- 圆与方程
- 共4684题
在直三棱柱ABC-A1B1C1中,∠ABC=90°,AB=BC=1.
(1)求异面直线B1C1与AC所成角的大小;
(2)若该直三棱柱ABC-A1B1C1的体积为,求点A到平面A1BC的距离.
正确答案
(1)45°;(2).
试题分析:(1)求异面直线所成的角,关键是作出这两条直线所成的角,作法是利用平移思想(即作平行线),当然我们要充分利用图中已有的平行关系作图,如本题中有∥
,就不需要另外作平行线了,还要注意的是异面直线所成的角不大于90°;(2)求点到平面的距离,一般要作出垂线段,求垂线段的长,即过点
作平面
的垂线,首先观察寻找原有图形中的垂直关系,发现可证平面
⊥平面
,因此我们只要在平面
内作
,垂足为
,则可证
为所要求的垂线段,其长即为要求的距离.另外由于点
,平面
所在的三棱锥
的体积很容易求得,故也可用体积法求解.
试题解析:(1)∵BC∥B1C1,
∴∠ACB为异面直线B1C1与AC所成角(或它的补角),(2分)
∵∠ABC=90°,AB=BC=1,
∴∠ACB=45°,
∴异面直线B1C1与AC所成角为45°.(4分)
(2)∵,三棱柱
的体积
.
∴,(2分)
∵⊥平面
1,∴
,
,
设点A到平面A1BC的距离为h,(4分)
三棱锥A1-ABC的体积V==三棱锥A-A1BC的体积V=
,(6分)
∴.(8分)
三棱柱ABC—A1B1C1中,侧棱与底面垂直,,
,
分别是
,
的中点.
(1)求直线MN与平面A1B1C所成的角;
(2)在线段AC上是否存在一点E,使得二面角E-B1A1-C的余弦值 为
?若存在,求出AE的长,若不存在,请说明理由.
正确答案
(1)900;(2)存在,AE=
(1)本题适合利用空间向量求解.要知道线面角的向量求法.
(2)利用向量的方法在线段AC上的一点E,就要用到向量共线的条件,表示出E的坐标,然后根据二面角的余弦值,确定E坐标中的参数的值,进而可求出AE的长.
解:(1)如图,以B1为原点建立空间直角坐标系B1-XYZ
则B1(0,0,0),C(0,2,2),A1(2,0,0),B(0,0,2),则M(1,0,2), A(2,0,2),(0,2,2) ,N(1,1,1)------------2分
=(0,2,2),
(0,1,-1),
=(2,0,0)
因为 ,且
,--------4分
所以MN⊥平面A1B1C
即MN与平面A1B1C所成的角为900 ------------------5分
(2)设E(x,y,z),且=
, --------------6分
则(x-2,y,z-2)=(-2,2,0)
解得x=2-2,y=2
,z=2,
=(2-2
,2
,2) ---------7分
由(1)可知平面的法向量为
(0,1,-1),设平面
的法向量为
,
则,
则可解得, ----------------9分
于是-------11分
由于点E在线段上,所以=
,此时AE=
----------12分
已知空间点,且
,则点A到的平面yoz的距是 .
正确答案
6或2
试题分析:由得,
,∴
或
,所以点A到的平面yoz的距离是6或2.
在60°的二面角M-a-N内有一点P,P到平面M、平面N的距离分别为1和2,求P点到直线a的距离.
正确答案
本题涉及点到平面的距离,点到直线的距离,二面角的平面角等概念,图中都没有表示,按怎样的顺序先后作出相应的图形是解决本题的关键.可以有不同的作法,下面仅以一个作法为例,说明这些概念的特点,分别作PA⊥M,M是垂足,PB⊥N,N是垂足,先作了两条垂线,找出P点到两个平面的距离,其余概念要通过推理得出:于是PA、PB确定平面α,设α∩M=AC,α∩N=BC,c∈a.由于PA⊥M,则PA⊥a,同理PB⊥a,因此a⊥平面α,得a⊥PC.这样,∠ACB是二面角的平面角,PC是P点到直线a的距离,下面只要在四边形ACBP内,利用平面几何的知识在△PAB中求出AB,再在△ABC中利用正弦定理求外接圆直径2R=,即为P点到直线a的距离,为
.
如右图.M是棱长为2cm的正方体ABCD-A1B1C1D1的棱CC1的中点,沿正方体表面从点A到点M的最短路程是 cm.
正确答案
试题分析:由题意,若以为轴展开,则
两点连成的线段所在的直角三角形的两直角边的长度分别为2,3,故两点之间的距离是
;
若以以为轴展开,则
两点连成的线段所在的直角三角形的两直角边的长度分别为1,4,故两点之间的距离是
;
故沿正方体表面从点到点
的最短路程是
,
故答案为.
给定空间直角坐标系,在x轴上找一点P,使它与点P0(4,1,2)的距离为.
正确答案
设点P的坐标是(x,0,0),
由题意|P0P|=,
即=
,
∴(x-4)2=25.解得x=9或x=-1.
∴点P坐标为(9,0,0)或(-1,0,0).
如果点P在z轴上,且满足|PO|=1(O是坐标原点),则点P到点A(1,1,1)的距离是 .
正确答案
或
试题分析:由题, 点P在z轴上,且满足|PO|=1(O是坐标原点),则P点坐标为(0,0,1)或者(0,0,-1), |PA|==
或者|PA|=
=
.
已知点B是点A(2,-3,5)关于平面xOy的对称点,则AB=______.
正确答案
点A(2,-3,5)关于平面xOy的对称点的坐标(2,-3,-5),
由空间两点的距离公式可知:AB==10,
故答案为:10.
在直角坐标系中,定义两点之间的“直角距离”为
。现有下列命题:
①若P,Q是x轴上两点,则;
②已知P(1,3),Q()(
),则d(P,Q)为定值;
③原点O到直线上任一点P的直角距离d(O,P)的最小值为
;
④设A(x,y)且,若点A是在过P(1,3)与Q(5,7)的直线上,且点A到点P与Q的“直角距离”之和等于8,那么满足条件的点A只有5个.
其中的真命题是.(写出所有真命题的序号)
正确答案
①②④
试题分析:对①由所给定义知,,故正确;
对②为定值,所以正确;
对③设,则
.
,即最小值为
;故错;
④若点A是在线段PQ上,则满足点A到点P与Q的“直角距离”之和等于8,这样的整点有以下5个:
(1,3),(2,4),(3,5),(4,6),(5,7).若点A是在线段PQ或QP延长线上,点A到点P与Q的“直角距离”之和大于8.所以满足条件的点A只有5个.
(本小题满分12分)已知函数,求函数
图象上的点到
直线距离的最小值,并求出相应的点的坐标.
正确答案
解:设图象上的一点坐标为
,则
∵,∴
,即
时,
,
此时,相应的点的坐标是
略
在直角坐标系中,曲线
的参数方程为
(
为参数),若以直角坐标系xoy的原点为极点,OX为极轴,且长度单位相同,建立极坐标系,直线l的极坐标方程为 ρsin(θ+)="0," 求与直线l垂直且与曲线C相切的直线m的极坐标方程.
正确答案
或
.
试题分析:将直线和圆的方程化为直角坐标系下的方程,设,利用直线和圆相切求出直线
,再将方程化为极坐标方程.
试题解析: 3分
设,
直线
与
相切,可得
或
, 7分
直线
的极坐标方程为
或
10分
在直角坐标系中,定义两点之间的“直角距离”为
.现有下列命题:
①已知P (1,3),Q() (
),则d(P,Q)为定值;
②原点O到直线上任一点P的直角距离d (O, P)的最小值为
;
③若表示P、Q两点间的距离,那么
;
④设A(x,y)且,若点A是在过P (1,3)与Q(5,7)的直线上,且点A到点P与Q的“直角距离”之和等于8,那么满足条件的点A只有5个.
其中的真命题是 .(写出所有真命题的序号)
正确答案
①③④
试题分析:对①为定值,所以正确;
对②设,则
.
,即最小值为
;
对③由得
.
所以,即
.所以正确.
④若点A是在线段PQ上,则满足点A到点P与Q的“直角距离”之和等于8,这样的整点有以下5个:
(1,3),(2,4),(3,5),(4,6),(5,7). 若点A是在线段PQ或QP延长线上,点A到点P与Q的“直角距离”之和大于8.所以满足条件的点A只有5个.
已知△ABC的顶点为A(1,1,1),B(0,-1,3),C(3,2,3),则△ABC的面积是______.
正确答案
AB==3,AC=
=3,BC=
=2
,
故△ABC为等腰直角三角形,则△ABC的面积是 AB×AC=
,
故答案为:.
已知圆与圆
,过动点
分别作圆
、圆
的切线
、
、
分别为切点),若
,则
的最小值是 .
正确答案
试题分析:由于与
中,
,
,所以
与
全等,所以有
,则
在线段
的垂直平分线上,根据
可求得其垂直平分线为
,因为
表示
两点间的距离,所以最小值就是
到
的距离,利用点到直线的距离公式可求出最小值
.
如图,四边形PCBM是直角梯形,∠PCB=90°,PM∥BC,PM=1,BC=2.又AC=1,∠ACB=120°,AB⊥PC,直线AM与直线PC所成的角为60°.
(1)求证:PC⊥AC;
(2)求二面角M﹣AC﹣B的余弦值;
(3)求点B到平面MAC的距离.
正确答案
(1)详见解析;(2);(3)
试题分析:(1)先根据线面垂直的判定定理证PC⊥平面ABC,即可证得PC⊥AC。(2)用空间向量法求二面角。先过C作BC的垂线,建立空间直角坐标系,再求各点的坐标,和各向量的坐标,再根据向量垂直的数量积公式求面的法向量,但需注意两法向量所成的角和二面角相等或互补。(3)在(2)中已求出面的一个法向量
,根据
可求其距离。
试题解析:解:(1)证明:∵PC⊥BC,PC⊥AB,∴PC⊥平面ABC,∵
∴PC⊥AC. 2分
(2)在平面ABC内,过C作BC的垂线,并建立空间直角坐标系如图所示.
设P(0,0,z),则.
.
∵,
且z>0,∴,得z=1,∴
.
设平面MAC的一个法向量为=(x,y,1),则由
得得
∴
.
平面ABC的一个法向量为.
.
显然,二面角M﹣AC﹣B为锐二面角,∴二面角M﹣AC﹣B的余弦值为. 8分
(3)点B到平面MAC的距离. 12分
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