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高中数学必做100题—必修2
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,说明:《必修2》部分共精选12题~“◎”表示教材精选~“?”表示《精讲精练.必修2》精选,
21. 圆锥底面半径为1 cm,高为cm,其中有一个内接正方体,求这个内接正方体的棱长. (?P 例3) 3解:过圆锥的顶点S和正方体底面的一条对角线CD作圆锥的截面,得圆锥S 的轴截面SEF,正方体对角面CDDC,如图所示. …………………2分 11
设正方体棱长为x,则CC=x,CD 。,2x111
,2作SOEF于O,则SO,OE=1,……………………………….5分 ,D C xx1(2/2),CCEC11,,ECCEOS~, ? ,即………..10分 ,?,11SOEO2
F E 22 O D C11? , 即内接正方体棱长为cm……………………….12分 xcm,()22
A 2 D 2. 如图(单位:cm),求图中阴影部分绕AB旋转一周所形成的几何体的表面积和体积. (?P 例2) 154 解:由题意知, 所求旋转体的表面积由三部分组成:
圆台下底面、侧面和一半球面. ……………………………………….3分
S=8π , S=35π ,S=25π. 半球圆台侧圆台底C B 5 故所求几何体的表面积为68π ………………………………………..7分
A 2 1D 2222由,………9分 ,,,,,,,,,,,,,,,,()()]4V[225552圆台3
41163…………………………………………….11分 ,,,,,,V2半球4 323
161403所以,旋转体的体积为……12分 ,,,,,,,(VVcm52)圆台半球33C B 5
3cm4cm5cm3. 直角三角形三边长分别是、、,绕三边旋转一周分别形
成三个几何体. 想象并说出三个几何体的结构,画出它们的三视图,求出它们的表面积和体积. (◎P 3610)
解:以绕5cm边旋转为例,其直观图、正视图与侧视图、俯视图依次分别为:
…………………………………………………………………………………………………………..2分
112842其表面是两个扇形的表面,所以其表面积为;-----------------3分 ,,,,,,,,Scm2(34)()255
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高中数学必做100题?必修2
1124823体积为。………………………………………………….4分 ,,,,,,Vcm()5()355
23同理可求得当绕3cm边旋转时,。…………………….8分 Scm,36(),,Vcm,16(),
23得当绕4cm边旋转时,。……………………………….12分 Scm,24(),,Vcm,12(),
(图形略)
CFCG24. 已知空间四边形ABCD中,E、H分别是AB、AD的中点,F、G分别是BC、CD上的点,且. ,,CBCD3求证:(1)EFGH四点共面;(2)三条直线EFGHAC交于一点. (?P 例3) 、、、、、21证明:(1) 在?ABD和?CBD中,
A 1? E、H分别是AB和CD的中点, ? EHBD…………….3分 //2E H D CFCG22又 ? , ? FGBD. //,,G 3CBCD3B F C ? EH?FG. 分
所以,E、F、G、H四点共面.--------------------------------------------7分
(2)由(1)可知,EH?FG ,且EHFG,即直线EF,GH是梯形的两腰, ,
所以它们的延长线必相交于一点P. ……………………………9分
? AC是EF和GH分别所在平面ABC和平面ADC的交线,而点P是上述两平面的公共点,
,? 由公理3知PAC. ………………………11分
所以,三条直线EF、GH、AC交于一点……..12分
,,ABC,,DEF,,5. 如图,??,直线与分别交,,于点和点,b,,,,a
ABDE,求证:. (◎P B3) 63BCEF
,BGEG,,证明:连结,交于,连…………3分 GAF
ABAG,,//则由得……………………7分 ,.BCGF
AGDE,,,,// 由得………………..10分 GFEF
ABDE所以………………………..12分 ,.BCEF
6. 如图,在正方体ABCD-ABCD中. (◎P B2) 111179
求证:(1)BD?平面ACB; (2)BD与平面ACB的交点设为H,则点H是?ACB的垂心. 11111111
BDBDAC,DD,ABCD证明:(1)连,,又面, 11111111111
DD,ACAC,DDBACBD,所以,面,因此。 1111111111
BDAB, 同理可证,所以BD?平面ACB。……6分 11111
AHBHCH,,ABBBCB,, (2)连,由,得 1111111
AHBHCH,,,ABC ,因此点为的外心。 H1111
,ABC,ABC又为正三角形,所以是的中心, H1111
,ABC也是的重心。………….…………………. 12分 11
PABCD,ABAC,ABCD7.(06年北京卷)如图,在底面为平行四边形的四棱锥中,,平面,PA,且,点是的中点. PAAB,EPD
(1)求证:ACPB,; (2)求证:PB//平面AEC;(3)求二面角EACB,,的大小. (?P 9) 38
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解:(1)? PA?平面 ABCD,
?AB 是 PB 在平面 ABCD 上的射影.
,又?AB?AC,AC平面ABCD, ?AC?PB. ……4分
(2)连接BD,与 AC 相交于 O,连接 EO.
?ABCD 是平行四边形, ?O 是 BD 的中点
又 E 是 PD 的中点,?EO?PB.
,又 PB平面 AEC,EO平面 AEC, ,
?PB?平面 AEC……………………………..8分
ACPB,,,,EOAC(3) ,PBEO//,
FGAB//,取AD的中点F,的中点,连,则 BCGFG,,FGAC,ABAC,,
所以,EOG是所求二面角的平面角,且,EOF与对应相等。 ,PBA
00,,PBA45,,,EOG135易知由图可知,为所求。……………12分
C(3,0)A(1,1),B(2,2)8. 已知,,,求点D的坐标,使直线CD?AB,且CB?AD((◎P 8) 90解:设点D的坐标为(x,y),由已知得,直线AB的斜率K,,,……………2分. ,,
yy,1直线,,的斜率K,, 直线,,的斜率K,,,, 直线,,的斜率K,。 ,,,,,,x,3x,1
……………………………………………………………………………8分
y,,,,31,x,0,,x,3,由CD?AB,且CB?AD,得,………11分 ,,yy,,11,,,,2,x,1,
所以点,的坐标是(,,,)……………………………………..12分
P(2,3)9. 求过点,并且在两轴上的截距相等的直线方程. (◎P 9) 100解:因为直线,经过点,(,,,),且在,轴,,轴上的截距相等,所以
320xy,,(,)当直线过原点时,它的方程为;……………………………5分 l
xy23(,)当直线不过原点时,设它的方程为由已知得, ,,1,,,,,15aaaaa
xy,,,50所以,直线l的方程为。……………………………………….11分
320xy,,xy,,,50综上,直线l的方程为,或者。……………..12分
10. 三角形的三个顶点是A(4,0)、B(6,7)、C(0,3). (◎P B1) 101(1)求BC边上的高所在直线的方程; (2)求BC边上的中线所在直线的方程; (3)求BC边的垂直平分线的方程(
22A(4,0)解:(,)所以,,边上的高所在直线l的斜率为又l过点,所以直线l的方程为 k,k,,,,BCl33
3yx,,,(4),32120xy,,,即;……………………………..4分 2
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yx,,04(3,5)(,)BC中点坐标为,所以所在直线的方程为即5200xy,,,。..8分 EAE,,5034,,
332190xy,,,(3)易知即为所求。…………………………………….12分 yx,,,,5(3)2
B(3,4)A(1,2)11. 在x轴上求一点,使以点、和点P为顶点的三角形的面积为10. (◎P B5) P110
yx,,21解:依设,,直线AB的方程是。……….3分 AB,22,,,,,xy104231,,
1在中,设AB边上的高为,则,…………..7分 h,PAB,,,,221052hh2
x,1x,1Px(,0),则P到AB的距离为,所以,…………….10分 设,5222
x,9,解得或。……………………………….11分 x,,11
(9,0)(11,0),,或。……. 12分 所以,所求点的坐标是
lxy:220,,,P(3,0)12. 过点有一条直线l,它夹在两条直线与1
lxy:30,,,之间的线段恰被点P平分,求直线l的方程. (◎P B8) 1152
ll,P(3,0)解:如图,设直线夹在直线之间的部分是AB,且,,被平分。 l12
xx,,6,12(,),(,)xyxy设点,,,的坐标分别是,则有,………4分 ,1122yy,,0,12
220xy,,,,11ll,又,,,两点分别在直线上,所以。…………..8分 ,12xy,,,3022,
11161116(,)由上述四个式子得,即,点坐标是,……….11分 xy,,,113333
8240xy,,,所以由两点式的,,即的方程为。………………….12分 l
C2,8)(,A(5,1)B(7,3),13. ,ABC的三个顶点的坐标分别是、、;,求它的外接圆的方程. (◎P 例2) 119
222解:设所求圆的方程为,…………….2分 ()()xaybr,,,,
222,(5)(1),,,,abr,a,2,,222则依设有。……………11分 (7)(3)3,,,,,,,,abrb,,
,,2222(2)(8)25,,,,,,abrr,,
22所以,为所求。……………………….12分 (2)(3)25xy,,,,
2214. 已知线段AB的端点B的坐标是(4,3),端点A在圆上运动,求线段AB的中点轨迹方(1)4xy,,,
程. (◎P 例5) 122
22解:圆的圆心为P(-1,0),半径长为2,………….4分 (1)4xy,,,
线段AB中点为M(x, y). ……………………………………5分
,,1403,33y 取PB中点N,其坐标为(,),即N(,)…….7分分 2222
B(4,3) ? M、N为AB、PB的中点, N 1M(x,y) ? MN?PA且MN=PA=1. ……………………………….9分 2P x ? 动点M的轨迹为以N为圆心,半径长为1的圆. A
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3322所求轨迹方程为:……………..12分 ()()1xy,,,,22
22M(3,3),,15. 过点的直线l被圆所截得的弦长为,求直线l方程. (◎P 例2) 45xyy,,,,4210127
2222(0,2),解:由,所以圆心坐标为,半径。……..3分 r,5xyyxy,,,,,,,,4210(2)25
45225()5,, 因为直线被圆所截得的弦长是,所以弦心距为,……………….5分 l452
ykx,,,3(3)M(3,3),,kxyk,,,,330因为直线过点,所以可设所求直线的方程为,即。….7分 ll
233,,k1 依设得。………………………………………………………..10分 ,,,,,5,2kk1222k,1
所以,所求直线有两条,它们分别为
1yx,,,32(3)xy,,,290230xy,,, 或。即或。………………………..12分 yx,,,,3(3)2
2222xy,,,4016. 求圆心在直线上,并且经过圆与圆的交点的圆的xyx,,,,640xyy,,,,6280方程. (◎P 4) 132
22,xyxx,,,,,,,6401.6,,AB(1,3),(6,2),,,,所以, 解法一:设两圆交点为,,,,由方程组,,,22y,,3,2xyy,,,,6280,,,
崩离析 …………5分
1,x,,xy,,,30,17,2(,),xy,,,30,因此,,的中垂线方程为。由,所求圆心,的坐标是。 ,,22xy,,,407,,y,,,2,
…………9分
89, ……………………10分 CA,2
17892222所以,所求圆的方程为即…………12…………5分 xyxy,,,,,7320.()(),xy,,,,222
2222解法二:设过圆与圆交点的圆的方程为 xyx,,,,640xyy,,,,6280
2222,………………………………………………………4分 xyx,,,,64,(628)0xyy,,,,
22即………………………………………………….6分 (1)(1)664280.,,,,,,,,,,,,xyxy
33,(,),,其圆心坐标是,…………………………………………………………………….8分 11,,,,
33,xy,,,40因为圆心在上,所以,解得,,,7。………………10分 ,,,,,()40,,11,,
222222所以,所求的圆的方程为,即。 xyx,,,64,,,,,7(628)0xyyxyxy,,,,,7320.
………………………………….12分
答案整理:周志明
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