通辽市第一中学2024-2025学年高二上学期第一次月考数学试卷学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________的倾斜角是( )2.已知点A.3.若直线与互相垂直,则a 的值为( )A.-3B.1C.0或4.正方体中,E 为中点,则直线,所成角的余弦值为( )5.过点的直线在两坐标轴上的截距之和为零,则该直线方程为( )A. B.C.或 D.或6.平行六面体中,,7.已知点,,直线l 过点,且A ,B 两点在直线l 的同侧,则直线l 斜率的取值范围是( )A. B.20240y +-=(1,1,A -()1:13l ax a y +-=()()2:1233l a x a y -++=1111ABCD A B C D -AB 1A E 1C D ()1,4A 30x y -+=50x y +-=40x y -=50x y +-=40x y -=30x y -+=1111ABCD A B C D -1AB AD ==12AA =BAD ∠=11BAA DAA ∠=∠=1(1,1)A -(3,1)B (1,3)C (1,1)-()(),11,-∞-+∞C. D.8.数学家欧拉于1765年在他的著作《三角形的几何学》中首次提出定理:三角形的外心、重心、垂心依次位于同一直线上,且重心到外心的距离是重心到垂心距离的一半,这条直线被后人称之为三角形的欧拉线.已知的顶点为,,,则该三角形的欧拉线方程为( )A.D.二、多项选择题9.已知向量,,则下列结论中正确的是( )A.若,则,则C.不存在实数,使得 D.若,则10.以下四个命题叙述正确的是( )A.直线在x 轴上的截距是1B.直线和的交点为P ,且P 在直线上,则k 的值是C.设点是直线D.直线,若,则或211.如图,在棱长为2的正方体中,E 为的中点,若一点P 在底面内(包括边界)移动,且满足,则( )A.与平面B.点到C.线段的长度的最大值为(,1)(0,1)-∞- ()()1,01,-+∞ ABC △()0,0A ()5,0B ()2,4C 12y x =-12y x =210y x =-+210y x =-(1,1,)a m =- (2,1,2)b m =--||2a =m =b ⊥1m =-λa bλ=1a b ⋅=-(1,2,2)a b +=-- 210x y -+=0x ky +=2380x y ++=10x y --=12-(,)M x y 2x y +-=1:310L ax y ++=()2:2110L x a y +++=12//L L 3a =-1111ABCD A B C D -BC ABCD 11B P D E ⊥1D E 11CC D 1A 1D E 1B PD.与的数量积的范围是三、填空题12.两平行直线与之间的距离为______________.13.已知空间向量,,向量在向量上的投影向量的坐标为__________.14.在等腰直角三角形ABC 中,,点P 是边AB 上异于A ,B 的一点,光线从点P 出发经BC ,CA 反射后又回到点P ,若光线QR 经过的重心,则的周长是______________.四、解答题15.已知的三个顶点分别为,,,BC 中点为D 点,求:(1)边所在直线的方程(2)边上中线AD 所在直线的方程(3)边的垂直平分线的方程.16.棱长为2的正方体中,E ,F 分别是,的中点,G 在棱CD 上,且,H 是的中点.(1)证明:;(2)求.17.设直线l 的方程为.(1)求证:不论a 为何值,直线l 必过一定点P ;(2)若直线l 分别与x 轴正半轴,y 轴正半轴交于点,,当面积最小时,求此时的直线方程;(3)当直线l 在两坐标轴上的截距均为正整数且a 也为正整数时,求直线l 的方程.PA PE 4,15⎡⎤-⎢⎥⎣⎦210x y --=4230x y -+=()2,2,1a =- ()3,0,4b = a b4AB AC ==ABC △PQR △ABC △()30A -,()2,1B ()2,3C -BC ;BC ;BC 1DD DB 13CG CD =1C G1EF B C ⊥1,cos EF C G 〈〉()()1520a x y a a ++--=∈R (),0A A x ()0,B B y AOB △18.如图,在四棱锥中,平面平面ABCD ,,,,M 为棱PC 的中点.(1)证明:平面PAD ;(2)若,(i )求二面角的余弦值;Q 的值;若不存在,说明理由.19.有一块直角三角形的板置于平面直角坐标系中,已知,,点是三角形内一点,现在由于三角板中阴影部分受到损坏,为把损坏部分锯掉,可用经过点的一条直线,将三角板铝成,问:应该如何锯法,即直线斜率为多少时,可使三角板的面积最大?P ABCD -PDC ⊥AD DC ⊥//AB DC 112AB CD AD ===//BM PC =1PD =P DM B --1AB OB ==AB OB ⊥11,24P ⎛⎫⎪⎝⎭P MN AMN △MN AMN △参考答案1.答案:A解析:由题意可知直线故选:A.2.答案:A解析:点关于z 轴的对称点为B ,故选:A.3.答案:D解析:因为,则,即,解得或.故选:D.4.答案:B解析:如图,以D 为坐标原点,,,分别为x,y,z 轴,建立空间直角坐标系,设正方体的棱长为2,则,,,,可得,,则所以直线,故选:B.AB =(1,1,2)A -()1,1,2-=12l l ⊥()()()11230a a a a -+-+=()()130a a -+=1a =3a =-DA DC 1DD ()12,0,2A ()2,1,0E ()0,0,0D ()10,2,2C ()10,1,2A E =- ()10,2,2DC =111111cos ,A E DC A E DC A E DC ⋅===⋅1A E 1C D5.答案:D解析:当直线过原点时在两坐标轴上的截距都为0,满足题意,又因为直线过点,所以直线方程为,即,,因为点在直线上,,解得,所以直线方程为,故所求直线方程为或.故D 项正确.故选:D 6.答案:A解析:由题意得,故7.答案:A解析:由题意,点,,,根据斜率公式,可得,,如图所示,要使得直线l 过点,且A ,B 两点在直线l 的同侧,则直线l 斜率的取值范围是.故选:A.8.答案:A()1,4A 4=4y x =40x y -=1ya +=-()1,4A 41a =-3a =-30x y -+=40x y -=30x y -+=111BD BA BC BB AB AD AA =++=-++()2222211111222BD AB AD AA AB AD AA AB AD AB AA AD AA =-++=++-⋅-⋅+⋅ ππ1140212cos 212cos 33=++--⨯⨯+⨯⨯=1BD = (1,1)A -(3,1)B (1,3)C 1AC k =1EC k =-(1,3)C (1,1)-解析:由重心坐标公式可得:重心,即.由,,可知外心M 在的垂直平分线上,所以设外心解得,则,故欧拉线方程为:,即:故选:A.9.答案:ACD解析:对于A 项,由,解得,故A 项正确;对于B 项,由可得,解得,故B 项错误;对于C 项,假设存在实数,使得,则,所以不存在实数,使得,故C 项正确;对于D 项,由可得,解得,所以,故D 项正确.故选:ACD.10.答案:BC解析:对于A,直线在轴上的截距是052004,33G ++++⎛⎫ ⎪⎝⎭74,33G ⎛⎫ ⎪⎝⎭()0,0A ()5,0B AB 5,2M a ⎛ ⎝=a =55,24M ⎛⎫⎪⎝⎭4513475232GMk -==--417323y x ⎛⎫-=-- ⎪⎝⎭12y x =-+||2a =2=m =a b ⊥ 2120a b m m ⋅=-+-+=1m =λa b λ= 121(1)2m m λλλλ=-⎧⎪-=-⇒∈∅⎨⎪=⎩λa b λ=1a b ⋅=-2121m m -+-+=-0m =(1,2,2)a b +=-- 210x y -+=x由解得,即,则,解得对于D,当时,直线重合,D 错误.故选:BC.11.答案:ABD解析:如图,以D 为坐标原点,,,分别为x ,y ,z 轴,建立空间直角坐标系,则,,,,,设,,可得,,若,则,可得,则,解得,即,.对于选项A :可知平面的法向量,则所以与平面,故A 正确;对于选项B :因为,238010x y x y ++=⎧⎨--=⎩12x y =-⎧⎨=-⎩(1,2)P --120k --=k =minOM==2a =12:2310,:2310L x y L x y ++=++=DA DB 1DD ()2,0,0A ()1,2,0E ()12,0,2A ()12,2,2B ()10,0,2D (),,0P x y [],0,2x y ∈()12,2,2B P x y =--- ()11,2,2D E =-11B P D E ⊥()1122240B P D E x y ⋅=-+-+=22x y =-022202y y ≤-≤⎧⎨≤≤⎩01y ≤≤()22,,0P y y -[]0,1y ∈11CC D D ()1,0,0n =1111cos ,13n D E n D E n D E ⋅===⨯⋅1D E 11CC D D ()112,0,0D A =所以点到,故B正确;对于选项C :因为,且,可得当且仅当,所以线段的长度的最大值为3,故C 错误;对于选项D :因为,,则且,可知当取到最小值当时,取到最大值1;所以与的数量积的范围是,故D 正确;故选:ABD.解析:由,可得,所以与13.答案:.解析:以A 为坐标原点,AB 所在直线为x 轴,AC 所在直线为y 轴,建立如图所示的平面直角坐标系,则,,,1A 1D E ==()()12,2,22,2,2B P x y y y =---=---=[]0,1y ∈y =1B P ()2,,0PA y y =- ()21,2,0PE y y =--()()22221255PA PE y y y y y ⎛⎫⋅=---=-- ⎪⎝⎭ []0,1y ∈y =PE ⋅ 1y =PA PE ⋅PA PE 4,15⎡⎤-⎢⎥⎣⎦210x y --=4220x y --=210x y --=423x y -+==68,0,55⎛⎫⎪⎝⎭()()()2222683,01030,43,0,4,40,555⋅+⎛⎫=⋅= ⎪⎝⎭+()4,0B ()0,4C ()0,0A所以直线BC 的方程为.设,点P 关于直线BC 的对称点为,点P 关于y 轴的对称点为,易得,,易知直线就是所在的直线.所以直线的方程为.设的重心为G ,则,,即,所以(舍去)或所以,.所以15.答案:(1)(2)(3)解析:(1)故边所在直线的方程为:,化简得到.40x y +-=(),0(04)P t t <<1P 2P ()14,4P t -()2,0P t -12PP RQ RQ ()44ty x t t-=⨯++ABC △44,33G ⎛⎫⎪⎝⎭4443t t t -⎛⎫=⋅+ ⎪+⎝⎭2340t t -=0t =t =184,3P ⎛⎫ ⎪⎝⎭24,03P ⎛⎫-⎪⎝⎭△=240x y +-=2360x y -+=220x y -+=3122BC k -==--BC ()1122y x -=--240x y +-=(2)中点D 为,即,故故AD 所在直线的方程为,即.(3)故垂直平分线的斜率为,中点为,故垂直平分线的方程为,即.16.答案:(1)见解析解析:(1)如图,以D 为原点,DA ,DC ,分别为x ,y ,z 轴,建立空间直角坐标系,则,,,,,,,因为,,所以,所以,即.(2)因为BC 2213,22-+⎛⎫ ⎪⎝⎭()0,2()2003AD k -==--223y x =+2360x y -+=BC k =2k =()0,222y x =+220x y -+=1DD D xyz -()0,0,0D ()0,0,1E ()1,1,0F ()0,2,0C ()10,2,2C ()12,2,2B 40,,03G ⎛⎫ ⎪⎝⎭()1,1,1EF =- ()12,0,2B C =-- ()()()()()11,1,12,0,21210120EF B C ⋅=-⋅--=⨯-+⨯+-⨯-= 1EF B C ⊥ 1EF B C ⊥120,,23C G ⎛=-- ⎝又且所以17.答案:(1)(2)(3)解析:(1)由得,则,解得,不论a 为何值,直线l 必过一定点;(2)由,当时,,当时,又由,得,,当且仅当,,直线方程为.(3)直线l 在两坐标轴上的截距均为正整数,即,直线l 的方程为.||EF = ()1221,1,10,,2233EF C G ⎛⎫⋅=-⋅--=-= ⎪⎝⎭111cos ,EF C G EF C G EF C G ⋅=== ()2,3P 32120x y +-=390x y +-=()1520a x y a ++--=()250a x x y -++-=2050x x y -=⎧⎨+-=⎩23x y =⎧⎨=⎩∴()2,3P ()1520a x y a ++--=0x =52B y a =+0y =A x =5205201B A y a a x a =+>⎧⎪⎨+=>⎪+⎩1a >-()()152191524112121221212AOB a S a a a a ⎡⎤+⎡⎤∴=⋅+⋅=+++≥=⎢⎥⎢⎥++⎣⎦⎣⎦△()41a +==()4,0A ∴()0,6B ∴32120x y +-=52+5221a a +=++ 2a =∴390x y +-=18.答案:(1)证明见解析(2)(i )解析:(1)取PD 的中点N ,连接AN ,MN ,如图所示:为棱PC 的中点,,,,,,,四边形ABMN 是平行四边形,,又平面PAD,平面PAD ,平面PAD .(2),,,,平面平面ABCD ,平面平面,平面PDC ,平面ABCD ,又AD ,平面ABCD ,,而,,以点D 为坐标原点,DA ,DC ,DP 所在直线分别为x ,y ,z 轴建立空间直角坐标系,如图:则,,,,M 为棱PC 的中点,,,(i ),,设平面BDM 的一个法向量为,则,令,则,,PQ =M ∴//MN CD 12MN CD = //AB CD 12AB CD =∴//AB MN AB MN =∴∴//BM AN BM ⊄MN ⊂∴//BM PC =1PD =2CD =∴222PC PD CD =+∴PD DC ⊥ PDC ⊥PDC ABCD DC =PD ⊂∴PD ⊥CD ⊂∴PD AD ⊥PD CD ⊥AD DC ⊥∴(0,0,1)P (0,0,0)D (1,0,0)A (0,2,0)C ∴10,1,2M ⎛⎫ ⎪⎝⎭()1,1,0B 10,1,2DM ⎛⎫= ⎪⎝⎭ ()1,1,0DB = (),,n x y z = 1020n DM y z n DB x y ⎧⋅=+=⎪⎨⎪⋅=+=⎩2z =1,1y x =-=∴()1,1,2n =-平面PDM 的一个法向量为,根据图形得二面角为钝角,则二面角的余弦值为设,,则,,由(2)知平面BDM 的一个法向量为,,.解析:依题意,直线MN 过点且斜率存在,设直线MN 的方程为,,直线OA 的方程为,直线AB 的方程为,由知:,,可得或,由知:,()1,0,0DA = ∴cos ,n DA n DA n DA⋅=== P DM B --P DM B --PQ PA λ=01λ<<(),0,1Q λλ-()1,1,1BQ λλ=--- ()1,1,2n =- ()11212BQ n λλλ⋅=-++-=- =∴λ=PQ =11,24P ⎛⎫ ⎪⎝⎭1142y k x ⎛⎫-=- ⎪⎝⎭AB ⊥1∴y x =1x =1142y k x y x ⎧⎛⎫-=-⎪ ⎪⎝⎭⎨⎪=⎩()()2121,4141k k M k k ⎛⎫-- ⎪ ⎪--⎝⎭0≥1k >12k ≤11421y k x x ⎧⎛⎫-=-⎪ ⎪⎝⎭⎨⎪=⎩211,4k N +⎛⎫ ⎪⎝⎭,可得,,且设,,,,则,即,在是增函数,当0≥k ≥12k ∴-≤≤∴()()112121111141422441321AMN k k S AN h k k k ⎡⎤+-⎛⎫⎤⎡==--=-++⎢⎥ ⎪⎥⎢--⎝⎭⎦⎣⎣⎦△()11[414]321AMN S k k ∴=-++-△12k -≤≤131[,]22t k =-∈()4f t t =+12t t ≤<≤()()1212121144f t f t t t t t ⎛⎫⎛⎫-=+-+= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭1212t t ≤<≤120t t >120t t -<1240t t >()()120f t f t -<()()12f t f t <()f t ∴13[,]22∴t =()f t ==max 1204323⎛⎫=+= ⎪⎝⎭。