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高二上學(xué)期第一次月考選擇題壓軸題50題專練【人教A版(2019)】1.(2023秋·山東煙臺·高二??奸_學(xué)考試)若向量a,b,c是空間的一個基底,向量m=a+b,n=a?bA.a(chǎn) B.b C.c D.2【解題思路】向量a→,b→,c→是空間的一個基底的充要條件為a→,【解答過程】向量a→,b→,c→是空間的一個基底,則a→,對于選項A:a→=12[(a→+b對于選項B:b→=12[(a→+b→)﹣(a→?b對于選項C:c→,m→,n→對于選項D:由選項A得:2a→=m→+n→,故2a故選C.2.(2023秋·全國·高二專題練習(xí))對于空間任意一點O和不共線的三點A,B,C,且有OP=xOA+yOB+zOC(x,y,z∈R),則x=2,y=?3,z=2是PA.必要不充分條件 B.充分不必要條件C.充要條件 D.既不充分又不必要條件【解題思路】利用空間中共面定理:空間任意一點O和不共線的三點A,B,C,且OP=xOA+yOB+zOC(x,y,z∈R),得P,A【解答過程】解:空間任意一點O和不共線的三點A,B,C,且OP則P,A,B,C四點共面等價于x+y+z=1若x=2,y=?3,z=2,則x+y+z=1,所以P,A,B,C四點共面若P,A,B,C四點共面,則x+y+z=1,不能得到x=2,y=?3,z=2所以x=2,y=?3,z=2是P,A,B,C四點共面的充分不必要條件故選B.3.(2023秋·河北邯鄲·高二??奸_學(xué)考試)設(shè)點A(2,?3)?B(?3,?2),若直線l過點P(1,1)且與線段AB相交,則直線l的斜率k的取值范圍是(
)A.k≥34或k≤?4 B.k≥C.?4≤k≤34 【解題思路】根據(jù)斜率的公式,利用數(shù)形結(jié)合思想進行求解即可.【解答過程】如圖所示:
依題意,kPA要想直線l過點P(1,1)且與線段AB相交,則k≥34或故選:A.4.(2023秋·高二課時練習(xí))在平面直角坐標系中,把橫、縱坐標均為有理數(shù)的點稱為有理點.若a為無理數(shù),則在過點Pa,?12A.有無窮多條直線,每條直線上至少存在兩個有理點B.恰有nn≥2C.有且僅有一條直線至少過兩個有理點D.每條直線至多過一個有理點【解題思路】分析斜率不存在的直線和斜率為0的直線上的有理點的個數(shù),再在斜率存在且不為0的直線上假設(shè)有兩個有理點M(x【解答過程】顯然直線y=?12過直線x=a上的所有點都不是有理點,其它過P點斜率存在且不為0的直線上假如有兩個有理點M(x1,則此直線的斜率為kMN=y1?因此此類直線上不可能有兩個或以上的有理點.所以AB均錯,C正確.故選:C.5.(2023·全國·高二專題練習(xí))已知正四面體ABCD的棱長為6,P是四面體ABCD外接球的球面上任意一點,則PA?PB的取值范圍為(A.6?66,6+66C.33?36【解題思路】根據(jù)題意,求得該正四面體的外接球的半徑R=362,進而得PA?PB【解答過程】如圖,設(shè)E,F分別為正四面體ABCD棱CD,AB中點,作AO′⊥平面BCD所以,由正四面體的性質(zhì)知B,E,O′三點共線,且BO′=因為正四面體ABCD的棱長為6,所以BO′=設(shè)四面體ABCD外接球的半徑為R,即OA=OB=R,所以,AO′?R2+所以O(shè)O′=A因為P是四面體ABCD外接球的球面上任意一點,所以,PA因為OA?OB+所以PA=9?93因為OF,所以9?9故選:B.6.(2023·全國·高二專題練習(xí))在棱長為2的正方體ABCD?A1B1C1D1中,EF是正方體ABCD?AA.?2,0 B.?1,0 C.0,1 D.0,2【解題思路】求出正方體ABCD?A1B1C1D1的外接球O的半徑【解答過程】設(shè)正方體ABCD?A1B1C1D則2R=23,可得R=3,所以,PE=PO當點OP與正方體ABCD?A1B1C當點P與正方體ABCD?A1B1C所以,1≤OP≤3,所以,PE故選:A.7.(2023·江西·校聯(lián)考二模)在直角△ABC,中AC=2,∠C=90°,AB上有一動點P,將△ACP沿CP折起使得二面角A′?CP?B=60°,則當A′BA.32 B.83 C.2 【解題思路】設(shè)∠ACP=θ,BC=a,用θ,a表示A′M,MN,BN,根據(jù)空間向量A′【解答過程】分別過A,B作AM⊥MC,BN⊥MC,垂足分別為M,N,連接A′設(shè)∠ACP=θ∈0,π2可得AM=2sin故A'∵A′B=又∵A′M⊥故A′∵θ∈0,π2可得A′B2=a又∵y=a2?3a+4可得當a=32時,y=a故當θ=π4,a=32時,故選:A.8.(2023·全國·高三專題練習(xí))已知點A(2,?3),B(?3,?2).若直線l:mx+y?m?1=0與線段AB相交,則實數(shù)m的取值范圍是(
)A.?∞,?34∪[4,+∞)C.15,+∞ 【解題思路】直線l過定點P(1,1),且與線段AB相交,利用數(shù)形結(jié)合法,求出PA、PB的斜率,從而得出l的斜率?m的取值范圍,即得解【解答過程】設(shè)直線l過定點P(x,y),則直線l:mx+y?m?1=0可寫成m(x?1)+y?1=0,令x?1=0,y?1=0,解得x=1,y=1.∴直線l必過定點kPA=?3?12?1=?4,kPB=
∴由圖象知,?m≥34或?m≤?4,解得m≤?3則實數(shù)m的取值范圍是?∞,?3故選:A.9.(2023春·安徽安慶·高二??茧A段練習(xí))已知a>0,b>0,兩直線l1:a?1x+y?1=0,l2:x+2by+1=0,且l1⊥A.2 B.4 C.6 D.8【解題思路】由直線垂直得a,b間的關(guān)系,然后湊配出積的定值,求得最小值.【解答過程】因為l1⊥l2,所以又a>0,b>0,所以2a+1b=(a+2b)故選:D.10.(2023·全國·高二專題練習(xí))已知在△ABC中,其中B(1,4),C(6,3),∠BAC的平分線所在的直線方程為x?y+1=0,則△ABC的面積為(
)A.52 B.102 C.8 【解題思路】首先求得直線x?y+1=0與直線BC的交點D的坐標,利用D到直線AB,AC的距離相等列方程,解方程求得A點的坐標.利用A到直線BC的距離以及BC的長,求得三角形ABC的面積.【解答過程】直線BC的方程為y?4=?15x?1由x+5y?21=0x?y+1=0解得D設(shè)Aa,a+1,a≠83,直線a?3x?a?1y+3a?1,a?2x?a?6a?3×2a?1632a2a2?83a=0,解得a=0所以A0,1到直線BC的距離為5?2112+5故選:C.11.(2023春·浙江·高二學(xué)業(yè)考試)如圖所示,△ABC是邊長為3正三角形,AC=3AD,S是空間內(nèi)一點,θ1,θ2分別是S?AB?C,S?BC?A的二面角,滿足tanθ1=2
A.367 B.967 C.【解題思路】先求得BD,根據(jù)二面角以及解直角三角形等知識分別求得cos∠SBA和cos【解答過程】由于AC=3AD,所以由余弦定理得BD=1+9?2×1×3×則cos∠DBA=9+7?12×3×所以sin∠DBA=1?5同理可求得tan∠DBC=
設(shè)O∈平面ABC,且SO⊥平面ABC,過O作OE⊥AB,垂足為E,過O作OF⊥BC,垂足為F,連接SE,SF,由于AB,BC?平面ABC,所以SO⊥AB,SO⊥BC,由于OE∩SO=O,OE,SO?平面SOE,所以AB⊥平面SOE,由于SE?平面SOE,所以AB⊥SE,所以∠SEO=θ同理可證得∠SFO=θ2,依題意即SOOE設(shè)∠OBF=α,∠OBE=β,則sinα=所以sinα=22sinα=3所以B,O,D三點共線,而BD?平面ABC,所以SO⊥BD,tanα=OFBF連接SD,過D作DG⊥SB,垂足為G,則DG=1,所以BG=72?1由cos∠SBA=BE=6即2825cos2∠SBA=6由cos∠SBC=BF=6即74cos2∠SBC=6所以cos∠SBA+cos∠SBC=
故選:D.12.(2023·全國·高二專題練習(xí))平面直角坐標系中下列關(guān)于直線的幾何性質(zhì)說法中,正確的有幾個(
)①直線l:x+y?3=0過點P②直線y=kx?2在y軸的截距是2③直線x?y+4=0的圖像不經(jīng)過第四象限④直線x?3y+1=0A.1 B.2 C.3 D.4【解題思路】①代入驗證即可;②當x=0時可得在y軸的截距;③由k>0,b>0可判斷;④先求斜率可得傾斜角.【解答過程】①將P1,2代入x+y?3=0得1+2?3=0②當x=0時,y=?2,故在y③由x?y+4=0得y=x+4,故k=1>0,b=4>0故其圖像不經(jīng)過第四象限,故正確;④x?3y+1=0的斜率為33故選:C.13.(2023·全國·高二專題練習(xí))在正四棱錐P?ABCD中,若PE=23PB,PF=13PC,平面AEF與棱PD交于點A.746 B.845 C.745【解題思路】利用A、E、F、G四點共面,PG=25PD,由錐體體積公式,求出VP?AEF【解答過程】如圖所示,
設(shè)PG=λPD,由A、E、F、設(shè)AF=xAE+y即AP+得23又AP,AB,AD不共面,則23?y?x3+λy=0設(shè)?1,?2分別是點F到平面PAE和點C到平面PAB的距離,則所以VP?AEFVP?ABC=1同理,VP?AGFVP?ADC=VV則四棱錐P?AEFG與四棱錐P?ABCD的體積比為845故選:B.14.(2023·全國·高二專題練習(xí))在空間直角坐標系中,OA=2a,2b,0,OB=c?1,d,1A.OA·OB的最小值為6 B.C.AB最大值為26 D.AB最小值為1【解題思路】根據(jù)題意可設(shè)a=cosθ,b=sinθ,c=2cosφ,d=2sinφ,根據(jù)數(shù)量積的定義可得OA·OB=4【解答過程】根據(jù)題意可設(shè)a=cos則OA·當θ=0,φ=?π時,OA·當θ=π,φ=?π時,OA·另一方面,AB==≤10+8+4+4當θ=2π,φ=π時可以取到最大值26,進一步變形上式,AB≥=10+4令4cos則AB=當cosθ=?綜上可得,只有B錯誤,故選B.15.(2023秋·湖北·高二校聯(lián)考開學(xué)考試)在四面體ABCD中(如圖),平面ABD⊥平面ACD,△ABD是等邊三角形,AD=CD,AD⊥CD,M為AB的中點,N在側(cè)面BCD上(包含邊界),若MN=xAB+yAC+z
A.若x=12,則MN∥平面ACD B.若z=0C.當MN最小時,x=14 D.當MN【解題思路】根據(jù)可證CD⊥平面ABD,設(shè)BN=λBC+μBD,且λ,μ∈0,1,λ+μ≤1,進而可得x=12?λ?μy=λz=μ,對于A:若x=12,則點N即為點B,進而可得結(jié)果;對于B:若z=0,可得點N在線段BC【解答過程】因為AD⊥CD,平面ABD⊥平面ACD,平面ABD∩平面ACD=AD,CD?平面ACD,所以CD⊥平面ABD,且BD?平面ABD,可得CD⊥BD,又因為N在側(cè)面BCD上(包含邊界),設(shè)BN=λBC+μ可得MN=1又因為MN=xAB+yAC+z對于選項A:若x=12?λ?μ=12,則λ=μ=0顯然MN∩平面ACD=A,故A錯誤;對于選項B:若z=μ=0,則BN=λBC,可得點N在線段由CD⊥平面ABD,可知當且僅當點N為點B,MN⊥CD,故B錯誤;過M作ME⊥BD,垂足為E,可得BE=BM?
因為CD⊥平面ABD,ME?平面ABD,則ME⊥CD,且BD∩CD=D,BD,CD?平面BCD,所以ME⊥平面BCD,可得MN=對于選項C:顯然當點N即為點E時,MN最小,此時λ=0,μ=1可得y=0,z=1對于選項D:顯然當點N即為點C時,NE最大,則MN最大,此時λ=1,μ=0,可得y=1,z=0,x=1故選:C.16.(2023·全國·高二專題練習(xí))如圖,在四棱錐P?ABCD中,底面ABCD為平行四邊形,且AB=AP=6,AD=2,∠BAD=∠BAP=∠DAP=60°,E,F(xiàn)分別為PB,PC上的點,且PE=2EB,PF=FC,A.1 B.2 C.2 D.6【解題思路】根據(jù)給定條件選定基底向量AB,AD,【解答過程】在四棱錐P?ABCD中,底面ABCD為平行四邊形,連接AC,如圖,PE=2EB,則EF=1又AB=AP=6,AD=2,∠BAD=∠BAP=∠DAP=60°,則AB?AD=因此,|=1故選:B.17.(2023秋·高二單元測試)數(shù)學(xué)家歐拉在1765年發(fā)現(xiàn),任意三角形的外心、重心、垂心位于同一條直線上,這條直線稱為歐拉線已知ΔABC的頂點A2,0,B0,4,若其歐拉線的方程為x?y+2=0A.?4,0 B.?3,?1 C.?5,0 D.?4,?2【解題思路】設(shè)出點C的坐標,由重心坐標公式求得重心,代入歐拉線得一方程,求出AB的垂直平分線,和歐拉線方程聯(lián)立求得三角形的外心,由外心到兩個頂點的距離相等得另一方程,兩方程聯(lián)立求得點C的坐標【解答過程】設(shè)C(m,n),由重心坐標公式得,三角形ABC的重心為2+m3,4+n3代入歐拉線方程得:2+mAB的中點為(1,2),kAB=4?00?2=?2即x2y+3=0.聯(lián)立x?2y+3=0x?y+2=0解得∴△ABC的外心為(1,1).則(m+1)2+(n1)2=32+12=10,整理得:m2+n2+2m2n=8②聯(lián)立①②得:m=4,n=0或m=0,n=4.當m=0,n=4時B,C重合,舍去.∴頂點C的坐標是(4,0).故選A.18.(2023秋·河北邯鄲·高二統(tǒng)考期末)已知點P在直線l:3x+4y?20=0上,過點P的兩條直線與圓O:x2+y2=4分別相切于A,B兩點,則圓心OA.32 B.455 C.【解題思路】得到P,A,O,B四點共圓,且圓的直徑為OP,從而設(shè)出Pm,n,表達出圓心和半徑,寫出圓的方程,與x2+y2=4相減后得到直線AB的方程為4?mx?ny=0,利用點到直線距離公式得到圓心O到直線AB的距離【解答過程】由題意得:P,A,O,B四點共圓,且圓的直徑為OP,設(shè)Pm,n,則3m+4n?20=0則OP的中點為圓心,圓心坐標為m2,n所以圓的方程為:x?m整理得:x2將x2+y2=4故直線AB的方程為4?mx?ny=0,圓心O到直線AB的距離d=4因為3m+4n?20=0,所以m2當且僅當m=12故d=4故選:D.19.(2023·全國·高二專題練習(xí))數(shù)學(xué)家歐拉于1765年在他的著作《三角形的幾何學(xué)》中首次提出定理:三角形的外心(三邊中垂線的交點)、重心(三邊中線的交點)、垂心(三邊高的交點)依次位于同一直線上,且重心到外心的距離是重心到垂心距離的一半,這條直線被后人稱之為三角形的歐拉線.已知△ABC的頂點為A(0,0),B(m,0),C(2,n),且歐拉線方程為x+2y?5=0,則△ABC的重心到垂心的距離為(
)A.53 B.54 C.55【解題思路】確定重心為Gm+23,n3,代入方程得到m+2n=13,確定垂心H(2,a),代入方程得到a=【解答過程】△ABC的頂點為A(0,0),B(m,0),C(2,n),所以重心Gm+2代入歐拉線方程,得m+23+2n因為A(0,0),B(m,0)都在x軸,C(2,n),故可設(shè)垂心H(2,a),代入歐拉線方程,得2+2a?5=0,a=32,垂心kHB?km+2n=134m=3n+8,解得n=4m=5,故重心為G7故選:D.20.(2023·全國·高二專題練習(xí))設(shè)m∈R,過定點A的動直線x+my+1=0和過定點B的動直線mx?y?2m+3=0交于點Px,y,則PA+PBA.25 B.32 C.3【解題思路】根據(jù)動直線方程求出定點A,B的坐標,并判斷兩動直線互相垂直,進而可得|PA|2+|PB【解答過程】解:由題意,動直線x+my+1=0過定點A(?1,0),直線mx?y?2m+3=0可化為(x?2)m+3?y=0,令x?2=03?y=0,可得B(2,3)又1×m+m×(?1)=0,所以兩動直線互相垂直,且交點為P,所以|PA|因為|PA|所以PA+PB≤故選:D.21.(2023秋·全國·高二隨堂練習(xí))對于直線l:ax+ay?1a=0①無論a如何變化,直線l的傾斜角大小不變;②無論a如何變化,直線l一定不經(jīng)過第三象限;③無論a如何變化,直線l必經(jīng)過第一、二、三象限;④當a取不同數(shù)值時,可得到一組平行直線.其中正確的個數(shù)是(
)A.1 B.2 C.3 D.4【解題思路】將直線化為斜截式方程,得出直線的斜率與傾斜角,可判斷①正確,④正確;由直線的縱截距為正,可判斷②正確,③錯誤.【解答過程】直線l:ax+ay?1a=0(a≠0),可化簡為:x+y?1a2=0,即y=?x+1a2,則直線的斜率為?1,傾斜角為故選:C.22.(2023春·上海寶山·高二??奸_學(xué)考試)A?2,0,B2,0,C0,2,E?1,0,F(xiàn)1,0,一束光線從點F出發(fā)射到BC上的點D,經(jīng)BC反射后,再經(jīng)AC反射,落到線段AEA.?∞,2 C.1,+∞ D.【解題思路】先根據(jù)題意求得A?2,0關(guān)于直線BC對稱的點為A12,4,點E?1,0關(guān)于直線AC的對稱點為E1?2,【解答過程】設(shè)直線BC方程為y=kx+b,則0=2k+b2=b,解得k=?1b=2,即BC:y=?x+2,即設(shè)A?2,0關(guān)于直線BC對稱的點為A1x,y,則yx+2=1同理可得:點E?1,0關(guān)于直線AC:y=x+2點E1?2,1關(guān)于直線BC:y=?x+2的對稱點為如圖所示:利用光線反射的性質(zhì)可知,當這束光線反射后最終經(jīng)過點A時,則其先經(jīng)過點N;當這束光線反射后最終經(jīng)過點E時,則其先經(jīng)過點M;所以點M,N之間為點D的變動范圍,因為E21,4,F(xiàn)1,0,所以直線F所以kFD>k故選:D.23.(2023春·河北石家莊·高三??茧A段練習(xí))已知圓C是以點M(2,23)和點N(6,?23)為直徑的圓,點P為圓C上的動點,若點A(2,0),點B(1,1),則A.26 B.4+2 C.8+52 【解題思路】由題設(shè)可知圓C:(x?4)2+y2=16,在坐標系中找到D(?4,0)【解答過程】由題設(shè),知:C(4,0)且|MN|=(?23?2∴圓C:(x?4)2如上圖,坐標系中D(?4,0)則OD=2AC=CP=OC=4,∴ACCP=PCDC=12,即∴2|PA|?|PB|=|PD|?|PB|,在△PBD中|PD|?|PB|<|BD|,∴要使|PD|?|PB|最大,P,B,D共線且最大值為|BD|的長度.∴|BD|=(1+4)故選:A.24.(2023·全國·高三專題練習(xí))已知二次函數(shù)y=x2?2x+m?(m≠0)交x軸于A,B兩點(A,B不重合),交y軸于C①圓心M在直線x=1上;②m的取值范圍是(0,1);③圓M半徑的最小值為1;④存在定點N,使得圓M恒過點N.A.①②③ B.①③④ C.②③ D.①④【解題思路】根據(jù)圓的的性質(zhì)得圓心橫坐標為1;根據(jù)二次函數(shù)的性質(zhì)與二次函數(shù)與x軸有兩個焦點可得m的取值范圍;假設(shè)圓方程為(x?1)2+(y?b)【解答過程】二次函數(shù)y=x2?2x+m因為對稱軸x=1為線段AB的中垂線,所以圓心在直線x=1上,故①正確;因為二次函數(shù)與x軸有兩點不同交點,所以Δ=4?4m>0,即m<1,故②錯誤;不妨設(shè)A在B的左邊,則A(1?1?m,0),設(shè)圓方程為(x?1)21?1?mb=m+12因為m<1,所以r2=1由上得圓方程為(x?1)2即x2?2x+y故選D.25.(2023秋·全國·高二隨堂練習(xí))直線x+y+2=0分別與x軸,y軸交于A,B兩點,點P在圓x?22+y2=2上,則A.2?,??6 B.4?,【解題思路】先求出A,B兩點坐標得到AB,再計算圓心到直線距離,得到點P到直線距離范圍,由面積公式計算即可【解答過程】∵直線x+y+2=0分別與x軸,y軸交于A∴A?∵點P在圓(x∴圓心為(2,0),則圓心到直線距離d故點P到直線x+y+2=0的距離則S故選A.26.(2023秋·高二課時練習(xí))已知圓C1:x?12+y+12=1,圓C2:x?42+y?52=9,點A.35+4 B.9 C.7 【解題思路】分析可知PN?PMmax=PC2?PC1【解答過程】圓C1:x?12+圓C2:x?42+∵PN又PNmax=P∴PN點C24,5關(guān)于x軸的對稱點為PC所以,PN?故選:B.27.(2023·全國·高二專題練習(xí))阿波羅尼斯是古希臘著名數(shù)學(xué)家,與歐幾里得、阿基米德被稱為亞歷山大時期數(shù)學(xué)三巨匠,他對圓錐曲線有深刻且系統(tǒng)的研究,主要研究成果集中在他的代表作《圓錐曲線》一書中,阿波羅尼斯圓是他的研究成果之一,指的是:已知動點M與兩定點A,B的距離之比為λ(λ>0,λ≠1),那么點M的軌跡就是阿波羅尼斯圓.如動點M與兩定點A95,0,B5,0的距離之比為35時的阿波羅尼斯圓為x2+y2=9.下面,我們來研究與此相關(guān)的一個問題:已知圓O:xA.2+10 B.21 C.26 D.【解題思路】取點N(?4,0),推理證明得|MN|=2|MA|,把問題轉(zhuǎn)化為求點M到定點B,N距離和的最小值作答.【解答過程】如圖,點M在圓O:x2+y2=4上,取點當點O,M,N不共線時,|OM||OA|=|ON||OM|=2,又∠AOM=∠MON則有|MN||MA|=|OM||OA|=2,當點O,M,N因此2MA+MB=|MN|+|MB|≥|BN|=(?4?1)2+所以2MA+MB故選:C.28.(2023·全國·高三專題練習(xí))已知點A?1,0,B1,0,C0,1,直線y=ax+ba>0將△ABC分割為面積相等的兩部分,則A.0,1 B.1?22,12 【解題思路】先求得直線y=ax+b(a>0)與x軸的交點為M(?ba,0),由?ba≤0可得點M在射線OA上.求出直線和BC的交點N的坐標,①若點M和點A重合,求得b=13;②若點M在點O和點A之間,求得13<b<12;③若點【解答過程】由題意可得,三角形ABC的面積為12由于直線y=ax+ba>0a>0與x軸的交點為M?由直線y=ax+ba>0將△ABC分割為面積相等的兩部分,可得b>0,故?ba<0,故點M設(shè)直線y=ax+b和BC的交點為N,則由y=ax+bx+y=1可得點N的坐標為1?b①若點M和點A重合,如圖:則點N為線段BC的中點,故N(12,1把A、N兩點的坐標代入直線y=ax+b,求得a=b=1②若點M在點O和點A之間,如圖:此時b>13,點N在點B和點C之間,由題意可得三角形NMB的面積等于即12?MB?yN=12,即1故有13③若點M在點A的左側(cè),則b<13,由點M的橫坐標?ba<?設(shè)直線y=ax+b和AC的交點為P,則由y=ax+by=x+1求得點P的坐標為1?b此時,由題意可得,三角形CPN的面積等于12,即1即121?b?1?ba+1?由于此時b>a>0,0<a<1,∴2(1﹣b)2=|a2﹣1|=1﹣a2.兩邊開方可得21?b=1?a2<故有1?22綜上可得b的取值范圍應(yīng)是1?2故選:B.29.(2023秋·全國·高二階段練習(xí))在平面直角坐標系中,已知點Pa,b滿足a+b=1,記d為點P到直線x?my?2=0的距離.當a,b,m變化時,A.1 B.2 C.3 D.4【解題思路】根據(jù)直線l:x?my?2=0過定點A確定出對于給定的一點P,d取最大值時PA⊥l且dmax=PA,然后根據(jù)點P為正方形上任意一點求解出PA【解答過程】直線l:x?my?2=0過定點A2,0對于任意確定的點P,當PA⊥l時,此時d=PA當PA不垂直l時,過點P作PB⊥l,此時d=PB因為PB⊥AB,所以PA>PB,所以由上可知:當P確定時,dmax即為PA,且此時PA⊥l又因為P在如圖所示的正方形上運動,所以dmax當PA取最大值時,P點與M?1,0重合,此時PA所以dmax故選:C.30.(2023·全國·高二專題練習(xí))我國著名數(shù)學(xué)家華羅庚曾說“數(shù)缺形時少直觀,形少數(shù)時難入微;數(shù)形結(jié)合百般好,隔離分家萬事休.”事實上,很多代數(shù)問題可以都轉(zhuǎn)化為幾何問題加以解決,列如,與(x?a)2+(y?b)2相關(guān)的代數(shù)問題,可以轉(zhuǎn)化為點x,y與點a,b之間的距離的幾何問題.已知點Mx1,y1在直線l1:y=x+2A.722 B.1122 【解題思路】根據(jù)兩點距離公式將目標函數(shù)轉(zhuǎn)化為點Mx1,y1到點A0,4的距離與點Nx2,y2到點B【解答過程】由已知x12+y1x2?52+y所以x1過點A作AC⊥l1,垂足為因為直線l1的方程為x?y+2=0,A所以AC=又直線l1:y=x+2與直線l2所以MN=所以MN//所以四邊形AMNC為平行四邊形,所以AM=所以x1又CN+當且僅當C,N,B三點共線時等號成立,所以當點N為線段CB與直線l2x12+因為過點A0,4與直線l1垂直的直線的方程為聯(lián)立y=?x+4y=x+2,可得x=1所以點C的坐標為1,3,所以CB=所以x12+故選:D.31.(2023·全國·高二專題練習(xí))瑞士數(shù)學(xué)家歐拉1765年在其所著的《三角形的幾何學(xué)》一書中提出:任意三角形的外心、重心、垂心在同一條直線上,后人稱這條直線為歐拉線.已知△ABC的頂點A?3,0,B1,3,其歐拉線方程為13x?33y+22=0,則頂點C的坐標可以是(A.2,0 B.?1,?2411 C.2,?1 【解題思路】設(shè)出點C的坐標,求出△ABC的重心并代入歐拉線方程,驗證并排除部分選項,余下選項再由外心、垂心驗證判斷作答.【解答過程】設(shè)頂點C的坐標為(a,b),則△ABC的重心坐標為(a?2依題意,13×a?23?33×對于A,當a=2,b=0時,13a?33b?59=?33,不滿足題意,排除A;對于D,當a=?4919,b=對于B,當a=?1,b=?2411時,對于C,當a=2,b=?1時,13a?33b?59=13×2?33×(?1)?59=0,直線AB的斜率k=34,線段AB中點(?1,32),線段AB由4x+3y?12=013x?33y+22=0解得:x=?11若點C(?1,?2411),則直線BC的斜率k′=5722,線段BC顯然5722×(?60121)≠?1若點C(2,?1),則直線BC的斜率k1=?4,線段BC中點(32,1),線段BC由x?4y+52=04x+3y?12=0解得x=?△ABC邊AB上的高所在直線:y+1=?43(x?2)邊BC上的高所在直線:y=14(x+3)由4x+3y=5x?4y=?3解得:x=1119y=1719,則即△ABC的垂心在直線13x?33y+22=0上,選項C滿足題意.故選:C.32.(2023秋·湖南長沙·高三??奸_學(xué)考試)在平面直角坐標系xOy中,若圓C1:(x+4)2+(y?1)2=r2(r>0)上存在點P,且點PA.(3,7) B.[3C.(3,+∞) 【解題思路】求出圓C1關(guān)于直線y=x+1的對稱圓的方程,由對稱圓與圓C【解答過程】圓C1:(x+4)設(shè)C1(?4,1)關(guān)于直線y=x+1的對稱點為所以1+b2=?4+aC1(?4,1)關(guān)于直線y=x+1的對稱點為由題意得,以C3為圓心,以r為半徑的圓與圓C所以|r?2|≤C2C故選:B.
33.(2023秋·廣西百色·高三校聯(lián)考階段練習(xí))圓M:x?22+y?12A.x+2y=0 B.4x+3y=0C.x?2y+5=0 【解題思路】由圓與圓位置關(guān)系的判斷可知兩圓外離,得公切線條數(shù);根據(jù)兩圓半徑相同可確定兩條公切線過0,0,兩條公切線平行于MN,假設(shè)公切線方程,利用圓心到直線距離等于半徑可構(gòu)造方程求得公切線.【解答過程】由兩圓方程得:圓心M2,1,N?2,?1,半徑∵兩圓圓心距d=2+22+1+12∵兩圓半徑相同,∴兩圓兩條公切線經(jīng)過MN中點0,0,兩條公切線與MN平行,∵經(jīng)過MN中點的公切線斜率顯然存在,可設(shè)為:y=kx,∴2k?1k2+1=1,解得:k=0或k=∵kMN=1??12??2=1∴2t1+4=1,解得:t=±52綜上所述:兩圓的公切線方程為:y=0或4x?3y=0或x?2y+5=0或故選:C.34.(2023秋·浙江溫州·高二校考開學(xué)考試)如圖,正方體ABCD?A1B1C1D1的棱長為1,正方形ABCD的中心為O,棱CC
A.OEB.SC.點F到直線OD1D.異面直線OD1與EF【解題思路】以D為原點,DA,DC,DD1分別為x,y,z軸建立空間直角坐標系D?xyz,計算OE?【解答過程】以D為原點,DA,DC,DD1分別為x,y,z軸建立空間直角坐標系
D0,0,0,O12,12,0,B1,1,0OE=?12,故選項A正確;OF=0,12,1則sinOES△FOEOD1=sinO點F到直線OD1的距離EF=12則令異面直線OD1與EF所成角θ,可得故選:D.35.(2023·全國·高二專題練習(xí))已知點P為直線l:x+y?2=0上的動點,過點P作圓C:x2+2x+y2=0的切線PA,PB,切點為A,B,當PCA.3x+3y+1=0 B.3x+3y?1=0C.2x+2y+1=0 D.2x+2y?1=0【解題思路】先利用圓切線的性質(zhì)推得A,P,B,C四點共圓,AB⊥CP,從而將PC?AB轉(zhuǎn)化為2PA,進而確定PC⊥l時PC【解答過程】因為圓C:x2+2x+y所以圓心C?1,0,半徑為r=1
因為PA,PB是圓C的兩條切線,則PA⊥AC,PB⊥BC,由圓的知識可知,A,P,B,C四點共圓,且AB⊥CP,PA=PB,所以PC?AB=4所以當PC最小,即PC⊥l時,PC?AB取得最小值,此時PC的方程為聯(lián)立y=x+1x+y?2=0,解得x=12故以PC為直徑的圓的方程為x?12(x+1)+y又圓C:x兩圓的方程相減即為直線AB的方程:3x+3y+1=0.故選:A.36.(2023·全國·高二專題練習(xí))已知動直線l與圓O:x2+y2=4交于A,B兩點,且∠AOB=120°.若l與圓(x?2)2A.10?46 B.1 C.46【解題思路】根據(jù)題意當動直線經(jīng)過圓(x?2)2+y2=25的圓心時,可得到弦長的最大值為該圓的直徑,再設(shè)線段AB的中點為C,從而得到動直線l在圓x2+y2【解答過程】由題意可知圓(x?2)2+y2=25則當動直線經(jīng)過圓心,即點A或B與圓心(2,0)重合時,如圖1,此時弦長t取得最大值,且最大值為tmax設(shè)線段AB的中點為C,在△AOB中,由OA=OB=2,且∠AOB=120°,則OC=1,則動直線l在圓x2所以當動直線l與x軸垂直,且點C的坐標為(?1,0)時,如圖2,此時弦長t取得最小值,且最小值為tmin所以t的最大值與最小值之差為2.故選:D.37.(2023秋·高二單元測試)已知A2,0,點P為直線x?y+5=0上的一點,點Q為圓x2+y2A.52+22 B.52?22【解題思路】令12AQ=MQ,可得M點的坐標為12【解答過程】設(shè)Mx,0,Qx則1?x12+y12=1?x=如圖,當P,Q,M三點共線時,且PM垂直于直線x?y+5=0時,PQ+MQ有最小值,為PM,即直線x?y+5=0到點M距離,為故選:D.38.(2023春·江蘇鎮(zhèn)江·高二校考階段練習(xí))已知圓C:(x?1)2+y2=2,若存在過的P2,a的直線與圓C相交于不同兩點A,BA.?3B.?3C.?3,3D.?【解題思路】根據(jù)圓的割線定理,結(jié)合圓的性質(zhì)進行求解即可.【解答過程】圓C:x?12+y2因為PA=AB,所以點于是有(2?1)2+a2>2?由圓的割線定理可知:PA?因為PA=AB,所以于是有2AB因為AB≤2r=2所以AB2=a2?1所以a∈?故選:D.39.(2023·全國·高三專題練習(xí))已知EF是圓C:x2+y2?2x?4y+3=0的一條弦,且CE⊥CF,P是EF的中點,當弦EF在圓C上運動時,直線l:x?y?3=0上存在兩點A,B,使得A.42?2 C.22?1 【解題思路】根據(jù)已知條件先確定出點P的軌跡方程,然后將問題轉(zhuǎn)化為“以AB為直徑的圓要包括圓(x?1)2+(y?2)2=1”,由此利用圓心C1,2到直線【解答過程】由題可知:⊙C:(x?1)2+(y?2)2又CE⊥CF,P是EF的中點,所以CP=1所以點P的軌跡方程(x?1)2+(y?2)2=1若直線l:x?y?3=0上存在兩點A,B,使得∠APB≥π則以AB為直徑的圓要包括圓(x?1)2點C1,2到直線l的距離為d=所以AB長度的最小值為2d+1故選:B.40.(2023秋·江蘇·高二校聯(lián)考開學(xué)考試)已知圓C的半徑為1,圓心在直線l:y=x+3上.點A?1,0,B1,0.若圓C上存在點P,使得PA2+PB2A.?3,?2 B.?3,0 C.?2,?1 D.?1,0【解題思路】設(shè)圓心Ca,a+3,表示出圓C,設(shè)Px,y,依題意可得【解答過程】依題意設(shè)圓心Ca,a+3,則圓C:x?a設(shè)Px,y,由PA2即x2依題意即圓C與圓x2+y2=4即圓心C的橫坐標a的取值范圍為?3,0.故選:B.41.(2023春·安徽滁州·高三??奸_學(xué)考試)已知圓C:(x?2)2+y2=2,點P是直線l:4x?y?2=0上的動點,過點P引圓C的兩條切線PA、PB,其中A、BA.(23,?13) B.(?【解題思路】根據(jù)圓的切線性質(zhì),結(jié)合圓的標準方程、圓與圓的位置關(guān)系進行求解即可.【解答過程】因為PA、PB是圓C的兩條切線,所以PA⊥AC,PB⊥BC,因此點A、B在以PC為直徑的圓上,因為點P是直線l:4x?y?2=0上的動點,所以設(shè)P(m,4m?2),點C(2,0),因此PC的中點的橫坐標為:m+22,縱坐標為:4m?212PC=(x?m+22)2+(1)?(2)得:(2?m)x?(4m?2)y+2m?2=0,即為直線AB的方程,由(2?m)x?(4m?2)y+2m?2=0?2x+2y?2=m(x+4y?2)?2x+2y?2=0x+4y?2=0?x=2故選:D.42.(2023秋·全國·高二階段練習(xí))已知圓O:x2+y2=2,過直線l:2x+y=5在第一象限內(nèi)一動點P作圓O的兩條切線,切點分別是A,B,直線AB與兩坐標軸分別交于MA.12 B.1625 C.25【解題思路】設(shè)Px0,y0【解答過程】設(shè)Px0,設(shè)Ax當x1≠0,y1≠0時,kAO?kPA即xx1+yy1=x12+y12,而將P的坐標代入上述直線方程,則有x1于是直線AB的方程為x0分別令x=0,y=0,易得xM=2△OMN的面積為S=1當且僅當2x0=y0所以△OMN面積的最小值為1625故選:B.43.(2023春·廣東陽江·高二統(tǒng)考期末)在正方體ABCD?A1B1C1D1中,M,N,P分別為棱AB,CCA.B1?MBC的外接球面積為9π B.直線PQC.正方體被平面MNP截得的截面為正六邊形 D.點Q的軌跡長度為3π【解題思路】可證明正方體被平面MNP截得的截面為正六邊形,故可判斷C的正誤,利用面面平行的判定定理可判斷B的正誤,利用補體法可求B1?MBC的外接球的直徑后可判斷A的正誤,利用向量的方法可求D到平面MNP的距離,從而可求點【解答過程】如圖,設(shè)A1D1,A由正方體的性質(zhì)可得A1C1//RN故SP//A1C1同理,S,P,T,N也四點共面,故同理R,N,T,M也四點共面,故S,P,正方體被平面MNP截得的截面為六邊形,SP=PN=NT=TM=MT=RS=SP=2因為平面MNP∩平面B1BCC1=NT而平面B1BCC1//而NT為三角形BCC1的中位線,故NT//但∠PSR與∠A1C1B方向相反,故∠PSR故∠A1C1同理∠SRM=∠RMT=∠MTN=∠TNP=∠NPS=120°,故正方體被平面MNP截得的截面為正六邊形,故C正確.由A1C1//RN,RN?平面A1B1C同理故RS//平面A1B1C故平面A1B1C//平面MNP,而PQ?平面MNP對于A,將三棱錐B1?MBC補成如圖所示的長方體其中H,G分別為A1B1則其外接球的直徑即為MBCG?HB1C故三棱錐B1?MBC的外接球的表面積為
建立如圖所示的空間直角坐標系,
則D0,0,0故MN=設(shè)平面MNP的法向量為m=x,y,z,則故?2x+y+z=0?2x+2z=0,取x=1,則z=1,y=1故m=1,1,1,而故D到平面MNP的距離為d=DP而DQ=2,故點Q的軌跡為平面MNP該圓的半徑為4?2=1,故圓的周長為2故選:D.44.(2023·吉林長春·東北師大附中校考模擬預(yù)測)四棱柱ABCD?A1B1C1D1中,側(cè)棱AA1⊥底面ABCD,AB∥CD,2AB=BC=CD,BC⊥CD,側(cè)面A1ABB1A.55 B.255 C.2【解題思路】建立空間直角坐標系,確定各點坐標,設(shè)球心O1,?,12,根據(jù)OA=OC得到?=【解答過程】如圖所示:以CD,CB,CC1分別為設(shè)AB=1,則A1,2,0,C0,0,0,球心O在平面CDD1C1的投影坐標為則OA=OC,即1?12解得?=34,則設(shè)E2,0,a,a∈0,1,EA=cos設(shè)7+a=t,則a=7?t,t∈7,8則14+2a3當t=547時,有最大值為此時直線AE與OB所成的角最小,對應(yīng)的正弦值為1?2故選:D.45.(2023秋·高二單元測試)如圖,點P是棱長為2的正方體ABCD?A1B
A.當P在平面BCC1BB.當P在線段AC上運動時,D1P與AC.使直線AP與平面ABCD所成的角為45o的點P的軌跡長度為D.若F是A1B1的中點,當P在底面ABCD上運動,且滿足PF//平面B1【解題思路】由底面正方形ADD1A1的面積不變,點以D為原點,建立空間直角坐標系,設(shè)P(x,2?x,0),則D1由直線AP與平面ABCD所成的角為45°,作PM⊥平面ABCD,得到點P設(shè)P(m,m,0),求得平面CB1D1的一個法向量為【解答過程】對于A中:底面正方形ADD1A1的面積不變,點所以四棱錐P?AA對于B中:以D為原點,DA,DC,DD1所在的直線分別為x軸、y軸和z軸,建立空間直角坐標系,可得設(shè)P(x,2?x,0),0≤x≤2,則D1設(shè)直線D1P與A1C1因為0≤x?1≤1,當x?1=0時,可得cos當0<x?1≤1時,cosθ=所以異面直線D1P與A1
對于C中:因為直線AP與平面ABCD所成的角為45°若點P在平面DCC1D因為∠B在平面ADD1A1內(nèi),點在平面ABB1A1內(nèi),點在平面A1B1C1因為∠PAM=45°,所以PM=AM,又因為PM=AB,所以AM=AB,所以所以點P的軌跡是以A1所以點P的軌跡的長度為14綜上,點P的軌跡的總長度為π+4
對于D中,由B1設(shè)P(m,n,0),0≤m≤2,0≤n≤2,則CB設(shè)平面CB1D1的一個法向量為取a=1,可得b=?1,c=?1,所以n=(1,?1,?1)因為PF//平面B1CD,所以FP?所以FP=當x=1時,等號成立,所以D錯誤.故選:D.
46.(2023·全國·高三專題練習(xí))在平面直角坐標系中,定義d(A,B)=max{|xB(x2,y2)的“切比雪夫距離”,又設(shè)點P及l(fā)上任意一點直線l的“切比雪夫距離”,記作d(P,l),給出下列三個命題:①對任意三點A、B、C,都有d(C,A)+d(C,B)≥d(A,B);②已知點P(3,1)和直線l:2x?y?1=0,則d(P,l)=4③定點F1(?c,0)、F2(c,0),動點P(x,y)滿足則點P的軌跡與直線y=k(k為常數(shù))有且僅有2個公共點;其中真命題的個數(shù)是A.0 B.1 C.2 D.3【解題思路】根據(jù)題目中的新定義,逐項進行求解即可.【解答過程】設(shè)Axd同理可得:dC,AdC,A命題①成立;設(shè)點Q是直線y=2x1上一點,且Q(x,2x1),可得dP,Q由x?3≥2?2x,解得?1≤x≤53,即有dP,Q由x?3<2?2x,解得x>53或dP,Q的范圍是3,+∞綜上可得,P,Q兩點的“切比雪夫距離”的最小值為43說法②正確.定點F1(?c,0)、F2(c,0),動點P(x,y)滿足maxx+c顯然上述方程所表示的曲線關(guān)于原點對稱,故不妨設(shè)x≥0,y≥0.(1)當x+c≥yx?c≥y時,有x+c(2)當x+c≤yx?c≤y(3)當x+c>yx?c<y則點P的軌跡是如圖所示的以原點為中心的兩支折線.結(jié)合圖象可知,點P的軌跡與直線y=k(k為常數(shù))有且僅有2個公共點,命題③正確.綜上可得命題①②③均正確,真命題的個數(shù)是3.故選D.47.(2023秋·全國·高二階段練習(xí))如圖,正方體ABCD?A1B1C1D1的棱長為2,線段B1D1上有兩個動點EA.當E,F(xiàn)運動時,存在點E,F(xiàn)使得AE⊥CFB.當E,F(xiàn)運動時,存在點E,F(xiàn)使得AEC.當E運動時,二面角E?AB?C的最小值為45°D.當E,F(xiàn)運動時,二面角A?EF?B的余弦值為定值1【解題思路】建立空間直角坐標坐標系,求得相關(guān)點坐標,利用空間向量的數(shù)量積的計算,可判斷A;假設(shè)AE∥【解答過程】對于A,以C為坐標原點,CD,CB,CC1為則A2,2由于EF=2,設(shè)E(t則AE=則AE?所以當E,F(xiàn)運動時,故
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