
一、單選題
1.已知空間、、、四點(diǎn)共面,且其中任意三點(diǎn)均不共線,設(shè)為空間中任意一點(diǎn),若,則( )
A.2B.C.1D.
【答案】B
【分析】根據(jù)空間四點(diǎn)共面的充要條件代入即可解決.
【詳解】,即
整理得
由、、、四點(diǎn)共面,且其中任意三點(diǎn)均不共線,
可得 ,解之得
故選:B
2.直線的傾斜角為( )
A.B.C.D.
【答案】B
【分析】根據(jù)傾斜角和斜率的關(guān)系求解.
【詳解】由已知得,
故直線斜率
由于傾斜的范圍是,
則傾斜角為.
故選:B.
3.橢圓中,以點(diǎn)為中點(diǎn)的弦所在直線的斜率為( )
A.B.C.D.
【答案】C
【分析】利用點(diǎn)差法計(jì)算即可求得結(jié)果.
【詳解】設(shè)弦的兩端點(diǎn)為A(x1,y1),B(x2,y2),
代入橢圓得,
兩式相減得,
即,
即,又
即,
即,
∴弦所在的直線的斜率為,
故選:C.
4.湘西州有甲草原:龍山縣八面山空中草原,乙草原:瀘溪縣濱江大草原,暑假期間兩草原供游客休閑旅游,記事件“只去甲草原”,事件“至少去一個(gè)草原”,事件“至多去一個(gè)草原”,事件“不去甲草原”,事件“一個(gè)草原也不去”.下列命題正確的是( )
A.E與G是互斥事件;B.F與I是互斥事件,且是對(duì)立事件;
C.F與G是互斥事件;D.G與I是互斥事件.
【答案】B
【分析】根據(jù)互斥事件、對(duì)立事件的定義判斷即可;
【詳解】依題意基本事件有“去甲草原”、“去乙草原”、 “一個(gè)草原也不去”、 “去甲、乙草原”共四個(gè),
事件“至少去一個(gè)草原”包含“去甲草原”、“去乙草原”、 “去甲、乙草原”三個(gè)基本事件;
事件“至多去一個(gè)草原”包含“去甲草原”、“去乙草原”、 “一個(gè)草原也不去”三個(gè)基本事件;
事件“不去甲草原”包含“去乙草原”、 “一個(gè)草原也不去”兩個(gè)基本事件;
對(duì)于A,事件,有可能同時(shí)發(fā)生,不是互斥事件,故A錯(cuò)誤;
對(duì)于B,事件與不可能同時(shí)發(fā)生,且發(fā)生的概率之和為1,是互斥事件,且為對(duì)立事件,故B正確;
對(duì)于C,事件與有可能同時(shí)發(fā)生,不是互斥事件,故C錯(cuò)誤;
對(duì)于D,事件與有可能同時(shí)發(fā)生,不是互斥事件,故D錯(cuò)誤.
故選:B
5.已知,則圓與直線的位置關(guān)系是( )
A.相切B.相交C.相離D.不確定
【答案】B
【分析】由題意,可判斷直線恒過(guò)定點(diǎn),而此點(diǎn)在圓的內(nèi)部,故可得直線與圓的位置關(guān)系.
【詳解】,
直線轉(zhuǎn)化為,
所以直線恒過(guò)定點(diǎn),
由,所以點(diǎn)在圓內(nèi),
故直線與圓相交.
故選:B.
6.已知向量與的夾角為60°,,,則( )
A.1B.2C.3D.4
【答案】A
【分析】由求解.
【詳解】解:因?yàn)橄蛄颗c的夾角為60°,且,,
所以
,
即,
即,
解得或(舍去),
故選:A
7.點(diǎn)到直線的距離為1,且直線與圓相切,若這樣的有四條,則的取值范圍是( )
A.(0,2)B.(0,3)C.(0,4)D.(0,5)
【答案】C
【分析】直線到點(diǎn)的距離為1等價(jià)于直線與圓相切,問(wèn)題轉(zhuǎn)化為兩圓公切線有四條,兩圓外離.
【詳解】由直線到點(diǎn)的距離為1,所以直線與圓相切,
直線與圓,圓都相切且這樣的有四條,
所以圓與圓外離,圓心距大于半徑之和,
即,解得,
故選:C.
8.甲?乙?丙三人相約一起去做核酸檢測(cè),到達(dá)檢測(cè)點(diǎn)后,發(fā)現(xiàn)有兩支正在等待檢測(cè)的隊(duì)伍,則甲?乙?丙三人不同的排隊(duì)方案共有( )
A.12種B.18種C.24種D.36種
【答案】C
【分析】對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行分類,分成以下情況①3人到隊(duì)伍檢測(cè),②2人到隊(duì)伍檢測(cè),③1人到隊(duì)伍檢測(cè),④0人到隊(duì)伍檢測(cè);然后,逐個(gè)計(jì)算后再相加即可求解;注意計(jì)算時(shí)要考慮排隊(duì)時(shí)的順序問(wèn)題.
【詳解】先進(jìn)行分類:①3人到隊(duì)伍檢測(cè),考慮三人在隊(duì)的排隊(duì)順序,此時(shí)有種方案;
②2人到隊(duì)伍檢測(cè),同樣要考慮兩人在隊(duì)的排隊(duì)順序,此時(shí)有種方案;
③1人到隊(duì)伍檢測(cè),要考慮兩人在隊(duì)的排隊(duì)順序,此時(shí)有種方案;
④0人到隊(duì)伍檢測(cè),要考慮兩人在隊(duì)的排隊(duì)順序,此時(shí)有種方案;
所以,甲?乙?丙三人不同的排隊(duì)方案共有24種.
故選:C
二、多選題
9.如圖,在棱長(zhǎng)為1的正方體中,Q是棱上的動(dòng)點(diǎn),則下列說(shuō)法正確的是( )
A.不存在點(diǎn)Q,使得
B.存在點(diǎn)Q,使得
C.對(duì)于任意點(diǎn)Q,Q到的距離的取值范圍為
D.對(duì)于任意點(diǎn)Q,都是鈍角三角形
【答案】ABC
【分析】證明直線與是異面直線判斷A,當(dāng)與重合時(shí),可判斷BD,設(shè)(),計(jì)算出的面積的最大值和最小值后從而可得Q到的距離的最小值和最大值,從而判斷C.
【詳解】由平面,平面,,平面,∴直線與是異面直線,A正確;
平面,平面,則,又,與是平面內(nèi)兩相交直線,所以平面,又平面,所以,即當(dāng)與重合時(shí),,B正確,此時(shí)是直角三角形,D錯(cuò);
設(shè)(),,,,
,
,
所以,
,
所以時(shí),,或1時(shí),,所以的最大值是,最小值是,
記到的距離為,,因此的最大值是,的最小值是,C正確.
故選:ABC.
10.已知直線:,其中,下列說(shuō)法正確的是( ).
A.若直線與直線平行,則
B.當(dāng)時(shí),直線與直線不垂直
C.當(dāng)時(shí),直線在兩坐標(biāo)軸上的截距不相等
D.直線過(guò)定點(diǎn)
【答案】CD
【分析】根據(jù)直線的平行關(guān)系可求得,判斷A;利用直線斜率與垂直的關(guān)系判斷B;求出直線在坐標(biāo)軸上的截距判斷C;求出直線所過(guò)定點(diǎn)判斷D.
【詳解】對(duì)于A,直線與直線平行,則,即,
解得或,A錯(cuò)誤;
對(duì)于B,當(dāng)時(shí),直線:為,
直線與斜率之積為-1,此時(shí)直線與直線垂直,B錯(cuò)誤;
對(duì)于C,當(dāng)時(shí),:為,
直線在軸上截距為-1,在軸上截距為1,二者不相等,C正確;
對(duì)于D,:即,
由于,令,則,即直線過(guò)定點(diǎn),D正確
故選:CD
11.給出下列命題,其中正確的命題是( )
A.若直線l的方向向量為,平面的法向量為,則直線
B.若直線:,:,則“”是“”的充分不必要條件
C.若兩個(gè)非零向量與任何一個(gè)向量都不能構(gòu)成空間的一個(gè)基底,則這兩個(gè)向量共線
D.直線必過(guò)定點(diǎn)
【答案】BC
【分析】利用直線的方向向量和平面法向量的定義,兩直線垂直的性質(zhì),空間向量基本定理,直線恒過(guò)定點(diǎn)的解法依次判斷即可.
【詳解】對(duì)于選項(xiàng),由已知得,則,
即直線或者,故選項(xiàng)錯(cuò)誤;
對(duì)于選項(xiàng),若直線,則兩直線的斜率之積為,即,
解得或,所以“”“”,即“”是“”的充分不必要件,
故選項(xiàng)正確;
對(duì)于選項(xiàng),由空間向量基本定理得三個(gè)不共面的向量可以成為空間的一個(gè)基底,若兩個(gè)非零向量不共線,則存在向量使得與這兩個(gè)向量不共面,此時(shí)這三個(gè)向量可成為空間的一個(gè)基底,由此可知,若兩個(gè)非零向量與任何一個(gè)向量都不能構(gòu)成空間的一個(gè)基底,則這兩個(gè)向量共線,故選項(xiàng)正確;
對(duì)于選項(xiàng),直線必過(guò)定點(diǎn),故選項(xiàng)錯(cuò)誤;
故選:.
12.方程(,不全為零),下列說(shuō)法中正確的是( )
A.當(dāng)時(shí)為圓
B.當(dāng)時(shí)不可能為直線
C.當(dāng)方程為圓時(shí),,滿足
D.當(dāng)方程為直線時(shí),直線方程
【答案】ACD
【分析】對(duì)于A、B、D可直接代值確定,對(duì)于C,展開化簡(jiǎn),根據(jù)圓的方程的特點(diǎn)判斷.
【詳解】對(duì)于A,由題可得 或,代入得或,都是圓,故A對(duì);對(duì)于B,當(dāng)時(shí),化簡(jiǎn)得是直線,故B錯(cuò);對(duì)于C,原式可化為,要表示圓,則必有,故C對(duì);對(duì)于D,只有時(shí),方程表示直線,故D對(duì).
故選:ACD.
三、填空題
13.圓心在直線上,并且經(jīng)過(guò)圓與圓交點(diǎn)的圓的方程為 .
【答案】
【分析】利用圓系方程求解.
【詳解】設(shè)經(jīng)過(guò)兩圓交點(diǎn)的圓的方程為,即,圓心坐標(biāo)為,將其代入直線解得.所以圓的方程為.
故答案為:
14.圓:與圓:的公切線條數(shù)為 .
【答案】3
【分析】將兩圓的公切線條數(shù)問(wèn)題轉(zhuǎn)化為圓與圓的位置關(guān)系,然后由兩圓心之間的距離與兩半徑之間的關(guān)系判斷即可.
【詳解】圓:,圓心,半徑;
圓:,圓心,半徑.
因?yàn)椋詢蓤A外切,所以兩圓的公切線條數(shù)為3.
故答案為:3
15.過(guò)點(diǎn)作圓的兩條切線,切點(diǎn)分別為 、,則直線的方程為 .
【答案】
【分析】由題知、,進(jìn)而求解方程即可.
【詳解】解:方法1:由題知,圓的圓心為,半徑為,
所以過(guò)點(diǎn)作圓的兩條切線,切點(diǎn)分別為、,
所以,
所以直線的方程為,即;
方法2:設(shè),,則由,可得,
同理可得,
所以直線的方程為.
故答案為:
16.阿波羅尼斯是古希臘著名的數(shù)學(xué)家,他對(duì)圓錐曲線有深刻而系統(tǒng)的研究,主要研究成果集中在他的代表作《圓錐曲線論》一書,阿波羅尼斯圓是他的研究成果之一,指的是“如果動(dòng)點(diǎn)與兩定點(diǎn)的距離之比為(,那么點(diǎn)的軌跡就是阿波羅尼斯圓”下面我們來(lái)研究與此相關(guān)的一個(gè)問(wèn)題,已知點(diǎn)為圓上的動(dòng)點(diǎn),,則的最小值為 .
【答案】
【分析】首先進(jìn)行轉(zhuǎn)化,假設(shè)存在這樣的點(diǎn),使得,則,設(shè)點(diǎn),可得,該圓對(duì)照,所以,求得點(diǎn),再由,即可得解.
【詳解】
假設(shè)存在這樣的點(diǎn),使得,則,設(shè)點(diǎn),則,
即,
該圓對(duì)照,所以,所以點(diǎn),
所以.
故答案為:
四、解答題
17.已知圓與圓
(1)求證:圓與圓相交;
(2)求兩圓公共弦所在直線的方程;
(3)求經(jīng)過(guò)兩圓交點(diǎn),且圓心在直線上的圓的方程.
【答案】(1)證明見(jiàn)解析
(2)
(3)
【分析】(1)根據(jù)圓與圓圓心距與兩半徑關(guān)系證明;
(2)兩圓相交,兩圓方程相減可得公共弦所在直線的方程;
(3)設(shè)出經(jīng)過(guò)兩圓交點(diǎn)的圓系方程,圓心坐標(biāo)代入所在直線即可求解.
【詳解】(1)圓,圓心坐標(biāo)為,半徑,
圓化成標(biāo)準(zhǔn)方程為,圓心坐標(biāo)為,半徑,
圓心距,,所以圓與圓相交.
(2)兩圓方程相減,得,所以兩圓公共弦所在直線的方程為.
(3)設(shè)所求圓的方程為,即,圓心坐標(biāo)為,代入直線可得,解得,所求圓的方程為
18.(1)求兩條平行直線與間的距離;
(2)若直線與直線垂直,求的值.
【答案】(1)1;(2)
【分析】(1)利用兩平行直線間的距離公式直接求解;
(2)根據(jù)兩直線垂直的性質(zhì)即可.
【詳解】(1)根據(jù)平行線間的距離公式,得.
(2)由題意可知,
因?yàn)閮芍本€垂直,所以,解得或(舍去),
經(jīng)檢驗(yàn)時(shí),兩直線垂直,滿足題意.
19.三角形的頂點(diǎn),邊上的中線所在直線為,A的平分線所在直線為.
(1)求A的坐標(biāo)和直線的方程;
(2)若P為直線上的動(dòng)點(diǎn),,,求取得最小值時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo).
【答案】(1),直線的方程為
(2)
【分析】(1)設(shè)點(diǎn)A坐標(biāo)并表示中點(diǎn)D坐標(biāo),由點(diǎn)在直線方程建立方程求解即可得A,利用角平分線的性質(zhì)可得點(diǎn)B關(guān)于直線的對(duì)稱點(diǎn),從而求方程;
(2)由兩點(diǎn)之間的距離公式結(jié)合二次函數(shù)求最值計(jì)算即可.
【詳解】(1)由題意可設(shè),則,由直線,的方程可知:
,即,
設(shè)點(diǎn)B關(guān)于直線的對(duì)稱點(diǎn),
則中點(diǎn)坐標(biāo)為,,
依題意有,解之得,即,
易知在直線上,故由兩點(diǎn)式可得,化簡(jiǎn)得;
(2)由(1)所得方程,不妨設(shè),
則,
由二次函數(shù)的性質(zhì)可知當(dāng),上式取得最小值,此時(shí).
20.甲、乙兩人各進(jìn)行3次射擊,甲每次擊中目標(biāo)的概率為,乙每次擊中目標(biāo)的概率為.
(1)求乙至多擊中目標(biāo)2次的概率;
(2)求甲恰好比乙多擊中目標(biāo)2次的概率.
【答案】(1);(2)
【詳解】分析:(1)根據(jù)對(duì)立事件的概率公式,即可求解乙至多擊中目標(biāo)次的概率;
(2)設(shè)甲恰好比乙多擊中目標(biāo)次為事件,分為甲恰擊中目次且乙恰好擊中目標(biāo)次為事件,甲恰擊中目標(biāo)次且乙擊中目標(biāo) 次為事件,即可求解其概率;
詳解:(1)乙至多擊中目標(biāo)2次的概率為.
(2)設(shè)甲恰好比乙多擊中目標(biāo)2次為事件,甲恰擊中目標(biāo)2次且乙恰好擊中目標(biāo)0
次為事件,甲恰擊中目標(biāo)3次且乙擊中目標(biāo)1次為事件,則,、為
互斥事件,.
點(diǎn)睛:本題考查了概率的求解,其中解答中涉及到獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)的概率,以及互斥事件的概率的加法公式,對(duì)于次獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn),一是在每次試驗(yàn)中事件發(fā)生的概率是否均為;二是概率的計(jì)算公式表示在獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)中,事件恰好發(fā)生次的概率.
21.已知圓心為C的圓經(jīng)過(guò)點(diǎn)和,且圓心C在直線上.
(1)求圓C的方程:
(2)若過(guò)點(diǎn)的直線m被圓C截得的弦長(zhǎng)為,求直線m的方程.
【答案】(1)
(2)或.
【分析】(1)利用幾何法聯(lián)立直線剛才得圓心,即可求解,
(2)根據(jù)點(diǎn)到直線的距離公式,結(jié)合圓的弦長(zhǎng)公式即可求解.
【詳解】(1)因?yàn)椋跃€段的中點(diǎn)坐標(biāo)為,
直線的斜率,
因此線段的垂直平分線方程是,即.
圓心的坐標(biāo)是方程組的解.解得,
所以圓心的坐標(biāo).
圓的半徑長(zhǎng)
所以圓心為的圓的標(biāo)準(zhǔn)方程是;
(2)因?yàn)橹本€被圓截得的弦長(zhǎng)為,
所以圓到直線的距離.
①當(dāng)直線的斜率不存在時(shí),,符合題意.
②當(dāng)直線的斜率存在時(shí),設(shè),
即.
所以,解得
.
直線的方程為或
22.已知函數(shù),
(1)設(shè),討論函數(shù)在上的單調(diào)性
(2)證明:對(duì)任意的,有
【答案】(1)在上單調(diào)遞增
(2)證明見(jiàn)解析
【分析】(1)求的導(dǎo)數(shù),在求一次導(dǎo)數(shù)無(wú)法判斷的情況下,構(gòu)造新的函數(shù),再求一次導(dǎo)數(shù),問(wèn)題即得解;
(2)令,,即證,由第二問(wèn)結(jié)論可知在上單調(diào)遞增,即得證.
【詳解】(1)因?yàn)椋裕?br>所以
設(shè),所以
因?yàn)椋?,所以在上單調(diào)遞增
又因?yàn)?,所以,,所?br>所以在上單調(diào)遞增
(2)設(shè)=
所以=
又因?yàn)樵谏蠁握{(diào)遞增,,所以,
所以,所以,故
所以在上單調(diào)遞增,所以,
而
所以對(duì)于,.
【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:利用導(dǎo)數(shù)證明不等式問(wèn)題:在本題中通過(guò)作差構(gòu)造函數(shù),通過(guò)求函數(shù)的最值證得結(jié)果;
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