点评: 本题考查了直线与抛物线相交相切问题、弦长公式、三角形的面积计算公式、函数的导数求解切线方程、二次函数的单调性,考查了推理能力与计算能力.
三、解答题:解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤. 17.已知直线两直线l1:xcosα+y﹣1=0;l2:y=xsin(a+
),△ABC中,内角A,B,C
对边分别为a,b,c,a=2,c=4,且当a=A时,两直线恰好相互垂直;
(Ⅰ)求A值;
(Ⅱ)求b和△ABC的面积.
考点: 三角函数中的恒等变换应用;余弦定理;直线的一般式方程与直线的垂直关系. 专题: 三角函数的求值;三角函数的图像与性质;解三角形.
分析: (Ⅰ)首先利用直线垂直的充要条件求出三角函数的关系式,进一步利用三角函数关系式的恒等变换,把函数关系式变形成郑先兴函数,进一步求出角A的值.
(Ⅱ)利用上步的结论,利用余弦定理求出b的大小,进一步利用三角形的面积公式求出三角形的面积.
解答: 解:(Ⅰ)当:α=A时,直线 l1:xcosα+分别为:k1=﹣2cosA,所以:即:可得:所以:所以:即:即:
,
=
﹣1=0,l2:y=xsin(
)的斜率
,两直线相互垂直
因为:0<A<π,0<2A<2π, 所以:所以只有:所以:
,c=4,A=
,
(Ⅱ)△ABC中,内角A,B,C对边分别为a,b,c,a=2
所以:即:解得:b=2 所以△ABC的面积为
点评: 本题考查的知识要点:直线垂直的充要条件,三角函数关系式的恒等变换,正弦型函数的性质的应用,余弦定理的应用,三角形面积的应用.属于基础题型.
18.随机抽取某中学高三年级甲乙两班各10名同学,测量出他们的身高(单位:cm),获得身高数据的茎叶图如图.其中甲班有一个数据被污损.
(Ⅰ)若已知甲班同学身高平均数为170cm,求污损处的数据;
(Ⅱ)现从乙班这10名同学中随机抽取两名身高不低于173cm的同学,求身高为176cm的同学被抽中的概率.
考点: 列举法计算基本事件数及事件发生的概率;茎叶图. 专题: 概率与统计.
分析: (Ⅰ)设污损处的数据为a,根据甲班同学身高平均数为170cm,求污损处的数据; (Ⅱ)设“身高为176 cm的同学被抽中”的事件为A,列举出从乙班这10名同学中随机抽取两名身高不低于173cm的同学的基本事件个数,及事件A包含的基本事件个数,进而可得身高为176cm的同学被抽中的概率. 解答: 解:(Ⅰ)设污损处的数据, ∵甲班同学身高平均数为170cm, ∴=
(158+162+163+168+168+170+171+179+a+182)=170 …(4分)
解得a=179 所以污损处是9.…(6分)
(Ⅱ)设“身高为176 cm的同学被抽中”的事件为A, 从乙班10名同学中抽取两名身高不低于173 cm的同学有:{181,173},{181,176},{181,178},{181,179},{179,173},{179,176},{179,178},{178,173},{178,176},{176,173}共10个基本事件,…(8分)
而事件A含有4个基本事件,…(10分) ∴P(A)=
=…(12分)
点评: 本题考查的知识点是茎叶图,列举出计算基本事件及事件发生的概率,难度不大,属于基础题.
19.如图,四边形ABCD是梯形,四边形CDEF是矩形,且平面ABCD⊥平面CDEF,∠BAD=∠CDA=90°,AB=AD=DE=CD=2,M是线段AE上的动点.
(Ⅰ)试确定点M的位置,使AC∥平面MDF,并说明理由;
(Ⅱ)在(Ⅰ)的条件下,求平面MDF将几何体ADE﹣BCF分成的两部分的体积之比.
考点: 直线与平面平行的判定;棱柱、棱锥、棱台的体积;直线与平面垂直的判定. 专题: 空间位置关系与距离.
分析: (Ⅰ)首先,根据所给图形,得到当M是线段AE的中点时,AC∥平面MDF.然后,根据线面平行的判定定理进行证明即可;
(Ⅱ)利用补图法,将几何体ADE﹣BCF补成三棱柱ADE﹣B′CF,然后,借助于柱体和椎体的体积公式进行求解即可. 解答: 解析:(Ⅰ)当M是线段AE的中点时,AC∥平面MDF.证明如下: 连结CE,交DF于N,连结MN,
由于M、N分别是AE、CE的中点,所以MN∥AC,
由于MN?平面MDF,又AC?平面MDF, 所以AC∥平面MDF.
(Ⅱ)如图,将几何体ADE﹣BCF补成三棱柱ADE﹣B′CF, 三棱柱ADE﹣B′CF的体积为
,
则几何体ADE﹣BCF的体积
BB'C
VADE﹣BCF=V三棱柱ADE﹣BCF﹣VF﹣
.
,
(答1:4,4,4:1均可).
=
三棱锥F﹣DEM的体积V三棱锥M﹣DEF=故两部分的体积之比为
点评: 本题综合考查了线面平行的判定定理、柱体和椎体的体积公式等知识,属于中档题,在解题中,如果求解不规则几何体的体积时,一般用割补法进行运算和求解,这就是转化思想在解题中的应用.
20.已知两点F1(﹣1,0)及F2(1,0),点P在以F1、F2为焦点的椭圆C上,且|PF1|、|F1F2|、|PF2|构成等差数列. (1)求椭圆C的方程;
(2)如图,动直线l:y=kx+m与椭圆C有且仅有一个公共点,点M,N是直线l上的两点,且F1M⊥l,F2N⊥l.求四边形F1MNF2面积S的最大值.
考点: 直线与圆锥曲线的综合问题;数列与解析几何的综合;椭圆的简单性质. 专题: 圆锥曲线中的最值与范围问题. 分析: (1)依题意,设椭圆C的方程为
2
2
2
,c=1.再利用|PF1|、|F1F2|、|PF2|构
成等差数列,即可得到a,利用b=a﹣c得到a即可得到椭圆的方程;
22
(2)将直线l的方程y=kx+m代入椭圆C的方程3x+4y=12中,得到关于x的一元二次方程,由直线l与椭圆C仅有一个公共点知,△=0,即可得到m,k的关系式,利用点到直线的距离公式即可得到d1=|F1M|,d2=|F2N|.
法一:当k≠0时,设直线l的倾斜角为θ,则|d1﹣d2|=|MN|×|tanθ|,即可得到四边形F1MNF2面积S的表达式,利用基本不等式的性质即可得出S的最大值; 法二:利用d1及d2表示出
及d1d2,进而得到
,再利用二次函数的单调性即可得出其最
大值.
解答: 解:(1)依题意,设椭圆C的方程为
.
∵|PF1|、|F1F2|、|PF2|构成等差数列,∴2a=|PF1|+|PF2|=2|F1F2|=4,a=2. 又∵c=1,∴b=3.∴椭圆C的方程为
2
.
(2)将直线l的方程y=kx+m代入椭圆C的方程3x+4y=12中,得(4k+3)x+8kmx+4m﹣12=0.
由直线l与椭圆C仅有一个公共点知,△=64km﹣4(4k+3)(4m﹣12)=0,
22
化简得:m=4k+3. 设
,
,
22
2
2
22222
法一:当k≠0时,设直线l的倾斜角为θ, 则|d1﹣d2|=|MN|×|tanθ|, ∴
,
=,
∵m=4k+3,∴当k≠0时,当k=0时,四边形F1MNF2是矩形,所以四边形F1MNF2面积S的最大值为法二:∵
22
,
. .
,.
,
.
∴=.
四边形F1MNF2的面积=,
=.
当且仅当k=0时,,故
.
.
所以四边形F1MNF2的面积S的最大值为