題目列表(包括答案和解析)
在
中,已知
,面積
,
(1)求
的三邊的長(zhǎng);
(2)設(shè)
是
(含邊界)內(nèi)的一點(diǎn),
到三邊
的距離分別是![]()
①寫出
所滿足的等量關(guān)系;
②利用線性規(guī)劃相關(guān)知識(shí)求出
的取值范圍.
【解析】第一問中利用設(shè)
中角
所對(duì)邊分別為![]()
由
得![]()
![]()
又由
得
即
![]()
又由
得
即
![]()
又
又
得![]()
即
的三邊長(zhǎng)![]()
![]()
第二問中,①
得
![]()
故![]()
②![]()
令
依題意有![]()
作圖,然后結(jié)合區(qū)域得到最值。
![]()
如圖,長(zhǎng)方體
中,底面
是正方形,
是
的中點(diǎn),
是棱
上任意一點(diǎn)。
(Ⅰ)證明:![]()
;
(Ⅱ)如果
=2 ,
=
,
, 求
的長(zhǎng)。
![]()
【解析】(Ⅰ)因底面是正方形,故![]()
,又側(cè)棱垂直底面,可得
,而
,所以
面
,因
,所以
面
,又
面
,所以![]()
;
(Ⅱ)因
=2 ,
=
,,可得
,
,設(shè)
,由
得
,即
,解得
,即
的長(zhǎng)為
。
設(shè)橢圓
:
(
)的一個(gè)頂點(diǎn)為
,
,
分別是橢圓的左、右焦點(diǎn),離心率
,過橢圓右焦點(diǎn)
的直線
與橢圓
交于
,
兩點(diǎn).
(1)求橢圓
的方程;
(2)是否存在直線
,使得
,若存在,求出直線
的方程;若不存在,說明理由;
【解析】本試題主要考查了橢圓的方程的求解,以及直線與橢圓的位置關(guān)系的運(yùn)用。(1)中橢圓的頂點(diǎn)為
,即
又因?yàn)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/gzsx/web/STSource/2012061917121082894691/SYS201206191714546570844292_ST.files/image015.png">,得到
,然后求解得到橢圓方程(2)中,對(duì)直線分為兩種情況討論,當(dāng)直線斜率存在時(shí),當(dāng)直線斜率不存在時(shí),聯(lián)立方程組,結(jié)合
得到結(jié)論。
解:(1)橢圓的頂點(diǎn)為
,即![]()
,解得
,
橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為
--------4分
(2)由題可知,直線
與橢圓必相交.
①當(dāng)直線斜率不存在時(shí),經(jīng)檢驗(yàn)不合題意. --------5分
②當(dāng)直線斜率存在時(shí),設(shè)存在直線
為
,且
,
.
由
得
, ----------7分
,
,
![]()
=
所以
,
----------10分
故直線
的方程為
或
即
或![]()
如圖,在四棱錐P-ABCD中,PA⊥平面ABCD,AC⊥AD,AB⊥BC,∠BAC=45°,PA=AD=2,AC=1.
(Ⅰ)證明PC⊥AD;
(Ⅱ)求二面角A-PC-D的正弦值;
(Ⅲ)設(shè)E為棱PA上的點(diǎn),滿足異面直線BE與CD所成的角為30°,求AE的長(zhǎng).
![]()
【解析】解法一:如圖,以點(diǎn)A為原點(diǎn)建立空間直角坐標(biāo)系,依題意得A(0,0,0),D(2,0,0),C(0,1,0),
,P(0,0,2).
![]()
(1)證明:易得
,
于是
,所以![]()
(2)
,
設(shè)平面PCD的法向量
,
則
,即
.不防設(shè)
,可得
.可取平面PAC的法向量
于是
從而
.
所以二面角A-PC-D的正弦值為
.
(3)設(shè)點(diǎn)E的坐標(biāo)為(0,0,h),其中
,由此得
.
由
,故
所以,
,解得
,即
.
解法二:(1)證明:由
,可得
,又由
,
,故
.又
,所以
.
![]()
(2)如圖,作
于點(diǎn)H,連接DH.由
,
,可得
.
因此
,從而
為二面角A-PC-D的平面角.在
中,
,由此得
由(1)知
,故在
中,![]()
因此
所以二面角
的正弦值為
.
(3)如圖,因?yàn)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/gzsx/web/STSource/2012071821180638818491/SYS201207182118431693242163_ST.files/image044.png">,故過點(diǎn)B作CD的平行線必與線段AD相交,設(shè)交點(diǎn)為F,連接BE,EF. 故
或其補(bǔ)角為異面直線BE與CD所成的角.由于BF∥CD,故
.在
中,
故![]()
![]()
在
中,由
,
,![]()
可得
.由余弦定理,
,
所以
.
如圖6,在四棱錐P-ABCD中,PA⊥平面ABCD,底面ABCD是等腰梯形,AD∥BC,AC⊥BD.
(Ⅰ)證明:BD⊥PC;
(Ⅱ)若AD=4,BC=2,直線PD與平面PAC所成的角為30°,求四棱錐P-ABCD的體積.
![]()
【解析】(Ⅰ)因?yàn)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/gzsx/web/STSource/2012070912413079631221/SYS201207091242012651351203_ST.files/image002.png">
又
是平面PAC內(nèi)的兩條相較直線,所以BD
平面PAC,
而
平面PAC,所以
.
(Ⅱ)設(shè)AC和BD相交于點(diǎn)O,連接PO,由(Ⅰ)知,BD
平面PAC,
所以
是直線PD和平面PAC所成的角,從而![]()
.
由BD
平面PAC,
平面PAC,知
.在
中,由![]()
,得PD=2OD.因?yàn)樗倪呅蜛BCD為等腰梯形,
,所以
均為等腰直角三角形,從而梯形ABCD的高為
于是梯形ABCD面積
在等腰三角形AOD中,![]()
所以![]()
故四棱錐
的體積為
.
![]()
【點(diǎn)評(píng)】本題考查空間直線垂直關(guān)系的證明,考查空間角的應(yīng)用,及幾何體體積計(jì)算.第一問只要證明BD
平面PAC即可,第二問由(Ⅰ)知,BD
平面PAC,所以
是直線PD和平面PAC所成的角,然后算出梯形的面積和棱錐的高,由
算得體積
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