11. 3:1:2 12. ?1?k?1且k?0 13. ?2?k?14. ①③④ 15. 5 三、解答题(共50分) 16.(8分) 解:?1 2?3x?4y?5?x??1解得?,所以交点(-1,2)--------2分
2x?3y??8y?2??(1)直线方程为2x?y?0--------4分 (2)直线方程为y?2-----6分
和y?2??12(x?1)------8分 517.(8分)
22
解:(1)由D+E-4F=4+16-4m=20-4m>0,得m<5.--------3分 (2)设M(x1,y1),N(x2,y2),由OM⊥ON得x1x2+ y1y2=0。
22
将直线方程x+2y-4=0与曲线C:x+y-2x-4y+m=0联立并消去y 得5x-8x+4m-16=0,由韦达定理得x1+x2=又由x+2y-4=0得y=
2
8①,x1x2=4m?16②, 551151 (4-x), ∴x1x2+y1y2=x1x2+(4-x1)·(4-x2)=x1x2-( x1+x2)+4=0 22248将①、②代入得m=.--------8分
518.(8分)
(1)证明:因为PD⊥平面ABCD,BC
平面ABCD,
平面PCD,DC
平面PCD,所以BC⊥平面PCD,
所以PD⊥BC,由∠BCD=90°,得BC⊥DC,又PD∩DC=D,PD因为PC
平面PCD,所以PC⊥BC.--------4分
(2)解:连结AC,设点A到平面PBC的距离为h,因为AB∥DC,∠BCD=90°,所以∠ABC=90°, 从而由AB=2,BC=1,得△ABC的面积S△ABC=1,由PD⊥平面ABCD及PD=1, 得三棱锥P-ABC的体积所以PD⊥DC,又PD=DC=1,所以由PC⊥BC,BC=1,得△PBC的面积点A到平面PBC的距离为19.(10分)
(1)略证:易证AB?CC1,AB?CD,可得AB?平面BCC1B1--------4分
.--------8分
,由
,因为PD⊥平面ABCD,DC
,
,得
,因此,
平面ABCD,
(2)转化为AC1与B1C1所成的角,在△AB1C1中可求?B1C1A??3--------8分
20.(9分) 解:(1)如图,取PA的中点E,连接ME,DE,∵M为PB的中点,
11∴EM//AB,且EM= AB. 又∵AB//DC,且DC?AB,
22∴EM//DC,且EM=DC ∴四边形DCME为平行四边形, 则MC∥DE,又MC?平面PAD, DE?平面PAD
所以MC∥平面PAD --------3分 (2)取PC中点N,则MN∥BC,∵PA⊥平面ABCD,∴PA⊥BC ,又AC2?BC2?2?2?AB2?AC?BC,∴BC⊥平面PAC,则MN⊥平面PAC所以,?MCN为直线MC与平面PAC所成角,
QNC?1315PC?,MC?PB?2222
NC15?--------6分 MC5?cos?MCN?(3)取AB的中点H,连接CH,则由题意得CH?AB,又PA⊥平面ABCD,所以PA?CH,则CH?平面PAB.所以CH?PB,过H作HG?PB于G,连接CG,则PB?平面CGH,所以CG?PB,则?CGH为二面角A?PB?C的平面角.
QPA?1?CH?1,AB?2,PB?PA2?AB2?5.
PA1CH?则GH?BHsin?PBA?BH?,?tan?CGH??5 ABGH5故二面角A?PB?C的平面角的正切值为5.--------9分
21.(9分)
222222
解:(1)依题意,设圆C1的方程为(x-3)+y=r,因为圆C1经过点A(4,1),所以r=(4-3)+1=2.
22
所以圆C1的方程为(x-3)+y=2. --------3分
(2)由(1)知圆C1的圆心坐标为(3,0),半径为2,C1到直线l的距离d=
3?01?1?32, 2所以圆C1上的点到直线l的最短距离为
322?2?. 222=2.--------6分 2因为圆C2与圆C1关于直线l对称,所以|BD|min=2×
(3)当运动时间为t秒时,|OP|=t,|OQ|=22t,则P(t,0),由Q∈l,可设点Q的坐标为(m,m)(m>0),则m+m=(22t),解得m=2t,即Q(2t,2t),所以kPQ=
2
2
2
2t?0=2.所以直线PQ的方程为y=2t?t2(x-t),即2x-y-2t=0.
若直线PQ与圆C1相切,则C1到直线PQ的距离d′=
2?3?0?2t2?12=2,
解得t=3±
1010.即当t=3±时,直线PQ与圆C1相切.--------9分 22
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