最新人教A版高中数学必修五第2章2.5.1同步训练习题(含解析)

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最新人教A版高中数学必修5第二章测评试卷及答案

最新人教A版高中数学必修5第二章测评试卷及答案

第二章测评(时间:120分钟满分:150分)一、选择题(每小题5分,共60分)1.已知数列{a n}是等差数列,a1=2,其公差d≠0.若a5是a3和a8的等比中项,则S18=()A.398B.388C.189D.199a52=a3·a8,公差d≠0,a1=2,∴(a1+4d)2=(a1+2d)·(a1+7d),代入数据可得d=189.故选C.(2+4d)2=(2+2d)·(2+7d),解得d=1,∴S18=18a1+18×1722.已知数列{b n}是等比数列,b9是1和3的等差中项,则b2b16=()A.16B.8C.4D.2b9是1和3的等差中项,所以2b9=1+3,即b9=2.由等比数列{b n}的性质可得b2b16=b92=4.3.已知在递减的等差数列{a n}中,a3=-1,a1,a4,-a6成等比数列,若S n为数列{a n}的前n项和,则S7的值为() A.-14 B.-9C.-5D.-1{a n}的公差为d,由已知得a3=a1+2d=-1,a42=a1·(-a6),即(a1+3d)2=a1·(-a1-5d),且{a n}为递减d=7-21=-14.数列,则d=-1,a1=1.故S7=7a1+7×624.等差数列{a n}中,S16>0,S17<0,当其前n项和取得最大值时,n=()A.8B.9C.16D.17,S16>0,即a1+a16=a8+a9>0,S17<0,即a1+a17=2a9<0,所以a9<0,a8>0,所以等差数列{a n}为递减数列,且前8项为正数,从第9项以后为负数,所以当其前n项和取得最大值时,n=8.故选A.5.(2020·全国Ⅱ高考,文6)记S n为等比数列{a n}的前n项和.若a5-a3=12,a6-a4=24,则S n=()a nA.2n-1B.2-21-nC.2-2n-1D.21-n-1{a n}的公比为q.∵a5-a3=12,a6-a4=24,∴a6-a4=q=2.a5-a3又a 5-a 3=a 1q 4-a 1q 2=12a 1=12,∴a 1=1.∴a n =a 1·q n-1=2n-1,S n =a 1(1-q n )1-q =1×(1-2n )1-2=2n-1. ∴S na n=2n -12n -1=2-12n -1=2-21-n.故选B .6.已知数列{a n }满足a n +a n+1=12(n ∈N *),a 2=2,S n 是数列{a n }的前n 项和,则S 21为( ) A.5 B.72C.92D.132a n +a n+1=12,a 2=2,∴a n ={-32,n 为奇数,2,n 为偶数.∴S 21=11×(-32)+10×2=72.故选B .7.我国古代数学巨著《九章算术》中,有如下问题:“今有女子善织,日自倍,五日织五尺,问日织几何?”这个问题用今天的白话叙述为:“有一位善于织布的女子,每天织的布都是前一天的2倍,已知她5天共织布5尺,问这位女子每天分别织布多少?”根据上面的已知条件,可求得该女子第4天所织布的尺数为( ) A .815B .1615C .2031D .4031n 天织的布为a n 尺,且数列{a n }为公比q=2的等比数列,由题意可得a 1(1-25)1-2=5,解得a 1=531.所以该女子第4天所织布的尺数为a 4=a 1q 3=4031. 故选D .8.在各项都为正数且不相等的等比数列{a n }中,S n 为其前n 项和,若a m ·a 2m+2=a 72=642(m ∈N *),且a m =8,则S 2m =( ) A.127 B.255 C.511D.1 023{a n }的公比为q ,则a 1q m-1·a 1q 2m+1=(a 1q 6)2.因为等比数列{a n }的各项都为正数且不相等,所以m-1+2m+1=12,解得m=4,故a 4=8.又因为a 72=642,所以a 7=64,q 3=a7a 4=8,解得q=2,所以a 1=a 423=1.故S 2m =S 8=1-281-2=255.9.已知在各项均为正数的数列{a n }中,a 1=1,a 2=2,2a n 2=a n -12+a n+12(n ≥2),b n =1a n +an+1,记数列{b n }的前n 项和为S n ,若S n =3,则n 的值是( ) A.99B.33C.48D.92a n 2=a n -12+a n+12(n ≥2),∴数列{a n 2}是首项为1,公差为22-1=3的等差数列,∴a n 2=1+3(n-1)=3n-2.又a n >0,∴a n =√3n -2,∴b n =1an +a n+1=√3n -2+√3n+1=13·(√3n +1−√3n -2), 故数列{b n }的前n 项和S n =13[(√4−√1)+(√7−√4)+…+(√3n +1−√3n -2)]=13·(√3n +1-1).由S n =13(√3n +1-1)=3,解得n=33.故选B 10.已知数列{a n }满足a 1+3a 2+32a 3+…+3n-1a n =n3(n ∈N *),则a n =( ) A.13n B.13n -1C.13nD.13n+1a 1+3a 2+32a 3+…+3n-1a n =n 3,①a 1+3a 2+32a 3+…+3n-2a n-1=n -13(n ≥2),② ①-②,得3n-1a n =n3−n -13=13(n ≥2),∴a n =13n (n ≥2).由①得a 1=13,经验证也满足上式,∴a n =13n (n ∈N *).故选C .11.对于正项数列{a n },定义:G n =a 1+2a 2+3a 3+…+na nn为数列{a n }的“匀称值”.已知数列{a n }的“匀称值”为G n =n+2,则该数列中的a 10等于( ) A .83B .125C .94D .2110G n=a1+2a2+3a3+…+na n,G n=n+2,∴n·G n=n·(n+2)=a1+2a2+3a3+…+na n,∴n.故10×(10+2)=a1+2a2+3a3+…+10a10;9×(9+2)=a1+2a2+3a3+…+9a9,两式相减得10·a10=21,∴a10=2110选D.12.在数列{a n}中,a1=1,a2=2,且a n+2-a n=1+(-1)n(n∈N*),则S100=()A.0B.1 300C.2 600D.2 602a n+2-a n=1+(-1)n(n∈N*),当n=1时,得a3-a1=0,即a3=a1;当n=2时,得a4-a2=2.由此可得,当n为+a2=n.奇数时,a n=a1;当n为偶数时,a n=2×n-22所以S100=a1+a2+…+a100=(a1+a3+…+a99)+(a2+a4+…+a100)=50a1+(2+4+ (100)=2 600.=50+50×(100+2)2二、填空题(每小题5分,共20分)13.若数列{a n}的前n项和S n=n2-8n,n=1,2,3,…,则满足a n>0的n的最小值为.,当n=1时,a1=S1=-7,当n≥2时,a n=S n-S n-1=2n-9.而a1=2×1-9=-7.综上,a n=2n-9.,又因为n∈N*.由2n-9>0,得n>92故满足a n>0的n的最小值为5.14.已知在公差不为零的正项等差数列{a n}中,S n为其前n项和,lg a1,lg a2,lg a4也成等差数列.若a5=10,则S5=.{a n}的公差为d,则d>0.由lg a1,lg a2,lg a4成等差数列,得2lg a2=lg a1+lg a4,则a22=a1a4,即(a1+d)2=a1(a1+3d),d2=a1d.因为d>0,所以d=a1,a5=5a1=10,解得d=a1=2.故S5=5a1+5×4×d=30.215.若等差数列{a n}的前n项和为S n,且a2=0,S5=10,数列{b n}满足b1=0,且b n+1=a n+1+b n,则数列{b n}的通项公式为.{a n }的公差为d ,则{a 1+d =0,5a 1+10d =10,解得{a 1=-2,d =2.于是a n =-2+2(n-1)=2n-4.因此a n+1=2n-2.于是b n+1-b n =2n-2,b n =b 1+(b 2-b 1)+(b 3-b 2)+…+(b n -b n-1)=0+0+2+…+(2n-4)=n 2-3n+2,故数列{b n }的通项公式为b n =n 2-3n+2.n =n 2-3n+216.(2020·全国Ⅰ高考,文16)数列{a n }满足a n+2+(-1)n a n =3n-1,前16项和为540,则a 1= .n 为偶数时,有a n+2+a n =3n-1,则(a 2+a 4)+(a 6+a 8)+(a 10+a 12)+(a 14+a 16)=5+17+29+41=92, 因为前16项和为540,所以a 1+a 3+a 5+a 7+a 9+a 11+a 13+a 15=448.当n 为奇数时,有a n+2-a n =3n-1,由累加法得a n+2-a 1=3(1+3+5+…+n )-1+n2=34n 2+n+14,所以a n+2=34n 2+n+14+a 1,所以a 1+34×12+1+14+a 1+34×32+3+14+a 1+34×52+5+14+a 1+34×72+7+14+a 1+34×92+9+14+a 1+34×112+11+14+a 1+34×132+13+14+a 1=448,解得a 1=7.三、解答题(共6小题,共70分)17.(本小题满分10分)已知数列{a n }是等差数列,前n 项和为S n ,且满足a 2+a 7=23,S 7=10a 3. (1)求数列{a n }的通项公式;(2)若a 2,a k ,a k+5(k ∈N *)构成等比数列,求k 的值.设等差数列{a n }的公差是d.根据题意有{a 1+d +a 1+6d =23,7a 1+7×62d =10(a 1+2d ), 解得{a 1=1,d =3.所以数列{a n }的通项公式为a n =3n-2. (2)由(1)得a 2=4,a k =3k-2,a k+5=3(k+5)-2, 由于a 2,a k ,a k+5(k ∈N *)构成等比数列, 所以(3k-2)2=4[3(k+5)-2],整理得3k 2-8k-16=0,解得k=4(舍去k =-43). 故k=4.18.(本小题满分12分)已知各项均为正数的等比数列{a n }的前n 项和为S n ,且2a 2=S 2+12,a 3=2. (1)求数列{a n }的通项公式;(2)若b n =log 2a n +3,数列1b n b n+1的前n 项和为T n ,求满足T n >13的正整数n 的最小值.由题意知,2a 2=S 2+12,∴2a 2=a 1+a 2+12,得a 2=a 1+12.设等比数列{a n }的公比为q ,∵a 3=2,∴2q =2q 2+12,化简得q 2-4q+4=0,解得q=2, ∴a n =a 3·q n-3=2·2n-3=2n-2.(2)由(1)知,b n =log 2a n +3=log 22n-2+3=n-2+3=n+1,∴1b n b n+1=1(n+1)(n+2)=1n+1−1n+2, ∴T n =1b1b 2+1b 2b 3+…+1b n b n+1=12−13+13−14+…+1n+1−1n+2=12−1n+2=n2(n+2). 令T n >13,得n2(n+2)>13,解得n>4,∴满足T n >13的正整数n 的最小值是5.19.(本小题满分12分)已知数列{a n }满足2a n+1=1a n+1a n+2(n ∈N *),且a 3=15,a 2=3a 5.(1)求{a n }的通项公式;(2)若b n =3a n a n+1(n ∈N *),求数列{b n }的前n 项和S n .由2a n+1=1a n+1a n+2(n ∈N *)可知数列{1a n}为等差数列.由已知得1a 3=5,1a 2=13·1a 5, 设其公差为d ,则1a 1+2d=5,1a 1+d=13(1a 1+4d),解得1a 1=1,d=2,于是1a n=1+2(n-1)=2n-1,整理得a n =12n -1.(2)由(1)得b n =3a n a n+1=3(2n -1)(2n+1)=32(12n -1-12n+1), 所以S n =32(1-13+13−15+…+12n -1−12n+1)=3n2n+1. 20.(本小题满分12分)已知数列{a n }的前n 项和S n =2a n -2n . (1)求a 1,a 2.(2)设c n =a n+1-2a n ,证明数列{c n }是等比数列.(3)求数列{n+12c n}的前n 项和T n .a 1=S 1,2a 1=S 1+2,∴a 1=S 1=2.由2a n =S n +2n ,知2a n+1=S n+1+2n+1=a n+1+S n +2n+1,∴a n+1=S n +2n+1,①∴a 2=S 1+22=2+22=6.①式知a n+1-2a n =(S n +2n+1)-(S n +2n )=2n+1-2n =2n ,即c n =2n ,∴cn+1c n=2(常数). ∵c 1=21=2,∴{c n }是首项为2,公比为2的等比数列.c n =2n ,∴n+12c n=n+12n+1.∴数列{n+12c n}的前n 项和T n =222+323+424+…+n+12n+1,12T n =223+324+…+n 2n+1+n+12n+2,两式相减,得12T n =222+123+124+125+…+12n+1−n+12n+2=12+123×(1-12n -1)1-12−n+12n+2=34−12n+1−n+12n+2=34−n+32n+2.∴T n =32−n+32n+1. 21.(本小题满分12分)已知数列{a n }的前n 项和S n =a n +12n 2+32n-2(n ∈N *). (1)求数列{a n }的通项公式; (2)若b n ={1(a n -1)(a n +1),n 为奇数,4·(12)a n,n 为偶数,且数列{b n }的前n 项和为T n ,求T 2n .由于S n =a n +12n 2+32n-2,所以当n ≥2时,S n-1=a n-1+12(n-1)2+32(n-1)-2,两式相减得a n =a n -a n-1+n+1,于是a n-1=n+1,所以a n =n+2. (2)由(1)得b n ={1(n+1)(n+3),n 为奇数,(12)n ,n 为偶数,所以T 2n =b 1+b 2+b 3+…+b 2n =(b 1+b 3+…+b 2n-1)+(b 2+b 4+…+b 2n ).因为b 1+b 3+…+b 2n-1=12×4+14×6+16×8+…+12n×(2n+2)=14[11×2+12×3+…+1n×(n+1)]=14(1-12+12-13+…+1n -1n+1)=n 4(n+1),b 2+b 4+…+b 2n =(12)2+(14)4+…+(12)2n =14[1-(14)n ]1-14=13[1-(14)n],于是T 2n =n4(n+1)+13[1-(14)n].22.(本小题满分12分)已知数列{a n }满足3(n+1)a n =na n+1(n ∈N *),且a 1=3. (1)求数列{a n }的通项公式; (2)求数列{a n }的前n 项和; (3)若a nb n=2n+3n+1,求证:56≤1b 1+1b 2+…+1b n<1.3(n+1)a n =na n+1,所以an+1a n=3(n+1)n(n ∈N *), 则a2a 1=3×21,a 3a 2=3×32,a 4a 3=3×43,……a n a n -1=3×n n -1,累乘可得an a 1=3n-1×n. 又因为a 1=3,所以a n =n×3n (n ∈N *).{a n }的前n 项和为S n ,则S n =1×3+2×32+3×33+…+(n-1)×3n-1+n×3n ,①3S n =1×32+2×33+3×34+…+(n-1)×3n +n×3n+1,② ①-②,可得-2S n =3+32+33+…+3n -n×3n+1=3(1-3n )1-3-n×3n+1=32(3n -1)-n×3n+1 =(12-n)×3n+1-32. 所以S n =(n 2-14)×3n+1+34.因为an b n=2n+3n+1, 所以1b n=2n+3n+1×1n×3n =2n+3n (n+1)×13n=3(n+1)-nn (n+1)×13n =(3n -1n+1)×13n =1n ×13n -1−1n+1×13n , 则1b 1+1b 2+…+1b n=(1×13-12×131)+(12×131-13×132)+…+(1n×13n -1-1n+1×13n )=1-1n+1×13n .因为n ∈N *,所以0<1n+1×13n≤16,即56≤1-1n+1×13n <1, 于是56≤1b 1+1b 2+…+1b n <1.。

人教A版高中数学选择性必修第一册2.5.2 圆与圆的位置关系 课时分层练习题含答案解析

人教A版高中数学选择性必修第一册2.5.2 圆与圆的位置关系 课时分层练习题含答案解析

2.5.2 圆与圆的位置关系基础练习一、单选题1.已知圆C :x 2+y 2=4,则圆C 关于直线l :x ﹣y ﹣3=0对称的圆的方程为( ) A .x 2+y 2﹣6x +6y +14=0 B .x 2+y 2+6x ﹣6y +14=0 C .x 2+y 2﹣4x +4y +4=0 D .x 2+y 2+4x ﹣4y +4=02.过圆4x y +=上一点P 作圆:()0O x yr r +=>的两条切线,切点分别为,若2APB π∠=,则r =( )A .1BC D3.圆224x y +=与圆:219C x y -+-=的位置关系是( ) A .内切B .相交C .外切D .相离A .210x y --=B .20x y -+=C .20x y --=D .210x y -+=【答案】B【分析】两圆的方程消掉二次项后的二元一次方程即为公共弦所在直线方程.【详解】由x 2+y 2-4=0与x 2+y 2-4x +4y -12=0两式相减得:4480x y -+=,即20x y -+=.5.已知圆1C :2220x y x ++=,圆2C :2260x y y +-=相交于P ,Q 两点,则||PQ =( )A B .5C D6.设圆1:244C x y x y +-+=,圆2:680C x y x y ++-=,则圆1,2的公切线有( )A .1条B .2条C .3条D .4条7.如图,点()2,0A ,()1,1B ,()1,1C -,()2,0D -,CD 是以OD 为直径的圆上一段圆弧,CB 是以BC 为直径的圆上一段圆弧,BA 是以OA 为直径的圆上一段圆弧,三段弧构成曲线Ω,则( )A .曲线Ω与x 轴围成的图形的面积等于32π B .CB 与BA 的公切线的方程为10x y +-C .BA 所在圆与 CB 所在圆的公共弦所在直线的方程为0x y -=D .CD 所在的圆截直线y x =所得弦的长为8.已知圆:211M x y -+-=,圆:211N x y +++=,则下列是M ,N 两圆公切线的直线方程为( )A .y =0B .3x -4y =0C .20x y -=D .20x y -=【答案】ACD9.已知圆O :224x y +=和圆C :231x y -+-=.现给出如下结论,其中正确的是 A .圆O 与圆C 有四条公切线B .过C 且在两坐标轴上截距相等的直线方程为5x y +=或10x y -+= C .过C 且与圆O 相切的直线方程为916300x y -+=D .P 、Q 分别为圆O 和圆C 上的动点,则PQ 3+3 10.两圆22230x y y +--=与2220x y x ++=的公共弦所在直线的方程为______. 【答案】2230x y ++=【分析】两圆相减,消去22,x y 即为答案.【详解】22230x y y +--=与2220x y x ++=相减得:2230x y ++=,即为公共弦所在直线的方程.故答案为:2230x y ++=11.已知圆C 1:2264120x y x y +-++=与圆C 2:22620x y x y a +--+=,若圆C 1与圆C 2有且仅有一个公共点,则实数a 的值为___________.12.圆230x y x +--=与224230x y x y +-++=的交点坐标为______. 【答案】()12-,和()30, 【分析】联立两圆的方程即可求解.【详解】联立22222304230x y x x y x y ⎧+--=⎨+-++=⎩,两式相减得=3x y +,将其代入22230x y x +--=中得0y =或2y =-,进而得30x y =⎧⎨=⎩或12x y =⎧⎨=-⎩, 所以交点坐标为()()1230,,,- 13.已知圆221:2440C x y x y +-+-=,圆222:2220C x y x y ++--=,则两圆的公切线条数是___________.14.若圆221x y +=与圆416x a y -+-=有3条公切线,则正数a =___________.15.设两圆1与圆2的公共弦所在的直线方程为_______ 【答案】2410x y --=【分析】利用两圆的方程相减即可求解.【详解】因为圆22110C x y +-=:①,圆222240C x y x y +-+=:②,由-①②得,2410x y --=,所以两圆的公共弦所在的直线方程为2410x y --=.16.已知以()4,3C -为圆心的圆与圆221x y +=相切,则圆C 的方程是______.A B B A B 且45A ∠=,则C 的坐标为______.(坐标分量精确到0.1)45,且A 在直线AC 上,所以18.若平面上的点P 及半径为R 的圆C ,我们称2CP R -为点P 对圆C 的幂,则平面上对圆1C :221x y +=及圆2C :()()22234x y -++=幂相等的点P 的坐标所满足的等式是______.【答案】2x -3y -5=0【分析】设出点P 坐标,依题意列出等式即可. 【详解】由题知:圆心1(0,0)C ,2(2,3)C -, 圆1C 的半径11R =,圆2C 的半径22R =,设点(,)Px y ,则点P 对圆1C 的幂为:()221x y +-,点P 对圆2C 的幂为:()()22234x y -++-,所以有:()()()22221234x y x y +-=-++-,化简得:2x -3y -5=0, 故答案为:2x -3y -5=0. 四、解答题19.若圆224x y +=与圆22260x y ay ++-= (0a >)的公共弦的长为a 的值.。

2014-2015学年 高中数学 人教A版必修五 第二章 2.5(二)等比数列的前n项和(二)

2014-2015学年 高中数学 人教A版必修五    第二章 2.5(二)等比数列的前n项和(二)

研一研·问题探究、课堂更高效
问续 m 项的和不等于 0, 则它们仍组
成等比数列. 即 Sm,S2m-Sm,S3m-S2m,„仍组成等比数列. 请你证明上述结论.
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证明
∵在等比数列{an}中有 am+n=amqn,
∴Sm=a1+a2+„+am,
§2.5(二)
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[问题情境] 一件家用电器,现价 20 000 元,实行分期付款,每期付款数相 同,每月为一期,一个月付款一次,共付 12 次,购买后一年还 清,月利率为 0.8%,按复利计算,那么每期付款多少元?要解 决上述问题,需要了解复利的计算方法,这正是这一节的主要内 容之一.
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§2.5(二)
【学习目标】 1.熟练应用等比数列前 n 项和公式的有关性质解题. 2.能用等比数列的前 n 项和公式解决实际问题.
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【学法指导】 1.解决与等比数列前 n 项和有关问题的关键在于“基本量” 以及方程思想方法的灵活运用. 2.运用等比数列前 n 项和解题时要注意“整体思想”方法的 灵活运用. 3. 利用等比数列的知识解决实际问题, 需要从实际问题中抽象 出等比数列模型,明确首项 a1,公比 q,以及项数 n 的实际 含义,切忌含糊不清.
§2.5(二)
在分期付款问题中,贷款 a 元,分 m 个月付清,月利率为 r,
每月还 x 元,想一想,每月付款金额 x 元应如何计算? 下面给出了两种推导方法,请你补充完整:
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方法一:每个月还款 x 元后的剩余欠款按月份构成一个数列,记 作{an},则有: 经过 1 个月,还款 x 元后,剩余欠款为 a1= a(1+r)-x ; 经过 2 个月,还款 x 元后,剩余欠款为 a2=a1(1+r)-x= a(1+r)2-(1+r)x-x ; ____________________ 经过 3 个月,还款 x 元后,剩余欠款为 a3=a2(1+r)-x=

新教材 人教A版高中数学选择性必修第一册全册各章节课后练习题 含解析

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选择性必修第一册全册课后练习题本文档还有大量公式,在网页中显示可能会出现位置错误的情况,下载后均可正常显示,请放心下载练习!第一章空间向量与立体几何................................................................................................ - 2 -1.1.1空间向量及其线性运算......................................................................................... - 2 -1.1.2空间向量的数量积运算......................................................................................... - 8 -1.2空间向量基本定理.................................................................................................. - 15 -1.3.1空间直角坐标系 .................................................................................................. - 22 -1.3.2空间运算的坐标表示........................................................................................... - 28 -1.4.1.1空间向量与平行关系 ....................................................................................... - 34 -1.4.1.2空间向量与垂直关系 ....................................................................................... - 42 -1.4.2用空量研究距离、夹角问题............................................................................... - 51 -章末测验 ....................................................................................................................... - 64 - 第二章直线和圆的方程...................................................................................................... - 78 -2.1.1倾斜角与斜率 ...................................................................................................... - 78 -2.1.2两条直线平行和垂直的判定............................................................................... - 83 -2.2.1直线的点斜式方程............................................................................................... - 87 -2.2.2直线的两点式方程............................................................................................... - 92 -2.2.3直线的一般式方程............................................................................................... - 97 -2.3.1两条直线的交点坐标......................................................................................... - 102 -2.3.2两点间的距离公式............................................................................................. - 102 -2.3.3点到直线的距离公式......................................................................................... - 107 -2.3.4两条平行直线间的距离..................................................................................... - 107 -2.4.1圆的标准方程 .................................................................................................... - 113 -2.4.2圆的一般方程 .................................................................................................... - 118 -2.5.1直线与圆的位置关系......................................................................................... - 122 -2.5.2圆与圆的位置关系............................................................................................. - 128 -章末测验 ..................................................................................................................... - 135 - 第三章圆锥曲线的方程.................................................................................................... - 144 -3.1.1椭圆及其标准方程............................................................................................. - 144 -3.1.2.1椭圆的简单几何性质 ..................................................................................... - 150 -3.1.2.2椭圆的标准方程及性质的应用...................................................................... - 156 -3.2.1双曲线及其标准方程......................................................................................... - 164 -3.2.2双曲线的简单几何性质..................................................................................... - 171 -3.3.1抛物线及其标准方程......................................................................................... - 178 -3.3.2抛物线的简单几何性质..................................................................................... - 184 -章末测验 ..................................................................................................................... - 191 - 模块综合测验 ..................................................................................................................... - 202 -第一章 空间向量与立体几何1.1.1空间向量及其线性运算一、选择题1.空间任意四个点A ,B ,C ,D ,则DA →+CD →-CB →等于( ) A .DB → B .AC → C .AB → D .BA → D [DA →+CD →-CB →=DA →+BD →=BA →.]2.设有四边形ABCD ,O 为空间任意一点,且AO →+OB →=DO →+OC →,则四边形ABCD 是( )A .平行四边形B .空间四边形C .等腰梯形D .矩形A [∵AO →+OB →=DO →+OC →,∴AB →=DC →. ∴AB →∥DC →且|AB →|=|DC →|. ∴四边形ABCD 为平行四边形.]3.已知A ,B ,C 三点不共线,对平面ABC 外的任一点O ,下列条件中能确定点M 与点A ,B ,C 一定共面的是( )A .OM →=OA →+OB →+OC → B .OM →=2OA →-OB →-OC → C .OM →=OA →+12OB →+13OC →D .OM →=13OA →+13OB →+13OC → D [由OM →=13OA →+13OB →+13OC →,可得3OM →=OA →+OB →+OC →⇒OM →-OA →+OM →-OB →+OM →-OC →=0, 即AM →=-BM →-CM →.所以AM →与BM →,CM →在一个平面上,即点M 与点A ,B ,C 一定共面.] 4.若空间中任意四点O ,A ,B ,P 满足OP →=mOA →+nOB →,其中m +n =1,则( )A .P ∈AB B .P ∉ABC .点P 可能在直线AB 上D .以上都不对A [因为m +n =1,所以m =1-n , 所以OP →=(1-n )OA →+nOB →, 即OP →-OA →=n (OB →-OA →), 即AP →=nAB →,所以AP →与AB →共线. 又AP →,AB →有公共起点A ,所以P ,A ,B 三点在同一直线上, 即P ∈AB .]5.已知在长方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,点E 是A 1C 1的中点, 点F 是AE 的三等分点,且AF =12EF ,则AF →=( )A .AA 1→+12AB →+12AD → B .12AA 1→+12AB →+12AD →C .12AA 1→+16AB →+16AD → D .13AA 1→+16AB →+16AD →D [如图所示,AF →=13AE →,AE →=AA 1→+A 1E →,A 1E →=12A 1C 1→,A 1C 1→=A 1B 1→+A 1D 1→,A 1B 1→=AB →,A 1D 1→=AD →,所以AF →=13⎝ ⎛⎭⎪⎫AA 1→+12A 1C 1→=13AA 1→+16AB →+16AD →,故选D.]二、填空题6.已知A ,B ,C 三点不共线,O 为平面ABC 外一点,若由OM →=-2OA →+OB →+λOC →确定的点M 与A ,B ,C 共面,则λ=________.2 [由M 、A 、B 、C 四点共面知:-2+1+λ=1,即λ=2.]7.在平行六面体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,M 为AC 与BD 的交点,若A 1B 1→=a ,A 1D 1→=b ,A 1A →=c ,用a ,b ,c 表示D 1M →,则D 1M →=________.12a -12b +c [D 1M →=D 1D →+DM → =A 1A →+12(DA →+DC →) =c +12(-A 1D 1→+A 1B 1→) =12a -12b +c .]8.在空间四边形ABCD 中,E ,F 分别是AB ,CD 的中点,则EF →和AD →+BC →的关系是________.(填“平行”,“相等”或“相反”)平行 [设G 是AC 的中点,则EF →=EG →+GF →=12BC →+12AD →=12(AD →+BC →) 所以2EF →=AD →+BC →, 从而EF →∥(AD →+BC →).] 三、解答题9.如图,在空间四边形ABCD 中,G 为△BCD 的重心,E ,F 分别为边CD 和AD 的中点,试化简AG →+13BE →-12AC →,并在图中标出化简结果的向量.[解] ∵G 是△BCD 的重心,BE 是CD 边上的中线,∴GE →=13BE →.又12AC →=12(DC →-DA →)=12DC →-12DA →=DE →-DF →=FE →, ∴AG →+13BE →-12AC →=AG →+GE →-FE →=AF →(如图所示).10.在长方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,M 为DD 1的中点,点N 在AC 上,且AN ∶NC =2∶1,求证:A 1N →与A 1B →,A 1M →共面.[证明] ∵A 1B →=AB →-AA 1→, A 1M →=A 1D 1→+D 1M →=AD →-12AA 1→, AN →=23AC →=23(AB →+AD →), ∴A 1N →=AN →-AA 1→ =23(AB →+AD →)-AA 1→=23(AB →-AA 1→)+23(AD →-12AA 1→) =23A 1B →+23A 1M →, ∴A 1N →与A 1B →,A 1M →共面.11.(多选题)若A ,B ,C ,D 为空间不同的四点,则下列各式为零向量的是( ) A .AB →+2BC →+2CD →+DC → B .2AB →+2BC →+3CD →+3DA →+AC →C.AB →+CA →+BD →D.AB →-CB →+CD →-AD →BD [A 中,AB →+2BC →+2CD →+DC →=AB →+2BD →+DC →=AB →+BD →+BD →+DC →=AD →+BC →;B 中,2AB →+2BC →+3CD →+3DA →+AC →=2AC →+3CA →+AC →=0;C 中,AB →+CA →+BD →=AD →+CA →;D 中,AB →-CB →+CD →-AD →=AB →+BC →+CD →+DA →表示A →B →C →D →A 恰好形成一个回路,结果必为0.]12.(多选题)有下列命题,其中真命题的有( ) A .若AB →∥CD →,则A ,B ,C ,D 四点共线 B .若AB →∥AC →,则A ,B ,C 三点共线C .若e 1,e 2为不共线的非零向量,a =4e 1-25e 2,b =-e 1+110e 2,则a ∥b D .若向量e 1,e 2,e 3是三个不共面的向量,且满足等式k 1e 1+k 2e 2+k 3e 3=0,则k 1=k 2=k 3=0BCD [根据共线向量的定义,若AB →∥CD →,则AB ∥CD 或A ,B ,C ,D 四点共线,故A 错;因为AB →∥AC →且AB →,AC →有公共点A ,所以B 正确;由于a =4e 1-25e 2=-4-e 1+110e 2=-4b ,所以a ∥b ,故C 正确;易知D 也正确.]13.(一题两空)已知A ,B ,C 三点共线,则对空间任一点O ,若OA →=2OB →+μOC →,则μ=________;存在三个不为0的实数λ,m ,n ,使λOA →+mOB →+nOC →=0,那么λ+m +n 的值为________.-1 0 [由A 、B 、C 三点共线,∴2+μ=1,∴μ=-1,又由λOA →+mOB →+nOC →=0得OA →=-m λOB →-n λOC →由A ,B ,C 三点共线知-m λ-nλ=1,则λ+m +n =0.]14.设e 1,e 2是平面上不共线的向量,已知AB →=2e 1+k e 2,CB →=e 1+3e 2,CD →=2e 1-e 2,若A ,B ,D 三点共线,则实数k 为________.-8 [因为BD →=CD →-CB →=e 1-4e 2,AB →=2e 1+k e 2,又A ,B ,D 三点共线,由共线向量定理得12=-4k ,所以k =-8.]15.如图所示,已知四边形ABCD 是平行四边形,点P 是ABCD 所在平面外的一点,连接P A ,PB ,PC ,PD .设点E ,F ,G ,H 分别为△P AB ,△PBC ,△PCD ,△PDA 的重心.(1)试用向量方法证明E ,F ,G ,H 四点共面;(2)试判断平面EFGH 与平面ABCD 的位置关系,并用向量方法证明你的判断. [证明] (1)分别连接PE ,PF ,PG ,PH 并延长,交对边于点M ,N ,Q ,R ,连接MN ,NQ ,QR ,RM ,∵E ,F ,G ,H 分别是所在三角形的重心,∴M ,N ,Q ,R 是所在边的中点,且PE →=23PM →,PF →=23PN →,PG →=23PQ →,PH →=23PR →.由题意知四边形MNQR 是平行四边形,∴MQ →=MN →+MR →=(PN →-PM →)+(PR →-PM →)=32(PF →-PE →)+32(PH →-PE →)=32(EF →+EH →).又MQ →=PQ →-PM →=32PG →-32PE →=32EG →.∴EG →=EF →+EH →,由共面向量定理知,E ,F ,G ,H 四点共面.(2)平行.证明如下:由(1)得MQ →=32EG →,∴MQ →∥EG →, ∴EG →∥平面ABCD .又MN →=PN →-PM →=32PF →-32PE → =32EF →,∴MN →∥EF →. 即EF ∥平面ABCD . 又∵EG ∩EF =E ,∴平面EFGH 与平面ABCD 平行1.1.2空间向量的数量积运算一、选择题1.已知a ⊥b ,|a |=2,|b |=3,且(3a +2b )⊥(λa -b ),则λ等于( ) A .32 B .-32 C .±32 D .1A [∵a ⊥b ,∴a ·b =0,∵3a +2b ⊥λa -b ,∴(3a +2b )·(λa -b )=0, 即3λa 2+(2λ-3)a ·b -2b 2=0,∴12λ-18=0,解得λ=32.]2.已知空间四边形ABCD 的每条边和对角线的长都等于a ,点E ,F 分别是BC ,AD 的中点,则AE →·AF →的值为( )A .a 2B .12a 2C .14a 2D .34a 2C [AE →·AF →=12(AB →+AC →)·12AD →=14(AB →·AD →+AC →·AD →)=14⎝ ⎛⎭⎪⎫a ×a ×12+a ×a ×12=14a 2.]3.已知长方体ABCD -A 1B 1C 1D 1,则下列向量的数量积一定不为0的是( ) A .AD 1→·B 1C →B .BD 1→·AC →C .AB →·AD 1→ D .BD 1→·BC →D [对于选项A ,当四边形ADD 1A 1为正方形时,可得AD 1⊥A 1D ,而A 1D ∥B 1C ,可得AD 1⊥B 1C ,此时有AD 1→·B 1C →=0;对于选项B ,当四边形ABCD 为正方形时,AC ⊥BD ,易得AC ⊥平面BB 1D 1D ,故有AC ⊥BD 1,此时有BD 1→·AC →=0;对于选项C ,由长方体的性质,可得AB ⊥平面ADD 1A 1,可得AB ⊥AD 1,此时必有AB →·AD 1→=0;对于选项D ,由长方体的性质,可得BC ⊥平面CDD 1C 1,可得BC ⊥CD 1,△BCD 1为直角三角形,∠BCD 1为直角,故BC 与BD 1不可能垂直,即BD 1→·BC →≠0.故选D.]4.在棱长为a 的正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,向量BA 1→与向量AC →所成的角为( )A .60°B .150°C .90°D .120°D [BA 1→=BA →+AA 1→,|BA 1→|=2a ,AC →=A B →+AD →,|AC →|=2a .∴BA 1→·AC →=BA →·AB →+BA →·AD →+AA 1→·AB →+AA 1→·AD →=-a 2. ∴cos 〈BA 1→,AC →〉=-a 22a ·2a =-12.∴〈BA 1→,AC →〉=120°.]5.如图所示,在平行六面体ABCD -A ′B ′C ′D ′中,AB =1,AD =2,AA ′=3,∠BAD =90°,∠BAA ′=∠DAA ′=60°,则AC ′的长为( )A .13B .23C .33D .43B [∵AC ′→=AB →+BC →+CC ′→,∴AC ′→2=(AB →+BC →+CC ′→)2=AB →2+BC →2+CC ′→2+2(AB →·BC →+AB →·CC ′→+BC →·CC ′→) =12+22+32+2(0+1×3cos 60°+2×3cos 60°) =14+2×92=23,∴|AC ′→|=23,即AC ′的长为23.] 二、填空题6.已知a ,b 是空间两个向量,若|a |=2,|b |=2,|a -b |=7,则cos 〈a ,b 〉=________.18[将|a -b |=7两边平方,得(a -b )2=7. 因为|a |=2,|b |=2,所以a ·b =12.又a ·b =|a ||b |cos 〈a ,b 〉,故cos 〈a ,b 〉=18.]7.已知a ,b 是异面直线,A ,B ∈a ,C ,D ∈b ,AC ⊥b ,BD ⊥b ,且AB =2,CD =1,则a ,b 所成的角是________.60° [AB →=AC →+CD →+DB →,∴CD →·AB →=CD →·(AC →+CD →+DB →)=|CD →|2=1, ∴cos 〈CD →,AB →〉=CD →·AB →|CD →||AB →|=12,∴异面直线a ,b 所成角是60°.]8.已知|a |=2,|b |=1,〈a ,b 〉=60°,则使向量a +λb 与λa -2b 的夹角为钝角的实数λ的取值范围是________.(-1-3,-1+3) [由题意知 ⎩⎨⎧(a +λb )·(λa -2b )<0,cos 〈a +λb ,λa -2b 〉≠-1. 即⎩⎨⎧(a +λb )·(λa -2b )<0,(a +λb )·(λa -2b )≠-|a +λb ||λa -2b |,得λ2+2λ-2<0.∴-1-3<λ<-1+ 3.] 三、解答题9.如图,在四棱锥P -ABCD 中,底面ABCD 是边长为1的正方形,侧棱P A 的长为2,且P A 与AB 、AD 的夹角都等于60°,M 是PC 的中点,设AB →=a ,AD →=b ,AP →=c .(1)试用a ,b ,c 表示出向量BM →; (2)求BM 的长.[解] (1)∵M 是PC 的中点,∴BM →=12(BC →+BP →)=12[AD →+(AP →-AB →)] =12[b +(c -a )]=-12a +12b +12c .(2)由于AB =AD =1,P A =2,∴|a |=|b |=1,|c |=2,由于AB ⊥AD ,∠P AB =∠P AD =60°,∴a·b =0,a·c =b·c =2·1·cos 60°=1, 由于BM →=12(-a +b +c ),|BM →|2=14(-a +b +c )2=14[a 2+b 2+c 2+2(-a·b -a·c +b·c )]=14[12+12+22+2(0-1+1)]=32.∴|BM →|=62,∴BM 的长为62.10.如图,已知直三棱柱ABC -A ′B ′C ′中,AC =BC =AA ′,∠ACB =90°,D ,E 分别为AB ,BB ′的中点.(1)求证:CE ⊥A ′D ;(2)求异面直线CE 与AC ′所成角的余弦值. [解] (1)证明:设CA →=a ,CB →=b ,CC ′→=c , 根据题意得|a |=|b |=|c |,且a·b =b·c =c·a =0. ∴CE →=b +12c ,A ′D →=-c +12b -12a .∴CE →·A ′D →=⎝ ⎛⎭⎪⎫b +12c ·⎝ ⎛⎭⎪⎫-c +12b -12a =-12c 2+12b 2=0, ∴CE →⊥A ′D →,即CE ⊥A ′D .(2)∵AC ′→=-a +c ,∴|AC ′→|=2|a |,|CE →|=52|a |, ∵AC ′→·CE →=(-a +c )·⎝ ⎛⎭⎪⎫b +12c =12c 2=12|a |2, ∴cos 〈AC ′→,CE →〉=12|a |22×52|a |2=1010.∴异面直线CE 与AC ′所成角的余弦值为1010.11.(多选题)在正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,下列命题正确的有( ) A .(AA 1→+AD →+AB →)2=3AB →2 B .A 1C →·(A 1B 1→-A 1A →)=0 C .AD 1→与A 1B →的夹角为60° D .正方体的体积为|AB →·AA 1→·AD →|AB [如图,(AA 1→+AD →+AB →)2=(AA 1→+A 1D 1→+D 1C 1→)2=AC 1→2=3AB →2;A 1C →·(A 1B 1→-A 1A →)=A 1C →·AB 1→=0;AD 1→与A 1B →的夹角是D 1C →与D 1A →夹角的补角,而D 1C →与D 1A →的夹角为60°,故AD 1→与A 1B →的夹角为120°;正方体的体积为|AB →||AA 1→||AD →|.故选AB.]12.已知正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1的棱长为1,若E 是底面正方形A 1B 1C 1D 1的中心, 则AC 1→与CE →( )A .重合B .平行但不重合C .垂直D .无法确定C [AC 1→=AB →+AD →+AA 1→,CE →=CC 1→+C 1E →=AA 1→-12(AB →+AD →),于是AC 1→·CE →=(AB →+AD →+AA 1→)·⎣⎢⎡⎦⎥⎤AA 1-12(AB →+AD →)=AB →·AA 1→-12AB →2-12AB →·AD →+AD →·AA 1→-12AD →·AB →-12AD →2+AA 1→2-12AA 1→·AB →-12AA 1→·AD →=0-12-0+0-0-12+1-0-0=0,故AC 1→⊥CE →.]13.(一题两空)如图,在长方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,设AD =AA 1=1,AB =2,P 是C 1D 1的中点,则B 1C →·A 1P →=________,B 1C →与A 1P →所成角的大小为________.1 60° [法一:连接A 1D ,则∠P A 1D 就是B 1C →与A 1P →所成角.连接PD ,在△P A 1D 中,易得P A 1=DA 1=PD =2,即△P A 1D 为等边三角形,从而∠P A 1D =60°,即B 1C →与A 1P →所成角的大小为60°.因此B 1C →·A 1P →=2×2×cos 60°=1.法二:根据向量的线性运算可得B 1C →·A 1P →=(A 1A →+AD →)·⎝⎛⎭⎪⎫AD →+12AB →=AD →2=1. 由题意可得P A 1=B 1C =2,则2×2×cos 〈B 1C →,A 1P →〉=1,从而〈B 1C →,A 1P →〉=60°.]14.已知在正四面体D -ABC 中,所有棱长都为1,△ABC 的重心为G ,则DG 的长为________.63 [如图,连接AG 并延长交BC 于点M ,连接DM ,∵G 是△ABC 的重心,∴AG =23AM ,∴AG →=23AM →,DG →=DA →+AG →=DA →+23AM →=DA →+23(DM →-DA →)=DA →+23⎣⎢⎡⎦⎥⎤12(DB →+DC →)-DA →=13(DA →+DB →+DC →),而(DA →+DB →+DC →)2=DA →2+DB →2+DC →2+2DA →·DB →+2DB →·DC →+2DC →·DA →=1+1+1+2(cos 60°+cos 60°+cos 60°)=6,∴|DG →|=63.]15.如图,正四面体V -ABC 的高VD 的中点为O ,VC 的中点为M .(1)求证:AO ,BO ,CO 两两垂直;(2)求〈DM →,AO →〉.[解] (1)证明:设VA →=a ,VB →=b ,VC →=c ,正四面体的棱长为1, 则VD →=13(a +b +c ),AO →=16(b +c -5a ), BO →=16(a +c -5b ),CO →=16(a +b -5c ),所以AO →·BO →=136(b +c -5a )·(a +c -5b )=136(18a ·b -9|a |2)=136(18×1×1×cos 60°-9)=0,所以AO →⊥BO →,即AO ⊥BO .同理,AO ⊥CO ,BO ⊥CO . 所以AO ,BO ,CO 两两垂直.(2)DM →=DV →+VM →=-13(a +b +c )+12c =16(-2a -2b +c ),所以|DM →|=⎣⎢⎡⎦⎥⎤16(-2a -2b +c )2=12. 又|AO →|=⎣⎢⎡⎦⎥⎤16(b +c -5a )2=22,DM →·AO →=16(-2a -2b +c )·16(b +c -5a )=14, 所以cos 〈DM →,AO →〉=1412×22=22. 又〈DM →,AO →〉∈[0,π], 所以〈DM →,AO →〉=π4.1.2空间向量基本定理一、选择题1.若向量{a ,b ,c }是空间的一个基底,则一定可以与向量p =2a +b ,q =2a-b 构成空间的另一个基底的向量是( )A .aB .bC .cD .a +bC [由p =2a +b ,q =2a -b 得a =14p +14q ,所以a 、p 、q 共面,故a 、p 、q 不能构成空间的一个基底,排除A ;因为b =12p -12q ,所以b 、p 、q 共面,故b 、p 、q 不能构成空间的一个基底,排除B ;因为a +b =34p -14q ,所以a +b 、p 、q 共面,故a +b 、p 、q 不能构成空间的一个基底,排除D.]2.在平行六面体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,M 是上底面对角线AC 与BD 的交点,若A 1B 1→=a ,A 1D 1→=b ,A 1A →=c ,则B 1M →可表示为( )A .12a +12b +cB .12a -12b +cC .-12a -12b +cD .-12a +12b +cD [由于B 1M →=B 1B →+BM →=B 1B →+12(BA →+BC →) =-12a +12b +c ,故选D.]3.若向量MA →,MB →,MC →的起点M 与终点A ,B ,C 互不重合,且点M ,A ,B ,C 中无三点共线,满足下列关系(O 是空间任一点),则能使向量MA →,MB →,MC →成为空间一个基底的关系是( )A .OM →=13OA →+13OB →+13OC → B .MA →≠MB →+MC → C .OM →=OA →+OB →+OC →D .MA →=2MB →-MC →C [若MA →,MB →,MC →为空间一组基向量,则M ,A ,B ,C 四点不共面.选项A 中,因为13+13+13=1,所以点M ,A ,B ,C 共面;选项B 中,MA →≠MB →+MC →,但可能存在实数λ,μ使得MA →=λMB →+μMC →,所以点M ,A ,B ,C 可能共面;选项D 中,四点M ,A ,B ,C 显然共面.故选C.]4.空间四边形OABC 中,OA →=a ,OB →=b ,OC →=c ,点M 在OA 上,且OM →=2MA →,N 为BC 中点,则MN →为( )A .12a -23b +12cB .-23a +12b +12cC .12a +12b -23cD .23a +23b -12cB [MN →=MA →+AB →+BN →=13OA →+OB →-OA →+12(OC →-OB →)=-23OA →+12OB →+12OC →=-23a +12b +12c .]5.平行六面体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,向量AB →,AD →,AA 1→两两的夹角均为60°且|AB →|=1,|AD →|=2,|AA 1→|=3,则|AC 1→|等于( )A .5B .6C .4D .8A [在平行六面体ABCD -A 1B 1C 1D 1中有,AC 1→=AB →+AD →+CC 1→=AB →+AD →+AA 1→所以有|AC 1→|=|AB →+AD →+AA 1→|,于是有|AC 1→|2=|AB →+AD →+AA 1→|2=|AB →|2+|AD →|2+|AA 1→|2+2|AB →|·|AD →|·cos 60°+2|AB →|·|AA 1→|·cos 60°+2|AD →||AA 1→|·cos 60°=25,所以|AC 1→|=5.]二、填空题6.在四面体OABC 中,OA →=a ,OB →=b ,OC →=c ,D 为BC 的中点,E 为AD 的中点,则OE →=________.(用a ,b ,c 表示)12a +14b +14c [因为在四面体OABC 中,OA →=a ,OB →=b ,OC →=c ,D 为BC 的中点,E 为AD 的中点,所以OE →=12(OA →+OD →)=12OA →+12OD →=12a +12×12(OB →+OC →)=12a +14(b +c )=12a +14b +14c .]7.已知{a ,b ,c }是空间的一个单位正交基底,{a +b ,a -b ,c }是空间的另一个基底,若向量m 在基底{a ,b ,c }下表示为m =3a +5b +9c ,则m 在基底{a +b ,a -b,3c }下可表示为________.4(a +b )-(a -b )+3(3c ) [由题意知,m =3a +5b +9c ,设m =x (a +b )+y (a -b )+z (3c )则有⎩⎨⎧ x +y =3x -y =53z =9,解得⎩⎨⎧x =4y =-1z =3.则m 在基底{a +b ,a -b,3c }可表示为m =4(a +b )-(a -b )+3(3c ).] 8.在四棱锥P -ABCD 中,ABCD 为平行四边形,AC 与BD 交于O ,G 为BD 上一点,BG =2GD ,P A →=a ,PB →=b ,PC →=c ,试用基底{a ,b ,c }表示向量PG →=________.23a -13b +23c [因为BG =2GD ,所以BG →=23BD →. 又BD →=BA →+BC →=P A →-PB →+PC →-PB →=a +c -2b , 所以PG →=PB →+BG →=b +23(a +c -2b ) =23a -13b +23c .] 三、解答题9.如图所示,正方体OABC -O ′A ′B ′C ′,且OA →=a ,OC →=b ,OO ′→=c .(1)用a ,b ,c 表示向量OB ′→,AC ′→;(2)设G ,H 分别是侧面BB ′C ′C 和O ′A ′B ′C ′的中心,用a ,b ,c 表示GH →.[解] (1)OB ′→=OB →+BB ′→=OA →+OC →+OO ′→=a +b +c . AC ′→=AC →+CC ′→=AB →+AO →+AA ′→=OC →+OO ′→-OA →=b +c -a . (2)法一:连接OG ,OH (图略), 则GH →=GO →+OH →=-OG →+OH → =-12(OB ′→+OC →)+12(OB ′→+OO ′→) =-12(a +b +c +b )+12(a +b +c +c ) =12(c -b ).法二:连接O ′C (图略),则GH →=12CO ′→=12(OO ′→-OC →) =12(c -b ).10.如图,在平行六面体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,MA →=-13AC →,ND →=13A 1D →,设AB →=a ,AD →=b ,AA 1→=c ,试用a ,b ,c 表示MN →.[解] 连接AN ,则MN →=MA →+AN →.由已知可得四边形ABCD 是平行四边形,从而可得 AC →=AB →+AD →=a +b , MA →=-13AC →=-13(a +b ), 又A 1D →=AD →-AA 1→=b -c ,故AN →=AD →+DN →=AD →-ND →=AD →-13A 1D →=b -13(b -c ), 所以MN →=MA →+AN → =-13(a +b )+b -13(b -c ) =13(-a +b +c ).11.(多选题)已知a ,b ,c 是不共面的三个向量,则下列向量组中,不能构成一个基底的一组向量是( )A .2a ,a -b ,a +2bB .2b ,b -a ,b +2aC .a,2b ,b -cD .c ,a +c ,a -cABD [对于A ,因为2a =43(a -b )+23(a +2b ),得2a 、a -b 、a +2b 三个向量共面,故它们不能构成一个基底;对于B ,因为2b =43(b -a )+23(b +2a ),得2b 、b -a 、b +2a 三个向量共面,故它们不能构成一个基底;对于C ,因为找不到实数λ、μ,使a =λ·2b +μ(b -c )成立,故a 、2b 、b -c 三个向量不共面,它们能构成一个基底;对于D ,因为c =12(a +c )-12(a -c ),得c 、a +c 、a -c 三个向量共面,故它们不能构成一个基底,故选ABD.]12.(多选题)给出下列命题,正确命题的有( )A .若{a ,b ,c }可以作为空间的一个基底,d 与c 共线,d ≠0,则{a ,b ,d }也可以作为空间的一个基底B .已知向量a ∥b ,则a ,b 与任何向量都不能构成空间的一个基底C .A ,B ,M ,N 是空间四点,若BA →,BM →,BN →不能构成空间的一个基底,则A ,B ,M ,N 四点共面D .已知{a ,b ,c }是空间的一个基底,若m =a +c ,则{a ,b ,m }也是空间的一个基底ABCD [根据基底的概念,知空间中任何三个不共面的向量都可作为空间的一个基底.显然B 正确.C 中由BA →,BM →,BN →不能构成空间的一个基底,知BA →,BM →,BN →共面.又BA →,BM →,BN →过相同点B ,知A ,B ,M ,N 四点共面.所以C 正确.下面证明AD 正确:A 假设d 与a ,b 共面,则存在实数λ,μ,使得d =λa +μb ,∵d 与c 共线,c ≠0,∴存在实数k ,使得d =k c .∵d ≠0,∴k ≠0,从而c =λk a +μk b ,∴c 与a ,b 共面,与条件矛盾,∴d 与a ,b 不共面.同理可证D 也是正确的.于是ABCD 四个命题都正确,故选ABCD.]13.(一题两空)已知空间的一个基底{a ,b ,c },m =a -b +c ,n =x a +y b +c ,若m 与n 共线,则x =________,y =________.1 -1 [因为m 与n 共线, 所以存在实数λ,使m =λn ,即a -b +c =λx a +λy b +λc ,于是有⎩⎨⎧1=λx ,-1=λy ,1=λ,解得⎩⎨⎧x =1,y =-1.]14.(一题多空)已知e 1,e 2是空间单位向量,e 1·e 2=12.若空间向量b 满足b ·e 1=2,b ·e 2=52,且对于任意x ,y ∈R ,|b -(x e 1+y e 2)|≥|b -(x 0e 1+y 0e 2)|=1(x 0,y 0∈R ),则x 0=________,y 0=________,|b |=________.1 2 22 [由题意可令b =x 0e 1+y 0e 2+e 3,其中|e 3|=1,e 3⊥e i ,i =1,2.由b ·e 1=2得x 0+y 02=2,由b ·e 2=52得x 02+y 0=52,解得x 0=1,y 0=2,∴|b |=(e 1+2e 2+e 3)2=2 2.]15.在平行六面体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,设AB →=a ,AD →=b ,AA 1→=c ,E ,F 分别是AD 1,BD 的中点.(1)用向量a ,b ,c 表示D 1B →,EF →;(2)若D 1F →=x a +y b +z c ,求实数x ,y ,z 的值. [解] (1)如图,D 1B →=D 1D →+DB →=-AA 1→+AB →-AD →=a -b -c ,EF →=EA →+AF →=12D 1A →+12AC →=-12(AA 1→+AD →)+12(AB →+AD →)=12(a -c ). (2)D 1F →=12(D 1D →+D 1B →)=12(-AA 1→+AB →-AD 1→) =12(-AA 1→+AB →-AD →-DD 1→) =12(a -c -b -c )=12a -12b -c , ∴x =12,y =-12,z =-1.1.3.1空间直角坐标系一、选择题1.空间两点A ,B 的坐标分别为(x ,-y ,z ),(-x ,-y ,-z ),则A ,B 两点的位置关系是( )A .关于x 轴对称B .关于y 轴对称C .关于z 轴对称D .关于原点对称B [纵坐标相同,横坐标和竖坐标互为相反数,故两点关于y 轴对称.] 2.已知A (1,2,-1),B (5,6,7),则直线AB 与平面xOz 交点的坐标是( ) A .(0,1,1) B .(0,1,-3)C .(-1,0,3)D .(-1,0,-5)D [设直线AB 与平面xoz 交点坐标是M (x ,y ,z ),则AM →=(x -1,-2,z +1),AB →=(4,4,8),又AM →与AB →共线,∴AM →=λAB →,即⎩⎨⎧x -1=4λ,-2=4λ,z +1=8λ,解得x =-1,z =-5,∴点M (-1,0,-5).故选D.]3.设A (3,3,1),B (1,0,5),C (0,1,0),则AB 的中点M 到点C 的距离|CM |=( ) A .534 B .532 C .532D .132 C [M ⎝ ⎛⎭⎪⎫2,32,3 ,|CM |=4+⎝ ⎛⎭⎪⎫32-12+9=532.] 4.如图,在空间直角坐标系中,正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1的棱长为1,B 1E =14A 1B 1,则BE →等于( )A .⎝ ⎛⎭⎪⎫0,14,-1B .⎝ ⎛⎭⎪⎫-14,0,1C .⎝ ⎛⎭⎪⎫0,-14,1D .⎝ ⎛⎭⎪⎫14,0,-1C [{DA →,DC →,DD 1→}为单位正交向量,BE →=BB 1→+B 1E →=-14DC →+DD 1→,∴BE →=⎝ ⎛⎭⎪⎫0,-14,1.] 5.设{i ,j ,k }是单位正交基底,已知向量p 在基底{a ,b ,c }下的坐标为(8,6,4),其中a =i +j ,b =j +k ,c =k +i ,则向量p 在基底{i ,j ,k }下的坐标是( )A .(12,14,10)B .(10,12,14)C .(14,12,10)D .(4,3,2)A [依题意,知p =8a +6b +4c =8(i +j )+6(j +k )+4(k +i )=12i +14j +10k ,故向量p 在基底{i ,j ,k }下的坐标是(12,14,10).]二、填空题6.在空间直角坐标系中,已知点P (1,2,3),过点P 作平面yOz 的垂线PQ ,则垂足Q 的坐标为________.(0,2,3) [过P 的垂线PQ ⊥面yOz ,则Q 点横坐标为0,其余不变,故Q (0,2,3).]7.设{e 1,e 2,e 3}是空间向量的一个单位正交基底,a =4e 1-8e 2+3e 3,b =-2e 1-3e 2+7e 3,则a ,b 的坐标分别为________.(4,-8,3),(-2,-3,7) [由题意可知a =(4,-8,3),b =(-2,-3,7).] 8.如图所示,以长方体ABCD -A 1B 1C 1D 1的顶点D 为坐标原点,过D 的三条棱所在的直线为坐标轴,建立空间直角坐标系,若DB 1→的坐标为(4,3,2),则AC 1→的坐标为________.(-4,3,2) [由DB 1→=DA →+DC →+DD 1→,且DB 1→=(4,3,2),∴|DA →|=4,|DC →|=3,|DD 1→|=2,又AC 1→=-DA →+DC →+DD 1→,∴AC 1→=(-4,3,2).]三、解答题9.已知三棱柱ABC -A 1B 1C 1中,侧棱AA 1⊥底面ABC ,所有的棱长都是1,建立适当的坐标系,并写出各点的坐标.[解] 如图所示,取AC 的中点O 和A 1C 1的中点O 1,可得BO ⊥AC ,OO 1⊥AC ,分别以OB ,OC ,OO 1所在直线为x 轴、y 轴、z 轴建立空间直角坐标系.∵三棱柱各棱长均为1,∴OA =OC =O 1C 1=O 1A 1=12,OB =32. ∵A ,B ,C 均在坐标轴上,∴A ⎝ ⎛⎭⎪⎫0,-12,0,B ⎝ ⎛⎭⎪⎫32,0,0,C ⎝ ⎛⎭⎪⎫0,12,0.∵点A 1与C 1在yOz 平面内, ∴A 1⎝ ⎛⎭⎪⎫0,-12,1,C 1⎝ ⎛⎭⎪⎫0,12,1.∵点B 1在xOy 平面内的射影为B ,且BB 1=1,∴B 1⎝ ⎛⎭⎪⎫32,0,1,即各点的坐标为A ⎝ ⎛⎭⎪⎫0,-12,0,B ⎝ ⎛⎭⎪⎫32,0,0,C ⎝ ⎛⎭⎪⎫0,12,0,A 1⎝ ⎛⎭⎪⎫0,-12,1,B 1⎝ ⎛⎭⎪⎫32,0,1,C 1⎝ ⎛⎭⎪⎫0,12,1. 10.棱长为1的正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,E ,F ,G 分别为棱DD 1,D 1C 1,BC 的中点,以{AB →,AD →,AA 1→}为正交基底,求下列向量的坐标:(1)AE →,AF →,AG →; (2)EF →,EG →,DG →.[解] 在正交基底{AB →,AD →,AA 1→}下,(1)AF →=12AB →+AD →+AA 1→, AE →=AD →+12AA 1→,AG →=AB →+12AD →,∴AE →=⎝ ⎛⎭⎪⎫0,1,12,AF →=⎝ ⎛⎭⎪⎫12,1,1,AG →=⎝ ⎛⎭⎪⎫1,12,0.(2)EF →=AF →-AE →=12AB →+12AA 1→,∴EF →=⎝ ⎛⎭⎪⎫12,0,12;EG →=AG →-AE →=AB →-12AD →-12AA 1→,∴EG →=⎝ ⎛⎭⎪⎫1,-12,-12;DG →=AG →-AD →=AB→-12AD →,∴DG →=⎝ ⎛⎭⎪⎫1,-12,0.11.(多选题)下列各命题正确的是( ) A .点(1,-2,3)关于平面xOz 的对称点为(1,2,3) B .点⎝ ⎛⎭⎪⎫12,1,-3关于y 轴的对称点为⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,1,3C .点(2,-1,3)到平面yOz 的距离为1D .设{i ,j ,k }是空间向量的单位正交基底,若m =3i -2j +4k ,则m =(3,-2,4).ABD [“关于谁对称谁不变”,∴A 正确,B 正确,C 中(2,-1,3)到面yOz 的距离为2,∴C 错误.根据空间向量的坐标定义,D 正确.]12.在棱长为1的正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,P 为正方体内一动点(包括表面),若AP →=xAB →+yAD →+zAA 1→,且0≤x ≤y ≤z ≤1.则点P 所有可能的位置所构成的几何体的体积是( )A .1B .12C .13D .16D [根据向量加法的几何意义和空间向量基本定理,满足0≤x ≤y ≤1的点P 在三棱柱ACD -A 1C 1D 1内;满足0≤y ≤z ≤1的点P 在三棱柱AA 1D 1-BB 1C 1内,故同时满足0≤x ≤y ≤1,0≤y ≤z ≤1的点P 在这两个三棱柱的公共部分(如图),即三棱锥A -A 1C 1D 1,其体积是13×12×1×1×1=16.]13.三棱锥P -ABC 中,∠ABC 为直角,PB ⊥平面ABC ,AB =BC =PB =1,M为PC 的中点,N 为AC 的中点,以{BA →,BC →,BP →}为基底,则MN →的坐标为________.⎝ ⎛⎭⎪⎫12,0,-12 [MN →=BN →-BM → =12(BA →+BC →)-12(BP →+BC →) =12BA →-12BP →, 故MN →=⎝ ⎛⎭⎪⎫12,0,-12.] 14.已知O 是坐标原点,点A (2,0,-2),B (3,1,2),C (2,-1,7). (1)若点P 满足OP →=OA →+OB →+OC →,则点P 的坐标为________; (2)若点P 满足AP →=2AB →-AC →,则点P 的坐标为________.(1)(7,0,7) (2)(4,3,-3) [(1)中OP →=OA →+OB →+OC →=(2i -2k )+(3i +j +2k )+(2i -j +7k )=7i +0j +7k ,∴P (7,0,7).(2)中,AP →=2AB →-AC →得OP →-OA →=2OB →-2OA →-OC →+OA →,∴OP →=2OB →-OC →=2(3i +j +2k )-(2i -j +7k ) =4i +3j -3k ,∴P (4,3,-3).]15.如图,在正四棱锥P -ABCD 中,底面ABCD 是边长为1的正方形,O 是AC 与BD 的交点,PO =1,M 是PC 的中点.设AB →=a ,AD →=b ,AP →=c .(1)用向量a ,b ,c 表示BM →.(2)在如图的空间直角坐标系中,求BM →的坐标.[解] (1)∵BM →=BC →+CM →,BC →=AD →,CM →=12CP →,CP →=AP →-AC →,AC →=AB →+AD →,∴BM →=AD →+12(AP →-AC →)=AD →+12AP →-12(AB →+AD →)=-12AB →+12AD →+12AP →=-12a +12b +12c .(2)a =AB →=(1,0,0),b =AD →=(0,1,0).∵A (0,0,0),O ⎝ ⎛⎭⎪⎫12,12,0,P ⎝ ⎛⎭⎪⎫12,12,1,∴c =AP →=OP →-OA →=⎝ ⎛⎭⎪⎫12,12,1,∴BM →=-12a +12b +12c =-12(1,0,0)+12(0,1,0)+12⎝ ⎛⎭⎪⎫12,12,1=⎝ ⎛⎭⎪⎫-14,34,12.1.3.2空间运算的坐标表示一、选择题1.已知三点A (1,5,-2),B (2,4,1),C (a,3,b +2)在同一条直线上,那么( ) A .a =3,b =-3 B .a =6,b =-1 C .a =3,b =2D .a =-2,b =1C [根据题意AB →=(1,-1,3),AC →=(a -1,-2,b +4), ∵AB →与AC →共线,∴AC →=λAB →, ∴(a -1,-2,b +4)=(λ,-λ,3λ),∴⎩⎨⎧a -1=λ,-2=-λ,b +4=3λ,解得⎩⎨⎧a =3,b =2,λ=2.故选C.]2.已知a =(2,3,-4),b =(-4,-3,-2),b =12x -2a ,则x 等于( ) A .(0,3,-6) B .(0,6,-20) C .(0,6,-6)D .(6,6,-6)B [由题a =(2,3,-4),b =(-4,-3,-2),设x =(w ,y ,z )则由b =12x -2a ,可得(-4,-3,-2)=12(w ,y ,z )-2(2,3,-4)=⎝ ⎛⎭⎪⎫12w ,12y ,12z-(4,6,-8)=⎝ ⎛⎭⎪⎫12w -4,12y -6,12z +8,解得w =0,y =6,z =-20,即x =(0,6,-20).]3.已知向量a =(1,0,-1),则下列向量中与a 成60°夹角的是( ) A .(-1,1,0) B .(1,-1,0) C .(0,-1,1)D .(-1,0,1)B [不妨设向量为b =(x ,y ,z ),A .若b =(-1,1,0),则cos θ=a ·b |a |·|b |=-12×2=-12≠12,不满足条件. B .若b =(1,-1,0),则cos θ=a ·b |a |·|b |=12×2=12,满足条件. C .若b =(0,-1,1),则cos θ=a ·b |a |·|b |=-12×2=-12≠12,不满足条件. D .若b =(-1,0,1),则cos θ=a ·b |a |·|b |=-22×2=-1≠12,不满足条件.故选B.]4.已知向量a =(-2,x,2),b =(2,1,2),c =(4,-2,1),若a ⊥(b -c ),则x 的值为( )A .-2B .2C .3D .-3A [∵b -c =(-2,3,1),a ·(b -c )=4+3x +2=0,∴x =-2.]5.已知A 、B 、C 三点的坐标分别为A (4,1,3),B (2,-5,1),C (3,7,λ),若AB →⊥AC →,则λ等于( )A .28B .-28C .14D .-14D [AB →=(-2,-6,-2),AC →=(-1,6,λ-3),∵AB →⊥AC →,∴AB →·AC →=-2×(-1)-6×6-2(λ-3)=0,解得λ=-14.] 二、填空题6.已知a =(1,1,0),b =(0,1,1),c =(1,0,1),p =a -b ,q =a +2b -c ,则p ·q =________.-1 [∵p =a -b =(1,0,-1),q =a +2b -c =(0,3,1), ∴p ·q =1×0+0×3+(-1)×1=-1.]7.已知空间三点A (1,1,1),B (-1,0,4),C (2,-2,3),则AB →与CA →的夹角θ的大小是________.120° [AB →=(-2,-1,3),CA →=(-1,3,-2),cos 〈AB →,CA →〉=(-2)×(-1)+(-1)×3+3×(-2)14·14=-12,∴θ=〈AB →,CA →〉=120°.]8.如图,正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1的棱长为1,E 、F 分别是棱BC 、DD 1上的点,如果B 1E ⊥平面ABF ,则CE 与DF 的和的值为________.1 [以D 1A 1、D 1C 1、D 1D 分别为x ,y ,z 轴建立空间直角坐标系(图略),设CE =x ,DF =y ,则易知E (x,1,1),B 1(1,1,0),∴B 1E →=(x -1,0,1),又F (0,0,1-y ),B (1,1,1),∴FB →=(1,1,y ),由于AB ⊥B 1E ,若B 1E ⊥平面ABF ,只需FB →·B 1E →=(1,1,y )·(x -1,0,1)=0⇒x +y =1.] 三、解答题9.已知空间中三点A (-2,0,2),B (-1,1,2),C (-3,0,4),设a =AB →,b =AC →. (1)求向量a 与向量b 的夹角的余弦值;(2)若k a +b 与k a -2b 互相垂直,求实数k 的值.[解] (1)∵a =(1,1,0),b =(-1,0,2),∴a·b =(1,1,0)·(-1,0,2)=-1, 又|a |=12+12+02=2,|b |=(-1)2+02+22=5,∴cos 〈a ,b 〉=a ·b |a ||b |=-110=-1010,即向量a 与向量b 的夹角的余弦值为-1010.(2)法一:∵k a +b =(k -1,k,2),k a -2b =(k +2,k ,-4),且k a +b 与k a -2b 互相垂直,∴(k -1,k,2)·(k +2,k ,-4)=(k -1)(k +2)+k 2-8=0,∴k =2或k =-52, ∴当k a +b 与k a -2b 互相垂直时,实数k 的值为2或-52. 法二:由(1)知|a |=2,|b |=5,a·b =-1,∴(k a +b )·(k a -2b )=k 2a 2-k a ·b -2b 2=2k 2+k -10=0,得k =2或k =-52. 10.已知正三棱柱ABC -A 1B 1C 1,底面边长AB =2,AB 1⊥BC 1,点O ,O 1分别是边AC ,A 1C 1的中点,建立如图所示的空间直角坐标系.(1)求正三棱柱的侧棱长;(2)求异面直线AB 1与BC 所成角的余弦值. [解] (1)设正三棱柱的侧棱长为h ,由题意得A (0,-1,0),B (3,0,0),C (0,1,0),B 1(3,0,h ),C 1(0,1,h ), 则AB 1→=(3,1,h ),BC 1→=(-3,1,h ), 因为AB 1⊥BC 1,所以AB 1→·BC 1→=-3+1+h 2=0, 所以h = 2.(2)由(1)可知AB 1→=(3,1,2),BC →=(-3,1,0), 所以AB 1→·BC →=-3+1=-2.因为|AB 1→|=6,|BC →|=2,所以cos 〈AB 1→,BC →〉=-226=-66.所以异面直线AB 1与BC 所成角的余弦值为66.11.(多选题)若向量a =(1,2,0),b =(-2,0,1),则下列结论正确的是( )。

人教A版高中数学选修第一册同步练习2.5.2 圆与圆的位置关系 A基础练(详细解析版)

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人教A 版高中数学选修第一册同步练习2.5.2 圆与圆的位置关系(A 基础练)一、选择题1.(2020全国高课二时练)圆O 1: 2220x y x +-=和圆O 2: 2240x y y +-=的位置关系是( ) A .相离 B .相交 C .外切 D .内切【正确答案】B【详细解析】试题分析:由题意可知圆1O 的圆心()11,0O ,半径11r =,圆2O 的圆心()20,2O ,半径12r =,又211212r r OO r r -<<+,所以圆1O 和圆2O 的位置关系是相交,故选B .2.(2020山东菏泽三中高二期中)两圆224210x y x y +-++=与224410x y x y ++--=的公切线有( ) A .1条 B .2条 C .3条 D .4条【正确答案】C【详细解析】由题意,得两圆的标准方程分别为22(2)(1)4x y -++=和22(2)(2)9x y ++-=,则两圆的圆心距523d ===+,即两圆外切,所以两圆有3条公切线;故选C .3.(2020山西师大附中高二期中)圆22250x y x +--=与圆222440x y x y ++--=的交点为A,B,则线段AB 的垂直平分线的方程是( )A .10x y +-=B .210x y -+=C .210x y -+=D .10x y -+= 【正确答案】A【详细解析】圆22250x y x +--=的圆心为(1,0)M ,圆22240x y x y ++-=的圆心为(1,2)N -,两圆的相交弦AB 的垂直平分线即为直线MN ,其方程为020111y x --=---,即10x y +-=;故选A. 4.(2020山东泰安一中高二期中)已知半径为1的动圆与圆(x -5)2+(y +7)2=16相外切,则动圆圆心的轨迹方程是 ( )A .(x -5)2+(y +7)2=25B .(x -5)2+(y +7)2=9C .(x -5)2+(y +7)2=15D .(x +5)2+(y -7)2=25【正确答案】A【详细解析】设动圆圆心为M ,且半径为1,又圆22(5)(7)16x y -++=的圆心为(5,7)N -,半径为4,由两圆相外切,得145MN =+=,即动圆圆心M 的轨迹是以(5,7)N -为圆心、半径为5的圆,其轨迹方程为22(5)(7)25x y -++=;故选A.5.(多选题)(2020河北正定中学高二期中)下列圆中与圆C :x 2+y 2+2x -4y+1=0相切的是( )A.(x+2)2+(y+2)2=9B.(x -2)2+(y+2)2=9C.(x -2)2+(y -2)2=25D.(x -2)2+(y+2)2=49 【正确答案】BCD【详细解析】由圆C :x 2+y 2+2x -4y+1=0,可知圆心C 的坐标为(-1,2),半径r=2.A 项,圆心C 1(-2,-2),半径r 1=3.∵|C 1C|=√17∈(r 1-r ,r 1+r ),∴两圆相交;B 项,圆心C 2(2,-2),半径r 2=3, ∵|C 2C|=5=r+r 2,∴两圆外切,满足条件;C 项,圆心C 3(2,2),半径r 3=5,∵|C 3C|=3=r 3-r ,∴两圆内切;D 项,圆心C 4(2,-2),半径r 4=7,∵|C 4C|=5=r 4-r ,∴两圆内切.6.(多选题)若圆C 1:x 2+y 2=1和圆C 2:x 2+y 2-6x -8y -k=0没有公共点,则实数k 的取值可能是( )A.-16B.-9C.11D.12 【正确答案】AD【详细解析】化圆C 2:x 2+y 2-6x -8y -k=0为(x -3)2+(y -4)2=25+k ,则k>-25,圆心坐标为(3,4),半径为√25+k ; 圆C 1:x 2+y 2=1的圆心坐标为(0,0),半径为1.要使圆C 1和圆C 2没有公共点,则|C 1C 2|>√25+k +1或|C 1C 2|<√25+k -1,即5>√25+k +1或5<√25+k -1,解得-25<k<-9或k>11.∴实数k 的取值范围是(-25,-9)∪(11,+∞).满足这一范围的有A 和D.二、填空题7.(2020·辽河油田二中高二期中)已知两圆相交于两点(),3A a ,()1,1B -,若两圆圆心都在直线0x y b ++=上,则+a b 的值是 ________________ .【正确答案】1-【详细解析】由(),3A a ,()1,1B -,设AB 的中点为1,22a M -⎛⎫ ⎪⎝⎭,根据题意,可得1202a b -++=,且3111AB k a -==+,解得,1a =,2b =-,故1a b +=-.故正确答案为:1-. 8.半径长为6的圆与y 轴相切,且与圆(x -3)2+y 2=1内切,则此圆的方程为______________ .【正确答案】(x -6)2+(y ±4)2=36【详细解析】设该圆的标准方程为22()()36x a y b -+-=,因为该圆与y 轴相切,且与圆22(3)1x y -+=内切,所以65a ⎧=⎪=,解得64a b =⎧⎨=±⎩,即该圆的标准方程为22(6)(4)36x y -+±=. 9.(2020全国高二课时练)若点P 在圆221x y +=上,点Q 在圆()()22344x y ++-=,则PQ 的最小值为_____________ .【正确答案】2【详细解析】由题意可知,圆221x y +=的圆心坐标为()0,0A ,半径1r =,圆()()22344x y ++-=的圆心坐标为()3,4B -,半径2R =.由512d AB R r ===>+=+,∴两圆的位置关系是外离.又点P 在圆A 上,点Q 在圆B 上,则PQ 的最小值为()()5122d R r -+=-+=10.(2020浙江嘉兴四中高二期中)已知相交两圆221:4C x y +=,圆222,(2)4C x y -+=,公共弦所在直线方程为___________,公共弦的长度为___________.【正确答案】1x =;【详细解析】联立2222(24)4x y x y ⎧+=⎨⎩-+=作差可得1x =,将1x =代入224x y +=可解得y =12l y y =-=故正确答案为:1x =;三、解答题11.(2020全国高二课时练)已知两圆C 1:x 2+y 2+4x -6y+12=0,C 2:x 2+y 2-2x -14y+k=0(k<50).当两圆有如下位置关系时:(1)外切; (2)内切; (3)相交; (4)内含; (5)外离.试确定上述条件下k 的取值范围.【详细解析】将两圆的方程化为标准方程:C 1:(x+2)2+(y -3)2=1;C 2:(x -1)2+(y -7)2=50-k.则圆C 1的圆心坐标C 1(-2,3),半径r 1=1, 圆C 2的圆心坐标C 2(1,7),半径r 2=√50-k . 从而圆心距d=√(-2-1)2+(3-7)2=5.(1)当两圆外切时,d=r 1+r 2,即1+√50-k =5,解得k=34.(2)当两圆内切时,d=|r 1-r 2|,即|1-√50-k |=5,解得k=14.(3)当两圆相交时,|r 1-r 2|<d<r 1+r 2,即|1-√50-k |<d<1+√50-k , 解得14<k<34.(4)当两圆内含时,d<|r 1-r 2|,即|1-√50-k |>5,解得k<14.(5)当两圆外离时,d>r 1+r 2,即1+√50-k <5,解得k>34. 12.(2020·太原市第六十六中高二期中)已知圆C 1:x 2+y 2=1与圆C 2:x 2+y 2﹣6x +m =0. (1)若圆C 1与圆C 2外切,求实数m 的值;(2)在(1)的条件下,若直线x +2y +n =0与圆C 2的相交弦长为求实数n 的值.【详细解析】(1)由题意,圆221:1C x y +=的圆心坐标为1(0,0)C ,半径为1r =,圆222:60C x y x m +-+=的圆心坐标为2(3,0)C ,半径为R =,因为圆1C 与2C 相外切,所以12C C r R =+,即31=解得5m =. (2)由(1)得5m =,圆2C 的方程为22(3)4x y -+=,可得圆心2(3,0)C ,半径为2R =,由题意可得圆心2C 到直线20x y n ++=的距离d =,又由圆的弦长公式,1==,即3n +=解得3n =-或3n =-。

人教版高中数学(理)必修5(实验班)全册同步练习及答案.doc

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人教版高中数学(理)必修5(实验班)全册同步练习及答案人教版高中数学(理)必修5(实验班)全册同步练习及答案1.1.1 正弦定理一、选择题,,,ABCa,101(在中,,,,则 ( ) B,60C,45c,A( B( 103,10(31),C( D(103 10(31),,ABC2.在中,下列关系式中一定成立的是 ( )abA,sinabA,sinA( B(abA,sinabA,sinC( D(abc,,,,ABC,a,133. 在中,已知,,则 ( ) A,60sinsinsinABC,,8323926323A( B( C( D( 33322,ABC中,已知aBbAtantan,,则此三角形是 ( ) 4. 在A(锐角三角形 B(直角三角形C(钝角三角形 D(直角或等腰三角形,,,,,,,,,,,,,,,,,,AC,1AB,4,ABCABAC 5. 在锐角中,已知,,,则的值为( ) S,3,ABC,2,4,22A( B( C( D(,ABCbCa,4bc,,5AB6. 在中,,,分别为角,,的对边,且,, ac,ABCtantan33tantanBCBC,,, ,则的面积为 ( )333333A( B( C( D( 444二、填空题2π,ABCb,1c,37(在中,若,,C,,则a,________( 38(已知a,b,c分别是?ABC的三个内角A,B,C所对的边(若a,1,b,3,A,C,2B,则sinC,________(三、解答题,ABC9(根据下列条件,解.,b,4c,8 (1)已知,,,解此三角形; B,30,,b,2 (2)已知,,,解此三角形. B,45C,75,B25,ABCbCa,210. 在中,,,分别为内角A,B,的对边,若,,,,Caccos,425,ABCS求的面积.1.1.1正弦定理一、选择题D 3.B 4.D 5.B 6.C 1.B 2.二、填空题7(8. 11三、解答题,cBsin8sin309. 解:(1)由正弦定理得 sin1C,,,b4,,,cb,由知,得 30150,,CC,9022,从而, A,60acb,,,43,,(2)由ABC,+=180 得 A,60,abbAsin2sin60, ??a,,,6 ,sinsinABsinsin45B,bCsin2sin75 c,,,,31同理,sinsin45BB432cos2cos1B,,10. 解:由知 cos21B,,,,255420,,B,sin1cosBB,,, 又,得 5,,,,,sinsin[()]sin()ABCBC,72 ,,,sincoscossinBCBC10acaCsin10,ABC,c,,在中,由知 sinsinACsin7A111048?,,,,,,SacBsin2. 227571.1.2 余弦定理一、选择题,ABC,ABC1(在中,已知,则的最小角为 ( ) a,8,b,43,c,13,,,,A( B( C( D(12344,ABC2(在中,如果,则角等于 ( ) A(a,b,c)(b,c,a),3bc0000A( B( C( D(3060120150,ABC3(在中,若,则其面积等于 ( ) a,7,b,3,c,82128A(12 B( C( D(63 2,ABCsin2sincosABC,,ABC4(在中,若,并有,那么(a,b,c)(b,c,a),3bc 是 ( )A(直角三角形 B(等边三角形C(等腰三角形 D(等腰直角三角形abc,,,,ABCb,1,5.在中,A,60,,,则 ( ) S,3,ABCsinsinsinABC,,8323926339A( B( C( D( 326336(某班设计了一个八边形的班徽(如右图),它由腰长为1,顶角为的四个等腰,三角形及其底边构成的正方形所组成,该八边形的面积为 ( )2sin2cos2,,,,sin3cos3,,,,A( B(2sincos1,,,,3sin3cos1,,,,C( D(二、填空题,ABC7(在中,三边的边长为连续自然数,且最大角是钝角,这个三角形三边的长分别为_______ .,ABCbCAB8. 在中,a,,c分别为角,,的对边,若,(3)coscosbcAaC,,cosA,则 .三、解答题0a、B、CS9(在?ABC中,已知,求及面积. b,5,c,53,A,30310(在?ABC中,a,b,c分别为角A,B,C的对边(已知:b,2,c,4,cosA,. 4(1)求边a的值;(2)求cos(A,B)的值(1.1.2余弦定理一、选择题1.B2.B3.D4.B5.B6.A二、填空题37( 238.3三、解答题9. 解由余弦定理,知220222,5,(53),2,5,53sin30,25a,b,c,2bccosA0a,5a,bB,A,30? 又??00C,180,A,B,120?112530sin5(53)sin30S,bcA,,,,22422210. 解:(1)a,b,c,2bccosA322,2,4,2×2×4×,8~?a,22. 437ab(2)?cosA,~?sinA,~,~ 44sinAsinB22214即,.?sinB,. sinB87452又?b<c~?B为锐角(?cosB,. 8?cos(A,B),cosAcosB,sinAsinB 352714112,×,×,. 4848161.1.3 正、余弦定理的综合应用一、选择题,ABCsin:sin:sin5:7:8ABC,1(在中,若,则的大小是 ( ) ,B,5,,2,A( B( C( D(6363 ,,ABCbCC2(在中,,,分别为角,,的对边,如果,,那么角ca,3ABB,30ac等于 ( ),,,,A( B( C( D(12010590751,ABC3(的两边长分别为2,3,其夹角的余弦值为,则其外接圆的半径为( ) 3 929292A( B( C( D( 9224813,ABCa,7,b,8,cosC,4(在中,若,则最大角的余弦是 ( ) 141111A(, B(, C(, D(, 5867,ABC,ABC,A5( 在中,满足条件,3sinA,cosA,1,AB,2cm,BC,23cm的面积等于( )33323A( B( C( D( 2Acb,2,ABCbC,ABCsin,AB6(在中, (,,分别为角,,的对边),则的形状ac22c 为 ( ) A(正三角形 B(直角三角形C(等腰直角三角形 D(等腰三角形二、填空题02,ABC3x,27x,32,0A,607(已知在中,,最大边和最小边的长是方程的BC两实根,那么边长等于________.222,ABCbCAB8(已知锐角的三边a,,c分别为角,,的对边,且()tanbcaA,,,3bc,则角A的大小_________.三、解答题,ABCbCABac9((2)coscosacBbC,,在中,,,分别为角,,的对边,且满足.B(1)求角的大小;ac,,4,ABC(2)若,,求的面积( b,71,ABCbC10(在中,,,分别为角A,B,的对边,已知. cos2C,,ac4sinC(1)求的值;a,22sinsinAC,b(2)当,时,求及的长( c1.1.3正、余弦定理的综合应用一、选择题A 3.C 4.C 5.C 6.B 1.C 2.二、填空题,7( 78.60三、解答题9. 解:(1)由正弦定理得a,2RsinA~b,2RsinB~c,2RsinC~代入(2a,c)cosB,bcosC~整理,得2sinAcosB,sinBcosC,sinCcosB~即2sinAcosB,sin(B,C),sinA. 又sinA>0~?2cosB,1~π由B?(0~π)~得B,. 3(2)由余弦定理得222b,a,c,2ac?cosB2,(a,c),2ac,2accosB.π将b,7~a,c,4~B,代入整理~得ac,3. 31333??ABC的面积为S,acsinB,sin60?,. 2241210. 解:(1)因为cos2C,1,2sinC,,~ 410所以sinC,?~ 410又0<C<π~所以sinC,. 4ac(2)当a,2,2sinA,sinC时,由正弦定理,~得c,4. sinAsinC162由cos2C,2cosC,1,,~且0<C<π得cosC,?. 442222由余弦定理c,a,b,2abcosC~得b?6b,12,0~解得b,6或26~,,b,6~b,26~所以,或, ,c,4~,c,4.1.2应用举例(二)一、选择题,,1. 在某测量中,设在的南偏东,则在的 ( ) ABBA3427,,,,,,A.北偏西 B. 北偏东 C. 北偏西 D. 南偏西342755335533,, 55332(台风中心从地以20 km/h的速度向东北方向移动,离台风中心30 km内的A 地区为危险区,城市在的正东40 km处,城市处于危险区内的时间为( ) BABA.0.5 hB.1 hC.1.5 hD.2 hCDCa,C3(已知、、三点在地面同一直线上,,从、两点测得的点DBDA仰角分别为、,则A点离地面的高AB等于 ,,,,(),( ),,,,,,,,acoscosacoscosasinsinasinsinA( B( C( D( sin(,,,)cos(,,,)sin( ,,,)cos(,,,)4.有一长为1公里的斜坡,它的倾斜角为20?,现要将倾斜角改为10?,则坡底要伸长( )A(1公里 B(sin10?公里 C(cos10?公里 D(cos20?公里,BAEABE5. 如右图,在某点处测得建筑物的顶端的仰角为,沿方向前进30 CAD米至处测得顶端的仰角为2θ,再继续前进103米至处,测得顶端A的仰角为4θ,则θ的值为 ( )A(15? B(10?C(5? D(20?6(一船向正北航行,看见正西方向有相距10海里的两个灯塔恰好与它在一条直线上,继续航行半小时后,看见一灯塔在船的南偏西60?,另一灯塔在船的南偏西75?西,则这只船的速度是每小时( )33A.5海里 B.5海里 C.10海里 D.10海里? 二、填空题,,12nmile AB5010(我舰在敌岛7南偏西相距的处,发现敌舰正由岛沿北偏西的10nmile h2方向以/的速度航行,我舰要用小时追上敌舰,则需要速度的大小为 .北 20m8(在一座高的观测台顶测得地面一水塔塔顶仰角为,,6045,塔底俯角为,那么这座塔的高为___ ____. A45? 三、解答题B15?C,9nmile 9(如图,甲船在处,乙船在处的南偏东方向,距A有并以AA45,20nmile h28nmile h/的速度沿南偏西方向航行,若甲船以/的速度航行用多15少小时能尽快追上乙船,10.在海岸AA处发现北偏东45?方向,距处(3,BA1)海里的处有一艘走私船,在处北偏西75?方向,CA距处2海里的处的我方缉私船,奉命以103海里/小时的速度追截走私船,此时走私船正以10海B里/小时的速度,从处向北偏东30?方向逃窜(问:缉私船应沿什么方向行驶才能最快截获走私船,并求出所需时间(1.2应用举例(二) 一、选择题1.A2.B3.A4.A5.A6.C二、填空题7(14nmile/h8. 20(1+3)m三、解答题9. 解:设用t h,甲船能追上乙船,且在C处相遇。

高中数学必修5第2章2.2.2同步训练及解析

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人教A 高中数学必修5同步训练1.已知{a n }为等差数列,a 2+a 8=12,则a 5等于( )A .4B .5C .6D .7 解析:选C.由等差数列性质得a 2+a 8=2a 5=12,所以a 5=6.2.等差数列{a n }的公差为d ,则数列{ca n }(c 为常数且c ≠0)( )A .是公差为d 的等差数列B .是公差为cd 的等差数列C .不是等差数列D .以上都不对答案:B3.在等差数列{a n }中,a 10=10,a 20=20,则a 30=________.解析:法一:d =a 20-a 1020-10=20-1020-10=1,a 30=a 20+10d =20+10=30. 法二:由题意可知,a 10、a 20、a 30成等差数列,所以a 30=2a 20-a 10=2×20-10=30. 答案:304.已知三个数成等差数列,其和为15,首、末两项的积为9,求这三个数. 解:由题意,可设这三个数分别为a -d ,a ,a +d ,则⎩⎪⎨⎪⎧ (a -d )+a +(a +d )=15,(a -d )(a +d )=9, 解得⎩⎪⎨⎪⎧ a =5d =4或⎩⎪⎨⎪⎧ a =5,d =-4.所以,当d =4时,这三个数为1,5,9;当d =-4时,这三个数为9,5,1.一、选择题1.下列命题中,为真命题的是( )A .若{a n }是等差数列,则{|a n |}也是等差数列B .若{|a n |}是等差数列,则{a n }也是等差数列C .若存在自然数n 使2a n +1=a n +a n +2,则{a n }是等差数列D .若{a n }是等差数列,则对任意n ∈N *都有2a n +1=a n +a n +2答案:D2.等差数列{a n }中,前三项依次为1x +1,56x ,1x,则a 101=( ) A .5013 B .1323C .24D .823解析:选D.∵53x =1x +1x +1,∴x =2. ∴首项a 1=1x +1=13,d =12(12-13)=112. ∴a 101=823,故选D.3.若数列{a n }是等差数列,且a 1+a 4=45,a 2+a 5=39,则a 3+a 6=( )A .24B .27C .30D .33解析:选D.经观察发现(a 2+a 5)-(a 1+a 4)=(a 3+a 6)-(a 2+a 5)=2d =39-45=-6,所以a 3+a 6=a 2+a 5-6=39-6=33.4.在等差数列{a n }中,若a 4+a 6+a 8+a 10+a 12=120,则a 9-13a 11的值为( ) A .14 B .15C .16D .17解析:选C.设等差数列{a n }的公差为d ,则由等差数列的性质得5a 8=120,∴a 8=24,a 9-13a 11=3a 9-a 113=2a 9+(a 9-a 11)3=2(a 9-d )3=2a 83=2×243=16. 5.设{a n },{b n }都是等差数列,且a 1=25,b 1=75,a 2+b 2=100,则a 37+b 37等于( )A .0B .37C .100D .-37解析:选C.设{a n },{b n }的公差分别是d 1,d 2,∴(a n +1+b n +1)-(a n +b n )=(a n +1-a n )+(b n +1-b n )=d 1+d 2.∴{a n +b n }为等差数列.又∵a 1+b 1=a 2+b 2=100,∴a 37+b 37=100.6.首项为-24的等差数列从第10项起开始为正数,则公差d 的取值范围是( )A .d >83B .d <3 C.83≤d <3 D.83<d ≤3 解析:选D.设等差数列为{a n },首项a 1=-24,则a 9≤0⇒a 1+8d ≤0⇒-24+8d ≤0⇒d ≤3,a 10>0⇒a 1+9d >0⇒-24+9d >0⇒d >83. ∴83<d ≤3. 二、填空题7.已知{a n }为等差数列,a 3+a 8=22,a 6=7,则a 5=________.解析:由于{a n }为等差数列,故a 3+a 8=a 5+a 6,故a 5=a 3+a 8-a 6=22-7=15.答案:158.在等差数列{a n }中,若a 7=m ,a 14=n ,则a 21=________.解析:∵a 7、a 14、a 21成等差数列,∴a 7+a 21=2a 14,a 21=2a 14-a 7=2n -m .答案:2n -m9.已知{a n }为等差数列,a 15=8,a 60=20,则a 75=________.解析:法一:因为{a n }为等差数列,所以a 15,a 30,a 45,a 60,a 75也成等差数列,设其公差为d ,a 15为首项,则a 60为其第四项,所以a 60=a 15+3d ,得d =4.所以a 75=a 60+d ⇒a 75=24.法二:因为a 15=a 1+14d ,a 60=a 1+59d ,所以⎩⎪⎨⎪⎧ a 1+14d =8a 1+59d =20,解得⎩⎨⎧ a 1=6415d =415.故a 75=a 1+74d =6415+74×415=24. 答案:24三、解答题10.已知正数a ,b ,c 组成等差数列,且公差不为零,那么由它们的倒数所组成的数列1a ,1b ,1c能否成为等差数列? 解:由已知,得a ≠b 且b ≠c 且c ≠a ,且2b =a +c ,a >0,b >0,c >0.因为2b -(1a +1c )=2b-a +c ac =2ac -2b 2abc =2ac -(a +c )22abc =-(a -c )22abc <0,所以2b ≠1a +1c. 所以1a ,1b ,1c不能成为等差数列. 11.已知{a n }是等差数列,且a 1+a 2+a 3=12,a 8=16.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)若从数列{a n }中,依次取出第2项,第4项,第6项,…,第2n 项,按原来顺序组成一个新数列{b n },试求出{b n }的通项公式.解:(1)∵a 1+a 2+a 3=12,∴a 2=4,∵a 8=a 2+(8-2)d ,∴16=4+6d ,∴d =2,∴a n =a 2+(n -2)d =4+(n -2)×2=2n .(2)a 2=4,a 4=8,a 8=16,…,a 2n =2×2n =4n .当n >1时,a 2n -a 2(n -1)=4n -4(n -1)=4.∴{b n }是以4为首项,4为公差的等差数列.∴b n =b 1+(n -1)d =4+4(n -1)=4n .12.某单位用分期付款方式为职工购买40套住房,共需1150万元,购买当天先付150万元,以后每月这一天都交付50万元,并加付欠款利息,月利率为1%.若交付150万元后的第一个月算分期付款的第一个月,求分期付款的第10个月应付多少钱?最后一次应付多少钱?解:购买时先付150万元,还欠款1000万元.依题意知20次可付清.设每次交付的欠款依次为a 1,a 2,a 3,…,a 20,构成数列{a n },则a 1=50+1000×0.01=60;a 2=50+(1000-50)×0.01=59.5;a 3=50+(1000-50×2)×0.01=59;…a n =50+[1000-50(n -1)]×0.01=60-12(n -1)(1≤n ≤20).所以{a n }是以60为首项,-12为公差的等差数列. 则a 10=60-9×12=55.5, a 20=60-19×12=50.5, 故第10个月应付55.5万元,最后一次应付50.5万元.关于数学名言警句大全1、数学家本质上是个着迷者,不迷就没有数学。

最新高中数学:必修5人教A第2章2.5.1同步训练及解析

最新高中数学:必修5人教A第2章2.5.1同步训练及解析

人教A 高中数学必修5同步训练1.在等比数列{a n }中a 1=8,q =12,a n =12,则S n 等于( )A .31 B.312C .8D .15答案:B2.数列12,14,18,…的前10项和等于( )A.11024B.511512C.10231024 D.1512答案:C3.在等比数列{a n }中,q =12,S 5=2,则a 1等于________.答案:32314.等比数列{a n }中,a 2=9,a 5=243,求数列{a n }的前4项之和.解:⎩⎪⎨⎪⎧ a 2=9a 5=243,即⎩⎪⎨⎪⎧ a 1q =9a 1q 4=243,解得⎩⎪⎨⎪⎧ a 1=3q =3.所以S 4=a 1(1-q 4)1-q =3(1-34)1-3=120.一、选择题 1.已知S n 是等比数列{a n }的前n 项和,a 5=-2,a 8=16,则S 6等于() A.218 B .-218C.178 D .-178解析:选A.设公比为q ,由题意,得⎩⎪⎨⎪⎧ a 1q 4=-2,a 1q 7=16,解得q =-2,a 1=-18.所以S 6=a 1(1-q 6)1-q =218.2.在等比数列{a n }中,公比q =-2,S 5=44,则a 1的值为( )A .4B .-4C .2D .-2解析:选A.S 5=a 1(1-q 5)1-q ,∴44=a 1[1-(-2)5]1-(-2),∴a 1=4,故选A.3.设S n 为等比数列{a n }的前n 项和,8a 2+a 5=0,则S 5S 2=( ) A .11 B .5C .-8D .-11解析:选D.由8a 2+a 5=0,得8a 1q +a 1q 4=0,所以q =-2,则S 5S 2=a 1(1+25)a 1(1-22)=-11. 4.1+2+2+22+…+128的值是( )A .128+64 2B .128-64 2C .255+127 2D .255-127 2答案:C5.若等比数列{a n }的前n 项和为S n =32n +m (n ∈N *),则实数m 的取值为( ) A .-32B .-1C .-3D .一切实数解析:选C.a 1=S 1=32+m ,又a 1+a 2=34+m , 所以a 2=-34. 又a 1+a 2+a 3=38+m , 所以a 3=-38.所以a 22=a 1a 3, 即916=(32+m )(-38),解得m =-3. 6.已知{a n }是首项为1的等比数列,S n 是{a n }的前n 项和,且9S 3=S 6,则数列{1a n}的前5项和为( )A.158或5B.3116或5 C.3116 D.158解析:选C.若q =1,则由9S 3=S 6得9×3a 1=6a 1,则a 1=0,不满足题意,故q ≠1.由9S 3=S 6得9×a 1(1-q 3)1-q =a 1(1-q 6)1-q,解得q =2. 故a n =a 1q n -1=2n -1,1a n =(12)n -1. 所以数列{1a n }是以1为首项,12为公比的等比数列,其前5项和为S 5=1×[1-(12)5]1-12=3116. 二、填空题7.设等比数列{a n }的前n 项和为S n .若a 1=1,S 6=4S 3,则a 4=__________. 解析:设等比数列的公比为q ,则由S 6=4S 3知q ≠1.∴S 6=1-q 61-q =4(1-q 3)1-q.∴q 3=3.∴a 1q 3=3. 答案:38.等比数列的公比为2,前4项之和等于10,则前8项之和等于________.解析:S 8-S 4=q 4·S 4=24·10=160,S 8=170.答案:1709.等比数列{a n }的公比q >0.已知a 2=1,a n +2+a n +1=6a n ,则{a n }的前4项和S 4=__________.解析:∵{a n }是等比数列,∴a n +2+a n +1=6a n 可化为a 1q n +1+a 1q n =6a 1q n -1,∴q 2+q -6=0.又∵q >0,∴q =2.∴S 4=a 1(1-q 4)1-q =12(1-24)1-2=152. 答案:152三、解答题10.在等比数列{a n }中,a 3=-12,前3项和S 3=-9,求公比q .解:法一:由已知可得方程组⎩⎪⎨⎪⎧a 3=a 1·q 2=-12, ①S 3=a 1(1+q +q 2)=-9. ② ②÷①得1+q +q 2q 2=34,即q 2+4q +4=0. 所以q =-2.法二:a 3,a 2,a 1成等比数列且公比为1q. 所以S 3=a 3+a 2+a 1=a 3[1-(1q )3]1-1q=-12(q 3-1)q 2(q -1)=-9. 所以q 2+4q +4=0,即(q +2)2=0.所以q =-2.11.等比数列{a n }的前n 项和为S n ,已知S 1,S 3,S 2成等差数列.(1)求{a n }的公比q ;(2)若a 1-a 3=3,求S n .解:(1)依题意有a 1+(a 1+a 1q )=2(a 1+a 1q +a 1q 2).由于a 1≠0,故2q 2+q =0.又q ≠0,从而q =-12. (2)由已知可得a 1-a 1(-12)2=3,故a 1=4. 从而S n =4[1-(-12)n ]1-(-12)=83[1-(-12)n ]. 12.一个等比数列的首项为1,项数是偶数,其奇数项的和为85,偶数项的和为170,求此数列的公比和项数.解:设该等比数列有2n 项,则奇数项有n 项,偶数项有n 项,设公比为q ,由等比数列性质可得S 偶S 奇=17085=2=q . 又∵S 奇+S 偶=a 1(1-q 2n )1-q=255,a 1=1, ∴2n =8.∴此数列的公比为2,项数为8.。

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人教A高中数学必修5同步训练
1.在等比数列{a n}中a1=8,q=1
2
,a n=
1
2
,则
S n等于( )
A.31 B.31 2
C.8 D.15 答案:B
2.数列1
2,
1
4

1
8
,…地前10项和等于( )
A.
1
1024
B.
511
512
C.1023
1024
D.
1
512
答案:C
3.在等比数列{a n }中,q =1
2,S 5=2,则a 1等于
________.
答案:32
31
4.等比数列{a n }中,a 2=9,a 5=243,求数列{a n }地前4项之和.
解:⎩⎪⎨
⎪⎧
a 2=9a 5=243,即⎩⎪⎨⎪⎧
a 1q =9
a 1q 4
=243
,解得
⎩⎪⎨⎪⎧
a 1=3
q =3
.
所以S 4=a 1(1-q 4
)1-q =3(1-34
)
1-3
=120.
一、选择题
1.已知S n 是等比数列{a n }地前n 项和,a 5=-2,
a 8=16,则S 6等于( )
A.218 B .-218
C.178
D .-178
解析:选 A.设公比为q ,由题意,得
⎩⎪⎨⎪⎧
a 1q 4
=-2,a 1q 7=16,
解得q =-2,a 1=-1
8
.
所以S 6=a 1(1-q 6
)1-q =21
8
.
2.在等比数列{a n }中,公比q =-2,S 5=44,
则a1地值为( )
A.4 B.-4
C.2 D.-2
解析:选A.S5=a1(1-q5) 1-q

∴44=a1[1-(-2)5]
1-(-2)

∴a1=4,故选A.
3.设S n为等比数列{a n}地前n项和,8a2+a5=
0,则S5
S2
=( )
A.11 B.5
C.-8 D.-11
解析:选D.由8a2+a5=0,得8a1q+a1q4=0,
所以q=-2,则S5
S2=
a1(1+25)
a1(1-22)=-11.
4.1+2+2+22+…+128地值是( ) A.128+64 2 B.128-64 2
C.255+127 2 D.255-127 2
答案:C
5.若等比数列{a n}地前n项和为S n=3
2n
+m(n∈
N*),则实数m地取值为( )
A.-3
2
B.-1
C.-3 D.一切实数
解析:选C.a1=S1=3
2
+m,又a1+a2=
3
4
+m,
所以a2=-3
4 .
又a1+a2+a3=3
8
+m,
所以a3=-3
8
.所以a22=a1a3,

9
16
=(
3
2
+m)(-
3
8
),解得m=-3.
6.已知{a n}是首项为1地等比数列,S n是{a n}
地前n项和,且9S3=S6,则数列{1
a n
}地前5项和为( )
A.15
8
或5 B.
31
16
或5
C.31
16
D.
15
8
解析:选C.若q =1,则由9S 3=S 6得9×3a 1=6a 1,则a 1=0,不满足题意,故q ≠1.
由9S 3=S 6得9×a 1(1-q 3)1-q =a 1(1-q 6
)
1-q
,解得q =
2.
故a n =a 1q
n -1
=2
n -1
,1
a n =(12
)n -1. 所以数列{1
a n }是以1为首项,1
2为公比地等比数
列,其前5项和为S 5=1×[1-(12)5
]
1-
12
=31
16.
二、填空题
7.设等比数列{a n }地前n 项和为S n .若a 1=1,
S 6=4S 3,则a 4=__________.
解析:设等比数列地公比为q,则由S6=4S3知q≠1.
∴S6=1-q6
1-q

4(1-q3)
1-q
.∴q3=3.∴a1q3=3.
答案:3
8.等比数列地公比为2,前4项之和等于10,则前8项之和等于________.
解析:S8-S4=q4·S4=24·10=160,S8=170.
答案:170
9.等比数列{a n}地公比q>0.已知a2=1,a n+2+a n+1=6a n,则{a n}地前4项和S4=__________.
解析:∵{a n}是等比数列,
∴a n+2+a n+1=6a n可化为a1q n+1+a1q n=6a1q n-1,
∴q 2
+q -6=0.又∵q >0,∴q =2. ∴S 4=a 1(1-q 4
)1-q =12(1-24)1-2=152.
答案:15
2
三、解答题
10.在等比数列{a n }中,a 3=-12,前3项和S 3
=-9,求公比q .
解:法一:由已知可得方程组
⎩⎪⎨⎪⎧
a 3=a 1·q 2
=-12, ①S 3=a 1(1+q +q 2)=-9. ②
②÷①得
1+q +q
2
q
2
=34
,即q 2
+4q +4=0. 所以q =-2.
法二:a3,a2,a1成等比数列且公比为1
q .
所以S3=a3+a2+a1=a3[1-(
1
q
)3]
1-
1
q
=-12(q3-1)
q2(q-1)=-9.
所以q2+4q+4=0,即(q+2)2=0.
所以q=-2.
11.等比数列{a n}地前n项和为S n,已知S1,S3,S2成等差数列.
(1)求{a n}地公比q;
(2)若a1-a3=3,求S n.
解:(1)依题意有a1+(a1+a1q)=2(a1+a1q+
a1q2).
由于a1≠0,故2q2+q=0.又q≠0,从而q=-
1
2
.
(2)由已知可得a1-a1(-1
2
)2=3,故a1=4.
从而S n=4[1-(-
1
2
)n]
1-(-
1
2
)

8
3
[1-(-
1
2
)n].
12.一个等比数列地首项为1,项数是偶数,其奇数项地和为85,偶数项地和为170,求此数列地公比和项数.
解:设该等比数列有2n项,则奇数项有n项,
偶数项有n项,设公比为q,由等比数列性质可得S偶S奇
=170
85
=2=q.
又∵S奇+S偶=
a1(1-q2n)
1-q
=255,a1=1,∴2n=8.
∴此数列地公比为2,项数为8.。

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