2021-2022学年高中人教A版数学必修2全册综合学案 Word版含解析

文档属性

名称 2021-2022学年高中人教A版数学必修2全册综合学案 Word版含解析
格式 doc
文件大小 263.5KB
资源类型 教案
版本资源 人教新课标A版
科目 数学
更新时间 2021-04-22 14:45:33

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文档简介

一、柱体、锥体、台体和球体的侧面积和体积公式
面积 体积
圆柱 S侧=2πrl V=Sh=πr2h
圆锥 S侧=πrl V=Sh=πr2h=πr2
圆台 S侧=π(r1+r2)l V=(S上+S下+)h=π(r+r+r1r2)h
直棱柱 S侧=Ch V=Sh
正棱锥 S侧=Ch′ V=Sh
正棱台 S侧=(C+C′)h′ V=(S上+S下+)h
球 S球面=4πR2 V=πR3
二、空间中的线线、线面、面面关系
1.空间中线线关系
空间中两条直线的位置关系有且只有相交、平行、异面三种情况.
两直线垂直有“相交垂直”与“异面垂直”两种情况.
(1)证明线线平行的方法
①线线平行的定义;
②公理4:平行于同一条直线的两条直线互相平行;
③线面平行的性质定理:a∥α,a?β,α∩β=b?a∥b;
④线面垂直的性质定理:a⊥α,b⊥α?a∥b;
⑤面面平行的性质定理:α∥β,α∩γ=a,β∩γ=b?a∥b.
(2)证明线线垂直的方法
①线线垂直的定义:两条直线所成的角是直角(在研究异面直线所成的角时,要通过平移把异面直线转化为相交直线);
②线面垂直的性质1:a⊥α,b?α?a⊥b;
③线面垂直的性质2:a⊥α,b∥α?a⊥b.
2.空间中线面关系
直线与平面之间的位置关系有且只有线在面内、相交、平行三种.
(1)证明直线与平面平行的方法
①线面平行的定义;
②判定定理:
a?α,b?α,a∥b?a∥α;
③平面与平面平行的性质:α∥β,a?α?a∥β.
(2)证明直线与平面垂直的方法
①线面垂直的定义;
②判定定理1:?l⊥α;
③判定定理2:a∥b,a⊥α?b⊥α;
④面面平行的性质定理:α∥β,a⊥α?a⊥β;
⑤面面垂直的性质定理:α⊥β,α∩β=l,a?α,a⊥l?a⊥β.
3.空间中面面关系
两个平面之间的位置关系有且只有平行、相交两种.
(1)证明面面平行的方法
①面面平行的定义;
②面面平行的判定定理:
a∥β,b∥β,a?α,b?α,a∩b=A?α∥β;
③线面垂直的性质定理:a⊥α,a⊥β?α∥β;
④公理4的推广:α∥γ,β∥γ?α∥β.
(2)证明面面垂直的方法
①面面垂直的定义:两个平面相交所成的二面角是直二面角;
②面面垂直的判定定理:a⊥β,a?α?α⊥β.
三、两直线的位置关系
1.求直线斜率的基本方法
(1)定义法:已知直线的倾斜角为α,且α≠90°,则斜率k=tan_α.
(2)公式法:已知直线过两点P1(x1,y1),P2(x2,y2),且x1≠x2,则斜率k=.
2.判断两直线平行的方法
(1)若不重合的直线l1与l2的斜率都存在,且分别为k1,k2,则k1=k2?l1∥l2.
(2)若不重合的直线l1与l2的斜率都不存在,其倾斜角都为90°,则l1∥l2.
3.判断两直线垂直的方法
(1)若直线l1与l2的斜率都存在,且分别为k1,k2,则k1·k2=-1?l1⊥l2.
(2)已知直线l1与l2,若其中一条直线的斜率不存在,另一条直线的斜率为0,则l1⊥l2.
四、直线方程
1.直线方程的五种形式
名称 方程 常数的几何意义 适用条件
点斜式 一般情况 y-y0=k(x-x0) (x0,y0)是直线上的一个定点,k是斜率 直线不垂直于x轴
斜截式 y=kx+b k是斜率,b是直线在y轴上的截距 直线不垂直于x轴
两点式 一般情况 = (x1,y1),(x2,y2)是直线上的两个定点 直线不垂直于x轴和y轴
截距式 +=1 a,b分别是直线在x轴,y轴上的两个非零截距 直线不垂直于x轴和y轴,且不过原点
一般式 Ax+By+C=0A,B不同时为0 A,B,C为系数 任何情况
2.常见的直线系方程
(1)经过两条直线l1:A1x+B1y+C1=0,l2:A2x+B2y+C2=0交点的直线系方程为A1x+B1y+C1+λ(A2x+B2y+C2)=0,其中λ是待定系数.在这个方程中,无论λ取什么实数,都不能得到A2x+B2y+C2=0,因此它不能表示直线l2.
(2)平行直线系方程:与直线Ax+By+C=0(A,B不同时为0)平行的直线系方程是Ax+By+λ=0(λ≠C).(3)垂直直线系方程:与直线Ax+By+C=0(A,B不同时为0)垂直的直线系方程是Bx-Ay+λ=0.
五、圆的方程
(1)圆的标准方程:(x-a)2+(y-b)2=r2.
(2)圆的一般方程:x2+y2+Dx+Ey+F=0(D2+E2-4F>0).
(3)若圆经过两已知圆的交点或一已知圆与一已知直线的交点,求圆的方程时可用相应的圆系方程加以求解:①求两圆C1:x2+y2+D1x+E1y+F1=0,C2:x2+y2+D2x+E2y+F2=0交点的圆系方程为x2+y2+D1x+E1y+F1+λ(x2+y2+D2x+E2y+F2)=0(λ为参数,λ≠-1),该方程不包括圆C2;
②过圆C:x2+y2+Dx+Ey+F=0与直线l:Ax+By+C=0交点的圆系方程为x2+y2+Dx+Ey+F+λ(Ax+By+C)=0(λ为参数,λ∈R).
六、直线与圆的位置关系
1.直线与圆位置关系的判断方法
(1)几何法:设圆心到直线的距离为d,圆的半径长为r.若d<r,则直线和圆相交;若d=r,则直线和圆相切;若d>r,则直线和圆相离.
(2)代数法:联立直线方程与圆的方程组成方程组,消元后得到一个一元二次方程,其判别式为Δ,Δ=0?直线与圆相切;Δ>0?直线与圆相交;Δ<0?直线与圆相离.
2.过圆外一点(x0,y0)与圆相切的切线方程的求法
①当切线斜率存在时,设切线方程为y-y0=k(x-x0),化成一般式kx-y+y0-kx0=0,利用圆心到直线的距离等于半径长,解出k;
②当切线斜率存在时,设切线方程为y-y0=k(x-x0),与圆的方程(x-a)2+(y-b)2=r2联立,化为关于x的一元二次方程,利用判别式为0,求出k.
当切线斜率不存在时,可通过数形结合思想,在平面直角坐标系中作出其图象,求出切线的方程.
3.圆中弦长的求法
(1)直接求出直线与圆或圆与圆的交点坐标,再利用两点间的距离公式求解.
(2)利用圆的弦长公式l=|x1-x2|=·(其中x1,x2为两交点的横坐标).
(3)利用垂径定理:分别以圆心到直线的距离d、圆的半径r与弦长的一半为线段长的三条线段构成直角三角形,故有l=2.
4.圆与圆的位置关系
(1)利用圆心间距离与两半径和与差的大小关系判断两圆的位置关系.
(2)若圆C1:x2+y2+D1x+E1y+F1=0与圆C2:x2+y2+D2x+E2y+F2=0相交.
则两圆方程相减后得到的新方程:(D1-D2)x+(E1-E2)y+(F1-F2)=0表示的是两圆公共弦所在直线的方程.
1.有一个面是多边形,其余各面都是三角形的几何体是棱锥. (  )
[提示] ×,根据棱锥定义,其余各面必须是有公共顶点的三角形.
2.夹在圆柱的两个平行截面间的几何体还是圆柱. (  )
[提示] ×,两个平行平面必须与圆柱底面平行才是圆柱.
3.上、下底面是两个平行的圆面的旋转体是圆台. (  )
[提示] ×,圆台的母线延长后交于一点.
4.球的体积之比等于半径比的平方. (  )
[提示] ×,由球的体积公式可知球的体积之比等于半径比的立方.
5.台体的体积可转化为两个锥体的体积之差. (  )
[提示] √,根据台体与锥体之间的关系可知正确.
6.圆柱的一个底面积为S,侧面展开图是一个正方形,那么这个圆柱的侧面积是2πS. (  )
[提示] ×,由条件可知,圆柱的底面周长为正方形的边长,设圆柱的底面半径为r,则有S=πr2,从而圆柱侧面积为4πS.
7.两个平面α,β有一个公共点A,就说α,β相交于过A点的任意一条直线. (  )
[提示] ×,由公理3可知错误.
8.两两相交的三条直线最多可以确定三个平面. (  )
[提示] √,如空间直角坐标系中三条坐标轴可以确定三个平面.
9.若直线a不平行于平面α,且a?α,则α内的所有直线与a异面. (  )
[提示] ×,由条件知直线a与平面α相交,则平面内凡过交点的直线都与a相交.
10.没有公共点的两条直线是异面直线. (  )
[提示] ×,没有公共点的两条直线可能平行或异面.
11.若一条直线平行于一个平面内的一条直线,则这条直线平行于这个平面. (  )
[提示] ×,根据直线与平面平行的判定定理可知该结论错误.
12.若一条直线平行于一个平面,则这条直线平行于这个平面内的任一条直线. (  )
[提示] ×,根据线面平行的性质定理可知,此直线与平面内的无数条直线平行而不是与任一条直线平行.
13.若直线a与平面α内无数条直线平行,则a∥α. (  )
[提示] ×,若直线a与平面α内无数条直线平行,则a∥α或a?α.
14.若直线a∥α,P∈α,则过点P且平行于a的直线有无数条. (  )
[提示] ×,直线a与点P确定一个平面β,若α∩β=b,则a∥b.
15.如果一个平面内的两条直线平行于另一个平面,那么这两个平面平行. (  )
[提示] ×,如果一个平面内的两条直线平行于另一个平面,那么这两个平面平行或相交.
16.如果两个平面平行,那么分别在这两个平面内的两条直线平行或异面. (  )
[提示] √,分别在两个平面内的两条直线没有公共点,则它们平行或异面.
17.直线l与平面α内无数条直线都垂直,则l⊥α. (  )
[提示] ×,根据直线与平面垂直的定义可知此结论错误.
18.直线a,b,c,若a⊥b,b⊥c,则a∥c. (  )
[提示] ×,在空间中垂直于同一条直线的两条直线的位置关系可能是平行、相交或异面.
19.若平面α内的一条直线垂直于平面β内的无数条直线,则α⊥β. (  )
[提示] ×,此直线不一定与平面β垂直,因此两平面不一定垂直.
20.若两平面垂直,则其中一个平面内的任意一条直线垂直于另一个平面. (  )
[提示] ×,根据面面垂直的性质定理可知该结论错误.
21.设m,n是两条不同的直线,α,β是两个不同的平面,若m∥n,m⊥α,则n⊥α. (  )
[提示] √,两条平行线中一条与一个平面垂直,则另一条也与该平面垂直.
22.确定圆的几何要素是圆心与半径. (  )
[提示] √,根据圆的概念可知确定圆的几何要素是圆心与半径.
23.方程(x+a)2+(y+b)2=t2(t∈R)表示圆心为(a,b),半径为t的一个圆. (  )
[提示] ×,方程(x+a)2+(y+b)2=t2中当t2>0时才表示圆心为(a, b),半径为|t|的一个圆.
24.若点M(x0,y0)在圆x2+y2+Dx+Ey+F=0外,则x+y+Dx0+Ey0+F>0. (  )
[提示] √,若点M(x0,y0)在圆x2+y2+Dx+Ey+F=0外,则必有x+y+Dx0+Ey0+F>0成立.
25.过圆O:x2+y2=r2上一点P(x0,y0)的圆的切线方程是x0x+y0y=r2. (  )
[提示] √,过圆O:x2+y2=r2上一点P(x0,y0)的圆的切线方程是x0x+y0y=r2,这一结论需记住.
26.如果两个圆的方程组成的方程组只有一组实数解,则两圆外切. (  )
[提示] ×,如果两个圆的方程组成的方程组只有一组实数解,则两圆外切或内切.
27.如果两圆的圆心距小于两圆的半径之和,则两圆相交. (  )
[提示] ×,如果两圆的圆心距小于两圆的半径之和,则两圆相交、内切或内含.
28.圆C1:x2+y2+2x+2y-2=0与圆C2:x2+y2-4x-2y+1=0的公切线有且仅有2条. (  )
[提示] √,由于两圆相交,故其公切线有且仅有两条.
29.两平行直线2x-y+1=0,4x-2y+1=0间的距离是0. (  )
[提示] ×,只有当x,y对应项系数相等时才能用公式求距离.
1.在长方体ABCD?A1B1C1D1中,AB=BC=2,AC1与平面BB1C1C所成的角为30°,则该长方体的体积为(  )
A.8    B.6
C.8 D.8
C [连接AC1,AC,BC1,因为AB⊥平面BB1C1C,所以∠AC1B=30°,AB⊥BC1,所以△ABC1为直角三角形.又AB=2,所以BC1=2.又B1C1=2,所以BB1==2,故该长方体的体积V=2×2×2=8.]
2.设A,B,C,D是同一个半径为4的球的球面上四点,△ABC为等边三角形且其面积为9,则三棱锥D?ABC体积的最大值为(  )
A.12 B.18
C.24 D.54
B [设等边三角形ABC的边长为x,则x2sin 60°=9,得x=6.设△ABC的外接圆半径为r,则2r=,解得r=2,所以球心到△ABC所在平面的距离d==2,则点D到平面ABC的最大距离d1=d+4=6,所以三棱锥D?ABC体积的最大值Vmax=S△ABC×6=×9×6=18.]
3.在正方体ABCD?A1B1C1D1中,E为棱CC1的中点,则异面直线AE与CD所成角的正切值为(  )
A. B.
C. D.
C [如图,连接BE,AE.
因为AB∥CD,所以异面直线AE与CD所成的角等于相交直线AE与AB所成的角,即∠EAB.不妨设正方体的棱长为2,则CE=1,BC=2,由勾股定理得BE=.又由AB⊥平面BCC1B1可得AB⊥BE,所以tan ∠EAB==.故选C.]
4.已知圆锥的顶点为S,母线SA,SB所成角的余弦值为,SA与圆锥底面所成角为45°.若△SAB的面积为5,则该圆锥的侧面积为________.
40π [如图,设圆锥底面半径为r,母线长为l,母线SA,SB的夹角为θ,由cos θ=,得sin θ=,由△SAB的面积为l2sin θ=5,得l=4,又SA与圆锥底面所成角为45°,所以r=l=2,所以该圆锥的侧面积为πrl=π×2×4=40π.
]
5.已知圆锥的顶点为S,母线SA,SB互相垂直,SA与圆锥底面所成角为30°.若△SAB的面积为8,则该圆锥的体积为________.
8π [由题意画出图形,如图,设AC是底面圆O的直径,连接SO,则SO是圆锥的高.设圆锥的母线长为l,则由SA⊥SB,△SAB的面积为8,得l2=8,得l=4.在Rt△ASO中,由题意知∠SAO=30°,所以SO=l=2,AO=l=2.故该圆锥的体积V=π×AO2×SO=π×(2)2×2=8π.]
6.直线y=x+1与圆x2+y2+2y-3=0交于A,B两点,则|AB|=________.
2 [由题意知圆的方程为x2+(y+1)2=4,所以圆心坐标为(0,-1),半径为2,则圆心到直线y=x+1的距离d==,所以|AB|=2=2.]