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教材习题答案
第六章 平面向量 模为 的相等向量有 对 其中与A→M同向
1 18 (
及其应用 的共有 对 与A→M反向的也有 对 与→AD同
6 , 6 ,
向的共有 对 与→AD反向的也有 对 模为
3 , 3 );
6.1 平面向量的概念 的相等向量有 对 模为 的相等向量有
2 4 ; 2 图
对. 1
2
6.1.1 向量的实际背景与概念 当a b共线时 作图如图 所示 显然 a
, , 2 , -( +
6.2 平面向量的运算 b a b.
6.1.2 向量的几何表示 )=- -
6.2.1 向量的加法运算
6.1.3 相等向量与共线向量
练习
练习
1.解析
1.解析 悬挂物受到的拉力 摩擦力 加速度. (1) 图
, , 2
2.解析 图 中的有向线段表示一个竖直向
① 6.2.3 向量的数乘运算
下 大小为 的力 图 中的有向线段表
、 18N , ② 练习
示一个水平向左 大小为 的力.
、 28N (2) 1.解析 如图.
图
②
(3) 2.答案 5 ;- 2
图 7 7
① 3.解析 b a. b 7 a.
(1) =2 (2) =-
3.解析 →AB →CD . →EF →GH 4
| |=2,| |=25,| |=3,| |
(4) b 1 a. b 8 a.
=2 2 . (3) =- 2 (4) = 9
4.解析 终点M N的位置相同. 练习
(1) 、
(2)
由题意可知
,
当O→M与O→N同向时
,
如图
1
. 1.解析
(1)
因为a
=-
b
,
所以a
,
b共线.
因为b a 所以a b共线.
2.解析 当a与b共线且方向相反时. (2) =-2 , ,
2.解析 原式 a b.
图 3.答案 c f f g (1) =3 -2
1 (1) (2) (3) (4)
4.答案 原式 11a 1 b.
(1)✕ (2)√ (3)✕ (2) =- +
∵ | O→M |=2| O→N |=1,∴ | M→N |= 2 1 , 5.解析 如图 , 设→AD表示小船的速度 , →AB表示 (3) 原式 =2 y 1 a 2 . 3
向量M→N与O→N的方向相反. 河水的速度
,
以→AD
、
→AB为邻边作平行四边形 3.解析
∵
a与b是共线向量
,
当O→M与O→N反向时 , 如图 2 . ABCD , 则→AC就是小船实际航行的速度. 即 ∴ 存 e 在实 ke 数λ λ , 使 e b = e λa . ,
{
2 1+
λ
2= ( 1-2 2)
图 2 ∴ 2 k = = -2 , λ , ∴ k =-4 .
O→M O→N M→N 3 6.2.4 向量的数量积
∵ | |=2| |=1,∴ | |= , 由已知条件可得
2
练习
向量M→N与O→N的方向相同.
→AC ° 15 3
◆习题6.1 | |=15cos30 = , 1.解析 p q p q 1 .
2 · =| || |cos60°=8×6× =24
复习巩固 2
1.解析 如图. ∴
小船实际航行速度的大小为15 3
km/h,
2.解析 a
·
b
=|
a
||
b
|cos
θ
=|
→AB
||
→AC
|cos
A.
方向与河水的速度间的夹角为 ° 2 . 当a · b <0 时 ,cos A <0, A为钝角 ,△ ABC为
90 钝角三角形
;
6.2.2 向量的减法运算 当a b 时 A A为直角 ABC为
· =0 ,cos =0, ,△
练习
直角三角形.
1.解析 3.解析 当θ =45° 时 , 向量a在向量e上的投
影向量为 a °e 2e e
| |cos45 =6× =3 2 ;
2
当θ 时 向量a在向量e上的投影向量
=90° ,
为 a e 0
| |cos90° = ;
当θ 时 向量a在向量e上的投影向量
2.解析 与a相等的向量有→CO →QP→SR =135° , ( )
, , ;
为 a °e 2 e e.
与b相等的向量有P→M D→O | |cos135 =6× - =-3 2
, ; 2
与c相等的向量有→DC →RQ→ST. 练习
综合运用 , , 2.答案 →DB →CA→AC →AD→BA 1.解析 设向量a与b的夹角为θ 向量b与c
; ; ; ; ,
3.答案 (1)✕ (2)√ (3)✕ (4)✕ 3.解析 当a , b其中有一个为0时 ,-( a + b )= 的夹角为α.
(5)√ (6)√ 理由略. - a - b显然成立 ; a b a b θ π
拓广探索 当a , b不共线时 , 作图如图 1 所示 , 显然 - a - (1)∵ · =| || |cos =1×2×cos 6 =
4.解析 相等的向量共有 对. b O→B′ →OB a b a b c c.
24 = =- =-( + ); 3,∴( · ) = 3
2 49
6.解析 如图. 所以四边形ABCD为平行四边形.
b c b c α 2 (1)
(2)∵ · =| || |cos =2×3×
2
=3 2, 又
|
→AB
|=|
→AD
|,
a b c a. 所以四边形ABCD为菱形.
∴ ( · )=3 2
2.证明 a b与a b垂直
∵ - +2 , 14.解析 如图 →AE 1 b →BC b a →DE
a b a b , = , = - , =
∴( - )·( +2 )=0, 4
即 | a | 2 + a · b -2| b | 2 =0 . 1 b a →DB 3 a →EC 3 b D→N 1 b
( - ), = , = , = (
又 ∵ | a |= 2,| b |=1, 不一定能构成三角形.结合向量加法的 4 4 4 8
∴ a · b =0,∴ a ⊥ b. ( 三 2 角 ) 形法则知 当三个非零向量的和为零向 - a ), →AN = 1 A→M = 1 ( a + b ) .
3.证明 证法一 a b 2 a b 2 , 4 8
:( + ) -( - ) 量 且这三个向量不共线时 表示这三个向
a b a b a b a b , ,
=( + + - )·( + - + ) 量的有向线段一定能构成三角形.本题不一
a b a b.
=2 ·2 =4 · 定能构成三角形.
证法二 a b 2 a b 2 a2 a b b2
:( + ) -( - ) =( +2 · + )- 7.解析 如图.
a2 a b b2 a b. (1)
( -2 · + )=4 ·
◆习题6.2
复习巩固
1. 即 解 向 析 东 走 (1) 向东 . 走 10 km, 再向东走 10km, 15.证明 ∵ →EF = →EA + →AB + →BF ,
20km →EF →ED →DC →CF
向东走 再向西走 即向东走 当a b成垂直的位置关系时 a b = + + ,
(2) 10km, 5km, (2) 、 ,| + |=
5km . | a - b | . ∴2 →EF =( →EA + →ED )+ →AB + →DC +( →BF + →CF ) .
向东走 再向北走 即向东 8.解析 a b. a b c. 又 E F分别为AD BC的中点
(3) 10 km, 10 km, (1)-2 -2 (2)10 -22 +10 ∵ 、 、 ,
北走 . →EA →ED 0 →BF →CF 0
10 2 km a 1 b. x y b. ∴ + = , + = ,
(4) 向西走 5 km, 再向南走 5 km, 即向西南 (3)3 + 2 (4)2( - ) ∴2 →EF = →AB + →DC ,
走 5 2 km . 9.证明 因为M→N = →AN - A→M , 即→AB + →DC =2 →EF.
(5) 向西走 5km, 再向北走 10km, 再向西走 →AN = 1→AC , A→M = 1→AB , 16.解析 如图 , 丙地在甲地的北偏东 45 °方
即向西北走 . 3 3 向 距甲地 .
5km, 10 2 km , 1400km
(6) 向南走 5km, 再向东走 10km, 再向南走 所以M→N = 1→AC - 1→AB = 1 ( →AC - →AB )
即向东南走 . 3 3 3
5km, 10 2 km
2.解析 飞机飞行的路程为 两次位移 1→BC.
700km; =
的合成是向北偏西约 °方向飞行 . 3
53 500km 10.答案 a b
3.解析 如图 设→AD表示船垂直于对岸的速 (1)5;1 (2)| |=| |
, 11.解析 a b a b 2 a 2 a
(1) · =-6 3,( + ) =| | +2
度 →AB表示水流的速度 以AD AB为邻边作
▱ , ABCD , 则→AC就是船实 , 际航 、 行的速度 , 在 · b + a | b | b 2 =25- a 1 2 2 3 a ,| a b + b b | 2 = 25-12 3 . 17.解析 (1) →AB + →BC + →CA = 0.
∴ Rt△ | →A A C B | C = 中 , 4 | 2 →A + B 16 | 2 = = 4, 4 | →B 1 C 7 | , =16, 12. ( 证 | a 2 明 - ) b | | + = 设 | a = a 与 2 -2 b a 的 · +2 夹 b + · 角 b2 为 + = θ. = 35 . 23, ( ( 3 2 ) ) → A AB 1 →A + 2 →B + C A + 2 →A →C 3 D + + A →D 3 →A A 4 = + 0 … . + A n-1 →A n+ A n→A 1= 0.
tan∠ C
C
A
A
B
B
=4, . (1) 当 λ =0 时 , 等式显然成立.
证明
:
原式
=
A
1
→A
3+
A
3
→A
4+…+
A
n-1
→A
n+
A n→A
1
方 ∴ 故船 ∠ 向 实 与 际 水 ≈ 流 航 7 速 行 6° 度 的 间 速 的 度 夹 大 角 小 约 为 为 4 76 ° 1 . 7 km/h, ( 为 ( 2 λ ) a θ 当 , ) 则 · λ b > = 0 | 时 λa , | λ | a b | 与 cos b θ , = a λ 与 | a λ | b | b 的 |c 夹 os 角 θ , 都 18.解 = = A A 析 1 1 → → A A 4 n + + ( … A 2 n→ a A + - 1 A = 3 n- b 0 1 →A ) . n · + A ( n→ 2 A a 1 + b )=4 a2 -4 a · b -
λ
(
a
·
b
)=
λ
|
a
||
b
|cos
θ
, 3
b2
=61,
于是可得a
·
b
=-6,
a λb a λb θ λ a b θ a b
·( )= | || |cos = | || |cos , 所以 θ · 1 所以θ °.
所以 λa b λ a b a λb . cos = a b =- , =120
( )· = ( · )= ·( ) | || | 2
(3) 当λ <0 时 , λa与b , a与λb的夹角都 19.解析 ∵ | a + b | 2 = a2 + b2 +2 a · b =64+100+
为 ° θ 则
4.解析 (1) 0. (2) →AB. (3) →BA. (4) 0. ( λa 18 ) 0 · - b = , | λa || b |cos(180 ° - θ )=-| λ || a | 160cos θ =256,∴cos θ = 4 2 0 3 ,∴ θ ≈55 °.
0. →CB. 0. b θ 20.证明 a b a c a b a c 0 a
(5) (6) (7) ·| |cos , · = · ⇔ · - · = ⇔ ·
5.证明 如图所示 在平行四边形ABCD中 λ a b λ a b θ λ a b b c 0 a b c .
, , ( · )= | || |cos =-| || || |· ( - )= ⇔ ⊥( - )
θ 拓广探索
cos ,
· a · | b ( λ |c b o ) s = θ , | a || λb |cos(180 ° - θ )=-| λ || a | 21.A 点 由 BC 2 →A 为 O 外 = 接 →AB 圆 + → 的 AC 直 , 得 径 点O为BC的中
所以 λa b λ a b a λb . ,∴ ,
设→AB
=
a
,
→AD
=
b
,
综合运用 ( )· = ( · )= ·( ) ∴
又
∠ B
→O
AC
A
=90
→A
°
B
, OA = OB
A
=
B
O
O
C
为
.
等边三角形.
13.解析 四边形ABCD为平行四边形 证 ∵ | |=| |,∴△
(1)
→AO
=
1
(
a
+
b
),
→OB
=
1
(
a
-
b
)
.
明略.
(1) ,
B →AB 1 →BC
2 2 ∴ =60°,| |= | |,
四边形ABCD为梯形. 2
因为→AO →OB →AB 所以 1 a b 1 a b a. (2) 向量→BA在向量→BC上的投影向量为 →AB
+ = , ( + )+ ( - )= ∴ | |
2 2 证明如下 因为→AD 1→BC
: = , →BC
(2) →AO = 2 1 ( a + b ), →OB = 2 1 ( a - b ), 所以AD ∥ BC , 且AD ≠ 3 BC , ·cos60° | →BC | = 4 1→BC.
所以四边形ABCD为梯形.
因为→AO - →OB = →AD , 所以 1 ( a + b )- 1 ( a - b ) 四边形ABCD为菱形.
22.解析 O→D
=
→OA
+
→AD
=
→OA
+
→BC
=
→OA
+
→OC
-
→OB.
2 2 (3)
b. 证明如下 因为→AB →DC
= : = ,
所以AB DC 且AB DC
∥ , = ,
2 50
教材习题答案
23.解析
→EF 1→AB 1 a. 当→AP 1→PB时 →OP →OA →AP 2→OA 1 →OB
∴ = = = , = + = +
(1) 2 2 2 3 3
CD与EF垂直. ( ) ( )
(2) 2×2+6 2×3-3 10
= , = ,1 ,
证明 a b a b b b 1 3 3 3
: · =| || |cos60°=2| || |× = ( )
2 即点P的坐标为 10 .
b 2 ,1
| | , ( ) 3
(2) 四边形ABCD为平行四边形.
→CD
·
→EF
= 4
1 a
-
b
·
1
2
a
= 8
1
|
a
|
2
- 2
1 a 当→AP
=2
→PB时
,
→OP
=
→OA
+
→AP
= 3
1→OA
+ 3
2 →OB
( ) ( )
证明 :∵ →OA + →OC = →OB + O→D , · b = 1 | b | 2 - 1 | b | 2 =0, = 2+2×6 , 3+2×(-3) = 14 ,-1 ,
∴ →OA - →OB = O→D - →OC , →CD 2 →EF 即C 2 D与EF垂直. 3 3 ( ) 3
∴ ⊥ , 即点P的坐标为 14 .
→BA →CD ,-1
∴ = , 6.3.2 平面向量的正交 3
四边形ABCD为平行四边形. 综上 点P是线段AB的三等分点时 坐标为
∴ , ,
分解及坐标表示 ( ) ( )
24.解析 →AB · →AC的值只与弦 AB 的长度有 10 ,1 或 14 ,-1 .
关 , 与圆的半径无关. 6.3.3 平面向量加、减运算 3 3
如图
,
取AB的中点M
,
连接CM
,
6.3.5 平面向量数量积
的坐标表示
则CM ⊥ AB , A→M = 1→AB. 练习 的坐标表示
2
1.解析 a b 练习
(1) + =(-2,4)+(5,2)=(3,6),
a
-
b
=(-2,4)-(5,2)=(-7,2)
. 1.解析
|
a
|=
a2
= 9+16=5,|
b
|=
b2
=
a b
(2) + =(4,3)+(-3,8)=(1,11), a b
a b . 25+4= 29, · =(-3,4)·(5,2)=
- =(4,3)-(-3,8)=(7,-5) .
a b -15+8=-7
(3) + =(2,3)+(-2,-3)=(0,0), 2.解析 a b c
a b . =(2,3), =(-2,4), =(-1,-2),
又→AB · →AC =| →AB || →AC |·cos∠ BAC , ( - 4) a = + ( b 2 = ,3 ( ) 3 - ,0 ( ) - + 2 ( , 0 - , 3 4 ) ) = = ( ( 4 3 , , 6 4 ) ), a ∴ a b · b =2×( a -2 b )+3×4=8 .
A→M a b . + =(0,7), - =(4,-1),
BAC | | - =(3,0)-(0,4)=(3,-4) a b a b .
cos∠ = | →AC | , 2.解析 (1) →AB =(3,4), →BA =(-3,-4) . ∴ b + ( c = + (- ) 3 · ,2 ( ), - )=0×4+7×(-1)=-7
所以→AB · →AC =| →AB || A→M |= 2 1 | →AB | 2. ( ( 2 3 ) ) → → A A B B = = ( ( 9 0 , ,2 - ) 1 , ) →B , → A BA = = (0 ( , - - 9 2 , ) 1 . ) . ∴ a + a b · =( ( 0 b , + 7 c ) ) , = ∴ 2 ( × a ( + - b 3 ) ) 2 + = 3 0 × 2 2 + = 7 0 2 . =49 .
3.解析 a b
6.3 平面向量基本定理 (4) →AB =(5,0), →BA =(-5,0) . ∵ =(3,2), =(5,-7),
及坐标表示 3.解析 AB ∥ CD. ∴ a · b =3×5+2×(-7)= 1,| a |= 9+4=
证明 由点A B C D b
: (0,1), (1,0), (1,2), (2, 13,| |= 25+49= 74,
6.3.1 平面向量基本定理 1),
得→AB
=(1,-1),
→CD
=(1,-1),
所以→AB
= ∴cos θ = a
a
· b
b
= 1 ,∴ θ ≈88 °.
→CD 所以AB CD. | || | 13· 74
练习 , ∥ ◆习题6.3
6.3.4 平面向量数乘运算
1.解析 →AB →CB →CA b a 复习巩固
= - = - ;
的坐标表示
→AD
=
→CD
-
→CA
= 2
1 b
-
a
; 练习
1.解析 →CD
=
→AD
-
→AC
= 3
1→AB
-
→AC
= 3
1 a
-
b
,
( )
→BE = →CE - →CB = 2 1 a - b ; 1.解 (- 析 6, -4 - )+ 2 a (0 + , 4 - b 4 = )= - ( 2 - ( 6 3 , , - 2 8 ) ) + . 4(0,-1)= →AE = →AC + →CE = →AC + 2 1 →CD = b + 2 1 1 3 a - b =
→CF a = →C 1 A + →A b F a = →CA + 2 1→AB 2. 4 解 - a 3 析 + )= 3 b ( = 由 12 4 已 , ( 5 3 知 ) , . 2 得 ) 3 + x 3 = ( - 0 1 , 2 - , 1 ∴ ) x = = ( - 1 4 2 . ,8)+(0, 2.解 6 1 析 a + 2 1 由 b F . 1=(3,4), F 2=(2,-5), F 3=(3,
= + ( - ) 得F F F
2 3.解析 →AB 1), 1+ 2+ 3=(3,4)+(2,-5)+(3,1)=
=(2,2)-(-2,-3)=(4,5), 所以作用在原点的合力F F F
=
1 a
+
1 b. →CD
=(-7,-4
.
5)-(-1,3)=(-6,-7
.
5)
. (
的
8
坐
,0
标
),
为 .
1+ 2+ 3
2 2 . (8,0)
∵4×(-75)=5×(-6)=-30, 3.解析 设向量a的终点B的坐标为 x y .
2.解析
(1)
→DE
=
→AE
-
→AD
=
1→AC
-
→AD
=
1
(
a
+ →AB与→CD共线. 由 x y 得点 B 的
(
坐
,
标
)
为
4 4 ∴ (1) (-2,1)= ( , ),
4.解析 由A B 得线段AB .
b
)-
b
= 4
1 a
- 4
3 b.
的中 点
(
坐
1
标
)
为 (3
(
,
2
2
,
)
1
.
), (4,3), (
(2
-
)
2
由
,1
(
)
1,3)=( x +1, y -5), 得点B的坐标为
→F - B 4 3 = → b A . B - →AF = →AB - 4 3→AC = a - 4 3 ( a + b )= 4 1 a 5. 坐 解 ( 坐 ( 3 2 标 析 标 ) ) 由 由 为 为 ( A A 如 ( 4 ( ( 1 , 5 图 , - - , 4 1 5 - ) , ) 4 点 . 2 . ) ) , P , B B ( 是 ( 3, 3 线 , - 6 段 6 ) ) , , A 得 得 B 线 线 的 段 段 三等 A A B B 分 的 的 点 中 中 有 点 点 4. ( ( 标 解 3 0 为 析 ) ,8 由 ( ) 1 . ( 由 , - 2 2 题 ) , . - 意 5 知 )= →AD ( x = - →B 3 C , , y 设 -7 D ) ( , x 得 , y 点 ), B的坐
→OG = →DG - D→O = 3 1 a - 2 1 ( a - b )=- 6 1 a + 2 1 b. 两种 情况 , 即 , →AP = 1→PB或→AP =2 →PB. , 则 { y x + + 2 1 = = 7 2 , ,解得 {x y = = 1 5 , .
由 得→DE →FB 2 所以点D的坐标为 .
(2) (1) = , (1,5)
DE FB DE FB. 5.解析 设A′ B′的坐标分别为 x y x
∴ = , ∥ , ( 1, 1),( 2,
3.解析
(1)
→CD
=
→AD
-
→AC
=
1→AB
-
→AC
=
1 a
-
b. y
2),
则O→A′
=(
x
1,
y
1),
O→B′
=(
x
2,
y
2)
.
∵
点E
,
F分别是AC
,
BC的
4
中点
,
4 由
所
O
以
→A
点
′
=
A
2
′
→O
的
A
坐
,
得
标
(
为
x
1,
y
1)=
.
2(1,2)=(2,4),
(2,4)
EF AB且EF 1 AB
∴ ∥ = , 由O→B′ →OB 得 x y
2 =3 , ( 2,2)=3(-1,3)=(-3,9),
2 51
所以点B′的坐标为 . 6.4 平面向量的应用
(-3,9) 1 b 1 a
- ,
所以A→′B′ . 3 2
=(-3,9)-(2,4)=(-5,5) 6.4.1 平面几何中的向量方法
6.解析 由题意得→AB
=(-2,4),
→EG
=
→EB
+
→BG
=
1→AB
+
1→AD
=
1 a
+
1 b.
2 3 2 3 练习
所以→AC = 2 1 →AB = (-1,2), →AD = 2 →AB ( ( 2) EF ⊥ ) EG ( . 证 明 : ) →EF · →EG = 1.证明 已知AB = AC.
→AE 1 →AB 又→OA 1 b - 1 a · 1 a + 1 b = 1 | b | 2 - →BA · →BC =- →AB ( →AC - →AB )=- →AB · →AC +| →AB | 2 ,
=(-4,8), =- =(1,-2), = 3 2 2 3 9
2 →CA →CB →AC →AB →AC →AB →AC →AC 2
(1,1)(
O为坐标原点
),
则→OC
=
→OA
+
→AC
=(0,
1
|
a
|
2
=
1
·
9
|
a
|
2
-
1
|
a
|
2
=0, →B
·
A →B
=
C
-
→CA
(
→C
-
B.
)=- · +| | ,
所以点C的坐标为 4 9 4 4 ∴ · = ·
3), (0,3); →EF →EG 即EF EG. →BA →BC
O→D = →OA + →AD =(-3,9), 所以点D的坐标为 12. ∴ 解析 ⊥ 由题 , 意得→O ⊥ A →AB . 又 cos B = →BA · →BC ,
=(1,2), =(3,3) | || |
(-3,9);
当t 时 →OP →OA →AB 所以点 →CA →CB
→OE →OA →AE 所以点E的坐标为 =1 , = + =(4,5), C ·
7.解 (2 析 ,
=
- 1) (
+
. 1) A
=
、 B
(
、
2
C
,-
三
1
点
),
共线.
P
当
的
t =
坐标
1
为
时 ( , 4 →O ,5 P ) = ; →OA + 1 →AB =(1,2)+
c
∴
os
cos
=
B | =
→C
c
A
o | s | C
→C
,
B
∴ |
,
B = C.
证
以 共 →A
明
点 B : A =
因
, - 所
为
4 → 以 A
→A
C
B
. A = 因 、 ( B 为 - 、 C 4 直 , 三 - 线 点 6) A 共 , B
→A
线 与
C
. = 直 ( 线 1,1 A
.
C 5) 有 , 公
所
所
(
以 2 3 , 点 3 2
2
P
)
的 = 坐
(
标 2 5 为 , ( 7 2 5
)
,
2
7 )
2.
→
解
AF
析
= →A B
解
+
法
3 1→
一
AD : ,
→DE
= 2
1→AB
-
→AD
,
P Q R三点共线. , ; ( ) ( )
(2) 、 、 2 2 →DE →AF 1→AB →AD →AB 1→AD
证明 : 因为→PQ =(1 . 5,-2), →PR =(6,-8), 所 当t =-2 时 , →OP = →OA -2 →AB =(1,2)-(6,6) ∴ · = 2 - · + 3 =
所以点P的坐标为
以→PR →PQ.因为直线PR与直线PQ有公共 =(-5,-4), (-5,-4); 1 a2 1 a2 1 a2.
=4 - =
点P , 所以P 、 Q 、 R三点共线. 当t =2 时 , →OP = →OA +2 →AB =(1,2)+(6,6)= 2 3 6
(3) E 、 F 、 G三点共线. 13.解 (7 析 ,8), 设 所 点 以点 P的 P 坐 的 标 坐 为 标为 x ( y 7, . 8 由 ) . 点P在线 EMF →DE · →AF 6 1 a2 2.
→ 证 EF 明 : 因 →E 为 G → . E 因 F 为 =( 直 -8 线 ,- E 4) F , → 与 EG 直 =( 线 -1 E , G -0 有 . 5) 公 , 所 共 以 点 段AB 的延长线上 , 且 | → ( AP , |= ) 3 | →PB |, 得 ∴cos∠ = | →DE || →AF | = 5a · 10a = 10
=8 2 2 3
E 所以E F G三点共线. 解法二 建立如图所示的直角坐标系.
8.解
,
析
、 、
ABC是直角三角形 B为直角
→AP
=
3→BP
,
:
(1)△ , , 2
图略.
即 x y 3 x y
证明
:
→BA
=(-6,-6),
→BC
=(-2,2),
( -2, -3)=
2
( -4, +3),
ì
由→BC
·
→BA
=0,
得BC
⊥
BA
,
ï ïx
-2=
3
(
x
-4), {x
B为直角 ABC为直角三角形. 所以í 2 解得 =8,
∴
(2)△
ABC是 ,△ 直角三角形
,
A为直角
,
图略.
î
ïïy
-3=
3
(
y
+3),
y =-15 .
( )
证 =0 明 , 得 : →AB AB = ⊥ (2 A 1 C , , 7 ∴ ), → A AC 为 = 直 (1 角 ,- , 3 △ ) A , B 由 C →A 为 B · 直 →A 角 C 14. 所 证 以 明 点 因 P 为 的 →A 坐 2 B 标为 (8,-1 →B 5) C . 则 ( A (0, ) 0), D (0, a ), E 1 2 a ,0 ,
三角形. =(4,-2), =(3,6), F a 1 a
, ,
ABC是直角三角形 B为直角 图略. →DC =(4,-2), 3 ( ) ( )
(3)△ , ,
证明 →BA →BC 由→BA →BC
所以→AB
=
→DC
,
→AB
·
→BC
=0
. 则→DE
=
1 a
,-
a
,
→AF
=
a
,
1 a
,
: =(-3,3), =(5,5), · = 所以以A B C D 2 3
得BA BC B为直角 ABC为直角三 (1,0), (5,-2), (8,4), (4,
0, ⊥ ,∴ ,△ 为顶点的四边形是一个矩形. →DE →AF 1 a2 1 a2 1 a2
角形. 6) · = - = ,
拓广探索 2 3 6
9.解析 设a x y 则由题意得 ( )
{ x x2 = + y y 2 = . 9, 解 =( 得 , ì í ï ï ï ïy x ) = , 6 3 5 5 5 , 或 ì í ï ï ï ïy x =- 6 3 5 5 5 , . 15. → 解 O 所 A 析 以 = ∠ 3 e O ( 1, 1 A →O ) P B 如 = = 1 图 2 2 e 0 . 2 ° , , ∠ | →O A A O | B = = 3 6 , 0 | ° →O , B |=2 . | | → → A D F E | | = = a2 + 2 1 ( a 3 1 2 a + ) ( 2 - = a ) 2 3 1 = 0a 2 5 , a ,
2 î = î =- 利用三角函数及勾股定理易得→OP .
(
5
) (
5 | |= 19
→DE →AF
1 a2
于是 a 3 5 6 5 或 a 3 5 EMF · 6
=
5
,
5
= -
5
, ∴ cos∠ =
|
→DE
||
→AF
|
=
5a 10a
=
) ·
2 3
6 5 .
-
5 2.
10. 则 解 { 析 x 2 + 设 y2 与 =1 a , 垂直的单位向量e =( x , y ), (2) 对于任意向量→OP都存在唯一一对实数 3.解 10 析 ∵ 点O是BC的中点 ,
4 ì ï ï x + x 2 y = 5 0, ì ï ïx 5 所 x , y 以 , 使 本 →O 题 P 中 = x 对 e 1 向 + y 量 e 2 坐 , 标的规定合理. ∴ 又 →AO M = O 2 1→A N B 三 + 点 2 1→ 共 AC 线 = 2 1 mA→M + 2 1 n→AN.
解得í = 5 , 或í =- 5 , 16.证明 构造向量u =( a , b ), v =( c , d ) . ∵ , , ,
î ï ïy =- 2 5 î ï ïy = 2 5. 因 的 为 夹角 u · v =| u || v |cos θ ( 其中θ为向量u , v ∴ 1 2 m + 2 1 n =1 . ∴ m + n =2 .
5 5 ), 6.4.2 向量在物理中的应用举例
( ) ( )
∴ e = 5 ,- 2 5 或e = - 5 , 2 5 . 所以ac + bd = a2 + b2 · c2 + d2 ·cos θ , 练习
综合运用 5 5 5 5 ( a ac 2 + b b 2 d ) 2 = c ( 2 a2 d + 2 b2 )·( c2 + d2 )cos 2θ ≤ 1.解析 →AB =(7,0)-(20,15)=(-13,-15),
( + )·( + ),
11.解析 →EF →AF →AE 1 →AD 1→AB
不等式中等号成立的条件是u
,
v同向或反向. W
=
F
·
→AB
=(4,-5)·(-13,-15)
(1) = - = - = .
3 2 =4×(-13)+(-5)×(-15)=23
2 52
教材习题答案
2.解析 由已知得OA = OB =4, OM =4 3 . 2.解析 由正弦定理得 C c sin A ◆习题6.4
(1) sin = a = 复习巩固
设 MOB θ 则 θ 2 3 3
∴ ∠ θ =30 ° , = ∴∠ , AO co B s =6 = 0 °. 4 = 2 , 2 3 3 × 2 3 = 1 , 1.D 由 æ è ç | → → A A B B | + | → → A A C C | ö ø ÷ · →BC =0, 知 ∠ A的平
2 2 分线与BC边垂直 所以 ABC为等腰三角
A C B . , △
∵ =120°,∴ =30°, =30°
→AB →AC
形 又 1 所以 A 1 所
∴ b = c = 2 3 3. , | →AB | · | →AC | = 2 , cos = 2 ,
以 A .
6+ 2 ∠ =60°
b C 2× 所以 ABC为等边三角形.
由正弦定理得c sin 4 △
(2) =
sin
B =
sin(45°+75°)
2.C 若
|
→OA
|=|
→OB
|=|
→OC
|,
则O为
△
ABC的
3. F 解 解 1 图 析 的 中 夹 两 ( 角 1 个 ) 为 如 直 θ 图 角 , 则 , 三 设 利 角 F 用 形 1, 三 易 F 角 2 得 的 函 | F 合 数 | 力 = 及 ( 为 勾 3 F 股 + , 1 定 F )N 与 理 , = 2× 6 2 3 + 4 2 = 3 2 3 + 6. 3. 外 心 △ 证 ; A 心 明 若 B ; C → 若 P 的 如 A →N · 图 垂 A → + P 心 →N B B C B . = 故 + 为 →P →N 选 B 圆 C · C 的 = . →P 0 直 C , 则 径 = → . P 设 N C 圆 为 · 的 → △ PA 半 A , B 径 则 C 为 的 P r 重 为
θ ° 所以 F . , ,
=30 , | 3|=( 3+1)N 3.解析 ∵cos A = 5 4 ,∴sin A = 5 3 , 则→AB · →AC =( →OB - →OA )·( →OC - →OA )= →OB ·
→OC →OA →OB →OA →OC →OA2 r2 →OA →OB
C A B A B A B 3 - · - · + =- - ·(
sin =sin( + )=sin cos +cos sin =
5 →OC r2
+ )+ =0,
1 4 3 3+4 3. →AB →AC.即直径所对的圆周角是直角.
× + × = ∴ ⊥
由 知θ ° 所以F 与F 的夹角 2 5 2 10
为 (2) ° ( . 1) =30 , 3 1 3
150 b A 3×
由正弦定理得a sin 5 6 .
6.4.3 余弦定理、正弦定理 = sin B= 3 = 5
练习 2
1.解析 a . B . C . . 3+4 3
(2) 由 余 (1 弦 ) 定 ≈ 理 10 , 得 5c c m 2 = , a ≈ 2 + 5 b 5 2 - 8 2 ° a , b c = os 81 C 9 = ° 5 2 c = b sin B C = 3× 10 = 3+4 3. 4.解析 (1) s = s B- s A=(2,10)-(4,3)=(-2,
2.解 +2 析 2 - 2× 由 5× 余 2 弦 ×c 定 os 理 π 3 的 = 推 19 论 ,∴ 得 c = 19 .
1
练
.解
习
析
sin
在 ABS
2 3
中 AB
5
. .
7 ( 投 ) 2 影 . ) 设 向 向 量 量 为O s →M 与
,
与 s A 的 s
A
夹 方 角 向 为 相同 θ , s 的 在 单 s 位 A 上 向 的 量
b2 c2 a2 2 2 2 △ , =322×05 ( )
A + - ( 2) +( 3+1) -2 . ABS . 为e 则e 4 3 .
cos = bc = = =161(nmile),∠ =115° , = ,
2 2× 2×( 3+1) 由正弦定理得 5 5
s s
2 2 ,∴ A =45° . AS = AB ×sin∠ ABS = AB ×sin∠ ABS × 2=16 . 1 则 cos θ = | s · || s A A| ,
sin(65°-20°) s s
B a2 + c2 - b2 2 2 +( 3+1) 2 -( 2) 2 . O→M s θ e · A e 13e
cos = 2 ac = 2×2×( 3+1) = S ×s 到 in 直 11 线 5° A × B 2 的 ( 距 nm 离 ile) ∴ ( = | ) |cos · = | s A| · = 5 =
2 3 ,∴ B =30°,∴ C =105° . 7 d . = 06 A ( S n ×s m in il 2 e 0 ) ° . =16 . 1×sin115°× 2×sin20°≈ 5.解 2 5 析 5 2 , 3 2 9 5 . 实际前进的速度的大小为
因为 . . (1)
3.解析 ∵sin A = 2 2 0 31 ,0°< A <90°, 所以这 7 艘 06 船 >6 可 5, 以继续沿正北方向航行. 2 2 +(2 3) 2 =4(km/h), 沿与水流方向成
°的方向前进.
由 ∴ 余 cos 弦 A 定 = 理 2 1 0 3 得 . a2 = b2 + c2 -2 bc cos A =5 2 +2 2 -2 2. ∠ 证 -( B 明 1 P 80 A ° = - 在 1 γ 8 + 0 △ β ° ) - A = B ( P α γ - - 中 β α ) . , - ∠ ∠ A A B B P P = =1 1 8 8 0 0 ° ° - - ( γ α + - β β ) , 6 ( 0 2) θ 设沿 ° 与水 2 流方向 3 成 由计 θ 算 的 器 方 计 向 算 游 得 , 则 θ
×5×2×cos A =25+4-20× 13 =16,∴ a =4 . 在 △ ABP中 , 根据正弦定理得 sin( -90 )= 2 3 = 3 , -
20 a ° γ β a γ β ° ° θ ° 沿与水流方向约成
由余弦定理的推论得 AP sin(180 - + ) sin( - ). 90 ≈35 ,∴ ≈125 ,∴
= γ α = γ α °的方向游.
练 c ∴ 习 os C C ≈ = 2 a 2 2 ° + . 2 b a 2 b - c2 = 1 2 6 × + 4 25 × - 5 4 =0 . 925, 3.解 所 析 以 山 . 在 高 si 为 △ n( A h B - = C A ) P 中 × , s ∠ in A α s B i = n C a ( = sin 1 - si 8 n α 0 ) ( s ° i γ n - - ( 7 α γ 5 ) ° - + β ) 32 . ° 6. 1 解 v 前 y 2 = 5 析 进 2 的 3 ( 速 · 1 度 ) c A o 的 ≈ s 大 ( 49 θ 小 ° - , 9 为 B 0 = ° 2 ) 2 = 4 2 ° 2 , k c m ≈ 2 / ( h 6 k . 2 m c / m h . ), 实际
1.解析 (1) a ≈18cm, b ≈15cm, C =75° . 根 =137 据 ° 余 弦 定 理 得 AC = 7. ( 解 2 析 ) A ≈36° a , B ≈40°, C b =104° . B .
由正弦定理得 A a sin B 20× 2 1 AB2 + BC2 -2 AB × BC ×cos∠ ABC (2) B ≈ ( 4 1 3 ) °, ≈ A = 3 1 8 1 c 4 m °, , a ≈ ≈ 3 3 9 5 c c m m , 或 = B 8 ≈ 0° 137°,
(2) sin = b = ≈ . 2 2 . A a .
11 = 675 +54 -2×675×54×cos137° =20°, ≈13cm
. . . . 8.解析 在 BCD中 由正弦定理 得
09091 ≈11315 △ , ,
a b B为锐角 BC ABC CD BDC s β
∵ > , , 根据正弦定理得 CAB sin∠ BC sin∠ ·sin .
A有两解 A 或A . sin∠ = AC = = CBD = α β
∴ , ≈65° ≈115° sin∠ sin( + )
当A 时 C A B 在 ABC 中 AB BC ACB
≈65° , =180°- - =85°, 54×sin137° . Rt △ , = tan ∠ =
b C . ≈03255, s θ β
c sin . 11315 tan sin .
= B≈22cm CAB . α β
sin ∴∠ =190°, sin( + )
当A 时 C ° A B CAB . . 9.解析 以气象台为坐标原点 正东方向
≈115° , =180 - - =35°, ∴75°-∠ =560° (1) ,
b C 此船应该沿北偏东 . 的方向航行 需要 为x轴正方向 建立直角坐标系 现在台风
c sin . 56 0° , , ,
= B≈13cm 航行 . . 中心B的坐标为 设t小时后台风
sin 11315nmile (-300,0),
2 53
中心移到B′ 则B′的坐标为 t 用时间最短. 同理可证b R B c R C.
, (-300+40cos45°, =2 sin , =2 sin
40 t sin45°), 即 (-300+20 2 t ,20 2 t ) . 18.证明 根据 a b 得b a sin B .
因为以台风中心为圆心 以 千米为半径 A= B, = A
, 250 sin sin sin
的圆上或圆内的点将受台风影响 , 所以S = 1 ab sin C = 1 a × a sin A B ×sin C
所以 AB′ 即 t 2 t 2 2 2 sin
| |≤250, (-300+20 2 ) +(20 2 ) B C
≤250 2 , 整理得 16 t2 -120 2 t +275≤0, = 1 a2sin si A n .
2 sin
拓广探索
解 风 故 即 得 大 影 2 . 1 响 约 0 5 0≤ 2 2 大 4 小 t - ≤ 约 5 时 8 持 . 7 后 6 ≤ 续 1 . 气 t ≤ 象 小 1 台 5 时 2 A 4 + 所 5 分 在 7 钟 , 地 . 将遭受台 14. ∴ ∴ 解 合 ∠ 析 B 速 A 由 度 C = 已 的 6 知 方 0° , 向 . 得 为 t 北 an∠ 偏 B 西 AC 60 = ° 2 . 5 2 0 50 3 = 3, 19.解 ∴ 证 B 析 明 R : = ∵ A 2 △ R ER = A , R R T E = ∽ T △ C. CRB , E为AD的中点 ,
, 6 37 v 2 2 →AR →AB →BR →AB 2→BE
| |= (2 3) +6 -2×2 3×6×cos150° = = + = +
10.解析 S 1 ab C 1 bc A 1 3
ac B
△ AB
其
C=
中
2
A B
si
C
n
分
=
别
2
为三
s
角
in
形
=
三个
2
此时
12
小
+3
货
6+
船
36
航
=
行
2
速
2
度
1
的
,
大小为 . =
→AB
+
2
(
→AE
-
→AB
)
· sin ( , , 2 21 km/h 3
角 a b c为相应对边 . 15.证明 根据余弦定理 得 ( )
综合运
,
用
, , )
( a ) 2 a
,
=
→AB
+
2 1→AD
-
→AB
m2a=
+
c2
-2× ×
c
×cos
B 3 2
11.解析 (1) 设P ( x , y ), 则→AP =( x -1, y -2) . ( a ) 2 2 a2 2 c2 b2 = 1→AB + 1→AD = 1→AC.
将→AB绕点A沿顺时针方向旋转π得到→AP = +
c2
-
a
×
c
×
+
ac
- 3 3 3
4
,
(
2
) 2
2 同理→TC
=
1→AC
,
相当于沿逆时针方向旋转 7 得到→AP 又 =
1
[
a2
+4
c2
-2(
a2
+
c2
-
b2
)] AR RT
3
TC.
π , 2 ∴ = =
4 ( ) 2 20.证明 根据余弦定理的推论
→AB
=( 2,-2
(
2), =
2
1
[2(
b2
+
c2
)-
a2
]
.
得 C
(1)
a2
+
b2
-
c2
,
于是→AP
= 2 cos
7
4 π+2 2sin
7
4 π, 所以m a= 1 2( b2 + c2 )- a2. 由同
co
角
s
三
=
角函 2
a
数
b
之间
,
的关系得
) 2 ,
7 7 . C 2C
2sin π-2 2cos π =(-1,-3) sin = 1-cos
{x 4 { 4 x (a2 + b2 - c2 ) 2
所以 -1=-1,解得 =0, = 1- ab ,
y y 2
-2=-3, =-1,
所以P . 代入S 1 ab C
(0,-1) = sin ,
2
12.解析 ∵ →AM = 2 1 ( →AC + →AB ), →BN = 2 1→AC - →AB , 同理 , m b= 2 1 2( a2 + c2 )- b2 , 得S = 1 ab 1- (a2 + b a 2 b - c2 ) 2 ,
→AB →AC →AB →AC ° 2 2
· =| || |cos60 =
(
5,
)
m
c=
1
2(
a2
+
b2
)-
c2.
1 ab 2 a2 b2 c2 2
∴
A→M
·
→BN
=
1
(
→AC
+
→AB
)·
1→AC
-
→AB
16.证明
2
根据余弦定理的推论
=
4
(2 ) -( + - )
2 2 ,
= 1 ( 1 | →AC | 2 - 1→AB · →AC -| →AB | 2 ) 得 cos A = b2 + c b 2 c - a2 , = 4 1 (2 ab + a2 + b2 - c2 )(2 ab - a2 - b2 + c2 )
2 ( 2 2 ) a2 c2 2 b2 = 1 ( a + b + c )( b + c - a )( c + a - b )( a + b - c ),①
1 25 5 . B + - 4
= × - -4 =3 cos = ac ,
2 2 2 2 p 1 a b c
所以c a B b A ∵ = ( + + ),
∵ | A→M | 2 = 1 (| →AC | 2 +2 →AC · →AB +| →AB | 2 ) ( ( a2 co c s 2 b - 2 cos b2 ) c2 a2 ) 2
4 c a + - b + - 1 b c a p a
= × ac - × bc ∴ ( + - )= - ,
1 39 2 2 2
= ×(25+2×5+4)= , (a2 c2 b2 b2 c2 a2 )
4 4 c + - + - 1 a c b p b
= c - c ( + - )= - ,
A→M 39 2 2 2
∴ | |= ,
2 = 1 (2 a2 -2 b2 )= a2 - b2 , 1 ( b + a - c )= p - c.
| →BN | 2 = 1 | →AC | 2 - →AC · →AB +| →AB | 2 = 25 -5 所以 2 所证等式成立. 代 2 入 可证得
4 4 ① ,
17.证明 只需证a R A 其中R为 ABC S p p a p b p c .
21 =2 sin , △ = ( - )( - )( - )
+4= , 外接圆的半径. 三角形的面积S与三角形内切圆半径r
4 (2)
若A为锐角 如图 所示 作直径BA′
∴ | →BN |= 2 21 , A→M →BN ① 连 A′B 接 sin A′ A C ′ , = 则 2 R A s ( i = n A A ′ , , 即 在 ① a R = t 2 △ R ) A s , i ′ n CB A ; 中 , BC = , 所 之 以 间有 r 关 S 系式S ( = p - 2 1 a × ) 2 ( p p × - r b = ) p ( r p , - c ).
MPN · 3 = p = p
cos ∠ = = =
|
A→M
||
→BN
| 39 21
× 根据三角形面积公式S 1 ah
2 2 (3) = a,
2
4 91. 图 图 图 得h 2 S 2 p p a p b p c
91 ① ② ③ a= a = a ( - )( - )( - ),
13.解析 如图 设v 与v 的夹角为θ 合速度 若A是直角 如图 所示 在 BAC
为v v 与v , 的夹 1 角为 2 α 行驶距离 , 为l 则 ② 中 可直接得a ( R ② A ), Rt△ 即h a= a 2 p ( p - a )( p - b )( p - c ) .
, 2 , , , =2 sin ;
v θ θ . 若A为钝角 如图 所示 作直径BA′
α | 1|sin 10sin l 05 ③ ( ③ ), , 同理 h 2 p p a p b p c
sin = v = v , = α = 连接A′C 则A′ A 在 BCA′中 BC , b= b ( - )( - )( - ),
| | | | sin , =π- , Rt△ , =
v l A′B A′ R A R A 即a
| | 1 . sin =2 sin(π- )= 2 sin , = h 2 p p a p b p c .
θ, v = θ R A. c= c ( - )( - )( - )
20sin | | 20sin 2 sin
所以当θ ° 即船垂直于对岸行驶时所 由 得a R A. 21.解析 方案一 需要测量的数据有 A
=90 , ①②③ =2 sin :(1) :
2 54
教材习题答案
点到M N点的俯角α β B点到M N的
, 1, 1; , →FA →DC 1 a 2 b
俯角α β A B的距离d 如图所示 . = = - ,
2, 2; , ( ) 3 3
→AB 2 a 1 b →CE a b.
= - , =- +
3 3
4.解析 →AB →AB . 综合运用
(1) =(8,-8),| |=8 2
(2) →OC =(2,-16), O→D =(-8,8) . 13.答案 (1) A (2) D (3) B (4) C
D C
→OA →OB . (5) (6)
(3) · =33 14.证明 先证a b a b a b .
5.解析 设D x y 由题意知 x y (1) ⊥ ⇒| + |=| - |
所以x ( , ) y , 所以D (-2,-1) . =( , | a + b |= ( a + b ) 2
( 第 si 2 n d 二 ) ( s α 第 in 步 1+ 一 α α 2 步 2 计 ) : ; 算 计算 AN A . M 由 .由 正 正 弦 弦 定 定 理 理 得 得 A A N M = 6. 整 解 -1 理 析 ), 得 { 由 0 μ 题 + + μ λ 意 = = = - 得 0 - 2 , 1 , ( , - 解 = 1 0 , 得 , 0) { = μ λ λ = = ( 0 - 1 , 1 ( , . - 0) 2, + 0 μ ) (1,1), = | = a - b | | | a a = | | 2 2 + + ( | | b b a | | - 2 2 b + - ) 2 2 2 a a · · b b , .
: = 7.解析 由题意得→AB →AC →BC 因为a b 所以a b
d β =(3,0), =(3,4), ⊥ , · =0,
第 sin 三 ( s β i 步 n 2- : β 2 计 1) 算 ; MN.由余弦定理得 =(0,4),cos A = | → → A A B B · || → → A A C C | = 5 3 ,cos B = 于 再 是 证 | | a a + + b b | | = =| a - | a b | | 2 ⇒ + a | b ⊥ | 2 b. =| a - b | .
MN = AM2 + AN2 -2 AM × AN cos( α 1- β 1) . →BA · →BC C →CA · →CB 4 . 由于 | a + b |= | a | 2 +2 a · b +| b | 2 ,
点 方 A点 案 的 到 二 俯 : 角 M ( , 1 α N ) 需 点 β 要 的 A 测 俯 B 量 角 的 的 α 距 数 1, 离 据 β 1 有 d ; B : 如 点 图 到 所 M 示 , N . 8.解 | →B 析 A | | →B 由 C 题 | = 意 0, 得 co ( s λ + = 1 | ) →C × A 1 | + | →C λ B × | 0 = =0 5 , 解得λ 所 于 | a 以 是 - b 由 a |= | a b + . b | a | | = 2 - | a 2 - a b · | 可 b + 得 | b a | 2 · , b =0,
第一步 2, 计 2 算 ; B , M.由正弦定 ( 理得BM ) =-1 . 所以a ⊥ b a b a b .
(2 d ) α : = 9.解析 | a + b |= ( a + b ) 2 几何意 ⊥ 义是 ⇔ 矩 | 形 + 的 | 两 =| 条 - 对 | 角线相等.
sin 1
sin( α 1+ α 2) ; = | a | 2 +2 a · b +| b | 2 (2) 先证 | a |=| b |⇒ c ⊥ d.
第 d 二步 β : 计算 BN.由正弦定理得 BN = = 3+2× 3×2×cos30 ° +4= 13, 因 c · 为 d = a ( a + b b )· 所 ( a 以 - b c )= d | a | 2 . -| b | 2 ,
sin 1 a b a b 2 a 2 a b b 2 | |=| |, · =0
β β ; | - |= ( - ) = | | -2 · +| | 所以c d.再证c d a b .
第 sin 三 ( 步 2- 1 计 ) 算 MN.由余弦定理得 MN ° . 由c ⊥ d得c d ⊥ ⇒| |=| |
: = = 3-2× 3×2×cos30 +4=1 ⊥ · =0,
22.解析 BM2 + BN 由 2 + 正 2 B 弦 M 定 × B 理 N co 得 s( β 2+ α 2) . 10. 延 解 长 析 线于 如 点 图 , H 过 . 点C作CH ⊥ AD , 交AD的 即 所 ( 以 a + a b )· b ( a . - b )= | a | 2 -| b | 2 =0,
(1) , | |=| |
几何意义是菱形的对角线互相垂直.
A C A C B C.
sin cos + 3sin sin =sin +sin
B A C 15.证明 如图 设O→D O→P O→P
∵ =π-( + ), , = 1+ 2,
又
∴ 3sin
C
A
sin
C
=cos
A
sin
C
+sin
C. 因为O→P
1+
O→P
2+
O→P
3=
0
,
∵sin ≠0,
A A
∴ 3sin -cos =1,
( )
即 A π 1 . 设CH x DH y 则
sin - = = , = ,
6 2 { 2 y 2 x2
又 0< A <π,∴ A = π. 100 2 = x2 (7 y 0 2 + ) + ,解得y =25,
3 40 = + ,
DH
S 1 bc A bc . θ 25 5
( 而 2) a ∵ 2 = b △ 2 A + B c C 2 = -2 2 bc co s s in A , = 3,∴ =4 ∴co β s A = H DC 7 = 0+ 40 25 = 8 19 , . 所以O→P 3=- O→D ,
23.解
故
析
b2
+
c
略
2
=
.
8,
解得b
=
c
=2(
负值已舍去
)
.
11.
c
解
os
析
=AC=
B
100
°
=
′
2
C
0
° ′
又
|
O→P
1|=|
O→P
2|=|
O→P
3|,
(1) ≈21 9, ≈38 51, 所以 O→D O→P P→D .
复习参考题6 c . . | |=| 1|=| 1 |
≈869cm 易得 OP P °
复习巩固 (2) B ≈41 ° 49 ′ , C ≈108 ° 11 ′ , c ≈11 . 40cm 同理 ∠ 可得 1 O 2 P =3 P 0 , °.
3 1 2 . . . 解 答 答 (
=
5
M→
析 案 案 )
A
D
- M→
如 ( ( (
B
1 1 6 图 ) )
=
) D √
- ,
B A
2
C ( (
a
与 2 2
+
) ) B B
1
√ D
b ,
交 ( ( 3 于 ) 3) D 点 ✕ M (4
,
( ) 则 4 C ) →D ✕ E
=
→BA 12.
7
( 解 或 (
A 5
3 4
向 °
析 ) ) B
,
A A
海
≈
在
≈ ≈
轮
1
C
设 1 2 3 1 8
的
8
处
° ° 海 ° 2 5 1
航 望
7 ′ 1 轮 , ′ ′
线
, B
见
, 在 B C ≈
小
≈
B
≈ 3 B
D 岛
8 4 1 6 ° 处 1
作 在
5 ° ° 8 3 4 望
垂
4
北
′ 9 , ′ ′ 见 , c
线
,
偏
≈ C c 小 ≈
段
≈
东
28 2 岛 1
5
.
A
. 0 0 4
5 D
4 在 2 6
°
°
,
c 2 c 北
如 从
m 9 m ′ . . 偏
图 小
. 东
所 岛
16. 所 同 所 解
△
以 理 以
S
析
M
∠ △ 可
N
P P 得
的
3 1 连 ∠ ∠ P P
中
1 2 接 P P P
位
1 2 3 P = A
线
1 为 2 B 6 P
,
3 等 0
,
3 = ° 由 = 边 . 3 6 0 对 三 0 ° 角 , 称 ∠ 形 性 P . 2 可 P 3 知 P 1
,
= A 6 B 0 ° 是 .
3 3 , 所以M→N →AB b a.
示. =2 =2 -2
17.解析 如图 AE AED
在 ABC中 ABC ACB , =9+6=15 km,∠ =
△ ,∠ =90°-75°=15°,∠ DE .
BAC 120°, =10km
=90°+55°=145°,∠ =180°-15°-145° 由余弦定理得AD2 AE2 DE2 AE ED
. = + -2 · ·
=20° ( )
在 ABC中 由正弦定理 得 ° 2 2 1
△ , , cos120 =15 +10 -2×15×10× - =
BC ABC 2
AC sin∠ 8×sin15°. AD .
= BAC = 475,∴ =5 19 km
sin∠ sin20°
在 ACD中 AD AC ACD
Rt△ , = sin∠ = DE 10× 3
→AD = 2 a + 2 b , →BC = 1 a + 1 b , 8×sin15° ×sin35°≈3 . 47>3, 由正弦定理得 sin A = si A n D 120° = 2 =
3 3 3 3 sin20° 5 19
所以这艘海轮不改变航向继续前进没有触
→EF →BC 1 a 1 b 19×3 . A . ° ° °.
=- =- - , 礁的危险. ≈03974,∴ ≈23°90 -23 =67
3 3 19
2 55
方 故 向 由 约 A 为 地 北 到 偏 D 东 地位 67 移 ° . 的大小为 5 19 km, | z 2 | = 2 1 - 2i = ( 2 1 ) 2 +(- 2) 2 = ∴ (2 z ) 1 结 + z 合 2= 律 z 2+ :( z 1 z . 1+ z 2)+ z 3= z 1+( z 2+ z 3) .
z z z a b a b a
3 ( 1+ 2)+ 3=[( 1+ 1i)+( 2+ 2i)]+( 3+
, b a a b b a b a
2 3i)=[( 1+ 2)+( 1+ 2)i]+( 3+ 3i)=( 1
综 ∴ 合 | 运 z 1 用 |>| z 2| . z + a 2+ z a 3) z +( b 1+ b a 2+ b 3 b )i, a b a
1+( 2+ 3)=( 1+ 1i)+[( 2+ 2i)+( 3+
6.解析
(1)
若位于第四象限
,
则有 b
3i)]=(
a
1+
b
1i)+[(
a
2+
a
3)+(
b
2+
b
3)i]=
{m2 -8 m +15>0, {m >5 或m <3, ( a 1+ a 2+ a 3)+( b 1+ b 2+ b 3)i,
5< m m 2 - < 5 7 m 或 - - 14 2 < < 0 m < ⇒ 3 . -2< m <7 ⇒ 4. ∴ 解 ( 析 z 1 + z ( 2 1 ) ) + | z z 3 1 = - z z 1 2 + | ( = z | 2 ( + 2 z 3 + ) i . )-(3-i)|=|-1+
(2)
若位于第一象限或第三象限
,
则有
(
m2
- 2i|= 5
.
拓广探索 8 m +15)·( m2 -5 m -14)>0, (2)| z 3- z 4|=|(8+5i)-(4+2i)|=|4+3i|=5 .
18.解析 略. 即
(
m
-3)(
m
-5)(
m
+2)(
m
-7)>0, 7.2.2 复数的乘、除运算
19.解析 略. 解得m 或 m 或m .
若位
>7
于直
3
线
<
y
<5
x上
<
则
-2
实部与虚部相 练习
(3) = ,
第七章 复数 等 , 必有m2 -8 m +15= m2 -5 m -14, 解得m = 1.解析 (1)-18-21i . (2)6-17i . (3)-20-15i .
2.解析 . . .
29. (1)-5(2)-2i(3)5
7.1 复数的概念 3.解析 . . . .
3 (1)i(2)-i(3)1-i(4)-1-3i
7.1.1 数系的扩充和复数的概念
7.解析
(1)
因为→OA的起点在原点
,
所以终点 4.解析
(1)
x2
=-
16
,∴
x
=±
4
i
.
坐标为向量对应的坐标 故A 而点A 9 3
, (2,1), Δ 2
练习 关于实轴的对称点是B 所以向量 (2) =1 -4×1×1=-3<0,
(2,-1),
1.解析 -2+ 3 1 i 的实部是 -2, 虚部是 1 3 ; →O (2 B ) 对 B 应 ( 的 2, 复 - 数 1 为 ) 2 关 -i 于 . 虚轴的对称点是 ◆ ∴ 习 x = 题 -1 7 ± 2 .2 3i.
的实部是 虚部是 C 故点C对应的复数为 .
2+i 2, 1; (-2,-1), -2-i 复习巩固
8.解析 满足条件 z 的点Z的集合是
2的实部是 2 虚部是 (1) | |=3 1.解析 . .
, 0; 以原点O为圆心 以 为半径的圆. (1)9-3i(2)-2+3i
2 2 , 3
的实部是 虚部是 满足条件 z 的点Z的集合是以 7 5 . . . .
- 3i 0, - 3; (2) 2≤| |<5 (3) - i(4)03+02i
的实部是 虚部是 原点为圆心 分别以 和 为半径的两个圆 6 12
0
i 的实部和虚 0, 部都是
0
1 . ; 所夹的圆环 ,
,
包括内圆 2 的边 5 界但不包括外圆 2.解析 由题意得→OA =(6,5), →OB =(-3,4),
的边界. 所以→AB →OB →OA 故→AB对应的复
2.解析 . 是实数 2 = - =(-9,-1),
2+ 7,0618,0 ; 7 i,i,5i+8, 9.解析 复数z对应的点应位于直线y =3( x > 数为 -9-i, 又因为→BA =- →AB =(9,1), 所以→BA
3-9 2i,i(1- 3), 2- 2i
是虚数
;
2
i,i, 拓
0
广
) 上
探
.
索 3.
对
解
应
析
的复数为 9+i .
.
7 (1)(-8-7i)(-3i)=-21+24i
是纯虚数.理由略. 10.解析 设z a a R .
i(1- 3) = + 3i( ∈ ) (2)(4-3i)(-5-4i)=-20-12-16i+15i=
{x y x y {x z a2 a .
3.解析 由 + =2 +3 ,得 =4, ∵ | |=2,∴ +3=4,∴ =±1, -32-i
(2) 由 { ( x x 1 + - ) y 2 - = 3 0 = y - 0, 1 得 =2 { y x y + = = 1 2 1 , . y =-2 . 11. ∴ 解 Z 2 z 析 , = Z 3 1 , + Z 在 4 3 复 略 i 或 平 . 面 z = 内 -1 指 + 出 3 复 i . 数对应的点Z 1, (3) ( 3 - +1 2 1 + 3 2 3 -1 i ) . (1+i)=- 2 1 - 2 3 - 2 1 i+ 2 3 i
7.1.2 复数的几何意义 这 4 个点在同一个圆上.证明 : 因为 | z 1|= =- 2 + 2 i
z z z 所以这 个点在同 ( )( )
练习 | 2|=| 3|=| 4|= 5, 4 3 1 1 3 1 3 .
一个圆上. (4) i- - + i =- - i
1.解析 在复平面内 点A B C D E F G H 2 2 2 2 2 2
, , , , , , , , .
对应的复数分别为 (5)(1+i)(1-i)+(-1+i)=1+i
4+3i,3-3i,-3+2i,-3- 7.2 复数的四则运算
. 4.解析 2i 2i(2+i) 4i-2 2
3i,5,-2,5i,-5i (1) = = =- +
2.解析 略. 7.2.1 复数的加、减运算 2-i (2-i)(2+i) 5 5
3.解析 略. 4 .
(1) 及其几何意义 5 i
(2)|2+i|= 5,|-2+4i|=2 5,|-2i|=2,|4|
练习 2+i (2+i)(7-4i) 18-i 18 1 .
(2) = = = - i
◆ = 习 4, 题 3 2 7. - 1 4i = 2 73. 1. ( 解 2 析 )5 -( ( 3 1 + ) 2 ( i 2 ) + = 4 2 i) - + 2i ( . 3-4i)=5 . (3) 7 ( + 2- 4 1 i i) 2 ( = 7 3 + - 4 1 4 i) i = (7 3 - 2 + 5 4 4 i i ) = 2 3 5 6 + 5 2 4 5 i 6 . 5 65
复习巩固 (3)(-3-4i)+(2+i)-(1-5i)=(-3+2-1)+ 2
. 5(4+i) 5(15+8i)(-1-2i) .
1.解析 (1) 存在 , 如 - 2+ a i( a ≠0 且a ∈ R ) . (-4+1+5)i=-2+2i (4) i(2+i) = (-1+2i)(-1-2i) =1-38i
存在 如a a R . 存在 只能
(4)(2-i)-(2+3i)+4i=(2-2+0)+(-1-3+ 综合运用
(2) , - 2i( ∈ ) (3) , 4)i=0 . 5.解析 由复数的几何意义 知A B C分别对
是 . 2.解析 略. , , ,
- 2i 应复平面内的点 因
2.解析 m 或m . m 且m . 3.证明 设z a b a b R (1,3),(0,-1),(2,1),
3. ( 解 3 析 ) m =
(
2
1
.
)
x
=0
y .
=3(
x
2)
y
≠0
.
≠3
z z 2= a a 2+ b b 2i(
1
a a
=
2, b b
1
2
+
∈
1
R R
i(
) . ,
1, 1∈ ),
→
为
DC
四
设
边
D
形
x
AB
y
CD
则
是
有
平行四边形
,
所
x
以→AB
y =
4.解 ( ( 2 3 析 ) ) 点 点 点 P P P ( ( 1 1 在 在 在 ) ) 点 第 y x = 轴 轴 二 P 1, 的 的 在 象 = 非 下 第 限 7 正 方 . 一 (2 半 象 ) 不 轴 限 = 包 上 . 4 括 , . x = 轴 -1 . z b z ( 3 1 2 1 + ) = ) z z i 交 2 , 3 = + 换 ( a a 3 律 i 1 ( + : b b z 3 1 1 , i + ) z 3 + 2 ∈ ( = a a z 2 2 ) + + z b b 1 2 . i)=( a a 1+ a a 2)+( b b 1+ 为 所以 3 , + { 5 1 2 i . - - ( y x = = , - - 4 ) 1, , ⇒ { y x ( = = - 5 3 1 , , , 故 - 点 4)= D ( 对 2- 应 , 的 1- 复 ) 数 ,
(4) ( ) 2+ 1=( 2+ 2i)+( 1+ 1i)=( 2+ 1)+( 2+
5.解析 z 2 2 b
| 1|=|3+4i|= 3 +4 =5, 1)i,
2 56
教材习题答案
6.解析 Δ 2 . ( )
(1) =4 -4×1×5=-4<0, 2)i 5π 5π .
[ ( ) ( =2 cos +isin
∴ x = -4 2 ±2i =-2±i . (2) 原式 =8 cos 4 3 π + 5 6 π +isin 4 3 π + 3 3 1 3 5π 5π.
Δ 2 ) ] ( ) (4)- + i=cos +isin
(2) =(-3) -4×2×4=-23<0, 5π 13π 13π 2 2 ( 6 6 )
∴ x = 3± 23i. 6 ( = 8 cos ) 6 ( + isin 6 ) = 2.解析 (1)3 2 cos π +isin π
4 4 4
7.解析 因为
2i-3
是关于x的方程
2
x2
+
px
+
q
8 cos
π
+isin
π
=8
3
+
1
i =4 3
(
2 2
)
.
的一个根 所以有 2 p 6 6 2 2 =3 2 + i =3+3i
=0 , 2(-3+2i) + (-3+2i) . 2 2
q 整理得 p q p . +4i ( )
故 + 有 =0 { , 2 p -24= ( 0 1 , 0-3 { + p ) = + 1 ( 2 2 , -24)i=0 (3) 原式 = 6 [cos(240°+60°)+isin(240°+ (2) 原式 =8 2 3 - 2 1 i =4 3-4i .
10-3 p + q =0 ⇒ q =26 . 2 (3) 原式 =9(-1+0)=-9 .
拓广探索 6 ( )
60°)] = (cos 300° + isin 300°) = 原式 1 3 .
8.解析
(1)
x2
+4=(
x
+2i)(
x
-2i)
.
(
2
)
(4) =6 -
2
-
2
i =-3-3 3i
a4 b4 a2 b2 a2 b2 a b a 6 1 3 6 3 2 . 3.解析 原式
(2) - =( + )( - )=( + i)( - - i = - i (1) =
b a b a b . 2 2 2 4 4 [ ( ) ( )]
i)( + )( - ) 原式 π π π π
9.解析 z x y (4) = 30[cos(18° +54° +108°) + 9 cos + +isin +
∵ | -(2+i)|=|( + i)-(2+i)|= 3 6 3 6
表 |( x 示 -2 点 )+( x y - y 1) 与 i| 点 =3,∴ 的 ( x 距 -2 离 ) 2 为 +( 定 y - 长 1) 2 =3 . i i s s i i n n ( 1 1 8 8 0 ° ° + )= 54 - ° 30 + . 108°) [ ] = 3 ( 0 (cos180° ) + =9 ( cos π 2 +isin π 2 ) =9i .
故复平 ( 面内 , ) 满足 | z ( - 2 ( ,1 2 ) +i)|=3 的点Z 3 的 , 集 2.解析 (1) 原式 =2 cos 7π - 2π + (2) 原 [ 式 = ( ) ( )]
合是以 (2,1) 为圆心 ,3 为半径的圆. ( ) ] ( 4 3 ) 2 5 cos π + π +isin π + π
10.解析 略. 7π 2π 13π 13π 2 4 2 4
isin - =2 cos +isin ( )
4 3 12 12 3π 3π
( ) =2 5 cos +isin
7.3* 复数的三角表示 6+ 2 6- 2 6+ 2 4 4
=2 - - i = - - .
4 4 2 =- 10+ 10i
7.3.1 复数的三角表示式 原式
6- 2 i . (3 [ ) ( = ) ( )]
练习 2 2π π 2π π
2 cos - +isin -
1.解析 (1)4 3 = π 4(cos 3 0 π +is 图 in 略 0) . , 图略. (2) 原式 = 2 6 [cos(150°-225°)+isin(150°- =2 ( cos 3 π +i 3 sin π ) 3 3
(2)-i=cos +isin , 3 3
2 2 6 ( )
( 3 1 ) 225°) ( ]= 2 (cos75°-is ) in75°) =2 1 + 3 i
(3)2 3+2i=4 + i 2 2
( π 2 π ) 2 图略. = 2 6 6- 4 2 - 6+ 4 2 i =1+ 原 3 式 i .
=4 cos +isin , (4) =
6 6 3- 3 3+ 3 . [ ( ) ( )]
= - i 3π π 3π π
(4)- 1 - 3 i=cos 4π +isin 4π , 图略. 4 4 ( 2 cos 2 - 6 +isin 2 - 6
2 2 3 3 原式 π ( )
2.解析 不是 (3) =2(cos 0+isin 0)÷ cos + 4π 4π
(1) , 4 =2 cos +isin
[ ( ) ( )] ) [ ( ) ( ) ] 3 3
原式 1 π π . π π π ( )
= cos - +isin - isin =2 cos - +isin - 1 3
2 4 4 4 4 4 =2 - - i
(2) 不是 , 原式 = 2 1 ( ( cos 4 3 π +isin 4 3 π ) ) . ( = 4) 2 原 - 式 2 = i . (cos270°+isin270°)÷[2(cos120° 4.解 =- 析 1- 2 3i . 原 2 式
(3) 不是 , 原式 = 1 cos π +isin π . 1 [ ( (1) ) = ( )]
2 12 12 +isin120°)]= [cos(270°-120°)+isin(270°- 2π π 2π π
是. 2 4 cos + +isin +
(4) 3 3 3 3
( ) 1 3 1 .
不是 π π 120°)]= (cos150°+isin150°)=- + i =4(cosπ+isinπ)
(5) ,2 cos +isin =1+i 2 4 4 .
3 6 ( ) =-4
( ) 3.解析 3 1
π π . 3- 3i=2 3 - i 原式 2
= 2 cos +isin 2 2 (2) = 2(cos 75° +isin 75°) ×
4 4 [ ( ) ( )] 2
( ) π π .
3.解析 3π 3π =2 3 cos - +isin - ×[cos(-45°)+isin(-45°)]
(1)6 cos +isin =6(0-i) 6 6
2 2 [ ( ) ( )] = 2(cos30°+isin30°)
. π π π π ( )
=-6i 2 3 cos - - +isin - -
(2)2 ( cos 5π +isin 5π ) =2 ( 1 - 3 i ) [ ( 6 π ) 3 ( π ) 6 ] 3 = 2 2 3 + 2 1 i
3 3 2 2 =2 3 cos - +isin -
2 2 6 2 .
=1- 3i . =-2 3i . = 2 + 2 i
7.3.2 复数乘、除运算的 ◆习题7.3 (3) 原式 =2 2[cos(300°-135 ° )+isin(300°
复习巩固
三角表示及其几何意义 -135°)]
1.解析 图略.
练习 . =2 2( ( cos165°+isin165° ) )
1.解析 原式 [ ( π π ) (1)6=6(cos ( 0+isin0) ) =2 2 - 6+ 2 + 6- 2 i
(1) = 16 cos 6 + 4 + (2)1+i= 2 2 + 2 i 4 4 .
( ) ] ( ) ( 2 2 ) =-( 3+1) ( +( 3-1)i )
isin ( π 6 + π 4 = 1 ) 6 cos 5 1 π 2 +isin 5 1 π 2 = = 2 cos π 4 + ( isin π 4 . ) ( [ 4) ( 原式 = cos 2 3 π + ) isi ] n 2 3 π ÷
6- 2 6+ 2 1 3 π π
16 + i =4( 6- 2)+4( 6+ (3)1- 3i=2 - i 2 cos +isin
4 4 2 2 3 3
2 57
[ ( ) ( )]
1 2π π 2π π 3+1 3-1. z 25 25(2-i) 5 .
= cos - +isin - = - i ∴ = = =5- i
2 ( 3 3 ) 3 3 2 ( 2 ) 7.解析 2( 解 2+ 法 i) 一 10 z 2
= 2 1 cos π 3 +isin π 3 ∴ →AC = 3+1 ,- 3-1 , z 4+3i :∵( z 1+2i) =4+3i,
= 2 1 ( 1 2 + 2 3 i ) ∴ C ( 3 2 +3 , 2 1- 2 3 ) . 2 ∴ ∴ = z z 1 = + 2 2 + i = i = 2- 3 i, + ∴ 4 = i . 2+i,
= 1 + 3 i . 10.证明 如图所示 , 向量→OA对应的复数 解法二 : 2 设 -i z = 5 a + b i 5 ( a , b ∈ R ), 则z = a - b i,
4 4 z z
几何解释略. 1=1+i= 2(cos∠1+isin∠1), ∵(1+2i) =4+3i,
综合运用 向量→OB对应的复数 ∴(1+2i)( a - b i)=4+3i, 即 ( a +2 b )+(2 a - b )i
z =4+3i,
5.解析 证明 1 2=2+i= 5(cos∠2+isin∠2), {a b {a
(1) :
cos
θ
+isin
θ= 向量→OC对应的复数 则有
a
+2
b
=4,
⇒ b
=2
.
,
θ θ 2 - =3 =1
θ cos θ -isin θ θ z 3=3+i= 10(cos∠3+isin∠3), z z 2+i (2+i) 2 3+4i
(cos θ +isin θ )(cos -isin ) z 1 z 2 z 3=10[cos(∠1+∠2+∠3)+isin(∠1+ ∴ =2+i,∴ z = 2-i = (2-i)(2+i) = 5 =
cos -isin
= 2θ 2θ ∠2+∠3)]=(1+i)(2+i)(3+i), 3 4 .
cos θ +sin θ ∴10cos(∠1+∠2+∠3)+10isin(∠1+∠2+ 5 + 5 i
=c 右 os 边. -isin ∠3 { )=10i, 8.解析 (1)i 1 =i,i 2 =-1,i 3 =-i,i 4 =1,i 5 =i,i 6
= ( ) cos(∠1+∠2+∠3)=0, =-1,i 7 =-i,i 8 =1 .
(2) z =4 cos π +isin π , ∴ sin(∠1+∠2+∠3)=1, (2)i 4 n-3 =i,i 4 n-2 =-1,i 4 n-1 =-i,i 4 n =1, n ∈ N∗.
12 12 拓广探索
[ ( ) ( )] π.
1 z = 1 cos - π +isin - π , ∴∠1+∠2+∠3= 2 9.解析 由z 1= z 2 得m +(4- m2 )i=2cos θ +( λ +
4 12 12 θ 由复数相等的定义知
3sin )i, ,
故 1 的模为 1 辐角为 π k k Z. {m θ
z , - +2 π, ∈ =2cos , 得 2θ λ θ
4 12 m2 λ θ 4-4cos = +3sin ,
4- = +3sin ,
z
=cos
π
-isin
π
,
1
z =cos
π
+isin
π
,
故 则λ
=4-4cos
2θ
-3sin
θ
=4-4(1-sin
2θ
)-
6 6 6 6 ( )
复习参考题7 θ 2θ θ 2θ 3 θ
1 的模为 辐角为π k k Z. 3sin =4sin -3sin =4 sin - sin
z 1, +2 π, ∈ 复习巩固 4
6 ( ) 2
1.答案 A B D D θ 3 9 .
z 2 π π 1 π (1) (2) (3) (4) =4 sin - -
= (1-i)=cos -isin , z =cos + 2.答案 或 . 8 16
2 4 4 4 (1)3-4i -3-4i θ R θ
∵ ∈ ,∴sin ∈[-1,1],
π 故 1 的模为 辐角为π k k Z. 1 2 . ( ) 2
isin 4 , z 1, 4 +2 π, ∈ (2) 5 - 5 i ∴ λ max=4 -1- 3 - 9 =7, λ min=- 9 .
6.证明 (1) 左边 =cos(75°+15°)+isin(75°+ (3)9+i . . 故λ的取值范围 8 是 [ 1 9 6 ] . 16
=
(
15
2
c °
)
o ) s
左
9
边
0°
=
+i
[
si
c
n
os
9
(
0
-
°
3
=
θ
i
)
=
+
右
isi
边
n(
.
-3 θ )]×
3.证 (
则
4 明 )
z =
- 4
a
+
-
设 4
b i
i
,
z = a + b i( a , b ∈ R ), 10.解析 向量→OB对应的 - 1 复 6 , 数 7 为
[cos(-2 θ )+isin(-2 θ )] =cos(-5 θ )+ ∴ z · z =( a + b i)( a - b i)= a2 + b2 , (2+i)(c ( os60°+isi ) n60°)
7. = i ( 解 i = s s 2 i i c c n n ) 析 o o ( ( s s 原 7 ( - 2 θ - 5 式 φ + θ 2 ( - 2 ) φ = i 1 θ = s ) c - ) i o n + c 5 s 原 o i ( θ 2 s s c - i φ - o n 式 5 s 3 . φ ( θ θ ) φ - - ( = ) + + i 2 = s c i i φ i s s o n c ) i i s o n n 5 ( s ( θ φ 7 θ - = θ + φ 右 + i ) ) si 2 边 n θ θ . - . 5 θ -3 θ )+ 4. { ( ∴ 解 所 8 | z i 4 4 4 = | z 析 以 b b - · 2 - - ( b = 8 2 b 8 z z a ) i = ≠ = + 设 2 i b 0 + , | 2 0 , z b 由 ) z | ⇒ 2 = 2 2 , 题 - = b { | i z 8 意 b b ( | . | i z ≠ = b 2 = | 知 ≠ = 2 ± 2 - . a 2 , 0 b 2 , , 2 + ⇒ + 且 b 4 2 b , + b = ∈ 4 - b 2 R i . - ) 8 , i 则 =( ( 4 z + - 2 b2 ) ) 2 - + = 即 ( = ( ( 3 点 2 1 + + - i) 1 2 B 3 ) ) 1 2 i 对 + . + ( 应 2 3 3 + i 的 2 1 复 ) i, 数 为 ( 1- 2 3 ) +
= i=-2i 2
8.解析 z = 3-i=2 3 - 1 i 5.解析 (1)4 x2 +9=0, 向量→OC对应的复数为
2 2
=2[cos(-30°)+isin(-30°)] . ∴ x2 =- 9 ,∴ x =± 3 i . (2+i)(c ( os120°+isin ) 120°)
逆时针方向旋转 所得的复数为 4 2
z
45°
(2)(
x
-3)(
x
-5)+2=0
可化为x2
-8
x
+17= =(2+i) -
1
+
3
i
1=2[cos(-30°+45°)+isin(-30°+45°)]
0, ( )
2
(
2
)
=2(cos15°+isin15°) Δ =(-8) 2 -4×17=-4<0, = -1- 3 + 3- 1 i,
= 6+ 2 + 6- 2 i . x 8±2i . 2 2 ( )
顺时针 2 旋转 2 所得的复数为 ∴ = 2 =4±i 即点 C 对 应 的 复 数 为 -1- 3 +
60° 综合运用 2
z ( )
= 2 2 = ( 2 c [ o c s o 9 s( 0° - - 3 i 0 s ° in -6 9 0 0 ° ° ) ) +isin(-30°-60°)] 6.解析 解法一 :∵ 1 z = z 1 +z 1 , 3- 2 1 i .
=-2i . z z 1 2
拓广探索 z 1 2 (5+10i)(3-4i) 第八章 立体几何初步
∴ =z z =
1+ 2 (5+10i)+(3-4i)
9.解析 向量→AB对应的复数为
5(1+2i)(3-4i) 5 . 8.1 基本立体图形
z 1=1+i= 2(cos45°+isin45°), = 2(4+3i) =5- 2 i 练习
向量→AC对应的复数为 解法二
:z
1
+z
1
=
1
+
1
1.解析 略.
z
2= 2[cos(45°-60°)+isin(45°-60°)] 1-2i 3+
1
4i
2
4+2
5
i
(1+2i) 3-4i 2.答案
(1)✕ (2)√
= + = , 3.答案 直五棱柱 三棱锥 四面体
= 2(cos15°-isin15°) 25 25 25 (1) (2)4; ( )
2 58
教材习题答案
4.解析 3.解析
虽然这个几何体满足题中条件 但这个几
,
何体不是棱柱.
练习 不正确.
(2)
1.解析
(1)
圆台.
(2)
圆柱.
(3)
球.
4.解析
圆锥.
(4)
2.解析 圆柱和圆锥组合而成.
(1)
正六棱柱内挖一个圆柱.
(2)
3.解析
如图几何体 满足题中条件 但不是棱台.
, ,
8.2 立体图形的直观图
综合运用
练习
5.解析
1.答案
(1)✕ (2)√ (3)√ (4)✕
2.解析 略.
练习
如图 是由两个圆锥组合而成的简单组合 1.解析
,
体.
4.解析 略. 6.解析
◆习题8.1
复习巩固
1.解析 经过顶点D的棱
:
AD D D CD.
、 1 、
经过顶点D的面
: 2.解析
平面ADD A 平面ADCB 平面D DCC .
1 1、 、 1 1
2.答案
(1)(3)(5)
3.C 7.解析 上面是一个球 下面是一个圆锥组成
,
4.解析 不是台体 因为该几何体的 侧 的几何体.
(1) , “
棱 的延长线不交于一点
” ;
也不是台体 因为不是由平行于棱
(2)(3) ,
锥和圆锥底面的平面截得的几何体.
5.解析 由圆锥和圆台组合而成的简单组
(1)
合体. 3.解析
由四棱柱和四棱锥组合而成的简单组合
(2)
体.
综合运用
6.答案
(1)√ (2)√ (3)√ (4)√
7.D 拓广探索
8.解析 剩下的几何体为五棱柱 ABFEA′ 8.解析 略.
-
DCGHD′ 截去的几何体为三棱柱 EFB′
, -
HGC′. 8.3 简单几何体
9.解析
◆习题8.2
的表面积与体积
复习巩固
8.3.1 棱柱、棱锥、棱台的
1.答案
(1)√ (2)√ (3)✕ (4)✕
2.解析 表面积和体积
练习
(1)
1.解析 S 上表面= 1 ×2× 3×6=6 3(cm 2 ),
2
S 下表面= 1 ×6×3 3×6=54 3(cm 2 ),
2
[ ]
这个几何体是从圆柱的上面挖去一个圆锥 (2) S 1
侧面 = 6 × ×(2+6)× 21 = 24 21
放到圆柱的下面. 2
拓广探索 (cm 2 ) .
10.解析 (1) 不正确. ∴ S 表= S 上表面+ S 下表面+ S 侧面=(60 3+24 21)cm 2.
2.解析 .
(1)64
三面红色的小立方体位于大立方体 个
(2) 8
2 59
顶点处
,
共
8
个
,
每个小立方体表面积为 则表面积S
=8×225 3=1800 3 cm
2. 与圆柱体积的差
,
6cm 大 2 , 立 故 方 表 体 面 每 积 条 之 棱 和 中 为 间 48 两 c 个 m 2 小 . 立方体为两 2.解析 设长方体的长 、 a 宽 bc 、 高分别为a 、 b 、 c , 即V = 3 ×12 2 ×6×10-3 . 14× ( 10 ) 2 ×10≈
(3) 则V 1 1 abc 4 2
面红色 , 共有 2×12=24( 个 ) .表面积之和为 三棱锥= 3 × 2 = 6 , 2956mm 3 =2 . 956×10 -6 m 3 ,
144cm 2. 剩余几何体的体积V = V 长方体- V 三棱锥= abc - ∴ 螺帽的个数为 5 . 8÷(2 . 956×10 -6 ×
(4) 大立方体每个面中间 4 个小立方体为一 abc 5 abc 7 . 9×10 3 )≈248 .
面红色 共有 个 .表面积之和为 = , 8.解析 以斜边所在直线为轴旋转而成的
, 4×6=24( ) 6 6 (1)
2. 所以棱锥的体积与剩下的几何体的体积之 几何体的直观图如图 .
144cm (1)
六个面均没有颜色的小立方体共有 比为 .
(5) 8 1∶ 5
个 表面积之和为 2 占有 3 的空 3.解析 当三棱柱的侧面AA B B水平放置
, 48 cm , 8 cm 1 1
间. 时 有水的部分是四棱柱形 其高即为原三
, ,
3. 8 解 V 析 棱锥 = V 1 正方 × 体 1 =1 × 2 2 5 5× 00 2 0 5× c 2 m 5 3 × , 8= 62500 cm 3 , 棱 平 柱 柱 放 与 的 置 三 高 时 棱 , , 柱 水 侧 的 面 棱 底 高 长 面 为 A 面 1 A h 积 , = 由 之 8, 已 比 设 知 为 当 条 底 件 面 , 知 A 不 B 四 妨 C水 设 棱 ( 几 2 何 ) 以 体 较 的 长 直 直 观 角 图 边 如 所 图 在 直 所 线 示 为 . 轴旋转而成的
3 2 3 3∶ 4, (2)
4. ∴ 所 则 为 证 a , 石 直 以 三 明 b , 凳 c 三 任 角 .侧 的 棱 设 意 形 棱 体 柱 两 任 直 为 积 三 意 个 三 h 个 两 侧 V 棱 . = 侧 边 面 柱 V 面 正 之 的 底 方 积 和 体 面 面 - 分 大 积 三 8 V 于 别 和 角 棱锥 第 为 大 形 = 三 a 3 于 三 h 1 边 , 2 第 边 3 b , 5 h 三 分 0 , 0 c 个 别 h c , m 侧 为 因 3. 4.解 3 放 ( 四 ( a a 置 棱 × 析 a > 8 0 时 柱 ) = , 4 , 和 圆 由 a 水 a × 三 ) 锥 于 面 h , 棱 高 两 解 P a 柱 O 为 种 2 得 的 的 状 6 h . 底 = 表 态 6 面 面 下 .即 面 积 水 当 积 体 S 底 分 1 积 面 = 别 相 π A 为 等 · BC , 3 a 2 a 所 水 ,4 以 · 平 a ( 几 略 设 b 则 V ) 3 ) ( 何 直 , ) 斜 1 . 以 体 角 ) 1 边 中 较 的 三 长 所 短 直 角 为 得 直 ( 观 形 a 几 角 c 的 图 b . 何 边 ) 两 可 2 体 所 直 类 的 在 c 角 比 体 直 边 π ( 积 线 2 a 长 2 ) 为 为 b 中 分 2 轴 所 别 旋 画 为 转 图 a 而 , 形 b 成 ( ( a 图 的 >
面的面积. + 5 = π+ 5a2 π, 1= 3 π· c · = 3 c ,
2 2 4 4
8.3.2 圆柱、圆锥、圆台、球的 体积V 1 a2 a a3 (2) 中所得几何体的体积为V 2= 1 π b2a ,
1= · π· = π, 3
表面积和体积 3 4 a 12 中所得几何体的体积为V 1 a2b.
挖去圆柱的半径r (3) 3= π
练习 = , 3
4 ab
1.解析 设圆锥的母线长为l
m,
底面半径为
则圆柱的侧面积S
a a a2 要比较V
1,
V
2,
V
3
的大小
,
只需比较
c ,
a
,
b
r 圆锥侧面展开图是一个半圆 如图所 2=2π· · = π,
m,∵ , 4 2 4 的大小.
示 , 圆柱的体积V ( a ) 2 a a3 不妨设a b c .
2=π· · = π, =4, =3, =5
4 2 32 ab
则剩下几何体的表面积为圆锥的表面积与 则 12 所以12
c = , <3<4,
圆柱的侧面积之和 剩下几何体的体积为圆 5 5
, ab
锥的体积减去圆柱的体积 即 b a
, c < < ,
a2 a2 所以V V V .
即S = π+ 5a2 π+ π 拓广探索 1< 2< 3
4 4 4
∴2π
r
=π
l
,
即l
=2
r.由S
表=π
r
(
r
+
l
)=3π
r2
=
a2
5a2
9.解析 由三视图画出它的直观图如图所示
,
= π+ π,
a a 2 4
a得r = 3π ,∴ 底面直径为 2 r =2 3π = 体积V = a3 π- a3 π= 5 a3 π .
a 12 32 96
2 3π . 5.解析 设球的半径为R 因为正方体的顶
m cm,
3π 点都在球面上 所以正方体的体对角线是球
,
2.解析 S 球=4π R2 , V 球= 3 4 π R3 , 的一条直径 , 如图所示 , 由 3 a =2 R , 得R =
4π
R2
=
4
π
R3
,
3a
cm,
所以球的体积V
=
4
π
R3
=
4
π·
3 2 3 3
3.解
∴ R
析
=3
当
时 , 体
R
积和表面
即
积
R
的数值相
时
等
体
.
积最
( 3a ) 3
=
3
π
a3
cm
3.
2 =6 cm =3 cm , 2 2 且A B C D A′B′ C′D′
大
,
最大体积V
=
4
π
R3
=36πcm
3.
A D
1
C
1=
B
1
A
1
′
=
D′ C
=
′B′
=8cm,
3 1 1= 1 1= = =4cm,
4.解析 根据长方体的体积公式可得
,
水槽的 球的直径为
4cm,
AB
=
CD
=20cm,
容积为V 水槽=80×60×55=264000cm 3 , EF = GH =10 cm, AD = BC =16 cm, EH = FG =
A A′ B B′ C C′ D D′ .
木球在水中部分的体积 V 2 4 8cm, 1 = 1 = 1 = 1 =20cm
= × π× 四棱台的ABFE面上的斜高
3 3
( ) ( )
3 2
50 = 125000 πcm 3 , 综合运用 h 1 ′ = 16-8 +2 2 =2 5(cm),
2 9 2
水槽中水的体积与木球在水中部分的体积 6.解析 S 四棱柱侧=4×40×80=12800(cm 2 ), 四棱台的BFGC面上的斜高
之和为 200000+ 125 9 000 π<264000, 四棱台的斜高 h′ = 10 2 - ( 50- 2 40 ) 2 = h 2 ′ = ( 20- 2 10 ) 2 +2 2 = 29(cm),
◆ 故 习 水 题 不会 8 从 .3 水槽中溢出. 5 3(cm), S 球=4π R2 =4π·2 2 =16π(cm 2 ),
复习巩固 S 四棱台侧=4× 40+50 ×5 3≈1559(cm 2 ), V 球= 4 π R3 = 4 π·2 3 = 32 π(cm 3 ),
2 3 3 3
1.解析 该图形为正八面体 , 每个面的面积S 1 故需要瓷砖的面积约为 12 800+ 1559= S 四棱柱侧=(8+4)×2×20=480(cm 2 ),
= 4 3 ×30 2 =225 3 cm 2 , 7.解 14 析 35 9( 一 cm 个 2 ) 六 . 角螺母的体积是六棱柱体积 S V 四 四 棱 棱 台 柱 全 = = 4 S × 四 8 棱 × 台 2 侧 0 + = S 6 上 4 底 0( 面 c + m S 3 下 ) 底 , 面
2 60
教材习题答案
3.答案 AC A′C′
10+20 8+16 (1)√ (2)✕ (3)✕ ∴ ,
=2× ×2 5+2× × 29+10×8+20× 4.答案 平行或在平面内 平 ABC A′B′C′.
2 2 (1)2 (2) (3) ∴△ ≌△
行或相交 4.解析 EFG和 BCD相似.
16=60 5+24 29+400(cm 2 ), △ △
5.解析 正方体各面所在平面将空间分成 EF BC FG CD
V 1 27 ∵ ∥ , ∥ ,
四棱台 = × ( 10 × 8 + 20 × 16 + 部分. EF AF FG
3 且 EFG BCD
∴ BC=AC=CD ∠ =∠ ,
10×8×20×16)×2= 1120 (cm 3 ) . EFG BCD.
3 ∴△ ∽△
奖杯的表面积S S S S
∴ = 球+ 四棱柱侧+ 四棱台全 8.5.2 直线与平面平行
=16π+480+60 5+24 29+400≈
练习
2
1
奖
1
杯
94
的
(c
体
m
积
),
V = V 球+ V 四棱柱+ V 四棱台
1.答案
(1)
平面CC′D′D
,
平面A′B′C′D′
平面BB′C′C 平面CC′D′D
= 32 π+640+ 1120 ≈1047(cm 3 ) . 平面ABCD与平面A 1 B 1 C 1 D 1 把空间分成三 (2) 平面BCC′B′ , 平面A′B′C′D′
∴ 奖 3 杯的表面积 3 约为 1 194 cm 2 , 体积约为 层 分 , 每 故 层 正 中 方 竖 体 直 各 的 面 四 所 个 在 平 平 面 面 将 将 空 空 间 间 分 分 成 成 9 部 2. ( 解 3 析 ) 直线BD 1∥ , 平面AEC.理由如下 :
1047cm 3. 部 , 分. 27 如图 , 连接BD交AC于点O , 连接OE ,
综合运用
8.4 空间点、直线、平面之间
6.解析 共面.
的位置关系 理由如下 设平行直线为a b 则a b.
: , , ∥
则a b共面 设为平面α.
, ,
8.4.1 平面 设c a P c b Q
∩ = , ∩ = ,
则P a a α P α
练习 ∈ ,∵ ⊂ ,∴ ∈ ,
同理Q α.
1.答案 ∈ 在 DBD 中 OE为三角形的中位线
2.D (1)✕ (2)✕ (3)√ ∴ c ⊂ α , O △ E BD 1 . , ,
3.解析 不共面的四点可以确定 个平面. ∴ a , b , c共面于α. ∴ BD ∥ 平 1 面AEC OE 平面AEC
4 7.解析 若三条直线两两平行且不共面 则一 ∵ 1⊄ , ⊂ ,
, BD 平面AEC.
共可以确定三个平面 若三条直线交于一 ∴ 1∥
; 3.答案
点 则最多可以确定三个平面. (1)✕ (2)✕ (3)✕ (4)√
, 4.证明 b c c β b β b β
8.证明 如图 ∵ ∥ , ⊂ , ⊄ ,∴ ∥ ,
, 又α β a. a b
∩ = ∴ ∥ ,
a b c.
∴ ∥ ∥
8.5.3 平面与平面平行
4.解析 A α B α. 练习
(1) ∈ ; ∉
M α M a. 1.解析 当m n时 α与β可能相
(2) ∉ ; ∈ (1)✕ ∥ ,
a α a β. AB α P AB 平面ABC 交.
(3) ⊂ ; ⊂ ∵ ∩ = , ⊂ ,
P 平面ABC. 理由略.
∴ ∈ (2)√
又P α 可能相交.
∈ , (3)✕
P在平面ABC与平面α的交线上. 理由略.
∴ (4)√
同理可证Q和R均在这条交线上 理由略.
, (5)√
8.4.2 空间点、直线、平面 所以P Q R三点共线. 2.D 不正确.以长方体为模型 如图 在平
, , A , ,
拓广探索 面ABCD内与BC平行的所有直线都与平面
之间的位置关系
9.解析 如图 把展开图还原成正方体. BCC′B′平行 但平面ABCD与平面BCC′B′是
, ,
练习 相交的.
1.答案 D D 不正确.以长方体为模型 如图 A′D′ 平
(1) (2) B , , ∥
2.解析 AB与AC相交 AC与A′C′平行 A′B
, , 面ABCD A′D′ 平面BCC′B′ 但平面ABCD
与AC异面 A′B与C′D异面. , ∥ ,
, 与平面BCC′B′相交.
3.答案
(1)✕ (2)✕ (3)✕ (4)√ 不正确.以长方体为模型 如图 A′D′ 平面
4.解析 直线a与b平行或异面.理由略. C , , ∥
BCC′B′ BC 平面A′B′C′D′ 但平面BCC′B′
◆习题8.4 , ∥ ,
与平面A′B′C′D′相交.
复习巩固 正确.故选 .
1.解析 D D
(1) 可知AB与CD EF与GH AB与GH为异面
, ,
直线.
10.解析 略.
8.5 空间直线、平面的平行
3.证明 连接B D 由已知得MN B D EF
8.5.1 直线与直线平行 B D 1 1, ∥ 1 1,
∥ 1 1,
练习 ∴ MN ∥ EF. ∵ MN ⊄ 平面BDFE , EF ⊂ 平面
(2) 1.解析 平行.理由略. BDFE ,∴ MN ∥ 平面BDFE.
2.解析 与棱 AA′平行的棱共 条 分别是 连接MF 则MF AD 四边形ADFM为平
3 , , ,∴
BB′ CC′ DD′. 行四边形 AM DF. AM 平面BDFE
, , ,∴ ∥ ∵ ⊄ ,
3.证明 AA′ BB′且AA′ BB′ DF 平面BDFE
∵ ∥ = , ⊂ ,
四边形AA′B′B为平行四边形 AM 平面BDFE.
∴ , ∴ ∥
2.答案 C B AB A′B′ 同理BC B′C′ 又MN AM M 平面AMN 平面BDFE.
(1) (2) ∴ , , ∩ = ,∴ ∥
2 61
4.解析 c α c a.理由如下 11.证明 设两条平行直线分别为a和b 其中 B′C′A′
∥ , ∥ : , ∴∠ =45°,
α β 又c β c α. a α. 直线BC与A′C′所成的角是 .
∵ ∥ , ⊂ ,∴ ∥ ∥ ∴ 45°
α β r α a r β b 过直线a作平面β 使其与平面α相交 交 AA′ BB′
∵ ∥ ,∩ = ,∩ = , , , (2)∵ ∥ ,
a b 又b c 线为c. B′BC′就是AA′与BC′所成的角
∴ ∥ , ∥ , ∴∠ ,
a c. a α a β α β c B′C′
∴ ∥ ∵ ∥ , ⊂ , ∩ = , B′BC
◆习题8.5 a c. ∴tan∠ =BB′= 3,
∴ ∥
复习巩固 又a b B′BC′
∥ , ∴∠ =60°,
1.答案 D C b c 直线AA′与BC′所成的角是 .
(1) (2) ∴ ∥ , ∴ 60°
2.答案 平行或相交 又c α b α b α. 4.证明 取AC′的中点E 连接DE 取B′B的
⊂ , ⊄ ,∴ ∥ , ,
解析 如图. 故另一条直线也平行于这个平面. 中点F 连接AF EF.
, 、
12.解析 过点P作MN AC 交VA于点M
∥ , , DE CC′ DE 1 CC′ BF CC′ BF
交VC于点N 过点M作MO VB 交AB于 ∴ ∥ , = , ∥ , =
, ∥ , 2
点O 过点N作NQ VB 交BC于点Q 连
, ∥ , , 1 CC′
接OQ 则平面MNQO即为所求 如图所示. ,
, , 2
DE BF
∴ ,
3.解析 C D CD 可过点P画一条直 四边形BDEF为平行四边形
∵ 1 1∥ ,∴ ∴ ,
线与C D 平行. BD EF.
1 1 ∴ ∥
则此线与棱CD平行. 又AB BB′
= =2,
4.证明 连接AC.
AF AE EF BD .
E F分别是AB BC的中点 ∴ = 5, = 2, = = 3
∵ 、 、 , 在 AEF中 AE2 EF2 AF2
EF AC △ , + = ,
∴ ∥ , AEF
5.证 ∴ ∵ 明 E AC F ∥ ∥ ( A A 1 ′ ′ C C ) ′ ′ ∵ , . E , F , G分别是AB , BC , CD的 13. 则 证明 M B ∥ 连 C 接 F , A ∴ F B A 交 B C= β M A 于 M F . M点 , 连接MB , CF , ∴ 又 ∴ E B ∠ E F D F ⊥ ∥ A A B C C = D ′ ′ 9 , , . 0°,
中点 FG BD. AM DE ∴ ⊥
,∴ ∥ 同理 连接ME AD ME AD
又 FG 平面EFG BD 平面EFG , , , ∥ ,∴MF=EF, 8.6.2 直线与平面垂直
∵ ⊂ , ⊄ ,
∴ BD ∥ 平面EFG. AB DE . 练习
同 可得AC 平面EFG. ∴ BC=EF
(2) (1) ∥ 1.解析 这两条直线不一定平行 它们也可以
6.解析 在直线a上任取一点O 过O作b′ 拓广探索 ,
, ∥ 相交 也可以异面.如图所示 在正方体
b 则由a与b′确定的平面α即为所求 如图. 14.证明 过a作平面γ交β于直线a′ , ,
, , , ABCD A B C D 中 E F分别是A D B C
b b′ b′ α且b α a β a a′ a′ α. - 1 1 1 1 , 、 1 1、 1 1
∵ ∥ , ⊂ ⊄ , ∵ ∥ ,∴ ∥ ,∴ ∥ 的中点 易知AE DE BF与平面ABCD所成
b α. a b异面 , 、 、
∴ ∥ ∵ , , 的角都相等 其中AE BF AE DE E DE
a′与b相交 , ∥ , ∩ = ,
∴ , 与BF异面.
α β.
∴ ∥
15.答案
(1)(2)(4)(5)
解析 平面ABB A 平面CDD C
∵ 1 1∥ 1 1,
有水的部分和无水的部分始终有两个面
7.证明 AB α AB β α β CD ∴
∵ ∥ , ⊂ , ∩ = , 平行 而其余各面都易证是平行四边形 水
AB CD 同理AB EF , (
∴ ∥ , ∥ , 面与两平行平面的交线互相平行
CD EF. ),
∴ ∥ 是正确的.
8.证明 AO A′O BO B′O AOB A′OB′ ∴(1)(2)
AO ∵ B = A′O , B′ = ,∠ =∠ , 在题图 (1) 中 , 2.证明 ∵ SD ⊥ 平面ABCD , AC ⊂ 平面ABCD ,
综 ∴ ∴ ∴ ∵ ∴ ∵ ∴ 合 A A A A 平 △ ∠ 运 B ′ ′ ′ B B B A 面 ⊂ 用 ′ ′ ′ ′ ∥ ∥ ∩ B 平 A ′ ≌ ′ A 平 B O B 面 B ′ = ′ C △ 面 . C ∠ A ′ ′ = B ∥ A A C B B B 平 , ′ C O , A , 面 , ′ , 同 B′ A 理 ⊄ B , C 平 B . ′ 面 C′ A ∥ B 平 C , 面ABC. 水 在 ∴ 因 B 的 由 C S ( 面 题 为 , E 1 1 F < 面 图 水 ) S ( 小 积 的 2 ( 2 , 3 于 ) ∴ 体 ) S 的 题 1 中 ( 积 = 正 3 图 , E ) 一 确 S F 是 ( 2 定 · 3 性 = 错 ) , F E 知 中 的 形 G F ( 的 · = . 成 4 E ) B E F 柱 是 C F · , , 体 正 而 B 的 C 确 题 , 高 的 图 . 始 (1 终 ) 是 中 3. ∴ 又 ∴ 又 ∴ 柱 解 S A A 底 析 S D C C D 面 ⊥ ⊥ ⊥ ∩ B ∵ ′ A B 平 A B D C D B 四 D ′ 面 . C . = D 棱 S A D 为 D ′ 柱 , A B 正 . . A′ 方 B′ 形 C′ , D′ - ABCD为直四棱
底面EFB的面积是定值 ,∴ ⊥
9.证明 连接EE′. ∴ , 若A′C B′D′ 则B′D′ 平面A′ACC′
⊥ , ⊥ ,
E E′分别为AD A′D′的中点 1 BE BF EBF 为定值 而 B′D′ AC
∵ , , , ∴ · ·sin∠ , ∴ ⊥ ,
四边形A′E′EA为平行四边形 2 又B′D′ BD
∴ , EBF为 ° ∥ ,
A′A E′E. ∠ 90 , BD AC.
∴ BE BF为定值 ∴ ⊥
又A′A B′B E′E B′B ∴ · , 当BD AC 即底面四边形ABCD的对角
,∴ ∥ , 是正确的. ∴ ⊥ ,
四边形EE′B′B为平行四边形 ∴(5) 线互相垂直时 A′C B′D′.
∴ , , ⊥
BE B′E′. 4.答案 外 中 垂
∴ ∥ 8.6 空间直线、平面的垂直 (1) (2) (3)
同理CE C′E′ 解析 连接OA OB OC.
∥ , ① 、 、
又 BEC与 B′E′C′方向相同 PA PB PC且PO为公共边
∠ ∠ , 8.6.1 直线与直线垂直 ∵ = = ,
BEC B′E′C′. AOP BOP COP
∴∠ =∠ ∴Rt△ ≌Rt△ ≌Rt△ ,
10.证明 连接CD. 练习 OA OB OC
∴ = = ,
AC BD 由AC BD可确定平面β 则 1.答案 O为 ABC的外心.
∵ ∥ ,∴ 、 , (1)√ (2)✕ ∴ △
AB β 且β与α交于CD. 2.答案 AA′ 当 C °时 O为AB边的中点.
⊂ , (1)8 (2)4 (3)4 (4) ∠ =90 ,∴
AB α AB CD 3.解析 BC B′C′ 两问的答案即证出.
∵ ∥ ,∴ ∥ , (1)∵ ∥ , ∴(1)、(2)
四边形ABDC为平行四边形. B′C′A′就是BC与A′C′所成的角 连接AO CO并延长分别交BC AB于D E
∴ ∴∠ , ② 、 、 、
AC BD. 又AB AD 两点.
∴ = = =2 3,
2 62
教材习题答案
PA PC PB PC PA PB P 根据线面垂直的判定定理 可得OA β 互相垂直.
∵ ⊥ , ⊥ , ∩ = , , ⊥ ,
PC 平面PAB 又OA α 根据面面垂直的判定定理 可得α 正确.理由略.
∴ ⊥ , ⊂ , , (2)
PC AB. β. 错误.比如正方体两个相对的侧面 都垂
∴ ⊥ ⊥ (3) ,
PO α 2.D 直于底面 但两侧面平行.
∵ ⊥ , ,
PO AB 又PO PC P 3.解析 平面ABD 平面BCD.平面ABC 平 4.证明 取AB中点H.连接CH PH.
∴ ⊥ , ∩ = , ⊥ ⊥ (1) 、
AB 平面PCO 面BCD.平面ACD 平面ABC.理由如下 P H分别为A B AB中点
∴ ⊥ , ⊥ : ∵ 、 1 、 ,
AB CO 同理 BC AO AB 平面BCD AB 平面ABD AB 平面
∴ ⊥ , , ⊥ , ∵ ⊥ , ⊂ , ⊂ PH AA PH 1 AA .
点O为 ABC三条高的交点 ABC ∴ ∥ 1, = 1
∴ △ , , 2
即点O为 ABC的垂心. 平面ABD 平面 BCD 平面 ABC 平面 又AA 平面ABC PH 平面ABC
△ ∴ ⊥ , ⊥ 1⊥ ,∴ ⊥ ,
练习 BCD. PH CH.
∴ ⊥
1.答案 b α或b α 由AB 平面BCD 得AB CD. 由CC 平面ABC可知QC CH
2.证明 过
⊂
点A B
∥
分别作AC α BD α 分 又BC
⊥
CD CD
,
平面
⊥
ABC PH
1⊥
QC.
⊥ ,
、 ⊥ , ⊥ , ⊥ ,∴ ⊥ , ∴ ∥
别交α于点C D.连接CD. 平面ACD 平面ABC.
、 ∴ ⊥ 又PH 1 AA QC
∵
A
,
B与α距离相等
,
即AC
=
BD. 4.证明
∵
三棱柱ABC
-
A′B′C′为正三棱柱
,
=
2
1= ,
又AC α BD α 则 ABC为正三角形. 四边形PHCQ为平行四边形 PQ HC.
⊥ , ⊥ , △ ∴ ,∴ ∥
AC BD 又D为棱AC中点 又CA CB H为AB中点 HC AB
∴ ∥ , , = , ,∴ ⊥ ,
四边形ABDC为平行四边形 BD AC. PQ AB.
∴ , ∴ ⊥ ∴ ⊥
AB CD 又CD α 又AA′ 底面ABC C C 平面ABC C C CH.
∴ ∥ , ⊂ , ⊥ , (2)∵ 1 ⊥ ,∴ 1 ⊥
AB α. AA′ BD. 又PQ CH PQ C C.
∴ ∥ ∴ ⊥ ∥ ,∴ ⊥ 1
又AC AA′ A B B C C PQ C C B B PQ.
∩ = , (3)∵ 1 ∥ 1 , ⊥ 1 ,∴ 1 ⊥
BD 平面ACC′A′ 又AB PQ AB B B B PQ 平面
∴ ⊥ , ⊥ , ∩ 1 = ,∴ ⊥
平面BDC′ 平面ACC′A′. ABB A
∴ ⊥ 1 1,
练习 A B 平面ABB A
∵ 1 ⊂ 1 1,
1.答案 PQ A B.
(1)✕ (2)√ (3)√ ∴ ⊥ 1
2.B 错误.若一平面内的已知直线垂直于
①
3.证明 证法一 取AE中点H 连接DH FH. 另一个平面内的任意直线 则已知直线就垂
: , 、 ,
EA DC H是AE中点 直于另一平面 而一个平面内的直线与另一
∵ =2 , , ,
则CD AH.又EA DC都垂直于平面ABC 平面还存在平行和相交两种情况.
= 、 ,
CD AH 正确.在另一平面内存在无数条与两平面
∴ ∥ , ②
四边形DHAC为平行四边形 的交线垂直的直线 而这些直线都与第一个
∴ , ,
则DH AC. 平面的已知直线垂直.
∥
又F是EB中点 HF AB. 错误 参考 的分析 .
,∴ ∥ ③ ( ① )
又DH HF H AC AB A. 正确 参考性质定理 .
∩ = , ∩ = ④ ( )
则平面HFD 平面ABC. 故选 . 5.证明 PO 底面ABC PO AB.
∥ B ∵ ⊥ ,∴ ⊥
又DF 平面HFD DF 平面ABC. 3.B α β时 m不一定垂直于β. 是不充分 又CD AB CD PO O
⊂ ,∴ ∥ ⊥ , ∴ ⊥ , ∩ = ,
证法二 取AB的中点G.连接GF CG. 条件. AB 平面POC AB PC.
: 、 ∴ ⊥ ,∴ ⊥
m β时 α一定垂直于β. 是必要条件.故 6.解析 与平面ABB′A′ 平面DCC′D′ 平面
GF AE GF 1 AE ⊥ , ∴ 、 、
∴ ∥ , = 2 , “ α ⊥ β ” 是 “ m ⊥ β ” 的必要不充分条件. ABCD 、 平面A′B′C′D′所成的二面角均为 45° .
∴ ∴ 又 四 C C D D 边 ∥ 形 G A F E C , , G C F D D = 为 2 1 平 A 行 E , 四边形 , 4.解 理 设 的 析 由 过 交 如 线 直 直 下 为 线 : 线 a a ′. 与 a与 平 平 面 面 α β 内 的 的 位 一 置 点 关 的 系 平 是 面 a 与 ⊥ β α . 7. 与 为 解 ∵ 平 析 ∠ 90 面 V ° A . 平 B AD = 面 D ∠ ′ V A V A ′ A 、 B C 平 ⊥ = 面 平 90 B 面 ° C , A C V B ′ B B ∩ C ′所 . A 理 C 成 由 = 的 A 如 , 二 下 面 : 角均
∴ DF ∥ CG. a α a a′. VA 平面ABC VA BC.
又 D ∴ F D C ⊄ F G 平 ∥ ⊂ 平 面 平 面 面 AB A C A B B , C C . , ∵ ∵ ∵ a a a ∥ ⊥ ′ ⊂ A β α B , , ∴ 即 , α ∴ ⊥ 直 ∥ a β ′ 线 , ⊥ ∴ A a a B 与 ′ . ⊥ 平 β. 面β的位置关系是 ∴ 又 又 ∠ 平 VA A 面 ⊥ ∩ BC V A A = B B 9 = 0 A ° , 平 , ∴ ∴ 面 , B A ∴ C B V ⊥ ⊥ BC 平 ⊥ B . C 面 , VAB ,
4.证明 设平面α
,
β都与直线l垂直
,
∴
a
⊥
β.
,
8.
∴
证明 设a
⊥
b c为两两互相垂直的直线 且
过直线l作平面γ 与α β分别相交于直线 ⊥ , , ,
, , 它们交于公共点A.
a b.
, a b确定一平面α a c确定一平面β.
a l b l , , ,
∵ ⊥, ⊥, c a c b a b A.
又a b l都在平面γ上 a b ∵ ⊥ , ⊥ , ∩ =
, , ,∴ ∥ , c α.
a b分别是平面α β上任意两条交线 ∴ ⊥
∴ , , , 又c β α β.
α β. ∈ ,∴ ⊥
∴ ∥ 同理可证b c确定的平面与α β都垂直.
, ,
8.6.3 平面与平面垂直 9.证明 设α γ l 在平面α内作直线a l.
∩ = , ⊥
α γ a l a γ.
练习 ◆习题8.6 过 ∵ a ⊥ 作一 , 平 ⊥ 面 ,∴ 与平 ⊥ 面β相交于直线b
1.解析 如图 因为OA OB OA OC OB ,
, ⊥ , ⊥ , ⊂ 复习巩固 β α a b b γ.
β OC β且OB OC O. ∵ ∥ ,∴ ∥ ,∴ ⊥
, ⊂ ∩ = 1.答案 D A C 又b β β γ.
(1) (2) (3) ⊂ ,∴ ⊥
2.答案 10.证明 α γ β γ α β l
(1)√ (2)✕ (3)√ (4)✕ ∵ ⊥ , ⊥ , ∩ = ,
则三个面相交于一点 设为点C
(5)√ , ,
3.解析 正确.因为另一条直线与这个平 过点C作直线l′ 满足l′ γ.
(1) , ⊥
面垂直 则另一条直线垂直于这个平面内的 α γ 且点C在平面α上
, ∵ ⊥ , ,
任意一条直线.所以另一条直线一定垂直于 直线l′在平面α内.
∴
平面内与已知直线平行的直线.故两条直线 同理 l′在平面β内. l′ α β l l γ.
, ∴ = ∩ = ,∴ ⊥
2 63
综合运用 b是β内任意一条直线 AE PB.
∵ , ∴ ⊥
11.证明 取BC中点P′ 连接B P′与BQ交于 l β. 又PB BC B
, 1 ∴ ⊥ ∩ = ,
点O. 17.证明 设三个平面为α β γ. AE 平面PBC
、 、 ∴ ⊥ ,
A P B P′ 又四边形 B BCC 为正方 α β l β γ n γ α m. 平面AEF 平面PBC.
∴ 1 ∥ 1 , 1 1 ∩ = , ∩ = , ∩ = ∴ ⊥
形 Q为CC 中点 在平面γ上任取一点A 作AB m于B AC 复习参考题8
, 1 , , ⊥ ,
B BP′ BCQ BB P′ CBQ. n于C. 复习巩固
∴△ 1 ≌△ ,∴∠ 1 =∠ ⊥
又
∠
CBQ
+∠
B
1
BQ
=90°,
由α
⊥
γ
,∴
AB
⊥
α
,
l在平面α内
,∴
l
⊥
AB. 1.答案
BB P′ B BQ 同理 l AC
∴∠ 1 +∠ 1 =90°, ,⊥ , 多面体顶点数V 棱数E 面数F V F E
B OB B P′ BQ 又AB AC在平面γ内 且相交于点A + -
∴∠ 1 =90°,∴ 1 ⊥ , 、 , ,
A P BQ. l γ n棱柱 n n n
∴ 1 ⊥ ∴ ⊥ , 2 3 +2 2
12.证明 设m n确定的平面为α. l m l m n在γ内 l m l n.
n m n相
,
交
∵ 1⊥ ,1 ∵
同理
、
可证m
,
n
∴ ⊥ ,⊥ n棱锥 n
+1 2
n n
+1 2
⊥ , 、 , , ⊥ , n棱台 n n n
l α. 三条交线两两垂直. 2 3 +2 2
∴ 1⊥ ∴
同理 l α l l 2.解析
,2⊥ ,∴ 1∥2, (1)
.
∴∠1=∠2
13.证明 设两平行直线a b与平面α相交于
、
A B两点 与平面α所成的角为θ θ .
、 , 1、 2
在a b上分别取点A B 这两点在平面α
, 1, 1,
的同侧.且AA BB 连接AB和A B .
1= 1, 1 1 18.解析 由题意知 ABC VAB为边长为
因为 AA BB AA BB 所以四边形 ,△ 、△
1∥ 1, 1 = 1, 的正三角形.
AA B B是平行四边形. 2
1 1 取AB中点O 连接OC OV 则OC AB OV
所以AB A B .又A B α AB α 所以 , 、 , ⊥ ,
∥ 1 1 1 1⊂ , ⊄ , AB
AB α. ⊥ , 三棱柱.
∥ VOC为二面角V AB C的平面角 (2)
设A B 分别是平面α的垂线AA BB 的 ∴∠ - - , 3.答案 n2 n3 n2 n3
垂足 2 , , 连 2 接A 1 A 2, B 1 B 2, 则AA 2= BB 2 2 , . 2 又易知OV = OC = 3, 且VC =1, 4.解析 ( ( 1 1 ) ) 设 ; 所截 等 (2 腰 ) 三 ; 角形的底边边长为
在 AA A 和 BB B 中 因为AA 2 2 2 x .
BB Rt△ AA 1 B 2 B Rt 所 △ 以 1 2 , AA A 2= ∴cos∠ VOC = ( 3) +( 3) -1 = 5 . cm
2, 1= 1, Rt △ 1 2 ≌ 2× 3× 3 6 在 EOF中 EF OF 1 x
BB B 所以 AA A BB B 即 θ Rt△ , =5cm, = cm,
Rt△ 1 2, ∠ 1 2=∠ 1 2, 1 2
θ .
14.解 = 析 2 能.理由如下 如图所示 所以EO = 25- 1 x2 cm .
: , 4
VO 平面ABC VO AB.
∵ ⊥ ,∴ ⊥
∵ VA = VB , AD = BD ,∴ VD ⊥ AB. 于是V = 1 x2 25- 1 x2 cm 3.
又 VO VD V AB 平面VDO. 3 4
C ∵ D ∩ 平面V = DO ,∴ C ⊥ D AB. 拓广探索 依题意函数的定义域为 { x |0< x <10} .
∵
∵
D为 ⊂ AB的中点 ,
,
∴
∴
AC ⊥
=
BC. 19.证
三
明
棱
连
柱
接
AB
A
C 1
B.
A B C 为直三棱柱 四
∵ - 1 1 1 ,∴
边形 ABB A 为平行四边形 BB 平面
1 1 , 1⊥
ABC. BB BC
∴ 1⊥ ,
又AB BC AB BB B
⊥ , ∩ 1= ,
BC 平面ABB A
∴ ⊥ 1 1,
AB BC.
15.解析 SG ⊥ 平面EFG , EG ⊥ 平面SGF , FG 又 ∴ AA 1⊥ AB AA AB 平行四边形 5.解析 当三个平面两两平行时 可以把空
⊥
平面SGE.证明如下
: ABB A
1 =
为正
,
方形
1
.
⊥ ,∴
间分 成
①
部分
,
折成的四面体如图所示 1 1 4 ;
, AB A B 当两个平面平行 第三个平面分别与它们
∴ 由 折 平 成 面 四 正 面 方 体 形 后 可 , 知 SG S ⊥ G 1 G ⊥ E G , S 1 E G , ⊥ SG G 3 F ⊥ , G 3 F , ∴ 又 A A B 1 1 B ⊥ ∩ 平 B 1 C 面 , = A B , BC 可 相 ② 以 交 把 时 ; 空 或 间 三 分 个 成 平面 部 , 同 分 时交于一条直线时 ,
∵ GE ∩ GF = G , ∴ A C 1⊥ AB . 1 , 当三个平面两两 6 相交 ; 且不共线时 可以把
∴ SG ⊥ 平面EFG. 20. ∴ 解析 1 ⊥ 直线 1 DE与平面VBC垂直.理由如 ③ 空间分成 部分 ,
同理 , EG ⊥ 平面SGF , FG ⊥ 平面SGE. 下 当三个平 7 面相 ; 互垂直时 可以把空间分成
: ④ ,
AB是 O 的直径 点 C 是 O 上的动 部分.
∵ ☉ , ☉ 8
点 6.解析 证明 a b O O a O b.
, (1) :∵ ∩ = ,∴ ∈ , ∈
AC BC. α β a α γ b a β b γ.
∴ ⊥ ∵ ∩ = , ∩ = ,∴ ⊂ , ⊂
又VC垂直于 O所在的平面 AC 在 O O β O γ
☉ , ☉ ∴ ∈ , ∈ ,
所在平面上 又 β γ c O c O a O b O c.
, ∵ ∩ = ,∴ ∈ ,∴ ∈ , ∈ , ∈
AC VC. a b c三线共点.
∴ ⊥ ∴ , ,
又BC VC C a c b c.
∩ = , (2) ∥ , ∥
AC 平面VBC. 理由如下
∴ ⊥ :
又D E分别是VA VC的中点 α β a α γ b a b a γ b γ
, , , ∵ ∩ = , ∩ = , ∥ ,∴ ⊄ , ⊂ ,
DE AC DE 平面VBC. 又 a b a γ
∴ ∥ ,∴ ⊥ ∵ ∥ ,∴ ∥ ,
16.证明 设α β为两个平行平面 直线l α. 21.解析 平面AEF 平面PBC.证明如下 又 a β β γ c a c.
、 , ⊥ ⊥ : ∵ ⊂ , ∩ = ,∴ ∥
交点为A. 底面ABCD为正方形 BC AB. 又a b b c.
∵ ,∴ ⊥ ∥ ,∴ ∥
过点A和平面β内任意一条直线b作平面 又PA 底面ABCD PA BC. 7.证明 AA′ BB′ CC′ DD′
⊥ ,∴ ⊥ ∵ ∥ ∥ ∥ ,
γ 则γ与α相交 设交线为a. 又PA AB A BB′ 平面ADD′A′.
, , ∩ = , ∴ ∥
α β α γ a β γ b a b. BC 平面PAB BC AE. 四边形ABCD是平行四边形
∵ ∥ , ∩ = , ∩ = ,∴ ∥ ∴ ⊥ ,∴ ⊥ ∵ ,
又a α l α l a l b. 又PA AB E为PB中点 BC AD.
⊂ ,⊥ ,∴ ⊥ ,∴ ⊥ = , , ∴ ∥
2 64
教材习题答案
又AD 平面ADD′A′ BC 平面ADD′A′ 由 知平面PAC 平面PBC 平面PAC
⊂ , ⊄ , 即A′H BH 2 HD 3 BD 3 2. ∵ (1) ⊥ ,
BC 平面ADD′A′. = = , = = 平面PBC PC
∴ ∥ 2 4 2 ∩ = ,
又BB′ BC B 作A′G 底面EFD. AD 平面PBC ADM
∩ = , ⊥ ∴ ⊥ ,∴∠ =90°,
平面BCC′B′ 平面ADD′A′. ED FD G在直线DH上. 则 AMD就是AM与平面PBC所成的角.
∴ ∥ ∵ = ,∴ ∠
∵ 平面BCC′B′ ∩ 平面A′B′C′D′ = B′C′ , 由 (1) 知A′D ⊥ 平面A′EF , 设AC BC PA a 则AD 2 a
平面ADD′A′ 平面A′B′C′D′ A′D′ A′D A′H = = = , = ,
∩ = , ∴ ⊥ , 2
A′D′ B′C′ 同理可证A′B′ C′D′ A′D A′H HD A′G a
∴ ∥ , ∥ , ∴ · = · , DM 在 ADM中 AMD
四边形A′B′C′D′是平行四边形. ∴ = ,∴ Rt△ ,tan∠ =
∴ 可得A′G 2 2
8.解析 设经过点E在上底面画直线l与CE = , AD
3 .
垂直. DM= 2
V 1 S A′G 1 .
∴ A′-EFD= · △ EFD· = AM与平面PBC所成角的正切值是 .
3 3 ∴ 2
11.证明 取BD的中点O 在线段CD上取点 14.解析 证明 平面 PAD 平面 AB⁃
, (1) :∵ ⊥
F 使得DF FC 连接OP OF FQ. CD 交线为AD.
, =3 , , , ,
又底面ABCD为正方形 CD AD
, ⊥ ,
CD 平面PAD.
∴ ⊥
又AM 平面PAD CD AM.
⊂ ,∴ ⊥
又 PAD是正三角形 M是PD的中点
△ , ,
AM PD.
∴ ⊥
又PD CD D AM 平面PCD.
ABCD A B C D 是正方体 ∩ = ,∴ ⊥
∵ CC - 平 1 面 1 A 1 B 1 C D , (2) 取 BC 、 AD 的中点分别为 E 、 F , 连接
∴ l 1 平 ⊥ 面A B 1 C 1 D 1 1, EF 、 PE 、 PF.
∵ ⊂ 1 1 1 1, 因为AQ QC 所以QF AD 且QF 1
CC l =3 , ∥ , = ×
∴ 1⊥, 4
又CE l AD.
⊥,
且CC CE C 因为O P分别为BD BM的中点 所以OP
1∩ = , , , ,
l 平面CC E 是 BDM的中位线
∴ ⊥ 1 , △ ,
C E 平面CC E
∵ 1 ⊂ 1 , 所以OP DM 且OP 1 DM.
l C E. ∥ , =
∴ ⊥ 1 2
故在平面 A B C D 中 画出经过点 E 与 又点M是AD的中点
1 1 1 1 , ,
C E垂直的直线即可. 由题意知PA PD AB CD AB AD CD
1 所以OP AD 且OP 1 AD. = , = , ⊥ , ⊥
9.证明 D E分别是AB PB的中点 ∥ , = AD AD为平面PAD与平面ABCD的交线
(1)∵ , , , 4 , ,
DE PA. 从而OP QF 且 OP QF 所以四边形 PAB PDC
∴ ∥ ∥ , = , ∴∠ =∠ =90°,
又 PA 平面PAC DE 平面PAC OPQF是平行四边形 故PQ OF. PAB PDC
∵ ⊂ , ⊄ , , ∥ ∴△ ≌△ ,
DE 平面PAC. 又OF 平面BCD PQ 平面BCD. PB PC PE BC.
∴ ∥ ⊂ ,∴ ∥ ∴ = ,∴ ⊥
PC 底面ABC AB 底面ABC 12.证明 连接B D BD 则B D A C . 又EF BC
(2)∵ ⊥ , ⊂ , (1) 1 1、 , 1 1⊥ 1 1 ⊥ ,
PC AB 又因为BB 平面A B C D FEP为侧面PBC与底面ABCD所成的
∴ ⊥ , 1⊥ 1 1 1 1, ∴∠
AB BC PC BC C PC 平面PBC 所以BB A C . 二面角.
∵ ⊥ , ∩ = , ⊂ , 1⊥ 1 1
BC ⊂ 平面PBC , 又因为BB 1∩ B 1 D 1= B 1, 设正方形边长为a , 可求得EF = a , PB = 2
AB 平面PBC 所以A C 平面BB D D.
∵ ∴ P AB B ⊥ ⊂ P 平 B 面 . PBC , , 又 所 因 以 为 B 1 B D 1 1 ⊥ D ⊂ A C 平 . 面B 1 B 1 1 D 1 D , · a ,∴ PE = 2 7a.
∴ ⊥ 1 ⊥ 1 1 EF
综合运用 同理 B D A B. FEP 2 7
, 1 ⊥ 1 ∴cos∠ =PE= ,
10.解析 证明 由正方形 ABCD 知 又因为A B A C A 7
(1) : , 1 ∩ 1 1= 1, 即侧面PBC与底面ABCD所成二面角的余
DCF DAE 所以B D 平面A BC .
∠ =∠ =90°, 1 ⊥ 1 1
A′D A′F A′D A′E. 连接BH C H A H 弦值为2 7.
∴ ⊥ , ⊥ (2) 、 1 、 1 ,
A′E A′F A′ A′D 平面A′EF. 由 知A C BH A B C H 7
∵ ∩ = ,∴ ⊥ (1) 1 1⊥ , 1 ⊥ 1 , 拓广探索
又EF 平面A′EF A′D EF. 所以H为 A C B的高的交点.
⊂ ,∴ ⊥ △ 1 1 15.解析 略.
又因为 A C B为正三角形
(2) △ 1 1 , 16.B 设α β 则由m α知m β 而n β
所以BH C H A H为各边上的中线 ∥ , ⊥ ⊥ , ⊥ ,
、 1 、 1 , 所以m n 与m n为异面直线矛盾 所以
所以H为 A C B的重心. ∥ , , ,
△ 1 1 平面α与平面β相交.
13.解析 证明 PA 底面ABC BC
(1) :∵ ⊥ ,∴ ⊥ 由m 平面α l m 且l α 可知l α 同
PA. ⊥ ,⊥ , ⊄ , ∥ ,
理可知l β 所以l与两平面α β的交线平
ACB BC AC. ∥ , ,
∵∠ =90°,∴ ⊥ 行.故选 .
PA AC A BC 平面PAC. B
∵ ∩ = ,∴ ⊥
BC 平面PBC 平面PAC 平面PBC.
∵ ⊂ ,∴ ⊥ 第九章 统计
取PC的中点D 连接AD DM AM.
(2) , , ,
AC PA AD PC.
∵ = ,∴ ⊥ 9.1 随机抽样
9.1.1 简单随机抽样
连接BD 交EF于点H. 练习
,
正方形ABCD的边长为 E F分别为 1.解析 总体是一个班级的学生 个体是
∵ 2, 、 (1) ,
AB BC的中点 一个学生 适合用全面调查.
、 , ,
总体是该地区所有的人 个体是该地区
BH 1 BD 2 (2) ,
∴ = = , 一个人 适合用抽样调查.
4 2 ,
2 65
总体是一批炮弹 个体是一个炮弹 适合 调查范围大 适合用抽样调查. 练习
(3) , , (6) ,
用抽样调查. 2.解析 是一项抽样调查.样本抽取不属于简 1.解析 频率分布直方图如图所示.
总体是水库中所有鱼 个体是水库中一 单随机抽样.因为该刊物仅对其读者进行抽
(4) ,
条鱼 适合用抽样调查. 取调查 是定性的.
, ,
例子 调查某批灯泡的使用寿命.理由 该调 3.解析 可能性不大.三种方案产生的样本有
: :
查具有破坏性 不宜用全面调查. 较大程度的片面性 不能保证样本产生的随
, ,
2.解析 是等可能的. 机性 对总体的代表性较差.
(1) ,
是. 4.解析 是简单随机样本.
(2) (1) 通过图可以看出 该市 年 月空气质
3.解析 两种情况都属于简单随机抽样 因为 不是简单随机样本. , 2016 6
, (2) 量指数在区间 内的天数最多 在
每次抽取时总体内的各个个体被抽到的概 是简单随机样本. [25,100) ,
(3) 区间 内的空气质量为优的天数次
率都相等. [0,25)
5.解析 男运动员应抽取 28 人 之 在区间 内的天数最少 故
4.解析 略. ×56=16 , , [100,125] , 6
56+42 月空气质量总体良好.
5.解析 抽签法的优点是简单易行 缺点是当
, 女运动员应抽取 28 人. 2.解析 略.
总体的容量非常大时 费时 费力 又不方 ×42=12
, 、 , 56+42
便 如果标号后的号签搅拌不均匀 会导致 所以男 女运动员应分别抽取 人 人. 9.2.2 总体百分位数的估计
, , 、 16 、12
抽样不公平 随机数法的优点与抽签法相 综合运用
, 练习
同 缺点是当总体容量较大时 仍不是很方 6.证明 y ax b y ax b y ax
, , ∵ 1= 1+ , 2= 2+ ,……, n= n 1.解析 由书中表 . 可知 月均用水量在
便 但比抽签法公平 因此这两种方法只适 b 92-1 ,
, , + , . 以下的居民用户比例约为 % %
合总体容量较少的抽样类型.
∴
y
1+
y
2+…+
y
n=(
ax
1+
b
)+(
ax
2+
b
)+…+
72
%
t
在 . 以下的居民用户
23
比
+
例
32
约为
=
练习 ax b a x x x nb 55 ; 10 2 t
( n+ )= ( 1+ 2+…+ n)+ , % % %.因此 %分位数一定位于
1.D
y 1 y y y a
x
1+
x
2+…+
x
n
55 +13 =68 ,60
. .
2.解析 小华.不一定.只有当数据相差不是很 ∴ = n ( 1+ 2+…+ n)= · n +
[7
.
2,10
.
2)
内
,
由
7
.
2+3×
0
.
60-0
.
55
≈8
.
4
可
大时 样本量越大对总体平均数的估计才越 b ax b. 068-055
, = + 以估计月均用水量的样本数据 %分位数
准确. 7.解析 不能.还需要各层的样本量a b 60
(1) 、 、 为 . .所以居民用户月均用水量标准定为 .
3.解析 略. c 84 8
, 合适.
ax by cz 4t
9.1.2 分层随机抽样 则总体平均数 + + . 2.解析 把 名男生的样本数据按从小到大
= a b c 23
+ + 排列 由 % . % . %
练习 证明 因为样本量按比例分配 设L al , 25 ×23=575,50 ×23=115,75
(2) : , = , . 可知样本数据的第 百
m n m n M am N an ×23=1725, 25,50,75
x + y x y = , = , 分位数分别为第 项数据 分别为
1.证明 ∑i= 1 i ∑i= 1 i = ∑i= 1 i + ∑i= 1 i 所以 L x M y N z . . . 6 .如 ,1 果 2, 要 18 减少估计 , 的误差
m +n m +n m +n L M N +L M N +L M N 1680,1720,1730 ,
+ + + + + + 应增加男生的样本量.
mx ny m n al am an
x y. x y z 3.解析 由书中图 . 可知 %分位数
=m n+m n=m n +m n =al am an +al am an +al am an 92-2(1) ,80
+ + + + + + + + + + 一定位于 . . 内 由书中图 .
2.解析 有道理.统计的基本思想方法是用样 l m n [10 2,19 2) , 9 2-
x y z. 可知 %分位数一定位于 . .
本估计总体 样本对总体的代表性在能保证 =l m n +l m n +l m n 2(2) ,80 [132,142)
, + + + + + + 内 与书中图 . 估计的结果不一样.同
样本估计总体达到一定精度的前提下 样本 8.解析 略. , 9 2-1
, 理 在估计 %分位数过程中也能发现 由
量越小越好 操作也越方便. 9.解析 首先要掌握所在地区耕地的分布情 , 95 ,
, 书中图 . 估计更加准确 因为当图
况 按田间管理水平划分小区 在各小区内 92-2(2) ,
3.解析 男生有 490 人 , , 中组数多 组距小时 保留了较多的原始数
(1) ×100=49 , 按土质的优劣划分等级 确定抽取比例.然 、 ,
490+510 , 据信息 得出的估计月均用水量的样本数据
后用分层随机抽样按比例确定各小区的抽 ,
女生有 510 人 越准确.
×100=51 , 取数目 再用分层随机抽样确定各小区各等
490+510 ,
. . 级的抽取数目 在各等级内用简单随机抽样 9.2.3 总体集中趋势的估计
全体学生的平均身高为1702×49+1608×51 ,
抽取 最终取出样本.
49+51 , 练习
. . 拓广探索
=165406cm 1.解析 平均数
把多种抽样方法组合起来使用 在层内 10.解析 略. :
再 (2 进 ) 行分层.可将男生 、 女生样本按 , 身高分 11.解析 略. 83× ( 0+ 2 50 ) +121× ( 50+ 2 100 ) +68× ( 100+ 2 150 ) +…+14× ( 300+ 2 400 )
层按比例抽取. 12.解析 略. 365
4.解析 不合理.色盲是伴 染色体隐性遗传 = 2075+9075+8500+…+4900
病
,
男 性发病率高于女性 X .选择分层随机抽 9.2 用样本估计总体
≈111 . 30 .
365
样时应注意 使得各层间差异明显 层内差 中位数 由书中图可知 中位数在区间
异不大. , , 9.2.1 总体取值规律的估计 中 : 设 中 位 数 , 为 x 则 . (50,
100] , , 0 228 +
练习 . x
9.1.3 获取数据的途径 0332( -50) .
1.答案 . =05,
(1)00044 (2)70 50
练习 解析 由 . x . . 解得x . .
1.解析 略.
2+0
.
0 01
(1
2
)
)×5
(
0
0
=
0
1
0
,
6 得 0+ x
=
+
0
0 .
0
0
0
0
4
3
4
6 . +00024× 第
80
百 ≈ 分 90 位 96 数
:
由书中图可知
,
第
80
%百分
2.解析 略. . . . 位数一定位于区间 中 设该数为
(2)(0003 6+0006 0+0004 4)×50×100= (150,200] ,
◆习题9.1 . x 则
70 ,
复习巩固 2.解析 . . x
(1)0030×5×60=9, . . . 0134( -150) .
1.解析 调查范围大 适合用抽样调查. . 0228+0332+0186+ =08,
(1) , 0020×10×60=12, 50
调查的范围较小 适合用全面调查. 故通话时长在区间 内的 解得x . .
(2) , [15,20),[20,30) ≈17015
适合用全面调查 理由略. 次数分别为 . 2.解析 因为一条公路建设投资 万元
(3) , 9,12 2 000 ,
调查玉米种子的发芽率 是具有破坏性 说明通话时长在区间 上的数据 属极端情况 大多数在 万元至 万元
(4) , (2) [15,20) , 20 100
的调查 因而适合用抽样调查. 密度大于在区间 上的数据密度. 之间 此时平均数难以正确客观反映各项目
, [20,30) ,
调查范围大 适合用抽样调查. 3.解析 略. 投资的实际分布状况 不宜选用 而众数
(5) , , , 20
2 66
教材习题答案
万元只说明投资 万元的项目最多 不能 ◆习题9.2 续表
20 ,
反映其他项目的投资数额.中位数对极端值 复习巩固 分组 频数 频率
不敏感 能回避极端数额的影响. 万元比 1.解析 作图略.
, 25 (1)
较客观 , 故选中位数 25 万元作为平均投资 从频率分布直方图分析 , 发现这批棉花的纤 [1 . 0,1 . 2) 4 2
金额. 维长度不是特别均匀 有一部分棉花的纤维 15
3.解析 去掉一个最低分和一个最高分后的 长度比较短 所以抽取 , 的样品中有一部分的
, . . 1
平均数分别为x 1 . . . . 棉花质量较差. [12,14) 6 5
甲= ×(75+78+78+80+
. . . . 8 (2)5 % ×60=3,95 % ×60=57, 则第 5 百分位 . . 1
80+82+83+84)=8, [14,16) 3
数为第 项 第 项数据的平均值 为33+50 10
x 乙= 1 ×(7 . 8+7 . 8+7 . 8+8 . 0+8 . 0+8 . 3+8 . 3+ 3 、 4 , 2
8 . 第 百分位数为第 项 第 项 . . 1
. . =415, 95 57 、 58 [16,18) 2
85)=80625, 15
∴ 不 x 去 甲 掉 < x 一 乙, 个最低分和一个最高分的平均数 2. 数 解 据 析 的平 甲 均 机 值 床 , 的 为 平 37 均 0+ 2 数 38 x 0 =375 . . 标准差s [1 . 8,2 . 0) 1 1
分别为
甲=15, 甲 30
. 乙机床的平均数x . 标准差
≈12845; 乙=12, . . 1
x′ 1 . . . . . . . s . . [20,22] 1
甲= ×(75+75+78+78+80+80+82+ 乙≈08718 30
10 比较发现乙机床的平均数小而且标准差也
. . . . 画出频率分布直方图如图所示
83+84+99)=814, 比较小 说明乙机床生产出的次品比甲机床 :
,
x′ 1 . . . . . . . 少 而且更为稳定 所以乙机床的性能更好.
乙= ×(75+78+78+78+80+80+83+ , ,
10 3.解析 是正确的 从平均数的角度考虑.
. . . . (1) ,
83+85+85)=805, 是正确的 从标准差的角度考虑.
x′ x′ (2) ,
∴ 甲> 乙, 是正确的 从平均数和标准差的角度考
甲 乙两位选手排名会发生变化. (3) ,
、 虑.
第一种评分办法更好 去掉一个最低分 去
, 、 是正确的 从平均数的角度考虑.
掉一个最高分能够防止被数据中的极端值 (4) ,
n n
误导 , 使平均数更加准确地反映数据信息. 4.证明 s2y= n 1 ∑i=
1
( y i- y ) 2 = n 1 ∑i=
1
[( ax i+
9.2.4 总体离散程度的估计 b ax b 2 汞含量分布偏向于大于 . 的方向 即
)-( + )] 100ppm ,
n n 多数鱼的汞含量分布在大于 . 的区
1 练 .解 习 析 . = n 1 ∑i= 1 ( ax i- ax ) 2 = a2 · 1 n ∑i= 1 ( x i- x ) 2 域. 100 ppm
2.证 所 ( = = 2 明 以 ) n n 1 1 s 2y s ∑ ∑ = 2y i i = = n n ( ( = 1 1 n 1 4 1 ) ) [ ( n 1 ∑ 因 x ( > i i = ( n x ∑ - i 1 为 i 3 = n x + 1 ) ( ) b s y > ( ) 2 2x i ( = y - - = 2 i y ( s - 2x ) ) n 1 x y . 2 > + ) = ( b ∑ 2 i ) 1 = n n 1 ) 1 ] 2 ( ∑i x = n 1 i- ( x a ) x 2 i , - ax ) 2 5 综 .证 因 ∴ 所 则 ∴ ∴ = 合 a x x 所 明 为 以 运 s 2 i i 2 s - = 有 2x = 用 s s x , x 2y y = , 设 的 = = n 1 0 a | , x x a 2 ∑i s 1 i = ( | n 2x , s 1 , i x x = . 2 ( , 1 x … , i- 2 , x , x ) … n 2 的 = , n 0 平 ) , 都 均 相 数 同 为 . x , 9. 0 1 2 ( ( 布 量 汞 ( 解 . . 2 3 4 倍 4 0 作 分 含 析 ) ) ) 5 0 不 有 标 2 样 布 量 p 出 . p 一 准 本 2 ( 是 分 m 估 8 1 定 差 . 平 否 布 ) 条 计 . 的 能 都 相 均 因 鱼 , 范 . 同 和 数 不 为 因 的 围 , 这 汞 我 为 能 x 题 内 ≈ 批 含 们 平 保 中 . 1 鱼 量 不 均 的 证 . 0 在 相 知 收 8 数 平 , 以 同 道 入 据 样 均 平 . 各 和 即 只 本 汞 均 批 最 使 能 标 数 含 鱼 高 各 为 准 为 量 的 收 批 这 差 中 大 汞 入 鱼 个 心 s 含 相 分 于 的 ≈ 、
= a2 · 1 n ∑i= n 1 ( x i- x ) 2 = a2s2x . 6. 计 解 信 析 息 先 .因 查 为 阅 中 一 位 下 数 这 55 所 0 大 分 学 约 招 是 生 录 的 取 其 新 他 生 统 的 差 在已 太 经 多 知 , 说 道 明 至 高 少 收 有 入 一 的 个 职 人 工 的 只 收入 占 为 极少 x 50 数 = , 2 现 00
3. 2 解 3 . 析 80 , s 经 乙≈ 计 4 算 1 . 6 可 3, 得 s 甲 x < 甲 s 乙 = , 9 所 00 以 , x 甲 乙 种 =9 水 00 稻 , s 的 甲≈ 产 平 录 均 取 分 的 , 最 52 低 0 分 分 . 与 550 分差距不是很大.应查 万元 , 那么其他员 万 工 元 的收 平 入 均 之 收 和 入 为 约 ∑i 为 4 = 9 1 x . i=
量比较稳定. 7.解析 甲班数学成绩的平均数x . 标 10×50-200=300( ), 612
5 4 . . 生 解 ( 糖 解 2 样 析 的 析 ) 有 本 平 1 ( 量 均 ( 4 1 1 . 质 ) 袋 ) 用 不 量 .所 科 能 x ≈ 占 学 .因 4 的 计 9 为 6 百 算 . 8 缺 分 6 器 . 少 比 标 计 男 约 准 算 生 为 差 可 样 6 s ≈ 得 6 本 . 7 6 2 % . 量 5 1 5 . 和 袋 . 女 白 绩 绩 成 准 =8 , 差 绩 差 0 甲 . 距 比 5 s 、 甲 , 乙 比 较 标 ≈ 两 较 稳 准 12 班 定 大 . 差 7 . 平 2 , , s 乙 乙 均 乙 班 ≈ 成 班 学 8 绩 数 . 1 生 相 8 学 , 成 同 成 说 绩 , 绩 明 但 差 的 这 甲 甲 距 平 次 = 班 比 8 均 考 学 0 较 数 试 5 生 , 小 x 成 成 乙 , 万 其 ( ( 员 2 3 元 他 工 ) ) 不 根 . 员 的 如 能 据 工 平 果 . 这 要 的 均 再 条 看 平 收 有 信 中 均 入 几 息 位 收 将 个 可 数 入 更 收 以 是 , 低 入 算 确 多 . 特 年 高 定 少 别 薪 收 有 . 高 入 为 7 者 5 者 9 % , . 万 的 那 元 员 么 高 工 其 于 工 他
资在 . 万元及以上 有 %的员工工资在
(2) 男生 ∶ 女 . 生 =320∶ . 180=16∶ 9, 8.解析 (1) 列出频率分布表如下. 9 . 5 万 4 元 5 及以上 , 所以 , 可以 2 决 5 定受聘.
∴ x = 16×1735+9×16383 ≈170 . 02 . 分组 频数 频率 (4) 收入的中位数大约是 7 万元 , 因为受年
25 收入 万元这个极端值的影响 使得平均
200 ,
s2 = 1 {16×[17+(173 . 5-170 . 02) 2 ]+9× [0,0 . 2) 1 1 数比估计出的中位数高很多.
[30 . 2 0 5 3+(163 . 83-170 . 02) 2 ]}≈43 . 24 . 30 10.解析 (1) 总体平均数为 199 . 75, 总体标准
. . . . 1 差约为 . .
x′ 25×1735+25×16383 . [02,04) 2 9526
(3) = =168665, 15 可以使用抓阄法进行抽样 样本平均数
50 (2) ,
和标准差的计算结果和抽取的样本有关.
s′2 = 1 ×[17+(173 . 5-168 . 665) 2 +30 . 03+ [0 . 4,0 . 6) 1 1 结果不相同的可能性相当大 相同的可
2 30 (3) ,
. . 2 . 能性很小.理由略.
(16383-168665) ]≈4689,
它们分别作为总体平均数和方差的估计不 [0 . 6,0 . 8) 2 1 (4) 随着样本容量的增加 , 用样本估计总体
合适.因为男 女生的身高差异较大 不能等 15 的精度越来越高.
、 ,
量抽取样本. . . 7 拓广探索
[08,10) 7
30 11.证明 lx my nz l m n w
(1)∵ + + =( + + ) ,
2 67
lx my nz l m n 续表 10.1.3 古典概型
w + + x y z.
∴ = l m n =l m n +l m n +l m n
+ + + + + + + + 分组 频数 频率 累计频率 练习
(2) s2 =l + m 1 + n[( w 1- w ) 2 +( w 2- w ) 2 +…+ (17 . 46,18 . 74] 13 0 . 26 0 . 6 1. 样 解析 本 空 不 间 正 所 确 包 .理 含 由 的 如 样 下 本 : 点个数为 但每
4,
( w l+m+n- w ) 2 ]=l m 1 n{ l [ s2 1+( x - w ) 2 ]+ (18
.
74,20
.
02] 11 0
.
22 0
.
82
一个样本点的可能性不一定相等.所以这
12. m 解 [ 析 s2 2 +( 略 y - . w ) 2 ]+ n + [ s + 2 3+( z - w ) 2 ]} . ( ( 2 2 0 1 . . 0 3 2 0 , , 2 2 1 2 . . 3 5 0 8 ] ] 3 3 0 0 . . 0 0 6 6 0 0 . . 8 9 8 4 不 来 一 计 定 算 是 . 古典概型.不能用 P = 4 1 =0 . 25
复习参考题9 . . . . 2.解析 从 张扑克牌 不含大小王 中随机
(2258,2386] 1 002 096 52 ( )
复习巩固 地抽一张牌 样本空间Ω包含 个样本点.
. . . , 52
1.C 易知 正确. (2386,2514] 2 004 1 设事件A 抽到的牌是 则P A
C 由表可知 当把指标定为 . 千元时 约 (1) =“ 7”, ( )=
2.C 不正确 例如 满足选项 , 1747 ,
但 不
A
满足题意
,
不
1
正
,1
确
,2
例
,5
如
,6 A
满
,
65
%的推销员能完成销售指标. 4
=
1 .
;B , 2,2,3,4,6 11.解析 % % 52 13
足选项 但不满足题意 不正确 例如 ∵75 ×200=150,95 ×200=190, 设事件B 抽到的牌不是 则P B
B, ;D , 2, 则第 百分位数是第 项 项数据 (2) =“ 7”, ( )
满足选项 但不满足题意 故选 . 75 150 ,151
3,3,6,6 D, , C 48 12.
3.解析 一定是错误的.如果数据是近似 的平均数 为178+178 = =
(2) , =178, 52 13
对称的 , 那么中位数应与平均数相同或相 第 百分位数是 2 第 项 项数据的 (3) 设事件C =“ 抽到的牌是方片 ”, 则P ( C )
近. 95 190 ,191
13 1 .
4.答 除 案 以 全 ( 体 1 数 ) 该 据 组 总 中 数 的数据个数 ; 该组的频数 平 则 均 第 数 一 , 档 为 为 289+ 2 304 =296 . 5, = (4 5 ) 2 设 = 事 4 件D =“ 抽到 J 或 Q 或 K”, 则P ( D )
nm 第二档为 0~178 . kW·h, 12 3 .
(2) N 第三档为 178 . ~2965kW 以 · 上 h . , = 52 = 13
5.解析 (1) 这个结果只能说明 A 城市中光 拓广探索 2965kW·h 花 (5) 设 则 事 P 件 E E =“ . 抽到的牌既是红心又是草
顾这家服装连锁店的人比其他人较少倾向 12.解析 略. ”, ( )=0
于选择咖啡色 因为光顾这家服装连锁店的 (6)
设事件F
=“
抽到的牌比
6
大比
9
小
”,
,
人群是一个样本 , 不能代表 A 城市其他人群 第十章 概率 则P ( F )= 8 = 2 .
的看法. 52 13
设事件 G 抽到的牌是红花色 则
这两种调查的差异是由样本的代表性所 10.1 随机事件与概率 (7) =“ ”,
(2)
引起的.因为 城市的调查结果来自于该城 P G 26 1 .
A ( )= =
市光顾这家服装连锁店的人群 这个样本不 10.1.1 有限样本空间与随机事件 52 2
, 设事件H 抽到的牌是红花色或黑花
能很好地代表全国民众的观点. (8) =“
练习 色 则P H .
综合运用 ”, ( )=1
1.解析 样本空间Ω 男 女 . 3.解析 从 这 个数中随机选择一个数
6.解析 频率分布表略. (1) ={ , } 0~9 10
样本空间Ω . 的样本空间为Ω
可以估计出句子中所含单词数的分布 以及 (2) ={A,B,O,AB} ={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9},
, 样本空间Ω 男 男 男 女 女 所包含的样本点的个数为 .
与该分布有关的数字特征 如平均数 标准 (3) ={( , ),( , ),( , 10
, 、 女 女 男 . 设事件A 这个数平方的个位数字为
差等. ),( , )} (1) =“
用 表示 中靶 用 表示 脱靶 则 则事件A的样本点为 共有 个样本
7.解析 可以用样本标准差来衡量. (4) 1 “ ”, 0 “ ”, 1”, 1,9, 2
(1) 样本空间Ω
s . s . . ={(1,1,1),(1,0,1), (1,1, 点 所以P A 2 1 .
A≈3730, B≈11789 , ( )= =
由于专业评判小组给分更符合专业规 0),(0,1,1),(1,0,0),(0,1,0),(0,0,1), 10 5
( 则 专 2 , 业 ) 相 人 似 士 程 组 度 成 应 的 该 . 高 , 因此小组 A 更像是由 2.解 ( ( 0 5 析 , ) 0 样 ,0 本 )} 空 . 间 样 Ω 本 ={ 空 0, 间 1, Ω 2,3} . 正常 正 ( 字 2 为 ) 设 1 事 ”, 件 则事 B = 件 “ 这 B的 个 样 数 本 的 点 四 为 次方 1, 的 3, 个 7,9 位 , 数 共
8. ( 准 解 2 析 差 ) 平 均 (1 数 ) 略 = . 9 . . 170 . 48, 中位数 =8 909 . 5, 标 常 (A ) 失 , 事 ( 效 件 A ( , 正 M 1 B ) 常 失 , 效 电 B ) 失 路 } . 是 效 通 ), 路 ( = A { 包 失 ( 含 A 效 的 ,B 样 正 本 , 常 点 B ) 是 , 有 4 1 个 0 样 .1 本 .4 点 , 所 概 以 率 P ( 的 B ) 基 = 1 本 4 0 = 性 5 2 质 .
=375640 (2) =“ ”
9.解析 (1) 由题目可知 , (A 正常 ,B 正常 ) . 练习
8 中 极 标 平 ( 0 2 % 位 均 差 准 ) 将 × 数 差 数 = 3 1 3 0 ≈ = = 1 0 = 7 8 8 1 天 9 2 7 - 2 4 . + 2 5 . 2 5 , 苹 5 8 , 8 可 9 = . 果 = 6 知 2 8 日 , 8 样 , 销 本 量 数 由 据 小 的 到 第 大 80 排 百 序 分 , 则 位 3. 8 事 事 ( 解 ( ( , 3 2 A 9 件 件 析 ) ) } 失 事 事 . C B 效 件 件 ( 用 用 , 1 N A B 集 集 ) = 用 样 失 合 合 “ 集 本 效 电 表 表 合 ) 空 路 示 示 . 表 间 是 为 为 示 断 { { Ω 2 5 为 路 = , , 4 6 { { ” , , 1 1 包 6 7 , , , , 2 2 含 8 8 , , } , 3 3 9 的 . , , } 4 4 样 ; } , ; 5 本 ,6 点 ,7 是 , 1.答 解 P ( P P 由 2 ( ( ( 案 析 于 ) A B A 因 B ) ) A = ) = 为 , = ( ( 0 0 B 1 . . 0 1 A 5 5 ) 互 . ) , , + 0 B P 因 . 0 斥 5 ( . 互 ; 3 为 A , 0 = B 所 斥 . 3 0 ) B 以 , . = 8 ⊆ 所 , ( P A 2 以 ( A , ) B , B 0 ) P 所 . 不 8 = ( ; 以 A 0 能 0 ∪ . 3 同 P . B ( 时 ) A = 发 ∪ P 生 ( B A ) , ) 即 = +
数为第 项 项数据的平均数 为99+100 10.1.2 事件的关系和运算 2.解析 (1) 因为明天下雨与明天不下雨是对
24 、25 , 2 立事件 且明天下雨的概率为 . 所以明天
10 = .解 99 析 . 5 .所 频 以 率 每 分 天 布 应 表 该 如 进 下 9 : 9 . 5 千克苹果. 1 练 .D 中 习 靶 “ 至 另 少 一 一 次 次 没 中 中 靶 靶 ” 或 表 两 示 次 两 都 次 中 射 靶 击中 其 一 对 次 立 不 (2 下 ) 当 雨 事 , 的 件 概率 A 为 与事 0 . 6 件 . B 互斥且 04 不 , 对立时 ,
分组 频数 频率 累计频率 事件 , 为两次都没有中靶.故选 . , P ( A )+ P ( B )<1; 当事件A与事件B对立时 ,
[12
.
34,13
.
62] 2 0
.
04 0
.
04
2.解析
(1)
正确.
(2)
不正确.
(
D
3)
正确.
(4)
正 P
所
(
以
A )+
如
P (
果
B
事
)=
件
1 .
A与事件B互斥 那么一定
( ( 1 1 3 4 . . 6 9 2 0 , , 1 1 4 6 . . 9 1 0 8 ] ] 4 3 0 0 . . 0 0 8 6 0 0 . . 1 1 2 8 ( 确 9 . ) ( 正 5) 确 正 . ( 确 10 . ) ( 正 6) 确 正 . 确. (7) 正确. (8) 正确. 3. 有 答 P 案 ( “ A ) 0 + . 5 P 2 ( ; B 0 . ) 4 = 8; 1 1 ” ; , 0 这 ;0 句 . 35 表 ;0 述 . 7 是 6; 错 0 , . 0 误 7 的.
. . . . 解析 P 18+20+14 .
(1618,1746] 8 016 034 (M)= =052,
100
2 68
教材习题答案
P (F)= 17+24+7 =0 . 48, 5.解析 C = AB , D = AB ∪ AB ∪ AB. 3),(1,4),(1,5),(1,6),(2,1),(2,2),
P 100 6.解析 游戏 甲获胜的概率为 1 乙获胜 (2,3),(2,4),(2,5),(2,6),(3,1),(3,
(M∪F)=1, 1: 2 , 2),(3,3),(3,4),(3,5),(3,6),(4,1),
P
(MF)=0, 的概率为 1 所以游戏 是公平的. (4,2),(4,3),(4,4),(4,5),(4,6),(5,
P (G1)= 18
1
+
00
17 =0 . 35,
游戏 2: 样本
2
空
,
间Ω ={( 红
1
1, 红 2),( 红 1, 白
1
(
)
6,
,
1
(
)
5
,
,2
(
)
6,
,
2
(
)
5
,
,3
(
)
6,
,
3
(
)
5
,
,4
(
)
6,
,
4
(
)
5
,
,5
(
)
6,
,
5
(
)
5
,
,6
(
)
6,
,
P (M∪G2)= P (M)+ P (G2)- P (MG2)=0 . 52 1),( 红 1, 白 2),( 红 2, 红 1),( 红 2, 白 1), 6)}, 共有 36 个样本点.
+ 20+24 - 20 =0 . 76, ( 红 2, 白 2),( 白 1, 红 1),( 白 1, 红 2),( 白 (1) P ( A )= 5 ; P ( B )= 11 ; P ( C )= 12 =
100 100 白 白 红 白 红 白 白 36 36 36
1, 2),( 2, 1),( 2, 2),( 2,
P 7 . . 共有 个样本点 1 .
(FG3)=
100
=007 1
事
)
件
},
两个
1
球
2
同色 所包
,
含的样本点有 红 3
◆习题10.1 “ ” ( 1,
红 红 红 白 白 白 白 P A B 2 1
2),( 2, 1), ( 1, 2),( 2, (2) ( ∩ )= = ;
复习巩固 36 18
共 个 所以甲获胜的概率为 4 1
1.解析 分别用a b表示蓝 黄两枚质地 1), 4 , = , P A B P A P B P A B 5
(1) , 、 12 3 ( ∪ )= ( )+ ( )- ( ∩ )= +
均匀的正四面体骰子底面上的数字 试验结 36
, 乙获胜的概率为 8 2 所以游戏 是不
果用 a b 表示 则该试验的所有可能结果 = , 2 11 1 14 7 .
( , ) , 12 3 - = =
如下 公平的. 36 18 36 18
: 11.解析 随机地取一把钥匙试着开门 若把
游戏 样本空间Ω 红 红 红 红 ,
3: ={( 1, 2),( 1, 不能开门的钥匙扔掉 则第二次能打开门
(1,1) (1,2) (1,3) (1,4) 红 白 红 红 红 红 ,
3),( 1, ),( 2, 1), ( 2, 3),
(2,1) (2,2) (2,3) (2,4) 红 白 红 红 红 红 红 的概率为 4 1
( 2, ),( 3, 1),( 3, 2),( 3, = ;
白 白 红 白 红 白 红 共 12 3
(3,1) (3,2) (3,3) (3,4) ),( , 1),( , 2),( , 3)}, 随机地取一把钥匙试着开门 若试过的钥
有 个样本点. ,
12 匙又混进去 则第二次能打开门的概率为
(4,1) (4,2) (4,3) (4,4) 事件 两个球同色 所包含的样本点有 红 ,
“ ” (
事件A包含的样本点有 红 红 红 红 红 红 4 1 .
(2) (1,1),(2,2), 1, 2),( 1, 3),( 2, 1), ( 2, =
(3,3),(4,4);
红
3),(
红
3,
红
1),(
红
3,
红
2),
共
6
个.
12.解
16
析
4
样本空间Ω
事件B包含的样本点有 ={AB,AC,AD,AE,BC,
(1,4),(2,3),(3, 甲获胜的概率为 6 1 乙获胜的概率为 共有 个样本点.
= ; 1 BD,BE,CD,CE,DE}, 10
2),(4,1); 12 2 女孩 得到一个职位包含的样本点为
事件C包含的样本点有 (1) A
(2,1),(2,2),(2, 1 1 所以游戏 公平. 共有 个样本点.
. - = , 3 AB,AC,AD,AE, 4
3),(2,4) 2 2
2.解析 样本空间Ω 综上所述 游戏公平的有游戏 和游戏 . 所以女孩 得到一个职位的概率为 4
(1) ={acbd,acdb,adbc, , 1 3 A =
7.解析 设事件M为 两张标签上的数字为 10
adcb, bcad, bcda, bdac, bdca, cabd, cadb, “
相等整数 . 2
cbad,cbda,dabc,dacb,dbac,dbca}. ” .
事件 A 包含的所有可能结果为 当标签的选取是不放回时 样本空间Ω 5
(2) acbd, (1) , 女孩 和 各得到一个职位包含的样
(2) A B
acdb,adbc,adcb. ={(1,2),(1,3),(1,4),(1,5),(2,3), 本点为 只有 个样本点 所以女孩
事件B包含的所有可能结果为 共有 AB, 1 , A
(3) acbd, (2,4),(2,5),(3,4),(3,5),(4,5)},
个样本点. 和 各得到一个职位的概率为 1
acdb,adbc,adcb,cabd,cadb,dabc,dacb. 10 B .
3.解析 记 为硬币正面朝上 记 为硬 事件M所包含的样本点为 个 所以P M 10
“1” , “0” 0 , ( ) 女孩 或 得到一个职位包含的样本
币反面朝上. =0 . ( 点 3 为 ) A B 共有
(1)
第一次的结果记为a
,
第二次的结果记
(2)
当标签的选取是有放回时
,
样本空间Ω
个样本
AB
点
,AC,AD,AE,BC,BD,BE, 7
为b 用 a b 表示可能的结果 则样本空间 ,
, ( , ) , ={(1,1),(1,2),(1,3),(1,4),(1,5), 所以女孩 或 得到一个职位的概率为
Ω A B
={(0,0),(0,1),(1,0),(1,1)}, (2,1),(2,2),(2,3),(2,4),(2,5),(3,
事件A包含的样本点为 事件 7
B包含的样本点为 (1,0),( . 1,1), 1),(3,2),(3,3),(3,4),(3,5),(4,1), 10 .
(1,0),(0,0) (4,2),(4,3),(4,4),(4,5),(5,1),(5, 13.解析 (1) 命中 10 环的概率为 0 . 2 .
(2) D P ( A )= P ( B )= 2 1 , 故选 D . 2 点 ) . ,(5,3),(5,4),(5,5)}, 共有 25 个样本 (2) . 命 . 中的环数大于 8 环的概率为 0 . 2+0 . 3
4. 颗 事 解 质 件 析 , 地 对 均 ( 立 1 匀 ) 事 错 的 件 误 骰 一 . 子 互 定 斥 事 是 的 件 互 事 斥 A 件 事 不 件 一 点 .例 定 如 是 事 : 对 掷 件 立 一 B 事 (3 件 ,3) M ,( 所 4 包 ,4) 含 , 的 (5 样 ,5) 本 , 点 共有 为 5 ( 个 1, , 1 所 ), 以 (2 P , ( 2 M ) ) , ( 0 = . 3 0 1 ) 5 5 命 +0 中 . 25 的 = 环 0 . 5 数 . 小于 9 环的概率为 0 . 1+
点 则事件A , 与事件 = B “1 是互 ” 斥 , 事件 = 5 = 1 . (4) 命中的环数不超过 5 环的概率为 0 .
但 =“ 不 2 是对 ”, 立事件. , 8.解 2 析 5 样 5 本空间Ω 14.解析 (1) 没有出现 6 点的概率为5×5×5 =
正确. ={(1,3,5),(1,3,7), 6×6×6
(2) 错误.例如 练习的第 题 由于事 (1,3,9),(1,5,7),(1,5,9),(1,7,9), 共 (3 有 , 125.
( 件 3) 为对立 , 事 P2 件 43 所以事件 3 , 中至少 5,7 个 ), 样 (3 本 , 点 5,9 这 ), 三 (3 条 , 线 7, 段 9) 能 ,( 构 5, 成 7 一 ,9 个 )} 三 , 角形 216
M,F , M,F 10 , 至少出现一次 点的概率为 5×5×5
有一个发生的概率P (M∪F)=1, 事件 M,F 的样本点为 {3,5,7},{3,7,9},{5,7,9}, 所 (2) 6 1- 6×6×6
中恰有一个发生的概率P P 所
(M)+ (F)=1, 以所求概率为 3 . 125 91.
以P P P 所以 事件 =1- =
(M∪F)= (M)+ (F)=1, “ 10 216 216
中至少有一个发生的概率一定比 综合运用
M,F M,F 三个点数之和为 的概率为 25
中恰有一个发生的概率大 是错误的. (3) 9 =
” 9.解析 P A 9 3 . 6×6×6
错误.例如事件A B是相同的 且是概率 (1) ( )= =
(4) , , 15 5 25.
大于 的事件 那么A B同时发生的概率就
0 , 、 P B 3 1 . 216
是P A 且P A A B恰有一个发生是 (2) ( )= = 拓广探索
( ), ( )>0, 、 15 5
不可能事件 其概率是 所以 事件A与事 15.解析 区域 代表的事件为 数学 语
, 0, “ P C 10 2 . (1) 1 “ 、
件B同时发生的概率一定比A与B中恰有 (3) ( )= = 文 英语学习资料都订阅
15 3 、 ”;
一个发生的概率小 是错误的. 10.解析 样本空间Ω 区域 代表的事件为 数学 语文学习资料
” ={(1,1),(1,2),(1, 4 “ 、
2 69
订阅但英语学习资料没有订阅 所以至少一个地方降雨的概率为 . 红 黄 黄 黄 黄 .
”; 1-0 56= 3, 2),( 3, 1),( 3, 2)}
区域 代表的事件为 仅订阅语文学习资 . . 这三个试验的共同特征 试验可以在相
5 “ 044 (2) :
料 4.证明 必然事件Ω总会发生 不会受任何事 同条件下重复进行 试验的所有可能结果是
”; , ;
区域 代表的事件为 没有订阅数学 语 件是否发生的影响 明确可知的 并且不止一个 每次试验总是
8 “ 、 ; , ;
文 英语学习资料 . 同样 不可能事件 总不会发生 也不受任 恰好出现这些可能结果中的一个 但事先不
、 ” , ⌀ , ,
事件 至少订阅一种学习资料 可表 何事件是否发生的影响. 能确定出现哪一个结果.
(2)① “ ”
示为A B C 所以必然事件Ω和不可能事件 与任意事 这三个试验的区别 这三个试验的样本空间
∪ ∪ ; ⌀ :
事件 恰好订阅一种学习资料 可表示 件相互独立. 中的样本点不一样.
② “ ”
为ABC ABC ABC ◆习题10.2 P A 1 P B . . . P C
事件 ∪ 没有订阅 ∪ 任何学 ; 习资料 可表示为 复习巩固 (3) ( )= 4 , ( )=06×06=036, ( )
③ “ ”
A B C. 1.C 2 1 .
16.解 ∩ 析 ∩ 事件A包含的样本点为 2.答案 0 . 56;0 . 94 = 20 = 10
2,4,6,8, 解析 P AB P A P B . . .
10,12,14,16,18,20; ( )= ( ) ( )=07×08=056; 10.3 频率与概率
事件B包含的样本点为 . P ( A ∪ B )= P ( A )+ P ( B )- P ( AB )=0 . 7+0 . 8-
3,6,9,12,15,18
(
能
1
被
)
设事
整
件
除
M为
则
“
事
这
件
个
M
数
所
既
包
能
含
被
的
2
样
整
本
除也
点
3.证
0 . 5
明
6= 0
假
. 94
设
.
事件A
,
B相互独立与A
,
B互斥
10.3.1 频率的稳定性
3 ”, 能同时成立 练习
( 为 被 2) 6 3 设 , 整 1 事 2 除 ,1 件 8 ” , , N 故 则 为 P 事 “ ( 件 M 这 ) 个 N = 数 P 的 ( 能 A 概 B 被 率 )= 2 为 2 3 整 0 P . 除 ( N 或 ) 能 = 即 · 所 P ( P 以 A P ( ) ( B P + A ) P ∪ 同 A ( B B 时 P ) ) , - 成 = B P P 立 ( ( A . A B ) ) 所 + = P P 以 ( ( B A P ) ) 与 A + P P ( ( B A ) 或 ∪ - P P B ( ) B A = ) 1.解 Ω 反 面 = 朝 ) 析 { } 上 ( , 所 正 ( 一 1 以 , ) 次 正 不 抛 反 ) 正 掷 , 面 确 两 ( 朝 正 . 枚 抛 上 , 硬 掷 反 币 只 两 ) , 能 , 枚 不 ( 说 硬 反 一 币 , 定 出 , 正 是 样 现 ) 一 本 一 ,( 次 空 次 反 间 正 正 ,
2 ( 样 P 3 ( 整 本 ) A 解 除 ) 点 + 法 也 P 为 ( 一 不 B 1 : , 能 ) 设 5 - , 被 P 事 7 ( , 3 件 A 1 整 1 B , ) Q 除 1 = 3 为 ” , 2 1 1 , 0 “ 0 7 则 这 + , 2 1 事 个 6 0 9, 件 - 数 故 2 3 既 Q 0 P = 不 所 ( 2 1 Q 能 含 0 3 ) . 被 的 = = 这 成 所 独 0 与 立 以 立 , , 当 与 P ( ( P A A ( ) ) B A > ) 互 ( 0 > , 斥 0 P ) , ( = 不 P B 0 ( ) 能 , B > ) 同 0 > 相 时 0 时 矛 成 ( , 盾 立 事 ) , . = 件 所 0 以 A , 假 B 设 相 ( 不 互 ) 面 ( 朝 ( 2 3 朝 上 ) ) 不 正 不 上 的 正 确 正 , , 频 一 . 确 确 理 率 次 . .一 由 为 不 反 次 略 能 0 面 . . 试 4 说 朝 . 验 概 上 率 , 的 只 为 概 能 率 说 0 . 4 为 事 , “ 只 件 0 . 2 能 发 5” 说 生 . 正 和不 面
7 . 综合运用 , ( 发 4 生 ) 的频率各是 . . ,
20 05
解法二
:
设事件Q为
“
这个数既不能被
2
整 4.解析 设事件 A
=“
甲能独立破译一份密 2.解析 这个游戏是公平的.理由如下
:
除也不能被 3 整除 ”, 码 ”, B =“ 乙能独立破译一份密码 ”, 则P ( A ) 掷两枚质地均匀的硬币的样本空间 Ω =
正 正 正 反 反 正 反 反
则P Q P N 13 7 . 1 P B 1 . {( , ),( , ),( , ),( , )},
( )=1- ( )=1- = = , ( )= 则两枚硬币同时出现正面或同时出现反面
20 20 3 4
17.解析 设事件C 两人都成功破译 则P C
(1) (1) =“ ”, ( ) 的概率为 1 即甲胜的概率为 1
, ,
事件 A A A A P A P B 1 1 1 . 2 2
0 1 2 3 = ( ) ( )= 3 × 4 = 12 一个正面 一个反面的概率为 1 即乙胜的
概率 . . . . 设事件D 密码被成功破译 则P D 、 ,
075 015 006 004 (2) =“ ”, ( ) 2
事件A 0, A 1, A 2, A 3 满足两两互斥 , 但不满 =1- P ( A ) P ( B )=1- 2 × 3 = 1 . 概率为 1 , 所以用掷两枚硬币做胜负游戏
足等可能性. 3 4 2 2
5.解析 设事件A 数字为奇数 事件B 是公平的.
② (2 P ) ( ① B P ) ( = A 0 ) . = 75 0 . . 15+0 . 06+0 . 04=0 . 25 . “ 数字 小于 5”, 事 = 件 “ C =“ 数字为 ” 3 , ,4,6,8” = , 3.解析 (1)
③ P ( C )=0 . 75+0 . 15=0 . 9 . 则P ( A )= 1 , P ( B )= 1 , P ( C )= 1 , 所以 血型 A B O AB
10.2 事件的相互独立性
2 2 2 人数/人
7704 10765 8970 3049
P A P B P C 1 1 1 1
练习 ( ) ( ) ( )= × × = , 频率 . . . .
2 2 2 8 0253 0353 0294 0100
2 1 . . ∴ 解 解 A 析 析 B ={ 事 ∵ a A 件 }, = A A { C a 与 = , b 事 { } a , 件 } B , = B BC { 相 a = , 互 { c a } 独 } , C , 立 A = B . { C a = , d { } a , }, 而 P ( A P B ( C A ) B , C )= 8 1 , 所以P ( A ) P ( B ) P ( C )= 4. 的 ( 解 2 概 析 ) 他 率 是 事 很 O 件 小 型 ; “ 买 血 福 的 利 概 彩 率 票 大 双 约是 色球 0 . 2 中 94 一 . 等奖 ”
∴ P ( A )= P ( B )= P ( C )= 2 1 , P ( AB )= 但P ( AB )= 4 1 , P ( AC )= 8 1 , P ( BC )= 4 1 , 事 的 件 概 “ 率 每 很 个 大 初 . 中生都能上高中或中职学习 ”
所以P AC P A P C
P ( AC )= P ( BC )= 1 , 故不满 ( 足A )≠ B C ( 两 ) 两 ( 独立 ), . 10.3.2 随机模拟
4 , ,
拓广探索
练习
P A P B P C 1 P ABC 1
∴ ( ) ( ) ( )= , ( )= , 6.解析 抛掷两枚质地均匀的硬币的
∴ P ( AB )= P ( A ) P ( B 8 ), P ( AC )= P 4 ( A )· 样本 空 ( 间 1) Ω E1 = : {( 正 , 正 ),( 正 , 反 ),( 反 , 1.解析 (1) P ( A )=6× 2 1 × 2 1 × 2 1 × 2 1 = 8 3 .
P C P BC P B P C 正 反 反 用计算机产生 之间的随机数 当出
( ), ( )= ( ) ( ), ),( , )}, (2) 1~2 ,
即A B C三个事件两两独立 但P ABC 向一个目标射击两次的样本空间 Ω 现随机数为 时表示硬币正面朝上 当出现
, , , ( )≠ E2: = 1 ,
P A P B P C . 中 不中 中 中 不中 中 不中 随机数为 时表示硬币反面朝上 然后产生
( ) ( ) ( ) {( , ),( , ),( , ),( , 2 ,
3.解析 甲 乙两地都降雨的概率为 . 不中 个数字 计算事件A发生的频率.
(1) 、 02× )}, 80 ,
. . . 从包含 个红球 个黄球的袋子中依次 2.解析 不可能事件.它的概率为 .
03=006 E3: 2 、3 (1) 0
甲 乙两地都不降雨的概率为 . 任意摸出两球的样本空间 Ω 红 红
(2) 、 (1-02)× ={( 1, 随机事件.它的概率为 4 .
. . . . . 红 黄 红 黄 红 黄 (2)
(1-03)=08×07=056 2),( 1, 1),( 1, 2),( 1, 3), 9
解法一 至少一个地方降雨的概率为 . 红 红 红 黄 红 黄 红 必然事件.它的概率为 .
(3) : 02 ( 2, 1),( 2, 1),( 2, 2),( (3) 1
. . . . . . . 黄 黄 红 黄 红 黄 黄 略.
×03+(1-02)×03+02×(1-03)=044 2, 3),( 1, 1),( 1, 2),( 1, (4)
解法二 由 知 甲 乙两地都不降雨的概 黄 黄 黄 红 黄 红
: (2) , 、 2),( 1, 3),( 2, 1),( 2, 2), 3.解析 P 6 1 .
率为 . 黄 黄 黄 黄 黄 红 黄 (1) = =
056, ( 2, 1),( 2, 3),( 3, 1),( 36 6
2 70
教材习题答案
略. 略. 综合运用
(2) (2)
相差不大.因为概率是稳定值 而频率随 差别不大.差别不大.因为在两种摸球方
(3) , (3) 5.解析 6 4 4 3 2 .
着试验次数增多越来越接近于概率. 式下 事件A A A 的概率相等 所以其频 (1) × + × =
, 1, 2, 3 , 10 9 10 9 5
◆习题10.3 率的差别也不大.
6 5 4 3 7 .
复习巩固 复习参考题10 (2) 10 × 9 + 10 × 9 = 15
1.解析 (1)0 . 1 复 .解 习 析 巩固 试验的样本空间Ω 蓝球 蓝 (3) n + 4 4 ×n + 3 3 = 6 1 , 整理得n2 +7 n -60=0,
(2) 1 . 球 蓝 (1 球 ) 红球 蓝球 绿球 ={( 红球 , 蓝 解得n =5 或n =-12( 舍去 ) .
5 ),( , ),( , ),( ,
2. ( 解 3 析 )1 . . . 球 球 ),( 红 绿 球 球 , 红 红 球 球 ),( 红 绿 球 球 , 绿 绿 球 球 ),( . 绿球 , 蓝 6.解析 (1) 6 6 × × 5 6 = 6 5 .
021 ),( , ),( , )}
3.解析 略. 红球 蓝球 红球 红球 红球 绿 6 1 .
(1) (2){( , ),( , ),( , (2) =
比较接近.存在差异的原因是频率是个 球 . 6×6 6
(2) )} 7.解析 样本空间Ω a a a b a b
波动值 , 跟每次试验的结果有关. (3){( 蓝球 , 蓝球 ),( 红球 , 红球 ),( 绿球 , 绿 a c a ( c 1) a b a b a = c { a 1 c 2, b 1 b 1, b 1 c 2,
4.解析 球 )} . b 1 c 1, b 1 c 2, b c 2 1 c , c 2 2, 共 2 有 1, 2 个 2 样 , 本 1 2 点 , . 1 1,
父母血型的基因 子女血型的概率 2.答案 1 2 1 1 2, 2 1, 2 2, 1 2}, 15
(1)4; ; ; P A 3 4 .
类型组合 6 3 3 (2)① ( )=1- =
O A B AB 解析 (1) n ( AB )= n ( A )+ n ( B )- n ( A ∪ B ) 15 5
. P B 3 1 .
1 1 1 1 =12+8-16=4 ② ( )= =
ai×bi 15 5
4 4 4 4 P AB 4 1 .
( )= = P C 6 2 .
24 6 ③ ( )= =
1 1 解法一 P A B P A P B P AB 15 5
ai×bb O O : ( ∪ )= ( )+ ( )- ( )=
2 2 P D 6 2 .
12 8 4 2 . ④ ( )= =
+ - = 15 5
aa×bi O 1 2 O 1 2 解 24 法二 24 P 24 A B 3 16 2 . 拓 故 广探 B ⊆ 索 C ⊆ A , D ⊆ A , 且C ∪ D = A.
: ( ∪ )= =
aa×bb O O O 1 24 3 8.解析 样本点从上到下依次为Y NY
(1) , ,
综合运用 P AB P A B 2 1 . NNY NNN 样本空间 Ω Y NY NNY
( )=1- ( ∪ )=1- = , , = { , , ,
5.解析 正确.举例略. 3 3 NNN .
事件A与B不互斥.事件A与B相互独 }
(2) 李明第二次答题通过面试的概率为 .
6.解析 放回摸球 P A 2 立. (2) 04×
(1) : ( 1)= , . . .
5 06=024
P A 6 4 4 4 2 3.解析 (1) 276 =0 . 552 . (3) 李明最终通过面试的概率为 1-0 . 4×0 . 4
( 2)= × + × = , 500 . . .
10 10 10 10 5 ×04=0936
P A 6 6 4 6 4 4 4 6 (2) 144 =0 . 288 . 9.解析 如果摸到的是红球 , 则选择的是 1 号
( 3)= × × + × × + × 500 盒子.理由如下
10 10 10 10 10 10 10 10 :
80 . .
× 4 + 4 × 4 × 4 = 2 . (3) 500 =016 选择 1 号盒子摸到的是红球的概率为 1 ×
10 10 10 10 5 4.解析 50+20+10 8 . 2
不放回摸球 : P ( A 1)= 2 , (1) 130 = 13 95 =0 . 475; 选择 2 号盒子摸到的是红球的
5 33+12 45 9 . 100
P ( A 2)= 6 × 4 + 4 × 3 = 2 , (2) 130 = 130 = 26 概率为 1 × 5 =0 . 025 .所以如果摸到的是
10 9 10 9 5 2 100
P ( A 3)= 6 × 5 × 4 + 6 × 4 × 3 + 4 × 6 (3) 1 3 3 5 0 = 2 7 6 . 红球 , 则选择的是 1 号盒子.
10 9 8 10 9 8 10 9
3 4 3 2 2 .
× + × × =
8 10 9 8 5
2 71