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文檔簡介
2025-2026學(xué)年上期高二年級期中聯(lián)考試題
數(shù)學(xué)學(xué)科
命題人:任華麗審核人:胡啟志鄭州市實(shí)驗(yàn)高級中學(xué)
考試時間:120分鐘分值:150分
注意事項(xiàng):本試卷分試題卷和答題卡兩部分.考生應(yīng)首先閱讀試題卷上的文字信息,然后在答
題卡上作答(答題注意事項(xiàng)見答題卡).在試題卷上作答無效.
一、單選題:本題共8小題,每小題5分,共40分.在每小題給出的選項(xiàng)中,只有一項(xiàng)是符合
題目要求的.
a1,2,1b3,x,y
1.已知向量,,且a//b,那么實(shí)數(shù)xy等于()
A.3B.-3C.9D.-9
【答案】D
【解析】
【分析】運(yùn)用空間向量共線列式計(jì)算即可.
【詳解】∵a1,2,1,b3,x,y,且a∥b,
3xy
∴,
121
解得x6,y=3,
∴xy639.
故選:D.
2.如圖,在四面體OABC中,點(diǎn)M在棱OA上,且滿足OM2MA,點(diǎn)N,G分別是線段BC,MN的
中點(diǎn),則用向量OA,OB,OC表示向量OG應(yīng)為()
111111
A.OGOAOBOCB.OGOAOBOC
344344
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111111
C.OGOAOBOCD.OGOAOBOC
344344
【答案】A
【解析】
【分析】利用空間向量加法法則直接求解.
2
【詳解】因?yàn)镺M2MA,所以O(shè)MOA.
3
因?yàn)辄c(diǎn)N,G分別是線段BC,MN的中點(diǎn),
111211111
所以O(shè)GOMONOAOBOCOAOBOC,
222322344
111
所以O(shè)GOAOBOC.
344
故選:A.
3.下列說法中,正確的有()
A.過點(diǎn)P1,2且在x、y軸截距相等的直線方程為xy30
B.直線x3y10的傾斜角為60
C.直線y3x2在y軸上的截距為2
D.過點(diǎn)5,4并且傾斜角為90的直線方程為y40
【答案】C
【解析】
【分析】對直線是否過原點(diǎn)進(jìn)行分類討論,利用斜截式方程與截距式方程可判斷A選項(xiàng);
求出直線的斜率,進(jìn)而可得出所求直線的傾斜角,可判斷B選項(xiàng);
利用直線截距的定義可判斷C選項(xiàng);求出所求直線的方程,可判斷D選項(xiàng).
【詳解】對于A選項(xiàng),若直線過原點(diǎn),設(shè)該直線的方程為ykx,則k2,
此時,所求直線的方程為2xy0,
xy12
若直線不過原點(diǎn),設(shè)所求直線方程為1a0,則1,可得a3,
aaaa
此時,所求直線方程為xy30.
綜上所述,過點(diǎn)P1,2且在x、y軸截距相等的直線方程為2xy0或xy30,A錯;
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13
對于B選項(xiàng),直線x3y10的斜率為,該直線的傾斜角為30,B錯;
33
對于C選項(xiàng),直線y3x2在y軸上的截距為2,C對;
對于D選項(xiàng),過點(diǎn)5,4并且傾斜角為90的直線方程為x50,D錯.
故選:
C.
4.若點(diǎn)P1,1為圓x2y26x0的弦MN的中點(diǎn),則弦MN所在直線的方程為()
A.2xy30B.x2y10C.x2y30D.2xy10
【答案】D
【解析】
【分析】圓的方程化為標(biāo)準(zhǔn)方程,得到圓心A坐標(biāo),由APMN,可求得弦MN所在直線的斜率,點(diǎn)斜
式求方程.
2
【詳解】圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為x3y29,圓心A3,0.因?yàn)辄c(diǎn)P1,1為弦MN的中點(diǎn),所以APMN,
101
又AP的斜率k,所以直線MN的斜率為2,弦MN所在直線的方程為y12x1,即
132
2xy10.
故選:D
x2y2
5.已知方程1表示雙曲線,則m的取值范圍是()
2mm1
A.,2B.,21,
C.1,D.2,1
【答案】B
【解析】
【分析】根據(jù)二次曲線表示雙曲線的基本要求可構(gòu)造不等式求得結(jié)果.
x2y2
【詳解】方程1表示雙曲線,2mm10,解得:m2或m1,
2mm1
即m的取值范圍為,21,.
故選:B.
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6.已知直線yk(x1)與曲線y4(x2)2有兩個交點(diǎn),則k的取值范圍為
252555
A.0,B.0,C.0,D.0,
5555
【答案】B
【解析】
2
【分析】化簡得到x2y24y0,直線yk(x1)過定點(diǎn)1,0,畫出圖像,根據(jù)圖像得到
答案.
2
【詳解】y4(x2)2,即x2y24y0,直線yk(x1)過定點(diǎn)1,0,
畫出圖像,如圖所示:
當(dāng)直線與半圓相切時,AB3,AC2,BCAB2AC25.
2525
此時斜率為,根據(jù)圖像知k0,.
55
故選:B.
【點(diǎn)睛】本題考查了直線和圓的位置關(guān)系,直線過定點(diǎn),畫出圖像是解題的關(guān)鍵.
7.一動圓與圓x2y26x50外切,同時與圓x2y26x910內(nèi)切,則動圓圓心的軌跡方程是
()
x2y2x2y2x2y2x2y2
A.1B.1C.1D.1
36273627167167
【答案】A
【解析】
【分析】由圓與圓的位置關(guān)系及橢圓的定義和標(biāo)準(zhǔn)方程可得結(jié)果.
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【詳解】設(shè)動圓圓心為Mx,y,半徑為R,設(shè)已知圓的圓心分別為O1、O2,
2222
將圓xy6x50的方程配方得:x3y4,圓心O13,0,半徑為2,
2222
圓xy6x910同理化為x3y100,圓心O23,0,半徑為10,
當(dāng)動圓與圓O1相外切時,有O1MR2①
當(dāng)動圓與圓O2相內(nèi)切時,有O2M10R②
將①②兩式相加,得O1MO2M12O1O2
動圓圓心Mx,y到點(diǎn)O13,0和O23,0的距離和是常數(shù)12,
所以點(diǎn)M的軌跡是焦點(diǎn)為點(diǎn)O13,0、O23,0,長軸長等于12的橢圓,
x2y2
故a6,c3,b227,1.
3627
故選:A.
x2y2
8.已知橢圓C:1(ab0),F,F為橢圓的左右焦點(diǎn),A為橢圓上一點(diǎn),連接AF并延長交橢圓于
a2b2121
另一點(diǎn)B,若AF2AF1,BF23BF1,則橢圓C的離心率為()
32127
A.B.C.D.
3737
【答案】A
【解析】
△
【分析】根據(jù)題意和橢圓的定義可得△AF1F2和ABF2的各邊邊長,再結(jié)合余弦定理列方程,求解即可.
【詳解】如圖所示:
由題意得AF2AF1,又AF1AF22a,則AF2AF1a,
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313
因?yàn)锽F3BF,BFBF2a,則BFa,BFa,故ABa,
211222122
a2a24c2
在△AF1F2中,由余弦定理得cosFAF,
122a2
22
3a23a
a
在△中,由余弦定理得22,
ABF2cosBAF
23
2aa
2
22
3a23a
222a222
aa4c22a2c1c1c3
所以,化簡得,即12,解得.
23a23a3a3
2a2aa
2
故選:A.
二、多選題:本題共3小題,每小題6分,共18分.在每小題給出的選項(xiàng)中,有多項(xiàng)符合題目
要求.全部選對得6分,部分選對得部分分,有選錯的得0分.
9.關(guān)于空間向量,以下說法正確的是()
A.空間中的三個向量,若有兩個向量共線,則這三個向量一定共面
B.若ab0,則a,b是銳角
C.已知向量{a,b,c}組是空間的一個基底,則2a,b,ca也是空間的一個基底
112
D.若對空間中任意一點(diǎn)O,有OPOAOBOC,則P,A,B,C四點(diǎn)共面
1243
【答案】ACD
【解析】
【分析】根據(jù)空間向量共面定理即可判斷A;根據(jù)ab0,得到a,b0,,即可判斷B;根據(jù)題意得
2
112
到2a,b,ca不共面,即可判斷C;根據(jù)1即可判斷D.
1243
【詳解】對A,根據(jù)空間向量共面定理知:空間中三個向量,若有兩個向量共線,則這三個向量一定共面,
故A正確;
對B,若ab0,則a,b0,,故B錯誤.
2
對C,假設(shè)2a,b,ca共面,則b2aca2ac,
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因?yàn)橄蛄縶a,b,c}組是空間的一個基底,
所以不存在實(shí)數(shù),,使得b2ac成立,故2a,b,ca不共面,
即2a,b,ca也是空間的一個基底,故C正確.
112112
對D,因?yàn)镺POAOBOC,且1,
12431243
所以P,B,A,C四點(diǎn)共面,故正確
D.
故選:ACD.
10.下列選項(xiàng)正確的是()
25
A.若直線l1:x2y10與l2:2xay20平行,則l1與l2的距離為
5
B.過點(diǎn)1,1且和直線2xy70平行的直線方程是2xy60
C.“a1”是“直線a2xy10與直線xay20互相垂直”的必要不充分條件
π3π
D.直線xsiny20的傾斜角的取值范圍是0,,π
44
【答案】AD
【解析】
【分析】利用平行線間距離公式判斷A,舉反例判斷B,C,利用斜率的幾何意義判斷D即可.
【詳解】對于A,因?yàn)橹本€l1:x2y10與l2:2xay20平行,
2a2
所以,解得a4,此時直線l為2x4y20,即x2y10,
1212
1125
由平行線間距離公式得l1與l2的距離為,故A正確,
145
對于B,將點(diǎn)1,1代入2xy60中,
發(fā)現(xiàn)2160,故該點(diǎn)不在直線上,
即過點(diǎn)1,1且和直線2xy70平行的直線方程
不可能是2xy60,故B錯誤,
對于C,當(dāng)a0時,直線a2xy10可化為y10,
直線xay20為x20,此時兩直線也互相垂直,
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所以“a1”不是“直線a2xy10與直線xay20互相垂直”
的必要不充分條件,故C錯誤,
對于D,直線xsiny20的斜率為ksin,則1k1,
3ππ
當(dāng)1k0時,的取值范圍是,π,當(dāng)0k1時,的取值范圍為0,,
44
π3π
故直線xsiny20的傾斜角的取值范圍是0,,π,故D正確.
44
故選:AD
11.平面內(nèi)到兩個定點(diǎn)A,B的距離比值為一定值(1)的點(diǎn)P的軌跡是一個圓,此圓被稱為阿波羅尼斯
|PA|1
圓,俗稱“阿氏圓”.已知平面內(nèi)點(diǎn)A(2,0),B(6,0),動點(diǎn)P滿足,記點(diǎn)P的軌跡為,則下列
|PB|3
命題正確的是()
22
A.點(diǎn)P的軌跡的方程是xy3x0
B.過點(diǎn)N(1,1)的直線被點(diǎn)P的軌跡所截得的弦的長度的最小值是1
C.直線2xy20與點(diǎn)P的軌跡相離
3
D.已知點(diǎn)E,0,點(diǎn)M是直線l:2x23y70上的動點(diǎn),過點(diǎn)M作點(diǎn)P的軌跡的兩條切線,
2
切點(diǎn)為C,D,則四邊形ECMD面積的最小值是3
【答案】ACD
【解析】
【分析】根據(jù)已知條件求出點(diǎn)P的軌跡方程,然后逐個分析每個命題中涉及到的直線與圓的位置關(guān)系、弦
長公式計(jì)算以及四邊形面積即可.
|PA|1
【詳解】對于A,設(shè)P(x,y),已知A(2,0),B(6,0),且.
|PB|3
根據(jù)兩點(diǎn)間距離公式|PA|(x2)2y2,|PB|(x6)2y2.
(x2)2y21(x2)2y21
則兩邊平方可得
.22.
(x6)2y23(x6)y9
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39
展開整理得x2y23x0,配方可得(x)2y2,所以A選項(xiàng)正確.
24
3315
對于B,點(diǎn)N(1,1)到圓心E(,0)的距離為d(1)2121.
2242
35
圓的半徑r.根據(jù)弦長公式L2r2d2,當(dāng)d最大弦長最小,d最大為圓心到點(diǎn)N的距離.所以
22
3595
弦長最小值為2()2()222,所以B選項(xiàng)錯誤.
2244
3
|202|
3|32|
對于C,圓心E(,0)到直線2xy20的距離d25.
222
2(1)5
3
因?yàn)?(圓的半徑),所以直線與圓相離,C選項(xiàng)正確.
2
13
對于D,四邊形ECMD的面積S2|EC||MC|,因?yàn)閨EC|r.
22
要使面積最小,則|MC|最小,即圓心E到直線l:2x23y70的距離d與半徑r的關(guān)系.圓心
3
|22307|
3|37|5
E(,0)到直線l的距離2.
2d
22(23)24122
53
|MC|d2r2()2()22.
min22
13
所以四邊形ECMD面積最小值S223,D選項(xiàng)正確.
22
故選:ACD.
三、填空題:本題共3小題,每小題5分,共15分.
12.已知空間向量a1,0,1,b2,1,2,則向量a在向量b上的投影向量的坐標(biāo)______
848
【答案】,,
999
【解析】
【分析】結(jié)合數(shù)量積的坐標(biāo)運(yùn)算,根據(jù)投影向量的概念求解.
【詳解】空間向量a1,0,1,b2,1,2,
2
則ab1201124,b221223,
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abb4848
則向量a在向量b上的投影向量的坐標(biāo)為b,,.
9999
bb
848
故答案為:,,.
999
圓22與圓22的公共弦長為
13.C1:xy4C2:xy2x2y0______.
【答案】22
【解析】
【分析】
將兩圓方程作差可得出公共弦所在直線的方程,再求該直線截圓C1所得弦長即可.
【詳解】將圓C1和圓C2的方程作差并化簡得xy20,即兩圓公共弦所在直線的方程為xy20.
2
d2
圓C的圓心為坐標(biāo)原點(diǎn),半徑長為2,圓C的圓心到直線xy20的距離為2,
11121
因此,兩圓的公共弦長為24d222.
故答案為:22.
【點(diǎn)睛】本題考查兩圓公共弦長的計(jì)算,考查計(jì)算能力,屬于基礎(chǔ)題.
14.在平面直角坐標(biāo)系xOy中,已知點(diǎn)Ax1,y1,Bx2,y2,定義d(A,B)x1x2y1y2為“曼哈頓
x2
距離”.若d(O,P)2,則點(diǎn)P的軌跡所圍成圖形的面積為______,若橢圓C:+y2=1(a>0)上有且僅有
a2
8個點(diǎn)P滿足d(O,P)2,則橢圓C的離心率的取值范圍是______
63
【答案】①.8②.,
32
【解析】
【分析】根據(jù)“曼哈頓距離”列方程,結(jié)合絕對值的知識求得點(diǎn)P的軌跡所圍成圖形的面積.根據(jù)已知條件列
不等式,求得a2的范圍,進(jìn)而求得離心率的取值范圍.
【詳解】設(shè)Px,y,則d(O,P)xy2,
若x0,y0,則xy2;若x0,y0,則xy2;
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若x0,y0,則xy2;若x0,y0,則xy2,
由此畫出點(diǎn)P的軌跡如下圖所示(正方形),
1
由圖可知點(diǎn)P的軌跡所圍成圖形的面積為2248.
2
x2
橢圓C:+y2=1(a>0),對應(yīng)b1,a1,
a2
x2
要使橢圓C:+y2=1(a>0)上有且僅有8個點(diǎn)P滿足d(O,P)xy2,
a2
yx2
根據(jù)對稱性,由方程組2有兩個解,且0a2,a1,
x2
y1
a2
2
x22222
所以x21,整理得a1x4a3a0,
a2
Δ16a412a2a214a2a230,
11b21
解得3a2,3a24,,
4a2a23
2
cc2a2b2b63
所以e1,.
22
aaaa32
63
故答案為:,
32
【點(diǎn)睛】解新定義題型的步驟:(1)理解“新定義”——明確“新定義”的條件、原理、方法、步驟和結(jié)論.(2)
重視“舉例”,利用“舉例”檢驗(yàn)是否理解和正確運(yùn)用“新定義”;歸納“舉例”提供的解題方法.歸納“舉
例”提供的分類情況.(3)類比新定義中的概念、原理、方法,解決題中需要解決的問題.
四、解答題:本題共5小題,共77分.解答應(yīng)寫出文字說明,證明過程或演算步驟.
15.已知直線l:kx-y+1+2k=0(k∈R).
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(1)證明:直線l過定點(diǎn);
(2)若直線l不經(jīng)過第四象限,求k的取值范圍;
(3)若直線l交x軸負(fù)半軸于點(diǎn)A,交y軸正半軸于點(diǎn)B,O為坐標(biāo)原點(diǎn),設(shè)AOB的面積為S,求S的最
小值及此時直線l的方程.△
【答案】(1)證明見解析;(2)[0,);(3)S的最小值為4,直線l的方程為x-2y+4=0.
【解析】
【分析】(1)直線方程化為y=k(x+2)+1,可以得出直線l總過定點(diǎn);
(2)考慮直線的斜率及在y軸上的截距建立不等式求解;
(3)利用直線在坐標(biāo)軸上的截距表示出三角形的面積,利用均值不等式求最值,確定等號成立條件即可求
出直線方程.
【詳解】(1)證明:
直線l的方程可化為y=k(x+2)+1,故無論k取何值,直線l總過定點(diǎn)(-2,1).
(2)直線l的方程為y=kx+2k+1,則直線l在y軸上的截距為2k+1,要使直線l不經(jīng)過第四象限,則
k0
解得k≥0,故k的取值范圍是[0,).
12k0
12k
(3)依題意,直線l在x軸上的截距為,在y軸上的截距為1+2k,
k
12k
∴A,0,B(0,1+2k).
k
12k
又0且1+2k>0,
k
∴k>0.
1112k1111
故S=|OA||OB|=××(1+2k)=4k+4≥×(4+24k)=4,
22k2k2k
11
當(dāng)且僅當(dāng)4k=,即k=時,取等號.
k2
故S的最小值為4,此時直線l的方程為x-2y+4=0.
在如圖所示的平行六面體中,,,,
16.ABCDA1B1C1D1AB1AD2AA122
,,設(shè),,
A1ABA1AD45BAD60ABaADbAA1c.
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()用,,表示,,;
1abcAC1BD1AC
(2)求AC1的長;
(3)求異面直線BD1與AC所成角的余弦值.
【答案】(),,
1AC1abcBD1abcACab
(2)33
3105
(3)
35
【解析】
【分析】(1)利用空間向量基本定理即可;
(2)利用模長公式求解即可;
(3)利用向量夾角公式求解即可
【小問1詳解】
,
AC1ABBCCC1ABADAA1abc
,
BD1BAADDD1ABADAA1abc
ACABBCABADab,
【小問2詳解】
a1,b2,c22,
ab1,bc4,ca2,
22
因?yàn)?/p>
AC1abc
222
abc2abbcca
148214227,
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所以AC133,即AC1的長為33;
【小問3詳解】
因?yàn)椋?/p>
BD1bcaACab
同理可求得BD115,AC7,
又因?yàn)?/p>
BD1ACbcaab
22
bacabc9,
BD1AC93105
所以cosBD1,AC,
BD1AC15735
3105
所以異面直線AC與BD1所成角的余弦值為.
35
22
17.已知圓C:x1y28,過點(diǎn)A3,2作直線l交C于M,N兩點(diǎn).
(1)若MN4,求直線l的方程;
(2)若點(diǎn)P是C上的一動點(diǎn),點(diǎn)Q是線段AP的中點(diǎn),求動點(diǎn)Q的軌跡方程.
【答案】(1)3x3y3230或3x3y3230
22
(2)x1y+22
【解析】
【分析】(1)先求出圓心到直線的距離,再解得直線與圓的位置關(guān)系,分斜率存在和斜率不存在兩種情況
討論求解;
(2)設(shè)Qx,y,利用中點(diǎn)關(guān)系結(jié)合P在圓上即可求解動點(diǎn)Q的軌跡方程.
【小問1詳解】
22
圓C:x1y28,圓C的半徑r22,圓心C1,2,
2
MN2
直線l與圓心C的距離dr222222,
2
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若斜率不存在,即=,圓心到直線距離22,
l:x3d3122422
與圓C無交點(diǎn),不符合題意;
若斜率存在,設(shè)直線l:y2kx3,即kxy3k20,
4k3
由d2,解得k,
1k23
3
直線l的方程為y2x3,
3
即3x3y3230或3x3y3230.
【小問2詳解】
設(shè)Qx,y,Px0,y0,點(diǎn)Q是線段AP的中點(diǎn),
x03
x
2x02x3
,即①,
y2y2y2
y00
2
又點(diǎn)圓上,22,
P在Cx01y028
2222
將①代入得2x22y48,整理得x1y22,
22
點(diǎn)Q的軌跡方程為:x1y22.
18.如圖(1),在四棱錐PABCD中,平面PAB平面ABCD,PAAB,PAAD4,BC//AD,
ABAD,ABBC2,PEPC01.
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1
(1)若,求直線DE與平面ABE所成角的正弦值;
2
234
(2)設(shè)二面角BAEC的大小為,若cos,求的值;
17
(3)閱讀下列“鏈接”材料,試判斷異面直線BE和AD間的距離是否為定值,若是,求出該定值;若不
是,說明理由.
鏈接:運(yùn)用空間向量求異面直線間的距離如圖(2),設(shè)A、P分別為異面直線a、b上的點(diǎn),n是與直線a、
APn
b都垂直的向量,從而異面直線a、b間的距離為d,即為向量AP在向量n上的投影向量的模.
n
470
【答案】(1)
35
1
(2)
3
45
(3)是,
5
【解析】
【分析】(1)推導(dǎo)出PA平面ABCD,以點(diǎn)A為坐標(biāo)原點(diǎn),AB、AD、AP所在直線分別為x、y、z
軸建立空間直角坐標(biāo)系,利用空間向量法可求得直線DE與平面ABE所成角的正弦值;
(2)求出點(diǎn)E的坐標(biāo),根據(jù)空間向量法可得出關(guān)于的方程,結(jié)合0,1可得出的值;
(3)求出異面直線BE、AD的公垂線的一個方向向量,結(jié)合題中材料可求出異面直線BE、AD間的距
離.
【小問1詳解】
在四棱錐PABCD中,平面PAB平面ABCD,平面PAB平面ABCDAB,
PAAB,PA平面PAB,所以PA平面ABCD,
又因?yàn)锳BAD,以點(diǎn)A為坐標(biāo)原點(diǎn),AB、AD、AP所在直線分別為x、y、z軸建立如下圖所示的空
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間直角坐標(biāo)系,
因?yàn)镻AAD4,ABBC2,
所以A0,0,0、B2,0,0、C2,2,0、D0,4,0、P0,0,4.
1
若,即E為PC中點(diǎn),則E1,1,2,
2
所以DE1,3,2,AB2,0,0,AE1,1,2.
設(shè)平面ABE的一個法向量為mx1,y1,z1,
mAB2x0
則1,令,得,
z11y12
mAEx1y12z10
所以平面ABE的一個法向量為m0,2,1.
設(shè)直線DE與平面ABE所成角為,
DEm62470
則sincosDE,m.
DEm14535
【小問2詳解】
因?yàn)镻EPC2,2,42,2,401,則E2,2,44,
設(shè)平面ABE的一個法向量為nx2,y2,z2,
nAB2x20
則,令y2,得z,
221
nAE2x22y244z20
所以平面ABE的一個法向量為n0,2,.
1
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lAC2x2y0
設(shè)平面的一個法向量為,則33,
AEClx3,y3,z3
lAP4z30
令x31,得y31,所以平面AEC的一個法向量為l1,1,0.
234
因?yàn)槎娼荁AEC的大小為,且cos,
17
nl2234
得cosn,l,
2
nl17
42
1
11
整理得32210,解得,或1(舍),所以.
33
【小問3詳解】
由(2)得E2,2,44,故BE22,2,44,AD0,4,0.
設(shè)ux,y,z與直線BE、AD都垂直,
uBE22x2y44z0
所以.
uAD4y0
令x2,可得y0,z1,即u2,0,1.
ABu445
又AB2,0,0,所以異面直線BE和AD間的距離為d.
u55
45
故異面直線BE和AD間的距離為定值.
5
19.在平面直角坐標(biāo)系中,過點(diǎn)Ax0,y0作斜率分別為k1,k2的直線l1,l2,若k1k2(0),則稱直線
是
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