专题18立体几何与空间向量A辑(学生版)-备战2021年高中数学联赛之历年真题汇编
备战2021年高中数学联赛之历年真题汇编(1981-2020)
专题18立体几何与空间向量A辑
历年联赛真题汇编
1.【2008高中数学联赛(第01试)】若三个棱长均为整数(单位:cm)的正方体的表面积之和为564cm2,则这三个正方体的体积之和为( )
A.764cm3或586cm3B.764cm3
C.586cm3或564cm3D.586cm3
2.【2007高中数学联赛(第01试)】在正四棱锥P-ABCD中,∠APC=60°,则二面角A-PB-C的平面角的余弦值为( )
A.1
7B.?1
7
C.1
2
D.?1
2
3.【2006高中数学联赛(第01试)】在直三棱柱ABC?A1B1C1中,∠BAC=π
2
,AB=AC=AA1=1.已知G与E分别为A1B1和CC1的中点,D与F分别为线段AC和AB上的动点(不包括端点).若GD⊥EF,则线段DF的长度的取值范围为( )
A.[
51)B.[
5
2)C.[1,√2)D.[
5
√2)
4.【2005高中数学联赛(第01试)】如图,ABCD-A'B'C'D'为正方体.任作平面α与对角线AC'垂直,使得α与正方体的每个面都有公共点,记这样得到的截面多边形的面积为S,周长为l.则( ).
A.S为定值,不为定值B.S不为定值,l为定值
C.S与l均为定值D.S与l均不为定值
5.【2004高中数学联赛(第01试)】顶点为P的圆锥的轴截面是等腰直角三角形,A是底面圆周上的点,B是底面圆内的点,O为底面圆的圆心,AB⊥OB,垂足为B,OH⊥PB,垂足为H,且P A=4,C为P A的中点,则当三棱锥C-HPC的体积最大时,OB的长是( )
A.√5
3B.2√5
3
C.√6
3
D.2√6
3
6.【2003高中数学联赛(第01试)】四面体ABCD中,设AB=1,CD=√3,直线AB与CD的距离为2,夹角为π
3
,则四面体ABCD的体积等于( )
A.√3
2B.1
2
C.1
3
D.√3
3
7.【2002高中数学联赛(第01试)】曲线x2=4y,x2=?4y,x=4,x=?4围成的图形绕y轴旋转一周所得旋转体的体积为V1.满足x2y2?16,x2+(y?2)2?4,x2+(y+2)2?4的点(x,y)组成的图形绕y轴旋转一周所得旋转体的体积为V2,则( )
A.V1=1
2V2B.V1=2
3
V2C.V1=V2D.V1=2V2
8.【2001高中数学联赛(第01试)】命题I:长方体中,必存在到各顶点距离相等的点;
命题Ⅱ:长方体中,必存在到各棱距离相等的点;
命题Ⅲ:长方体中,必存在到各面距离相等的点
以上三个命题中正确的有( )
A.0个B.1个C.2个D.3个
9.【1999高中数学联赛(第01试)】给定下列两个关于异面直线的命题:
命题I:若平面α上的直线a与平面上的直线b为异面直线,直线c是α与β的交线,那么,c至多与a,b中的一条相交;
命题Ⅱ:不存在这样的无穷多条直线,它们中的任意两条都是异面直线.那么,( )
A.命题I正确,命题Ⅱ不正确
B.命题Ⅱ正确,命题I不正确
C.两个命题都正确
D.两个命题都不正确
10.【1998高中数学联赛(第01试)】设E,F,G分别是正四面体ABCD的棱AB,BC,CD的中点,则二面角C -FG-E的大小是( )
A.arcsin√6
3B.π
2
+arccos√3
3
C.π
2+arctan√2D.π?arccot√2
2
11.【1998高中数学联赛(第01试)】在正方体的8个顶点,12条棱的中点,6个面的中心及正方体的中心共27个点中,共线的三点组的个数是( )
A.57B.49C.43D.37
12.【1997高中数学联赛(第01试)】如图,正四面体ABCD中,E在棱AB上,F在棱CD上,使得AE
EB =CF
FD
=λ(0
<λ<+∞),记f(λ)=αλ+βλ,其中αλ表示EF与AC所构成的角,βλ表示EF与BD所构成的角,则( )
A.f(λ)在(0,+∞)单调增加B.f(λ)在(0,+∞)单调减少
C.f(λ)在(0,1)单调增加,而在(1,+∞)单调减少
D.f(λ)在(0,+∞)为常数
13.【1997高中数学联赛(第01试)】如果空间三条直线a,b,c两两构成异面直线,那么a,b,c都相交的直线有( )
A.0条B.1条C.多于1的有限条D.无穷多条
14.【1996高中数学联赛(第01试)】高为8的圆台内有一个半径为2的球O1,球心O1在圆台的轴上,球O1与圆台上底面、侧面都相切圆台内可再放入一个半径为3的球O2,使得球O2与球O1、圆台的下底面及侧面都只有一个公共点,除球O2,圆台内最多还能放入半径为3的球的个数是( )
A.1B.2C.3D.4
15.【1995高中数学联赛(第01试)】设O是正三棱锥P-ABC底面三角形ABC的中心,过O的动平面与P-AB
C 的三条侧棱或其延长线的交点分别记为Q ,R ,S ,则和式1PQ
+
1PR
+
1PS
( )
A .有最大值而无最小值
B .有最小值而无最大值
C .既有最大值又有最小值,两者不等
D .是一个与面QPS 无关的常数
16.【1994高中数学联赛(第01试)】在正n 棱锥中,相邻两侧面所构成的二面角的取值范围是( ) A .(
n?2n
π,π) B .(
n?1n
π,π) C .(0,π
2
)
D .(
n?2n
π,
n?1n
π)
17.【1992高中数学联赛(第01试)】设四面体四个面的面积分别为S 1,S 2,S 3,S 4,它们的最大值为S ,记A =∑S i
4
i=1S
,
则λ一定满足( ) A .2<λ?4
B .3<λ<4
C .2.5<λ?4.5
D .3.5<λ<5.5
18.【1991高中数学联赛(第01试)】由一个正方体的三个顶点所能构成的正三角形的个数为( ) A .4
B .8
C .12
D .24
19.【1989高中数学联赛(第01试)】以长方体8个顶点中的任意3个为顶点的所有三角形中,锐角三角形的个数为( ) A .0
B .6
C .8
D .24
20.【1988高中数学联赛(第01试)】已知三个平面α,β,γ,每两个平面之间的夹角都是θ,且α∩β=a,β∩γ=b,γ∩α=c .若有命题甲:θ>π
3;命题乙:a ,b ,c 相交于一点.则( )
A .甲是乙的充分条件但不必要
B .甲是乙的必要条件但不充分
C .甲是乙的充分必要条件
D .A ,B ,C
都不对
21.【1986高中数学联赛(第01试)】如果四面体的每一个面都不是等腰三角形,那么其长度不等的棱的条数最少为( ) A .3
B .4
C .5
D .6
22.【1984高中数学联赛(第01试)】若四面体的一条棱长是x ,其余棱长都是1,体积是F (x ),则函数F (x )在其定义域上( ) A .是增函数但无最大值
B .是增函数且有最大值
C.不是增函数且无最大值D.不是增函数但有最大值
23.【1981高中数学联赛(第01试)】给出长方体ABCD?A′B′C′D′,下列12条直线:AB′,BA′,CD′,DC′,AD′,DA′,B C′,CB′,AC,BD,A′C′,B′D′中有多少对异面直线( ).
A.30对B.60对C.24对D.48对
优质模拟题强化训练
1.已知正三棱锥侧面与底面所成二面角的余弦值为1
6
,则此三棱锥的高h与其内切球半径r之比是()
A.5B.6C.7D.8
2.下面左边的平行四边形ABCD是由6个正三角形构成,将它沿虚线折起来,可以得到如右图所示的粽子形状的六面体,在这个六面体中,AB与CD夹角的余弦值是().
A.0B.1C.1
2D.5
6
3.过正方体外接球球心的截面截正方体所得图形可能是①三角形,②梯形,③五边形,④六边形中的(). A.①③B.③④
C.②④D.以上都不对
4.已知在凸四边形ABCD所在的平面外有一点P,又知E、F、G、H、M、N分别为AB、PC、AD、BC、EF、GH的中点,则( )
A.P、D、M、N四点共面,且PD=4MN
B.P、D、M、N四点不共面,且PD=4MN
C.P、D、M、N四点共面,且PD≠4MN
D.P、D、M、N四点不共面,且PD≠4MN
5.如图,正三棱柱ABC?A1B1C1的底面边长为a,侧棱长为√2a.则AC1与侧面ABB1A1所成的角是( ).
A .30°
B .45°
C .60°
D .75°
6.在空间直角坐标系中,已知O (0, 0,0),A (1,0,0),B (0,1,0),C (0,0,1),则到面OAB 、面OBC 、面OAC 、面ABC 的距离相等的点的个数是( ) A .1 B .4 C .5 D .无穷多
7.若圆柱被一平面所截,其截面椭圆的离心率为2√23
,则此截面与圆柱底面所成的锐二面角是( )
A .arcsin 1
3
B .arccos 1
3
C .arcsin 2
3
D .arccos 2
3
8.在正方体的8个顶点及正方体的中心共9个点中,共面的四点组的个数是( ). A .28
B .32
C .36
D .40
9.如图.设为A ?BCD 正三棱锥(底面BCD 是正三角形),作AO ⊥底面BCD ,O 为垂足. P 为高AO 上一点,且PA =
1
m AO(m >1).过点P 作底面BCD 的平行截面分别交三条棱AB 、AC 、AD 于点B 1、C 1、D 1.点Q 在线段PO 上,过点Q 作底面BCD 的平行截面平分正三棱台BCD ?B 1C 1D 1的体积.则PQ
QO 等于( ).
A .√2(m 3+1)3
?1
33 B .√2(m 3+1)3
?1
33
C .√m 3+13
?1
33
D .
√4(m 3+1)3
?2
√4(m 33
10.一个二面角的两个面与另一个二面角的两个面分别垂直. 那么,这两个二面角的平面角的大小关系是( ). A .相等 B .互补 C .相等或互补 D .不能确定
11.设正三棱锥V?ABC的底面边长为4,侧棱长为8,过A与侧棱VB、VC相交的截面为AED.则截面ΔAED周长的最小值为().
A.121
5
B.11
C.12D.111
5
12.如图,在矩形ABCD中,AB=1,BC=m,O为矩形的中心,PO⊥平面ABCD,PO=n,且在边BC上存在唯一的点E,使得PE⊥DE.若平面PDE与平面ABCD所成的角为60°,则(m,n)为().
A.[2,3
2]B.[2√2,3
2
]
C.[3
2,2]D.[3
2
,2√2]
13.如图,三棱锥P?ABC的三条侧棱PA、PB、PC两两垂直,侧面PAB、PBC、PCA与底面ABC所成的二面角的平面角的大小分别为θ1、θ2、θ3,底面ΔABC的面积为4√3.若tanθ1+tanθ2+tanθ3=3√2,则关于V P?ABC的正确说法是().
A.等于2√3B.等于√6C.等于8√2
3
D.条件不够,V P?ABC无法确定
14.半径为r的两个球相切,且都与二面角的两个面相切,第三个球和二面角的两个面也相切,且同时与这两个半径为r的球相切.已知二面角的平面角为60°,且第三个球的半径大于r.则第三个球的半径为().
A.15?√11
3r B.8+√7
6
r C.5+√13
3
r D.6+√11
4
r
15.从正方体的8个顶点中任取4个不在同一平面上的点M、N、P、Q组成二面角M?PQ?N.则这样大小不同的二面角共有()个
A.28B.27C.9D.8
16.已知在三棱锥S?ABC中,SC⊥CB,SA⊥AB,CB⊥AB,并且SA、SC与ABC所在平面所成的角相等.若AC =6,S到平面ABC的距离为4,则异面直线AC与SB之间的距离为().
A.r B.12√13
13C.12
5
D.24
5
17.正方体的截面不可能是( )
①钝角三角形;②直角三角形;③菱形;④正五边形;⑤正六边形.
A.①②⑤B.①②④C.②③④D.③④⑤
18.已知ABCD?A1B1C1D1是边长为1的正方体,P为线段AB1上的动点,Q为底面ABCD上的动点.则PC1+PQ的最小值为().
A.1+√2
2B.√3C.2D.1
2
+√5
2
19.如图,在三棱锥P?ABC中,PA⊥底面ABC,∠ACB=90°,AE⊥PB于E,AF⊥PC于F.若PA=PB=2,∠BPC =θ,则当ΔAEF的面积最大时,tanθ的值为( ).
A.2B.1
2C.√2D.√2
2
20.设O是正三棱锥P?ABC底面ΔABC的中心,过O的动平面与P?ABC的三条侧棱或其延长线的交点分别记为Q,
R,S。则和式1
PQ +1
PR
+1
PS
()
A.有最大值而无最小值B.有最小值而无最大值
C.既有最大值又有最小值,且二者不等D.是一个与平面QRS位置无关的常量
2021年高中数学-平面向量专题
第一部分:平面向量的概念及线性运算 欧阳光明(2021.03.07) 一.基础知识自主学习 1.向量的有关概念 名称定义备注 向量既有又有的量;向量的大小叫做向量 的(或称) 平面向量是自由向量 零向量长度为的向量;其方向是任意的记作0 单位向量长度等于的 向量 非零向量a的单位向量为± a |a| 平行向量方向或的非零向量 0与任一向量或共线共线向量的非零向量又叫做共线向量 相等向量长度且方向的向量两向量只有相等或不等,不能比 较大小 相反向量长度且方向的向量0的相反向量为0 2.向量的线性运算 向量运算定义法则(或几何 意义) 运算律 加法求两个向量和的运算(1)交换律: a+b=b+a. (2)结合律: (a+b)+c=a+(b+c). 减法求a与b的相反向量-b 的和的运算叫做a与b 的差 法则 a-b=a+(-b) 数乘求实数λ与向量a的积的 运算 (1)|λa|=|λ||a|. (2)当λ>0时,λa的方向与a的方向; 当λ<0时,λa的方向与a的方向;当λ =0时,λa=0. λ(μa)=λμa; (λ+μ)a=λa+μa; λ(a+b)=λa+λb. 向量a(a≠0)与b共线的条件是存在唯一一个实数λ,使得b=λa. 二.难点正本疑点清源 1.向量的两要素 向量具有大小和方向两个要素.用有向线段表示向量时,与有向线段起点的位置没有关系.同向且等长的有向线
段都表示同一向量.或者说长度相等、方向相同的向量是相等的.向量只有相等或不等,而没有谁大谁小之说,即向量不能比较大小. 2.向量平行与直线平行的区别 向量平行包括向量共线(或重合)的情况,而直线平行不包括共线的情况.因而要利用向量平行证明向量所在直线平行,必须说明这两条直线不重合. 三.基础自测 1.化简OP →-QP →+MS →-MQ → 的结果等于________. 2.下列命题:①平行向量一定相等;②不相等的向量一定不平行;③平行于同一个向量的两个向量是共线向量; ④相等向量一定共线.其中不正确命题的序号是_______. 3.在△ABC 中,AB →=c ,AC →=b.若点D 满足BD →=2DC →,则AD → =________(用b 、c 表示). 4.如图,向量a -b 等于() A .-4e1-2e2 B .-2e1-4e2 C .e1-3e2 D .3e1-e2 5.已知向量a ,b ,且AB →=a +2b ,BC →=-5a +6b ,CD → =7a -2b ,则一定共线的三点是 () A .A 、B 、DB .A 、B 、C C .B 、C 、DD .A 、C 、D 四.题型分类深度剖析 题型一 平面向量的有关概念 例1 给出下列命题: ①若|a|=|b|,则a =b ;②若A ,B ,C ,D 是不共线的四点,则AB →=DC → 是四边形ABCD 为平行四边形的充要条件;③若a =b ,b =c ,则a =c ;④a =b 的充要条件是|a|=|b|且a ∥b ;⑤若a ∥b ,b ∥c ,则a ∥c.其中正确的序号是________. 变式训练1 判断下列命题是否正确,不正确的请说明理由. (1)若向量a 与b 同向,且|a|=|b|,则a>b ; (2)若|a|=|b|,则a 与b 的长度相等且方向相同或相反; (3)若|a|=|b|,且a 与b 方向相同,则a =b ; (4)由于零向量的方向不确定,故零向量不与任意向量平行; (5)若向量a 与向量b 平行,则向量a 与b 的方向相同或相反; (6)若向量AB →与向量CD → 是共线向量,则A ,B ,C ,D 四点在一条直线上; (7)起点不同,但方向相同且模相等的几个向量是相等向量; (8)任一向量与它的相反向量不相等 题型二 平面向量的线性运算 例2 如图,以向量OA →=a ,OB →=b 为边作?OADB ,BM →=13BC →,CN →=13 CD →,用a 、b 表示OM →、ON →、MN → . 变式训练2 △ABC 中,AD →=23 AB →,DE ∥BC 交AC 于E ,BC 边上的中线AM 交DE 于N.设AB →=a ,AC → =b ,用a 、b 表示向 量AE →、BC →、DE →、DN →、AM →、AN →. 题型三 平面向量的共线问题 例3 设e1,e2是两个不共线向量,已知AB →=2e1-8e2,CB →=e1+3e2,CD → =2e1-e2. (1)求证:A 、B 、D 三点共线; (2)若BF → =3e1-ke2,且B 、D 、F 三点共线,求k 的值.
平面向量及空间向量高考数学专题训练
平面向量及空间向量高考数学专题训练(四) 一、选择题(本大题共12小题,每小题分6,共72分) 1.设-=1(a cos α,3), (=b sin )3,α,且a ∥b , 则锐角α为( ) A. 6π B. 4π C. 3 π D. 125π 2.已知点)0,2(-A 、)0,3(B ,动点2),(x y x P =?满足,则点P 的轨迹是( ) A. 圆 B. 椭圆 C. 双曲线 D. 抛物线 3.已知向量值是相互垂直,则与且k b a b a k b a -+-==2),2,0,1(),0,1,1(( ) A. 1 B. 51 C. 53 D. 5 7 4.已知b a ,是非零向量且满足的夹角是与则b a b a b a b a ,)2(,)2(⊥-⊥-( ) A. 6π B. 3 π C. 32π D. 65π 5.将函数y=sinx 的图像上各点按向量=a (2,3 π )平移,再将所得图像上各点的横坐标 变为原来的2倍,则所得图像的解析式可以写成( ) A.y=sin(2x+ 3π)+2 B.y=sin(2x -3 π )-2 C.y=(321π+x )-2 D.y=sin(321π-x )+2 6.若A,B 两点的坐标是A(3φcos ,3φsin ,1),B(2,cos θ2,sin θ1),||的取值范围是( ) A. [0,5] B. [1,5] C. (1,5) D. [1,25] 7.从点A(2,-1,7)沿向量)12,9,8(-=a 方向取线段长|AB|=34,则点B 的坐标为( ) A.(-9,-7,7) B. (-9,-7,7) 或(9,7,-7) C. (18,17,-17) D. (18,17,-17)或(-18,-17,17) 8.平面直角坐标系中,O 为坐标原点, 已知两点A(3, 1), B(-1, 3),若点C 满足 =OB OA βα+, 其中α、β∈R 且α+β=1, 则点C 的轨迹方程为 ( ) A.01123=-+y x B.5)2()1(2 2 =-+-y x C. 02=-y x D. 052=-+y x 9.已知空间四边形ABCD 的每条边和对角线的长都等于m ,点E ,F 分别是BC ,AD 的中点,则?的值为 ( ) A.2 m B. 212m C. 4 1 2m D. 432m 10.O 为空间中一定点,动点P 在A,B,C 三点确定的平面内且满足)()(-?-=0,
高二数学-空间向量与立体几何测试题
1 / 10 高二数学 空间向量与立体几何测试题 第Ⅰ卷(选择题,共50分) 一、选择题:(本大题共10个小题,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.在下列命题中:①若a 、b 共线,则a 、b 所在的直线平行;②若a 、b 所在的直线是异面直线,则a 、b 一定不共面;③若a 、b 、c 三向量两两共面,则a 、b 、c 三向量一定也共面;④已知三向量a 、b 、c ,则空间任意一个向量p 总可以唯一表示为p =x a +y b +z c .其中正确命题的个数为 ( ) A .0 B.1 C. 2 D. 3 2.在平行六面体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,向量1D A 、1D C 、11C A 是 ( ) A .有相同起点的向量 B .等长向量 C .共面向量 D .不共面向量 3.若向量λμλμλ且向量和垂直向量R b a n b a m ∈+=,(,、则)0≠μ ( ) A .// B .⊥ C .也不垂直于不平行于, D .以上三种情况都可能 4.已知a =(2,-1,3),b =(-1,4,-2),c =(7,5,λ),若a 、b 、c 三向量共面,则实数λ等于 ( ) A. 627 B. 637 C. 647 D. 65 7 5.直三棱柱ABC —A 1B 1C 1中,若CA =a ,CB =b ,1CC =c , 则1A B = ( ) A.+-a b c B. -+a b c C. -++a b c D. -+-a b c 6.已知a +b +c =0,|a |=2,|b |=3,|c |=19,则向量a 与b 之间的夹角><,为( ) A .30° B .45° C .60° D .以上都不对 7.若a 、b 均为非零向量,则||||?=a b a b 是a 与b 共线的 ( ) A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充分必要条件 D.既不充分又不必要条件 8.已知△ABC 的三个顶点为A (3,3,2),B (4,-3,7),C (0,5,1),则BC 边上的 中线长为 ( ) A .2 B .3 C .4 D .5 9.已知则35,2,23+-=-+= ( ) A .-15 B .-5 C .-3 D .-1