10、一圓柱內(nèi)接于球O,且圓柱的底面直徑與母線長(zhǎng)均為2,則球O的表面積為__8π__.
圓柱的底面直徑與母線長(zhǎng)均為2,∴球的直徑==2,即球的半徑為,∴球的表面積為4π×()2=8π.
15. 已知雙曲線-=1(a>0,b>0)的一條漸近線方程是y=x,它的一個(gè)焦點(diǎn)在拋物線y2=24x的準(zhǔn)線上,則雙曲線的方程為__-=1__.
由雙曲線的一條漸近線方程為y=x可得=,即b=a,又雙曲線的一個(gè)焦點(diǎn)在拋物線y2=24x的準(zhǔn)線x=-6上,∴c=6,再由a2+b2=c2,解得a2=9,b2=27,∴雙曲線的方程為-=1.
16. 如果直線2ax-by+14=0(a>0,b>0)和函數(shù)f(x)=m
11、x+1+1(m>0,m≠1)的圖像恒過(guò)同一個(gè)定點(diǎn),且該定點(diǎn)始終落在圓(x-a+1)2+(y+b-2)2=25的內(nèi)部或圓上,那么的取值范圍是____.
根據(jù)指數(shù)函數(shù)的性質(zhì),可知函數(shù)f(x)=mx+1+1(m>0,m≠1)的圖像恒過(guò)定點(diǎn)(-1,2).將點(diǎn)(-1,2)代入2ax-by+14=0中,可得a+b=7.由于點(diǎn)(-1,2)始終落在所給圓的內(nèi)部或圓上,∴a2+b2≤25.由解得或這說(shuō)明點(diǎn)(a,b)在以A(3,4)和B(4,3)為端點(diǎn)的線段上運(yùn)動(dòng),∴的取值范圍是.
三、 解答題(共70分)
17. (10分)(xx·昆明調(diào)研)在△ABC中,角A,B,C的對(duì)邊分別為a,b,c,若acos2
12、+ccos2=b.
(1)求證:a,b,c成等差數(shù)列;
(2)若∠B=60°,b=4,求△ABC的面積.
(1)acos2+ccos2=a·+c·=b,
即a(1+cos C)+c(1+cos A)=3b. (2分)
由正弦定理得sin A+sin Acos C+sin C+cos Asin C=3sin B,
即sin A+sin C+sin(A+C)=3sin B,(4分)
∴sin A+sin C=2sin B,
由正弦定理得,a+c=2b,
故a,b,c成等差數(shù)列. (6分)
(2)由∠B=60°,b=4及余弦定理得42=a2+c2-2accos 60°,
13、∴(a+c)2-3ac=16, (8分)
又由(1)知a+c=2b,代入上式得4b2-3ac=16,解得ac=16,
∴△ABC的面積S=acsin B=acsin 60°=4.(10分)
18. (10分)(xx·濟(jì)南一模)已知在如圖所示的多面體中,AE⊥底面BEFC,AD∥EF∥BC,BE=AD=EF=BC,G是BC的中點(diǎn).
(1)求證:AB∥平面DEG;
(2)求證:EG⊥平面BDF.
(1)∵AD∥EF,EF∥BC,
∴AD∥BC.
∵BC=2AD,G是BC的中點(diǎn),
∴AD綊BG,
∴四邊形ADGB是平行四邊形,(2分)
∴AB∥DG.
∵AB?平面DE
14、G,DG?平面DEG,
∴AB∥平面DEG.(4分)
(2)連接GF,則四邊形ADFE是矩形,
∵DF∥AE,AE⊥底面BEFC,
∴DF⊥平面BCFE,
又EG?平面BCFE,
∴DF⊥EG.(6分)
∵EF綊BG,EF=BE,
∴四邊形BGFE為菱形,∴BF⊥EG,(8分)
又BF∩DF=F,BF?平面BFD,DF?平面BFD,
∴EG⊥平面BDF.(10分)
19. (12分)如圖所示,在三棱柱ABC-A1B1C1中,A1A⊥平面ABC,AB=2BC,AC=AA1=BC.
(1)求證:A1C⊥平面AB1C1;
(2)若D是棱CC1的中點(diǎn),在棱AB上是否存在一點(diǎn)E
15、,使得DE∥平面AB1C1?若存在,請(qǐng)確定點(diǎn)E的位置;若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
(1)∵AB=2BC,AC=BC,
∴△ABC為直角三角形且∠ACB=,
從而BC⊥AC,又AA1⊥平面ABC,
∴BC⊥AA1,(2分)
從而BC⊥平面ACC1A1,∴BC⊥A1C,B1C1⊥A1C. (4分)
∵AC=AA1,∴四邊形ACC1A1為正方形,
∴AC1⊥A1C,又B1C1∩AC1=C1,∴A1C⊥平面AB1C1.(6分)
(2)存在點(diǎn)E,且E為AB的中點(diǎn). (8分)
下面給出證明:
取BB1的中點(diǎn)F,連接DF,則DF∥B1C1,
∵AB的中點(diǎn)為E,連接EF,則EF∥A
16、B1,
∵B1C1與AB1是相交直線,∴平面DEF∥平面AB1C1.(10分)
而DE?平面DEF,∴DE∥平面AB1C1.(12分)
20. (12分)已知橢圓+=1(a>b>0)的離心率為,以橢圓上任一點(diǎn)與左、右焦點(diǎn)F1,F(xiàn)2為頂點(diǎn)的三角形的周長(zhǎng)為4(+1).
(1)求橢圓的方程;
(2)若直線l1過(guò)原點(diǎn),直線l2與直線l1相交于點(diǎn)P,||=1,且l2⊥l1,直線l2與橢圓交于A,B兩點(diǎn),問(wèn)是否存在這樣的直線l2,使·=1成立?若存在,求出直線l2的方程;若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
(1)由題意得2a+2c=4(+1),=,
∴a=2,c=2,b=2,因此所求的橢圓方程為+
17、=1.(4分)
(2)假設(shè)存在這樣的直線l2,設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),P(m,n),
則m2+n2=1,直線l1的方程為nx-my=0,
又l2⊥l1,∴過(guò)點(diǎn)P的直線l2方程為mx+ny=1.當(dāng)n=0時(shí),此時(shí)點(diǎn)P(1,0),可得A,B,或P(-1,0),A,B代入·=1檢驗(yàn)不成立;當(dāng)n≠0時(shí),將直線l2方程mx+ny=1與橢圓方程+=1聯(lián)立得,(1+m2)x2-4mx+2-8n2=0,
∴x1+x2=,x1x2=.(8分)
∵·=1,∴x1x2+y1y2+2=m(x1+x2)+n(y1+y2).
∵∴m(x1+x2)+n(y1+y2)=2.
∴x1x2+y1y2=0
18、,(10分)
∵y1y2==,
∴n2x1x2+m2x1x2+1-m(x1+x2)=0,
∴x1x2+1-m(x1+x2)=0,
∴2-8n2+1+m2-4m2=0,即-5n2=0,
∴n=0,m2=1,這與n≠0矛盾.
綜上可知,不存在這樣的直線l2,使·=1成立.(12分)
21. (12分)(xx·石家莊質(zhì)檢)已知直線l1:4x-3y+6=0和直線l2:x=-(p>0).若拋物線C:y2=2px上的點(diǎn)到直線l1和直線l2的距離之和的最小值為2.
(1)求拋物線C的方程;
(2)若以拋物線上任意一點(diǎn)M為切點(diǎn)的直線l與直線l2交于點(diǎn)N,試問(wèn)在x軸上是否存在定點(diǎn)Q,使Q點(diǎn)在以
19、MN為直徑的圓上?若存在,求出點(diǎn)Q的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
(1)當(dāng)直線l1與拋物線無(wú)公共點(diǎn)時(shí),
由定義知l2為拋物線的準(zhǔn)線,拋物線焦點(diǎn)坐標(biāo)為F.
由拋物線定義知拋物線上的點(diǎn)到直線l2的距離等于其到焦點(diǎn)F的距離.
∴拋物線上的點(diǎn)到直線l1和直線l2的距離之和的最小值為焦點(diǎn)F到直線l1的距離.
∴2=,則p=2. (2分)
當(dāng)直線l1與拋物線有公共點(diǎn)時(shí),把直線l1的方程與拋物線方程聯(lián)立消去x得關(guān)于y的方程2y2-3py+6p=0,由Δ=9p2-48p≥0,且p>0,得p≥,此時(shí)拋物線上的點(diǎn)到直線l2的最小距離為≥>2,不滿足題意.
∴拋物線的方程為y2=4x. (4分)
20、
(2)設(shè)M(x0,y0),由題意知直線l的斜率存在,設(shè)為k,且k≠0,
∴直線l的方程為y-y0=k(x-x0),代入y2=4x,消去x得ky2-4y+4y0-ky=0,
由Δ=16-4k(4y0-ky)=0,得k=, (6分)
∴直線l的方程為y-y0=(x-x0),
令x=-1,又由y=4x0得N,
設(shè)Q(x1,0),則=(x0-x1,y0),=,
由題意知·=0. (8分)
即(x0-x1)(-1-x1)+=0,把y=4x0代入上式,
得(1-x1)x0+x+x1-2=0. (10分)
∵對(duì)任意的x0等式恒成立,
∴
∴x1=1,即在x軸上存在定點(diǎn)Q(1,0
21、),使Q點(diǎn)在以MN為直徑的圓上.(12分)
22. (14分)(xx·江西七校聯(lián)考)設(shè)函數(shù)f(x)=x3+ax2+x+1,a∈R.
(1)若x=1時(shí),函數(shù)f(x)取得極值,求函數(shù)f(x)在x=-1處的切線方程;
(2)若函數(shù)f(x)在區(qū)間內(nèi)不單調(diào),求實(shí)數(shù)a的取值范圍.
(1)由已知得f ′(x)=3x2+2ax+1,f ′(1)=0,故a=-2,(2分)
∴f(x)=x3-2x2+x+1,
當(dāng)x=-1時(shí),f(-1)=-3,即切點(diǎn)坐標(biāo)為(-1,-3). (4分)
又f ′(-1)=8,∴切線方程為8x-y+5=0. (6分)
(2)f(x)在區(qū)間內(nèi)不單調(diào),即f ′(x)=0在內(nèi)有解,
令f ′(x)=3x2+2ax+1=0,則2ax=-3x2-1.
由x∈,得2a=-3x-. (8分)
令h(x)=-3x-,由h′(x)=-3+=0, (9分)
∴h(x)在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,(10分)
∴h(1)