一、选择题(共8小题).
1.直线x+y+1=0的倾斜角是( )
A.30° B.60° C.120° D.150°
2.椭圆x2+2y2=1的焦点坐标是( )
A.(±1,0) B.(0,±1) C.(±,0) D.(0,±)
3.空间两点A(1,5,4),B(﹣1,3,5)间的距离等于( )
A.2 B.3 C.4 D.9
4.圆C1:x2+y2+8x+12=0和圆C2:x2+y2﹣6y=0的位置关系是( )
A.相离 B.相交 C.内切 D.外切
5.2020年10月26日至29日,中国党第十九届委员会第五次全体会议在北京举行,审议通过了《关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二O三五年远景目标的建议》.某班级从3名男生和3名女生中任选2人参加学校十九届五中全会精神宣讲团,则选中的2人恰好都是女生的概率为( )
A.0.2 B.0.3 C.0.4 D.0.5
6.如图所示,在正方体ABCD﹣A1B1C1D1中,点F是侧面CDD1C1的中心,若=x+y+z,求x+y+z=( )
A.1 B. C.2 D.
7.光线通过点A(2,3),在直线l:x+y+1=0上反射,反射光线经过点B(1,1),则反射光线所在直线方程为( )
A.4x﹣5y+1=0 B.4x+5y﹣9=0 C.5x﹣4y﹣1=0 D.5x+4y﹣9=0
8.设F1,F2是双曲线C:=1(a>0,b>0)的左、右焦点,P是双曲线C右支上一点.若|PF1|+|PF2|=6a,且=,则双曲线C的渐近线方程是( )
A.x±y=0 B.xy=0 C.x±2y=0 D.2xy=0
二、多项选择题(共4小题).
9.若,,与的夹角为120°,则λ的值为( )
A.17 B.﹣17 C.﹣1 D.1
10.已知空间向量都是单位向量,且两两垂直,则下列结论正确的是( )
A.向量的模是3
B.可以构成空间的一个基底
C.向量和夹角的余弦值为
D.向量与共线
11.已知A,B是随机事件,则下列结论正确的是( )
A.若A,B是互斥事件,则P(AB)=P(A)P(B)
B.若事件A,B相互,则P(A+B)=P(A)+P(B)
C.若A,B是对立事件,则A,B是互斥事件
D.事件A,B至少有一个发生的概率不小于A,B恰好有一个发生的概率
12.已知F1,F2分别为双曲线=1(a>0,b>0)的左、右焦点,A1,A2分别为其实轴的左、右端点,且|F1F2|=,点P为双曲线右支一点,I为△PF1F2的内心,则下列结论正确的有( )
A.离心率
B.点I的横坐标为定值a
C.若(λ∈R)成立,则λ=﹣1
D.若PH垂直x轴于点H,则|PH|2=|HA1|•|HA2|
三、填空题(共4小题).
13.已知直线l1:(m﹣1)x﹣3y+3=0和直线l2:2x+my﹣5=0垂直,则实数m= .
14.现有3个灯泡并联而成的闭合电路,如果在某段时间内每个灯泡能正常照明的概率都是0.9,那么在这段时间内该电路上的灯泡至少有两个能正常照明的概率是 .
15.已知空间直线l的方向向量是,平面α的法向量.若l⊥α,则a+b= .
16.已知抛物线的焦点为F,过F的直线l与抛物线交于A,B两点,抛物线的准线与y轴交于点M,当最大时,弦AB长度是 .
四、解答题(共6小题).
17.已知在空间直角坐标系Oxyz中,点A,B,C,M的坐标分别是(2,0,2),(2,1,0),(0,4,﹣1),(2,3,﹣1),过点A,B,C的平面记为α.
(1)证明:点A,B,C,M不共面;
(2)求点M到平面α的距离.
18.已知△ABC中,点A(﹣1,5),边BC所在直线l1的方程为7x﹣y﹣18=0,边AB上的中线所在直线l2的方程为y=x.
(1)求点B和点C的坐标;
(2)若△ABC的外接圆为⊙M,求直线l2被⊙M截得的弦长.
19.袋中有9个大小相同颜色不全相同的小球,分别为黑球、黄球、绿球,从中任意取一球,得到黑球或黄球的概率是,得到黄球或绿球的概率是,试求:
(Ⅰ)从中任取一球,得到黑球、黄球、绿球的概率各是多少?
(Ⅱ)从中任取两个球,得到的两个球颜色不相同的概率是多少?
20.在平面直角坐标系中,动点P(x,y)(y>0)到定点M(0,1)的距离比到x轴的距离大1.
(1)求动点P的轨迹C的方程;
(2)过点M的直线l交曲线C于A,B两点,若|AB|=8,求直线l的方程.
21.如图所示,已知正方体ABCD﹣A1B1C1D1的棱长为2,E,F分别为BC,CD的中点.
(1)求平面C1EF与平面AB1D1夹角的余弦值;
(2)设,若平面C1EF∥平面MB1D1,求λ的值.
22.已知椭圆C:=1(a>b>0),四点P1(1,1),P2(0,1),P3(﹣1,),中恰有三点在椭圆C上.
(1)求椭圆C的方程;
(2)蝴蝶定理:如图1,AB为圆O的一条弦,M是AB的中点,过M作圆O的两条弦CD,EF.若CF,ED分别与直线AB交于点P,Q,则MP=MQ.
该结论可推广到椭圆.如图2所示,假定在椭圆C中,弦AB的中点M的坐标为(0,),且两条弦CD,EF所在直线斜率存在,证明:MP=MQ.
参
一、单项选择题(共8小题).
1.直线x+y+1=0的倾斜角是( )
A.30° B.60° C.120° D.150°
解:直线x+y+1=0的斜率k=,
设其倾斜角为θ(0°≤θ<180°),
则tan,∴θ=150°.
故选:D.
【点评】本题考查直线的倾斜角,考查直线倾斜角与斜率的关系,是基础题.
2.椭圆x2+2y2=1的焦点坐标是( )
A.(±1,0) B.(0,±1) C.(±,0) D.(0,±)
解:∵椭圆x2+8y2=1的标准方程为:x2+=1,
∴a2=1,b2=,
∴c2=a2﹣b2=,
∴c=.
又椭圆x2+2y2=1的焦点在x轴,
∴椭圆x2+2y2=1的焦点坐标是(±,0).
故选:C.
【点评】本题考查椭圆的简单性质,着重考查椭圆的焦点坐标的求法,由其方程明确焦点位置是关键,属于中档题.
3.空间两点A(1,5,4),B(﹣1,3,5)间的距离等于( )
A.2 B.3 C.4 D.9
解:因为空间两点A(1,5,4),B(﹣1,3,5),
故A,B两点间的距离为.
故选:B.
【点评】本题考查了空间中两点间的距离公式的应用,解题的关键是熟练掌握空间两点间的距离公式,属于基础题.
4.圆C1:x2+y2+8x+12=0和圆C2:x2+y2﹣6y=0的位置关系是( )
A.相离 B.相交 C.内切 D.外切
解:根据题意圆C1:x2+y2+8x+12=0,即(x+4)2+y2=4,其圆心为(﹣4,0),半径r=2,
圆C2:x2+y2﹣6y=0,即x2+(y﹣3)2=9,其圆心为(0,3),半径R=3,
圆心距|C1C2|==5,
则圆心距|C1C2|=R+r=5,则两圆外切,
故选:D.
【点评】本题考查圆与圆的位置关系,注意将圆的方程变形为标准方程,属于基础题.
5.2020年10月26日至29日,中国党第十九届委员会第五次全体会议在北京举行,审议通过了《关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二O三五年远景目标的建议》.某班级从3名男生和3名女生中任选2人参加学校十九届五中全会精神宣讲团,则选中的2人恰好都是女生的概率为( )
A.0.2 B.0.3 C.0.4 D.0.5
解:某班级从3名男生和3名女生中任选2人参加学校十九届五中全会精神宣讲团,
基本事件总数n==15,
选中的2人恰好都是女生包含的基本事件个数m==3,
则选中的2人恰好都是女生的概率为P===0.2.
故选:A.
【点评】本题考查概率的求法,考查古典概型、排列组合等基础知识,考查运算求解能力,是基础题.
6.如图所示,在正方体ABCD﹣A1B1C1D1中,点F是侧面CDD1C1的中心,若=x+y+z,求x+y+z=( )
A.1 B. C.2 D.
解:在正方体ABCD﹣A1B1C1D1中,
∵点F是侧面CDD1C1的中心,∴连接DC1,D1C,交于点F,
=
=
=(﹣)
=+(﹣)
=﹣,
∵=x+y+z,∴x+y+z=1+=1.
故选:A.
【点评】本题考查代数式求值,考查空间向量加法定理等基础知识,考查运算求解能力,是基础题.
7.光线通过点A(2,3),在直线l:x+y+1=0上反射,反射光线经过点B(1,1),则反射光线所在直线方程为( )
A.4x﹣5y+1=0 B.4x+5y﹣9=0 C.5x﹣4y﹣1=0 D.5x+4y﹣9=0
解:根据光学性质可知点A(2,3)关于直线x+y+1=0的对称点 A′(﹣4,﹣3)在反射光线所在直线上,
由两点式可得反射光线所在直线方程为:=,化简得:4x﹣5y+1=0.
故选:A.
【点评】本题考查了点关于直线对称,直线方程的两点式,属中档题.
8.设F1,F2是双曲线C:=1(a>0,b>0)的左、右焦点,P是双曲线C右支上一点.若|PF1|+|PF2|=6a,且=,则双曲线C的渐近线方程是( )
A.x±y=0 B.xy=0 C.x±2y=0 D.2xy=0
解:由双曲线的定义知,|PF1|﹣|PF2|=2a,
∵|PF1|+|PF2|=6a,
∴|PF1|=4a,|PF2|=2a,
∵=|PF1|•|PF2|sin∠F1PF2,
∴•4a•2a•sin∠F1PF2=,即sin∠F1PF2=,
在△PF1F2中,由余弦定理知,cos∠F1PF2===1﹣,
∵,
∴()2+(1﹣)2=1,
化简得,=2,
∴双曲线C的渐近线方程为y=±x=±x,即x±y=0.
故选:A.
【点评】本题考查双曲线的定义与几何性质,还运用了正弦的面积公式和余弦定理,考查学生的逻辑推理能力和运算能力,属于中档题.
二、多项选择题:本题共4小题,每小题5分,共20分.在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得5分,部分选对的得3分,有选错的得0分.
9.若,,与的夹角为120°,则λ的值为( )
A.17 B.﹣17 C.﹣1 D.1
解:∵,,与的夹角为120°,
∴cos120°==,
解得λ=﹣1或λ=17.
故选:AC.
【点评】本题考查实数值的求法,考向量夹角公式等基础知识,考查运算求解能力,是基础题.
10.已知空间向量都是单位向量,且两两垂直,则下列结论正确的是( )
A.向量的模是3
B.可以构成空间的一个基底
C.向量和夹角的余弦值为
D.向量与共线
解:对于选项A,因为空间向量都是单位向量,且两两垂直,
所以,且,
则=,
所以向量的模是,
故选项A错误;
对于选项B,因为空间向量都是单位向量,且两两垂直,
所以不共面,而向量均与共面,
所以与不共面,
则可以构成空间的一个基底,
故选项B正确;
对于选项C,设与的夹角为α,
则=,
所以向量和夹角的余弦值为,
故选项C 正确;
对于选项D,因为,
同理可得,
则,
所以向量与的夹角为120°,
则向量与不共线,
故选项D错误.
故选:BC.
【点评】本题考查了空间向量的应用,涉及了空间向量模的求解、空间向量的基底、空间向量的夹角等知识点,考查的知识面广,对学生基础知识掌握的情况有较高的要求,属于中档题.
11.已知A,B是随机事件,则下列结论正确的是( )
A.若A,B是互斥事件,则P(AB)=P(A)P(B)
B.若事件A,B相互,则P(A+B)=P(A)+P(B)
C.若A,B是对立事件,则A,B是互斥事件
D.事件A,B至少有一个发生的概率不小于A,B恰好有一个发生的概率
解:对于A,若A,B是互斥事件,则P(AB)=0,故A错误;
对于B,若事件A,B互斥事件,则P(A+B)=P(A)+P(B),故B错误;
对于C,∵对立事件一定是互斥事件,
∴若A,B是对立事件,则A,B是互斥事件,故C正确;
对于D,∵事件A,B至少有一个发生包含A,B恰好有一个发生和A,B同时发生两种情况,
∴事件A,B至少有一个发生的概率不小于A,B恰好有一个发生的概率,故D正确.
故选:CD.
【点评】本题考查命题真假的判断,考查对立事件、互斥事件、相互事件的性质等基础知识,是基础题.
12.已知F1,F2分别为双曲线=1(a>0,b>0)的左、右焦点,A1,A2分别为其实轴的左、右端点,且|F1F2|=,点P为双曲线右支一点,I为△PF1F2的内心,则下列结论正确的有( )
A.离心率
B.点I的横坐标为定值a
C.若(λ∈R)成立,则λ=﹣1
D.若PH垂直x轴于点H,则|PH|2=|HA1|•|HA2|
解:∵|F1F2|==2c,且b2=c2﹣a2,∴c2﹣2ac﹣a2=0,
∵e=>1,∴e2﹣2e﹣1=0,∴e=+1,即选项A正确;
设内切圆I与△PF1F2的三边分别相切于点M,N,T,如图所示,
由圆的切线长定理知,|PM|=|PN|,|F1M|=|F1T|,|F2N|=|F2T|,
由双曲线的定义知,2a=|PF1|﹣|PF2|=|PM|+|F1M|﹣(|PN|+|F2N|)=|F1T|﹣|F2T|,
而|F1T|+|F2T|=2c,
∴|F1T|=c+a,|F2T|=c﹣a,
∴T(a,0),即点I的横坐标为定值a,故选项B正确;
设圆I的半径为r,
∵(λ∈R),
∴|PF1|•r=|PF2|•r+λ•|F1F2|•r,即|PF1|=|PF2|+λ|F1F2|,
∴|PF1|﹣|PF2|=λ|F1F2|,即2a=λ•2c,
∴λ====,即选项C正确;
假设点P在第一象限,设其坐标为(m,n),则﹣=1,
∵PH垂直x轴于点H,
∴|PH|2=n2=(1﹣)b2,|HA1|=m+a,|HA2|=m﹣a,
∴|HA1|•|HA2|=(m+a)(m﹣a)=m2﹣a2,
若|PH|2=|HA1|•|HA2|,则(1﹣)b2=m2﹣a2,化简得m2=a2,
此时点P与H重合,不符合题意,即选项D错误.
故选:ABC.
【点评】本题考查双曲线的定义与几何性质,圆的切线长定理,考查学生的数形结合思想、逻辑推理能力和运算能力,属于中档题.
三、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分.
13.已知直线l1:(m﹣1)x﹣3y+3=0和直线l2:2x+my﹣5=0垂直,则实数m= ﹣2 .
解:因为直线l1:(m﹣1)x﹣3y+3=0和直线l2:2x+my﹣5=0垂直,
所以(m﹣1)×2+(﹣3)×m=0,解得m=﹣2.
故答案为:﹣2.
【点评】本题考查了两条直线位置关系的运用,涉及了直线的一般式方程的应用、两条直线互相垂直的充要条件的应用,属于基础题.
14.现有3个灯泡并联而成的闭合电路,如果在某段时间内每个灯泡能正常照明的概率都是0.9,那么在这段时间内该电路上的灯泡至少有两个能正常照明的概率是 0.972 .
解:现有3个灯泡并联而成的闭合电路,在某段时间内每个灯泡能正常照明的概率都是0.9,
∴在这段时间内该电路上的灯泡至少有两个能正常照明的概率是:
P==0.972.
故答案为:0.972.
【点评】本题考查概率的求法,考查n个重复试验中事件A恰好有k个发生的概率计算公式等基础知识,考查运算求解能力,是基础题.
15.已知空间直线l的方向向量是,平面α的法向量.若l⊥α,则a+b= 2 .
解:∵是直线l的方向向量,
是平面α的法向量,l⊥α,
∴∥,
∴==,
解得a+b=2.
故答案为:2.
【点评】本题向量平行、线面垂直的性质,考查运算求解能力,是基础题.
16.已知抛物线的焦点为F,过F的直线l与抛物线交于A,B两点,抛物线的准线与y轴交于点M,当最大时,弦AB长度是 8 .
解:抛物线的标准方程为x2=8y,
所以焦点F(0,2),准线方程为y=﹣2,
因为抛物线的准线与y轴交于点M,
所以点M(0,﹣2),
设A(x1,y1),y1>0,则有,
所以,
,
所以=
=,
当且仅当,即y1=2时取等号,
所以当y1=2时,最大,此时A(±4,2),
故AB=4+4=8.
答案为:8.
【点评】本题考查了抛物线的应用,涉及了抛物线标准方程的应用、抛物线的几何性质、利用基本不等式求最值等,涉及知识点多,对学生的解题能力有一定的要求,属于中档题.
四、解答题:本题共6小题,共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
17.已知在空间直角坐标系Oxyz中,点A,B,C,M的坐标分别是(2,0,2),(2,1,0),(0,4,﹣1),(2,3,﹣1),过点A,B,C的平面记为α.
(1)证明:点A,B,C,M不共面;
(2)求点M到平面α的距离.
【解答】证明:(1)由已知可得,,,,
假设A、B、C三点共线,则存在实数λ,使得,
即(0,1,﹣2)=λ(﹣2,4,﹣3),则,此方程组无解,故不共线,
∴A,B,C不共线,即过点A,B,C的平面是惟一的,
若点A,B,C,M共面,则存在x,y∈R,使得,
即(0,3,﹣3)=x(0,1,﹣2)+y(﹣2,4,﹣3),
即,此方程组无解,
即不存在实数x,y,使得,即A、B、C、M不共面;
(2)设平面α的法向量为,
则,取c=2,得.
∴点M到平面α的距离为d==.
【点评】本题考查平面的基本性质及应用,训练了利用空间向量求点到面的距离,考查运算求解能力,是中档题.
18.已知△ABC中,点A(﹣1,5),边BC所在直线l1的方程为7x﹣y﹣18=0,边AB上的中线所在直线l2的方程为y=x.
(1)求点B和点C的坐标;
(2)若△ABC的外接圆为⊙M,求直线l2被⊙M截得的弦长.
解:(1)联立方程组,解得,即C(3,3).
设B(s,t),则边AB上的中点坐标为(,),
可得方程组,
解得,即点B(2,﹣4);
(2)设△ABC的外接圆方程为(x﹣a)2+(y﹣b)2=r2(r>0),
将三角形的三个顶点坐标代入,得:
.
解得.
所以三角形外接圆的方程为(x+1)2+y=25.
所以该圆的圆心坐标是(﹣1,0),半径r=5.
圆心(﹣1,0)到直线l2的方程为x﹣y=0的距离为:d==.
所以弦长等于2=7.
【点评】考查了直线的基本量与基本形式、直线的位置关系和圆的一般方程等知识,属于中档题.
19.袋中有9个大小相同颜色不全相同的小球,分别为黑球、黄球、绿球,从中任意取一球,得到黑球或黄球的概率是,得到黄球或绿球的概率是,试求:
(Ⅰ)从中任取一球,得到黑球、黄球、绿球的概率各是多少?
(Ⅱ)从中任取两个球,得到的两个球颜色不相同的概率是多少?
【解答】(1)解:从中任取一球,分别记得到黑球、黄球、绿球为事件A,B,C,
由于A,B,C为互斥事件,
根据已知得,
解得
∴从中任取一球,得到黑球、黄球、绿球的概率分别是.
(2)由(1)知黑球、黄球、绿球个数分别为3,2,4,
得到的两个球同色的可能有:两个黑球共3种情况,两个黄球只有1种情况,两个绿球共有6种情况,
而从9个球中取出2个球的情况共有36种,
所以所求概率为,
则得到的两个球颜色不相同的概率是.
【点评】本题考查概率的求法,是中档题,解题时要认真审题,注意互斥事件事件概率加法公式的合理运用.
20.在平面直角坐标系中,动点P(x,y)(y>0)到定点M(0,1)的距离比到x轴的距离大1.
(1)求动点P的轨迹C的方程;
(2)过点M的直线l交曲线C于A,B两点,若|AB|=8,求直线l的方程.
解:(1)动点P(x,y)到x轴的距离为y,到点M的距离为PM=,
因为动点P(x,y)(y>0)到定点M(0,1)的距离比到x轴的距离大1,
所以=y+1,
两边平方可得,x2=4y,
故动点P的轨迹C的方程为x2=4y;
(2)根据题意,显然直线l的斜率存在,
设直线l的斜率为k,则直线l的方程为y=kx+1,
设A(x1,y1),B(x2,y2),
由,消去x可得y2﹣(2+4k2)y+1=0,
所以,
所以AB=,解得k=±1,
所以直线l的方程为y=x+1或y=﹣x+1.
【点评】本题考查了动点轨迹方程的求解,涉及了抛物线标准方程的应用、直线与抛物线位置关系,要掌握常见的求解动点轨迹的方法:定义法、直接法、代入法、消元法、交轨法等,属于中档题.
21.如图所示,已知正方体ABCD﹣A1B1C1D1的棱长为2,E,F分别为BC,CD的中点.
(1)求平面C1EF与平面AB1D1夹角的余弦值;
(2)设,若平面C1EF∥平面MB1D1,求λ的值.
解:(1)以D为坐标原点,分别以棱DA,DC,DD1所在直线为x轴,y轴,z轴建立空间直角坐标系如图所示,
则A(2,0,0),B(2,2,0),C(0,2,0),A1(2,0,2),B1(2,2,2),C1(0,2,2),D1(0,0,2),
因为E,F分别为BC,CD的中点,
所以点E(1,2,0),F(0,1,0)
所以,
设平面C1EF的法向量为,
则有,所以,
令z=1,则x=2,y=﹣2,所以,
又,
设平面AB1D1的法向量为,
则有,所以,
令c=1,则a=1,b=﹣1,所以,
设平面C1EF和平面AB1D1的夹角为θ,
所以=,
所以平面C1EF与平面AB1D1夹角的余弦值为;
(2)因为,设点M的坐标为(x,y,z),
所以(x,y﹣2,z)=λ(2,﹣2,0),
故点M的坐标为(2λ,2﹣2λ,0),
所以,
由(1)可知,平面C1EF的法向量为,
因为平面C1EF∥平面MB1D1,所以,
所以,解得.
【点评】本题考查了空间向量在立体几何中的应用,主要考查了利用空间向量求二面角的余弦值,利用空间向量解决空间中线面位置关系,解题的关键是建立合适的空间直角坐标系,属于中档题.
22.已知椭圆C:=1(a>b>0),四点P1(1,1),P2(0,1),P3(﹣1,),中恰有三点在椭圆C上.
(1)求椭圆C的方程;
(2)蝴蝶定理:如图1,AB为圆O的一条弦,M是AB的中点,过M作圆O的两条弦CD,EF.若CF,ED分别与直线AB交于点P,Q,则MP=MQ.
该结论可推广到椭圆.如图2所示,假定在椭圆C中,弦AB的中点M的坐标为(0,),且两条弦CD,EF所在直线斜率存在,证明:MP=MQ.
【解答】(1)解:由于P3,P4两点关于y轴对称,所以椭圆C必经过P3,P4两点,
又+>+,所以椭圆C不经过点P1,所以点P2在椭圆C上,
所以,解得,
所以椭圆C的方程为.
(2)证明:因为点M在y轴上,且M为AB的中点,
所以直线AB平行于x轴,
设C(x1,y1),D(x2,y2),E(x3,y3),F(x4,y4),
设直线CD的方程为y=k1x+,代入椭圆C的方程中,得(+)x2+k1x﹣=0,
所以x1+x2=,x1x2=,
同理,设直线EF的方程为y=k2x+,则x3+x4=,x3x4=,
因为C、P、F三点共线,
所以==,解得xP=,
同理,由E、Q、D三点共线,可得xQ=,
所以xP+xQ=+
=
=
=
=
=
=0.
即xP=﹣xQ,
所以|xP|=|xQ|,即MP=MQ
【点评】本题主要考查直线与椭圆的位置关系中的定值问题,考查学生的数形结合思想、逻辑推理能力和运算能力,属于难题.下载本文