- 直线方程和两条直线的位置关系
- 共650题
若设变量x,y满足约束条件,则目标函数
的最大值为
正确答案
解析
知识点
如图,四边形ABCD与BDEF均为菱形,∠DAB=∠DBF=60°,且FA=FC。
(1)求证:AC⊥平面BDEF;
(2)求证:FC∥平面EAD;
(3)求二面角A﹣FC﹣B的余弦值。
正确答案
见解析。
解析
(1)连接FO,因为四边形ABCD为菱形,所以AC⊥BD,且O为AC中点,
又 FA=FC,所以 AC⊥FO,
因为 FO∩BD=O,
所以 AC⊥平面BDEF,
(2)因为四边形ABCD与BDEF均为菱形,
所以AD∥BC,DE∥BF,
所以 平面FBC∥平面EAD,
又FC⊂平面FBC,所以FC∥平面EAD,
(3)因为四边形BDEF为菱形,且∠DBF=60°,
所以△DBF为等边三角形。
因为O为BD中点,所以FO⊥BD,故FO⊥平面ABCD。
由OA,OB,OF两两垂直,建立如图所示的空间直角坐标系O﹣xyz,
设AB=2.因为四边形ABCD为菱形,∠DAB=60°,
则BD=2,所以OB=1,,所以
。
所以 ,
。
设平面BFC的法向量为=(x,y,z),
则有,
取x=1,得。
∵平面AFC的法向量为=(0,1,0),
由二面角A﹣FC﹣B是锐角,得|cos<,
>|=
=
。
所以二面角A﹣FC﹣B的余弦值为,
知识点
在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且满足cos,
=3.
(1) 求△ABC的面积;
(2) 若c=1,求a、sinB的值。
正确答案
见解析。
解析
(1) cosA=2×-1=
,………………………………………………2分
而cosA=
bc=3,∴bc=5……………………4分
又A∈(0,π),∴sinA=,………………………………………5分
∴S=bcsinA=
×5×
=2. ………………………………………6分
(2) ∵bc=5,而c=1,∴b=5.…………………………………………………8分
∴-2bccosA=20,a=
………………………………10分
又,∴sinB=
.……………12分
知识点
如图,已知AB和AC是圆的两条弦.过点B作圆的切线与AC的延长线相交于点D,过点C作BD的平行线与圆相交于点E,与AB相交于点F,,
,
,则线段
的长为 .
正确答案
解析
∵,
,
,由相交弦定理得
,所以
,又∵BD∥CE,∴
,
=
,设
,则
,再由切割线定理得
,即
,解得
,故
.
知识点
若直线y=x+m与曲线有公共点,则m所的取值范围是( )
正确答案
解析
由x(4﹣x)≥0,得0≤x≤4.由得(y﹣3)2=x(4﹣x)=﹣x2+4x,且y≤3。
即(x﹣2)2+(y﹣3)2=4,因为0≤x≤4,所以曲线为圆心为(2,3),半径为2的下半圆。
圆心到直线距离d=,由
,解得1﹣2
≤m≤1+2
。
因为圆是下半圆,所以当直线y=x+m经过点(0,3)时,m取到最大值3,所以1﹣2≤m≤3.即m所的取值范围是[1﹣2
,3]。
故选B,
知识点
在△ABC中,内角A、B、C的对边分别为a、b、c,已知a2+b2=6abcosC,且sin2c=2sinAsinB。
(1)求角C的大小;
(2)设函数f(x)=sin-
,且f(x)图象上相邻两最高点间的距离为
,求f(A)的取值范围。
正确答案
见解析。
解析
(1)因为a2+b2=6abcosC,由余弦定理知,a2+b2=c2+2abcosC,
所以,cosC=,又因为sin2c=2sinAsinB,则据正弦定理,得:c2=2ab
所以,cosC==
,因为0<C<
,所以C=
。
(2)f(x)=sin-
=
sin
-
=
,
由已知,得:,所以
=2,则f(A)=
因为C=,所以0<A<
,-
<2A<
故根据正弦函数的图象,得:,故f(A)的取值范围是
知识点
如图,三棱柱中,
平面
,
,
。
(1)求证:;
(2)求二面角的余弦值;
(3)求点到平面
的距离。
正确答案
见解析
解析
(1)∵∥
∴
是异面直线
所成的角
∵ 平面
,
∴ 在直角中,
,在直角
中,
∵ ∴
∴ 在
中,
∴ 在中,
∴为直角三角形 ∴
∴
(2)取中点
,
中点
,连接
∵ ∴
且
∵ 平面
∴
∥
∴
∴ 就是二面角
的平面角
延长至
,使
∴
与
平行且相等
∴ 四边形为平行四边形 ∵
∥
∴
平面
∴
∴ 四边形为矩形
∴ 在直角中,
(3)取的中点
,连
∵
为正三角形 ∴
且
∵ ,
是平面
内的两条相交直线
∴ 平面
设点到平面
的距离为
,显然
∴
∴ ∴
解法二
(1)∵,
∴
为正三角形
取的中点为
,连
,∴
∴
∵ 平面
∴
平面
∴
两两垂直
以为坐标原点,分别以
的方向为
轴的方向,
建立如图空间直角坐标系,则
∴
∵
∴ ∴
(2),设平面
的法向量为
∵ ∴
,令
,则
∴
设平面的法向量为
∵
∴ ,令
,则
∴
∴ ,观察到二面角
为锐角
∴ 二面角的余弦值为
(3)设点到平面
的距离为
,则
知识点
如图,在四棱锥P—ABCD中,底面ABCD为直角梯形,且AD//BC,ABC=
PAD=90o,侧面PAD
底面ABCD,若PA=AB=BC=
AD。
(1)求证:CD平面PAC;
(2)侧棱PA上是否存在点E,使得BE//平面PCD?若存在,指出点E的位置并证明,若不存在,请说明理由;
(3)求二面角A—PD—C的余弦值。
正确答案
见解析。
解析
解法一:
因为 ,
所以。
又因为侧面底面
,
且侧面底面
,
所以 底面
。
又因为,
所以,
,
两两垂直。
分别以,
,
为
轴,
轴,
轴建立空间直角坐标系,如图。
设,则
,
,
,
,
。
(1),
,
,
所以 ,
,所以
,
。
又因为, 所以
平面
。
(2)在上存在中点
,使得
平面
证明如下:侧棱的中点是
,则
,
。
设平面的一个法向量是
,则
因为,
,
所以 取
,则
。
所以, 所以
。
因为平面
,所以
平面
。
(3)由已知,平面
,所以
为平面
的一个法向量。
由(2)知,为平面
的一个法向量。
设二面角的大小为
,
即二面角的余弦值为
。
解法二:(1)因为 ,所以
。
又因为侧面底面
,且侧面
底面
,
所以底面
,而
底面
,所以
。
在底面中,因为
,
,
所以 ,
。
又因为, 所以
平面
。
(2)
在上存在中点
,使得
平面
,
证明如下:取的中点
,
连结,
,
,
则,且
。
由已知,
所以。 又
,
所以,且
,
所以四边形为平行四边形,所以
。
因为平面
,
平面
,
所以平面
。
(3)
取中点
,连结
,
则 。
又因为平面平面
,
所以 平面
。
过作
于
,
连结,
。
所以是二面角
的平面角。
设,则
,
。
在中,
,所以
。
所以 ,
。
即二面角的余弦值为
。
知识点
如图,在四棱锥P—ABCD中,底面ABCD为直角梯形,且AD//BC,ABC=
PAD=90o,侧面PAD
底面ABCD,若PA=AB=BC=
AD。
(1)求证:CD平面PAC;
(2)侧棱PA上是否存在点E,使得BE//平面PCD?若存在,指出点E的位置并证明,若不存在,请说明理由;
(3)求二面角A—PD—C的余弦值。
正确答案
见解析
解析
解法一:
因为 ,
所以。
又因为侧面底面
,
且侧面底面
,
所以 底面
。
又因为,
所以,
,
两两垂直。
分别以,
,
为
轴,
轴,
轴建立空间直角坐标系,如图。
设,则
,
,
,
,
。
(1),
,
,
所以 ,
,所以
,
。
又因为, 所以
平面
。
(2)在上存在中点
,使得
平面
证明如下:侧棱的中点是
,则
,
。
设平面的一个法向量是
,则
因为,
,
所以 取
,则
。
所以, 所以
。
因为平面
,所以
平面
。
(3)由已知,平面
,所以
为平面
的一个法向量。
由(2)知,
为平面
的一个法向量。
设二面角的大小为
,
即二面角的余弦值为
。
解法二:(1)因为 ,所以
。
又因为侧面底面
,且侧面
底面
,
所以底面
,而
底面
,所以
。
在底面中,因为
,
,
所以 ,
。
又因为, 所以
平面
。
(2)
在上存在中点
,使得
平面
,
证明如下:取的中点
,
连结,
,
,
则,且
。
由已知,
所以。 又
,
所以,且
,
所以四边形为平行四边形,所以
。
因为平面
,
平面
,
所以平面
。
(3)
取中点
,连结
,
则 。
又因为平面平面
,
所以 平面
。
过作
于
,
连结,
。
所以是二面角
的平面角。
设,则
,
。
在中,
,所以
。
所以 ,
。
即二面角的余弦值为
。
知识点
已知倾斜角为的直线
与直线
平行,则tan
的值为
正确答案
解析
依题意,得:=
,
=
=
。
知识点
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