第七章 训练3

章节测试题1.【答题】某地区2015~2019年各年的降水量分别是870毫米、950毫米、800毫米、1000毫米、940毫米，为表示降水量的变化情况，采用（）统计图比较合适.A. 折线B. 条形C. 扇形【答案】A【分析】本题考查的是选择合适的统计图.要表示出各种数量的多少时，选用条形统计图；既要表示出各种数量的多少，又要表示出数量的增减变化情况时，选用折线统计图；要表示出各部分数量和总数量之间的关系时，选用扇形统计图.【解答】由分析可知，为表示降水量的变化情况，采用折线统计图比较合适.选A.2.【答题】证券公司要统计两只股票上个月走势变化情况，应选用（）.A. 单式条形统计图B. 单式折线统计图C. 复式折线统计图D. 复式条形统计图【答案】C【分析】本题考查的是选择合适的统计图.【解答】折线统计图可以清楚地看出数量的增减变化，因此比较股票的走势变化情况要采用折线统计图，而题目是统计两只股票的走势变化情况，因此应选择复式折线统计图.选C.3.【答题】下表是三（4）班同学体重情况：（单位：千克）体重在21－25千克的女生比男生多（）.A. 13人B. 10人C. 7人D. 5人【答案】C【分析】本题考查的是根据复式统计表回答问题.【解答】由统计表可知，体重在21－25千克的男生有3人，女生有10人，所以体重在21－25千克的女生比男生多：10－3＝7（人）.选C.4.【答题】欢欢不小心把墨水溅到了成绩单上.已知她语文、数学和英语三科成绩的平均分是96，那么她的英语成绩是（）.A. 90分B. 94分C. 96分D. 99分【答案】D【分析】本题考查的是平均数的应用.【解答】欢欢的语文、数学和英语三科成绩的平均分是96，要求她三科的总得分是多少，用乘法，列式计算为：96×3=288（分）；又知道她的语文95分，数学94分，要求她的英语多少分，用减法，列式计算为：288−95−94=99（分）.选D.5.【答题】在学校举办的庆“六一”儿童歌曲演唱比赛中，评委老师给欢欢的评分如下表.如果去掉一个最高分和一个最低分，欢欢演唱所得的平均分是（）.A. 89B. 90C. 91【答案】C【分析】本题考查的是平均分的实际应用.欢欢的得分中最高的是94分，最低的是83分，去掉最高分和最低分，还剩下89分、91分、93分，求这三个分数的平均数即可.【解答】欢欢演唱所得的平均分是：选C.6.【答题】下图是某商店2019年营业额情况统计图.由图可知，下半年平均每月营业额是（）万元.A. 12.5B. 15C. 30D. 60【答案】B【分析】求下半年平均每月营业额是多少用下半年的总营业额除以6个月即可解答.【解答】（40＋50）÷6=15（万元），所以下半年平均每月营业额是15万元.选B.7.【答题】甲、乙二人参加某体育项目训练，为了便于研究，把最近五次训练成绩用统计图表示出来，如图，下面结论错误的是（）.A. 乙的第二次成绩与第五次成绩相同B. 第三次测试甲的成绩与乙的成绩相同C. 第四次测试甲的成绩比乙的成绩多2分D. 五次测试甲的总成绩比乙的总成绩高【答案】D【分析】根据折线统计图中的信息即可作出判断.【解答】A、从统计图可以看出，乙的第二次成绩与第五次成绩相同，A正确；B、从统计图可以看出，第三次测试甲的成绩与乙的成绩相同，B正确；C、从统计图可以看出，第四次测试甲的成绩比乙的成绩多14－12=2（分），C正确；D、五次测试甲的总成绩是10＋13＋12＋14＋16=65（分），乙的总成绩13＋14＋12＋12＋14=65（分），65=65，所以五次测试甲的总成绩等于乙的总成绩，所以D的说法不正确.选D.8.【答题】下图是根据淘气家上个月各项支出分配情况绘制的统计图.如果他家的生活费支出是750元，那么教育支出是（）.A. 2000元B. 900元C. 3000元D. 600元【答案】D【分析】把总支出看成单位“1”，它的25%对应的数量是750元，由此用除法求出总支出，然后用总支出乘20%就是教育支出.【解答】所以教育支出是600元.选D.9.【答题】表示某个月的气温变化选用折线统计图比较合适．（）【答案】✓【分析】条形统计图能很容易看出数量的多少；折线统计图不仅容易看出数量的多少，而且能反映数量的增减变化情况；扇形统计图能反映部分与整体的关系；由此根据情况选择即可．【解答】根据统计图的特点可知：表示某个月的气温变化选用折线统计图比较合适.故本题正确.10.【答题】要表示甲、乙同学几次数学成绩的对比变化情况，最好用复式折线统计图. （）【答案】✓【分析】本题考查的是选择合适的统计图.【解答】成绩的变化是增减变化，因此选择折线统计图，而题目比较的是两个同学的成绩变化情况，所以选择复式折线统计图比较好.故本题正确.11.【答题】折线统计图是用点的高低表示数量的多少，线的起伏表示数量的增减变化．（）【答案】✓【分析】本题考查的是折线统计图的特点．【解答】折线统计图是用点的高低表示数量的多少，线的起伏表示数量的增减变化.故本题正确.12.【答题】晶晶家5月份食品支出占生活总支出的30%，在制作扇形统计图时，表示食品支出的扇形的圆心角是30°.（）【答案】×【分析】把整个圆看作一个圆心角是360°的大扇形，晶晶家5月份食品支出占生活总支出的30%，那么它的圆心角的就是360°的30%.【解答】360°×30%＝108°，所以表示食品支出的扇形的圆心角是108°.故本题错误.13.【题文】甲、乙、丙三个数的平均数是56，将其中一个数改成40后，三个数的平均数是52.改动的这个数原来是多少？【答案】改动的这个数原来是52.【分析】根据甲、乙、丙三个数的平均数是56，可求出这三个数的和是56×3，再根据其中一个数改成40后，三个数的平均数是53可知，改动一个数后这三个数的和是52×3；进而用原来的和减去改动一个数后的和，求出相差的数，这个数是减少的数，再用这个数加上40可求出原来的数.【解答】56×3＝16852×3＝156156－40＝116168－116＝52答：改动的这个数原来是52.14.【题文】四（一）班全体同学为希望小学捐献图书情况如下表：平均每人捐书多少本？【答案】平均每人捐书5本．【分析】先把所有同学捐的本数相加求得全班捐书的总本数，再除以全班人数求得平均每人捐书的本数即可．【解答】答：平均每人捐书5本．15.【题文】四年级同学喜欢的运动项目如下表：（单位：人）（1）根据以上数据制成复式条形统计图.（2）喜欢哪个项目的男生最多？喜欢哪个项目的女生最少？（3）喜欢哪个项目的人最多？喜欢哪个项目的人最少？（4）你还能提出什么数学问题并解答？【答案】（1）；（2）喜欢足球的男生最多，喜欢足球的女生最少；（3）喜欢乒乓球的人最多，喜欢跑步的人最少；（4）答案不唯一，如：喜欢乒乓球的比喜欢足球的多多少人？（17＋13）－（18＋4）＝8（人），答：喜欢乒乓球的比喜欢足球的多8人.【分析】本题考查的是复式条形统计图.【解答】（1）见答案；（2）喜欢乒乓球的男生有17人，喜欢足球的男生有18人，喜欢跑步的男生有8人，喜欢游泳的男生有14人，喜欢跳绳的男生有7人.因为18＞17＞14＞8＞7，所以喜欢足球的男生最多.喜欢乒乓球的女生有13人，喜欢足球的女生有4人，喜欢跑步的女生有6人，喜欢游泳的女生有13人，喜欢跳绳的女生有16人.因为16＞13＞6＞4，所以喜欢足球的女生最少.（3）喜欢乒乓球的人数：17＋13＝30（人），喜欢足球的人数：18＋4＝22（人），喜欢跑步的人数：8＋6＝14（人），喜欢游泳的人数：14＋13＝27（人），喜欢跳绳的人数：7＋16＝23（人）.因为30＞27＞23＞22＞14，所以喜欢乒乓球的人最多，喜欢跑步的人最少.（4）答案不唯一，举例见答案.16.【题文】上个月某市体育锻炼达标抽测，其中某校五年级60米短跑情况如下图所示.已知该校五年级得优秀的人数是150人．(1)这个学校五年级参加抽测的一共多少人？(2)达标（不含优秀和良好）的有多少人？(3)针对这次抽测结果，如果你是该校校长，你会有什么想法？【答案】（1）这个学校五年级参加抽测的一共600人.（2）达标（不含优秀和良好）的有60人.（3）如果我是该校校长，增加学生体育锻炼的时间，适当增加锻炼的强度.【分析】（1）把五年级参加抽测的总人数看作单位“1”，该校五年级得优秀的人数除以得优秀人数占的比率，即可得五年级参加抽测的一共多少人．（2）把五年级参加抽测的总人数看作单位“1”，用单位“1”减优秀的人数和良好的人数占的比率，得到达标的占的比率，再乘五年级参加抽测的总人数即可得达标（不含优秀和良好）的多少人．（3）如果我是该校校长，增加学生体育锻炼的时间，适当增加锻炼的强度．【解答】（1）答：这个学校五年级参加抽测的一共600人.（2）答：达标（不含优秀和良好）的有60人.（3）如果我是该校校长，增加学生体育锻炼的时间，适当增加锻炼的强度.。

2021届高考数学一轮知能训练：第七章第3讲圆的方程含解析第3讲圆的方程1．若点（1，1)在圆（x－a）2＋（y＋a）2＝4的内部，则实数a的取值范围是(）A．－1<a〈1B．0〈a〈1C．a〉1或a〈－1D．a＝±12．若实数x，y满足x2＋y2＋4x－2y－4＝0,则错误!的最大值是（）A.错误!＋3 B．6 错误!＋14C．－错误!＋3 D．－6 错误!＋143．（2017年广东广州一模）已知圆C：x2＋y2＋kx＋2y＝－k2，当圆C的面积取最大值时，圆心C的坐标为（)A．(0，1)B．（0，－1）C．（1,0)D．(－1，0)4．（2019年江西新余模拟)已知圆C:(x－3）2＋（y－4)2＝1和两点A（－m,0),B(m，0）(m>0)．若圆C上存在点P，使得∠APB ＝90°，则m的最大值为（）A．7B．6C．5D．45．（2017年天津）设抛物线y2＝4x的焦点为F，准线为l。

已知点C在l上,以C为圆心的圆与y轴的正半轴相切于点A。

若∠F AC＝120°，则圆的方程为_______．6．已知a∈R，方程a2x2＋（a＋2）y2＋4x＋8y＋5a＝0表示圆，则圆心坐标是________,半径是________．7．若方程x2＋y2－2x＋2my＋2m2－6m＋9＝0表示圆，则m的取值范围是________；当半径最大时，圆的方程为________________．8．在平面直角坐标系xOy中,以点（1，0)为圆心且与直线mx －y－2m－1＝0（m∈R)相切的所有圆中,半径最大的圆的标准方程为______________．9．（2018年江苏）在平面直角坐标系xOy中，A为直线l:y＝2x 在第一象限内的点，B（5，0），以AB为直径的圆C与直线l交于另一点D。

若错误!·错误!＝0，则点A的横坐标为________．10．已知在直角坐标系xOy中，A（4,0），B错误!，若点P满足OP＝1,P A的中点为M，则BM的最大值为__________．11．(2014年新课标Ⅰ)已知点P(2，2)，圆C：x2＋y2－8y＝0,过点P的动直线l与圆C交于A，B两点，线段AB的中点为点M，O为坐标原点．（1)求M的轨迹方程；(2）当｜OP｜＝|OM｜时，求直线l的方程及△POM的面积．12．在平面直角坐标系xOy中，设二次函数f(x)＝x2＋2x＋b(x ∈R）的图象与两坐标轴有三个交点,经过这三个交点的圆记为C。

第3节 基本不等式及其应用最新考纲 1.了解基本不等式的证明过程；2.会用基本不等式解决简单的最大(小)值问题.知 识 梳 理1.基本不等式：ab ≤a ＋b2(1)基本不等式成立的条件：a ≥0，b ≥0. (2)等号成立的条件：当且仅当a ＝b 时取等号.(3)其中a ＋b2称为正数a ，b a ，b 的几何平均数. 2.两个重要的不等式(1)a 2＋b 2≥2ab (a ，b ∈R )，当且仅当a ＝b 时取等号. (2)ab ≤⎝⎛⎭⎪⎫a ＋b 22(a ，b ∈R )，当且仅当a ＝b 时取等号. 3.利用基本不等式求最值 已知x ≥0，y ≥0，则(1)如果积xy 是定值p ，那么当且仅当x ＝y 时，x ＋y 有最小值是2p (简记：积定和最小).(2)如果和x ＋y 是定值s ，那么当且仅当x ＝y 时，xy 有最大值是s 24(简记：和定积最大). [微点提醒]1.b a ＋ab ≥2(a ，b 同号)，当且仅当a ＝b 时取等号.2.ab ≤⎝⎛⎭⎪⎫a ＋b 22≤a 2＋b22. 3.21a ＋1b ≤ab ≤a ＋b2≤a 2＋b 22(a >0，b >0).基 础 自 测1.判断下列结论正误(在括号内打“√”或“×”)(1)两个不等式a 2＋b 2≥2ab 与a ＋b2≥ab 成立的条件是相同的.( )(2)函数y ＝x ＋1x 的最小值是2.( )(3)函数f (x )＝sin x ＋4sin x 的最小值为4.( )(4)x ＞0且y ＞0是x y ＋yx ≥2的充要条件.( )解析 (1)不等式a 2＋b 2≥2ab 成立的条件是a ，b ∈R ； 不等式a ＋b2≥ab 成立的条件是a ≥0，b ≥0.(2)函数y ＝x ＋1x 的值域是(－∞，－2]∪[2，＋∞)，没有最小值. (3)函数f (x )＝sin x ＋4sin x 没有最小值.(4)x >0且y >0是x y ＋yx ≥2的充分不必要条件. 答案 (1)× (2)× (3)× (4)×2.(必修5P99例1(2)改编)若x >0，y >0，且x ＋y ＝18，则xy 的最大值为( ) A.9B.18C.36D.81解析 因为x ＋y ＝18，所以xy ≤x ＋y2＝9，当且仅当x ＝y ＝9时，等号成立. 答案 A3.(必修5P100练习T1改编)若x <0，则x ＋1x ( ) A.有最小值，且最小值为2 B.有最大值，且最大值为2 C.有最小值，且最小值为－2 D.有最大值，且最大值为－2 解析 因为x <0，所以－x >0，－x ＋1－x≥21＝2，当且仅当x ＝－1时，等号成立，所以x ＋1x ≤－2.答案D4.(2019·玉溪一中月考)已知f (x )＝x 2－2x ＋1x ，则f (x )在⎣⎢⎡⎦⎥⎤12，3上的最小值为( ) A.12 B.43 C.－1 D.0解析 f (x )＝x 2－2x ＋1x ＝x ＋1x －2≥2－2＝0，当且仅当x ＝1x ，即x ＝1时取等号.又1∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤12，3，所以f (x )在⎣⎢⎡⎦⎥⎤12，3上的最小值为0.答案 D5.(2018·济宁一中月考)一段长为30 m 的篱笆围成一个一边靠墙的矩形菜园，墙长18 m ，则这个矩形的长为________m ，宽为________m 时菜园面积最大. 解析 设矩形的长为x m ，宽为y m.则x ＋2y ＝30， 所以S ＝xy ＝12x ·(2y )≤12⎝⎛⎭⎪⎫x ＋2y 22＝2252，当且仅当x ＝2y ， 即x ＝15，y ＝152时取等号. 答案 15 1526.(2018·天津卷)已知a ，b ∈R ，且a －3b ＋6＝0，则2a ＋18b 的最小值为________. 解析 由题设知a －3b ＝－6，又2a>0，8b>0，所以2a＋18b ≥22a·18b ＝2·2a －3b2＝14，当且仅当2a ＝18b ，即a ＝－3，b ＝1时取等号.故2a ＋18b 的最小值为14. 答案 14考点一 利用基本不等式求最值 多维探究角度1 通过配凑法求最值【例1－1】 (2019·乐山一中月考)设0<x <32，则函数y ＝4x (3－2x )的最大值为________.解析 y ＝4x (3－2x )＝2[2x (3－2x )]≤2⎣⎢⎡⎦⎥⎤2x ＋（3－2x ）22＝92， 当且仅当2x ＝3－2x ，即x ＝34时，等号成立.∵34∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0，32，∴函数y ＝4x (3－2x )⎝ ⎛⎭⎪⎫0＜x ＜32的最大值为92. 答案 92角度2 通过常数代换法求最值【例1－2】 (2019·潍坊调研)函数y ＝a 1－x (a >0，a ≠1)的图象恒过定点A ，若点A 在直线mx ＋ny －1＝0上，且m ，n 为正数，则1m ＋1n 的最小值为________. 解析 ∵曲线y ＝a 1－x 恒过定点A ，x ＝1时，y ＝1， ∴A (1，1).将A 点代入直线方程mx ＋ny －1＝0(m >0，n >0)， 可得m ＋n ＝1，∴1m ＋1n ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫1m ＋1n ·(m ＋n )＝2＋n m ＋m n ≥2＋2n m ·m n ＝4， 当且仅当n m ＝m n 且m ＋n ＝1(m >0，n >0)，即m ＝n ＝12时，取得等号. 答案 4规律方法 在利用基本不等式求最值时，要根据式子的特征灵活变形，配凑出积、和为常数的形式，主要有两种思路：(1)对条件使用基本不等式，建立所求目标函数的不等式求解.常用的方法有：折项法、变系数法、凑因子法、换元法、整体代换法等. (2)条件变形，进行“1”的代换求目标函数最值.【训练1】 (1)(2019·济南联考)若a >0，b >0且2a ＋b ＝4，则1ab 的最小值为( ) A.2B.12C.4D.14(2)已知x <54，则f (x )＝4x －2＋14x －5的最大值为______.解析 (1)因为a >0，b >0，故2a ＋b ≥22ab (当且仅当2a ＝b 时取等号). 又因为2a ＋b ＝4， ∴22ab ≤4⇒0<ab ≤2，∴1ab ≥12，故1ab 的最小值为12(当且仅当a ＝1，b ＝2时等号成立). (2)因为x <54，所以5－4x >0， 则f (x )＝4x －2＋14x －5＝－⎝ ⎛⎭⎪⎫5－4x ＋15－4x ＋3 ≤－2（5－4x ）·15－4x＋3＝－2＋3＝1.当且仅当5－4x ＝15－4x ，即x ＝1时，等号成立. 故f (x )＝4x －2＋14x －5的最大值为1.答案 (1)B (2)1考点二 基本不等式在实际问题中的应用【例2】 运货卡车以每小时x 千米的速度匀速行驶130千米，按交通法规限制50≤x ≤100(单位：千米/时).假设汽油的价格是每升2元，而汽车每小时耗油⎝ ⎛⎭⎪⎫2＋x 2360升，司机的工资是每小时14元. (1)求这次行车总费用y 关于x 的表达式；(2)当x 为何值时，这次行车的总费用最低，并求出最低费用的值.解 (1)设所用时间为t ＝130x (h)，y ＝130x ×2×⎝ ⎛⎭⎪⎫2＋x 2360＋14×130x ，x ∈[50，100].所以，这次行车总费用y 关于x 的表达式是y ＝130×18x＋2×130360x ，x ∈[50，100](或y ＝2 340x ＋1318x ，x ∈[50，100]).(2)y ＝130×18x＋2×130360x ≥2610，当且仅当130×18x ＝2×130360x ，即x ＝1810时等号成立.故当x ＝1810千米/时，这次行车的总费用最低，最低费用的值为2610元. 规律方法 1.设变量时一般要把求最大值或最小值的变量定义为函数. 2.根据实际问题抽象出函数的解析式后，只需利用基本不等式求得函数的最值.3.在求函数的最值时，一定要在定义域(使实际问题有意义的自变量的取值范围)内求解.【训练2】 网店和实体店各有利弊，两者的结合将在未来一段时期内，成为商业的一个主要发展方向.某品牌行车记录仪支架销售公司从2019年1月起开展网络销售与实体店体验安装结合的销售模式.根据几个月运营发现，产品的月销量x 万件与投入实体店体验安装的费用t 万元之间满足函数关系式x ＝3－2t ＋1.已知网店每月固定的各种费用支出为3万元，产品每1万件进货价格为32万元，若每件产品的售价定为“进货价的150%”与“平均每件产品的实体店体验安装费用的一半”之和， 则该公司最大月利润是________万元. 解析 由题意知t ＝23－x－1(1<x <3)，设该公司的月利润为y 万元，则y ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫48＋t 2x x －32x －3－t ＝16x －t 2－3＝16x －13－x ＋12－3＝45.5－⎣⎢⎡⎦⎥⎤16（3－x ）＋13－x ≤45.5－216＝37.5，当且仅当x ＝114时取等号，即最大月利润为37.5万元. 答案 37.5考点三 基本不等式的综合应用【例3】 (1)(2019·河南八校测评)已知等差数列{a n }中，a 3＝7，a 9＝19，S n 为数列{a n }的前n 项和，则S n ＋10a n ＋1的最小值为________.(2)(一题多解)(2018·江苏卷)在△ABC 中，角A ，B ，C 所对的边分别为a ，b ，c ，∠ABC ＝120°，∠ABC 的平分线交AC 于点D ，且BD ＝1，则4a ＋c 的最小值为________.解析 (1)∵a 3＝7，a 9＝19， ∴d ＝a 9－a 39－3＝19－76＝2，∴a n ＝a 3＋(n －3)d ＝7＋2(n －3)＝2n ＋1， ∴S n ＝n （3＋2n ＋1）2＝n (n ＋2)，因此S n ＋10a n ＋1＝n （n ＋2）＋102n ＋2＝12⎣⎢⎡⎦⎥⎤（n ＋1）＋9n ＋1≥12×2（n ＋1）·9n ＋1＝3，当且仅当n ＝2时取等号.故S n ＋10a n ＋1的最小值为3. (2)法一 依题意画出图形，如图所示.易知S △ABD ＋S △BCD ＝S △ABC ，即12c sin 60°＋12a sin 60°＝12ac sin 120°， ∴a ＋c ＝ac ，∴1a ＋1c ＝1，∴4a ＋c ＝(4a ＋c )⎝ ⎛⎭⎪⎫1a ＋1c ＝5＋c a ＋4a c ≥9，当且仅当c a ＝4a c ，即a ＝32，c ＝3时取“＝”.法二 以B 为原点，BD 所在直线为x 轴建立如图所示的平面直角坐标系，则D (1，0)，∵AB ＝c ，BC ＝a ， ∴A ⎝ ⎛⎭⎪⎫c 2，32c ，C ⎝ ⎛⎭⎪⎫a 2，－32a .∵A ，D ，C 三点共线，∴AD →∥DC →. ∴⎝ ⎛⎭⎪⎫1－c 2⎝ ⎛⎭⎪⎫－32a ＋32c ⎝ ⎛⎭⎪⎫a 2－1＝0， ∴ac ＝a ＋c ，∴1a ＋1c ＝1，∴4a ＋c ＝(4a ＋c )⎝ ⎛⎭⎪⎫1a ＋1c ＝5＋c a ＋4a c ≥9，当且仅当ca＝4ac，即a＝32，c＝3时取“＝”.答案(1)3(2)9规律方法基本不等式的应用非常广泛，它可以和数学的其他知识交汇考查，解决这类问题的策略是：1.先根据所交汇的知识进行变形，通过换元、配凑、巧换“1”等手段把最值问题转化为用基本不等式求解，这是难点.2.要有利用基本不等式求最值的意识，善于把条件转化为能利用基本不等式的形式.3.检验等号是否成立，完成后续问题.【训练3】(1)(2019·厦门模拟)已知f(x)＝32x－(k＋1)3x＋2，当x∈R时，f(x)恒为正值，则k的取值范围是()A.(－∞，－1)B.(－∞，22－1)C.(－1，22－1)D.(－22－1，22－1)(2)在各项都为正数的等比数列{a n}中，若a2 018＝22，则1a2 017＋2a2 019的最小值为________.解析(1)由f(x)>0得32x－(k＋1)3x＋2>0，解得k＋1<3x＋2 3x.又3x＋23x≥22(当且仅当3x＝23x，即x＝log32时，等号成立).所以k＋1<22，即k<22－1.(2)∵{a n}为等比数列，∴a2 017·a2 019＝a22 018＝1 2.∴1a2 017＋2a2 019≥22a2 017·a2 019＝24＝4.当且仅当1a2 017＝2a2 019，即a2 019＝2a2 017时，取得等号.∴1a2 017＋2a2 019的最小值为4.答案(1)B(2)4[思维升华]1.基本不等式具有将“和式”转化为“积式”和将“积式”转化为“和式”的放缩功能，常常用于比较数(式)的大小或证明不等式，解决问题的关键是分析不等式两边的结构特点，选择好利用基本不等式的切入点.2.对于基本不等式，不仅要记住原始形式，而且还要掌握它的几种变形形式及公式的逆用等，同时还要注意不等式成立的条件和等号成立的条件.3.对使用基本不等式时等号取不到的情况，可考虑使用函数y ＝x ＋mx (m >0)的单调性. [易错防范]1.使用基本不等式求最值，“一正”“二定”“三相等”三个条件缺一不可.2.连续使用基本不等式求最值要求每次等号成立的条件一致.基础巩固题组 (建议用时：35分钟)一、选择题1.(2019·孝感调研)“a >b >0”是“ab <a 2＋b 22”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解析 由a >b >0，可知a 2＋b 2>2ab ，充分性成立，由ab <a 2＋b 22，可知a ≠b ，a ，b ∈R ，故必要性不成立. 答案 A2.下列结论正确的是( ) A.当x >0且x ≠1，lg x ＋1lg x ≥2 B.1x 2＋1<1(x ∈R ) C.当x >0时，x ＋1x ≥2 D.当0<x ≤2时，x －1x 无最大值 解析 对于A ，当0<x <1时，lg x <0，不等式不成立；对于B ，当x ＝0时，有1x 2＋1＝1，不等式不成立； 对于C ，当x >0时，x ＋1x ≥2x ·1x＝2，当且仅当x ＝1时等号成立； 对于D ，当0<x ≤2时，y ＝x －1x 单调递增，所以当x ＝2时，取得最大值，最大值为32. 答案 C3.(2018·绵阳诊断)已知x >1，y >1，且lg x ，2，lg y 成等差数列，则x ＋y 有( ) A.最小值20 B.最小值200 C.最大值20 D.最大值200解析 由题意得2×2＝lg x ＋lg y ＝lg (xy )，所以xy ＝10 000，则x ＋y ≥2xy ＝200，当且仅当x ＝y ＝100时，等号成立，所以x ＋y 有最小值200. 答案 B4.设a >0，若关于x 的不等式x ＋ax －1≥5在(1，＋∞)上恒成立，则a 的最小值为( ) A.16B.9C.4D.2解析 在(1，＋∞)上，x ＋a x －1＝(x －1)＋ax －1＋1 ≥2（x －1）×a（x －1）＋1＝2a ＋1(当且仅当x ＝1＋a 时取等号).由题意知2a ＋1≥5.所以a ≥4. 答案 C5.(2019·太原模拟)若P 为圆x 2＋y 2＝1上的一个动点，且A (－1，0)，B (1，0)，则|P A |＋|PB |的最大值为( ) A.2B.2 2C.4D.4 2解析 由题意知∠APB ＝90°，∴|P A |2＋|PB |2＝4，∴⎝ ⎛⎭⎪⎫|P A |＋|PB |22≤|P A |2＋|PB |22＝2(当且仅当|P A |＝|PB |时取等号)，∴|P A |＋|PB |≤22，∴|P A |＋|PB |的最大值为2 2.答案 B6.某车间分批生产某种产品，每批产品的生产准备费用为800元，若每批生产x 件，则平均仓储时间为x8天，且每件产品每天的仓储费用为1元.为使平均到每件产品的生产准备费用与仓储费用之和最小，每批应生产产品( ) A.60件 B.80件 C.100件D.120件解析 设每批生产产品x 件，则每件产品的生产准备费用是800x 元，仓储费用是x8元，总的费用是⎝ ⎛⎭⎪⎫800x ＋x 8元，由基本不等式得800x ＋x 8≥2800x ＋x 8＝20，当且仅当800x ＝x8，即x ＝80时取等号. 答案 B7.若实数a ，b 满足1a ＋2b ＝ab ，则ab 的最小值为( ) A. 2B.2C.2 2D.4解析 依题意知a >0，b >0，则1a ＋2b ≥22ab ＝22ab ，当且仅当1a ＝2b ，即b ＝2a 时，“＝”成立. 因为1a ＋2b ＝ab ，所以ab ≥22ab，即ab ≥22(当且仅当a ＝214，b ＝254时等号成立)， 所以ab 的最小值为2 2. 答案 C8.(2019·衡水中学质检)正数a ，b 满足1a ＋9b ＝1，若不等式a ＋b ≥－x 2＋4x ＋18－m 对任意实数x 恒成立，则实数m 的取值范围是( ) A.[3，＋∞) B.(－∞，3] C.(－∞，6]D.[6，＋∞)解析 因为a >0，b >0，1a ＋9b ＝1，所以a ＋b ＝(a ＋b )⎝ ⎛⎭⎪⎫1a ＋9b ＝10＋b a ＋9a b ≥16，当且仅当b a ＝9ab ，即a ＝4，b ＝12时取等号.依题意，16≥－x 2＋4x ＋18－m ，即x 2－4x －2≥－m 对任意实数x 恒成立. 又x 2－4x －2＝(x －2)2－6，所以x 2－4x －2的最小值为－6，所以－6≥－m ，即m ≥6. 答案 D 二、填空题9.正数a ，b 满足ab ＝a ＋b ＋3，则ab 的取值范围是________.解析 ∵a ，b 是正数，∴ab ＝a ＋b ＋3≥2ab ＋3(当且仅当a ＝b ＝3时等号成立)，解得ab ≥3，即ab ≥9. 答案 [9，＋∞)10.某公司购买一批机器投入生产，据市场分析，每台机器生产的产品可获得的总利润y (单位：万元)与机器运转时间x (单位：年)的关系为y ＝－x 2＋18x －25(x ∈N *)，则每台机器为该公司创造的年平均利润的最大值是________万元.解析 每台机器运转x 年的年平均利润为y x ＝18－⎝ ⎛⎭⎪⎫x ＋25x ，而x >0，故y x ≤18－225＝8，当且仅当x ＝5时等号成立，此时每台机器为该公司创造的年平均利润最大，最大值为8万元. 答案 811.(2019·合肥调研)设x ，y满足约束条件⎩⎨⎧y ≤x ＋1，y ≥2x －1，x ≥0，y ≥0，若目标函数z ＝abx ＋y (a >0，b >0)的最大值为35，则a ＋b 的最小值为________.解析 可行域如图所示，当直线abx ＋y ＝z (a >0，b >0)过点B (2，3)时，z 取最大值2ab ＋3.于是有2ab ＋3＝35，ab ＝16.所以a＋b≥2ab＝8，当且仅当a＝b＝4时等号成立，所以(a＋b)min＝8.答案812.已知直线mx＋ny－2＝0经过函数g(x)＝log a x＋1(a>0且a≠1)的定点，其中mn>0，则1m＋1n的最小值为________.解析因为函数g(x)＝log a x＋1(a>0且a≠1)的定点(1，1)在直线mx＋ny－2＝0上，所以m＋n－2＝0，即m2＋n2＝1.所以1m＋1n＝⎝⎛⎭⎪⎫1m＋1n⎝⎛⎭⎪⎫m2＋n2＝1＋n2m＋m2n≥1＋2n2m·m2n＝2，当且仅当n2m＝m2n，即m＝n＝1时取等号，所以1m＋1n的最小值为2.答案 2能力提升题组(建议用时：15分钟)13.(2018·江西师范大学附属中学月考)若向量m＝(a－1，2)，n＝(4，b)，且m⊥n，a>0，b>0，则log13a＋log31b有()A.最大值log312 B.最小值log32C.最大值log1312 D.最小值0解析由m⊥n，得m·n＝0，即4(a－1)＋2b＝0，∴2a＋b＝2，∴2≥22ab，∴ab≤12(当且仅当2a＝b时，等号成立).又log13a＋log31b＝log13a＋log13b＝log13ab≥log1312＝log3 2，故log13a＋log31b有最小值为log3 2.答案 B14.(2019·湖南师大附中模拟)已知△ABC的面积为1，内切圆半径也为1，若△ABC的三边长分别为a ，b ，c ，则4a ＋b＋a ＋b c 的最小值为( ) A.2B.2＋ 2C.4D.2＋2 2解析 因为△ABC 的面积为1，内切圆半径也为1， 所以12(a ＋b ＋c )×1＝1，所以a ＋b ＋c ＝2，所以4a ＋b ＋a ＋b c ＝2（a ＋b ＋c ）a ＋b ＋a ＋b c ＝2＋2ca ＋b ＋a ＋bc ≥2＋22，当且仅当a ＋b ＝2c ，即c ＝22－2时，等号成立， 所以4a ＋b ＋a ＋b c 的最小值为2＋2 2.答案 D15.若a ，b ∈R ，ab >0，则a 4＋4b 4＋1ab 的最小值为________.解析 ∵a ，b ∈R ，ab >0，∴a 4＋4b 4＋1ab ≥4a 2b 2＋1ab ＝4ab ＋1ab ≥24ab ·1ab ＝4，当且仅当⎩⎪⎨⎪⎧a 2＝2b 2，4ab ＝1ab ，即⎩⎪⎨⎪⎧a 2＝22，b 2＝24时取得等号. 答案 416.已知函数f (x )＝x 2＋ax ＋11x ＋1(a ∈R )，若对于任意的x ∈N *，f (x )≥3恒成立，则a的取值范围是________. 解析 对任意x ∈N *，f (x )≥3，即x 2＋ax ＋11x ＋1 ≥3恒成立，即a ≥－⎝ ⎛⎭⎪⎫x ＋8x ＋3.设g (x )＝x ＋8x ，x ∈N *，则g (x )＝x ＋8x ≥42， 当x ＝22时等号成立，又g (2)＝6，g (3)＝173，∵g (2)>g (3)，∴g (x )min ＝173.∴－⎝ ⎛⎭⎪⎫x ＋8x ＋3≤－83，∴a ≥－83，故a 的取值范围是⎣⎢⎡⎭⎪⎫－83，＋∞.答案 ⎣⎢⎡⎭⎪⎫－83，＋∞。

3.万有引力理论的成就课标要求1.理解“称量地球质量”的基本思路，理解计算太阳质量的基本思路，能将其推广到其他中心天体质量的计算．(物理观念)2．通过对天体质量和密度的计算，理解利用万有引力定律解决天体问题的基本思路和方法；通过计算天体质量、发觉未知天体等理解万有引力定律的应用．(科学思维)必备学问·自主学习——突出基础性 素养夯基一、“称量”地球的质量1为m 的物体所受的重力mg 等于________________________．2．关系式：mg ＝________．3．结果：m 地＝________，只要知道g 、R 、G 的值，就可计算出地球的质量． 4．推广：若知道某星球表面的重力加速度和星球半径，可计算出该星球的________． 二、计算天体的质量1．思路：质量为m 的行星【知道行星的运行周期】绕太阳做匀速圆周运动，向心力由它们之间的________供应．2．关系式：Gmm 太r 2＝m4π2T 2r 【明确各个物理量】3．结论：m 太＝4π2r 3GT 2，测出行星公转周期T 和它与太阳的距离r ，就可以算出太阳的________．4．推广：已知引力常量G，只要测得卫星绕行星运动的________和卫星与行星之间的距离，就可计算行星的质量．三、天文现象的预料及其他成就1．发觉未知天体：____________和____________依据天王星的观测资料，利用万有引力定律计算出天王星外“新”行星的轨道．德国的______在勒维耶预言的位置旁边发觉了这颗行星——海王星【“笔尖下发觉的行星”】．2．预言哈雷彗星回来：英国天文学家________，计算出哈雷彗星的周期约为76年，并预言这颗彗星将于1758年底或1759年初回来．3．其他成就(1)说明潮汐现象：海水受到________________的万有引力．(2)推想地球形态：赤道略鼓，两极略扁的________．(3)重力探矿．走进生活美国航天员斯科特于1971年登上月球后，在月球表面做了一个试验：将一片羽毛和一个铁锤从同一高度由静止同时释放，二者几乎同时落地．若羽毛和铁锤是从高度为h处下落，经时间t落到月球表面．已知引力常量为G.请做出以下推断．(不考虑月球自转的影响)(1)羽毛和铁锤几乎同时落地是因为月球上没有空气阻力．( )(2)依据所给数据可求得月球表面的自由落体加速度大小g月．( )(3)依据所给数据可求出月球的质量M.( )(4)依据所给数据可求出月球的平均密度ρ.()关键实力·合作探究——突出综合性素养形成探究点一天体的质量和密度的计算情境探究视察下面两幅图片，请思索：(1)假如知道自己的重力，你能否求出地球的质量？ (2)如何能测得太阳的质量呢？答： 核心归纳 1.天体质量的计算 (1)重力加速度法知道中心天体表面的重力加速度和半径： G MmR 2＝mg→M＝gR 2G.(2)环绕法行星或卫星受到的万有引力充当向心力： G Mmr 2＝m(2πT)2r ＝mω2r ＝m v 2r ，知：测出T 和测出ω和测出v 和2．天体密度的计算方法若天体(如地球)的半径为R ，则天体(如地球)的密度ρ＝m 地43πR 3，将m 地＝4π2r 3GT 2代入上式可得ρ＝3πr 3GT 2R 3.特别状况，当卫星环绕天体(如地球)表面运动时，其轨道半径r 可认为等于天体(如地球)半径R ，则ρ＝3πGT 2.应用体验题型1 “重力加速度法”估算天体的质量例1 航天员在某星球表面，将一质量为m 的小球由静止释放，小球做自由落体运动，测得小球下落高度为h ，所用的时间为t ，若该星球的半径为R ，引力常量为G ，则该星球的质量为( )A ．M ＝Gt 22hR2B ．M ＝2hR 2Gt 2C ．M ＝hR 22Gt 2D ．M ＝2Gt 2hR 2[试解] 题型2 “环绕法”估算天体的质量例2 2024年4月，我国自主研发的空间站“天和”核心舱胜利放射并入轨运行．若核心舱绕地球的运行可视为匀速圆周运动，已知引力常量G ，由下列物理量能计算出地球质量的是( )A ．核心舱的质量和绕地半径B ．核心舱的质量和绕地周期C ．核心舱的绕地角速度和绕地周期D ．核心舱的绕地线速度和绕地半径[试解]【方法技巧】计算中心天体质量的两条基本思路(1)利用万有引力供应向心力计算，常用公式G Mmr 2＝m v 2r ＝mrω2＝mr 4π2T 2＝mωv；(2)利用mg ＝G MmR 2计算．题型3 计算天体的密度例 3 近年来，人类放射的多枚火星探测器已经相继在火星上着陆进行科学探究，为我们将来登上火星、开发和利用火星资源奠定基础．假如火星探测器环绕火星做“近地”匀速圆周运动，并测得该运动的周期为T ，则火星的平均密度ρ的表达式为(k 为某个常量)( )A．ρ＝kT B．ρ＝kTC．ρ＝kT2D．ρ＝kT2[试解]针对训练1 (多选)已知引力常量G，地球表面处的重力加速度g，地球半径R，地球上一个昼夜的时间T1(地球自转周期)，一年的时间T2(地球公转周期)，地球中心到月球中心的距离L1，地球中心到太阳中心的距离L2，你能计算出( )A．地球的质量m地＝gR2GB．太阳的质量m太＝4π2π23ππ22C．月球的质量m月＝4π2π13ππ12D．太阳的平均密度ρ＝3πππ22探究点二天体运动的分析与计算情境探究如图所示，神舟十三号与天和核心舱组合体在围绕地球做圆周运动．[沟通探讨](1)组合体绕地球做圆周运动的向心力来源是什么？(2)若已知组合体的质量为m，轨道半径为r，地球质量为M，引力常量为G，如何求组合体的线速度、角速度及周期？答：核心归纳1.一个模型一般行星或卫星的运动可看作匀速圆周运动． 2．两条思路(1)万有引力供应向心力：Gm 天m r 2＝ma n ＝m v 2r ＝mω2r ＝m4π2T 2r.(2)物体在天体表面时受到的万有引力等于物体的重力，由mg ＝G m 天m R2，得gR 2＝Gm 天，这表明gR 2与Gm 天可以相互替代．该公式通常被称为黄金代换式．3．天体运动的物理量与轨道半径的关系应用体验例4[2024·广东卷]“祝融号”火星车须要“休眠”以度过火星寒冷的冬季．假设火星和地球的冬季是各自公转周期的四分之一，且火星的冬季时长约为地球的1.88倍．火星和地球绕太阳的公转均可视为匀速圆周运动．下列关于火星、地球公转的说法正确的是( )A ．火星公转的线速度比地球的大B ．火星公转的角速度比地球的大C ．火星公转的半径比地球的小D ．火星公转的加速度比地球的小[试解] 针对训练2 [2024·山东卷]“羲和号”是我国首颗太阳探测科学技术试验卫星．如图所示，该卫星围绕地球的运动视为匀速圆周运动，轨道平面与赤道平面接近垂直．卫星每天在相同时刻，沿相同方向经过地球表面A点正上方，恰好绕地球运行n圈．已知地球半径为R，自转周期为T，地球表面重力加速度为g，则“羲和号”卫星轨道距地面高度为( )A.(gR2T22n2π2)13−R B.(gR2T22n2π2)13C.(gR2T24n2π2)13−R D.(gR2T24n2π2)13【视野拓展】双星模型(1)模型建构在天体运动中，将两颗彼此相距较近，且在相互之间万有引力作用下绕两者连线上的某点做周期相同的匀速圆周运动的星球称为双星．(2)模型特点①运动学特点：两星的运动周期和角速度是相等的，线速度与各自的轨道半径成正比．②动力学特点：万有引力供应向心力．G m1m2L2＝π1π12π1＝m1r1ω2＝m1r14π2T2G m1m2L2＝π2π22π2＝m2r2ω2＝m2r24π2T2其中r1＋r2＝L.例5[2024·黑龙江哈尔滨市10月联考]“双星系统”由相距较近的两颗恒星组成，每颗恒星的半径远小于两颗恒星之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体，它们在相互间的万有引力作用下绕某一点做匀速圆周运动．如图所示为某一双星系统，A恒星的质量为m1，B恒星的质量为m2，A恒星的线速度大小为v1，B恒星的线速度大小为v2，它们中心之间的距离为L，引力常量为G，则下列说法正确的是( )A.A恒星的轨道半径为m1m1+m2LB．双星系统的运行周期为2πL√LG(m1+m2)C．B恒星的轨道半径为m2m1LD．A恒星与B恒星线速度大小之比为v1v2＝m1m2[试解]【方法技巧】解决双星问题的关键对于双星问题，关键抓住“四个相等”，即向心力、角速度、周期大小相等，轨道半径之和等于两星间距，然后运用万有引力供应向心力列式求解．评价检测·素养达标——突出创新性素养达标1．下列说法正确的是( )A．海王星是人们干脆应用万有引力定律计算出轨道而发觉的B．天王星是人们依据万有引力定律计算出轨道而发觉的C．海王星是人们经过长期的太空观测而发觉的D．天王星的运行轨道与由万有引力定律计算出的轨道存在偏差，其缘由是天王星受到轨道外的行星的引力作用，由此人们发觉了海王星2.(多选)如图所示，a、b是两颗绕地球做匀速圆周运动的人造卫星，它们距地面的高度分别是R和2R(R为地球半径)．下列说法正确的是( )A．a、b的线速度大小之比是√2∶1B．a、b的周期之比是1∶2√2C．a、b的角速度之比是3√6∶4D．a、b的向心加速度大小之比是9∶43．[2024·全国乙卷]2024年3月，中国航天员翟志刚、王亚平、叶光富在离地球表面约400 km的“天宫二号”空间站上通过天地连线，为同学们上了一堂精彩的科学课．通过直播画面可以看到，在近地圆轨道上飞行的“天宫二号”中，航天员可以自由地漂移，这表明他们( )A．所受地球引力的大小近似为零B．所受地球引力与飞船对其作用力两者的合力近似为零C．所受地球引力的大小与其随飞船运动所需向心力的大小近似相等D．在地球表面上所受引力的大小小于其随飞船运动所需向心力的大小4．(多选)科学家在探讨地—月组成的系统时，从地球向月球放射激光，测得激光来回时间为t.若还已知引力常量G，月球绕地球旋转(可看成匀速圆周运动)的周期T，光速c(地球到月球的距离远大于它们的半径)．则由以上物理量可以求出( )A ．月球到地球的距离B ．地球的质量C ．月球受地球的引力D ．月球的质量5．(多选)冥王星与其旁边的星体卡戎可视为双星系统，质量之比约为7∶1，同时绕它们连线上某点O 做匀速圆周运动．由此可知卡戎绕O 点运动的 ( )A ．角速度大小约为冥王星的7倍B ．向心力大小约为冥王星的17 C ．轨道半径约为冥王星的7倍 D ．周期大小与冥王星周期相同3．万有引力理论的成就 必备学问·自主学习一、1．地球对物体的引力 2．G mm 地R 23.gR 2G4．质量 二、 1．万有引力 3．质量 4．周期 三、1．亚当斯 勒维耶 伽勒2．哈雷3．(1)月球和太阳 (2)椭圆球体 走进生活答案：(1)√ (2)√ (3)× (4)×关键实力·合作探究探究点一提示：(1)人的重力近似认为等于受到的万有引力，依据mg ＝G m 地m R 2可求地球质量． (2)地球绕太阳转动时的向心力由万有引力供应，依据Gm 太m 地r 2＝m 地(2πT)2r 可求太阳质量．【例1】 【解析】 小球下落过程，据自由落体运动规律有：竖直方向：h ＝12gt 2，得重力加速度g ＝2ht2，对星球表面上质量为m 的物体有：mg ＝G MmR2，解得该星球的质量M ＝2hR 2Gt 2，选项B 正确．【答案】 B【例2】 【解析】 地球对核心舱的万有引力供应核心舱做圆周运动所需的向心力，则有GMm r2＝m v 2r＝mω2r ＝m (2πT)2r ，可得M ＝v 2r G＝ω2r 3G＝4π2r 3GT 2，由题意知引力常量G ，可以求出地球质量M 的物理量组合为核心舱的绕地线速度v 和绕地半径r 、核心舱的绕地角速度ω和绕地半径r 、核心舱的绕地周期和绕地半径r ，故A 、B 、C 错误，D 正确．【答案】 D【例3】 【解析】 探测器绕火星做“近地”匀速圆周运动，万有引力供应向心力，有G MmR 2＝m4π2T2R ，解得火星的质量M ＝4π2GT2R 3，则火星的平均密度为ρ＝M 43πR3＝3πGT2＝kT2(k ＝3πG为常量)，D 项正确．【答案】 D针对训练1 解析：对地球表面的一个物体m 0来说，应有m 0g ＝Gm 地m 0R 2，所以地球质量m 地＝gR 2G，故A 项正确；地球绕太阳运动，有ππ太π地π22＝m地4π2π2π22，则m太＝4π2π23ππ22，故B 项正确；同理，月球绕地球运动，能求出地球质量，无法求出月球的质量，故C 项错误；由于不知道太阳的半径，不能求出太阳的平均密度，故D 项错误．答案：AB 探究点二提示：(1)地球对组合体的万有引力供应组合体绕地球做圆周运动的向心力． (2)依据万有引力供应向心力，即G Mmr 2＝m v 2r ＝mω2r ＝m (2πT)2r 求得．【例4】 【解析】 依据题述，火星冬季时长为地球的1.88倍，可知火星绕太阳运动的周期是地球的1.88倍，由开普勒第三定律可知，火星绕太阳做匀速圆周运动的轨道半径比地球绕太阳做匀速圆周运动的轨道半径大，C 项错误；由万有引力供应向心力有G Mmr2＝m v 2r ，解得v ＝√GM r ，由r 火>r 地可得v 火<v 地，A 项错误；由万有引力供应向心力有G Mmr2＝mω2r ，解得ω＝√GM r3，由r 火>r 地可得ω火<ω地，B 项错误；由万有引力供应向心力有G Mmr2＝ma ，解得a ＝GMr 2，由r 火>r 地可得a 火<a 地，D 项正确．【答案】 D针对训练2 解析：依题意可知卫星的绕行周期T 0＝Tn ，对卫星依据牛顿其次定律可得G Mm(R +h )2＝π(π+π)·4π2π02，依据黄金代换式gR 2＝GM ，联立解得h ＝(gR 2T 24n 2π2)13－R ，C 正确．答案：C【例5】 【解析】 设A 恒星的轨道半径为R ，B 恒星的轨道半径为r, 由双星相互之间的万有引力供应向心力有Gm 1m 2L2＝m 1ω2R ＝m 2ω2r ，即m 1R ＝m 2r ，又由于R ＋r ＝L ，联立可得R ＝m 2m1+m2L ，r ＝m 1m 1+m2L ，故A 、C 错误；依据万有引力供应向心力，对A 恒星有G m 1m 2L 2＝m 14π2T 2R ，对B 恒星有Gm 1m 2L2＝m 24π2T2r ，联立可得双星系统的运行周期T ＝2πL √LG (m 1+m 2)，故B 正确；依据线速度与角速度关系有v 1v 2＝ωR ωr ＝R r ＝m2m 1，故D 错误．【答案】 B评价检测·素养达标1．解析：由行星的发觉历史可知，天王星不是依据万有引力定律计算出轨道而发觉的；海王星不是人们经过长期的太空观测发觉的，而是人们发觉天王星的实际轨道与理论轨道存在偏差，然后运用万有引力定律计算出“新”星的轨道，从而发觉了海王星，D 正确．答案：D2．解析：两卫星均做匀速圆周运动，F 万＝F 向，向心力选不同的表达形式分别分析，由G Mmr 2＝m v 2r ，得v 1v 2＝√r 2r 1＝√32，所以A 错误；由G Mmr 2＝mr (2πT)2，得T1T 2＝√π13π23＝2√69，B 错误；由G Mmr 2＝mrω2，得ω1ω2＝√π23π13＝3√64，C 正确；由G Mm r 2＝ma ，得a1a 2＝π22π12＝94，D 正确．答案：CD3．解析：万有引力F ＝G Mmr 2，航天员受万有引力，且万有引力供应向心力，航天员所受合力不为零，地表处r 较小，航天员在地表处所受万有引力大于在飞船上所受的万有引力，航天员在飞船上所受地球引力，约等于随飞船运动所需的向心力，所以A 、B 、D 错误，C 正确．答案：C4．解析：依据激光来回时间为t 和激光的速度可求出月球到地球的距离，故A 正确；又因知道月球绕地球旋转的周期T ，依据G Mmr 2＝m (2πT)2r 可求出地球的质量M ＝4π2r 3GT 2，故B 正确；只能计算中心天体的质量，故D 错误；因不知月球的质量，无法计算月球受地球的引力，故C 错误．答案：AB5．解析：由题图可知，冥王星与卡戎绕O 点转动时每转一圈所用的时间相同，故D 对，A 错；冥王星与卡戎绕O 点转动时万有引力供应向心力，即G M 冥m 卡(r 冥+r 卡)2＝M 冥ω2r 冥＝m 卡ω2r 卡，故r 卡r 冥＝M 冥m 卡＝71，B 错，C 对．答案：CD。

1、答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2、请将答案正确填写在答题卡上2023-2024学年北京市怀柔区高中数学北师大 必修一第七章-概率强化训练(3)姓名：____________ 班级：____________ 学号：____________考试时间：120分钟满分：150分题号一二三四五总分评分*注意事项：阅卷人得分一、选择题（共12题，共60分）1. 随机郑两枚质地均匀的骰子，它们向上的点数之和除以4，余数分别为， 所对应的概率分别为 ， 则（ ）A. B. C. D. 任意抛掷两枚骰子，所得点数之和作为基本事件求任意的一个正整数平方的个位数字是1的概率，将取出的正整数作为基本事件时从甲地到乙地共n 条路线，求某人正好选中最短路线的概率抛掷一枚均匀硬币首次出现正面为止2. 下列是古典概型的是（ ）A. B. C. D. 3. 甲、乙两人玩猜数字游戏，先由甲心中想一个数字，记为a ，再由乙猜甲刚才所想的数字，把乙猜的数字记为b ，其中,若则称甲乙“心有灵犀”．现任意找两人玩这个游戏，则他们“心有灵犀”的概率为（ ）A. B. C. D.4. 已知13个村庄中，有6个村庄道路在维修，用表示从13个村庄中每次取出9个村庄中道路在维修的村庄数，则下列概率中等于 的是（ ）A. B. C. D.5. 五张卡片上分别写有数字1、2、3、4、5，从这五张卡片中随机抽取2张，则取出的2张卡片上数字之和为奇数的概率为（ ）A. B. C. D.6. 《史记》卷六十五《孙子吴起列传第五》中有这样一道题：齐王与田忌赛马，田忌的上等马优于齐王的中等马，劣于齐王的上等马；田忌的中等马优于齐王的下等马，劣于齐王的中等马；田忌的下等马劣于齐王的下等马．现两人进行赛马比赛，比赛规则为：每匹马只能用一次，每场比赛双方各出一匹马，共比赛三场．每场比赛中胜者得分，否则得分．若每场比赛之前彼此不知道对方所用之马，则比赛结束时，齐王得分的概率为（ ）A. B. C. D.67897. 抛掷两枚质地均匀的骰子，向上点数之和概率最大时，其和为（ ）A. B. C. D. 8. 任取一个三位正整数， 对数是一个正整数的概率是（ ）A. B. C. D. 9. 甲、乙两队进行排球决赛，现在的情形是甲队只要再赢一局就获冠军，乙队需要再赢两局才能得冠军．若两队每局获胜的概率相同，则甲队获得冠军的概率为（ ）A. B. C. D.10. 从[0，10]中任取一个数x ，从[0，6]中任取一个数y ，则使|x ﹣5|+|y ﹣3|≤4的概率为（ ）A. B. C. D.11. 在边长为4的正方形内任取一点，则该点到此正方形的各顶点的距离大于1的概率为（ ）A. B. C. D.12. 从三件正品、一件次品中随机取出两件，则取出的产品全是正品的概率是（ ）A. B. C. D.13. 某学校拟从2名男教师和1名女教师中随机选派2名教师去参加一个教师培训活动，则2名男教师去参加培训的概率是 ．14. 世卫组织就新型冠状病毒感染的肺炎疫情称，新型病毒可能造成“持续人传人”.通俗点说就是存在A 传B ，B 又传C ，C 又传D ，这就是“持续人传人”.那么A 、B 、C 就会被称为第一代、第二代、第三代传播者.假设一个身体健康的人被被第一代、第二代、第三代传播者感染的概率分别为0.95，0.9，0.85，健康的小明参加了一次多人宴会，事后知道，参加宴会的人有5名第一代传播者，3名第二代传播者，2名第三代传播者，试计算，小明参加聚会，仅和感染的10个人其中一个接触，感染的概率有多大 .15. 某商场举行促销活动，凡购买一定价值的商品便可以获得两次抽奖机会.第一次抽奖中奖的概率是0.5，第二次抽奖中奖的概率是0.3，两次抽奖是否中奖互不影响.那么两次抽奖中至少有一次中奖的概率是 .16. 有一种投掷骰子走跳棋的游戏：棋盘上标有第1站、第2站、第3站、…、第10站，共10站，设棋子跳到第n站的概率为，若一枚棋子开始在第1站，棋手每次投掷骰子一次，棋子向前跳动一次．若骰子点数小于等于3，棋子向前跳一站；否则，棋子向前跳两站，直到棋子跳到第9站（失败）或者第10站（获胜）时，游戏结束．则；该棋手获胜的概率为．17. 张先生到一家公司参加面试，面试的规则是：面试官最多向他提出五个问题，只要正确回答出三个问题即终止提问，通过面试根据经验，张先生能够正确回答面试官提出的任何一个问题的概率为，假设回答各个问题正确与否互不干扰．(1) 求张先生通过面试的概率；(2) 记本次面试张先生回答问题的个数为，求的分布列及数学期望．18. 甲､乙两人进行一次乒乓球比赛，比赛最多打5个回合，先胜3回合者胜出且比赛结束.在每回合比赛中，先发球者获胜的概率为0.6，胜者获得下一回合先发球的资格.已知第1回合中，甲先发球.(1) 求比赛只进行了3回合的概率；(2) 设比赛共进行了X回合，求X的数学期望.19. 某市第一批支援湖北抗疫医疗队共10人，其中有2名志愿者、3名医生、5名护士，现根据需要，从中选派3名队员到J医院参与救治工作.(1) 求志愿者、医生、护士各选1人的概率；(2) 求至少选1名医生的概率.20. 甲、乙两人进行围棋比赛，记事件A为“甲获得比赛胜利或者平局”，事件B为“乙获得比赛的胜利或者平局”，已知.(1) 求甲获得比赛胜利的概率；(2) 求甲、乙两人获得平局的概率.21. 设函数(1) 若b和c分别是先后抛掷一枚骰子得到的点数，求对任意x∈R，f（x）＞0恒成立的概率．(2) 若b是从区间[0，8]（3）任取得一个数，c是从[0，6]任取的一个数，求函数f（x）的图象与x轴有交点的概率．答案及解析部分1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.13.14.15.16.17.(1)(2)18.(1)(2)19.(1)(2)20.(1)(2)21.(1)(2)第 11 页 共 11 页。

第七章 第3讲[A 级 基础达标]1．(2020年昆明模拟)已知正项等比数列{a n }中，a 2a 3＝a 4，若S 3＝31，则a n ＝( ) A ．2·5n B ．2·5n －1 C ．5n D ．5n －1【答案】D2．(2020年成都模拟)已知等比数列{a n }的各项均为正数，若log 3a 1＋log 3a 2＋…＋log 3a 12＝12，则a 6a 7＝( )A ．1B ．3C ．6D ．9 【答案】D3．若等比数列{a n }的前n 项和为S n ＝3·⎝⎛⎭⎫12n ＋m (n ∈N *)，则实数m 的取值为( ) A ．－32 B ．－1 C ．－3 D ．一切实数【答案】C4．(2021年吉林模拟)《张丘建算经》中“今有马行转迟，次日减半，疾七日，行七百里．问日行几何？”意思是：“现有一匹马行走的速度逐渐变慢，每天走的里数是前一天的一半，连续行走7天，共走了700里路，问每天走的里数为多少？”则该匹马第一天走的里数为( )A ．128127B ．44 800127C ．700127D ．17532【答案】B5．设等比数列{a n }的前n 项和为S n ，若a 1＝2，S 6S 2＝21，则数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 的前4项和为( )A ．516或1116B ．516或716C ．516或1516D ．316或716【答案】C 【解析】设等比数列{a n }的公比为q ，则由a 1＝2，S 6S 2＝21，得2×(1－q 6)1－q 2×(1－q 2)1－q＝1－q 61－q2＝21，整理得q 4＋q 2－20＝0，解得q ＝2或q ＝－2，所以a n ＝2n 或a n ＝2·(－2)n －1．当a n ＝2n 时，数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 的前4项和S 4＝12＋14＋18＋116＝1516；当a n ＝2·(－2)n －1时，数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 的前4项和S 4＝12－14＋18－116＝516.6．记S n 为等比数列{a n }的前n 项和．若a 1＝13，a 24＝a 6，则S 5＝________.【答案】1213 【解析】设等比数列的公比为q ，由已知a 1＝13，a 24＝a 6，所以⎝⎛⎭⎫13q 32＝13q 5，又q ≠0，所以q ＝3，所以S 5＝a 1(1－q 5)1－q ＝13×(1－35)1－3＝1213.7．等比数列{a n }中各项均为正数，S n 是其前n 项和，且满足2S 3＝8a 1＋3a 2，a 4＝16，则S 4＝________.【答案】30 【解析】设等比数列{a n }的公比为q ＞0，由题意，得⎩⎪⎨⎪⎧2a 1(1＋q ＋q 2)＝a 1(8＋3q )，a 1q 3＝16，解得a 1＝q ＝2，则S 4＝2×(24－1)2－1＝30.8．(2021年南通二模)在正项等比数列{a n }中，S n 为其前n 项和，已知2a 6＝3S 4＋1，a 7＝3S 5＋1，则该数列的公比q 为________．【答案】3 【解析】由2a 6＝3S 4＋1，a 7＝3S 5＋1，得a 7－2a 6＝3(S 5－S 4)＝3a 5，即a 5q 2－2a 5q ＝3a 5，则q 2－2q －3＝0，解得q ＝－1或q ＝3.因为{a n }是正项等比数列，所以q ＝3.9．已知等比数列{a n }中，公比q ＝2，a 4是a 3＋2，a 5－6的等差中项． (1)求数列{a n }的通项公式； (2)求数列{a n }的前n 项和S n .解：(1)因为等比数列{a n }中，公比q ＝2，a 4是a 3＋2，a 5－6的等差中项，所以2a 4＝(a 3＋2)＋(a 5－6)．所以2(a 1×23)＝(a 1×22＋2)＋(a 1×24－6)，解得a 1＝1． 所以数列{a n }的通项公式a n ＝2n－1．(2)因为等比数列{a n }中，公比q ＝2，首项a 1＝1， 所以数列{a n }的前n 项和S n ＝a 1(1－q n )1－q ＝1－2n 1－2＝2n－1．10．已知等比数列{a n }，公比q ＞0，a n ＋2＝a n ＋1＋2a n ，5为a 1，a 3的等差中项．(1)求数列{a n }的通项； (2)求数列{a n }的前n 项和．解：(1)因为等比数列{a n }中，公比q ＞0，a n ＋2＝a n ＋1＋2a n ，5为a 1，a 3的等差中项， 所以⎩⎪⎨⎪⎧a n ≠0，a n q 2＝a n q ＋2a n，a 1＋a 1q 2＝10，解得a 1＝2，q ＝2，所以a n ＝2n .(2)数列{a n }的前n 项和S n ＝a 1(1－q n )1－q ＝2×(1－2n )1－2＝2n ＋1－2.[B 级 能力提升]11．等比数列{a n }的前n 项和为S n ，已知a 2a 3＝2a 1，且a 4与2a 7的等差中项为54，则S 5＝( )A ．29B ．31C ．33D ．36【答案】B 【解析】因为数列{a n }是等比数列，a 2·a 3＝a 1·a 4＝2a 1，所以a 4＝2.因为a 4与2a 7的等差中项为54，所以12(a 4＋2a 7)＝54，故有a 7＝14.所以q 3＝a 7a 4＝18，所以q ＝12，所以a 1＝a 4q 3＝16.所以S 5＝16×⎣⎡⎦⎤1－⎝⎛⎭⎫1251－12＝31． 12．(多选)(2020年淮安模拟)已知数列{a n }是等比数列，那么下列数列一定是等比数列的是( )A ．⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a nB ．{log 2a n }C ．{a n ·a n ＋1}D ．{a n ＋a n ＋1＋a n ＋2}【答案】ACD 【解析】由题意，可设等比数列{a n }的公比为q (q ≠0)，则a n ＝a 1·q n －1．对于A ，1a n ＝1a 1q n －1＝1a 1·⎝⎛⎭⎫1q n －1，所以数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 是一个以1a 1为首项，1q 为公比的等比数列；对于B ，log 2a n ＝log 2(a 1·q n －1)＝log 2a 1＋(n －1)log 2q ，所以数列{log 2a n }是一个以log 2a 1为首项，log 2q 为公差的等差数列；对于C ，因为a n ＋1·a n ＋2a n ·a n ＋1＝a n ＋2a n ＝a 1·q n ＋1a 1·q n －1＝q 2，所以数列{a n ·a n ＋1}是一个以q 2为公比的等比数列；对于D ，因为a n ＋1＋a n ＋2＋a n ＋3a n ＋a n ＋1＋a n ＋2＝q (a n ＋a n ＋1＋a n ＋2)a n ＋a n ＋1＋a n ＋2＝q ，所以数列{a n＋a n ＋1＋a n ＋2}是一个以q 为公比的等比数列．13．(2020年仙桃测试)各项均为正数的等比数列{a n }中，若a 1≥1，a 2≤2，a 3≥3，则a 4的取值范围是________．【答案】⎣⎡⎦⎤92，8 【解析】设{a n }的公比为q ，则根据题意得q ＝a 2a 1＝a 3a 2，所以32≤q ≤2，a 4＝a 3q ≥92，a 4＝a 2q 2≤8，所以a 4∈⎣⎡⎦⎤92，8. 14．(一题两空)(2020年徐州模拟)已知正项等比数列{a n }满足a 2 020＝2a 2 018＋a 2 019，若存在两项a m ，a n 使得a m ·a n ＝4a 1，则n ＋4m mn的最小值是________，此时m 2＋n 2＝________.【答案】3220 【解析】设正项等比数列{a n }的公比为q ，若{a n }满足a 2 020＝2a 2 018＋a 2 019，则有q 2＝2＋q ，解得q ＝2或q ＝－1(舍去)．由a m ·a n ＝4a 1，得a m ·a n ＝16a 21，得2m＋n －2＝16＝24，则m ＋n ＝6.所以n ＋4m mn ＝1m ＋4n ＝16×(m ＋n )×⎝⎛⎭⎫1m ＋4n ＝16×⎝⎛⎭⎫5＋n m ＋4m n .由nm ＋4m n≥2n m ·4m n ＝4，当且仅当n ＝2m ，即n ＝2m ＝4时等号成立．所以n ＋4m mn ≥16×(5＋4)＝32，此时m 2＋n 2＝20.15．(2020年北京二模)已知数列{a n }的前n 项和为S n ，a 1＝1，________.是否存在正整数k (k ＞1)，使得a 1，a k ，S k ＋2成等比数列？若存在，求出k 的值；若不存在，说明理由．从①a n ＋1－2a n ＝0，②S n ＝S n －1＋n (n ≥2)，③S n ＝n 2这三个条件中任选一个，补充在上面问题中并作答．解：若选①a n ＋1－2a n ＝0，则由a 1＝1，知a n ≠0，所以a n ＋1a n＝2，所以{a n }是首项为1，公比为2的等比数列．所以a 1＝1，a k ＝2k －1，S k ＋2＝1－2k ＋21－2＝2k ＋2－1．若a 1，a k ，S k ＋2成等比数列，则(2k －1)2＝1×(2k ＋2－1)＝2k ＋2－1．左边为偶数，右边为奇数，即不存在正整数k (k ＞1)，使得a 1，a k ，S k ＋2成等比数列． 若选②S n ＝S n －1＋n (n ≥2)，即S n －S n －1＝n ⇒a n ＝n (n ≥2)．又a 1＝1适合上式，所以{a n }是首项为1，公差为1的等差数列．所以a 1＝1，a k ＝k ，S k ＋2＝(k ＋2)(k ＋3)2.若a 1，a k ，S k ＋2成等比数列，则k 2＝1×(k ＋2)(k ＋3)2，解得k ＝6(k ＝－1舍去)．所以存在正整数k ＝6，使得a 1，a k ，S k ＋2成等比数列．若选③S n ＝n 2，则a n ＝S n －S n －1＝n 2－(n －1)2＝2n －1(n ≥2)，又a 1＝1适合上式， 所以{a n }是首项为1，公差为2的等左数列．所以a ＝1，a k ＝2k －1，S k ＋2＝(k ＋2)2. 若a 1，a k ，S k ＋2成等比数列，则(2k －1)2＝1×(k ＋2)2，解得k ＝3⎝⎛⎭⎫k ＝－13舍去. 所以存在正整数k ＝3，使得a 1，a k ，S k ＋2成等比数列．[C 级 创新突破]16．(2020年驻马店期末)若数列{a n }满足1a n ＋1－3a n ＝0(n ∈N *)，则称{a n }为“梦想数列”，已知数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1b n 为“梦想数列”，且b 1＋b 2＋b 3＝2，则b 3＋b 4＋b 5＝( )A ．18B ．16C ．32D ．36【答案】A 【解析】若⎩⎨⎧⎭⎬⎫1b n 为“梦想数列”，则由题意得11b n ＋1－31b n＝0，即b n ＋1－3b n ＝0，b n ＋1b n ＝3，即{b n }为公比为3的等比数列．由b 1＋b 2＋b 3＝2，得b 3＋b 4＋b 5＝32(b 1＋b 2＋b 3)＝18.17．(2020年北京)已知{a n }是无穷数列．给出两个性质：①对于{a n }中任意两项a i ，a j (i ＞j )，在{a n }中都存在一项a m ，使得a 2ia j ＝a m ；②对于{a n }中任意一项a n (n ≥3)，在{a n }中都存在两项a k ，a l (k ＞l )，使得a n ＝a 2ka l .(1)若a n ＝n (n ＝1,2，…)，判断数列{a n }是否满足性质①，说明理由；(2)若a n ＝2n －1(n ＝1,2，…)，判断数列{a n }是否同时满足性质①和性质②，说明理由； (3)若{a n }是递增数列，且同时满足性质①和性质②，求证：{a n }为等比数列． 解：(1)不满足，理由：a 23a 2＝92∉N *，所以不存在一项a m ，使得a 23a 2＝a m .(2)数列{a n }同时满足性质①和性质②，理由：a 2ia j ＝(2i －1)22j －1＝22i －22j －1＝22i －j －1，因为a 2i －j ＝22i－j －1，所以满足性质①.对于任意的n ≥3，欲满足a n ＝2n －1＝a 2k a l＝22k －l －1，只需满足n ＝2k －l 即可． 令l ＝n －2，则k ＝n －1，且符合k ＞l ≥1，所以满足性质②.所以{a n }同时满足性质①和性质②.(3)对于a 1＞0，因为{a n }递增，所以a n ＞0.由性质②，取n ＝3，则存在a k ，a l (k ＞l )，使a 3＝a 2ka l ＝a k a l ·a k ＞a k ，所以k ＜3.所以k ＝2，l ＝1． 所以a 3＝a 22a 1.所以{a n }中a 1，a 2，a 3三项成等比．对于a 1＜0，由性质①，取i ＝2，j ＝1，则存在a m ，使a m ＝a 22a 1.易证a m ≠a 2，即m ≠2.若a m ＝a 1，则只能a 21＝a 22，此时a 2＝－a 1＞0.所以当n ≥2时，a n ＞0.取i ＞2，j ＝1，因为{a n }递增，a i ＞a 2＞0，所以a m ＝a 2i a j ＝a 2i a 1＜a 22a 1＝a 1，显然不存在满足不等式的m ，矛盾．a m ＝a 1也不成立，所以m ≥3.而a m a 1＝a 22＞0，所以a m 与a 1同号，所以a m＜0. 所以a 3＜0，a 2＜0.所以a 1，a 2，a 3同号． 如下证明，对任意k ≥2，a k ＜0时，则a k ＋1＜0. 由性质①，取i ＝k ，j ＝k －1，则存在m ，使a m ＝a 2ka k －1.首先a m 与a k －1同号，由递增数列，知a k －1＜a k ＜0，所以a m ＜0. 假设m ≤k ，则a m ≤a k ＜0.所以|a m |≥|a k |＞0，结合a k －1＜a k ＜0，有|a k －1|≥|a k |＞0，显然|a m ||a k －1|＞|a k |2与a m a k －1＝a 2k矛盾，所以m ≥k ＋1，a m ≥a k ＋1．又a m ＜0，所以a k ＋1＜0.所以{a n }同号且均为负数．所以对于{a n }，a m ＞a 2ka l ＝a k a l ·a k ＞a k 恒成立．所以a 3＝a 2ka l ＝a k a l ·a k ＞a k ，得3＞k ＞1．所以k ＝2，l ＝1．所以a 3＝a 22a 1.综上，当n ≤3时，{a n }为等比数列．假设当n ≤k (显然k ≥3)时，a 1，a 2，…，a m 成等比，设其通项公式为a n ＝a 1q n －1(n ≤k )，下证a k ＋1＝a 1q k .由性质①，取i ＝k ，j ＝k －1，则存在m ，使a m ＝a 2ia j ＝(a 1q k －1)2a 1q k －2＝a 1q k . 假设m ≠k ＋1，此时必有m ≥k ＋2. 由递增数列知，a k ＜a k ＋1＜a m ， 即a 1q k －1＜a k ＋1＜a 1q k .令a k ＋1＝a 1q s ，此时k －1＜s ＜k ，所以s ∈N *.另一方面，由性质②，对a k ＋1，存在u ，v (u ＞v )，使a k ＋1＝a 2u a v ＝a ua v ·a u ＞a u，所以u ＜k ＋1，即u ≤k 且v ≤k .所以a k ＋1＝a 2u a v ＝a 21q 2u －2a 1qv －1＝a 1q 2u －v －1．而2u －v －1∈N *，s ∈N * ，a 1≠0， 所以a 1q 2u－v－1≠a 1q s .而这两个都是a k ＋1的表达式，矛盾． 所以m ＝k ＋1．所以a k ＋1＝a 1q k .所以当n ≤k ＋1时，a 1，a 2，…，a k ＋1也成等比． 综上，{a n }为等比数列．。

微专题三宇宙航行的几种问题知识点一卫星的追及相遇问题1．“北斗"系统中两颗工作卫星1和2在同一轨道上绕地心O 沿顺时针方向做匀速圆周运动，轨道半径为r，某时刻它们分别位于轨道上的A、B两位置，如图所示,已知地球表面处的重力加速度为g，地球半径为R，不计卫星间的相互作用力，以下判断正确的是（）A．这两颗卫星的向心加速度大小为错误!gB ．这两颗卫星的角速度大小为R错误!C．卫星1由位置A运动至位置B所需时间为错误!错误!D．如果使卫星1加速，它就一定能追上卫星22．如图所示，A、B为地球的两个轨道共面的人造卫星，运行方向相同，A为地球同步卫星，A、B卫星的轨道半径的比值为k，地球自转周期为T0，某时刻A、B两卫星距离达到最近，从该时刻起到A、B间距离最远时所经历的最短时间为（) A。

错误! B.错误!C。

错误!D。

错误!3．两颗人造卫星绕地球逆时针运动，卫星1、卫星2分别沿圆轨道、椭圆轨道运动,圆的半径与椭圆的半长轴相等，两轨道相交于A、B两点，某时刻两卫星与地球在同一直线上，如图所示，下列说法中正确的是（)A．两卫星在图示位置的速度v2＝v1B．卫星2在A点的加速度较大C．两卫星在A或B点可能相遇D．两卫星永远不可能相遇知识点二多星问题4.（多选)2017年，人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波，根据科学家们复原的过程,在两颗中子星合并前约100 s时，它们相距约400 km，绕二者连线上的某点每秒转动12圈,将两颗中子星都看做是质量均匀分布的球体，由这些数据、万有引力常量并利用牛顿力学知识，可以估算出这一时刻两颗中子星（)A．质量之积B．质量之和C．速率之和D．各自的自转角速度5．天文学家如果观察到一个星球独自做圆周运动，那么就想到在这个星球附近存在着一个看不见的黑洞．星球与黑洞由万有引力的作用组成双星，以两者连线上某点为圆心做匀速圆周运动，那么（)A．它们做圆周运动的角速度与其质量成反比B．它们做圆周运动的周期与其质量成反比C．它们做圆周运动的半径与其质量成反比D．它们所受的向心力与其质量成反比6。

1、答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2、请将答案正确填写在答题卡上2023-2024学年山东省滨州市高中数学人教B版必修三第七章-三角函数强化训练(3)姓名：____________ 班级：____________ 学号：____________考试时间：120分钟满分：150分题号一二三四五总分评分*注意事项：阅卷人得分一、选择题（共12题，共60分）和 和 和 和1. 函数 的最小正周期和最大值分别是（）A. B. C.D. 2. 已知 ，则（）A. B. C.D.3. 已知角 的终边过点 ，则 （ ）A. B. C. D.1π24. 周长为6，圆心角弧度为1的扇形面积等于（ ）A. B. C. D. 是奇函数是偶函数既不是奇函数也不是偶函数既是奇函数也是偶函数5. 函数， A. B. C. D. 6. 已知角 在第三象限，且 ，则 （ ）A. B. C. D.经过3 min，点P首次到达最低点第4 min和第8 min，点P距离地面一样高从第7min至第10min摩天轮上的点P距离地面的高度一直在降低摩天轮在旋转一周的过程中点P有2min距离地面不低于65m7. 如图所示，摩天轮的半径为40m，摩天轮的轴O点距离地面的高度为45m，摩天轮匀速逆时针旋转每6min转圈，摩天轮上的点P的起始位置在最高点处．下面的有关结论不正确的是（）A.B.C.D.函数的最小正周期为当时，函数为奇函数是函数的一条对称轴函数在区间上的最小值为8. 将函数的图象向右平移个单位长度，纵坐标不变，再将横坐标伸长为原来的2倍，得到函数的图象，则下列说法正确的是（）A. B.C. D.96-2-39. 已知，则的值为（）A. B. C. D.10. 下列函数中周期为且为偶函数的是（）A. B. C. D.﹣﹣11. 如果sin（π﹣A）= ，那么cos（﹣A）=（）A. B. C. D.12. 的三边为，若为锐角三角形，则（）A. B. C. D.阅卷人得分二、填空题（共4题，共20分）13. 已知，，则tanα的值为．14. 在中，内角所对的边分别为，已知，，则，若，则的面积为 .15. 已知角α的终边经过点P（x，﹣6），且，则x的值为．16. 若，则．17. 在中，.(1) 求的大小；(2) 若，证明：.18. 在△ABC中，内角A，B，C所对的边分别为a，b，c，已知△ABC的面积为，b－c＝2，cos A＝－ .(1) 求a的值；(2) 求的值．19. 已知函数的最小正周期为．(1) 求图象的对称轴方程；(2) 将的图象向左平移个单位长度后，得到函数的图象，求函数在上的值域．20. 函数的最小正周期为 .(1) 求的值；(2) 函数的图象沿轴向右平移个单位长度，得到函数的图象，令，若函数有两个零点、 .（Ⅰ）求实数的取值范围；（Ⅱ）证明： .21. 已知函数f（x）=sinx+sin（x+ ），x∈R．(1) 求f（x）的最小正周期；(2) 求f（x）的最大值和最小值；(3) 若f（α）= ，求sin 2α的值．答案及解析部分1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.13.14.15.16.17.(1)(2)18.(1)(2)19.(1)(2)20.(1)(2)21.(1)(2)(3)。

空间点、直线、平面之间的位置关系考试要求 1．借助长方体，在直观认识空间点、直线、平面的位置关系的基础上，抽象出空间点、直线、平面的位置关系的定义．2．了解四个基本事实和一个定理，并能应用定理解决问题．知识梳理 1．平面基本事实1：过不在一条直线上的三个点，有且只有一个平面．基本事实2：如果一条直线上的两个点在一个平面内，那么这条直线在这个平面内． 基本事实3：如果两个不重合的平面有一个公共点，那么它们有且只有一条过该点的公共直线．基本事实4：平行于同一条直线的两条直线平行． 2．“三个”推论推论1：经过一条直线和这条直线外一点，有且只有一个平面． 推论2：经过两条相交直线，有且只有一个平面． 推论3：经过两条平行直线，有且只有一个平面． 3．空间中直线与直线的位置关系⎩⎪⎨⎪⎧共面直线⎩⎪⎨⎪⎧相交直线，平行直线，异面直线：不同在任何一个平面内，没有 公共点.4．空间中直线与平面的位置关系直线与平面的位置关系有：直线在平面内、直线与平面相交、直线与平面平行三种情况． 5．空间中平面与平面的位置关系平面与平面的位置关系有平行、相交两种情况． 6．等角定理如果空间中两个角的两条边分别对应平行，那么这两个角相等或互补． 7．异面直线所成的角(1)定义：已知两条异面直线a ，b ，经过空间任一点O 分别作直线a ′∥a ，b ′∥b ，把直线a ′与b ′所成的角叫做异面直线a 与b 所成的角(或夹角)．(2)范围：⎝⎛⎦⎥⎤0，π2．思考辨析判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)两个平面α，β有一个公共点A ，就说α，β相交于过A 点的任意一条直线．( × ) (2)两两相交的三条直线最多可以确定三个平面．( √ ) (3)如果两个平面有三个公共点，那么这两个平面重合．( × ) (4)没有公共点的两条直线是异面直线．( × ) 教材改编题1．(多选)如图是一个正方体的展开图，如果将它还原为正方体，则下列说法正确的是( )A ．AB 与CD 是异面直线 B ．GH 与CD 相交C ．EF ∥CD D ．EF 与AB 异面 答案 ABC解析 把展开图还原成正方体，如图所示．还原后点G 与C 重合，点B 与F 重合，由图可知ABC 正确，EF 与AB 相交，故D 错． 2．如果直线a ⊂平面α，直线b ⊂平面β．且α∥β，则a 与b ( ) A ．共面 B ．平行 C ．是异面直线D ．可能平行，也可能是异面直线 答案 D解析 α∥β，说明a 与b 无公共点， ∴a 与b 可能平行也可能是异面直线．3．如图，在三棱锥A －BCD 中，E ，F ，G ，H 分别是棱AB ，BC ，CD ，DA 的中点，则(1)当AC ，BD 满足条件________时，四边形EFGH 为菱形； (2)当AC ，BD 满足条件________时，四边形EFGH 为正方形． 答案 (1)AC ＝BD (2)AC ＝BD 且AC ⊥BD 解析 (1)∵四边形EFGH 为菱形， ∴EF ＝EH ，∵EF 綉12AC ，EH 綉12BD ，∴AC ＝BD ．(2)∵四边形EFGH 为正方形， ∴EF ＝EH 且EF ⊥EH ， ∵EF 綉12AC ，EH 綉12BD ，∴AC ＝BD 且AC ⊥BD ．题型一 基本事实应用例1 如图所示，在正方体ABCD －A 1B 1C 1D 1中，点E ，F 分别是AB ，AA 1的中点，连接D 1F ，CE ．求证：(1)E ，C ，D 1，F 四点共面； (2)CE ，D 1F ，DA 三线共点．证明 (1)如图所示，连接CD 1，EF ，A 1B ， ∵E ，F 分别是AB ，AA 1的中点， ∴EF ∥A 1B ，且EF ＝12A 1B ．又∵A 1D 1∥BC ，A 1D 1＝BC ， ∴四边形A 1BCD 1是平行四边形， ∴A 1B ∥CD 1，∴EF ∥CD 1，∴EF 与CD 1能够确定一个平面ECD 1F ， 即E ，C ，D 1，F 四点共面．(2)由(1)知EF ∥CD 1，且EF ＝12CD 1，∴四边形CD 1FE 是梯形， ∴CE 与D 1F 必相交，设交点为P ， 则P ∈CE ，且P ∈D 1F ，∵CE ⊂平面ABCD ，D 1F ⊂平面A 1ADD 1， ∴P ∈平面ABCD ，且P ∈平面A 1ADD 1． 又∵平面ABCD ∩平面A 1ADD 1＝AD ， ∴P ∈AD ，∴CE ，D 1F ，DA 三线共点． 教师备选如图所示，已知在正方体ABCD －A 1B 1C 1D 1中，E ，F 分别为D 1C 1，C 1B 1的中点，AC ∩BD ＝P ，A 1C 1∩EF ＝Q ．求证：(1)D ，B ，F ，E 四点共面；(2)若A 1C 交平面DBFE 于R 点，则P ，Q ，R 三点共线． 证明 (1)∵EF 是△D 1B 1C 1的中位线， ∴EF ∥B 1D 1．在正方体ABCD －A 1B 1C 1D 1中，B 1D 1∥BD ， ∴EF ∥BD ．∴EF ，BD 确定一个平面，即D ，B ，F ，E 四点共面． (2)在正方体ABCD －A 1B 1C 1D 1中， 设平面A 1ACC 1为α， 平面BDEF 为β． ∵Q ∈A 1C 1，∴Q ∈α．又Q∈EF，∴Q∈β，则Q是α与β的公共点，同理，P是α与β的公共点，∴α∩β＝PQ．又A1C∩β＝R，∴R∈A1C．∴R∈α，且R∈β，则R∈PQ，故P，Q，R三点共线．思维升华共面、共线、共点问题的证明(1)证明共面的方法：先确定一个平面，然后再证其余的线(或点)在这个平面内．(2)证明共线的方法：先由两点确定一条直线，再证其他各点都在这条直线上．(3)证明共点的方法：先证其中两条直线交于一点，再证其他直线经过该点．跟踪训练1 (1)(多选)如图是正方体或四面体，P，Q，R，S分别是所在棱的中点，则这四个点共面的图是( )答案ABC解析对于A，PS∥QR，故P，Q，R，S四点共面；同理，B，C图中四点也共面；D中四点不共面．(2)在三棱锥A－BCD的棱AB，BC，CD，DA上分别取E，F，G，H四点，如果EF∩HG＝P，则点P( )A．一定在直线BD上B．一定在直线AC上C．在直线AC或BD上D．不在直线AC上，也不在直线BD上答案 B解析如图所示，因为EF⊂平面ABC，HG⊂平面ACD，EF∩HG＝P，所以P∈平面ABC，P∈平面ACD．又因为平面ABC∩平面ACD＝AC，所以P∈AC．题型二空间线面位置关系命题点1 空间位置关系的判断例2 (1)下列推断中，错误的是( )A．若M∈α，M∈β，α∩β＝l，则M∈lB．A∈α，A∈β，B∈α，B∈β⇒α∩β＝ABC．l⊄α，A∈l⇒A∉αD．A，B，C∈α，A，B，C∈β，且A，B，C不共线⇒α，β重合答案 C解析对于A，因为M∈α，M∈β，α∩β＝l，由基本事实3可知M∈l，A对；对于B，A∈α，A∈β，B∈α，B∈β，故直线AB⊂α，AB⊂β，即α∩β＝AB，B对；对于C，若l∩α＝A，则有l⊄α，A∈l，但A∈α，C错；对于D，有三个不共线的点在平面α，β中，故α，β重合，D对．(2)已知在长方体ABCD－A1B1C1D1中，M，N分别是长方形A1B1C1D1与长方形BCC1B1的中心，则下列说法正确的是( )A．直线MN与直线A1B是异面直线B．直线MN与直线DD1相交C．直线MN与直线AC1是异面直线D．直线MN与直线A1C平行答案 C解析如图，因为M，N分别是长方形A1B1C1D1与长方形BCC1B1的中心，所以M，N分别是A1C1，BC1的中点，所以直线MN与直线A1B平行，所以A错误；因为直线MN经过平面BB1D1D内一点M，且点M不在直线DD1上，所以直线MN与直线DD1是异面直线，所以B错误；因为直线MN经过平面ABC1内一点N，且点N不在直线AC1上，所以直线MN与直线AC1是异面直线，所以C正确；因为直线MN经过平面A1CC1内一点M，且点M不在直线A1C上，所以直线MN与直线A1C是异面直线，所以D错误．命题点2 异面直线所成角例3 (1)(2021·全国乙卷)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 D解析 方法一 如图，连接C 1P ，因为ABCD －A 1B 1C 1D 1是正方体，且P 为B 1D 1的中点，所以C 1P ⊥B 1D 1，又C 1P ⊥BB 1，所以C 1P ⊥平面B 1BP ．又BP ⊂平面B 1BP ，所以C 1P ⊥BP ．连接BC 1，则AD 1∥BC 1，所以∠PBC 1为直线PB 与AD 1所成的角．设正方体ABCD －A 1B 1C 1D 1的棱长为2，则在Rt△C 1PB 中，C 1P ＝12B 1D 1＝2，BC 1＝22，sin∠PBC 1＝PC 1BC 1＝12，所以∠PBC 1＝π6．方法二 如图所示，连接BC 1，A 1B ，A 1P ，PC 1，则易知AD 1∥BC 1，所以直线PB 与AD 1所成的角等于直线PB 与BC 1所成的角．根据P 为正方形A 1B 1C 1D 1的对角线B 1D 1的中点，易知A 1，P ，C 1三点共线，且P 为A 1C 1的中点．易知A 1B ＝BC 1＝A 1C 1，所以△A 1BC 1为等边三角形，所以∠A 1BC 1＝π3，又P 为A 1C 1的中点，所以可得∠PBC 1＝12∠A 1BC 1＝π6．(2)(2022·衡水检测)如图，在圆锥SO 中，AB ，CD 为底面圆的两条直径，AB ∩CD ＝O ，且AB ⊥CD ，SO ＝OB ＝3，SE ＝14SB ，则异面直线SC 与OE 所成角的正切值为( )A ．222B ．53C ．1316D ．113答案 D解析 如图，过点S 作SF ∥OE ，交AB 于点F ，连接CF ，则∠CSF (或其补角)为异面直线SC 与OE 所成的角．∵SE ＝14SB ，∴SE ＝13BE ．又OB ＝3，∴OF ＝13OB ＝1．∵SO ⊥OC ，SO ＝OC ＝3， ∴SC ＝32．∵SO ⊥OF ，∴SF ＝SO 2＋OF 2＝10． ∵OC ⊥OF ，∴CF ＝10． ∴在等腰△SCF 中，tan∠CSF ＝102－⎝ ⎛⎭⎪⎫3222322＝113． 教师备选1．(多选)设a ，b ，c 是三条不同的直线，α，β是两个不同的平面，则下列结论不正确的是( )A ．若a ⊂α，b ⊂β，则a 与b 是异面直线B ．若a 与b 异面，b 与c 异面，则a 与c 异面C ．若a ，b 不同在平面α内，则a 与b 异面D ．若a ，b 不同在任何一个平面内，则a 与b 异面 答案 ABC2．在长方体ABCDA 1B 1C 1D 1中，AB ＝BC ＝1，AA 1＝3，则异面直线AD 1与DB 1所成角的余弦值为( )A ．15B ．56C ．55D ．22 答案 C解析 如图，连接BD 1，交DB 1于O ，取AB 的中点M ，连接DM ，OM ．易知O 为BD 1的中点，所以AD 1∥OM ，则∠MOD 为异面直线AD 1与DB 1所成角或其补角．因为在长方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中，AB ＝BC ＝1，AA 1＝3，AD 1＝AD 2＋DD 21＝2， DM ＝AD 2＋⎝ ⎛⎭⎪⎫12AB 2＝52， DB 1＝AB 2＋AD 2＋BB 21＝5． 所以OM ＝12AD 1＝1，OD ＝12DB 1＝52，于是在△DMO 中，由余弦定理，得cos∠MOD ＝12＋⎝ ⎛⎭⎪⎫522－⎝ ⎛⎭⎪⎫5222×1×52＝55，即异面直线AD 1与DB 1所成角的余弦值为55． 思维升华 (1)点、直线、平面位置关系的判定，注意构造几何体(长方体、正方体)模型来判断，常借助正方体为模型． (2)求异面直线所成的角的三个步骤一作：根据定义作平行线，作出异面直线所成的角． 二证：证明作出的角是异面直线所成的角． 三求：解三角形，求出所作的角．跟踪训练2 (1)如图所示，G ，N ，M ，H 分别是正三棱柱的顶点或所在棱的中点，则表示直线GH 与MN 是异面直线的图形有________．(填序号)答案 ②④(2)若直线l 1和l 2是异面直线，l 1在平面α内，l 2在平面β内，l 是平面α与平面β的交线，则下列结论正确的是( ) A ．l 与l 1，l 2都不相交 B ．l 与l 1，l 2都相交C ．l 至多与l 1，l 2中的一条相交D ．l 至少与l 1，l 2中的一条相交 答案 D解析 如图1，l 1与l 2是异面直线，l 1与l 平行，l 2与l 相交，故A ，B 不正确；如图2，l 1与l 2是异面直线，l 1，l 2都与l 相交，故C 不正确．图1 图2题型三 空间几何体的切割(截面)问题例4 (1)在正方体ABCD －A 1B 1C 1D 1中，M ，N 分别是棱DD 1和BB 1上的点，MD ＝13DD 1，NB ＝13BB 1，那么正方体中过M ，N ，C 1的截面图形是( ) A ．三角形 B ．四边形 C ．五边形 D ．六边形答案 C解析 先确定截面上的已知边与几何体上和其共面的边的交点，再确定截面与几何体的棱的交点．如图，设直线C 1M ，CD 相交于点P ，直线C 1N ，CB 相交于点Q ，连接PQ 交直线AD 于点E ，交直线AB 于点F ，则五边形C 1MEFN 为所求截面图形．(2)已知正方体ABCD －A 1B 1C 1D 1的棱长为2．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π2解析 以D 1为球心，5为半径的球面与侧面BCC 1B 1的交线是以C 1为圆心，1为半径的圆与正方形BCC 1B 1相交的一段弧(圆周的四分之一)，其长度为14×2π×1＝π2．延伸探究 将本例(2)中正方体改为直四棱柱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解析 如图，设B 1C 1的中点为E ，球面与棱BB 1，CC 1的交点分别为P ，Q ，连接DB ，D 1B 1，D 1P ，D 1E ，EP ，EQ ，由∠BAD ＝60°，AB ＝AD ，知△ABD 为等边三角形， ∴D 1B 1＝DB ＝2，∴△D 1B 1C 1为等边三角形， 则D 1E ＝3且D 1E ⊥平面BCC 1B 1，∴E 为球面截侧面BCC 1B 1所得截面圆的圆心， 设截面圆的半径为r ，则r ＝R 2球－D 1E 2＝5－3＝2． 又由题意可得EP ＝EQ ＝2，∴球面与侧面BCC 1B 1的交线为以E 为圆心的圆弧PQ ． 又D 1P ＝5，∴B 1P ＝D 1P 2－D 1B 21＝1， 同理C 1Q ＝1，∴P ，Q 分别为BB 1，CC 1的中点， ∴∠PEQ ＝π2，知PQ ︵的长为π2×2＝2π2，即交线长为2π2．教师备选如图，在正方体ABCD －A 1B 1C 1D 1中，E 是BC 的中点，平面α经过直线BD 且与直线C 1E 平行，若正方体的棱长为2，则平面α截正方体所得的多边形的面积为________．答案 92解析 如图，过点B 作BM ∥C 1E 交B 1C 1于点M ，过点M 作BD 的平行线，交C 1D 1于点N ，连接DN ，则平面BDNM 即为符合条件的平面α，由图可知M ，N 分别为B 1C 1，C 1D 1的中点， 故BD ＝22，MN ＝2， 且BM ＝DN ＝5， ∴等腰梯形MNDB 的高为h ＝52－⎝⎛⎭⎪⎫222＝322， ∴梯形MNDB 的面积为 12×(2＋22)×322＝92． 思维升华 (1)作截面应遵循的三个原则：①在同一平面上的两点可引直线；②凡是相交的直线都要画出它们的交点；③凡是相交的平面都要画出它们的交线． (2)作交线的方法有如下两种：①利用基本事实3作交线；②利用线面平行及面面平行的性质定理去寻找线面平行及面面平行，然后根据性质作出交线． 跟踪训练3 (1)(多选)正方体ABCD －A 1B 1C 1D 1的棱长为2，已知平面α⊥AC 1，则关于α截此正方体所得截面的判断正确的是( ) A ．截面形状可能为正三角形 B ．截面形状可能为正方形 C ．截面形状可能为正六边形 D ．截面面积最大值为3 3 答案 ACD解析 易知A ，C 正确，B 不正确，下面说明D 正确，如图，截面为正六边形，当六边形的顶点均为棱的中点时，其面积最大，MN ＝22，GH ＝2，OE ＝OO ′2＋O ′E 2＝1＋⎝⎛⎭⎪⎫222＝62， 所以S ＝2×12×(2＋22)×62＝33，故D 正确．(2)(2022·兰州模拟)如图，正方体A 1C 的棱长为1，点M 在棱A 1D 1上，A 1M ＝2MD 1，过M 的平面α与平面A 1BC 1平行，且与正方体各面相交得到截面多边形，则该截面多边形的周长为________．答案 3 2解析 在平面A 1D 1DA 中寻找与平面A 1BC 1平行的直线时，只需要ME ∥BC 1，如图所示，因为A 1M ＝2MD 1，故该截面与正方体的交点位于靠近D 1，A ，C 的三等分点处，故可得截面为MIHGFE ，设正方体的棱长为3a ， 则ME ＝22a ，MI ＝2a ，IH ＝22a ，HG ＝2a ，FG ＝22a ，EF ＝2a ，所以截面MIHGFE 的周长为ME ＋EF ＋FG ＋GH ＋HI ＋IM ＝92a ， 又因为正方体A 1C 的棱长为1，即3a ＝1， 故截面多边形的周长为32．课时精练1．下列叙述错误的是( )A ．若P ∈α∩β，且α∩β＝l ，则P ∈lB．若直线a∩b＝A，则直线a与b能确定一个平面C．三点A，B，C确定一个平面D．若A∈l，B∈l且A∈α，B∈α，则l⊂α答案 C解析选项A，点P是两平面的公共点，当然在交线上，故正确；选项B，由基本事实的推论可知，两相交直线确定一个平面，故正确；选项C，只有不共线的三点才能确定一个平面，故错误；选项D，由基本事实2，直线上有两点在一个平面内，则这条直线在平面内．2．已知m，n是两条不同的直线，α，β是两个不同的平面，则下列判断正确的是( ) A．若m⊥α，n⊥β，α⊥β，则直线m与n可能相交或异面B．若α⊥β，m⊂α，n⊂β，则直线m与n一定平行C．若m⊥α，n∥β，α⊥β，则直线m与n一定垂直D．若m∥α，n∥β，α∥β，则直线m与n一定平行答案 A解析m，n是两条不同的直线，α，β是两个不同的平面，对于A，若m⊥α，n⊥β，α⊥β，则直线m与n相交垂直或异面垂直，故A正确；对于B，若α⊥β，m⊂α，n⊂β，则直线m与n相交、平行或异面，故B错误；对于C，若m⊥α，n∥β，α⊥β，则直线m与n相交、平行或异面，故C错误；对于D，若m∥α，n∥β，α∥β，则直线m与n平行或异面，故D错误．3．(2022·营口模拟)已知空间中不过同一点的三条直线a，b，l，则“a，b，l两两相交”是“a，b，l共面”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 A解析空间中不过同一点的三条直线a，b，l，若a，b，l在同一平面，则a，b，l相交或a，b，l有两个平行，另一直线与之相交，或三条直线两两平行．所以a，b，l在同一平面，则a，b，l两两相交不一定成立；而若a，b，l两两相交，则a，b，l在同一平面成立．故“a，b，l两两相交”是“a，b，l共面”的充分不必要条件．4．如图所示，在正方体ABCD－A1B1C1D1中，E是平面ADD1A1的中心，M，N，F分别是B1C1，CC1，AB的中点，则下列说法正确的是( )A ．MN ＝12EF ，且MN 与EF 平行B ．MN ≠12EF ，且MN 与EF 平行C ．MN ＝12EF ，且MN 与EF 异面D ．MN ≠12EF ，且MN 与EF 异面答案 D解析 设正方体ABCD －A 1B 1C 1D 1的棱长为2a ， 则MN ＝MC 21＋C 1N 2＝⎝ ⎛⎭⎪⎫2a 22＋⎝ ⎛⎭⎪⎫2a 22 ＝2a ，作点E 在平面ABCD 内的射影点G ，连接EG ，GF ，所以EF ＝EG 2＋GF 2＝⎝ ⎛⎭⎪⎫2a 22＋2a2＝3a ，所以MN ≠12EF ，故选项A ，C 错误；连接DE ，因为E 为平面ADD 1A 1的中心， 所以DE ＝12A 1D ，又因为M ，N 分别为B 1C 1，CC 1的中点，所以MN ∥B 1C ， 又因为B 1C ∥A 1D ，所以MN ∥ED ， 且DE ∩EF ＝E ，所以MN 与EF 异面，故选项B 错误．5．(多选)(2022·临沂模拟)如图，在正方体ABCD －A 1B 1C 1D 1中，O 是DB 的中点，直线A 1C 交平面C 1BD 于点M ，则下列结论正确的是( )A．C1，M，O三点共线B．C1，M，O，C四点共面C．C1，O，B1，B四点共面D．D1，D，O，M四点共面答案AB解析∵O∈AC，AC⊂平面ACC1A1，∴O∈平面ACC1A1．∵O∈BD，BD⊂平面C1BD，∴O∈平面C1BD，∴O是平面ACC1A1和平面C1BD的公共点，同理可得，点M和C1都是平面ACC1A1和平面C1BD的公共点，∴三点C1，M，O在平面C1BD与平面ACC1A1的交线上，即C1，M，O三点共线，故A，B正确；根据异面直线的判定定理可得BB1与C1O为异面直线，故C1，O，B1，B四点不共面，故C不正确；根据异面直线的判定定理可得DD1与MO为异面直线，故D1，D，O，M四点不共面，故D不正确．6．(多选)(2022·厦门模拟)下列说法不正确的是( )A．两组对边分别相等的四边形确定一个平面B．和同一条直线异面的两直线一定共面C．与两异面直线分别相交的两直线一定不平行D．一条直线和两平行线中的一条相交，也必定和另一条相交答案ABD解析两组对边分别相等的四边形可能是空间四边形，故A错误；如图1，直线DD1与B1C1都是直线AB的异面直线，同样DD1与B1C1也是异面直线，故B错误；如图2，设直线AB与CD是异面直线，则直线AC与BD一定不平行，否则AC∥BD，有AC与BD确定一个平面α，则AC⊂α，BD⊂α，所以A∈α，B∈α，C∈α，D∈α，所以AB⊂α，CD⊂α，这与假设矛盾，故C正确；如图1，AB∥CD，而直线AA1与AB相交，但与直线CD不相交，故D错误．图1 图27．(2022·哈尔滨模拟)已知在直三棱柱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________． 答案105解析 如图所示，补成直四棱柱ABCD －A 1B 1C 1D 1，则所求角为∠BC 1D 或其补角，∵BC 1＝2，BD ＝22＋1－2×2×1×cos60°＝3，C 1D ＝AB 1＝5， 易得C 1D 2＝BD 2＋BC 21，即BC 1⊥BD ， 因此cos∠BC 1D ＝BC 1C 1D ＝25＝105． 8．(2022·本溪模拟)在空间中，给出下面四个命题，其中假命题为________．(填序号) ①过平面α外的两点，有且只有一个平面与平面α垂直； ②若平面β内有不共线三点到平面α的距离都相等，则α∥β； ③若直线l 与平面α内的任意一条直线垂直，则l ⊥α； ④两条异面直线在同一平面内的射影一定是两条相交直线． 答案 ①②④解析 对于①，当平面α外两点的连线与平面α垂直时，此时过两点有无数个平面与平面α垂直，所以①不正确；对于②，若平面β内有不共线三点到平面α的距离都相等，平面α与β可能平行，也可能相交，所以②不正确；对于③，直线l 与平面内的任意直线垂直时，得到l ⊥α，所以③正确；对于④，两条异面直线在同一平面内的射影可能是两条相交直线或两条平行直线或直线和直线外的一点，所以④不正确．9．(2022·上海市静安区模拟)如图所示，在棱长为2的正方体ABCD －A 1B 1C 1D 1中，E ，F 分别是AB ，CC 1的中点．(1)求异面直线A 1E 与D 1F 所成的角的余弦值； (2)求三棱锥A 1－D 1EF 的体积．解 (1)如图，设BB 1的中点为H ，连接HF ，EH ，A 1H ，因为F 是CC 1的中点，所以A 1D 1∥CB ∥HF ，A 1D 1＝CB ＝HF ， 因此四边形A 1D 1FH 是平行四边形， 所以D 1F ∥A 1H ，D 1F ＝A 1H ，因此∠EA 1H 是异面直线A 1E 与D 1F 所成的角或其补角， 正方体ABCD －A 1B 1C 1D 1的棱长为2，E 是AB 的中点， 所以A 1E ＝A 1H ＝22＋12＝5，EH ＝12＋12＝2，由余弦定理可知，cos∠EA 1H ＝A 1E 2＋A 1H 2－EH 22A 1E ·A 1H ＝5＋5－22×5×5＝45，所以异面直线A 1E 与D 1F 所成的角的余弦值为45．(2)因为A 1D 1∥HF ，HF ⊄平面A 1D 1E ，A 1D 1⊂平面A 1D 1E ， 所以HF ∥平面A 1D 1E ，因此点H ，F 到平面A 1D 1E 的距离相等， 即111111F A D E H A D E D A EH V V V －－－＝＝，11D A EH V －＝13D 1A 1·1A EH S △＝13×2×⎝ ⎛⎭⎪⎫22－12×2×1×2－12×1×1＝1，所以三棱锥A 1－D 1EF 的体积为1．10．如图，四棱柱ABCD －A 1B 1C 1D 1的侧棱AA 1⊥底面ABCD ，四边形ABCD 为菱形，E ，F 分别为AA 1，CC 1的中点，M 为AB 上一点．(1)若D 1E 与CM 相交于点K ，求证D 1E ，CM ，DA 三条直线相交于同一点； (2)若AB ＝2，AA 1＝4，∠BAD ＝π3，求点D 1到平面FBD 的距离．(1)证明 ∵D 1E 与CM 相交于点K ， ∴K ∈D 1E ，K ∈CM ，而D 1E ⊂平面ADD 1A 1，CM ⊂平面ABCD ， 且平面ADD 1A 1∩平面ABCD ＝AD ， ∴K ∈AD ，∴D 1E ，CM ，DA 三条直线相交于同一点K ． (2)解 ∵四边形ABCD 为菱形，AB ＝2， ∴BC ＝CD ＝2，而四棱柱的侧棱AA 1⊥底面ABCD ， ∴CC 1⊥底面ABCD ，又∵F 是CC 1的中点，CC 1＝4，∴CF ＝2， ∴BF ＝DF ＝22，又∵四边形ABCD 为菱形，∠BAD ＝π3，∴BD ＝AB ＝2， ∴S △FBD ＝12×2×222－1＝7．设点D 1到平面FBD 的距离为h ，点B 到平面DD 1F 的距离为d ， 则d ＝2sin π3＝3，又∵11D FBD B DD F V V －－＝， ∴13×S △FBD ×h ＝13×1DD F S △×d ， ∴13×7×h ＝13×12×4×2×3， 解得h ＝4217．即点D1到平面FBD的距离为421 7．11．(多选)(2022·太原模拟)如图是正四面体的平面展开图，G，H，M，N分别为DE，BE，EF，EC的中点，在这个正四面体中，下列结论正确的是( )A．GH与EF平行B．BD与MN为异面直线C．GH与MN成60°角D．DE与MN垂直答案BCD解析如图，还原成正四面体A－DEF，其中H与N重合，A，B，C三点重合，连接GM，易知GH与EF异面，BD与MN异面．又△GMH为等边三角形，∴GH与MN成60°角，易证DE⊥AF，MN∥AF，∴MN⊥DE．∴B，C，D正确．12．(多选)(2022·广州六校联考)如图，在正方体ABCD－A1B1C1D1中，M，N，P分别是C1D1，BC，A1D1的中点，下列结论正确的是( )A．AP与CM是异面直线B．AP，CM，DD1相交于一点C．MN∥BD1D．MN∥平面BB1D1D答案 BD解析 如图，连接MP ，AC ，因为MP ∥AC ，MP ≠AC ，所以AP 与CM 是相交直线，又平面A 1ADD 1∩平面C 1CDD 1＝DD 1，所以AP ，CM ，DD 1相交于一点，则A 不正确，B 正确；令AC ∩BD ＝O ，连接OD 1，ON ．因为M ，N 分别是C 1D 1，BC 的中点，所以ON ∥D 1M ∥CD ，ON ＝D 1M ＝12CD ， 则四边形MNOD 1为平行四边形，所以MN ∥OD 1，因为MN ⊄平面BB 1D 1D ，OD 1⊂平面BB 1D 1D ，所以MN ∥平面BB 1D 1D ，C 不正确，D 正确．13．(2022·玉林模拟)在正方体ABCD －A 1B 1C 1D 1中，E ，F ，P ，Q 分别为A 1B ，B 1D 1，A 1D ，CD 1的中点，则直线EF 与PQ 所成角的大小是________．答案 π3解析 如图，连接A 1C 1，BC 1，则F 是A 1C 1的中点，又E 为A 1B 的中点，所以EF ∥BC 1，连接DC 1，则Q 是DC 1的中点，又P 为A 1D 的中点，所以PQ ∥A 1C 1，于是∠A 1C 1B 是直线EF 与PQ 所成的角或其补角．易知△A 1C 1B 是正三角形，所以∠A 1C 1B ＝π3． 14．(2022·盐城模拟)在棱长为4的正方体ABCD －A 1B 1C 1D 1中，P ，Q 分别为棱A 1D 1，CC 1的中点，过P ，Q ，A 作正方体的截面，则截面多边形的周长是________．答案 25＋95＋2133 解析 如图所示，过Q 作QM ∥AP 交BC 于M ，由A 1P ＝CQ ＝2，tan∠APA 1＝2，则tan∠CMQ ＝2，CM ＝CQtan∠CMQ＝1， 延长MQ 交B 1C 1的延长线于E 点，连接PE ，交D 1C 1于N 点，则多边形AMQNP 即为截面，根据平行线性质有C 1E ＝CM ＝1， C 1N ND 1＝C 1E PD 1＝12， 则C 1N ＝43，D 1N ＝83， 因此NQ ＝22＋⎝ ⎛⎭⎪⎫432＝2133， NP ＝22＋⎝ ⎛⎭⎪⎫832＝103， 又AP ＝42＋22＝25，AM ＝42＋32＝5，MQ ＝12＋22＝5，所以多边形AMQNP 的周长为AM ＋MQ ＋QN ＋NP ＋PA＝5＋5＋2133＋103＋2 5 ＝25＋95＋2133．15．(2022·大连模拟)如图，直四棱柱ABCD －A 1B 1C 1D 1的底面是边长为2的正方形，AA 1＝3，E ，F 分别是AB ，BC 的中点，过点D 1，E ，F 的平面记为α，则下列说法中错误的是( )A ．点B 到平面α的距离与点A 1到平面α的距离之比为1∶2B ．平面α截直四棱柱ABCD －A 1B 1C 1D 1所得截面的面积为732C ．平面α将直四棱柱分割成的上、下两部分的体积之比为47∶25D ．平面α截直四棱柱ABCD －A 1B 1C 1D 1所得截面的形状为四边形 答案 D解析 对于A ，因为平面α过线段AB 的中点E ，所以点A 到平面α的距离与点B 到平面α的距离相等．由平面α过A 1A 的三等分点M 可知，点A 1到平面α的距离是点A 到平面α的距离的2倍，因此，点A 1到平面α的距离是点B 到平面α的距离的2倍．故选项A 正确；延长DA ，DC 交直线EF 的延长线于点P ，Q ，连接D 1P ，D 1Q ，交棱A 1A ，C 1C 于点M ，N ．连接ME ，NF ，可得五边形D 1MEFN ，故选项D 错误；由平行线分线段成比例可得AP ＝BF ＝1，故DP ＝DD 1＝3，则△DD 1P 为等腰三角形．由相似三角形可知，AM ＝AP ＝1，A 1M ＝2，则D 1M ＝D 1N ＝22，ME ＝EF ＝FN ＝2．连接MN ，则MN ＝22，因此五边形D 1MEFN 可分为等边三角形D 1MN 和等腰梯形MEFN ．等腰梯形MEFN 的高h ＝22－⎝ ⎛⎭⎪⎫22－222＝62， 则等腰梯形MEFN 的面积为22＋22×62＝332．又1D MN S △＝12×22×6＝23，所以五边形D 1MEFN 的面积为332＋23＝732，故选项B 正确；记平面将直四棱柱分割成上、下两部分的体积分别为V 1，V 2，则V 2＝1D DPQ V －－V M －PAE －V N －CFQ＝13×12×3×3×3－13×12×1×1×1－13×12×1×1×1＝256， 所以V 1＝1111ABCD A B C D V －－V 2＝12－256＝476， V 1∶V 2＝47∶25，故选项C 正确．16．如图1，在边长为4的正三角形ABC 中，D ，F 分别为AB ，AC 的中点，E 为AD 的中点．将△BCD 与△AEF 分别沿CD ，EF 同侧折起，使得二面角A －EF －D 与二面角B －CD －E 的大小都等于90°，得到如图2所示的多面体．图1 图2(1)在多面体中，求证：A ，B ，D ，E 四点共面；(2)求多面体的体积．(1)证明 因为二面角A －EF －D 的大小等于90°，所以平面AEF ⊥平面DEFC ，又AE ⊥EF ，AE ⊂平面AEF ，平面AEF ∩平面DEFC ＝EF ，所以AE ⊥平面DEFC ，同理，可得BD ⊥平面DEFC ，所以AE ∥BD ，故A ，B ，D ，E 四点共面．(2)解 因为AE ⊥平面DEFC ，BD ⊥平面DEFC ，EF ∥CD ，AE ∥BD ，DE ⊥CD ，所以AE 是四棱锥A －CDEF 的高，点A 到平面BCD 的距离等于点E 到平面BCD 的距离， 又AE ＝DE ＝1，CD ＝23，EF ＝3，BD ＝2，所以V ＝V A －CDEF ＋V A －BCD ＝13S 梯形CDEF ·AE ＋13S △BCD ·DE ＝736．。