【精准解析】江苏省淮安市六所四星级中学2019-2020学年高一下学期联考数学试题
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淮安地区六校联考试题一、单项选择题1.已知直线l 经过()()1,1,2,3A B 两点,则l 的斜率为() A. 2 B.23C.43D.12【答案】A 【解析】 【分析】直接代入两点的斜率公式2121y y k x x -=-,计算即可得出答案.【详解】31221k -==- 故选A【点睛】本题考查两点的斜率公式,属于基础题.2.在ABC ∆中,2a =,30A ︒=,则ABC ∆外接圆的半径为( )323C. 2D. 4【答案】C 【解析】 【分析】直接根据正弦定理求解即可. 【详解】解:∵2a =,30A ︒=, ∴ABC ∆外接圆半径122sin a R A=⋅=, 故选:C .【点睛】本题主要考查正弦定理的应用,属于基础题. 3.下列命题中是真命题的是( ) A. 垂直于同一条直线的两条直线互相平行 B. 与同一个平面夹角相等的两条直线互相平行 C. 平行于同一个平面的两条直线互相平行 D. 垂直于同一平面两直线平行【答案】D 【解析】 【分析】以长方体为载体,结合异面直线所成的角、线面角、线面平行的性质、线面垂直的性质定理逐一判断.【详解】解:作任意一个长方体1111ABCD A B C D -如图,A ,如图,1BB BC ⊥,CD BC ⊥,但1BB CD ⊥,故A 错;B ,如图,由直线与平面所成角的概念可知,直线11,A BCD 与平面ABCD 所成的角相等,但11,A B C D 异面,故B 错;C ,如图,11//A B 平面ABCD ,11//A D 平面ABCD ,但1111A B A D ⊥,故C 错; D ,根据线面垂直的性质定理可知,垂直于同一平面的两直线平行,故D 对; 故选:D .【点睛】本题主要考查空间中点、线、面的位置关系,可借助长方体为载体,将抽象问题具体化,属于易错的基础题.4.圆()()22112x y -+-=关于直线3y kx =+对称,则k 的值是( ) A. 2 B. 2- C. 1 D. 1-【答案】B 【解析】圆()()22112x y -+-=关于直线3y kx =+对称, 所以圆心(1,1)直线3y kx =+上,得132k =-=-.故选B.5.如图,在正方体1111ABCD A B C D -中,11AA =,,E F 分别是,BC DC 中点,则异面直线1AD 与EF 所成角大小为( ).A. 45︒B. 30C. 60︒D. 90︒【答案】C 【解析】 【分析】通过中位线定理可以得到,EF DB 在正方体1111ABCD A B C D -中,可以得到11,DB D B 所以11,EFD B 这样找到异面直线1AD 与EF 所成角,通过计算求解.【详解】,E F 分别是,BC DC 中点,所以有,EFDB 而11,DB D B ,因此11,EF D B异面直线1AD 与EF 所成角为11,AD B ∠在正方体1111ABCD A B C D -中,11AA =,11112,AD D B AB ∴=== 所以01160AD B ∠=,故本题选C .【点睛】本题考查了异面直线所成的角.6.已知两条直线1:(1)210l a x y -++=,2:10l x ay ++=平行,则a =( ) A. 1- B. 2 C. 0或2- D. 1-或2【答案】A 【解析】 【分析】根据直线平行倾斜角的关系列方程求解,检验结果的准确性.【详解】由题:两条直线1:(1)210l a x y -++=,2:10l x ay ++=平行, 则()12a a -=,220a a --=,解得:1a =-或2, 当1a =-时:直线1:2210l x y -++=,2:10l x y -+=平行,当2a =时:直线1:210l x y ++=,2:210l x y ++=重合,(舍去), 所以1a =-. 故选:A【点睛】此题考查根据两条直线平行求参数范围,注意考虑直线重合的情况,容易产生增根.7.记ABC ∆的三内角,,A B C 的对边边长分别为,,a b c ,若,2.a A B ==则cos B =( )A.3B.4C.6 D.6【答案】D 【解析】 【分析】由2A B =,可得sin sin 2A B =,利用二倍角公式,进行化简,通过正弦定理实现角边转化,根据已知a =,即可求出cos B 的值. 【详解】由2A B = sin sin 2sin 2sin cos A B A B B ⇒=⇒=(1),由正弦定理可知:sin sin a b A B =,代入(1)中 ,可得2a bcosB =,又,3a b = ∴cos 6B =,故本题选D . 【点睛】本题考查了正弦定理、二倍角的正弦公式.8.设m R ∈,过定点A 的动直线0x my +=和过定点B 的动直线30mx y m --+=交于点(,)P x y ,则22||||PA PB +的值为( )A. 5B. 10【答案】B 【解析】 【分析】由题意先求出定点A 的定点B 的坐标,再求出交点(,)P x y ,再根据两点间距离公式即可求出答案.【详解】解:由题意,动直线0x my +=经过定点()0,0,则()0,0A ,动直线30mx y m --+=变形得()()130m x y -+-=,则()1,3B ,由030x my mx y m +=⎧⎨--+=⎩得22233,11m m m P m m ⎛⎫-- ⎪++⎝⎭, ∴22||||PA PB +222223311m m m m m ⎛⎫--⎛⎫=+ ⎪ ⎪++⎝⎭⎝⎭22222331311m m m m m ⎛⎫--⎛⎫+-+- ⎪ ⎪++⎝⎭⎝⎭ ()()()()()22222222333131m m m m m m m-+-++++=+()432224322269696161m m m m m m m m m m m -++-+++++++=+()4222102010101m m m++==+,故选:B .【点睛】本题主要考查直线过定点问题,考查两点间距离公式及两条直线的交点问题,考查计算能力,属于基础题. 二、多项选择题9.已知直线l 过点(1,2),且在横坐标与纵坐标上的截距的绝对值相等的直线方程可以是下列( )选项. A. 2x -y =0 B. x +y =3C. x -2y =0D. x -y +1=0【答案】ABD 【解析】 【分析】由题意设所求直线的横截距为a ,分0a =和0a ≠两种情况讨论,结合直线的截距式方程即可求出答案.【详解】解:由题意设所求直线的横截距为a ,(1)当0a =时,由题意可设直线的方程为y kx =,将()1,2代入可得2k =, ∴直线的方程为20x y -=;(2)当0a ≠时,由截距式方程可得直线的方程为1x ya a +=(截距相等)或1x y a a+=-(截距相反),将()1,2代入可得3a =或1a =-, ∴直线的方程为3x y +=或10x y -+=; 故选:ABD .【点睛】本题主要考查直线的截距的应用,考查直线的截距式方程,考查分类讨论思想,属于基础题.10.如图所示,PA 垂直于以AB 为直径的圆O 所在的平面,C 为圆上异于A ,B 的任一点,则下列关系中正确的是( )A. PA ⊥BCB. AC ⊥PBC. BC ⊥平面PACD. PC ⊥PB【答案】AC 【解析】 【分析】由题意,PA ⊥平面ABC ,则由线面垂直的性质可得A 对;而AC BC ⊥,则由线面垂直的判定定理可得BC ⊥平面PAC ,即C 对;B 采用反证法排除;由BC ⊥平面PAC 可得BC PC ⊥,故D 错.【详解】解:由题意有,PA ⊥平面ABC , ∵BC ⊂平面ABC , ∴PA BC ⊥,故A 对; 而AC BC ⊥,且PAAC A =,,PA AC ⊂平面PAC ,∴BC ⊥平面PAC ,故C 对;若AC PB ⊥,因为AC BC ⊥,可得AC ⊥平面PBC ,则AC PC ⊥,与题目矛盾,故B 错; 由BC ⊥平面PAC 可得,BC PC ⊥,则PBC ∆为直角三角形, 若PC PB ⊥,则,BC PB 重合,与已知矛盾,故D 错;故选:AC .【点睛】本题主要考查线面垂直的判定与性质,属于基础题.11.在ABC ∆中,1,6AB AC B π===,则ABC ∆的面积可以是( )B. 1 【答案】AD 【解析】 【分析】由余弦定理求出BC ,再根据三角形的面积公式即可求出答案.【详解】解:∵1,6AB AC B π===,由余弦定理得2222cos AC AB BC AB BC B =+-⋅⋅, ∴2320BC BC -+=, ∴1BC =,或2BC =,∴由ABC ∆的面积公式1sin 2ABC S AB BC B ∆=⋅⋅⋅得ABC S ∆=或ABC S ∆=, 故选:AD .【点睛】本题主要考查三角形的面积公式的应用,考查余弦定理解三角形,属于基础题. 12.已知圆方程为:22(1)(1)4x y -+-=与直线x +my -m -2=0,下列选项正确的是( ) A. 直线与圆必相交B. 直线与圆不一定相交C. 直线与圆相交且所截最短弦长为D. 直线与圆可以相切【答案】AC 【解析】 【分析】求出直线经过的定点A ,根据定点与圆的位置关系即可判断直线与圆的位置关系,结合几何知识可知当直线与过定点A 和圆心的直线垂直时,弦长有最小值,由此可求出答案. 【详解】解:由题意,圆22(1)(1)4x y -+-=的圆心()1,1C ,半径2r,直线20x my m +--=变形得()210x m y -+-=,得直线过定点()21A ,,∵()()22211112CA =-+-=<,∴直线与圆必相交,故A 对,B 、D 错;由平面几何知识可知,当直线与过定点A 和圆心的直线垂直时,弦长有最小值, 此时弦长为22223r CA -=,故C 对;故选:AC .【点睛】本题主要考查直线与圆的位置关系,考查数形结合思想,属于基础题. 三、填空题13.过直线240x y -+=与50x y -+=的交点,且垂直于直线20x y -=的直线方程是_______.【答案】280x y +-= 【解析】 【分析】先求交点,再根据垂直关系得直线方程.【详解】直线240x y -+=与50x y -+=的交点为()1,6, 垂直于直线20x y -=的直线方程可设为20x y m ++=, 所以260,8m m ++==-,即280x y +-=.【点睛】本题考查两直线垂直与交点,考查基本分析求解能力,属基础题.14.平面,αβ相交,在α内取两点A ,B ,在β内取两点C ,D ,这四点都不在交线上,则直线AB 与直线CD 的位置关系为_______.【答案】相交或平行或异面 【解析】 【分析】作图,设设l αβ=,结合图象分类讨论AB 与l 、CD 与l 的关系,由此可得答案.【详解】解:如图,设l αβ=,当//AB l ,//CD l 时,//AB CD ; 当AB 与l 相交、CD 与l 相交时,若交点相同,则直线AB 与CD 相交;若交点不同,则直线AB 与CD 异面; 故答案为:相交或平行或异面.【点睛】本题主要考查空间中的两条直线的位置关系,考查数形结合思想,考查空间想象能力,属于基础题.15.ABC ∆中,1cos ,4,24A AB AC ===,则ABC ∆的面积为_________;BC 边上中线AD 的长为_____________.【答案】156 【解析】 【分析】 由1cos 4A =得15sin A =根据三角形的面积公式可得第一空答案;由余弦定理可求得BC ,再用余弦定理可求得cos B ,再用余弦定理即可求得第二空答案. 【详解】解:∵1cos 4A =,0A π<<, ∴15sin A =∵4,2AB AC ==,∴ABC ∆的面积为1sin 2ABC S AB AC A ∆=⋅⋅⋅115421524=⨯⨯⨯=由余弦定理2222cos BC AB AC AB AC A =+-⋅⋅⋅得21164242164BC =+-⨯⨯⨯=, ∴4BC =,则2BD CD ==,由余弦定理得222cos 2AB BC AC B AB BC+-=⋅22244272448+-==⨯⨯,∴2222cos 6AD AB BD AB BD B =+-⋅⋅⋅=,解得6AD =,156.【点睛】本题主要考查余弦定理解三角形,考查三角形的面积公式,属于基础题. 16.在平面直角坐标xOy 中,已知点()()1,0,4,0A B ,若直线0x y m -+=上存在点P 使得12PA PB =,则实数m 的取值范围是_______. 【答案】22,22-⎡⎣【解析】 【分析】 根据12PA PB =得出点P 的轨迹方程,又点P 在直线0x y m -+=上,则点P 的轨迹与直线必须有公共点,进而解决问题. 【详解】解:设(,)P x y则2222(1)(0),(4)(0)PA x y PB x y =-+-=-+- 因为12PA PB =, 22221(1)(0)(4)(0)2x y x y -+-=-+- 同时平方,化简得224x y +=,故点P 的轨迹为圆心在(0,0),半径2为的圆,又点P 在直线0x y m -+=上,故圆224x y +=与直线0x y m -+=必须有公共点,所以211m ≤+,解得2222m -≤≤.【点睛】本题考查了点的轨迹问题、直线与圆的位置关系的问题,解题的关键是能从题意中转化出动点的轨迹,并能求出点的轨迹方程. 四、解答题17.如图,长方体''''ABCD A B C D -中,23AB =,23AD =,'2AA =(1)求异面直线'BC 和AD 所成的角; (2)求证:直线//BC'平面''ADD A . 【答案】(1)6π;(2)证明见解析. 【解析】 【分析】(1)由//AD BC 可得C'BC ∠为异面直线'BC 和AD 所成的角,解直角三角形即可求出答案; (2)连接'AD ,则//BC'AD',根据线面平行的判定定理即可证明. 【详解】(1)解:由题意,//AD BC , ∴C'BC ∠为异面直线'BC 和AD 所成的角, ∵23BC ='2AA =, ∴3tan 323CC'C'BC BC ∠===∴6C'BC π∠=,即异面直线'BC 和AD 所成的角为6π; (2)证:连接'AD ,∵//AB C'D',且''AB C D =, ∴四边形''ABC D 为平行四边形, ∴//BC'AD',又BC'⊄平面''ADD A ,'AD ⊂平面''ADD A , ∴直线//BC'平面''ADD A .【点睛】本题主要考查线面平行的证明,考查异面直线所成的角的求法,属于基础题. 18.已知直线1:10l ax by ++=(,a b 不同时为0), 2:(2)0l a x y a -++=. ⑴若0b =且12l l ⊥,求实数a 的值;(2)当3b =且12l l //时,求直线1l 与2l 之间的距离.【答案】(1)2;(2)423【解析】 【分析】(1)当b=0时,l 1垂直于x 轴,所以由l 1⊥l 2知l 2垂直于y 轴,由此能求出实数a 的值; (2)由b=3且l 1∥l 2,先求出a 值,再由两条平行间的距离公式,能求出直线l 1与l 2之间的距离.【详解】(1)当b=0,时,l 1:ax+1=0, 由l 1⊥l 2知a ﹣2=0, 解得a=2.(2)当b=3时,l 1:ax+3y+1=0,当l 1∥l 2时,有()320310a a a ⎧--=⎨-≠⎩解得a=3,此时,l 1的方程为:3x+3y+1=0, l 2的方程为:x+y+3=0, 即3x+3y+9=0, 则它们之间的距离为3. 【点睛】本题考查两条直线平行和两条直线垂直的条件的应用,解题时要认真审题,注意两条平行线间的距离公式的灵活运用.19.在ABC ∆中,已知23AB AC BC =,=,. (1)求角A 的大小;(2)求()cos BC ﹣的值. 【答案】(1) 3A π= (2) 11cos()14B C -=【解析】 【分析】(1)直接使用余弦定理即可得解;(2)法1:由(1)可以求出A ,由三角形内角和定理,可以求出,B C 的关系,用正弦定理,求出sin C ,进而求出cos C ,也就求出sin2C ,cos2C ,最后求出()cos BC ﹣的值; 法2:直接利用余弦定理得cos B ,cos C ,再利用同角的三角函数关系,求出sin ,sin B C ,最后利用二角差的余弦公式求出()cos BC ﹣的值. 【详解】解:(1)由余弦定理得:222222231cos 22232AB AC BC A AB AC +-+-===⋅⨯⨯, 因为()0πA ∈,,所以3A π=.(2)法1 由正弦定理得:sin sin BC ABA C=,所以2sin sin 7AB AC BC⨯⋅===.又因为AB BC <,所以C A <即03C π<<,所以222127cos 1sin 177C C =⎛⎫-=-= ⎪ ⎪⎝⎭所以212743sin22sin cos 2777C C C ==⋅⨯⨯=,22271cos22cos 1217C C ⎛⎫-= ⎪ ⎪⎝⎭=-=. 因为3A B C A ππ++=,=.所以23B C π+=,所以23B C π-=, 所以()222cos cos 2cos cos2sin sin2333B C C C Cπππ⎛⎫-=-=+ ⎪⎝⎭11343112714⎛⎫=-⨯+⨯= ⎪⎝⎭法2 直接利用余弦定理得727cos ,cos B C ==, 求得32121sin ,sin B C ==,所以()11cos 14B C -= 【点睛】本题考查了正弦定理、余弦定理.20.如图,在四棱锥P ABCD -中,底面ABCD 是正方形,侧棱PD ⊥底面ABCD ,PD DC =,E 是PC 的中点.(1)证明PA 平面EDB ; (2)证明:DE ⊥平面PBC .【答案】(1)见详解;(2)见详解. 【解析】 【分析】(1)根据线面平行的判定定理,可得PA 平面EDB ; (2)根据线面垂直的判定定理可判定DE ⊥平面PBC .【详解】(1)记BD 中点为O ,连OE ,由O E ,分别为AC CP ,中点, 所以OE PA又OE ⊂平面EDB ,PA ⊄平面EDB , 所以PA 平面EDB ; (2) 由PD ⊥底面ABCD , 所以PD BC ⊥,又CD BC ⊥ ,PD CD D ⋂=, 所以BC ⊥平面PCD , 所以DE BC ⊥,由PD DC =, E 为PC 中点, 所以DE PC ⊥ 又PC BC C ⋂=, 所以DE ⊥平面PCD .【点睛】本题主要考查线面平行和线面垂直,熟记判定定理即可,属于基础题型.21.如图,某公园内有两条道路AB , AP , 现计划在AP 上选择一点C ,新建道路BC ,并把△ABC 所在区域改造成绿化区域,已知∠BAC =6π,AB =2km .(1) 若绿化区域△ABC 的面积为21km ,求道路BC 的长度;(2) 绿化区域△ABC 每2km 的改造费用与新建道路BC 每km 修建费用都是角∠ACB 的函数,其中绿化区域△ABC 改造费用为110sin y ACB =∠万元/2km ,新建道路BC 新建费用为25sin 2y ACB =∠万元/ km ,设2(0)3ABC πθθ∠=<≤,某工程队承包了该公园的绿化区域改造与新道路修建,已知绿化区域改造费与道路新建费用越高,则工程队所获利润也越高,试问当θ为何值时,该工程队获得最高利润? 【答案】(1)BC km =;(2)当23πθ=时,该工程队获得最高利润. 【解析】 【分析】(1)根据三角形面积公式求出AC ,再根据余弦定理求出BC ; (2)设绿化区域改造费与道路新建费用之和为y 万元,由题意得56ACB πθ∠=-,由正弦定理可求得15sin 6BC πθ=⎛⎫- ⎪⎝⎭,2sin 5sin 6AC θπθ=⎛⎫- ⎪⎝⎭,根据题意结合三角恒等变换公式以及辅助角公式可得6y πθ⎛⎫=-⎪⎝⎭,再结合三角函数的性质即可求得答案. 【详解】解:(1)∵绿化区域ABC ∆的面积为21km , ∴1sin 12AC AB BAC ⋅⋅⋅∠=, ∵2AB =,6BAC π∠=,∴12sin 126AC π⋅⋅⋅=,得2AC =, 由余弦定理得2222cos BC AB AC AB AC BAC =+-⋅∠442228=+-⨯⨯=-∴BC ==, 即BC的长度为km ;(2)设绿化区域改造费与道路新建费用之和为y 万元, ∵ABC θ∠=,6BAC π∠=,∴56ACB πθ∠=-,由正弦定理5sin sinsin 66AB BC ACππθθ==⎛⎫- ⎪⎝⎭得, 15sin 6BC πθ=⎛⎫- ⎪⎝⎭,2sin 5sin 6AC θπθ=⎛⎫- ⎪⎝⎭, 则由题意可得121sin 2y y AB AC BAC y BC =⋅⋅⋅⋅∠+⋅ 512sin 110sin 25622sin 6πθθπθ⎛⎫=-⋅⋅⋅⋅ ⎪⎛⎫⎝⎭- ⎪⎝⎭515sin 256sin 6πθπθ⎛⎫+-⋅⎪⎛⎫⎝⎭- ⎪⎝⎭ 510sin 10cos 6πθθ⎛⎫=+- ⎪⎝⎭110sin 10sin 2θθθ⎛⎫=+⋅+ ⎪ ⎪⎝⎭15sin θθ=-6πθ⎛⎫=- ⎪⎝⎭,∵203πθ<≤, ∴662πππθ-<-≤,∴6y πθ⎛⎫=-≤ ⎪⎝⎭,当且仅当62ππθ-=即23πθ=时取等号, ∴当23πθ=时,该工程队获得最高利润. 【点睛】本题主要考查正弦定理和余弦定理的应用,考查三角形的面积公式的应用,考查简单的三角恒等变换,考查计算能力,属于中档题. 22.已知圆22:4O x y +=,直线:4l y kx =-(1)若直线l 与圆O 交于不同的两点A , B ,当2AOB π∠=时,求k 的值.(2)若k =1,P 是直线l 上的动点,过P 作圆O 的两条切线PC 、PD ,切点为C 、D ,问:直线CD 是否过定点?若过定点,求出定点坐标;若不过定点,说明理由.(3)若EF 、GH 为圆22:4O x y +=的两条相互垂直的弦,垂足为M (1),求四边形EGFH 的面积的最大值【答案】(1)k =(2)直线CD 过定点(1,1)-;(3)5. 【解析】 【分析】(1)当2AOB π∠=时,AOB ∆为等腰直角三角形,求出点O 到l 的距离d ==然后求解k 即可;(2)设(,4)P t t -,由题意可知:O 、P 、C 、D 四点共圆且在以OP 为直径的圆上,该圆的方程为()(4)0x x t y y t -+-+=,利用C 、D 在圆22:4O x y +=上,求出公共弦所在直线CD 的方程,利用直线系求解即可;(3)设圆心O 到直线EF 、GH 的距离分别为1d ,2d ,通过22212||3d d OM +==,求出面积表达式,然后求解最值.【详解】解:(1)由题意,圆22:4O x y +=的圆心为()0,0O ,半径2r,有根据题意,当2AOB π∠=时,AOB ∆为等腰直角三角形,∴圆心()0,0O 到直线:4l y kx =-的距离d ===∴k =(2)由题意,直线:4l y x =-,设(,4)P t t -,由题意可知O 、P 、C 、D 四点共圆且在以OP 为直径的圆上, 其方程为()(4)0x x t y y t -+-+=,即22(4)0x tx y t y -+--=, 又C 、D 在圆22:4O x y +=上, 由公共弦所在直线方程的求法可得, 直线CD 的方程为(4)40tx ty ,即()440x y t y +--=,由0440x y y +=⎧⎨--=⎩得11x y =⎧⎨=-⎩,∴直线CD 过定点(1,1)-;(3)设圆心O 到直线EF 、GH 的距离分别为1d ,2d , 则22212||3d d OM +==,∴||EF ==,||GH ==∴1||||2S EF GH ==221244835d d ≤-+-=-=,当且仅当221244d d -=-即12d d ==时,等号成立, ∴四边形EGFH 的面积的最大值为5.【点睛】本题主要考查直线与圆的方程的综合应用,直线系方程的应用,考查转化与划归思想,考查计算能力,属于中档题.。