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1、
模塊綜合測評
(滿分:150分 時間:120分鐘)
一、選擇題(本大題共12小題,每小題5分,共60分.在每小題給出的四個選項中,只有一項是符合題目要求的)
1.已知a∈R,則“a<2”是“a2<2a”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
B [∵a2<2a?a(a-2)<0?0<a<2.
∴“a<2”是“a2<2a”的必要不充分條件.]
2.已知命題p:?x>0,總有(x+1)ex>1,則﹁p為( )
A.?x0≤0,使得(x0+1)e≤1
B.?x0>0,使得(x0+1)e≤1
C.?x>0,總有(x+1
2、)e≤1
D.?x≤0,總有(x+1)e≤1
B [命題p為全稱命題,所以﹁p為?x0>0,使得(x0+1)e≤1.故選B.]
3.若橢圓+=1(a>b>0)的離心率為,則雙曲線-=1的離心率為( )
A. B. C. D.
B [由題意,1-==,∴=,而雙曲線的離心率e2=1+=1+=,∴e=.]
4.已知空間向量a=(t,1,t),b=(t-2,t,1),則|a-b|的最小值為( )
A. B. C.2 D.4
C [|a-b|=≥2,故選C.]
5.橢圓+=1與橢圓+=1有( )
A.相同短軸 B.相同長軸
C.相同離心率 D.以上都不
3、對
D [對于+=1,有a2>9或a2<9,因此這兩個橢圓可能長軸相同,也可能短軸相同,離心率是不確定的,因此A,B,C均不正確,故選D.]
6.長方體ABCDA1B1C1D1中,AB=2,AD=AA1=1,則二面角C1ABC為( )
【導學號:46342198】
A. B. C. D.
D [以A為原點,直線AB,AD,AA1分別為x軸、y軸、z軸建立空間直角坐標系,則平面ABC的一個法向量為=(0,0,1),平面ABC1的一個法向量為=(0,1,-1),∴cos〈,〉==-,∴〈,〉=,又二面角C1ABC為銳角,即π-π=,故選D.]
7.命題“?x∈[1,2],x2
4、-a≤0”為真命題的一個充分不必要條件是( )
A.a(chǎn)≥4 B.a(chǎn)≤4
C.a(chǎn)≥5 D.a(chǎn)≤5
C [∵?x∈[1,2],1≤x2≤4,∴要使x2-a≤0為真,則a≥x2,即a≥4,本題求的是充分不必要條件,結合選項,只有C符合,故選C.]
8.設斜率為2的直線l過拋物線y2=ax(a≠0)的焦點F,且和y軸交于點A,若△OAF(O為坐標原點)的面積為4,則拋物線的方程為( )
A.y2=4x B.y2=8x
C.y2=4x D.y2=8x
B [由已知可得,拋物線的焦點坐標為.又直線l的斜率為2,故直線l的方程為y=2,則|OA|=,故S△OAF==4,解得a=8,故拋物線
5、的方程為y2=8x.]
9.已知A(1,2,3),B(2,1,2),C(1,1,2),O為坐標原點,點D在直線OC上運動,則當取最小值時,點D的坐標為( )
A. B.
C. D.
C [點D在直線OC上運動,因而可設=(a,a,2a),則=(1-a,2-a,3-2a),=(2-a,1-a,2-2a),=(1-a)(2-a)+(2-a)(1-a)+(3-2a)(2-2a)=6a2-16a+10,所以a=時取最小值,此時=.]
10.過橢圓C:+=1(a>b>0)的左頂點A的斜率為k的直線交橢圓C 于另一點B,且點B在x軸上的射影恰好為右焦點F,若橢圓的離心率為,則k的值為(
6、 )
A.- B. C. D.
C [由題意知點B的橫坐標是c,故點B的坐標為,則斜率k=====(1-e)=,故選C.]
11.若F1,F(xiàn)2為雙曲線C:-y2=1的左、右焦點,點P在雙曲線C上,∠F1PF2=60,則點P到x軸的距離為( )
A. B. C. D.
B [設|PF1|=r1,|PF2|=r2,點P到x軸的距離為|yP|,則S△F1PF2=r1r2sin 60=r1r2,又4c2=r+r-2r1r2cos 60=(r1-r2)2+2r1r2-r1r2=4a2+r1r2,得r1r2=4c2-4a2=4b2=4,所以S△F1PF2=r1r2sin 60
7、==2c|yP|=|yP|,得|yP|=,故選B.]
12.拋物線y2=2px(p>0)的焦點為F,準線為l,A,B是拋物線上的兩個動點,且滿足∠AFB=.設線段AB的中點M在l上的投影為N,則的最大值是( )
【導學號:46342199】
A. B. C. D.
C [如圖.設|AF|=r1,|BF|=r2,則|MN|=.在△AFB中,因為|AF|=r1,|BF|=r2且∠AFB=,所以由余弦定理,得|AB|==,所以===≤=,當且僅當r1=r2時取等號.故選C.]
二、填空題(本大題共4小題,每小題5分,共20分,將答案填在題中的橫線上)
13.已知點P是平行四邊形
8、ABCD所在平面外的一點,如果=(2,-1,-4),=(4,2,0),=(-1,2,-1).對于下列結論:①AP⊥AB;②AP⊥AD;③是平面ABCD的法向量;④∥.其中正確的是________(填序號).
①②③ [∵=-2-2+4=0,∴⊥,即AP⊥AB,①正確;∵=-4+4=0,∴⊥,即AP⊥AD,②正確;由①②可得是平面ABCD的法向量,③正確;由③可得⊥,④錯誤.]
14.已知雙曲線-=1(a>0,b>0)的一條漸近線平行于直線l:y=2x+10,雙曲線的一個焦點在直線l上,則雙曲線的方程為________.
-=1 [由已知得=2,所以b=2a.在y=2x+10中令y=0得x
9、=-5,故c=5,從而a2+b2=5a2=c2=25,所以a2=5,b2=20,所以雙曲線的方程為-=1.]
15.在平面直角坐標系xOy中,已知橢圓C:+=1(a>b>0)的離心率e=,且橢圓C上的點到點Q(0,2)的距離的最大值為3,則橢圓C的方程為________.
+y2=1 [由e==,得c2=a2,所以b2=a2-c2=a2
設P(x,y)是橢圓C上任意一點,則+=1,所以x2=a2(1-)=a2-3y2.|PQ|===,
當y=-1時,|PQ|有最大值.由=3,可得a2=3,
所以b2=1,故橢圓C的方程為+y2=1.]
16.四棱錐PABCD中,PD⊥底面ABCD,
10、底面ABCD是正方形,且PD=AB=1,G為△ABC的重心,則PG與底面ABCD所成的角θ的正弦值為________.
【導學號:46342200】
[如圖,分別以DA,DC,DP所在直線為x軸,y軸,z軸建立空間直角坐標系,由已知P(0,0,1),A(1,0,0),B(1,1,0),C(0,1,0),則重心G,因此=(0,0,1),=,所以sin θ=|cos〈,〉|==.]
三、解答題(本大題共6小題,共70分.解答應寫出文字說明,證明過程或演算步驟)
17.(本小題滿分10分)設集合A={x|x2-3x+2=0},B={x|ax=1}.“x∈B”是“x∈A”的充分不必要條件,
11、試求滿足條件的實數(shù)a組成的集合.
[解] ∵A={x|x2-3x+2=0}={1,2},
由于“x∈B”是“x∈A”的充分不必要條件,∴BA.
當B=?時,得a=0;
當B≠?時,由題意得B={1}或B={2}.
則當B={1}時,得a=1;當B={2}時,得a=.
綜上所述,實數(shù)a組成的集合是.
18.(本小題滿分12分)已知雙曲線的中心在原點,焦點F1,F(xiàn)2在坐標軸上,離心率為,且過點(4,-).
(1)求雙曲線的方程;
(2)若點M(3,m)在雙曲線上,求證:=0.
[解] (1)由雙曲線的離心率為,可知雙曲線為等軸雙曲線,設雙曲線的方程為x2-y2=λ,又雙曲線過點
12、(4,-),代入解得λ=6,故雙曲線的方程為x2-y2=6.
(2)證明:由雙曲線的方程為x2-y2=6,可得a=b=,c=2,所以F1(-2,0),F(xiàn)2(2,0).由點M(3,m),得=(-2-3,-m),=(2-3,-m),又點M(3,m)在雙曲線上,所以9-m2=6,解得m2=3,所以=m2-3=0.
19. (本小題滿分12分)如圖1,在四棱柱ABCDA1B1C1D1中,側(cè)棱AA1⊥底面ABCD,AB∥DC,AA1=1,AB=3k,AD=4k,BC=5k,DC=6k(k>0).
圖1
(1)求證:CD⊥平面ADD1A1;
(2)若直線AA1與平面AB1C所成角的正弦值為,
13、求k的值.
【導學號:46342201】
[解] (1)證明:取CD的中點E,連接BE,如圖(1).
(1)
∵AB∥DE,AB=DE=3k,
∴四邊形ABED為平行四邊形,
∴BE∥AD且BE=AD=4k.
在△BCE中,∵BE=4k,CE=3k,BC=5k,
∴BE2+CE2=BC2,∴∠BEC=90,即BE⊥CD.
又∵BE∥AD,∴CD⊥AD.
∵AA1⊥平面ABCD,CD?平面ABCD,∴AA1⊥CD.
又AA1∩AD=A,∴CD⊥平面ADD1A1.
(2)以D為原點,,,的方向為x,y,z軸的正方向建立如圖(2)所示的空間直角坐標系,則A(4k,0,0
14、),C(0,6k,0),B1(4k,3k,1),A1(4k,0,1),
(2)
∴=(-4k,6k,0),=(0,3k,1),=(0,0,1).
設平面AB1C的法向量n=(x,y,z),則由得
取y=2,得n=(3,2,-6k).
設AA1與平面AB1C所成的角為θ,則
sin θ=|cos〈,n〉|===,解得k=1,故所求k的值為1.
20. (本小題滿分12分)如圖2,過拋物線y2=2px(p>0)的焦點F作一條傾斜角為的直線與拋物線相交于A,B兩點.
圖2
(1)用p表示|AB|;
(2)若=-3,求這個拋物線的方程.
[解] (1)拋物線的焦點為F
15、,過點F且傾斜角為的直線方程為y=x-.
設A(x1,y1),B(x2,y2),由
得x2-3px+=0,
∴x1+x2=3p,x1x2=,
∴|AB|=x1+x2+p=4p.
(2)由(1)知,x1x2=,x1+x2=3p,
∴y1y2==x1x2-(x1+x2)+=-+=-p2,∴=x1x2+y1y2=-p2=-=-3,解得p2=4,∴p=2.
∴這個拋物線的方程為y2=4x.
21.(本小題滿分12分)如圖3所示,四棱錐PABCD的底面是邊長為1的正方形,PA⊥CD,PA=1,PD=,E為PD上一點,PE=2ED.
圖3
(1)求證:PA⊥平面ABCD;
(2)
16、在側(cè)棱PC上是否存在一點F,使得BF∥平面AEC?若存在,指出F點的位置,并證明;若不存在,說明理由.
[解] (1)證明:∵PA=AD=1,PD=,
∴PA2+AD2=PD2,
即PA⊥AD.
又PA⊥CD,AD∩CD=D,∴PA⊥平面ABCD.
(2)以A為原點,AB,AD,AP所在直線分別為x軸,y軸,z軸建立空間直角坐標系.
則A(0,0,0),B(1,0,0),C(1,1,0),P(0,0,1),
E,=(1,1,0),=.設平面AEC的法向量為n=(x,y,z),
則
即令y=1,
則n=(-1,1,-2).
假設側(cè)棱PC上存在一點F,且=λ(0≤λ≤1)
17、,
使得BF∥平面AEC,則n=0.
又∵=+=(0,1,0)+(-λ,-λ,λ)=(-λ,1-λ,λ),
∴n=λ+1-λ-2λ=0,∴λ=,
∴存在點F,使得BF∥平面AEC,且F為PC的中點.
22. (本小題滿分12分)如圖4,在平面直角坐標系xOy中,F(xiàn)1,F(xiàn)2分別是橢圓+=1(a>b>0)的左、右焦點,頂點B的坐標為(0,b),連接BF2并延長交橢圓于點A,過點A作x軸的垂線交橢圓于另一點C,連接F1C.
圖4
(1)若點C的坐標為,且BF2=,求橢圓的方程;
(2)若F1C⊥AB,求橢圓離心率e的值.
【導學號:46342202】
[解] (1)∵BF2
18、=,而BF=OB2+OF=b2+c2=2=a2,
∵點C在橢圓上,C,
∴+=1,
∴b2=1,∴橢圓的方程為+y2=1.
(2)直線BF2的方程為+=1,與橢圓方程+=1聯(lián)立方程組,
解得A點坐標為,
則C點的坐標為,
又F1為(-c,0),k==,
又kAB=-,由F1C⊥AB,得=-1,
即b4=3a2c2+c4,所以(a2-c2)2=3a2c2+c4,化簡得e==.
6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375