
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】根據(jù)直線(xiàn)方程求出直線(xiàn)斜率,再根據(jù)斜率和傾斜角間的關(guān)系即可求出傾斜角.
【詳解】可化為:,
∴直線(xiàn)的斜率為,設(shè)直線(xiàn)的傾斜角α,則,
∵,∴.
故選:D.
2. 是直線(xiàn)與直線(xiàn)互相垂直的().
A. 充分不必要條件B. 必要不充分條件
C. 充要條件D. 既不充分也不必要條件
【答案】A
【解析】
【分析】根據(jù)兩直線(xiàn)互相垂直求出的值,從而判斷結(jié)論.
【詳解】因?yàn)橹本€(xiàn)與直線(xiàn)互相垂直,
所以,
解得或,
所以是直線(xiàn)與直線(xiàn)互相垂直的充分不必要條件.
故選:A.
3. 設(shè)x,y∈R,向量,且,則()
A. B. C. 3D.
【答案】B
【解析】
【分析】由向量的關(guān)系列等式求解x,y的值,再運(yùn)用向量的數(shù)乘及加法的坐標(biāo)表示公式,結(jié)合向量的模計(jì)算得出結(jié)果.
【詳解】解:向量,
且,
∴,解得
∴,
∴,選項(xiàng)B正確.
故選:B.
4. 圓與圓的公切線(xiàn)共有
A. 1條B. 2條C. 3條D. 4條
【答案】D
【解析】
【分析】把兩個(gè)圓方程化成標(biāo)準(zhǔn)方程,分別求出兩圓的圓心坐標(biāo)及兩圓的半徑,比較圓心距與兩圓半徑和與差的關(guān)系,判斷出兩圓的位置關(guān)系,進(jìn)而可以判斷出有幾條公切線(xiàn).
【詳解】 圓心坐標(biāo)為(2,0)半徑為2;
圓心坐標(biāo)為,半徑為1,
圓心距為4,兩圓半徑和為3,因?yàn)?>3,所以?xún)蓤A的位置關(guān)系是外離,故兩圓的公切線(xiàn)共有4條.
故本題選D.
【點(diǎn)睛】本題重點(diǎn)考查了圓與圓的位置關(guān)系的判定、公切線(xiàn)的條數(shù).解決的方法就是利用圓的標(biāo)準(zhǔn)方程求出圓心坐標(biāo)以及半徑,比較圓心距與兩圓半徑和差的關(guān)系.
5. 已知點(diǎn)是圓上的動(dòng)點(diǎn),點(diǎn),則的中點(diǎn)的軌跡方程是()
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】設(shè)出線(xiàn)段中點(diǎn)的坐標(biāo),利用中點(diǎn)坐標(biāo)公式求出的坐標(biāo),根據(jù)在圓上,得到軌跡方程.
【詳解】設(shè)線(xiàn)段中點(diǎn),則.
在圓上運(yùn)動(dòng),
,即.
故選:A.
【點(diǎn)睛】本題考查中點(diǎn)的坐標(biāo)公式、求軌跡方程的方法,考查學(xué)生的計(jì)算能力,屬于基礎(chǔ)題.
6. 如圖,已知正三棱柱的棱長(zhǎng)均為2,則異面直線(xiàn)與所成角的余弦值是
A. B. C. D. 0
【答案】C
【解析】
【分析】建立空間直角坐標(biāo)系,結(jié)合空間向量的結(jié)論求解異面直線(xiàn)所成角的余弦值即可.
【詳解】以AC的中點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn),建立如圖所示的空間直角坐標(biāo)系,則:
,,,,
向量,,
.
本題選擇C選項(xiàng).
【點(diǎn)睛】本題主要考查異面直線(xiàn)所成的角的求解,空間向量的應(yīng)用等知識(shí),意在考查學(xué)生的轉(zhuǎn)化能力和計(jì)算求解能力.
7. 圓與圓的公共弦所在的直線(xiàn)與兩坐標(biāo)軸所圍成的三角形面積為2,則的值為()
A. B. C. 3D. 3或
【答案】D
【解析】
【分析】根據(jù)題意,聯(lián)立兩個(gè)圓的方程,可得兩圓的公共弦所在的直線(xiàn)的方程,由直線(xiàn)的方程可得該直線(xiàn)與,軸交點(diǎn)的坐標(biāo),進(jìn)而可得,解可得的值,即可得答案.
【詳解】根據(jù)題意,圓與圓,
即,兩式相減可得:,
即兩圓的公共弦所在的直線(xiàn)的方程為,
該直線(xiàn)與軸的交點(diǎn)為,與軸的交點(diǎn)為,
若公共弦所在的直線(xiàn)和兩坐標(biāo)軸所圍成圖形的面積為2,則有,
變形可得:,
解可得:或;
故選:D
8. 已知直線(xiàn):是圓的對(duì)稱(chēng)軸.過(guò)點(diǎn)作圓的一條切線(xiàn),切點(diǎn)為,則
A. 2B. C. 6D.
【答案】C
【解析】
【詳解】試題分析:直線(xiàn)l過(guò)圓心,所以,所以切線(xiàn)長(zhǎng),選C.
考點(diǎn):切線(xiàn)長(zhǎng)
9. 設(shè),過(guò)定點(diǎn)的動(dòng)直線(xiàn)和過(guò)定點(diǎn)的動(dòng)直線(xiàn)交于點(diǎn),則的取值范圍是
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【詳解】試題分析:易得.設(shè),則消去得:,所以點(diǎn)P在以AB為直徑的圓上,,所以,令,則
.因?yàn)椋?所以,.選B.
法二、因?yàn)閮芍本€(xiàn)的斜率互為負(fù)倒數(shù),所以,點(diǎn)P的軌跡是以AB為直徑的圓.以下同法一.
【考點(diǎn)定位】1、直線(xiàn)與圓;2、三角代換.
二、填空題:(本大題共6小題,每題5分,共30分)
10. 在平面直角坐標(biāo)系中,直線(xiàn)與圓相交于兩點(diǎn),則弦的長(zhǎng)等于______________.
【答案】
【解析】
【分析】利用圓的弦長(zhǎng)公式,結(jié)合點(diǎn)線(xiàn)距離公式即可得解.
【詳解】因?yàn)閳A的圓心為,半徑,
它到直線(xiàn)距離,
所以弦的長(zhǎng).
故答案為:.
11. 已知實(shí)數(shù)x,y滿(mǎn)足方程.則的最大值為_(kāi)____________.
【答案】
【解析】
【分析】當(dāng)直線(xiàn)與圓相切時(shí),取得最值,利用切線(xiàn)的性質(zhì)求出;
【詳解】解:設(shè)圓,即.
設(shè),則當(dāng)直線(xiàn)與圓相切時(shí),直線(xiàn)斜率最大或最小,即最大或最?。?br>如圖所示:
設(shè)直線(xiàn)與圓切于第一象限內(nèi)的點(diǎn),則,,,
,
由圖象的對(duì)稱(chēng)性可知當(dāng)與圓相切于第四象限內(nèi)時(shí),.
的最大值為,最小值為.
故答案為:
【點(diǎn)睛】本題主要考查直線(xiàn)的斜率公式,點(diǎn)到直線(xiàn)的距離公式的應(yīng)用,直線(xiàn)和圓相切的性質(zhì),屬于中檔題.
12. 直線(xiàn),若,則a的值為_(kāi)_____;此時(shí)與的距離是______.
【答案】 ①. ②. ##
【解析】
【分析】由直線(xiàn)平行的判定列方程求參數(shù)a,注意驗(yàn)證排除重合的情況,再根據(jù)平行線(xiàn)距離公式求距離.
【詳解】由,則,即,可得或,
當(dāng)時(shí),,符合題設(shè);
當(dāng)時(shí),為同一條直線(xiàn),不合題設(shè);
綜上,,此時(shí),
所以與的距離.
故答案為:,
13. 如圖,在平行六面體中,,,,,,點(diǎn)為棱的中點(diǎn),則線(xiàn)段的長(zhǎng)為_(kāi)_____.
【答案】
【解析】
【分析】利用向量數(shù)量積求得向量的模,即可求得線(xiàn)段的長(zhǎng)
【詳解】
則
即線(xiàn)段的長(zhǎng)為
故答案為:
14. 已知,點(diǎn)在直線(xiàn),圓:,則最小值是______.
【答案】
【解析】
【分析】求出點(diǎn)A關(guān)于直線(xiàn)的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)B的坐標(biāo),可得的最小值.
【詳解】因?yàn)榭赊D(zhuǎn)化為:,則圓心為,半徑為.
設(shè)A關(guān)于直線(xiàn)的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)B的坐標(biāo)為,
則:,解得,即,
所以的最小值是,
故答案為:.
15. 若直線(xiàn)與曲線(xiàn)有兩個(gè)不同的交點(diǎn),則實(shí)數(shù)的取值范圍是______.
【答案】
【解析】
【分析】由題可知曲線(xiàn),表示圓心為,半徑,在直線(xiàn)及右側(cè)的半圓,作出直線(xiàn)與半圓,利用數(shù)形結(jié)合即得.
【詳解】方程是恒過(guò)定點(diǎn),斜率為的直線(xiàn),
曲線(xiàn),即,
表示圓心為,半徑,在直線(xiàn)及右側(cè)的半圓,半圓弧端點(diǎn)
在同一坐標(biāo)系內(nèi)作出直線(xiàn)與半圓),如圖,
當(dāng)直線(xiàn)與半圓C相切時(shí),得,且,
解得,又,
所以或,所以或.
故答案為:.
三、解答題.(本大題共5小題,共75分)解答應(yīng)寫(xiě)出文字說(shuō)明,證明過(guò)程或演算步驟.
16. 已知,,分別為銳角三角形三個(gè)內(nèi)角的對(duì)邊,且.
(1)求;
(2)若,,求;
(3)若,求的值.
【答案】(1)
(2)3(3)
【解析】
【分析】(1)根據(jù)題意由正弦定理以及銳角三角形可得;
(2)利用余弦定理解方程可得;
(3)根據(jù)二倍角以及兩角和的余弦公式即可計(jì)算出.
【小問(wèn)1詳解】
由于,所以,
由根據(jù)正弦定理可得,
所以,且三角形為銳角三角形,即
所以.
【小問(wèn)2詳解】
在中,由余弦定理知,
即,解得或(舍),
故.
【小問(wèn)3詳解】
由,可得,
所以,
,
即
17. 如圖,在三棱臺(tái)中,,,,側(cè)棱平面,點(diǎn)是棱的中點(diǎn).
(1)證明:平面;
(2)求點(diǎn)到平面的距離;
(3)求點(diǎn)到直線(xiàn)的距離.
【答案】(1)見(jiàn)解析(2)
(3)
【解析】
【分析】(1)建立空間直角坐標(biāo)系,利用向量法證明線(xiàn)線(xiàn)垂直;
(2)利用向量法求由點(diǎn)到面的距離公式求解;
(3)利用向量中點(diǎn)到直線(xiàn)的距離公式求解.
【小問(wèn)1詳解】
以點(diǎn)為原點(diǎn),分別以,,所在的直線(xiàn)為,,軸,建立如圖所示空間直角坐標(biāo)系,
則,,,,,,,
,,,,
∴,,
又∴,,平面,
∴平面
【小問(wèn)2詳解】
設(shè)平面的法向量,取,
則,即,故
令,解得,
故平面的一個(gè)法向量,
點(diǎn)到平面的距離.
【小問(wèn)3詳解】
,,
,
點(diǎn)到直線(xiàn)距離.
18. 求滿(mǎn)足下列條件的直線(xiàn)方程.
(1)過(guò)點(diǎn),且在兩坐標(biāo)軸上的截距相等的直線(xiàn)的方程;
(2)已知,,兩直線(xiàn),交點(diǎn)為,求過(guò)點(diǎn)且與距離相等的直線(xiàn)方程;
(3)經(jīng)過(guò)點(diǎn),并且與圓相切的直線(xiàn)方程.
【答案】(1)或;(2)或;
(3)或..
【解析】
【分析】(1)根據(jù)題意,分直線(xiàn)過(guò)原點(diǎn)和直線(xiàn)不過(guò)原點(diǎn)時(shí),兩種情況討論,結(jié)合直線(xiàn)截距式方程,即可求解;
(2)聯(lián)立方程組求得,分直線(xiàn)過(guò)點(diǎn)且與平行和直線(xiàn)過(guò)點(diǎn)和中點(diǎn),求得直線(xiàn)的斜率,結(jié)合點(diǎn)斜式方程,即可求解;
(3)根據(jù)題意,求得圓心,半徑,分切線(xiàn)斜率存在和切線(xiàn)斜率不存在,兩種情況討論,求得切線(xiàn)的方程,即可得到答案.
【詳解】解:(1)當(dāng)直線(xiàn)過(guò)原點(diǎn)時(shí),可得所求直線(xiàn)為,即,滿(mǎn)足題意;
當(dāng)直線(xiàn)不過(guò)原點(diǎn)時(shí),設(shè)直線(xiàn)的方程為,其中,
代入,可得,解得,
所以所求直線(xiàn)的方程為,即,
綜上可得,直線(xiàn)的方程為或.
(2)由題意,聯(lián)立方程組,解得,所以,
當(dāng)直線(xiàn)過(guò)點(diǎn)且與平行,可得,即直線(xiàn)的斜率,
所以直線(xiàn)的方程,即;
當(dāng)直線(xiàn)過(guò)點(diǎn)和中點(diǎn),因?yàn)椋?,可得,則,
所以直線(xiàn)方程,即,
綜上,滿(mǎn)足條件直線(xiàn)方程為或.
(3)將圓的方程,化為,可得圓心,半徑,
將點(diǎn)代入,可得,所以點(diǎn)在圓外,
①當(dāng)切線(xiàn)斜率存在時(shí),設(shè)切線(xiàn)方程為,即,
由圓心到直線(xiàn)的距離等于圓的半徑,可得,解得,
所以所求直線(xiàn)的方程為,即;
②當(dāng)切線(xiàn)斜率不存在時(shí),此時(shí)過(guò)點(diǎn)的直線(xiàn)方程為,
此時(shí)滿(mǎn)足圓心到直線(xiàn)距離等于圓的半徑,即直線(xiàn)與圓相切,符合題意,
綜上可得,所求切線(xiàn)為或.
19. 如圖所示,直角梯形中,,,,四邊形為矩形,,平面平面.
(1)求證:平面;
(2)求平面與平面夾角的余弦值;
(3)在線(xiàn)段上是否存在點(diǎn),使得直線(xiàn)與平面所成角的正弦值為,若存在,求出線(xiàn)段的長(zhǎng),若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
【答案】(1)見(jiàn)解析(2)
(3)存,
【解析】
【分析】(1)取中點(diǎn),連接,證明、、兩兩垂直,建立空間直角坐標(biāo)系,先證明直線(xiàn)向量與平面法向量數(shù)量積為零,進(jìn)而證明直線(xiàn)與平面平行;
(2)利用向量法即可求出二面角的余弦值;
(3)假設(shè)存在,設(shè),利用向量法根據(jù)線(xiàn)面角求出,從而可得出答案.
【小問(wèn)1詳解】
證明:取中點(diǎn),連接,
因?yàn)?,又因?yàn)椋?br>所以四邊形為平行四邊形,
所以,又因?yàn)椋裕?br>因?yàn)樗倪呅螢榫匦?,所以?br>又因?yàn)槠矫嫫矫妫矫嫫矫妫?br>所以平面,
又平面,所以,,
于是、、兩兩垂直,
建立如圖所示的空間直角坐標(biāo)系,
則,
則,2,,,0,,,2,,
設(shè)平面的法向量為,,,
,令,,0,,
因?yàn)?,所以?br>又因?yàn)槠矫?,所以平面?br>【小問(wèn)2詳解】
解:,,,,0,,
設(shè)平面的法向量為,,,
,可取,,,
,
所以平面與平面所成銳二面角的余弦值為;
【小問(wèn)3詳解】
假設(shè)存在,設(shè),
則,
所以,
因?yàn)橹本€(xiàn)與平面所成角的正弦值為,
所以,解得或,
當(dāng)時(shí),,,
當(dāng)時(shí),,,
所以存在點(diǎn),使得直線(xiàn)與平面所成角的正弦值為,.
20. 已知圓M與直線(xiàn)相切于點(diǎn),圓心M在軸上.
(1)求圓M的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)若直線(xiàn)與圓M交于P,Q兩點(diǎn),求弦的最短長(zhǎng)度;
(3)過(guò)點(diǎn)M且不與x軸重合的直線(xiàn)與圓M相交于A,B兩點(diǎn),O為坐標(biāo)原點(diǎn),直線(xiàn),分別與直線(xiàn)相交于C,D兩點(diǎn),記,的面積為,,求的最大值.
【答案】(1)
(2)
(3)的最大值為
【解析】
【分析】(1)設(shè)圓的方程為,再由直線(xiàn)與圓相切于點(diǎn),可得關(guān)于與的方程組,求得與的值,則圓的方程可求;
(2)直線(xiàn)恒過(guò)定點(diǎn),且該點(diǎn)在圓內(nèi),當(dāng)直線(xiàn)截圓的弦以定點(diǎn)為中點(diǎn)時(shí),弦長(zhǎng)最短;
(3)由題意知,,設(shè)直線(xiàn)的方程為,與圓的方程聯(lián)立求得的坐標(biāo),同理求得的坐標(biāo),進(jìn)一步求出與的坐標(biāo),寫(xiě)出,利用基本不等式求最值.
【小問(wèn)1詳解】
解:由題可知,設(shè)圓的方程為,
由直線(xiàn)與圓相切于點(diǎn),
得,解得,,
圓的方程為;
【小問(wèn)2詳解】
解:由直線(xiàn)
有:;
得,即
即直線(xiàn)恒過(guò)定點(diǎn);
又,即點(diǎn)在圓內(nèi)部;
圓的圓心為;設(shè)直線(xiàn)恒過(guò)定點(diǎn);
當(dāng)直線(xiàn)與直線(xiàn)垂直時(shí),圓心到直線(xiàn)的距離最長(zhǎng),此時(shí)弦長(zhǎng)最短;
此時(shí),弦長(zhǎng)最短為;
【小問(wèn)3詳解】
解:由題意知,,設(shè)直線(xiàn)的斜率為,則直線(xiàn)的方程為,
由,得,解得或,
則點(diǎn)的坐標(biāo)為,
又直線(xiàn)的斜率為,
同理可得:點(diǎn)的坐標(biāo)為
由題可知:,
,
又,同理,
.
當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)等號(hào)成立.
的最大值為.
【點(diǎn)睛】本題考查圓的方程的求法,考查含參直線(xiàn)過(guò)定點(diǎn)問(wèn)題及直線(xiàn)與圓位置關(guān)系的應(yīng)用,訓(xùn)練了利用基本不等式求最值,考查運(yùn)算求解能力,是中檔題.
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