高中数学外接球问题问题第一和第四

高一数学必修四
第一章 复习参考题_中华文本库
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1.写出与下列各角终边相同的角的集合S,并且把S中适合不等式?2????4?的元素?写出来:?212?(1);(2)??;(3);(4)0.435
2.在半径为15cm的圆中,一扇形的弧含有540,求这个扇形的周长和面积(?取3.14,计算结果保留两个有效数字).
3.确定下列三角函数值的符号: (1)sin4;(2)cos5;
(3)tan8;(4)tan(?3).
14.已知cos??,求sin?,tan?. 4
5.已知sinx?2cosx,求角x的三个三角函数值.
6.用cos?表示sin4??sin2??cos2?.
7.求证:(1)2(1?sin?)(1?cos?)?(1?sin??cos?)2;
(2)sin2??sin2??sin2?sin2??cos2?cos2??1.
8.已知tan??3,计算:4sin??2cos?;5cos??3sin?
(2)sin?cos?;(1)
(3)(sin??cos?)2.
9.先估计结果的符号,再进行计算:
)sin??cos??tan(??); 634
(2)sin2?cos3?tan4(可用计算器).
110.已知sin(???)??,计算:2
(1)cos(2???);
(2)tan(??7?).
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学年高一数学习题:2.3.3-2.3.4(第1课时)直线与平面、平面与平面垂直的性质》(新人教A版必修2)
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2.3.3-2.3.4第1课时 直线与平面、平面与平面垂直的性质
一、选择题
1.若l,m,n表示不重合的直线,α表示平面,则下列说法中正确的个数为(  )
l∥m,mn,lα=>n⊥α;l∥m,mα,nα=>l∥n;
m⊥α,nα=>m⊥n.
解析:选C 正确,l∥m,mn,l∥n.
又lα,n⊥α;
正确.l∥m,mα,l⊥α.
又nα,l∥n;
正确,由线面垂直的定义可知其正确.故正确的有3个.
2.如果直线a与平面α不垂直,那么平面α内与直线a垂直的直线有(  )
解析:选C 可构造图形,若aα,a′α,且a′a,则在平面α内有无数条直线垂直于a′,故平面α内有无数条直线垂直于直线a.
3. 设l是直线,α,β是两个不同的平面(  )
A.若lα,lβ,则αβ
B.若lα,lβ,则αβ
C.若αβ,lα,则lβ
D.若αβ,lα,则lβ
解析:选B 对于选项A,两平面可能平行也可能相交;对于选项C,直线l可能在β内也可能平行于β;对于选项D,直线l可能在β内或平行于β或与β相交.
4.已知平面α平面β,α∩β=l,点Aα,Al,直线ABl,直线ACl,直线mα,mβ,则下列四种位置关系中,不一定成立的是(  )
解析:选D 如图所示.ABl∥m;ACl,ml=>AC⊥m;ABl=>AB∥β,故选D.
5.线段AB的两端在直二面角α-l-β的两个面内,并与这两个面都成30°角,则异面直线AB与l所成的角是(  )
解析:选B 过B作l的平行线,过A′作l的垂线,两线交于点C,连接AC,则ABC即为异面直线AB与l所成的角,由题意,ABA′=BAB′=30°,
所以AA′=AB,BB′=A′C=AB,AB′=AB,
所以A′B′=BC=AB,AC=AB,
由勾股定理知ACB=90°,则ABC=45°.
二、填空题
6.一条与平面α相交的线段,其长度为10 cm,两端点到平面的距离分别是2 cm,3 cm,这条线段与平面α所成的角是________.
解析:如图:作出ACα,BDα,则ACBD,AC,BD确定的平面与平面α交于CD,且CD与AB相交于O,AB=10,AC=3,BD=2,则AO=6,BO=4,AOC=BOD=30°.
答案:30°
7.如图,已知平面α∩平面β=l,EAα,垂足为A,EBβ,垂足为B,直线aβ,aAB,则直线a与直线l的位置关系是________.
解析:EA⊥α,平面α∩平面β=l,即lα,l⊥EA.同理lEB.
又EA∩EB=E,l⊥平面EAB.
EB⊥β,a平面β,EB⊥a.
又aAB,EB∩AB=B,
a⊥平面EAB,a∥l.
答案:平行
8.如图,四面体P-ABC中,PA=PB=,平面PAB平面ABC,ABC=90°,AC=8,BC=6,则PC=________.
解析:取AB的中点E,连接PE.
又平面PAB平面ABC,
PE⊥平面ABC.连接CE,所以PECE.
∠ABC=90°,AC=8,BC=6,
AB=2,PE==,
三、解答题
9. 如图:三棱锥P-ABC中,已知ABC是等腰直角三角形,ABC=90°,PAC是直角三角形,PAC=90°,ACP=30°,平面PAC平面ABC.求证:平面PAB平面PBC.
证明:平面PAC平面ABC,平面PAC∩平面ABC=AC,PAAC,
PA⊥平面ABC.又BC平面ABC,
又AB⊥BC,AB∩PA=A,AB平面PAB,
PA平面PAB,
BC⊥平面PAB.又BC平面PBC,
平面PAB平面PBC.
10.如图,在四棱锥P—ABCD中,底面ABCD是边长为a的正方形,E、F分别为PC、BD的中点,侧面PAD底面ABCD,且PA=PD=AD.
(1)求证:EF平面PAD;
(2)求三棱锥C—PBD的体积.
解:(1)证明:连接AC,如图所示,
则F是AC的中点,又E为PC的中点,EF∥PA.
又PA?平面PAD,
EF平面PAD,
EF∥平面PAD.
(2)取AD的中点N,连接PN,如图所示.
PA=PD,PN⊥AD.
又平面PAD平面ABCD,
平面PAD∩平面ABCD=AD,PN平面PAD,
PN⊥平面ABCD,即PN是三棱锥P-BCD的高.
又PA=PD=AD=a,PN=AD=a,
VC—PBD=VP—BCD=SB
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高二数学选修4-4第一章检测题(含答案北师大版)
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高二数学选修4-4第一章检测题(含答案北师大版)
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文 章来源莲山 课件 w ww.5 Y
综合检测(一)(时间:120分钟,满分:150分)一、(本大题共10小题,每小题5分,共50分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)1.(;许昌模拟)将曲线y=sin 2x按照伸缩变换x′=2xy′=3y后得到的曲线方程为(  )& A.y=3sin x      &B.y=3sin 2xC.y=3sin12x& &D.y=13sin 2x【解析】 由伸缩变换,得x=x′2,y=y′3.代入y=sin 2x,有y′3=sin x′,即y′=3sin x′.∴变换后的曲线方程为y=3sin x.【答案】 A2.极坐标方程sin θ=12(ρ∈R,ρ≥0)表示的曲线是(  )A.两条相交直线& &B.两条射线C.一条直线& &D.一条射线【解析】 ∵sin θ=12,所以θ=π6(ρ≥0)和θ=56π(ρ≥0),故其表示两条射线.【答案】 B3.极坐标方程ρ=cos θ化为直角坐标方程为(  )A.(x+12)2+y2=14B.x2+(y+12)2=14C.x2+(y-12)2=14D.(x-12)2+y2=14【解析】 由ρ=cos θ得ρ2=ρcos θ,所以x2+y2=x,即(x-12)2+y2=14.故选D.【答案】 D4.点A的球坐标为(2,34π,34π),则它的直角坐标为(  )A.(-1,1,-2)& &B.(-1,1,2)C.(-1,-1,2)& &D.(1,1,-2)【解析】 x=rsin φcos θ=2sin34πcos34π=-1,y=rsin φsin θ=2sin34πsin34π=1,z=rcos φ=2cos34π=-2.所以直角坐标为(-1,1,-2),故选A.【答案】 A5.与点A(-1,0)和点B(1,0)连线的斜率之和为-1的动点P的轨迹方程是(  )A.x2+y2=3& &B.x2+2xy=1(x≠±1)C.y=1-x2& &D.x2+y2=9(x≠0)【解析】 设P(x,y),则kPA=yx+1(x≠-1),kPB=yx-1(x≠1).又kPA+kPB=-1,即yx+1+yx-1=-1,得 x2+2xy=1(x≠±1),故选B.【答案】 B6.在极坐标中,与圆ρ=4sin θ相切的一条直线方程为(  )A.ρsin θ=2& &B.ρcos θ=2C.ρcos θ=4& &D.ρcos θ=-4【解析】 圆ρ=4sin θ的圆心为(2,π2),半径r=2,逐个验证知,B正确.【答案】 B7.(;驻马店质检)圆ρ=4cos θ的圆心到直线tan θ=1的距离为(  )A.22& &B.2C.2& &D.22&【解析】 圆ρ=4cos θ的圆心C(2,0),如右图,|OC|=2,在Rt△COD中,∠ODC=π2,∠COD=π4,∴|CD|=2.即圆ρ=4cos θ的圆心到直线tan θ=1的距离为2.【答案】 B8.点M(1,7π6)关于直线θ=π4(ρ∈R)的对称点的极坐标为(  )A.(1,4π3)& &B.(1,2π3)C.(1,π3)& &D.(1,-7π6) 【解析】 点M(1,7π6)的直角坐标为(cos7π6,sin7π6)=(-32,-12),直线θ=π4(ρ∈R),即直线y=x,点(-32,-12)关于直线y=x的对称点为(-12,-32),再化为极坐标,即(1,4π3).【答案】 A9.在球坐标系中,集合M={(r,φ,θ)|2≤r≤6,0≤φ≤π2,0≤θ<2π}表示的图形的体积为(  )A.4163π& &B.1463πC.6143π& &D.4613π【解析】 由球坐标中r,φ,θ的含义知,该图形的体积是两个半径分别为6,2的半球体积之差.∴V=12(43π×63-43π×23)=12×43π×208=4163π.故选A.【答案】 A10.圆ρ=r与圆ρ=-2rsin(θ+π4)(r>0)的公共弦所在直线的方程为(  )A.2ρ(sin θ+cos θ)=rB.2ρ(sin θ+cos θ)=-rC.2ρ(sin θ+cos θ)=rD.2ρ(sin θ+cos θ)=-r【解析】 圆ρ=r的直角坐标方程为x2+y2=r2,①圆ρ=-2rsin(θ+π4)=-2r(sin θcosπ4+cos θsinπ4)=-2r(sin θ+cos θ).两边同乘以ρ得ρ2=-2r(ρsin θ+ρcos θ),∵x=ρcos θ,y=ρsin θ,ρ2=x2+y2,∴x2+y2+2rx+2ry=0.②①-②整理得2(x+y)=-r,即为两圆公共弦所在直线的普通方程.再将直线2(x+y)=-r化为极坐标方程为2ρ(cos θ+sin θ)=-r.【答案】 D二、题(本大题共5小题,每小题5分,共25分,把答案填在题中横线上)11.在极坐标系中,点P(2,0)与点Q关于直线θ=π3对称,则|PQ|=________.【解析】 直线θ=π3的直角坐标方程为y=3x.设点P到直线的距离为d,则|PQ|=2d=2×231+3=23. 【答案】 2312.(;陕西高考)直线2ρcos θ=1与圆ρ=2cos θ相交的弦长为________.【解析】 直线2ρcos θ=1可化为2x=1,即x=12;圆ρ=2cos θ两边同乘ρ得ρ2=2ρcos θ,化为直角坐标方程是x2+y2=2x.将x=12代入x2+y2=2x得y2=34,∴y=±32.∴弦长为2×32=3.【答案】 313.在极坐标系中,极点到直线l:ρsin(θ+π4)=2的距离是________.【解析】 由ρsin(θ+π4)=2,得ρsin θ+ρcos θ=2,即直线直角坐标方程为x+y=2,又极点的直角坐标为(0,0),∴极点到直线的距离d=|0+0-2|2=2.【答案】 214.已知点M的柱坐标为(2π3,2π3,2π3),则点M的直角坐标为________,球坐标为________.【解析】 设点M的直角坐标为(x,y,z),柱坐标为(r,θ,z),球坐标为(r,φ,θ),由x=rcos θ,y=rsin θ,z=z  得x=2π3cos2π3=-π3,y=2π3sin2π3=33π,z=2π3,由r=x2+y2+z2,cos φ=zr,得r=22π3,cos φ=22,即r=22π3,φ=π4.所以点M的直角坐标为(-π3,3π3,2π3),球坐标为(22π3,π4,2π3).【答案】 (-π3,33π,23π) (223π,π4,23π)15.已知极坐标系中,极点为O,将点A(4,π6)绕极点逆时针旋转π4得到点B,且|OA|=|OB|,则点B的直角坐标为________.【解析】 依题意,点B的极坐标为(4,5π12),∵cos5π12=cos(π4+π6)=cosπ4cosπ6-sinπ4&#8226;sinπ6=22&#&#-24,sin5π12=sin(π4+π6)=sinπ4cosπ6+cosπ4sinπ6=22&#&#+24,∴x=ρcos θ=4×6-24=6-2,∴y=ρsin θ=4×6+24=6+2,∴点B的直角坐标为(6-2,6+2).【答案】 (6-2,6+2)三、解答题(本大题共6小题,共75分,解答应写出文字说明.证明过程或演算步骤)&图116.(本小题满分12分)设极点O到直线l的距离为d,由点O向直线l作垂线,由极轴到垂线OA的角度为α(如图1所示).求直线l的极坐标方程.【解】 在直线l上任取一点M(ρ,θ).在直角三角形OMA中,由三角知识得ρcos(α-θ)=d,即ρ=dcos&#61480;α-θ&#61481;.这就是直线l的极坐标方程.&17.(本小题满分12分)(;安阳调研)在同一平面直角坐标系中,经过伸缩变换x′=2xy′=2y后,曲线C变为曲线(x′-5)2+(y′+6)2=1,求曲线C的方程,并判断其形状.【解】 将x′=2xy′=2y代入(x′-5)2+(y′+6)2=1,得(2x-5)2+(2y+6)2=1,即(x-52)2+(y+3)2=14,故曲线C是以(52,-3)为圆心,半径为12的圆.18.(本小题满分12分)已知⊙C:ρ=cos θ+sin θ, 直线l:ρ=22cos&#61480;θ+π4&#61481;.求⊙C上点到直线l距离的最小值.【解】 ⊙C的直角坐标方程是x2+y2-x-y=0,即(x-12)2+(y-12)2=12.又直线l的极坐标方程为ρ(cos θ-sin θ)=4,所以直线l的直角坐标方程为x-y-4=0.设M(12+22cos θ,12+22sin θ)为⊙C上任意一点,M点到直线l的距离d=12+22cos θ-&#sin θ&#61481;-42=4-cos&#61480;θ+π4&#61481;2,当θ=7π4时,dmin=32=322.19.(本小题满分13分)如图2,花坛水池中央有一喷泉,水管O′P=1 m,水从喷头P喷出后呈抛物线状,先向上至最高点后落下,若最高点距水面2 m,P距抛物线的对称轴1& m,则水池的直径至少应设计为多少米(精确到整数位)?&图2&【解】 如图建立平面直角坐标系,设抛物线方程为x2=-2py(p>0).依题意,&&& 有P(-1,-1),∴p=12,故抛物线的方程为x2=-y,设B(x,-2),则x=2,∴|O′B|=1+2.所以水池的直径为2(1+2)≈5(m).即水池的直径至少应设计为5 m.20.(本小题满分13分)(1)在极坐标系中,求以点(1,1)为圆心,半径为1的圆C的方程; (2)将上述圆C绕极点逆时针旋转π2得到圆D,求圆D的方程.&【解】 (1)设M(ρ,θ)为圆上任意一点,如图,圆C过极点O,∠COM=θ-1,作CK⊥OM于K,则|OM|=2|OK|=2cos(θ-1),故圆C的极坐标为ρ=2cos(θ-1).(2)将圆C:ρ=2cos(θ-1)按逆时针旋转π2得到圆D:ρ=2cos(θ-1-π2),即ρ=-2sin(1-θ),故ρ=2sin(θ-1)为所求.21.(本小题满分13分)在极坐标系中,极点为O,已知曲线C1:ρ=2与曲线C2:ρsin(θ-π4)=2交于不同的两点A、B.
(1)求|AB|的值;(2)求过点C(1,0)且与直线AB平行的直线l的极坐标方程.【解】 (1)法一 ∵ρ=2,∴x2+y2=4.又∵ρsin(θ-π4)=2,∴y=x+2.∴|AB|=2r2-d2=24-&#481;2=22.法二 设A(ρ,θ1),B(ρ,θ2),θ1,θ2∈[0,2π),则sin(θ1-π4)=22,sin(θ2-π4)=22,∵θ1,θ2∈[0,2π),∴|θ1-θ2|=π2,即∠AOB=π2,又|OA|=|OB|=2,∴|AB|=22.(2)法一 ∵曲线C2的斜率为1,∴过点(1,0)且与曲线C2平行的直线l的直角坐标方程为y=x-1,∴直线l的极坐标为ρsin θ=ρcos θ-1,即ρcos(θ+π4)=22.法二 设点P(ρ,θ)为直线l上任一点,因为直线AB与极轴成π4的角,则∠PCO=3π4或∠PCO=π4,当∠PCO=3π4时在△POC中,|OP|=ρ,|OC|=1,∠POC=θ,∠PCO=3π4,∠OPC=π4-θ,由正弦定理可知:1sin&#61480;π4-θ&#61481;=ρsin34π,即ρsin(π4-θ)=22,即直线l的极坐标方程为:ρsin(π4-θ)=22.同理,当∠PCO=π4极坐标方程也为ρsin(π4-θ)=22.当P为点C时显然满足ρsin(π4-θ)=22.综上,所求直线l的极坐标方程为ρsin(π4-θ)=22. 文 章来源莲山 课件 w ww.5 Y
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