0  315921  315929  315935  315939  315945  315947  315951  315957  315959  315965  315971  315975  315977  315981  315987  315989  315995  315999  316001  316005  316007  316011  316013  316015  316016  316017  316019  316020  316021  316023  316025  316029  316031  316035  316037  316041  316047  316049  316055  316059  316061  316065  316071  316077  316079  316085  316089  316091  316097  316101  316107  316115  447090 

2.圆

圆的定义

点集:{M||OM|=r},其中定点O为圆心,定长r为半径.

圆的方程

(1)标准方程

圆心在c(a,b),半径为r的圆方程是

(x-a)2+(y-b)2=r2

圆心在坐标原点,半径为r的圆方程是

x2+y2=r2

(2)一般方程

当D2+E2-4F>0时,一元二次方程

x2+y2+Dx+Ey+F=0

叫做圆的一般方程,圆心为(-,-,半径是.配方,将方程x2+y2+Dx+Ey+F=0化为

(x+)2+(y+)2=

当D2+E2-4F=0时,方程表示一个点

(-,-);

当D2+E2-4F<0时,方程不表示任何图形.

点与圆的位置关系  已知圆心C(a,b),半径为r,点M的坐标为(x0,y0),则

|MC|<r点M在圆C内,

|MC|=r点M在圆C上,

|MC|>r点M在圆C内,

其中|MC|=.

(3)直线和圆的位置关系

①直线和圆有相交、相切、相离三种位置关系

直线与圆相交有两个公共点

直线与圆相切有一个公共点

直线与圆相离没有公共点

②直线和圆的位置关系的判定

(i)判别式法

(ii)利用圆心C(a,b)到直线Ax+By+C=0的距离d=与半径r的大小关系来判定.

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1.方程的曲线

在平面直角坐标系中,如果某曲线C(看作适合某种条件的点的集合或轨迹 )上的点与一个二元方程f(x,y)=0的实数解建立了如下的关系:

(1)曲线上的点的坐标都是这个方程的解;

(2)以这个方程的解为坐标的点都是曲线上的点.那么这个方程叫做曲线的方程;这条曲线叫 做方程的曲线.

点与曲线的关系  若曲线C的方程是f(x,y)=0,则点P0(x0,y0)在曲线C上f(x0,y 0)=0;

点P0(x0,y0)不在曲线C上f(x0,y0)≠0

两条曲线的交点  若曲线C1,C2的方程分别为f1(x,y)=0,f2(x,y)=0,则

               f1(x0,y0)=0

点P0(x0,y0)是C1,C2的交点

               f2(x0,y0) =0

方程组有n个不同的实数解,两条曲线就有n个不同的交点;方程组没有实数解,曲线就没有 交点.

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4.了解用坐标法研究几何问题的思想,初步掌握利用方程研究曲线性质的方法.

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3.理解坐标变换的意义,掌握利用坐标轴平移化简圆锥曲线方程的方法.

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2.掌握圆锥曲线的标准方程及其几何性质,并根据并给的条件画圆锥曲线,了解圆锥曲线的 一些实际应用.

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1.掌握直角坐标系中的曲线与方程的关系和轨迹的概念,能够根据所给条件,选择适当的直 角坐标系求曲线的方程,并画出方程所表示的曲线.

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(三)解答题

16.已知平面α和不在这个平面内的直线a都垂直于平面β,求证a∥α.

17.如图,正方形ABCD,E、F分别是AB、CD的中点,G为BF的中点,现将正方形沿EF折成120°的二面角.求①异面直线EF和AG所成的角;②AG和平面EBCF所形成的角.

第17题图              第18题图

18.如图,已知三棱锥P-ABC中,PA=PB,CB⊥平面PAB,PM=MC,AN=3NB.①求证MN⊥AB;②∠APB=90°,BC=2,AB=4时,求MN的长.

19.如图,已知二面角α-PQ-β为60°,点A和B分别在平面α和平面β内,点C在棱PQ上,且∠ACP=∠BCP=30°AC=BC①求证AB⊥PQ;②求直线PQ

在面ABC所成角的大小.

20.如图,已知矩形ABCD中,AB=1,BC=a(a>0,PA⊥平面AC,且PA=1.①问BC边上是否存在点Q,使得PQ⊥QD,并说明理由;②若BC边上有且只有一个点Q使得PQ⊥QD,求这时二面角Q-PD-A的大小.

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(二)填空题

11.两条异面直线所成的角为θ,则cosθ的取值范围是_________.

12.棱长为1的正方体,PA、PB、PC是共一个顶点P的三条棱,那么点P到平面ABC的距离是_________.

13.从三棱锥六条棱的中点中,任选四个作为四边形的顶点.其中为平行四边形的个数有__________个.

14.二面角的一个面内有一条直线与另一个面成30°,这直线与棱成45°角,则此二面角度数_________.

15.正四棱锥S-ABCD的高为2,底面边长为,P、Q两点分别在线段BD和SC上,则P、Q两点的最短距离为_______.

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(一)选择题

1.下列命题中,假命题是(   )

A.若a,b是异面直线,则一定存在平面α过a且与b平行

B.若a,b是异面直线,则一定存在平面α与a且与b垂直

C.若a,b是异面直线,则一定存在平面α与a,b所成的角相等

D.若a,b是异面直线,则一定存在平面α与a,b的距离相等

2.下列命题中,真命题是(   )

A.若直线m、n都平行于平面α则m∥n

B.设α-l-β是直二面角,若直线m⊥l,则m⊥β

C.若m、n在平面α内的射影依次是一个点和一条直线,且m⊥n,则n在α内或n与α平行

D.若直线m、n是异面直线,若m与平面α平行,则n与α平行,则n与α相交

3.如果直线l、m与平面α、β、γ满足:l=β∩γ,l∥α,mα和m⊥γ,那么必有(   )

A.α⊥γ且l⊥m     B.α⊥γ且m∥β      C.m∥β且l⊥m     D.α∥β且α⊥γ

4.设α、β是两个不重合的平面,m和l是两条不重合的直线,则α∥β的一个充分条件是(   )

A.lα,mα且l∥β,m∥β          B.lα,mβ且l∥m

C.l⊥α,m⊥β,且l∥m              D.l∥α,m∥β且l∥m

5.已知直二面角α-l-β,直线ma,直线nβ,且m、n均不与直线l垂直,则(   )

A.m和n不可能垂直,但可能平行          B.m与n可能垂直,但不能平行

C.m和n可能垂直,也可能平行           D.m与n不能垂直,也不能平行

6.二面角α-EF-β是直二面角,C∈EF,ACα,BCβ,如果∠ACF=30°,∠ACB=60°,∠BCF=θ,那么cosθ的值等于,则(   )

A.          B.           C.          D.

7.如图,有共同底边的等边△ABC和等边三角形BCD所在平面互相垂直,则异面直线AB和CD所成角的余弦值为(  )

A.            B.         C.           D.

8.正方体ABCD-A1B1C1D1中截面AB1C和截面A1B1C所成的二面角的大小为(   )

A.45°           B.60°        C.arccos        D.arccos

9.如图,BCDE是一个正方形,AB⊥平面CE,侧图中相互垂直的平面有(   )

A.3组           B.6组         C.7组           D.8组

10.菱形ABCD的边长为a,∠A=60°,E、F、G、H分别在AB,BC,CD,DA上,且BE=BF=DG=DH=,沿EH与FG把

菱形的两个锐角对折起来,使A、C两点重合,这时A点到平面E-FGH的距离为(   )

A.         B.          C.          D.(-1)a

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(二)空间直线和平面

例15  已知直线l垂直于平面α,直线m平面β,有下面四个命题:

(1)α∥βl⊥m

(2)α⊥βl∥m

(3)l∥mα⊥β

(4)l⊥mα∥β

其中正确的两个命题是(   )

A.(1)与(2)        B.(3)与(4)        C.(2)与(4)        D.(1)与(3)

解:命题(1)正确,证明如下:

∵l⊥α,若α∥β,则l⊥β,

又mβ,

∴l⊥m

命题(2)不正确.

已知l⊥α,β⊥α,此时有可能lβ,又因mβ,从而l与m共面β,l和m可能平行也可能相交.

命题(3)正确,证明如下:

∵l⊥α,l∥m,

∴m⊥α,

又mβ,

∴α⊥β.

命题(4)不正确,

设α∩β=m,∵l⊥α,mα,∴l⊥m,故由l⊥α,m?β,l⊥mα∥β.

(1)、(3)正确;(2)、(4)不正确.

应选D.

例16     如图(1),ABCD是正方形,E是AB中点,如将△DAE和△CBE分别沿虚线DE和CE折起,使AE与BE重合,

记A与B重合后的点为P,则面PCD与面ECD所成的二面角为_________度.

解:在图(2)上作PH⊥CD于H,设正方形ABCD的边长1.

易知PD=l,PC=l,∴H为DC中点.

又ED=EC.

∴EH⊥DC于H.

设∠PHE=θ,则θ为面PCD与面ECD所成二面角的大小.

在△PDC中,由PD=PC=DC=l,得PH=

在△EDC中,由EH=

=l,

又P是A、B重合的点,故PE=AE=.

用余弦定理于△PHE,有

cosθ=cos∠PHE===,

由于θ∈(0,180°),得θ=30°.

应填30°.

例17 已知:如图,平面α∩平面β=直线a,α、β同时垂直于平面r,又同时平行于直线b.

求证:(1)a⊥γ,(2)b⊥γ.

证明:(1)设α∩γ=m,β∩γ=n.

在直线a上任选不在平面γ上的点A,作AO⊥m于O,AO′⊥n于O′.

∵AOα,α⊥γ且α∩γ=m,AO⊥m,

∴AO⊥γ(两面垂直,则在其中一个平面上且垂直于交线的直线必垂直于另一个面).同理AO′⊥γ.

但平面γ外的点A在平面γ的射影唯一.

∴O和O′重合于m,n的交点.

即直线a⊥平面γ.

(2)∵b∥平面α,

∴存在b′α,b′≠a;满足b∥b′.

又b∥β,从而b′∥β.

因为平面α过b′且交平面β于a,

∴b′∥a,从而b∥a.

由a⊥γ,得b⊥γ.

例18  如果直线l,m与平面α、β、γ满足:l=β∩r,l∥α

,mα,和m⊥γ,那么必有(   )

A.α⊥γ且l⊥m

B.α⊥γ且m∥β

C.m∥β且l⊥m

D.α∥β且α⊥γ

解:∵mα,m⊥γ,

∴γ⊥α,

∵lγ,m⊥γ,

∴m⊥l.

即在题设的条件下必有γ⊥α且l⊥m.

应选A.

例19   如图1-37,在正三棱柱ABC-A1B1C1中,E∈BB1,截面A1EC⊥侧面AC1.

(1)求证:BE=EB1

(2)若AA1=A1B1,求平面A1EC与平面A1B1C1所成二面角(锐角)的度数.

注意:在下面横线上填写适当内容,使之成为(1)的完成证明,并解答(2).

证明:在截面A1EC内,过E作EG⊥A1C,G是垂足.

(Ⅰ)∵_____________________

∴EG⊥侧面AC1,取AC的中点F,连结BF、FG,由AB=BC得BF⊥FC.

(Ⅱ)∵_____________________

∴BF⊥侧面AC1,得BF∥EG,BF、EG确定一个平面,交侧面AC1于FC.

(Ⅲ)∵_____________________

∴BF∥EG,四边形BEGF是平行四边形,BE=FG.

(Ⅳ)∵_____________________

∴FG∥AA1,ΔAA1C∽ΔFGC,

(Ⅴ)∵_____________________

∴FG=AA1BB1,即BE=BB1,故BE=EB1.

解:(1) (Ⅰ)∵面A1EC⊥侧面AC1

     (Ⅱ)∵而面ABC⊥侧面AC1

(Ⅲ)∵BE∥侧面AC1

(Ⅳ)∵BE∥AA1

     (Ⅴ)∵AF=FC.

(2)分别延长CE、C1B1交于点D,连结A1D.

∵EB1∥CC1,EB1BB1CC1

∴DB1DC1=B1C1=A1B1

∵∠B1A1C1=∠B1C1A1=60°

∠DA1B1=∠A1DB1(180°-∠DB1A1)=30°

即DA1⊥A1C1

∵CC1⊥面A1C1B1,即A1C1在平面A1C1D上的射影,根据三垂线定理得DA1⊥A1C,

∴∠CA1C是所求二面角的平面角.

∵CC1=AA1=A1B1=A1C1,∠A1C1C=90°,

∴∠CA?1C?1=45°,即所求二面角为45°.

例20  在空间中,下列命题成立的是(   )

A.过平面α外的两点,必有且只有一个平面与平面α垂直

B.若直线l上有两点到平面α的距离相等,则直线l必平行于平面α

C.若直线l与平面α内的无数多条直线垂直,则直线l必垂直于平面α

D.互相平行的两条直线在一个平面内的射影仍然是互

相平行的两条直线

E.若点P到三角形的三条边的距离相等,则点P在该

三角形所在平面内的射影必然是该三角形的内心

解:A不正确.若平面α外的两点A、B使直线AB⊥α,则过A、B两点且与α垂直的平面有无数多个.

B不正确.设l和α交于点O,在l上取OA=OB,则A、B到平面α等距但直线AB不平行于平面α.

C不正确.设l斜交α于O,在α内过O点作m⊥l,则α内与m平行的无数多条直线都平行于l,但l与α不垂直.

D不正确.若互相平行的两直线a,b所确定的平面β⊥α,则a,b在α内的射影是一条直线.

E正确.由三垂线定理易证明它的正确性.

例21  已知二面角α-AB-β的平面角是锐角θ,α内一点C到β的距离为3,点C到棱的距离为4,那么tgθ的值等于(   )

A.            B.         C.          D..

解:如图,CO⊥β于O,CD⊥AB于D,则CO=3,CD=4,∠CDO=θ,∠COD=90°.

∴tgθ=

.

应选C.

例22  下列命题中,错误的是(   )

A.若一直线垂直于一平面,则此直线必垂直于这平面上所有的直线

B.若一个平面通过另一个平面的一条垂线,则这两个平面互相垂直

C.若一条直线垂直于一个平面的一条垂线,则此直线平行于这个平面

D.若平面内的一条直线和这个平面的一条斜线的射影垂直,则它也和这条斜线垂直

解:B为两面垂直的一个判定定理.

A为线面垂直的性质定理.

C错误:设l⊥平面α,m∥l,若m?α,则m∥α.

应选C.

例23  下列四个命题中的真命题是(   )

A.若直线l平面α内两条平行直线垂直,则l⊥α

B.若平面α内两条直线与平面β内两条直线分别平行,则α∥β

C.若平面α与直二角β-MN-r,棱MN交于点A,与二面角的面β,而r分别交于AB、AC,则∠BAC≤90°

D.以上三个命题都是假命题.

解:命题A不真

命题B不真;若这四条直线都平行,则有可能α∥β

命题C不真:

如图

BC2  =BB′2+BC′2

=BB′2+CC′2+B′C2

=BB′2+CC′2+(B′A+C′A)2

>BB′2+CC′2+B′A′2+C′A2

=(BB′2+B′A2)+(CC′2+C′A2)

=BA2+CA2

∴∠BAC>90°

应选D.

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