…○………学校:________…○………绝密★启用前黑龙江省鹤岗市第一中学2018-2019学年高一下学期期末数学(理)试题试卷副标题注意事项: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第I 卷(选择题)请点击修改第I 卷的文字说明 一、单选题1.下列命题正确的是( )A .有两个面平行,其余各面都是四边形的几何体叫棱柱。
B .有两个面平行,其余各面都是四边形,且每相邻两个四边形的公共边都互相平行的几何体叫棱柱。
C .绕直角三角形的一边旋转所形成的几何体叫圆锥。
D .用一个面去截棱锥,底面与截面之间的部分组成的几何体叫棱台。
2.ABC ∆的斜二侧直观图如图所示,则ABC ∆的面积为( )A B .1C D .23.如图,在直三棱柱111ABC A B C -中,90ACB ∠=︒,12AA =,1AC BC ==,则异面直线1A B 与AC 所成角的余弦值是( )○…………外……装…………○……线…………○……※不※※要※※在※※装※※订※○…………内……装…………○……线…………○……A B .4C D .64.已知2a b +=,则33a b +的最小值是 ( ) A .B .6C .2D .5.若a ,b 是不同的直线,α,β是不同的平面,则下列命题中正确的是( ) A .若//a α,//b β,a b ⊥r r,则αβ⊥ B .若//a α,//b β,//a b ,则//αβC .若a α⊥,b β⊥,//a b ,则//αβD .若//a α,b β⊥,a b ⊥r r,则//αβ6.如图,某几何体的三视图如图所示,则此几何体的体积为( )A B C D .37.一个圆锥的表面积为5π,它的侧面展开图是圆心角为90︒的扇形,该圆锥的母线长为( ) A .83B .4C .D .8.一个正方体内接于一个球,过球心作一个截面,如图所示,则截面的可能图形是( )○…………装………订……学校:___________姓名__________考号:__○…………装………订……9.已知,x y 都是正数,且211x y+=,则x y +的最小值等于 A .6 B .C .3+D .4+10.设a ,b ,c 均为正实数,则三个数1a b +,1b c +,1c a+( ) A .都大于2B .都小于2C .至少有一个不大于2D .至少有一个不小于211.如图,在四边形ABCD 中,AD BC ∥,AD AB =,45BCD ∠=︒,90BAD ∠=︒,将ABD ∆沿BD 折起,使平面ABD ⊥平面BCD 构成几何体A BCD -,则在几何体A BCD -中,下列结论正确的是( )A .平面ADC ⊥平面ABCB .平面ADC ⊥平面BDC C .平面ABC ⊥平面BDCD .平面ABD ⊥平面ABC12.如图,已知四面体ABCD 为正四面体,2,AB E F =,分别是,AD BC 中点.若用一个与直线EF 垂直,且与四面体的每一个面都相交的平面α去截该四面体,由此得到一个多边形截面,则该多边形截面面积最大值为( ).A .1 BC D .2…………装…………………订…………※※请※※不※※要※※在※※订※※线※※内※※答※※题※※…………装…………………订…………第II卷(非选择题)请点击修改第II卷的文字说明二、填空题13.不等式121x x+<-的解集为_________________;14.已知x、y、z∈R,且2331x y z++=,则222x y z++的最小值为.15.如图,二面角lαβ--等于120︒,A、B是棱l上两点,AC、BD分别在半平面α、β内,AC l⊥,BD l⊥,且1AB AC BD===,则CD的长等于______.16.已知三棱锥P-ABC,PA⊥平面ABC,AC⊥BC,PA=2,AC=BC=1,则三棱锥P-ABC外接球的体积为__ .三、解答题17.ABC∆三个内角A,B,C对应的三条边长分别是,,a b c,且满足sin cosc A C=.(1)求角C的大小;(2)若2b=,c=a.18.如图在四棱锥P ABCD-中,底面ABCD是矩形,点E、F分别是棱PC和PD的中点.…………○……订……………线…………○……:___________班级:___考号:_______…………○……订……………线…………○……(1)求证:EF 平面PAB ;(2)若AP AD =,且平面PAD ⊥平面ABCD ,证明AF ⊥平面PCD . 19.设数列{}n a 的前n 项和为n S ,已知1110,2,*.n n a a a S S n N ≠-=∈ (Ⅰ)求, 并求数列{}n a 的通项公式;(Ⅱ)求数列{}n na 的前项和.20.如图,四棱锥P ABCD -中,PA ⊥平面ABCD ,底面ABCD 是平行四边形,若112AP AB AD ===,AC =(Ⅰ)求证:平面PAC ⊥平面PCD ; (Ⅱ)求棱PD 与平面PBC 所成角的正弦值. 21.已知()123f x x x =-++. (1)求不等式()4f x >的解集;(2)若关于x 的不等式1123()x x m t t t R +--≥-++∈能成立,求实数m 的取值范围.22.如图,在四棱锥S ABCD -中,底面ABCD 是直角梯形,侧棱SA ⊥底面ABCD ,AB 垂直于AD 和BC ,M 为棱SB 上的点,2SA AB BC ===,1AD =.……线…………○…………线…………○……(1)若M 为棱SB 的中点,求证:AM //平面SCD ;(2)当2SM MB =时,求平面AMC 与平面SAB 所成的锐二面角的余弦值; (3)在第(2)问条件下,设点N 是线段CD 上的动点,MN 与平面SAB 所成的角为θ,求当sin θ取最大值时点N 的位置.参考答案1.B 【解析】 【分析】根据课本中的相关概念依次判断选项即可. 【详解】对于A 选项,几何体可以是棱台,满足有两个面平行,其余各面都是四边形,故选项不正确;对于B ,根据课本中棱柱的概念得到是正确的;对于C ,当绕直角三角形的斜边旋转时构成的几何体不是圆锥,故不正确;对于D ,用平行于底面的平面截圆锥得到的剩余的几何体是棱台,故不正确. 故答案为:B. 【点睛】这个题目考查了几何体的基本概念,属于基础题. 2.D 【解析】 【分析】用斜二侧画法的法则,可知原图形是一个两边分别在x 、y 轴的直角三角形,x 轴上的边长与原图形相等,而y 轴上的边长是原图形边长的一半,由此不难得到平面图形的面积. 【详解】∵1OA =,2OB =,45ACB ∠=︒ ∴原图形中两直角边长分别为2,2, 因此,Rt ACB ∆的面积为12222S =⨯⨯=. 故选D . 【点睛】本题要求我们将一个直观图形进行还原,并且求出它的面积,着重考查了斜二侧画法和三角形的面积公式等知识,属于基础题. 3.D 【解析】连结1BC ,∵11//AC A C ,∴11C A B ∠是异面直线1A B 与AC 所成角(或所成角的补角),∵在直三棱柱111ABC A B C -中,90ACB ∠=︒,12AA =,1AC BC ==,∴AB =1A B1BC =111AC =,∴2221111111112AC A B BC cos C A B AC A B+-∠===⨯⨯,∴异面直线1A B 与AC所成角的余弦值为6D. 4.B 【解析】试题分析:因为2a b +=,故336a b +≥===. 考点:基本不等式的运用,考查学生的基本运算能力. 5.C 【解析】 【分析】A 中平面α,β可能垂直也可能平行或斜交,B 中平面α,β可能平行也可能相交,C 中成立,D 中平面α,β可能平行也可能相交. 【详解】A 中若//a α,//b β,a b ⊥,平面α,β可能垂直也可能平行或斜交;B 中若//a α,//b β,//a b ,平面α,β可能平行也可能相交;同理C 中若a α⊥,b β⊥,则a ,b 分别是平面α,β的法线,//a b 必有//αβ;D 中若//a α,b β⊥,a b ⊥,平面α,β可能平行也可能相交. 故选C 项. 【点睛】本题考查空间中直线与平面,平面与平面的位置关系,属于简单题. 6.A 【解析】 【分析】首先根据三视图画出几何体的直观图,进一步利用几何体的体积公式求出结果. 【详解】解:根据几何体得三视图转换为几何体为:故:V 1121323=⨯⨯⨯=. 故选:A . 【点睛】本题考查的知识要点:三视图和几何体之间的转换,几何体的体积公式的应用,主要考察学生的运算能力和转换能力,属于基础题. 7.B 【解析】 【分析】设圆锥的底面半径为r ,母线长为l ,利用扇形面积公式和圆锥表面积公式,求出圆锥的底面圆半径和母线长. 【详解】设圆锥的底面半径为r ,母线长为l它的侧面展开图是圆心角为90的扇形 22r l ππ=⋅∴ 4l r ∴=又圆锥的表面积为5π 2245r rl r r r πππππ∴+=+⋅=,解得:1r =∴母线长为:44l r ==本题正确选项:B 【点睛】本题考查了圆锥的结构特征与应用问题,关键是能够熟练应用扇形面积公式和圆锥表面积公式,是基础题. 8.A 【解析】 【分析】分别当截面平行于正方体的一个面时,当截面过正方体的两条相交的体对角线时,当截面既不过体对角线也不平行于任一侧面时,进行判定,即可求解. 【详解】由题意,当截面平行于正方体的一个面时得③;当截面过正方体的两条相交的体对角线时得④;当截面既不过正方体体对角线也不平行于任一侧面时可能得①;无论如何都不能得②.故选A. 【点睛】本题主要考查了正方体与球的组合体的截面问题,其中解答中熟记空间几何体的结构特征是解答此类问题的关键,着重考查了空间想象能力,以及推理能力,属于基础题. 9.C 【解析】 【详解】()212333y x x y x y x y ⎛⎫++=++≥=⎪⎝⎭,故选C. 10.D【解析】 【详解】 由题意得111111()()()2226a b c a b c b c a a b c+++++=+++++≥++=, 当且仅当1a b c ===时,等号成立,所以111,,a b c b c a+++至少有一个不小于2,故选D . 11.A【解析】 【分析】根据线面垂直的判定定理,先得到AB ⊥平面ADC ,进而可得到平面ABC ⊥平面ADC . 【详解】由已知得BA AD ⊥,CD BD ⊥,又平面ABD ⊥平面BCD ,所以CD ⊥平面ABD , 从而CD AB ⊥,故AB ⊥平面ADC . 又AB Ì平面ABC , 所以平面ABC ⊥平面ADC . 故选A. 【点睛】本题主要考查面面垂直的判定,熟记面面垂直的判定定理即可,属于常考题型. 12.A 【解析】 【分析】通过补体,在正方体内利用截面为平行四边形MNKL ,有2NK KL +=,进而利用基本不等式可得解. 【详解】补成正方体,如图.,EF α⊥Q∴截面为平行四边形MNKL ,可得2NK KL +=, 又//,//,MN AD KL BC 且,AD BC KN KL ⊥∴⊥ 可得L MNK S NK KL =⋅四边形2()1,2NK KL +≤=当且仅当NK KL =时取等号,选A. 【点睛】本题主要考查了线面的位置关系,截面问题,考查了空间想象力及基本不等式的应用,属于难题. 13.()2,+∞ 【解析】 【分析】根据绝对值定义去掉绝对值符号后再解不等式. 【详解】1x ≥-时,原不等式可化为121x x +<-,2x >,∴2x >;1x <-时,原不等式可化为(1)21x x -+<-,0x >,∴x ∈∅.综上原不等式的解为2x >. 故答案为(2,)+∞. 【点睛】本题考查解绝对值不等式,解绝对值不等式的常用方法是根据绝对值定义去掉绝对值符号,然后求解. 14.122【解析】试题分析:由柯西不等式,2222222(233)()(233)x y z x y z ++++≥++,因为2331x y z ++=.所以222222122()122x y z x y z ++≥⇒++≥,当且仅当233x y z ==,即13,1122x y z ===时取等号.所以222x y z ++的最小值为122. 考点:柯西不等式 15.2 【解析】 【分析】由已知中二面角α﹣l ﹣β等于120°,A 、B 是棱l 上两点,AC 、BD 分别在半平面α、β内,AC ⊥l ,BD ⊥l ,且AB =AC =BD =1,由22()CD CA AB BD =++,结合向量数量积的运算,即可求出CD 的长. 【详解】∵A 、B 是棱l 上两点,AC 、BD 分别在半平面α、β内,AC ⊥l ,BD ⊥l , 又∵二面角α﹣l ﹣β的平面角θ等于120°,且AB =AC =BD =1, ∴0CA AB AB BD ⋅=⋅=,CA DB =<,>60°,1160CA BD cos ⋅=⨯⨯︒ ∴22()CD CA AB BD =++2222422=CA AB BD CA AB AB BD CA BD =+++⋅+⋅+⋅||2CD =故答案为:2. 【点睛】本题考查的知识点是与二面角有关的立体几何综合题,其中利用22()CD CA AB BD =++,结合向量数量积的运算,是解答本题的关键.16 【解析】 【详解】如图所示,取PB 的中点O ,∵PA ⊥平面ABC ,∴PA ⊥AB ,PA ⊥BC ,又BC ⊥AC ,PA∩AC =A ,∴BC ⊥平面PAC ,∴BC ⊥PC.∴OA =12PB ,OC =12PB ,∴OA =OB =OC =OP ,故O 为外接球的球心.又PA =2,AC =BC =1,∴AB PB ,∴外接球的半径R =2.∴V 球=43πR 3=43π×3,.点睛: 空间几何体与球接、切问题的求解方法:(1)求解球与棱柱、棱锥的接、切问题时,一般过球心及接、切点作截面,把空间问题转化为平面图形与圆的接、切问题,再利用平面几何知识寻找几何中元素间的关系求解.(2)若球面上四点P ,A ,B ,C 构成的三条线段PA ,PB ,PC 两两互相垂直,且PA =a ,PB =b ,PC =c ,一般把有关元素“补形”成为一个球内接长方体,利用4R 2=a 2+b 2+c 2求解. 17.⑴3C π= (2) 3a =【解析】 【分析】⑴由正弦定理及sin cos c A C =,得tan C =,因为0C π<<,所以3C π=;⑵由余弦定理2222cos c a b ab C =+-,解得a 【详解】 ⑴由正弦定理sin sin a c A C= 得sin sin c A a C =,由已知得sin cos a C C =,tan C = 因为0C π<<,所以3C π=⑵由余弦定理2222cos c a b ab C =+-,得22224cos3a a π=+-⨯即2230a a --=,解得3a =或1a =-,负值舍去, 所以3a = 【点睛】解三角形问题,常要求正确选择正弦定理或余弦定理对三角形中的边、角进行转换,再进行求解,同时注意三角形当中的边角关系,如内角和为180度等18.(1)见证明;(2)见证明 【解析】 【分析】(1)可证EF AB ∥,从而得到要求证的线面平行.(2)可证AF CD ⊥,再由AP AD =及F 是棱PD 的中点可得AF PD ⊥, 从而得到AF ⊥平面PCD . 【详解】(1)证明:因为点E 、F 分别是棱PC 和PD 的中点,所以EF CD ∥,又在矩形ABCD 中,AB CD ∥,所以EF AB ∥,又AB Ì面PAB ,EF ⊄面PAB ,所以EF 平面PAB(2)证明:在矩形ABCD 中,AD CD ⊥,又平面PAD ⊥平面ABCD ,平面PAD平面ABCD AD =,CD ⊂面ABCD ,所以CD ⊥平面PAD ,又AF ⊂面PAD ,所以CD AF ⊥①因为PA AD =且F 是PD 的中点,所以AF PD ⊥,② 由①②及PD ⊂面PCD ,CD ⊂面PCD ,PD CD D =,所以AF ⊥平面 PCD .【点睛】线面平行的证明的关键是在面中找到一条与已知直线平行的直线,找线的方法可利用三角形的中位线或平行公理.线面垂直的判定可由线线垂直得到,注意线线是相交的, 而要求证的线线垂直又可以转化为已知的线面垂直(有时它来自面面垂直)来考虑.19.(1)11a =,12n n a -=;(2)(1)21nn T n =-+.【解析】试题分析:本题主要考查由n S 求n a 、等比数列的通项公式、等比数列的前n 项和公式、错位相减法等基础知识,考查学生的分析问题解决问题的能力、转化能力、计算能力.第一问,由n S 求n a ,利用11,1{,2n n n a n a S S n -==-≥,分两部分求1a 和n a ,经判断得数列{}n a 为等比数列;第二问,结合第一问的结论,利用错位相减法,结合等比数列的前n 项和公式,计算化简.试题解析:(Ⅰ)11S a =1n ∴=时11112a a S S -=⋅所以2n ≥时,1111111122222n n n n n n n n n a a a a a S S a a a a S S ------=-=-=-⇒= ⇒{}n a 是首项为11a =、公比为2q =的等比数列,12n n a -=,*n N ∈.(Ⅱ)错位相减得:.考点:n S 求n a 、等比数列的通项公式、等比数列的前n 项和公式、错位相减法. 20.(Ⅰ)见证明;【解析】 【分析】(Ⅰ)先证明CD ⊥平面PAC ,再证明平面PAC ⊥平面PCD .(Ⅱ)以A 为原点,AB 所在直线为x 轴,AC 所在直线为y 轴,AP 所在直线为z 轴,建立如图空间直角坐标系,利用向量法求棱PD 与平面PBC 所成角的正弦值. 【详解】解:(Ⅰ)∵PA ⊥平面ABCD ,∴PA CD ⊥,∵2AD =,AC =1CD AB ==,∴222AD AC CD =+,∴AC CD ⊥, ∴CD ⊥平面PAC , 又∵CD ⊂平面PCD , ∴平面PAC ⊥平面PCD .(Ⅱ)以A 为原点,AB 所在直线为x 轴,AC 所在直线为y 轴,AP 所在直线为z 轴,建立如图空间直角坐标系,则()1,0,0B ,()C ,()D -,()0,0,1P ,于是()1,0,1PB =-,()1PC =-,()1PD =--,设平面PBC 的一个法向量为(),,n x y z =,则00n PB n PC ⎧⋅=⎨⋅=⎩,解得(31,n =,,∴cos ,35n PD <>=-,设PD 与平面PBC 所成角为θ,则sin 35θ=.【点睛】本题主要考查空间垂直关系的证明,考查线面角的求法,意在考查学生对这些知识的理解掌握水平和分析推理能力. 21.(1) (,2)(0,)-∞-+∞ (2) 32m ≥或72m ≤-.【解析】 【分析】(1)运用绝对值的意义,去绝对值,解不等式,求并集即可; (2)求得|t ﹣1|+|2t +3|的最小值52,原不等式等价为52≤|x +l |﹣|x ﹣m |的最大值,由绝对值不等式的性质,以及绝对值不等式的解法,可得所求范围. 【详解】解:(1)由题意可得|x ﹣1|+|2x +3|>4, 当x ≥1时,x ﹣1+2x +3>4,解得x ≥1;当32-<x <1时,1﹣x +2x +3>4,解得0<x <1; 当x 32≤-时,1﹣x ﹣2x ﹣3>4,解得x <﹣2.可得原不等式的解集为(﹣∞,﹣2)∪(0,+∞); (2)由(1)可得|t ﹣1|+|2t +3|32134123322t t t t t t ⎧⎪+≥⎪⎪=+-⎨⎪⎪--≤-⎪⎩,,<<,,可得t 32=-时,|t ﹣1|+|2t +3|取得最小值52, 关于x 的不等式|x +l |﹣|x ﹣m |≥|t ﹣1|+|2t +3|(t ∈R )能成立, 等价为52≤|x +l |﹣|x ﹣m |的最大值, 由|x +l |﹣|x ﹣m |≤|m +1|,可得|m +1|52≥, 解得m 32≥或m 72≤-.【点睛】本题考查绝对值不等式的解法和绝对值不等式的性质的运用,求最值,考查化简变形能力,以及运算能力,属于基础题. 22.(1)见解析;(2(3)即点N 在线段CD上且ND =【解析】 【分析】(1)取线段SC 的中点E ,连接ME ,ED .可证AMED 是平行四边形,从而有//AM DE ,则可得线面平行;(2)以点A 为坐标原点,建立分别以AD 、AB 、AS 所在的直线为x 轴、y 轴、z 轴建立空间直角坐标系,求出两平面AMC 与平面SAB 的法向量,由法向量夹角的余弦值可得二面角的余弦值;(3)设()N x,2x 2,0-,其中1x 2<<,求出MN ,由MN 与平面SAB 所成角的正弦值为MN 与平面SAB 的法向量夹角余弦值的绝对值可求得结论. 【详解】(1)证明:取线段SC 的中点E ,连接ME ,ED .在中,ME 为中位线,∴//ME BC 且12ME BC =, ∵//AD BC 且12AD BC =,∴//ME AD 且ME AD =, ∴四边形AMED 为平行四边形. ∴//AM DE .∵DE ⊂平面SCD ,AM ⊄平面SCD , ∴//AM 平面SCD .(2)解:如图所示以点A 为坐标原点,建立分别以AD 、AB 、AS 所在的直线为x 轴、y 轴、z 轴建立空间直角坐标系,则()A 0,0,0,()B 0,2,0,()C 2,2,0,()D 1,0,0,()S 0,0,2,由条件得M 为线段SB 近B 点的三等分点. 于是2142(0,,)3333AM AB AC =+=,即42M 0,,33⎛⎫⎪⎝⎭,设平面AMC 的一个法向量为(,,)n x y z =,则00AM n AC n ⎧⋅=⎨⋅=⎩,将坐标代入并取1y =,得(1,1,2)n =--. 另外易知平面SAB 的一个法向量为m ()1,0,0=, 所以平面AMC 与平面SAB 所成的锐二面角的余弦为m n m n⋅=. (3)设()N x,2x 2,0-,其中1x 2<<. 由于42M 0,,33⎛⎫ ⎪⎝⎭,所以MN 102x,2x ,33⎛⎫=-- ⎪⎝⎭.所以sin MN m MN mθ⋅===可知当401153208x 269-=-=,即26x 15=时分母有最小值,此时有最大值,此时,2622N ,,01515⎛⎫⎪⎝⎭,即点N 在线段CD 上且ND = 【点睛】本题考查线面平行的证明,考查求二面角与线面角.求空间角时,一般建立空间直角坐标系,由平面法向量的夹角求得二面角,由直线的方向向量与平面法向量的夹角与线面角互余可求得线面角.。