- 立体几何与空间向量
- 共3353题
过抛物线y2=4x上一点A(1,2)作抛物线的切线,分别交x轴于点B,交y轴于点D,点C(异于点A)在抛物线上,点E在线段AC上,满足=λ1
;点F在线段BC上,满足
=λ2
,且λ1+λ2=1,线段CD与EF交于点P。
(1)设,求
;
(2)当点C在抛物线上移动时,求点P的轨迹方程。
正确答案
见解析。
解析
过点A的切线方程为y=x+1.
切线交x轴于点B(-1,0),交y轴交于点D(0,1),则D是AB的中点,
所以, ①
由 ②
同理由 =λ1
, 得
=(1+λ1)
, ③
=λ2
, 得
=(1+λ2)
, ④
将②、③、④式代入①得。
因为E、P、F三点共线,所以,
再由λ1+λ2=1,解之得,
(2)由(1)得CP=2PD,D是AB的中点,所以点P为△ABC的重心。
所以,,
解得x0=3x,y0=3y-2,代入y02=4x0得,(3y-2)2=12x。
由于x0≠1,故x≠3.所求轨迹方程为(3y-2)2=12x (x≠3),
知识点
如图,已知四棱台ABCD –A1B1C1D1的侧棱AA1垂直于底面ABCD,底面ABCD是边长为2的正方形,四边形A1B1C1D1是边长为1的正方形,DD1=2。
(1)求证:平面A1ACC1⊥平面B1BDD1;
(2)求四棱台ABCD - A1B1C1D1的体积;
(3)求二面角B—C1C—D的余弦值。
正确答案
见解析
解析
(1)∵⊥平面 ABCD,∴
。
底面
是正方形,
。
与
是平面
内的两条相交直线,∴
⊥平面
。
平面
,∴平面
平面
。 ………(4分)
(2)过作
于
,则
。
∵⊥平面 ABCD,
平面
。
在中,求得
。
而,
所以四棱台的体积。 …………(8分)
(3)设与
交于点O,连接
。
过点B在平面内作
于M,连接
。
由(1)知⊥平面
,
。
所以平面
,
。
所以,是二面角
的平面角。
在中,求得
,从而求得
。
在中,求得
,同理可求得
。
在中,由余弦定理,求得
。…………(12分)
知识点
如图,三棱柱ABC﹣A1B1C1中,侧面AA1C1C⊥底面节ABCAA1=A1C=AC=2,AB=BC,且AB⊥BC,O为AC的中点。
(1)求证:A1O⊥平面ABC;
(2)若E为BC1的中点,求证:OE∥平面A1AB;
(3)求直线A1C与平面A1AB所成角的正弦值。
正确答案
见解析
解析
(1)证明:因为A1A=A1C,且O为AC的中点,
所以A1O⊥AC。
又由题意可知,平面AA1C1C⊥平面ABC,交线为AC,且A1O⊂平面AA1C1C,
所以A1O⊥平面ABC;
(2)证明:以O为原点,OA,OB,OA1所在直线分别为x,y,z轴建立空间直角坐标系。
由题意可知,A1A=A1C=AC=2,又AB=BC,AB⊥BC,∴OB=AC=1,
所以得:O(0,0,0),A(1,0,0),A1(0,0,),C1(﹣2,0,
),E(﹣1,
,
)
则有:=(﹣1,
,
)
设平面A1AB的法向量为=(x0,y0,z0),则由
,可得
故可取
∴
∵OE⊄平面A1AB
∴OE∥平面A1AB;
(3)解:∵C(﹣1,0,0),∴=(﹣1,0,﹣
)
∵平面AA1B的一个法向量为
∴|=|
|=
∵因为直线A1C与平面A1AB所成角θ和向量与
所成锐角互余,
∴sinθ=
知识点
已知非零向量、
满足向量
与向量
的夹角为
,那么下列结论中一定成立的是
正确答案
解析
因为向量与向量
的夹角为
,所以
,即
,所以
,即
,选B.
知识点
如图,正方形所在平面与圆
所在平面相交于
,线段
为圆
的弦,
垂直于圆
所在平面,垂足
是圆
上异于
、
的点,
,圆
的直径为9。
(1)求证:平面平面
;
(2)求二面角的平面角的正切值。
正确答案
见解析
解析
解析:(1)证明:∵垂直于圆
所在平面,
在圆
所在平面上,
∴。
在正方形中,
,
∵,∴
平面
,∵
平面
,
∴平面平面
。 ……………………………………………6分
(2)∵平面
,
平面
,
∴。
∴为圆
的直径,即
。
设正方形的边长为
,
在△
中,
,
在△
中,
,
由,解得,
。 ∴
。
过点作
于点
,作
交
于点
,连结
,
由于平面
,
平面
,∴
。∵
,
∴平面
。∵
平面
,
∴。∵
,
,
∴平面
。∵
平面
,∴
。
∴是二面角
的平面角。…………………………………9
在△
中,
,
,
,
∵,∴
。
在△
中,
,∴
。
故二面角的平面角的正切值为
。 …………………………12
知识点
如图,菱形的边长为
,
,
为
的中点,若
为菱形内任意一点
(含边界),则的最大值为
正确答案
解析
以A点为坐标原点,建立直角坐标系,因为,菱形的边长为2,所以D点坐标为
,
,因为
是中点,所以
,设
,则
点的活动区域为四边形OBCM内(含边界),则
,令
,得
,由线性规划可知,当直线经过点C时,直线
的截距最大,此时
最大,所以此时最大值为
,选D.
知识点
在四棱锥中,
,
,
平面
,
为
的中点,
。
(1)求四棱锥的体积
;
(2)若为
的中点,求证:平面
平面
;
(3)求锐二面角的大小。
正确答案
见解析。
解析
(1)在中,
,
,
∴,
在中,
,
,∴
,
∴
则
(2)建立如图所示的空间直角坐标系
,
,
,
,
,
,
,
,
设平面AEF的一个法向量为
由
取,得
,即
又平面PAC的一个法向量为
∴平面
平面
(3)易知平面ACD的一个法向量为
设平面的一个法向量为
由
取,得
,
又因为二面角为锐角
∴二面角的大小为30°
知识点
已知实数x,y满足|2x+y+1|≤|x+2y+2|,且,则z=2x+y的最大值
正确答案
解析
,平方得
,因为
,所以
,所以
,即
,所以
满足
,做出可行域,由图象知,当直线经过
的交点为
时,
取最大值,此时
,选B.
知识点
如图,⊙O的直径AB的延长线与弦CD的延长线相交于点P,E为⊙O上一点,AE=AC,求证:∠PDE=∠POC。
正确答案
见解析。
解析
因AE=AC,AB为直径,
故∠OAC=∠OAE,
所以∠POC=∠OAC+∠OCA=∠OAC+∠OAC=∠EAC。
又∠EAC=∠PDE,
所以,∠PDE=∠POC,
知识点
已知在中
,
的平分线AD交边BC于点D,且
,则AD的长为
正确答案
解析
如图,过D作AC,AB的平行线,分别交AC,AB于E,F,则.由
及B、D、C三点共线知AC=3AE,
.又AB=3,所以AF=
及B、D、C三点共线知
又AB=3,所以
.由AD是
的平分线知,四边形AEDF是菱形,所以AE=2,
选A.
知识点
已知向量且
,若变量x,y满足约束条件
,则z的最大值为
正确答案
解析
由得(
,1)(2,
)=0,即z=2x+y,画出不等式组的可行域,如右图,目标函数变为:
,作出y=-2x的图象,并平移,图由可知,直线过A点时,在y轴上的截距最大,此时z的值最大:求出A点坐标(1,1)
=2×1+1=3,所以,选C。
知识点
已知在平面直角坐标系上的区域D由不等式组
确定,若
为区域D上的动点,点A的坐标为(2,3),则
的最大值为( )
正确答案
解析
不等式组的可行域如图所示BCD区域,=
==
,所以就是求
的最大值,当点M在D点时,
最大,D(1,4),OA=
,OD=
,AD=
,
,所以,
=
,因此最大值为:
=14,故选C。
知识点
已知某几何体的三视图如图所示,则该几何体的体积为 。
正确答案
解析
由已知中的三视图可得几何体是一个三棱锥
且棱锥的底面是一个以(2+1)=3为底,以1为高的三角形
棱锥的高为3
故棱锥的体积V=•
(2+1)•1•3=
故答案为:
知识点
一个四棱锥的三视图如图所示,其左视图是等边三角形,该四棱锥的体积等于
正确答案
解析
由题意得几何体为:底面为上底为1,下底为2,高为2的直角梯形,顶点在地面上射影为直角梯形高的中点,即锥的高为的四棱锥,因此体积为
知识点
(其中m、n为正数),若
,则
的最小值是( )
正确答案
解析
∵(其中m、n为正数),若
,
则 m﹣(1﹣n)=0,即 m+n=1。
∴=
=3+
+
≥3+2
=3+2
,
当且仅当=
时,取等号,故
的最小值是3+2
。
知识点
扫码查看完整答案与解析