学海导航高三数学人教B版文科第一轮总复习训练9.47空间点、线、面的位置关系(含答案详析)

8.2 空间点、线、面的位置关系基础篇固本夯基考点一点、线、面的位置关系1.(2022届湘豫名校联盟11月联考,7)已知α,β是两个不同的平面,m,n是两条不同的直线,给出下列命题:①若α∥β,m⊥α,则m⊥β;②若m∥n,m⊥α,则n⊥α;③若α⊥β,m⊥α,则m∥β;④若m⊥n,m⊥α,则n∥α.其中真命题有( )A.1个B.2个C.3个D.4个答案 B2.(2022届山东青岛期中,7)已知a,b,c,d是四条直线,如果a⊥c,a⊥d,b⊥c,b⊥d.则结论“a∥b”与“c∥d”中成立的情况是( )A.一定同时成立B.至多一个成立C.至少一个成立D.可能同时不成立答案 C3.(2022届南宁摸底,8)如图是长方体的展开图,AD=2AB,四边形ABFE为正方形,P、Q分别为AD、HI的中点,给出下列判断:①AM∥CG,②AF∥DK,③BP∥JQ,④BP⊥QJ.其中正确的个数为( )A.0B.1C.2D.3答案 C4.(20215·3原创题)中国文化源远流长,折纸文化传承已久,如图1所示,六个等边三角形沿虚线折起得到的几何体如图2所示,则异面直线的对数为( )A.6对B.9对C.12对D.15对答案 C5.(2021安徽江南十校一模,7)设a、b为两条直线,则a∥b的充要条件是( )A.a、b与同一个平面所成角相等B.a、b垂直于同一条直线C.a、b平行于同一个平面D.a、b垂直于同一个平面答案 D6.(2020四川九市二诊,5)已知m,n是两条不重合的直线,α是一个平面,则下列命题正确的是( )A.若m∥α,n∥α,则m∥nB.若m∥α,n⊂α,则m∥nC.若m⊥n,m⊥α,则n∥αD.若m⊥α,n∥α,则m⊥n答案 D7.(2021河南洛阳二模,12)在正四棱柱(侧面为矩形,底面为正方形的棱柱)ABCD-A1B1C1D1中,E,F分别是AB1,BC1的中点,则以下结论中不成立的是( )A.EF⊥BB1B.EF⊥BDC.EF与CD为异面直线D.EF与A1C1为异面直线答案 D8.(2021东北三省四市联考,16)已知长方体ABCD-A1B1C1D1中,AB=2BC=4,E是C1D1的中点,且异面直线AD1与CE所成的角是60°.则在此长方体的表面上从A1到C的路径中,最短路径的长度为.答案4√29.(2020新高考Ⅰ,16,5分)已知直四棱柱ABCD-A1B1C1D1的棱长均为2,∠BAD=60°.以D1为球心,√5为半径的球面与侧面BCC1B1的交线长为.答案√2π2考点二异面直线所成的角1.(2022届新疆克拉玛依检测三,4)我们打印用的A4纸的长与宽的比约为√2,之所以是这个比值,是因为把纸张对折,得到的纸的长与宽之比仍约为√2,纸张的形状不变.已知圆柱的母线长小于底面圆的直径长(如图所示),它的轴截面ABCD为一张A4纸大小,若点E为上底面圆上弧AB的中点,则异面直线DE与AB所成的角约为( )A.π6B.π4C.π3D.2π3答案 C2.(2022届河南洛阳期中,9)在直三棱柱ABC-A1B1C1中,∠ACB=90°,D1、E1分别是A1B1、A1C1的中点,CA=CB=CC1,则AE1与BD1所成角的余弦值为( )A.√1515B.√3015C.√1510D.√3010答案 D3.(2018课标Ⅱ,9,5分)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.√22B.√32C.√52D.√72答案 C4.(2021东北三省四市联考,8)长方体ABCD-A1B1C1D1中,AB=2,BC=4,AA1=4√3.过BC的平面分别交线段AA1,DD1于M、N两点,四边形BCNM为正方形,则异面直线D1M与BD所成角的余弦值为( )A.√1414B.√2114C.√144D.4√3535答案 D5.(2021山西晋中二模,6)如图,圆锥的轴截面ABC为正三角形,其面积为4√3,D为AA⏜的中点,E为母线BC的中点,则异面直线AC,DE所成角的余弦值为( )A.√24B.√22C.√63D.√33答案 B综合篇知能转换考法一点、线、面位置关系的判定及应用1.(2021河南九师联盟1月联考,11)如图,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,P为底面ABCD的中心,E 为线段A1D1上的动点(不包括两个端点),Q为线段AE的中点.现有以下结论:①PE与QC是异面直线;②过A、P、E三点的正方体的截面与正方体表面的交线围成的图形是等腰梯形;③平面APE⊥平面BDD1B1;④PE∥平面CDD1C1.其中正确结论的序号是( )A.①④B.②③C.②④D.①③答案 B2.(2019课标Ⅲ,8,5分)如图,点N为正方形ABCD的中心,△ECD为正三角形,平面ECD⊥平面ABCD,M是线段ED的中点,则( )A.BM=EN,且直线BM,EN是相交直线B.BM≠EN,且直线BM,EN是相交直线C.BM=EN,且直线BM,EN是异面直线D.BM≠EN,且直线BM,EN是异面直线答案 B3.(2020吉林4月联考,11)我国古代的数学著作《九章算术·商功》中,将底面是直角三角形的直三棱柱称为“堑堵”.在如图所示的“堑堵”ABC-A1B1C1中,AB=AC=AA1=2,M、N分别是BB1和A1C1的中点,则平面AMN截“堑堵”ABC-A1B1C1所得截面图形的面积为( )A.2√213B.4√213C.2√73D.4√73答案 A4.(2022届黑龙江大庆实验中学月考,11)给出下列命题:①若△ABC的三条边所在直线分别交平面α于P,Q,R三点,则P,Q,R三点共线;②若直线a,b是异面直线,直线b,c是异面直线,则直线a,c是异面直线;③若三条直线a,b,c两两平行且分别交直线l于A,B,C三点,则这四条直线共面;④对于三条直线a,b,c,若a⊥c,b⊥c,则a∥b.其中所有真命题的序号是( )A.①②B.①③C.③④D.②④答案 B5.(2022届成都期中,12)已知正方体ABCD-A1B1C1D1的棱长为1,P是空间中任意一点,有下列结论:;①若P为棱CC1中点,则异面直线AP与CD所成角的正切值为√52;②若P在线段A1B上运动,则AP+PD1的最小值为√6+√22③若P在以CD为直径的球面上运动,当三棱锥P-ABC体积最大时,三棱锥P-ABC外接球的表面积为2π;④若过点P的平面α与正方体每条棱所成角相等,则α截此正方体所得截面面积的最大值为3√3.4其中正确结论的个数为( )A.4B.3C.2D.1答案 B6.(2022届山西长治第二中学月考,15)已知两条不同的直线m,n,两个不重合的平面α,β,给出下列5个命题:①m∥n,m⊥α⇒n⊥α;②α∥β,m⊂α,n⊂β⇒m∥n;③m∥n,m∥α⇒n∥α;④m⊥α,m∥β⇒α⊥β;⑤α∥β,m∥n,m⊥α⇒n⊥β.其中正确命题的序号是.答案①④⑤7.(2021内蒙古赤峰2月月考,16)如图,在棱长为2的正方体中,点M、N在棱AB、BC上,且AM=BN=1,P在棱AA1上,α为过M、N、P三点的平面,则下列说法正确的是.①存在无数个点P,使面α与正方体的截面为五边形;②当A1P=1时,面α与正方体的截面面积为3√3;③只有一个点P,使面α与正方体的截面为四边形;④当面α交棱CC1于点H时,PM、HN、BB1三条直线交于一点.答案①②④考法二异面直线所成角的求解方法1.(2022届黑龙江模拟,8)如图,某圆锥SO的轴截面SAC是等边三角形,点B是底面圆周上的一点,且∠BOC=60°,点M是SA的中点,则异面直线AB与CM所成角的余弦值是( )A.13B.√74C.34D.√32答案 C2.(2020湖北重点高中联考,8)在直三棱柱ABC-A1B1C1中,底面ABC为等腰直角三角形,且斜边BC=2,D是BC的中点,若AA1=√2,则异面直线A1C与AD所成角的大小为( )A.30°B.45°C.60°D.90°答案 C3.(2021全国乙,10,5分)在正方体ABCD-A1B1C1D1中,P为B1D1的中点,则直线PB与AD1所成的角为( )A.π2B.π3C.π4D.π6答案 D4.(2021全国重点中学领航高考冲刺卷(九),9)已知SA,SB,SC是圆锥SO的三条母线,如图为圆锥SO的正视图,点S,A,B,C在圆锥SO的正视图中分别对应点S',A',B',C',其中C'为A'B'的中点,若D为母线SB的中点,则异面直线SC与OD所成角的余弦值为( )A.√34B.√23C.34D.23答案 C5.(20215·3原创题)沿正三角形ABC的中线AD翻折,使点B与点C间的距离等于中线AD的长,若三棱锥A-BCD的体积为2,则异面直线AC与BD所成角的余弦值为.答案14。

学海导航·新课标高中总复习(第1轮)B·文科数学参考答案周周练 周周练(一)1．D 因为M ∩N ＝2，所以2∈M,2∈N . 所以a ＋1＝2，即a ＝1.又因为M ＝{a ，b }，所以b ＝2.所以M ∪N ＝{1,2,3}．2．D 因为A ＝{－1,1}，B ⊆A ，所以当B ＝∅时，a ＝0；当B ≠∅时，a ＝±1.3．A 当a ＝0时，函数y ＝ln|x |为偶函数；当函数y ＝ln|x －a |为偶函数时，有ln|－x －a |＝ln|x －a |，所以a ＝0.4．D 由条件知，p 是假命题；又由三角函数可知q 是真命题，故綈p 为真，所以(綈p )∧q 为真．5．C 由题知x 0＝－b2a为函数f (x )图象的对称轴方程，所以f (x 0)为函数的最小值，即对所有的实数x ，都有f (x )≥f (x 0)，因此∀x ∈R ，f (x )≤f (x 0)是错误的．6．[1,2) M ＝{x |0<x <2}，N ＝{y |y ≥1}，所以M ∩N ＝[1,2)．7．3 A ＝{x |－1＜x ＜3}，A ∩Z ＝{0,1,2}，A ∩Z 中所有元素之和等于3.8．1 因为a ＋b ＝1⇒1＝(a ＋b )2＝a 2＋2ab ＋b 2≥4ab ⇒ab ≤14.所以原命题为真，从而逆否命题为真；若ab ≤14，显然得不出a ＋b ＝1，故逆命题为假，因而否命题为假．9.13 l 1⊥l 2⇔2a ＋(a －1)＝0，解得a ＝13. 10．p ∨q ，綈p 依题意p 假，q 真，所以p ∨q ，綈p 为真． 11．解析：(1)A ∪B ＝{x |4≤x <8}∪{x |2<x <10}＝{x |2<x <10}； ∁R A ＝{x |x <4或x ≥8}，(∁R A )∩B ＝{x |2<x <4或8≤x ＜10}． (2)若A ∩C ≠∅，则a >4.12．解析：(1)由x 2－4ax ＋3a 2<0， 得(x －3a )(x －a )<0，当a ＝1时，解得1<x <3，即p 为真时实数x 的取值范围是1<x <3.由⎩⎪⎨⎪⎧x 2－x －6≤0x 2＋2x －8>0，得2<x ≤3， 即q 为真时实数x 的取值范围是2<x ≤3. 若p ∧q 为真，则p 真且q 真， 所以实数x 的取值范围是2<x <3.(2)p 是q 的必要不充分条件，即q ⇒p 且p ⇒/ q ， 设A ＝{x |p (x )}，B ＝{x |q (x )}，则A B ， 又B ＝(2,3]，当a >0时，A ＝(a,3a )； a <0时，A ＝(3a ，a )．所以当a >0时，有⎩⎪⎨⎪⎧a ≤23<3a )，解得1<a ≤2；当a <0时，显然A ∩B ＝∅，不合题意． 综上所述，实数a 的取值范围是1<a ≤2.周周练(二)1．C a ＝1，b ＝0，所以a ＋b ＝1.2．D 在f (x ＋y )＝f (x )＋f (y )中，令x ＝y ＝1，则f (2)＝f (1)＋f (1)＝4，所以f (1)＝2. 3．B 据单调性定义，f (x )为减函数应满足：⎩⎪⎨⎪⎧0<a <13a ≥a 0，即13≤a <1. 4．C 因为在(0，＋∞)上函数递减，且f (12)·f (－3)<0，又f (x )是偶函数，所以f (12)·f (3)<0.所以f (x )在(0，＋∞)上只有一个零点．又因为f (x )是偶函数，则它在(－∞，0)上也有唯一的零点，故方程f (x )＝0的根有2个． 5．C 因为f (x )是R 上的奇函数，所以f (0)＝0. 所以f (4)＝f (2－2)＝f (0)＝0.6．0 由题意，f (x )是4为周期的奇函数， 所以f (4)＝f (4＋0)＝f (0)＝0， f (8)＝f (4＋4)＝f (4)＝0.7．11 因为f (x －1x )＝x 2＋1x 2＝(x －1x )2＋2，所以f (x )＝x 2＋2，所以f (3)＝32＋2＝11.8．f (x )＝－1x ＋2因为f (x )的图象关于x ＝－1对称，有f (－2－x )＝f (x )．设x ∈(－∞，－2)时，－2－x ∈(0，＋∞)，所以f (－2－x )＝1－2－x ＝f (x )，即f (x )＝－1x ＋2.9．x ＝12因为f (x ＋1)是偶函数，其图象的对称轴为y 轴，所以f (x )的图象的对称轴为直线x ＝1，故f (2x )的图象的对称轴为直线x ＝12.10．(－∞，－1)∪(0，＋∞) 因为f (x )是奇函数， 所以f (1)＝－f (－1)<1，所以f (－1)>－1. 又因为f (x )的周期为3，所以f (－1)＝f (2)＝2a －1a ＋1>－1.即3a a ＋1>0，解得a >0或a <－1. 11．解析：(1)证明：任取x 1，x 2∈R ，且x 1<x 2， 因为f (x 2)＝f ((x 2－x 1)＋x 1)＝f (x 2－x 1)＋f (x 1)－1， 又x 2－x 1>0，所以f (x 2－x 1)>1. 所以f (x 2)－f (x 1)＝f (x 2－x 1)－1>0， 即f (x 2)>f (x 1)．所以f (x )是R 上的增函数．(2)令a ＝b ＝2，得f (4)＝f (2)＋f (2)－1＝2f (2)－1， 所以f (2)＝3，而f (3m 2－m －2)<3， 所以f (3m 2－m －2)<f (2)．又f (x )在R 上是单调递增函数，所以3m 2－m －2<2，所以3m 2－m －4<0，解得－1<m 43.故原不等式的解集为(－1，43)．12．解析：(1)因为f (x ＋2)＝－f (x )， 所以f (x ＋4)＝－f (x ＋2)＝f (x )． 所以f (x )是周期为4的周期函数．(2)当x ∈[－2,0]时，－x ∈[0,2]，由已知得 f (－x )＝2(－x )－(－x )2＝－2x －x 2.又f (x )是奇函数，所以f (－x )＝－f (x )＝－2x －x 2， 所以f (x )＝x 2＋2x .又当x ∈[2,4]时，x －4∈[－2,0]， 所以f (x －4)＝(x －4)2＋2(x －4)． 又f (x )是周期为4的周期函数，所以f (x )＝f (x －4)＝(x －4)2＋2(x －4)＝x 2－6x ＋8. 从而求得x ∈[2,4]时，f (x )＝x 2－6x ＋8. (3)f (0)＝0，f (2)＝0，f (1)＝1，f (3)＝－1. 又f (x )是周期为4的周期函数，所以f (0)＋f (1)＋f (2)＋f (3)＝f (4)＋f (5)＋f (6)＋f (7)＝…＝f (2008)＋f (2009)＋f (2010)＋f (2011)＝0，f (2012)＋f (2013)＋f (2014)＝1.所以f (0)＋f (1)＋f (2)＋…＋f (2014)＝1.周周练(三)1．D 对A ，定义域、值域均为[0，＋∞)；对B ，定义域、值域均为(－∞，0)∪(0，＋∞)；对C ，定义域、值域均为R ；对D ，定义域为R ，值域为[0，＋∞)．2．D 因为a >b >c ，且a ＋b ＋c ＝0，得a >0，c <0，所以f (0)＝c <0，只能选D.3．D 由y ＝－3－x 得－y ＝3－x ，(x ，y )可知关于原点中心对称．4．A 因为不等式x 2－log a x <0在(0，12)内恒成立，所以0<a <1，且14<log a 12.所以⎩⎪⎨⎪⎧0<a <1a 14>12，所以116<a <1.5．C 令f (x )＝x 2＋ax －2，由题意，知f (x )图象与x 轴在[1,5]上有交点， 则⎩⎪⎨⎪⎧f (1)≤0f (5)≥0，所以－235≤a ≤1.6．3 因为a 23＝49，所以log 23a 23＝log 2349＝2，所以23log 23a ＝2，所以log 23a ＝3.7．(－∞，－2] 函数y ＝2－x ＋1＋m ＝(12)x －1＋m ，因为函数的图象不经过第一象限，所以(12)0－1＋m ≤0，即m ≤－2.8．c <b <a log 123＝－log 23＝－log 49，0．2－0.6＝(15)－35＝535＝5125>532＝2>log 49， 又f (x )是定义在(－∞，＋∞)上的偶函数，且在(－∞，0]上是增函数， 故f (x )在[0，＋∞)上是单调递减的，所以f (0.2－0.6)<f (log 123)<f (log 47)，即c <b <a .9.23 如图所示为f (x )＝|log 3x |的图象，当f (x )＝0时，x ＝1，当f (x )＝1时，x ＝3或13，故要使值域为[0,1]，则定义域为[13，3]或[13，1]或[1,3]，所以b －a 的最小值为23.10．(0,2) 因为f (x )＝|2－x 2|的图象关于y 轴对称，0<a <b 且f (a )＝f (b )， 所以0<a <2<b ，由f (a )＝f (b )得2－a 2＝b 2－2，所以a 2＋b 2＝4. 所以2ab <4，所以0<ab <2.11．解析：由3－4x ＋x 2>0，得x >3或x <1， 所以M ＝{x |x >3或x <1}，f (x )＝－3×(2x )2＋2x ＋2＝－3(2x －16)2＋2512.因为x >3或x <1，所以2x >8或0<2x<2，所以当2x ＝16，即x ＝log 216时，f (x )最大，最大值为2512，f (x )没有最小值．12．解析：(1)把A (1,6)，B (3,24)代入f (x )＝b ·a x， 得⎩⎪⎨⎪⎧ 6＝ab 24＝b ·a 3，结合a >0且a ≠1，解得⎩⎪⎨⎪⎧a ＝2b ＝3， 所以f (x )＝3·2x .(2)要使(12)x ＋(13)x ≥m 在(－∞，1]上恒成立，只需保证函数y ＝(12)x ＋(13)x 在(－∞，1]上的最小值不小于m 即可．因为函数y ＝(12)x ＋(13)x 在(－∞，1]上为减函数，所以当x ＝1时，y ＝(12)x ＋(13)x 有最小值56.所以只需m ≤56即可．所以m 的取值范围为(－∞，56]．周周练(四)1．C 画出偶函数y ＝|x |，y ＝cos x 的图象，易知只有两个根．2．A 当x ≥4时，f (x )＝x 2－4x －5； 当x <4时，f (x )＝－x 2＋4x －5.即f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧x 2－4x －5 (x ≥4)－x 2＋4x －5 (x <4)，函数f (x )的图象如图所示．由图象易知，要满足方程f (x )＝a 有三根，a 的取值范围是－5<a <－1.3．D 因为f (x )＝ ⎩⎪⎨⎪⎧x ＋1 x ∈[－1，0]x 2＋1 x ∈(0，1] 其图象如图，验证知f (x －1)，f (－x )，f (|x |)的图象均正确，只有|f (x )|的图象错误．4．D 由题意，知f (x )在(－1,1)上有零点0，该零点可能是变号零点，也可能是不变号零点，所以f (－1)·f (1)符号不定，如f (x )＝x 2，f (x )＝x .5．D 设铁丝分成的两段长分别为x ，y (x ＞0，y ＞0)，x ＋y ＝2.面积之和为S ＝(x 4)2＋π(y 2π)2＝116x 2＋(2－x )24π＝π＋416πx 2－1πx ＋1π， 当S 取得最小值时，x ＝8π＋4.6．{x |－1<x <2} |f (x ＋1)|<1⇔－1<f (x ＋1)<1 ⇔f (0)<f (x ＋1)<f (3)，又y ＝f (x )是R 上的增函数，所以0<x ＋1<3. 所以－1<x <2.7．[1，＋∞) y ＝log 2(x 2＋1)－log 2x ＝log 2x 2＋1x ＝log 2(x ＋1x)≥log 22＝1(x >0)．8．(0,1) 画出图象，令g (x )＝f (x )－m ＝0，所以f (x )与y ＝m 的图象的交点有3个，所以0<m <1.9．(－∞，1) x ≤0时，f (x )＝2－x －1；0<x ≤1时，－1<x －1≤0，f (x )＝f (x －1)＝2－(x －1)－1. 故x >0时，f (x )是周期函数，如图．欲使方程f (x )＝x ＋a 有两解，即函数f (x )的图象与直线y ＝x ＋a 有两个不同交点， 故a <1，则a 的取值范围是(－∞，1)． 10．(－∞，－4] 函数值域为R ，则y ＝2x ＋22－x ＋m 取尽所有正数，而y ＝2x ＋42x ＋m ≥22x ·42x ＋m ＝4＋m ，所以4＋m ≤0，故m ≤－4， 故m 的取值范围是(－∞，－4]．11．解析：因为f (x )＝x 2－16x ＋q ＋3＝(x －8)2＋q －61，所以f (x )在区间[－1,1]上是减函数．若f (x )在区间[－1,1]上存在零点， 所以f (－1)·f (1)≤0， 即(1＋16＋q ＋3)·(1－16＋q ＋3)≤0， 解得－20≤q ≤12.所以实数q 的取值范围是[－20,12]．12．(1)每吨平均成本为yx(万元)．则y x ＝x 5＋8000x －48≥2x 5·8000x－48＝32， 当且仅当x 5＝8000x，即x ＝200时取等号．所以年产量为200吨时，每吨平均成本最低为32万元． (2)设年获得总利润为R (x )万元， 则R (x )＝40x －y＝40x －x 25＋48x －8000＝－x25＋88x －8000＝－15(x －220)2＋1680(0≤x ≤210)．因为R (x )在[0,210]上是增函数， 所以x ＝210时，R (x )有最大值为 －15(210－220)2＋1680＝1660(万元)． 所以年产量为210吨时，可获得最大利润1660万元．周周练(五)1．A 因为函数f (x )的定义域为(0，＋∞)，所以f ′(x )＝1＋ex>0.故f (x )的递增区间为(0，＋∞)．2．B 由导数的几何意义可知，f ′(2)、f ′(3)分别表示曲线在x ＝2，x ＝3处的切线的斜率，而f (3)－f (2)表示直线AB 的斜率，即k AB ＝f (3)－f (2)．由图形可知0<f ′(3)<f (3)－f (2)<f ′(2)．3．A f ′(x )＝e x(sin x ＋cos x )．因为x ∈[0，π2]，所以f ′(x )>0.所以f (x )在[0，π2]上为增函数，所以f (x )min ＝f (0)＝0，f (x )max ＝f (π2)＝e π2.4．D 函数的导数为f ′(x )＝12x 2－2ax －2b ，由函数f (x )在x ＝1处有极值，可知函数f (x )在x ＝1处的导数值为零， 12－2a －2b ＝0，所以a ＋b ＝6， 由题意知a ，b 都是正实数，所以ab ≤(a ＋b 2)2＝(62)2＝9，当且仅当a ＝b ＝3时取到等号．5．B 因为f (x )的定义域为(0，＋∞)，f ′(x )＝4x －1x，由f ′(x )＝0，得x ＝12.据题意得⎩⎪⎨⎪⎧k －1<12<k ＋1k －1≥0，解得1≤k ＜32.6．－4 f ′(x )＝2x ＋2f ′(1)，所以f ′(1)＝2＋2f ′(1)，即f ′(1)＝－2. 所以f ′(x )＝2x －4，所以f ′(0)＝－4.7．(110，10) 因为x ∈(0，＋∞)，f ′(x )<0，所以f (x )在(0，＋∞)上是单调减函数，又f (x )是偶函数，所以f (x )在(－∞，0)上是单调增函数， 所以由f (lg x )>f (1)得|lg x |<1，解得－1<lg x <1，所以x ∈(110，10)．8.3－1 f ′(x )＝x 2＋a －2x 2(x 2＋a )2＝a －x 2(x 2＋a )2，当x >a 时，f ′(x )<0，f (x )单调递减，当－a <x <a 时，f ′(x )>0，f (x )单调递增，当x ＝a 时，令f (x )＝a 2a ＝33，a ＝32<1，不合题意．所以f (x )max ＝f (1)＝11＋a ＝33，a ＝3－1.9.2 设P (x 0，y 0)，则y ′|x ＝x 0＝2x 0－1x 0.由2x 0－1x 0＝1，得x 0＝1或x 0＝－12(舍去)．所以P 点坐标(1,1)．所以P 到直线y ＝x －2距离为d ＝|1－1－2|1＋1＝ 2.10．30 23000 设商场销售该商品所获利润为y 元，则 y ＝(p －20)Q＝(p －20)(8300－170p －p 2)＝－p 3－150p 2＋11700p －166000(p ≥20)， 所以y ′＝－3p 2－300p ＋11700.令y ′＝0，得p 2＋100p －3900＝0， 所以p ＝30或p ＝－130(舍去)． 则p ，y ，y所以当p ＝30又y ＝－p 3－150p 2＋11700p －166000在[20，＋∞)上只有一个极值，故也是最值． 所以该商品零售价定为每件30元，所获利润最大为23000元．11．解析：(1)因为y ′＝(－ln x )′＝－1x(0＜x ≤1)，所以在点M (e －t，t )处的切线l 的斜率为－e t ，故切线l 的方程为y －t ＝－e t (x －e －t )， 即e t x ＋y －1－t ＝0.(2)令x ＝0，得y ＝t ＋1；再令y ＝0，得x ＝t ＋1et .所以S (t )＝12(t ＋1)t ＋1e t ＝12(t ＋1)2e －t (t ≥0)．从而S ′(t )＝12e －t (1－t )(1＋t )．因为当t ∈[0,1)时，S ′(t )>0； 当t ∈(1，＋∞)时，S ′(t )<0，所以S (t )的最大值为S (1)＝2e.12．解析：(1)由f ′(x )＝－x 2＋x ＋2a ＝－(x －12)2＋14＋2a ，当x ∈[23，＋∞)时，f ′(x )的最大值为f ′(23)＝29＋2a ；令29＋2a ＞0，得a ＞－19. 所以，当a ＞－19时，f (x )在(23，＋∞)上存在单调递增区间．(2)令f ′(x )＝0，得两根x 1＝1－1＋8a 2，x 2＝1＋1＋8a 2.所以f (x )在(－∞，x 1)，(x 2，＋∞)上单调递减， 在(x 1，x 2)上单调递增．当0＜a ＜2时，有x 1＜1＜x 2＜4， 所以f (x )在[1,4]上的最大值为f (x 2)，又f (4)－f (1)＝－272＋6a ＜0，即f (4)＜f (1)．所以f (x )在[1,4]上的最小值为f (4)＝8a －403＝－163.得a ＝1，x 2＝2，从而f (x )在[1,4]上的最大值为f (2)＝103.周周练(六)1．C 165°是第二象限角，因此sin 165°>0正确；280°是第四象限角，因此cos 280°>0正确；170°是第二象限角，因此tan 170°<0，故C 错误；310°是第四象限角，因此tan 310°<0正确．2．C cos (π3＋α)＝sin[π2－(π3＋α)]＝sin(π6－α)＝13.3．B 因为cos 2θ＝23，所以sin 22θ＝79.所以sin 4θ＋cos 4θ＝1－2sin 2θcos 2θ＝1－12(sin 2θ)2＝1118.4．C 因为α＋β＝π4，tan(α＋β)＝tan α＋tan β1－tan αtan β＝1，所以tan α＋tan β＝1－tan αtan β. 所以(1＋tan α)(1＋tan β)＝1＋tan α＋tan β＋tan αtan β＝1＋1－tan αtan β＋tan αtan β＝2.5．D r ＝sin 23π4＋cos 23π4＝1，由三角函数的定义，tan θ＝yx ＝cos3π4sin 3π4＝－1.又因为sin 3π4>0，cos 3π4<0，所以P 在第四象限，所以θ＝7π4.6.34 sin 2B 1＋cos 2B －sin 2B ＝2sin B cos B 2cos 2B＝tan B ＝－3.所以tan 2B ＝2tan B 1－tan 2B ＝34. 7．2 设此扇形的半径为r ，弧长为l ，则2r ＋l ＝4，则面积S ＝12rl ＝12r (4－2r )＝－r 2＋2r ＝－(r －1)2＋1，所以当r ＝1时S 最大，这时l ＝4－2r ＝2.从而α＝l r ＝21＝2.8．0 sin αcos α－2sin 2α＝sin αcos α－2sin 2αsin 2α＋cos 2α＝tan α－2tan 2αtan 2α＋1，而tan α＝12，则sin αcos α－2sin 2α＝0.9.5665 由题意知，cos β＝－513，sin(α＋β)＝35， 又因为α，β∈(0，π)，所以sin β＝1213，cos(α＋β)＝－45.所以cos α＝cos[(α＋β)－β]＝cos(α＋β)cos β＋sin(α＋β)sin β＝－45×(－513)＋1213×35＝2065＋3665＝5665. 10.5π3 因为⎩⎪⎨⎪⎧sin θ＋cos θ＝m sin θ·cos θ＝2m －14Δ＝16(m 2－2m ＋1)≥0，代入(sin θ＋cos θ)2＝1＋2sin θ·cos θ，得m ＝1±32，又3π2<θ<2π，所以sin θ·cos θ＝2m －14<0，即m ＝1－32. 所以sin θ＋cos θ＝m ＝1－32，sin θ·cos θ＝－34.又因为3π2<θ<2π，所以sin θ＝－32，cos θ＝12.所以θ＝5π3.11．解析：原式＝3sin 10°＋cos 10°cos 10°2cos 20°sin 10°＝2sin (10°＋30°)2cos 20°sin 10°cos 10° ＝2sin 40°sin 20°cos 20° ＝2sin 40°12sin 40°＝4. 12．解析：因为4tan α2＝1－tan 2α2，且1－tan 2α2≠0.所以tan α＝2tanα21－tan 2α2＝12.又因为3sin β＝sin(2α＋β)，所以3sin[(α＋β)－α]＝sin[(α＋β)＋α]，即3sin(α＋β)cos α－3cos(α＋β)sin α＝sin(α＋β)cos α＋cos(α＋β)sin α， 所以2sin(α＋β)cos α＝4cos(α＋β)sin α，因为0<α<π2，0<β<π2，所以0<α＋β<π，所以sin(α＋β)≠0，cos α≠0.所以cos(α＋β)sin α≠0，所以2sin (α＋β)cos αcos (α＋β)sin α＝4，即tan (α＋β)tan α＝2，所以tan(α＋β)＝2tan α＝1.①又因为0<α<π2，0<β<π2，所以0<α＋β<π，②由①和②知α＋β＝π4.周周练(七)1．A 由已知条件知y ＝f (x )的最小正周期为π，故ω＝2，所以f (x )＝sin(2x ＋π3)＝cos[π2－(2x ＋π3)]＝cos(2x －π6)，所以把y ＝cos 2x 的图象向右平移π12个单位可得到y ＝f (x )的图象．2．A |MN |＝|sin α－cos α|＝|2sin(α－π4)|，所以|MN |max ＝ 2.3．A 画出函数y ＝sin x 的草图分析知b －a 的取值范围为[2π3，4π3]．4．C 函数y ＝cos(ωx ＋φ)(ω>0,0<φ<π)的最大值为1，最小值为－1，所以函数周期T ＝2(22)2－22＝4，所以ω＝π2，又因为函数为奇函数，所以cos φ＝0(0<φ<π)⇒φ＝π2，所以函数解析式为y ＝cos(π2x ＋π2)＝－sin π2x ，所以直线x ＝1为该函数的一条对称轴．5．A 由sin C ＝23sin B 可得c ＝23b ，由余弦定理得cos A ＝b 2＋c 2－a 22bc ＝－3bc ＋c 22bc ＝32，于是A ＝30°. 6.62 由图象可得A ＝2，周期为4×(7π12－π3)＝π， 所以ω＝2，将(7π12，－2)代入得2×7π12＋φ＝2k π＋32π，即φ＝2k π＋π3，所以f (0)＝2sin φ＝2sin π3＝62.7.π6 由题意知，2×4π3＋φ＝k π＋π2，k ∈Z . 解得φ＝k π－13π6，k ∈Z .当k ＝2时，|φ|min ＝π6.8．2 由f (x 1)≤f (x )≤f (x 2)恒成立，可得f (x 1)为最小值，f (x 2)为最大值，|x 1－x 2|的最小值为半个周期．9．120° 因为在△ABC 中，sin A ∶sin B ∶sin C ＝a ∶b ∶c ， 所以a ∶b ∶c ＝1∶1∶3，设a ＝b ＝k ，c ＝3k (k >0)，最大边为c ，其所对的角C 为最大角，则cos C ＝k 2＋k 2－(3k )22×k ×k＝－12，所以C ＝120°.10.π4 由4S ＝a 2＋b 2－c 2，得2S ＝a 2＋b 2－c 22. 所以ab sin C ＝a 2＋b 2－c 22，sin C ＝cos C ，所以tan C ＝1.C ＝π4.11．解析：f (x )＝a·b ＋|b|2 ＝53cos x ·sin x ＋cos x ·2cos x ＋sin 2x ＋4cos 2x ＝53sin x cos x ＋sin 2x ＋6cos 2x＝532sin 2x ＋1－cos 2x 2＋3(1＋cos 2x )＝532sin 2x ＋52cos 2x ＋72＝5sin(2x ＋π6)＋72(1)f (x )的最小正周期T ＝2π2＝π.(2)由2k π＋π2≤2x ＋π6≤2k π＋3π2得k π＋π6≤x ≤k π＋2π3，k ∈Z .所以f (x )的单调减区间为[k π＋π6，k π＋2π3](k ∈Z )．(3)因为π6≤x ≤π2，所以π2≤2x ＋π6≤7π6.所以－12≤sin(2x ＋π6)≤1.所以1≤f (x )≤172，即f (x )的值域为[1，172]．12．解析：(1)由正弦定理得，设a sin A ＝b sin B ＝csin C＝k ，则2c －a b ＝2k sin C －k sin A k sin B ＝2sin C －sin A sin B ，cos A －2cos C cos B ＝2sin C －sin Asin B.即(cos A －2cos C )sin B ＝(2sin C －sin A )cos B ， 化简可得sin(A ＋B )＝2sin (B ＋C )．又A ＋B ＋C ＝π，所以sin C ＝2sin A ．因此sin Csin A＝2.(2)由sin C sin A＝2得c ＝2a .由余弦定理b 2＝a 2＋c 2－2ac cos B 及cos B ＝14，b ＝2，得4＝a 2＋4a 2－4a 2×14，解之得a 2＝1，即a ＝1(负值去掉)．所以c ＝2.由cos B ＝14，得sin B ＝154，所以S △ABC ＝12ac sin B ＝12×1×2×154＝154.周周练(八)1．B 由题意得，x i －1＝y ＋2i ，故x ＝2，y ＝－1， 即x ＋y i ＝2－i.2．A 因为M 为边BC 上任意一点，所以可设AM →＝xAB →＋yAC →(x ＋y ＝1)． 又因为N 为AM 的中点，所以AN →＝12AM →＝12xAB →＋12yAC →＝λAB →＋μAC →.所以λ＋μ＝12(x ＋y )＝12.3．B 因为a ∥b ，所以(1－cos θ)(1＋cos θ)＝12.即sin 2θ＝12，又因为θ为锐角，所以sin θ＝22，θ＝45°.4．D 由题意，a·b ＝|a|·|b|cos60°＝2×1×12＝1，|a ＋2b|＝a 2＋4a·b ＋4b 2＝4＋4＋4＝23，所以cos 〈a ，a ＋2b 〉＝a·(a ＋2b )|a|·|a ＋2b|＝a 2＋2a·b 2×23＝4＋243＝32，又〈a ，a ＋2b 〉∈[0，π]，故夹角为30°.5．B 由已知条件，向量a ，b ，c 都是单位向量可以求出，a 2＝1，b 2＝1，c 2＝1，由a·b＝0，及(a －c )(b －c )≤0，可以知道，(a ＋b )·c ≥c 2＝1，因为|a ＋b －c|2＝a 2＋b 2＋c 2＋2a·b －2a·c －2b·c ，所以有|a ＋b －c|2＝3－2(a·c ＋b·c )≤1，故|a ＋b －c|≤1.6．1＋3i 因为(1＋z )·z ＝z ＋z 2＝1＋i ＋(1＋i)2＝1＋i ＋2i ＝1＋3i. 7．±4 因为8a ＋k b 与k a ＋2b 共线， 所以存在实数λ，使8a ＋k b ＝λ(k a ＋2b )， 即(8－λk )a ＋(k －2λ)b ＝0.又a ，b 是两个不共线的非零向量， 故⎩⎪⎨⎪⎧8－λk ＝0k －2λ＝0，解得k ＝±4. 8.5 因为a·b ＝10，所以x ＋8＝10，x ＝2， 所以a －b ＝(－1，－2)，故|a －b|＝ 5.9．3 由题意OP →＝(x ，y )，OM →＝(1,1)，ON →＝(0,1)，所以OP →·OM →＝x ＋y ，OP →·ON →＝y ，即在⎩⎪⎨⎪⎧0≤x ＋y ≤10≤y ≤1条件下，求z ＝2x ＋3y 的最大值，由线性规划知识知当x ＝0，y ＝1时有最大值3.10．直角三角形 因为OB →－OC →＝CB →＝AB →－AC →， OB →＋OC →－2OA →＝OB →－OA →＋OC →－OA →＝AB →＋AC →.所以|AB →－AC →|＝|AB →＋AC →|，以AB →、AC →为邻边的平行四边形为矩形，∠BAC ＝90°.11．解析：(1)设c ＝(x ，y )，由c ∥a 和|c|＝25可得 ⎩⎪⎨⎪⎧ 1·y －2·x ＝0x 2＋y 2＝20，所以⎩⎪⎨⎪⎧ x ＝2y ＝4或⎩⎪⎨⎪⎧x ＝－2y ＝－4， 所以c ＝(2,4)或c ＝(－2，－4)．(2)因为(a ＋2b )⊥(2a －b )，所以(a ＋2b )·(2a －b )＝0，即2a 2＋3a·b －2b 2＝0.所以2|a|2＋3a·b －2|b|2＝0.所以2×5＋3a·b －2×54＝0，所以a·b ＝－52.所以cos θ＝a·b|a||b|＝－525·52＝－1.因为θ∈[0，π]，所以θ＝π.12．解析：(1)OM →＝t 1OA →＋t 2AB →＝t 1(0,2)＋t 2(4,4)＝(4t 2,2t 1＋4t 2)．当点M 在第二或第三象限时，有4t 2＜0,2t 1＋4t 2≠0. 故所求的充要条件为t 2＜0且t 1＋2t 2≠0.(2)证明：当t 1＝1时，由(1)知OM →＝(4t 2,4t 2＋2)．因为AB →＝OB →－OA →＝(4,4)， AM →＝OM →－OA →＝(4t 2,4t 2)＝t 2(4,4)＝t 2AB →， 所以不论t 2为何实数，A 、B 、M 三点共线．(3)当t 1＝a 2时，OM →＝(4t 2,4t 2＋2a 2)．又因为AB →＝(4,4)，OM →⊥AB →，所以4t 2×4＋(4t 2＋2a 2)×4＝0，所以t 2＝－14a 2.所以OM →＝(－a 2，a 2)．又因为|AB →|＝42，点M 到直线AB ：x －y ＋2＝0的距离 d ＝||－a 2－a 2＋22＝2|a 2－1|.因为S △ABM ＝12，所以12|AB →|·d ＝12×42×2|a 2－1|＝12，解得a ＝±2，故所求a 的值为±2.周周练(九)1．B 因为a 1＋a 3＋a 5＝105，即3a 3＝105，所以a 3＝35，同理可得a 4＝33，所以公差d ＝a 4－a 3＝－2，所以a 20＝a 4＋(20－4)×d ＝1.2．A 由题意得a 2＝2a 1，a 3＝4a 1，a 4＝8a 1.所以2a 1＋a 22a 3＋a 4＝2a 1＋2a 18a 1＋8a 1＝14.3．C 因为{a n }为等差数列，a 2＋a 8＝15－a 5，所以3a 5＝15，即a 5＝5.所以S 9＝9(a 1＋a 9)2＝9a 5＝45.4．A a·b ＝0，则na n ＋1＋(n ＋1)a n ＝0， a n ＋1a n ＝－n ＋1n ， a 2a 1·a 3a 2·…·a 100a 99＝－21×32×43×…×10099＝－100， 所以a 100＝－100.5．A 本题考查数列中a n 与S n 的关系以及数列的单调性． 由S n ＝kn 2得a n ＝k (2n －1)，因为a n ＋1＞a n ，所以数列{a n }是递增的，因此k ＞0. 6．10 ln a 1＋ln a 2＋…＋ln a 20＝ln [(a 1a 20)·(a 2a 19)…(a 10a 11)]＝ln e 10＝10.7．－4 a n ＝23＋(n －1)d ，由题意知，⎩⎨⎧a 6>0a 7<0，即⎩⎪⎨⎪⎧23＋5d >023＋6d <0，解得－235＜d ＜－236，又d 为整数，所以d ＝－4.8．3 因为{b n }是等差数列，且b 3＝－2，b 10＝12，故公差d ＝12－(－2)10－3＝2.于是b 1＝－6，且b n ＝2n －8(n ∈N *)，即a n ＋1－a n ＝2n －8，所以a 8＝a 7＋6＝a 6＋4＋6＝a 5＋2＋4＋6＝…＝a 1＋(－6)＋(－4)＋(－2)＋0＋2＋4＋6＝3.9．a n ＝⎩⎪⎨⎪⎧－1 (n ＝1)2n －1 (n ≥2) 当n ≥2时，a n ＝S n －S n －1＝2n －1，当n ＝1时，a 1＝S 1＝－1， 所以a n ＝⎩⎪⎨⎪⎧－1 (n ＝1)2n －1 (n ≥2).10．－4或1 若删去a 1或a 4，知数列既为等差也为等比时，公差d ＝0，由条件知不成立．若删去a 2，则(a 1＋2d )2＝a 1(a 1＋3d )，若删去a 3，则(a 1＋d )2＝a 1(a 1＋3d )，解得a 1d＝－4或1.11．解析：(1)设公差为d ，则有⎩⎪⎨⎪⎧2a 1＋4d ＝147a 1＋21d ＝70，即⎩⎪⎨⎪⎧ a 1＋2d ＝7a 1＋3d ＝10，解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1＝1d ＝3..所以a n ＝3n －2. (2)S n ＝n2[1＋(3n －2)]＝3n 2－n 2所以b n ＝3n 2－n ＋48n ＝3n ＋48n －1≥23n ·48n －1＝23.当且仅当3n ＝48n，即n ＝4时取等号，故数列{b n }的最小项是第4项，该项的值为23.12．解析：(1)由2S n ＝S n －1－(12)n －1＋2，得2S n ＋1＝S n －(12)n ＋2，两式相减得2a n ＋1＝a n ＋(12)n ，上式两边同乘以2n，得2n ＋1a n ＋1＝2n a n ＋1， 即b n ＋1＝b n ＋1，所以b n ＋1－b n ＝1， 故数列{b n }是等差数列，且公差为1，又因为b 1＝2a 1＝1，所以b n ＝1＋(n －1)×1＝n ，因此2n a n ＝n ，从而a n ＝n ·(12)n .(2)由于2S n ＝S n －1－(12)n －1＋2，所以2S n －S n －1＝2－(12)n －1，即S n ＋a n ＝2－(12)n －1，S n ＝2－(12)n －1－a n ，而a n ＝n ·(12)n ，所以S n ＝2－(12)n －1－n ·(12)n ＝2－(n ＋2)·(12)n .所以S n ＋1＝2－(n ＋3)·(12)n ＋1，且S n ＋1－S n ＝n ＋12n ＋1＞0，所以S n ≥S 1＝12，又因为在S n ＝2－(n ＋2)·(12)n 中，(n ＋2)·(12)n ＞0，故S n ＜2，即S n 的取值范围是[12，2)．周周练(十)1．C a n ＝1n ＋n ＋1＝n ＋1－n ，所以S n ＝2－1＋3－2＋4－3＋…＋10－9＋…＋n ＋1－n ＝n ＋1－1＝10，解得n ＝120.2．C 第一次循环：k ＝1＋1＝2，S ＝2×0＋2＝2； 第二次循环：k ＝2＋1＝3，S ＝2×2＋3＝7 第三次循环：k ＝3＋1＝4，S ＝2×7＋4＝18 第四次循环：k ＝4＋1＝5，S ＝2×18＋5＝41第五次循环：k ＝5＋1＝6，S ＝2×41＋6＝88，满足条件则输出S 的值，而此时k ＝6，故判断框内应填入的条件应是k >5.3．B 设一共使用了n 天，则使用n 天的平均耗资为3.2×104＋(5＋n ＋4910)n2n ＝3.2×104n ＋n20＋4.95，当且仅当3.2×104n ＝n20时，取得最小值，此时n ＝800.4．D 由程序框图可知输出的函数为奇函数，具有零点．故只有f (x )＝sin x 满足，选D.5．A 设a 1·a 2·a 3·…·a n ＝lg 3lg 2·lg 4lg 3·…·lg (n ＋2)lg (n ＋1)＝lg (n ＋2)lg 2＝log 2(n ＋2)＝k ，则n ＝2k －2(k ∈Z )．令1＜2k －2＜2002，得k ＝2,3,4， (10)所以所有劣数的和为4(1－29)1－2－18＝211－22＝2026.6．990 程序反映出的算法过程为 i ＝11⇒S ＝11×1，i ＝10； i ＝10⇒S ＝11×10，i ＝9； i ＝9⇒S ＝11×10×9，i ＝8；i ＝8<9退出循环，执行PRINT S. 故S ＝990. 7.20142015因为f ′(x )＝2x ＋b ， 所以f ′(1)＝2＋b ＝3，所以b ＝1，所以f (x )＝x 2＋x ，所以1f (n )＝1n (n ＋1)＝1n －1n ＋1，所以S 2014＝1－12＋12－13＋…＋12014－12015＝1－12015＝20142015.8．2n ＋1－n －2 由题意得a n ＝1＋2＋22＋…＋2n －1＝1－2n 1－2＝2n －1， 所以S n ＝(21－1)＋(22－1)＋(23－1)＋…＋(2n－1)＝(21＋22＋ (2))－n ＝2－2n ＋11－2－n ＝2n ＋1－n －2.9．100 由题意，a 1＋a 2＋…＋a 100＝12－22－22＋32＋32－42－42＋52＋…＋992－1002－1002＋1012＝－(1＋2)＋(3＋2)＋…－(99＋100)＋(101＋100)＝100.10．64 依题意有a n a n ＋1＝2n ，所以a n ＋1a n ＋2＝2n ＋1，两式相除得a n ＋2a n＝2，所以a 1，a 3，a 5，…成等比数列，a 2，a 4，a 6，…也成等比数列，而a 1＝1，a 2＝2， 所以a 10＝2×24＝32，a 11＝1×25＝32，又因为a n ＋a n ＋1＝b n ，所以b 10＝a 10＋a 11＝64.11．解析：(1)因为函数f (x )＝a x 的图象过点(1，12)，所以a ＝12，f (x )＝(12)x .又点(n －1，a n n 2)(n ∈N *)在函数f (x )＝a x的图象上，从而a n n 2＝12n －1，即a n ＝n 22n －1.(2)由b n ＝(n ＋1)22n －n 22n ＝2n ＋12n ，得S n ＝32＋522＋…＋2n ＋12n ，则12S n ＝322＋523＋…＋2n －12n ＋2n ＋12n ＋1， 两式相减得：12S n ＝32＋2(122＋123＋…＋12n )－2n ＋12n ＋1， 所以S n ＝5－2n ＋52n ，所以S n <5.12．解析：(1)设数列{a n }的公比为q (q ＞0)，由题意有⎩⎪⎨⎪⎧a 1＋a 1q 2＝10a 1q 2＋a 1q 4＝40， 所以a 1＝q ＝2，所以a n ＝2n ，所以b n ＝n .(2)因为c 1＝1＜3，c n ＋1－c n ＝n2n ，当n ≥2时，c n ＝(c n －c n －1)＋(c n －1－c n －2)＋…＋(c 2－c 1)＋c 1＝1＋12＋222＋…＋n －12n －1，所以12c n ＝12＋122＋223＋…＋n －12n .相减整理得：c n ＝1＋1＋12＋…＋12n －2－n －12n －1＝3－n ＋12n －1＜3，故c n ＜3.(3)令f (n )＝1b n ＋1＋1b n ＋2＋…＋1b n ＋n＝1n ＋1＋1n ＋2＋…＋12n .因为f (n ＋1)－f (n )＝12n ＋1＋12n ＋2－1n ＋1＝12n ＋1－12n ＋2＞0， 所以f (n ＋1)＞f (n )，所以数列{f (n )}单调递增，所以f (n )min ＝f (1)＝12.由不等式恒成立得：k 10＜12，所以k ＜5.故存在正整数k ，使不等式恒成立，k 的最大值为4.周周练(十一)1．A 因为x －y ＝a 2＋3a －6a －18－a 2＋7a －4a ＋28＝10>0，所以x >y .2．C 因为a >0，b >0，a <b ，所以1a >1b，由不等式的性质a －1a <b －1b .所以由a <b 可推出a －1a <b －1b；当a －1a <b －1b 时，可得(a －b )－(1a －1b)<0，即(a －b )(1＋1ab)<0.又因为a >0，b >0，所以a －b <0，所以a <b ，故由a －1a <b －1b可推出a <b .所以“a <b ”是“a －1a <b －1b ”成立的充要条件．3．D 因为a ⊥b ，所以a·b ＝0，所以2x ＋3y ＝z ， 不等式|x |＋|y |≤1可转化为⎩⎪⎨⎪⎧x ＋y ≤1(x ≥0，y ≥0)x －y ≤1(x ≥0，y <0)－x ＋y ≤1(x <0，y ≥0)－x －y ≤1(x <0，y <0)，由图可得其对应的可行域为边长为2，以点(1,0)，(－1,0)，(0,1)，(0，－1)为顶点的正方形，结合图象可知当直线2x ＋3y ＝z 过点(0，－1)时z 有最小值－3，当过点(0,1)时z 有最大值3.所以z 的取值范围为[－3,3]．4．D 因为a ，b ，c 都是正实数，且1a ＋9b＝1⇒(a ＋b )＝(1a ＋9b )(a ＋b )＝10＋b a ＋9ab≥10＋2b a ·9ab ＝16，当且仅当b a ＝9ab即b ＝3a 时等号成立，此时a ＝4，b ＝12，所以a ＋b ≥16.即要使a ＋b ≥c 恒成立，0<c ≤16. 5．C 函数图象恒在x 轴上方，即不等式(a 2＋4a －5)x 2－4(a －1)x ＋3>0对于一切x ∈R 恒成立． (1)当a 2＋4a －5＝0时，有a ＝－5或a ＝1.若a ＝－5，不等式化为24x ＋3>0，不满足题意； 若a ＝1，不等式化为3>0，满足题意． (2)当a 2＋4a －5≠0时，应有 ⎩⎪⎨⎪⎧a 2＋4a －5>016(a －1)2－12(a 2＋4a －5)<0，解得1<a <19. 综上可知，a 的取值范围是1≤a <19.6．(－1,2] 因为x －2x ＋1≤0等价于(x －2)(x ＋1)≤0，(x ≠－1)，所以－1<x ≤2.7.23作出实数x 、y 满足的可行域，易知在点(2,3)处，z 取得最大值．所以z max ＝3－12＋1＝23. 8．(－1，2－1) 由函数f (x )的图象可知(如下图)，满足f (1－x 2)>f (2x )分两种情况： ①⎩⎪⎨⎪⎧1－x 2≥0x ≥01－x 2>2x⇒0≤x <2－1.②⎩⎪⎨⎪⎧1－x 2>0x <0⇒－1<x <0. 综上可知：－1<x <2－1.9．(0，＋∞) 在平面直角坐标系中画出不等式组所表示的可行域，其中直线x －ay －1＝0经过定点(1,0)且斜率为1a ，结合图形可知，只有当1a>0，即a >0时，目标函数z ＝x ＋3y 才能在点(1,0)处取得最大值(如图甲)；若1a<0，则可行域变为开放的区域，目标函数z ＝x ＋3y 不存在最大值(如图乙)． 所以实数a 的取值范围是a >0.10．10 由值域可知该二次函数的图象开口向上，且函数的最小值为0，因此有4ac －14a ＝0，从而c ＝14a>0，所以c ＋2a ＋a ＋2c ＝(2a ＋8a )＋(14a2＋4a 2)≥2×4＋2＝10，当且仅当⎩⎨⎧2a ＝8a 14a2＝4a 2，即a ＝12时取等号．故所求的最小值为10.11．解析：由f (1－x )＝f (1＋x )，知f (x )的对称轴为x ＝a2＝1，故a ＝2.又f (x )开口向下，所以当x ∈[－1,1]时，f (x )为增函数， f (x )min ＝f (－1)＝－1－2＋b 2－b ＋1＝b 2－b －2，f (x )>0对x ∈[－1,1]恒成立，即f (x )min ＝b 2－b －2>0恒成立，解得b <－1或b >2.12．解析：设铁栅长为x 米，一侧砖墙长为y 米，则顶部面积为S ＝xy .由题意，知40x ＋2×45y ＋20xy ＝3200，由基本不等式，得 3200≥240x ·90y ＋20xy ＝120xy ＋20xy ＝120S ＋20S ，所以S ＋6S －160≤0，即(S －10)(S ＋16)≤0，故S ≤10，从而S ≤100.(1)所以S 的最大允许值是100平方米．(2)S 取得最大值100的条件是40x ＝90y ，且xy ＝100，求得x ＝15，即铁栅的长是15米．周周练(十二)1．B 由三段论的组成可得划线部分为三段论的小前提．2．D 观察可知，偶函数f (x )的导函数g (x )都是奇函数，所以g (－x )＝－g (x )．3．B 因为函数y ＝f (x )在(0,2)上是增函数，函数y ＝f (x ＋2)是偶函数，所以x ＝2是f (x )的对称轴，且在(2,4)上为减函数，由图象知f (2.5)>f (1)>f (3.5)．4．D 由条件知，△A 1B 1C 1的三个内角的余弦值均大于0，则△A 1B 1C 1是锐角三角形，假设△A 2B 2C 2是锐角三角形．由⎩⎪⎨⎪⎧ sin A 2＝cos A 1＝sin (π2－A 1)sin B 2＝cos B 1＝sin (π2－B 1)sin C 2＝cos C 1＝sin (π2－C 1)，得⎩⎪⎨⎪⎧A 2＝π2－A 1B 2＝π2－B1C 2＝π2－C1.那么A 2＋B 2＋C 2＝π2，这与三角形内角和为180°相矛盾．所以假设不成立，所以△A 2B 2C 2是钝角三角形．5．A 在图乙中，前k 行共有1＋2＋3＋…＋k ＝k (k ＋1)2个数，若a 2014位于第k 行，则k (k －1)2<2013≤k (k ＋1)2，而63×642＝2016，62×632＝1953，所以a 2014位于第63行从右起的第3个数．又观察图乙可知，第k 行的最后1个数为k 2，所以a 2013＝632－4＝3965.6．经过椭圆x 2a 2＋y 2b 2＝1(a >b >0)上一点P (x 0，y 0)的切线方程为x 0x a 2＋y 0yb2＝1 经过圆x 2＋y 2＝r 2上一点M (x 0，y 0)的切线方程就是将圆的方程中的一个x 与y 分别用M (x 0，y 0)的横坐标与纵坐标替换．故可得椭圆x 2a 2＋y 2b2＝1(a >b >0)类似的性质为：经过椭圆x 2a 2＋y 2b 2＝1(a >b >0)上一点P (x 0，y 0)的切线方程为x 0x a 2＋y 0yb2＝1.7．cos x －sin x f 2(x )＝f ′1(x )＝cos x －sin x ； f 3(x )＝f ′2(x )＝－sin x －cos x ； f 4(x )＝f ′3(x )＝－cos x ＋sin x ； f 5(x )＝f ′4(x )＝sin x ＋cos x ， 则其周期为4，即f n (x )＝f n ＋4(x )． f 2014(x )＝f 2(x )＝cos x －sin x .8．∃x 1，x 2∈[0,1]，使得|f (x 1)－f (x 2)|<|x 1－x 2|，则|f (x 1)－f (x 2)|≥129.3VS 1＋S 2＋S 3＋S 4 设三棱锥的内切球球心为O ， 那么由V ＝V O -ABC ＋V O -SAB ＋V O -SAC ＋V O -SBC ，即V ＝13S 1r ＋13S 2r ＋13S 3r ＋13S 4r ，可得r ＝3VS 1＋S 2＋S 3＋S 4.10．(－1)n ＋1n 2＋n 2注意到第n 个等式的左边有n 项，右边的结果的绝对值恰好等于左边的各项的所有底数的和，即右边的结果的绝对值等于1＋2＋3＋…＋n ＝n (n ＋1)2＝n 2＋n2，注意到右边的结果的符号的规律是：当n 为奇数时，符号为正；当n 为偶数时，符号为负，因此所填的结果是(－1)n ＋1n 2＋n 2.11．解析：猜想sin 2α＋cos 2(α＋30°)＋sin αcos(α＋30°)＝34.证明：左边＝sin 2α＋cos(α＋30°)[cos (α＋30°)＋sin α]＝sin 2α＋(32cos α－12sin α)(32cos α＋12sin α)＝sin 2α＋34cos 2α－14sin 2α＝34＝右边．所以，猜想是正确的．12．解析：类似的性质为：若M 、N 是双曲线x 2a 2－y 2b2＝1上关于原点对称的两个点，点P是双曲线上任意一点，当直线PM 、PN 的斜率都存在，并记为k PM 、k PN 时，那么k PM 与k PN 之积是与点P 的位置无关的定值．证明如下：设点M 、P 的坐标分别为(m ，n )、(x ，y )，则N (－m ，－n )． 因为点M (m ，n )在已知双曲线上，所以n 2＝b 2a 2m 2－b 2. 同理y 2＝b 2a2x 2－b 2.则k PM ·k PN ＝y －n x －m ·y ＋n x ＋m ＝y 2－n 2x 2－m 2＝b 2a 2·x 2－m 2x 2－m 2＝b 2a2(定值)．周周练(十三)1．C 圆锥的侧面展开图扇形的弧长，即底面圆的周长为43π·1＝43π，设底面圆的半径为r ，则有2πr ＝43π，得r ＝23，于是圆锥的高h ＝1－(23)2＝53，故圆锥的体积V ＝4581π.2．D 如图，在正五棱柱ABCDE -A 1B 1C 1D 1E 1中，从顶点A 出发的对角线有两条：AC 1、AD 1，同理从B 、C 、D 、E 点出发的对角线也有两条，共2×5＝10条．3．B 由三视图可知，该几何体的上、下底面半径分别为1,2，圆台的母线长为4，所以该几何体的侧面积为π(1＋2)×4＝12π.4．B 根据水平放置平面图形的直观图的画法，可得原图形是一个平行四边形，如图，对角线OB ＝42，OA ＝2，所以AB ＝6，所以周长为16.5．D 由43πR 3＝323π，所以R ＝2.所以正三棱柱的高h ＝4.设其底面边长为a ，则13·32a ＝2，所以a ＝4 3.所以V ＝34×(43)2×4＝48 3.6．20 由三视图可知，该几何体是一个四棱锥，且底面是一个边长为20的正方形，所以V ＝13×20×20×h ＝80003，所以h ＝20.7．13 依题意可知这个几何体最多可由9＋2＋2＝13个这样的小正方体组成．8．②④ ①③中，GM ∥HN ，所以G 、M 、N 、H 四点共面，从而GH 与MN 共面；②④中，根据异面直线的判定定理，易知GH 与MN 异面．9．①② 在①中，因为P 、Q 、R 三点既在平面ABC 上，又在平面α上，所以这三点必在平面ABC 与平面α的交线上，即P 、Q 、R 三点共线，所以①正确；在②中，因为a ∥b ，所以a 与b 确定一个平面α，而l 上有A 、B 两点在该平面上，所以l ⊂α，即a 、b 、l 三线共面于α；同理a 、c 、l 三线也共面，不妨设为β，而α、β有两条公共的直线a 、l ，所以α与β重合，即这些直线共面，所以②正确；在③中，不妨设其中有四点共面，则它们最多只能确定7个平面，所以③错；在④中，由题设知，a 和α相交，设a ∩α＝P ，如图，在α内过点P 的直线l 与a 共面，所以④错． 10.④ 根据棱台的定义(侧棱延长之后，必交于一点，即棱台可以还原成棱锥)可知，几何体Ω不是棱台．11．解析：(1)侧视图同正视图，如图所示．(2)该安全标识墩的体积为V ＝V P -EFGH ＋V ABCD -EFGH＝13×402×60＋402×20 ＝32000＋32000＝64000(cm 3)． 12．解析：(1)连接A 1B 、CD 1.因为E 是AB 的中点，F 是A 1A 的中点，则EF ∥A 1B . 又在正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中，A 1B ∥D 1C ，所以EF ∥D 1C .故E 、C 、D 1、F 四点共面．(2)由(1)知，EF ∥D 1C 且EF ＝12D 1C ，故四边形ECD 1F 是梯形，两腰CE 、D 1F 相交，设其交点为P ，则P ∈CE ，P ∈D 1F . 又CE ⊂平面ABCD ，所以P ∈平面ABCD . 同理，P ∈平面ADD 1A 1.又平面ABCD ∩平面ADD 1A 1＝AD ，所以P ∈AD ，所以CE 、D 1F 、DA 三线共点．周周练(十四)1．B 根据定理：两条平行线中的一条垂直于一个平面，另一条也垂直于这个平面可知B 正确．2．D l ∥α时，直线l 上任意点到α的距离都相等，l ⊂α时，直线l 上所有的点到α的距离都是0，l ⊥α时，直线l 上有两个点到α距离相等，l 与α斜交时，也只能有两点到α距离相等．3．C ①中由已知可得平面A ′FG ⊥平面ABC ， 所以点A ′在平面ABC 上的射影在线段AF 上． ②BC ∥DE ，所以BC ∥平面A ′DE .③当平面A ′DE ⊥平面ABC 时，三棱锥A ′-FED 的体积达到最大．4．C 若α，β换为直线a ，b ，则命题化为“a ∥b ，且a ⊥γ⇒b ⊥γ”，此命题为真命题；若α，γ换为直线a ，b ，则命题化为“a ∥β，且a ⊥b ⇒b ⊥β”，此命题为假命题；若β，γ换为直线a ，b ，则命题化为“a ∥α，且b ⊥α⇒a ⊥b ”，此命题为真命题，故选C.。

高三数学点线面的位置关系试题答案及解析1.如图，正方体ABCD－A1B1C1D1中，点P是直线BC1的动点，则下列四个命题：①三棱锥A－D1PC的体积不变；②直线AP与平面ACD1所成角的大小不变；③二面角P－AD1－C的大小不变：其中正确的命题有____ ．（把所有正确命题的编号填在横线上）【答案】①③【解析】①,点到线的距离不变，点到面的距离不变，所以体积不变，②取特殊点，当点与重合时，线与面所成角的大小改变；③点变化，但二面角都是面与面所成的角，所以大小不变.故①③正确.【考点】1.几何体的体积；2.二面角的大小；3.线面角.2.如图(a)，在正方形ABCD中，E、F分别是BC、CD的中点，G是EF的中点，现在沿AE、AF及EF把这个正方形折成一个四面体，使B、C、D三点重合，重合后的点记为H，如图(b)所示，那么，在四面体A－EFH中必有()A．AH⊥△EFH所在平面B．AG⊥△EFH所在平面C．HF⊥△AEF所在平面D．HG⊥△AEF所在平面【答案】A【解析】折成的四面体有AH⊥EH，AH⊥FH，∴AH⊥面HEF.3.直三棱柱ABC－A′B′C′，∠BAC＝90°，AB＝AC＝，AA′＝1，点M，N分别为A′B和B′C′的中点．(1)证明：MN∥平面A′ACC′；(2)求三棱锥A′－MNC的体积．(锥体体积公式V＝Sh，其中S为底面面积，h为高)【答案】（1）见解析（2）【解析】解：(1)证法一：连接AB′，AC′，由已知∠BAC＝90°，AB＝AC，三棱柱ABC－A′B′C′为直三棱柱，所以M为AB′中点．又因为N为B′C′的中点，所以MN∥AC′.又MN⊄平面A′ACC′，AC′⊂平面A′ACC′，因此MN∥平面A′ACC′.证法二：取A′B′中点P，连接MP，NP.而M，N分别为AB′与B′C′的中点，所以MP∥AA′，PN∥A′C′，所以MP∥平面A′ACC′，PN∥平面A′ACC′.又MP∩NP＝P，因此平面MPN∥平面A′ACC′.而MN⊂平面MPN，因此MN∥平面A′ACC′.(2)解法一：连接BN，由题意A′N⊥B′C′，平面A′B′C′∩平面B′BCC′＝B′C′，所以A′N⊥平面NBC. 又A′N＝B′C′＝1，故V－MNC＝V N－A′MC＝V N－A′BC＝V A′－NBC＝.A′解法二：V－MNC＝V A′－NBC－V M－NBC＝V A′－NBC＝.A′4.如图，正方体ABCD－A′B′C′D′的棱长为4，动点E、F在棱AB上，且EF＝2，动点Q在棱D′C′上，则三棱锥A′－EFQ的体积()A．与点E、F的位置有关B．与点Q的位置有关C．与点E、F、Q的位置都有关D．与点E、F、Q的位置均无关，是定值【答案】D【解析】因为V－EFQ＝V Q－A′EF＝×(×2×4)×4＝，故三棱锥A′－EFQ的体积与点E、F、A′Q的位置均无关，是定值．5.如图是正方体的展开图，则在这个正方体中：①BM与ED平行；②CN与BE是异面直线；③CN与BM成60°角；④DM与BN垂直．以上四个命题中，正确命题的序号是()A．①②③B．②④C．③④D．②③④【答案】C【解析】画出正方体，如图所示，易知，①②错误，③④正确．故选C.6.已知直线a,b异面, ,给出以下命题：①一定存在平行于a的平面使;②一定存在平行于a的平面使∥;③一定存在平行于a的平面使;④一定存在无数个平行于a的平面与b交于一定点.则其中论断正确的是( )A．①④B．②③C．①②③D．②③④【答案】D【解析】若直线不是异面垂直则不可能存在平行于a的平面使，所以①不正确；②③④正确；故选D.【考点】1.线面平行的位置关系.2.异面直线的概念.7.如图，ABCD是边长为2的正方形，,ED=1，//BD，且.（1）求证：BF//平面ACE；（2）求证：平面EAC平面BDEF;（3）求二面角B-AF-C的大小.【答案】（1）证明见解析；（2）证明见解析；（3）.【解析】（1）记与的交点为，连接，则可证，又面，面，故平面；（2）因⊥平面，得,又是正方形，所以，从而平面，又面,故平面平面；（3）过点作于点，连接，则可证为二面角的平面角．在中，可求得，又，故，∴，即二面角的大小为；证明：（1）记与的交点为，连接，则所以，又，所以所以四边形是平行四边形所以，又面，面，故平面；（2）因⊥平面，所以,又是正方形，所以，因为面，面，所以平面，又面,故平面平面；（3）过点作于点，连接，因为，面所以面，因为面,所以因为所以面所以又所以面所以，即得为二面角的平面角．在中，可求得，又，故，∴，即二面角的大小为；【考点】线面平行的判定；面面垂直的判定；二面角的求解.8.如图，在梯形ABCD中，AB//CD，AD=DC=CB=a，，四边形ACFE是矩形，且平面平面ABCD，点M在线段EF上.（1）求证：平面ACFE；（2）当EM为何值时，AM//平面BDF？证明你的结论.【答案】（1）见解析；（2）当时，平面.【解析】（1）由已知可得四边形是等腰梯形，且，，得到.再根据平面平面，交线为，即得证.（2）在梯形中，设，连接，则，再根据，而，得到，确定得到四边形是平行四边形，从而，得证.（1）在梯形中，，，四边形是等腰梯形，且，，. 3分又平面平面，交线为，平面 . 6分（2）当时，平面， 7分在梯形中，设，连接，则，，而，， 9分，四边形是平行四边形，，又平面，平面平面. 12分【考点】立体几何平行关系、垂直关系.9.如图所示，在四棱锥P-ABCD中，AB⊥平面PAD，AB∥CD，PD=AD，E是PB的中点，F 是DC上的点且DF=AB，PH为△PAD边上的高.（1）证明：PH⊥平面ABCD；（2）若PH=1，AD=，FC=1，求三棱锥E-BCF的体积；（3）证明：EF⊥平面PAB.【答案】（1）见解析（2）（3）见解析【解析】(1)证明:因为PH为△PAD边上的高,所以PH⊥AD,又因为AB⊥平面PAD，平面PAD,所以AB⊥PH,又因为PH AD=H,所以PH⊥平面ABCD;(2)因为E是PB的中点，所以点E到平面BCF的距离等于点P到平面ABCD距离的一半,即=,又因为=,所以三棱锥E-BCF的体积为;(3)取PA的中点Q,连结EQ、DQ，则因为E是PB的中点，所以EQ∥AB且EQ=AB，又因为DF=AB且DF∥AB，所以EQ∥DF且EQ=DF，所以四边形EQDF是平行四边形，所以EF∥DQ，由(1)知AB⊥平面PAD，所以AB⊥DQ,又因为PD=AD，所以DQ⊥PA,因为PAAB=A,所以DQ⊥平面PAB,因为EF∥DQ，所以EF⊥平面PAB.【考点】本题考查空间线线、线面的平行与垂直的证明以及三棱锥体积的求解，考查同学们的空间想象能力、逻辑推理能力以及分析与解决问题的能力.10.下列命题正确的是（）A．若两条直线和同一个平面所成的角相等，则这两条直线平行B．若一个平面内有三个点到另一个平面的距离相等，则这两个平面平行C．若一条直线平行于两个相交平面，则这条直线与这两个平面的交线平行D．若两个平面都垂直于第三个平面，则这两个平面平行【答案】C【解析】如下图所示，在正方体中，直线和与底面所成的角均为，但是直线和相交，A选项错误；取、、、的中点、、、，则、、三点到平面的距离相等，但是平面与平面相交，B选项错误；平面，平面，但是直线与平面和平面的交线平行，C选项正确；平面和平面都与平面都垂直，但是平面和平面相交，D选项不正确，故选C.【考点】空间中点、线、面的位置关系11.设平面、，直线、，，，则“，”是“”的（）A．充分不必要条件B．必要不充分条件C．充要条件D．既不充分也不必要条件【答案】B【解析】由平面与平面平行的判定定理可知，若直线、是平面内两条相交直线，且有“，”，则有“”，当“”，若，，则有“，”，因此“，”是“”的必要不充分条件.选B.【考点】1.平面与平面平行的判定定理与性质；2.充分必要条件12.设m,n是平面内的两条不同直线，l是平面外的一条直线，则且是的( )A．充分而不必要条件B．必要而不充分条件C．充要条件D．既不充分也不必要条件【答案】B【解析】根据线面垂直的判定，即直线垂直于面，需要直线垂直于面内相交额两条直线，故且，根据线面垂直的性质，直线垂直面，则垂直于面内的所有直线，故且，所以且是的必要不充分条件，故选B【考点】线面垂直的判断线面垂直的性质13.已知不重合的直线m、l和平面，且，．给出下列命题：①若，则；②若，则；③若，则；④若，则，其中正确命题的个数是（）A．1B．2C．3D．4【答案】B【解析】因为，，所以，，又，所以，.①正确；因为，，所以或，又，所以或相交或互为异面直线. ②不正确；因为，，所以，又，所以，故③不正确，④正确.选.【考点】平行关系，垂直关系.14.如图，在三棱柱ABCA1B1C1中，A1B⊥平面ABC，AB⊥AC，且AB＝AC＝A1B＝2.(1)求棱AA1与BC所成的角的大小；(2)在棱B1C1上确定一点P，使二面角P－AB－A1的平面角的余弦值为.【答案】（1）（2）P(1，3，2)【解析】(1)如图，以A为原点建立空间直角坐标系，则C(2，0，0)，B(0，2，0)，A1(0，2，2)，B1(0，4，2)，＝(0，2，2)，＝＝(2，－2，0)．cos〈，〉＝＝＝－，故AA1与棱BC所成的角是.(2)P为棱B1C1中点，设＝λ＝(2λ，－2λ，0)，则P(2λ，4－2λ，2)．设平面PAB的法向量为n1＝(x，y，z)，＝(2λ，4－2λ，2)，则故n1＝(1，0，－λ)，而平面ABA1的法向量是n2＝(1，0，0)，则cos〈n1，n2〉＝＝＝，解得λ＝，即P为棱B1C1中点，其坐标为P(1，3，2)．15.如图，在四棱锥PABCD中，M、N分别是侧棱PA和底面BC边的中点，O是底面平行四边形ABCD的对角线AC的中点．求证：过O、M、N三点的平面与侧面PCD平行．【答案】见解析【解析】∵O、M分别是AC、PA的中点，连结OM，则OM∥PC.∵OM∥平面PCD，PC平面PCD，∴OM∥平面PCD.同理，知ON∥CD.∵ON∥平面PCD，CD平面PCD，∴ON∥平面PCD.又OM∩ON于O，∴OM、ON确定一个平面OMN.由两个平面平行的判定定理知平面OMN与平面PCD平行，即过O、M、N三点的平面与侧面PCD平行．16.如图①，E、F分别是直角三角形ABC边AB和AC的中点，∠B＝90°，沿EF将三角形ABC折成如图②所示的锐二面角A1EFB，若M为线段A1C的中点．求证：(1)直线FM∥平面A1EB；(2)平面A1FC⊥平面A1BC.【答案】（1）见解析（2）见解析【解析】(1)取A1B中点N，连结NE、NM，则MN∥=BC，EF∥=BC，所以MN∥=FE，所以四边形MNEF为平行四边形，所以FM∥EN.又FM平面A1EB，EN∥平面A1EB，所以直线FM∥平面A1EB.(2)因为E、F分别为AB和AC的中点，所以A1F＝FC，所以FM⊥A1C.同理，EN⊥A1B.由(1)知FM∥EN，所以FM⊥A1B.又A1C∩A1B＝A1，所以FM⊥平面A1BC.因为FM平面A1FC，所以平面A1FC⊥平面A1BC17.由平面α外一点P引平面的三条相等的斜线段，斜足分别为A、B、C，O为△ABC的外心，求证：OP⊥α.【答案】见解析【解析】学生错解：证明：因为O为△ABC的外心，所以OA＝OB＝OC，又因为PA＝PB＝PC，PO公用，所以△POA，△POB，△POC都全等，所以∠POA＝∠POB＝∠POC＝90°，所以OP⊥α.审题引导：要记OP⊥α，需记OP垂直于α内两条相交的直线，由图形易知，可考虑证OP垂直于△ABC的两条边，注意到图中的等腰三角形PBC、OBC，不准找到证题途径．规范解答：证明：取BC的中点D，连结PD、OD，∵PB＝PC，OB＝OC，∴BC⊥PD，BC⊥OD，(5分)又PD平面POD，OD平面POD，且PD∩OD＝D，∴BC⊥平面POD.(8分)∵PO平面POD，∴BC⊥PO.同理AB⊥PO.(12分)又AB、BC是α内的两条相交直线，∴PO⊥α.(14分)错解分析：上述解法中∠POA＝∠POB＝∠POC＝90°，是对的，但它们为什么是直角呢？这里缺少必要的证明．18.如图，在直三棱柱ABCA1B1C1中，已知∠ACB＝90°，M为A1B与AB1的交点，N为棱B1C1的中点．(1)求证：MN∥平面AA1C1 C；(2)若AC＝AA1，求证：MN⊥平面A1BC.【答案】（1）见解析（2）见解析【解析】证明：(1)连结AC1，因为M为A1B与AB1的交点，所以M是AB1的中点．又N为棱B1C1的中点，所以MN∥AC1.又AC1平面AA1C1C，MN平面AA1C1C，所以MN∥平面AA1C1C.(2)由AC＝AA1，则四边形AA1C1C是正方形，所以AC1⊥A1C.因为ABCA1B1C1是直三棱柱，所以CC1⊥平面ABC.因为BC平面ABC，所以CC1⊥BC.因为∠ACB＝90°，所以AC⊥BC.因为CC1∩AC＝C，所以BC⊥平面AA1C1C，所以BC⊥AC1.又AC1平面AA1C1C，MN∥AC1，所以MN⊥A1C，MN⊥BC.又BC∩A1C＝C，所以MN⊥平面A1BC.19.如图，在三棱锥P－ABC中，△PAC，△ABC分别是以A、B为直角顶点的等腰直角三角形，AB＝1.现给出三个条件：①PB＝；②PB⊥BC；③平面PAB⊥平面ABC.试从中任意选取一个作为已知条件，并证明：PA⊥平面ABC；【答案】见解析【解析】(解法1)选取条件①，在等腰直角三角形ABC中，∵AB＝1，∴BC＝1，AC＝.又∵PA＝AC，∴PA＝.∴在△PAB中，AB＝1，PA＝.又∵PB＝，∴AB2＋PA2＝PB2.∴∠PAB＝90°，即PA⊥AB.又∵PA⊥AC，AB∩AC＝A，AB，AC真包含于平面ABC，∴PA⊥平面ABC.(解法2)选取条件②，∵PB⊥BC，又AB⊥BC，且PB∩AB＝B，∴BC⊥平面PAB.∵PA真包含于平面PAB，∴BC⊥PA.又∵PA⊥AC，且BC∩AC＝C，∴PA⊥平面ABC.(解法3)选取条件③，若平面PAB⊥平面ABC，∵平面PAB∩平面ABC＝AB，BC真包含于平面ABC，BC⊥AB，∴BC⊥平面PAB.∵PA真包含于平面PAB，∴BC⊥PA.∵PA⊥AC，且BC∩AC＝C，∴PA⊥平面ABC.20.如图，四边形ABCD为正方形，在四边形ADPQ中，PD∥QA.又QA⊥平面ABCD，QA＝AB＝PD.(1)证明：PQ⊥平面DCQ；(2)CP上是否存在一点R，使QR∥平面ABCD，若存在，请求出R的位置，若不存在，请说明理由．【答案】（1）见解析（2）存在CP中点R【解析】(1)证法一：∵QA⊥平面ABCD，∴QA⊥CD,由四边形ABCD为正方形知DC⊥AD，又QA、AD为平面PDAQ内两条相交直线，∴CD⊥平面PDAQ，∴CD⊥PQ，在直角梯形PDAQ中可得DQ＝PQ＝PD，则PQ⊥QD,又CD、QD为平面ADCB内两条相交直线，∴PQ⊥平面DCQ.证法二：∵QA⊥平面ABCD，QA平面PDAQ，∴平面PDAQ⊥平面ABCD，交线为AD.又四边形ABCD为正方形，DC⊥AD，∴DC⊥平面PDAQ，可得PQ⊥DC.在直角梯形PDAQ中可得DQ＝PQ＝PD，则PQ⊥QD,又CD、QD为平面ADCB内两条相交直线，∴PQ⊥平面DCQ.(2)存在CP中点R，使QR∥平面ABCD.证明如下：取CD中点T，连结QR、RT、AT，则RT∥DP，且RT＝DP，又AQ∥DP，且AQ＝DP，从而AQ∥RT，且AQ＝RT，∴四边形AQRT为平行四边形，所以AT∥QR，∵QR平面ABCD，AT平面ABCD，∴QR∥平面ABCD.21.从正方体ABCD－A1B1C1D1的8个顶点中任意取4个不同的顶点，这4个顶点可能是：(1)矩形的4个顶点；(2)每个面都是等边三角形的四面体的4个顶点；(3)每个面都是直角三角形的四面体的4个顶点；(4)有三个面是等腰直角三角形，有一个面是等边三角形的四面体的4个顶点．其中正确的结论有________个．【答案】4【解析】四边形ABCD适合(1)，四面体ACB1D1适合(2)，DB1C1D1适合(3)，DA1C1D1适合(4)，因此正确的结论有4个22.已知是两条不同的直线，是一个平面，且∥，则下列命题正确的是( ) A．若∥，则∥B．若∥，则∥C．若，则D．若，则【答案】D【解析】由∥，∥，可得或∥，不正确；由∥，∥，可得∥或，相交或，互为异面直线，不正确；由∥，，可得∥或，相交，不正确；由∥，，可得，正确.选.【考点】平行关系，垂直关系.【考点】二项式定理23.如图，正方体ABCD-A1B1C1D1中，AB＝2，点E为AD的中点，点F在CD上，若EF∥平面AB1C，则线段EF的长度等于________．【答案】【解析】∵EF∥平面AB1C，EF⊂平面ABCD，平面ABCD∩平面AB1C＝AC，∴EF∥AC，又∵E是AD的中点，∴F是CD的中点，即EF是△ACD的中位线，∴EF＝AC＝×2＝.24.已知直线l⊥平面α，直线m⊂平面β，给出下列命题：①α∥β⇒l⊥m；②α⊥β⇒l∥m；③l∥m⇒α⊥β；④l⊥m⇒α∥β.其中正确命题的序号是________．【答案】①③【解析】α∥β⇒直线l⊥平面β，由于直线m⊂平面β，∴l⊥m故①正确；由l∥m，直线l⊥平面α可推出直线m⊥平面α，而直线m⊂平面β，∴α⊥β故③正确．25.如图，四棱锥S-ABCD的底面为正方形，SD⊥底面ABCD，则下列结论中不正确的是() A．AC⊥SBB．AB∥平面SCDC．SA与平面SBD所成的角等于SC与平面SBD所成的角D．AB与SC所成的角等于DC与SA所成的角【答案】D【解析】选项A正确，因为SD垂直于底面ABCD，而AC⊂平面ABCD，所以AC⊥SD；再由四边形ABCD为正方形，所以AC⊥BD；而BD与SD相交，所以，AC⊥平面SBD，AC⊥SB.选项B正确，因为AB∥CD，而CD⊂平面SCD，AB⊄平面SCD，所以AB∥平面SCD.选项C正确，设AC与BD的交点为O，易知SA与平面SBD所成的角就是∠ASO，SC与平面SBD所成的角就是∠CSO，易知这两个角相等．选项D错误，AB与SC所成的角等于∠SCD，而DC与SA所成的角是∠SAB，这两个角不相等．26.如图，AB是圆的直径，PA垂直圆所在的平面，C是圆上的点．(1)求证：平面PAC⊥平面PBC；(2)若AB＝2，AC＝1，PA＝1，求二面角C－PB－A的余弦值．【答案】（1）见解析（2）【解析】(1)由AB是圆的直径，得AC⊥BC，由PA⊥平面ABC，BC⊂平面ABC，得PA⊥BC.又PA∩AC＝A，PA⊂平面PAC，AC⊂平面PAC，所以BC⊥平面PAC.因为BC⊂平面PBC，所以平面PBC⊥平面PAC.(2)过C作CM∥AP，则CM⊥平面ABC.如图，以点C为坐标原点，分别以直线CB、CA、CM为x轴，y轴，z轴建立空间直角坐标系．在Rt△ABC中，因为AB＝2，AC＝1，所以BC＝.因为PA＝1，所以A(0,1,0)，B(，0,0)，P(0,1,1)．故＝(，0,0)，＝(0,1,1)．设平面BCP的法向量为n1＝(x1，y1，z1)，则所以不妨令y1＝1，则n1＝(0,1，－1)．因为＝(0,0,1)，＝(，－1,0)，设平面ABP的法向量为n2＝(x2，y2，z2)，则所以不妨令x2＝1，则n2＝(1，，0)．于是cos〈n1，n2〉＝＝.由题图可判断二面角为锐角，所以二面角C－PB－A的余弦值为.27.如图，在四棱锥P-ABCD中，底面ABCD是直角梯形，，，DC=1，AB=2，PA⊥平面ABCD，PA=1．(1)求证：AB∥平面PCD；(2)求证：BC⊥平面PAC；【答案】(1)证明见解析；(2)证明：见解析.【解析】(1)由直线与平面平行的判定定理即得.(2)注意到在直角梯形ABCD中，过C作CE⊥AB于点E，四边形ADCE为矩形利用勾股定理计算三角形的边长，进一步得到再根据平面，即可得出平面.试题解析：(1)证明：，且平面，平面.∴∥平面. 5分(2)证明：在直角梯形ABCD中，过C作CE⊥AB于点E，则四边形ADCE为矩形∴，又，在，所以，则，∴ 9分又∵平面，，∴平面 12分【考点】直线与平面平行，勾股定理，垂直关系.28.在正方体中，是棱的中点，是侧面内的动点，且∥平面，记与平面所成的角为，下列说法错误的是（）A．点的轨迹是一条线段B．与不可能平行C．与是异面直线D．【答案】B【解析】由已知可取的中点,的中点,连结，易证平面∥平面，故可知点的轨迹是一条线段，与是异面直线，A、C对；当点与重合时与平行，B不对；在上取点F,连结，可证为与平面所成的角，当点F在MN的中点时最大，此时,则，D对，故选B.【考点】1.直线与平面平行的性质与判断；2.直线和平面的夹角；3.空间两直线的位置关系29.如图所示，正方体的棱长为1, 分别是棱，的中点，过直线的平面分别与棱、交于，设，，给出以下四个命题：①平面平面；②当且仅当时，四边形的面积最小；③四边形周长，是单调函数；④四棱锥的体积为常函数；以上命题中真命题的序号为。

第46讲 空间点、线、面的位置关系1.(2013·山东省青岛市上期期末检测)已知a 、b 、c 为三条不重合的直线，下面有三个结论：①若a ⊥b ，a ⊥c ，则b ∥c ；②若a ⊥b ，a ⊥c ，则b ⊥c ；③若a ∥b ，b ⊥c ，则a ⊥c .其中正确的个数为( )A ．0个B ．1个C ．2个D ．3个2.若直线l 与平面α不平行，则下列结论正确的是( )A ．α内的所有直线都与直线l 异面B ．α内不存在与l 平行的直线C ．α内的直线与l 都相交D ．直线l 与平面α有公共点3.正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中，E ，F 分别是线段C 1D ，BC 的中点，则直线A 1B 与直线EF 的位置关系是( )A ．相交B ．异面C ．平行D ．垂直4.四棱锥P -ABCD 的所有侧棱长都为5，底面ABCD 是边长为2的正方形，则CD 与P A 所成角的余弦值为( ) A.55 B.255C.45D.355.(2013·浙江瑞安期末质检)在正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中，M 、N 、P 、Q 分别是AB 、AA 1、C 1D 1、CC 1的中点，给出以下四个结论：①AC 1⊥MN ；②AC 1∥平面MNPQ ；③AC 1与PM 相交；④NC 1与PM 异面．其中正确结论的序号是__________．6.如图，ABCD -A 1B 1C 1D 1是长方体，其中AA 1＝a ，∠BAB 1＝∠B 1A 1C 1＝30°，则AB与A 1C 1所成的角为________，AA 1与B 1C 所成的角为__________．7.四棱锥P -ABCD 的顶点P 在底面ABCD 上的投影恰好是A ，其正视图与侧视图都是腰长为a 的等腰直角三角形，则在四棱锥P -ABCD 的任意两个顶点的连线中，互相垂直的异面直线共有 对．8.在长方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中，M 、N 分别是AD 、AB 的中点．求证：直线D 1M 、A 1A 、B 1N 三线共点．9.如图，在棱长为1的正方体ABCD-A1B1C1D1中，M，N，P分别为A1B1，BB1，CC1的中点．(1)求异面直线D1P与AM所成的角；(2)求异面直线CN与AM所成角的余弦值．第46讲 空间点、线、面的位置关系1．B ①b ，c 可能异面，也可能垂直；②b ，c 可能异面，也可能平行，故选B.2．D A 中过公共点的直线与直线l 相交，不异面，A 错误；B 、C 中l 在α内时，α内有无数多条直线与l 平行，B 、C 错误；直线l 与平面α不平行，则直线l 与α相交或在平面α内，即l 与α有一个或无穷多个公共点，D 正确，故选D.3．A 因为A 1B ∥D 1C ，D 1C ∩EF ＝E ，又EF ∥D 1B ，所以E ，F ，A 1，B 四点共面，所以EF 与A 1B 相交，选A.4．A 因为CD ∥AB ，则CD 与P A 所成的角就是∠P AB ，由余弦定理得cos ∠P AB ＝P A 2＋AB 2－PB 22P A ·AB ＝5＋4－52×5×2＝55. 5．①③④ 由图形可以观察出AC 1与平面MNPQ 相交于正方体中心，易知①③④正确．6．30° 45° 因为AB ∥A 1B 1，所以∠B 1A 1C 1是AB 与A 1C 1所成的角，所以AB 与A 1C 1所成的角为30°.因为AA 1∥BB 1，所以∠BB 1C 是AA 1与B 1C 所成的角．由已知条件可以得出BB 1＝a ，AB 1＝A 1C 1＝2a ，AB ＝3a ，所以B 1C 1＝a ，所以四边形BB 1C 1C 是正方形，所以∠BB 1C ＝45°.7．6 因为四棱锥P -ABCD 的顶点P 在底面ABCD 上的投影恰好是A ，其正视图与侧视图都是腰长为a 的等腰直角三角形，所以P A ⊥BC ，P A ⊥CD ，AB ⊥PD ，BD ⊥P A ，BD ⊥PC ，AD ⊥PB ，共6对．8．证明：连接MN 、B 1D 1、BD .因为M 、N 分别是AD 、AB 的中点， 所以MN 綊12BD . 又B 1D 1綊BD ，所以MN 綊12D 1B 1. 所以四边形MNB 1D 1为梯形．延长D 1M 、B 1N 相交于P 点．因为点P 在直线D 1M 上，所以点P 在平面A 1ADD 1内．同样，点P 在平面A 1ABB 1内．所以点P 在平面A 1ADD 1和平面A 1ABB 1的交线A 1A 上，故D 1M 、A 1A 、B 1N 三线共点．9．解析：(1)连接A 1N 、NP .由NP 綊A 1D 1，知四边形A 1NPD 1为平行四边形，所以A 1N ∥D 1P ，所以AM 与A 1N 相交所成锐角(或直角)即为异面直线D 1P 与AM 所成之角．在正方形A 1ABB 1中M 为A 1B 1中点，N 为B 1B 中点，由平面几何知识知AM ⊥A 1N . 所以异面直线D 1P 与AM 所成之角为90°.(2)在平面ABB 1A 1内作NQ ∥AM 交AB 于Q ，则∠QNC (或补角)为异面直线AM 与CN 所成之角．连接CQ ，因为AB ＝1，则BQ ＝14，QC ＝174，NC ＝52，QN ＝12AM ＝54， cos ∠QNC ＝NQ 2＋NC 2－QC 22·NQ ·NC ＝516＋54－17162×54×52＝25.。

第 60 讲 轨迹问题1.若动点 P 到定点 F(1，－ 1)的距离与到直线l ：x － 1＝0 的距离相等，则动点 P 的轨迹是 ( )A ．椭圆B ．双曲线C ．抛物线D ．直线2.方程 (x － y)2＋ ( xy －1)2＝0 表示的曲线是 ()A ．一条直线和一条双曲线B ．两条双曲线C ．两个点D ．以上答案都不对3.已知两定点 F 1(5,0)， F 2(－ 5,0)，曲线上的点 P 到 F 1， F 2 的距离之差的绝对值是 6，则该曲线的方程为 ( )A.x 2－ y 2＝ 1B. x 2 －y 2＝ 1916169x 2y 2y 2 x 2C.25－ 36＝ 1D.25－ 36＝ 14.已知双曲线的两个焦点为 F 1 (－ 5，0)，F 2( 5，0)，P 是此双曲线上的一点， 且 PF 1⊥ PF 2， |PF 1| |PF · 2|＝ 2，则该双曲线的方程是 ()2222A. x － y ＝ 1B.x－ y＝ 1233 222C. x－ y 2 ＝1 D ． x 2－ y＝ 14 45.已知动点 M(x ，y)到直线 l ：x ＝ 4 的距离是它到点 N(1,0)的距离的 2 倍，则动点 M 的轨迹 C 的方程为 .6.已知 A(0,7)，B(0，－ 7)，C(12,2) ，以 C 为一个焦点作过 A ，B 的椭圆，椭圆的另一 个焦点 F 的轨迹方程是.7.在直角坐标系中，△ ABC 的两个极点 A ，B 坐标分别为 A(－1,0)，B(1,0) ，平面内两 点 G ， M 同时知足以下条件：→ → →① GA ＋GB ＋ GC ＝ 0；②MA ＝ MB ＝MC ；→ → ③ GM ∥ AB.则△ ABC 的另一个极点 C 的轨迹方程为 __________________________ ．8.设点 P(x ，y)( y ≥0) 为平面直角坐标系 xOy 中的一个动点 ( 此中 O 为坐标原点 )，点 P 到定点 M(0， 1)的距离比点 P 到 x 轴的距离大1 . 22(1)求点 P 的轨迹方程；(2)若直线 l ： y ＝kx ＋ 1 与点 P 的轨迹订交于 A ， B 两点，且 |AB |＝ 2 6，求 k 的值．9.已知定点 F(0,1)和直线 l 1： y ＝－ 1，过定点 F 与直线 l 1 相切的动圆的圆心为点C.(1)求动点 C 的轨迹方程；→→(2)过点 F 的直线 l 2交轨迹于两点P， Q，交直线l1于点 R，求 RP·RQ的最小值．第 60讲 轨迹问题1．D 由于定点 F(1，－ 1)在直线 l ： x － 1＝0 上，因此轨迹为过 F(1 ，－ 1)与直线 l 垂直的一条直线，应选 D.2． C x － y ＝ 0(x － y)2＋ (xy － 1)2＝ 0? ，xy － 1＝ 0因此 x ＝ 1 或 x ＝－ 1y ＝ 1 .y ＝－ 13．Ax2y24． C 设双曲线的方程为a 2－b 2＝ 1.由题意 ||PF 1|－ |PF 2 ||＝2a ， |PF 1|2＋ |PF 2|2＝ (2 5)2. 又由于 |PF 1| |PF · 2|＝ 2，因此 a ＝2， b ＝ 1.x 2 2故双曲线方程为 4 － y ＝1.2 2 5. x ＋ y＝ 1 点 M(x ，y)到直线 x ＝4 的距离，是到点 N(1,0)的距离的 2 倍，则4 3 x 2 y 2|x － 4|＝2 2 2 x － 1 ＋ y ? ＋ ＝1.4 3 2 2因此，动点 M 的轨迹为椭圆，方程为 x ＋y＝ 1.x 24 326． y －＝ 1(y ≤－ 1)48分析：由题意知 |AC|＝13， |BC|＝ 15， |AB|＝ 14， 又 |AF|＋ |AC|＝ |BF|＋ |BC |，因此 |AF |－ |BF|＝ |BC|－ |AC |＝2，故点 F 的轨迹是以 A ， B 为焦点，实轴长为 2 的双曲线的下支．又 c ＝7， a ＝ 1，b 2＝ 48， 2因此点 F 的轨迹方程为y 2－ 48x＝ 1(y ≤－ 1)．22y7． x＋3＝1(y ≠0)→→→分析：由① GA ＋GB ＋GC ＝ 0，知 G 为三角形△ ABC 的重心． 由② MA ＝ MB ＝ MC ，知 M 为三角形△ ABC 的外心．x y 设 M(x 0， y 0) ，C(x ， y)，则 G(3， 3)． 由② MA ＝MB ＝ MC 知，x 0＋ 1 2＋ y 20＝ x 0－ 1 2＋ y 20＝ x 0－ x 2＋ y 0－ y 2 ，得 x 0＝ 0,1＋ y 20＝ x 2＋ (y － y 0)2， (*) 则 M(0， y→ ＝ (－ x， y － y→＝ (2,0) ，0)，GM 30)， AB3y2→→yy2由 GM ∥ AB 知 2(y 0－ )＝ 0，即 y 0＝ ，将其代入 (*) ，化简得 x ＋＝ 1.3 3x 2＋y23又由于 C 不可以在 x 轴上，因此 C 的轨迹方程为＝1(y ≠0)．318．分析： (1)过 P 作 x 轴的垂线且垂足为 N ，由题意可知 |PM |－ |PN|＝ 2， 而 y ≥0，因此 |PN|＝ y ， 因此x 2＋ y － 1 2＝ y ＋1，22化简得 x 2＝ 2y(y ≥ 0)为所求的方程．y ＝ kx ＋ 1(2)设 A(x 1， y 1)， B(x 2， y 2)，联立 x 2＝2y ，得 x 2－ 2kx －2＝ 0， 因此 x 1＋x 2＝2k ， x 1x 2＝－ 2.|AB|＝ 1＋ k 2x 1＋x 2 2－ 4x 1x 2＝ 1＋ k 2 4k 2＋ 8＝ 2 6，因此 k 4＋3k 2 －4＝ 0，而 k 2≥ 0，因此 k 2＝1，因此 k ＝ ±1.9．分析： (1)由题设知点 C 到点 F 的距离等于它到l 1 的距离， 因此点 C 的轨迹是以 F 为焦点， l 1 为准线的抛物线，因此动点 C 的轨迹方程为x 2＝ 4y.y ，得 x 2－(2)由题意知，直线 l 2 的方程可设为 y ＝ kx ＋ 1(k ≠0) ，与抛物线方程联立消去4kx － 4＝ 0.设 P(x 1，y 1)， Q(x 2 ，y 2 )，则 x 1 ＋x 2 ＝4k ， x 1x 2＝－ 4.又易得点 R 的坐标为 (－2，－ 1)，因此k→ →22，y 2 ＋ 1)RP ·RQ ＝ (x 1＋ ， y 1＋ 1) ·(x 2＋kk22＝ (x 1＋ k )(x 2＋ k )＋ (kx 1＋ 2)(kx 2＋ 2)22 4 ＝ (1＋ k )x 1x 2 ＋(k ＋ 2k)( x 1＋ x 2 )＋ k 2＋ 4＝－ 2＋ 4k( 2 4 4(1＋ k ) ＋ 2k)＋ 2＋ 4k k ＝ 4(k2＋ k 12)＋ 8.212由于 k ＋ 2≥ 2，当且仅当 k ＝ 1 时取等号，→ →因此 RP ·RQ ≥ 4×2＋ 8＝ 16，→ →即 RP ·RQ 的最小值为 16.。

8.2空间点、线、面的位置关系基础篇固本夯基考点一点、线、面的位置关系1.(2022届广东惠州一中月考,4)已知m,n为两条不同的直线,α,β为两个不同的平面,则下列说法正确的是()A.若m∥n,n⊂α,则m∥αB.若m∥α,n⊂α,则m∥nC.若m⊂α,n⊂β,m∥n,则α∥βD.若α∥β,m⊂α,则m∥β答案D2.(2022届山东潍坊10月月考,6)若m、n是两条不同的直线,α、β、γ是三个不同的平面,则下列命题中的真命题是()A.若m⊂β,α⊥β,则m⊥αB.若α∩γ=m,β∩γ=n,m∥n,则α∥βC.若m⊥β,m∥α,则α⊥βD.若α⊥γ,α⊥β,则β⊥γ答案C3.(2019上海春,15,5分)已知平面α、β、γ两两垂直,直线a、b、c满足:a⊂α,b⊂β,c⊂γ,则直线a、b、c 不可能满足以下哪种关系()A.两两垂直B.两两平行C.两两相交D.两两异面答案B4.(多选)(2020山东济宁期末,6)已知m、n为两条不重合的直线,α、β为两个不重合的平面,则下列说法正确的是()A.若m∥α,n∥β且α∥β,则m∥nB.若m∥n,m⊥α,n⊥β,则α∥βC.若m∥n,n⊂α,α∥β,m⊄β,则m∥βD.若m∥n,n⊥α,α⊥β,则m∥β5.(2021山东泰安模拟,6)设α、β是空间两个不同平面,a 、b 、c 是空间三条不同直线,下列命题为真命题的是( )A.若α∥β,b ∥α,则b ∥βB.若直线a 与b 相交,a ∥α,b ∥β,则α与β相交C.若α⊥β,a ∥α,则a ⊥βD.若α⊥β,α∩β=a,b ⊂α,b ⊥a,c ⊥β,则b ∥c答案 D6.(多选)(2021辽宁锦州一模,10)已知m,n 是互不重合的直线,α,β是互不重合的平面,下列四个命题中正确的是( )A.若m ⊂α,n ⊂α,m ∥β,n ∥β,则α∥βB.若m ∥α,m ∥β,α∩β=n,则m ∥nC.若m ⊥α,m ⊥n,α∥β,则n ∥βD.若m ⊥α,n ⊥β,m ⊥n,则α⊥β答案 BD7.(2019北京理,12,5分)已知l,m 是平面α外的两条不同直线.给出下列三个论断:①l ⊥m;②m ∥α;③l ⊥α.以其中的两个论断作为条件,余下的一个论断作为结论,写出一个正确的命题: .答案 若l ⊥m,l ⊥α,则m ∥α(答案不唯一)8.(2020新高考Ⅰ,16,5分)已知直四棱柱ABCD-A 1B 1C 1D 1的棱长均为2,∠BAD=60°.以D 1为球心,√5为半径的球面与侧面BCC 1B 1的交线长为 .答案 √2π2考点二 异面直线所成的角1.(2022届湖北部分学校11月质量检测,7)在长方体ABCD-A 1B 1C 1D 1中,BB 1=2AB=2BC,P,Q 分别为B 1C 1,BC 的中点,则异面直线AQ 与BP 所成角的余弦值是 ( )A.√55B.2√1717C.√8585D.2√85852. (2022届河南天一大联考阶段性测试一,7)如图,圆锥的底面直径AB=2,其侧面展开图为半圆,底面圆的弦AD=√3,则异面直线AD 与BC 所成的角的余弦值为( )A.0B.√33C.√34D.√22答案 C3.(2022届全国新高考月考一,5)如图是正方体的平面展开图,下列命题正确的是( )A.AB 与CF 成45°角B.BD 与EF 成45°角C.AB 与EF 成60°角D.AB 与CD 成60°角答案 D3. (2020辽宁葫芦岛月考,6)如图,在三棱锥D-ABC 中,AC ⊥BD,一平面截三棱锥D-ABC 所得截面为平行四边形EFGH.已知EF=√2,EH=√5,则异面直线EG 和AC 所成角的正弦值是 ( )A.√147B.√77C.√357D.√27答案 A5.(2022届重庆一中9月检测,6)在正方体ABCD-A 1B 1C 1D 1中,E 为棱CC 1的中点,则异面直线AE 与CD 所成角的正切值为( )A.√22B.√32C.√52D.√72答案 C6.(2021河北邯郸三模,6)如图,圆台OO 1的上底面半径为O 1A 1=1,下底面半径为OA=2,母线长AA 1=2,过OA 的中点B 作OA 的垂线交圆O 于点C,则异面直线OO 1与A 1C 所成角的大小为( )A.30°B.45°C.60°D.90°答案 B7.(2021全国乙理,5,5分)在正方体ABCD-A 1B 1C 1D 1中,P 为B 1D 1的中点,则直线PB 与AD 1所成的角为( )A.π2B.π3C.π4D.π6答案 D8.(2022届辽宁师大附中期中,5)如图,已知正三棱柱ABC-A 1B 1C 1的侧棱长为底面边长的2倍,M 是侧棱CC 1的中点,则异面直线AB 1和BM 所成的角的余弦值为( )A.-3√1020B.-316C.3√1020D.316 答案 C9.(2021河北张家口3月模考,4)在正方体ABCD-A 1B 1C 1D 1中,P 是正方形CDD 1C 1的中心,点Q 在线段AA 1上,且AQ=13AA 1,E 是BC 的中点,则异面直线PQ,DE 所成角的大小为( )A.30°B.45°C.60°D.90°答案 D10.(2021广东珠海综合测试,8)如图,在平行六面体ABCD-A 1B 1C 1D 1中,以顶点A 为端点的三条棱长都为1,且两两夹角为60°,则BD 1与AC 夹角的余弦值是( )3673答案B11.(2017课标Ⅲ理,16,5分)a,b为空间中两条互相垂直的直线,等腰直角三角形ABC的直角边AC所在直线与a,b都垂直,斜边AB以直线AC为旋转轴旋转,有下列结论:①当直线AB与a成60°角时,AB与b成30°角;②当直线AB与a成60°角时,AB与b成60°角;③直线AB与a所成角的最小值为45°;④直线AB与a所成角的最大值为60°.其中正确的是.(填写所有正确结论的编号)答案②③综合篇知能转换考法一点、线、面位置关系的判定及其应用1.(多选)(2022届重庆实验外国语学校入学考,9)设m、n是两条不同的直线,α、β是两个不同的平面,则以下结论正确的是()A.若α∥β,m⊂α,则m∥βB.若m⊂α,n⊂α,m∥β,n∥β,则α∥βC.若m∥α,m∥β,α∩β=n,则m∥nD.若m∥α,m⊥β,则α⊥β答案ACD2.(2022届湖南永州一中月考)已知α,β,γ是三个不同的平面,m,n是两条不同的直线,下列命题为真命题的是()A.若m∥α,m∥β,则α∥βB.若m∥α,n∥α,则m∥nC.若m⊥α,n⊥α,则m∥nD.若α⊥γ,β⊥γ,则α∥β答案C3.(2018课标Ⅰ理,12,5分)已知正方体的棱长为1,每条棱所在直线与平面α所成的角都相等,则α截此正方体所得截面面积的最大值为()4342答案 A考法二 异面直线所成角的求解方法1.(2017课标Ⅱ理,10,5分)已知直三棱柱ABC-A 1B 1C 1中,∠ABC=120°,AB=2,BC=CC 1=1,则异面直线AB 1与BC 1所成角的余弦值为 ( )A.√32B.√155C.√105D.√33答案 C2. (2021山东泰安三模,6)如图,AB 为圆锥底面直径,点C 是底面圆O 上异于A,B 的动点,已知OA=√3,圆锥侧面展开图是圆心角为√3π的扇形,当PB 与BC 所成角为π3时,PB 与AC 所成角为( )A.π3B.π6C.π4D.5π6答案 C3.(2021浙江台州中学统练,10)已知正三棱柱ABC-A 1B 1C 1的底面边长为√3,若此三棱柱外接球的表面积为5π,则异面直线AC 1与BA 1所成角的余弦值为( )A.18B.514C.-18D.-514 答案 A4.(2021山东滨州二模,7)在正方体ABCD-A 1B 1C 1D 1中,M 是棱DD 1的中点,P 是底面ABCD(包括边界)内的一个动点,若MP ∥平面A 1BC 1,则异面直线MP 与A 1C 1所成角的取值范围是( )A.(0,π3]B.[π6,π3]C.[π3,π2]D.[π3,π) 答案 C5.(2022届武汉二中期中,16)如图,已知平面四边形ABCD,AB=BC=3,CD=1,AD=√5,∠ADC=90°.沿直线AC将△DAC翻折成△D'AC,则⃗⃗⃗⃗ ·BD⃗⃗⃗⃗ =;当平面D'AC⊥平面ABC时,异面直线AC与BD'所成角的余弦值是.AC答案2;√696.(2020安徽望江中学月考(五),14)如图,三棱锥A-BCD中,AB=AC=BD=CD=3,AD=BC=2,点M,N分别是AD,BC 的中点,则异面直线AN,CM所成的角的余弦值是.答案787.(2022届广东惠州调研,15)如图,四边形ABCD和ADPQ均为正方形,它们所在的平面互相垂直,动点M在线段PQ上,E、F分别为AB、BC的中点,设异面直线EM与AF所成的角为θ,则cosθ的最大值为.答案25。