2018-2019学年高中新创新一轮复习理数通用版：课时达标检测(三十四)的三视图、直观图、表面积与体积

课时达标检测（三十三） 基本不等式[小题对点练——点点落实]对点练(一) 利用基本不等式求最值1．(2018·河北衡水中学调研)若a >0，b >0，lg a ＋lg b ＝lg(a ＋b )，则a ＋b 的最小值为( ) A ．8 B ．6 C ．4D ．2解析：选C 由a >0，b >0，lg a ＋lg b ＝lg(a ＋b )，得lg(ab )＝lg(a ＋b )，即ab ＝a ＋b ，则有1a ＋1b ＝1，所以a ＋b ＝⎝⎛⎭⎫1a ＋1b (a ＋b )＝2＋b a ＋a b ≥2＋2 b a ·ab＝4，当且仅当a ＝b ＝2时等号成立，所以a ＋b 的最小值为4，故选C.2．若2x ＋2y ＝1，则x ＋y 的取值范围是( ) A ．[0,2] B ．[－2,0] C ．[－2，＋∞) D ．(－∞，－2] 解析：选D∵1＝2x＋2y ≥22x ·2y＝22x ＋y⎝⎛⎭⎫当且仅当2x ＝2y ＝12，即x ＝y ＝－1时等号成立，∴2x ＋y ≤12，∴2x ＋y ≤14，得x ＋y ≤－2.3．(2018·江西九校联考)若正实数x ，y 满足(2xy －1)2＝(5y ＋2)·(y －2)，则x ＋12y 的最大值为( )A ．－1＋322B ．1C ．1＋332D ．322解析：选A 由(2xy －1)2＝(5y ＋2)·(y －2)，可得(2xy －1)2＝9y 2－(2y ＋2)2，即(2xy －1)2＋(2y ＋2)2＝9y 2，得⎝⎛⎭⎫2x －1y 2＋⎝⎛⎭⎫2＋2y 2＝9，又⎝⎛⎭⎫2x －1y 2＋⎝⎛⎭⎫2＋2y 2≥⎝⎛⎭⎫2x －1y ＋2＋2y 22＝⎝⎛⎭⎫2x ＋1y ＋222，当且仅当2x －1y ＝2＋2y 时等号成立，所以⎝⎛⎭⎫2x ＋1y ＋22≤18，得2x ＋1y≤32－2，所以x ＋12y ≤32－22，所以x ＋12y 的最大值为－1＋322.故选A.4．(2018·邯郸模拟)设x >0，y >0，且⎝⎛⎭⎫x －1y 2＝16y x ，则当x ＋1y 取最小值时，x 2＋1y 2＝________.解析：∵x >0，y >0，∴当x ＋1y 取最小值时，⎝⎛⎭⎫x ＋1y 2取得最小值， ∵⎝⎛⎭⎫x ＋1y 2＝x 2＋1y2＋2xy ， 又⎝⎛⎭⎫x －1y 2＝16y x ，∴x 2＋1y 2＝2x y ＋16y x ， ∴⎝⎛⎭⎫x ＋1y 2＝4x y ＋16y x≥2 4x y ·16yx ＝16，∴x ＋1y ≥4，当且仅当4x y ＝16y x ， 即x ＝2y 时取等号，∴当x ＋1y 取最小值时，x ＝2y ，x 2＋1y 2＋2xy ＝16，∴x 2＋1y 2＋2×2yy ＝16，∴x 2＋1y 2＝16－4＝12.答案：125．(2018·天津模拟)已知x ，y 为正实数，则2xx ＋2y ＋x ＋y x 的最小值为________．解析：∵x ，y 为正实数，则2xx ＋2y＋x ＋yx＝2xx ＋2y ＋y x ＋1＝21＋2y x ＋y x ＋1，令t ＝y x ，则t >0，∴2x x ＋2y ＋x ＋y x ＝21＋2t ＋t ＋1＝112＋t ＋t ＋12＋12≥2112＋t ·⎝⎛⎭⎫t ＋12＋12＝52， 当且仅当t ＝12时取等号．∴2x x ＋2y ＋x ＋y x 的最小值为52.答案：52对点练(二) 基本不等式的综合问题1．(2018·辽宁师大附中模拟)函数y ＝log a (x ＋3)－1(a >0，且a ≠1)的图象恒过定点A ，若点A 在直线mx ＋ny ＋1＝0上，其中m ，n 均大于0，则1m ＋2n 的最小值为( )A ．2B ．4C ．8D ．16解析：选C ∵当x ＝－2时，y ＝log a 1－1＝－1， ∴函数y ＝log a (x ＋3)－1(a >0，且a ≠1)的图象恒过定点(－2，－1)，即A (－2，－1)． ∵点A 在直线mx ＋ny ＋1＝0上， ∴－2m －n ＋1＝0，即2m ＋n ＝1. ∵m >0，n >0，∴1m ＋2n ＝2m ＋n m ＋4m ＋2nn ＝2＋n m ＋4m n ＋2≥4＋2·n m ·4m n ＝8， 当且仅当m ＝14，n ＝12时取等号．故选C.2．(2018·海淀期末)当0<m <12时，若1m ＋21－2m ≥k 2－2k 恒成立，则实数k 的取值范围为( )A ．[－2,0)∪(0,4]B ．[－4,0)∪(0,2]C ．[－4,2]D ．[－2,4]解析：选D 因为0<m <12，所以12×2m ×(1－2m )≤12×⎣⎢⎡⎦⎥⎤2m ＋(1－2m )22＝18，当且仅当2m ＝1－2m ，即m ＝14时取等号，所以1m ＋21－2m ＝1m (1－2m )≥8，又1m ＋21－2m ≥k 2－2k 恒成立，所以k 2－2k －8≤0，所以－2≤k ≤4.所以实数k 的取值范围是[－2,4]．故选D.3．(2018·湘潭模拟)设a ＝x 2－xy ＋y 2，b ＝p xy ，c ＝x ＋y ，若对任意的正实数x ，y ，都存在以a ，b ，c 为三边长的三角形，则实数p 的取值范围是( )A ．(1,3)B ．(1,2] C.⎝⎛⎭⎫12，72D ．⎝⎛⎭⎫12，3解析：选A 对任意的正实数x ，y ，由于a ＝x 2－xy ＋y 2≥2xy －xy ＝xy ，当且仅当x ＝y 时等号成立，b ＝p xy ，c ＝x ＋y ≥2xy ，当且仅当x ＝y 时等号成立，且三角形的任意两边之和大于第三边，∴⎩⎪⎨⎪⎧xy ＋2xy >p xy ，p xy ＋xy >2xy ，p xy ＋2xy >xy ，解得1<p <3，故实数p 的取值范围是(1,3)，故选A.4．(2018·合肥模拟)已知函数f (x )＝13ax 3－2x 2＋cx 在R 上单调递增，且ac ≤4，则a c 2＋4＋ca 2＋4的最小值为( ) A ．0 B ．12C.14D ．1解析：选B 因为函数f (x )＝13ax 3－2x 2＋cx 在R 上单调递增，所以f ′(x )＝ax 2－4x ＋c ≥0在R 上恒成立．所以⎩⎪⎨⎪⎧a >0，Δ＝16－4ac ≤0，所以ac ≥4，又ac ≤4，所以ac ＝4，又a >0，所以c >0，则ac 2＋4＋c a 2＋4＝a c 2＋ac ＋c a 2＋ac ＝a c (c ＋a )＋c a (c ＋a )＝1c －1c ＋a ＋1a －1c ＋a ＝1a ＋1c －2c ＋a ≥21ac －22ac ＝1－12＝12，当且仅当a ＝c ＝2时等号成立，故选B. 5．(2018·江西八校联考)已知点P (x ，y )到点A (0,4)和到点B (－2,0)的距离相等，则2x＋4y 的最小值为________．解析：由题意得，x 2＋(y －4)2＝(x ＋2)2＋y 2，整理得x ＋2y ＝3，∴2x ＋4y ≥22x ·4y ＝22x ＋2y ＝42，当且仅当x ＝2y ＝32时等号成立，故2x ＋4y 的最小值为4 2.答案：4 26．(2018·湖南长郡中学月考)设正项等差数列{a n }的前n 项和为S n ，若S 2017＝4 034，则1a 9＋9a 2 009的最小值为________． 解析：由等差数列的前n 项和公式， 得S 2 017＝2 017(a 1＋a 2 017)2＝4 034，则a 1＋a 2 017＝4.由等差数列的性质得a 9＋a 2 009＝4，所以1a 9＋9a 2 009＝14⎝⎛⎭⎫4a 9＋9×4a 2 009＝14⎣⎢⎡⎦⎥⎤a 9＋a 2 009a 9＋9(a 9＋a 2 009)a 2 009 ＝14⎣⎡⎦⎤⎝⎛⎭⎫a 2 009a 9＋9a 9a 2 009＋10 ≥14⎣⎡⎭⎫2a 2 009a 9×9a 9a 2 009＋10＝4， 当且仅当a 2 009＝3a 9时等号成立． 答案：47.某地区要建造一条防洪堤，其横断面为等腰梯形，腰与底边夹角为60°(如图)，考虑到防洪堤的坚固性及水泥用料等因素，要求设计其横断面的面积为93平方米，且高度不低于3米，记防洪堤横断面的腰长为x 米，外周长(梯形的上底与两腰长的和)为y 米，若要使堤的上面与两侧面的水泥用料最省(即横断面的外周长最小)，则防洪堤的腰长x ＝________.解析：设横断面的高为h ，由题意得AD ＝BC ＋2·x 2＝BC ＋x ，h ＝32x ，∴93＝12(AD ＋BC )h ＝12(2BC ＋x )·32x ，故BC ＝18x －x2，由⎩⎨⎧h ＝32x ≥ 3，BC ＝18x －x2>0，得2≤x <6，∴y ＝BC ＋2x ＝18x ＋3x2(2≤x <6)，从而y ＝18x ＋3x2≥218x ·3x2＝63， 当且仅当18x ＝3x2(2≤x <6)，即x ＝23时等号成立．答案：2 3[大题综合练——迁移贯通]1．设a ，b ∈R ，a 2＋b 2＝2，求1a 2＋1＋4b 2＋1的最小值． 解：由题意知a 2＋b 2＝2，a 2＋1＋b 2＋1＝4，∴1a 2＋1＋4b 2＋1＝14(a 2＋1＋b 2＋1)⎝ ⎛⎭⎪⎫1a 2＋1＋4b 2＋1 ＝14⎣⎢⎡⎦⎥⎤5＋b 2＋1a 2＋1＋4(a 2＋1)b 2＋1≥94， 当且仅当b 2＋1a 2＋1＝4(a 2＋1)b 2＋1，即a 2＝13，b 2＝53时等号成立，∴1a 2＋1＋4b 2＋1的最小值为94.2．(2018·河北唐山模拟)已知x ，y ∈(0，＋∞)，x 2＋y 2＝x ＋y . (1)求1x ＋1y 的最小值．(2)是否存在x ，y 满足(x ＋1)(y ＋1)＝5？并说明理由．解：(1)因为1x ＋1y ＝x ＋y xy ＝x 2＋y 2xy ≥2xyxy＝2，当且仅当x ＝y ＝1时，等号成立，所以1x ＋1y 的最小值为2. (2)不存在．理由如下： 因为x 2＋y 2≥2xy ，所以(x ＋y )2≤2(x 2＋y 2)＝2(x ＋y )． 又x ，y ∈(0，＋∞)，所以x ＋y ≤2.从而有(x ＋1)(y ＋1)≤⎣⎢⎡⎦⎥⎤(x ＋1)＋(y ＋1)22≤4，因此不存在x ，y 满足(x ＋1)(y ＋1)＝5.3．某学校为了支持生物课程基地研究植物生长，计划利用学校空地建造一间室内面积为900 m 2的矩形温室，在温室内划出三块全等的矩形区域，分别种植三种植物，相邻矩形区域之间间隔1 m ，三块矩形区域的前、后与内墙各保留1 m 宽的通道，左、右两块矩形区域分别与相邻的左右内墙保留3 m 宽的通道，如图．设矩形温室的室内长为x (单位：m)，三块种植植物的矩形区域的总面积为S (单位：m 2)．(1)求S 关于x 的函数关系式； (2)求S 的最大值．解：(1)由题设，得S ＝(x －8)⎝⎛⎭⎫900x －2＝－2x －7 200x ＋916，x ∈(8,450)． (2)因为8<x <450，所以2x ＋7 200x ≥22x ·7 200x ＝240，当且仅当x ＝60时等号成立，从而S ≤676.故当矩形温室的室内长为60 m 时，三块种植植物的矩形区域的总面积最大，最大为676 m 2.。

课时达标检测（四十七） 直线与圆锥曲线[小题常考题点——准解快解]1．直线y ＝b a x ＋3与双曲线x 2a 2－y 2b 2＝1的交点个数是( )A ．1B ．2C ．1或2D ．0解析：选A 因为直线y ＝b a x ＋3与双曲线的渐近线y ＝ba x 平行，所以它与双曲线只有1个交点．2．已知直线y ＝22(x －1)与抛物线C ：y 2＝4x 交于A ，B 两点，点M (－1，m )，若MA ―→MA ―→·MB ―→＝0，则m ＝( )A. 2B.22C.12D ．0解析：选B 由⎩⎨⎧y ＝22(x －1)，y 2＝4x ，得A (2,22)，B ⎝⎛⎭⎫12，－2，又∵M (－1，m )且MA ―→·MB ―→＝0，∴2m 2－22m ＋1＝0，解得m ＝22. 3．斜率为1的直线l 与椭圆x 24＋y 2＝1相交于A ，B 两点，则|AB |的最大值为( )A ．2 B.455 C.4105D.8105解析：选C 设A ，B 两点的坐标分别为(x 1，y 1)，(x 2，y 2)，直线l 的方程为y ＝x ＋t ，由⎩⎪⎨⎪⎧x 24＋y 2＝1，y ＝x ＋t消去y ，得5x 2＋8tx ＋4(t 2－1)＝0.则x 1＋x 2＝－85t ，x 1x 2＝4(t 2－1)5.∴|AB |＝1＋k 2|x 1－x 2|＝1＋k 2·(x 1＋x 2)2－4x 1x 2＝2· ⎝⎛⎭⎫－85t 2－4×4(t 2－1)5＝425·5－t 2，故当t ＝0时，|AB |max ＝4105. 4．已知双曲线x 2a 2－y 2b 2＝1(a >0，b ＞0)上的一点到双曲线的左、右焦点的距离之差为4，若抛物线y ＝ax 2上的两点A (x 1，y 1)，B (x 2，y 2)关于直线y ＝x ＋m 对称，且x 1x 2＝－12，则m的值为( )A.32B.52 C ．2D ．3解析：选A 由双曲线的定义知2a ＝4，得a ＝2，所以抛物线的方程为y ＝2x 2.因为点A (x 1，y 1)，B (x 2，y 2)在抛物线y ＝2x 2上，所以y 1＝2x 21，y 2＝2x 22，两式相减得y 1－y 2＝2(x 1－x 2)(x 1＋x 2)，不妨设x 1＜x 2，又A ，B 关于直线y ＝x ＋m 对称，所以y 1－y 2x 1－x 2＝－1，故x 1＋x 2＝－12，而x 1x 2＝－12，解得x 1＝－1，x 2＝12，设A (x 1，y 1)，B (x 2，y 2)的中点为M (x 0，y 0)，则x 0＝x 1＋x 22＝－14，y 0＝y 1＋y 22＝2x 21＋2x 222＝54，因为中点M 在直线y ＝x ＋m 上，所以54＝－14＋m ，解得m ＝32. 5．已知倾斜角为60°的直线l 通过抛物线x 2＝4y 的焦点，且与抛物线相交于A ，B 两点，则弦AB 的长为________．解析：直线l 的方程为y ＝3x ＋1，由⎩⎨⎧y ＝3x ＋1，x 2＝4y ，得y 2－14y ＋1＝0.设A (x 1，y 1)，B (x 2，y 2)，则y 1＋y 2＝14，∴|AB |＝y 1＋y 2＋p ＝14＋2＝16.答案：166．设双曲线x 2a 2－y 2b 2＝1(a >0，b >0)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________．解析：双曲线x 2a 2－y 2b2＝1的一条渐近线为y ＝ba x ，由方程组⎩⎪⎨⎪⎧y ＝b a x ，y ＝x 2＋1，消去y ，得x 2－b a x ＋1＝0有唯一解，所以Δ＝⎝⎛⎭⎫b a 2－4＝0，b a ＝2，所以e ＝c a ＝a 2＋b 2a ＝ 1＋⎝⎛⎭⎫b a 2＝ 5.答案： 57．已知抛物线C ：y 2＝8x 与点M (－2,2)，过C 的焦点且斜率为k 的直线与C 交于A ，B 两点．若MA ―→·MB ―→＝0，则k ＝________.解析：如图所示，设F 为焦点，易知F (2，0)，取AB 的中点P ，过A ，B 分别作准线的垂线，垂足分别为G ，H ，连接MF ，MP ，由MA ―→·MB ―→＝0，知MA ⊥MB ，则|MP |＝12|AB |＝12(|AF |＋|BF |)＝12(|AG |＋|BH |)，所以MP 为直角梯形BHGA 的中位线，所以MP ∥AG ∥BH ，由|MP |＝|AP |，得∠GAM ＝∠AMP ＝∠MAP ，又|AG |＝|AF |，AM 为公共边，所以△AMG ≌△AMF ，所以∠AFM ＝∠AGM ＝90°，则MF ⊥AB ，所以k ＝－1k MF＝2.答案：2[大题常考题点——稳解全解]1．已知椭圆C ：x 2a 2＋y 2b 2＝1(a ＞b ＞0)的两个焦点分别为F 1(－2，0)，F 2(2,0)，离心率为63.过点F 2的直线l (斜率不为0)与椭圆C 交于A ，B 两点，线段AB 的中点为D ，O 为坐标原点，直线OD 交椭圆于M ，N 两点．(1)求椭圆C 的方程；(2)当四边形MF 1NF 2为矩形时，求直线l 的方程． 解：(1)由题意可知⎩⎪⎨⎪⎧c ＝2，c a ＝63，a 2＝b 2＋c 2，解得a ＝6，b ＝ 2.故椭圆C 的方程为x 26＋y 22＝1.(2)由题意可知直线l 的斜率存在．设其方程为y ＝k (x －2)，点A (x 1，y 1)，B (x 2，y 2)，M (x 3，y 3)，N (－x 3，－y 3)，由⎩⎪⎨⎪⎧x 26＋y 22＝1，y ＝k (x －2)得(1＋3k 2)x 2－12k 2x ＋12k 2－6＝0，所以x 1＋x 2＝12k 21＋3k 2，则y 1＋y 2＝k (x 1＋x 2－4)＝－4k 1＋3k 2，所以AB 的中点D 的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫6k 21＋3k 2，－2k 1＋3k 2，因此直线OD 的方程为x ＋3ky ＝0(k ≠0)．由⎩⎪⎨⎪⎧x ＋3ky ＝0，x 26＋y 22＝1解得y 23＝21＋3k 2，x 3＝－3ky 3.因为四边形MF 1NF 2为矩形，所以F 2M ―→·F 2N ―→＝0，即(x 3－2，y 3)·(－x 3－2，－y 3)＝0，所以4－x 23－y 23＝0.所以4－2(9k 2＋1)1＋3k2＝0.解得k ＝±33.故直线l 的方程为3x －3y －23＝0或3x ＋3y －23＝0.2．已知中心在原点，焦点在x 轴上的椭圆C 的离心率为12，其一个顶点是抛物线x 2＝－43y 的焦点．(1)求椭圆C 的标准方程；(2)若过点P (2,1)的直线l 与椭圆C 在第一象限相切于点M ，求直线l 的方程和点M 的坐标．解：(1)设椭圆C 的方程为x 2a 2＋y 2b2＝1(a >b >0)，由题意得b ＝3，c a ＝12，解得a ＝2，c ＝1.故椭圆C 的标准方程为x 24＋y 23＝1.(2)因为过点P (2,1)的直线l 与椭圆C 在第一象限相切，所以直线l 的斜率存在，故可设直线l 的方程为y ＝k (x －2)＋1(k ≠0)．由⎩⎪⎨⎪⎧x 24＋y 23＝1，y ＝k (x －2)＋1，得(3＋4k 2)x 2－8k (2k －1)x ＋16k 2－16k －8＝0.① 因为直线l 与椭圆C 相切，所以Δ＝[－8k (2k －1)]2－4(3＋4k 2)(16k 2－16k －8)＝0， 整理，得96(2k ＋1)＝0，解得k ＝－12.所以直线l 的方程为y ＝－12(x －2)＋1＝－12x ＋2.将k ＝－12代入①式，可以解得M 点的横坐标为1，故切点M 的坐标为⎝⎛⎭⎫1，32. 3．已知过点(2,0)的直线l 1交抛物线C ：y 2＝2px (p ＞0)于A ，B 两点，直线l 2：x ＝－2交x 轴于点Q .(1)设直线QA ，QB 的斜率分别为k 1，k 2，求k 1＋k 2的值；(2)点P 为抛物线C 上异于A ，B 的任意一点，直线PA ，PB 交直线l 2于M ，N 两点，OM ―→·ON ―→＝2，求抛物线C 的方程．解：(1)设直线l 1的方程为x ＝my ＋2，点A (x 1，y 1)，B (x 2，y 2)．联立方程⎩⎪⎨⎪⎧x ＝my ＋2，y 2＝2px ，得y 2－2pmy －4p ＝0，则y 1＋y 2＝2pm ，y 1y 2＝－4p . k 1＋k 2＝y 1x 1＋2＋y 2x 2＋2＝y 1my 1＋4＋y 2my 2＋4＝2my 1y 2＋4(y 1＋y 2)(my 1＋4)(my 2＋4)＝－8mp ＋8mp(my 1＋4)(my 2＋4)＝0.(2)设点P (x 0，y 0)，直线PA ：y －y 1＝y 1－y 0x 1－x 0(x －x 1)，当x ＝－2时，y M ＝－4p ＋y 1y 0y 1＋y 0，同理y N ＝－4p ＋y 2y 0y 2＋y 0.因为OM ―→·ON ―→＝2，所以4＋y N y M ＝2，即－4p ＋y 2y 0y 2＋y 0·－4p ＋y 1y 0y 1＋y 0＝16p 2－4py 0(y 2＋y 1)＋y 20y 1y 2y 2y 1＋y 0(y 2＋y 1)＋y 20＝16p 2－8p 2my 0－4py 20－4p ＋2pmy 0＋y 20＝－4p (－4p ＋2pmy 0＋y 20)－4p ＋2pmy 0＋y 20＝－2，故p ＝12，所以抛物线C 的方程为y 2＝x .4.如图，已知椭圆x 2a 2＋y 2b 2＝1(a >b >0)经过点(0，3)，离心率为12，左、右焦点分别为F 1(－c,0)，F 2(c,0)．(1)求椭圆的方程；(2)若直线l ：y ＝－12x ＋m 与椭圆交于A ，B 两点，与以F 1F 2为直径的圆交于C ，D 两点，且满足|AB ||CD |＝534，求直线l 的方程． 解：(1)由题设知⎩⎪⎨⎪⎧b ＝3，c a ＝12，b 2＝a 2－c 2，解得⎩⎪⎨⎪⎧a ＝2，b ＝3，c ＝1，∴椭圆的方程为x 24＋y 23＝1.(2)由题设，以F 1F 2为直径的圆的方程为x 2＋y 2＝1， ∴圆心到直线l 的距离d ＝2|m |5.由d <1得|m |<52.(*) ∴|CD |＝21－d 2＝21－45m 2＝255－4m 2. 设A (x 1，y 1)，B (x 2，y 2)，由⎩⎨⎧y ＝－12x ＋m ，x 24＋y23＝1，得x 2－mx ＋m 2－3＝0，由根与系数的关系可得x 1＋x 2＝m ，x 1x 2＝m 2－3. ∴|AB |＝ ⎣⎡⎦⎤1＋⎝⎛⎭⎫－122[m 2－4(m 2－3)] ＝1524－m 2. 由|AB ||CD |＝534得 4－m 25－4m 2＝1，解得m ＝±33，均满足(*)．12x＋33或y＝－12x－33.∴直线l的方程为y＝－。

课时达标检测（三十三） 基本不等式[小题对点练——点点落实]对点练(一) 利用基本不等式求最值1．(2018·河北衡水中学调研)若a >0，b >0，lg a ＋lg b ＝lg(a ＋b )，则a ＋b 的最小值为( ) A ．8 B ．6 C ．4D ．2解析：选C 由a >0，b >0，lg a ＋lg b ＝lg(a ＋b )，得lg(ab )＝lg(a ＋b )，即ab ＝a ＋b ，则有1a ＋1b ＝1，所以a ＋b ＝⎝⎛⎭⎫1a ＋1b (a ＋b )＝2＋b a ＋a b ≥2＋2 b a ·ab＝4，当且仅当a ＝b ＝2时等号成立，所以a ＋b 的最小值为4，故选C.2．若2x ＋2y ＝1，则x ＋y 的取值范围是( ) A ．[0,2] B ．[－2,0] C ．[－2，＋∞) D ．(－∞，－2] 解析：选D∵1＝2x＋2y ≥22x ·2y＝22x ＋y⎝⎛⎭⎫当且仅当2x ＝2y ＝12，即x ＝y ＝－1时等号成立，∴2x ＋y ≤12，∴2x ＋y ≤14，得x ＋y ≤－2.3．(2018·江西九校联考)若正实数x ，y 满足(2xy －1)2＝(5y ＋2)·(y －2)，则x ＋12y 的最大值为( )A ．－1＋322B ．1C ．1＋332D ．322解析：选A 由(2xy －1)2＝(5y ＋2)·(y －2)，可得(2xy －1)2＝9y 2－(2y ＋2)2，即(2xy －1)2＋(2y ＋2)2＝9y 2，得⎝⎛⎭⎫2x －1y 2＋⎝⎛⎭⎫2＋2y 2＝9，又⎝⎛⎭⎫2x －1y 2＋⎝⎛⎭⎫2＋2y 2≥⎝⎛⎭⎫2x －1y ＋2＋2y 22＝⎝⎛⎭⎫2x ＋1y ＋222，当且仅当2x －1y ＝2＋2y 时等号成立，所以⎝⎛⎭⎫2x ＋1y ＋22≤18，得2x ＋1y≤32－2，所以x ＋12y ≤32－22，所以x ＋12y 的最大值为－1＋322.故选A.4．(2018·邯郸模拟)设x >0，y >0，且⎝⎛⎭⎫x －1y 2＝16y x ，则当x ＋1y 取最小值时，x 2＋1y 2＝________.解析：∵x >0，y >0，∴当x ＋1y 取最小值时，⎝⎛⎭⎫x ＋1y 2取得最小值， ∵⎝⎛⎭⎫x ＋1y 2＝x 2＋1y2＋2xy ， 又⎝⎛⎭⎫x －1y 2＝16y x ，∴x 2＋1y 2＝2x y ＋16y x ， ∴⎝⎛⎭⎫x ＋1y 2＝4x y ＋16y x≥2 4x y ·16yx ＝16，∴x ＋1y ≥4，当且仅当4x y ＝16y x ， 即x ＝2y 时取等号，∴当x ＋1y 取最小值时，x ＝2y ，x 2＋1y 2＋2xy ＝16，∴x 2＋1y 2＋2×2yy ＝16，∴x 2＋1y 2＝16－4＝12.答案：125．(2018·天津模拟)已知x ，y 为正实数，则2xx ＋2y ＋x ＋y x 的最小值为________．解析：∵x ，y 为正实数，则2xx ＋2y ＋x ＋y x＝2x x ＋2y ＋y x ＋1＝21＋2y x＋y x ＋1，令t ＝y x ，则t >0，∴2x x ＋2y ＋x ＋y x ＝21＋2t ＋t ＋1＝112＋t ＋t ＋12＋12≥2112＋t ·⎝⎛⎭⎫t ＋12＋12＝52， 当且仅当t ＝12时取等号．∴2x x ＋2y ＋x ＋y x 的最小值为52.答案：52对点练(二) 基本不等式的综合问题1．(2018·辽宁师大附中模拟)函数y ＝log a (x ＋3)－1(a >0，且a ≠1)的图象恒过定点A ，若点A 在直线mx ＋ny ＋1＝0上，其中m ，n 均大于0，则1m ＋2n的最小值为( )A ．2B ．4C ．8D ．16解析：选C ∵当x ＝－2时，y ＝log a 1－1＝－1， ∴函数y ＝log a (x ＋3)－1(a >0，且a ≠1)的图象恒过定点(－2，－1)，即A (－2，－1)． ∵点A 在直线mx ＋ny ＋1＝0上， ∴－2m －n ＋1＝0，即2m ＋n ＝1. ∵m >0，n >0，∴1m ＋2n ＝2m ＋n m ＋4m ＋2nn ＝2＋n m ＋4m n ＋2≥4＋2·n m ·4m n ＝8， 当且仅当m ＝14，n ＝12时取等号．故选C.2．(2018·海淀期末)当0<m <12时，若1m ＋21－2m ≥k 2－2k 恒成立，则实数k 的取值范围为( )A ．[－2,0)∪(0,4]B ．[－4,0)∪(0,2]C ．[－4,2]D ．[－2,4]解析：选D 因为0<m <12，所以12×2m ×(1－2m )≤12×⎣⎢⎡⎦⎥⎤2m ＋(1－2m )22＝18，当且仅当2m ＝1－2m ，即m ＝14时取等号，所以1m ＋21－2m ＝1m (1－2m )≥8，又1m ＋21－2m ≥k 2－2k 恒成立，所以k 2－2k －8≤0，所以－2≤k ≤4.所以实数k 的取值范围是[－2,4]．故选D.3．(2018·湘潭模拟)设a ＝x 2－xy ＋y 2，b ＝p xy ，c ＝x ＋y ，若对任意的正实数x ，y ，都存在以a ，b ，c 为三边长的三角形，则实数p 的取值范围是( )A ．(1,3)B ．(1,2] C.⎝⎛⎭⎫12，72D ．⎝⎛⎭⎫12，3解析：选A 对任意的正实数x ，y ，由于a ＝x 2－xy ＋y 2≥2xy －xy ＝xy ，当且仅当x ＝y 时等号成立，b ＝p xy ，c ＝x ＋y ≥2xy ，当且仅当x ＝y 时等号成立，且三角形的任意两边之和大于第三边，∴⎩⎪⎨⎪⎧xy ＋2xy >p xy ，p xy ＋xy >2xy ，p xy ＋2xy >xy ，解得1<p <3，故实数p 的取值范围是(1,3)，故选A.4．(2018·合肥模拟)已知函数f (x )＝13ax 3－2x 2＋cx 在R 上单调递增，且ac ≤4，则a c 2＋4＋ca 2＋4的最小值为( ) A ．0 B ．12C.14D ．1解析：选B 因为函数f (x )＝13ax 3－2x 2＋cx 在R 上单调递增，所以f ′(x )＝ax 2－4x ＋c ≥0在R 上恒成立．所以⎩⎪⎨⎪⎧a >0，Δ＝16－4ac ≤0，所以ac ≥4，又ac ≤4，所以ac ＝4，又a >0，所以c >0，则a c 2＋4＋c a 2＋4＝a c 2＋ac ＋c a 2＋ac ＝a c (c ＋a )＋c a (c ＋a )＝1c －1c ＋a ＋1a －1c ＋a ＝1a ＋1c －2c ＋a ≥21ac －22ac ＝1－12＝12，当且仅当a ＝c ＝2时等号成立，故选B. 5．(2018·江西八校联考)已知点P (x ，y )到点A (0,4)和到点B (－2,0)的距离相等，则2x＋4y 的最小值为________．解析：由题意得，x 2＋(y －4)2＝(x ＋2)2＋y 2，整理得x ＋2y ＝3，∴2x ＋4y ≥22x ·4y ＝22x ＋2y ＝42，当且仅当x ＝2y ＝32时等号成立，故2x ＋4y 的最小值为4 2.答案：4 26．(2018·湖南长郡中学月考)设正项等差数列{a n }的前n 项和为S n ，若S 2017＝4 034，则1a 9＋9a 2 009的最小值为________． 解析：由等差数列的前n 项和公式， 得S 2 017＝2 017(a 1＋a 2 017)2＝4 034，则a 1＋a 2 017＝4.由等差数列的性质得a 9＋a 2 009＝4， 所以1a 9＋9a 2 009＝14⎝⎛⎭⎫4a 9＋9×4a 2 009＝14⎣⎢⎡⎦⎥⎤a 9＋a 2 009a 9＋9(a 9＋a 2 009)a 2 009 ＝14⎣⎡⎦⎤⎝⎛⎭⎫a 2 009a 9＋9a 9a 2 009＋10 ≥14⎣⎡⎭⎫2a 2 009a 9×9a 9a 2 009＋10＝4， 当且仅当a 2 009＝3a 9时等号成立． 答案：47.某地区要建造一条防洪堤，其横断面为等腰梯形，腰与底边夹角为60°(如图)，考虑到防洪堤的坚固性及水泥用料等因素，要求设计其横断面的面积为93平方米，且高度不低于3米，记防洪堤横断面的腰长为x 米，外周长(梯形的上底与两腰长的和)为y 米，若要使堤的上面与两侧面的水泥用料最省(即横断面的外周长最小)，则防洪堤的腰长x ＝________.解析：设横断面的高为h ，由题意得AD ＝BC ＋2·x 2＝BC ＋x ，h ＝32x ，∴93＝12(AD ＋BC )h ＝12(2BC ＋x )·32x ，故BC ＝18x －x2，由⎩⎨⎧h ＝32x ≥ 3，BC ＝18x －x2>0，得2≤x <6，∴y ＝BC ＋2x ＝18x ＋3x2(2≤x <6)，从而y ＝18x ＋3x2≥218x ·3x2＝63，当且仅当18x ＝3x2(2≤x <6)，即x ＝23时等号成立．答案：2 3[大题综合练——迁移贯通]1．设a ，b ∈R ，a 2＋b 2＝2，求1a 2＋1＋4b 2＋1的最小值． 解：由题意知a 2＋b 2＝2，a 2＋1＋b 2＋1＝4， ∴1a 2＋1＋4b 2＋1＝14(a 2＋1＋b 2＋1)⎝ ⎛⎭⎪⎫1a 2＋1＋4b 2＋1 ＝14⎣⎢⎡⎦⎥⎤5＋b 2＋1a 2＋1＋4(a 2＋1)b 2＋1≥94， 当且仅当b 2＋1a 2＋1＝4(a 2＋1)b 2＋1，即a 2＝13，b 2＝53时等号成立，∴1a 2＋1＋4b 2＋1的最小值为94.2．(2018·河北唐山模拟)已知x ，y ∈(0，＋∞)，x 2＋y 2＝x ＋y . (1)求1x ＋1y 的最小值．(2)是否存在x ，y 满足(x ＋1)(y ＋1)＝5？并说明理由．解：(1)因为1x ＋1y ＝x ＋y xy ＝x 2＋y 2xy ≥2xyxy＝2，当且仅当x ＝y ＝1时，等号成立，所以1x ＋1y 的最小值为2. (2)不存在．理由如下： 因为x 2＋y 2≥2xy ，所以(x ＋y )2≤2(x 2＋y 2)＝2(x ＋y )． 又x ，y ∈(0，＋∞)，所以x ＋y ≤2.从而有(x ＋1)(y ＋1)≤⎣⎢⎡⎦⎥⎤(x ＋1)＋(y ＋1)22≤4，因此不存在x ，y 满足(x ＋1)(y ＋1)＝5.3．某学校为了支持生物课程基地研究植物生长，计划利用学校空地建造一间室内面积为900 m 2的矩形温室，在温室内划出三块全等的矩形区域，分别种植三种植物，相邻矩形区域之间间隔1 m ，三块矩形区域的前、后与内墙各保留1 m 宽的通道，左、右两块矩形区域分别与相邻的左右内墙保留3 m 宽的通道，如图．设矩形温室的室内长为x (单位：m)，三块种植植物的矩形区域的总面积为S (单位：m 2)．(1)求S 关于x 的函数关系式；(2)求S 的最大值．解：(1)由题设，得S ＝(x －8)⎝⎛⎭⎫900x －2＝－2x －7 200x ＋916，x ∈(8,450)． (2)因为8<x <450，所以2x ＋7 200x ≥22x ·7 200x ＝240，当且仅当x ＝60时等号成立，从而S ≤676.故当矩形温室的室内长为60 m 时，三块种植植物的矩形区域的总面积最大，最大为676 m 2.。

高三数学空间几何体的三视图与直观图试题答案及解析1.某几何体的三视图如图所示，则该几何体的体积是（）A．B．C．D．【答案】A【解析】由三视图可知，该几何体是圆锥的四分之一，其底半径为，高为，所以其体积为，故选.【考点】1.三视图；2.几何体的体积.2.若某三棱柱截去一个三棱锥后所剩几何体的三视图如下图所示，则此几何体的体积等于（）A．B．C．D．【答案】C【解析】由三视图可知，空间几体体的直观图如下图所示：所求几何体的体积故选C.【考点】1、三视图；2、空间几何体的体积.3.如图，一个几何体的三视图（正视图、侧视图和俯视图）为两个等腰直角三角形和一个边长为1的正方形，则其外接球的表面积为A．πB．2πC．3πD．4π【答案】C【解析】原几何体为有一条侧棱垂直于底面的四棱锥，且底面是边长为1的正方形，垂直于底面的侧棱长也为1，因此，该几何体可以补形为一个棱长为1的正方体，其外接球就是这个正方体的外接球，直径为正方体的对角线长，即2R＝，故R＝故外接球表面积为：4πR2＝3π.【考点】三视图，几何体的外接球及其表面积4.如图所示，一个三棱锥的三视图是三个直角三角形(单位： cm)，则该三棱锥的外接球的表面积为________cm2．【答案】29π【解析】从三棱锥的三视图可知，三棱锥有两侧面与底面垂直，把三棱锥补成长，宽，高分别为4,2,3的长方体，设外接球的半径为R，由42＋22＋32＝4R2得，S＝4πR2＝29π(cm2)．球5.某个长方体被一个平面所截，得到的几何体的三视图如图所示，则这个几何体的体积为()A．4B．2C．D．8【答案】D【解析】由三视图可知，该几何体如图所示，其底面为正方形，正方形的边长为2．HD＝3，BF ＝1，将相同的两个几何体放在一起，构成一个高为4的长方体，所以该几何体的体积为×2×2×4＝8．6.在一个几何体的三视图中，正视图和俯视图如图所示，则相应的侧视图可以为()【答案】D【解析】由题目所给的几何体的正视图和俯视图，可知该几何体为半圆锥和三棱锥的组合体，如图所示，可知左视图为等腰三角形，且轮廓线为实线，故选D．7.一个几何体的三视图如图所示，已知这个几何体的体积为，= .【答案】【解析】由三视图知，原几何体是一个四棱锥，底面是面积为的矩形，高为，所以，解得.【考点】三视图，空间几何体的体积.8.如图，水平放置的正三棱柱的主视图是一边长为2的正方形，则该三棱柱的左视图的面积为．【答案】【解析】左视图为一个矩形，长宽分别为，因此面积为.【考点】三视图9.若一个正三棱柱的正视图如图所示，其顶点都在一个球面上，则该球的表面积为() A．B．C．D．【答案】B【解析】依题意得，该正三棱柱的底面正三角形的边长为2，侧棱长为1．设该正三棱柱的外接球半径为R，易知该正三棱柱的底面正三角形的外接圆半径是2sin 60°×＝，所以R2＝＋＝，则该球的表面积为4πR2＝．10.图中的网格是边长为1的小正方形，在其上用粗线画出了某多面体的三视图，则该多面体的体积为________．【答案】16【解析】从三视图可知，这是一个四棱锥，.【考点】三视图.11.如图所示，一个空间几何体的正视图和左视图都是边长为的正方形，俯视图是一个直径为的圆，那么这个几何体的体积为 ( )A．B．C．D．【答案】B【解析】几何体是圆柱，.【考点】三视图，圆柱的体积.12.一个几何体的三视图如图所示，其中正视图是一个正三角形，则该几何体的体积为( )A．1B．C．D．【答案】B【解析】由三视图可知，此几何体为三棱锥，如图，其中正视图为，是边长为2的正三角形，，且，底面为等腰直角三角形，，所以体积为，故选B.13.已知棱长为1的正方体的俯视图是一个面积为1的正方形，则该正方体的正视图的面积不可能等于（）A．1B．C．D．【答案】C【解析】由题意知，正视图的最大面积为对角面的面积，最小面积为，而，故选C．【考点】三视图.14.已知某几何体的三视图如右图所示，其中俯视图是圆，且该几何体的体积为；直径为2的球的体积为．则()A．B．C．D．【答案】C【解析】由题意，该几何体是一个圆柱挖去一个圆锥得到的几何体，，，∴.选B.【考点】三视图，体积.15.三棱锥S-ABC及其三视图中的正视图和侧视图如图所示，则棱SB的长为（）A．B．C．D．【答案】B【解析】过B作BD⊥AC于点D，则BD=2，CD=2，所以BC=,因为SC⊥平面ABC，所以SC⊥BC，所以SB=,故选B.【考点】三视图、直线与平面垂直的性质.16.一个几何体的三视图如图，则该几何体的体积为（）A．B．C．D．【答案】A【解析】由三视图可知，该几何体是由一个半圆柱和一个三棱锥拼接而成，且半圆柱的底面是半径为的半圆，高为，其底面积为，故其体积为，三棱锥的底面是一个直角三角形，三棱锥的高也为，其底面积为，故其体积为，所以该几何体的体积为，故选A.【考点】1.三视图；2.组合体的体积17.右图为某几何体的三视图，则该几何体的体积为 .【答案】【解析】所求几何体为一个底面半径为1，高为1的圆柱与半径为1的四分之一的球的组合体，所以体积为【考点】三视图18.一个空间几何体的三视图如图所示，该几何体的体积为______.【答案】96【解析】几何体为一个三棱柱，底面为一个等腰三角形，底边长为6，底边上高为4，棱柱的高为8.因此所求体积为【考点】三视图19.把边长为1的正方形ABCD沿对角线BD折起，形成三棱锥C－ABD，它的主视图与俯视图如右上图所示，则二面角 C－AB－D的正切值为．【答案】【解析】如图所示,做BD,AB的中点分别为点E,F.则有CE面ABD,由于EF为等腰直角三角形ABD的中位线,故EF AB,则为二面角 C－AB－D的代表角,所以,故填.【考点】二面角三视图20.已知水平放置的△ABC的直观图△A′B′C′(斜二测画法)是边长为a的正三角形，则原△ABC 的面积为()A．a2B．a2C．a2D．a2【答案】D【解析】斜二测画法中原图面积与直观图面积之比为1∶，则易知S＝ ( a)2，∴S＝a2.21.一个空间几何体的三视图如图所示,则该几何体的体积为()A．πcm3B．3πcm3C．πcm3D．πcm3【答案】D【解析】由三视图可知,此几何体为底面半径为1cm、高为3cm的圆柱上部去掉一个半径为1cm的半球,所以其体积为V=3π-π=π(cm 3).22. 右图为一简单组合体，其底面ABCD 为正方形，PD ⊥平面ABCD ，EC ∥PD ，且PD ＝AD ＝2EC ＝2.(1)请画出该几何体的三视图； (2)求四棱锥B-CEPD 的体积．【答案】(1)见解析 (2)2【解析】解：(1)该组合体的三视图如图所示．(2)∵PD ⊥平面ABCD ， PD ⊂平面PDCE ，∴平面PDCE ⊥平面ABCD. ∵四边形ABCD 为正方形，∴BC ⊥CD ，且BC ＝DC ＝AD ＝2. 又∵平面PDCE∩平面ABCD ＝CD ， BC ⊂平面ABCD. ∴BC ⊥平面PDCE.∵PD ⊥平面ABCD ，DC ⊂平面ABCD ， ∴PD ⊥DC.又∵EC ∥PD ，PD ＝2，EC ＝1，∴四边形PDCE 为一个直角梯形，其面积： S 梯形PDCE ＝ (PD ＋EC)·DC ＝×3×2＝3， ∴四棱锥B-CEPD 的体积V B-CEPD ＝S 梯形PDCE ·BC ＝×3×2＝2.23. 某几何体的三视图如图所示，则该几何体的体积为( )．A ．16＋8πB ．8＋8πC ．16＋16πD ．8＋16π【答案】A【解析】将三视图还原成直观图为：上面是一个正四棱柱，下面是半个圆柱体．所以V＝2×2×4＋×22×π×4＝16＋8π.24.某几何体的三视图如图所示，则其体积为________．【答案】【解析】由三视图还原几何体为半个圆锥，高为2，底面半圆的半径r＝1.∴体积V＝×(π×12×2)＝.25.如图所示为一个几何体的直观图、三视图(其中正视图为直角梯形，俯视图为正方形，侧视图为直角三角形)．(1)求四棱锥P-ABCD的体积；(2)若G为BC上的动点，求证：AE⊥PG.【答案】（1）（2）见解析【解析】(1)由几何体的三视图可知，底面ABCD是边长为4的正方形，PA⊥平面ABCD，PA∥EB，且PA＝4 ，BE＝2 ，AB＝4.∴VP-ABCD ＝PA·S四边形ABCD＝×4 ×4×4＝.(2)∵＝，∠EBA＝∠BAP＝90°，∴△EBA∽△BAP，∴∠BEA＝∠PBA.∴∠BEA＋∠BAE＝∠PBA＋∠BAE＝90°，∴PB⊥AE又∵BC⊥平面APEB，∴BC⊥AE.∵BC∩PB＝B，∴AE⊥平面PBC.∵PG⊂平面PBC，∴AE⊥PG.26.如图所示，网格上小正方形的边长为1，粗线画出的是某几何体的三视图，则此几何体的体积为________．【答案】9【解析】由题意知，此几何体是三棱锥，其高h＝3，相应底面面积为S＝×6×3＝9，∴V＝Sh＝×9×3＝9.27.某几何体的三视图如图所示，主视图和侧视图为全等的直角梯形，俯视图为直角三角形.则该几何体的表面积为( )A. B. C. D【答案】B【解析】此几何体直观图如图所示。