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2025 年 1 月八省联考数学
一、单选题
1.已知集合A={-1,0,1},B={0,1,4},则A B=( )
I
A.{0} B.{1} C.{0,1} D.{-1,0,1,4}
æ πö
2.函数 f(x)=cosçx+ ÷的最小正周期是( )
è 4ø
π π
A. B. C.π D.2π
4 2
3.|2-4i|=( )
A.2 B.4 C.2 5 D.6
4.已知向量a r =(0,1),b r =(1,0),则ar×(ar-b r )=( )
A.2 B.1 C.0 D.-1
y2
5.双曲线x2- =1的渐近线方程为( )
9
A.y=±x B.y=±2x C.y=±3x D.y=±4x
6.底面直径和母线长均为2的圆锥的体积为( )
3
A. π B.π C.2π D.3π
3
3
7.在
V
ABC中,BC =8,AC =10,cosÐBAC = ,则
V
ABC的面积为( )
5
A.6 B.8 C.24 D.48
8.已知函数 f(x)=x|x-a|-2a2,若当x>2时, f(x)>0,则a的取值范围是( )
A.(-¥,1] B.[-2,1] C.[-1,2] D.[-1,+¥)
二、多选题
9.已知F(2,0)是抛物线C:y2 =2px的焦点,M是C上的点,O为坐标原点.则( )
A.p=4
B.|MF|³|OF|
C.以M为圆心且过F的圆与C的准线相切
D.当ÐOFM =120°时,△OFM 的面积为2 3
试卷第1页,共4页
{#{QQABI0aozuKQ1BbgyBY6Q2PqyAuQ8IbyJQxO1RYR60WJ/ptAHAA=}#}10.在人工神经网络中,单个神经元输入与输出的函数关系可以称为激励函数.双曲正切函
ex -e-x ex +e-x
数是一种激励函数.定义双曲正弦函数sinhx= ,双曲余弦函数coshx= ,双曲
2 2
sinhx
正切函数tanhx= .则( )
coshx
A.双曲正弦函数是增函数 B.双曲余弦函数是增函数
tanhx+tanhy
C.双曲正切函数是增函数 D.tanhx+y=
1+tanhxtanhy
11.下面四个绳结中,不能无损伤地变为图中的绳结的有( )
A. B. C. D.
三、填空题
12.已知函 f(x)=ax(a>0,a¹1),若 f(ln2)f(ln4)=8,则a= .
13.有8张卡片,分别标有数字1,2,3,4,5,6,7,8,现从这8张卡片中随机抽出3
张,则抽出的3张卡片上的数字之和与其余5张卡片上的数字之和相等的概率为 .
2
14.已知曲线C:y=x3- ,两条直线l 、l 均过坐标原点O,l 和C交于M、N两点,l 和
x 1 2 1 2
C交于P、Q两点,若三角形
V
OPM 的面积为 2,则三角形△MNQ的面积为 .
四、解答题
15.为考察某种药物A对预防疾病B的效果,进行了动物(单位:只)试验,得到如下列联
表:
疾病
药物 合计
未患病 患病
试卷第2页,共4页
{#{QQABI0aozuKQ1BbgyBY6Q2PqyAuQ8IbyJQxO1RYR60WJ/ptAHAA=}#}未服用 100 80 s
服用 150 70 220
合计 250 t 400
(1)求s,t;
(2)记未服用药物A的动物患疾病B的概率为P,给出P的估计值;
(3)根据小概率值a=0.01的独立性检验,能否认为药物A对预防疾病B有效?
nad-bc2
附:c2 = ,
a+bc+da+cb+d
P c2 ³k 0.050 0.010 0.001
k 3.841 6.635 10.828
3a
16.已知数列a 中,a =3,a = n
n 1 n+1 a +2
n
ì 1 ü
(1)证明:数列í1- ý为等比数列;
î a þ
n
(2)求a 的通项公式;
n
a
(3)令b = n+1,证明:b 2,x>2时, f(x)=x x-a -2a2 =í ,
î-x2+ax-2a2,22时, f(x)>0,故a>2不符合题意;
当02时,f(x)=x x-a -2a2 =x2-ax-2a2 =x-2ax+a>0,解得x>2a,
由于x>2时, f(x)>0,故2a≤2,解得02时, f(x)=x2 >0恒成立,符合题意;
当a<0,x>2时, f(x)=x x-a -2a2 =x2-ax-2a2 =x-2ax+a>0,解得x>-a,
答案第2页,共14页
{#{QQABI0aozuKQ1BbgyBY6Q2PqyAuQ8IbyJQxO1RYR60WJ/ptAHAA=}#}由于x>2时, f(x)>0,故-a£2,解得-2£a<0.
综上-2£a£1.
故选:B
【点睛】关键点点睛:解决本题的关键是对a分类讨论,结合因式分解方法有针对性求解
x>2时的 f x=x x-a -2a2 =x2-ax-2a2 =x-2ax+a>0的解集,从而可求解.
9.ABC
【分析】根据焦点坐标求出p=4判断A,根据抛物线定义判断B,C,应用已知联立方程
求出点的坐标计算判断三角形的面积判断D.
p
【详解】因为F(2,0)是抛物线C:y2 =2px的焦点,所以 =2,即得p=4,A选项正确;
2
设Mx ,y 在y2 =8x上,所以x ³0,
0 0 0
p p
所以 MF =x + ³ = OF ,B选项正确;
0 2 2
因为以M为圆心且过F的圆半径为 MF =x +2等于M与C的准线的距离,所以以M为圆
0
心且过F的圆与C的准线相切,C选项正确;
当ÐOFM =120°时,x >2,
0
y
0 =tan60°= 3,且y2 =8x ,y >0,
x -2 0 0 0
0
4 3
所以 3y2-8y -16 3=0,y =4 3或y =- 舍
0 0 0 0 3
1
所以△OFM 的面积为S = OF ´ y =4 3,D选项错误.
VOFM 2 0
故选:ABC.
10.ACD
【分析】对A、B:借助导数求导后即可得;对C:借助双曲正弦函数与双曲余弦函数将双
曲正切函数化简后,结合指数函数性质即可得;对D:借助双曲正弦函数与双曲余弦函数,
分别将等式左右两边化简即可得.
答案第3页,共14页
{#{QQABI0aozuKQ1BbgyBY6Q2PqyAuQ8IbyJQxO1RYR60WJ/ptAHAA=}#}ex -e-x
【详解】对A:令 fx=sinhx= ,
2
ex+e-x
则 f¢x= >0恒成立,故双曲正弦函数是增函数,故A正确;
2
ex +e-x
对B:令gx=coshx= ,
2
则g¢x=
ex -e-x
,由A知,g¢x为增函数,又g¢0=
e0-e0
=0,
2 2
故当xÎ-¥,0时,g¢x<0,当xÎ0,+¥时,g¢x>0,
故gx在-¥,0上单调递减,在0,+¥上单调递增,故B错误;
ex-e-x
sinhx 2 ex-e-x e2x-1 2
对C:tanhx= = = = =1- ,
coshx ex+e-x ex+e-x e2x+1 e2x+1
2
由y=e2x+1在R上单调递增,且y=e2x+1>1,
2
故tanhx=1- 是增函数,故C正确;
e2x+1
e2x-1 e2x+2y -1
对D:由C知tanhx= ,则tanhx+y= ,
e2x+1 e2x+2y +1
e2x-1 e2y -1
tanhx+tanhy e2x+1 + e2y +1 e2x-1 e2y +1 + e2y -1 e2x+1
= =
1+tanhxtanhy e2x-1 e2y -1 e2x+1 e2y +1 + e2x-1 e2y -1
1+ ×
e2x+1 e2y +1
e2x+2y +e2x-e2y -1+e2x+2y -e2x+e2y -1 2e2x+2y -2 e2x+2y -1
= = = ,
e2x+2y +e2x+e2y +1+e2x+2y -e2x-e2y +1 2e2x+2y +2 e2x+2y +1
tanhx+tanhy
故tanhx+y= ,故D正确.
1+tanhxtanhy
故选:ACD.
11.ABD
【分析】对A,原图中的圆环无法解开,对BC转化为三叶结问题即可;对D通过绳数即可
判断.
【详解】对于A选项:原图中的圆环不可解开,则无法无损变为一个圆,\无法得到A选
项;
对于D选项:为三个圆,不是一根绳,\无法得到D选项;
对于B,C选项:根据左手三叶结和右手三叶结不能无损转换,而BC情形为三叶结变体,
则BC至少有一个无法无损伤得到,
两者为手性,即镜像(即只能在镜子中相互重叠),再通过考场身边道具(如鞋带,头发)
答案第4页,共14页
{#{QQABI0aozuKQ1BbgyBY6Q2PqyAuQ8IbyJQxO1RYR60WJ/ptAHAA=}#}进行实验可知:可以得到C选项,无法得到B选项.
故选:ABD.
12.e
【分析】根据条件,利用指数和对数的运算求得答案.
【详解】由 f ln2 f ln4=8,可得aln2×aln4 =8,
即aln2+ln4 =a3ln2 =8,也即 aln23 =23,
Q
a>0且a¹1,\aln2 =2,
两边取对数得:ln2×lna=ln2,解得a=e.
故答案为:e.
3
13.
56
【分析】先写出基本事件总数C3,再求出所有卡片上的数字之和,得到抽出的3张卡片上
8
的数字之和应为18,列举出和为18的3张卡片即可求解.
8´7´6
【详解】从8张卡片中随机抽出3张,则样本空间中总的样本点数为C3 = =56,
8 3´2
因为1+2+3+4+5+6+7+8=36,
所以要使抽出的3张卡片上的数字之和与其余5张卡片上的数字之和相等,
则抽出的3张卡片上的数字之和应为18,
则抽出的3张卡片上的数字的组合有8,7,3或8,6,4或7,6,5共3种,
所以符合抽出的3张卡片上的数字之和为18的样本点个数共3个,
3
所以抽出的3张卡片上的数字之和与其余5张卡片上的数字之和相等的概率为 .
56
3
故答案为: .
56
14.2 2
【分析】根据对称性,结合图象来求得正确答案.
2
【详解】由于x,y和-x,-y都符合y= x3- ,x¹0,
x
答案第5页,共14页
{#{QQABI0aozuKQ1BbgyBY6Q2PqyAuQ8IbyJQxO1RYR60WJ/ptAHAA=}#}2
所以曲线C的图象关于原点对称,当x>0时,函数y=x3- 单调递增,
x
由此画出曲线C的大致图象如下图所示,
两条直线l 、l 均过坐标原点O,所以M、N两点关于原点对称,P、Q两点关于原点对称,
1 2
根据对称性,不妨设M,N,P,Q位置如图,
可知OP = OQ,OM = ON ,ÐPOM =ÐQON,
所以△OPM @△OQN,所以S =S = 2 ,
△OQN △OPM
而 OQM 和△OQN 等底等高,面积相同,所以S = 2,
V △OQM
所以S =2 2.
△MNQ
故答案为:2 2
【点睛】方法点睛:利用曲线对称性:充分利用曲线关于原点对称的性质,确定点的对称关
系,这是解决本题的基础.通过对称关系,能够推导出相关线段和三角形之间的等量关系,
为后续的面积计算提供依据.
15.(1)s=180,t =150
4
(2)
9
(3)能认为药物A对预防疾病B有效
【分析】(1)根据列联表求和即可;
(2)用频率估计概率,计算即可;
(3)根据公式计算c2,然后根据临界值表分析判断即可.
【详解】(1)由列联表知s=100+80=180,t =80+70=150;
(2)由列联表知,未服用药物A的动物有s=180(只),
未服用药物A且患疾病B的动物有80(只),
答案第6页,共14页
{#{QQABI0aozuKQ1BbgyBY6Q2PqyAuQ8IbyJQxO1RYR60WJ/ptAHAA=}#}80 4
所以未服用药物A的动物患疾病B的频率为 = ,
180 9
4
所以未服用药物A的动物患疾病B的概率的估计值为P= ;
9
(3)零假设为H :药物A对预防疾病B无效,
0
400100´70-150´802
2000
由列联表得到c2 = = »6.734>6.635,
180´220´250´150 297
根据小概率值a=0.01的独立性检验,推断H 不成立,
0
即认为药物A对预防疾病B有效,该推断犯错误的概率不超过0.01,
所以根据小概率值a=0.01的独立性检验,能认为药物A对预防疾病B有效.
16.(1)证明见解析;
3n
(2)a = ;
n 3n-2n
(3)证明见解析.
【分析】(1)根据题设条件化简,结合等比数列的定义即可证明;
ì 1 ü
(2)由(1)求得数列í1- ý的通项公式,再求a 即得;
î a þ n
n
a
(3)将(2)中得到的a 的通项代入b = n+1求得b ,化简后利用数列的单调性即可得证.
n n a n
n
3a 1 a +2 2 1 1
【详解】(1)由a = n 得 = n = × + ,
n+1 a +2 a 3a 3 a 3
n n+1 n n
1 2 2 1 2æ 1 ö
则1- = - × = ç1- ÷,
a 3 3 a 3è a ø
n+1 n n
ì 1 ü 1 2 2
所以数列í1- ý是首项为1- = ,公比为 的等比数列.
î a n þ a 1 3 3
1 2 æ2ö n-1 æ2ö n
(2)由(1)得1- = ´ç ÷ =ç ÷ ,
a 3 è3ø è3ø
n
1 3n
a = =
解得: n æ2ö n 3n-2n .
1-ç ÷
è3ø
答案第7页,共14页
{#{QQABI0aozuKQ1BbgyBY6Q2PqyAuQ8IbyJQxO1RYR60WJ/ptAHAA=}#}æ3ö n æ3ö n
(3)b = a n+1 = 3n+1 × 3n-2n = 3· 3n-2n = 3·ç è2 ÷ ø -3 = 3·ç è2 ÷ ø -2-1 =1- æ3 1 ö n .
n a 3n+1-2n+1 3n 3n+1-2n+1 æ3ö n æ3ö n 3×ç ÷ -2
n 3·ç ÷ -2 3·ç ÷ -2 è2ø
è2ø è2ø
令 f n=3× æ ç 3ö ÷ n -2,nÎ1,+¥,
è2ø
因为 f n=3× æ ç 3ö ÷ n -2在nÎ1,+¥上单调递增,则 f n³ f 1=3´ 3 -2= 5 >0
è2ø 2 2
ì ü
ï ï
ï 1 ï
所以数列í ý在nÎN*上单调递减,从而数列b 在nÎN*上单调递增,且b <1,
ï æ3ö n ï n n
3×ç ÷ -2
ï î è2ø ï þ
故得b 1
【分析】(1)由切线斜率为2,结合导数知识可得切线过点1,-3,然后可得切线方程;
(2)由x=1是 f(x)的极小值点,可得a=b+1,然后据此讨论 f(x)的单调性,分析得 f(x)在
x=1时的极值情况,从而得解.
2
【详解】(1)当a=1,b=-2时, f(x)=lnx- -x,其中x>0,
x
1 2 x-x2+2 x-x2+2
则 f¢(x)= + -1= ,令 f¢(x)=2Þ =2,
x x2 x2 x2
化简得3x2-x-2=x-13x+2=0,解得x=1(负值舍去),
又此时 f(1)=-3,则切线方程过点1,-3,结合切线方程斜率为2,
则切线方程为y+3=2x-1,即2x-y-5=0.
a b -x2+ax-b
(2)由题可得 f(x)定义域为0,+¥, f¢(x)= - -1= ,
x x2 x2
因x=1是 f(x)的极小值点,则 f¢(1)=-1+a-b=0Þa=b+1,
-x2+b+1x-b x-1x-b
则 f¢(x)= =- ,
x2 x2
若b£0,令 f¢(x)>0ÞxÎ0,1,令 f¢x<0ÞxÎ1,+¥,
答案第8页,共14页
{#{QQABI0aozuKQ1BbgyBY6Q2PqyAuQ8IbyJQxO1RYR60WJ/ptAHAA=}#}则 f(x)在0,1上单调递增,在1,+¥上单调递减,
得x=1是 f(x)的极大值点,不满足题意;
若00ÞxÎb,1,令 f¢x<0ÞxÎ0,b
U
1,+¥,
则 f(x)在b,1上单调递增,在0,b,1,+¥上单调递减,
得x=1是 f(x)的极大值点,不满足题意;
x-12
若b=1,则 f¢(x)=- <0, f(x)在0,+¥上单调递减,无极值,不满足题意;
x2
若b>1,令 f¢(x)>0ÞxÎ1,b,令 f¢x<0ÞxÎ0,1
U
b,+¥,
则 f(x)在1,b上单调递增,在0,1,b,+¥上单调递减,
得x=1是 f(x)的极小值点,满足题意;
综上,x=1是 f(x)的极小值点时,b>1.
x2 y2
18.(1) + =1
4 3
(2)证明见解析
(3)点M 的轨迹是圆,该圆的方程为x-12+y2 =16
1
【分析】(1)根据椭圆焦点坐标得c=1,离心率为 ,得a=2,从而求出b,得出椭圆方程;
2
(2)写出中垂线方程,联立椭圆方程,判别式等于零,即可证明恰一个公共点;
(3)解法一:利用设直线方程联立椭圆方程的方法,根据判别式等于0,即可求解.
解法二:利用椭圆定义和线段垂直平分线的性质结合光学性质,得到 MF =4,从而得到
2
点M 的轨迹和轨迹方程.
【详解】(1)因为椭圆左、右焦点分别为𝐹 (−1,0),𝐹 (1,0),所以c=1,又因为椭圆C的
1 2
1
离心率为 ,
2
x2 y2
得a=2,\b2 =3,所以椭圆方程为 + =1.
4 3
(2)由M 1,4,𝐹 (−1,0)得直线M F斜率为k =2,中点坐标为(0,2),
0 1 0 1
1
所以线段FM 的垂直平分线方程为y = - x + 2,
1 0 2
联立垂直平分线方程和椭圆方程
答案第9页,共14页
{#{QQABI0aozuKQ1BbgyBY6Q2PqyAuQ8IbyJQxO1RYR60WJ/ptAHAA=}#}ìx2 y2
ï + =1
ï 4 3 3
í 得x2-2x+1=0,𝑥=1,y=
1 2
ï
y=- x+2
ïî 2
D=4-4=0,所以直线与椭圆相切,
Q
æ 3ö
线段FM 的垂直平分线与C恰有一个公共点ç1, ÷;
1 0 è 2ø
(3)解法一:设Mx ,y ,
0 0
x -1
当y =0时,FM 的垂直平分线方程为x= 0 ,
0 1 2
x -1
此时 0 =±2,x =5或-3;
2 0
x +1æ x -1ö y x +1 x2+y2-1
当y ¹0时,FM 的垂直平分线方程为y=- 0 ç x- 0 ÷+ 0 =- 0 x+ 0 0 ,
0 1 y è 2 ø 2 y 2y
0 0 0
ì x +1 x2+y2-1
ïy=- 0 x+ 0 0
联立í y 2y ,
0 0
ï
î3x2+4y2 =12
é x2+y2-1 2 x +1 x2+y2-1 x +12ù
得3x2+4ê 0 0 - 0 0 0 x+ 0 ú=12,
ê 4y2 y2 y2 ú
ë 0 0 0 û
é 4x +12ù 4x +1 x2+y2-1 x2+y2-1 2
即ê3+ 0 úx2- 0 0 0 x+ 0 0 -12=0
ê
y2
ú
y2 y2
ë 0 û 0 0
因为线段FM 的垂直平分线与C恰有一个公共点,
1
16x +12 x2+y2-1 2 é 4x +12ùé x2+y2-1 2 ù
故Δ= 0 0 0 -4ê3+ 0 úê 0 0 -12ú=0,
y4 ê y2 úê y2 ú
0 ë 0 ûë 0 û
3 x2+y2-1 2 48x +12
即 0 0 -36- 0 =0,
y2 y2
0 0
则y4+ 2x2-14 y2+x4-18x2-32x -15=0,
0 0 0 0 0 0
即y4+ 2x2-14 y2+x +12x +3x -5=0,
0 0 0 0 0 0
y4+ 2x2-14 y2+ x2+2x +1 x2-2x -15 =0,
0 0 0 0 0 0 0
即 y2+x2+2x +1 y2+x2-2x -15 =0,
0 0 0 0 0 0
x2+y2+2x +1=x +12+y2 >0,\x2+y2-2x -15=0,
Q 0 0 0 0 0 0 0 0
答案第10页,共14页
{#{QQABI0aozuKQ1BbgyBY6Q2PqyAuQ8IbyJQxO1RYR60WJ/ptAHAA=}#}而5,0,-3,0也满足该式,
故点M 的轨迹是圆,该圆的方程为x2+y2-2x-15=0,即x-12+y2 =16.
解法二:设线段FM 的垂直平分线l与C恰有一个公共点为P,
1
则当点P不在长轴时,线段FM 的垂直平分线l即为点P处的切线,
1
也为ÐFPM 的角平分线,
1
作ÐFPF 的角平分线PH,根据椭圆的光学性质得PH ^l,
1 2
\ÐFPE+ÐFPH =90o,则ÐF PH +ÐEPM =90o,
1 1 2
故ÐF PF +ÐFPM =180o,
2 1 1
所以M,P,F 三点共线,所以 MF = MP + PF = PF + PF =4,
2 2 2 1 2
所以点M 的轨迹是以F 为圆心,4为半径的圆,
2
当P在椭圆长轴上时,M点为5,0或-3,0也满足 MF =4,
2
故点M 的轨迹是圆,该圆的方程为x-12+y2 =16.
【点睛】方法点睛:判断直线与椭圆公共点的个数问题的方法是:
(1)首先根据题意得到直线和椭圆方程;
(2)联立直线和椭圆方程,消元得到一元二次方程;
(3)计算D,根据D>0,D<0,D=0,判断直线与椭圆公共点的个数.
5
19.(1)(i)证明见解析;(ii)球O的半径为 ;
2
3
(2) .
3
【分析】(1)(i)由题设求证AB^AC,即可由线面垂直的判定定理得AB^平面PAC,再
答案第11页,共14页
{#{QQABI0aozuKQ1BbgyBY6Q2PqyAuQ8IbyJQxO1RYR60WJ/ptAHAA=}#}由面面垂直判定定理得证;(ii)建立以A为原点空间直角坐标系A-xyz,设球心Oa,b,c,
半径R,由AO=BO=CO=PO=R列方程组即可计算求解.
(2)过P作PG^ AC于G,在平面ABC中,过G作GM ^ AC,设ÐPGM =q,
qÎ0,π,以G为原点建立空间直角坐标系G-xyz,求平面PAC和平面PBC的一个法向
量,由空间向量夹角公式,通过换元结合二次函数的性质求解即得.
【详解】(1)在 ACD中,由AC =CD=1,ÐADC=30°得ÐCAD=ÐADC =30°,
V
所以AD=2ACcosÐDAC =2´1´cos30o = 3,且ÐBAC =ÐDAB-ÐCAD=120°-30°=90°,
即AB^AC,
(i)证明:因为AB^AC,PC ^ AB,PCÇAC =C,PC、ACÌ平面PAC,
所以AB^平面PAC,又ABÌ平面ABC,
所以平面PAC ^平面ABC;
(ii)以A为原点,AB,AC分别为x轴和y轴正方向建立如图所示空间直角坐标系A-xyz,
æ 3 3ö
则A0,0,0,B1,0,0,C0,1,0,Pç0, , ÷,设球心Oa,b,c,半径R,
ç 2 2 ÷
è ø
则AO=BO=CO=PO=R,
所以a2+b2+c2 =a-12 +b2+c2 =a2+b-12 +c2 =a2+ æ çb- 3ö ÷ 2 + æ ç ç c- 3ö ÷ ÷ 2 =R2,
è 2ø è 2 ø
1 1 3 5 5
解得a= ,b= ,c= ,R= ,所以球O的半径为 ;
2 2 2 2 2
(2)在平面PAC中,过P作PG^ AC于G,在平面ABC中,过G作GM ^ AC,
3 3
则由(1)AG= 3cos30o = ,PG= 3sin30o = ,
2 2
设ÐPGM =q,qÎ0,π,以G为原点,GM,CG分别为x轴和y轴正方向建立如图所示的空
间直角坐标系G-xyz,
答案第12页,共14页
{#{QQABI0aozuKQ1BbgyBY6Q2PqyAuQ8IbyJQxO1RYR60WJ/ptAHAA=}#}æ 3 ö æ 3 ö æ 1 ö æ 3 3 ö
则G0,0,0,Aç
è
0,-
2
,0÷
ø
,Bç
è
1,-
2
,0÷
ø
,Cç
è
0,-
2
,0÷
ø
,Pç
ç è 2
cosq,0,
2
sinq÷
÷ ø
,
uuur uuur uuur æ 3 1 3 ö
所以CA=0,-1,0,CB=1,-1,0,CP=ç cosq, , sinq÷,
ç 2 2 2 ÷
è ø
设平面PAC和平面PBC的一个法向量分别为𝑚=(𝑥 ,𝑦 ,𝑧 ),𝑛=(𝑥 ,𝑦 ,𝑧 ),
1 1 1 2 2 2
ì ïmr ^C uu A ur ì ïnr^C uu P ur
则í
ïîmr ^C uu P ur
,í
ïînr^C uu B ur
,
ìmr×C uu A ur =-y =0 ìnr×C uu B ur =x -y =0
ï 1 ï 2 2
所以í
ïmr×C uu P ur = 3 x cosq+ 1 y + 3 z sinq=0
,í
ïnr×C uu P ur = 3 x cosq+ 1 y + 3 z sinq=0
,
î 2 1 2 1 2 1 î 2 2 2 2 2 2
æ 3cosq+1ö
取x =sinq,x =1,则mr =sinq,0,-cosq,nr=ç1,1,- ÷,
1 2 ç è 3sinq ÷ ø
3cosq+1 cosq
sinq+
所以cos mr,nr = m m r r × n n r r = æ 3co 3 s s q in + q 1ö 2 = -3cos2 c q os + q 2 + 3 3 cosq+7 ,
2+ç ÷
è 3sinq ø
令t =cosq+ 3,则cosq=t- 3,由qÎ0,π得tÎ 3-1, 3+1 ,则 1 Î æ ç 3-1 , 3+1ö ÷,
t ç 2 2 ÷
è ø
t 1
cos mr,nr = =
则 -3t2+8 3t-8 8 8 3
- + -3
t2 t
1 1 3
= ³ =
æ1 3ö 2 3 3 ,
-8ç - ÷ +3
t 2
è ø
1 3 2 3 3
当且仅当 = 即t = ,cosq=- 时等号成立,
t 2 3 3
3
所以二面角A-CP-B的余弦值的最小值为 .
3
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{#{QQABI0aozuKQ1BbgyBY6Q2PqyAuQ8IbyJQxO1RYR60WJ/ptAHAA=}#}【点睛】方法点睛:求空间二面角常用方法:
(1)定义法:根据定义作出二面角的平面角;
(2)垂面法:作二面角棱的垂面,则垂面与二面角两个面的两条交线所成的角就是二面角
所成角的平面角;
(3)向量坐标法:作空间直角坐标系,求出二面角的法向量,由空间向量的夹角公式计算
即可;
(4)射影面积法:求出斜面面积和它在有关平面的射影的面积,再由射影面积公式计算求
解.
答案第14页,共14页
{#{QQABI0aozuKQ1BbgyBY6Q2PqyAuQ8IbyJQxO1RYR60WJ/ptAHAA=}#}