北师大版数学必修二1.3.1 (27)
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北师大版高中数学必修二全册同步习题含解析目录第1章立体几何初步 1.1.1习题第1章立体几何初步 1.1.2习题第1章立体几何初步 1.2习题第1章立体几何初步 1.3.1习题第1章立体几何初步 1.3.2习题第1章立体几何初步 1.4.1习题第1章立体几何初步 1.4.2习题第1章立体几何初步 1.5.1.1习题第1章立体几何初步 1.5.1.2习题第1章立体几何初步 1.5.2习题第1章立体几何初步 1.6.1.1习题第1章立体几何初步 1.6.1.2习题第1章立体几何初步 1.6.2习题第1章立体几何初步 1.7.1习题第1章立体几何初步 1.7.2习题第1章立体几何初步 1.7.3习题第1章立体几何初步习题课习题第1章立体几何初步检测习题第2章解析几何初步 2.1.1习题第2章解析几何初步 2.1.2.1习题第2章解析几何初步 2.1.2.2习题第2章解析几何初步 2.1.3习题第2章解析几何初步 2.1.4习题第2章解析几何初步 2.1.5.1习题第2章解析几何初步 2.1.5.2习题第2章解析几何初步 2.2.1习题第2章解析几何初步 2.2.2习题第2章解析几何初步 2.2.3.1习题第2章解析几何初步 2.2.3.2习题第2章解析几何初步 2.3.1-2.3.2习题第2章解析几何初步 2.3.3习题第2章解析几何初步检测习题模块综合检测习题北师大版2018-2019学年高中数学必修2习题01第一章立体几何初步§1简单几何体1.1简单旋转体1.下列说法正确的是()A.圆锥的母线长等于底面圆直径B.圆柱的母线与轴垂直C.圆台的母线与轴平行D.球的直径必过球心答案:D2.下面左边的几何体是由选项中的哪个图形旋转得到的()解析:选项B中的图形旋转后为两个共底面的圆锥;选项C中的图形旋转后为一个圆柱与一个圆锥的组合体;选项D中的图形旋转后为两个圆锥与一个圆柱的组合体.答案:A3.用一个平面去截一个几何体,得到的截面一定是圆面,则这个几何体是()A.圆锥B.圆柱C.球D.圆台答案:C4.AB为圆柱下底面内任一不过圆心的弦,过AB和上底面圆心作圆柱的一截面,则这个截面是()A.三角形B.矩形C.梯形D.以上都不对解析:如图所示,由于圆柱的上下底面相互平行,故过AB和上底面圆心作圆柱的一截面与上底面的交线CD 必过上底面圆心,且CD∥AB,在圆柱的侧面上,连接A,C(或B,D)两点的线是曲线,不可能是直线.故这个截面是有两条边平行、另两边是曲线的曲边四边形.故选D.答案:D5.以钝角三角形的较短边所在的直线为轴,其他两边旋转一周所得的几何体是()A.两个圆锥拼接而成的组合体B.一个圆台C.一个圆锥D.一个圆锥挖去一个同底的小圆锥解析:如图所示.旋转一周后其他两边形成的几何体为在圆锥AO的底部挖去一个同底的圆锥BO.答案:D6.点O1为圆锥高上靠近顶点的一个三等分点,过O1与底面平行的截面面积是底面面积的()A.13B.23C.14D.19解析:如图所示,由题意知SO1∶SO=1∶3,∴O1B∶OA=1∶3,∴S☉O1∶S☉O=1∶9,故选D.答案:D7.下列说法中错误的是.①过圆锥顶点的截面是等腰三角形;②过圆台上底面中心的截面是等腰梯形;③圆柱的轴截面是过母线的截面中面积最大的一个.答案:②8.若过轴的截面是直角三角形的圆锥的底面半径为r,则其轴截面的面积为.解析:由圆锥的结构特征,可知若过轴的截面为直角三角形,则为等腰直角三角形,其斜边上的高为r,所以S=12×2r2=r2.答案:r29.已知圆锥的母线与旋转轴所成的角为30°,母线的长为2,则其底面面积为.解析:如图所示,过圆锥的旋转轴作截面ABC,设圆锥的底面半径为r,底面圆心为O.∵△ABC为等腰三角形,∴△ABO为直角三角形.又∠BAO=30°,∴BO=r=1AB=2.∴底面圆O的面积为S=πr2=π2.答案:π10.把一个圆锥截成圆台,已知圆台的上、下底面的半径比是1∶4,母线长是10 cm,求这个圆锥的母线长.分析:处理有关旋转体的问题时,一般要作出其过轴的截面,在这个截面图形中去寻找各元素之间的关系.解:设圆锥的母线长为y cm,圆台上、下底面的半径分别为x cm,4x cm.作圆锥过轴的截面如图所示.在Rt△SOA中,O'A'∥OA,则SA'SA =O'A'OA,即y-10y =x4x,解得y=403.故圆锥的母线长为40cm.11.圆锥的底面半径为r,母线长是底面半径的3倍,在底面圆周上有一点A,求一个动点P自点A出发在侧面上绕一周回到点A的最短路程.解:沿圆锥的母线SA将侧面展开,如图所示.则线段AA1就是所求的最短路程.∵弧A1A的长为2πr,SA=3r,设弧A1A所对的圆心角为α,∴απ·3r=2πr,∴α=120°.∴AA1=SA·cos30°×2=3r×3×2=33r,即所求最短路程是33r.1.2简单多面体1.关于棱柱,下列说法正确的是()A.只有两个面平行B.所有的棱都相等C.所有的面都是平行四边形D.两底面平行,侧棱也互相平行解析:正方体可以有六个面平行,故选项A错误;长方体并不是所有的棱都相等,故选项B错误;三棱柱的底面是三角形,故选项C错误;由棱柱的概念知,两底面平行,侧棱也互相平行,故选项D正确.答案:D2.一个正棱锥的底面边长与侧棱长相等,则该棱锥一定不是()A.正三棱锥B.正四棱锥C.正五棱锥D.正六棱锥解析:由于正六边形的中心到顶点的距离与边长都相等,故正六棱锥的侧棱长必大于底面边长.答案:D3.棱台不一定具有的性质是()A.两底面相似B.侧面都是梯形C.侧棱都相等D.侧棱延长后都交于一点解析:由棱台的定义可知,棱台是用平行于棱锥底面的平面去截棱锥而得到的,所以A,B,D选项都成立,只有选项C不一定成立.答案:C4.下列图形中,不是三棱柱的展开图的是()解析:根据三棱柱的结构特征知,A,B,D中的展开图都可还原为三棱柱,但是C中展开图还原后的几何体没有下底面,故不是三棱柱的展开图.答案:C5.下列说法正确的个数为()①存在斜四棱柱,其底面为正方形;②存在棱锥,其所有面均为直角三角形;③任意的圆锥都存在两条母线互相垂直;④矩形绕任意一条直线旋转都可以形成圆柱.A.1B.2C.3D.4解析:①存在斜四棱柱,其底面为正方形,正确.②正确.如图所示.③不正确,圆锥轴截面的顶角小于90°时就不存在.④不正确,矩形绕其对角线所在直线旋转,不能围成圆柱.故答案为B.答案:B6.用一个平行于棱锥底面的平面截这个棱锥,截得的棱台上、下底面的面积之比为1∶4,截去的棱锥的高是3 cm,则棱台的高是()A.12 cmB.9 cmC.6 cmD.3 cm解析:棱台的上、下底面的面积之比为1∶4,则截去的棱锥的高与原棱锥的高的比为1∶2,棱台的高是3cm.答案:D7.有下列四个结论:①各侧面是全等的等腰三角形的四棱锥是正四棱锥;②底面是正多边形的棱锥是正棱锥;③三棱锥的所有面可能都是直角三角形;④四棱锥中侧面最多有四个直角三角形.其中正确的有(填正确结论的序号).答案:③④8.如图所示,将装有水的长方体水槽固定底面一边后将水槽倾斜一个小角度,则倾斜后水槽中的水形成的几何体的形状是.解析:如图所示,假设以AB边固定进行倾斜,则几何体BB2C2C-AA2D2D一定为棱柱.答案:棱柱9.在侧棱长为23的正三棱锥P−ABC中,∠APB=40°,E,F分别是PB,PC上的点,过点A,E,F作截面AEF,则△AEF周长的最小值是.解析:将正三棱锥的三个侧面展开,如图所示.则当E,F为AA1与PB,PC的交点时,△AEF的周长最小,最小值为2AP·cos30°=2×23×3=6.答案:610.把右图中的三棱台ABC-A1B1C1分成三个三棱锥.解:如图所示,分别连接A1B,A1C,BC1,则将三棱台分成了三个三棱锥,即三棱锥A-A1BC,B1-A1BC1,C-A1BC1.(本题答案不唯一)11.试从正方体ABCD-A1B1C1D1的八个顶点中任取若干,连接后构成以下空间几何体,并且用适当的符号表示出来.(1)只有一个面是等边三角形的三棱锥.(2)四个面都是等边三角形的三棱锥.(3)三棱柱.解:(1)如图所示,三棱锥A1-AB1D1(答案不唯一).(2)如图所示,三棱锥B1-ACD1(答案不唯一).(3)如图所示,三棱柱A1B1D1-ABD(答案不唯一).★12.如图所示,在正三棱柱ABC-A1B1C1中,AB=3,AA1=4,M为AA1的中点,P是BC上的一点,且由点P沿棱柱侧面经过棱CC1到M的最短路线的长为设这条最短路线与CC1的交点为N.求:(1)该三棱柱的侧面展开图的对角线的长;(2)求PC和NC的长.解:(1)正三棱柱ABC-A1B1C1的侧面展开图是一个长为9,宽为4的矩形,其对角线长为92+42=97.(2)如图所示,将侧面BB1C1C绕棱CC1旋转120°使其与侧面AA1C1C在同一平面上,则点P旋转到点P1的位置,连接MP1交CC1于点N,则MP1的长等于由点P沿棱柱侧面经过棱CC1到点M的最短路线的长.设PC=x,则P1C=x.在Rt△MAP1中,由勾股定理,得(3+x)2+22=29,解得x=2,所以PC=P1C=2,又NCMA =P1CP1A=25,所以NC=45.§2直观图1.关于用斜二测画法所得的直观图,以下说法正确的是()A.等腰三角形的直观图仍是等腰三角形B.正方形的直观图为平行四边形C.梯形的直观图不是梯形D.正三角形的直观图一定为等腰三角形解析:根据斜二测画法的规则知,正方形的直观图为平行四边形.答案:B2.水平放置的△ABC,有一条边在水平线上,它的斜二测直观图是正三角形A'B'C',则△ABC是()A.锐角三角形B.直角三角形C.钝角三角形D.任意三角形解析:根据斜二测画法的规则,可知△ABC中有一个角是钝角,所以△ABC是钝角三角形.答案:C3.如图所示为一平面图形的直观图,则此平面图形可能是()答案:C4.对于一条边在x轴上的三角形,采用斜二测画法作出其直观图,则其直观图的面积是原三角形面积的()A.2倍B.2C.2D.1解析:由于平行于y轴的线段其平行性不变,长度变为原来的一半,又直观图中∠x'O'y'=45°,设原三角形的面积为S,其直观图的面积为S',则S'=1×2S=2S.答案:B5.一个水平放置的三角形的直观图是等腰直角三角形A'B'O',如图所示,若O'B'=1,那么原△ABO的面积是()A.12B.22C.2D.22解析:由斜二测画法,可知原三角形为直角三角形,且∠AOB=90°,OB=1,OA=2O'A'=22,∴S△AOB=12×1×22= 2.故选C.答案:C6.已知△A'B'C'为水平放置的△ABC的直观图,如图所示,则在△ABC的三边及中线AD中,最长的线段是()A.ABB.ADC.BCD.AC解析:由斜二测画法,可知原图形为直角三角形.AC为斜边,D为BC的中点,故AC>AD,故最长线段为AC.答案:D7.一个平面图形的斜二测直观图是腰长为2的等腰直角三角形,如图,则其平面图形的面积为.答案:48.已知正三角形ABC的边长为a,则水平放置的△ABC的直观图△A'B'C'的面积为.解析:图①、图②分别为实际图形和直观图.由图可知A'B'=AB=a,O'C'=1OC=3a,在图②中作C'D'⊥A'B'于点D',则C'D'=2O′C′=6a.所以S△A'B'C'=12A′B′·C'D'=12×a×68a=616a2.答案:616a29.在等腰梯形ABCD中,上底边CD=1,AD=CB=2,下底边AB=3,按平行于上、下底边取x轴,则直观图A′B′C′D′的面积为.解析:等腰梯形ABCD的高为1,且直观图A'B'C'D'仍为梯形,其高为1sin45°=2,故面积为1×(1+3)×2= 2.答案:2210.画出如图所示放置的直角三角形的直观图.解:画法:(1)画x'轴和y'轴,使∠x'O'y'=45°(如图②所示);(2)在原图中作BD⊥x轴,垂足为D(如图①所示);(3)在x'轴上截取O'A'=OA,O'D'=OD,在y'轴上截取O'C'=12OC,过D'作B'D'∥y'轴,使D'B'=1BD;(4)连线成图(擦去辅助线)(如图③所示).11.用斜二测画法得到一水平放置的Rt△ABC,AC=1,∠ABC=30°,如图所示,试求原三角形的面积.解:如图所示,作AD⊥BC于点D,令x'轴与y'轴的交点为E,则DE=AD,在Rt△ABC中,由∠ABC=30°,AC=1,可知BC=2,AB= 3.由AD⊥BC,AD=DE,可知AD=32,AE=62,由斜二测画法可知,原三角形A'B'C'中,B'C'=BC=2,A'E'=2AE=6,且A'E'⊥B'C',所以S△A'B'C'=1B′C′·A'E'=1×2×6= 6.★12.画水平放置的圆锥的直观图.分析用斜二测画法画水平放置的圆锥的直观图,由于圆锥底面可以看作是水平放置的,因此,只需先画轴,再画底面和高即可.解:(1)画轴,如图所示,画x轴、y轴、z轴,使∠xOy=45°,∠xOz=90°;(2)画圆锥的底面,画出底面圆的直观图,与x轴交于A,B两点;(3)画圆锥的顶点,在Oz上截取点P,使得PO等于圆锥的高;(4)连线成图,连接P A,PB,并加以整理(擦去辅助线,将被遮挡的部分改为虚线),得圆锥的直观图.§3三视图3.1简单组合体的三视图1.用一个平行于水平面的平面去截球,得到如图所示的几何体,则它的俯视图是()解析:截去的平面在俯视图中看不到,故用虚线,因此选B.答案:B2.下列各几何体的三视图中,有且仅有两个视图相同的是()A.①②B.①③C.①④D.②④解析:①中正方体的三视图均相同;②中圆锥的主视图和左视图相同;③中三棱台的三视图各不相同;④中正四棱锥的主视图和左视图相同.答案:D3.某几何体的主视图和左视图均如图所示,则该几何体的俯视图不可能是()解析:D选项的主视图为,故不可能是D选项.答案:D4.如图所示,若△A'B'C'为正三角形,与底面不平行,且CC'>BB'>AA',则多面体的主视图为()解析:因为△A'B'C'为正三角形,面A'B'BA向前,所以主视图不可能是A,B,C三个选项,只能是D.答案:D5.“牟台方盖”是我国古代数学家刘徽在研究球的体积的过程中构造的一个和谐优美的几何体.它由完全相同的四个曲面构成,相对的两个曲面在同一个圆柱的侧面上,好似两个扣合(牟合)在一起的方形伞(方盖).其直观图如图所示,图中四边形是为体现其直观性所作的辅助线.当其主视图和左视图完全相同时,它的俯视图可能是()答案:B6.如图所示,画出四面体AB1CD1三视图中的主视图,若以面AA1D1D为投影面,则得到的主视图为()解析:显然AB1,AC,B1D1,CD1分别投影得到主视图的外轮廓,B1C为可见实线,AD1为不可见虚线.故A正确.答案:A★7.如图所示,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,E为棱BB1的中点,若用过点A,E,C1的平面截去该正方体的上半部分,则剩余几何体的左视图为()设过点A,E,C1的截面与棱DD1相交于点F,且F是棱DD1的中点,该正方体截去上半部分后,剩余几何体如图所示,则它的左视图应选C.答案:C8.如图所示,图①②③是图④表示的几何体的三视图,其中图①是,图②是,图③是(填写视图名称).解析:由三视图可知,①为主视图,②为左视图,③为俯视图.答案:主视图左视图俯视图9.如图(a)所示,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,P为正方体的中心,则△P AC在该正方体各个面上的射影可能是图(b)中的(把可能的序号都填上).图(a)图(b)解析:要考虑△P AC在该正方体各个面上的射影,在上、下两个面上的射影是①,在前后左右四个面上的射影是④.答案:①④10.(1)画出如图①所示组合体的三视图;(2)图②所示的是一个零件的直观图,试画出这个几何体的三视图.图①图②解(1)该组合体是由一个四棱柱和一个圆锥拼接而成,其三视图如图所示.(2)作出三视图如图所示.★11.如图是根据某一种型号的滚筒洗衣机抽象出来的几何体,数据如图所示(单位:cm).试画出它的三视图.解这个几何体是由一个长方体挖去一个圆柱体构成的,三视图如图所示.3.2由三视图还原成实物图1.若一个几何体的主视图和左视图都是等腰梯形,俯视图是两个同心圆,则这个几何体可能是()A.圆柱B.圆台C.圆锥D.棱台答案:B2.某几何体的三视图如图所示,则该几何体是()A.棱台B.棱柱C.棱锥D.以上均不对解析:由相似比,可知几何体的侧棱相交于一点.答案:A3.如图所示是底面为正方形、一条侧棱垂直于底面的四棱锥的三视图,则该四棱锥的直观图是下列各图中的()解析:由俯视图排除B,C选项;由主视图、左视图可排除A选项,故选D.答案:D4.某几何体的三视图如图所示,则这个几何体是()A.三棱锥B.四棱锥C.四棱台D.三棱台解析:因为主视图和左视图为三角形,可知几何体为锥体.又俯视图为四边形,所以该几何体为四棱锥,故选B.答案:B5.如图所示,网格纸的各小格都是正方形,粗实线画出的是一个几何体的三视图,则这个几何体是()A.三棱锥B.三棱柱C.四棱锥D.四棱柱解析:由题知,该几何体的三视图为一个三角形,两个四边形,经分析可知该几何体为三棱柱,故选B.答案:B6.一块石材表示的几何体的三视图如图所示,将该石材切削、打磨,加工成球,则能得到的最大球的半径等于()A.1B.2C.3D.4解析:由三视图画出直观图如图所示,判断这个几何体是底面边长为6,8,10的直角三角形,高为12的躺下的直=2,这就是做成的最大球的半径.三棱柱,直角三角形的内切圆的半径为r=6+8-102答案:B7.把边长为2的正方形ABCD沿对角线BD折起,连接AC,得到三棱锥C-ABD,其主视图、俯视图均为全等的等腰直角三角形(如图所示),其左视图的面积为.解析:如图所示,根据两个视图可以推知折起后∠CEA=90°,其侧视图是一个两直角边长为1的等腰直角三.角形,所以左视图的面积为12答案:18.用n个体积为1的正方体搭成一个几何体,其主视图、左视图都是如图所示的图形,则n的最大值与最小值之差是.解析:由主视图、左视图可知,正方体个数最少时,底层有3个小正方体,上面有2个,共5个;个数最多时,底层有9个小正方体,上面有2个,共11个.故n的最大值与最小值之差是6.答案:69.下图是一个几何体的三视图,想象该几何体的几何结构特征,画出该几何体的形状.解由于俯视图中有一个圆和一个四边形,则该几何体是由旋转体和多面体构成的组合体,结合左视图和主视图,可知该几何体是由上面一个圆柱、下面一个四棱柱拼接成的组合体.该几何体的形状如图所示.★10.已知几何体的三视图如图所示,用斜二测画法画出它的直观图.解由三视图可知其几何体是底面边长为2,高为3的正六棱锥,其直观图如图所示.§4空间图形的基本关系与公理第1课时平面性质1.两个平面重合的条件是()A.有四个公共点B.有无数个公共点C.有一条公共直线D.有两条相交公共直线解析:由两条相交直线确定一个平面知D选项正确.答案:D2.与“直线l上两点A,B在平面α内”含义不同的是()A.l⫋αB.直线l在平面α内C.直线l上只有这两个点在平面α内D.直线l上所有的点都在平面α内答案:C3.有下列说法:①梯形的四个顶点在同一平面内;②三条平行直线必共面;③有三个公共点的两个平面必重合.其中正确的个数是()A.0B.1C.2D.3解析:梯形是一个平面图形,所以其四个顶点在同一个平面内,故①正确;两条平行直线确定1个平面,三条平行直线确定1个或3个平面,故②错误;三个公共点可以同在两个相交平面的交线上,故③错误.答案:B4.设P表示一个点,a,b表示两条直线,α,β表示两个平面,给出下列四个命题,其中正确的命题是()①P∈a,P∈α⇒a⫋α;②a∩b=P,b⫋β⇒a⫋β;③a∥b,a⫋α,P∈b,P∈α⇒b⫋α;④α∩β=b,P∈α,P∈β⇒P∈b.A.①②B.②③C.①④D.③④答案:D5.三棱台ABC-A'B'C'的一条侧棱AA'所在直线与平面BCC'B'之间的关系是()A.相交B.平行C.直线在平面内D.平行或直线在平面内解析:棱台就是棱锥被一个平行于底面的平面截去一个棱锥得到的,所以延长棱台各侧棱可以恢复成棱锥的形状,由此可知三棱台的一条侧棱所在直线与其对面所在的平面相交.答案:A6.如图所示,平面α∩平面β=l,A∈α,B∈α,AB∩l=D,C∈β,且C∉l,则平面ABC与平面β的交线是()A.直线ACB.直线BCC.直线ABD.直线CD解析:由题意知,平面ABC与平面β有公共点C,根据公理3,这两平面必定相交,有且只有一条经过C的交线,由于两点确定一条直线,所以只要再找到两平面的另一个公共点即可.显然点D在直线AB上,从而它在平面ABC内,而点D又在直线l上,所以它又在平面β内,所以点D也是平面ABC与平面β的公共点.因此平面ABC 与平面β的交线是直线CD.答案:D7.已知点P在平面α外,点A,B,C在平面α内且不共线,A',B',C'分别在P A,PB,PC上,若A'B',B'C',A'C'与平面α分别交于D,E,F三点,则D,E,F三点()A.成钝角三角形B.成锐角三角形C.成直角三角形D.在一条直线上解析:本题考查三点关系,根据两平面公共点在其交线上,知D,E,F三点共线,故选D.答案:D8.在正方体ABCD-A1B1C1D1中,P,Q,R分别是AB,AD,B1C1的中点,那么,正方体的过P,Q,R的截面图形是()A.三角形B.四边形C.五边形D.六边形解析:如图所示,作GR∥PQ交C1D1于G,延长QP与CB延长线交于M,连接MR交BB1于E,连接PE.同理延长PQ交CD延长线于点N,连接NG交DD1于F,连接QF.所以截面PQFGRE为六边形.故选D.答案:D9.四条线段首尾相接得到一个四边形,当且仅当它的两条对角线时,能得到一个平面图形.解析:由公理1,2知当两条对角线相交时为平面图形,当两条对角线不共面时为空间四边形.答案:相交10.一个平面内不共线的三点到另一个平面的距离相等且不为零,则这两个平面的位置关系是.解析:当三点在另一个平面同侧时,这两个平面平行,当三点不在另一个平面同侧时,这两个平面相交.答案:平行或相交11.过已知直线a外的一点P,与直线a上的四个点A,B,C,D分别画四条直线,求证:这四条直线在同一平面内.证明:如图所示,因为点P在直线a外,所以过直线a及点P可作一平面α,因为A,B,C,D均在a上,所以A,B,C,D均在α内,所以直线P A,PB,PC,PD上各有两个点在α内,由公理2可知,直线P A,PB,PC,PD均在平面α内,故这四条直线在同一平面内.12.如图所示,正方体ABCD-A1B1C1D1的棱长为a,M,N分别是AA1,D1C1的中点,过D,M,N三点的平面与正方体下底面相交于直线l.试画出直线l的位置,并说明理由.解:如图所示,连接DM并延长,交D1A1的延长线于点P',连接NP',则直线NP'即为所求直线l.理由如下: 如图所示,连接DN,∵P'=DM∩D1A1,且DM⫋平面DMN,D1A1⫋平面A1B1C1D1,∴P'∈平面DMN∩平面A1B1C1D1.又N∈平面DMN∩平面A1B1C1D1,∴由公理3知,直线NP'为平面DMN与平面A1B1C1D1的交线.第2课时 异面直线所成的角1.若直线a ∥b ,b ∩c=A ,则直线a 与c 的位置关系是( ) A.异面 B.相交 C.平行 D.异面或相交答案:D2.在三棱锥A-BCD 中,E ,F ,G 分别是AB ,AC ,BD 的中点,如果AD 与BC 所成的角是60°,那么∠FEG 为( ) A .60° B .30°C .120°D .60°或120° 解析:异面直线AD 与BC 所成的角可能等于∠FEG ,也可能等于∠FEG 的补角.答案:D3.若空间中四条两两不同的直线l 1,l 2,l 3,l 4满足l 1⊥l 2,l 2∥l 3,l 3⊥l 4,则下列结论一定正确的是( ) A .l 1⊥l 4 B .l 1∥l 4C .l 1与l 4既不垂直也不平行D .l 1与l 4的位置关系不确定解析:因为l 2∥l 3,所以l 1⊥l 3,l 3⊥l 4.实质上就是l 1与l 4同垂直于一条直线,所以l 1⊥l 4,l 1∥l 4,l 1与l 4既不垂直也不平行都有可能成立,故l 1与l 4的位置关系不确定. 答案:D4.如图,在某个正方体的表面展开图中,l 1,l 2是两条面对角线,则在正方体中,l 1与l 2( ) A.互相平行 B.异面且互相垂直 C.异面且夹角为60° D.相交且夹角为60°解析:将表面展开图还原成正方体如图所示,则B ,C 两点重合.故l 1与l 2相交,连接AD ,△ABD 为正三角形,所以l 1与l 2的夹角为60°. 答案:D5.在三棱柱ABC-A 1B 1C 1中,若点E ,F 分别在AB ,AC 上,且AE=13AB ,AF=13AC ,则下列说法正确的是( ) A.EF ⊥BB 1 B.EF ∥A 1B 1 C.EF ∥B 1C 1D.EF ∥AA 1解析:∵AE=1AB ,AF=1AC ,∴EF ∥BC.又ABC-A1B1C1为棱柱,∴BC∥B1C1.∴EF∥B1C1.答案:C6.下列说法正确的是()A.空间中没有交点的两条直线是平行直线B.一条直线和两条平行直线中的一条相交,则它和另一条也相交C.空间四条直线a,b,c,d,如果a∥b,c∥d,且a∥d,那么b∥cD.分别在两个平面内的直线是平行直线解析:A,B选项中,两直线可能异面,D选项中两直线可能相交,也可能异面.答案:C7.如图是一个正方体的表面展开图,如果将它还原为正方体,那么AB,CD,EF,GH这四条线段所在直线是异面直线的有对.解析:将图形还原成正方体,观察有AB与CD,AB与GH,EF与GH共3对异面直线.答案:38.如图,已知长方体ABCD-A1B1C1D1中,A1A=AB,E,F分别是BD1和AD中点,则异面直线CD1,EF所成的角的大小为.答案:90°9.如图所示,在四棱锥C-ABED中,底面ABED是梯形.若AB∥DE,DE=2AB,且F是CD的中点,P是CE的中点,则AF与BP的位置关系是.解析:连接PF,∵P,F分别是CE,CD的中点,∴PF∥ED,且PF=1ED.2又AB∥ED,且DE=2AB,∴AB∥PF,且AB=PF,即四边形ABPF是平行四边形,∴BP∥AF.答案:平行10.如图所示,在三棱锥P-ABC中,D,E是PC上不重合的两点,F,H分别是P A,PB上的点,且与点P不重合.求证:EF和DH是异面直线.证明∵P A∩PC=P,∴P A,PC确定一个平面α.∵E∈PC,F∈P A,∴E∈α,F∈α,∴EF⫋α.∵D∈PC,∴D∈α,且D∉EF.又PB∩α=P,H∈PB,且点H与点P不重合,∴H∉α,DH∩α=D,且DH与EF不相交,于是直线EF和DH是异面直线.★11.如图所示,在空间四边形ABCD中,两条对边AB=CD=3,E,F分别是另外两条对边AD,BC上的点,且AE=BF=1,EF=5,求AB和CD所成的角的大小.解如图所示,过点E作EO∥AB,交BD于点O,连接OF,所以AEED =BOOD,所以BOOD=BFFC,所以OF∥CD.所以∠EOF或其补角是AB和CD所成的角.在△EOF中,OE=2AB=2,OF=1CD=1,又EF=5,所以EF2=OE2+OF2,所以∠EOF=90°.即异面直线AB和CD所成的角为90°.★12.在梯形ABCD中(如图①所示),AB∥CD,E,F分别为BC和AD的中点,将平面CDFE沿EF翻折起来,使CD到C'D'的位置,G,H分别为AD'和BC'的中点,得到如图②所示的立体图形.求证:四边形EFGH为平行四边形.。
§3 组合第1课时 组合与组合数公式1.理解组合的定义,正确认识组合与排列的区别与联系.(易混点)2.理解排列数与组合数之间的联系,掌握组合数公式,能运用组合数公式进行计算.(重点)3.会解决一些简单的组合问题.(难点)[基础·初探]教材整理1 组合的概念阅读教材P 12~P 13“练习1”以上部分,完成下列问题.一般地,从n 个不同的元素中,任取m(m≤n)个元素________,叫作从n 个不同元素中取出m 个元素的一个组合.【答案】 为一组下面几个问题中属于组合问题的是( )①由1,2,3,4构成的双元素集合;②5个队进行单循环足球比赛的分组情况;③由1,2,3构成两位数的方法;④由1,2,3组合无重复数字的两位数的方法.A .①③B .②④C .①②D .①②④【解析】 ①②为组合问题,与顺序无关,③④为排列问题,与顺序有关.【答案】 C教材整理2 组合数的概念、公式、性质阅读教材P 13“练习1”以下至P 16部分,完成下列问题.组合数定义从n 个不同元素中取出m(m≤n)个元素的________的个数,叫作从n 个不同元素中取出m 个元素的组合数表示法________乘积式C =________=________mn 组合数公式阶乘式C =________mn 性质C =________,C =________mn m n +1备注①n,m∈N +且m≤n;②规定:C =10n 【答案】 所有组合 C mn Am nAm m C n n -1 n -2 … n -m +1 m !n !m ! n -m !n -m n C +C mn m -1n1.甲、乙、丙三地之间有直达的火车,相互之间的距离均不相等,则车票票价的种数是________.【解析】 甲、乙、丙三地之间的距离不等,故票价不同,同距离两地票价相同,故该问题为组合问题,不同票价的种数为C ==3.233×22【答案】 32.C =________,C =________.261718【解析】 C ==15,266×52C =C =18.1718118【答案】 15 18[质疑·手记]预习完成后,请将你的疑问记录,并与“小伙伴们”探讨交流:疑问1: 解惑: 疑问2: 解惑: 疑问3: 解惑: [小组合作型]组合的概念 判断下列各事件是排列问题还是组合问题.(1)10支球队以单循环进行比赛(每两队比赛一次),这次比赛需要进行多少场次?(2)10支球队以单循环进行比赛,这次比赛冠、亚军获得者有多少种可能?(3)从10个人里选3个代表去开会,有多少种选法?(4)从10个人里选出3个不同学科的课代表,有多少种选法?【精彩点拨】 要确定是组合还是排列问题,只需确定取出的元素是否与顺序有关.【自主解答】 (1)是组合问题,因为每两个队比赛一次并不需要考虑谁先谁后,没有顺序的区别.(2)是排列问题,因为甲队得冠军、乙队得亚军与甲队得亚军、乙队得冠军是不一样的,是有顺序的区别.(3)是组合问题,因为3个代表之间没有顺序的区别.(4)是排列问题,因为3个人中,担任哪一科的课代表是有顺序的区别.1.根据排列与组合的定义进行判断,区分排列与组合问题,先确定完成的是什么事件,然后看问题是否与顺序有关,与顺序有关的是排列,与顺序无关的是组合.2.区分有无顺序的方法把问题的一个选择结果写出来,然后交换这个结果中任意两个元素的位置,看是否会产生新的变化,若有新变化,即说明有顺序,是排列问题;若无新变化,即说明无顺序,是组合问题.[再练一题]1.从5个不同的元素a ,b ,c ,d ,e 中取出2个,写出所有不同的组合.【解】 要想写出所有组合,就要先将元素按照一定顺序排好,然后按顺序用图示的方法将各个组合逐个标出来,如图所示:由此可得所有的组合为ab ,ac ,ad ,ae ,bc ,bd ,be ,cd ,ce ,de.组合数公式的应用 (1)式子可表示为( )n n +1 n +2 … n +100100!A .A B .C 100n +100100n +100C .101C D .101C 100n +100101n +100(2)求值:C +C .5-n n 9-n n +1【精彩点拨】 根据题目的特点,选择适当的组合数公式进行求值或证明.【自主解答】 (1)分式的分母是100!,分子是101个连续自然数的乘积,最大的为n +100,最小的为n ,故n n +1 n +2 … n +100 100!=101·n n +1 n +2 … n +100101!=101C .101n +100【答案】 D (2)由组合数定义知:Error!所以4≤n≤5,又因为n∈N +,所以n =4或5.当n =4时,C +C =C +C =5;5-n n 9-n n +1145当n =5时,C +C =C +C =16.5-n n 9-n n +10546关于组合数计算公式的选取1.涉及具体数字的可以直接用公式C ==计m n Am n Am m n n -1 n -2 … n -m +1m !算.2.涉及字母的可以用阶乘式C =计算.mn n !m ! n -m !3.计算时应注意利用组合数的性质C =C 简化运算.mn n -m n[再练一题]2.求等式=中的n 值.C 5n -1+C 3n -3C 3n -3195【解】 原方程可变形为+1=,C =C ,C 5n -1C 3n -31955n -11453n -3即n -1 n -2 n -3 n -4 n -5 5!=·,化简整理,得n 2-3n -54=0.解此二次方程,得145 n -3 n -4 n -5 3!n =9或n =-6(不合题意,舍去),所以n =9为所求.[探究共研型]组合的性质探究1 试用两种方法求:从a ,b ,c ,d ,e 5人中选出3人参加数学竞赛,2人参加英语竞赛,共有多少种选法?你有什么发现?你能得到一般结论吗?【提示】 法一:从5人中选出3人参加数学竞赛,剩余2人参加英语竞赛,共C =35=10(种)选法.5×4×33×2×1法二:从5人中选出2人参加英语竞赛,剩余3人参加数学竞赛,共C ==10(种)不同选法.255×42经求解发现C =C .推广到一般结论有C =C .3525m n n -m n 探究2 从含有队长的10名排球队员中选出6人参加比赛,共有多少种选法?【提示】 共有C ==210(种)选法.61010×9×8×7×6×56×5×4×3×2×1探究3 在探究2中,若队长必须参加,有多少种选法?若队长不能参加有多少种选法?由探究2、3,你发现什么结论?你能推广到一般结论吗?【提示】 若队长必须参加,共C =126(种)选法.若队长不能参加,共C =84(种)5969选法.由探究2、3发现从10名队员中选出6人可分为队长参赛与队长不参赛两类,由分类加法计数原理可得:C =C +C .6105969一般地:C =C +C .m n +1m n m -1n (1)计算C +C +C +…+C 的值为( )34353632 016A .C B .C 42 01752 017C .C -1D .C -142 01752 017(2)解方程3C =5A ;7x -32x -4(3)解不等式C >C .4n 6n 【精彩点拨】 恰当选择组合数的性质进行求值、解方程与解不等式.【自主解答】 (1)C +C +C +…+C 34353632 016=C +C +C +…+C 2 016-C 4343534=C +C +...+C -1= (4)53532 016=C +C -1=C -1.42 01632 01642 017【答案】 C(2)由排列数和组合数公式,原方程可化为3·=5·, x -3 ! x -7 !4! x -4 ! x -6 !则=,即为(x -3)(x -6)=40.3 x -3 4!5x -6∴x 2-9x -22=0,解得x =11或x =-2.经检验知x =11是原方程的根,x =-2是原方程的增根.∴方程的根为x =11.(3)由C >C ,得4n 6n Error!⇒Error!⇒Error!又n∈N +,∴该不等式的解集为{6,7,8,9}.1.性质“C =C ”的意义及作用mn n -m n2.与排列组合有关的方程或不等式问题要用到排列数、组合数公式,以及组合数的性质,求解时,要注意由C 中的m∈N +,n∈N +,且n≥m 确定m ,n 的范围,因此求解后要m n 验证所得结果是否符合题意.[再练一题]3.(1)化简:C -C +C =________;9m 9m +18m (2)已知C -C =C ,求n 的值.7n +17n 8n 【解析】 (1)原式=(C +C )-C =C -C =0.9m 8m 9m +19m +19m +1【答案】 0(2)根据题意,C -C =C ,7n +17n 8n 变形可得C =C +C ,7n +18n 7n由组合数的性质,可得C =C ,故8+7=n +1,7n +18n +1解得n =14.[构建·体系]1.下列四个问题属于组合问题的是( )A .从4名志愿者中选出2人分别参加导游和翻译的工作B .从0,1,2,3,4这5个数字中选取3个不同的数字,组成一个三位数C .从全班同学中选出3名同学出席深圳世界大学生运动会开幕式D .从全班同学中选出3名同学分别担任班长、副班长和学习委员【解析】 A ,B ,D 项均为排列问题,只有C 项是组合问题.【答案】 C2.若A =12C ,则n 等于( )3n 2n A .8 B .5或6C . 3或4D .4【解析】 A =n(n -1)(n -2),C =n(n -1),3n 2n 12所以n(n -1)(n -2)=12×n(n -1).12由n∈N +,且n≥3,解得n =8.【答案】 A3.C +C 的值为________. 【导学号:62690012】5868【解析】 C +C =C ===84.5868699!6!×3!9×8×73×2×1【答案】 844.6个朋友聚会,每两人握手1次,一共握手______次.【解析】 每两人握手1次,无顺序之分,是组合问题,故一共握手C =15次.26【答案】 155.已知C ,C ,C 成等差数列,求C 的值.4n 5n 6n 12n 【解】 由已知得2C =C +C ,5n 4n 6n 所以2·=+,n !5! n -5 !n !4! n -4 !n !6! n -6 !整理得n 2-21n +98=0,解得n =7或n =14,要求C 的值,故n≥12,所以n =14,12n 于是C =C ==91.121421414×132×1我还有这些不足:(1) (2) 我的课下提升方案:(1) (2) 学业分层测评(建议用时:45分钟)[学业达标]一、选择题1.以下四个命题,属于组合问题的是( )A .从3个不同的小球中,取出2个排成一列B .老师在排座次时将甲、乙两位同学安排为同桌C .在电视节目中,主持人从100位幸运观众中选出2名幸运之星D .从13位司机中任选出两位开同一辆车往返甲、乙两地【解析】 从100位幸运观众中选出2名幸运之星,与顺序无关,是组合问题.【答案】 C2.某新农村社区共包括8个自然村,且这些村庄分布零散,没有任何三个村庄在一条直线上,现要在该社区内建“村村通”工程,共需建公路的条数为( )A .4B .8C .28D .64【解析】 由于“村村通”公路的修建,是组合问题.故共需要建C =28条公路.28【答案】 C3.组合数C (n>r≥1,n ,r∈N +)恒等于( )r n A.C B .(n +1)(r +1)C r +1n +1r n -1r n -1C .nrC D.C r n-1nr r n-1【解析】 C =·==C .n r r n -1n r n -1 ! r -1 ! n -r !n !r ! n -r !r n 【答案】 D4.满足方程Cx 2-x 16=C 的x 值为( )5x -516A .1,3,5,-7B .1,3C .1,3,5D .3,5【解析】 依题意,有x 2-x =5x -5或x 2-x +5x -5=16,解得x =1或x =5;x =-7或x =3,经检验知,只有x =1或x =3符合题意.【答案】 B5.异面直线a ,b 上分别有4个点和5个点,由这9个点可以确定的平面个数是( )A .20B .9 C .C D .C C +C C 3924152514【解析】 分两类:第1类,在直线a 上任取一点,与直线b 可确定C 个平面;第214类,在直线b 上任取一点,与直线a 可确定C 个平面.故可确定C +C =9个不同的平151415面.【答案】 B 二、填空题6.C +C +C +…+C 的值等于________.0314251821【解析】 原式=C +C +C +…+C =C +C +…+C =C +C =C =C =7 041425182115251821172118211822422315.【答案】 7 3157.设集合A ={a 1,a 2,a 3,a 4,a 5},则集合A 中含有3个元素的子集共有________个.【导学号:62690013】【解析】 从5个元素中取出3个元素组成一组就是集合A 的子集,则共有C =10个35子集.【答案】 108.10个人分成甲、乙两组,甲组4人,乙组6人,则不同的分组种数为________.(用数字作答)【解析】 从10人中任选出4人作为甲组,则剩下的人即为乙组,这是组合问题,共有C =210种分法.410【答案】 210三、解答题9.从1,2,3,4,5,6六个数字中任选3个后得到一个由这三个数组成的最小三位数,则可以得到多少个不同的这样的最小三位数?【解】 从6个不同数字中任选3个组成最小三位数,相当于从6个不同元素中任选3个元素的一个组合,故所有不同的最小三位数共有C ==20个.366×5×43×2×110.(1)求式子-=中的x ;1Cx 51Cx 6710Cx 7(2)解不等式C >3C .m -18m 8【解】 (1)原式可化为:-=,∵0≤x≤5,∴x 2-23x +42=0,x ! 5-x !5!x ! 6-x !6!7·x ! 7-x !10·7!∴x=21(舍去)或x =2,即x =2为原方程的解.(2)由>,8! m -1 ! 9-m !3×8!m ! 8-m !得>,∴m>27-3m ,19-m 3m ∴m>=7-.27414又∵0≤m-1≤8,且0≤m≤8,m∈N,即7≤m≤8,∴m=7或8.[能力提升]1.已知圆上有9个点,每两点连一线段,若任意两条线的交点不同,则所有线段在圆内的交点有( )A .36个B .72个C .63个D .126个【解析】 此题可化归为圆上9个点可组成多少个四边形,所有四边形的对角线交点23个数即为所求,所以交点为C =126个.49【答案】 D2.从4台甲型和5台乙型电视机中任意取出3台,其中至少有甲型和乙型电视机各1台,则不同的取法共有( ) 【导学号:62690014】A .140种B .84种C .70种D .35种【解析】 可分两类:第一类,甲型1台、乙型2台,有C ·C =4×10=40(种)取1425法,第二类,甲型2台、乙型1台,有C ·C =6×5=30(种)取法,共有70种不同的取2415法.【答案】 C3.对所有满足1≤m<n≤5的自然数m ,n ,方程x 2+C y 2=1所表示的不同椭圆的个数mn 为________.【解析】 ∵1≤m<n≤5,所以C 可以是mn C ,C ,C ,C ,C ,C ,C ,C ,C ,C ,其中C =C ,C =C ,C =C ,C =C ,∴121323142434152535451323143415452535方程x 2+C y 2=1能表示的不同椭圆有6个.mn 【答案】 64.证明:C =C .mn nn -m m n -1【证明】 C =·n n -m m n -1n n -m n -1 !m ! n -1-m !=n !m ! n -m !=C .mn。
高中数学课本内容及其重难点北师大版高中数学必修一1、集合的基本关系ﻫ·2、集合·第一章集合(考点的难度不是很大,是高考的必考点)ﻫ·的含义与表示ﻫ·3、集合的基本运算(重点)(2课时)1、生活中的变量关系··第二章函数ﻫ·4、二次函数性质的再研究(重点)3、函数的单调性(重点)ﻫ· 2、对函数的进一步认识ﻫ··5、简单的幂函数(5课时)ﻫ·第三章指数函数和对数函数·2、指数概念的扩充·1、正整数指数函数ﻫ· 3、指数函数(重点)· 4、对数· 5、对数函数(重点)· 6、指数函数、幂函数、对数函数增减性(重点)(3课时)ﻫ·第四章函数应用ﻫ·1、函数与方程ﻫ·2、实际问题的函数建模(2课时)北师大版高中数学必修二·第一章立体几何初步ﻫ·1、简单几何体ﻫ2、三视图(重点)·· 3、直观图(1课时)ﻫ·4、空间图形的基本关系与公理(重点)ﻫ·5、平行关系(重点)ﻫ·6、7、简单几何体的面积和体积(重点)·垂直关系(重点)ﻫ· 8、面积公式和体积公式的简单应用(重点、难点)(4课时)·第二章解析几何初步·3、空间直角坐标系· 1、直线与直线的方程ﻫ·2、圆与圆的方程ﻫ(4课时)北师大版高中数学必修三1、统计活动:随机选取数字··第一章统计ﻫ· 2、从普查到抽样ﻫ·3、抽样方法6、用样本估计总体·4、统计图表ﻫ·5、数据的数字特征(重点)ﻫ·· 7、统计活动:结婚年龄的变化· 8、相关性ﻫ·9、最小二乘法(3课时)ﻫ·第二章算法初步· 1、算法的基本思想·3、排序问题(重点)· 2、算法的基本结构及设计(重点)ﻫ·4、几种基本语句(2课时)1、随机事件的概率(重点)··第三章概率ﻫ· 2、古典概型(重点)·3、模拟方法――概率的应用(重点、难点)(4课时)ﻫ北师大版高中数学必修四·第一章三角函数·1、周期现象与周期函数ﻫ·2、角的概念的推广ﻫ·3、弧度制· 4、正弦函数(重点)· 5、余弦函数(重点)· 6、正切函数(重点)·7、函数的图像(重点)·8、同角三角函数的基本关系(重点、难点)(5课时)1、从位移、速度、力到向量ﻫ·2、从位移的合成到向量的加法(重ﻫ·第二章平面向量ﻫ·3、从速度的倍数到数乘向量(重点)·点)ﻫ· 4、平面向量的坐标(重点)·5、从力做的功到向量的数量积(重点)ﻫ·6、平面向量数量积的坐标表示(重点)·7、向量应用举例(难点)(5课时)ﻫ·第三章三角恒等变形(重点)·2、二倍角的正弦、余弦和正切·1、两角和与差的三角函数ﻫ·3、半角的三角函数·4、三角函数的和差化积与积化和差· 5、三角函数的简单应用(难点)(4课时)北师大版高中数学必修五·第一章数列ﻫ·1、数列的概念· 2、数列的函数特性4、等差数列的前n项和(重点)· 3、等差数列(重点)ﻫ·· 5、等比数列(重点)·6、等比数列的前n项和(重点)ﻫ·7、数列在日常经济生活中的应用·3、2、正弦定理ﻫ1、正弦定理与余弦定理正弦定理ﻫ(6课时)ﻫ·第二章解三角形(重点)ﻫ··4、三角形中的几何计算(难点)ﻫ·5、解三角形的实际应用举例·余弦定理ﻫ(6课时)ﻫ·第三章不等式·1、不等关系ﻫ· 1.1、不等式关系· 1.2、比较大小(重点)ﻫ2,一元二次不等式(重点)ﻫ·2.1、一元二次不等式的解法(重点)ﻫ·2.2、一元二次不等式的应用【4课时】· 3、基本不等式(重点)3.1 基本不等式· 3.2、基本不等式与最大(小)值4线性规划(重点)·4.1、二元一次不等式(组)与平面区(重点)ﻫ·4.2、简单线性规划(重点)· 4.3、简单线性规划的应用(重点、难点) 【3课时】选修1-1第一章常用逻辑用语1命题2.2必要条件2充分条件与必要条件(重点)ﻫ2.1充分条件ﻫ2.3充要条件3全称量词与存在量词ﻫ3.1全称量词与全称命题ﻫ3.2存在量词与特称命题ﻫ3.3全称命题与特称命题的否定ﻫ4逻辑联结词“且’’‘‘或…‘非(重点)4.1逻辑联结词“且ﻫ4.2逻辑联结词“或4.3逻辑联结词‘‘非【1.5课时】ﻫ第二章圆锥曲线与方程(重点)ﻫ1椭圆ﻫ1.1椭圆及其标准方程1.2椭圆的简单性质ﻫ2抛物线2.1抛物线及其标准方程2.2抛物线的简单性质3 曲线3.2双曲线的简单性质3.1双曲线及其标准方程ﻫ【8课时】第三章变化率与导数(重点)ﻫ1变化的快慢与变化率ﻫ2导数的概念及其几何意义2.1导数的概念ﻫ2.2导数的几何意义3计算导数(重点)ﻫ4导数的四则运算法则(重点)ﻫ4.1导数的加法与减法法则4.2导数的4.2导数的乘法与除法法则ﻫ第四章导数应用(重点)ﻫ4.1导数的加法与减法法则ﻫ乘法与除法法则【6课时】ﻫ选修1-2第一章统计案例1 回归分析ﻫ1.1 回归分析ﻫ1.2相关系数ﻫ1.3可线性化的回归分析ﻫ2独立性检验(重点、重点)2.1条件概率与独立事件2.2独立性检验2.3独立性检验的基本思想ﻫ2.4独立性检验的应用(重点、难点)【4课时】第二章框图(重点,高考必考点)1 流程图ﻫ2结构图【1.5课时】第三章推理与证明1归纳与类比ﻫ1.1归纳推理1.2类比推理ﻫ2数学证明3综合法与分析法3.1综合法3.2分析法4反证法【2课时】1.2复1.1数的概念的扩充ﻫﻫ第四章数系的扩充与复数的引入ﻫ1数系的扩充与复数的引入ﻫ数的有关概念(重点)ﻫ2复数的四则运算(重点、高考必考点)2.1复数的加法与减法ﻫ2.2复数的乘法与除法【1.5课时】ﻫ选修2-1ﻫ第一章常用逻辑用语1命题2充分条件与必要条件ﻫ3全称量词与存在量词4逻辑联结词“且”“或”“非”&…&…(重点)【1.5课时】第二章空间向量与立体几何(重点,在解决立体几何方面有很大的帮助)1 从平面向量到空间向量2 空间向量的运算ﻫ3向量的坐标表示和空间向量基本定理4用向量讨论垂直与平行ﻫ5夹角的计算ﻫ6距离的计算【6课时】ﻫ第三章圆锥曲线与方程(重点、高考大题必考知识点)1 椭圆ﻫ1.1椭圆及其标准方程1.2 椭圆的简单性质2 抛物线2.1抛物线及其标准方程3.1双曲线及其标准方程ﻫ3.2双曲线的简单性质2.2抛物线的简单性质ﻫ3双曲线ﻫﻫ4 曲线与方程4.1 曲线与方程4.2 圆锥曲线的共同特征ﻫ4.3 直线与圆锥曲线的交点【8课时】选修2-2第一章推理与证明(重点)ﻫ1归纳与类比ﻫ2综合法与分析法ﻫ3反证法4数学归纳法【2课时】ﻫ第二章变化率与导数(重点)ﻫ1变化的快慢与变化率ﻫ2导数的概念及其几何意义2.1导数的概念2.2导数的几何意义ﻫ3计算导数ﻫ4导数的四则运算法则4.1导数的加法与减法法则ﻫ4.2导数的乘法与除法法则5简单复合函数的求导法则【2课时】第三章导数应用(重点)1函数的单调性与极值1.1导数与函数的单调性ﻫ1.2函数的极值(重、难点)ﻫ2导数在实际问题中的应用ﻫ2.1实际问题中导数的意义2.2最大、最小值问题(重、难点)【5课时】第四章定积分1定积分的概念1.1定积分背景-面积和路程问题(重点)ﻫ1.2定积分2微积分基本定理3定积分的简单应用(重点)3.1平面图形的面积3.2简单几何体的体积【4课时】ﻫ第五章数系的扩充与复数的引入(重点)1 数系的扩充与复数的引入1.1数的概念的扩展1.2复数的有关概念2复数的四则运算ﻫ2.1复数的加法与减法2.2复数的乘法与除法【2课时】选修2-3第一章计数原理(重点)1.分类加法计数原理和分步乘法计数原理1.1 分类加法计数原理1.2分步乘法计数原理ﻫ2.排列(重点、难点)ﻫ2.1排列的原理2.2排列数公式3.组合3.1 组合及组合数公式3.2 组合数的两个性质ﻫ4.简单计数问题ﻫ5.二项式定理(重、难点)5.2二项式系数的性质5.1二项式定理ﻫ【8课时】第二章概率(重点)ﻫ1.离散型随机变量及其分布列2.超几何分布ﻫ3.条件概率与独立事件4.二项分布5.离散型随机变量均值与方差5.1 离散型随机变量均值与方差(一)5.2离散型随机变量均值与方差(二)6.正态分布6.1 连续型随机变量6.2正态分布【4课时】ﻫ第三章统计案例1.1回归分析1.回归分析ﻫ1.2 相关系数1.3 可线性化的回归分析2.1独立性检验2.独立性检验(重点)ﻫ2.2 独立性检验的基本思想2.3 独立性检验的应用【2课时】选修3-1ﻫ第一章数学发展概述第二章数与符号ﻫ第三章几何学发展史ﻫ第四章数学史上的丰碑----微积分第五章无限第六章数学名题赏析ﻫ选修3-2选修3-3ﻫ第一章球面的基本性质1.直线、平面与球面的我诶制关系ﻫ2.球面直线与球面距离ﻫ第二章球面上的三角形1.球面三角形2.球面直线与球面距离ﻫ3.球面三角形的边角关系4.球面三角形的面积【2课时】ﻫ第三章欧拉公式与非欧几何1.球面上的欧拉公式2.简单多面体的欧拉公式3.欧氏几何与球面几何的比较ﻫ选修4-1第一章直线、多边形、圆(重点)1.全等与相似ﻫ2.圆与直线ﻫ3.圆与四边形【2课时】第二章圆锥曲线ﻫ1.截面欣赏ﻫ2.直线与球、平面与球的位置关系3.柱面与平面的截面ﻫ4.平面截圆锥面5.圆锥曲线的几何性质【3课时】ﻫ选修4-2ﻫ第一章平面向量与二阶方阵ﻫ1平面向量及向量的运算2向量的坐标表示及直线的向量方程ﻫ3二阶方阵与平面向量的乘法ﻫ第二章几何变换与矩阵1几种特殊的矩阵变换2 矩阵变换的性质ﻫ第三章变换的合成与矩阵乘法ﻫ1变换的合成与矩阵乘法2矩阵乘法的性质ﻫ第四章逆变换与逆矩阵1 逆变换与逆矩阵2 初等变换与逆矩阵ﻫ3二阶行列式与逆矩阵4 可逆矩阵与线性方程组第五章矩阵的特征值与特征向量ﻫ1矩阵变换的特征值与特征向量ﻫ2特征向量在生态模型中的简单应用ﻫ选修4-4ﻫ第一章坐标系1 平面直角坐标系2 极坐标系ﻫ3柱坐标系和球坐标系ﻫ第二章参数方程ﻫ1参数方程的概念2 直线和圆锥曲线的参数方程ﻫ3参数方程化成普通方程4平摆线和渐开线ﻫ选修4-5第一章不等关系与基本不等式(重点)l不等式的性质ﻫ2含有绝对值的不等式(难点)3平均值不等式ﻫ4不等式的证明5不等式的应用第二章几个重妻的不等式1柯西不等式ﻫ2排序不等式ﻫ3数学归纳法与贝努利不等式选修4-6第一章带余除法与书的进位制1、整除与带余除法ﻫ2、二进制ﻫ第二章可约性1、素数与合数2、最大公因数与辗转相除法ﻫ3、算术基本定理及其应用ﻫ4、不定方程第三章同余ﻫ1、同余及其应用ﻫ2、欧拉定理还在更新。
高一数学必修二北师大版笔记1.函数的奇偶性。
(1)若f(x)是偶函数,那么f(x)=f(-x)。
(2)若f(x)是奇函数,0在其定义域内,则f(0)=0(可用于求参数)。
(3)判断函数奇偶性可用定义的等价形式:f(x)±f(-x)=0或(f(x)≠0)。
(4)若所给函数的解析式较为复杂,应先化简,再判断其奇偶性。
(5)奇函数在对称的单调区间内有相同的单调性;偶函数在对称的单调区间内有相反的单调性。
2.复合函数的有关问题。
(1)复合函数定义域求法:若已知的定义域为[a,b],其复合函数f[g(x)]的定义域由不等式a≤g(x)≤b解出即可;若已知f[g(x)]的定义域为[a,b],求f(x)的定义域,相当于x∈[a,b]时,求g(x)的值域(即f(x)的定义域);研究函数的问题一定要注意定义域优先的原则。
(2)复合函数的单调性由“同增异减”判定。
3.函数图像(或方程曲线的对称性)。
(1)证明函数图像的对称性,即证明图像上任意点关于对称中心(对称轴)的对称点仍在图像上。
(2)证明图像C1与C2的对称性,即证明C1上任意点关于对称中心(对称轴)的对称点仍在C2上,反之亦然。
(3)曲线C1:f(x,y)=0,关于y=x+a(y=-x+a)的对称曲线C2的方程为f(y-a,x+a)=0(或f(-y+a,-x+a)=0)。
(4)曲线C1:f(x,y)=0关于点(a,b)的对称曲线C2方程为:f(2a-x,2b-y)=0。
(5)若函数y=f(x)对x∈R时,f(a+x)=f(a-x)恒成立,则y=f(x)图像关于直线x=a对称。
4.函数的周期性。
(1)y=f(x)对x∈R时,f(x+a)=f(x-a)或f(x-2a)=f(x)(a>0)恒成立,则y=f(x)是周期为2a的周期函数。
(2)若y=f(x)是偶函数,其图像又关于直线x=a对称,则f(x)是周期为2︱a︱的周期函数。
(3)若y=f(x)奇函数,其图像又关于直线x=a对称,则f(x)是周期为4︱a︱的周期函数。
第2课时两平面垂直的判定明目标、知重点 1.理解二面角及其平面角的概念,能确认图形中的已知角是否为二面角的平面角;2.掌握二面角的平面角的一般作法,会求简单的二面角的平面角;3.掌握两个平面互相垂直的概念,能用定义和定理判定面面垂直.1.二面角的概念一条直线和由这条直线出发的两个半平面所组成的图形叫做二面角.这条直线叫做二面角的棱,每个半平面叫做二面角的面.2.二面角的平面角以二面角的棱上任意一点为端点,在两个面内分别作垂直于棱的射线,这两条射线所成的角叫做二面角的平面角.3.直二面角及两平面垂直的概念平面角是直角的二面角叫做直二面角,这时我们说这两个平面互相垂直,记作α⊥β. 4.平面与平面垂直的判定定理如果一个平面经过另一个平面的一条垂线,那么这两个平面互相垂直.[情境导学]在学习了异面直线所成的角、直线和平面所成的角后我们自然而然就提出:两个平面所成的角该怎么定义?如何衡量它的大小?为此,我们需要引入二面角的概念,研究两个平面所成的角.探究点一二面角的概念思考1平面几何中“角”是怎样定义的?答从平面内一点出发的两条射线(半直线)所组成的图形.思考2在立体几何中,“异面直线所成的角”、“直线和平面所成的角”又是怎样定义的?它们有什么共同的特征?答已知异面直线a、b,经过空间中任一点O作直线a′∥a、b′∥b,我们把a′与b′所成的锐角(或直角)叫异面直线a与b所成的角;平面的一条斜线和它在平面上的射影所成的锐角,叫做这条直线和这个平面所成的角.它们的共同特征都是平面角,都是由两条直线组成的图形,角的范围不超过90°.思考3在生产实践中,有许多问题要涉及到两个平面相交所成的角的情形,你能举出这个问题的一些例子吗?答修筑水坝时,为了使水坝坚固耐用,必须使水坝面与水平面成适当的角度;发射人造地球卫星时,也要根据需要,使卫星轨道平面与地球赤道平面成一定的角度;教室的门在打开的过程中与墙面成一定的角度;书本翻开的过程中,两张纸面呈一定的角度等等.小结二面角的概念:从一条直线出发的两个半平面所组成的图形叫做二面角.这条直线叫做二面角的棱,这两个半平面叫做二面角的面.思考4如何用字母来记作二面角?答如图,棱为AB,面分别为α,β的二面角记作二面角α—AB—β.有时为了方便,也可在α,β内(棱以外的半平面部分)分别取点P,Q,将这个二面角记作二面角P—AB—Q.如果棱记作l,那么这个二面角记作二面角α—l—β或P—l—Q.思考5二面角的大小反映了两个平面相交的位置关系,那我们应如何度量二面角的大小呢?答如图,在二面角α—l—β的棱l上任取一点O,以点O为垂足,在半平面α和β内分别作垂直于棱l的射线OA和OB,则射线OA和OB构成的∠AOB叫做二面角的平面角.二面角的大小可以用它的平面角来度量,二面角的平面角是多少度,就说这个二面角是多少度.小结关于二面角的平面角有以下几点要引起重视:(1)在表示二面角的平面角时,要求“OA⊥l”,“OB⊥l”;(2)∠AOB的大小与点O在l上的位置无关;(3)二面角的平面角是多少度,就说这个二面角是多少度,平面角是直角时叫直二面角.(4)二面角的平面角的范围是:[0°,180°].例1如图,在正方体ABCD—A′B′C′D′中:(1)求二面角D′—AB—D的大小;(2)求二面角A′—AB—D的大小.解(1)在正方体ABCD—A′B′C′D′中,AB⊥平面AD′,所以AB⊥AD′,又因为AB⊥AD.因此,∠D′AD为二面角D′—AB—D的平面角.在Rt△D′AD中,∠D′AD=45°,所以二面角D′—AB—D的大小为45°.(2)同理,∠A′AD为二面角A′—AB—D的平面角,二面角A′—AB—D的大小为90°.反思与感悟 1.求二面角的步骤简称为“一作二证三求”.2.作二面角的三种常用方法(1)定义法:在二面角的棱上找一个特殊点,在两个半平面内分别作垂直于棱的射线.如图①,则∠AOB为二面角α-l-β的平面角.(2)垂面法:过棱上一点作棱的垂直平面,该平面与二面角的两个半平面产生交线,这两条交线所成的角,即为二面角的平面角.如图②,∠AOB为二面角α-l-β的平面角.(3)垂线法:过二面角的一个面内异于棱上的A点向另一个平面作垂线,垂足为B,由点B 向二面角的棱作垂线,垂足为O,连结AO,则∠AOB为二面角的平面角或其补角.如图③,∠AOB为二面角α-l-β的平面角.跟踪训练已知Rt△ABC,斜边BC⊂α,点A∉α,AO⊥α,O为垂足,∠ABO=30°,∠ACO =45°,求二面角A-BC-O的大小.解如图所示,在平面α内,过O作OD⊥BC,垂足为D,连结AD.∵AO⊥α,BC⊂α,∴AO⊥BC.又∵AO∩OD=O,∴BC⊥平面AOD.而AD⊂平面AOD,∴AD⊥BC.∴∠ADO是二面角A-BC-O的平面角.由AO ⊥α,OB ⊂α,OC ⊂α,知AO ⊥OB ,AO ⊥OC . 又∠ABO =30°,∠ACO =45°, ∴设AO =a ,则AC =2a ,AB =2a . 在Rt △ABC 中,∠BAC =90°, ∴BC =AC 2+AB 2=6a , ∴AD =AB ·AC BC =2a ·2a 6a=233a .在Rt △AOD 中,sin ∠ADO =AO AD =a 233a =32.∴∠ADO =60°.即二面角A -BC -O 的大小是60°. 探究点二 两个平面垂直的概念思考1 教室相邻的两个墙面与地面可以构成几个二面角?分别指出是哪些二面角?这些二面角各是多少度?答 可以构成三个二面角;分别是两相邻墙面构成的二面角,一个墙面与地面构成的二面角,另一个墙面与地面构成的二面角;这三个二面角都为90°. 思考2 如何定义两个平面互相垂直?答 一般地,如果两个平面所成的二面角是直二面角,就说这两个平面互相垂直. 思考3 如何画两个相互垂直的平面?平面α与平面β垂直,记作什么?答 两个互相垂直的平面通常画成下图中的两种样子,此时,把直立平面的竖边画成与水平平面的横边垂直.平面α与平面β垂直,记作α⊥β.例如图,正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,E 是AA 1的中点.求证:平面C 1BD ⊥平面BDE .证明 设AC ∩BD =O ,则O 为BD 的中点,连结C 1O ,EO ,C 1E .因为EB =ED ,点O 是BD 的中点, 所以BD ⊥EO .因为C 1B =C 1D ,点O 是BD 的中点, 所以BD ⊥C 1O ,所以∠C 1OE 即为二面角C 1-BD -E 的平面角. 因为E 为AA 1中点,设正方体的棱长为a , 则C 1O =a 2+(22a )2=62a , EO =(a 2)2+(22a )2=32a , C 1E =(2a )2+(12a )2=32a ,所以C 1O 2+EO 2=C 1E 2,所以C 1O ⊥OE ,所以⊥C 1OE =90°. 所以平面C 1BD ⊥平面BDE .反思与感悟 面面垂直定义的两个作用 (1)证明面面垂直.首先作出两个平面相交所形成的二面角的平面角,然后证明此平面角是直角. (2)证明线线垂直.首先作出两个平面相交所形成的二面角的平面角,然后根据面面垂直推出该直二面角的平面角是直角.跟踪训练2 如图,△ABC 是等腰直角三角形,∠BAC =90°,AB =AC =1,将△ABC 沿斜边BC 上的高AD 折叠,使平面ABD ⊥平面ACD ,则折叠后BC =________.答案 1解析 因为AD ⊥BC , 所以AD ⊥BD ,AD ⊥CD ,所以∠BDC 是二面角B -AD -C 的平面角. 因为平面ABD ⊥平面ACD ,所以∠BDC =90°. 在△BCD 中∠BDC =90°, BD =CD =22,所以BC =(22)2+(22)2=1. 探究点三 平面与平面垂直的判定思考1 判定两个平面互相垂直,除了定义外,还有其它的判定定理吗?答 面面垂直的判定定理:如果一个平面经过另一个平面的一条垂线,那么这两个平面互相垂直.这个定理简称“线面垂直,则面面垂直”. 思考2 如何用符号语言表达面面垂直的判定定理? 答⎭⎪⎬⎪⎫直线AB ⊥平面β直线AB ⊂平面α⇒平面α⊥平面β.例3 如图,AB 是⊙O 的直径,P A 垂直于⊙O 所在的平面,C 是圆周上不同于A 、B 的任意一点,求证:平面P AC ⊥平面PBC .证明 设⊙O 所在平面为α,由已知条件,P A ⊥α,BC 在α内,所以P A ⊥BC .因为点C 是圆周上不同于A 、B 的任意一点,AB 是⊙O 的直径,所以∠BCA 是直角,即BC ⊥AC .又因为P A 与AC 是△P AC 所在平面内的两条相交直线.所以BC ⊥平面P AC .又因为BC 在平面PBC 内,所以,平面P AC ⊥平面PBC .反思与感悟 证明面面垂直的方法有:面面垂直的定义和面面垂直的判定定理,而本题二面角A —PC —B 的平面角不好找,故用判定定理,而用判定定理证面面垂直的关键是在其中一个平面内找(作)一条直线与另一个平面垂直.跟踪训练3 如图,在四面体ABCD 中,CB =CD ,AD ⊥BD ,且E 、F 分别是AB 、BD 的中点.求证:(1)EF ∥面ACD ; (2)面EFC ⊥面BCD .证明 (1)∵E ,F 分别是AB ,BD 的中点, ∴EF 是△ABD 的中位线,∴EF ∥AD , ∵EF ⊄面ACD ,AD ⊂面ACD ,∴EF ∥面ACD . (2)∵AD ⊥BD ,EF ∥AD ,∴EF ⊥BD . ∵CB =CD ,F 是BD 的中点,∴CF ⊥BD . 又EF ∩CF =F ,∴BD ⊥面EFC .∵BD ⊂面BCD , ∴面EFC ⊥面BCD .1.以下角:①异面直线所成角;②直线和平面所成角;③二面角的平面角,可能为钝角的有________个.答案 1解析异面直线所成角的范围为(0°,90°],直线和平面所成角的范围为[0°,90°],二面角的平面角的范围为[0°,180°],只有二面角的平面角可能为钝角.2.直线l⊥平面α,l⊂平面β,则α与β的位置关系是__________________________________.答案垂直解析由面面垂直的判定定理,得α与β垂直.3.下列命题:①两个相交平面组成的图形叫做二面角;②异面直线a、b分别和一个二面角的两个面垂直,则a、b组成的角与这个二面角的平面角相等或互补;③二面角的平面角是从棱上一点出发,分别在两个面内作射线所成角的最小角;④二面角的大小与其平面角的顶点在棱上的位置没有关系.其中正确的是________.答案②④解析①不符合二面角定义,③从运动的角度演示可知,二面角的平面角不是最小角.4.如图所示,在三棱锥S-ABC中,△SBC,△ABC都是等边三角形,且BC=1,SA=3 2,则二面角S-BC-A的大小为________.答案60°解析取BC的中点O,连结SO,AO,因为AB=AC,O是BC的中点,所以AO⊥BC,同理可证SO⊥BC,所以∠SOA是二面角S-BC-A的平面角.在△AOB中,∠AOB=90°,∠ABO=60°,AB=1,所以AO =1×sin 60°=32. 同理可求SO =32. 又SA =32,所以△SOA 是等边三角形, 所以∠SOA =60°,所以二面角S -BC -A 的大小为60°. [呈重点、现规律]1.二面角的大小是通过二面角的平面角的大小来确定的,二面角的平面角是多少度,就说这个二面角是多少度.两个相交平面的相对位置是两个平面所成的二面角来确定的,而二面角的大小是用二面角的平面角来度量的,这充分体现了空间问题向平面问题转化的化归思想.由二面角的平面角的定义可知二面角的平面角必须具备三个条件:①角的顶点在二面角的棱上;②角的两边分别在二面角的两个面(半平面)内;③角的两边分别与二面角的棱垂直. 2.平面与平面垂直的证明方法(1)利用定义:证明二面角的平面角为直角; (2)利用“面面垂直”的判定定理.一、基础过关1.过两点与一个已知平面垂直的平面有________个. 答案 一或无数解析 当两点连线与平面垂直时,有无数个平面与已知平面垂直,当两点连线与平面不垂直时,有且只有一个平面与已知平面垂直. 2.下列命题中正确的是________.①平面α和β分别过两条互相垂直的直线,则α⊥β;②若平面α内的一条直线垂直于平面β内的两条平行直线,则α⊥β; ③若平面α内的一条直线垂直于平面β内的两条相交直线,则α⊥β;④若平面α内的一条直线垂直于平面β内的无数条直线,则α⊥β.答案③解析当平面α和β分别过两条互相垂直且异面的直线时,平面α和β有可能平行,故①错;由直线与平面垂直的判定定理知,②、④错,③正确.3.设l是直线,α,β是两个不同的平面,下列结论中正确的是________.①若l∥α,l∥β,则α∥β;②若l∥α,l⊥β,则α⊥β;③若α⊥β,l⊥α,则l⊥β;④若α⊥β,l∥α,则l⊥β.答案②解析利用线与面、面与面的关系定理判定,用特例法.设α∩β=a,若直线l∥a,且l⊄α,l⊄β,则l∥α,l∥β,因此α不一定平行于β,故①错误;由于l∥α,故在α内存在直线l′∥l,又因为l⊥β,所以l′⊥β,故α⊥β,所以②正确;若α⊥β,在β内作交线的垂线l,则l⊥α,此时l在平面β内,因此③错误;已知α⊥β,若α∩β=a,l∥a,且l不在平面α,β内,则l∥α且l∥β,因此④错误.4.过正方形ABCD的顶点A作线段AP⊥平面ABCD,且AP=AB,则平面ABP与平面CDP 所成的二面角的度数是________.答案45°解析可将图形补成以AB、AP为棱的正方体,不难求出二面角的大小为45°.5.如图,已知点O在二面角α-AB-β的棱上,点P在α内,且∠POB=45°,若对于β内异于O的任意一点Q,都有∠POQ≥45°,则二面角α-AB-β的大小是________.答案90°解析由∠POB=45°,∠POQ≥45°知PO与平面β成45°角.若作PQ⊥β于Q点,则∠POQ =45°,∴Q∈AB.又PQ⊂α,∴α⊥β.6.如图,平面角为锐角的二面角α—EF —β,A ∈EF ,AG ⊂α,∠GAE =45°,若AG 与β所成角为30°,求二面角α—EF —β的平面角.解 作GH ⊥β于H ,作HB ⊥EF 于B ,连结GB ,则GB ⊥EF ,∠GBH 是二面角的平面角. 又∠GAH 是AG 与β所成的角,设AG =a , 则GB =22a ,GH =12a ,sin ∠GBH =GH GB =22. 所以∠GBH =45°,故二面角α-EF -β的平面角为45°.7.如图,在正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,求二面角A -B 1C -B 的正弦值.解 过B 作BF ⊥B 1C ,垂足为F ,连结AF .因为ABCD -A 1B 1C 1D 1是正方体,所以AB ⊥平面BB 1C 1C .又B 1C ⊂平面BB 1C 1C , 所以B 1C ⊥AB .又B 1C ⊥BF ,AB ∩BF =B ,所以B 1C ⊥平面ABF , 又AF ⊂平面ABF , 所以B 1C ⊥AF ,所以∠AFB 是二面角A -B 1C -B 的平面角. 设正方体的棱长为a ,在Rt △B 1BC 中,∠B 1BC =90°,BB 1=BC =a , 所以F 是B 1C 的中点,所以BF =22a . 在Rt △ABF 中,∠ABF =90°,AB =a ,BF =22a , 所以AF =AB 2+BF 2=a 2+(22a )2=62a . 所以sin ∠AFB =AB AF =a 62a =63, 所以二面角A -B 1C -B 的正弦值为63. 二、能力提升8.设m ,n 是两条不同的直线,α,β是两个不同的平面,下列命题中正确的是________. ①若α⊥β,m ⊂α,n ⊂β,则m ⊥n ;②若α∥β,m ⊂α,n ⊂β,,则m ∥n ;③若m ⊥n ,m ⊂α,n ⊂β,则α⊥β;④若m ⊥α,m ∥n ,n ∥β,则α⊥β.答案 ④解析 ①中,m 与n 可垂直、可异面、可平行;②中m 与n 可平行、可异面;③中若α∥β,仍然满足m ⊥n ,m ⊂α,n ⊂β,故③错误;④正确.9.在正四面体P -ABC 中,D 、E 、F 分别是AB 、BC 、CA 的中点,下面四个结论中不成立的是________.①BC ∥面PDF ;②DF ⊥面P AE ;③面PDF ⊥面ABC ;④面P AE ⊥面ABC .答案 ③解析 如图所示,∵BC ∥DF ,∴BC ∥平面PDF .∴①正确.由BC ⊥PE ,BC ⊥AE ,∴BC ⊥平面P AE .∴DF ⊥平面P AE .∴②正确.∴平面ABC ⊥平面P AE (BC ⊥平面P AE ).∴④正确.10.在边长为1的菱形ABCD 中,∠ABC =60°,把菱形沿对角线AC 折起,使折起后BD =32,则二面角B -AC -D 的大小为________.答案 60°解析 如图所示,由二面角的定义知∠BOD 即为二面角的平面角.∵DO =OB =BD =32, ∴∠BOD =60°.11.如图所示,四边形ABCD 是正方形,P A ⊥平面ABCD ,且P A =AB .(1)求二面角A -PD -C 的平面角的度数;(2)求二面角B -P A -D 的平面角的度数;(3)求二面角B -P A -C 的平面角的度数;(4)求二面角B -PC -D 的平面角的度数.解 (1)∵P A ⊥平面ABCD ,∴P A ⊥CD ,∵四边形ABCD 为正方形,∴CD ⊥AD ,∵P A ∩AD =A ,∴CD ⊥平面P AD ,又CD ⊂平面PCD ,∴平面P AD ⊥平面PCD .∴二面角A -PD -C 的平面角的度数为90°.(2)∵P A ⊥平面ABCD ,∴AB ⊥P A ,AD ⊥P A .∴∠BAD 为二面角B -P A -D 的平面角.由题意知∠BAD =90°,∴二面角B -P A -D 的平面角的度数为90°.(3)∵P A ⊥平面ABCD ,∴AB ⊥P A ,AC ⊥P A .∴∠BAC 为二面角B -P A -C 的平面角.∵四边形ABCD 为正方形,∴∠BAC =45°.即二面角B -P A -C 的平面角的度数为45°.(4)作BE ⊥PC 于E ,连结DE ,BD ,且BD 与AC 交于点O ,连结EO ,如图所示,由题意知△PBC ≌△PDC ,则∠BPE =∠DPE ,从而△PBE ≌△PDE .∴∠DEP =∠BEP =90°,且BE =DE .∴∠BED 为二面角B -PC -D 的平面角.∵P A ⊥平面ABCD ,∴P A ⊥BC .又AB ⊥BC ,P A ∩AB =A ,∴BC ⊥平面P AB ,∴BC ⊥PB .设AB =a ,则BE =PB ·BC PC =63a ,BD =2a . ∴sin ∠BEO =BO BE =32.∴∠BEO =60°, ∴∠BED =120°.∴二面角B -PC -D 的平面角的度数为120°.如图所示,四棱锥P —ABCD 的底面ABCD 是边长为1的菱形,∠BCD =60°,E 是CD 的中点,P A ⊥底面ABCD ,P A = 3.(1)证明:平面PBE ⊥平面P AB ;(2)求二面角A —BE —P 的大小.(1)证明 如图所示,连结BD ,由ABCD 是菱形且∠BCD =60°知,△BCD 是等边三角形. 因为E 是CD 的中点,所以BE ⊥CD .又AB∥CD,所以BE⊥AB.又因为P A⊥平面ABCD,BE⊂平面ABCD,所以P A⊥BE.而P A∩AB=A,因此BE⊥平面P AB.又BE⊂平面PBE,所以平面PBE⊥平面P AB.(2)解由(1)知,BE⊥平面P AB,PB⊂平面P AB,所以PB⊥BE.又AB⊥BE,所以∠PBA是二面角A—BE—P的平面角.在Rt△P AB中,tan∠PBA=P AAB=3,则∠PBA=60°.故二面角A—BE—P的大小是60°.三、探究与拓展如图所示,三棱锥P—ABC中,D是AC的中点,P A=PB=PC=5,AC=22,AB=2,BC= 6.(1)求证:PD⊥平面ABC;(2)求二面角P—AB—C的正切值.(1)证明连结BD,∵D是AC的中点,P A=PC=5,∴PD⊥AC.∵AC=22,AB=2,BC=6,∴AB2+BC2=AC2.∴∠ABC =90°,即AB ⊥BC .∴BD =12AC =2=AD . ∵PD 2=P A 2-AD 2=3,PB =5,∴PD 2+BD 2=PB 2.∴PD ⊥BD .∵AC ∩BD =D ,∴PD ⊥平面ABC .(2)解 取AB 的中点E ,连结DE 、PE ,由E 为AB 的中点知DE ∥BC , ∵AB ⊥BC ,∴AB ⊥DE .∵PD ⊥平面ABC ,∴PD ⊥AB .又AB ⊥DE ,DE ∩PD =D ,∴AB ⊥平面PDE ,∴PE ⊥AB .∴∠PED 是二面角P —AB —C 的平面角.在△PED 中,DE =12BC =62,PD =3,∠PDE =90°, ∴tan ∠PED =PD DE= 2. ∴二面角P —AB —C 的正切值为 2.。