- 直线方程和两条直线的位置关系
- 共650题
已知直线与圆
交于不同的两点
、
,
是坐标原点,且有
,那么
的取值范围是
正确答案
解析
设AB中点为D,则OD⊥AB
∵,∴
,∴
,
∵,∴
∵直线与圆
交于不同的两点
、
,∴
,
∴4>,∴4>
,∵k>0,∴
,故选C。
知识点
如图,在三棱锥P-ABC中,面
, ∠BAC=120°,且AB=AC=AP,M为PB的中点,N在BC上,且AN=BC.
(1)求证:MN⊥AB;
(2)求二面角M-AN-P的余弦值.
正确答案
见解析
解析
解析:(1)不妨设=1,又
,∴在△ABC中,
,∴
,
则=
,…………………………………1分
所以,又
,∴
,
且也为等腰三角形.……………………………………………3分
(法一)取AB中点Q,连接MQ、NQ,∴,
∵面
,∴
,∴
,…………5分
所以AB⊥平面MNQ,
又MN平面MNQ
∴AB⊥MN…………………………………6分
(法二),则
,以A为坐标原点,
的方向为x轴正方向,建立如图所示的空间直角坐标系
可得,
,
,
,…………………………………4分
∴,
则,所以
。…………6分
(2)同(1)法二建立空间直角坐标系,可知
,
,面
的法向量可取为
,
…………………………………8分
设面的法向量为
,
,
,
则即
可取
,………………10分
∴=
,
故二面角的余弦值为
。…………………12分
知识点
已知直线(其中
)与圆
交于
,O是坐标原点,则
·
=( )
正确答案
解析
圆心O到直线的距离
,所以
,,所以
·
=(·
,故选C.
知识点
如图,在四棱锥中,
⊥底面
,四边形
是直角梯形,
⊥
,
∥
,
.
(1)求证:平面⊥平面
;
(2)若二面角的余弦值为
,求
。
正确答案
见解析。
解析
(1)∵PA⊥平面ABCD, BC平面ABCD,∴PA⊥BC,
又AB⊥BC,PA∩AB=A, ∴BC⊥平面PAB,
∵BC平面PBC, ∴平面PBC⊥平面PAB,…5分
(2)以A为原点,AB为x轴、AP为z轴,建立如图所示的空间直角坐标系A—xyz。
则B(2,0,0),C(2,1,0),D(1,1,0)。
设P(0,0,a)(a>0),
则=(0,1,0),
=(2,1,-a),
=(1,0,0) ……………
…8分
设n1=(x1,y1,z1)为面BPC的一个法向量,
则n1·=n1·
=0,
即,
取x1=a,y1=0,z1=2,得n1=(a,0,2)。
同理,n2=(0,a,1)为面DPC的一个法向量。 ……………………………10分
依题意,,
解得a2=2,或a2=-7(舍去),所以=
。 ……………………12分
知识点
直三棱柱中,
,
,点D在线段AB上.
(1)若平面
,确定D点的位置并证明;
(2)当时,求二面角
的余弦值.
正确答案
见解析
解析
(1)证明:当D是AB中点时。AC1//平面B1CD。
连接BC1,交B1C于E,连接DE。
因为三棱柱是直三棱柱,
所以侧面BB1C1C为矩形。DE为△ABC1的中位线。
所以DE//AC1
所以 AC1∥平面B1CD,
(2) 由 ,得AC⊥BC,
以C为原点建立如图所示的空间直角坐标系C-xyz,
则B(6, 0, 0),A (0, 8, 0),A1(0, 8,8),B1(6, 0, 8)。
设D(a, b, 0)(,
)
因为 点D在线段AB上,且, 即
。
所以
所以,
,
平面BCD的法向量为。
设平面B1CD的法向量为,
由 ,
, 得
,
所以,
,
设二面角的大小为
,
,
所以二面角的余弦值为
知识点
已知⊙O1和⊙O2相交于A,B两点,过A点作⊙O1的切线交⊙O2于点E,连接EB并延长交⊙O1于点C,直线CA交⊙O2于点D.
(1) 当点D与点A不重合时(如图①),证明ED2=EB·EC;
(2) 当点D与点A重合时(如图②),若BC=2,BE=6,求⊙O2的直径长。
正确答案
见解析
解析
(1)连接AB,在EA的延长线上取点F,如图①所示。
∵AE是⊙O1的切线,切点为A,
∴∠FAC=∠ABC,.……………1分
∵∠FAC=∠DAE,
∴∠ABC=∠DAE,∵∠ABC是⊙O2内接四边形ABED的外角,
∴∠ABC=∠ADE,……………2分
∴∠DAE=∠ADE.………………3分
∴EA=ED,∵,
∴.………………5分
(2)当点D与点A重合时,直线CA与⊙O2只有一个公共点,
所以直线CA与⊙O2相切,……………6分
如图②所示,由弦切角定理知:
∴AC与AE分别为⊙O1和⊙O2的直径,…………8分
∴由切割线定理知:EA2=BE·CE,而CB=2,BE=6,CE=8
∴EA2=6×8=48,AE=.故⊙O2的直径为
.………………10分
知识点
如图,直四棱柱ABCD-A1B1C1D1底面ABCD为菱形,AB=1 AA1= ,
。
(1)求证:BD1丄平面AB1C;
(2)在棱A1D1上是否存在一点E,使得二面角B1-AC-E的大小为60°?若存在,求出A1E的长;若不存在,说明理由。
正确答案
见解析。
解析
(1) 取中点
,连结
,则
.
以为原点,
为
轴,
为
轴,
为
轴,建立空间直角坐标系
,
则,
,
,
,
,
从而,
,
,
则,
,因为
与
不共线,
所以平面
. (6分)
(2)假设这样的点存在,设
,则
,
由(1)可知,为平面
的一个法向量,
由,
可得平面
的一个法向量
.
令二面角的平面角
满足
,
,解得
,因为
,所以
满足点在棱
上,因此所求的点
存在,且
的长为
. (12分)
知识点
在平面直角坐标系中,圆
:
,圆
:
。
若圆上存在一点
,使得过点
可作一条射线与圆
依次交于点
,
,满足
,则半径r的取值范围是 ▲ 。
正确答案
解析
略
知识点
如图,在多面体ABCDEF中,底面ABCD是梯形,且AD=DC=CB=
AB,直角梯形ACEF中,
,
是锐角,且平面ACEF⊥平面ABCD。
(1)求证:;
(2)若直线DE与平面ACEF所成的角的正切值是,试求
的余弦值。
正确答案
见解析。
解析
(1)证明:在等腰梯形ABCD中,∵AD=DC=CB=AB,∴AD、BC为腰,取AB得中点H,连CH,易知,四边形ADCH为菱形,则CH=AH=BH,故△ACB为直角三角形,
,
平面
平面
,且平面
平面
,
平面
,而
平面
,故
。
(2)连结交
于
D,再连结EM、FM,易知四边形
为菱形,∴DM⊥AC,注意到平面
平面
,故DM⊥平面
,于是,
即为直线DE与平面ACEF所成的角。
设AD=DC=BC=,则MD=
,
依题意,
在中,
∵=AM,
四边形AMEF为平行四边形
知识点
如图,角α的始边与x轴的非负半轴重合,终边与单位圆交于点A (x1,yl),将射线OA按逆时针方向旋转后与单位圆交于点B(x2,y2),f(a)=xl﹣x2。
(1)若角α为锐角,求f(α)的取值范围;
(2)比较f(2)与f(3)的大小。
正确答案
见解析。
解析
(1)∠AOB=,由三角函数的定义可得 x1=cosα,x2=cos(α+
),
f(α)=xl﹣x2 =cosα﹣cos(α+)=cosα﹣cosαcos
+sinαsin
=
cosα+
sinα
=sin(α+
)。
∵角α为锐角,∴<α+
<
,∴
<sin(α+
)≤1,
∴<
sin(α+
)≤
,即f(α)的范围是(
,
]。
(2)∵f(2)=sin(2+
),f(3)=
sin(3+
),
<2+
<3+
<
,函数y=sinx在(
,
)上是减函数,
∴f(2)>f(3)。
知识点
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