人教版高中数学必修2第三章单元测试(一)- Word版含答案
最新人教版高中数学必修第二册第三单元《立体几何初步》测试(包含答案解析)(1)
一、选择题1．平面α⊥平面 β，A ∈α，B ∈β，AB 与两平面α，β所成的角分别为4π和6π，过 A 、B 分别作两平面交线的垂线，垂足为 ,A B ''，则:AB A B ''等于( )．A ．3∶2B ．3∶1C ．2∶1D ．4∶3 2．球面上有,,,A B C D 四个点，若,,AB AC AD 两两垂直，且4AB AC AD ===，则该球的表面积为（ ）A ．803πB ．32πC ．42πD ．48π 3．点A ，B ，C 在球O 表面上，2AB =，4BC =，60ABC ∠=︒，若球心O 到截面ABC 的距离为22，则该球的体积为（ ）A ．323π B ．86π C ．36π D ．323π 4．已知四棱锥S ABCD -的底面为矩形，SA ⊥底面ABCD ，点E 在线段BC 上，以AD 为直径的圆过点E .若33SA AB ==，则SED ∆的面积的最小值为（ ）A ．9B ．7C ．92D ．725．如图，在长方体1111ABCD A B C D -中，13,2,4AA AB AD ===，点M 是棱AD 的中点，点N 在棱1AA 上，且满足12AN NA =，P 是侧面四边形11ADD A 内的一动点（含边界），若1//C P 平面CMN ，则线段1C P 长度的取值范围是（ ）A ．17]B ．[2,3]C ．6,22]D ．[17,5] 6．如图，在四棱锥P ABCD -中，底面ABCD 为菱形，60DAB ∠=︒，侧面PAD 为正三角形，且平面PAD ⊥平面ABCD ，则下列说法正确的是（ ）A ．平面PAB ⊥平面PBCB ．异面直线AD 与PB 所成的角为60︒C ．二面角P BC A --的大小为60︒D ．在棱AD 上存在点M 使得AD ⊥平面PMB7．在棱长为a 的正方体1111ABCD A B C D －中，M 为AB 的中点， 则点C 到平面1A DM 的距离为（ ）A ．63aB ．66aC ．22aD ．12a 8．已知平面α，β，γ和直线l ，下列命题中错误的是（ ）A ．若αβ⊥，//βγ，则αγ⊥B ．若αβ⊥，则存在l α⊂，使得//l βC ．若a γ⊥，βγ⊥，l αβ=，则l γ⊥D ．若αβ⊥，//l α，则l β⊥9．在长方体1111ABCD A B C D -中，P 为BD 上任意一点，则一定有（ ）A ．1PC 与1AA 异面B ．1PC 与1A C 垂直 C ．1PC 与平面11ABD 相交 D ．1PC 与平面11AB D 平行10．棱长为2的正方体1111ABCD A B C D -中，,E F 分别是棱11C D 和11C B 的中点，则经过点,,B E F 的平面截正方体所得的封闭图形的面积为（ ）A ．92B ．310C ．32D 10 11．如图，在长方体ABCD ﹣A 1B 1C 1D 1中，AA 1＝8，AB ＝3，AD ＝8，点M 是棱AD 的中点，点N 是棱AA 1的中点，P 是侧面四边形ADD 1A 1内一动点（含边界），若C 1P ∥平面CM N ，则线段C 1P 长度的取值范围是（ ）A ．17,5⎡⎤⎣⎦B ．[4，5]C ．[3，5]D ．3,17⎡⎤⎣⎦12．一个几何体的三视图如图所示，则该几何体的表面积为（ ）A ．186+B ．206+C ．2010+D ．1810+ 13．已知三棱锥S ABC -的体积为4，且4AC =，2224SA BC +=，30ACB ∠=︒，则三棱锥S ABC -的表面积为（ ）A ．103B ．123C ．76或123D ．96或103 14．用一个平行于圆锥底面的平面截这个圆锥,截得的圆台上、下底面的面积之比为1:16，截去的圆锥的母线长是3cm ，则圆台的母线长是（ ）A ．9cmB ．10cmC ．12cmD ．15cm二、解答题15．如图，三棱柱111ABC A B C -的棱长均相等，113CC B π∠=，平面ABC ⊥平面11BCC B ，,E F 分别为棱11A B 、BC 的中点.（1）求证：//BE 平面11A FC ；（2）求二面角111F AC B --的大小.16．在四棱锥P ABCD -中，//AD BC ，BC CD ⊥，120ABC ∠=︒，4=AD ，3BC =，=2AB ，3=CD CE ，⊥AP ED ．（1）求证：DE ⊥面PEA ；（2）已知点F 为AB 中点，点P 在底面ABCD 上的射影为点Q ，直线AP 与平面ABCD 所成角的余弦值为3，当三棱锥-P QDE 的体积最大时，求异面直线PB 与QF 所成角的余弦值．17．如图，在长方形ABCD 中，4AB =，2AD =，点E 是DC 的中点.将ADE 沿AE 折起，使平面ADE ⊥平面ABCE ，连结DB 、DC 、EB .（1）求证：AD ⊥平面BDE ；（2）点M 是线段DA 的中点，求三棱锥D MEC -的体积.18．如图，在四面体ABCD 中，E ，F 分别是线段AD ，BD 的中点，∠ABD =∠BCD =90°，EC =2，AB =BD =2，直线EC 与平面ABC 所成的角等于30°.（1）证明：平面EFC ⊥平面BCD ；（2）求点F 到平面CDE 的距离.19．如图，在正三棱柱111ABC A B C -（侧棱垂直于底面，且底面是正三角形）中，16AC CC ==，M 是棱1CC 的中点.（1）求证：平面1AB M ⊥平面11ABB A ；（2）求1A M 与平面1AB M 所成角的正弦值.20．ABC 是正三角形，线段EA 和DC 都垂直于平面ABC .设2,EA AB a DC a ===，且F 为BE 的中点，如图.（1）求证：//DF 平面ABC ；（2）求证：AF BD ⊥；（3）求平面BDF 与平面ABC 所成锐二面角的大小.21．如图所示，正方形ABCD 与直角梯形ADEF 所在平面互相垂直，90//22ADE AF DE DE DA AF ∠====，，.（1）求证：AC ⊥平面BDE ；（2）求证：//AC 平面BEF ；（3）若AC 与BD 相交于点O ，求四面体BOEF 的体积.22．如图，在梯形ABCD 中，//BC AD ，E 在AD 上，且2BC BE ED ===．沿BE 将ABE △折起，使得AB CE ．（1）证明：AD CE ⊥；（2）若在梯形ABCD 中，π3ADC ∠=，折起后π3ABD ∠=，点A 在平面BCDE 内的射影H 为线段BD 的一个四等分点（靠近点B ），求三棱锥D ABC -的体积． 23．如图，在直三棱柱111ABC A B C －中，E ，F 分别为11A C 和BC 的中点．（1）求证：//EF 平面11AA B B ；（2）若13AA ＝，23AB =，求EF 与平面ABC 所成的角．24．如图四棱锥P ABCD -，底面ABCD 是等腰梯形，//CD AB ，AC 平分BAD ∠且AC BC ⊥，PC ⊥平面ABCD ，平面PAB 与平面ABCD 所成角为60°．（1）求证：PA BC ⊥．（2）求二面角D PA C --的余弦值．25．如图，已知三棱柱111ABC A B C -中，AB AC =，D 为BC 上一点，1A B 平面1AC D ．（1）求证：D 为BC 的中点;（2）若平面ABC ⊥平面11BCC B ，求证：1AC D ∆为直角三角形.26．如图，三棱柱111ABC A B C -中，侧面11BB C C 为菱形，1B C 的中点为O ，且AO ⊥平面11BB C C ．（1）证明：1B C AB ⊥；（2）若1AC AB ⊥，160CBB ∠=︒，1BC =，求三棱柱111ABC A B C -的高．【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除一、选择题1．C解析：C【分析】结合题意分别在直角三角形中求出各边之间的数量关系，从而计算出结果【详解】在Rt ABB '∆中，cos42AB AB AB π'=⋅= 在Rt ABA '∆中，1sin62AA AB AB π'=⋅=,在Rt AA B ''∆中，12A B AB ''==, 所以:2:1AB A B ''=故选C【点睛】本题运用线面角来解三角形的边长关系，较为基础 2．D解析：D【分析】分析：首先求得外接球半径，然后求解其表面积即可.详解：由题意可知，该球是一个棱长为4的正方体的外接球，设球的半径为R ，由题意可得：()22222444R =++,据此可得：212R =，外接球的表面积为：2441248S R πππ==⨯=.本题选择D 选项.点睛：与球有关的组合体问题，一种是内切，一种是外接．解题时要认真分析图形，明确切点和接点的位置，确定有关元素间的数量关系，并作出合适的截面图，如球内切于正方体，切点为正方体各个面的中心，正方体的棱长等于球的直径；球外接于正方体，正方体的顶点均在球面上，正方体的体对角线长等于球的直径. 3．D解析：D【分析】先判断出底面三角形的形状，然后从球心作截面的垂足，确定垂足的位置后，再利用勾股定理得到半径，再求体积即可.【详解】由2AB =，4BC =，60ABC ∠=︒及余弦定理得，2222cos 416224cos6012AC AB BC AB BC ABC =+-⋅∠=+-⨯⨯︒=，所以222BC AB AC =+，即A 是直角，BC 是底面圆的直径，过球心O 作OD ⊥平面ABC ，D 即为BC 的中点，所以22OD =，122BD BC == 连接OB ，OB 即为半径，由勾股定理得2223OB OD BD =+=，所以球的体积为34(23)3233V ππ==， 故选：D.【点睛】本题考查了球的外接问题，确定球心在截面上的射影的位置是关键，属于基础题. 4．C解析：C【分析】根据线面垂直的性质以及线面垂直的判定，根据勾股定理，得到,BE EC 之间的等量关系，再用,BE EC 表示出SED 的面积，利用均值不等式即可容易求得.【详解】设BE x =，EC y =，则BC AD x y ==+.因为SA ⊥平面ABCD ，ED ⊂平面ABCD ，所以SA ED ⊥.又AE ED ⊥，SA AE A ⋂=，所以ED ⊥平面SAE ，则ED SE ⊥. 易知23AE x =+23ED y =+ 在Rt AED ∆中，222AE ED AD +=，即22233()x y x y +++=+，化简得3xy =. 在Rt SED ∆中，212SE x =+22933ED y x =+=+. 所以221110834522SED S SE ED x x ∆=⋅=++. 因为22221081083336x x x x+≥⋅=， 当且仅当6x =6y =19364522SED S ∆≥+=. 故选：C.【点睛】本题考查空间几何体的线面位置关系及基本不等式的应用，考查空间想象能力以及数形结合思想，涉及线面垂直的判定和性质，属中档题.5．C解析：C【分析】首先找出过点1C 且与平面CMN 平行的平面，然后可知点P 的轨迹即为该平面与侧面四边形11ADD A 的交线段，进而可以利用解三角形的知识求出线段1C P 长度的取值范围．【详解】 如图所示：，取11A D 的中点G ，取MD 的中点E ，1A G 的中点F ，1D D 的三等分点H 靠近D ，并连接起来．由题意可知1//C G CM ，//GH MN ，所以平面1//C GH 平面CMN ．即当点P 在线段GH 上时，1//C P 平面CMN ．在1H C G 中，2212222C G =+=2212222C H =+=22GH =， 所以1H C G 为等边三角形，取GH 的中点O ，1226C O ==故线段1C P 长度的取值范围是6,22]．故选：C ．【点睛】本题主要考查线面平行，面面平行的判定定理和性质定理的应用，以及解三角形，意在考查学生的逻辑推理能力和数学运算能力，属于中档题．6．D解析：D【分析】根据线面垂直，异面直线所成角的大小以及二面角的求解方法分别进行判断即可．【详解】解：对于D ，取AD 的中点M ，连PM ，BM ，侧面PAD 为正三角形，PM AD ∴⊥，又底面ABCD 是60DAB ∠=︒的菱形，∴三角形ABD 是等边三角形，AD BM ∴⊥，PM BM M =，PM ⊂平面PBM ，BM ⊂平面PBMAD ∴⊥平面PBM ，故D 正确，对于B ，AD ⊥平面PBM ，AD PB ∴⊥，即异面直线AD 与PB 所成的角为90︒，故B 错误，对于C ，底面ABCD 为菱形，60DAB ∠=︒，平面PAD ⊥平面ABCD ，AD ⊥平面PBM ，//AD BC ，BC PB ∴⊥，BC BM ⊥，”则PBM ∠是二面角P BC A --的平面角，设1AB =，则3BM =，3PM =， 在直角三角形PBM 中，tan 1PM PBM BM∠==， 即45PBM ∠=︒，故二面角P BC A --的大小为45︒，故C 错误，对于A ，AD ⊥平面PBM ，//AD BC ，所以BC ⊥平面PBM ，BC ⊂平面PBC ，所以面PBC ⊥平面PBM ，显然平面PAB 与平面PBC 不垂直，故A 错误； 故选：D ． 【点睛】本题主要考查空间直线和平面位置关系以及二面角的求解，根据相应的判断和证明方法是解决本题的关键．综合性较强，属于中档题．7．A解析：A【分析】根据等体积法有11A CDM C A DM V V --=得解.【详解】画出图形如下图所示，设C 到平面1A DM 的距离为h ，在△1A DM 中115,2,2A M DM a A D a === 1A ∴到DM 的距离为32a则根据等体积法有11A CDM C A DM V V --=，即11113232322a a a a a h ⋅⋅⋅⋅=⋅⋅⋅⋅，解得6h a =， 故选:A.【点睛】本题考查利用等体积法求距离，属于基础题.8．D解析：D【分析】根据面面垂直的判定定理即可判断A 正确；根据线面平行的判定定理可知B 正确； 根据面面垂直的性质定理可知C 正确；根据线面垂直的判定定理可知D 错误．【详解】对于A ，因为αβ⊥，所以存在直线a ⊂α，使a ⊥β，又β∥γ，所以a ⊥γ，有α⊥γ，正确；对于B ，α⊥β，设α∩β＝m ，则在平面α内存在不同于直线m 的直线l ，满足l ∥m ， 根据线面平行的判定定理可知，l ∥β，正确；对于C ，过直线l 上任意一点作直线m ⊥γ，根据面面垂直的性质定理可知，m 既在平面α又在平面β内，所以直线l 与直线m 重合，即有l ⊥γ，正确；对于D ，若α⊥β，l ∥α，则l ⊥β不一定成立，D 错误．故选：D ．【点睛】本题主要考查线面位置关系的判断，考查学生的逻辑推理能力，属于中档题． 9．D解析：D【分析】取P 为BD 的中点可判断A 、B 、C 选项的正误；证明平面1//BC D 平面11AB D ，可判断D 选项的正误.【详解】如下图所示：对于A 选项，当点P 为BD 的中点时，1PC ⊂平面11AAC C ，则直线1PC 与1AA 相交，A 选项错误；对于B 选项，当点P 为BD 的中点时，1AC P ∠为锐角，1PC 与1A C 不垂直，B 选项错误；对于C 选项，当点P 为BD 的中点时，连接11A C 、11B D 交于点O ，则O 为11A C 的中点， 在长方体1111ABCD A B C D -中，11//AA CC 且11AA CC =，则四边形11AAC C 为平行四边形，11//AC AC ∴且11AC A C =， O 、P 分别为11A C 、AC 的中点，则1//AP OC 且1AP OC =，∴四边形1OAPC 为平行四边形，1//PC AO ∴，AO ⊂平面11AB D ，1PC ⊄平面11AB D ，1//PC ∴平面11AB D ，C 选项错误； 对于D 选项，在长方体1111ABCD A B C D -中，11//BB DD 且11BB DD =，则四边形11BB D D 为平行四边形，11//BD B D ∴，BD ∴⊄平面11AB D ，11B D ⊂平面11AB D ，//BD ∴平面11AB D ，同理可证1//BC 平面11AB D ，1BD BC B ⋂=，∴平面1//BC D 平面11AB D ，1PC ⊂平面1BC D ，1//PC ∴平面11AB D .D 选项正确.故选：D.【点睛】本题考查空间中直线与直线、直线与平面位置关系的判断，考查推理能力，属于中等题. 10．A解析：A【分析】画出所截得的封闭图形，根据正方体的性质可求.【详解】如图所示，经过点,,B E F 的平面截正方体所得的封闭图形为四边形BDEF .,E F 分别是棱11C D 和11C B 的中点，//EF BD ∴，且12EF BD =. 正方体棱长为2，22,2BD EF ∴==∴四边形BDEF 是一个等腰梯形.在1Rt BB F 中，22215BF =+= 223252⎛⎫-= ⎪ ⎪⎝⎭. 所以梯形BDEF 的面积为322+229222=. 故选：A .【点睛】本题考查正方体的性质，属于基础题. 11．A解析：A【分析】取A 1D 1中点E ，取DD 1中点F ，连接EF 、C 1E 、C 1F ，则平面CM N ∥平面C 1EF ，推导出P ∈线段EF ，当P 与EF 的中点O 重合时，线段C 1P 长度取最小值PO ，当P 与点E 或点F 重合时，线段C 1P 长度取最大值PE 或PF ，由此能求出线段C 1P 长度的取值范围．【详解】解：取A 1D 1中点E ，取DD 1中点F ，连接EF 、C 1E 、C 1F ，则//,EF MN EF ⊄面MNC ，MN ⊂面MNC ，所以//EF 面MNC ，同理1//EC 面MNC ，又1EFEC E =，则平面MNC ∥平面C 1EF ，∵P 是侧面四边形内一动点（含边界），C 1P ∥平面MNC ，∴P ∈线段EF ，∵在长方体ABCD ﹣A 1B 1C 1D 1中，AA 1＝8，AB ＝3，AD ＝8， 则2211345C E C F ==+=，所以1EC F ∆为等腰三角形，∴当P 与EF 的中点O 重合时，线段C 1P 长度取最小值PO ，当P 与点E 或点F 重合时，线段C 1P 长度取最大值PE 或PF ，∴1max 115C P C E C F ===，224442EF =+=， ()222min 111252217C P C O C E EO ==-=-=．∴线段C 1P 长度的取值范围是17,5⎡⎤⎣⎦．故选：A ．【点睛】本题考查线段的取值范围的求法，考查空间中线线、线面、面面间的位置关系等基础知识，考查推理论证能力与运算求解能力，属于中档题．12．B解析：B【分析】根据所给三视图，还原出空间几何体，即可求得几何体的表面积.【详解】根据三视图，还原空间几何体如下图所示：在正方体中，去掉三棱锥111B A C M -，正方体的棱长为2，M 为1BB 的中点，则111111111B MC A B C A B M A C M S S S S S S =---+正方体()()22211116212221222522222⎛⎫=⨯-⨯⨯-⨯⨯-⨯⨯+⨯⨯- ⎪ ⎪⎝⎭206=+，故选：B.【点睛】 本题考查了空间几何体三视图的简单应用，关键是能够正确还原出空间几何体，属于中档题.13．B解析：B【分析】设h 为底面ABC 上的高，,SA m BC n ==，根据体积可得12nh =，结合222m n mn +≥及基本不等式等号成立条件，可得12m n h ===，进而可得SA ⊥面ABC ，再通过计算求出每个面的面积即可.【详解】解：如图：h 为底面ABC 上的高，设,SA m BC n ==，则1114sin 304332S ABC ABC V S h n h -==⨯⨯⨯⨯︒⨯=， 得12nh =， ,12m h mn ≥∴≥，又22242m n mn =+≥，得12mn ≤，所以12mn =，故12m n h ===，SA ∴⊥面ABC ，在ABC 中22341224124AB =+-⨯=，则2AB =， 在Rt ABS 中22124SB =+=，在Rt ACS 中121628SC =+=所以在SBC 中，222SC SB BC =+，则SBC 为直角三角形，三棱锥S ABC -的表面积11111=223+423+423+423=12322222S ⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯. 故选：B.【点睛】本题考查棱锥表面积的计算，关键是通过基本不等式的等号成立条件得到SA ⊥面ABC ，是中档题.14．A解析：A【分析】计算得到12:1:4r r =，根据相似得到3134l =+，计算得到答案. 【详解】圆台上、下底面的面积之比为1:16，则12:1:4r r =.设圆台母线长为l ，根据相似得到：3134l =+，故9l =. 故选：A .【点睛】本题考查了圆台的母线长，意在考查学生的计算能力和空间想象能力. 二、解答题15．（1）证明见解析；（2）4π. 【分析】（1）要证明线面平行，根据判断定理，需证明线线平行，取11A C 的中点G ，连接,EG FG ，通过构造平行四边形，证明//BE FG ；（2）根据二面角的定义，可证明1FGB ∠就是二面角11F A C B --的平面角，1FGB 中，根据边长求角.【详解】证明：（1）取11A C 的中点G ，连接,EG FG ，于是111//2EG B C ，又111//2BF B C ， 所以//BF EG ，所以四边形BFGE 是平行四边形，所以//BE FG ，而BE ⊄面11A FC ，FG ⊆面11A FC ，所以直线//BE 平面11A FC ；（2）连接11,FB B G ，∵ 四边形11BCC B 为菱形，01160CC B ∠=，F 为BC 的中点，∴111FB B C ⊥，∵平面ABC ⊥平面11BCC B ，且平面//ABC 平面111A B C ，∴平面111A B C ⊥平面11BCC B ，且平面111A B C 平面1111BCC B B C =，∴1FB ⊥平面111A B C ，又111B G AC ⊥，∴11FG AC⊥， ∴1FGB ∠就是二面角11F A C B --的平面角，设棱长为2，则11FB BG ==∴14FGB π∠=， ∴二面角11F A C B --的大小为4π. 【点睛】方法点睛：本题考查了线面平行的判断定理，以及二面角的求法，意在考查转化与化归和计算求解能力，不管是证明面面平行，还是证明线面平行，都需要证明线线平行，证明线线平行的几种常见形式，1.利用三角形中位线得到线线平行；2.构造平行四边形；3.构造面面平行.16．（1）证明见解析；（2）14． 【分析】（1）在直角梯形ABCD 中先求出,,CD CE BE ，然后可求得,DE AE ，从而可证明DE AE ⊥，由线面垂直判定定理证明线面垂直；（2）由（1）得面面垂直，知Q 在AE 上，PAQ ∠为直线AP 与平面ABCD 所成的角，cos 3AQ PAQ AP ∠==，设AQ x =（0x <≤-P QDE 的体积，由二次函数知识求得最大值，及此时x 的值，得Q 为AE 中点，从而有//FQ BE ，PBE ∠为异面直线PB 与QF 所成角（或补角），由余弦定理可得．【详解】（1）证明：//AD BC ，BC CD ⊥，120ABC ∠=︒，4=AD ，3BC =，=2AB ，∴CD ===CD ，∴1CE =，CD =2BE =， 由余弦定理得222cos120AE BE AB BE B =+-⋅︒22122222232⎛⎫=+-⨯⨯⨯-= ⎪⎝⎭， 又2222(3)12DE CD CE =+=+=，∴222DE AE AD ，∴AD DE ⊥，∵AP DE ⊥，又AP AE A =，AP AE ⊂、平面APE ，∴DE ⊥平面APE ．（2）由（1）DE ⊥平面APE ．DE ⊂平面ABCD ，∴平面ABCD ⊥平面PAE ，∴Q 点在AE 上，PAQ ∠为直线AP 与平面ABCD 所成的角， 3cos AQ PAQ AP ∠==， 设AQ x =（023x <≤），则2PQ x =，23QE x =-， 12(23)232QDE S x x =⨯⨯-=-△， 212(23)33P QDE QDE V PQ S x x -=⋅=--△22(3)223x =--+≤，当且仅当3x =时等号成立，则当P QDE V -最大时，3AQ =，∴Q 为AE 中点，∵F 为AB 中点，∴//FQ BC ，∴PBE ∠为异面直线PB 与QF 所成角（或补角），1,3QB QE ==，则由PQ ⊥平面ABCD 得3,7PE PB ==，又2BE =，则2227cos 214PB BE PE PBE PB BE +-∠==⋅， ∴异面直线PB 与QF 所成角的余弦值为714．【点睛】本题考查线面垂直的判定定理，考查直线与平面所成的角，异面直线所成的角，三棱锥的体积等，旨在考查学生的空间想象能力，运算求解能力，逻辑推理能力．属于中档题．17．（1）证明见解析；（2）23. 【分析】 （1）先利用勾股定理得出AE BE ⊥，再利用面面垂直的性质定理得到BE ⊥平面ADE ，进而得到AD BE ⊥，利用线面垂直的判定定理即可得证；（2）利用1122D MEC M DEC A DEC D AEC V V V V ----===，取AE 的中点O ，连接DO ，用面面垂直的性质定理得到DO ⊥平面ABCE ，利用体积公式求解即可.【详解】（1）证明：∵2AD DE ==，90ADE ∠=︒，∴22AE BE ==，4AB =，∴222AE BE AB +=，∴AE BE ⊥，又平面ADE ⊥平面ABCE ， 平面ADE平面ABCE AE =， ∴BE ⊥平面ADE ，又AD ⊂平面ADE ，所以AD BE ⊥，又AD DE ⊥，DE BE E ⋂=，所以AD ⊥平面BDE.（2）∵M 是线段DA 的中点，∴1122D MEC M DEC A DEC D AEC V V V V ----===， 取AE 的中点O ，连接DO ，∵DA DE =∴DO AE ⊥，又平面DAE ⊥平面ABCE ，∴DO ⊥平面ABCE ，又2DO =，1sin13522AEC S AE EC =⨯⨯⨯︒=，∴123D AEC V -=⨯=∴3D MEC V -=. 【点睛】方法点睛：证明线面垂直的常用方法：利用线面垂直的判定定理；利用面面垂直的性质定理；利用面面平行的性质；利用垂直于平面的传递性.18．（1）证明见解析；（2 【分析】（1）要证明面面垂直，需证明线面垂直，根据垂直关系证明EF ⊥平面BCD ；（2）首先作辅助线，取AC 的中点M ，连结EM ，首先证明ECM ∠是直线EC 与平面ABC 所成的角，再利用等体积转化求点到平面的距离.【详解】（1）F 是斜边BD 的中点，∴FC=12BD=1 ∵E ，F 是AD 、BD 的中点，∴EF=12AB=1，又∵ ∵EF 2+FC 2=EC 2 ∴EF ⊥FC又∵AB ⊥BD ，EF ∥AB∵EF ⊥BD ，又BD∩FC=F∴EF ⊥平面BCD∴平面EFC ⊥平面BCD(2）取AC 的中点M ，连结EM∵AB=BD=2且∠ABD=90°，∴AD=22∵2=12AD ， ∴ΔACD 为直角三角形且∠ACD=90°， ∴DC ⊥AC ，又DC ⊥BC ，∴AC∩BC=C ，又∵AC ，BC ⊂面ABC ，∴DC ⊥面ABC ，又E ，M 分别为AC ，AD 中点，∴EM ∥CD∴EM ⊥平面ABC ，∴∠ECM 为EC 与平面ABC 所成的夹角，∠ECM=30°，∴ME=12CE=22∴2S ΔFCD =11122222⨯= ∵V E-FCD =13EF×S ΔFCD =1111236⨯⨯=，在RtΔECD 中，2， ∴S ΔECD =133222=，设点F 到平面CDE 的距离为h ， ∵V E-FCD =V F-ECD ，11363=，解得3即点F 到平面CDE 3. 【点睛】 方法点睛：本题考查面面垂直和点到平面的距离，意在考查空间想象能力和计算能力，属于基础题型，不管证明面面垂直还是证明线面垂直，关键都需转化为证明线线垂直，一般证明线线垂直的方法包含1.矩形，直角三角形等，2.等腰三角形，底边中线，高重合，3.菱形对角线互相垂直，4.线面垂直，线线垂直.19．（1）证明见解析；（2）105. 【分析】 （1）连接1A B 交1AB 于O ，连接MO ，证明1MO AB ⊥，1MO A B ⊥，然后得到MO ⊥平面11ABB A 即可；（2）首先证明1A O ⊥平面1AB M ，然后可得1A MO ∠即为1A M 与平面1AB M 所成的角，然后利用111sin A O MO MA A ∠=算出答案即可. 【详解】（1）证明：连接1A B 交1AB 于O ，连接MO ，易得O 为1A B ，1AB 的中点∵1CC ⊥平面ABC ，AC ⊂平面ABC∴1CC AC ⊥又M 为1CC 中点，16AC CC ==∴223635AM =+=同理可得135B M =∴1MO AB ⊥连接MB ，同理可得135A M BM ==1MO A B ∴⊥又11AB A B O ⋂=，1AB ，1A B ⊂平面11ABB A∴MO ⊥平面11ABB A又MO ⊂平面1AB M∴平面1AB M ⊥平面11ABB A（2）解：易得11A O AB ⊥又由（1）平面1AB M ⊥平面1ABB A平面1AB M 平面111ABB A AB =，1AO ⊂平面11ABB A ∴1A O ⊥平面1AB M∴1A MO ∠即为1A M 与平面1AB M 所成的角在11Rt AA B △中，22111663222AB AO ==+= 在1Rt AOM 中，1113210sin 535AO MO A A M ∠=== 故1A M 与平面1AB M 所成角的正弦值为10 【点睛】方法点睛：几何法求线面角的步骤：（1）作：作出辅助线，构成三角形；（2）证：利用线面角的定义证明作出的角即为所求角；（3）求：在直角三角形中求解即可.20．（1）证明见解析；（2）证明见解析；（3）45︒.【分析】（1）利用三角形的中位线定理、平行四边形的判定和性质定理、线面平行的判定定理即可证明；（2）利用线面、面面垂直的判定和性质定理即可证明；（3）延长ED 交AC 延长线于G ′，连BG ′，只要证明BG ′⊥平面ABE 即可得到∠ABE 为所求的平面BDE 与平面ABC 所成二面角，在等腰直角三角形ABE 中即可得到．【详解】（1）证明：如图所示，取AB 的中点G ，连接,CG FG .∵,EF FB AG GB ==，//FG EA ∴，1=2FG EA 又//DC EA ，1=2DC EA ，//FG DC ∴，=FG DC ， ∴四边形CDFG 为平行四边形，故//DF CG .∵DF ⊄平面,ABC CG ⊂平面ABC ，∴//DF 平面ABC .（2）证明：∵EA ⊥平面ABC ，∴EA CG ⊥.又ABC 是正三角形，∴CG AB ⊥.∴CG ⊥平面AEB .∴CG AF ⊥.又∵//DF CG ，∴DF AF ⊥.又AE AB =，F 为BE 中点，∴AF BE ⊥.又BE DF F ⋂=，∴AF ⊥平面BDE .∴AF BD ⊥.（3）延长ED 交AC 延长线于G '，连接BG '. 由12CD AE =，//CD AE 知D 为EG '中点， ∴//FD BG '.由CG ⊥平面,//ABE FD CG ，∴BG '⊥平面ABE .∴EBA ∠为所求二面角的平面角.在等腰直角三角形AEB 中，易求45ABE ∠=︒.【点睛】熟练掌握三角形的中位线定理、平行四边形的判定和性质定理、线面平行的判定定理与线面、面面垂直的判定和性质定理及二面角的求法是解题的关键．21．（1）证明见解析；（2）证明见解析；（3）23. 【分析】（1）证明DE AC ⊥，AC BD ⊥，AC ⊥平面BDE 即得证；（2）设AC BD O =，取BE 中点G ，连接FG ，OG ，证明//AO 平面BEF ，即证//AC 平面BEF ；（3）先求出四面体BDEF 的体积43V =，再根据12BOEF BDEF V V =求解. 【详解】（1）证明：平面ABCD ⊥平面ADEF ，90ADE ∠=︒， DE ∴⊥平面ABCD ，DE AC ∴⊥． ABCD 是正方形，AC BD ∴⊥，因为,BD DE ⊂平面BDE ,BD DE D ⋂=,AC ∴⊥平面BDE .（2）证明：设AC BD O =，取BE 中点G ，连接FG ，OG ， OG 为BDE 的中位线1//2OG DE ∴ //AF DE ，2DE AF =，//AF OG ∴，∴四边形AFGO 是平行四边形，//FG AO ∴．FG ⊂平面BEF ，AO ⊂/平面BEF ，//AO ∴平面BEF ，即//AC 平面BEF ． 3（）平面ABCD ⊥平面ADEF ，AB AD ⊥，AB ∴⊥平面.ADEF 因为//9022AF DE ADE DE DA AF ∠=︒===，，， DEF ∴的面积为122DEF S ED AD =⨯⨯=， ∴四面体BDEF 的体积1433DEF V S AB =⋅⨯= 又因为O 是BD 中点，所以1223BOEF BDEF V V == 2.3BOEF V ∴= 【点睛】方法点睛：求几何体的体积的方法：方法一：对于规则的几何体一般用公式法.方法二：对于非规则的几何体一般用割补法.方法三：对于某些三棱锥有时可以利用转换的方法. 22．（1）证明见解析；（2）3V =. 【分析】（1）设BD 与EC 交于点O ，连接AO ，由四边形BCDE 为菱形，可得BD EC ⊥，再利用线面垂直的判定定理即可证明.（2）求出四棱锥A BCDE -的高为32，即三棱锥A BCD -的高，再利用等体积法即可求解.【详解】（1）设BD 与EC 交于点O ，连接AO ．因为BC BE ED ==，//BC DE ，所以四边形BCDE 为菱形，所以BD EC ⊥，又AB EC ⊥，AB BD B =，所以EC ⊥平面ABD ，因为AD ⊂平面ABD ，所以EC AD ⊥． （2）因为在菱形BCDE 中，π3EDC ∠=，2BC BE ==， 所以2CE =，23BD =因为H 为线段BD 的一个四等分点（靠近点B ），所以134BH BD ==． 因为AH ⊥平面BCDE ，所以AH ⊥ BD ， 又π3ABD ∠=，所以3tan 2AH BH ABD =∠=，所以四棱锥A BCDE -的高为32． 即三棱锥D ABC -的高为32. 易得BCD 的面积11231322BCD S BD OC =⋅=⨯=， 所以三棱锥D ABC -的体积133332A BCD D ABC V V --=== 【点睛】方法点睛：本题考查了证明异面直线垂直以及求三棱锥的体积，常用方法如下：（1）证明线线垂直的常法：①利用特殊图形中的垂直关系；②利用等腰三角形底边中线的性质；③利用勾股定理的逆应用；④利用直线与平面垂直的性质.（2）求体积的常用方法：①直接法；②割补法；③等体积法.23．（1）证明见解析；（2）60°．【分析】（1）取AB 中点D ，连结1A D 、DF ，推导出四边形1DFEA 是平行四边形，从而1//A D EF ，由此能证明//EF 平面AA 11B B ．（2）取AC 中点H ，连结HF ，则EFH ∠为EF 与面ABC 所成角，由此能求出EF 与平面ABC 所成的角．【详解】（1）取AB 中点D ，连结1A D 、DF ，在ABC ∆中，D 、F 为中点，1//2DF AC =∴， 又11//A C AC ，且11112A E AC =，1//DF A E =∴， ∴四边形1DFEA 是平行四边形，1//A D EF ∴，1A D ∴⊂平面11AA B B ，EF ⊂/平面11AA B B ，//EF ∴平面AA 11B B ．（2）取AC 中点H ，连结HF ，1//EH AA ，1AA ⊥面ABC ，EH ∴⊥面ABC ，EFH ∴∠为EF 与面ABC 所成角，在Rt EHF ∆中，3FH =，13EH AA ==，tan 3tan 603HFE ∴∠===︒，60HFE ∴∠=︒，EF ∴与平面ABC 所成的角为60︒．【点睛】本题考查线面平行的证明，考查线面角的求法，考查空间中线线、线面、面面间的位置关系等基础知识，考查运算求解能力、空间想象能力、数形结合思想，是中档题． 24．（1）证明见解析；（2）34. 【分析】（1）根据PC ⊥平面ABCD ，得PC BC ⊥,又BC AC ⊥，得BC ⊥平面PCA ，得证. （2）以C 为原点建立空间直角坐标系,求平面ABCD 法向量，设()0,0,P a ，设平面PAB 法向量,根据平面PAB 与平面ABCD 所成角为60°得到a ,可得平面PAC 和平面PAD 的法向量，利用向量公式可得结果.【详解】（1）证明：因为PC ⊥平面ABCD ，所以PC BC ⊥．又因为BC AC ⊥，PC AC C ⋂=，所以BC ⊥平面PCA ， PA ⊂平面PCA ，所以BC PA ⊥．（2）证明：等腰梯形ABCD 中，设1BC =．因为BC AC ⊥且AC 平分BAD ∠，12BAC DAC CBA ∠=∠=∠， 13+=+==9022CBA BAC CBA CBA CBA ∠∠∠∠∠︒，则=60CBA∠︒，30CAB ∠=︒， 所以2AB =，3AC =．30BAC DCA CAD ∠=∠=∠=︒，则DCA △中1CD AD ==．以C 为原点，以CB ，CA ，CP 所在直线分别为x 轴，y 轴，z 轴建立空间直角坐标系．()0,0,0C ，()1,0,0B ，()0,3,0A ，13,,022D ⎛⎫- ⎪ ⎪⎝⎭，()0,0,P a ，平面ABCD 法向量()00,0,1n =，设平面PAB 法向量为()1,,n x y z =,()1,0,PB a =-，()1,3,0AB =-有1100n PB n AB ⎧⋅=⎪⎨⋅=⎪⎩，即030x az x y -=⎧⎪⎨-=⎪⎩，令3z =， 所以()1=33n a a ,,，12231cos60cos ,243n n a ︒===+，所以32a =， 平面PAC 法向量()21,0,0n =，133,,222PD ⎛⎫=-- ⎪ ⎪⎝⎭,30,3,2PA ⎛⎫=- ⎪⎝⎭,平面PAD 法向量()3111,,n x y z =， 3300n PD n PA ⎧⋅=⎪⎨⋅=⎪⎩，即1111113302223302x y z y z ⎧-+-=⎪⎪⎪-=⎪⎩，令12z =，所以()3-3,3,2n =． 233cos ,4934n n ==++， 所以二面角D PA C --的余弦值为34．【点睛】本题考查利用线面垂直证明线线垂直,考查利用空间向量求二面角的夹角的余弦值,考查空间思维能力和转化能力,属于中档题.25．(1)见解析(2)见解析【分析】（1）连接A 1C 交AC 1于O ，连接OD ，利用线面平行的性质定理和中位线的定义，即可证明D 为BC 的中点；（2）由等腰三角形的性质和面面垂直的性质定理，证明AD ⊥C 1D 即可．【详解】证明:(1) 联结1A C 交1AC 于O ，联结OD .∵四边形11ACC A 是棱柱的侧面， ∴四边形11ACC A 是平行四边形.∵O 为平行四边形11ACC A 对角线的交点， ∴O 为1A C 的中点.∵1A B 平面1AC D ，平面1A BC ⋂平面1AC D OD =，1A B ⊂平面1A BC ，∴1A B OD∴OD 为1A BC ∆的中位线， ∴D 为BC 的中点.（2）∵AB AC =，D 为BC 的中点，∴AD BC ⊥.∵平面ABC ⊥平面11BCC B ,AD ⊂平面ABC ，平面ABC平面11BCC B BC =， ∴AD ⊥平面11BCC B .∵1C D ⊂平面11BCC B ，∴AD ⊥ 1C D ，∴1AC D ∆为直角三角形.【点睛】本题考查线面平行的性质定理和面面垂直的性质定理的应用.26．（1）证明见解析；（2）217． 【分析】（1）连接1BC ，则O 为1B C 与1BC 的交点，证明1B C ⊥平面ABO ，可得1B C AB ⊥； （2）作OD BC ，垂足为D ，连接AD ，作OH AD ⊥，垂足为H ，证明1CBB 为等边三角形，求出1B 到平面ABC 的距离，即可求三棱柱111ABC A B C -的高．【详解】（1）证明：连接1BC ，则O 为1B C 与1BC 的交点，侧面11BB C C 为菱形，11BC B C ∴⊥，AO ⊥平面11BB C C ，1AO B C ∴⊥，1AO BC O =，AO ⊂平面ABO ，1BC ⊂平面ABO1B C ∴⊥平面ABO ，AB ⊂平面ABO ，1B C AB ⊥∴；（2）解：作OD BC ，垂足为D ，连接AD ，作OH AD ⊥，垂足为H ， BC AO ⊥，BC OD ⊥，AO OD O ⋂=，AO ⊂平面AOD ，OD ⊂平面AOD BC ∴⊥平面AOD ，OH BC ∴⊥，OH AD ⊥，BC AD D ⋂=，BC ⊂平面ABC ，AD ⊂平面ABC OH ∴⊥平面ABC ，160CBB ∠=︒，1CBB ∴△为等边三角形，1BC =，3OD ∴=， 1AC AB ⊥，11122OA B C ∴==，由OH AD OD OA =，可得227AD OD OA =+=，21OH ∴=， O 为1B C 的中点，1B ∴到平面ABC 的距离为217， ∴三棱柱111ABC A B C -的高21．【点睛】本题考查线面垂直的判定与性质，考查点到平面距离的计算，考查学生分析解决问题的能力，属于中档题．。
(2021年整理)高一数学必修2第三章测试题及答案解析
高一数学必修2第三章测试题及答案解析编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（高一数学必修2第三章测试题及答案解析）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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数学必修二第三章综合检测题一、选择题1．若直线过点（1,2)，（4，2＋错误!）则此直线的倾斜角是（) A．30°B．45° C．60° D．90°2．若三点A(3，1)，B（－2，b），C(8,11）在同一直线上，则实数b等于( )A．2 B．3 C．9 D．－93．过点（1，2)，且倾斜角为30°的直线方程是（）A．y＋2＝错误!（x＋1) B．y－2＝错误!(x－1）C。
错误!x－3y＋6－错误!＝0 D.错误!x－y＋2－错误!＝04．直线3x－2y＋5＝0与直线x＋3y＋10＝0的位置关系是( ）A．相交 B．平行 C．重合 D．异面5．直线mx－y＋2m＋1＝0经过一定点，则该定点的坐标为（) A．(－2，1) B．（2,1) C．（1，－2) D．(1，2）6．已知ab＜0，bc＜0，则直线ax＋by＋c＝0通过( )A．第一、二、三象限B．第一、二、四象限C．第一、三、四象限D．第二、三、四象限7．点P(2,5)到直线y＝－错误!x的距离d等于（)A．0 B.错误!C。
错误! D.错误!8．与直线y＝－2x＋3平行，且与直线y＝3x＋4交于x轴上的同一点的直线方程是( ）A．y＝－2x＋4 B．y＝12x＋4C．y＝－2x－错误!D．y＝错误!x－错误!9．两条直线y＝ax－2与y＝（a＋2)x＋1互相垂直，则a等于( ）A．2 B．1 C．0 D．－110．已知等腰直角三角形ABC的斜边所在的直线是3x－y＋2＝0，直角顶点是C(3，－2)，则两条直角边AC，BC的方程是( )A．3x－y＋5＝0，x＋2y－7＝0B．2x＋y－4＝0，x－2y－7＝0C．2x－y＋4＝0,2x＋y－7＝0D．3x－2y－2＝0，2x－y＋2＝011．设点A（2，－3），B（－3，－2），直线l过点P(1，1）且与线段AB相交,则l的斜率k的取值范围是( )A．k≥错误!或k≤－4 B．－4≤k≤错误!C．－错误!≤k≤4 D．以上都不对12．在坐标平面内,与点A（1，2）距离为1，且与点B(3,1）距离为2的直线共有( )A．1条 B．2条 C．3条 D．4条二、填空题13．已知点A（－1，2），B（－4，6）,则|AB|等于________．14．平行直线l1:x－y＋1＝0与l2：3x－3y＋1＝0的距离等于________．15．若直线l经过点P(2,3)且与两坐标轴围成一个等腰直角三角形，则直线l的方程为________或________．16．若直线m被两平行线l1：x－y＋1＝0与l2:x－y＋3＝0所截得的线段的长为2错误!，则m的倾斜角可以是①15°②30°③45°④60°⑤75°,其中正确答案的序号是________．（写出所有正确答案的序号)三、解答题（解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤）17．求经过点A(－2，3)，B(4，－1）的直线的两点式方程，并把它化成点斜式，斜截式和截距式．18．（1）当a为何值时，直线l1：y＝－x＋2a与直线l2：y＝（a2－2）x＋2平行？(2）当a为何值时，直线l1：y＝(2a－1)x＋3与直线l2：y＝4x－3垂直？19．在△ABC中，已知点A（5，－2）,B(7，3），且边AC的中点M在y轴上,边BC的中点N在x轴上，求:(1)顶点C的坐标；(2）直线MN的方程．20．过点P(3，0)作一直线，使它夹在两直线l1：2x－y－2＝0和l2：x＋y＋3＝0之间的线段AB恰被P点平分，求此直线方程．21．已知△ABC的三个顶点A（4,－6），B(－4，0)，C（－1,4），求(1）AC边上的高BD所在直线方程;(2）BC边的垂直平分线EF所在直线方程；（3）AB边的中线的方程．22．当m为何值时,直线(2m2＋m－3)x＋（m2－m)y＝4m－1。
人教版高中数学必修第二册第三单元《立体几何初步》测试卷(包含答案解析)
一、选择题1．已知空间中不同直线m 、n 和不同平面α、β，下面四个结论：①若m 、n 互为异面直线，//m α，//n α，//m β，βn//，则//αβ；②若m n ⊥，m α⊥，βn//，则αβ⊥；③若n α⊥，//m α，则n m ⊥；④若αβ⊥，m α⊥，//n m ，则βn//.其中正确的是（ ）A ．①②B ．②③C ．③④D ．①③ 2．古代数学名著《数学九章》中有云：“有木长三丈，围之八尺，葛生其下，缠木两周，上与木齐，问葛长几何？”意思为：圆木长3丈，圆周为8尺，葛藤从圆木的底部开始向上生长，绕圆木两周，刚好顶部与圆木平齐，问葛藤最少长多少尺(注：1丈即10尺)（ ） A ．30尺 B ．32尺 C ．34尺 D ．36尺 3．如图，在长方体1111ABCD A B C D -中，13,2,4AA AB AD ===，点M 是棱AD 的中点，点N 在棱1AA 上，且满足12AN NA =，P 是侧面四边形11ADD A 内的一动点（含边界），若1//C P 平面CMN ，则线段1C P 长度的取值范围是（ ）A ．[3,17]B ．[2,3]C ．[6,22]D ．[17,5] 4．某几何体的三视图如图所示（单位：cm ），则该几何体的侧面积（单位：2cm ）是（ ）A ．10B ．105+C ．1625+D ．135+5．设l 是直线，α，β是两个不同的平面，则正确的结论是（ ）A ．若l ∥α，l ∥β，则α∥βB ．若l ∥α，l ⊥β，则α⊥βC ．若α⊥β，l ⊥α，则l ⊥βD ．若α⊥β，l ∥α，则l ⊥β6．在棱长为a 的正方体1111ABCD A B C D －中，M 为AB 的中点， 则点C 到平面1A DM的距离为（ ）A ．6aB ．6aC ．2aD ．12a 7．如图所示，在棱长为a 的正方体1111ABCD A B C D -中，E 是棱1DD 的中点，F 是侧面11CDD C 上的动点，且1//B F 面1A BE ，则F 在侧面11CDD C 上的轨迹的长度是（ ）A ．aB ．2aC 2aD ．22a 8．3P －ABC 的顶点都在球O 的球面上，PA ⊥平面ABC ，PA ＝2，∠ABC ＝120°，则球O 的体积的最小值为（ ）A ．73 B 287 C 1919 D ．193π 9．已知三棱锥A BCD -的所有棱长都为2，且球O 为三棱锥A BCD -的外接球，点M 是线段BD 上靠近D 的四等分点，过点M 作平面α截球O 得到的截面面积为Ω，则Ω的取值范围为（ ）A ．π3π,42⎡⎤⎢⎥⎣⎦B ．3π3π,42⎡⎤⎢⎥⎣⎦C ．π3π,22⎡⎤⎢⎥⎣⎦D ．,42ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦ 10．设,m n 是两条不同的直线，,αβ是两个不同的平面，则下列命题正确的是（ ） A ．若m n ⊥，//n α，则m α⊥ B ．若//m β，βα⊥，则m α⊥ C ．若m β⊥，n β⊥，n α⊥，则m α⊥ D ．若m n ⊥，n β⊥，βα⊥，则m α⊥ 11．在三棱锥P ABC -中，AB BC ⊥，P 在底面ABC 上的投影为AC 的中点D ，1DP DC ==.有下列结论：①三棱锥P ABC -的三条侧棱长均相等；②PAB ∠的取值范围是,42ππ⎛⎫ ⎪⎝⎭； ③若三棱锥的四个顶点都在球O 的表面上，则球O 的体积为23π；④若AB BC =，E 是线段PC 上一动点，则DE BE +的最小值为622+. 其中正确结论的个数是（ ）A ．1B ．2C ．3D ．412．如图，正方体1111ABCD A B C D -的棱长为2，点O 为底面ABCD 的中心，点P 在侧面11BB C C 的边界及其内部运动．若1D O OP ⊥，则11D C P △面积的最大值为（ ）A 25B ．455C 5D ．2513．设α、β为两个不同的平面，l 、m 为两条不同的直线，且l α⊂，m β⊂，则下列命题中真命题是（ ）A ．若l β⊥，则αβ⊥B ．若l m ⊥，则αβ⊥C ．若αβ⊥，则l m ⊥D ．若//αβ，则//l m 14．αβ、是两个不同的平面，mn 、是平面α及β之外的两条不同直线，给出四个论断：①m n ⊥；②αβ⊥；③n β⊥；④.m α⊥以其中三个论断作为条件，余下一个作为结论，其中正确命题的个数是（ ）A ．1个B ．2个C ．3个D ．4个 二、解答题15．如图，在正四棱柱1111ABCD A B C D -中（底面是正方形的直四棱柱），底面正方形ABCD 的边长为1，侧棱1AA 的长为2，E 、M 、N 分别为11A B 、11B C 、1BB 的中点．AD平面EMN；（1）求证：1//AD与BE所成角的余弦值．（2）求异面直线116．如图所示的四棱锥E-ABCD中，底面ABCD为矩形，AE＝EB＝BC＝2，AD⊥平面ABE，且CE上的点F满足BF⊥平面ACE.（1）求证：AE∥平面BFD；（2）求三棱锥C-AEB的体积.17．如图甲，平面四边形ABCD中，已知45∠=，90︒A︒∠=∠=，ADC︒C，105 ==，现将四边形ABCD沿BD折起，使得平面ABD⊥平面BDC (如图乙)，设2AB BD点E，F分别是棱AC，AD的中点.（1）求证：DC⊥平面ABC；（2）求三棱锥A BEF -的体积.18．在四棱锥P ABCD -中，//AD BC ，BC CD ⊥，120ABC ∠=︒，4=AD ，3BC =，=2AB ，3=CD CE ，⊥AP ED ．（1）求证：DE ⊥面PEA ；（2）已知点F 为AB 中点，点P 在底面ABCD 上的射影为点Q ，直线AP 与平面ABCD 所成角的余弦值为3，当三棱锥-P QDE 的体积最大时，求异面直线PB 与QF 所成角的余弦值．19．如图，在长方体1111ABCD A B C D -中，1AB AD ==，12AA =，点P 为棱1DD 的中点.（1）证明：1//BD 平面PAC ；（2）求异面直线1BD 与AP 所成角的大小.20．如图，在四棱锥P ABCD -中，PA ⊥平面ABC ，//,90AD BC ABC ︒∠=，2AD =，23AB =6BC =．（1）求证：平面PBD ⊥平面PAC ；（2）PA 长为何值时，直线PC 与平面PBD 所成角最大？并求此时该角的正弦值． 21．已知三棱柱ABC -A 1B 1C 1中BC =1，CC 1=BB 1=2，AB =2，∠BCC 1=60°，AB ⊥侧面BB 1C 1C（1）求证：C 1B ⊥平面ABC ；（2）求三棱柱ABC -A 1B 1C 1的体积，（3）试在棱CC 1(不包含端点C ，C 1)上确定一点E ，使得EA ⊥EB 1；22．如图，在平行四边形ABCD 中，4AB =，60DAB ∠=︒．点G ，H 分别在边CD ，CB 上，点G 与点C ，D 不重合，GH AC ⊥，GH 与AC 相交于点O ，沿GH 将CGH 翻折到EGH 的位置，使二面角E GH B --为90°，F 是AE 的中点．（1）请在下面两个条件：①AB AD =，②AB BD ⊥中选择一个填在横线处，使命题P ：若________，则BD ⊥平面EOA 成立，并证明．（2）在（1）的前提下，当EB 取最小值时，求直线BF 与平面EBD 所成角的正弦值． 23．如图，已知PA ⊥平面ABCD ，ABCD 为矩形，M 、N 分别为AB 、PC 的中点，,2,2PA AD AB AD ===.（1）求证：平面MPC ⊥平面PCD ；（2）求三棱锥B MNC -的高.24．如图，在棱长为1的正方体1111ABCD A B C D -中，点O 是BD 中点．（1）求证:平面11BDD B ⊥平面1C OC ；（2）求二面角1C BD C --的正切值．25．如图，已知三棱柱111ABC A B C -中，AB AC =，D 为BC 上一点，1A B 平面1AC D ．（1）求证：D 为BC 的中点;（2）若平面ABC ⊥平面11BCC B ，求证：1AC D ∆为直角三角形.26．如图，在四棱锥P ABCD -中，//AB CD ，2CD AB =，CD ⊥AD ，平面PAD ⊥平面ABCD ，,E F 分别是CD 和PC 的中点．求证：（1）BF //平面PAD（2）平面BEF ⊥平面PCD参考答案【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除一、选择题1．D解析：D【分析】由线面和面面平行和垂直的判定定理和性质定理即可得解．【详解】解：对于①，由面面平行的判定定理可得，若m 、n 互为异面直线，//m α，//n β，则//αβ或相交，又因为//m β，//n α，则//αβ，故①正确；对于②，若m n ⊥，m α⊥，//n β，则//αβ或α，β相交，故②错误， 对于③，若n α⊥，//m α，则n m ⊥；故③正确，对于④，若αβ⊥，m α⊥，//n m ，则//n β或n β⊂，故④错误，综上可得：正确的是①③，故选：D ．【点睛】本题考查命题真假的判断，考查空间中线线、线面、面面间的位置关系等基础知识，考查运算求解能力，属于中档题．2．C解析：C【分析】由题意，圆柱的侧面展开图是矩形，葛藤长是两个矩形相连所成矩形的对角线的长，画出图形，即可求出葛藤长.【详解】由题意，圆柱的侧面展开图是矩形，葛藤长是两个矩形相连所成矩形的对角线的长. 如图所示矩形ABCD 中，30AD =尺，2816AB =⨯=尺， 所以葛藤长2222301634AC AD AB =+=+=尺.故选：C .【点睛】本题考查圆柱的侧面展开图，考查学生的空间想象能力，属于基础题. 3．C解析：C【分析】首先找出过点1C 且与平面CMN 平行的平面，然后可知点P 的轨迹即为该平面与侧面四边形11ADD A 的交线段，进而可以利用解三角形的知识求出线段1C P 长度的取值范围．【详解】如图所示：，取11A D 的中点G ，取MD 的中点E ，1A G 的中点F ，1D D 的三等分点H 靠近D ，并连接起来．由题意可知1//C G CM ，//GH MN ，所以平面1//C GH 平面CMN ．即当点P 在线段GH 上时，1//C P 平面CMN ． 在1H C G 中，2212222C G =+=2212222C H =+=22GH =，所以1H C G 为等边三角形，取GH 的中点O ，122sin606C O ==，故线段1C P 长度的取值范围是[6,22]．故选：C ．【点睛】 本题主要考查线面平行，面面平行的判定定理和性质定理的应用，以及解三角形，意在考查学生的逻辑推理能力和数学运算能力，属于中档题．4．B解析：B【分析】由三视图可知，该几何体的直观图为直四棱柱1111ABCD A B C D -，由矩形的面积公式得出该几何体的侧面积.【详解】由三视图可知，该几何体的直观图为直四棱柱1111ABCD A B C D -，如下图所示2211125AD A D ==+=∴该几何体的侧面积为122222521025⨯+⨯+⨯=+故选：B【点睛】本题主要考查了由三视图计算几何体的侧面积，属于中档题.5．B解析：B【分析】根据直线、平面间平行、垂直的位置关系判断．【详解】若l ∥α，l ∥β，则α∥β或,αβ相交，A 错；若l ∥α，由线面平行的性质得，知α内存在直线b 使得//l b （过l 作平面与α相交，交线即是平行线），又l ⊥β，∴b β⊥，∴α⊥β，B 正确；若α⊥β，l ⊥α，则不可能有l ⊥β，否则由l ⊥α，l ⊥β，得//αβ，矛盾，C 错； 若α⊥β，l ∥α，则l 与β可能平行，可能在平面内，可能相交也可能垂直，D 错． 故选：B ．【点睛】本题考查空间直线、平面间平行与垂直关系的判断，掌握直线、平面间位置关系是解题关键．6．A解析：A 【分析】根据等体积法有11A CDM C A DM V V --=得解. 【详解】画出图形如下图所示，设C 到平面1A DM 的距离为h ， 在△1A DM 中115,2,2A M DM a A D a === 1A ∴到DM 的距离为3a则根据等体积法有11A CDM C A DM V V --=，即11113232322a a a a a h ⋅⋅⋅⋅=⋅⋅⋅⋅，解得6h a =， 故选:A.【点睛】本题考查利用等体积法求距离，属于基础题.7．D解析：D 【分析】解：设G ，H ，I 分别为CD 、1CC 、11C D 边上的中点，证明平面1//A BGE 平面1B HI ，得到1//B F 面1A BE ，则F 落在线段HI 上，求出11222HI CD a == 【详解】解：设G ，H ，I 分别为CD 、1CC 、11C D 边上的中点，1//A B EG ,则1A BEG 四点共面，11//,//EG HI B H A E , 平面1//A BGE 平面1B HI ，又1//B F 面1A BE ，F ∴落在线段HI 上， 正方体1111ABCD A B C D -中的棱长为a ， 1122HI CD a ∴==，即F 在侧面11CDD C 上的轨迹的长度是2a ． 故选：D ．【点睛】本题考查利用线面平行求线段长度，找到动点的运动轨迹是解题的关键，属于基础题.8．B解析：B 【分析】根据三棱锥的体积求出S △ABC 33，在三角形ABC 中，根据余弦定理和正弦定理求出△ABC 外接圆的半径r 的最小值，从而可求出外接球半径的最小值和外接球体积的最小值. 【详解】设AB ＝c ，BC ＝a ，AC ＝b 313×S △ABC ×2，解得S △ABC 33. 因为∠ABC ＝120°，S △ABC 3312ac sin 120°，所以ac ＝6， 由余弦定理可得b 2＝a 2＋c 2－2ac cos 120°＝a 2＋c 2＋ac ≥2ac ＋ac ＝3ac ＝18，当且仅当a ＝c 时取等号，此时b min ＝2.设△ABC 外接圆的半径为r ，则sin120b＝2r (b 最小，则外接圆半径最小)，故3232＝2r min ，所以r min ＝6.如图，设O 1为△ABC 外接圆的圆心，D 为PA 的中点，R 为球的半径，连接O 1A ，O 1O ，OA ，OD ，PO ，易得OO 1＝1，R 2＝r 2＋OO ＝r 2＋1，当r min ＝6时，2min R ＝6＋1＝7，R min ＝7，故球O 体积的最小值为43π3min R ＝437)3287. 故选：B 【点睛】本题考查了三棱锥的体积公式，考查了球的体积公式，考查了正弦定理，考查了余弦定理，属于中档题.9．B解析：B 【分析】求出三棱锥A BCD -的外接球半径R ，可知截面面积的最大值为2πR ，当球心O 到截面的距离最大时，截面面积最小，此时球心O 到截面的距离为OM ，截面圆的半径的最小值22R OM -，进而可求出截面面积的最小值. 【详解】三棱锥A BCD -是正四面体，棱长为2，将三棱锥A BCD -放置于正方体中， 可得正方体的外接球就是三棱锥A BCD -的外接球. 因为三棱锥A BCD -的棱长为22， 可得外接球直径22226R =++=6R =， 故截面面积的最大值为2263πππ2R ==⎝⎭. 因为M 是BD 上的点，当球心O 到截面的距离最大时，截面面积最小， 此时球心O 到截面的距离为OM ，△OBD 为等腰三角形， 过点O 作BD 的垂线，垂足为H ，222662,122OD OH OD HD ⎛⎫==-=-= ⎪ ⎪⎝⎭， 得222113244OM OH HM =+=+=， 则所得截面半径的最小值为22633444R OM -=-=， 所以截面面积的最小值为233ππ()44=. 故Ω的取值范围为3π3π,42⎡⎤⎢⎥⎣⎦.故选：B. 【点睛】外接球问题与截面问题是近年来的热点问题，平常学习中要多积累，本题考查学生的空间想象能力、推理能力及计算求解能力，属于中档题.10．C解析：C 【分析】根据空间中直线与平面、平面与平面位置关系相关定理依次判断各个选项可得结果. 【详解】对于A ，当m 为α内与n 垂直的直线时，不满足m α⊥，A 错误； 对于B ，设l αβ=，则当m 为α内与l 平行的直线时，//m β，但m α⊂，B 错误； 对于C ，由m β⊥，n β⊥知：//m n ，又n α⊥，m α∴⊥，C 正确；对于D ，设l αβ=，则当m 为β内与l 平行的直线时，//m α，D 错误.故选：C . 【点睛】本题考查立体几何中线面关系、面面关系有关命题的辨析，考查学生对于平行与垂直相关定理的掌握情况，属于基础题.11．C解析：C 【分析】作出三棱锥P ABC -的图象，逐一判断各命题，即可求解． 【详解】作出三棱锥P ABC -的图象，如图所示：．对于①，根据题意可知，PD ⊥平面ABC ，且1DP DC ==，所以2PA PB PC ===①正确；对于②，在PAB △中，2PA PB ==02AB <<，所以2cos 222AB PAB PA ⎛∠== ⎝⎭， 即PAB ∠的取值范围是,42ππ⎛⎫⎪⎝⎭，②正确； 对于③，因为DP DA DB DC ===， 所以三棱锥P ABC -外接球的球心为D ， 半径为1，其体积为43π，③不正确； 对于④，当AB BC =时，BD AC ⊥，所以2BC =将平面PBC 沿翻折到平面PAC 上， 则DE BE +的最小值为线段BD 的长，在展开后的DCB 中，6045105DCB ∠=+=， 根据余弦定理可得6221221cos1052BD =+-⨯⨯⨯=， ④正确． 故选：C ． 【点睛】本题主要考查棱锥的结构特征，三棱锥外接球的体积求法，以及通过展开图求线段和的最小值，意在考查学生的直观想象能力和数学运算能力，属于中档题．12．C解析：C 【分析】取1BB 的中点F ，由题意结合正方体的几何特征及平面几何的知识可得1OD OC ⊥，1OD OF ⊥，由线面垂直的判定与性质可得1OD CF ⊥，进而可得点P 的轨迹为线段CF ，找到1C P 的最大值即可得解.取1BB 的中点F ，连接OF 、1D F 、CF 、1C F ，连接DO 、BO 、OC 、11D B 、1D C ，如图：因为正方体1111ABCD A B C D -的棱长为2， 所以11B F BF ==,2DO BO OC ===11122D B DC ==1BB ⊥平面ABCD ，1BB ⊥平面1111D C B A ，11C D ⊥平面11BB C C ，所以22116OD OD DD =+=223OF OB BF =+=2211113D F D B B F =+=，所以22211OD OF D F +=，22211OD OC D C +=，所以1OD OC ⊥，1OD OF ⊥， 由OCOF O =可得1OD ⊥平面OCF ，所以1OD CF ⊥，所以点P 的轨迹为线段CF ， 又221111152C F B C B F C C =+=>=,所以11D C P △面积的最大值1111125522S C F D C =⋅=⨯=. 故选：C. 【点睛】本题考查了正方体几何特征的应用，考查了线面垂直的判定与性质，关键是找到点P 的轨迹，属于中档题.13．A解析：A 【分析】利用平面与平面垂直的判定定理，平面与平面垂直、平行的性质定理判断选项的正误即可．由α，β为两个不同的平面，l 、m 为两条不同的直线，且l α⊂，m β⊂，知： 在A 中，l β⊥，则αβ⊥，满足平面与平面垂直的判定定理，所以A 正确； 在B 中，若l m ⊥，不能得到l β⊥，也不能得到m α⊥，所以得不到αβ⊥，故B 错误；在C 中，若αβ⊥，则l 与m 可能相交、平行或异面，故C 不正确；在D 中，若//αβ，则由面面平行的性质定理得l β//，不一定有//l m ，也可能异面，故D 错误．故选：A ． 【点睛】本题考查命题真假的判断，考查空间中线线、线面、面面间的位置关系等基础知识，考查运算求解能力，是中档题．14．B解析：B 【分析】分别以①②③④作为结论，另外三个作条件，根据线面垂直和面面垂直的判定定理依次判断真假. 【详解】若m n ⊥，αβ⊥，n β⊥，则m 与α可能平行可能相交，即①②③不能推出④； 同理①②④不能推出③；若m n ⊥，n β⊥，m α⊥，两个平面的垂线互相垂直则这两个平面垂直，则αβ⊥，即①③④能够推出②；若αβ⊥，n β⊥，m α⊥，两个平面互相垂直，则这两个平面的垂线互相垂直，即m n ⊥，所以②③④能够推出①. 所以一共两个命题正确. 故选：B 【点睛】此题考查空间直线与平面位置关系的辨析，根据选择的条件推出结论，关键在于熟练掌握空间垂直关系的判定和证明.二、解答题15．（1）证明见解析（2）85【分析】（1）通过证明1//AD MN 可证1//AD 平面EMN ；（2）由（1）知11//AD BC ,所以1EBC ∠（或其补角）为异面直线1AD 与BE 所成的角，根据余弦定理计算可得结果. 【详解】（1）连1BC ，1EC ，如图：因为//AB CD ，AB CD =，且11//CD C D ，11CD C D =， 所以11//AB C D ，11AB C D =，所以四边形11ABC D 为平行四边形，所以11//AD BC ，因为M 、N 分别为11B C 、1BB 的中点，所以1//MN BC ，所以1//AD MN ， 因为1AD ⊄平面EMN ，MN ⊄平面EMN ， 所以1//AD 平面EMN .（2）由（1）知11//AD BC ，所以1EBC ∠（或其补角）为异面直线1AD 与BE 所成的角，依题意知12BB =，112EB =，111B C =， 所以22211117444BE BB EB =+=+=，2221111415BC BB B C =+=+=，222111115144EC EB B C =+=+=， 所以2221111cos 2BE BC EC EBC BE BC +-∠==⋅17554417252+-⨯⨯88585=. 【点睛】思路点睛：平移线段法是求异面直线所成角的常用方法，其基本思路是通过平移直线，把异面直线的问题化归为共面直线问题来解决，具体步骤如下： （1）平移：平移异面直线中的一条或两条，作出异面直线所成的角； （2）认定：证明作出的角就是所求异面直线所成的角； （3）计算：求该角的值，常利用解三角形； （4）取舍：由异面直线所成的角的取值范围是0,2π⎛⎤⎥⎝⎦，当所作的角为钝角时，应取它的补角作为两条异面直线所成的角．16．（1）证明见解析；（2）43. 【分析】（1）由ABCD 为矩形，易得G 是AC 的中点，又BF ⊥平面ACE ，BC ＝BE ，则F 是EC 的中点，从而FG ∥AE ，再利用线面平行的判定定理证明.（2）根据AD ⊥平面ABE ，易得AE ⊥BC ，再由BF ⊥平面ACE ，得到AE ⊥BF ，进而得到AE ⊥平面BCE ，然后由C AEB A BCE V V --=求解. 【详解】 （1）如图所示：因为底面ABCD 为矩形，所以AC ，BD 的交点G 是AC 的中点，连接FG ， ∵BF ⊥平面ACE ，则CE ⊥BF ，而BC ＝BE ， ∴F 是EC 的中点， ∴FG ∥AE .又AE ⊄平面BFD ，FG ⊂平面BFD ， ∴AE ∥平面BFD .（2）∵AD ⊥平面ABE ，AD ∥BC ， ∴BC ⊥平面ABE ，则AE ⊥BC . 又BF ⊥平面ACE ，则AE ⊥BF ， ∴AE ⊥平面BCE .∴三棱锥C -AEB 的体积11142223323C AEB A BCE BCE V V S AE --⎛⎫==⋅=⨯⨯⨯⨯= ⎪⎝⎭△.【点睛】方法点睛：1、判断或证明线面平行的常用方法：（1）利用线面平行的定义，一般用反证法；（2）利用线面平行的判定定理(a ⊄α，b ⊂α，a ∥b ⇒a ∥α)，其关键是在平面内找(或作)一条直线与已知直线平行，证明时注意用符号语言的叙述；（3）利用面面平行的性质定理(α∥β，a ⊂α⇒a ∥β)；（4）利用面面平行的性质(α∥β，a ⊄β，a ∥α⇒a ∥β)． 17．（1）证明见解析；（2）312. 【分析】（1）在图甲中先证AB BD ⊥，在图乙中由面面垂直的性质定理先证AB CD ⊥，由条件可得DC BC ⊥，进而可判定DC ⊥平面AB C ； （2）利用等体积法进行转化计算即可. 【详解】（1）图甲中，∵AB BD =且45A ︒∠=，45ADB ︒∴∠=，()()180180454590ABD ADB A ︒︒︒︒︒∴∠=-∠+∠=-+=，即AB BD ⊥，图乙中，∵平面ABD ⊥平面BDC ，且平面ABD 平面BDC BD =， ∴AB ⊥平面BDC ，又CD ⊂平面BDC ，∴AB CD ⊥， 又90DCB ︒∠=，∴DC BC ⊥，且AB BC B ⋂=， 又AB ，BC ⊂平面AB C ，∴DC ⊥平面AB C ； （2）因为点E ，F 分别是棱AC ，AD 的中点， 所以//EF DC ，且12EF DC =，所以EF ⊥平面ABC ， 由（1）知，AB ⊥平面BDC ，又BC ⊂平面BDC ，所以AB BC ⊥，105ADC ︒∠=，45ADB ︒∠=，1054560CDB ADC ADB ︒︒︒∴∠=∠-∠=-=，90906030CBD CDB ︒︒︒︒∴∠=-∠=-=，cos3022BC BD ︒∴=⋅=⨯=1sin 30212DC BD ︒=⋅=⨯=，所以12ABC S AB BC =⨯⨯△12ABE ABC S S ==△△1122EF DC ==，所以111332A BEF F ABE ABE V V EF S --==⋅⋅=⋅=△ 【点睛】方法点睛：计算三棱锥体积时，常用等体积法进行转化，具体的方法为：①换顶点，换底面；②换顶点，不换底面；③不换顶点，换底面.18．（1）证明见解析；（2． 【分析】（1）在直角梯形ABCD 中先求出,,CD CE BE ，然后可求得,DE AE ，从而可证明DE AE ⊥，由线面垂直判定定理证明线面垂直；（2）由（1）得面面垂直，知Q 在AE 上，PAQ ∠为直线AP 与平面ABCD 所成的角，cos 3AQ PAQ AP ∠==，设AQ x =（0x <≤-P QDE 的体积，由二次函数知识求得最大值，及此时x 的值，得Q 为AE 中点，从而有//FQ BE ，PBE ∠为异面直线PB 与QF 所成角（或补角），由余弦定理可得．【详解】（1）证明：//AD BC ，BC CD ⊥，120ABC ∠=︒，4=AD ，3BC =，=2AB ，∴CD ===CD ，∴1CE =，CD =2BE =，由余弦定理得222cos120AE BE AB BE B =+-⋅︒22122222232⎛⎫=+-⨯⨯⨯-= ⎪⎝⎭， 又2222(3)12DE CD CE =+=+=，∴222DE AE AD ，∴AD DE ⊥，∵AP DE ⊥，又AP AE A =，AP AE ⊂、平面APE ，∴DE ⊥平面APE ．（2）由（1）DE ⊥平面APE ．DE ⊂平面ABCD ，∴平面ABCD ⊥平面PAE ，∴Q 点在AE 上，PAQ ∠为直线AP 与平面ABCD 所成的角， 3cos AQ PAQ AP ∠==， 设AQ x =（023x <≤），则2PQ x =，23QE x =-， 12(23)232QDE S x x =⨯⨯-=-△， 212(23)33P QDE QDE V PQ S x x -=⋅=--△22(3)223x =--+≤，当且仅当3x =时等号成立，则当P QDE V -最大时，3AQ =，∴Q 为AE 中点，∵F 为AB 中点，∴//FQ BC ，∴PBE ∠为异面直线PB 与QF 所成角（或补角），1,3QB QE ==，则由PQ ⊥平面ABCD 得3,7PE PB ==，又2BE =，则2227cos 214PB BE PE PBE PB BE +-∠==⋅， ∴异面直线PB 与QF 所成角的余弦值为714．【点睛】本题考查线面垂直的判定定理，考查直线与平面所成的角，异面直线所成的角，三棱锥的体积等，旨在考查学生的空间想象能力，运算求解能力，逻辑推理能力．属于中档题．19．（1）证明见解析；（2）30.【分析】（1）AC 和BD 交于点O ，则O 为BD 的中点．推导出1//PO BD ．由此能证明直线1//BD 平面PAC ；（2）由1//PO BD ，得APO ∠即为异面直线1BD 与AP 所成的角或其补角．由此能求出异面直线1BD 与AP 所成角的大小．【详解】（1）证明：设AC 和BD 交于点O ，则O 为BD 的中点.连结PO ，又因为P 是1DD 的中点，所以1//PO BD .又因为PO ⊂平面PAC ，1BD ⊄平面PAC所以直线1//BD 平面PAC.（2）解：由（1）知，1//PO BD ，所以APO ∠即为异面直线1BD 与AP 所成的角或其补角.因为2PA PC ==212AO AC ==且PO AO ⊥， 所以212sin 22AO APO AP ∠===. 又(0,90APO ︒︒⎤∠∈⎦，所以30APO ∠=︒故异面直线1BD 与AP 所成角的大小为30.【点睛】方法点睛：异面直线所成的角的求法方法一：（几何法）找→作（平移法、补形法）→证（定义）→指→求（解三角形） 方法二：（向量法）cos m nm n α=，其中α是异面直线,m n 所成的角，,m n 分别是直线,m n 的方向向量.20．（1）证明见解析；（2）PA =PC 与平面PBD 所成角最大，此时该角的正弦值为35. 【分析】 （1）根据已知条件，得到BD PA ⊥，再利用正切函数的性质，求得0030,BAC 60ABD ∠=∠=，得到BD AC ⊥，进而可证得平面PBD ⊥平面PAC ；（2）建立空间坐标系，得到()BD =-，()0,2,DP t =-，()2PC t =-，进而得到平面PBD的一个法向量为1,3,n ⎛= ⎝⎭，进而可利用向量的公式求解 【详解】（1）∵PA ⊥平面,ABCD BD ⊂平面ABCD ，∴BD PA ⊥，又tan tan AD BC ABD BAC AB AB∠==∠== ∴0030,BAC 60ABD ∠=∠=，∴090AEB ∠=，即BD AC ⊥（E 为AC 与BD 交点）．又PA AC ，∴BD ⊥平面PAC ，又因为BD ⊂平面PBD ，所以，平面PAC ⊥平面PBD（2）如图，以AB 为x 轴，以AD 为y轴，以AP 为z 轴，建立空间坐标系，如图， 设AP t =，则()()()(),,0,2,0,0,0,B C D P t ，则()BD =-，()0,2,t DP =-，()23,6,PC t =-，设平面PBD 法向量为(),,n x y z =， 则00n BD n DP ⎧⋅=⎨⋅=⎩，即2020y y tz ⎧-+=⎪⎨-+=⎪⎩，取1x =，得平面PBD 的一个法向量为1,3,n t ⎛= ⎪ ⎪⎝⎭，所以cos ,48PC n PC n PC n⋅==因为22144515175t t +++=≥，当且仅当t = 所以5c 3353os ,PC n ≤=，记直线PC 与平面PBD 所成角为θ，则sin cos ,PC n θ=，故3sin 5θ≤，即23t =时，直线PC 与平面PBD 所成角最大，此时该角的正弦值为35． 【点睛】关键点睛：解题关键在于利用定义和正切函数的性质，得到BD ⊥平面PAC ，进而证明平面PAC ⊥平面PBD ；以及建立空间直角坐标系，求出法向量，进行求解直线PC 与平面PBD 所成角的最大值，难度属于中档题21．（1）证明见解析；（2）62；（3）E 为CC 1的中点时，EA ⊥EB 1. 【分析】(1）证明11,AB BC BC BC ⊥⊥然后证明1C B ⊥平面ABC ；(2）求出ABC S ，求出13C B =，然后求解三棱柱111ABC A B C -的体积；(3）在棱CC 1(不包含端点C ，C 1)上取一点E ，连接BE ，证明1EB ⊥平面ABE ，得到EA ⊥EB 1.【详解】（1）∵BC =1，CC 1=BB 1=2，AB =2，∠BCC 1=60°，AB ⊥侧面BB 1C 1C∴AB ⊥BC 1在△BCC 1中，由余弦定理得BC =3，则BC 2+BC 2=CC 2，∴BC ⊥BC 1又∵BC ∩AB =B ，且AB ，BC ⊂平面ABC， ∴C 1B ⊥平面ABC .（2）由已知可得S △ABC =12AB ·BC =12×2×1=22由（1）知C 1B ⊥平面ABC ，C 1B =3，所以三棱柱ABC -A 1B 1C 1的体积V =S △ABC ·C 1B =2×3=62. （3）在棱CC 1(不包含端点C ，C 1)上取一点E ，连接BE .∵EA ⊥1EB ，AB ⊥1EB ，AB ∩AE=A ，AB ，AE ⊂平面ABE ，∴1EB ⊥平面ABE .又∵BE ⊂平面ABE ，∴BE ⊥1EB .不妨设CE =x (0<x <2)，则C 1E =2x -，在△BCE 中，由余弦定理得BE =221x x +-在△B 1C 1E 中，∠B 1C 1E =120°，由余弦定理得B 1E 2=257x x -+在Rt △BEB 1中，由B 1E 2+BE 2=B 1B 2，得()()222225714x x x x -+++-=， 解得x =1或x =2(舍去).故E 为CC 1的中点时，EA ⊥EB 1.【点睛】关键点点睛：在确定动点位置时，设CE =x (0<x <2)，则C 1E =2x -，根据条件，建立关于x 的方程，求解确定动点位置，属于常用方法.22．（1）答案见解析；（2）11. 【分析】（1）选择①，结合直二面角的定义，证明BD ⊥平面EOA 内的两条相交直线,EO AO ；（2）设AC 与BD 交于点M ，4AB =，60DAB ∠=︒，则AC =CO x =，可得EB 关于x 的函数，求出EB 取得最小值时x 的值，连结EM ，作QF EM ⊥于F ，连结BF ，求出sin QBF ∠的值，即可得答案；【详解】解：（1）命题P ：若AB AD =，则BD ⊥平面EOA .∵AC GH ⊥，∴AO GH ⊥，EO GH ⊥，又二面角E GH B --的大小为90°，∴90AOE ∠=︒，即EO AO ⊥，∴EO ⊥平面ABCD ，∴EO BD ⊥，又AB BC =，∴AO BD ⊥， AO EO O =，∴BD ⊥平面EOA .（2）设AC 与BD 交于点M ，4AB =，60DAB ∠=︒，则AC =设CO x =，OM x =，222216OB OM MB x =+=-+，2222216EB EO OB x =+=-+，当x =min EB =连结EM ，作QF EM ⊥于F ，连结BF ，由（1）知BD ⊥平面EOA ，∴BD QF ⊥，∴QF ⊥平面EBD ，∴QBF ∠即为QB 与平面EBD 所成角，在Rt EMB 中，10EB =，2BM =，6EM =，30AE =， 由()222222(2)22QB AE AB BE QB +=+⇒=， 62QF =， ∴33sin 11QF QBF QB ∠==，即QB 与平面EBD 所成角得正弦值为3311.【点睛】求线面角首先要根据一作、二证、三求找出线面角，然后利用三角函数的知识，求出角的三角函数值即可.23．（1）证明见解析；（2）2. 【详解】（1）取PD 的中点G ，连接NG ，AG ，如图所示：因为G ，N 分别为PD ，PC 的中点，所以//GN CD ，1=2GN CD . 又因为M 为AB 的中点，所以//AM CD ，1=2AM CD . 所以//AM GN ，=AM GN ，四边形AMNG 为平行四边形，所以//AG MN .又因为22213PM PA AM =+=+=22123MC MB BC =+=+= 所以PM MC =，则MN PC ⊥.又因为AD PA =，G 为PD 中点，所以AG PD ⊥.又因为//AG MN ，所以MN PD ⊥.所以MN PD MN PCMN PC PD P ⊥⎧⎪⊥⇒⊥⎨⎪=⎩平面PCD . 又MN ⊂平面MPC ，所以平面MPC ⊥平面PCD .（2）设点B 到平面MNC 的距离为h ，因为B MNC N MBC V V --=，所以111332MNC MBC S h S PA ⋅=⋅△△.因为12MBC S BC MB =⋅⋅=△，112MN AG PD ====，NC ===所以122MNC S MN NC =⋅⋅=△所以1132322h ⨯⨯=⨯2h =. 【点睛】 关键点点睛：本题主要考查了面面垂直的证明和三棱锥的高，属于中档题，其中等体积转化B MNC N MBC V V --=为解决本题的关键.24．（1）证明见解析；（2.【分析】（1）在正方体1111ABCD A B C D -中，易证1,C O BD CO BD ⊥⊥，由线面垂直的判定定理得到BD ⊥平面1C OC ，然后再利用面面垂直的判定定理证明.（2）由（1）知BD ⊥平面1C OC ，且平面1C BD ⋂平面CBD BD =，得到1C OC ∠是二面角1C BD C --的平面角 ，然后在1Rt C OC ∆中求解.【详解】（1）∵在正方体1111ABCD A B C D -中， 点O 是BD 中点 ，又11BC DC = ， BC DC = ，∴ 1,C O BD CO BD ⊥⊥11,C O CO O C O =⊂平面1,C OC CO ⊂平面1C OC ，BD ∴⊥平面1C OC ，又∵BD ⊂平面11BDD B ，∴平面11BDD B ⊥平面1C OC ．…（2）由（1）知：平面1C BD ⋂平面CBD BD =，11,C O BD C O ⊥⊂半平面1;,C BD CO BD CO ⊥⊂ 半平面;CBD所以1C OC ∠是二面角1C BD C --的平面角则在正方体1111ABCD A B C D -中121,2C C OC ==∴在1Rt C OC ∆中，11tan 2C C C OC OC∠== 故二面角1C BD C --的正切值为2 ．【点睛】本题主要考查线面垂直，面面垂直的判定定理以及二面角的求法，还考查了逻辑推理和运算求解的能力，属于中档题. 25．(1)见解析(2)见解析【分析】（1）连接A 1C 交AC 1于O ，连接OD ，利用线面平行的性质定理和中位线的定义，即可证明D 为BC 的中点；（2）由等腰三角形的性质和面面垂直的性质定理，证明AD ⊥C 1D 即可．【详解】证明:(1) 联结1A C 交1AC 于O ，联结OD .∵四边形11ACC A 是棱柱的侧面， ∴四边形11ACC A 是平行四边形.∵O 为平行四边形11ACC A 对角线的交点， ∴O 为1A C 的中点.∵1A B 平面1AC D ，平面1A BC ⋂平面1AC D OD =，1A B ⊂平面1A BC ，∴1A B OD∴OD 为1A BC ∆的中位线， ∴D 为BC 的中点.（2）∵AB AC =，D 为BC 的中点，∴AD BC ⊥.∵平面ABC ⊥平面11BCC B ,AD ⊂平面ABC ，平面ABC平面11BCC B BC =，∴AD ⊥平面11BCC B .∵1C D ⊂平面11BCC B ，∴AD ⊥ 1C D ，∴1AC D ∆为直角三角形.【点睛】本题考查线面平行的性质定理和面面垂直的性质定理的应用.26．（1）证明见解析；（2）证明见解析.【分析】（1）若要证BF //平面PAD ，只要BF 所在面和平面PAD 平行即可；（2）若要证平面BEF ⊥平面PCD ，只要证平面PCD 内的一条直线和平面BEF 垂直即可.【详解】（1）∵AB CD ∥，2CD AB =，E 是CD 的中点， ∴AB DE ，即ABED 是平行四边形．∴BE AD ．∵BE ⊄平面,PAD AD ⊄平面PAD ， ∴BE 平面PAD ，又EF PD ，EF ⊄平面PAD ，PD ⊂平面PAD ， ∴EF 平面PAD ，EF ，BE ⊂平面BEF ，且EFBE E =，∴平面BEF 平面PAD ． ∵BF ⊂平面BEF ，∴BF ∥平面PAD ．（2）由题意，平面PAD ⊥平面ABCD ，且两平面交线为AD ，CD ⊂平面ABCD ，CD AD ⊥，∴CD ⊥平面PAD ．∴CD PD ⊥．∴CD EF ⊥．又CD BE ⊥，BE ，EF ⊂平面BEF ，且EE EF E ⋂=，∴CD ⊥平面BEF ．∵CD ⊂平面PCD ，∴平面BEF ⊥平面PCD ．【点睛】本题考查了线面平行和面面垂直的证明，解决此类问题的关键是能利用线面关系的定理和性质进行逻辑推理，往往使用逆推法进行证明，需要较强的空间感和空间预判，属于较难题.。
数学必修2第三章测试题和答案
必修二第三章综合检测题一、选择题 ( 本大题共 12 个小题，每题 5 分，共 60 分，1．若直线过点 (1,2) ，(4,2＋ 3) 则此直线的倾斜角是 ()A．30°B．45°C．60°D．90°2．若三点A(3,1) ，B( －2,b)，C(8,11)在同向来线上，则实数 b 等于() A．2 B ． 3C．9D．－ 93．过点 (1,2)，且倾斜角为 30°的直线方程是 ()3A．y＋2＝3 ( x＋1)B．y－2＝ 3( x－1)x－3y＋6－3＝0x－y＋2－3＝04．直线 3x－2y＋5＝0 与直线x＋3y＋10＝0 的地点关系是 ()A．订交B．平行C．重合D．异面5．直线mx－y＋2m＋1＝0 经过必定点，则该定点的坐标为 ()A．( －2,1)B．(2,1)C．(1 ，－ 2)D．(1,2)6．已知ab＜0，bc＜0，则直线ax＋by＋c＝0 经过 ()A．第一、二、三象限B．第一、二、四象限C．第一、三、四象限D．第二、三、四象限7．点P(2,5)到直线 y＝－3x的距离d等于 ()A．08．与直线y＝－ 2x＋3 平行，且与直线y＝3x＋4交于 x 轴上的同一点的直线方程是 ()1A．y＝－ 2x＋4B．y＝2x＋4818C．y＝－ 2x－3D．y＝2x－39．两条直线y＝ax－2 与y＝( a＋2) x＋1 相互垂直，则a等于 ()A．2B．1C．0D．－ 110．已知等腰直角三角形ABC的斜边所在的直线是C(3，－2)，则两条直角边 AC，BC的方程是( A．3x－y＋5＝0，x＋2y－7＝0B．2x＋y－4＝0，x－2y－7＝0)3x－y＋2＝0，直角极点是C．2x－y＋4＝0,2 x＋y－7＝0D．3x－2y－2＝0,2x－y＋2＝011．设点A(2 ，－3) ，B( － 3，－2) ，直线l过点P(1,1)且与线段 AB订交，则l的斜率 k 的取值范围是()33A．k≥4或k≤－ 4B．－ 4≤k≤43C．－4≤k≤4D．以上都不对12．在座标平面内，与点A(1,2)距离为 1，且与点B(3,1)距离为 2 的直线共有()A．1 条B．2 条C．3 条D．4 条二、填空题 ( 本大题共 4 个小题，每题 5 分，共 20 分，把正确答案填在题中横线上 )13．已知点A( －1,2) ，B( －4,6) ，则 | AB| 等于 ________．14．平行直线l1：x－y＋1＝0 与l2： 3x－ 3y＋1＝0 的距离等于 ________．15．若直线l经过点P(2,3) 且与两坐标轴围成一个等腰直角三角形，则直线l 的方程为 ________或________．16．(2009 ·高考全国卷Ⅰ ) 若直线m被两平行线l1：x－y＋1＝0 与l2：x－y ＋3＝0 所截得的线段的长为 2 2，则m的倾斜角能够是① 15° ②30° ③45° ④60° ⑤75°，此中正确答案的序号是 ________．( 写出全部正确答案的序号 )三、解答题 ( 本大题共 6 个大题，共 70 分，解答应写出文字说明，证明过程或演算步骤 )17．( 本小题满分 10 分) 求经过点A( －2,3) ，B(4 ，－ 1) 的直线的两点式方程，并把它化成点斜式，斜截式和截距式．18．(12 分)(1)当 a 为什么值时，直线 l 1：y＝－ x＋2a 与直线 l 2：y＝( a2－2) x＋2平行？(2)当 a 为什么值时，直线 l 1：y＝(2 a－1) x＋3与直线 l 2：y＝4x－3垂直？19．( 本小题满分 12 分) 在△ABC中，已知点A(5 ，－ 2) ，B(7,3) ，且边AC 的中点 M在 y 轴上，边 BC的中点 N在 x 轴上，求：(1)极点 C的坐标；(2)直线 MN的方程．20．( 本小题满分 12 分) 过点P(3,0) 作向来线，使它夹在两直线l 1：2x－y－2＝0 和l2：x＋y＋3＝0 之间的线段AB恰被P点均分，求此直线方程．21．( 本小题满分 12 分) 已知△ABC的三个极点A(4 ，－6) ，B( －4,0) ，C( －1,4) ，求(1)AC边上的高 BD所在直线方程；(2)BC边的垂直均分线 EF所在直线方程；(3)AB边的中线的方程．2222．( 本小题满分 12 分) 当m为什么值时，直线 (2 m＋m－3) x＋( m－m) y＝4m－1.(1)倾斜角为 45°；(2)在 x 轴上的截距为 1.详解答案1[ 答案 ]A[ 分析 ]2＋ 3 －23斜率 k ＝＝，∴倾斜角为 30°.4－13[ 分析 ] 由条件知 k BC ＝k AC ，b －11 11－1∴－2－8＝ 8－3 ，∴ b ＝－ 9. 2[ 答案 ] D 3[ 答案 ] Cy －2＝tan30 °( x －1) ，[ 分析 ] 由直线方程的点斜式得整理得 3x －3y ＋6－ 3＝0. 4[ 答案 ] A [ 分析 ] ∵A 1B 2－ A 2B 1＝3×3－1×( －2) ＝11≠0， ∴这两条直线订交． 5[ 答案 ] A[ 分析 ] 直线变形为 m ( x ＋2) －( y －1) ＝0，故不论 m 取何值，点 ( －2,1) 都在 此直线上，∴选 A. 6[ 答案 ] A[ 分析 ] ∵ab <0，bc <0，∴ a ，b ，c 均不为零，在直线方程 ax ＋by ＋c ＝0 中，c c 2令 x ＝0 得，y ＝－b >0，令 y ＝0 得 x ＝－ a ，∵ab <0，bc <0，∴ab c >0，∴ac >0，c∴－ a <0，∴直线经过第一、二、三象限，应选 A.7[ 答案 ]B[分析 ]直线方程2 3＋5y ＝－3x化为一般式3x ＋y ＝0，则 d ＝2 .8[ 答案 ]C[ 分析 ] 直线 y ＝－ 2x ＋3的斜率为－ 2，则所求直线斜率 k ＝－ 2，直线方程 y44＝3x ＋4 中，令 y ＝0，则 x ＝－ 3，即所求直线与 x 轴交点坐标为 ( －3，0) ．故4 8 所求直线方程为 y ＝－ 2( x ＋3) ，即 y ＝－ 2x －3.9[ 答案 ] D[ 分析 ] ∵两直线相互垂直，∴ a ·( a ＋2) ＝－ 1， ∴a 2＋2a ＋1＝0，∴ a ＝－ 1. 10[ 答案 ] B [ 分析 ] ∵两条直角边相互垂直，∴其斜率k ，k2应知足 k k ＝－ 1，清除 A 、C 、D ，应选 B.11 211[ 答案 ]A[ 分析 ]PA PB33k ＝－4，k ＝4，绘图察看可知k≥4或 k≤－4.12[ 答案 ]B[ 分析 ]由平面几何知，与 A 距离为1的点的轨迹是以 A 为圆心，以1为半径的⊙ A，与 B 距离为2的点的轨迹是半径为 2 的⊙B，明显⊙A和⊙B订交，符合条件的直线为它们的公切线有 2 条．13[ 答案 ]5[ 分析 ]| AB| ＝－1＋42＋ 2－62＝5.14[ 答案 ]231[ 分析 ]直线 l 2的方程可化为 x－y＋3＝0，1|1 －3|2则 d＝12＋－1 2 ＝3.15[ 答案 ]x＋y－5＝0 x－y＋1＝0x y| a|＝| b| ，[ 分析 ]设直线 l23解得 a＝5，b＝5或的方程为a＋b＝1，则a＋b＝1，x y x ya＝－1，b＝1，即直线 l 的方程为5＋5＝1或－1＋1＝1，即 x＋y－5＝0或 x－y＋1＝0.16[ 答案 ]①⑤[ 分析 ]两平行线间的距离为|3－1|d＝＝2，1＋1由图知直线 m与 l 1的夹角为30°， l 1的倾斜角为45°，因此直线 m的倾斜角等于30°＋45°＝75°或45°－30°＝15°.[ 评论] 此题考察直线的斜率、直线的倾斜角、两条平行线间的距离，考察数形联合的思想．是高考在直线知识命题中不常见的较为复杂的题目，可是只需基础扎实、方法灵巧、思想深刻，这一问题仍是不难解决的．因此在学习中知识是基础、方法是骨架、思想是灵魂，只有以思想方法统率知识才能在考试中以不变应万变．y＋1x－417[ 分析 ]过AB两点的直线方程是3＋1＝－2－4.2点斜式为： y＋1＝－3( x－4)2 5斜截式为： y＝－3x＋3x y截距式为：5＋5＝1.2318[ 分析 ] (1)直线 l 1的斜率 k1＝－1，直线 l 2的斜率 k2＝a2－2，由于 l 1∥l 2，2因此 a －2＝－1且2a≠2，解得： a＝－1.因此当 a＝－1时，直线 l 1：y＝－ x (2)直线 l 1的斜率 k1＝2a－1，l 2的斜率 k2＝4，由于 l 1⊥l 2，因此 k1k2＝－1，33即4(2 a－1) ＝－ 1，解得a＝8. 因此当a＝8时，直线l1：y＝(2 a－1) x＋3 与直线l2：y＝4x－3 垂直．x＋519[ 分析 ](1) 设C( x，y) ，由AC的中点M在y轴上得，2＝0，解得x＝－5.3＋y由BC中点 N在 x 轴上，得2＝0，∴y＝－3，∴ C(－5，－3)5(2) 由A、C两点坐标得M(0 ，－2) ．由 B、C两点坐标得N(1,0)．y5＝1. 即 5x－2y－5＝0.∴直线 MN的方程为 x＋－220[ 分析 ] 设点A的坐标为 ( x，y ) ，由于点P是AB中点，则点B坐标为 (6 －x ，－ y11和 l) ，由于点A、B分别在直线l上，有1112－1－＝112x1x1＝3y 2 0解得166－x1－y1＋3＝0y1＝3由两点式求得直线方程为8x－y－24＝0.21[ 分析 ]－6－4＝－ 2(1) 直线AC的斜率k＝4－－1AC即： 7x＋y＋3＝0( －1≤x≤0) ．1∴直线 BD的斜率 k BD＝2，1∴直线 BD的方程为 y＝2( x＋4)，即 x－2y＋4＝04－04(2) 直线BC的斜率k BC＝－1－－4＝33∴EF的斜率 k EF＝－45线段 BC的中点坐标为(－2，2)3 5∴EF的方程为 y－2＝－4( x＋2)即6x＋8y－1＝0.(3)AB的中点 M(0，－3)，y＋3 x∴直线 CM的方程为：4＋3＝－1，22[ 分析 ](1) 倾斜角为 45°，则斜率为 1.22m＋m－3∴－2＝1，解得m＝－1，m＝1(舍去)m－m直线方程为2x－2y－5＝0 切合题意，∴m＝－ 1(2) 当y＝0时， x＝4m－1＝1，22m＋m－31解得 m＝－2，或 m＝21当 m＝－2，m＝2时都切合题意，1∴m＝－2或2.新课标第一网系列资料。
高一数学必修2第三章测试题及答案解析
数学必修二第三章综合检测题一、选择题1．若直线过点(1,2)，(4,2＋3)则此直线的倾斜角是( )A ．30°B ．45°C ．60°D ．90° 2．若三点A (3,1)，B (－2, b )，C (8,11)在同一直线上，则实数b 等于( )A ．2B ．3C ．9D ．－93．过点(1,2)，且倾斜角为30°的直线方程是( )A ．y ＋2＝33(x ＋1) B ．y －2＝3(x －1)C.3x －3y ＋6－3＝0D.3x －y ＋2－3＝04．直线3x －2y ＋5＝0与直线x ＋3y ＋10＝0的位置关系是( )A ．相交B ．平行C ．重合D ．异面 5．直线mx －y ＋2m ＋1＝0经过一定点，则该定点的坐标为( ) A ．(－2,1) B ．(2,1) C ．(1，－2) D ．(1,2) 6．已知ab ＜0，bc ＜0，则直线ax ＋by ＋c ＝0通过( ) A ．第一、二、三象限 B ．第一、二、四象限 C ．第一、三、四象限 D ．第二、三、四象限 7．点P (2,5)到直线y ＝－3x 的距离d 等于( )A ．0 B.23＋52C.－23＋52D.－23－528．与直线y ＝－2x ＋3平行，且与直线y ＝3x ＋4交于x 轴上的同一点的直线方程是( )A ．y ＝－2x ＋4B ．y ＝12x ＋4C ．y ＝－2x －83D ．y ＝12x －839．两条直线y ＝ax －2与y ＝(a ＋2)x ＋1互相垂直，则a 等于( )A ．2B ．1C ．0D ．－1 10．已知等腰直角三角形ABC 的斜边所在的直线是3x －y ＋2＝0，直角顶点是C (3，－2)，则两条直角边AC ，BC 的方程是( )A．3x－y＋5＝0，x＋2y－7＝0B．2x＋y－4＝0，x－2y－7＝0C．2x－y＋4＝0,2x＋y－7＝0D．3x－2y－2＝0,2x－y＋2＝011．设点A(2，－3)，B(－3，－2)，直线l过点P(1,1)且与线段AB相交，则l的斜率k的取值范围是( )A．k≥34或k≤－4 B．－4≤k≤34C．－34≤k≤4 D．以上都不对12．在坐标平面内，与点A(1,2)距离为1，且与点B(3,1)距离为2的直线共有( )A．1条 B．2条 C．3条 D．4条二、填空题13．已知点A(－1,2)，B(－4,6)，则|AB|等于________．14．平行直线l1：x－y＋1＝0与l2：3x－3y＋1＝0的距离等于________．15．若直线l经过点P(2,3)且与两坐标轴围成一个等腰直角三角形，则直线l的方程为________或________．16．若直线m被两平行线l1：x－y＋1＝0与l2：x－y＋3＝0所截得的线段的长为22，则m的倾斜角可以是①15°②30°③45°④60°⑤75°，其中正确答案的序号是________．(写出所有正确答案的序号)三、解答题(解答应写出文字说明，证明过程或演算步骤)17．求经过点A(－2,3)，B(4，－1)的直线的两点式方程，并把它化成点斜式，斜截式和截距式．18．(1)当a为何值时，直线l1：y＝－x＋2a与直线l2：y＝(a2－2)x＋2平行？(2)当a为何值时，直线l1：y＝(2a－1)x＋3与直线l2：y＝4x －3垂直？19．在△ABC中，已知点A(5，－2)，B(7,3)，且边AC的中点M在y轴上，边BC的中点N在x轴上，求：(1)顶点C的坐标；(2)直线MN的方程．20．过点P(3,0)作一直线，使它夹在两直线l1：2x－y－2＝0和l2：x＋y＋3＝0之间的线段AB恰被P点平分，求此直线方程．21．已知△ABC的三个顶点A(4，－6)，B(－4,0)，C(－1,4)，求(1)AC边上的高BD所在直线方程；(2)BC边的垂直平分线EF所在直线方程；(3)AB边的中线的方程．22．当m 为何值时，直线(2m 2＋m －3)x ＋(m 2－m )y ＝4m －1. (1)倾斜角为45°；(2)在x 轴上的截距为1.数学必修二第三章综合检测题1A 斜率k ＝2＋3－24－1＝33，∴倾斜角为30°.2 D 由条件知k BC ＝k AC ，∴b －11－2－8＝11－18－3，∴b ＝－9.3C 由直线方程的点斜式得y －2＝tan30°(x －1)，整理得3x －3y ＋6－3＝0.4A ∵A 1B 2－A 2B 1＝3×3－1×(－2)＝11≠0，∴这两条直线相交． 5A 直线变形为m (x ＋2)－(y －1)＝0，故无论m 取何值，点(－2,1) 都在此直线上。
必修2第3章单元测试题及答案(两套)
必修2第3章（1）一、选择题1. 直线l 经过原点和点(11)-，，则它的倾斜角是（ ）Ａ．34π Ｂ．54π Ｃ．4π或54π Ｄ．4π- 2. 斜率为2的直线过（3，5），(a ，7)，(－1，b )三点，则a ，b 的值是（ ） Ａ．4a =，0b = Ｂ．4a =-，3b =- Ｃ．4a =，3b =- Ｄ．4a =-，3b =3. 设点(23)A -，，(32)B --，，直线过(11)P ，且与线段AB 相交，则l 的斜率k 的取值范围是（ ） Ａ．34k ≥或4k -≤ Ｂ．344k -≤≤ Ｃ．344k -≤≤ Ｄ．以上都不对4. 直线(2)(1)30a x a y ++--=与直线(1)(23)20a x a y -+++=互相垂直，则a =（ ） Ａ．1-Ｂ．1Ｃ．1±Ｄ．32-5. 直线l 过点()12A ，，且不过第四象限，那么直线l 的斜率的取值范围是（ ） Ａ．[]02，Ｂ．[]01，Ｃ．102⎡⎤⎢⎥⎣⎦，Ｄ．102⎛⎫ ⎪⎝⎭，6. 到两条直线3450x y -+=与512130x y -+=的距离相等的点()P x y ，必定满足方程（ ） Ａ．440x y -+= Ｂ．740x y +=Ｃ．440x y -+=或4890x y -+= Ｄ．740x y +=或3256650x y -+= 7. 已知直线3230x y +-=和610x my ++=互相平行，则它们之间的距离是（ ）Ａ．4 8. 已知等腰直角三角形ABC 的斜边所在的直线是320x y -+=，直角顶点是(32)C -，，则两条直角边AC ，BC 的方程是（ ）Ａ．350x y -+=，270x y +-= Ｂ．240x y +-=，270x y --= Ｃ．240x y -+=，270x y +-= Ｄ．3220x y --=，220x y -+=9. 入射光线线在直线1l ：230x y --=上，经过x 轴反射到直线2l 上，再经过y 轴反射到直线3l 上，则直线3l 的方程为（ ）Ａ．230x y -+= Ｂ．230x y -+= Ｃ．230x y +-= Ｄ．260x y -+=10.已知x ，y 满足⎪⎩⎪⎨⎧≥++≤≥+-0305k y x x y x ，且z =2x +4y 的最小值为-6，则常数k =（ ）Ａ．2 Ｂ．9 Ｃ．3 Ｄ．0 二、填空题11. 已知三点(23)-，，(43)，及(5)2k，在同一条直线上，则k 的值是 ．12. 在y 轴上有一点m，它与点(连成的直线的倾斜角为120þ，则点m 的坐标为 ．13. 设点P 在直线30x y +=上，且P 到原点的距离与P 到直线320x y +-=的距离相等，则点P 坐标是 ．14. 直线l 过直线240x y -+=与350x y -+=的交点，且垂直于直线12y x =，则直线l 的方程是 ．15.若x ，y 满足⎪⎩⎪⎨⎧≤--≥+-≥-+0530103y x y x y x ，设kx y =，则k 的取值范围是 ．三、解答题16. 已知ABC ∆中，点A(1,2)，AB 边和AC 边上的中线方程分别是0335=--y x 和0537=--y x ，求BC 所在的直线方程的一般式。
人教版高中数学必修二第三章单元测试(一)- Word版含答案
2018-2019学年必修二第三章训练卷直线与方程（一）注意事项：1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。
写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。
一、选择题（本大题共12个小题，每小题5分，共60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．如图，直线l 1、l 2、l 3的斜率分别为k 1、k 2、k 3，则必有（ ）A ．k 1<k 3<k 2B ．k 3<k 1<k 2C ．k 1<k 2<k 3D ．k 3<k 2<k 12．直线x ＋2y －5＝0与2x ＋4y ＋a ＝0之间的距离为5，则a 等于（ ） A ．0B ．－20C ．0或－20D ．0或－103．若直线l 1：ax ＋3y ＋1＝0与l 2：2x ＋(a ＋1)y ＋1＝0互相平行，则a 的值是（ ） A ．－3B ．2C ．－3或2D ．3或－24．下列说法正确的是（ ）A ．经过定点P 0(x 0，y 0)的直线都可以用方程y －y 0＝k (x －x 0)表示B ．经过定点A (0，b )的直线都可以用方程y ＝kx ＋b 表示C ．不经过原点的直线都可以用方程x a ＋yb＝1表示 D ．经过任意两个不同的点P 1(x 1，y 1)、P 2(x 2，y 2)的直线都可以用方程 (y －y 1)(x 2－x 1)＝(x －x 1)(y 2－y 1)表示5．点M (4，m )关于点N (n ，－3)的对称点为P (6，－9)，则（ ） A ．m ＝－3，n ＝10 B ．m ＝3，n ＝10 C ．m ＝－3，n ＝5D ．m ＝3，n ＝56．以A (1，3)，B (－5，1)为端点的线段的垂直平分线方程是（ ） A ．3x －y －8＝0 B ．3x ＋y ＋4＝0 C ．3x －y ＋6＝0D ．3x ＋y ＋2＝07．过点M (2，1)的直线与x 轴，y 轴分别交于P ，Q 两点，且|MP |＝|MQ |，则l 的方程是（ ） A ．x －2y ＋3＝0 B ．2x －y －3＝0 C ．2x ＋y －5＝0D ．x ＋2y －4＝08．直线mx －y ＋2m ＋1＝0经过一定点，则该点的坐标是（ ） A ．(－2，1)B ．(2，1)C ．(1，－2)D ．(1，2)9．如果AC <0且BC <0，那么直线Ax ＋By ＋C ＝0不通过（ ） A ．第一象限B ．第二象限C ．第三象限D ．第四象限10．直线2x ＋3y －6＝0关于点(1，－1)对称的直线方程是（ ） A ．3x －2y ＋2＝0B ．2x ＋3y ＋7＝0C ．3x －2y －12＝0D ．2x ＋3y ＋8＝011．已知点P (a ，b )和Q (b －1，a ＋1)是关于直线l 对称的两点，则直线l 的方程是（ ）A ．x ＋y ＝0B ．x －y ＝0C ．x ＋y －1＝0D ．x －y ＋1＝012．设x ＋2y ＝1，x ≥0，y ≥0，则x 2＋y 2的最小值和最大值分别为（ ） A ．15，1B ．0，1C ．0，15D ．15，2二、填空题（本大题共4个小题，每小题5分，共20分，把正确答案填在题中横线上）13．不论a 为何实数，直线(a ＋3)x ＋(2a －1)y ＋7＝0恒过第________象限． 14．原点O 在直线l 上的射影为点H (－2，1)，则直线l 的方程为______________． 15．经过点(－5，2)且横、纵截距相等的直线方程是____________________．此卷只装订不密封班级 姓名 准考证号 考场号 座位号16．与直线3x＋4y＋1＝0平行且在两坐标轴上截距之和为73的直线l的方程为______________．三、解答题（本大题共6个大题，共70分，解答应写出文字说明，证明过程或演算步骤）17．(10分)已知直线2x＋(t－2)y＋3－2t＝0，分别根据下列条件，求t的值：（1）过点(1，1)；（2）直线在y轴上的截距为－3．18．(12分)直线l过点(1，4)，且在两坐标轴上的截距的积是18，求此直线的方程．19．(12分)光线从A(－3，4)点出发，到x轴上的点B后，被x轴反射到y轴上的C点，又被y轴反射，这时反射光线恰好过D(－1，6)点，求直线BC的方程．20．(12分)如图所示，某县相邻两镇在一平面直角坐标系下的坐标为A(1，2)，B(4，0)，一条河所在的直线方程为l：x＋2y－10＝0，若在河边l上建一座供水站P，使之到A，B两镇的管道最省，那么供水站P应建在什么地方？21．(12分)已知△ABC的顶点A为(3，－1)，AB边上的中线所在直线方程为6x＋10y－59＝0，∠B的平分线所在直线方程为x－4y＋10＝0，求BC边所在直线的方程．22．(12分)已知直线l过点P(3，1)，且被两平行直线l1：x＋y＋1＝0和l2：x＋y ＋6＝0截得的线段长度为5，求直线l的方程．2018-2019学年必修二第三章训练卷直线与方程（一）答 案一、选择题（本大题共12个小题，每小题5分，共60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．【答案】A【解析】由于直线1l 向左倾斜，故10k <，直线2l 与直线3l 均向右倾斜，且2l 更接近y 轴，所以：1320k k k <<<，故选A ． 2．【答案】C 3．【答案】A 4．【答案】D【解析】斜率有可能不存在，截距也有可能不存在．故选D ． 5．【答案】D【解析】由对称关系462n =+，239m -=-，可得m ＝3，n ＝5．故选D ． 6．【答案】B【解析】所求直线过线段AB 的中点(－2，2)，且斜率k ＝－3， 可得直线方程为3x ＋y ＋4＝0．故选B ． 7．【答案】D【解析】由题意可知M 为线段PQ 的中点，Q (0，2)，P (4，0)， 可求得直线l 的方程x ＋2y －4＝0．故选D ． 8．【答案】A【解析】将原直线化为点斜式方程为y －1＝m (x ＋2)， 可知不论m 取何值直线必过定点(－2，1)．故选A ． 9．【答案】C【解析】将原直线方程化为斜截式为A Cy x B B=--，由AC <0且BC <0，可知AB >0，直线斜率为负，截距为正，故不过第三象限．故选C ． 10．【答案】D 【解析】所求直线与已知直线平行，且和点(1，－1)等距，不难求得直线为2x ＋3y ＋8＝0．故选D ． 11．【答案】D 【解析】∵k PQ ＝11a bb a+---＝－1，∴k l ＝1．显然x －y ＝0错误，故选D ．12．【答案】A【解析】x 2＋y 2为线段AB 上的点与原点的距离的平方，由数形结合知，O 到线段AB 的距离的平方为最小值，即d 2＝15，|OB |2＝1为最大值．故选A ．二、填空题（本大题共4个小题，每小题5分，共20分，把正确答案填在题中横线上） 13．【答案】二【解析】直线方程可变形为：(3x －y ＋7)＋a (x ＋2y )＝0．由⎩⎪⎨⎪⎧ 3x －y ＋7＝0x ＋2y ＝0得，⎩⎪⎨⎪⎧x ＝－2y ＝1． ∴直线过定点(－2，1)．因此直线必定过第二象限． 14．【答案】2x －y ＋5＝0【解析】所求直线应过点(－2，1)且斜率为2，故可求直线为2x －y ＋5＝0． 15．【答案】y ＝－25x 或x ＋y ＋3＝0【解析】不能忽略直线过原点的情况． 16．【答案】3x ＋4y －4＝0【解析】所求直线可设为3x ＋4y ＋m ＝0，再由－3m －4m ＝73，可得m ＝－4．三、解答题（本大题共6个大题，共70分，解答应写出文字说明，证明过程或演算步骤）17．【答案】（1）3；（2）95．【解析】（1）代入点(1，1)，得2＋(t －2)＋3－2t ＝0，则t ＝3．（2）令x ＝0，得y ＝232t t --＝－3，解得t ＝95．18．【答案】2x ＋y －6＝0或8x ＋y －12＝0． 【解析】设直线l 的方程为x a ＋yb ＝1，则18141ab a b=⎧⎪⎨+=⎪⎩，解得36a b =⎧⎨=⎩或3212a b ⎧=⎪⎨⎪=⎩ 则直线l 的方程2x ＋y －6＝0或8x ＋y －12＝0． 19．【答案】5x －2y ＋7＝0． 【解析】如图所示，由题设，点B 在原点O 的左侧，根据物理学知识，直线BC 一定过(－1，6)关于y 轴的对称点(1，6)，直线AB 一定过(1，6)关于x 轴的对称点(1，－6)且k AB ＝k CD ， ∴k AB ＝k CD ＝4631+--＝－52．∴AB 方程为y －4＝－52(x ＋3)． 令y ＝0，得x ＝－75，∴B 7,05⎛⎫- ⎪⎝⎭．CD 方程为y －6＝－52(x ＋1)． 令x ＝0，得y ＝72，∴C 70,2⎛⎫ ⎪⎝⎭． ∴BC 的方程为75x -＋72y＝1，即5x －2y ＋7＝0．20．【答案】见解析． 【解析】如图所示，过A 作直线l 的对称点A ′，连接A ′B 交l 于P ， 若P ′(异于P )在直线上，则|AP ′|＋|BP ′|＝|A ′P ′|＋|BP ′|>|A ′B |．因此，供水站只有在P 点处，才能取得最小值，设A ′(a ，b )， 则AA ′的中点在l 上，且AA ′⊥l ，即1221002221112a b a a ++⎧+⨯-=⎪⎪⎨-⎛⎫⎪⋅-=- ⎪⎪-⎝⎭⎩解得36a b =⎧⎨=⎩即A ′(3，6)．所以直线A ′B 的方程为6x ＋y －24＝0，解方程组⎩⎪⎨⎪⎧6x ＋y －24＝0，x ＋2y －10＝0，得38113611x y ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩所以P 点的坐标为⎝⎛⎭⎫3811，3611．故供水站应建在点P ⎝⎛⎭⎫3811，3611处． 21．【答案】2x ＋9y －65＝0．【解析】设B (4y 1－10，y 1)，由AB 中点在6x ＋10y －59＝0上，可得：114716+1059=22y y --⋅⋅-0，y 1＝5， 所以B (10，5)．设A 点关于x －4y ＋10＝0的对称点为A ′(x ′，y ′)， 则有3141002211134x y y x ''''⎧+--⋅+=⎪⎪⎨+⎪⋅=-⎪-⎩⇒A ′(1，7)，∵点A ′(1，7)，B (10，5)在直线BC 上，∴51075110y x --=--，故BC ：2x ＋9y －65＝0． 22．【答案】x ＝3或y ＝1．【解析】若直线l 的斜率不存在，则直线l 的方程为x ＝3，此时与直线l 1，l 2的交点分别为A (3，－4)，B (3，－9)．截得的线段AB 的长为|AB |＝|－4＋9|＝5，符合题意．若直线l 的斜率存在，则设直线l 的方程为y ＝k (x －3)＋1．解方程组()311y k x x y ⎧=-+⎪⎨++=0⎪⎩得321411k x k k y k -⎧=⎪⎪+⎨-⎪=-⎪+⎩所以点A 的坐标为3241,11k k k k --⎛⎫- ⎪++⎝⎭．解方程组()316y k x x y ⎧=-+⎪⎨++=0⎪⎩得371911k x k k y k -⎧=⎪⎪+⎨-⎪=-⎪+⎩，所以点B 的坐标为3791,11k k k k --⎛⎫- ⎪++⎝⎭．因为|AB|＝5，所以2232374191=25 1111k k k kk k k k--⎡--⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫-+---⎪ ⎪ ⎪⎢⎥++++⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦．解得k＝0，即所求直线为y＝1．综上所述，所求直线方程为x＝3或y＝1．。
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第三章直线与方程一、选择题1．以下直线中与直线x－2y＋ 1＝0 平行的一条是 () ．A． 2x－ y＋1＝ 0B．2x－ 4y＋ 2＝ 0C． 2x＋ 4y＋ 1＝ 0D． 2x－ 4y＋1＝ 02．两点 A( 2， m) 与点 B( m， 1) 之间的距离等于13 ，那么实数 m＝ () ．A．－ 1 B ． 4C．－1或 4D．－4 或 13．过点 M( － 2，a) 和 N( a， 4) 的直线的斜率为1，那么实数 a 的值为() ．A． 1 B ． 2C．1或 4D．1或2 4．若是 AB＞ 0， BC＞ 0，那么直线Ax―By― C＝ 0 不经过的象限是 () ．A．第一象限 B ．第二象限C．第三象限 D ．第四象限5．等边△ ABC 的两个极点A( 0， 0) ， B( 4， 0) ，且第三个极点在第四象限，那么BC边所在的直线方程是 () ．A． y＝－ 3 x B．y＝－ 3 ( x－ 4)C． y＝ 3 ( x－ 4)D． y＝ 3 ( x＋ 4)6．直线 l： mx－ m2y－ 1＝ 0 经过点 P( 2， 1) ，那么倾斜角与直线l 的倾斜角互为补角的一条直线方程是 () ．A． x― y― 1＝ 0B．2x― y― 3＝0C． x＋ y－ 3＝ 0D． x＋ 2y－ 4＝ 07．点 P( 1，2) 关于 x 轴和 y 轴的对称的点依次是() ．A． ( 2，1) ，( －1，－ 2)B．( －1，2) ，( 1，－ 2)C．( 1，－ 2) ，( －1，2)D．( －1，－ 2) ，( 2， 1)8．两条平行直线l1 : 3x＋ 4y＋ 5＝ 0， l 2 : 6x＋ by＋ c＝0 间的距离为3，那么 b＋ c＝() ．A．－ 12B．48C．36D．－12 或 48 9．过点 P( 1， 2) ，且与原点距离最大的直线方程是() ．A． x＋ 2y－5＝ 0B．2x＋ y－ 4＝0C． x＋ 3y－ 7＝0D． 3x＋ y－ 5＝ 010． a， b 满足 a＋ 2b＝ 1，那么直线 ax＋ 3y＋b＝ 0 必过定点 () ．A．－1，1B．1，－1C．1，1D．1，－1 62262662二、填空题11．直线AB 与直线 AC 有相同的斜率，且A( 1， 0) ， B( 2， a) ，C( a， 1) ，那么实数a 的值是 ____________．12．直线x－ 2y＋ 2k＝ 0 与两坐标轴所围成的三角形的面积不大于1，那么实数k 的取值范围是 ____________ ．13．点 ( a，2)( a＞ 0) 到直线 x－ y＋ 3＝ 0 的距离为1，那么 a 的值为 ________．14．直线ax＋ y＋ a＋2＝ 0 恒经过一个定点，那么过这必然点和原点的直线方程是____________________ ．15．实数x， y 满足 5x＋ 12y＝ 60，那么x2＋ y2的最小值等于 ____________ ．三、解答题3 ，且与坐标轴所围成的三角形的周长是12 的直线方程．16．求斜率为417．过点 P( 1， 2) 的直线 l 被两平行线 l1 : 4x＋ 3y＋ 1＝ 0 与 l 2 : 4x＋ 3y＋ 6＝ 0 截得的线段长 | AB| ＝ 2 ，求直线 l 的方程．18．方程 ( m2― 2m― 3) x＋ ( 2m2＋m－ 1) y＋ 6－ 2m＝ 0( m∈R ) ．( 1) 求该方程表示一条直线的条件；( 2) 当 m 为何实数时，方程表示的直线斜率不存在？求出这时的直线方程；( 3) 方程表示的直线l 在 x 轴上的截距为－3，求实数m 的值；( 4) 假设方程表示的直线 l 的倾斜角是45°，求实数m 的值．19．△ ABC 中， C( 2，5) ，角 A 的均分线所在的直线方程是y＝ x，BC 边上高线所在的直线方程是y＝ 2x－ 1，试求极点 B 的坐标．参照答案一、选择题1．D剖析：利用 A1B2－A2B1＝ 0 来判断，消除 A ， C，而 B 中直线与直线重合．2． C剖析：因为 | AB| ＝( 2 － m) 2＋( m－1) 2＝13 ，所以 2m2－ 6m＋ 5＝ 13．解得 m＝－ 1 或 m＝ 4．3．A4 － a剖析：依条件有＝1，由此解得a＝ 1．4． B剖析：因为 B≠0，所以直线方程为y＝Ax－C，依条件 A ＞0，C＞0．即直线的斜B B B B率为正当，纵截距为负值，所以直线但是第二象限．5． C剖析：因为△ ABC 是等边三角形，所以BC 边所在的直线过点B，且倾斜角为π，3所以 BC 边所在的直线方程为y＝ 3 ( x－ 4) ．6． C剖析：由点 P 在 l 上得 2m― m2―1＝ 0，所以 m＝ 1．即 l 的方程为x― y―1＝ 0．所以所求直线的斜率为－1，显然 x＋ y－ 3＝0 满足要求．7． C剖析：因为点 ( x， y) 关于 x 轴和 y 轴的对称点依次是 ( x，－ y) 和 ( － x， y) ，所以 P( 1， 2) 关于 x 轴和 y 轴的对称的点依次是 ( 1，－ 2) 和( － 1， 2) ．8．D剖析：将 l 1 : 3x＋ 4y＋ 5＝ 0 改写为 6x＋ 8y＋ 10＝ 0，因为两条直线平行，所以b＝ 8．由10－ c或 c＝ 40．所以 b＋ c＝－ 12或 48．＝3，解得 c＝－ 2062＋829．A剖析：设原点为O，依条件只需求经过点P 且与直线OP 垂直的直线方程，因为 k OP＝2，所以所求直线的斜率为－1，且过点 P．2所以满足条件的直线方程为y－ 2＝－1( x－ 1) ，即 x＋ 2y－ 5＝ 0．210．B剖析：方法 1：因为 a＋ 2b＝1，所以 a＝ 1－ 2b．所以直线 ax＋ 3y＋ b＝ 0 化为 ( 1－ 2b) x＋ 3y＋ b＝0．整理得 ( 1－ 2x) b＋ ( x＋ 3y) ＝ 0．所以当 x＝1， y＝－1时上式恒成立．26所以直线 ax＋ 3y＋ b＝ 0 过定点1 ，－1．26方法 2：由 a＋ 2b＝1 得 a－ 1＋ 2b＝ 0．进一步变形为a×1＋ 3× －1＋ b＝ 0．26这说明直线方程 ax＋ 3y＋b＝ 0 当 x＝1， y＝－1时恒成立．26所以直线 ax＋ 3y＋ b＝ 0 过定点1 ，－1．26二、填空题11． 1 5 ．2剖析：由得a－0＝1－0，所以 a2―a― 1＝ 0．解得 a＝15 ．2 － 1 a － 1212．－ 1≤k≤ 1 且k≠ 0．剖析：依条件得1· | 2k | · | k | ≤1，其中k≠ 0( 否那么三角形不存在) ．2解得－ 1≤k≤ 1 且k≠ 0．13． 2 －1．a － 2 ＋ 32 －1(舍去)．剖析：依条件有＝ 1．解得 a＝ 2 － 1， a＝－12＋1214． y＝ 2x．剖析：直线变形为y＋ 2＝－ a( x＋ 1) ，所以直线恒过点( ―1，― 2) ．故所求的直线方程是y＋ 2＝ 2( x＋ 1) ，即 y＝ 2x．15．60．13剖析：因为实数x， y 满足 5x＋ 12y＝ 60，所以x2＋ y2表示原点到直线5x＋12y＝ 60 上点的距离．所以x2＋ y2的最小值表示原点到直线5x＋12y＝ 60 的距离．简单计算 d＝60＝ 60．即所求x2＋y2的最小值为60．25＋ 1441313三、解答题16．解：设所求直线的方程为y＝3x＋ b，4令 x＝0，得 y＝b，所以直线与y 轴的交点为( 0，b)；令 y＝0，得 x＝－4b，所以直线与x 轴的交点为－4b，0 ．33由，得 | b| ＋－4b ＋b2＋－42b＝ 12，解得 b＝± 3．33故所求的直线方程是y＝3x± 3，即 3x－ 4y±12＝ 0．417．解：当直线 l 的方程为x＝ 1 时，可考据不吻合题意，故设l 的方程为 y－2＝k( x－1)，由y＝ kx＋ 2 － k解得 A3k－ 7 ，－ 5k ＋ 8 ；4 x ＋ 3 y＋ 1＝ 03k＋ 43k＋ 4由y＝ kx＋ 2 － k解得 B3k － 12 ， 8 － 10k．4 x ＋ 3 y＋ 6＝ 03k ＋ 4 3 k＋ 425k 2因为|AB|＝ 2 ，所以5＋＝ 2 ．3k ＋ 43k ＋ 4整理得 7k2－48k－ 7＝ 0．解得k121．＝ 7或 k＝－7故所求的直线方程为x＋ 7y－ 15＝0 或 7x― y― 5＝ 0．18．解： ( 1) 当 x， y 的系数不相同时为零时，方程表示一条直线，令 m2― 2m― 3＝ 0，解得 m＝－ 1， m＝3；令 2m2＋ m－ 1＝ 0，解得 m＝－ 1， m＝1． 2所以方程表示一条直线的条件是m∈ R，且 m≠－ 1．1此时的方程为x ＝ 4，它表示一条垂直于x 轴的直线．3( 3) 依题意，有2m － 6＝－ 3，所以 3m 2－ 4m － 15＝ 0．m 2 － 2m － 3所以 m ＝3，或 m ＝－ 5 ，由 ( 1) 知所求 m ＝－ 5．33( 4) 因为直线 l 的倾斜角是 45o ，所以斜率为 1．故由－m 2 － 2m － 3＝ 1，解得 m ＝ 4或 m ＝－ 1( 舍去 ) ．2m 2 ＋ m －13所以直线 l 的倾斜角为45°时， m ＝ 4．319．解 ：依条件，由y ＝ 2x － 1解得 A( 1，1) ．y ＝ x因为角 A 的均分线所在的直线方程是y ＝ x ，所以点 C( 2，5) 关于 y ＝x 的对称点 C'( 5，2) 在 AB 边所在的直线上．AB 边所在的直线方程为y － 1＝2－ 1( x －1) ，整理得5－1x － 4y ＋ 3＝0．又 BC 边上高线所在的直线方程是y ＝2x － 1，所以 BC边所在的直线的斜率为－1．(第 19题)2BC 边所在的直线的方程是 y ＝― 1( x － 2) ＋ 5，整理得x ＋2y － 12＝ 0．2联立 x － 4y ＋ 3＝0 与 x ＋ 2y －12＝ 0，解得 B 7，5．2。
人教版高中数学必修第二册第三单元《立体几何初步》检测题(包含答案解析)(1)
根据线面平行的判定定理可知，l∥β，正确；
对于C，过直线l上任意一点作直线m⊥γ，根据面面垂直的性质定理可知，
m既在平面α又在平面β内，所以直线l与直线m重合，即有l⊥γ，正确；
对于D，若α⊥β，l∥α，则l⊥β不一定成立，D错误．
【详解】
在正四面体 中,设棱长为2,
设 为底面三角形 是中心，则 平面 .
取 边的中点 ，连结 ,如图.
则易证 ,又 .
所以 平面 ,又 平面 ，
所以 .
所以异面直线 与 所成的角为 .
又 平面 .
所以直线 与平面 所成的角为
在 中, ,
所以 .
取边 的中点 ，连结 ，
则有 ，
所以二面角 的平面角为 ,
（1）证明： ；
（2）求二面角 的大小；
（3）求点 到平面 的距离.
19．如图，在四棱锥 中， 平面 ， ， ， ， ．
（1）求证：平面 平面 ；
（2） 长为何值时，直线 与平面 所成角最大？并求此时该角的正弦值．
20．如图所示，正方形ABCD与直角梯形ADEF所在平面互相垂直， .
（1）求证： 平面BDE；
在 中，
由余弦定理有： ,
即 ，
所以 ，
故选：D.
【点睛】
本题考查异面直线成角，线面角，二面角的求法，关键是在立体图中作出相应的角，也可以用向量法，属于中档题.
3．D
解析：D
【分析】
根据题意得到三棱柱的高是内切球的直径，也是底面三角形内切圆的直径，根据等边三角形的性质得到内切球和外接球的半径，计算表面积的比值.
A．若 ， ，则 B．若 ， ，则
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第三章测试题一、选择题（本大题共12小题，每小题5分，共60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.在下列四个命题中，正确的共有（）.（1）坐标平面内的任何一条直线均有倾斜角和斜率；（2）直线的倾斜角的取值范围是0, n ;（3）若两直线的斜率相等，则他们平行；（4）直线y=kx+b与y轴相交，交点的纵坐标的绝对值叫截距A . 0个B . 1个C . 2个D . 3个2. 如图：直线l1的倾斜角1=30° ,直线l1 I2 ,贝y¥12的斜率为（).i L-A B . ——c. 43 D .罷兀333. 已知ab0,bc 0 ,则直线ax by c通过（）.-A.第一、二二、三象限 B.第一、二、四象限C.第一、三三、四象限 D. 第二、三、四象限4. 已知直线ax by 10在y轴上的截距为1，且它的倾斜角是直线J3x y0的倾斜角的2倍，则( ).A a ^, b 1B. a V3,b 1C. a J3,b 1D. a V3,b 15. 如果直线I: x+ ay + 2= 0平行于直线2x—y+ 3= 0,则直线I在两坐标轴上截距之和是（）.A.6B. 2C. —1 D . —26. 不论a为何实数，直线(a 3)x(2 a 1)y 7'0恒过( )A. 第一象限B.第二象限C.第三象限 D . 第四象限7. 若直线x2ay 10与(a 1)x ay 1 0平行，则a的值为（A. 1B.1或0 C . 0 D . 222&点（-1, 1 )关于直线x- y-1=0的对称点（).A. (-1, 1)B.(1, - 1) C . (-2, 2) D . (2, -2)9. 等腰三角形两腰所在直线方程分别为x+y=2与x-7 y-4=0，原点在等腰三角形的底边上，则底边所在的直线斜率为（)10.点P (x, y)在直线4x + 3y = 0上,且满足—14W x—y w 7,则点P到坐标原点距离的取值范围是(A. [0, 5]B. [0 , 10]C. [5, 10]D. [5, 15]11.等腰三角形两腰所在直线的方程分别为0与x 7y 4 0,原点在等腰三角形的底边上, 则底边所在直线的斜率为(12.如图, h、J、I3是同一平面内的三条平行直线, h与12间的距离是1 ,12与13间的距离是2,正三角形ABC的三顶点分别在11、12、13上, 则"ABC的边长是A . 2 .'3二、填空题(本大题共4小题，每小题5分，共20分.把答案填在题中横线上)13•与直线7x 24y 5平行，并且距离等于3的直线方程是14 •若直线m被两平行线11 : x y 1 0与12 : x y 3 0所截得的线段的长为2 2 ,则m的倾斜角可以是：①15o:②30°:③45°:④60°:⑤75°,其中正确答案的序号是 ____________ .(写出所有正确答案的序号)15. 已知A(1, 2), B(3, 4)，直线11: x 0, I2 : y 0 和13 : x 3y 1 0 .设R 是h(i 1, 2, 3)上与A、B两点距离平方和最小的点，贝U △ RP2B的面积是 ________ .16. 如图，在平面直角坐标系x°y中，设三角形ABC 的顶点分别为A(0,a), B(b,0),C(c,0)，点P(0, p)在线段AO上的一点(异于端点)，这里a, b,c, p均为非零实数，设直线BP,CP分别与边AC, AB交于点E,F，某同学已正确求得直线OE的方程为(1 l)x (1 l)y 0,b c p a 请你完成直线OF的方程：( )x (—1)y 0.P a三、解答题17. ( 10分)已知三角形ABC的顶点是A(-1, -1),B (3, 1) ,C (1 , 6).直线L 平行于AB , 且分别交AC，BC于E，F，三角形CEF的面积1是三角形CAB面积的—.求直线L的方程.418. ( 12分)过点(2,3 )的直线L被两平行直线L i：2 x—5 y +9 = 0与L 2：2 x—5 y—7 = 0所截线段AE的中点恰在直线x—4 y—1 = 0上，求直线L的方程.19. (12分)已知点A的坐标为(4,4)，直线I的方程为3x+ y —2= 0，求:(1)点A关于直线I的对称点A'的坐标；(2)直线I关于点A的对称直线I的方程.20. (12 分)在△ABC 中，A ( m, 2) , B (-3, -1) , C (5, 1),若BC 的中点M 到AB 的距离大于M到AC的距离，试求实数m的取值范围.21. (12分)光线从A (-3, 4)点出发，至U x轴上的点B后，被x轴反射到y轴上的C 点，又被y轴反射，这时反射光线恰好过 D (-1, 6)点，求直线BC的方程.22. (12分)有定点P (6, 4)及定直线l:y=4x，点Q是在直线I上第一象限内的点,直线PQ 交x 轴的正半轴于 M ，则点Q 在什么位置时，△OMQ 的面积最小?参考答案、选择题1.选A.垂直于x 轴的直线斜率不存在；倾斜角的范围是0, n ；两直线斜率相等,它们可能平行，也可能垂直；直线 y=kx+b 与y 轴相交，交点的纵坐标叫直线在 y 轴上的截距.2.选 C . k 1 3,Qk 1 k 23 1, k 233. 选 C . ya c x , k a0,- 0 , 所以通过第- -、三、四象限 .b bb b4.选 D. 由 ax+by-1=0, 得ya x 1当x=0时，1 1 y= ； 1，得 b=-1bb b b又,3x y ,3 0的倾斜角为60，所以 a、、3, a .3.b5.B.选由两直线平行，得 a =-0. 5,所以直线方程为 x-0.5y+2=0,当x=0时，y=4;当 y=0 时，x=-2.故 4+（-2）=2.6. 选 B.由方程（a+3） x+（2a-1）y+7=0，得：（x+2y ） a+3x-y+7=0 ,故 x+2y=0 且 3x-y+7=0. 解得x=-2, y=1.即该直线恒过（-2, 1）点，则恒过第二象限.7.选A.当a 0时，两直线重合，不合题意;当a 0时，「丄，解之得a 丄.a 2a21（不符合题意舍去），所以k 3. 310. 选B.根据题意可知点 P 在线段4x+3y=0（ — 14<x — y < 7）上,有线段过原点，故点P 到原点最短距离为零，最远距离为点 P （ 6,8）到原点距离且距离为 10,故选B.11.选A.l 「x y 2 0飞 1 , l 2:x 7y 4 0,k 2扌，设底边所在直线的斜率为&选D.设对称点为（a , b ）,则依题意,0,解得:1,a 2,b 2.9 .选A .设底面所在直线斜率为k ，则由到角公式得1 k1 ( 1) k 十，解得k1 - kk ,由题意，13与11所成的角等于12与11所成的角，于是有:k i k k k 2 k 1 7k 1 1 k 1k 1 __k 2k k~1 ~7~3，再将A 、B 、C 、D 代入验证得正确答案是 A.12.选D .过点C 作l 2的垂线l 4，以l 2、14为x 轴、y 轴建立平面直角坐标系. 设A(a,1)、二、填空题13. 设所求直线方程为7x+24y+C=0，由两平行线间的距离公式得: 解得C=-80或70. 【答案】7x 24y 80 0 或 7x 24y 70 014.两平行线间的距离为 d |3 1| 2 ,由图知直线m 与l 1的夹角为30° ,丨1的倾斜J1 1角为45°,所以直线 m 的倾斜角等于30 ° +45° =75 °或45° -30° =15 ° .故填写①⑤.【答案】①⑤15. 设R(0,b), F 2(a,0),丘仪。
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2018-2019学年必修二第三章训练卷直线与方程（一）注意事项：1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。
写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。
一、选择题（本大题共12个小题，每小题5分，共60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．如图，直线l 1、l 2、l 3的斜率分别为k 1、k 2、k 3，则必有（ ）A ．k 1<k 3<k 2B ．k 3<k 1<k 2C ．k 1<k 2<k 3D ．k 3<k 2<k 12．直线x ＋2y －5＝0与2x ＋4y ＋a ＝0之间的距离为5，则a 等于（ ） A ．0B ．－20C ．0或－20D ．0或－103．若直线l 1：ax ＋3y ＋1＝0与l 2：2x ＋(a ＋1)y ＋1＝0互相平行，则a 的值是（ ） A ．－3B ．2C ．－3或2D ．3或－24．下列说法正确的是（ ）A ．经过定点P 0(x 0，y 0)的直线都可以用方程y －y 0＝k (x －x 0)表示B ．经过定点A (0，b )的直线都可以用方程y ＝kx ＋b 表示C ．不经过原点的直线都可以用方程x a ＋yb＝1表示 D ．经过任意两个不同的点P 1(x 1，y 1)、P 2(x 2，y 2)的直线都可以用方程(y －y 1)(x 2－x 1)＝(x －x 1)(y 2－y 1)表示5．点M (4，m )关于点N (n ，－3)的对称点为P (6，－9)，则（ ） A ．m ＝－3，n ＝10 B ．m ＝3，n ＝10 C ．m ＝－3，n ＝5D ．m ＝3，n ＝56．以A (1，3)，B (－5，1)为端点的线段的垂直平分线方程是（ ） A ．3x －y －8＝0 B ．3x ＋y ＋4＝0 C ．3x －y ＋6＝0D ．3x ＋y ＋2＝07．过点M (2，1)的直线与x 轴，y 轴分别交于P ，Q 两点，且|MP |＝|MQ |，则l 的方程是（ ） A ．x －2y ＋3＝0 B ．2x －y －3＝0 C ．2x ＋y －5＝0D ．x ＋2y －4＝08．直线mx －y ＋2m ＋1＝0经过一定点，则该点的坐标是（ ） A ．(－2，1)B ．(2，1)C ．(1，－2)D ．(1，2)9．如果AC <0且BC <0，那么直线Ax ＋By ＋C ＝0不通过（ ） A ．第一象限B ．第二象限C ．第三象限D ．第四象限10．直线2x ＋3y －6＝0关于点(1，－1)对称的直线方程是（ ） A ．3x －2y ＋2＝0B ．2x ＋3y ＋7＝0C ．3x －2y －12＝0D ．2x ＋3y ＋8＝011．已知点P (a ，b )和Q (b －1，a ＋1)是关于直线l 对称的两点，则直线l 的方程是（ ）A ．x ＋y ＝0B ．x －y ＝0C ．x ＋y －1＝0D ．x －y ＋1＝012．设x ＋2y ＝1，x ≥0，y ≥0，则x 2＋y 2的最小值和最大值分别为（ ） A ．15，1B ．0，1C ．0，15D ．15，2二、填空题（本大题共4个小题，每小题5分，共20分，把正确答案填在题中横线上）13．不论a 为何实数，直线(a ＋3)x ＋(2a －1)y ＋7＝0恒过第________象限． 14．原点O 在直线l 上的射影为点H (－2，1)，则直线l 的方程为______________ 15．经过点(－5，2)且横、纵截距相等的直线方程是____________________．此卷只装订不密封班级 姓名 准考证号 考场号 座位号16．与直线3x＋4y＋1＝0平行且在两坐标轴上截距之和为73的直线l的方程为______________．三、解答题（本大题共6个大题，共70分，解答应写出文字说明，证明过程或演算步骤）17．(10分)已知直线2x＋(t－2)y＋3－2t＝0，分别根据下列条件，求t的值：（1）过点(1，1)；（2）直线在y轴上的截距为－3．18．(12分)直线l过点(1，4)，且在两坐标轴上的截距的积是18，求此直线的方程．19．(12分)光线从A(－3，4)点出发，到x轴上的点B后，被x轴反射到y轴上的C点，又被y轴反射，这时反射光线恰好过D(－1，6)点，求直线BC的方程．20．(12分)如图所示，某县相邻两镇在一平面直角坐标系下的坐标为A(1，2)，B(4，0)，一条河所在的直线方程为l：x＋2y－10＝0，若在河边l上建一座供水站P，使之到A，B两镇的管道最省，那么供水站P应建在什么地方？21．(12分)已知△ABC的顶点A为(3，－1)，AB边上的中线所在直线方程为6x＋10y－59＝0，∠B的平分线所在直线方程为x－4y＋10＝0，求BC边所在直线的方程．22．(12分)已知直线l过点P(3，1)，且被两平行直线l1：x＋y＋1＝0和l2：x＋y ＋6＝0截得的线段长度为5，求直线l的方程．2018-2019学年必修二第三章训练卷直线与方程（一）答 案一、选择题（本大题共12个小题，每小题5分，共60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．【答案】A【解析】由于直线1l 向左倾斜，故10k <，直线2l 与直线3l 均向右倾斜，且2l 更接近y 轴，所以：1320k k k <<<，故选A ． 2．【答案】C 3．【答案】A 4．【答案】D【解析】斜率有可能不存在，截距也有可能不存在．故选D ． 5．【答案】D【解析】由对称关系462n =+，239m -=-，可得m ＝3，n ＝5．故选D ． 6．【答案】B【解析】所求直线过线段AB 的中点(－2，2)，且斜率k ＝－3， 可得直线方程为3x ＋y ＋4＝0．故选B ． 7．【答案】D【解析】由题意可知M 为线段PQ 的中点，Q (0，2)，P (4，0)， 可求得直线l 的方程x ＋2y －4＝0．故选D ． 8．【答案】A【解析】将原直线化为点斜式方程为y －1＝m (x ＋2)， 可知不论m 取何值直线必过定点(－2，1)．故选A ． 9．【答案】C【解析】将原直线方程化为斜截式为A Cy x B B=--，由AC <0且BC <0，可知AB >0，直线斜率为负，截距为正，故不过第三象限．故选C ． 10．【答案】D 【解析】所求直线与已知直线平行，且和点(1，－1)等距，不难求得直线为2x ＋3y ＋8＝0．故选D ． 11．【答案】D 【解析】∵k PQ ＝11a bb a+---＝－1，∴k l ＝1．显然x －y ＝0错误，故选D ．12．【答案】A【解析】x 2＋y 2为线段AB 上的点与原点的距离的平方，由数形结合知， O 到线段AB 的距离的平方为最小值，即d 2＝15，|OB |2＝1为最大值．故选A ．二、填空题（本大题共4个小题，每小题5分，共20分，把正确答案填在题中横线上） 13．【答案】二【解析】直线方程可变形为：(3x －y ＋7)＋a (x ＋2y )＝0．由⎩⎪⎨⎪⎧ 3x －y ＋7＝0x ＋2y ＝0得，⎩⎪⎨⎪⎧x ＝－2y ＝1． ∴直线过定点(－2，1)．因此直线必定过第二象限． 14．【答案】2x －y ＋5＝0【解析】所求直线应过点(－2，1)且斜率为2，故可求直线为2x －y ＋5＝0． 15．【答案】y ＝－25x 或x ＋y ＋3＝0【解析】不能忽略直线过原点的情况．16．【答案】3x ＋4y －4＝0【解析】所求直线可设为3x ＋4y ＋m ＝0，再由－3m －4m ＝73，可得m ＝－4．三、解答题（本大题共6个大题，共70分，解答应写出文字说明，证明过程或演算步骤）17．【答案】（1）3；（2）95．【解析】（1）代入点(1，1)， 得2＋(t －2)＋3－2t ＝0，则t ＝3．（2）令x ＝0，得y ＝232t t --＝－3，解得t ＝95．18．【答案】2x ＋y －6＝0或8x ＋y －12＝0． 【解析】设直线l 的方程为x a ＋y b ＝1，则18141ab a b=⎧⎪⎨+=⎪⎩，解得36a b =⎧⎨=⎩或3212a b ⎧=⎪⎨⎪=⎩ 则直线l 的方程2x ＋y －6＝0或8x ＋y －12＝0． 19．【答案】5x －2y ＋7＝0． 【解析】如图所示，由题设，点B 在原点O 的左侧，根据物理学知识，直线BC 一定过(－1，6)关于y 轴的对称点(1，6)，直线AB 一定过(1，6)关于x 轴的对称点(1，－6)且k AB ＝k CD ，∴k AB ＝k CD ＝4631+--＝－52．∴AB 方程为y －4＝－52(x ＋3)． 令y ＝0，得x ＝－75，∴B 7,05⎛⎫- ⎪⎝⎭．CD 方程为y －6＝－52(x ＋1)． 令x ＝0，得y ＝72，∴C 70,2⎛⎫⎪⎝⎭． ∴BC 的方程为75x -＋72y＝1，即5x －2y ＋7＝0．20．【答案】见解析． 【解析】如图所示，过A 作直线l 的对称点A ′，连接A ′B 交l 于P ，若P ′(异于P )在直线上，则|AP ′|＋|BP ′|＝|A ′P ′|＋|BP ′|>|A ′B |． 因此，供水站只有在P 点处，才能取得最小值，设A ′(a ，b )， 则AA ′的中点在l 上，且AA ′⊥l ，即1221002221112a b a a ++⎧+⨯-=⎪⎪⎨-⎛⎫⎪⋅-=- ⎪⎪-⎝⎭⎩解得36a b =⎧⎨=⎩即A ′(3，6)．所以直线A ′B 的方程为6x ＋y －24＝0，解方程组⎩⎪⎨⎪⎧6x ＋y －24＝0，x ＋2y －10＝0，得38113611x y ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩所以P 点的坐标为⎝⎛⎭⎫3811，3611．故供水站应建在点P ⎝⎛⎭⎫3811，3611处． 21．【答案】2x ＋9y －65＝0． 【解析】设B (4y 1－10，y 1)，由AB 中点在6x ＋10y －59＝0上，可得：114716+1059=22y y --⋅⋅-0，y 1＝5， 所以B (10，5)．设A 点关于x －4y ＋10＝0的对称点为A ′(x ′，y ′)， 则有3141002211134x y y x ''''⎧+--⋅+=⎪⎪⎨+⎪⋅=-⎪-⎩⇒A ′(1，7)， ∵点A ′(1，7)，B (10，5)在直线BC 上，∴51075110y x --=--，故BC ：2x ＋9y －65＝0． 22．【答案】x ＝3或y ＝1．【解析】若直线l 的斜率不存在，则直线l 的方程为x ＝3，此时与直线l 1，l 2的交点分别为A (3，－4)，B (3，－9)．截得的线段AB 的长为|AB |＝|－4＋9|＝5，符合题意．若直线l 的斜率存在，则设直线l 的方程为y ＝k (x －3)＋1．解方程组()311y k x x y ⎧=-+⎪⎨++=0⎪⎩得321411k x k k y k -⎧=⎪⎪+⎨-⎪=-⎪+⎩所以点A 的坐标为3241,11k k k k --⎛⎫- ⎪++⎝⎭．解方程组()316y k x x y ⎧=-+⎪⎨++=0⎪⎩得371911k x k k y k -⎧=⎪⎪+⎨-⎪=-⎪+⎩，所以点B 的坐标为3791,11k k k k --⎛⎫- ⎪++⎝⎭．因为|AB |＝5，所以2232374191=251111k k k k k k k k --⎡--⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫-+--- ⎪ ⎪ ⎪⎢⎥++++⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦． 解得k ＝0，即所求直线为y ＝1．综上所述，所求直线方程为x ＝3或y ＝1．。