山东省德州市陵城一中2017-2018学年高二上学期期中数学试卷 Word版含解析

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2017-2018学年山东省德州市陵城一中高二(上)期中数学试卷一、选择题(每小题5分,共60分)1.圆(x﹣2)2+y2=4的圆心坐标和半径分别为()A.(0,2),2 B.(2,0),2 C.(﹣2,0),4 D.(2,0),42.如图,正方形O′A′B′C′的边长为1cm,它是水平放置的一个平面图形的直观图,则原图的周长是()A.8cm B.6cm C.2(1+)cm D.2(1+)cm3.直线x﹣y+1=0的倾斜角为()A.1500B.1200C.600D.3004.设m,n是两条不同的直线,α,β,γ是三个不同的平面,给出下列四个命题:①若m⊥α,n∥α,则m⊥n②若α∥β,β∥γ,m⊥α,则m⊥γ③若m∥α,n∥α,则m∥n④若α⊥γ,β⊥γ,则α∥β其中正确命题的序号是()A.①和②B.②和③C.③和④D.①和④5.圆x2+y2+ax+2=0与直线l相切于点A(3,1),则直线l的方程为()A.x+y﹣4=0 B.x﹣2y﹣1=0 C.x﹣y﹣2=0 D.2x﹣y﹣5=06.某几何体的三视图如图所示,则此几何体的体积为()A.B.3 C.D.7.设a∈R,则“a=﹣1”是“直线ax+y﹣1=0与直线x+ay+5=0平行”的()A.充分而不必要条件 B.必要而不充分条件C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件8.某几何体的三视图如图所示,则该几何体的表面积为()A.(5+)πB.(20+2)πC.(10+)πD.(5+2)π9.圆x2+y2=50与圆x2+y2﹣12x﹣6y+40=0的位置关系为()A.相离 B.相切 C.相交 D.内含10.如图所示,E是正方形ABCD所在平面外一点,E在面ABCD上的正投影F恰在AC 上,FG∥BC,AB=AE=2,∠EAB=60°,有以下四个命题:(1)CD⊥面GEF;(2)AG=1;(3)以AC,AE作为邻边的平行四边形面积是8;(4)∠EAD=60°.其中正确命题的个数为()A.1 B.2 C.3 D.411.若直线L:(2m+1)x+(m+1)y﹣7m﹣4=0圆C:(x﹣1)2+(y﹣2)2=25交于A,B 两点,则弦长|AB|的最小值为()A. B. C. D.12.如果点P在平面区域上,点Q在曲线x2+(y+2)2=1上,那么|PQ|的最小值为()A.﹣1 B.﹣1 C.2﹣1 D.﹣1二、填空题(每题5分,共20分)13.若直线l1:2x﹣ay﹣1=0与直线l2:x+2y=0垂直,则a=.14.圆(x﹣3)2+(y﹣3)2=9上到直线3x+4y﹣11=0的距离等于1的点的个数是.15.正四棱锥P﹣ABCD的五个顶点在同一球面上,若该正四棱锥的底面边长为2,侧棱长为,则这个球的表面积为.16.在空间直角坐标系中,设A(m,1,3),B(1,﹣1,1),且|AB|=2,则m=.三、解答题(17题10分,其余各题12分)17.正方形ABCD所在的平面与三角形CDE所在的平面交于CD,且AE⊥平面CDE.(1)求证:AB∥平面CDE;(2)求证:平面ABCD⊥平面ADE.18.根据下列条件,分别求直线方程:(1)经过点A(3,0)且与直线2x+y﹣5=0垂直;(2)求经过直线x﹣y﹣1=0与2x+y﹣2=0的交点,且平行于直线x+2y﹣3=0的直线方程.19.已知圆C的方程为:x2+y2=4(1)求过点P(2,1)且与圆C相切的直线l的方程;(2)直线l过点D(1,2),且与圆C交于A、B两点,若|AB|=2,求直线l的方程;(3)圆C上有一动点M(x0,y0),=(0,y0),若向量=+,求动点Q的轨迹方程.20.如图,在△ABC中,∠ABC=45°,∠BAC=90°,AD是BC上的高,沿AD把是BC上的△ABD折起,使∠BDC=90°.(Ⅰ)证明:平面ADB⊥平面BDC;(Ⅱ)设BD=1,求三棱锥D﹣ABC的表面积.21.如图,在五面体ABCDEF中,四边形ABCD是边长为2的正方形,EF∥平面ABCD,EF=1,FB=FC,∠BFC=90°,AE=,H是BC的中点.(1)求证:FH∥平面BDE;(2)求证:AB⊥平面BCF;(3)求五面体ABCDEF的体积.22.已知圆C的圆心在直线x﹣2y=0上.(1)若圆C与y轴的正半轴相切,且该圆截x轴所得弦的长为2,求圆C的标准方程;(2)在(1)的条件下,直线l:y=﹣2x+b与圆C交于两点A,B,若以AB为直径的圆过坐标原点O,求实数b的值;(3)已知点N(0,3),圆C的半径为3,且圆心C在第一象限,若圆C上存在点M,使MN=2MO(O为坐标原点),求圆心C的纵坐标的取值范围.2016-2017学年山东省德州市陵城一中高二(上)期中数学试卷参考答案与试题解析一、选择题(每小题5分,共60分)1.圆(x﹣2)2+y2=4的圆心坐标和半径分别为()A.(0,2),2 B.(2,0),2 C.(﹣2,0),4 D.(2,0),4【考点】圆的标准方程.【分析】直接利用圆的标准方程,即可得出结论.【解答】解:因为圆(x﹣2)2+y2=4,所以圆心坐标和半径分别为(2,0)和2,故选:B.2.如图,正方形O′A′B′C′的边长为1cm,它是水平放置的一个平面图形的直观图,则原图的周长是()A.8cm B.6cm C.2(1+)cm D.2(1+)cm【考点】空间几何体的直观图.【分析】由斜二测画法的规则知在已知图形平行于x轴的线段,在直观图中画成平行于x'轴,长度保持不变,已知图形平行于y轴的线段,在直观图中画成平行于y'轴,且长度为原来一半.由于y'轴上的线段长度为,故在平面图中,其长度为2,且其在平面图中的y轴上,由此可以求得原图形的周长.【解答】解:由斜二测画法的规则知与x'轴平行的线段其长度不变以及与横轴平行的性质不变,正方形的对角线在y'轴上,可求得其长度为,故在平面图中其在y轴上,且其长度变为原来的2倍,长度为2,其原来的图形如图所示,则原图形中的平行四边形中,一边长为1,另一边长为3,它的周长是8观察四个选项,A选项符合题意.故选A.3.直线x﹣y+1=0的倾斜角为()A.1500B.1200C.600D.300【考点】直线的倾斜角.【分析】求出直线的斜率,再求直线的倾斜角,得到选项.【解答】解:由直线可知:直线的斜率,解得α=600,故选C.4.设m,n是两条不同的直线,α,β,γ是三个不同的平面,给出下列四个命题:①若m⊥α,n∥α,则m⊥n②若α∥β,β∥γ,m⊥α,则m⊥γ③若m∥α,n∥α,则m∥n④若α⊥γ,β⊥γ,则α∥β其中正确命题的序号是()A.①和②B.②和③C.③和④D.①和④【考点】空间中直线与平面之间的位置关系;命题的真假判断与应用;空间中直线与直线之间的位置关系;平面与平面之间的位置关系.【分析】根据线面平行性质定理,结合线面垂直的定义,可得①是真命题;根据面面平行的性质结合线面垂直的性质,可得②是真命题;在正方体中举出反例,可得平行于同一个平面的两条直线不一定平行,垂直于同一个平面和两个平面也不一定平行,可得③④不正确.由此可得本题的答案.【解答】解:对于①,因为n∥α,所以经过n作平面β,使β∩α=l,可得n∥l,又因为m⊥α,l⊂α,所以m⊥l,结合n∥l得m⊥n.由此可得①是真命题;对于②,因为α∥β且β∥γ,所以α∥γ,结合m⊥α,可得m⊥γ,故②是真命题;对于③,设直线m、n是位于正方体上底面所在平面内的相交直线,而平面α是正方体下底面所在的平面,则有m∥α且n∥α成立,但不能推出m∥n,故③不正确;对于④,设平面α、β、γ是位于正方体经过同一个顶点的三个面,则有α⊥γ且β⊥γ,但是α⊥β,推不出α∥β,故④不正确.综上所述,其中正确命题的序号是①和②故选:A5.圆x2+y2+ax+2=0与直线l相切于点A(3,1),则直线l的方程为()A.x+y﹣4=0 B.x﹣2y﹣1=0 C.x﹣y﹣2=0 D.2x﹣y﹣5=0【考点】圆的切线方程.【分析】将圆与直线l的相切的切点A坐标代入圆的方程,求出a的值,确定出圆的方程,化为标准方程后找出圆心坐标和半径r,显然直线l的斜率存在,设斜率为k,由A的坐标表示出直线l的方程,由直线与圆相切时,圆心到切线的距离d=r,利用点到直线的距离公式列出关于k的方程,求出方程的解得到k的值,即可确定出直线l的方程.【解答】解:∵圆x2+y2+ax+2=0与直线l相切于点A(3,1),∴将x=3,y=1代入圆方程得:9+1+3a+2=0,解得:a=﹣4,∴圆的方程为(x﹣2)2+y2=2,∴圆心坐标为(2,0),半径r=,显然直线l的斜率存在,设直线l方程为y﹣1=k(x﹣3),即kx﹣y+1﹣3k=0,∴圆心到直线l的距离d=r,即=,解得:k=﹣1,则直线l方程为﹣x﹣y+4=0,即x+y﹣4=0.故选A6.某几何体的三视图如图所示,则此几何体的体积为()A.B.3 C.D.【考点】由三视图求面积、体积.【分析】首先由三视图得到几何体,然后计算体积即可.【解答】解:由已知得到几何体为组合体,下面是底面为等腰直角三角形高为1的三棱柱,上面是:底面是腰长为2的等腰直角三角形,高为1的三棱锥,所以体积为;故选A.7.设a∈R,则“a=﹣1”是“直线ax+y﹣1=0与直线x+ay+5=0平行”的()A.充分而不必要条件 B.必要而不充分条件C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件【考点】必要条件、充分条件与充要条件的判断.【分析】结合直线平行的等价条件,利用充分条件和必要条件的定义进行判断.【解答】解:当a=﹣1时,两直线方程分别为﹣x+y﹣1=0与直x﹣y+5=0,满足两直线平行.当a=1时,两直线方程分别为x+y﹣1=0与直x+y+5=0满足平行,但a=﹣1不成立,∴“a=﹣1”是“直线ax+y﹣1=0与直线x+ay+5=0平行”的充分不必要条件.故选:A.8.某几何体的三视图如图所示,则该几何体的表面积为()A.(5+)πB.(20+2)πC.(10+)πD.(5+2)π【考点】由三视图求面积、体积.【分析】由三视图可知这是一个圆柱,上面挖去一个小圆锥的几何体,由图中所提供的数据进行计算即可得到所求的表面积选出正确选项【解答】解:由三视图可知这是一个圆柱,上面挖去一个小圆锥的几何体,圆柱的底面积为π,圆柱的侧面积为2π×2=4π,圆锥的母线长为,侧面积为,所以总的侧面积为,故选A.9.圆x2+y2=50与圆x2+y2﹣12x﹣6y+40=0的位置关系为()A.相离 B.相切 C.相交 D.内含【考点】直线与圆的位置关系.【分析】把圆的方程化为标准形式,求出圆心和半径,再根据MN大于它们的半径之差,小于半径之和,可得两圆相交.【解答】解:圆x2+y2=50,表示以M(0,0)为圆心、半径等于5的圆.圆x2+y2﹣12x﹣6y+40=0即(x﹣6)2+(y﹣3)2=5,表示以N(6,3)为圆心、半径等于的圆.由于两圆的圆心距MN==3,故MN大于它们的半径之差,小于半径之和,故两圆相交,故选C10.如图所示,E是正方形ABCD所在平面外一点,E在面ABCD上的正投影F恰在AC 上,FG∥BC,AB=AE=2,∠EAB=60°,有以下四个命题:(1)CD⊥面GEF;(2)AG=1;(3)以AC,AE作为邻边的平行四边形面积是8;(4)∠EAD=60°.其中正确命题的个数为()A.1 B.2 C.3 D.4【考点】平面与平面垂直的判定.【分析】连结EG,通过证明AB⊥平面EFG得出CD⊥平面EFG,在直角三角形AEG中求出AG,EF,求出三角形ACE的面积,根据AG判断出F的位置,利用全都三角形判断∠EAD.【解答】解:连结EG,(1)∵EF⊥平面ABCD,AB⊂平面ABCD,∴EF⊥AB,∵FG∥BC,BC⊥AB,∴AB⊥FG,又EF⊂平面EFG,FG⊂平面EFG,EF∩FG=F,∴AB⊥平面EFG,∵AB∥CD,∴CD⊥平面EFG.故(1)正确.(2)∵AB⊥平面EFG,∴AB⊥EG,∵∠EAB=60°,AE=2,∴AG=AE=1,故(2)正确.(3))∵AG=1=,∴F为AC的中点.∵AE=2,AC==2,AF==,∴EF==.===2,∴S△ACE=4,故(3)错误;∴以AC,AE作为邻边的平行四边形面积为2S△ACE(4)过F作FM⊥AD于M,则AM=1,由(1)的证明可知AD⊥平面EFM,故而AD⊥EM,∴Rt△EAG≌Rt△EAM,∴∠EAM=∠EAG=60°,故(4)正确.故选:C11.若直线L:(2m+1)x+(m+1)y﹣7m﹣4=0圆C:(x﹣1)2+(y﹣2)2=25交于A,B 两点,则弦长|AB|的最小值为()A. B. C. D.【考点】直线与圆相交的性质.【分析】通过直线l转化为直线系,求出直线恒过的定点,说明直线l被圆C截得的弦长最小时,圆心与定点连线与直线l垂直,由勾股定理即可得到最短弦长.【解答】解:由(2m+1)x+(m+1)y﹣7m﹣4=0,m∈R得:(x+y﹣4)+m(2x+y﹣7)=0,∵m∈R,∴,得x=3,y=1,故l恒过定点D(3,1).因为(3﹣1)2+(1﹣2)2=5<25,则点D在圆C的内部,直线l与圆C相交.圆心C(1,2),半径为5,|CD|=,当截得的弦长最小时,l⊥CD,最短的弦长是2=4.故选B.12.如果点P在平面区域上,点Q在曲线x2+(y+2)2=1上,那么|PQ|的最小值为()A.﹣1 B.﹣1 C.2﹣1 D.﹣1【考点】简单线性规划的应用.【分析】先画出满足的平面区域,再把|PQ|的最小值转化为点P到(0,﹣2)的最小值减去圆的半径1即可.【解答】解:由题可知不等式组确定的区域为阴影部分包括边界,点P到Q的距离最小为到(0,﹣2)的最小值减去圆的半径1,点(0,﹣2)到直线x﹣2y+1=0的距离为=;由图可知:|PQ|min=﹣1,故选A.二、填空题(每题5分,共20分)13.若直线l1:2x﹣ay﹣1=0与直线l2:x+2y=0垂直,则a=1.【考点】直线的一般式方程与直线的垂直关系.【分析】利用直线垂直的条件求解.【解答】解:∵两直线l1:2x﹣ay﹣1=0与直线l2:x+2y=0互相垂直,∴2﹣2a=0,解得a=1.故答案为:1.14.圆(x﹣3)2+(y﹣3)2=9上到直线3x+4y﹣11=0的距离等于1的点的个数是3.【考点】直线与圆的位置关系.【分析】确定圆心和半径,求出圆心到直线的距离,与半径比较,数形结合可知共有三个交点.【解答】解:(x﹣3)2+(y﹣3)2=9是一个以(3,3)为圆心,3为半径的圆.圆心到3x+4y﹣11=0的距离为d=||=2,所以作与直线3x+4y﹣11=0距离为1的直线,会发现这样的直线有两条(一条在直线的上方,一条在直线的下方),上面的那条直线与圆有两个交点,下面的与圆有一个交点,所以圆上共有三个点与直线距离为1.故答案为:3.15.正四棱锥P﹣ABCD的五个顶点在同一球面上,若该正四棱锥的底面边长为2,侧棱长为,则这个球的表面积为9π.【考点】球的体积和表面积.【分析】设球半径为R,底面中心为O′且球心为O.正四棱锥P﹣ABCD中根据AB=2且PA=,算出AO′=、PO′=2、OO′=2﹣R,在Rt△AOO′中利用勾股定理建立关于R的等式,解出R=,再利用球的表面积公式即可得到外接球的表面积.【解答】解:如图所示,设球半径为R,底面中心为O′且球心为O,∵正四棱锥P﹣ABCD中AB=2,PA=,∴AO′=AB=,可得PO′==2,OO′=PO′﹣PO=2﹣R.∵在Rt△AOO′中,AO2=AO′2+OO′2,∴R2=()2+(2﹣R)2,解之得R=,因此可得外接球的表面积为:4πR2==9π.故答案为:9π.16.在空间直角坐标系中,设A(m,1,3),B(1,﹣1,1),且|AB|=2,则m=1.【考点】向量在几何中的应用;空间向量的夹角与距离求解公式.【分析】由已知中A(m,1,3),B(1,﹣1,1),且|AB|=2,代入两点之间距离公式,可得答案.【解答】解:A(m,1,3),B(1,﹣1,1),∴|AB|=2=,解得:m=1;故答案为:1三、解答题(17题10分,其余各题12分)17.正方形ABCD所在的平面与三角形CDE所在的平面交于CD,且AE⊥平面CDE.(1)求证:AB∥平面CDE;(2)求证:平面ABCD⊥平面ADE.【考点】平面与平面垂直的判定;直线与平面平行的判定.【分析】(1)根据正方形对边平行可得AB∥CD,结合线面平行的判定定理可得AB∥平面CDE;(2)由已知AE⊥平面CDE,可得AE⊥CD,结合正方形ABCD邻边垂直及线面垂直的判定定理可得CD⊥平面ADE,进而由面面垂直的判定定理可得平面ABCD⊥平面ADE.【解答】证明:(1)正方形ABCD中,AB∥CD,又AB⊄平面CDE,CD⊂平面CDE,所以AB∥平面CDE.(2)因为AE⊥平面CDE,且CD⊂平面CDE,所以AE⊥CD,又正方形ABCD中,CD⊥AD且AE∩AD=A,AE,AD⊂平面ADE,所以CD⊥平面ADE,又CD⊂平面ABCD,所以平面ABCD⊥平面ADE.(14分18.根据下列条件,分别求直线方程:(1)经过点A(3,0)且与直线2x+y﹣5=0垂直;(2)求经过直线x﹣y﹣1=0与2x+y﹣2=0的交点,且平行于直线x+2y﹣3=0的直线方程.【考点】直线的一般式方程与直线的垂直关系;直线的一般式方程与直线的平行关系.【分析】(1)由条件设所求直线方程为x﹣2y+c=0,直线过点B(3,0),可求得c,从而可得答案.(2)解方程组求得交点坐标,设与直线x+2y﹣3=0平行的直线一般式方程为x+2y+λ=0,把交点代入可得λ的值,从而求得所求的直线方程.【解答】解:(1)由条件设所求直线方程为x﹣2y+c=0因为所求直线过点B(3,0)所以3+c=0,即c=﹣3所以所求直线方程为x﹣2y﹣3=0(2)由解得∴直线x﹣y﹣1=0与2x+y﹣2=0的交点为(1,0)与直线x+2y﹣3=0平行的直线一般式方程为x+2y+λ=0,把点(1,0)代入可得λ=﹣1故所求的直线方程为x+2y﹣1=0.19.已知圆C的方程为:x2+y2=4(1)求过点P(2,1)且与圆C相切的直线l的方程;(2)直线l过点D(1,2),且与圆C交于A、B两点,若|AB|=2,求直线l的方程;(3)圆C上有一动点M(x0,y0),=(0,y0),若向量=+,求动点Q的轨迹方程.【考点】直线与圆的位置关系;与直线有关的动点轨迹方程.【分析】(1)分两种情况考虑:当直线l的斜率不存在时,直线x=2满足题意;当k存在时,变形出l方程,利用圆心到l的距离d=r列出方程,求出方程的解得到k的值,确定出此时l方程,综上,得到满足题意直线l的方程;(2)分两种情况考虑:当直线l垂直于x轴时,此时直线方程为x=1,直线l与圆的两个交点距离为2,满足题意;当直线l不垂直于x轴时,设其方程为y﹣2=k(x﹣1),求出圆心到直线l的距离d=1,利用点到直线的距离公式列出关于k的方程,求出方程的解得到k的值,确定出此时直线方程,综上,得到满足题意直线l的方程;(3)设Q(x,y),表示出,,代入已知等式中化简得到x=x0,y=2y0,代入圆方程变形即可得到Q轨迹方程.【解答】解:(1)当k不存在时,x=2满足题意;当k存在时,设切线方程为y﹣1=k(x﹣2),由=2得,k=﹣,则所求的切线方程为x=2或3x+4y﹣10=0;(2)当直线l垂直于x轴时,此时直线方程为x=1,l与圆的两个交点坐标为(1,)和(1,﹣),这两点的距离为2,满足题意;当直线l不垂直于x轴时,设其方程为y﹣2=k(x﹣1),即kx﹣y﹣k+2=0,设圆心到此直线的距离为d,∴d==1,即=1,解得:k=,此时直线方程为3x﹣4y+5=0,综上所述,所求直线方程为3x﹣4y+5=0或x=1;(3)设Q点的坐标为(x,y),∵M(x0,y0),=(0,y0),=+,∴(x,y)=(x0,2y0),∴x=x0,y=2y0,∵x02+y02=4,∴x2+()2=4,即+=1.20.如图,在△ABC中,∠ABC=45°,∠BAC=90°,AD是BC上的高,沿AD把是BC上的△ABD折起,使∠BDC=90°.(Ⅰ)证明:平面ADB⊥平面BDC;(Ⅱ)设BD=1,求三棱锥D﹣ABC的表面积.【考点】平面与平面垂直的判定;棱柱、棱锥、棱台的侧面积和表面积.【分析】(Ⅰ)翻折后,直线AD与直线DC、DB都垂直,可得直线与平面BDC垂直,再结合AD是平面ADB内的直线,可得平面ADB与平面垂直;(Ⅱ)根据图形特征可得△ADB、△DBC、△ADC是全等的等腰直角三角形,△ABC是等边三角形,利用三角形面积公式可得三棱锥D﹣ABC的表面积.【解答】解:(Ⅰ)∵折起前AD是BC边上的高,∴当△ABD折起后,AD⊥DC,AD⊥DB,又DB∩DC=D,∴AD⊥平面BDC,∵AD⊂平面ABD.∴平面ADB⊥平面BDC(Ⅱ)由(Ⅰ)知,DA⊥DB,DB⊥DC,DC⊥DA,∵DB=DA=DC=1,∴AB=BC=CA=,从而所以三棱锥D﹣ABC的表面积为:21.如图,在五面体ABCDEF中,四边形ABCD是边长为2的正方形,EF∥平面ABCD,EF=1,FB=FC,∠BFC=90°,AE=,H是BC的中点.(1)求证:FH∥平面BDE;(2)求证:AB⊥平面BCF;(3)求五面体ABCDEF的体积.【考点】棱柱、棱锥、棱台的体积;直线与平面平行的判定;直线与平面垂直的判定.【分析】(1)设AC与BD交于点O,则点O是AC的中点,连接OH,EO,通过证明四边形EOHF是平行四边形,证明FH∥平面EDB;(2)先证明出四边形EMBF是平行四边形,推断出EM∥FB,EM=FB.进而在Rt△BFC 中求得EM,在△AEM中,根据边长推断出AM2+EM2=3=AE2,进而证明出AM⊥EM.然后证明出四边形ABCD是正方形,进而推断出AB⊥BC.最后通过线面垂直的判定定理证明出AB⊥平面BCF;(3)求出四棱锥E﹣ABCD的体积为V1═,三棱锥E﹣BCF的体积为=,即可求出五面体ABCDEF的体积.【解答】(1)证明:连接AC,AC与BD相交于点O,则点O是AC的中点,连接OH,EO,∵H是BC的中点,∴OH∥AB,.…∵EF∥平面ABCD,EF⊂平面ABFE,平面ABCD∩平面ABFE=AB,∴EF∥AB.…∵EF=1,∴OH∥EF,OH=EF.∴四边形EOHF是平行四边形.∴EO∥FH,EO=FH.…∵EO⊂平面BDE,FH⊄平面BDE,∴FH∥平面BDE.…(2)证明:取AB的中点M,连接EM,则AM=MB=1,由(1)知,EF∥MB,且EF=MB,∴四边形EMBF是平行四边形.∴EM∥FB,EM=FB.…在Rt△BFC中,FB2+FC2=BC2=4,又FB=FC,得.∴.…在△AME中,,AM=1,,∴AM2+EM2=3=AE2.∴AM ⊥EM .…∴AM ⊥FB ,即AB ⊥FB . ∵四边形ABCD 是正方形, ∴AB ⊥BC .…∵FB ∩BC=B ,FB ⊂平面BCF ,BC ⊂平面BCF , ∴AB ⊥平面BCF .… (3)解:连接EC ,在Rt △BFC 中,,∴EO=FH=1.由(2)知AB ⊥平面BCF ,且EF ∥AB , ∴EF ⊥平面BCF .…∵FH ⊥平面ABCD ,EO ∥FH , ∴EO ⊥平面ABCD .…∴四棱锥E ﹣ABCD 的体积为V 1═.…∴三棱锥E ﹣BCF 的体积为=.…∴五面体ABCDEF 的体积为.…22.已知圆C 的圆心在直线x ﹣2y=0上.(1)若圆C 与y 轴的正半轴相切,且该圆截x 轴所得弦的长为2,求圆C 的标准方程;(2)在(1)的条件下,直线l :y=﹣2x +b 与圆C 交于两点A ,B ,若以AB 为直径的圆过坐标原点O ,求实数b 的值; (3)已知点N (0,3),圆C 的半径为3,且圆心C 在第一象限,若圆C 上存在点M ,使MN=2MO (O 为坐标原点),求圆心C 的纵坐标的取值范围. 【考点】直线和圆的方程的应用. 【分析】(1)设圆心为(2a ,a ),通过圆C 与y 轴的正半轴相切,得到半径r=2a .利用该圆截x 轴所得弦的长为2,列出方程求解即可.(2)由,设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),利用韦达定理以及判别式,结合直线的斜率关系,即可求出b 的值.(3)设圆C的圆心为(2a,a),圆C的方程为(x﹣2a)2+(y﹣a)2=9,设M点的坐标为(x,y),利用|3﹣2|≤,且a>0,求出圆心C的纵坐标的取值范围是(0,2].【解答】解:(1)因为圆C的圆心在直线x﹣2y=0上,所以可设圆心为(2a,a).因为圆C与y轴的正半轴相切,所以a>0,半径r=2a.又因为该圆截x轴所得弦的长为2,所以a2+()2=(2a)2,解得a=1.…因此,圆心为(2,1),半径r=2.所以圆C的标准方程为(x﹣2)2+(y﹣1)2=4.…(2)由消去y,得(x﹣2)2+(﹣2x+b﹣1)2=4.整理得5x2﹣4bx+(b﹣1)2=0.(★)…由△=(﹣4b)2﹣4×5(b﹣1)2>0,得b2﹣10b+5<0(※)…设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1+x2=,x1x2=因为以AB为直径的圆过原点O,可知OA,OB的斜率都存在,且k OA•k OB==﹣1整理得x1x2+y1y2=0,即x1x2+(﹣2x1+b)(﹣2x2+b)=0.化简得5x1x2﹣2b(x1+x2)+b2=0,即(b﹣1)2﹣2b•+b2=0.整理得2b2﹣10b+5=0.解得b=.…当b=时,2b2﹣10b+5=0,b2﹣10b+5=﹣b2.③由③,得b≠0从而b2﹣10b+5=﹣b2<0可见,b=时满足不等式(※).b=均符合要求.…(3)圆C的半径为3,设圆C的圆心为(2a,a),由题意,a>0.则圆C的方程为(x﹣2a)2+(y﹣a)2=9.…又因为MN=2MD,N(0,3),设M点的坐标为(x,y),则=,整理得x2+(y+1)2=4.…它表示以(0,﹣1)为圆心,2为半径的圆,记为圆D.由题意可知,点M既在圆C上又在圆D上,即圆C和圆D有公共点.所以|3﹣2|≤,且a>0.…即1,且a>0.所以即解得0<a≤2.所以圆心C的纵坐标的取值范围是(0,2].…2016年12月19日。