高中数学学业分层测评含解析北师大版选修20.doc
- 格式:doc
- 大小:316.13 KB
- 文档页数:11
学业分层测评(二十)(建议用时:45分钟)[学业达标]一、选择题1.若点P 到直线x =-1的距离比它到点(2,0)的距离小1,则点P 的轨迹是( ) A .圆 B .椭圆 C .双曲线D .抛物线【解析】 点P 到直线x =-1的距离比它到点(2,0)的距离小1,即点P 到直线x =-2的距离与它到点(2,0)的距离相等,符合抛物线的定义,故点P 的轨迹是抛物线.【答案】 D2.已知双曲线方程为x 2-y 24=1,过P (1,0)的直线L 与双曲线只有一个公共点,则共有L ( )A .4条B .3条C .2条D .1条【解析】 因为双曲线方程为x 2-y 24=1,所以P (1,0)是双曲线的右顶点,所以过P (1,0)并且和x 轴垂直的直线是双曲线的一条切线,与双曲线只有一个公共点,另外还有两条就是过P (1,0)分别和两条渐近线平行的直线,所以符合要求的共有3条.【答案】 B3.已知抛物线y 2=2px (p >0),过其焦点且斜率为1的直线交抛物线于A ,B 两点,若线段AB 的中点的纵坐标为2,则该抛物线的准线方程为( )A .x =1B .x =-1C .x =2D .x =-2【解析】 抛物线的焦点F ⎝ ⎛⎭⎪⎫p 2,0,所以过焦点且斜率为1的直线方程为y =x -p2,即x =y +p 2,将其代入y 2=2px =2p ⎝ ⎛⎭⎪⎫y +p 2=2py +p 2,所以y 2-2py -p 2=0, 所以y 1+y 22=p =2,所以抛物线的方程为y 2=4x ,准线方程为x =-1. 【答案】 B4.过双曲线2x 2-y 2=2的右焦点作直线l 交双曲线于A ,B 两点,若|AB |=4,则这样的直线l 的条数为( )A .1B .2C .3D .4【解析】 由2x 2-y 2=2得x 2-y 22=1,∴a 2=1,b 2=2,当直线l 与两支相交时需|AB |≥2a=2.由|AB |=4可得直线l 有两条;当直线l 只与右支相交时,需|AB |≥2b2a=4,由|AB |=4可得直线l 只有1条.综上,符合题意的直线l 共有3条.【答案】 C5.设双曲线x 2a 2-y 2b2=1的一条渐近线与抛物线y =x 2+1只有一个公共点,则双曲线的离心率为( )A.54 B .5 C.52D . 5【解析】 设双曲线的渐近线方程为y =kx ,这条直线与抛物线y =x 2+1相切,联立方程得⎩⎪⎨⎪⎧y =kx ,y =x 2+1,整理得x 2-kx +1=0,则Δ=k 2-4=0,解得k =±2,即ba=2,故双曲线的离心率e =ca=a 2+b 2a 2=1+⎝ ⎛⎭⎪⎫b a2= 5.【答案】 D 二、填空题6.直线y =x +4与双曲线x 2-y 2=1的交点坐标为________.【解析】 联立方程组得⎩⎪⎨⎪⎧y =x +4,x 2-y 2=1,消去y 得x 2-(x +4)2=1,则x =-178,代入y =x +4得y =158.故直线y =x +4与双曲线x 2-y 2=1的交点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫-178,158.【答案】 ⎝⎛⎭⎪⎫-178,1587.已知直线l 过点P (0,2)且与椭圆x 2+2y 2=2只有一个公共点,则直线l 的方程为____________.【导学号:32550096】【解析】 当直线l 斜率不存在时,方程为x =0,与椭圆x 2+2y 2=2有两个公共点,舍去;当直线l 斜率存在时,设方程为y =kx +2,代入椭圆方程得x 2+2(kx +2)2=2,整理得(2k 2+1)x 2+8kx +6=0,由Δ=64k 2-4×6×(2k 2+1)=0,解得k =±62. 【答案】 y =62x +2或y =-62x +2 8.已知抛物线y 2=4x ,过点Q (4,0)的直线与抛物线相交于A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)两点,则y 21+y 22的最小值是________.【解析】 设直线AB的方程为ty =x -4(t ∈R ),由⎩⎪⎨⎪⎧y 2=4x ,ty =x -4,得x 2-(8+4t 2)x+16=0,Δ=(8+4t 2)2-4×16=64t 2+16t 4≥0,∴x 1+x 2=8+4t 2≥8,∴y 21+y 22=4(x 1+x 2)≥32.【答案】 32 三、解答题9.已知双曲线C :2x 2-y 2=2与直线l 上一点P (1,2).求直线l 的斜率k 为何值时,l 与C 分别有一个交点,两个交点,没有交点?【解】 设直线l 的方程为y -2=k (x -1),代入C 的方程,并整理得(2-k 2)x 2+2(k 2-2k )x -k 2+4k -6=0,当k =±2时,方程组有唯一解. 当k ≠±2时,由Δ=0,得k =32.所以当k =±2或k =32或k 不存在时,l 与C 只有一个交点.如图,当2<k <32或k <-2或-2<k <2时,l 与C 有两个交点.当k >32时,l 与C 无交点.10.已知椭圆x 23+y 22=1的左、右焦点分别为F 1,F 2,过F 1且倾斜角为45°的直线l 与椭圆相交于A ,B 两点.(1)求AB 的中点坐标; (2)求△ABF 2的周长与面积.【解】 (1)由x 23+y 22=1,知a =3,b =2,c =1.∴F 1(-1,0),F 2(1,0),∴l 的方程为y =x +1,联立⎩⎪⎨⎪⎧x 23+y 22=1,y =x +1,消去y 得5x 2+6x -3=0.设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),AB 中点M (x 0,y 0),则x 1+x 2=-65,x 1x 2=-35,x 0=x 1+x 22=-35,y 0=y 1+y 22=x 1+1+x 2+12=x 1+x 22+1=25(或y 0=x 0+1=-35+1=25),∴中点坐标为M ⎝ ⎛⎭⎪⎫-35,25. (2)由题意知,F 2到直线AB 的距离d =|1-0+1|12+12=22=2, |AB |=1+k 2l ·x 1+x 22-4x 1x 2=835, ∴S △ABF 2=12|AB |d =12×835×2=465,∴△ABF 2的周长=4a =4 3.[能力提升]1.曲线x 2+4y 2=52与x 2+y 2=37的交点个数是( ) A .4 B .3 C .2D .1【解析】 将方程x 2+4y 2=52与x 2+y 2=37相减可得3y 2=15,则y 有两个值,依据任何一个曲线方程可知y 的一个值对应两个x 值,因此,两曲线共有4个交点.【答案】 A2.(2014·全国卷Ⅱ)设F 为抛物线C :y 2=3x 的焦点,过F 且倾斜角为30°的直线交C 于A ,B 两点,O 为坐标原点,则△OAB 的面积为( )A.334 B .938C.6332D .94【解析】 由已知得F ⎝ ⎛⎭⎪⎫34,0,故直线AB 的方程为y =tan 30°·⎝ ⎛⎭⎪⎫x -34,即y =33x -34.设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),联立⎩⎪⎨⎪⎧y =33x -34 ①y 2=3x ②将①代入②并整理得13x 2-72x +316=0,∴x 1+x 2=212,∴线段|AB |=x 1+x 2+p =212+32=12.又原点(0,0)到直线AB 的距离为d =3413+1=38. ∴S △OAB =12|AB |d =12×12×38=94.【答案】 D3.已知双曲线x 2-y 23=1,过P (2,1)点作一直线交双曲线于A ,B 两点,并使P 为AB的中点,则直线AB 的斜率为________.【解析】 法一:显然直线AB 存在斜率, 设AB 斜率为k ,A (x 1,y 1),B (x 2,y 2), 则AB 方程为y -1=k (x -2),由⎩⎪⎨⎪⎧y =k x -+1,x 2-y 23=1,得(3-k 2)x 2+(4k 2-2k )x -4k 2+4k -4=0, ∴x 1+x 2=2k -4k 23-k=4,∴k =6.法二:设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则x 1+x 2=4,y 1+y 2=2,且x 21-y 213=1,x 22-y 223=1.两式相减得(x 1-x 2)(x 1+x 2)=y 1-y 2y 1+y 23.显然x 1-x 2≠0, ∴y 1-y 2x 1-x 2=x 1+x 2y 1+y 2=6,即k AB =6.【答案】 64.已知点A (1,2)在椭圆x 216+y 212=1内,F 的坐标为(2,0),在椭圆上求一点P 使|PA |+。
学业分层测评(二)(建议用时:45分钟)[学业达标]一、选择题1.“-2<x <1”是“x >1或x <-1”的( )A .充分条件B .必要条件C .既不充分也不必要条件D .充要条件【解析】 ∵-2<x <1x >1或x <-1,且x >1或x <-1-2<x <1,∴“-2<x <1”是“x >1或x <-1”的既不充分,也不必要条件.【答案】 C2.a <0,b <0的一个必要条件为( )A .a +b <0B .a -b >0 C.a b >1D .a b <-1【解析】 a +b <0a <0,b <0,而a <0,b <0⇒a +b <0. 【答案】 A3.“ab ≠0”是“直线ax +by +c =0与两坐标轴都相交”的( )A .充分条件B .必要条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件【解析】 ab ≠0,即⎩⎪⎨⎪⎧ a ≠0,b ≠0,此时直线ax +by +c =0与两坐标轴都相交;又当ax +by +c =0与两坐标轴都相交时,a ≠0且b ≠0.【答案】 C4.一元二次方程ax 2+2x +1=0(a ≠0)有一个正根和一个负根的充分条件是( )A .a ≤0B .a >0C .a <-1D .a <1【解析】 ∵一元二次方程ax 2+2x +1=0(a ≠0)有一正根和一负根.∴x 1x 2<0.即1a<0⇔a <0,本题要求的是充分条件.由于{a |a <-1}⊆{a |a <0},故答案应为C.【答案】 C5.设0<x <π2,则“x sin 2x <1”是“x sin x <1”的( ) A .充分条件B .必要条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件【解析】 因为0<x <π2,所以0<sin x <1.由x ·sin x <1知x sin 2x <sin x <1,因此必要性成立.由x sin 2x <1得x sin x <1sin x ,而1sin x>1,因此充分性不成立. 【答案】 B二、填空题6.满足sin α=12的一个充分条件是α=____(填一角即可). 【解析】 ∵α=π6⇒sin α=12, ∴sin α=12的一个充分条件可以是α=π6. 【答案】 π67.已知“x >k ”是“3x +1<1”的充分条件,则k 的取值范围是________. 【导学号:32550004】【解析】 解不等式3x +1<1得,x <-1或x >2, ∵x >k ⇒x >2或x <-1∴k ≥2.【答案】 [2,+∞)8.已知p :x ∈A ={x |x 2-2x -3≤0,x ∈R },q :x ∈B ={x |x 2-2mx +m 2-4≤0,x ∈R ,m ∈R }.若p 是綈q 的充分条件,则实数m 的取值范围是________.【解析】 ∵A ={x |-1≤x ≤3},B ={x |m -2≤x ≤m +2},∴∁R B ={x |x <m -2或x >m +2}.∵p 是綈q 的充分条件,∴A ⊆∁R B ,∴m -2>3或m +2<-1,∴m >5或m <-3.【答案】 (-∞,-3)∪(5,+∞)三、解答题9.分别判断下列“若p ,则q ”命题中,p 是否为q 的充分条件或必要条件,并说明理由.(1)p :sin θ=0,q :θ=0;(2)p :θ=π,q :tan θ=0;(3)p :a 是整数,q :a 是自然数;(4)p :a 是素数,q :a 不是偶数.【解】 (1)由于p :sin θ=0⇐q :θ=0,p :sin θ=0q :θ=0, 所以p 是q 的必要条件,p 是q 的不充分条件.(2)由于p :θ=π⇒q :tan θ=0,p :θ=π⇐/ q :tan θ=0,所以p 是q 的充分条件,p 是q 的不必要条件.(3)由于p :a 是整数q :a 是自然数,p :a 是整数⇐q :a 是自然数,所以p 是q 的必要条件,p 是q 的不充分条件.(4)由于p :a 是素数⇔/ q :a 不是偶数,所以p 是q 的不充分条件,p 是q 的不必要条件.10.已知p :4x +k ≤0,q :x 2-x -2<0,且p 是q 的必要条件,求k 的取值范围.【解】 由4x +k ≤0,得x ≤-k 4; 由x 2-x -2<0,得-1<x <2.设A = ⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪ x ≤-k 4,B ={x |-1<x <2}, 由p 是q 的必要条件,得A ⊇B .∴-k 4≥2, ∴k ≤-8.即k 的取值范围为(-∞,-8].[能力提升]1.不等式1-1x>0成立的充分条件是( ) A .x >1B .x >-1C .x <-1或0<x <1D .x <0或x >1【解析】 x >1⇒1-1x>0,故选A. 【答案】 A2.设a ,b 为向量,则“a ·b =|a ||b |”是“a ∥b ”的( )A .充分条件B .必要条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件【解析】 ∵a·b =|a||b|cos 〈a ,b 〉=|a||b|,∴cos 〈a ,b 〉=1,∴〈a ,b 〉=0,∴a·b =|a||b|⇒a∥b .而∵a∥b 夹角可为π,∴a·b =-|a||b|,∴a·b =|a||b|⇐/ a∥b ,故选A.【答案】 A3.(2016·长春高二检测)如果命题“若A ,则B ”的否命题是真命题,而它的逆否命题是假命题,则A 是B 的________条件.【解析】 否命题为真,则逆命题为真.∴“若B ,则A ”为真,∴B ⇒A ,而原命题为假设A B ,∴A 是B 的必要条件.【答案】 必要4.已知p :x 2-2x -3<0,若-a <x -1<a 是p 的一个必要条件但不是充分条件,求使a >b 恒成立的实数b 的取值范围.【解】 由于p :x 2-2x -3<0⇔-1<x <3,-a <x -1<a ⇔1-a <x <1+a (a >0).依题意,得{x |-1<x <x |1-a <x <1+a }(a >0), 所以⎩⎪⎨⎪⎧ 1-a ≤-1,1+a ≥3,2a >4.解得a >2,则使a >b 恒成立的实数b 的取值范围是b ≤2,即(-∞,2].。
学业分层测评(九)(建议用时:45分钟)[学业达标]一、选择题1.设A (3,3,1),B (1,0,5),C (0,1,0),则AB 的中点M 到C 的距离|CM |的值为( ) A.534 B .532C.532D .132【解析】 M ⎝ ⎛⎭⎪⎫3+12,3+02,1+52,即M ⎝ ⎛⎭⎪⎫2,32,3,CM →=⎝⎛⎭⎪⎫2,32,3-(0,1,0)=⎝⎛⎭⎪⎫2,12,3,∴|CM →|=22+⎝ ⎛⎭⎪⎫122+32=532.【答案】 C2.已知a =(1,2,-y ),b =(x,1,2),且(a +2b )∥(2a -b ),则( ) A .x =13,y =1B .x =12,y =-4C .x =2,y =-14D .x =1,y =-1【解析】 由题意知,a +2b =(2x +1,4,4-y ),2a -b =(2-x,3,-2y -2). ∵(a +2b )∥(2a -b ),∴存在实数λ,使a +2b =λ(2a -b ),∴⎩⎪⎨⎪⎧2x +1=λ2-x 4=3λ4-y =λ-2y -2,解得⎩⎪⎨⎪⎧λ=43x =12y =-4.【答案】 B3.已知向量a =(0,-1,1),b =(4,1,0),|λa +b |=29,且λ>0,则λ=( ) A .2 B .3 C .4D .5【解析】 由题意,得λa +b =(4,1-λ,λ).因为|λa +b |=29,所以42+(1-λ)2+λ2=29,整理得λ2-λ-6=0.又λ>0,所以λ=3.【答案】 B4.若a =(1,λ,-1),b =(2,-1,2),且a 与b 的夹角的余弦为19,则|a |=( )A.94 B .102C.32D . 6【解析】 因为a·b =1×2+λ×(-1)+(-1)×2=-λ,又因为a·b =|a ||b |·cos〈a ,b 〉=2+λ2×9×19=132+λ2,所以132+λ2=-λ.解得λ2=14,所以|a |=1+14+1=32. 【答案】 C5.已知空间三点A (1,1,1),B (-1,0,4),C (2,-2,3),则AB →与CA →的夹角θ的大小是( )A .60°B .120°C .30°D .150°【解析】 AB →=(-1,0,4)-(1,1,1)=(-2,-1,3), CA →=(1,1,1)-(2,-2,3)=(-1,3,-2),∴cos θ=AB →·CA →|AB →||CA →|=2-3-64+1+9·1+9+4=-12,∴θ=120°. 【答案】 B 二、填空题6.已知三个力F 1=(1,2,1),F 2=(-1,-2,3),F 3=(2,2,-1),则这三个力的合力为________.【解析】 合力为F 1+F 2+F 3=(1,2,1)+(-1,-2,3)+(2,2,-1) =(2,2,3). 【答案】 (2,2,3)7.已知a +b =(-1,-2,3),a -b =(1,0,1),则a =________,b =________.【导学号:32550035】【解析】 a =a +b +a -b2=(0,-1,2),b =a +b -a -b2=(-1,-1,1).【答案】 (0,-1,2) (-1,-1,1)8.设向量a =(1,-2,2),b =(-3,x,4),已知a 在b 上的投影为1,则x =________. 【解析】 ∵a =(1,-2,2),b =(-3,x,4),a 在b 上的投影为1,∴|a |·cos 〈a ,b 〉=1.∴a·b =|a |·|b |·cos〈a ,b 〉=|b |. ∴-3-2x +8=9+x 2+16, ∴x =0或x =203(舍去).【答案】 0 三、解答题9.已知a =(2,-1,-2),b =(0,-1,4),求a +b ,a -b ,a·b ,(-2a )·b ,(a +b )·(a -b ).【解】 a +b =(2,-1,-2)+(0,-1,4)=(2,-2,2);a -b =(2,-1,-2)-(0,-1,4)=(2,0,-6);a·b =(2,-1,-2)·(0,-1,4)=2×0+(-1)×(-1)+(-2)×4=-7;(-2a )·b =-2(a·b )=-2×(-7)=14;(a +b )·(a -b )=(2,-2,2)·(2,0,-6)=2×2+(-2)×0+2×(-6)=-8. 10.直三棱柱ABC A 1B 1C 1中,CA =CB =1,∠BCA =90°,棱AA 1=2,N 是A 1A 的中点. (1)求BN →的长;(2)求cos 〈BA 1→,CB 1→〉的值.【解】 以C 为原点,以CA →,CB →,CC 1→为x 轴、y 轴、z 轴的正方向,建立空间直角坐标系.(1)依题意,得B (0,1,0),N (1,0,1),BN →=(1,-1,1), ∴|BN →|= 3.(2)依题意,得A 1(1,0,2),B (0,1,0),C (0,0,0),B 1(0,1,2).∴BA 1→=(1,-1,2),CB 1→=(0,1,2), ∴BA 1→·CB 1→=3,|BA 1→|=6,|CB 1→|= 5.∴cos 〈BA 1→,CB 1→〉=BA 1→·CB 1→|BA 1→||CB 1→|=3010. [能力提升]1.已知A (4,1,3)、B (2,-5,1),C 为线段AB 上一点,且AB →=3AC →,则C 的坐标为( ) A.⎝ ⎛⎭⎪⎫72,-12,52B .⎝ ⎛⎭⎪⎫83,-3,2C.⎝⎛⎭⎪⎫103,-1,73D .⎝ ⎛⎭⎪⎫52,-72,32【解析】 设C (x ,y ,z ),则AC →=(x -4,y -1,z -3). 又AB →=(-2,-6,-2),AB →=3AC →,∴(-2,-6,-2)=(3x -12,3y -3,3z -9).∴⎩⎪⎨⎪⎧3x -12=-2,3y -3=-6,3z -9=-2,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =103,y =-1,z =73.【答案】 C2.已知a +3b 与7a -5b 垂直,且a -4b 与7a -2b 垂直,则〈a ,b 〉=________. 【解析】 由条件知(a +3b )·(7a -5b ) =7|a|2+16a·b -15|b|2=0,及(a -4b )·(7a -2b )=7|a|2+8|b|2-30a·b =0. 两式相减,得46a·b =23|b|2,∴a·b =12|b|2. 代入上面两个式子中的任意一个,即可得到|a|=|b|.∴cos 〈a ,b 〉=a·b |a||b|=12|b|2|b|2=12. ∵〈a ,b 〉∈[0°,180°],∴〈a ,b 〉=60°.【答案】 60°3.与a =(2,-1,2)共线且满足a·x =-18的向量x =________.【解析】 设x =λa =(2λ,-λ,2λ),a ·x =4λ+λ+4λ=9λ=-18,∴λ=-2,∴x =(-4,2,-4). 【答案】 (-4,2,-4)4.已知△ABC 三个顶点的坐标分别为A (1,2,3),B (2,-1,5),C (3,2,-5).【导学号:32550036】(1)求△ABC 的面积. (2)求△ABC 中AB 边上的高.【解】 (1)由已知得AB →=(1,-3,2), AC →=(2,0,-8),∴|AB →|=1+9+4=14, |AC →|=4+0+64=217. AB →·AC →=1×2+(-3)×0+2×(-8)=-14.cos 〈AB →,AC →〉=AB →·AC →|AB →|·|AC →|=-1414×217=-14217,sin 〈AB →,AC →〉=1-1468=2734. ∴S △ABC =12|AB →|·|AC →|·sin〈AB →,AC →〉=12×14×217×2734=321. (2)设AB 边上的高为CD , 则|CD →|=2S △ABC |AB →|=3 6.。
——教学资料参考参考范本——【高中教育】最新高中数学学业分层测评11含解析北师大版选修2______年______月______日____________________部门(建议用时:45分钟)[学业达标]一、选择题1。
如图257,在长方体ABCDA1B1C1D1中,M ,N 分别是棱BB1,B1C1的中点,若∠CMN=90°,则异面直线AD1与DM 的夹角为( )图257A .30°B .45°C .60°D .90°【解析】 建立如图所示的空间直角坐标系,设D1C1=a ,C1B1=b ,C1C =c 。
则D1(0,0,0),A(0,b ,c),D(0,0,c),C(a,0,c),M ,N 。
则=,=。
∵∠CMN =90°,∴·=0。
即b2-c2=0,即b2=c2。
∴·=(0,-b ,-c)·⎝ ⎛⎭⎪⎫a ,b ,-12c=-b2+c2=0。
∴AD1与DM 的夹角为90°。
【答案】 D2。
如图258,在正四面体ABCD 中,E 为棱AD 的中点,则CE 与平面BCD 的夹角的正弦值为( )图258A。
B.23C。
D.33【解析】作AO⊥平面BCD于O,则O是△BCD的中心,以O为坐标原点,OD为y轴,OA为z轴建立空间直角坐标系,设AB=2,则O(0,0,0),A,C,E,∴=,=,∴cos〈,〉===。
∴CE与平面BCD的夹角的正弦值为。
【答案】B3.过正方形ABCD的顶点A作线段PA⊥平面ABC,且PA=AB,则平面ABC与平面PCD所成锐二面角的度数为( )A.75°B.60°C.45°D.30°【解析】以A为坐标原点,AB,AD,AP所在直线分别为x轴,y 轴,z轴建立空间直角坐标系,不妨设AB=1,则A(0,0,0),B(1,0,0),C(1,1,0),D(0,1,0),P(0,0,1),从而=(0,1,-1),=(-1,0,0).设平面ABC与平面PCD的法向量分别为n1,n2,取n1==(0,0,1).设n2=(x,y,z),由n2⊥,n2⊥,可得,可取n2=(0,1,1).于是cos 〈n1,n2〉===,所以平面ABC 与平面PCD 所成锐二面角的度数为45°。
学业分层测评(十)(建议用时:分钟)一、选择题.下列结论不正确的是( ).若=,则′=.若()=+,则′()=.若=-+,则′=-+.若=+,则′=+【解析】中,∵=+,∴′=( )′+( )′=- .【答案】.若对任意实数,恒有′()=,()=-,则此函数为( )()=-()=-+()=-()=+【解析】由()=-,排除,;又对任意实数,恒有′()=,则()=+,故排除,选.【答案】.曲线()=+-在点处的切线平行于直线=-,则点的坐标为( ).(,).(,).(,)和(-,-).(,)和(-,-)【解析】∵()=+-,∴′()=+,设(,),则′()=+=,∴=±.故点坐标为(,)或(-,-).【答案】.设曲线()=在点(,)处的切线与直线++=垂直,则等于( ).-.-【解析】∵()==+,∴′()=-,∴′()=-,∴-=,即=-.【答案】.已知函数()=+,若存在满足≤≤的实数,使得曲线=()在点(,())处的切线与直线+-=垂直,则实数的取值范围是( )..(-∞,)【解析】′()=+,当≤≤时,′()∈,又=′()=,所以∈.【答案】二、填空题.函数=+ )的导数是.【导学号:】【解析】′()=(+)- ,(+))=,(+)).【答案】,(+)).已知()=+′,则′=.【解析】∵()=+′,∴′()=+′,∴′=×+′,∴′=-×,即′=.【答案】.某物体做直线运动,其运动规律是=+(的单位是,的单位是),则它在第末的瞬时速度应该为.【解析】∵′=-,∴=′()=-=.【答案】三、解答题.点是曲线=()=上任意一点,求点到直线=的最小距离.【解】根据题意设平行于直线=的直线与曲线()=相切于点(,),该切点即为与=距离最近的点,如图.则在点(,)处的切线斜率为,即′()=.∵′()=()′=,。
学业分层测评(十二)(建议用时:45分钟)[学业达标]一、选择题1.正方体ABCD A 1B 1C 1D 1的棱长为a ,点M 在AC 1→上且AM →=12MC 1→,N 为B 1B 的中点,则|MN →|为( )A.216a B .66a C.156a D .153a 【解析】 以D 为原点建立如图所示的空间直角坐标系,则A (a ,0,0),C 1(0,a ,a ),N ⎝ ⎛⎭⎪⎫a ,a ,a 2.设M (x ,y ,z ).∵点M 在AC 1→上且AM →=12MC 1→.∴(x -a ,y ,z )=12(-x ,a -y ,a -z ),∴x =23a ,y =a 3,z =a 3.于是M ⎝ ⎛⎭⎪⎫2a 3,a 3,a 3. ∴|MN →| =⎝ ⎛⎭⎪⎫a -23a 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫a -a 32+⎝ ⎛⎭⎪⎫a 2-a 32 =216a . 【答案】 A2.已知平面α的法向量为n =(-2,-2,1),点A (x,3,0)在平面α内,则点P (-2,1,4)到平面α的距离为103,则x =( )【导学号:32550053】A .-1B .-11C .-1或-11D .-21【解析】 PA →=(x +2,2,-4),而d =⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪PA →·n |n |=103,即|-x +-4-4|4+4+1=103,解得x =-1或-11. 【答案】 C3.已知正方体ABCD A 1B 1C 1D 1的棱长是1,则直线DA 1与AC 间的距离为( ) A.13 B .23 C.33D .34【解析】 建系如图A (1,0,0),A 1(1,0,1),C (0,1,0),AC →=(-1,1,0),DA 1→=(1,0,1),设n =(x ,y ,z ),令⎩⎨⎧n ·AC →=0n ·DA 1→=0,∴⎩⎪⎨⎪⎧-x +y =0x +z =0令x =1则n =(1,1,-1)DA →=(1,0,0),DA 1→与AC 的距离d =⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪DA →·n |n|=33.【答案】 C4.△ABC 的顶点分别为A (1,-1,2),B (5,-6,2),C (1,3,-1),则AC 边上的高BD等于( )A .5B .41C .4D .2 5【解析】 设AD →=λAC →,D (x ,y ,z ). 则(x -1,y +1,z -2)=λ(0,4,-3). ∴x =1,y =4λ-1,z =2-3λ, ∴BD →=(-4,4λ+5,-3λ).∴4(4λ+5)-3(-3λ)=0,∴λ=-45,∴BD →=⎝ ⎛⎭⎪⎫-4,95,125,∴|BD →|= 16+8125+14425=5.【答案】 A5.在长方体ABCD A 1B 1C 1D 1中,底面是边长为2的正方形,高为4,则点A 1到截面AB 1D 1的距离为( )A.83 B .38 C.43D .34【解析】 如图,建立空间直角坐标系,则D (0,0,0),A (2,0,0),A 1(2,0,4),B 1(2,2,4),D 1(0,0,4).∴D 1B 1→=(2,2,0), D 1A →=(2,0,-4),AA 1→=(0,0,4),设n =(x ,y ,z )是平面AB 1D 1的一个法向量,则n ⊥D 1B 1→,n ⊥D 1A →,∴⎩⎨⎧n ·D 1B 1→=0,n ·D 1A →=0,即⎩⎪⎨⎪⎧2x +2y =0,2x -4z =0.令z =1,则平面AB 1D 1的一个法向量为n =(2,-2,1).∴由AA 1→在n 上射影可得A 1到平面AB 1D 1的距离为d =⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪AA 1→·n |n |=43.【答案】 C 二、填空题6.如图265所示,在直二面角D AB E 中,四边形ABCD 是边长为2的正方形,△AEB 是等腰直角三角形,其中∠AEB =90°,则点D 到平面ACE 的距离为________.图265【解析】 建立如图所示的空间直角坐标系,则A (0,-1,0),E (1,0,0),D (0,-1,2),C (0,1,2).AD →=(0,0,2),AE →=(1,1,0),AC →=(0,2,2),设平面ACE 的法向量n =(x ,y ,z ),则⎩⎨⎧n ·AE →=0,n ·AC →=0.即⎩⎪⎨⎪⎧x +y =0;2y +2z =0.令y =1,∴n =(-1,1,-1). 故点D 到平面ACE 的距离d =⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪AD →·n |n |=⎪⎪⎪⎪⎪⎪-23=233. 【答案】2337.设A (2,3,1),B (4,1,2),C (6,3,7),D (-5,-4,8),则点D 到平面ABC 的距离为________.【导学号:32550054】【解析】 设平面ABC 的法向量n =(x ,y ,z ),∵n ·AB →=0,n ·AC →=0,∴⎩⎪⎨⎪⎧x ,y ,z ,-2,=0,x ,y ,z,0,=0,即⎩⎪⎨⎪⎧2x -2y +z =0,4x +6z =0,⇒⎩⎪⎨⎪⎧x =-32zy =-z 令z =-2,则n =(3,2,-2).又AD →=(-7,-7,7),∴点D 到平面ABC 的距离为d =⎪⎪⎪⎪⎪⎪AD →·n |n |=⎪⎪⎪⎪⎪⎪-+--2×732+22+-2=4917=491717. 【答案】4917178.如图267所示,正方体的棱长为1,E ,F ,M ,N 分别是棱的中点,则平面A 1EF 与平面B 1NMD 1的距离为________.图267【解析】 建立如图所示的空间直角坐标系,则A 1(1,0,0),B 1(1,1,0),E ⎝ ⎛⎭⎪⎫12,0,1,F ⎝ ⎛⎭⎪⎫1,12,1,D 1(0,0,0),M ⎝ ⎛⎭⎪⎫0,12,1,N ⎝ ⎛⎭⎪⎫12,1,1.∵E ,F ,M ,N 分别是棱的中点, ∴MN ∥EF ,A 1E ∥B 1N . ∴平面A 1EF ∥平面B 1NMD 1.∴平面A 1EF 与平面B 1NMD 1的距离即为A 1到平面B 1NMD 1的距离. 设平面B 1NMD 1的法向量为n =(x ,y ,z ),∴n ·D 1B 1→=0,且n ·B 1N →=0. 即(x ,y ,z )·(1,1,0)=0,且(x ,y ,z )·⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,0,1=0. ∴x +y =0,且-12x +z =0,令x =2,则y =-2,z =1.∴n =(2,-2,1),n 0=⎝ ⎛⎭⎪⎫23,-23,13.∴A 1到平面B 1NMD 1的距离为d =|A 1B 1→·n 0| =⎪⎪⎪⎪⎪⎪,1,⎝ ⎛⎭⎪⎫23,-23,13=23. 【答案】 23三、解答题9.如图268,在长方体ABCD A 1B 1C 1D 1中,AB =4,BC =3,CC 1=2.图268(1)求证:直线CD 1∥平面A 1BC 1; (2)求直线CD 1与平面A 1BC 1间的距离. 【证明】 (1)建系如图,则C (0,4,0),D 1(0,0,2),B (3,4,0),A 1(3,0,2),C 1(0,4,2),所以CD 1→=(0,-4,2),BA 1→=(0,-4,2),BC 1→=(-3,0,2),BC →=(-3,0,0).∵CD 1→=BA 1→,∴CD 1∥BA 1,又因为CD 1平面A 1BC 1,BA 1平面A 1BC 1,所以CD 1∥平面A 1BC 1.(2)设平面A 1BC 1的法向量为n =(x ,y ,z ),则⎩⎨⎧n ·BA 1→=0,n ·BC 1→=0,即⎩⎪⎨⎪⎧-4y +2z =0,-3x +2z =0.∴⎩⎪⎨⎪⎧y =12z ,x =23z .取z =6,则x =4,y =3,∴n =(4,3,6),则BC →·n =(-3,0,0)·(4,3,6)=-12,|n |=61.所以点C 到平面A 1BC 1的距离即直线CD 1到平面A 1BC 1的距离,即d =⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪BC →·n |n |=|-12|61=126161.10.如图269,已知△ABC 是以∠B 为直角的直角三角形,SA ⊥平面ABC ,SA =BC =2,AB =4,M ,N ,D 分别是SC ,AB ,BC 的中点,求点A 到平面SND 的距离.图269【解】 建立如图所示的空间直角坐标系,则N (0,2,0),S (0,0,2), D (-1,4,0),∴NS →=(0,-2,2), SD →=(-1,4,-2).设平面SND 的法向量为n =(x ,y,1).∴n ·NS →=0,n ·SD →=0,∴⎩⎪⎨⎪⎧-2y +2=0,-x +4y -2=0,∴⎩⎪⎨⎪⎧x =2,y =1.∴n =(2,1,1).∵AS →=(0,0,2).∴点A 到平面SND 的距离为|n ·AS →||n|=26=63.[能力提升]1.若正四棱柱ABCD A 1B 1C 1D 1的底面边长为1,AB 1与底面ABCD 成60°角,则A 1C 1到底面ABCD 的距离为( )A.33B .1 C. 2D . 3【解析】 如图所示,直线AB 1与底面ABCD 所成的角为∠B 1AB ,而A 1C 1到底面ABCD 的距离为AA 1,在Rt △ABB 1中,B 1B =AB ·tan 60°= 3.所以AA 1=BB 1= 3.【答案】 D2.如图2610,P ABCD 是正四棱锥,ABCD A 1B 1C 1D 1是正方体,其中AB =2,PA =6,则B 1到平面PAD 的距离为( )图2610A .6B .355C.655D .322【解析】 以A 1B 1为x 轴,A 1D 1为y 轴,A 1A 为z 轴建立空间直角坐标系,设平面PAD 的法向量是n =(x ,y ,z ),∵AD →=(0,2,0),AP →=(1,1,2), ∴AD →·n =0,且AP →·n =0.∴y =0,x +y +2z =0,取z =1,得n =(-2,0,1).∵B 1A →=(-2,0,2),∴B 1到平面PAD 的距离d =|B 1A →·n ||n |=655.【答案】 C3.如图2611所示,已知边长为42的正三角形ABC 中,E ,F 分别为BC 和AC 的中点,PA ⊥平面ABC ,且PA =2,设平面α过PF 且与AE 平行,则AE 与平面α间的距离为________.【导学号:32550055】图2611【解析】 设AP →,AE →,EC →的单位向量分别为e 1,e 2,e 3,选取{e 1,e 2,e 3}为空间向量的一个基底,易知e 1·e 2=e 2·e 3=e 3·e 1=0,AP →=2e 1,AE →=26e 2,EC →=22e 3,PF →=PA →+AF →=PA →+12AC →=PA →+12(AE →+EC →)=-2e 1+6e 2+2e 3.设n =x e 1+y e 2+e 3是平面α的一个法向量,则n ⊥AE →,n ⊥PF →,∴⎩⎨⎧n ·AE →=0n ·PF →=0⇒⎩⎨⎧x e 1+y e 2+e 36e 2=0x e 1+y e 2+e 3-2e 1+6e 2+2e 3=0⇒⎩⎨⎧26y |e 2|2=0-2x |e 1|2+6y |e 2|2+2|e 3|2=0⇒⎩⎪⎨⎪⎧y =0,x =22.∴n =22e 1+e 3. ∴直线AE 与平面α间的距离为d =⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪AP →·n |n |=⎪⎪⎪⎪⎪⎪2e 1·⎝ ⎛⎭⎪⎫22e 1+e 3⎪⎪⎪⎪⎪⎪22e 12+|e 3|2=233.【答案】2334.已知正方形ABCD 的边长为1,PD ⊥平面ABCD ,且PD =1,E ,F 分别为AB ,BC 的中点.(1)求点D 到平面PEF 的距离; (2)求直线AC 到平面PEF 的距离.【解】 (1)建立以D 为坐标原点,DA ,DC ,DP 分别为x 轴,y 轴,z 轴的空间直角坐标系,如图所示.则P (0,0,1),A (1,0,0),C (0,1,0),E ⎝ ⎛⎭⎪⎫1,12,0,F ⎝ ⎛⎭⎪⎫12,1,0,EF →=⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,12,0,PE →=⎝ ⎛⎭⎪⎫1,12,-1, 设平面PEF 的法向量n =(x ,y ,z ), 则n ·EF →=0且n ·PE →=0,所以⎩⎪⎨⎪⎧-12x +12y =0,x +12y -z =0.令x =2,则y =2,z =3,所以n =(2,2,3),所以点D 到平面PEF 的距离为d =⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪DE →·n |n |=⎪⎪⎪⎪⎪⎪2+14+4+9=31717, 因此,点D 到平面PEF 的距离为31717.(2)因为AE →=⎝ ⎛⎭⎪⎫0,12,0,—————————— 精心制作仅供参考 灿若出品必属精品 ——————————灿若寒星 所以点A 到平面PEF 的距离为d =⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪AE →·n |n |=117=1717, 所以AC 到平面PEF 的距离为1717.。