
=-=-==(-),
∴=--+,
∴,,.
解法三:∵=-=-
=(+)-(+)
=-+-(-++)
=--+,
∴,,.2.3.1
双曲线及其标准方程
课后训练
1.双曲线的方程为,则它的两焦点坐标是( )
A.(±2,0)
B.(±4,0)
C.(0,±2)
D.(0,±4)
2.方程表示双曲线,则k的取值范围是( )
A.-1<k<1
B.k>0
C.k≤0
D.k>1或k<-1
3.若椭圆与双曲线有相同的焦点,则实数m的值为( )
A.1
B.1或3
C.1或3或-2
D.3
4.已知方程ax2-ay2=b,且ab<0,则它表示的曲线是( )
A.焦点在x轴上的双曲线
B.圆
C.焦点在y轴上的双曲线
D.椭圆
5.与双曲线共焦点,且过点的双曲线的标准方程为( )
A.
B.
C.
D.
6.已知圆C:x2+y2-6x-4y+8=0.以圆C与坐标轴的交点分别作为双曲线的一个焦点和顶点,则适合上述条件的双曲线的标准方程为________________.
7.已知F是双曲线的左焦点,点A(1,4),P是双曲线右支上的动点,则|PF|+|PA|的最小值为______.
8.已知双曲线的两个焦点分别为F1,F2,点P在双曲线上且满足,则△F1PF2的面积是__________.
9.已知双曲线的焦点为F1(0,-6),F2(0,6),且经过点(2,-5).求该双曲线的标准方程.
10.已知双曲线经过M(1,1),N(-2,5)两点,求双曲线的标准方程.
参考答案
1.
答案:B 由c2=a2+b2=10+6=16,焦点又在x轴上,
∴两焦点坐标为(±4,0).
2.
答案:A 因为方程表示双曲线,
所以有(1+k)(1-k)>0,解得-1<k<1.
3.
答案:A 由题意可知m>0,于是焦点都在x轴上,故有,解得m=1.
4.
答案:C 原方程可变形为,即.可知它表示焦点在y轴上的双曲线.
5.
答案:D 由题意知:c2=16+4=20,设所求的双曲线方程为.则a2+b2=20,且,解得a2=12,b2=8.所以双曲线的标准方程为.
6.
答案: 令x=0,得y2-4y+8=0,方程无解.即该圆与y轴无交点.令y=0,得x2-6x+8=0,解得x=2或x=4,∴适合条件的双曲线a=2,c=4,∴b2=c2-a2=16-4=12且焦点在x轴上,∴双曲线的标准方程为.
7.
答案:9 设右焦点为F1,依题意,
|PF|=|PF1|+4,∴|PF|+|PA|=|PF1|+4+|PA|=|PF1|+|PA|+4≥|AF1|+4=5+4=9
8.
答案:1 设P为左支上的点,F1为左焦点,|PF1|=r1,|PF2|=r2,则
②-①2,得r1r2=2.∴.
9.
答案:分析:由焦点坐标可知,焦点在y轴上,可设方程为(a>0,b>0),又知c=6,再把点代入即可求得.
解:设所求的双曲线方程为,则有解得
故所求的双曲线的标准方程为.
10.
答案:分析:此题由于不知道焦点在哪个轴上,所以需分两种情况来讨论,然后再把两点代入即可.此题还可以设双曲线的方程为Ax2+By2=1.然后再把两点代入即可.
解:解法一:当焦点在x轴上时,设所求的双曲线的标准方程为.因为M(1,1),N(-2,5)两点在双曲线上,所以解得当焦点在y轴上时,设双曲线方程为,同理,有解得舍去.
故所求的双曲线的标准方程为.
解法二:设所求的双曲线方程为Ax2+By2=1.
因为M(1,1),N(-2,5)两点在双曲线上,代入上述方程有解得
故所求的双曲线的标准方程为.3.1.3
两个向量的数量积
课后训练
1.|a+b|=|a-b|的充要条件是( )
A.a=0或b=0
B.a∥b
C.a·b=0
D.|a|=|b|
2.下列式子中正确的是( )
A.|a|·a=a
B.(a·b)2=a2·b2
C.(a·b)c=a(b·c)
D.|a·b|≤|a|·|b|
3.空间四边形OABC中,OB=OC,∠AOB=∠AOC=,则cos〈,〉=( )
A.
B.
C.
D.0
4.设A,B,C,D是空间不共面的四点,且满足·=0,·=0,·=0,则△BCD是( )
A.钝角三角形
B.锐角三角形
C.直角三角形
D.不确定
5.若|a|=1,|b|=2,c=a+b且c⊥a,则向量a与b的夹角是( )
A.30°
B.60°
C.120°
D.150°
6.|a|=|b|=|c|=1,a·b=b·c=c·a=0,则a+b+c的模等于__________.
7.a≠c,b≠0,a·b=b·c且d=a-c,则〈b,d〉=__________.
8.向量a,b之间的夹角为30°,|a|=3,|b|=4,求a·b,a2,b2,(a+2b)·(a-b).
9.在正方体ABCD-A1B1C1D1中,求异面直线A1B与AC所成的角.
参考答案
1.
答案:C
2.
答案:D
3.
答案:D ∵=-,∴·=·-·=0,
∴〈,〉=90°,故cos〈,〉=0.
4.
答案:B =-,=-,·=>0,∠DBC为锐角,同理可得∠BCD,∠BDC均为锐角.
5.
答案:C ∵c⊥a,∴c·a=(a+b)·a=0,可得a·b=-1,cos〈a,b〉=,故向量a与b的夹角是120°.
6.
答案: 因|a+b+c|2=(a+b+c)2
=|a|2+|b|2+|c|2+2(a·b+b·c+a·c)=3,
故|a+b+c|=.
7.
答案:90° ∵a·b=b·c,∴(a-c)·b=0,∴b⊥d.
8.
答案:分析:利用向量数量积的定义、性质及运算律.
解:a·b=|a||b|cos〈a,b〉=3×4×cos
30°=,
a2=a·a=|a|2=9,
b2=b·b=|b|2=16,
(a+2b)·(a-b)=a2+a·b-2b2=9+6-32=-23
9.
答案:分析:选择{,,}为基底,先求·,再利用公式cos〈a,b〉=求cos〈,〉,最后确定〈,〉.
解:不妨设正方体棱长为1,=a,=b,=c,则|a|=|b|=|c|=1,
a·b=b·c=c·a=0.
∵=a-c,=a+b,
∴·=(a-c)·(a+b)=|a|2+a·b-a·c-b·c=1.
而||=||=,∴cos〈,〉=.
又〈,〉∈[0,π],∴〈,〉=.
∴异面直线A1B与AC所成的角为.2.4.2
抛物线的简单几何性质
课后训练
1.抛物线y=4x2的准线方程为( )
A.
B.
C.
D.
2.已知抛物线的顶点在原点,焦点在y轴上,抛物线上的点P(m,-2)到焦点的距离为4,则m的值为( )
A.4
B.-2
C.4或-4
D.12或-2
3.点M(5,3)到抛物线y=ax2的准线的距离为6,那么抛物线的方程是( )
A.y=12x2
B.y=-36x2
C.y=12x2或y=-36x2
D.或
4.若抛物线的焦点为(1,0),则抛物线的标准方程为( )
A.y2=x
B.y2=2x
C.y2=4x
D.无法确定
5.已知抛物线y2=2px(p>0)的准线与圆x2+y2-6x-7=0相切,则p的值为( )
A.
B.1
C.2
D.4
6.焦点在x轴的正半轴上,并且过点(2,-4)的抛物线的标准方程为__________.
7.若抛物线y2=4x上一点到焦点的距离为5,则这点的坐标为__________.
8.设抛物线y2=2px(p>0)的焦点为F,点A(0,2).若线段FA的中点B在抛物线上,则点B到该抛物线准线的距离为__________.
9.已知抛物线的顶点在原点,对称轴是x轴,抛物线上的点M(-3,m)到焦点的距离等于5,求抛物线的方程和m的值.
10.已知点A(2,1)和抛物线C:y2=x,F为抛物线的焦点,P是C上任意一点.
(1)求的最小值;
(2)点P到直线x+2y+4=0的距离的最小值.
参考答案
1.
答案:D 由题意知,所以.准线方程为.
2.
答案:C 设抛物线的标准方程为x2=-2py(p>0),
由定义知点P到准线的距离为4,
故+2=4,∴p=4,∴抛物线的标准方程为x2=-8y,代入点P的坐标得m=±4.
3.
答案:D 分两类a>0,a<0,可得,.
4.
答案:C ∵焦点(1,0)在x轴的正半轴上,∴抛物线的标准方程为y2=4x.故选C.
5.
答案:C 圆x2+y2-6x-7=0的圆心坐标为(3,0),半径为4.y2=2px(p>0)的准线方程为,
∴,∴p=2.故选C.
6.
答案:y2=8x 设标准方程为y2=2px.由于过点(2,-4),
∴(-4)2=4p.
∴p=4.
∴抛物线的标准方程为y2=8x.
7.
答案:(4,4)或(4,-4) 设此点坐标为(x0,y0),根据题意,可得x0+1=5,从而求出x0,y0的值.
8.
答案: ,则,
∴,解得.
∴,因此点B到该抛物线的准线的距离为.
9.
答案:分析:由题意可设抛物线方程为y2=-2px(p>0),再由抛物线的定义可得.
解:设抛物线方程为y2=-2px(p>0),则焦点,由题意可得解之,得或
故所求的抛物线方程为x2=-8y,m的值为.
10.
答案:分析:利用抛物线的定义及平面几何知识可解决此题.
解:(1)设点P到准线的距离为d,则|AP|+|PF|=|AP|+d,当PA垂直于准线时,|PA|+d最小,最小值为.
(2)设点P的坐标为(t2,t),则点P到直线x+2y+4=0的距离,
故当t=-1时,.2.1
曲线与方程
课后训练
1.动点A在圆x2+y2=1上移动时,它与定点B(3,0)连线的中点的轨迹方程是( )
A.(x+3)2+y2=1
B.(x-3)2+y2=1
C.(2x-3)2+4y2=1
D.(2x+3)2+4y2=1
2.“点M在曲线y2=8x上”是点M的坐标满足方程的( )
A.充分不必要条件
B.必要不充分条件
C.充要条件
D.既不充分也不必要条件
3.曲线y=x2-x+2和y=x+m有两个不同的交点,则( )
A.m∈R
B.m∈(-∞,1)
C.m=1
D.m∈(1,+∞)
4.下列方程中表示相同曲线的一对方程是( )
A.与y=x2
B.y=x与
C.与
D.y=x与x2-y2=0
5.已知动点P在曲线2x2-y=0上移动,则点A(0,-1)与点P连线中点的轨迹方程是( )
A.y=2x2
B.y=8x2
C.2y=8x2-1
D.2y=8x2+1
6.平面内与定点(-1,2)和直线3x+4y-5=0的距离相等的点的轨迹是__________.
7.方程所表示的曲线是__________________.
8.(1)方程(x-1)2+(x2+y2-1)2=0表示的图形为__________.
(2)方程(x-1)2·(x2+y2-1)2=0表示的图形为__________.
9.点A(3,0)为圆x2+y2=1外一点,P为圆上任意一点,若AP的中点为M,当P在圆上运动时,求点M的轨迹方程.
10.若直线x+y-m=0被曲线y=x2所截得的线段长为,求m的值.
参考答案
1.
答案:C 设中点M(x,y),则动点A(2x-3,2y),∵动点A在圆x2+y2=1上,∴(2x-3)2+(2y)2=1,即(2x-3)2+4y2=1.
2.
答案:B 曲线y2=8x,即,所以点M在上,则必在曲线y2=8x上.
3.
答案:D 已知条件可转化为联立后的方程组有两个不同的解.
4.
答案:C 选项A,B中两个x的取值范围不同;选项D中后者为y=±x与前者对应法则不同,这些都决定了它们是不同的曲线;而选项C中两函数定义域与对应法则都相同,是同一函数,故其图象相同.
5.
答案:C 设AP的中点为(x,y),则P(2x,2y+1)在2x2-y=0上,即2(2x)2-(2y+1)=0,整理,得2y=8x2-1.
6.
答案:直线 ∵(-1,2)在直线3x+4y-5=0上,
∴轨迹是过定点(1,2)且垂直于3x+4y-5=0的直线.
7.
答案:直线x=1或直线x+y-1=0(x≥1) 由方程可得或即x+y-1=0(x≥1)或x=1.
8.
答案:(1)点(1,0) (2)直线x-1=0或圆x2+y2-1=0
(1)∵(x-1)2+(x2+y2-1)2=0,
∴
∴即方程的图形表示点(1,0).
(2)∵(x-1)2·(x2+y2-1)2=0,
∴x-1=0或x2+y2-1=0,即方程的图形表示直线x-1=0或圆x2+y2-1=0.
9.
答案:分析:设出点M的坐标为(x,y),点P的坐标为(x0,y0),由题意可得∴再代入圆的方程即可.
解:由题意设点M(x,y),P(x0,y0),则
∴又∵(x0,y0)在圆x2+y2=1上,
∴(2x-3)2+4y2=1,
∴.
10.
答案:分析:直线与曲线交于两点,可设出这两点的坐标,然后灵活应用根与系数的关系求解.
解:设直线x+y-m=0与曲线y=x2相交于A(x1,y1),B(x2,y2)两点,联立直线与曲线得将(2)代入(1)得x2+x-m=0,
所以
所以
=
=
=,
所以,所以m的值为2.1.2.2“非”(否定)
课后训练
1.命题“2不是质数”的构成形式是( )
A.p∧q
B.p∨q
C.
D.以上答案都不正确
2.若命题“”与“p∧q”都是假命题,则( )
A.命题p,q都是真命题
B.命题p,q都是假命题
C.命题p是真命题,命题q是假命题
D.命题q是真命题,命题p是假命题
3.a,b不全为0是指( )
A.a,b全不为0
B.a,b中至多有一个为0
C.a,b中只有一个不为0
D.a,b中至少有一个为0
4.命题“菱形的对角线互相垂直”的否定是__________.
5.命题“存在x∈R,使得x2+2x+5=0”的否定是__________.
6.命题“所有人都晨练”的否定是__________.
7.已知命题p:“x∈R,”,命题p的否定为命题q,则命题q是“________”;命题q是________命题(填“真”或“假”).
8.命题p:0不是自然数,命题是无理数,则在命题(1)“p∧q”;(2)“p∨q”;(3)“”;(4)“”中,真命题的序号是__________,假命题的序号是__________.
9.写出下列命题的否定,并判断其真假:
(1)集合A是集合A∪B的子集;
(2)T=2kπ(k∈Z),sin(x+T)=sin
x.
10.指出下列命题的结构形式以及构成它们的简单命题,并判断它们的真假:
(1)q:1-x2≤1;
(2)s:A(A∪B).
参考答案
1.
答案:C
2.
答案:C
3.
答案:B
4.
答案:有些菱形的对角线不互相垂直
5.
答案:对任意x∈R,都有x2+2x+5≠0
6.
答案:有的人不晨练
7.
答案:x∈R, 假 利用存在性命题的否定形式写出为:x∈R,.当x>1时,,故知为假.
8.
答案:(2)(3) (1)(4) 先判断命题p,q的真假,可知p假q真;再利用含有逻辑联结词的命题的真假判断方法(真值表)进行判断,其中(2)(3)为真,(1)(4)为假.
9.
答案:分析:(1)利用命题的否定形式写出其否定,根据集合A∪B的定义可判断其真假;
(2)利用全称命题的否定形式写出其否定,再利用正弦函数的周期判断其真假.
解:它们的否定及真假如下:
(1)集合A不是集合A∪B的子集;(假)
(2)T=2kπ(k∈Z),sin(x+T)≠sin
x.(假)
10.
答案:分析:可依据命题的几种结构形式(“p∨q”,“p∧q”,“p”)直接写出它们的结构形式以及构成它们的简单命题;然后根据真值表判断其真假.
解:它们的结构形式依次为:(1)p∨q,(2)pp.
构成它们的简单命题依次为:
(1)“1-x2<1”和“1-x2=1”.(2)A(A∪B).
其真假依次为:(1)真;(2)假.2.2.2
椭圆的几何性质
课后训练
1.如果一个椭圆的长轴长是短轴长的2倍,那么这个椭圆的离心率为( )
A.
B.
C.
D.
2.已知焦点在x轴上的椭圆的离心率为,且它的长轴长等于圆C:x2+y2-2x-15=0的半径,则椭圆的标准方程是( )
A.
B.
C.
D.
3.过椭圆的左焦点F1作x轴的垂线交椭圆于点P,F2为右焦点,若∠F1PF2=60°,则椭圆的离心率为( )
A.
B.
C.
D.
4.若方程表示焦点在y轴上的椭圆,则a的取值范围是( )
A.a<0
B.-1<a<0
C.a<1
D.无法确定
5.若一个椭圆长轴的长度、短轴的长度和焦距成等差数列,则该椭圆的离心率是( )
A.
B.
C.
D.
6.如果椭圆的离心率为,则k=__________.
7.已知椭圆的一个焦点将长轴分成长度比为两段,则其离心率为__________.
8.直线x+2y-2=0经过椭圆的一个焦点和一个顶点.则该椭圆的离心率等于__________.
9.已知椭圆过点,且离心率,求此椭圆的方程.
10.已知椭圆的离心率,连接椭圆的四个顶点得到的菱形的面积为4,求椭圆的方程.
参考答案
1.
答案:B
2.
答案:A 由x2+y2-2x-15=0,知r=4=2aa=2.又,c=1.故b2=a2-c2=4-1=3.故选A.
3.
答案:C 在Rt△PF1F2中,设|PF1|=m,由已知得,|PF2|=2m,则.
4.
答案:B 方程表示焦点在y轴上的椭圆,所以.
5.
答案:B 依题意有2×2b=2a+2c,即2b=a+c,
∴4b2=a2+2ac+c2.
∵b2=a2-c2,∴4a2-4c2=a2+2ac+c2,
∴3a2-2ac-5c2=0,两边同除以a2,即有5e2+2e-3=0,解得或e=-1(舍).故选B.
6.
答案:4或 当焦点在x轴上,即k>1时,b=3,,
∴,
∴,解得k=4.符合k>1,∴k=4;
当焦点在y轴上,即-8<k<1时,a=3,,
∴,
∴,解得,符合-8<k<1,
∴.综上得k=4或.
7.
答案: 由题意得,即,解得.
8.
答案: 由题意知椭圆的焦点在x轴上,又直线x+2y-2=0与x轴,y轴的交点分别为(2,0),(0,1),它们分别是椭圆的焦点和顶点,所以b=1,c=2,从而,.
9.
答案:分析:由椭圆的离心率可得a,c的关系,从而知道b,c的关系,再由点在椭圆上,代入方程即可,从而求得椭圆的标准方程.
解:由题意知,椭圆的离心率,
∴,∴a=2c,∴b2=a2-c2=3c2,
∴椭圆的方程为,
又点在椭圆上,∴,
∴c2=1,∴椭圆的方程为.
10.
答案:分析:由离心率及a2=b2+c2可得a=2b,由菱形面积为4,可得ab=2,两式联立可求得a,b,从而得到椭圆的方程.
解:由,得3a2=4c2.再由c2=a2-b2,解得a=2b.由题意可知,即ab=2.
解方程组得
所以椭圆的方程为.2.2.1
椭圆及其标准方程
课后训练
1.椭圆的焦点坐标是( )
A.(±5,0)
B.(0,±5)
C.(0,±12)
D.(±12,0)
2.已知椭圆的焦点在y轴上,若焦距为4,则m=( )
A.4
B.5
C.7
D.8
3.设F1,F2是椭圆的焦点,P为椭圆上的一点,则△PF1F2的周长为( )
A.10
B.12
C.16
D.不确定
4.已知椭圆的焦距为,椭圆上一点到两焦点的距离的和为8,则椭圆的标准方程为( )
A.
B.
C.
D.或
5.椭圆上的一点M到左焦点F1的距离为2,N是MF1的中点,则|ON|等于( )
A.2
B.4
C.8
D.
6.设M是椭圆上一点,F1,F2是椭圆的焦点.若|MF2|=4,则|MF1|=__________.
7.已知椭圆的焦距|F1F2|=6,AB是过焦点F1的弦,且△ABF2的周长为20,则该椭圆的标准方程为__________.
8.已知椭圆的两焦点为F1,F2,点P(x0,y0)满足,则|PF1|+|PF2|的取值范围为____________.
9.已知圆A:(x+3)2+y2=1及圆B:(x-3)2+y2=81,动圆P与圆A外切,与圆B内切,求动圆圆心P的轨迹方程.
10.已知椭圆上一点P,F1,F2为椭圆的焦点,若∠F1PF2=θ,求△F1PF2的面积.
参考答案
1.
答案:B 易知焦点在y轴上,a2=169,b2=144.
则.
2.
答案:D 因为焦点在y轴上,
所以
又焦距为4,所以m-2-10+m=4m=8.
3.
答案:B
4.
答案:D ∵,∴.∵2a=8,∴a=4.又∵焦点不知在哪个轴上,∴标准方程有两个,故选D.
5.
答案:B 设椭圆的右焦点为F2,则由|MF1|+|MF2|=10,知|MF2|=10-2=8,又因点O为F1F2的中点,点N为MF1的中点,所以.故选B.
6.
答案:6
7.
答案:或 由椭圆定义知4a=20,
∴a=5.而2c=6,∴c=3,∴b2=52-32=16.
∴椭圆的标准方程为或.
8.
答案:
∵点P(x0,y0)满足,
∴点P在椭圆内且不过原点,
∴|F1F2|≤|PF1|+|PF2|<2a.
又∵a2=2,b2=1,
∴c2=a2-b2=1,即c=1,
∴.
9.
答案:分析:利用椭圆定义先判断动圆圆心P的轨迹是椭圆,再求其方程.
解:设动圆的半径为r.
由所给圆的方程知:A(-3,0),B(3,0).
由题意可得,|PA|=r+1,|PB|=9-r,
故|PA|+|PB|=10>|AB|=6,
由椭圆定义知动点P的轨迹是椭圆.
其中2a=10,2c=6,即a=5,c=3,所以b2=16,
故动圆圆心P的轨迹方程为.
10.
答案:分析:计算三角形的面积有多种公式可供选择,其中与已知条件联系最密切的应为=|PF1|·|PF2|·sin
θ,所以应围绕|PF1|·|PF2|进行计算.
解:如图,由椭圆定义知,|PF1|+|PF2|=2a,而在△F1PF2中,由余弦定理得
|PF1|2+|PF2|2-2|PF1|·|PF2|cos
θ=|F1F2|2=4c2,
∴(|PF1|+|PF2|)2-2|PF1|·|PF2|-2|PF1|·|PF2|cos
θ=4c2,即4(a2-c2)=2|PF1|·|PF2|(1+cos
θ).
∴|PF1||PF2|=,
∴|PF1|·|PF2|.1.2.1“且”与“或”
课后训练
1.下列命题中不是“p且q”形式的命题是( )
A.函数y=ax(a>0且a≠1)的图象一定过(0,1)
B.3和-3是方程x2-9=0的实数根
C.1不是质数且不是合数
D.正方形的四条边相等且四个角相等
2.下列命题中是“p∧q”形式的命题是( )
A.28是5的倍数或是7的倍数
B.2是方程x2-4=0的根又是方程x-2=0的根
C.函数y=ax(a>1)是增函数
D.函数y=ln
x是减函数
3.下列说法与x2+y2=0含义相同的是( )
A.x=0且y=0
B.x=0或y=0
C.x≠0且y≠0
D.x≠0或y≠0
4.以下判断正确的是( )
A.命题“p∨q”是真命题时,命题p一定是真命题
B.命题p是假命题时,命题“p∧q”不一定是假命题
C.命题“p∧q”是假命题时,命题p一定是假命题
D.命题p是真命题时,命题“p∨q”一定是真命题
5.如果命题“p∨q”是真命题,命题“p∧q”是假命题,那么( )
A.命题p,q都是假命题
B.命题p,q都是真命题
C.命题p,q有且只有一个是真命题
D.以上答案都不正确
6.命题“n∈R,n≤n”的构成形式是__________,该命题是__________命题(填“真”或“假”).
7.命题“所有正多边形都有一个内切圆和一个外接圆”的构成形式是__________,组成该命题的两个命题是____________________,____________________.
8.命题p:等腰三角形有两条边相等;q:等腰三角形有两个角相等.命题p,q构成的“且”命题是____________________,该命题是__________命题(填“真”或“假”).
9.已知c>0且c≠1,设命题p:函数y=x2+cx+1的图象与x轴有两个交点;q:当x>1时,函数y=logcx>0恒成立.如果p∨q为假,求c的取值范围.
10.已知命题p:函数y=x2+mx+1在区间(-1,+∞)上是单调增函数;q:函数y=4x2+4(m-2)+1的函数值恒大于零.若p∧q为假,p∨q为真,求m的取值范围.
参考答案
1.
答案:A
2.
答案:B 选项A是由“或”联结构成的新命题,是“p∨q”形式的命题;选项B可写成“2是方程x2-4=0的根且是方程x-2=0的根”,是由逻辑联结词“且”联结构成的新命题,故选项B是“p∧q”形式的命题;选项C,D不是由逻辑联结词联结形成的新命题,故不是“p∧q”形式的命题.
3.
答案:A 因两个非负数的和等于0,故每个加数都为0,即x2=0且y2=0,所以x=0且y=0.
4.
答案:D 利用真值表可以判断选项D正确.
5.
答案:C 因命题“p∨q”是真命题,故p,q中至少有一个是真命题,因命题“p∧q”是假命题,故p,q中至少有一个假命题,所以p,q中有且只有一个是真命题.
6.
答案:p∨q 真
7.
答案:p∧q 所有正多边形都有一个内切圆 所有正多边形都有一个外接圆
8.
答案:等腰三角形有两个角相等且有两条边相等 真
9.
分析:先由p,q为真,分别求出c的范围;再由p∨q为假知p,q都假;然后列出关于c的不等式组来解决.
解:若p为真,则Δ=c2-4>0(c>0且c≠1),
所以c>2.
若q为真,则c>1.
因为p∨q为假,所以p,q都为假,
当p为假时,0<c≤2且c≠1,
当q为假时,0<c<1,
所以当p,q都为假时,0<c<1,即c的取值范围为(0,1).
10.
答案:分析:先由p,q为真,分别求出m的范围;再由p∧q为假,p∨q为真知,命题p,q一真一假;然后分“p真q假”和“p假q真”两种情况列出关于m的不等式组来解决.
解:若p为真,则,所以m≥2;
若q为真,则Δ=16(m-2)2-16<0,解得1<m<3,
因为p∧q为假,p∨q为真,所以p,q一真一假.
当p真q假时,得到解得m≥3;
当p假q真时,得到解得1<m<2.
综上,m的取值范围是{m|m≥3或1<m<2}.2.5
直线与圆锥曲线
课后训练
1.若椭圆的弦被点(4,2)平分,则此弦所在直线的斜率为( )
A.2
B.-2
C.
D.
2.已知椭圆x2+2y2=4,则以(1,1)为中点的弦的长度为( )
A.
B.
C.
D.
3.已知双曲线与直线y=2x有交点,则双曲线的离心率的取值范围是( )
A.
B.
C.
D.
4.已知双曲线中心在原点,且一个焦点为,直线y=x-1与双曲线交于M,N两点,且MN中点的横坐标为,则此双曲线的方程为( )
A.
B.
C.
D.
5.设抛物线y2=8x的准线与x轴交于点Q,若过点Q的直线l与抛物线有公共点,则直线l的斜率的取值范围是( )
A.
B.[-2,2]
C.[-1,1]
D.[-4,4]
6.直线l过抛物线y2=ax的焦点,并且垂直于x轴,若直线l被抛物线截得的线段长为4,则a=__________.
7.已知椭圆C1:的右顶点A(1,0),过C1的焦点且垂直长轴的弦长为1,则椭圆C1的方程为__________.
8.设抛物线y2=8x的焦点为F,准线为l,P为抛物线上一点,PA⊥l,A为垂足.如果直线AF的斜率为,那么|PF|=__________.
9.在椭圆x2+4y2=16中,求通过点M(2,1)且被这点平分的弦所在的直线方程和弦长.
10.讨论直线y=kx+1与双曲线x2-y2=1的公共点的个数.
参考答案
1.
答案:D 设弦两端点A(x1,y1),B(x2,y2),则x1+x2=8,y1+y2=4,
又
①-②得
,
即,
所以.
2.
答案:C 依题设弦端点A(x1,y1),B(x2,y2),
则x1+x2=2,y1+y2=2,
又,,
∴x12-x22=-2(y12-y22),
此弦斜率,
∴此弦的直线方程为y-1=-(x-1),
即.
代入x2+2y2=4,整理得3x2-6x+1=0,
∴,
∴
=.
3.
答案:C 双曲线的一、三象限渐近线的斜率,
要使双曲线和直线y=2x有交点,
只要满足即可,
∴,∴,∴.
4.
答案:D 由,得a2+b2=7.
∵焦点为,
∴可设双曲线方程为,①
并设M(x1,y1),N(x2,y2).
将y=x-1代入①并整理得
(7-2a2)x2+2a2x-a2(8-a2)=0,
∴,
由已知得,解得a2=2,
得双曲线的方程为.
5.
答案:C 设直线方程为y=k(x+2),与抛物线联立方程组,整理得ky2-8y+16k=0.当k=0时,直线与抛物线有一个交点.当k≠0时,由Δ=64-64k2≥0,解得-1≤k≤1.所以-1≤k≤1.
6.
答案:±4 抛物线y2=ax的焦点为,所以直线l与抛物线的两个交点坐标是和,所以,解得a=±4.
7.
答案: 由题意得
∴所求的椭圆方程为+x2=1.
8.
答案:8 直线AF的方程为:,
当x=-2时,,∴.
当时,代入y2=8x中,x=6,
∴.
∴|PF|=|PA|=6-(-2)=8.
9.
答案:分析:题目中涉及弦的中点,既可以考虑中点坐标公式,又可以考虑平方差公式.
解:当直线斜率不存在时,M不可能为弦的中点,
所以可以设直线方程为y=k(x-2)+1,代入椭圆方程,消去y,得
(1+4k2)x2-(16k2-8k)x+16k2-16k-12=0,
显然1+4k2≠0,Δ=16(12k2+4k+3)>0,
由,解得.
故所求弦所在的直线方程为x+2y-4=0.
由消去x,得y2-2y=0,
∴y1=0,y2=2.
∴弦长
=
=.
10.
答案:分析:将y=kx+1代入双曲线方程得x的方程,讨论方程解的个数即可.
解:联立直线与双曲线方程消去y得(1-k2)x2-2kx-2=0.
当1-k2=0,即k=±1时,解得x= 1;
当1-k2≠0,即k≠±1时,Δ=4k2+8(1-k2)=8-4k2.
由Δ>0得<k<,由Δ=0得,
由Δ<0得k<或k>.
所以当k∈(,-1)∪(-1,1)∪(1,)时,直线与双曲线有两个公共点;
当时,直线与双曲线有1个公共点;
当k=±1时,直线与双曲线有1个公共点;
当k∈(-∞,)∪(,+∞)时,直线与双曲线无公共点.3.2.5
距离
课后训练
1.在三棱锥P-ABC中,AB=8,AC=6,∠BAC=90°,PA=PB=PC=13,则点P到平面ABC的距离为( )
A.12
B.6
C.3
D.
2.半径为R的球面上有A,B,C三点,其中A和B及A和C的球面距离都是πR,B和C的球面距离是πR,则球心O到平面ABC的距离是( )
A.
B.
C.
D.
3.已知A,B两点到平面α的距离分别为1和2,线段AB在α内的射影线段长为,则直线AB与平面α的夹角为( )
A.
B.
C.或
D.或
4.不共面的四个点到平面α的距离都相等,这样的平面α共有( )
A.3个
B.4个
C.6个
D.7个
5.在长方体ABCD-A1B1C1D1中,底面是边长为2的正方形,高为4,则点A1到截面AB1D1的距离为( )
A.
B.
C.
D.
6.在棱长为1的正方体ABCD-A1B1C1D1中,E,F分别为棱B1C1和C1D1的中点,则直线EF到平面B1D1D的距离为__________.
7.已知直角三角形ABC的直角顶点C在平面α内,AB∥α,AC,BC与α所成角分别为45°和30°,若AB=6,则AB到α的距离为__________.
8.在三棱锥P-ABC中,侧棱PA,PB,PC两两垂直,且PA=PB=PC=2,则点P到平面ABC的距离等于__________.
9.在边长为a的菱形ABCD中,∠ABC=120°,PC⊥平面ABCD,E是PA的中点,求点E到平面PBC的距离.
10.在正方体ABCD-A1B1C1D1中,E,F,G分别在棱AB,CC1,D1A1上,且正方体的棱长为a,AE=CF=D1G=b.
(1)求证:DB1⊥平面EFG;
(2)求B1到平面EFG的距离.
参考答案
1.
答案:A 设BC的中点为D,则由已知可证∠PDB=∠PDC=∠PDA,PD⊥平面ABC,PD就是所求距离,在Rt△ADC中,,.
2.
答案:C 由题知∠AOB=∠AOC=90°,∠BOC=60°,OA=OB=OC=R,在Rt△AOD中,高OH即为所求.
利用VA-OBC=VO-ABC,得R2·R=·OH,
∴.
3.
答案:C 按照A,B两点在平面α的同侧或异侧分别讨论.
4.
答案:D 不共面的四个点构成三棱锥.平行于各个面的中截面有4个,夹在一组对棱正中间且与它们平行的平面有3个.
5.
答案:C 利用=可求得点A1到截面AB1D1的距离为.
6.
答案: 设B1D1中点为O,EF中点为K,则KO即为EF到平面B1D1D的距离,.
7.
答案: 设AB到α的距离为h,,,由勾股定理AB2=AC2+CB2可得()2+(2h)2=62,解得.
8.
答案: 利用VA-PBC=VP-ABC可求得点P到平面ABC的距离为.
9.
答案:分析:点E在PA上,可将E到平面PBC的距离转化为A到平面PBC的距离问题,借助于面面垂直作出A到平面PBC的距离.
解:∵E是PA的中点,∴点E到平面PBC的距离等于点A到平面PBC的距离的一半.
∵PC⊥平面ABCD,
∴平面PBC⊥平面ABCD,
故过点A在平面ABCD内作AH⊥BC,交BC于点H,得AH⊥平面PBC,
∴AH为点A到平面PBC的距离.又AH=AB·sin
60°=,则点E到平面PBC的距离为.
10.
答案:分析:正方体中建系较为方便,可建系求平面的法向量,用向量法证明线面垂直和求点面距离.
解:(1)证明:以D为坐标原点,分别以直线DA,DC,DD1为x轴,y轴,z轴建立直角坐标系Dxyz,则D(0,0,0),B1(a,a,a),E(a,b,0),F(0,a,b),G(b,0,a).
所以=(a,a,a),=(-a,a-b,b),=(b,-a,a-b).
所以·=0,·=0.
所以DB1⊥EF,DB1⊥FG.而EF∩FG=F,
所以DB1⊥平面EFG.
(2)设△EFG的重心在点H处,
则.
而=,所以点H在DB1上,即HB1⊥平面EFG,
=-=,
所以||=(2a-b),
所以点B1到平面EFG的距离为(2a-b).3.2.2
平面的法向量与平面的向量表示
课后训练
1.设O(0,0,0),M(5,-1,2),A(4,2,-1),若=,则点B的坐标为( )
A.(-1,3,-3)
B.(9,1,1)
C.(1,-3,3)
D.(-9,-1,-1)
2.设l1的方向向量为a=(2,4,5),l2的方向向量为b=(3,x,3y),若l1∥l2,则x,y的值分别是( )
A.6,15
B.6,
C.3,15
D.3,
3.已知直线l1的方向向量a=(2,4,x),直线l2的方向向量b=(2,y,2),若|a|=6,且a⊥b,则x+y的值是( )
A.-3或1
B.3或-1
C.-3
D.1
4.已知直线l的方向向量为v=(1,0,2),平面α的法向量为u=(-4,5,2),则l与α的关系是( )
A.l⊥α
B.l∥α
C.lα
D.l∥α或lα
5.已知平面α过点A(1,-1,2),法向量有n=(2,-1,2),则下列点在α内的是( )
A.(2,3,3)
B.(3,-3,4)
C.(-1,1,0)
D.(-2,0,1)
6.已知A,B,P三点共线,则对空间任一点O,=α+β,那么α+β=__________.
7.已知直线l的方向向量v=(2,-1,3),且过A(0,y,3)和B(-1,2,z)两点,则y=__________,z=__________.
8.直角三角形ABC的斜边BC在平面α内,顶点A在平面α外,则三角形ABC的两条直角边在平面α内的射影与斜边所成的图形可能是__________.
9.已知正方体ABCD-A′B′C′D′中,点M,N分别是棱BB′与对角线CA′的中点,求证:MN⊥BB′;MN⊥A′C.
10.在棱长为1的正方体ABCD-A1B1C1D1中,E,F分别为棱AB和BC的中点,试在棱B1B上找一点M,使得D1M⊥平面EFB1.
参考答案
1.
答案:B 由=得(5,-1,2)=(x-4,y-2,z+1),可得点B(9,1,1).
2.
答案:B a∥b,故x,y的值分别是6,.
3.
答案:A ∵|a|=,
∴x=±4.
又∵a·b=2×2+4×y+2×x=0,
∴y=-1±2,
∴x+y=-3或1.
4.
答案:D 因为v·u=0,所以l∥α或lα.
5.
答案:A 设M(x,y,z)为平面内一点,
∴·n=0,即2(x-1)-(y+1)+2(z-2)=0.
又∵A项中坐标满足上式,∴选A.
6.
答案:1
7.
答案: 因为=(-1,2-y,z-3),∥v,故,故,.
8.
答案:一条线段或一个钝角三角形
9.
答案:证明:不妨设已知正方体的棱长为1,以A为坐标原点,,,′的方向分别为x轴,y轴,z轴的正方向建立空间直角坐标系Axyz.由已知条件得M,B(1,0,0),C(1,1,0),A′(0,0,1),,B′(1,0,1).所以=,=(1,1,-1),=(0,0,1).因为·=0,
所以MN⊥A′C.又·′=0,所以MN⊥BB′.
10.
答案:解:以D为坐标原点,,,的方向分别为x轴,y轴,z轴的正方向建立空间直角坐标系Dxyz,
则A(1,0,0),B1(1,1,1),C(0,1,0),D1(0,0,1),,,点M(1,1,m),
则=,=,=(1,1,m-1).
∵D1M⊥平面EFB1,
∴D1M⊥且⊥,
∴·=0,·=0,
∴
∴.
故取B1B的中点M,能满足D1M⊥平面EFB1.1.3.2
命题的四种形式
课后训练
1.命题“在△ABC中,若∠C=90°,则∠A,∠B都是锐角”的否命题是( )
A.在△ABC中,若∠C≠90°,则∠A,∠B都不是锐角
B.在△ABC中,若∠C≠90°,则∠A,∠B不都是锐角
C.在△ABC中,若∠C≠90°,则∠A,∠B必有一钝角
D.在△ABC中,若∠A,∠B都是锐角,则∠C=90°
2.命题“若一个数是负数,则它的平方是正数”的逆命题是( )
A.若一个数是负数,则它的平方不是正数
B.若一个数的平方是正数,则它是负数
C.若一个数不是负数,则它的平方不是正数
D.若一个数的平方不是正数,则它不是负数
3.下列说法正确的是( )
A.一个命题的否命题为真,则它的逆命题为假
B.一个命题的逆命题为真,则它的否命题为真
C.一个命题的否命题为真,则它的逆否命题为真
D.一个命题的逆否命题为真,则它的逆命题为真
4.命题“若f(x)是奇函数,则f(-x)是奇函数”的否命题是( )
A.若f(x)是偶函数,则f(-x)是偶函数
B.若f(x)不是奇函数,则f(-x)不是奇函数
C.若f(-x)是奇函数,则f(x)是奇函数
D.若f(-x)不是奇函数,则f(x)不是奇函数
5.下列命题中,是真命题的为( )
A.“若二次方程ax2+bx+c=0有实根,则b2-4ac>0”的逆否命题
B.“正方形的四条边相等”的逆命题
C.“若x2-4=0,则x=2”的否命题
D.“对顶角相等”的逆命题
6.命题“到一个角的两边距离相等的点在该角的平分线上”的否命题是__________.
7.命题“若x,y是偶数,则x+y是偶数(x∈Z,y∈Z)”的逆否命题是__________,它是__________命题(填“真”或“假”).
8.有下列四个命题:
①如果xy=1,则lg
x+lg
y=0;
②“如果,则α是第一象限角”的否命题;
③“如果b≤0,则方程x2-2bx+b=0有实数根”的逆否命题;
④“如果A∪B=B,则AB”的逆命题.
其中是真命题的有__________.
9.写出命题“正n(n≥3)边形的n个内角全相等”的否定和否命题.
10.写出下列命题的逆命题、否命题、逆否命题,并分别判断其真假.
(1)末尾数字是0或5的整数,能被5整除;
(2)若a=2,则函数y=ax是增函数.
参考答案
1.
答案:B
2.
答案:B
3.
答案:B 由四种命题的关系可知,一个命题的否命题与它的逆命题是互为逆否关系,根据互为逆否的两个命题是等效的(同真同假),可得选项B正确.
4.
答案:B
5.
答案:C 对于A项,该命题是假命题,故其逆否命题也为假;对于B项的逆命题为“四条边相等的四边形是正方形”是假命题;对于C项的否命题为“若x2-4≠0,则x≠2”为真命题;对于D项的逆命题为“相等的角是对顶角”为假命题.
6.
答案:到一个角的两边距离不相等的点不在该角的平分线上
7.
答案:若x+y不是偶数,则x,y不都是偶数(x∈Z,y∈Z) 真
8.
答案:③④ 命题①显然错误,例如:x=-1,y=-1时,lg
x+lg
y无意义.对于②,其否命题为“如果,则α不是第一象限角”,因当α=60°时,,故知其否命题为假.对于命题③,因当b≤0时,Δ=4b2-4b≥0恒成立,故方程x2-2bx+b=0有实数根.由原命题与其逆否命题真假相同,知命题③的逆否命题是真命题.对于④,其逆命题为“若AB,则A∪B=B”,显然为真.
9.
答案:分析:对该命题的结论加以否定得到其否定为:正n边形的n个内角不全相等.对该命题的结论和条件分别加以否定得到其否命题为:不是正n边形的n个内角不全相等.
解:命题的否定:正n(n≥3)边形的n个内角不全相等.否命题:不是正n(n≥3)边形的n个内角不全相等.
10.
答案:分析:依据四种命题的定义分别写出逆命题、否命题、逆否命题.“0或5”的否定是“不是0且不是5”,“是”的否定词是“不是”,“等于”的否定词是“不等于”.
解:(1)逆命题:能被5整除的整数,末尾数字是0或5;(真)
否命题:末尾数字不是0且不是5的整数,不能被5整除;(真)
逆否命题:不能被5整除的整数,末尾数字不是0且不是5;(真)
(2)逆命题:若函数y=ax是增函数,则a=2;(假)
否命题:若a≠2,则函数y=ax不是增函数;(假)
逆否命题:若函数y=ax不是增函数,则a≠2.(真)