1.已知a,b為空間向量,且?a,b?=π4,則?2a,?3b?=( )
A. π4B. π2C. 3π4D. π
2.已知點(diǎn)A(a,7),B(?1,b)在直線l:y=?3x+1上,則直線ax+by+1=0的斜率為( )
A. 12B. ?12C. 2D. ?2
3.已知兩圓x2+y2=10和(x?1)2+(y?3)2=20相交于A,B兩點(diǎn),則公共弦AB的長(zhǎng)度等于( )
A. 2 10B. 10C. 2 5D. 4
4.某高校有4名志愿者參加社區(qū)志愿工作,若每天早、中晚三班,每班1人,每人每天最多值一班,則值班當(dāng)天不同的排班種類(lèi)為( )
A. 12B. 18C. 24D. 144
5.已知圓(x?a)2+(y?b)2=r2經(jīng)過(guò)橢圓C:x29+y28=1的右焦點(diǎn)、上頂點(diǎn)與右頂點(diǎn),則b=( )
A. 11 28B. 118C. 11 24D. 114
6.在圓的方程的探究中,有四位同學(xué)分別給出了一個(gè)結(jié)論,甲:該圓的半徑為 5;乙:該圓經(jīng)過(guò)點(diǎn)(3,3);丙:該圓的圓心為(2,1);?。涸搱A經(jīng)過(guò)點(diǎn)(7,0).如果只有一位同學(xué)的結(jié)論是錯(cuò)誤的,那么這位同學(xué)是( )
A. 甲B. 乙C. 丙D. 丁
7.如圖,已知等腰直角三角形ABC的斜邊BC的中點(diǎn)為O,且BC=4,點(diǎn)P為平面ABC外一點(diǎn),且PB=PC=2 2,PA=2,則異面直線PO與AB所成的角的余弦值為( )
A. 38B. 34C. 28D. 24
8.拋物線C:y2=2px(p>0)的準(zhǔn)線交x軸于點(diǎn)D,焦點(diǎn)為F,直線l過(guò)點(diǎn)D且與拋物線C交于A,B兩點(diǎn),若|BF|=2|AF|,則直線AB的斜率為( )
A. ±2 23B. ± 23C. ±3 24D. ± 24
二、多選題:本題共4小題,共20分。在每小題給出的選項(xiàng)中,有多項(xiàng)符合題目要求。
9.已知曲線C:x2m?9+y24?m=1(m>9或mb>0)的右頂點(diǎn)和上頂點(diǎn),點(diǎn)P(2 2, 2)在橢圓C上,且直線OP經(jīng)過(guò)線段AB的中點(diǎn).
(1)求橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)若直線l經(jīng)過(guò)C的右焦點(diǎn)F與C交于M,N兩點(diǎn),且∠MBN=π2,求直線l的方程.
21.(本小題12分)
如圖,在三棱柱ABC?A′B′C′中,△ABC是邊長(zhǎng)為2的等邊三角形,AA′=1,AB′= 3,平面ABB′A′⊥平面ABC,E為線段AB′的中點(diǎn).
(1)求證:CE⊥AB′;
(2)求CE與平面AA′C′C所成的角的正弦值.
22.(本小題12分)
已知雙曲線C:x2a2?y2b2=1(a>0,b>0)的左,右焦點(diǎn)分別為F1(?c,0),F(xiàn)2(c,0),離心率為3,點(diǎn)M(3,8)在C上.
(1)求C的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)已知直線l過(guò)C的右焦點(diǎn)且與C的左,右兩支分別交于A,B兩點(diǎn),點(diǎn)P是∠AF1B的平分線上一動(dòng)點(diǎn),且F1P?AB=0,求△MAB的面積.
答案和解析
1.【答案】C
【解析】解:由題意,cs?a,b?=a?b|a||b|= 22,
∴cs?2a,?3b?=2a?(?3b)|2a||?3b|=?a?b|a||b|=? 22,
由于?2a,?3b?∈[0,π],
∴向量夾角?2a,?3b?=3π4,
故選:C.
首先求出cs?a,b?的表達(dá)式及值,即可求出cs?2a,?3b?的值,進(jìn)而得到?2a,?3b?的值.
本題考查的知識(shí)點(diǎn):向量的夾角運(yùn)算,向量的模,主要考查學(xué)生的運(yùn)算能力,屬于基礎(chǔ)題.
2.【答案】A
【解析】解:因?yàn)辄c(diǎn)A(a,7),B(?1,b)在直線l:y=?3x+1上,
所以將A(a,7),B(?1,b)代入l:y=?3x+1,
得7=?3a+1b=(?3)×(?1)+1,解得a=?2b=4,
所以直線?2x+4y+1=0,即y=12x?14的斜率為12.
故選:A.
將A,B兩點(diǎn)坐標(biāo)代入直線方程解出a,b即可求解.
本題主要考查直線的斜率,屬于基礎(chǔ)題.
3.【答案】A
【解析】解:因?yàn)閮蓤A相交于A,B兩點(diǎn),
則A,B兩點(diǎn)的坐標(biāo)坐標(biāo)既滿足第一個(gè)圓的方程,又滿足第二個(gè)圓的方程
將兩個(gè)圓方程作差,得直線AB的方程是:x+3y=0,
圓心(0,0)在直線上,所以公共弦AB的長(zhǎng)度等于2 10,
故選:A.
當(dāng)判斷出兩圓相交時(shí),直接將兩個(gè)圓方程作差,即得兩圓的公共弦所在的直線方程.圓心(0,0)在直線上,可得公共弦AB的長(zhǎng)度.
本題考查圓與圓的位置關(guān)系,考查直線與圓的位置關(guān)系,考查學(xué)生的計(jì)算能力,比較基礎(chǔ).
4.【答案】C
【解析】解:由題意,4名志愿者參加社區(qū)志愿工作,每天早、中晚三班,每班1人,每人每天最多值一班,
∴值班當(dāng)天不同的排班種類(lèi)為:A43=24.
故選:C.
通過(guò)題意得出一天三班,一班一人,每人最多一班,即可求出值班當(dāng)天不同的排班種類(lèi).
本題主要考查了排列組合知識(shí),屬于基礎(chǔ)題.
5.【答案】A
【解析】解:橢圓C:x29+y28=1的右焦點(diǎn)、上頂點(diǎn)與右頂點(diǎn)的坐標(biāo)分別為(1,0)、(0,2 2)、(3,0),
把三點(diǎn)坐標(biāo)分別代入圓的方程,可得(a?1)2+b2=r2a2+(b?2 2)2=r2(a?3)2+b2=r2,解得a=2b=11 28.
故選:A.
由橢圓方程求得右焦點(diǎn)、上頂點(diǎn)與右頂點(diǎn)的坐標(biāo),分別代入圓的方程,求解得答案.
本題考查圓的方程與橢圓的簡(jiǎn)單性質(zhì),考查運(yùn)算求解能力,是基礎(chǔ)題.
6.【答案】D
【解析】解:設(shè)A(3,3),B(2,1,),C(7,0).
假設(shè)甲錯(cuò)誤,乙丙丁正確,|BC|= 52+1= 26,|AB|= 1+22= 5,|AB|≠|(zhì)BC|,矛盾,所以甲正確.
假設(shè)乙錯(cuò)誤,甲丙丁正確,
由甲、丙正確可知圓的方程為(x?2)2+(y?1)2=5,C(7,0)不滿足上式,矛盾,所以乙正確.
假設(shè)丙錯(cuò)誤,甲乙丁正確.
由乙丁得|AC|= 42+32=5>2 5,與半徑為 5矛盾,所以丙正確.
假設(shè)丁錯(cuò)誤,甲乙丙正確,
則由甲丙可知圓的方程為(x?2)2+(y?1)2=5,A(3,3)滿足上式,符合題意.
綜上所述,結(jié)論錯(cuò)誤的同學(xué)是丁.
故選:D.
通過(guò)假設(shè)的方法判斷出錯(cuò)誤的同學(xué).
本題主要考查圓的標(biāo)準(zhǔn)方程,屬于基礎(chǔ)題.
7.【答案】D
【解析】解:取AC中點(diǎn)D,連接OD,PD,如圖,
∵O是BC中點(diǎn),∴OD/?/AB,則∠POD即為所求角,
∵BC=4,PB=PC=2 2,∴PO=2,
∵△ABC是等腰直角三角形,∴AB=AC=2 2,OD= 2,
在△PAC中由余弦定理可得cs∠PAC=AP2+AC2?PC22AP?AC= 24,
∴在△PAD中由余弦定理可得PD= AP2+AD2?2AP?AD?cs∠PAC=2,
∴cs∠POD=PO2+DO2?PD22PO?DO= 24.
故選:D.
取AC中點(diǎn)D,連接OD,PD,則∠POD即為所求角,再利用余弦定理求解即可.
本題考查異面直線、余弦定理等基礎(chǔ)知識(shí),考查運(yùn)算求解能力,是中檔題.
8.【答案】A
【解析】解:設(shè)直線AB方程為x=my?p2,
將x=my?p2y2=2px聯(lián)立得y2?2pmy+p2=0,
設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),即y1+y2=2pmy1y2=p2
過(guò)點(diǎn)A,B分別向準(zhǔn)線作垂線,垂足為M,N,
又因?yàn)閨BF|=2|AF|,所以|NB|=2|MA|,即|BD|=2|AD|,
所以A為BD的中點(diǎn),即2y1=y2,所以得y1=23pmy2=43pm,
則89m2=1,解得m=±3 24,
所以直線AB的斜率為1m=±2 23,
故選:A.
設(shè)出直線AB的方程,并將直線方程與拋物線方程聯(lián)立,利用韋達(dá)定理得出兩根之積和兩根之和,由幾何關(guān)系可知A為BD的中點(diǎn),即可求解出直線的斜率.
本題主要考查拋物線的性質(zhì),直線與拋物線的綜合,考查運(yùn)算求解能力,屬于中檔題.
9.【答案】BD
【解析】解:若C表示橢圓,則m?9>04?m>0m?9≠4?m,此時(shí)m無(wú)解,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;
∵m>9或m0),
即E的方程為y2=4x(x>0);
(2)由題意得F(1,0)恰為拋物線的焦點(diǎn),
設(shè)l的方程為y=k(x?1),A(x1,y1),B(x2,y2),
由y=k(x?1)y2=4x,化簡(jiǎn)得k2x2?(2k2+4)x+k2=0,
則Δ=16k2+16>0,故x1+x2=2k2+4k2,
所以|AB|=|AF|+|BF|=(x1+1)+(x2+1)=4k2+4k2,
由題設(shè)知4k2+4k2=8,解得k=1或k=?1,
因此l的方程為y=x?1或y=?x+1.
【解析】(1)設(shè)P(x,y)(x>0),由題意|PF|?1=x,化簡(jiǎn)即可得解;
(2)設(shè)l的方程為y=k(x?1),A(x1,y1),B(x2,y2),聯(lián)立方程組可得x1+x2=2k2+4k2,根據(jù)|AB|=(x1+1)+(x2+1)列方程即可得解.
本題考查了動(dòng)點(diǎn)軌跡方程的求解和拋物線焦點(diǎn)弦長(zhǎng)度公式的應(yīng)用,屬于中檔題.
20.【答案】解:(1)因?yàn)锳(a,0),B(0,b),所以AB的中點(diǎn)為(a2,b2),
直線經(jīng)OP過(guò)線段AB的中點(diǎn),所以ba= 22 2=12,
又因?yàn)辄c(diǎn)P(2 2, 2)在橢圓C上,故8a2+2b2=1,
故可得a2=16,b2=4,
所以x216+y24=1;
(2)若直線l的斜率為0時(shí),可得M(?4,0),N(4,0),易得NB?MB≠0,故不滿足題意;
若直線l的斜率不為0時(shí),設(shè)l:x=my+2 3,設(shè)M(x1,y1),N(x2,y2),
聯(lián)立x=my+2 3x216+y24=1,整理可得:(4+m2)y2+4 3my?4=0,
則y1+y2=?4 3m4+m2,y1y2=?44+m2,
因?yàn)椤螹BN=π2,
所以BM?BN=0,即(x1,y1?2)?(x2,y2?2)=0,
得x1x2+(y1?2)(y2?2)=0,即(my1+2 3)(my2+2 3)+(y1?2)(y2?2)=0,
得(m2+1)y1y2+(2 3m?2)(y1+y2)+16=0,
得3m2?2 3m?15=0,
所以m=? 3或m=5 33.
所以直線l:x+ 3y?2 3=0或3x?5 3y?6 3=0.
【解析】(1)由直線過(guò)中點(diǎn)得ba= 22 2=12,再將點(diǎn)P(2 2, 2)代入橢圓方程得到方程組,解出即可;
(2)首先排除斜率為0的情況,從而設(shè)l:x=my+2 3,聯(lián)立橢圓得到韋達(dá)定理式,根據(jù)BM?BN=0得到關(guān)于y1,y2的等式,代入韋達(dá)定理式,解出m即可.
本題考查橢圓方程的求法,直線與橢圓的綜合應(yīng)用,屬于中檔題.
21.【答案】解:(1)證明:如圖所示:作B′M⊥AB于M,連接CM,
由平面ABB′A′⊥平面ABC,且平面ABB′A′∩平面ABC=AB,B′M?平面ABB′A′,
得B′M⊥平面ABC,
因?yàn)镃M?平面ABC,所以B′M⊥CM,
因?yàn)锽′B=1,AB=2,AB′= 3,
由勾股定理得AB′2+BB′2=AB2,所以∠AB′B=90°,
所以B′M= 32,BM=12,
在△CBM中,由余弦定理得:CM2=CB2+BM2?2CB?BM?cs60°=134,
所以CM= 132,
在直角三角形CB′M中,由勾股定理可得CB′= ( 32)2+( 132)2=2,
又因?yàn)锳C=2且E為AB′中點(diǎn),所以CE⊥AB′;
(2)如圖,以M為坐標(biāo)原點(diǎn),MA,MB′所在直線分別為x軸,z軸,建立如圖所示的空間直角坐標(biāo)系,

則M(0,0,0),B(?12,0,0),A(32,0,0),C(12, 3,0),A′(2,0, 32),B′(0,0, 32),E(34,0, 34),
所以CE=(14,? 3, 34),AC=(?1, 3,0),AA′=(12,0, 32),
設(shè)n=(x,y,z)是平面AA′C′C的一個(gè)法向量,
則n?AC=?x+ 3y=0n?AA′=12x+ 32z=0,
取y=1,得x= 3,z=?1,所以n=( 3,1,?1),
設(shè)CE與平面AA′C′C所成的角為θ,
所以sinθ=|cs?CE,n?|=| 34? 3?3 34 134× 3+1+1|=2 19565,
所以CE與平面AA′C′C所成的角的正弦值為2 19565.
【解析】(1)作B′M⊥AB于M,連接CM,由平面ABB′A′⊥平面ABC,得到B′M⊥平面ABC,進(jìn)而得到B′M⊥CM,然后求得CB′=2,根據(jù)AC=2且E為AB′中點(diǎn),利用三線合一證明;
(2)以M為坐標(biāo)原點(diǎn),MA,MB′分別為x軸,z軸建立空間直角坐標(biāo)系,求得n=(x,y,z)是平面AA′C′C的一個(gè)法向量,設(shè)CE與平面AA′C′C所成的角為θ,由sinθ=|cs?CE,n?|求解.
本題考查線線垂直的證明和直線與平面所成角的求法,屬于中檔題.
22.【答案】解:(1)由題意可得,e=ca=3,a2+b2=c2,又9a2?64b2=1,
解得a2=1,b2=8,c2=9,
所以雙曲線方程為:x2?y28=1.
(2)因?yàn)殡p曲線方程為:x2?y28=1,所以F2(3,0),由題知,直線l的斜率一定存在,所以設(shè)l:y=k(x?3),
因?yàn)橹本€l與C的左,右兩支分別交于A,B兩點(diǎn),所以|k|

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