
A. B. C. D. 不存在
【答案】C
【解析】
【分析】根據(jù)直線的特征結(jié)合傾斜角的定義分析求解.
【詳解】因?yàn)橹本€與x軸垂直,所以直線的傾斜角為.
故選:C.
2. 在空間直角坐標(biāo)系中,點(diǎn)關(guān)于平面的對(duì)稱點(diǎn)為點(diǎn)B,則點(diǎn)B的坐標(biāo)是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】根據(jù)對(duì)稱即可求解.
【詳解】點(diǎn)關(guān)于平面的對(duì)稱點(diǎn)為點(diǎn)B,
故選:B
3. 直線在x軸上的截距是( )
A. B.
C. D. 3
【答案】C
【解析】
【分析】根據(jù)截距的定義分析求解.
【詳解】令,則,解得,
所以直線在x軸上的截距是.
故選:C.
4. 已知,,,則向量在上的投影向量的坐標(biāo)是()
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】先求,再由投影向量的定義,結(jié)合數(shù)量積的坐標(biāo)運(yùn)算,模的坐標(biāo)運(yùn)算公式求解.
【詳解】因?yàn)?,,?br>所以,
所以,,
,
所以向量在上的投影向量是,
所以向量在上的投影向量的坐標(biāo)是,
故選:D.
5. 在同一直角坐標(biāo)系中,表示直線與正確的是
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】討論和,三種情況,判斷得到答案.
【詳解】直線經(jīng)過原點(diǎn).直線的斜率為1,在軸上的截距為.
當(dāng),則,只有A符合.
當(dāng),則,沒有選項(xiàng)滿足
當(dāng),則,沒有選項(xiàng)滿足.
故答案選A.
【點(diǎn)睛】本題考查了一次函數(shù)的圖像問題,討論法是一個(gè)常規(guī)方法,需要熟練掌握.
6. 如圖與所在平面垂直,且,,則平面ABD與平面CBD的夾角的余弦值為()
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】根據(jù)線面角的定義,作出平面ABD與平面CBD所成角的平面角,解三角形求出相關(guān)線段的長(zhǎng),即可求得答案.
【詳解】由題意知平面平面,
作交CB的延長(zhǎng)線于O,作于E,連接,
與所在平面垂直,且平面平面,
平面,,故平面,
平面,故,;
平面,故平面,
平面,故,
而平面,平面,則即為平面ABD與平面CBD的夾角,
設(shè),而,
故,,,
在中,,
所以,
故選:D
7. 設(shè)直線的方程為,則直線的傾斜角的取值范圍是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】根據(jù)直線斜率范圍求傾斜角的取值范圍.
【詳解】由得直線的斜率為,
因?yàn)椋剩?br>因?yàn)椋?br>所以直線的傾斜角的取值范圍.
故選:A
8. 已知正方體的棱長(zhǎng)為2,點(diǎn)P為線段上的動(dòng)點(diǎn),則點(diǎn)P到直線的距離的最小值為( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】建立空間直角坐標(biāo)系,求出相關(guān)點(diǎn)坐標(biāo),求出一個(gè)與都垂直的向量的坐標(biāo),根據(jù)空間距離的向量求法即可求得答案.
【詳解】以A為坐標(biāo)原點(diǎn),以為軸建立空間直角坐標(biāo)系,
則,
故,
設(shè),
則;
設(shè)為與都垂直的向量,
則,令,則,
因?yàn)橛深}意點(diǎn)P到直線的距離的最小值可認(rèn)為是異面直線和的之間的長(zhǎng)度,
故點(diǎn)P到直線距離的最小值為,
故選:A
二、多項(xiàng)選擇題(每小題5分,共4小題,共20分.在每個(gè)小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,有多項(xiàng)符合題目要求.全對(duì)的得5分,部分選對(duì)的得2分,有選錯(cuò)的得0分.)
9. 已知平面,其中點(diǎn),法向量,則下列各點(diǎn)在平面內(nèi)的是( )
A. B.
C. D.
【答案】AC
【解析】
【分析】設(shè),根據(jù)題意,列出方程,得到,逐個(gè)選項(xiàng)代入驗(yàn)證,可得答案.
【詳解】設(shè),可得,由,得到
,整理得,,分別代入各個(gè)選項(xiàng),可得A與C選項(xiàng)符合題意.
故選:AC
10. 已知直線:,:,下列命題中正確的是( )
A. 若,則
B. 當(dāng)時(shí),是直線的一個(gè)方向向量
C. 若,則或
D. 若直線在兩坐標(biāo)軸上的截距相等,則實(shí)數(shù)
【答案】AB
【解析】
【分析】根據(jù)兩直線垂直可求出m的值判斷A;根據(jù)方向向量的含義可判斷B;根據(jù)直線的平行求出m判斷C;根據(jù)直線的一般式求出在坐標(biāo)軸上的截距,列式求得m,判斷D.
【詳解】對(duì)于A,,則,A正確;
對(duì)于B,當(dāng)時(shí),直線:,
故是直線的一個(gè)方向向量,B正確;
對(duì)于C,當(dāng)時(shí),:,:,不平行;
故,則,可得,即,
則或,
當(dāng)時(shí),:,:,兩直線重合,
當(dāng)時(shí),:,:,即,符合題意,
故,則,C錯(cuò)誤;
對(duì)于D,直線在兩坐標(biāo)軸上的截距相等,可知,
對(duì)于,令,則,
令,則,則,
解得或,D錯(cuò)誤,
故選:AB
11. 已知四面體的所有棱長(zhǎng)均為2,M,N分別為棱,的中點(diǎn),F(xiàn)為棱上異于A,B的動(dòng)點(diǎn).下列結(jié)論正確的是( )
A. 若點(diǎn)G為線段上的動(dòng)點(diǎn),則無論點(diǎn)F與G如何運(yùn)動(dòng),直線與直線都是異面直線
B. 線段的長(zhǎng)度為
C. 異面直線和所成的角為
D. 的最小值為2
【答案】BCD
【解析】
【分析】對(duì)于A,取的中點(diǎn)為F,的中點(diǎn)為E,說明四邊形為平行四邊形,直線與直線CD相交于E,即可判斷;對(duì)于B,解三角形求得線段的長(zhǎng)度即可判斷;對(duì)于C,取的中點(diǎn)為H,找到即為異面直線和所成的角或其補(bǔ)角,求得其大小,即可判斷;對(duì)于D,將面,面展開為一個(gè)平面,即可求得的最小值,進(jìn)行判斷,由此可得答案.
【詳解】對(duì)于A,取的中點(diǎn)為F,的中點(diǎn)為E,連接,,,,
則,,
所以,故四邊形為平行四邊形,
設(shè)與交于點(diǎn)G,故此時(shí)直線與直線相交于E,
因此此時(shí)直線與直線不是異面直線,故A錯(cuò)誤;
對(duì)于B,連接,,四面體的所有棱長(zhǎng)均為2,
故,因?yàn)镸為中點(diǎn),故,
所以,故B正確;
對(duì)于C,取的中點(diǎn)為H,連接,,因?yàn)镸,N分別為棱,的中點(diǎn),
故,
則即為異面直線和所成的角或其補(bǔ)角,
因?yàn)?,故為等腰直角三角形?br>則,故C正確;
對(duì)于D,將平面,平面展開為一個(gè)平面,如圖示:
當(dāng)M,F(xiàn),N三點(diǎn)共線時(shí),最小,因?yàn)镸,N分別為棱,的中點(diǎn),
所以此時(shí)四邊形為平行四邊形,故,
即的最小值為2,故D正確,
故選:BCD
12. 如圖,正方體的棱長(zhǎng)為,點(diǎn)為底面的中心,點(diǎn)為側(cè)面內(nèi)(不含邊界)的動(dòng)點(diǎn),則()
A.
B. 存在一點(diǎn),使得
C. 三棱錐的體積為
D. 若,則面積的最小值為
【答案】ACD
【解析】
【分析】以點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn),、、所在直線分別為、、軸建立空間直角坐標(biāo)系,設(shè)點(diǎn),利用空間向量數(shù)量積可判斷A選項(xiàng);利用空間向量共線的坐標(biāo)表示可判斷B選項(xiàng);利用錐體體積公式可判斷C選項(xiàng);求出點(diǎn)的坐標(biāo)滿足的關(guān)系式,利用二次函數(shù)的基本性質(zhì)可求得面積的最小值,可判斷D選項(xiàng)的正誤.
【詳解】以點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn),、、所在直線分別為、、軸建立如下圖所示的空間直角坐標(biāo)系,
則、、、、、、,
設(shè)點(diǎn),其中,.
對(duì)于A選項(xiàng),,,則,
所以,,A對(duì);
對(duì)于B選項(xiàng),,若,則,解得,不合乎題意,
所以,不存在點(diǎn),使得,B錯(cuò);
對(duì)于C選項(xiàng),,點(diǎn)到平面的距離為,
所以,,C對(duì);
對(duì)于D選項(xiàng),,
若,則,可得,
由可得,
,
當(dāng)且僅當(dāng)時(shí),等號(hào)成立,
因?yàn)槠矫妫矫?,?br>,D對(duì).
故選:ACD.
三、填空題(本大題共4小題,每小題5分,共20分,把答案直接填在答題卡中的橫線上.)
13. 一條光線從點(diǎn)射出,經(jīng)直線y軸反射后過點(diǎn),則反射光線所在的直線方程為_________________.
【答案】
【解析】
【分析】關(guān)于y軸的對(duì)稱點(diǎn)為,反射光線所在的直線即為經(jīng)過的直線,求的直線方程即可.
【詳解】關(guān)于y軸的對(duì)稱點(diǎn)為,
根據(jù)光線反射的性質(zhì)知,反射光線所在的直線即為經(jīng)過的直線,
由兩點(diǎn)式得直線的方程為:,即.
故答案為:
14. 直線和直線分別過定點(diǎn)A和B,則_________.
【答案】
【解析】
【分析】通過直線和直線分別計(jì)算定點(diǎn)坐標(biāo)A和B,從而計(jì)算的大小.
【詳解】直線經(jīng)過的定點(diǎn)坐標(biāo)為,直線經(jīng)過的定點(diǎn)坐標(biāo)為,
從而計(jì)算.
故答案為:.
15. 二面角的棱上有兩個(gè)點(diǎn),,線段與分別在這個(gè)二面角的兩個(gè)面內(nèi),并且垂直于棱,若,,,,則平面與平面的夾角為________.
【答案】60°##
【解析】
【分析】先設(shè)平面與平面的夾角為,因?yàn)?,所以,,根據(jù)空間向量得,兩邊平方代入數(shù)值即可求出答案.
【詳解】設(shè)平面與平面的夾角為,因?yàn)?,
所以,,
由題意得,
所以
,
所以,即,
所以,即平面與平面的夾角為.
故答案為:.
16. 若空間兩個(gè)單位向量、與的夾角都等于θ,則當(dāng)θ取最小值時(shí),______.
【答案】##0.5
【解析】
【分析】由題設(shè),結(jié)合空間向量模長(zhǎng)、夾角的坐標(biāo)公式列方程組,結(jié)合不等式求解最值,再由即可求結(jié)果.
【詳解】由題意可得,則,
由,
故,當(dāng)且僅當(dāng)或時(shí)等號(hào)成立,
故,由于,故當(dāng)時(shí),此時(shí)θ取最小值時(shí),
故,
故答案為:
四.解答題(本大題共6小題,共70分.解答應(yīng)寫出文字說明、證明過程或演算步驟.)
17. 已知平面直角坐標(biāo)系內(nèi)三點(diǎn).
(1)求直線的斜率和傾斜角;
(2)若可以構(gòu)成平行四邊形,且點(diǎn)在第一象限,求點(diǎn)的坐標(biāo)及CD所在直線方程;
(3)若是線段上一動(dòng)點(diǎn),求的取值范圍.
【答案】(1)1,
(2),
(3)
【解析】
【分析】(1)根據(jù)直線的斜率公式以及傾斜角的定義即可求得答案;
(2)根據(jù)平行四邊形性質(zhì)結(jié)合直線的斜率公式即可求得答案;
(3)根據(jù)的幾何意義結(jié)合斜率公式即可求得答案.
【小問1詳解】
由題意得直線的斜率為,所以直線的傾斜角為;
【小問2詳解】
點(diǎn)在第一象限時(shí),.
設(shè),則,解得,
故點(diǎn)的坐標(biāo)為;
故CD所在直線方程為:,即;
【小問3詳解】
由題意得為直線的斜率,
當(dāng)點(diǎn)與點(diǎn)重合時(shí),直線的斜率最小,;
當(dāng)點(diǎn)與點(diǎn)A重合時(shí),直線的斜率最大,;
故直線的斜率的取值范圍為,
即的取值范圍為.
18. 已知空間三點(diǎn)、、,設(shè),.
(1)設(shè),//,求.
(2)若與互相垂直,求.
【答案】(1)或
(2)或.
【解析】
【分析】(1)利用向量共線定理,結(jié)合即可得出;
(2)利用向量的坐標(biāo)運(yùn)算、向量垂直與數(shù)量積的關(guān)系即可得出.
【小問1詳解】
由于,,則,
由于//,設(shè),由,則,即有,
則或.
【小問2詳解】
與互相垂直,則,
則,由(1),,即有,
解得或.
19. 已知的頂點(diǎn),邊上的高所在的直線方程為.
(1)求直線的方程;
(2)在兩個(gè)條件中任選一個(gè),補(bǔ)充在下面問題中并作答.
①角A的平分線所在直線方程為;
②邊上的中線所在的直線方程為.
若________________,求直線的方程.
注:如果選擇多個(gè)條件分別解答,則按第一個(gè)解答計(jì)分.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)根據(jù)直線垂直,求得斜率,利用點(diǎn)斜式方程,可得答案;
(2)聯(lián)立直線方程,求得點(diǎn)的坐標(biāo),分別利用角平分線的對(duì)稱或中線的對(duì)稱,可得答案.
【小問1詳解】
因?yàn)檫吷系母咚诘闹本€方程為,
所以直線的斜率,又因?yàn)榈捻旤c(diǎn),
所以直線的方程為:,即;
【小問2詳解】
若選①,角的平分線所在直線方程為,
由,解得,所以點(diǎn)A坐標(biāo)為,
設(shè)點(diǎn)B關(guān)于的對(duì)稱點(diǎn)為,
則,解得,即坐標(biāo)為,
又點(diǎn)在直線上,所以的斜率,
所以直線的方程為,即.
若選②:邊上的中線所在的直線方程為,
由,解得,所以點(diǎn),
設(shè)點(diǎn),則的中點(diǎn)在直線上,
所以,即,又點(diǎn)在直線上,所以,
所以的斜率,所以直線的方程為,
即直線的方程為.
20. 空間中,兩兩互相垂直且有公共原點(diǎn)的三條數(shù)軸構(gòu)成直角坐標(biāo)系,如果坐標(biāo)系中有兩條坐標(biāo)軸不垂直,那么這樣的坐標(biāo)系稱為“斜坐標(biāo)系”.現(xiàn)有一種空間斜坐標(biāo)系,它任意兩條數(shù)軸的夾角均為60°,我們將這種坐標(biāo)系稱為“斜60°坐標(biāo)系”.我們類比空間直角坐標(biāo)系,定義“空間斜60°坐標(biāo)系”下向量的斜60°坐標(biāo):分別為“斜60°坐標(biāo)系”下三條數(shù)軸(軸、軸?軸)正方向的單位向量,若向量,則與有序?qū)崝?shù)組相對(duì)應(yīng),稱向量的斜60°坐標(biāo)為,記作.
(1)若,,求的斜60°坐標(biāo);
(2)在平行六面體中,,,N為線段D1C1的中點(diǎn).如圖,以為基底建立“空間斜60°坐標(biāo)系”.
①求的斜60°坐標(biāo);
②若,求與夾角余弦值.
【答案】(1)
(2)①;②
【解析】
【分析】對(duì)于小問(1),因?yàn)?,,可以通過“空間斜60°坐標(biāo)系”的定義,化簡(jiǎn)為,,再計(jì)算的斜60°坐標(biāo).
對(duì)于小問(2),設(shè),,分別為與,,同方向的單位向量,則,,,①中,通過平行六面體得到,從而得到的斜60°坐標(biāo);
②中,因?yàn)?,所以,結(jié)合①中的的斜60°坐標(biāo),并通過,計(jì)算與夾角的余弦值.
【小問1詳解】
由,,
知,,
所以,所以;
【小問2詳解】
設(shè),,分別為與,,同方向的單位向量,
則,,,
①,
.
②因?yàn)椋裕?br>則,
∵, .
∴,
,
所以與的夾角的余弦值為
21. 如圖,在四棱錐中,面,,,,.E為的中點(diǎn),點(diǎn)F在棱上,且,點(diǎn)G在棱上,且.
(1)求證:面;
(2)當(dāng)時(shí),求點(diǎn)G到平面的距離;
(3)是否存實(shí)數(shù),使得A,E,F(xiàn),G四點(diǎn)共面,若存在,求出的值;若不存在,說明理由.
【答案】(1)證明見解析
(2)
(3)存在,
【解析】
【分析】(1)由,得面;
(2)求出面的一個(gè)法向量為,點(diǎn)G到平面AEF的距離為;
(3)若A,E,F(xiàn),G四點(diǎn)共面,則,由此求得.
【小問1詳解】
由面面,則,
又且,面,
可得:面.
【小問2詳解】
以A為原點(diǎn),面內(nèi)與垂直的直線為x軸,方向?yàn)閥軸,z軸的正方向建立如圖所示的空間直角坐標(biāo)系,
易知:,
由可得:,
由可得:,則,
設(shè)平面的法向量為:,則,
令得,
∴面的一個(gè)法向量為,
因?yàn)?,則,,
∴點(diǎn)G到平面的距離為:,
即點(diǎn)G到平面AEF的距離為.
【小問3詳解】
存在這樣的.
由可得:,
則,
若A,E,F(xiàn),G四點(diǎn)共面,則在面內(nèi),
又面的一個(gè)法向量為,
∴,即,可得.
∴存在這樣的,使得四點(diǎn)共面.
22. 如圖,圓臺(tái)的軸截面為等腰梯形,,B為底面圓周上異于A,C的點(diǎn).
(1)若P是線段BC的中點(diǎn),求證:平面;
(2)設(shè)平面平面,與平面QAC所成角為,當(dāng)四棱錐的體積最大時(shí),求的最大值.
【答案】(1)證明見解析
(2)
【解析】
【分析】(1)根據(jù)線面平行的判定定理即可證明結(jié)論;
(2)作出平面和平面的交線,確定四棱錐的體積最大時(shí)B點(diǎn)位置,從而建立空間直角坐標(biāo)系,利用空間角的向量求法求出與平面QAC所成角的正弦值,利用換元法結(jié)合二次函數(shù)性質(zhì)即可求得其最大值.
【小問1詳解】
取中點(diǎn)H,連接,因P為中點(diǎn),
則有,
在等腰梯形中,,故有,
則四邊形為平行四邊形,
即有,又平面,平面,
所以平面.
【小問2詳解】
延長(zhǎng)交于點(diǎn)O,作直線,則直線即為直線,如圖,
過點(diǎn)B作于,
因?yàn)槠矫嫫矫妫矫嫫矫?,平面?br>因此平面,
即為四棱錐的高,在中,,
,
當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)取等號(hào),此時(shí)點(diǎn)與重合,
又梯形的面積S為定值,四棱錐的體積,
于是當(dāng)最大,即點(diǎn)與重合時(shí)四棱錐的體積最大,
此時(shí),
以為原點(diǎn),射線分別為軸的非負(fù)半軸建立空間直角坐標(biāo)系,
在等腰梯形中,,
此梯形的高,
因?yàn)?故為的中位線,
則,
,
設(shè),
則,
設(shè)平面的一個(gè)法向量,則,
令,得,
則有,
令,則,
當(dāng)時(shí),;
當(dāng)時(shí),,
在時(shí)取到最小值,此時(shí)取到最大值
即當(dāng),即時(shí)取到最大值,
所以的最大值為.
【點(diǎn)睛】難點(diǎn)點(diǎn)睛:解答本題的難點(diǎn)在于與平面QAC所成角的正弦值的最大值,解答時(shí)要確定四棱錐的體積最大時(shí)B點(diǎn)位置,從而建立空間直角坐標(biāo)系,利用向量法求解線面角的正弦值.
這是一份四川省瀘縣2023_2024學(xué)年高一數(shù)學(xué)上學(xué)期10月月考試題含解析,共14頁。試卷主要包含了選擇題,解答題等內(nèi)容,歡迎下載使用。
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這是一份四川省成都市2023_2024學(xué)年高二數(shù)學(xué)上學(xué)期10月月考試題含解析,共24頁。試卷主要包含了單選題,多選題,填空題,解答題等內(nèi)容,歡迎下載使用。
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